JP2017119364A - スクライブ装置およびスクライブ方法 - Google Patents

Abstract

【課題】予め設定された基準直線に対するスクライブラインのズレを抑制することが可能なスクライブ装置およびスクライブ方法を提供する。【解決手段】基板表面にスクライブラインを形成するためのスクライビングホイール４１が下端に装着されたスクライブヘッド１０と、スクライブラインを形成するために設定された基準直線に平行にスクライブヘッドを移動させる移動機構と、を備える。スクライビングホイール４１は、スクライブヘッド１０の下部に回転可能に支持された回転部１２に装着される。回転部１２の回転軸Ｒａが、基板Ｆの表面に垂直な方向に対してスクライブヘッド１０の進行方向前側に傾いている。【選択図】図４

Description

本発明は、基板にスクライブラインを形成するためのスクライブ装置およびスクライブ方法に関する。

従来、ガラス基板等の脆性材料基板の分断は、基板表面にスクライブラインを形成するスクライブ工程と、形成されたスクライブラインに沿って基板表面に所定の力を付加するブレイク工程とによって行われる。スクライブ工程では、スクライビングホイールの刃先が、基板表面に押し付けられながら、所定のラインに沿って移動される。スクライブラインの形成には、スクライブヘッドを備えたスクライブ装置が用いられる。

以下の特許文献１には、ローラ刃の振動の方向を、ガラス板の表面に垂直な方向に対して、ローラ刃の進行方向の後側に傾けた構成のスクライブ装置が記載されている。特許文献１には、この構成が、スクライブ溝を深くするのに有効であると記載されている。

特開２００３−２６７５号公報

スクライブ装置では、予め設定された直線（以下、「基準直線」という）に対してスクライブラインがずれないことが好ましい。たとえば、液晶パネルでは、液晶をシールするシール材の外側に残るいわゆる額縁領域を極力削減したいとの要請がある。特に、モバイル用の液晶パネルでは、額縁領域を極限まで狭くすることが主流になりつつあり、たとえば、シール材の直上位置をシール材に沿ってスクライブすることが行われる。この場合、予め設定された基準直線に対してスクライブラインがずれると、スクライブラインがシール材の位置から外れ、液晶パネルを適正に切り出すことができなくなってしまう。

かかる課題に鑑み、本発明は、予め設定された基準直線に対するスクライブラインのズレを抑制することが可能なスクライブ装置およびスクライブ方法を提供することを目的とする。

本発明の第１の態様は、スクライブ装置に関する。この態様に係るスクライブ装置は、基板表面にスクライブラインを形成するためのスクライビングホイールが下端に装着されたスクライブヘッドと、前記スクライブラインを形成するために設定された基準直線に平行に前記スクライブヘッドを移動させる移動機構と、を備える。前記スクライビングホイールは、前記スクライブヘッドの下部に回転可能に支持された回転部に装着され、前記回転部の回転軸が、前記基板表面に垂直な方向に対して前記スクライブヘッドの進行方向前側に傾いている。

本態様に係るスクライブ装置によれば、以下の実施形態で検証するように、予め設定された基準直線に対するスクライブラインのズレを抑制することができる。

本態様に係るスクライブ装置において、たとえば、前記スクライブヘッドは、前記スクライビングホイールを前記基板表面に押し付けるための荷重を付与するために前記回転部を駆動する駆動部を備え、前記駆動部が前記回転部を駆動する方向が前記回転軸に平行となるよう構成され得る。この場合、前記回転部の回転軸が前記基板表面に垂直な方向に対して前記スクライブヘッドの進行方向前側に傾くように、前記スクライブヘッドが、前記基板表面に垂直な方向に対して前記スクライブヘッドの進行方向前側に傾いた状態で、前記移動機構に設置される。このように、スクライブヘッドを傾けて移動機構に設置することにより、スクライブヘッドの構成を大きく変更することなく、基準直線に対するスクライブラインのずれを抑制することができる。

この構成の他、前記スクライブヘッドは、たとえば、前記スクライビングホイールを前記基板表面に押し付けるための荷重を付与するために前記回転部を駆動する駆動部を備え、前記駆動部が前記回転部を駆動する方向が前記基板表面に垂直となるよう構成され得る。この場合、前記回転部の回転軸が前記基板表面に垂直な方向に対して前記スクライブヘッドの進行方向前側に傾くように、前記回転部が前記スクライブヘッドに設置される。この構成によっても、基準直線に対するスクライブラインのずれを抑制できる。

本態様に係るスクライブ装置において、前記基板表面に対する前記回転軸の角度は、８２度以上９０度未満であることが好ましい。こうすると、以下の実施形態で検証するように、基準直線に対するスクライブラインのずれを効果的に抑制することができる。

また、前記基板表面に対する前記回転軸の角度は、８６度以上８９．５度以下であることがさらに好ましい。こうすると、以下の実施形態で検証するように、基準直線に対するスクライブラインのずれを一層効果的に高めることができる。

本発明の第１の態様は、回転可能に支持された回転部にスクライビングホイールが装着されたスクライブヘッドを用いて基板表面にスクライブラインを形成するスクライブ方法に関する。この態様に係るスクライブ方法は、前記回転部の回転軸が、前記基板表面に垂直な方向に対して前記スクライブヘッドの進行方向前側に傾くように、前記スクライブヘッドを直進させて、前記基板表面に前記スクライブラインを形成する。

本態様に係るスクライブ方法によれば、第１の態様と同様、予め設定された基準直線に対するスクライブラインのズレを抑制することができる。

以上のとおり、本発明によれば、予め設定された基準直線に対するスクライブラインのズレを抑制することが可能なスクライブ装置およびスクライブ方法を提供することができる。

本発明の効果ないし意義は、以下に示す実施の形態の説明により更に明らかとなろう。ただし、以下に示す実施の形態は、あくまでも、本発明を実施化する際の一つの例示であって、本発明は、以下の実施の形態に記載されたものに何ら制限されるものではない。

図１（ａ）は、実施形態１に係るスクライブ装置の構成を模式的に示す図である。図１（ｂ）は、実施形態１に係るスクライブヘッドの外観構成を示す斜視図である。 図２（ａ）、（ｂ）は、それぞれ、実施形態１に係るスクライブヘッドの構成を模式的に示す断面図である。 図３（ａ）、（ｂ）は、それぞれ、実施形態１に係る回転部に対するホルダの取り付け方法を模式的に示す図である。 図４（ａ）、（ｂ）は、それぞれ、比較例および実施形態１に係る移動部材に対するスクライブヘッドの設置状態を示す側面図である。 図５は、検証実験におけるスクライブラインのピッチの取得方法を説明する図である。 図６（ａ）〜（ｄ）は、それぞれ、スクライブヘッドの傾き角を変化させたときのスクライブラインのピッチの実験結果を示す図である。 図７（ａ）〜（ｄ）は、それぞれ、スクライブヘッドの傾き角を変化させたときのスクライブラインのピッチの実験結果を示す図である。 図８（ａ）は、実施形態１の変更例に係る移動部材に対するスクライブヘッドの設置状態を示す側面図である。図８（ｂ）は、当該変更例に係る回転部の設置状態を模式的に示す図である。 図９（ａ）、（ｂ）は、それぞれ、比較例および実施形態２に係る移動部材に対するスクライブヘッドの設置状態を示す側面図である。 図１０（ａ）は、実施形態２に係る回転部の構成を模式的に示す図である。図１０（ｂ）は、実施形態２の変更例に係る回転部の設置状態を模式的に示す図である。 図１１（ａ）〜（ｆ）は、それぞれ、スクライブヘッドの傾き角を変化させたときのスクライブラインのピッチの実験結果を示す図である。 図１２（ａ）、（ｂ）は、それぞれ、スクライブヘッドの傾き角を変化させたときのスクライブラインの形成状態を示す写真である。 図１３（ａ）、（ｂ）は、それぞれ、実施形態２および比較例に係るスクライブラインの形成状態の実験結果を示す写真である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、各図には、便宜上、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸が付記されている。Ｘ−Ｙ平面は水平面に平行で、Ｚ軸方向は鉛直方向である。

（１）実施形態１
図１（ａ）は、実施形態１に係るスクライブ装置１の構成を模式的に示す図である。図１（ａ）は、Ｙ軸正側からスクライブ装置１を見た側面図である。

図１（ａ）を参照して、スクライブ装置１は、スクライブヘッド１０と、移動機構２０と、支持機構３０と、を備える。スクライブヘッド１０は、支持機構３０に支持された基板Ｆにスクライブラインを形成する。移動機構２０は、スクライブヘッド１０をスクライブ方向（Ｘ軸正方向）に移動させる。支持機構３０は、上面に基板Ｆが載せられ、基板Ｆを支持する。また、支持機構３０は、支持した基板Ｆをスクライブラインの形成ピッチでＹ軸方向に送る。基板Ｆは、たとえば、液晶パネルのマザー基板である。

移動機構２０は、移動部材２１と、移送部２２と、支持部２３ａ、２３ｂと、駆動部２４とを備える。移動部材２１は、板状の部材からなり、スクライブヘッド１０を支持する。移送部２２は、移動部材２１をＸ軸方向に案内するレール等を備え、移動部材２１をＸ軸方向に移送する。支持部２３ａ、２３ｂは、移送部２２を支持する。駆動部２４は、移送部２２の駆動源であり、モータからなっている。

支持機構３０は、テーブル３１と、ガイドレール３２ａ、３２ｂと、駆動軸３３とを備える。テーブル３１は、上面に基板Ｆが載せられ、基板Ｆを支持する。ガイドレール３２ａ、３２ｂは、テーブル３１をＹ軸方向に移送する。駆動軸３３は、外周にギア溝を有する軸であり、テーブル３１に形成された孔のギア溝と噛み合っている。図示しないモータにより駆動軸３３が回転されることにより、テーブル３１がＹ軸方向に駆動される。

図１（ａ）に模式的に示すように、スクライブヘッド１０は、基板Ｆの表面に垂直な方向（Ｚ軸方向）に対してスクライブヘッド１０の進行方向（Ｘ軸正方向）前側に傾いた状態で、移動機構２０の移動部材２１に設置されている。これにより、後述するように、スクライブヘッド１０の回転部１２の回転軸Ｒａ（たとえば、図２（ａ）参照）が、基板Ｆの表面に垂直な方向（Ｚ軸方向）に対してスクライブヘッド１０の進行方向（Ｘ軸正方向）前側に傾いている。

図１（ｂ）は、実施形態１に係るスクライブヘッド１０の外観構成を示す斜視図である。

図１（ｂ）に示すように、スクライブヘッド１０は、駆動部１１と、回転部１２を備えている。駆動部１１は、空気を供給するためのジョイント１１１を備え、ジョイント１１１を介して空気圧が印加されることにより、回転部１２に下方向の荷重を付与する。回転部１２は、スクライブヘッド１０の下部に、スクライブヘッド１０の上下方向に平行な軸の周りに回転可能に、且つ、スクライブヘッド１０の上下方向に平行な方向に移動可能に設置されている。また、回転部１２は、下端にスクライビングホイール４１（たとえば、図２（ａ）参照）を支持する。

図２（ａ）、（ｂ）は、それぞれ、実施形態１に係るスクライブヘッド１０の構成を模式的に示す断面図である。図２（ａ）、（ｂ）には、図１（ｂ）のＡ−Ａ’線の位置で上下にスクライブヘッド１０を切断した断面図が示されている。

スクライブヘッド１０の駆動部１１は、図１（ｂ）に示すジョイント１１１の他、シリンダ１１２、支持部材１１３、昇降部材１１４、スライダー１１５、ベアリング１１６、中継部材１１７、ピストン１１８および押圧部材１１９を備えている。

シリンダ１１２は、内部に円柱状の空間１１２ａを備え、この空間１１２ａにピストン１１８が上下方向に移動可能に嵌っている。ピストン１１８の上側の空間１１２ａに、図１（ｂ）のジョイント１１１を介して空気が供給される。これにより、ピストン１１８が下方向に押し下げられる。シリンダ１１２は、支持部材１１３の上面に設置されている。

支持部材１１３は、側面が図１（ａ）の移動部材２１に固着される。支持部材１１３は、スライダー１１５を介して昇降部材１１４を上下方向に移動可能に支持する。昇降部材１１４は、図示しない付勢手段（コイルバネ等）によって、上方向に付勢されている。

昇降部材１１４は、ベアリング１１６を介して、回転部１２を回転可能に支持している。回転部１２は、円柱形状の部材からなっており、上面に軸部１２１が一体形成されている。回転部１２は、軸部１２１がベアリング１１６に装着されることによって、上下方向に平行な回転軸Ｒａの回りに回転可能に、昇降部材１１４に支持されている。回転部１２は、回転軸Ｒａについて軸対称な形状を有している。

回転部１２の下面には、上方に延びる円形の穴１２２が形成されている。この穴１２２の底に磁石１２３が装着されている。ホルダ４０が、穴１２２に嵌められる。ホルダ４０は、磁性体からなっており、穴１２２に嵌る円柱形状を有する。ホルダ４０は、下端にスクライビングホイール４１が回転可能に設置されている。ホルダ４０を穴１２２に嵌めることにより、ホルダ４０が磁石１２３に吸引されて回転部１２に装着される、
図３（ａ）、（ｂ）は、回転部１２に対するホルダ４０の取り付け方法を模式的に示す図である。図３（ａ）、（ｂ）では、回転部１２の内部が透視された状態が示されている。

図３（ａ）、（ｂ）に示すように、穴１２２の底に磁石１２３が設置され、さらに穴１２２の内部にピン１２４が設けられている。また、ホルダ４０は、外側面が切欠かれることにより傾斜面４０ａが形成されている。また、ホルダ４０の下端に、シャフト４０ｂにより、スクライビングホイール４１が回転可能に支持されている。ホルダ４０の下面には、前後方向に平行に溝が形成され、さらにこの溝を垂直に貫く孔が形成されている。スクライビングホイール４１は、シャフト４０ｂが挿入される孔を有する。スクライビングホイール４１をホルダ４０下面の溝に挿入した状態で、シャフト４０ｂをホルダ４０の孔とスクライビングホイール４１の孔に挿入することにより、スクライビングホイール４１が、回転可能にホルダ４０に装着される。

回転部１２にホルダ４０を取り付ける場合、ホルダ４０が穴１２２に挿入される。ホルダ４０の上端が磁石１２３に接近するとホルダ４０が磁石１２３に吸着される。このとき、ホルダ４０の傾斜面４０ａがピン１２４に当接し、ホルダ４０が正規の位置に位置決めされる。こうして、図３（ｂ）に示すように、ホルダ４０が回転部１２の下端に装着される。

図２（ａ）、（ｂ）に戻り、昇降部材１１４の上面には、ネジ状の中継部材１１７がネジ留めされている。また、ピストン１１８の下端に装着された押圧部材１１９が中継部材１１７の上面に当接している。支持部材１１３は、図１（ａ）の移動部材２１に固着される。

上記のように、昇降部材１１４は、図示しない付勢手段によって、上方向に付勢されている。したがって、図２（ａ）の状態では、この付勢により、昇降部材１１４の上面が支持部材１１３に押し付けられている。図２（ａ）の状態において、図１（ｂ）のジョイント１１１を介してシリンダ１１２の空間１１２ａに空気圧が印加されると、図２（ｂ）により、ピストン１１８が下方向に押し下げられる。これにより、押圧部材１１９と中継部材１１７を介して昇降部材１１４が下方向に押し下げられ、これに伴い、回転部１２が下方向に押し下げられる。こうして、スクライビングホイール４１が下方向に荷重され、スクライビングホイール４１が基板Ｆの表面に押し当てられる。

なお、図２（ａ）、（ｂ）には、空気圧でスクライビングホイール４１に荷重を付与する構成のスクライブヘッド１０を示したが、これに限らず、サーボモータによりスクライビングホイール４１に荷重を付与する構成のスクライブヘッド１０であってもよい。

なお、図２（ａ）、（ｂ）において、Ｒａは、上記のように回転部１２の回転軸である。Ｒｂは、シリンダ１１２およびピストン１１８の中心軸である。実施形態１では、回転軸Ｒａと中心軸Ｒｂが互いに平行で且つ一致している。したがって、駆動部１１が回転部１２を駆動する方向が、回転軸Ｒａに対して平行となっている。

図４（ａ）、（ｂ）は、それぞれ、比較例および実施形態１に係る移動部材２１に対するスクライブヘッド１０の設置状態を示す側面図である。

図４（ａ）に示すように、比較例では、回転部１２の回転軸Ｒａと駆動部１１の中心軸Ｒｂが、Ｚ軸に平行となっている。すなわち、比較例では、回転軸Ｒａと中心軸Ｒｂが基板Ｆの表面に対して垂直となるように、スクライブヘッド１０が移動部材２１に設置されている。

図４（ｂ）に示すように、実施形態１では、回転部１２の回転軸Ｒａと駆動部１１の中心軸Ｒｂが、Ｚ軸に平行な方向からＸ軸に近づく方向に傾いている。すなわち、実施形態１では、回転軸Ｒａと中心軸Ｒｂが、基板Ｆの表面に垂直な方向に対してスクライブヘッド１０の進行方向（スクライブ方向：Ｘ軸正方向）前側に傾いている。具体的には、図４（ｂ）の構成では、回転軸Ｒａと基板Ｆの表面とのなす角が、８８°となっている。実施形態１のスクライブヘッド１０と比較例のスクライブヘッド１０とは同じ構成であり、移動部材２１に対する設置状態のみが相違している。

なお、比較例および実施形態１では、何れも、スクライビングホイール４１の回転中心が、回転軸Ｒａおよび中心軸Ｒｂに対して、スクライブ方向と反対方向、すなわちＸ軸負方向に、偏芯量Δｄだけシフトしている。すなわち、回転部１２に対するホルダ４０の設置位置（穴１２２の位置）が、回転軸Ｒａに対して、スクライブ方向と反対方向に、偏芯量Δｄだけシフトしている。比較例および実施形態１の何れも、Ｙ軸方向において、スクライビングホイール４１と、回転軸Ｒａおよび中心軸Ｒｂとの間に位置ずれはない。

実施形態１では、図４（ｂ）のように、回転軸Ｒａを、基板Ｆの表面に垂直な方向に対してスクライブヘッド１０の進行方向（スクライブ方向：Ｘ軸正方向）前側に傾けることにより、スクライブ動作時におけるスクライビングホイール４１の直進性を高めることができる。これにより、実施形態１では、予め設定された基準直線に対するスクライブラインのズレを抑制できる。以下、この効果を検証した実験結果について説明する。

＜実験＞
本願発明者は、回転軸Ｒａと基板Ｆの表面とのなす角を種々変更して、スクライブラインの形成状態を検証した。実験では、基板Ｆに５０μｍピッチでスクライブラインを形成し、図５（ａ）に示すように、実際に形成されたスクライブラインのピッチＰを計測した。ピッチＰは、スクライブラインの計測位置Ｌｏにおい計測した。

実験は、円板の外周にＶ字状の刃先が形成されるとともに刃先の稜線に所定の間隔で溝を有する構造のスクライビングホイール４１、すなわち、三星ダイヤモンド工業株式会社製、ＡＰＩＯ（三星ダイヤモンド工業株式会社の登録商標）を用いて行った。スクライビングホイール４１の外径、厚さ、内径は、それぞれ、２ｍｍ、０．６５ｍｍ、０．８ｍｍであった。また、スクライビングホイール４１の刃先角度は１１５°であった。刃先の稜線に形成された溝のピッチおよび深さは、それぞれ、３１．４μｍ、３μｍであった。図４（ａ）に示す偏芯量Δｄは、０．５ｍｍであった。

図６（ａ）〜（ｄ）は、それぞれ、スクライブヘッド１０の傾き角（回転軸Ｒａと基板Ｆの表面とのなす角）を変化させたときのスクライブラインのピッチＰの計測結果を示す図（ヒストグラム）である。図６（ａ）〜（ｄ）の縦軸のスケールは同じである。

この実験において、駆動部１１によって付与されるスクライビングホイール４１の荷重は、２．７Ｎに設定した。図６（ａ）〜（ｄ）に付記された矢印は、適正なピッチＰの値である５０μｍを示している。また、図６（ａ）〜（ｄ）において、破線はピッチＰの分散を示しており、一点鎖線はピッチＰの平均値を示している。

図６（ｃ）に示すように、スクライブヘッド１０の傾き角（回転軸Ｒａと基板Ｆの表面とのなす角）を９０°に設定した場合、形成されたスクライブラインには、ピッチＰが適正値（５０μｍ）から大きく外れたものが多数存在した。したがって、この傾き角では、基準直線から大きく外れた状態でスクライブラインが形成されることが想定され得る。図６（ｃ）に示すように、スクライブヘッド１０の傾き角を９０°に設定した場合、適正値（５０μｍ）に対するピッチＰの最大ずれ量は２０μｍ程度であった。このため、少なくとも基準直線から２０μｍ程度ずれた状態でスクライブラインが形成されることが想定され得る。最大ずれ量のピッチＰを計測した隣り合う２つのスクライブラインの一方が、基準直線に対してずれている場合、他方のスクライブラインは、２０μｍをさらに上回る量で、基準直線からずれることが起こり得る。

図６（ｄ）に示すように、スクライブヘッド１０の傾き角（回転軸Ｒａと基板Ｆの表面とのなす角）を９０°を超える９２°に設定した場合、図６（ｃ）の場合と同様、形成されたスクライブラインには、ピッチＰが適正値（５０μｍ）から大きく外れたものが多数存在した。したがって、傾き角を９２°に設定した場合も、傾き角を９０°に設定した場合と同様、基準直線から大きく外れた状態で、スクライブラインが形成されることが想定され得る。

これに対し、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、スクライブヘッド１０の傾き角（回転軸Ｒａと基板Ｆの表面とのなす角）を９０°よりも小さい８６°および８８°に設定した場合、形成されたスクライブラインのピッチＰは適正値である５０μｍ付近に集まり、ピッチＰが適正値から大きく外れることが抑制された。傾き角を８６°に設定した場合、適正値に対するピッチＰのずれ量が４μｍまでに抑えられ、傾き角を８８°に設定した場合も、適正値に対するピッチＰのずれ量が５μｍまでに抑えられた。また、傾き角を８６°および８８°に設定した場合は、適正値よりも大きいピッチの度数と適正値よりも小さいピッチの度数との差が小さく、ピッチＰの平均値は適正値の近傍に収束した。特に、傾き角を８８°に設定した場合は、ピッチＰが適正値に対して増減方向に略均等に分散し、ピッチＰの平均値は適正値に略整合した。

このように、傾き角を８６°および８８°に設定した場合、ピッチＰが適正値付近に集まるため、基準直線から大きく外れてスクライブラインが形成されることがない。また、ピッチＰが、適正値に対して増減方向にバランス良く分散しているため、適正値に対するピッチＰのずれ量が隣接するスクライブライン間で累積されることが起こりにくい。したがって、それぞれのスクライブラインは、対応する基準直線に略整合するよう形成され得る。

以上の実験結果から、スクライブヘッド１０の傾き角を９０°未満に設定すること、すなわち、回転部１２の回転軸Ｒａを基板Ｆの表面に垂直な方向に対して前記スクライブヘッド１０の進行方向（スクライブ方向）前側に傾けることにより、基準直線に対するスクライブラインのずれを抑制できることを確認できた。特に、傾き角を８６°以上８８°以下に設定した場合は、基準直線に対するスクライブラインのずれを効果的に抑制できることを確認できた。

図７（ａ）〜（ｄ）は、それぞれ、スクライブヘッド１０の傾き角（回転軸Ｒａと基板Ｆの表面とのなす角）を変化させたときのスクライブラインのピッチＰの計測結果を示す図（ヒストグラム）である。

この実験において、駆動部１１によって付与されるスクライビングホイール４１の荷重は、５．５Ｎに設定した。すなわち、図６（ａ）〜（ｄ）に示した上記実験に比べて、スクライビングホイール４１の荷重を約２倍に高めた。図７（ａ）〜（ｄ）中の矢印は、適正なピッチＰの値である５０μｍを示している。また、図７（ａ）〜（ｄ）において、破線はピッチＰの分散を示しており、一点鎖線はピッチＰの平均値を示している。

図７（ｃ）に示すように、スクライブヘッド１０の傾き角（回転軸Ｒａと基板Ｆの表面とのなす角）を９０°に設定した場合、形成されたスクライブラインのピッチＰは適正値（５０μｍ）から大きく外れたものが存在した。したがって、この傾き角では、スクライブラインを形成しようとする基準直線から大きく外れた状態で、スクライブラインが形成されることが想定され得る。

また、図７（ｄ）に示すように、スクライブヘッド１０の傾き角（回転軸Ｒａと基板Ｆの表面とのなす角）を９０°を超える９２°に設定した場合は、形成されたスクライブラインのピッチＰが適正値（５０μｍ）から大きく外れることが抑制された。しかしながら、この傾き角では、形成されたスクライブラインのピッチＰが、何れも、適正値よりも大きくなっており、ピッチＰの偏りが見られた。このため、スクライブラインの形成工程においては、スクライブラインの形成対象を隣のスクライブラインへと切り替えるごとに、適正値に対するピッチＰの誤差が累積し、基準直線とスクライブラインとの間の位置ずれが大きくなっていく。したがって、この傾き角によっても、スクライブラインを形成しようとする基準直線から大きく外れた状態で、スクライブラインが形成されることが想定され得る。

これに対し、図７（ａ）、（ｂ）に示すように、スクライブヘッド１０の傾き角（回転軸Ｒａと基板Ｆの表面とのなす角）を９０°よりも小さい８６°および８８°に設定した場合、形成されたスクライブラインのピッチＰが適正値である５０μｍ付近に集まり、ピッチＰが適正値から大きく外れることが抑制された。また、これらの傾き角では、ピッチＰが適正値に対して増減方向に均等に分散したため、ピッチＰの平均値が適正値に略一致している。このため、図７（ｄ）の場合のように、スクライブラインの形成対象を隣接するスクライブラインへと切り替えるごとに、適正値に対するピッチの誤差が累積することが起こりにくい。

この実験結果からも、スクライブヘッド１０の傾き角を９０°未満に設定すること、すなわち、回転部１２の回転軸Ｒａを基板Ｆの表面に垂直な方向に対して前記スクライブヘッド１０の進行方向（スクライブ方向）前側に傾けることにより、基準直線に対するスクライブラインのずれを抑制できることを確認できた。特に、この実験結果からは、傾き角を８８°付近に設定した場合に、ピッチのずれ量を２μｍ未満に抑えることができ、基準直線に対するスクライブラインのずれを顕著に抑制できることを確認できた。

＜変更例＞
上記実施形態１では、スクライブヘッド１０全体を傾けることにより、回転部１２の回転軸Ｒａを基板Ｆの表面に垂直な方向に対してスクライブヘッド１０の進行方向前側に傾けたが、図８（ａ）に示すように、駆動部１１の中心軸Ｒｂが基板Ｆの表面に垂直となるようにスクライブヘッド１０を移動部材２１に設置し、回転軸Ｒａが基板Ｆの表面に垂直な方向に対してスクライブヘッド１０の進行方向前側に傾くように、回転部１２をスクライブヘッド１０に設置する構成としてもよい。

この場合、回転部１２は、たとえば、図８（ｂ）に示すようにして、昇降部材１１４に設置される。この構成では、昇降部材１１４の取付部１１４ａに回転部１２が設置される。取付部１１４ａは、たとえば、鍔状の部材からなっており、予め、水平方向から所定の角度だけ傾くように形成されている。取付部１１４ａは、必ずしも、鍔状の部材でなくてもよく、回転部１２の軸部１２１が鉛直方向から所定角度だけ傾くように回転部１２を昇降部材１１４に取り付けることができれば、他の構成であってもよい。回転部１２は、ベアリング１１６を介して取付部１１４ａに設置される。

この変更例の構成によっても、上記実施形態１と同様の効果が奏され得る。本願発明者は、この変更例の構成についても、上記実施形態１と同様の実験を行った。その結果、この構成によっても、上記実施形態１と同様、基準直線に対するスクライブラインのずれを抑制できることを確認できた。

（２）実施形態２
上記実施形態１では、回転部１２にホルダ４０を装着することにより、スクライビングホイール４１がスクライブヘッド１０に装着された。これに対し、実施形態２では、回転部１２に直接、スクライビングホイール４１が装着される。

図９（ａ）、（ｂ）は、それぞれ、比較例および実施形態２に係る移動部材２１に対するスクライブヘッド１０の設置状態を示す側面図である。

図９（ａ）、（ｂ）に示すように、スクライブヘッド１０の回転部１２に直接、スクライビングホイール４１が装着される。スクライビングホイール４１の孔に通された軸の両端を、回転部１２の内壁と支持板１２５とで支持することにより、スクライビングホイール４１が回転部１２に装着される。支持板１２５は、ネジ１２６により、回転部１２に固着される。スクライブヘッド１０のその他の構成は、実施形態１と同様である。

図９（ａ）に示すように、比較例では、回転部１２の回転軸Ｒａと駆動部１１の中心軸Ｒｂが、Ｚ軸に平行となっている。すなわち、比較例では、回転軸Ｒａと中心軸Ｒｂが基板Ｆの表面に対して垂直となるように、スクライブヘッド１０が移動部材２１に設置されている。

図９（ｂ）に示すように、実施形態２では、回転部１２の回転軸Ｒａと駆動部１１の中心軸Ｒｂが、Ｚ軸に平行な方向からＸ軸に近づく方向に傾いている。すなわち、実施形態２では、回転軸Ｒａと中心軸Ｒｂが、基板Ｆの表面に垂直な方向に対してスクライブヘッド１０の進行方向（スクライブ方向：Ｘ軸正方向）前側に傾いている。具体的には、図９（ｂ）の構成では、回転軸Ｒａと基板Ｆの表面とのなす角が、８８°となっている。実施形態２のスクライブヘッド１０と比較例のスクライブヘッド１０とは同じ構成であり、移動部材２１に対する設置状態のみが相違している。

なお、比較例および実施形態２では、何れも、スクライビングホイール４１の回転中心が、回転軸Ｒａおよび中心軸Ｒｂに対して、スクライブ方向と反対方向、すなわちＸ軸負方向に、偏芯量Δｄだけシフトしている。比較例および実施形態２の何れも、Ｙ軸方向において、スクライビングホイール４１と、回転軸Ｒａおよび中心軸Ｒｂとの間に位置ずれはない。

図１０（ａ）は、回転部１２の構成を模式的に示す側面図である。図１０（ａ）には、図９（ａ）に示すように回転部１２の回転軸ＲａがＺ軸に平行となるように回転部１２が配置された場合の状態が示されている。

図１０（ａ）に示すように、回転部１２の軸部１２１は、回転部１２の中心軸Ｒｃに対してＸ軸正方向に偏芯量Δｄだけシフトした位置に形成されている。スクライビングホイール４１は、回転中心が回転部１２の中心軸Ｒｃの位置に一致するように配置されている。これにより、スクライビングホイール４１の回転中心が、回転軸Ｒａおよび中心軸Ｒｂに対して、スクライブ方向、すなわちＸ軸負方向に、偏芯量Δｄだけシフトしている。

実施形態２では、図９（ｂ）のように、回転軸Ｒａを、基板Ｆの表面に垂直な方向に対してスクライブヘッド１０の進行方向（スクライブ方向：Ｘ軸正方向）前側に傾けることにより、スクライブ動作時におけるスクライビングホイール４１の直進性を高めることができる。これにより、実施形態２では、予め設定された基準直線に対するスクライブラインのズレを抑制できる。以下、この効果を検証した実験結果について説明する。

＜実験＞
本願発明者は、回転軸Ｒａと基板Ｆの表面とのなす角を種々変更して、スクライブラインの形成状態を検証した。実験では、基板Ｆに５０μｍピッチでスクライブラインを形成し、図５（ａ）に示すように、実際に形成されたスクライブラインのピッチＰを計測した。ピッチＰは、スクライブラインの計測位置Ｌｏにおいて計測した。

実験は、円板の外周にＶ字状の刃先が一様に形成された構造のスクライビングホイール４１を用いて行った。本実験では、刃先の稜線に溝が形成されていない構造のスクライビングホイール４１を用いた。スクライビングホイール４１の外径、厚さ、内径は、それぞれ、２．０ｍｍ、０．６５ｍｍ、０．８ｍｍであった。また、スクライビングホイール４１の刃先角度は１２０°であった。図４（ａ）に示す偏芯量Δｄは、２．５ｍｍであった。

図１１（ａ）〜（ｆ）は、それぞれ、スクライブヘッド１０の傾き角（回転軸Ｒａと基板Ｆの表面とのなす角）を変化させたときのスクライブラインのピッチＰの計測結果を示す図（ヒストグラム）である。図１１（ａ）〜（ｆ）の縦軸のスケールは同じである。

この実験において、駆動部１１によって付与されるスクライビングホイール４１の荷重は、５．５Ｎに設定した。図１１（ａ）〜（ｄ）に付記された矢印は、適正なピッチＰの値である５０μｍを示している。また、図１１（ａ）〜（ｄ）において、破線はピッチＰの分散を示しており、一点鎖線はピッチＰの平均値を示している。

図１１（ａ）に示すように、スクライブヘッド１０の傾き角（回転軸Ｒａと基板Ｆの表面とのなす角）を９０°に設定した場合（比較例）、形成されたスクライブラインのピッチＰの平均値は、適正値（５０μｍ）に略整合した。しかし、適正値（５０μｍ）付近におけるピッチＰの度数が少なく、適正値から離れたピッチＰの度数が多くなった。したがって、この傾き角では、基準直線から外れた状態でスクライブラインが形成され易い傾向が想定され得る。

これに対し、図１１（ｂ）〜（ｅ）に示すように、スクライブヘッド１０の傾き角（回転軸Ｒａと基板Ｆの表面とのなす角）を９０°よりも小さい８８°、８６°、８４°および８２°に設定した場合（実施形態２）、形成されたスクライブラインのピッチＰの平均値は、適正値（５０μｍ）に略整合した。また、形成されたスクライブラインのピッチＰは、傾き角が９０°の場合に比べて、適正値（５０μｍ）付近におけるピッチＰの度数が顕著に高まった。したがって、これらの傾き角では、基準直線からさほどずれることなくスクライブラインが形成され易いことが想定され得る。

なお、図１１（ｆ）に示すように、傾き角を８０°に設定した場合（実施形態２）は、傾き角が９０°である場合に比べて適正値（５０μｍ）付近におけるピッチＰの度数を高めることはできたものの、傾き角が８８°〜８２°の場合ほどまでは、適正値（５０μｍ）付近におけるピッチＰの度数が高まらなかった。

以上の実験結果から、スクライブヘッド１０の傾き角を９０°未満に設定すること、すなわち、回転部１２の回転軸Ｒａを基板Ｆの表面に垂直な方向に対して前記スクライブヘッド１０の進行方向（スクライブ方向）前側に傾けることにより、基準直線に対するスクライブラインのずれを抑制できることを確認できた。傾き角を８２°以上８９．５°以下に設定した場合は、適正値（５０μｍ）付近におけるピッチＰの度数を顕著に高めることができ、基準直線に対するスクライブラインのずれを効果的に抑制できる。特に、傾き角を８８°付近に設定した場合は、適正値（５０μｍ）付近におけるピッチＰの度数をより顕著に高めることができ、基準直線に対するスクライブラインのずれを一層効果的に抑制できる。

図１２（ａ）、（ｂ）は、それぞれ、スクライブヘッド１０の傾き角（回転軸Ｒａと基板Ｆの表面とのなす角）を、８８°に設定した場合と９２°に設定した場合のスクライブラインの形成状態を撮像した写真である。なお、図１２（ａ）、（ｂ）の写真は、スクライブラインの中央付近の同じ位置を撮像したものである。

図１２（ｂ）に示すように、スクライブヘッド１０の傾き角を９２°に設定した場合は、スクライブラインのピッチにバラつきが大きい。これに対し、スクライブヘッド１０の傾き角を８８°に設定した場合は、図１２（ａ）に示すように、スクライブラインのピッチが略一定である。このように、スクライブヘッド１０の傾き角を８８度に設定した場合は、スクライブラインのピッチのバラつきを抑制できる。その結果、基準直線に対するスクライブラインのずれが効果的に抑制され得る。

図１３（ａ）、（ｂ）は、それぞれ、スクライブヘッド１０の傾き角（回転軸Ｒａと基板Ｆの表面とのなす角）を、８８°に設定した場合（実施形態２）と９２°に設定した場合（比較例）のスクライブラインの形成状態を撮像した写真である。なお、図１３（ａ）、（ｂ）の写真は、スクライブラインの始端付近を撮像したものである。

図１３（ｂ）に示すように、スクライブヘッド１０の傾き角を９２°に設定した比較例では、スクライブラインのピッチにバラつきが大きい。これに対し、スクライブヘッド１０の傾き角を８８°に設定した実施形態２では、図１３（ａ）に示すように、スクライブラインのピッチが略一定である。このように、スクライブヘッド１０の傾き角を８８度に設定した場合は、スクライブラインの始端においても、スクライブラインのピッチのバラつきを抑制できる。

なお、図１３（ａ）、（ｂ）の実験結果からは、さらに、スクライブ工程におけるスクライビングホイール４１の向きの安定性を評価できる。

スクライブヘッド１０の傾き角を９２°に設定した比較例では、スクライブライン終端においてスクライビングホイール４１が基板Ｆから離れる際に、基板Ｆから受ける反力により、回転部１２が回転して、スクライビングホイール４１の向きが変わり易い。このため、次のスクライブラインの切り込み時において、スクライビングホイール４１の向きがスクライブ方向に対し傾くこととなり、その結果、図１３（ｂ）に示すように、スクライブラインの始端のピッチにバラつきが生じる。

これに対し、スクライブヘッド１０の傾き角を８８°に設定した実施形態では、スクライブライン終端においてスクライビングホイール４１が基板Ｆから離れる際に、回転部１２が回転することなくスクライビングホイール４１の向きがスクライブ方向に平行な状態に維持される。このため、次のスクライブラインの切り込み時において、スクライビングホイール４１の向きがスクライブ方向に対し平行となり、その結果、図１３（ａ）に示すように、スクライブラインの始端のピッチが略一定となる。

この評価から、スクライブヘッド１０の傾き角を９０°未満に設定すること、すなわち、回転部１２の回転軸Ｒａを基板Ｆの表面に垂直な方向に対して前記スクライブヘッド１０の進行方向（スクライブ方向）前側に傾けることにより、スクライブ工程において、スクライビングホイール４１の向きがスクライブ方向からぶれにくくなり、スクライビングホイール４１の直進性が高められ得ることが想定され得る。

つまり、回転部１２の回転軸Ｒａを基板Ｆの表面に垂直な方向に対して前記スクライブヘッド１０の進行方向（スクライブ方向）前側に傾けることで、スクライブ動作時に基板Ｆからスクライビングホイール４１に働く反力が、スクライビングホイール４１の位置を安定させるように作用する。これにより、スクライビングホイール４１の向きがスクライブ方向からぶれにくくなる。その結果、図１１（ａ）〜（ｆ）の実験結果、および、図１２（ａ）、（ｂ）の実験結果に示したように、スクライブラインのピッチが略一定となり、安定したスクライブ動作を実現できる。このことは、上記実施形態１についても同様である。こうして、実施形態２では、基準直線に対するスクライブラインのずれを抑制することができる。

＜変更例＞
実施形態２では、スクライブヘッド１０全体を傾けることにより、回転部１２の回転軸Ｒａを基板Ｆの表面に垂直な方向に対してスクライブヘッド１０の進行方向前側に傾けたが、駆動部１１の中心軸Ｒｂが基板Ｆの表面に垂直となるようにスクライブヘッド１０を移動部材２１に設置し、回転軸Ｒａが基板Ｆの表面に垂直な方向に対してスクライブヘッド１０の進行方向前側に傾くように、回転部１２をスクライブヘッド１０に設置する構成であってもよい。

この場合、回転部１２は、図８（ｂ）の場合と同様、たとえば、図１０（ｂ）に示すようにして、昇降部材１１４に設置される。取付部１１４ａは、予め、水平方向から所定の角度だけ傾くように形成され、回転部１２は、ベアリング１１６を介して取付部１１４ａに設置される。この変更例の構成によっても、上記実施形態２と同様の効果が奏され得る。

この変更例においても、取付部１１４ａは、必ずしも、鍔状の部材でなくてもよく、回転部１２の軸部１２１が鉛直方向から所定角度だけ傾くように回転部１２を昇降部材１１４に取り付けることができれば、他の構成であってもよい。

＜実施形態の効果＞
本実施の形態によれば、以下の効果が奏される。

回転部１２の回転軸Ｒａを、基板Ｆの表面に垂直な方向に対してスクライブヘッド１０の進行方向前側に傾けることにより、スクライビングホイール４１のぶれを抑制でき、スクライビングホイール４１の直進性を高めることができる。これにより、予め設定された基準直線に対するスクライブラインのズレを抑制することができる。

図４（ｂ）および図９（ｂ）に示すように、スクライブヘッド１０全体を傾けて移動機構２０（移動部材２１）に設置することにより、スクライブヘッド１０の構成を大きく変更することなく、基準直線に対するスクライブラインのずれを抑制することができる。

基板Ｆの表面に対する回転軸Ｒａの角度を、８２度以上９０度未満に設定することにより、図１１（ａ）〜（ｆ）の実験結果で検証したように、基準直線に対するスクライブラインのずれを効果的に抑制することができる。

基板Ｆの表面に対する回転軸Ｒａの角度を、８６度以上８８度以下に設定することにより、図７（ａ）〜（ｄ）の実験結果および図１１（ａ）〜（ｆ）の実験結果で検証したように、基準直線に対するスクライブラインのずれを一層効果的に抑制することができる。

なお、図７（ａ）〜（ｄ）の実験結果および図１１（ａ）〜（ｆ）の実験結果で検証したように、基板Ｆの表面に対する回転軸Ｒａの角度を８８°付近に設定することにより基準直線に対するスクライブラインのずれを顕著に抑制することができる。たとえば、基板Ｆの表面に対する回転軸Ｒａの角度を８８°±１°程度に設定することにより、スクライビングホイール４１の直進性を顕著に高めることができ、基準直線に対するスクライブラインのずれをさらに効果的に抑制できる。

以上、本発明の実施形態および変更例について説明したが、本発明は上記実施形態および変更例に何ら制限されるものではなく、また、本発明の実施形態も上記以外に種々の変更が可能である。

たとえば、上記実施形態１の実験では、刃先の稜線に一定間隔で溝が形成されたスクライビングホイール４１が用いられたが、稜線に溝が形成されていないスクライビングホイールを用いても同様の効果が奏されることが想定され得る。同様に、上記実施形態２の実験では、刃先の稜線に溝が形成されていないスクライビングホイール４１が用いられたが、稜線に溝が形成されたスクライビングホイールを用いても同様の効果が奏されることが想定され得る。

また、スクライビングホイールの外径、内径および厚さは、上記実施形態１、２の実験で示したものに限定されるものではなく、他の外径、内径および厚さのスクライビングホイールを適宜用いることができる。

また、スクライブヘッド１０の構成や、スクライブ装置１の構成も、適宜、変更可能である。図１（ａ）には、基板Ｆの片面のみにスクライブラインを形成するスクライブ装置が示されたが、本発明は、基板Ｆの両面に並行してスクライブラインを形成するスクライブ装置にも適用可能である。

この他、スクライブラインを形成する基板Ｆは、液晶パネルのマザー基板に限られず、他の基板であってもよい。上記実験で示したスクライブラインのピッチは、基準直線に対するスクライブラインのずれを評価するために設定されたものであって、スクライブ動作時に設定されるスクライブラインのピッチは、対応する基板の種類に応じて種々変更され得る。

本発明の実施の形態は、特許請求の範囲に示された技術的思想の範囲内において、適宜、種々の変更が可能である。

１ … スクライブ装置
１０ … スクライブヘッド
１１ … 駆動部
１２ … 回転部
２０ … 移動機構
４１ … スクライビングホイール
Ｆ … 基板
Ｒａ … 回転軸

Claims (6)

1. 基板表面にスクライブラインを形成するためのスクライビングホイールが下端に装着されたスクライブヘッドと、
   前記スクライブラインを形成するために設定された基準直線に平行に前記スクライブヘッドを移動させる移動機構と、を備え、
   前記スクライビングホイールは、前記スクライブヘッドの下部に回転可能に支持された回転部に装着され、
   前記回転部の回転軸が、前記基板表面に垂直な方向に対して前記スクライブヘッドの進行方向前側に傾いている、
   ことを特徴とするスクライブ装置。
2. 請求項１に記載のスクライブ装置において、
   前記スクライブヘッドは、前記スクライビングホイールを前記基板表面に押し付けるための荷重を付与するために前記回転部を駆動する駆動部を備え、
   前記駆動部が前記回転部を駆動する方向が前記回転軸に平行となっており、
   前記回転部の回転軸が前記基板表面に垂直な方向に対して前記スクライブヘッドの進行方向前側に傾くように、前記スクライブヘッドが、前記基板表面に垂直な方向に対して前記スクライブヘッドの進行方向前側に傾いた状態で、前記移動機構に設置されている、
   ことを特徴とするスクライブ装置。
3. 請求項１に記載のスクライブ装置において、
   前記スクライブヘッドは、前記スクライビングホイールを前記基板表面に押し付けるための荷重を付与するために前記回転部を駆動する駆動部を備え、
   前記駆動部が前記回転部を駆動する方向が前記基板表面に垂直となっており、
   前記回転部の回転軸が前記基板表面に垂直な方向に対して前記スクライブヘッドの進行方向前側に傾くように、前記回転部が前記スクライブヘッドに設置されている、
   ことを特徴とするスクライブ装置。
4. 請求項１ないし３の何れか一項に記載のスクライブ装置において、
   前記基板表面に対する前記回転軸の角度が、８２度以上９０度未満である、
   ことを特徴とするスクライブ装置。
5. 請求項４に記載のスクライブ装置において、
   前記基板表面に対する前記回転軸の角度が、８６度以上８９．５度以下である、
   ことを特徴とするスクライブ装置。
6. 回転可能に支持された回転部にスクライビングホイールが装着されたスクライブヘッドを用いて基板表面にスクライブラインを形成するスクライブ方法であって、
   前記回転部の回転軸が、前記基板表面に垂直な方向に対して前記スクライブヘッドの進行方向前側に傾くように、前記スクライブヘッドを直進させて、前記基板表面に前記スクライブラインを形成する、スクライブ方法。