专利名称：非接触式裂片方法、设备及切割和裂片的方法、设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及液晶显示面板的切割エ艺，尤其涉及ー种非接触式裂片的方法、设备，以及ー种切割和裂片的方法、设备。
背景技术：
平板显示器(Flat Panel Display,FPD)与传统的阴极射线管(CRT)显示器相比，具有薄、轻、功耗小、辐射低、没有闪烁、对人体健康损害小等优点，已成为主流的显示器。平板显示器包括液晶显示器(LCD)、等离子体显示器(TOP)和发光二极管显示器(LED)等多种类型。制造平板显示器的关键エ艺之一就是玻璃面板切割以及切割之后的裂片エ艺。以IXD显示器为例，目前业界广泛使用的玻璃面板切割エ艺为钻石砂轮(Diamond wheel)切割,Diamond wheel包括标准(Normal)型和高渗透(Penett)型。通过Diamond wheel切割エ艺对玻璃材质的阵列基板进行切割后，在阵列基板的表面将会形成一道深切槽，产生横向裂纹和垂直裂纹。如图I所示，为Diamond wheel切割后以切割线为剖面的断面示意图，从图I中可以看出，利用切割轮在阵列基板表面完成切割划片作业后，切割线下已形成垂直于阵列基板表面的垂直裂纹，垂直裂纹从上到下分为三个区域，包括切割后直接形成的破裂区域(Damage Zone)、切割过程中在压力作用下形成的肋状断裂区域(Median Crack)、肋状断裂后的延伸断裂区域(Median Crack Extension)。如图2所示，为Diamond wheel切割后的正视图，从图2中可以看出在切割后，垂直裂纹从上到下分为三个区域的深度，在切割作业完成吋，垂直裂纹没有贯穿整个阵列基板，阵列基板还未完全裂开。在对阵列基板切割后将进行裂片エ艺，利用裂片カ矩使在切割时形成的垂直裂纹纵向贯穿整个阵列基板，使阵列基板裂开，达到使玻璃分离的目的。裂片エ艺主要有接触式裂片和非接触式裂片，目前常用的非接触式裂片エ艺有以下两种第一种非接触式裂片エ艺是蒸汽裂片(Steam Break)エ艺，首先采用温度和压カ较高的水蒸气喷射在阵列基板的切割线所在的表面，使得阵列基板的玻璃材质表面体积迅速膨胀，切割形成的垂直裂纹受压扩张，垂直裂纹贯穿整个阵列基板，最終使阵列基板裂开。Steam Breakエ艺利用水的高效热传导率，使垂直裂纹受压明显，且水蒸气喷射后水的蒸发带走表面热量，加速玻璃表面温度下降，这种短时间内的热胀冷缩过程可以加强垂直裂纹的直行性，使阵列基板的断裂面尽量垂直。Steam Breakエ艺中，喷射用的水蒸气中水的掺杂量很难控制，若水的掺杂量过少，容易使裂片操作不充分，阵列基板不易完全裂开；若水的掺杂量过多，则会使玻璃表面有水溃残留；另外，在水分蒸发后，切割过程中产生的玻璃碎屑会附着在玻璃表面，很难被 去除，从而影响后续的偏光片贴附等エ艺效果，且这些玻璃碎屑会容易附着在阵列基板附近的其它设备上，造成设备内部污染，加速传动部件的磨损。第二种非接触式裂片エ艺是加热裂片(Heat Break)エ艺,是对Steam Breakエ艺的改进方案。Heat Breakエ艺采用高温高压空气喷射阵列基板的切割线所在的表面，使玻璃表面体积迅速膨胀，切割形成的垂直裂纹受压扩张，进而使阵列基板裂开。Heat Breakエ艺由于没有掺杂水，因此克服了水溃残留以及附着玻璃碎屑的问题，但热空气吹过切割线周围区域后，由于没有水分蒸发带走大量热量的效力，在室温环境下玻璃表面的温度不能快速降低，热胀冷缩过程缓慢，使垂直裂纹的直行性较差，裂片效果不佳。综上所述，阵列基板切割后的裂片エ艺中，由于Steam Breakエ艺使用高温、高压的水蒸气喷射，存在水溃残留以及玻璃碎屑附着的问题，Heat Breakエ艺又存在热胀冷缩过程缓慢，使垂直裂纹的直行性较差的问题，因此，目前需要找到ー种能够同时克服上述问题的裂片方式。
发明内容
本发明实施例提供ー种非接触式裂片方法、设备及切割和裂片的方法、设备，用以解决现有技术中存在水溃残留以及玻璃碎屑附着或垂直裂纹的直行性较差的问题。ー种非接触式裂片设备，包括用于沿阵列基板被切割后在上表面形成的切割线喷射第一温度气体的第一喷嘴，和用于在第一喷嘴喷射第一温度气体的设定时长后，沿所述切割线喷射第二温度气体的第二喷嘴；其中，第一温度高于第二温度。ー种非接触式裂片的方法，所述方法包括控制第一喷嘴沿阵列基板被切割后在上表面形成的切割线喷射第一温度气体；在第一喷嘴喷射第一温度气体的设定时长后，控制第二喷嘴沿所述切割线喷射第~■温度气体。ー种玻璃切割和裂片的设备，包括用于切割阵列基板的切割轮；沿阵列基板切割后在上表面形成的切割线喷射第一温度气体的第一喷嘴；以及在第一喷嘴喷射第一温度气体的设定时长后，沿所述切割线喷射第二温度气体的第二喷嘴，第一温度高于第二温度。ー种玻璃切割和裂片的方法，所述方法包括控制所述切割轮切割阵列基板；以及控制所述非接触式裂片设备中的第一喷嘴沿阵列基板被切割后在上表面形成的切割线喷射第一温度气体；在第一喷嘴喷射第一温度气体的设定时长后，控制所述非接触式裂片设备中的第ニ喷嘴沿所述切割线喷射第二温度气体。本发明有益效果如下本发明实施例使用第一喷嘴沿切割后的切割线喷射第一温度气体，随后再使用第ニ喷嘴沿切割线喷射第二温度气体，其中，第一温度高于第二温度，由于使用气体喷射代替现有的Steam Breakエ艺中的水蒸气喷射,克服了 Steam Breakエ艺中存在水溃残留以及玻璃碎屑附着的问题；同时，通过第一喷嘴喷射温度较高的第一温度气体后，能够使阵列基板的玻璃材质表面体积迅速膨胀，切割过程形成的垂直裂纹受压扩张，进而使阵列基板裂开，随后在短时间内通过第二喷嘴喷射温度较低的第二温度气体，使阵列基板迅速冷缩，这种快速热胀冷缩的过程又能够加强垂直裂纹的直行性，克服了现有的Heat Breakエ艺中由于不能快速冷缩导致垂直裂纹的直行性较差的问题。
图I为现有技术中Diamond wheel切割后以切割线为剖面的断面示意图；图2为现有技术中Diamond wheel切割后的正视图；图3为本发明实施例一中非接触式裂片设备示意图；图4为本发明实施例一中切割和裂片的设备结构示意图；图5(a)、图5(b)和图5(c)为本发明实施例ニ中裂片过程的立体图、沿切割线的剖面图以及俯视图；图6为本发明实施例ニ中贴合后的双层阵列基板分别进行裂片时，以切割线为剖面的不意图；图7为本发明实施例ニ中切割和裂片操作吋，以切割线为剖面的示意图。
具体实施例方式为了实现本发明实施例的目的，本发明实施例提出一种新的在玻璃切割后的非接触式裂片エ艺，使用第一喷嘴沿切割后的切割线喷射第一温度气体，随后再使用第二喷嘴沿切割线喷射第二温度气体，其中，第一温度高于第二温度，由于使用气体喷射代替现有的Steam Breakエ艺中的水蒸气喷射，克服了 Steam Breakエ艺中存在水溃残留以及玻璃碎屑附着的问题；同时，通过第一喷嘴喷射温度较高的第一温度气体后，能够使阵列基板的玻璃材质表面体积迅速膨胀，切割过程形成的垂直裂纹受压扩张，进而使阵列基板裂开，随后在短时间内通过第二喷嘴喷射温度较低的第二温度气体，使阵列基板迅速冷縮，这种快速热胀冷缩的过程又能够加强垂直裂纹的直行性，克服了现有的Heat Breakエ艺中由于不能快速冷缩导致垂直裂纹的直行性较差的问题。下面结合说明书附图对本发明实施例进行详细描述。本发明各实施例中涉及的裂片操作优选地是在玻璃材质的阵列基板进行切割(如Diamond wheel切割)后进行的。实施例一如图3所示，为本发明实施例一中非接触式裂片设备示意图，所述非接触式裂片设备包括喷射第一温度气体的第一喷嘴11和喷射第二温度气体的第二喷嘴12。第一喷嘴11喷射出的第一温度气体是高温高压的气体，达到使阵列基板的玻璃材质表面体积膨胀，切割过程形成的垂直裂纹受压扩张，进而使阵列基板裂开的目的；第ニ喷嘴12喷射出的第ニ温度气体是低温高压气体，以达到阵列基板表面短时间内的热胀冷缩使垂直裂纹的直行性提闻的目的。第一喷嘴11和第二喷嘴12沿沿阵列基板切割后形成的切割线喷射气体时，第一喷嘴11先于第二喷嘴12喷射气体，但第一喷嘴11先于第二喷嘴12喷射气体的时长应设定在ー个合理的时长内，若第一喷嘴11喷射高温高压气体后等待过长的时间后第二喷嘴12才喷射低温高压气体，则达不到短时间内热胀冷缩的目的；若第一喷嘴11喷射高温高压气体后等待过短的时间后第二喷嘴12就喷射低温高压气体，则由于两个喷嘴距离较近，喷射的高温高压气体和低温高压气体容易相互影响，例如低温高压气体喷射到阵列基板表面后，低温气体折射到高温高压气体喷射的范围内，会影响高温高压气体到达阵列基板表面的温度。为此，本发明实施例一中的非接触式裂片设备设计如图3所示的连接件13结构，利用连接件13将两个喷嘴的顶部连接在一起，由连接件13控制两个喷嘴之间的夹角大小，进而控制两个喷嘴的气体出ロ之间的距离。连接件13控制的两个喷嘴之间的夹角设计为图3所示的反方向夹角形式，即连接件13控制第一喷嘴11喷射出第一温度气体的方向投影到切割线上的方向与沿切割线进行喷射的方向相同，控制第二喷嘴12喷射出第二温度气体的方向投影到切割线上的方向与沿切割线进行喷射的方向相反。此外，连接件13还可以控制两个喷嘴沿切割线移动喷射的速度，例如，可以通过外部机械传动设备带动连接件13按一定的速度沿切割线运动，进而带动两个喷嘴以相同的运行速度沿切割线运动。在每个喷嘴的顶部还可以分别设计压カ控制阀门，分别用于对第一喷嘴11和第ニ喷嘴12喷射出的气体的气压进行调节。第一喷嘴11和第二喷嘴12的气体出口的形状可以相同，例如分别呈沿长轴和短轴对称的形状。如矩形的气体出ロ或圆角矩形的气体出口，这两种气体出口的形状都是分别沿长轴和短轴对称的形状。在使用两个喷嘴沿切割线喷射气体时，气体出口的长轴与切割线平行，短轴与切割线垂直。以第一喷嘴11的气体出口为例，在向切割线上的A点喷射高温高压气体时，气体出口的长轴方向刚到达A点吋，A点处开始预加热，在第一喷嘴11的气体出口按一定的速度扫过A点吋，A点处的温度逐渐升高，且由于是沿长轴方向扫过A点，因此，A点接受高温高压的气体时间较长，使A点处的玻璃材质表面体积充分膨胀，裂片效果较好。类似地，第二喷嘴12的气体出ロ也设计为长轴与切割线平行，短轴与切割线垂直，可以使A点处的温度持续降低，直至降低到最优的状态，使垂直裂纹的直行性较好。气体出口的大小可以根据阵列基板的厚度、材质以及形成切割线的刀轮规格(刀轮规格不同，切割后的垂直裂纹形态不同)设定，如可以设计长轴的长度为6mm 10mm，短轴的长度为Imm 3mm。由于裂片过程是在切割过程后执行的，因此，本发明实施例还可以将切割以及裂片过程的设备整合在一起，形成玻璃切割和裂片的设备，如图4所示，将非接触式裂片设备和切割过程中使用的切割轮14连接在一起，由于切割过程先于非接触式裂片过程，因此，在沿切割以及裂片的方向上，切割轮14的位置在非接触式裂片设备之前。实施例ニ本发明本实施例ニ还提供ー种利用实施例一中非接触式裂片设备进行裂片操作的方法，实施例一中的非接触式设备以及玻璃切割和裂片的设备可以通过エ业控制来达到较好的切割、裂片エ艺效果。由于在裂片过程中，阵列基板的玻璃厚度不同，裂片时使用的參数也不同，本实施 例ニ以阵列基板厚度为0. 5mm I. Imm为例，来说明本实施例的裂片过程。
如图5(a)、图5(b)和图5(c)所示，分别为本实施例中裂片过程的立体图、沿切割线方向的剖面图以及没有连接件13情况下的俯视图，具体包括以下步骤步骤ー控制喷射第一温度气体的第一喷嘴11沿阵列基板21切割后形成的切割线22喷射第一温度气体。在进行非接触式裂片操作之前，已对阵列基板21进行过切割操作，在阵列基板21的上表面形成一条切割线22。步骤ニ 控制喷射第二温度气体的第二喷嘴12沿阵列基板21切割后形成的切割线22喷射第二温度气体。第一喷嘴11喷射出的是高温高压气体，第二喷嘴12喷射出的是低温高压气体。为了便于实现，第一喷嘴11喷射出的第一温度气体是空气，第二喷嘴12喷射出的第二温度气体也可以是空气，较优地，由于氮气具有沸点低的特性，因此，本发明实施例中第二喷嘴12 喷射的气体也可以是氮气，利用液态氮转换为气态沸点低的特性，喷射出低温的气态氮。由于两个喷嘴的气体出口与阵列基板21上表面有一定距离，如相距50mm，因此，第一喷嘴11喷射出的高温高压气体在到达阵列基板21上表面时温度有所下降，第二喷嘴12喷射出的低温高压气体在到达阵列基板21上表面时温度有所上升，为了使第一温度气体到达阵列基板表面的温度和第二温度气体到达阵列基板表面的温度之差较大(如温差不小于50°C )，因此，第一喷嘴11喷射出的其他温度与第二喷嘴12喷射出的气体温度之差要更大ー些，如第一喷嘴11喷射出气体的第一温度为150°C 180°C (到达阵列基板表面的温度大致为60で 70°C )，第二喷嘴12喷射出气体的第二温度为0°C 5°C (到达阵列基板表面的温度低于io°c)。第一喷嘴11喷射第一温度气体以及第ニ喷嘴12喷射第二温度气体的气压都可以为 0. 2MPa 0. 3MPa。若第一喷嘴11和第二喷嘴以相同速度沿切割线进行喷射，则步骤一可以从先于步骤ニ的设定时长T开始。在本实施例的方案中，设定时长T的大小与两个喷嘴喷射气体到达阵列基板上表面的温差、两个喷嘴的气体出ロ之间的距离L以及两个喷嘴沿切割线进行喷射的速度V相关。设定时长T为第一喷嘴的气体出口和第二喷嘴的气体出口之间的距离L与沿切割线进行喷射的速度V之比，若L取值较大，表示两个气体出ロ相隔较远，为了保证阵列基板表面快速热胀冷缩的效果，需要提高喷嘴沿切割线的运行速度。而第一温度气体到达切割线的温度和第二温度气体到达切割线的温度之差越大，则第一喷嘴11的气体出口和第二喷嘴12的气体出口之间的距离即使比较大，也能够满足热胀冷缩状态需求。或者，第一温度气体到达切割线的温度和第二温度气体到达切割线的温度之差越大，即使两个喷嘴沿切割线的运行速度稍慢，也能够满足热胀冷缩状态需求。因此，第一温度气体到达阵列基板上表面的温度和第二温度气体到达阵列基板上表面的温度之差越大，所述设定时长设置稍长也可以。例如，第一喷嘴11的气体出口和第二喷嘴12的气体出ロ之间的距离为20mm 50mm，第一喷嘴11的气体出口和第二喷嘴12的气体出口与阵列基板上表面的距离都为50mm,第一喷嘴11和第二喷嘴12沿沿切割线的运行速度为50mm/s 100mm/s。
需要说明的是，利用本发明实施例一的非接触式裂片设备进行本发明实施例ニ所描述的裂片操作后，根据阵列基板裂片后的处理过程不同，对阵列基板的裂片程度要求也不完全相同。例如，对于尺寸较小的阵列基板，裂片后直接由人手工分拣，则可以利用本发明实施例的方案将延伸断裂区域延伸到阵列基板的下表面，使阵列基板完全分裂；对于尺寸较大的阵列基板，通常需要在裂片后使用传送带将其传输到机械手捡取単元，这种情况下，要求经过裂片エ艺的阵列基板不能完全分裂，否则，在传输过程中已经分裂开的阵列基板断裂面相互摩擦，影响断裂面品质。因此，可以将裂片エ艺后需要传送带传输的阵列基板不完全裂开，只延伸断裂区域使之相对于切割后的状态更 深入。本发明实施例ニ的方案是以阵列基板厚度为0. 5mm I. Imm为例来进行说明的，在实际エ艺过程中，根据阵列基板厚度以及阵列基板材质的不同，各项參数也会有所不同。本发明实施例ニ是以ー层阵列基板为例来说明非接触式裂片过程的，本发明实施例也不限于利用类似的裂片过程对贴合后的双层阵列基板进行裂片作业，如图6所示，为对贴合后的双层阵列基板分别进行裂片时，以切割线为剖面的示意图。双层阵列基板可以看作是两个单层阵列基板分别进行裂片的过程。另外，如图7所示，是使用实施例一中图4记载的玻璃切割和裂片的设备进行切割和裂片操作吋，以切割线为剖面的示意图。切割轮14在沿切割方向上位于第一喷嘴11之前，而第一喷嘴11又位于第二喷嘴12之前，在切割、裂片过程中，首先连接件13受外部机械传动设备带动按一定的速度以及方向运动时，带动切割轮14按相同速度切割阵列基板，在阵列基板的上表面形成切割线；在切割轮14开始切割阵列基板的一段时间后，连接件13带动的第一喷嘴运动达到切割线，并沿着切割轮14切割形成的切割线喷射高温高压气体；在短时间内，带动的第二喷嘴也达到切割形成的切割线，通过第二喷嘴向切割线喷射低温高压气体。此时，切割、裂片操作在阵列基站上同时进行，有效提闻了切割、裂片效率。通过本发明实施例提供的设备以及方法，利用第一喷嘴和第二喷嘴沿阵列基板的切割线分别喷射的高温高压气体以及低温高压气体，使得切割线周围区域局部先受热，然后迅速冷却，形成短时间内的热胀冷缩，使得切割形成的垂直于阵列基板上表面的垂直裂纹能够得到充分延伸的情况下，提高垂直裂纹的直行性。本发明实施例的方案可以有效降低裂片过程的不良情况发生，不会对液晶面板表面造成污染；且本发明实施例的结构也比较简单，降低了设备维护作业的难度，且设备的參数调节方便，耗能较低。尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
权利要求
1.ー种非接触式裂片设备，其特征在于，包括 用于沿阵列基板被切割后在上表面形成的切割线喷射第一温度气体的第一喷嘴，和 用于在第一喷嘴喷射第一温度气体的设定时长后，沿所述切割线喷射第二温度气体的第二喷嘴； 其中，第一温度高于第二温度。
2.如权利要求I所述的设备，其特征在于，还包括 与所述第一喷嘴和第二喷嘴分别连接、用于调节所述第一喷嘴的气体出口和第二喷嘴的气体出ロ之间距离的连接件。
3.如权利要求2所述的设备，其特征在于，所述连接件，还用于控制第一喷嘴喷射出第一温度气体投影到切割线上的方向与喷射进行方向相同，以及控制第二喷嘴喷射出第二温度气体投影到切割线上的方向与喷射进行方向相反。
4.如权利要求2所述的设备，其特征在于，所述连接件，还用于控制第一喷嘴和第二喷嘴以相同运行速度沿所述切割线进行喷射。
5.如权利要求I所述的设备，其特征在于，所述第一喷嘴和第二喷嘴上还分别设置有压カ控制阀门，用于调节第一喷嘴喷和第二喷嘴喷射出的气体的气压。
6.如权利要求I所述的设备，其特征在于，所述第一喷嘴和第二喷嘴的气体出口都呈分别沿长轴和短轴对称的形状，所述长轴与切割线平行，所述短轴与切割线垂直。
7.ー种利用权利要求I 6任一所述的设备进行非接触式裂片的方法，其特征在于，所述方法包括 控制第一喷嘴沿阵列基板被切割后在上表面形成的切割线喷射第一温度气体； 在第一喷嘴喷射第一温度气体的设定时长后，控制第二喷嘴沿所述切割线喷射第二温度气体。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，控制第一喷嘴和第二喷嘴以相同运行速度沿切割线进行喷射； 所述设定时长为第一喷嘴的气体出口和第二喷嘴的气体出ロ之间的距离与沿切割线的运行速度之比。
9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述第一温度气体和第二温度气体满足 第一温度气体到达阵列基板上表面的温度和第二温度气体到达阵列基板上表面的温度之差不小于50°C。
10.如权利要求7所述的方法，其特征在于，第一喷嘴喷射的气体为空气，第二喷嘴喷射的气体为空气或氮气； 第一喷嘴喷射气体的第一温度为150°C 180°C，第二喷嘴喷射气体的第二温度为(TC 5°C ； 第一喷嘴喷射气体以及第ニ喷嘴喷射气体的气压为0. 2MPa 0. 3MPa。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述阵列基板的厚度为0.5mm I. Imm ； 控制第一喷嘴喷射气体和第二喷嘴喷射气体的过程中，具体包括 控制第一喷嘴的气体出口和第二喷嘴的气体出ロ之间的距离为20mm 50mm ;以及 控制第一喷嘴的气体出口和第二喷嘴的气体出ロ与阵列基板上表面的距离为50mm ； 控制第一喷嘴和第二喷嘴沿沿切割线的运行速度为50mm/s 100mm/s。
12.—种切割和裂片设备，其特征在于，包括 用于切割阵列基板的切割轮； 与所述切割轮连接的如权利要求I 6任一所述的非接触式裂片设备。
13.ー种利用权利要求12所述的设备进行切割和裂片的方法，其特征在于，所述方法包括 控制所述切割轮切割阵列基板；以及 控制所述非接触式裂片设备中的第一喷嘴沿阵列基板被切割后在上表面形成的切割线喷射第一温度气体； 在第一喷嘴喷射第一温度气体的设定时长后，控制所述非接触式裂片设备中的第二喷嘴沿所述切割线喷射第二温度气体。
全文摘要
本发明公开了一种非接触式裂片方法、设备及切割和裂片的方法、设备，使用第一喷嘴沿切割后的切割线喷射第一温度气体，再使用第二喷嘴沿切割线喷射第二温度气体，第一温度高于第二温度，由于使用气体喷射代替SteamBreak工艺中的水蒸气，克服了Steam Break工艺中存在水渍残留及玻璃碎屑附着的问题；同时，通过第一喷嘴喷射温度较高的第一温度气体后，使阵列基板的玻璃材质表面体积迅速膨胀，垂直裂纹受压扩张，使阵列基板裂开，随后在短时间内通过第二喷嘴喷射温度较低的第二温度气体，使阵列基板迅速冷缩，加强垂直裂纹的直行性，克服了现有的Heat Break工艺中由于不能快速冷缩导致垂直裂纹的直行性较差的问题。
文档编号C03B33/02GK102643017SQ20111006101
公开日2012年8月22日 申请日期2011年3月14日 优先权日2011年3月14日
发明者曹斌, 朱载荣, 贾书学, 郭宏雁 申请人:京东方科技集团股份有限公司, 北京京东方显示技术有限公司