特許第6753601号(P6753601)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2022.1.31 β版

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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6753601
(24)【登録日】2020年8月24日
(45)【発行日】2020年9月9日
(54)【発明の名称】ガラス基板分割装置
(51)【国際特許分類】
   C03B 33/033 20060101AFI20200831BHJP
   C03B 33/023 20060101ALI20200831BHJP
   C03B 33/037 20060101ALI20200831BHJP
   B28D 5/00 20060101ALI20200831BHJP
【FI】
   C03B33/033
   C03B33/023
   C03B33/037
   B28D5/00 Z
【請求項の数】4
【全頁数】11
(21)【出願番号】特願2016-149822(P2016-149822)
(22)【出願日】2016年7月29日
(65)【公開番号】特開2018-16527(P2018-16527A)
(43)【公開日】2018年2月1日
【審査請求日】2019年7月1日
(73)【特許権者】
【識別番号】390000608
【氏名又は名称】三星ダイヤモンド工業株式会社
(72)【発明者】
【氏名】今出 崇昭
(72)【発明者】
【氏名】井村 淳史
【審査官】 田中 永一
(56)【参考文献】
【文献】 特開2011−144092(JP,A)
【文献】 特開2014−125419(JP,A)
【文献】 特開2015−063450(JP,A)
【文献】 特開2014−189421(JP,A)
【文献】 特開2007−119322(JP,A)
【文献】 国際公開第2013/073477(WO,A1)
【文献】 特開2015−157749(JP,A)
【文献】 特開2015−139966(JP,A)
【文献】 特開2015−139967(JP,A)
【文献】 特開2017−186195(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
C03B 33/00 − 33/037
B28D 5/00
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
帯状のガラスシートを巻回したガラスロール及び帯状の樹脂シートを巻回した樹脂ロールから、前記ガラスシート及び前記樹脂シートをそれぞれ平面状に巻き出し、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搬送する巻出し装置と、
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
前記巻出し装置は、回転駆動され前記ガラスシート及び前記樹脂シートを巻き出して搬送する送り出しローラと、回転駆動され搬送方向下流端に配置された引っ張りローラと、前記送り出しローラと前記引っ張りローラとの間に配置された搬送面構成部とを有し、
前記送り出しローラには、前記樹脂ロールから巻き出された前記樹脂シート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が積層された前記ガラスシート及び前記樹脂シートが、前記樹脂シートが接するように巻回され、
前記引っ張りローラには、前記巻き出しローラから搬送された前記樹脂シートが巻回され、
前記搬送面構成部では、前記ガラスシート及び前記樹脂シートが平面状に維持される、
ガラス基板分割装置。
【請求項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。
【請求項3】
前記引っ張りローラは、前記樹脂シートにのみ引っ張り力を付与する、請求項1又は2に記載のガラス基板分割装置。
【請求項4】
前記引っ張りローラは、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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
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。
【背景技術】
【0002】
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)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2007−119322号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
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。
【0005】
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。
【課題を解決するための手段】
【0006】
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。
【0007】
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、帯状のガラスシートを巻回したガラスロール及び帯状の樹脂シートを巻回した樹脂ロールから、ガラスシート及び樹脂シートをそれぞれ平面状に巻き出し、ガラスシートが樹脂シートの上側に重なった状態でスクライブライン形成装置に搬送する。
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。
【0008】
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。
【0009】
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。
【0010】
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。
【0011】
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。
【発明の効果】
【0012】
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。
【図面の簡単な説明】
【0013】
図1】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。
図2】ガラス基板分割装置の平面図。
図3】ガラス基板分割装置の側面図。
図4】ガラス基板分割装置の側面図。
図5】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。
図6】ガラス基板分割装置の制御構成を示すブロック図。
図7】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。
【発明を実施するための形態】
【0014】
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。
【0015】
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及び樹脂ロール4からそれぞれ巻き出されたガラスシート7及び樹脂シート8が積層されて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及び樹脂ロールからガラスシート7及び樹脂シート8を巻き出し、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。
【0016】
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、第2巻き出しエアシャフト47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。樹脂ロール4は、第1巻出しエアシャフト41に装着されている。樹脂シート8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、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、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。
【0017】
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。ガラスロール3は第2エアシャフト47に装着されている。ガラスロール3から巻き出されたガラスシート7は、第2エアシャフト47と第2送り出しローラ45の間で垂れ下がった状態になり、第1送り出しローラ43と第2送り出しローラ45の間で樹脂シート8に積層され、第2送り出しローラ45に巻回される。なお、第2巻き出しエアシャフト47は、図示しないモータによって回転駆動されており、ガラスシート7の垂下がった部分の高さが一定になるようにガラスシート7を巻き出している。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。
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。
【0018】
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。
【0019】
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。
【0020】
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。
【0021】
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。
【0022】
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搬送される。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。
【0023】
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。
【0024】
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。
【0025】
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。
【0026】
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。
【0027】
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。
【0028】
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。
【0029】
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。
【0030】
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。
【0031】
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。
【0032】
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。
【0033】
(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。
【0034】
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。
【0035】
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。
【0036】
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。
【0037】
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。
【0038】
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ロール3から巻き出されたガラスシート7が一旦垂れ下がって第2送り出しローラに巻回される構成としたが、第2巻き出しエアシャフトを駆動して一定の張力を付与する構成としてもよい。
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。
【産業上の利用可能性】
【0039】
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。
【符号の説明】
【0040】
1 :ガラス基板分割装置
3 :ガラスロール
4 :樹脂ロール
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
47 :第2巻き出しエアシャフト
51 :引っ張りローラ
61 :制御部
S :スクライブライン
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7