[发明专利]用于剪裁出硬而易碎的基板的方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于剪裁出硬而易碎的基板的方法以及一种适用于所述方法的剪裁装置，更具体而言，本发明涉及用于从具有硬而易碎性的板材（例如玻璃、石英、蓝宝石、陶瓷或硅晶圆）剪裁出各种基板的一种方法及一种装置，以用于从玻璃板（即，稍后所述的母玻璃）剪裁出基板，所述基板例如为用于安装于个人数字助理（例如移动电话、智能电话或平板型PC、数字照相机、便携式游戏机）或其他各种产品上的液晶显示屏等的玻璃基板或保护盖。

应注意，本文所采用的“基板”是指上面设置有功能性组件以实现某种功能的板状部件。更具体而言，本文的“基板”不仅是指通常被称为“基板”的基板（例如，用于液晶显示器等的玻璃基板或用于硬磁盘的由玻璃制成的基板），还指用于设置于移动电话等中的盖玻璃一体型触摸面板等的盖玻璃等，所述盖玻璃在触摸面板等中用于执行保护设置于盖玻璃后侧上的液晶显示装置等的功能。

背景技术

作为硬而易碎的基板的典型示例，玻璃基板被用作液晶电视机或个人计算机的显示器、个人数字助理（例如，移动电话、智能电话或平板型PC）的显示器、数字照相机的显示器、以及用于其它各种设备的平板显示器的基板，并被用作用于保护此种显示器的保护盖。此外，玻璃基板由于比传统的铝制基板具有更低的膨胀系数及更高的耐冲击性，因此也被用作上述硬盘等的基板。因此，玻璃基板的工业应用正在扩大。

获得此种玻璃基板的一般做法是从被称为母玻璃的大型玻璃板剪裁出多个基板。用于剪裁出基板的方法通常包括被称为“划线（scribing）”及“分割（breaking）”的步骤的组合。划线是根据将要剪裁出的基板的形状在母玻璃中制作切割线的步骤。分割是根据由划线步骤所制作的切割线通过对玻璃板施加弯折力而将基板彼此切开或将基板从边缘（边界）处切开的步骤。

就此而言，划线的示例包括：通过金刚石凿或金刚石滚轮等以机械方式制作切割线的划线、以及通过对玻璃板进行激光照射产生激光感应的热应力而产生裂纹的激光划线。激光划线能够对玻璃板进行非接触性处理。另外，激光划线可通过不产生玻璃切割粉末等而防止对工件的污染，也可通过不在断开或分开的表面中产生微裂纹而防止玻璃强度的劣化。因此，利用激光划线的剪裁开始普遍用于上述领域（例如平板显示器）中的玻璃基板的剪裁。

此处，利用已知的激光划线进行剪裁时也需要在划线之后进行分割。然而，此种剪裁方法难以在分割步骤中以高精度控制玻璃板的断裂方向等，且在分割之后形成于玻璃上的端面并非总是具有高精度的横截面。这些问题会妨碍激光划线在以下情况中的使用：剪裁微小的基板、剪裁具有弯曲线的基板或从多层结构的玻璃、稍厚的板玻璃、强化玻璃等剪裁出基板。考虑到此种妨碍性，还提出了被称为“完全切割”的激光划线法，此种激光划线法使激光划线不仅能够在玻璃板的表面附近形成划线，而且能够贯穿该板的整个厚度形成划线，从而无需分割步骤（参见日本专利KOKAI(LOPI)第2006-256944号）。

同时，将磨粒连同压缩气体一起喷向工件的欲被处理的表面的喷射也是一种众所周知的切割类型，而且也已提出使用此种喷射来形成用于等离子体显示面板的玻璃基板中的障壁肋（形成凹槽）（参见日本专利KOKAI(LOPI)第2000-215795号）。

尽管通过上述激光划线法剪裁基板时需要引入昂贵的激光划线装置并因此需要许多初期投资，然而普遍认为通过此种方法进行的剪裁具有无需对所剪裁基板的端面进行机械抛光操作的优点，这是因为此种剪裁不会在所剪裁基板的端面中产生微裂纹，而且会将端面形成为镜面。

然而，即使所剪裁出的基板的端面是镜面，易碎的玻璃基板在具有尖锐形状的部分（包括形成于其外围上的边缘或拐角部分）也非常容易受损。

因此，在运输或处理过程中，因基板彼此之间的接触或基板与加工工具等的接触，在基板的边缘或拐角部分中易于出现裂纹（例如大的裂纹或小的裂纹）或碎裂的部分。在下文中，此种裂纹或碎裂部分的出现将被统称为“碎裂”。一旦基板中出现此种碎裂，则仅在沿弯折方向施加轻微的力的情况下便可使基板从碎裂的位置破裂。

此外，其中保留有尖锐边缘或拐角部分的基板是危险的，且因此需要在组装操作等步骤中小心地拿放。另外，如果基板被安装成使组装于最终产品中的基板的边缘或拐角部分可接触用户的手或手指（例如，当基板用作液晶显示屏幕等的盖玻璃时），所获得的基板也具有伤及用户的危险。