JP6788880B2 - ガラス基板分割装置 - Google Patents

Description

本発明は、ガラス基板分割装置、特に、ガラスロールからガラス基板を分割して取り出す装置に関する。

フィルムの表面に機能性膜を形成した基板は、例えば、表示デバイスに用いられる。機能性膜付き基板の材料としては、熱的安定性が高いことを考慮して、ガラスが主に用いられている。
ガラスを使用する場合には、ガラスパネルに機能性膜を形成することで、それをそのまま１つの部材として使用する。または、ガラスパネルを複数個に分割することで、複数個の機能性膜付きガラス基板を得る。
また、ガラスロールを用いてロール・ツー・ロール法で長尺のガラスフィルムを巻出し、そこから基板を分割する方法が知られている（例えば、特許文献１を参照）。

特開２００７−１１９３２２号公報

しかし、特許文献１に記載の方法では、ガラスロールのガラスフィルムはスクライブラインが形成された状態であるので、ガラスロールにおいてスクライブラインで破断が生じやすく、そのためガラスロールの管理が困難である。

本発明の目的は、ガラスロールから複数の基板を分割するガラス基板分割装置において、簡単かつ確実にガラス基板を分割できるようにすることにある。

以下に、課題を解決するための手段として複数の態様を説明する。これら態様は、必要に応じて任意に組み合せることができる。

本発明の一見地に係るガラス基板分割装置は、巻出し装置と、スクライブライン形成装置と、分割装置とを備えている。
巻出し装置は、互いに積層された帯状のガラスシート及び樹脂シートを巻回したガラスロールから、ガラスシートが樹脂シートの上側に重なった状態でガラスシート及び樹脂シートを平面状に巻き出す。
スクライブライン形成装置は、平面状に巻き出されて樹脂シートの上にあるガラスシートに、幅方向に延びるスクライブラインを形成する。
分割装置は、樹脂シートの上にあるガラスシートのスクライブラインを分割して、樹脂シートの上にガラス基板を形成する。

この基板分割装置では、ガラスシートにスクライブラインが形成されるのは、ガラスシートがガラスロールから巻出されて平面状になっているときである。つまり、ガラスロールにおけるガラスシートには、スクライブラインは形成されていない。したがって、ガラスロールにおけるスクライブラインの問題が生じない。その結果、ガラス基板の分割が簡単かつ確実になる。

ガラス基板分割装置は、ガラス基板を樹脂シートから離して、巻出し装置から搬出する搬出装置をさらに備えていてもよい。
この基板分割装置では、ガラス基板は搬出装置によって巻出し装置から搬出されるので、ガラス基板の管理が容易になる。

巻出し装置は、樹脂シートにのみ引っ張り力を付与する引っ張り機構を有していてもよい。
この基板分割装置では、引っ張り機構が引っ張り力を付与するのは樹脂シートのみである。つまり、ガラスシートには引っ張り力は作用しない。したがって、ガラスシートの破損が生じにくい。

引っ張り機構は、樹脂シートへの引っ張り力を調整することで、樹脂シートのテンションを調整してもよい。
この基板分割装置では、樹脂シートの引っ張り力が調整されるので、ガラスシートの搬送が正確に行われる。

本発明に係るガラス基板分割装置では、簡単かつ確実にガラス基板を分割できるようになる。

本発明の一実施形態としてのガラス基板分割装置の概略正面図。 ガラス基板分割装置の平面図。 ガラス基板分割装置の側面図。 ガラス基板分割装置の側面図。 ガラスシート及び樹脂シートの巻出し、スクライブライン形成、ガラスシートの分割、ガラス基板の搬出を説明するための模式的斜視図。 ガラス基板分割装置の制御構成を示すブロック図。 ガラス基板分割装置の基本制御動作を示すフローチャート。

１．第１実施形態
（１）ガラス基板分割装置の構成
図１〜図５を用いて、ガラス基板分割装置１を説明する。図１は、本発明の一実施形態としてのガラス基板分割装置の概略正面図である。図２は、ガラス基板分割装置の平面図である。図３は、ガラス基板分割装置の側面図である。図４は、ガラス基板分割装置の側面図である。図５は、ガラスシート及び樹脂シートの巻出し、スクライブライン形成、ガラスシートの分割、ガラス基板の搬出を説明するための模式的斜視図である。
なお、図１の左右方向がＸ方向であり、紙面直交方向がＹ方向である。

ガラス基板分割装置１は、図５に示すように、ガラスロール３のガラスシート７を分割してガラス基板９を作成する装置である。ガラス基板分割装置１では、基本動作として、ガラスロール３から積層されたガラスシート７及び樹脂シート８が水平方向に搬送され、搬送中にガラス基板９が分割によって取り出され、さらに搬出される。そして、樹脂シート８はそのまま回収される。
ガラス基板分割装置１は、ロール・ツー・ロール装置１１（巻き出し装置の一例）を有している。ロール・ツー・ロール装置１１は、巻出部１３と巻取部１５とを備えている。ロール・ツー・ロール装置１１は、ガラスロール３から、ガラスシート７が樹脂シート８の上側に重なった状態で平面状に（つまり、正面視では直線状に）巻出部１３から巻取部１５に搬送する。

巻出部１３は、搬送方向（Ｘ方向）の上流端（図左側端）に配置されている。巻出部１３は、第１巻出しエアシャフト４１と、第１送り出しローラ４３と、第２送り出しローラ４５とを備えている。第１送り出しローラ４３は、第１巻出しエアシャフト４１のＸ方向片側に配置され、第２送り出しローラ４５は第１送り出しローラ４３の上方に配置されている。ガラスロール３は、第１巻出しエアシャフト４１に装着されている。ガラスロール３は、第１送り出しローラ４３に巻回され、さらに第２送り出しローラ４５に巻回されている。第２送り出しローラ４５は図示しないモータによって回転駆動される。これにより、ガラスシート７及び樹脂シート８は、搬送方向（Ｘ方向）に平面状に延びて搬送される。なお、第１巻出しエアシャフト４１は、ガラスシート７及び樹脂シート８に搬出方向と反対側に張力を付与することで、それらのたるみを防止している。

巻出部１３は、タッチローラ４９を有している。タッチローラ４９は、樹脂シート８を第２送り出しローラ４５に挟む位置に設けられている。さらに詳細には、タッチローラ４９は、図５に示すように、樹脂シート８のみに当接する位置に設けられている。タッチローラ４９は、例えば樹脂製である。なお、図示していないが、ガラスシート７に当接してガラスシート７及び樹脂シート８を第２送り出しローラ４５に挟む位置に設けられたタッチローラがあってもよい。このタッチローラは、低剛性の材料からなることが好ましい。
巻出部１３は、第２巻出しエアシャフト４７を有している。第２巻出しエアシャフト４７は、第２送り出しローラ４５からＸ方向に離れかつ同じ程度の高さに配置されている。第２巻出しエアシャフト４７にガラスロール３が装着された場合は、図１に示すようにガラスシート７及び樹脂シート８は、一度垂れ下がった状態になり、そこから第２送り出しローラ４５に巻回される。なお、第２巻出しエアシャフト４７は、ガラスシート７及び樹脂シート８に搬出方向と反対側に張力を付与することで、それらのたるみを防止している。

巻取部１５は、搬送方向（Ｘ方向）の下流端（図右側端）に配置されている。
巻取部１５は、引っ張りローラ５１及び回転モータ（図示せず）（引っ張り機構の一例）を有している。引っ張りローラ５１が引っ張り力を付与する対象は樹脂シート８のみである。したがって、ガラスシート７に大きな荷重が作用しない。
樹脂シート８は、巻出部１３と巻取部１５との間で張力が作用した状態で搬送される。これにより樹脂シート８はガラスシート７を安定して搬送できる。そして、回転モータ（図示せず）の動作を制御して樹脂シート８への引っ張り力を調整することで、樹脂シート８のテンションが調整される。したがって、ガラスシート７の搬送が正確に行われる。

引っ張りローラ５１は、ガラスシート７及び樹脂シート８の搬送面（後述）より低い位置に設けられている。樹脂シート８は引っ張りローラ５１に巻回されている。これにより、樹脂シート８は下方に搬送される。
巻取部１５は、タッチローラ５３を有している。タッチローラ５３は、タッチローラ４９は、樹脂シート８を引っ張りローラ５１との間に挟む位置に設けられている。
巻取部１５は、回収箱５５を有している。回収箱５５は、引っ張りローラ５１の下方に配置され樹脂シート８を回収する。

ロール・ツー・ロール装置１１は、搬送面構成部１９を有している。搬送面構成部１９は、巻出部１３と巻取部１５との間で、ガラスシート７と樹脂シート８を平面状に水平に維持することで搬送面を構成するための装置である。具体的には、搬送面構成部１９は、Ｘ方向に延びる複数の支持台に設けられた複数のローラである。
搬送面構成部１９は平坦な上面を有する部材であってもよい。その場合は、ガラスシート７及び樹脂シート８に対する負担が少なくなる。

ガラスシート７は、長尺つまり帯状に長く延びるシートである。ガラスシート７は、適度な可撓性と強度を付与することができる厚みを有しており、０．０３〜０．１０ｍｍであり、０．０４〜０．０６ｍｍであることが好ましい。
ガラスシート７の幅は、１００〜１１００ｍｍであり、３００〜５００ｍｍであることが好ましい。
ガラスシート７のガラス組成としては、シリカガラスやホウケイ酸ガラスなどのケイ酸塩ガラスなどの種々のガラス組成を使用できる。

樹脂シート８は、ガラスシート７と積層されているが、固定はされていない。樹脂シート８の厚みは、０．０３〜０．１０μｍであり、０．０４〜０．０６μｍであることが好ましい。樹脂シート８は、ガラスシート７と概ね同じ幅及び同じ長さを有している。ただし、樹脂シート８の幅は、ガラスシート７の幅よりわずかに大きい。
樹脂シート８は、ガラスシート７の下側に配置された状態で巻出される。したがって、ガラスシート７の下側面は樹脂シート８によって保護された状態でガラスシート７は搬送される。このとき、樹脂シート８の幅方向両側部分は、ガラスシート７の幅方向両側部分からはみ出た状態になっており、前述したようにタッチローラ４９が当接している。
樹脂シート８は、例えば、ポリエチレンテレフタラート製シートなどの樹脂フィルムである。

ガラス基板分割装置１は、スクライブライン形成装置３１を有している。スクライブライン形成装置３１は、平面状に巻き出されたガラスシート７に、幅方向に延びるスクライブラインＳを形成する。スクライブラインＳは、ガラスシート７の幅方向と平行な方向に延びるように、ガラスシート７の幅全体に亘って形成される。スクライブラインＳはガラスシート７の長手方向における間隔は、ガラス基板９が得られるように設定されている。
スクライブライン形成装置３１は、公知の技術であってよく、例えば、スクライブカッタ（図示せず）及び駆動装置（図示せず）と有している。駆動装置は、スクライブカッタをガラスシート７に押し付けるための押圧機構と、スクライブカッタをガラスシート７の幅方向に移動させるための水平方向移動機構とを有している。スクライブライン形成装置３１は、ホイールカッタ（図示せず）を有していてもよい。
スクライブライン形成装置３１は、ガラスシート７の端面位置を検出するセンサ（図示せず）を有している。これにより、ガラスシート７の位置がずれた場合であっても、正確にスクライブラインＳを形成できる。
また、スクライブライン形成装置３１は、スクライブラインＳが形成される部分の搬送方向下流側を押さえる押さえローラ（図示せず）を有している。

スクライブライン形成装置３１は、図５に示すように、テーブル３４を有している。テーブル３４は、ガラスシート７及び樹脂シート８を受ける上面を有している。
以上に述べた構成によって、ガラスシート７にスクライブラインＳが形成されるのは、ガラスシート７がガラスロール３から巻出されて平面状になっているときである。したがって、スクライブラインＳの管理が簡易になる。その結果、簡単かつ確実にガラス基板９を分割できるようになる。

ガラス基板分割装置１は、分割装置３３を有している。分割装置３３は、スクライブラインＳを分割して、ガラス基板９を形成する。分割装置３３は、巻出部１３と巻取部１５との間で、ガラスシート７のスクライブラインＳ付近に曲げモーメントを付与することで、ガラスシート７を分割する。
具体的には、分割装置３３は、図５に示すように、ガラスシート７及び樹脂シート８の上側に配置される２本の固定ローラ３３ａと、それらの下側に配置される１本の下側可動ローラ３３ｂを有している。下側可動ローラ３３ｂは、Ｘ方向位置が固定ローラ３３ａの中間あり、図示しない昇降装置によって昇降可能である。曲げモーメント発生動作としては、例えば、下側可動ローラ３３ｂが上昇することで、樹脂シート８及びガラスシート７を固定ローラ３３ａと下側可動ローラ３３ｂとの間に挟み付ける。この結果、スクライブラインＳが切断されて、ガラスシート７からガラス基板９が切り離される。

以上に述べたように、ガラスシート７の分割（つまり、ガラス基板９の形成）を樹脂シート８の上で行うことができるので、得られたガラス基板９を樹脂シート８の上で保持でき、次のピックアップ位置一まで搬送できる。また、ガラスシートが破損等した場合であっても、破損したかけらが樹脂シート８によって保持されることで飛散しにくい。特に、ガラスシート７が薄板で割れやすい場合は、上記の効果が重要視される。
ガラス基板分割装置１は、搬出装置３５を有している。搬出装置３５は、ガラス基板９を樹脂シート８から離して、ロール・ツー・ロール装置１１から搬出する。これにより、ガラス基板９の管理が容易になる。
搬出装置３５は、公知の技術であり、例えば、移動可能な吸着装置を有している。

図６を用いて、ガラス基板分割装置１の制御構成を説明する。図６は、ガラス基板分割装置の制御構成を示すブロック図である。
制御部６１は、プロセッサ（例えば、ＣＰＵ）と、記憶装置（例えば、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤ、ＳＳＤなど）と、各種インターフェース（例えば、Ａ／Ｄコンバータ、Ｄ／Ａコンバータ、通信インターフェースなど）を有するコンピュータシステムである。制御部６１は、記憶部（記憶装置の記憶領域の一部又は全部に対応）に保存されたプログラムを実行することで、各種制御動作を行う。

制御部６１は、単一のプロセッサで構成されていてもよいが、各制御のために独立した複数のプロセッサから構成されていてもよい。
制御部６１の各要素の機能は、一部又は全てが、制御部６１を構成するコンピュータシステムにて実行可能なプログラムとして実現されてもよい。その他、制御部の各要素の機能の一部は、カスタムＩＣにより構成されていてもよい。

制御部６１には、巻出部１３が接続されている。具体的には、制御部６１は第２送り出しローラ４５を駆動するモータ（図示せず）の動作を制御する。
制御部６１には、巻取部１５が接続されている。具体的には、制御部６１は引っ張りローラ５１を駆動するモータ（図示せず）の動作を制御する。

制御部６１には、スクライブライン形成装置３１が接続されている。具体的には、制御部６１は、スクライブカッタを駆動する駆動装置（図示せず）の動作を制御する。
制御部６１には、分割装置３３が接続されている。具体的には、制御部６１は、昇降装置（図示せず）の動作を制御する。
制御部６１には、搬出装置３５が接続されている。具体的には、制御部６１は、吸着装置及びそれを移動する移動装置（図示せず）の動作を制御する。
制御部６１には、高さセンサ３６が接続されている。高さセンサ３６は、図１に示すように、第２巻出しエアシャフト４７に装着されたガラスロール３からガラスシート７及び樹脂シート８が繰り出される場合に、垂れ下がった部分の高さを検出する。

制御部６１には、蛇行センサ３７が接続されている。蛇行センサ３７は、第１巻出しエアシャフト４１から第１送り出しローラ４３へ巻出されるガラスシート７及び樹脂シート８の蛇行量を検出する。なお、図示しない直線方向駆動装置によって、第１送り出しローラ４３がＹ方向に移動されることで蛇行は修正される。
制御部６１には、移動量センサ３８が接続されている。移動量センサ３８は、ガラスシート７及び樹脂シート８の搬送面構成部１９における移動量を検出する。

制御部６１には、張力センサ３９が接続されている。張力センサ３９は、樹脂シート８の搬送面構成部１９における張力を検出する。
制御部６１には、図示しないセンサ及び入力スイッチが接続されているセンサが設けられている。

（２）動作
図７を用いて、ガラス基板分割装置１の制御動作を説明する。図７は、ガラス基板分割装置の基本制御動作を示すフローチャートである。
以下に説明する制御フローチャートは例示であって、各ステップは必要に応じて省略及び入れ替え可能である。また、複数のステップが同時に実行されたり、一部又は全てが重なって実行されたりしてもよい。

最初に、巻出部１３にガラスロール３をセットする。そして、ガラスロール３からガラスシート７及び樹脂シート８を巻き出す。樹脂シート８は巻取部１５まで延ばされる。なお、初期状態において、ガラスシート７の先端は、スクライブライン形成装置３１の搬送方向上流側に位置している。
図７のステップＳ１では、第２送り出しローラ４５、引っ張りローラ５１によって、巻出部１３にセットされたガラスロール３から巻き出されたガラスシート７及び樹脂シートを搬送方向下流側に搬送する。具体的には、制御部６１が、第２送り出しローラ４５を駆動するモータと引っ張りローラ５１を駆動するモータを駆動する。このとき、前述したように、樹脂シート８への引っ張り力を調整することで、樹脂シート８のテンションが調整される。
ステップＳ２では、ガラスシート７及び樹脂シート８の搬送を停止する。具体的には、制御部６１が、第２送り出しローラ４５を駆動するモータと引っ張りローラ５１を駆動するモータを停止する。

ステップＳ３では、スクライブラインＳを形成する。具体的には、制御部６１が、スクライブライン形成装置３１を駆動する。スクライブライン形成装置３１では、駆動装置がスクライブカッタを駆動する。
ステップＳ４では、基板分割を行う。具体的には、制御部６１が、分割装置３３を駆動する。分割装置３３では、下側可動ローラ３３ｂを上方に移動させる。なお、この動作は、スクライブラインＳが分割装置３３に到達していない場合には、実行されない。

ステップＳ５では、基板搬出を行う。具体的には、制御部６１が、搬出装置３５を駆動する。搬出装置３５では、移動装置が吸着装置をガラス基板９に移動し、吸着装置がガラス基板９を吸着し、移動装置が吸着装置及びガラス基板９を搬出する。なお、この動作は、ガラス基板９が搬出位置に到達していない場合は、実行されない。
これにより、ガラスシート７を順次搬送しながら、分割及び搬出を連続的に実行し、巻取部１５で樹脂シート８を順次巻き取る。

停止状態でスクライブライン形成装置３１、分割装置３３、搬出装置３５が動作を行う順番及びタイミングは前記実施形態に限定されない。例えば、これらの動作は同時に又は一部重複して行われてもよいし、一度の搬送及び停止ごとに１つの動作のみ行われてもよい。
スクライブライン形成装置３１、分割装置３３、搬出装置３５の位置は前記実施形態に限定されない。例えば、装置間には複数のガラス基板９が配置されるように、装置間が離れていてもよい。

２．他の実施形態
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。特に、本明細書に書かれた複数の実施形態及び変形例は必要に応じて任意に組み合せ可能である。
前記実施形態ではガラスシートと樹脂シートが積層された状態で巻き出される実例を説明したが、ガラスシートのみが巻き出される構造であってもよい。
前記実施形態では搬出装置が設けられていたが、搬出装置は省略されたり他の機構で実現されていてもよい。

本発明は、ガラスロールからガラス基板を分割する装置に広く適用できる。

１ ：ガラス基板分割装置
３ ：ガラスロール
７ ：ガラスシート
８ ：樹脂シート
９ ：ガラス基板
１１ ：ロール・ツー・ロール装置
１３ ：巻出部
１５ ：巻取部
１９ ：搬送面構成部
３１ ：スクライブライン形成装置
３３ ：分割装置
３４ ：テーブル
３５ ：搬出装置
４１ ：第１巻出しエアシャフト
４３ ：第１送り出しローラ
４５ ：第２送り出しローラ
５１ ：引っ張りローラ
６１ ：制御部
Ｓ ：スクライブライン

Claims (4)

1. 互いに積層された帯状のガラスシート及び樹脂シートを巻回したガラスロールから、前記ガラスシートが前記樹脂シートの上側に重なった状態で前記ガラスシート及び前記樹脂シートを平面状に巻き出す巻出し装置と、
   平面状に巻き出されて前記樹脂シートの上にある前記ガラスシートに、幅方向に延びるスクライブラインを形成するスクライブライン形成装置と、
   前記樹脂シートの上にある前記ガラスシートの前記スクライブラインを分割して、前記樹脂シートの上にガラス基板を形成する分割装置と、
   を備え、
   前記樹脂シートの幅は前記ガラスシートの幅より大きくなっており、
   前記巻出し装置は、送り出しローラとタッチローラとを有し、
   前記送り出しローラは回転駆動されており、前記樹脂シートが当接するように前記ガラスロールから巻き出された前記ガラスシート及び前記樹脂シートが前記送り出しローラに巻回され、
   前記タッチローラは、前記樹脂シートを前記送り出しローラに挟む位置に設けられ、前記樹脂シートの前記ガラスシートからはみ出た部分に当接する、
   ガラス基板分割装置。
2. 前記ガラス基板を前記樹脂シートから離して、前記巻出し装置から搬出する搬出装置をさらに備えている、請求項１に記載のガラス基板分割装置。
3. 前記巻出し装置は、前記樹脂シートにのみ引っ張り力を付与する引っ張り機構を有している、請求項１又は２に記載のガラス基板分割装置。
4. 前記引っ張り機構は、前記樹脂シートへの引っ張り力を調整することで、前記樹脂シートのテンションを調整する、請求項３に記載のガラス基板分割装置。

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