JP2008088012A - ガラス基板割断方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ガラス基板を割断するときに割断端面を傷つけることなく、カレットの発生を防止するガラス基板割断方法およびその装置を提供することを目的とする。
【解決手段】ディスプレイパネル用ガラス基板を割断するガラス基板割断装置４０であって、ガラス基板４１の一方の面にスクライブ線４６を形成するカッター４３と、ガラス基板４１の他方の面のスクライブ線４６からずれた位置をスクライブ線４６が形成された面の方向に押圧する押圧部材４４ａ、４４ｂを設けた押圧部である押しバー４４とを備えた構成とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、ガラス基板割断装置に関し、特にディスプレイパネル用のガラス基板割断方法およびその装置に関する。

プラズマディスプレイパネル（以下、「ＰＤＰ」と記す）、液晶パネル等のディスプレイパネルは、ガラス基板上に多数の工程を経たデバイスが形成されている。このディスプレイパネルの生産効率を向上させるには、大きなガラス基板に複数画面分のデバイスを一度に形成した後、各単位画面分に分割する多面取り工法が必須である。このような多面取り工法ではガラス基板の割断を行う必要があるが、ガラス基板の割断は、分割線を入れた後、分割線に沿って衝撃や曲げ応力を加えることによって行われている。

例えば特許文献１には、分割線を入れると同時に割断する方法が示されている。図８は特許文献１のガラス基板の割断方法を示す図で、定盤２ａ、２ｂに水平に設置したガラス基板１の下側の面にスクライブカッター３で分割線を入れるとともに、上側の面に押え刃４にて応力Ｐを負荷させブレーク線１１を入れて割断している。この方法によれば、ガラス基板１をスクライブと同時に割断するので、生産タクトも向上するとしている。
特開２００４−２６５３９号公報

しかしながら特許文献１の方法では、押え刃４をブレーク線１１に沿って押し下げて割断するため、押え刃４が割断端面を傷つけガラス基板１の割れや、カレットと呼ばれるガラス破砕片を発生させる場合がある。特にカレットが発生すると、気密箇所のリーク原因となったり、ガラス基板１を搬送する搬送ローラー等に付着することでガラス基板１を傷つけ製品不良の原因となる。

本発明は、このような上記の課題を解決して、ガラス基板を割断するときに割断端面を傷つけることなく、カレットの発生を防止するガラス基板割断方法およびその装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明は、ガラス基板を割断するガラス基板割断方法であって、ガラス基板の一方の面にカッターによりスクライブ線を形成する際に、ガラス基板の他方の面のスクライブ線からずれた位置をスクライブ線を形成する面の方向に押圧することを特徴とする。

このようなガラス基板割断方法とすると、ガラス基板のスクライブ線を形成する面に引張応力がかかりガラス基板の割断がしやすくなるとともに、スクライブ線から生じる割断端面を傷つけることなく、カレットの発生を防止できる。

また、本発明は、ディスプレイパネル用ガラス基板を割断するガラス基板割断装置であって、ガラス基板の一方の面にスクライブ線を形成するカッターと、ガラス基板の他方の面のスクライブ線からずれた位置をスクライブ線が形成された面の方向に押圧する押圧部とを備えた構成とする。

このような構成とすることにより、押圧部がスクライブ線からずれた位置を押圧し、押圧部がスクライブ線から生じる割断端面に接触することなくガラス基板を割断できるため、割断端面を傷つけることなく、カレットの発生を防止できる。

また本発明のガラス基板割断装置の押圧部が、スクライブ線を跨いで押圧する押圧部材を備えるようにしてもよい。

このように押圧部がスクライブ線を跨ぐ押圧部材を備えているため、押圧部を押し下げても押圧部材が割断端面に接触することがない。

また本発明のガラス基板割断装置は、スクライブ線を挟んだ両側のガラス基板を支持固定する支持部を備え、支持部により支持固定されたガラス基板を移動させる移動機構部を備えた構成としてもよい。

このようなガラス基板の移動機構部を備えると、割断時にガラス基板をさせることができるので、より容易にガラス基板を割断することができる。

また本発明のガラス基板割断装置の支持部の移動機構部は、スクライブ線を挟んでそれぞれ支持固定された両側のガラス基板に、スクライブ線が形成された領域に引張応力を付加する動作を付与するようにしてもよい。

このようにスクライブ線が形成された領域に引張応力を付加する動作を付加するので、スクライブ線からガラス基板をより確実に割断することができる。

本発明のガラス基板割断装置によれば、ガラス基板のスクライブ線からずれた位置を押圧部が押圧しながら割断するため、割断端面に押圧部が接触することがなく、割断端面を傷つけずカレットの発生を防止できる。

本発明の実施の形態では、ディスプレイパネルのうちのＰＤＰのガラス基板割断方法およびその装置について、図面を用いて説明する。

（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態のガラス基板割断装置で割断されるガラス基板に作製されるＰＤＰの構造を示す分解斜視図である。図１において、ＰＤＰの表示面側となる前面板２０は、ガラス製の前面基板２１上に以下に示すデバイスを積層形成して構成されている。すなわち、前面基板２１上に対をなして表示電極２２になる走査電極２３と、維持電極２４とが互いに平行に複数形成されている。そして、走査電極２３と維持電極２４とを覆うように誘電体層２５が形成され、さらに誘電体層２５の上に保護層２６が形成されている。ここで、走査電極２３および維持電極２４は、幅の広い透明電極と幅の狭いバス電極とからなり、バス電極は、例えば透明電極上に形成された暗色層と、その暗色層の上に形成された導電層とからなる２層構造とすることができる。

一方、前面板２０と対向する背面板３０は、ガラス製の背面基板３１上に以下に示すデバイスを形成して構成されている。すなわち、背面基板３１上にデータ電極３２が互いに平行に複数形成され、データ電極３２を覆うように下地誘電体層３３が形成されている。さらに、下地誘電体層３３上にデータ電極３２と平行に隔壁３４が複数形成され、下地誘電体層３３の表面と隔壁３４の側面とに蛍光体層３５が形成されている。なお、隔壁３４は図１に示すように、データ電極３２に垂直な部分を加えて井桁状に形成してもよい。

前面板２０に形成された走査電極２３および維持電極２４と、背面板３０に形成されたデータ電極３２とが互いに直交するように対向配置され、走査電極２３および維持電極２４とデータ電極３２とが交差する部分に放電セルが形成されるようにして組み立てられる。そして、各デバイスが形成された前面板２０と背面板３０とは、周辺部においてそれぞれ低融点ガラスフリット（封着部材）によって封着されている。さらに、前面板２０と背面板３０との間に形成された放電空間には、例えばネオン（Ｎｅ）、キセノン（Ｘｅ）等の希ガスを含む放電ガスが封入されて、ＰＤＰのパネルが完成する。

このような構成のＰＤＰにおいては、走査電極２３に走査パルスを印加し、同時にデータ電極３２に書き込みパルスを印加して、データ電極３２と走査電極２３との間でアドレス放電を行うことにより放電セルが選択される。その後、走査電極２３と維持電極２４との間に交互に反転する周期的な維持パルスを印加し、走査電極２３と維持電極２４との間で維持放電を行う。この維持放電によって蛍光体層３５が励起発光し、映像、画像等の情報の表示を行うことができる。

次に、ＰＤＰの製造方法について簡単に説明する。前面板２０については、まず、前面基板２１上に、例えばスパッタリング法により酸化インジウム錫（ＩＴＯ）薄膜を形成した後、エッチングによりパターニングしてストライプ状の透明電極を形成する。その後、透明電極を覆うようにバス電極となる感光性材料を、例えば厚膜印刷法により塗布し、バス電極材料層を形成する。次に、フォトリソグラフィ法を用いてバス電極材料層をパターニングした後、焼成して、透明電極とバス電極とからなる走査電極２３、維持電極２４を形成し、対をなす表示電極２２が構成される。

そして、走査電極２３および維持電極２４を覆うように、例えばダイコート法等を用いてガラスペーストを塗布した後、焼成して誘電体層２５を形成する。その後、例えば真空蒸着法等の成膜プロセスにより、誘電体層２５上に酸化マグネシウム（ＭｇＯ）からなる保護層２６を形成する。次に、保護層２６の表面を平滑化する平滑化処理の工程を行い、その後、前面基板２１を所定の温度で焼成して保護層２６の熱処理を行って、前面板２０が製造される。

背面板３０は、背面基板３１上に、例えば感光性銀（Ａｇ）ペーストのような材料を用いてスクリーン印刷法等により感光性材料層を形成し、フォトリソグラフィ法等を用いて感光性材料層をパターニングし、さらに焼成工程を経てデータ電極３２が形成される。次に、データ電極３２を覆うようにガラスペーストを、例えば厚膜印刷法等で塗布し、焼成することによって下地誘電体層３３を形成する。その後、下地誘電体層３３上に隔壁３４を形成する。隔壁３４は、酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）等の骨材とガラスフリットとを主剤とする感光性ペーストを、ダイコート法や厚膜印刷法等を用いて成膜し、フォトリソグラフィ法によりパターニングした後に、炉内において所定の温度で焼成することにより形成する。そして、隣り合う隔壁３４間の溝に、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）に発光する蛍光体層３５を形成して、背面板３０が製造される。

次に、背面板３０の周辺部に低融点ガラスフリットを塗布して乾燥させる。その後、この背面板３０と前面板２０とを対向配置して組み立て、炉内で所定の温度プロファイルで加熱処理を行うことにより、低融点ガラスフリットを溶融固化し、前面板２０と背面板３０とを封着する。そして、前面基板２１と背面基板３１との間の放電空間を高真空に排気し、放電空間に放電ガスを封入し、封じ切ることにより、ＰＤＰのパネルの製造工程が終わる。

このような前面板２０および背面板３０は、生産効率の向上のために１枚のガラス基板に複数形成され、それらを単位面に割断してＰＤＰとしている。なお、単位面に割断する工程は、前面板２０と背面板３０とを貼り合わせる前であってもよいし、貼り合わせた後でもよい。本発明の第１の実施の形態では、前面板２０と背面板３０とを貼り合わせる前に、それぞれのガラス基板を割断する場合を説明する。

図２は、本発明の第１の実施の形態のガラス基板割断装置の正面図である。ガラス基板割断装置４０は、前面基板２１または背面基板３１であるガラス基板４１を支持する支持部である載置台４２と、スクライブ線４６を入れるカッター４３と、押圧部である押しバー４４とを備えている。

載置台４２は、ガラス基板４１を水平に支持固定する台で、図２に示すように紙面の左右方向に２個配置されている。また載置台４２には、吸引口４５が設けられ、吸引口４５からガラス基板４１を真空吸着して吸引固定する。

カッター４３は、ガラス基板４１の一方の面に割断するためのスクライブ線４６を形成するダイアモンドの刃を備えている。そしてカッター４３は、２個の載置台４２の間のほぼ中央に、ガラス基板４１を挟んで押しバー４４に対向する位置に配置されている。

押しバー４４は、ガラス基板４１の他方の面のスクライブ線４６からずれた位置を、ガラス基板４１の一方の面のスクライブ線４６が形成された面の方向に押圧する。押圧の機構としては、油圧シリンダーにより押しバー４４がガラス基板４１を押圧し、またガラス基板４１から離れるようにする。ここで、ガラス基板４１に押圧する際の押圧力を検知するようにすれば、より確実に割断を行える。そして、スクライブ線４６が入った面に大きな引張応力を生じさせて、ガラス基板４１を割断させやすくする。ここで押しバー４４は、スクライブ線４６からずれた位置、例えばスクライブ線４６の両側数ｍｍの位置のガラス基板４１を押圧する。そのため押しバー４４は、スクライブ線４６を跨いで押圧する押圧部材４４ａ、４４ｂを備えている。

また、ガラス基板４１には、ガラス基板４１が前面基板２１であると誘電体層２５等のデバイス４７が、背面基板３１であると隔壁３４等のデバイス４７が形成されている。ここで、押しバー４４はデバイス４７が形成されているガラス基板４１の面を押圧する。

次に、ガラス基板割断装置４０でガラス基板４１を割断する割断方法を、図３を用いて説明する。図３は、本発明の第１の実施の形態の割断方法の手順を説明するガラス基板割断装置の正面図で、図３（ａ）は、押圧しながらガラス基板に分割線を入れる状態を説明する図である。

ガラス基板４１は、載置台４２の上に位置合わせして載置され、吸引口４５から真空吸着されて固定されている。そして、ガラス基板４１は押圧部材４４ａ、４４ｂを備えた押しバー４４で押圧されながら、カッター４３が紙面に鉛直の方向に移動してスクライブ線４６が入れられる。この時、押圧部材４４ａ、４４ｂは、スクライブ線４６から数ｍｍ離れた位置を押圧している。このとき押しバー４４は、ガラス基板４１に負荷をかけすぎて割れない程度に押圧し、スクライブ線４６を入れる面に引張応力をかける。このようにスクライブ線４６を入れる面に引張応力をかけることで、より割断しやすくするためである。

図３（ｂ）は、押圧してガラス基板を割断している状態を示す図である。カッター４３を下方に移動させるとともに、押しバー４４でガラス基板４１をさらに押圧する。これにより、ガラス基板４１のスクライブ線４６が入れられている面に、さらに引張応力がかけられ、スクライブ線４６からの割断が進行する。このように押しバー４４が、スクライブ線４６からずれた位置を押圧しながらガラス基板４１は、割断される。

図３（ｃ）は、ガラス基板の割断が完了した状態を示す図である。ガラス基板４１が割断されるとともに、押しバー４４がガラス基板４１の上方に移動し、割断が完了する。

このように押しバー４４が、スクライブ線４６からずれた位置を押圧しながらガラス基板４１を割断するため、押しバー４４がスクライブ線４６から生じる割断端面に接触することはない。そのため、割断端面を傷つけることがないので、その傷からガラス基板４１が割れることはなく、カレットを発生させることもなくなる。

また図２、図３では、押しバー４４の形状として押圧部分だけが押圧部材４４ａ、４４ｂに分離した例を示したが、２個の独立した押圧部材で、それぞれスクライブ線４６からずれた位置を押圧するようにしてもよい。

図４は、本発明の第１の実施の形態の異なるガラス基板割断装置の正面図である。図２のガラス基板割断装置４０では、押圧部材４４ａ、４４ｂを備えた押しバー４４であったが、図４のガラス基板割断装置５０では、押しバー５１が２個の独立した押圧部材５２、５３を備えている点のみが異なっている。そして押圧部材５２、５３は、スクライブ線４６を跨いでスクライブ線４６からずれた位置を押圧するように配置されている。

このような２個の独立した押圧部材５２、５３を備えたガラス基板割断装置５０とすると、大判のガラス基板４１の端部を割断する場合等のスクライブ線４６を挟んでのガラス基板４１の質量が大きく異なる場合も容易に対応できる。すなわち、スクライブ線４６を挟んで質量の大きな一方の側と、質量の小さな他方の側とがあれば、一方の側には他方の側より大きな押圧力をかけることでより割断がスムーズに行われる。

また図５は、本発明の第１の実施の形態のさらに異なるガラス基板割断装置の正面図である。図５のガラス基板割断装置６０では、図４のガラス基板割断装置５０と比べて押圧部材が異なるだけである。すなわち、ガラス基板割断装置５０では押しバー５１の押圧部材５２、５３は、スクライブ線４６を跨いでスクライブ線４６からずれた位置を押圧するように配置されていたが、ガラス基板割断装置６０では押しバー６１の押圧部材６２のみである。ここで、押圧部材６２はスクライブ線４６からずれた位置を押圧するように配置されている。

ガラス基板４１の厚みが薄い場合は、このような押しバー６１のみを備えたガラス基板割断装置６０であっても、割断は問題なく行え、装置の構成をより簡単にすることができる。また図４、図５のような独立した押圧部材５２、５３を備えた押しバー５１、および押圧部材６２を備えた押しバー６１とすると、ガラス基板４１の厚みが変わって押圧部材の押圧位置を変える場合も簡単に対応できる。

（第２の実施の形態）
図６は、本発明の第２の実施の形態のガラス基板割断装置の正面図である。図２の本発明の第１の実施の形態のガラス基板割断装置４０と異なる点は、載置台４２の構成である。すなわち、図６に示すように本発明の第２の実施の形態のガラス基板割断装置７０の載置台７１は、ガラス基板４１を移動させる移動機構部としてスライド機構７２を備えている。

図６（ａ）は、ガラス基板４１がスクライブ線４６からスクライブを始めた状態を示す図で、ガラス基板４１が載置台７１の吸引口４５で吸着され、押しバー４４から押圧されている。また図６（ｂ）は、ガラス基板４１のスクライブの進行とともにスライド機構７２により載置台７１を、互いの載置台７１が離れるようにスライドさせている状態を示す図である。

ここでスライド機構としては、バネを用いてもよいし、油圧シリンダーを用いてもよい。

このようなスライド機構７２を備えた載置台７１とすると、ガラス基板４１のスクライブ線４６が形成された領域に引張応力を付加する動作を付与することになり、ガラス基板４１の割断を容易にすることができる。

図７は、本発明の第２の実施の形態の異なるガラス基板割断装置の正面図である。図７に示すように本発明の第２の実施の形態の異なるガラス基板割断装置８０の載置台８１は、ガラス基板４１を移動させる移動機構部として回転機構８２を備えている。

図７（ａ）は、ガラス基板４１がスクライブ線４６からスクライブを始めた状態を示す図で、ガラス基板４１が載置台８１の吸引口４５で吸着され、押しバー４４から押圧されている。また図７（ｂ）は、ガラス基板４１のスクライブの進行とともに回転機構８２により載置台８１を、回転させている状態を示す図である。このとき載置台８１は、図７（ａ）のスクライブ線４６の形成された領域に、引張応力を付加する動作をとるようにする。

ここで回転機構８２としては、油圧シリンダーを用い、それぞれの載置台８１のスクライブ線４６から離れた側を跳ね上げるようにすればよい。

このような回転機構８２を備えた載置台８１としても、ガラス基板４１のスクライブ線４６が形成された領域に引張応力を付加する動作を付与することになり、ガラス基板４１の割断を容易にすることができる。

なお、上述の説明においては、ＰＤＰ用のガラス基板を割断する場合を例に挙げて説明したが、本発明の実施の形態のガラス基板割断装置はＰＤＰだけでなく、液晶（ＬＣＤ）表示装置、ＥＬ表示装置、ＦＥＤ表示装置、ＳＥＤ表示装置等の各種の表示装置用のガラス基板の割断に適用できる。

本発明にかかるガラス基板割断装置は、割断時にガラス基板の割れやカレットを発生させることがないため、ガラス基板を用いるＰＤＰ、液晶、ＥＬ等の表示装置のガラス基板割断装置に有用である。

本発明の第１の実施の形態のガラス基板割断装置で割断されるガラス基板に作製されるＰＤＰの構造を示す分解斜視図 同ガラス基板割断装置の正面図 （ａ）同ガラス基板割断装置の正面図で押圧しながらガラス基板に分割線を入れる状態を説明する図（ｂ）押圧してガラス基板を割断している状態を示す図（ｃ）ガラス基板の割断が完了した状態を示す図 本発明の第１の実施の形態の異なるガラス基板割断装置の正面図 本発明の第１の実施の形態のさらに異なるガラス基板割断装置の正面図 （ａ）本発明の第２の実施の形態のガラス基板割断装置の正面図でガラス基板がスクライブ線からスクライブを始めた状態を示す図（ｂ）ガラス基板のスクライブの進行とともにスライド機構により載置台を互いの載置台が離れるようにスライドさせている状態を示す図 （ａ）本発明の第２の実施の形態の異なるガラス基板割断装置の正面図でガラス基板がスクライブ線からスクライブを始めた状態を示す図（ｂ）ガラス基板のスクライブの進行とともに回転機構により載置台を回転させている状態を示す図 従来のガラス基板の割断方法を示す図

符号の説明

１，４１ ガラス基板
２ａ，２ｂ 定盤
３ スクライブカッター
４ 押え刃
１１ ブレーク線
２０ 前面板
２１ 前面基板
２２ 表示電極
２３ 走査電極
２４ 維持電極
２５ 誘電体層
２６ 保護層
３０ 背面板
３１ 背面基板
３２ データ電極
３３ 下地誘電体層
３４ 隔壁
３５ 蛍光体層
４０，５０，６０，７０，８０ ガラス基板割断装置
４２，７１，８１ 載置台
４３ カッター
４４，５１，６１ 押しバー
４４ａ，４４ｂ，５２，５３，６２ 押圧部材
４５ 吸引口
４６ スクライブ線
４７ デバイス
７２ スライド機構
８２ 回転機構

Claims (5)

1. ガラス基板を割断するガラス基板割断方法であって、前記ガラス基板の一方の面にカッターによりスクライブ線を形成する際に、前記ガラス基板の他方の面の前記スクライブ線からずれた位置を前記スクライブ線を形成する面の方向に押圧することを特徴とするガラス基板割断方法。
2. ガラス基板を割断するガラス基板割断装置であって、前記ガラス基板の一方の面にスクライブ線を形成するカッターと、前記ガラス基板の他方の面の前記スクライブ線からずれた位置を前記スクライブ線が形成された面の方向に押圧する押圧部とを備えたガラス基板割断装置。
3. 前記押圧部が前記スクライブ線を跨いで押圧する押圧部材を備えたことを特徴とする請求項２に記載のガラス基板割断装置。
4. 前記スクライブ線を挟んだ両側の前記ガラス基板を支持固定する支持部を備え、前記支持部により支持固定された前記ガラス基板を移動させる移動機構部を備えたことを特徴とする請求項２に記載のガラス基板割断装置。
5. 前記移動機構部は前記スクライブ線を挟んでそれぞれ支持固定された両側のガラス基板に、前記スクライブ線が形成された領域に引張応力を付加する動作を付与することを特徴とする請求項４に記載のガラス基板割断装置。

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