JP2019059637A - カッターホイールの異物除去方法及びスクライブ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ガラス基板をスクライブする際に、ガラス基板からカッターホイールに移った有機物などの異物を効率的に除去でき、ブレイクの歩留まりを向上させる。【解決手段】スクライブ装置１のホルダ１２にカッターホイール２を装着して、ガラス基板９をスクライブする。併行して、処理ガスを、プラズマ生成部２１においてプラズマ化して、プラズマ吹出部２２から吹き出し、カッターホイール２の上端部に接触させる。【選択図】図１

Description

本発明は、ガラス基板をスクライブするスクライブ装置及びスクライブ用のカッターホイールに付着した異物を除去する方法に関し、特に液晶パネル用のガラス基板のスクライブに適したスクライブ装置及び異物除去方法に関する。

例えば液晶パネルは、２枚の合わせガラスの間に液晶が封入されている。各ガラスの表面には偏光板が設けられている。
現行の製造プロセスでは、２枚のマザーガラス基板の対向すべき面にそれぞれ回路形成等の処理を施した後、貼り合わせることで、マザーセルを形成する。該マザーセルをスクライブブレイクによって複数の液晶パネルに分割し、洗浄したうえでフィルム状の偏光板を貼り付けている（特許文献１等参照）。偏光板の貼り付け面には接着剤が塗布され、かつ剥離フィルムで覆われている。剥離フィルムを剥がして、液晶パネルのガラス表面に偏光板を接着する（特許文献２等参照）。

ガラス基板のスクライブブレイクに関連して、例えば特許文献３では、ガラスカッターに付着したガラス切粉を吸引して排出することで、ガラスカッターをクリーニングしている。
特許文献４では、ガラス基板にスクライブ線（キズ）を付ける前にカッターホイールの刃部の汚れを布で拭き取ったり溶剤で溶かしたりしている。
特許文献５では、カッターホイールをゴム板に押し付けながら転動させことで、カッターホイールに付着した異物を除去している。

特開２０１７−１４２３１６号公報 特開２００３−１３１２１１号公報 特開平２−２７１９２９号公報 特開平６−８２７３８号公報 特開２０１３−１８４８８５号公報

発明者等は、液晶パネルの製造プロセスの効率化に取り組んでいるところである。その一案としてエンドカットプロセスを発案した。すなわち、マザーセルとほぼ同じ大きさのマザー偏光板を用意し、マザーセルの形成後、スクライブブレイク前に、前記マザー偏光板をマザーセルに貼り付け、その後、マザー偏光板の不要部分をレーザーカットして剥離したうえで、スクライブブレイクを行なう。そうすることによって、ライン数の激減、作業人員の削減、パーティクルの抑制、多種サイズ対応の容易化等の利点が得られる。一方、前記マザー偏光板の不要部分剥離後のマザーガラスの表面には、前記不要部分の接着剤（異物）が残留している可能性がある。このような異物が有ると、スクライブブレイクの際、カッターホイールの刃に異物が付着し、刃飛びが起きやすくなり、ブレイク時の歩留まりが低下することが考えられる。

異物除去手段として、例えば特許文献３の吸引排出手段によっては、ガラスカッターに強固に付着した異物は落としきれない。
特許文献４の布や溶剤で除去する手段においては、生産性が悪い。また、布だけの場合は、カッターホイールに強固に付着した接着剤等の汚れを除去するのは困難である。溶剤を用いる場合、溶剤が基板に付くおそれがある。
特許文献５のゴム板で異物除去する手段においては、カッターホイールに強固に付着した接着剤等の汚れを除去するのは困難である。また、生産性が悪い。
本発明は、かかる事情に鑑み、ガラス基板をスクライブする際に、ガラス基板からカッターホイールに移った有機物などの異物を効率的に除去でき、ブレイクの歩留まりを向上させることを目的とする。

前記課題を解決するため、本発明方法は、ガラス基板をスクライブするスクライブ装置のカッターホイールの異物除去方法であって、
処理ガスをプラズマ化して前記カッターホイールに接触させるプラズマ洗浄工程を備えたことを特徴とする。
前記スクライブ装置によって前記ガラス基板をスクライブしながら、前記カッターホイールに前記プラズマ化された処理ガスを吹き付けることが好ましい。
前記スクライブを行なうのに先立って、前記カッターホイールに前記プラズマ化された処理ガスを接触させることによって、前記スクライブ時に異物が前記カッターホイールに付きにくくしてもよい。

本発明装置は、ガラス基板をカッターホイールによってスクライブするスクライブ装置であって、
前記カッターホイールを回転可能に保持するホルダを含むスクライブ部と、
前記カッターホイールの異物を除去する異物除去部と、を備え、
前記異物除去部が、処理ガスをプラズマ化して前記カッターホイールに接触させるプラズマ洗浄部を含むことを特徴とする。
前記プラズマ洗浄部が、前記プラズマ化された処理ガスを吹き出すプラズマ吹出部を有し、前記プラズマ吹出部が、前記ホルダに保持されたカッターホイールにおける前記ガラス基板との当接部以外の部分に向けられていることが好ましい。
前記スクライブ装置が、前記ガラス基板における前記カッターホイールの進行方向の前方の部分に、プラズマ化された事前処理ガスを吹き付ける事前プラズマ洗浄部を、更に備えていることが好ましい。

前記カッターホイールから除去すべき異物としては、例えば接着剤などの有機物が挙げられる。
前記処理ガスは、窒素（Ｎ_２）及び酸素（Ｏ_２）を含むことが好ましい。これによって、有機系の異物を確実に除去できる。窒素に代えて、ヘリウム（Ｈｅ）、ネオン（Ｎｅ）、アルゴン（Ａｒ）等の希ガス、その他の不活性ガスを用いてもよい。
経済性の観点からは、前記処理ガスとして空気を用いることが、より好ましい。
前記処理ガスを、大気圧近傍の放電空間においてプラズマ化することが好ましい。前記プラズマは、大気圧近傍下における大気圧プラズマであることが好ましい。
本明細書において大気圧近傍とは、１．０１３×１０^４〜５０．６６３×１０^４Ｐａの範囲を言い、圧力調整の容易化や装置構成の簡便化を考慮すると、１．３３３×１０^４〜１０．６６４×１０^４Ｐａが好ましく、９．３３１×１０^４〜１０．３９７×１０^４Ｐａがより好ましい。

本発明によれば、ガラス基板をスクライブする際に、ガラス基板からカッターホイールに移った有機物などの異物をプラズマ洗浄して除去できる。この結果、ブレイクの歩留まりを向上させることができる。

図１は、本発明の第１実施形態に係るスクライブ装置の概略構成を示す正面断面図である。 図２は、前記スクライブ装置の側面図である。 図３は、前記スクライブ装置のカッターホイールの周辺部を拡大して示す正面断面図である。 図４は、本発明の第２実施形態に係るスクライブ装置の概略構成を示す側面図である。 図５は、本発明の第３実施形態に係るスクライブ装置の概略構成を示す側面図である。 図６は、本発明の第４実施形態に係るスクライブ装置の概略構成を示す側面断面図である。 図７は、本発明の第５実施形態に係るスクライブ装置の概略構成を示す側面図である。 図８は、図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿う断面図である。

以下、本発明の実施形態を図面にしたがって説明する。
図１〜図３は、本発明の第１実施形態を示したものである。図３に示すように、本実施形態における処理対象のガラス基板９は、例えば液晶パネルのマザーセルである。予め、マザーセルの表面の全域にマザー偏光板７（図１において省略）が接着剤８を介して貼り付けられ、更に前記マザー偏光板７の必要部分と不要部分との境にレーザーによって切断線が入れられた後、前記不要部分が剥離されている。
図３に示すように、ガラス基板９の表面における前記不要部分が剥離された部分には、接着剤８が異物８ｂとして付いている可能性がある。接着剤８は、例えばポリビニルブチラール（ＰＶＢ）などを含む有機物である。

図１及び図２に示すように、スクライブ装置１は、スクライブ部１０と、異物除去部２０と、基板支持部３を備えている。基板支持部３にガラス基板９が水平に支持されている。該ガラス基板９の上方にスクライブ部１０が設けられている。

スクライブ部１０は、ボディ１１と、ホルダ１２を含む。ボディ１１の下端部にホルダ１２が設けられている。ホルダ１２にカッターホイール２が中心軸線まわりに回転可能に装着されている。カッターホイール２は、例えばソロバン玉形状すなわち外周部が断面三角形に尖った円盤形状になっている。尖った部分が、環状の刃部２ａを構成している。カッターホイール２の中心軸線は水平に向けられている。

スクライブ装置１には、カッターホイール２に付着した異物８ｂを除去するための異物除去部２０が搭載されている。異物除去部２０は、プラズマ洗浄部２０Ａを含む。プラズマ洗浄部２０Ａは、プラズマ生成部２１と、プラズマ吹出部２２を有している。プラズマ生成部２１は、例えばスクライブ部１０のボディ１１に組み込まれている。プラズマ生成部２１は、互いに対向する一対の電極２３を含む。
図示は省略するが、少なくとも１つの電極２３の対向面には、固体誘電体が設けられている。これら電極２３の一方は、高周波電源２６に接続され、他方は電気的に接地されている。高周波電源２６は、例えばパルス波状の高周波電圧を電極２３に供給する。

一対の電極２３間の空間２５の上流端に処理ガス供給部２４が連なっている。処理ガス供給部２４は、処理ガスを電極間空間２５に供給する。処理ガスとしては、空気が用いられている。なお、処理ガスとして、窒素と酸素の配合比を調節した混合ガスを用いてもよい。混合ガス中の酸素の体積含有率は、数ｐｐｍ〜数十％の範囲で調節できる。処理ガスとして、酸素１００％ガスを用いてもよい。

電極間空間２５の下流端にプラズマ吹出部２２が連なっている。プラズマ吹出部２２は、ホルダ１２の上端部に配置され、カッターホイール２へ向かって開口されている。好ましくは、プラズマ吹出部２２は、カッターホイール２の上端部すなわちガラス基板９との当接部２ｂとは反対側の部分に向けられている。プラズマ吹出部２２からカッターホイール２の上端部までの距離（ワーキングディスタンスｄ）は、例えばｄ＝０．１ｍｍ〜１０ｍｍ程度であり、好ましくはｄ＝２ｍｍ〜３ｍｍ程度である。ワーキングディスタンスｄは、カッターホイール２の直径と比べて十分に小さく、ひいては吹出部２２からガラス基板９までの距離と比べて十分に小さい。
ホルダ１２の上端部におけるプラズマ吹出部２２の近くには、吸込口２７が設けられている。

スクライブ装置１は、次のように動作する。
＜スクライブ工程＞
スクライブ部１０のカッターホイール２の刃部２ａをガラス基板９に押し付けながら、スクライブ部１０をガラス基板９の切断予定線に沿って相対移動させる。これによって、前記切断予定線に沿ってスクライブ線が形成される。
図３に示すように、切断予定線上に異物８ｂが在ったときは、カッターホイール２がその異物８ｂの位置に達した時、該カッターホイール２におけるガラス基板９との当接部２ｂ（図３において下端部）に異物８ｂが付着する。
スクライブ部１０の前記相対移動に伴って、カッターホイール２が転動されることで、前記異物付着部が回転移動される。

＜プラズマ洗浄工程＞
スクライブと併行して、電源２６から電極２３へ電力を供給するとともに、ガス供給部２４から処理ガスをプラズマ生成部２１に導入する。前記電力供給によって、一対の電極２３間に大気圧グロー放電が生成され、電極間空間２５が、大気圧近傍の放電空間となる。該放電空間２５にガス供給部２４からの処理ガスが導入され、放電空間２５内において処理ガスがプラズマ化（励起、活性化、ラジカル化、イオン化を含む）される。
なお、放電形式は、グロー放電には限定されず、アーク放電、コロナ放電などであってもよい。

プラズマ化された処理ガス（以下、適宜「プラズマガス」と称す）は、放電空間２５からプラズマ吹出部２２へ流れ、プラズマ吹出部２２から吹き出される。該プラズマガスが、カッターホイール２の上端部（ガラス基板９との当接部２ｂ以外の部分）に吹き付けられる。
これによって、カッターホイール２の異物付着部が上端部まで回転移動して来たとき、プラズマガスが異物８ｂと接触される。そして、異物８ｂ（有機物）が、プラズマガス中の酸素プラズマ、酸素ラジカル、オゾン等によって分解されて気化される。これによって、カッターホイール２から異物８ｂを除去することができる。異物８ｂがカッターホイール２に強固に付着していたとしても、確実に分解して除去できる。
プラズマ吹出部２２からカッターホイール２の上端部（異物除去反応部）までの距離ｄを短くすることによって、プラズマガスを、活性を保った状態で異物除去反応部に確実に到達させることができ、異物除去反応部において異物８ｂの除去反応を確実に起こさせることができる。
したがって、カッターホイール２を常時清浄な状態にしてガラス基板９に押し付けることができる。この結果、刃飛びが起きるのを防止でき、スクライブを良好に行なうことができる。
プラズマ吹付方式の異物除去部２０によれば、スクライブの実行と併行して、かつ連続的に異物除去できる。したがって、作業効率を向上できる。

異物８ｂの気化ガスや使用済のプラズマガスは、吸込口２７から吸い込まれて、排出される。
プラズマガスの一部が、前記吸い込みの流れからそれて、ガラス基板９へ向かって流れたとしても、プラズマ吹出部２２からガラス基板９までの距離を十分に大きくしておくことで、前記ガラス基板９へ向かうガスを途中で充分に失活させることができる。したがって、ガラス基板９がプラズマによって損傷を受けるのを防止できる。

＜ブレイク工程＞
スクライブ後、ガラス基板９をブレイク装置へ送り、スクライブ線に沿ってブレイクを行なう。これによって、ガラス基板９（マザーセル）が複数の液晶パネルに分割される。
前述した通り、スクライブ工程において、刃飛び無く、良好なスクライブ線を刻設しておくことで、ブレイクの歩留まりを向上させることができる。
ブレイクした各液晶パネルには、既に偏光板が貼られているから、その後のライン数が激減し、液晶パネルの製造効率を向上でき、更に作業人員の削減、パーティクルの抑制、多種サイズ対応の容易化等の利点を得ることができる。

次に、本発明の他の実施形態を説明する。以下の実施形態において既述の形態と重複する構成に関しては、図面に同一符号を付して説明を省略する。
＜第２実施形態＞
図４は、本発明の第２実施形態を示したものである。
第２実施形態のスクライブ装置１Ｂでは、プラズマ洗浄部２０Ｂが、スクライブ部１０のボディ１１の外部に設けられている。プラズマ洗浄部２０Ｂのプラズマ生成部２１からノズル状のプラズマ吹出部２２Ｂが延び出ている。プラズマ吹出部２２Ｂの先端部が、ホルダ１２に装着されたカッターホイール２に向かって開口されている。

＜第３実施形態＞
図５は、本発明の第３実施形態を示したものである。第３実施形態のスクライブ装置１Ｃにおいては、異物除去部２０が、外付け型のプラズマ洗浄部２０Ｂに加えて、冷却手段３０と、事前プラズマ洗浄部４０を備えている。
外付け型のプラズマ洗浄部２０Ｂは、複数のスポットノズル状のプラズマ吹出部２２Ｂを有している。これら複数のプラズマ吹出部２２Ｂが、カッターホイール２の周方向に間隔を置いて並べられている。各プラズマ吹出部２２Ｂの開口が、カッターホイール２の刃部２ａに向けられている。
図５では、プラズマ吹出部２２Ｂの数は２つであるが、３つ以上であってもよい。
複数のプラズマ吹出部２２Ｂは、互いに共通のプラズマ生成部２１から延びていてもよい。プラズマ吹出部２２Ｂごとにプラズマ生成部２１が設けられていてもよい。

冷却手段３０は、冷却ガス源３１と、冷却ノズル３２を含む。冷却ガスとしては、空気や窒素などが用いられている。冷却ガス源３１が、エアコンプレッサーであってもよい。冷却ガス源３１に冷却ノズル３２が連なっている。冷却ノズル３２は、カッターホイール２の刃部２ａに向かって開口されている。好ましくは、冷却ノズル３２は、カッターホイール２の回転方向における、プラズマ吹出部２２Ｂの配置部分よりも下流側、かつガラス基板９との当接部２ｂより上流側の部分に配置されている。

スクライブ装置１Ｃによれば、プラズマ洗浄処理によってカッターホイール２の温度が上がったとしても、冷却ノズル３２から冷却ガスを吹き出すことで、カッターホイール２を冷却できる。これによって、カッターホイール２の熱膨脹に起因するスクライブ精度低下を防止できる。
なお、カッターホイール２の熱膨脹対策としては、プラズマガスを常温にしたり、プラズマ照射を間欠的に行ったりしてもよい。

さらに、スクライブ装置１Ｃによれば、カッターホイール２の進行方向の前方に事前プラズマ洗浄部４０が設けられている。事前プラズマ洗浄部４０は、プラズマ洗浄部２０Ｂと同様に、一対の電極４３を含むプラズマ生成部４１と、事前洗浄ノズル４２とを有している。事前洗浄ノズル４２は、ガラス基板９における、カッターホイール２より進行方向前方部分（図５において右側部）に向けられている。

一対の電極４３間の放電空間４５で空気等の事前処理ガスをプラズマ化することで、前処理用プラズマガスを生成する。該前処理用プラズマガス（プラズマ化された事前処理ガス）を事前洗浄ノズル４２から吹き出す。これによって、該進行方向前方部分をカッターホイール２の到達前にプラズマ洗浄することができる。該進行方向前方部分に異物８ｂがあったときは事前に除去しておくことができる。したがって、カッターホイール２に異物８ｂ（有機物）が付くのを抑制でき、プラズマ洗浄部２０Ｂの負担を軽減できる。
なお、異物除去装置２０として、事前プラズマ洗浄部４０だけを設け、プラズマ洗浄部２０Ｂを省略してもよい。

＜第４実施形態＞
図６は、本発明の第４実施形態を示したものである。第４実施形態のスクライブ装置１Ｄにおいては、プラズマ吹出部２２Ｄの縁が、カッターホイール２の上側の外周部分２ｒに沿う凹円弧形状になっている。プラズマ生成部２１の放電空間２５において生成されたプラズマガスが、プラズマ吹出部２２Ｄの全域から吹き出される。これによって、カッターホイール２の上側の外周部分２ｒを広い範囲にわたって一度にプラズマ洗浄することができる。

＜第５実施形態＞
図７及び図８は、本発明の第５実施形態に係るスクライブ装置１Ｅを示したものである。第５実施形態においては、プラズマ洗浄部２０Ｅが所謂ダイレクト式になっている。すなわち、処理対象（カッターホイール２）が放電空間２５Ｅの内部に配置されており、プラズマが処理対象に直接的に接触されるようになっている。
ちなみに、既述の第１〜第４実施形態のプラズマ洗浄部２０Ａ，２０Ｂは、処理対象（カッターホイール２）が放電空間２５の外部に配置されており、プラズマガスが放電空間２５から吹き出されて処理対象に吹き付けられる所謂リモートのプラズマ処理装置である。

図７及び図８に示すように、ダイレクト式プラズマ洗浄部２０Ｅは、ホット電極２３Ｅと、該電極２３Ｅに接続された高周波電源２６を備えている。電極２３Ｅは、カッターホイール２の上側に被さるように配置されている。該電極２３Ｅと金属製のカッターホイール２とが、上下に対向する一対の電極を構成している。すなわち、カッターホイール２が、電気的に接地されることによって、プラズマ洗浄部２０Ｅの接地電極として提供されている。

図７に示すように、電極２３Ｅにおけるカッターホイール２との対向部（図７において下側部）には、部分円形の凹部２３ｒが形成されている。該凹部２３ｒに、カッターホイール２の上側の外周部分２ｒが入り込んでいる。凹部２３ｒの内面とカッターホイール２の上側外周部分２ｒとの間に円弧状空間２５Ｅが形成されている。

電極２３Ｅとカッターホイール２との間に電界が印加されることによって、円弧状空間２５Ｅが放電空間となり、該空間２５Ｅ内のガス（空気）がプラズマ化されるとともに、カッターホイール２の上側外周部分２ｒに接触される。これによって、カッターホイール２に付着された異物８ｂを除去することができる。
処理ガス供給部２４（図１）から処理ガス（空気）を放電空間２５Ｅに供給してもよい。

本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の改変をなすことができる。
例えば、第３実施形態（図５）以外の実施形態においても、冷却手段３０や事前プラズマ洗浄部４０を付加してもよい。
スクライブ部１０によってスクライブを行なうのに先立って、カッターホイール２にプラズマガスを接触させることによって、スクライブ時に異物８ｂがカッターホイール２に付きにくくしてもよい。
処理対象のガラス基板は、液晶パネルのマザーセルに限られない。
異物は、接着剤に限られず、油分、その他の有機物でもよく、有機物に限られず、無機物であってもよい。異物の成分に応じて、処理ガスの組成を調整することが好ましい。

本発明は、例えば液晶パネルの製造ラインに適用できる。

１，１Ｂ〜１Ｅ スクライブ装置
２ カッターホイール
２ａ 刃部
２ｂ 当接部
２ｒ 外周上側部分
３ 基板支持部
７ 偏光板
８ 接着剤
８ｂ 異物
９ ガラス基板
１０ スクライブ部
１１ ボディ
１２ ホルダ
２０ 異物除去部
２０Ａ 内蔵型プラズマ洗浄部
２０Ｂ 外付け型プラズマ洗浄部
２０Ｅ ダイレクト式プラズマ洗浄部
２１ プラズマ生成部
２２，２２Ｂ，２２Ｄ プラズマ吹出部
２３，２３Ｅ 電極
２３ｒ 凹部
２４ 処理ガス供給部
２５ 電極間空間（放電空間）
２５Ｅ 放電空間
２６ 高周波電源
２７ 吸込口
３０ 冷却手段
３１ 冷却ガス源
３２ 冷却ノズル
４０ 事前プラズマ洗浄部
４１ プラズマ生成部
４２ 事前洗浄ノズル
４３ 電極
４５ 放電空間

Claims (5)

1. ガラス基板をスクライブするスクライブ装置のカッターホイールの異物除去方法であって、
   処理ガスをプラズマ化して前記カッターホイールに接触させるプラズマ洗浄工程を備えたことを特徴とするカッターホイールの異物除去方法。
2. 前記スクライブ装置によって前記ガラス基板をスクライブしながら、前記カッターホイールに前記プラズマ化された処理ガスを吹き付けることを特徴とする請求項１に記載の異物除去方法。
3. ガラス基板をカッターホイールによってスクライブするスクライブ装置であって、
   前記カッターホイールを回転可能に保持するホルダを含むスクライブ部と、
   前記カッターホイールの異物を除去する異物除去部と、を備え、
   前記異物除去部が、処理ガスをプラズマ化して前記カッターホイールに接触させるプラズマ洗浄部を含むことを特徴とするスクライブ装置。
4. 前記プラズマ洗浄部が、前記プラズマ化された処理ガスを吹き出すプラズマ吹出部を有し、前記プラズマ吹出部が、前記ホルダに保持されたカッターホイールにおける前記ガラス基板との当接部以外の部分に向けられていることを特徴とする請求項３に記載のスクライブ装置。
5. 前記ガラス基板における前記カッターホイールの進行方向の前方の部分に、プラズマ化された事前処理ガスを吹き付ける事前プラズマ洗浄部を、更に備えたことを特徴とする請求項３又は４に記載のスクライブ装置。

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