TW201922645A - 劃線方法和切割方法 - Google Patents

Abstract

本發明之課題在提供一種劃線方法及劃線裝置，其可在於密封元件正上方及正下方之位置形成劃線的情況下，在基板上形成夠深的裂紋。 本發明之解決手段為，當在藉由密封元件SL將2片玻璃基板G1, G2貼合在一起的主機板G上形成劃線時，一邊在與玻璃基板G1的表面的密封元件SL相向的位置推壓劃線滾輪301，一邊使劃線滾輪301沿著密封元件SL移動，與此同時，一邊在玻璃基板G2的表面推壓刀鋒角度比劃線滾輪301大的劃線滾輪401，一邊使劃線滾輪401沿著密封元件SL移動。

Description

劃線方法和切割方法

本發明是關於一種用來在基板上形成劃線的劃線方法及切割劃線已形成之基板的切割方法。

過去，玻璃基板等脆性材料基板的切割是藉由於基板表面形成劃線的劃線製程及沿著已形成之劃線對基板表面施加既定之力的斷開製程來進行。在劃線製程中，劃線滾輪的刀鋒一邊被基板表面推壓，一邊沿著既定的劃線移動。劃線的形成是使用具備劃線頭的劃線裝置。

在以下的專利文獻1中，記載一種用來從主機板切出液晶面板的方法。在此方法中，透過密封元件將薄膜電晶體（TFT）形成於其上的基板與彩色濾光片（CF）形成於其上的基板貼合在一起，藉此，形成主機板。藉由切割此主機板，取得各個液晶面板。密封元件的配置方式為，可在2片基板貼合在一起的狀態下留出作為液晶注入區域的空間。

在切割上述構造之主機板的情況下，可採用一種方法，亦即，使用2個劃線頭，於主機板的兩面，同時形成劃線（關於範例，請參照專利文獻2）。在此情況下，2個劃線頭係夾住主機板而配置。2個劃線滾輪當從平面視角觀看主機板時，位於相同位置。在此狀態下，2個劃線滾輪朝向相同方向同時移動，於主機板的各面形成劃線。 ［先前技術文獻］ ［專利文獻］

［專利文獻1］日本特開2006-137641號公報 ［專利文獻2］日本特開2012-240902號公報

［發明所欲解決之課題］

亦如上述專利文獻1所示，在習知的主機板上，於相鄰的液晶注入區域之間，存在密封元件不介入的區域。於是，如上所述，當藉由2個劃線頭同時於主機板的兩面形成劃線時，可在密封元件不介入的區域形成劃線。若以此種方式形成劃線並切割主機板，液晶面板的液晶注入區域的周圍會留下既定寬度的邊框區域。

不過，近年來，特別是針對行動裝置用液晶面板，使上述邊框區域極盡可能地窄，漸漸成為主流。為了回應此要求，需要的構造為，在主機板上省略密封元件不介入的區域，相鄰的液晶注入區域僅藉由密封元件來區隔。在此情況下，劃線形成於密封元件的正上方及正下方。

然而，當以此種方式於密封元件的正上方及正下方的位置形成劃線時，特別是當玻璃基板的厚度薄至0.4mm以下的情況下，2片玻璃基板之間的裂紋不充分的問題被本申請案發明團隊確認。若以此方式在裂紋不充分的狀態下執行斷開製程，恐怕會在斷開後的基板的端緣產生微細的龜裂、破損等，導致玻璃基板的強度下降。

鑑於相關課題，本發明的目的在提供一種劃線方法及劃線裝置，其可在於薄玻璃基板的密封元件正上方及正下方之位置形成劃線的情況下，在基板上形成夠深的裂紋。 ［用以解決課題之手段］

本發明團隊經由嘗試錯誤，在於密封元件正上方及正下方之位置形成劃線的情況下，變化用來劃線主機板上面及下面之各劃線位置的劃線滾輪的刀鋒角度，藉此，發現在各基板上形成更深的裂紋。

本發明的第一發明是關於一種劃線方法，其在藉由密封元件將第一基板與第二基板貼合在一起的主機板上形成劃線。本第一發明之劃線方法為，在與上述第一基板的表面的上述密封元件相向的位置沿著上述密封元件一邊推壓第一刀片，一邊沿著上述密封元件使上述第一刀片移動，在上述第一基板的表面形成劃線。又，與上述第一刀片的移動同時，沿著上述密封元件使刀鋒角度比第一劃線滾輪大的第二劃線滾輪轉動，在上述第二基板的表面形成劃線。

根據本第一發明之劃線方法，可在於密封元件的正上方及正下方的位置形成劃線的情況下，在主機板上形成夠深的裂紋。

在本第一發明之劃線方法中，上述第一劃線滾輪的刀鋒角度與上述第二劃線滾輪的刀鋒角度的差宜設定為5°以上、25°以下。如此，可有效地加深裂紋的深度。

本發明之第二發明是關於一種切割方法，其切割藉由密封元件將第一基板與第二基板貼合在一起的主機板。本第二發明之切割方法包含：劃線製程，在與上述第一基板的表面的上述密封元件相向的位置沿著上述密封元件轉動第一劃線滾輪，在上述第一基板的表面形成劃線，並與上述第一劃線滾輪的移動同時，沿著上述密封元件轉動刀鋒角度比第一劃線滾輪大的第二劃線滾輪，在上述第二基板的表面形成劃線；及斷開製程，沿著上述第二劃線對上述主機板施加應力，僅從上述主機板G的上述第二基板那側斷開。

根據本第二發明之切割方法，與上述第一發明之劃線方法相同，可在於密封元件的正上方及正下方的位置形成劃線的情況下，在主機板上形成夠深的裂紋並藉由一次的斷開製程切割主機板，並且，可在第一基板及第二基板的端緣不產生微細龜裂、破損等的情況下，將主機板的強度保持得相當高。 ［發明效果］

如上所述，根據本發明，可提供一種劃線方法及切割方法，其可在於密封元件的正上方及正下方的位置形成劃線的情況下，在基板上形成夠深的裂紋。 本發明的效果或意義透過以下所示的實施型態的說明將會更清楚。但是，以下所示的實施型態絕對只是實施本發明時的其中一個例示，本發明不受以下的實施型態中所記載的任何內容限制。

以下將參照圖面說明本發明的實施型態。此外，在各圖中，為了方便，附上相互垂直的X軸、Y軸及Z軸。X－Y平面與水平面平行，Z軸方向為鉛直方向。

＜劃線裝置＞ 圖1（a）、（b）係以模式表示劃線裝置1之構造的圖。圖1（a）係從Y軸正側來看劃線裝置1的圖，圖1（b）係從X軸正側來看劃線裝置1的圖。

參照圖1（a），劃線裝置1具備輸送帶11、支柱12a, 12b、導軌13a, 13b、導軌14a, 14b、滑動單元15, 16、2個劃線頭2。

如圖1（b）所示，輸送帶11除了配置有劃線頭2的地方，也沿著Y軸方向而設置。在輸送帶11上，載置有主機板G。主機板G具有一對玻璃基板相互貼合的基板構造。主機板G沿著Y軸方向被輸送帶11送出。

支柱12a, 12b於劃線裝置1的底座夾持輸送帶11而垂直設置。導軌13a, 13b及導軌14a, 14b分別與X軸方向平行，架設於支柱12a, 12b之間。滑動單元15, 16分別以自由滑動狀態設置於導軌13a, 13b、導軌14a, 14b上。在導軌13a, 13b及導軌14a, 14b上，分別設有既定的驅動機構，藉由此驅動機構，滑動單元15, 16沿著X方向移動。

滑動單元15, 16分別安裝有劃線頭2。在Z軸正側的劃線頭2與Z軸負側的劃線頭2上，以主機板G相向的狀態，分別安裝有劃線工具30, 40。於被劃線工具30, 40保持的劃線滾輪被主機板G的表面推壓的狀態下，劃線頭2沿著X軸方向移動。藉此，在主機板G的表面形成劃線。

在本實施型態中，使用保持劃線滾輪301, 401的劃線工具30, 40。劃線滾輪301, 401分別在構造上於圓板的外周形成V字形的刀鋒，並在刀鋒的稜線上以既定的間隔具有小溝。又，劃線工具30的劃線滾輪301、劃線工具40的劃線滾輪401分別在其稜線中的刀鋒角度都不同。 以下將說明本實施型態之劃線方法。

＜實施型態1＞ 圖2（a）～（c）係說明實施型態1之劃線方法的圖。圖2（a）係從Y軸負側來看劃線位置附近的模式圖，圖2（b）係從X軸正側來看劃線位置附近的模式圖，圖2（c）係從Z軸正側來看劃線位置附近的模式圖。

如圖2（a）所示，在本劃線方法中，上側（Z軸正側）的劃線頭2的劃線滾輪301的刀鋒角度θ1、下側（Z軸負側）的劃線頭2的劃線滾輪401的刀鋒角度θ2不同，刀鋒角度θ2大於刀鋒角度θ1。具體而言，劃線滾輪401的刀鋒角度θ2比劃線滾輪301的刀鋒角度θ1大5～25°。2個劃線滾輪301, 401分別以軸301a, 401a為旋轉軸，以可旋轉狀態安裝於劃線工具30, 40上。

參照圖2（b），主機板G透過密封元件SL將2片玻璃基板G1, G2貼合在一起而構成。在玻璃基板G1上形成薄膜電晶體（TFT），在玻璃基板G2上形成彩色濾光片（CF）。藉由密封元件SL與2個玻璃基板G1, G2，液晶注入區域R，然後對此液晶注入區域R注入液晶。2個劃線滾輪301, 401以沿著Y軸方向不相互錯開的狀態被定位。劃線滾輪301在密封元件SL的正上方的位置被玻璃基板G1的表面推壓，劃線滾輪401在密封元件SL的正下方的位置被玻璃基板G2的表面推壓。

如圖2（c）所示，密封元件SL配置成格子狀。2個劃線滾輪301, 401沿著密封元件SL朝向X軸正方向移動。藉此，如圖2（b）、（c）所示，在玻璃基板G1, G2的表面分別形成劃線L1, L2。

＜實驗1＞ 本申請案的發明團隊根據圖2（a）～（c）所示的劃線方法進行再主機板Ｇ上形成劃線的實驗。以下將說明此實驗與實驗結果。

在本實驗中，使用透過密封元件SL將厚度分別為0.2mm的玻璃基板G1, G2貼合在一起的基板（主機板）。劃線滾輪301, 401分別在構造上於圓板的外周形成V字形的刀鋒並且在刀鋒的稜線上以既定的間隔具有小溝。劃線滾輪301, 401的直徑為3m，小溝個數為750，溝深為1.5µm，劃線滾輪401的刀鋒角度θ2為125°。

此構造的劃線滾輪301, 401分別如圖2（a）～（c）所示，被玻璃基板G1, G2推壓並移動，進行劃線動作。當進行劃線動作時，賦予劃線滾輪301, 401的荷重控制在7N。又，劃線滾輪301, 401的移動速度設為固定值（200mm／sec）。

在以上的條件下，劃線滾輪301的刀鋒角度θ1設為120°，然後測量了玻璃基板G1, G2中的裂紋的浸透量。作為比較例，也測量了劃線滾輪301的刀鋒角度θ1與劃線滾輪401的刀鋒角度θ2同為125°時的裂紋的浸透量。在各測定中，除了裂紋的浸透量，也一併測量肋紋量。

圖3顯示實驗結果。圖3係以數值表示裂紋之浸透量與肋紋量的圖，其分別為劃線滾輪301的刀鋒角度θ1為120°、125°時的結果。

參照圖3，相較於刀鋒角度θ1為120°時、刀鋒角度θ1為125°時，玻璃基板G1的肋紋量及裂紋的浸透量較大，特別是裂紋的浸透量比肋紋量大。玻璃基板G1, G2中至少其中一者以較大浸透量產生裂紋，藉此，在斷開製程中，可適當切割主機板G。

例如，如比較例（θ1與θ2相等）所示，當玻璃基板G1, G2中的裂紋量皆是玻璃基板G1, G2的厚度（0.2mm）的一半以下時，在斷開製程中，需要從主機板G的兩側分別斷開玻璃基板G1, G2。當進行以此方式從主機板G的兩側分別斷開玻璃基板G1, G2的動作時，玻璃基板G1, G2的端緣恐怕會產生微細的龜裂、破損等，導致玻璃基板G1, G2的強度下降。

相對於此，當θ1大於θ2時，玻璃基板G2中的裂紋的浸透量較小，玻璃基板G1中的裂紋的浸透量較大。當以此方式使玻璃基板G1中的裂紋的浸透量較大時，可在斷開製程中，沿著裂紋的浸透量較小的玻璃基板G2的劃線對基板G2施加應力，僅從主機板G的其中一側進行斷開動作。當進行此斷開動作時，有較深裂紋產生的玻璃基板G1也同時沿著裂紋被切割。當以此方式僅從主機板G的其中一側斷開玻璃基板G1, G2時，可在玻璃基板G1, G2的端緣不產生微細龜裂、破損等的情況下，將玻璃基板G1, G2的強度保持得相當高。

從以上的理由可知，在主機板G的切割過程中，宜使玻璃基板G1, G2中任一者以較大浸透量產生裂紋。在本實驗中，2個劃線滾輪301, 401的角度的差為5°，但角度的差越大，相較於比較例（θ1＝θ2），玻璃基板G1的裂紋的浸透量被確認有變大的傾向。因此，2個劃線滾輪301, 401的角度的差可說宜為5°以上。另一方面，當刀鋒角度θ1與θ2的差過大時，劃線滾輪301, 401兩者皆有可能發生形成肋紋或沿著基板的水平方向產生裂紋等不良情況，刀鋒角度θ1與θ2的差宜為25°以下。藉由以此方式分別設定2個劃線滾輪301, 401的刀鋒角度θ1, θ2，可適當進行主機板G的斷開動作。

＜實驗2＞ 本申請案發明團隊進一步使劃線滾輪301的刀鋒角度θ1及劃線荷重產生變化，進行在主機板G上形成劃線的實驗。以下將說明此實驗與實驗結果。

在本實驗中，使用透過密封元件SL將厚度分別為0.2mm的玻璃基板G1, G2貼合在一起的主機板G。又，劃線滾輪301, 401除劃線滾輪301的刀鋒角度θ1以外，其餘部分與上述實驗1相同。在本實驗中，劃線滾輪301的刀鋒角度θ1被設定為105°、115°、125°。劃線滾輪401的刀鋒角度θ2全部為125°，刀鋒角度θ1與θ2的差分別為20°、10°、0°。又，劃線滾輪301, 401的移動速度設為固定值（300mm／sec）。

在以上的條件下，一邊使賦予劃線工具30, 40的荷重產生變化，一邊測量玻璃基板G1, G2中的肋紋的深度及裂紋的浸透量，並且也評估了形成劃線時的切斷性及之後斷開製程中的分離性。

圖4、圖5（a）～（f）顯示實驗結果。圖4係以數值表示肋紋量、裂紋的浸透量並以記號表示切斷性及分離性之評估的圖。圖5係劃線形成後的主機板G的表面照片及分離後的剖面照片，圖5（a）、（b）分別係切斷性及分離性為良好狀態的表面照片及剖面照片，圖5（c）、（d）分別係表示分離性為不良狀態的表面照片及剖面照片。就圖5（c）而言，其為分離後的其中一基板的表面照片。

參照圖4，在劃線滾輪301的刀鋒角度θ1為105°的情況下，當劃線荷重從6N到7.5N的範圍內，玻璃基板G1中的浸透量在190µm以上，玻璃基板G2中的浸透量為40µm以上。此時，如圖5（a）、（b）所示，玻璃基板G1, G2皆可分離性良好地劃線。當劃線荷重5.5N以下時，就切斷性而言，肋紋發生於劃線的一部分，就分離性而言，如圖5（c）、（d）所示，產生無法沿著劃線正常分離的不良情況。另一方面，當劃線荷重為7.5N時，肋紋及垂直裂紋幾乎在玻璃基板G1的基板厚度的整個區域產生，所以，肋紋量及浸透量的測定無法進行，但可以較輕的力量分離玻璃基板G1, G2兩者，分離性良好。再者，當加大荷重、使劃線荷重為8N時，在玻璃基板G1上，如圖5（e）、（f）所示，當劃線時會有朝向劃線滾輪前方的不規則裂紋發展出來、被稱為「跑在前頭」的現象產生，導致切斷品質下降。

同樣地，在劃線滾輪301的刀鋒角度θ1為115°的情況下，當劃線荷重為從7N到9N的範圍時，玻璃基板G1中的浸透量為130µm以上，玻璃基板G2中的浸透量為60µm以上，可進行切斷性、分離性皆良好的劃線動作。

相對於此，在劃線滾輪301的刀鋒角度θ1為125°的情況下，當增加劃線荷重時，玻璃基板G1, G2中的肋紋量及浸透量也增加，但玻璃基板G1, G2中的肋紋量及浸透量的差變小。特別是玻璃基板G1中的增加量在刀鋒角度θ1為105°、115°的相同荷重時比較小。因此，可知玻璃基板G1的分離性在荷重的廣大範圍內下降。若將劃線荷重增加至10N，玻璃基板G1, G2都可正常切斷與分離，但可知相較於刀鋒角度θ1為105°、115°的情況下，可使切斷性、分離性都良好的劃線動作所需要的荷重相當高，荷重範圍也很狹窄。

如上所述，當玻璃基板G1, G2中任一者可以較大浸透量產生裂紋時，在斷開製程中，可適當切割主機板G。

再者，刀鋒角度θ1與刀鋒角度θ2的差越大，可進行良好劃線動作的荷重就越小。換言之，儘管劃線滾輪401的刀鋒角度不改變，適當的劃線荷重的範圍對玻璃基板G1, G2來說都會朝向低荷重那側移動，並且，其荷重範圍比刀鋒角度θ1與刀鋒角度θ2相等的比較例還廣。

＜實施型態2＞ 在上述實施型態中的劃線方法（劃線方法1）中，Z軸正側的劃線滾輪301與Z軸負側的劃線滾輪401朝向劃線方向（X軸正方向）於相同位置被劃線。換言之，劃線滾輪301, 401夾持主機板G相向移動。相對於此，在實施型態2中，劃線滾輪301是位於朝向劃線方向（X軸正方向）、比起劃線滾輪401還前面、相距距離W1的位置，來移動2個劃線滾輪301, 401。

圖6（a）、（b）係說明實施型態2的圖。圖6（a）係從Y軸負側來看劃線位置附近的模式圖，圖6（b）係從X軸正側來看劃線位置附近的模式圖。

在實施型態2中，與實施型態1相同，與劃線滾輪301的刀鋒角度θ1相反的那側的劃線滾輪401的刀鋒角度θ2被加大。另外，如圖6（a）所示，2個劃線滾輪301, 401沿著劃線方向（X軸方向）相距距離W1。換言之，刀鋒角度較大的劃線滾輪401在距離劃線滾輪301後方距離W1的位置，在此狀態下，2個劃線滾輪301, 401分別一邊被玻璃基板G1, G2推壓，一邊沿著密封元件SL朝向X軸正方向移動。藉此，變得容易在玻璃基板G1上形成較深的垂直裂紋。

＜實施型態2的效果＞ 根據本實施型態，可得以下的效果。 與實施型態1相同，可在密封元件SL的正上方的位置，以較深的裂紋形成劃線L1。特別是，可進一步加大基板G1中的裂紋的浸透量並穩定形成裂紋。

＜變更例＞ 以上說明了本發明的實施型態，但本發明不受上述實施型態中任何內容的限制，又，本發明的實施型態也可在上述以外進行各種變更。

例如，在上述實施型態中，使用了在刀鋒的稜線上已既定間隔形成小溝的劃線滾輪，但可設想，使用不在稜線上形成小溝的劃線滾輪也會得到同樣的效果。劃線滾輪（刀鋒）的尺寸、形狀不受上述實施型態中所記載內容的限定，可適當使用其他的尺寸、形狀、種類的刀鋒。

又，在上述實施型態中，也可使主機板G的上側之劃線滾輪301沿著劃線方向走在下側之劃線滾輪401前面，將主機板G的下側作為刀鋒角度θ1的劃線滾輪301，使其沿著劃線方向走在具有更大刀鋒角度θ2的上側之劃線滾輪401的前面。在此情況下，也可得到與上述相同的效果。

除此之外，主機板G的構造、厚度、材質等不受上述實施中所示內容的限定，對於其他構造的主機板G的切割，也可使用上述實施型態1, 2的劃線方法及切割方法。 本發明的實施型態在申請專利範圍中所示的技術思想的範圍內，可進行各種的變更。

1‧‧‧劃線裝置

2‧‧‧劃線頭

11‧‧‧輸送帶

12a,12b‧‧‧支柱

13a,13b,14a,14b‧‧‧導軌

15,16‧‧‧滑動單元

30,40‧‧‧劃線工具

301,401‧‧‧劃線滾輪

301a,401a‧‧‧軸

G‧‧‧主機板

G1,G2‧‧‧玻璃基板

L1,L2‧‧‧劃線

R‧‧‧液晶注入區域

SL‧‧‧密封元件

W1‧‧‧距離

θ1,θ2‧‧‧刀鋒角度

［圖1］係以模式表示實施型態之劃線裝置之構造的圖。 ［圖2］係說明實施型態之劃線方法的圖。 ［圖3］係表示實施型態之劃線方法所得到之實驗結果的圖。 ［圖4］係表示實施型態之劃線方法所得到之實驗結果的圖。 ［圖5］表示藉由實施型態之劃線方法所得到的基板的狀態。 ［圖6］係說明實施型態之其他劃線方法的圖。

Claims (5)

1. 一種劃線方法，其在藉由密封元件將第一基板與第二基板貼合在一起的主機板上，使用於圓板外周形成V字形刀鋒的劃線滾輪形成劃線， 其特徵為： 在與上述第一基板的表面的上述密封元件相向的位置沿著上述密封元件轉動第一劃線滾輪，在上述第一基板的表面形成劃線，並與上述第一劃線滾輪的移動同時，沿著上述密封元件轉動刀鋒角度比第一劃線滾輪大的第二劃線滾輪，在上述第二基板的表面形成劃線。
2. 如申請專利範圍第1項之劃線方法，其中，上述第一劃線滾輪的刀鋒角度與上述第二劃線滾輪的刀鋒角度的差設定為5°以上、25°以下。
3. 如申請專利範圍第1或2項之劃線方法，其中，上述第二劃線滾輪於沿著密封元件的方向在距離上述第一劃線滾輪既定距離的變位位置上被轉動。
4. 如申請專利範圍第3項之劃線方法，其中，上述第二劃線滾輪相對於上述第一劃線滾輪位於劃線方向後方。
5. 一種切割方法，其切割藉由密封元件將第一基板與第二基板貼合在一起的主機板， 其特徵為包含： 劃線製程，在與上述第一基板的表面的上述密封元件相向的位置沿著上述密封元件轉動第一劃線滾輪，在上述第一基板的表面形成第一劃線，並與上述第一劃線滾輪的移動同時，沿著上述密封元件轉動刀鋒角度比第一劃線滾輪大的第二劃線滾輪，在上述第二基板的表面形成第二劃線；及 斷開製程，沿著上述第二劃線對上述主機板施加應力，僅從上述主機板G的上述第二基板那側斷開。