玻璃基板裂片装置的制作方法

1.本发明涉及一种玻璃基板裂片装置，特别涉及一种用于分割双层玻璃基板的玻璃基板裂片装置。


背景技术：

2.随着时代的进步，对于液晶显示器(liquid crystal display，lcd)的需求日益提升，同时液晶显示器的产业规模及国际大厂之间的竞争也日益扩大。由于液晶显示设备具有高画质、体积小、重量轻、低驱动电压与低消耗功率等优点，因此被广泛应用于手机、摄录放影机、笔记本电脑、桌上型显示器及车用显示器等电子产品之上。
3.一般的液晶显示器主要是由薄膜晶体管、液晶单元与彩色滤光片所构成，其中液晶单元设置于薄膜晶体管与彩色滤光片之间，并且将薄膜晶体管、液晶单元与彩色滤光片封装于两片透明基板之间即可构成液晶显示器。根据上述配置，可以通过薄膜晶体管的信号及电压以改变与控制液晶单元内之液晶分子的转动方向，进而达到控制各像素点的偏振光并达到显示影像的目的。
4.在液晶显示器的加工过程中，需要将大型玻璃基板加工成所需要尺寸的小型玻璃基板，而加工过程主要包含划线步骤与裂片步骤。其中，划线步骤主要是利用具有一定硬度的刀轮或其他种类的划线工具，以在大型玻璃基板上需要进行裂片的位置施加压力，进而在大型玻璃基板上形成划线裂痕以利后续的裂片步骤的进行；并且，裂片步骤是通过对大型玻璃基板施加外力，以加深大型玻璃基板上的划线裂痕的深度，直到划线裂痕足够深，以将大型玻璃基板完全分离为用于液晶显示器的有效基板与待抛弃的残材，或者将大型玻璃基板完全分离为两个有效基板。
5.然而，在进行双层液晶玻璃基板的裂片过程中，由于双层液晶玻璃基板是通过框胶接合两片玻璃基板并于其中填充液晶而形成的，因此在进行双层液晶玻璃基板的划线及裂片步骤时必须尽可能避开具有框胶的位置，以防止形成于具有框胶的位置的划线裂痕受框胶影响而无法加深至足够的深度，进而导致裂片步骤无法顺利进行，且裂片后的子液晶玻璃基板容易产生突缘、破裂(chipping)、破片及液晶泄漏等缺陷。并且，为了避开具有框胶的位置，双层液晶玻璃基板能够进行的划线及裂片位置将受到限制，其将导致加工过程中产生较多的残材，且生产成本也将随之提高。
6.此外，在玻璃基板切割后将进行裂片工艺，利用裂片力矩使在切割时形成的划线裂痕纵向成长以贯穿整个玻璃基板，使玻璃基板分离以达到裂片的目的。目前常用的裂片工艺通常使用加热的方式使玻璃基板的表面体积迅速膨胀，使所形成的划线裂痕受压而纵向成长贯穿整个玻璃基板，最终完成裂片工艺。常见的加热方式包含蒸汽裂片工艺及加热裂片工艺。
7.在蒸汽裂片工艺中，透过喷射高温高压的水蒸汽于玻璃基板上使玻璃基板的表面体积迅速膨胀，并使所形成的划线裂痕受压而纵向成长贯穿整个玻璃基板，最终完成裂片工艺。
8.然而，蒸汽裂片工艺所采用的水蒸汽中水的掺杂量难以控制，若水的掺杂量过少，容易使玻璃基板无法顺利完成裂片；若水的掺杂量过多，则会使玻璃基板表面残留水渍。另外，在水分蒸发后，划线过程中产生玻璃碎屑容易附着在玻璃基板表面，而影响后续工艺的进行或者造成设备内部污染。
9.在加热工艺中，透过喷射高温高压的空气于玻璃基板的划线裂痕所在处，使玻璃基板的表面体积迅速膨胀，并使所形成的划线裂痕受压而纵向成长贯穿整个玻璃基板，最终完成裂片工艺。由于加热工艺没有掺杂水分，因此克服了水渍残留及玻璃碎屑附着的问题。
10.然而，由于加热工艺中没有掺杂水分，因此热空气无法快速提供足够的热量以升高玻璃基板的温度使玻璃基板的表面体积迅速膨胀，且无法透过水分的蒸发以带走大量热量，使得加热工艺的热涨冷缩过程缓慢、所需时间较长。此外，上述常见的裂片工艺应用于具有框胶的双层玻璃基板时，将导致玻璃基板的框胶因加热而软化，并且软化的框胶将影响划线裂痕的成长，使裂片工艺无法顺利进行。
11.综上所述，目前需要找到一种能够同时克服上述问题的裂片方式。


技术实现要素：

12.为了解决上述先前技术的问题，本发明的目的在于提供一种玻璃基板裂片装置，其通过在进行裂片步骤前对玻璃基板进行降温，以加深形成于具有框胶处的划线裂痕的深度，并使框胶硬化，使得裂片步骤能够顺利进行，并获得较佳的玻璃分断质量，进而减少双层玻璃基板的加工过程中的限制，且同时可以提高生产良率与最终的产品质量。
13.基于上述目的，本发明提供一种玻璃基板裂片装置，其具有加工路径，加工路径包含冷冻区域及裂片区域。其中，玻璃基板裂片装置更包含：输送单元，用以沿加工路径输送具有预先形成的划线裂痕的玻璃基板；冷冻单元，位于冷冻区域，用以冷冻玻璃基板，使划线裂痕成长；以及裂片单元，位于冷冻区域后的裂片区域，用以对经过冷冻单元降温的玻璃基板施力，使玻璃基板沿划线裂痕裂片成多个子玻璃基板。
14.较佳地，加工路径更包含位于冷冻区域前的对位区域以及位于裂片区域后的移载区域。其中，玻璃基板裂片装置更包含：对位单元，位于对位区域，用以调整位于输送单元上的玻璃基板的位置；以及移载单元，位于移载区域，用以吸附、旋转及移动多个子玻璃基板至预定位置。
15.较佳地，玻璃基板包含第一基板、与第一基板相面对的第二基板、设置于第一基板与第二基板之间的液晶层以及围绕液晶层设置并黏接第一基板与第二基板的框胶。
16.较佳地，划线裂痕形成于玻璃基板的具有框胶处或邻近框胶处。
17.较佳地，冷冻单元中的温度介于0～-50℃。
18.较佳地，冷冻单元包含第一升降部及第二升降部，第一升降部及第二升降部分别包含多个乘载平台及环形升降轨道。其中，多个乘载平台设置于环形升降轨道上，用以将玻璃基板自输送单元移载至环形升降轨道，使玻璃基板沿环形升降轨道行走后，将玻璃基板移载回输送单元。
19.较佳地，冷冻单元更包含设置于第一升降部及第二升降部的上方的玻璃基板移动组件，用以在第一升降部与第二升降部之间移动玻璃基板。
20.较佳地，裂片单元更包含固定组件及连接固定组件的施力组件，固定组件用以夹持玻璃基板的两侧，施力组件用以带动夹持玻璃基板的两侧的固定组件分别沿着顺时针方向及逆时针方向旋转，使玻璃基板沿划线裂痕裂片成多个子玻璃基板。
21.较佳地，输送单元包含彼此平行排列的多个滚桶或螺杆。
22.较佳地，玻璃基板裂片装置更包含控制单元，其电性连接并控制输送单元、对位单元、冷冻单元、裂片单元及移载单元。
23.综上所述，本发明的玻璃基板裂片装置通过在执行裂片步骤前先利用冷冻单元降低玻璃基板的温度，使玻璃基板收缩，并使玻璃基板的框胶硬化。根据此配置，形成于具有框胶处的划线裂痕在进行裂片步骤前能够成长至足够的深度，并且可以减少框胶对划线裂痕的成长的影响，以顺利完成玻璃基板的裂片步骤，进而提高玻璃基板加工制程的良率并减少残材的产生。
24.此外，本发明的玻璃基板裂片装置透过让玻璃基板处于冷冻单元中并沿着环形升降轨道移动。根据此配置，除了能够最大化玻璃基板处于冷冻单元中的冷冻时间之外，更能够有效利用冷冻单元所占用的空间，并达成自动化连续生产的目标。
附图说明
25.图1为根据本发明一实施例的玻璃基板裂片装置的方块图；
26.图2为根据本发明另一实施例的玻璃基板裂片装置的方块图；
27.图3为根据本发明另一实施例的玻璃基板的示意图；
28.图4为根据本发明另一实施例的玻璃基板裂片装置中的对位单元的示意图；
29.图5为根据本发明另一实施例的玻璃基板裂片装置中的冷冻单元的示意图；
30.图6为根据本发明另一实施例的玻璃基板裂片装置中的裂片单元的示意图；以及
31.图7为根据本发明另一实施例的玻璃基板裂片装置中的移载单元的示意图。
32.符号说明：
33.100：玻璃基板裂片装置
34.1：冷冻区域
35.10：冷冻单元
36.101：环形升降轨道
37.102：乘载平台
38.103：玻璃基板移动组件
39.2：裂片区域
40.20：裂片单元
41.201：固定组件
42.202：施力组件
43.3：对位区域
44.30：对位单元
45.301：横杆
46.302：立杆
47.303：驱动机构
48.4：移载区域
49.40：移载单元
50.401：驱动机构
51.402：移载架
52.403：吸盘
53.5：输送单元
54.6：玻璃基板
55.61：第一基板
56.62：第二基板
57.63：液晶层
58.64：框胶
59.65：残材
60.66：划线裂痕
61.r：加工路径
62.dr1：第一方向
63.dr2：第二方向
64.dr3：第三方向
具体实施方式
65.更以下结合附图和具体实施方式对本发明提出的玻璃基板裂片装置作更详细说明。根据下面说明，本发明的优点和特征将更清楚。需要说明的是，附图采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施方式的目的。为了使本发明的目的、特征和优点能够更加明显易懂，请参阅附图。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。
66.图1为根据本发明一实施例的玻璃基板裂片装置的方块图。
67.如图1所示，本发明的一实施例提供一种玻璃基板裂片装置100，其具有一加工路径r，且加工路径r依序地区分为冷冻区域1及裂片区域2。其中，玻璃基板裂片装置100更包含：输送单元5，用以沿加工路径r输送具有预先形成的划线裂痕的玻璃基板，使玻璃基板依序通过冷冻区域1及裂片区域2；冷冻单元10，位于冷冻区域1，用以冷冻玻璃基板，使玻璃基板上的划线裂痕成长；裂片单元20，位于冷冻区域1后的裂片区域2，用以对经过冷冻单元10降温的玻璃基板施力，使玻璃基板沿划线裂痕裂片成多个子玻璃基板。通过上述配置，可以在玻璃基板进入裂片区域2前，先在冷冻区域1中利用冷冻单元10降温玻璃基板，让玻璃基板冷冻收缩，并使玻璃基板的框胶硬化。因此，当玻璃基板在裂片区域2中利用裂片单元20进行裂片时，即使玻璃基板的划线裂痕形成于框胶上方，划线裂痕仍然能够成长至足够的深度以完成玻璃基板的裂片。
68.如图2至图7所示，图2为根据本发明另一实施例的玻璃基板裂片装置的方块图；图
3为根据本发明另一实施例的玻璃基板的示意图；图4为根据本发明另一实施例的玻璃基板裂片装置中的对位单元的示意图；图5为根据本发明另一实施例的玻璃基板裂片装置中的冷冻单元的示意图；图6为根据本发明另一实施例的玻璃基板裂片装置中的裂片单元的示意图；以及图7为根据本发明另一实施例的玻璃基板裂片装置中的移载单元的示意图。
69.如图2所示，为本发明的另一实施例提供一种玻璃基板裂片装置100，其具有一加工路径r，且相较于第一实施例，加工路径r除了冷冻区域1及裂片区域2之外，更包含位于冷冻区域1前的对位区域3，以及位于裂片区域2后的移载区域4。其中，玻璃基板裂片装置100更包含：输送单元5，用以沿加工路径r输送具有预先形成的划线裂痕的玻璃基板6，使玻璃基板6依序通过对位区域3、冷冻区域1、裂片区域2及移载区域4；对位单元30，位于对位区域3，用以调整位于输送单元5上的玻璃基板6的位置；冷冻单元10，位于冷冻区域1，用以冷冻玻璃基板6，并使玻璃基板的框胶硬化，使玻璃基板6上的划线裂痕成长；裂片单元20，位于裂片区域2，用以对玻璃基板6施力，使玻璃基板6沿划线裂痕裂片成多个子玻璃基板；以及移载单元40，位于移载区域4，用以吸附、旋转及移动多个子玻璃基板至预定位置。通过上述配置，可以达到流线式的裂片制程，并提高裂片的制程效率。此外，上述各单元的具体结构及裂片制程的具体实施方式将在下文中进行说明。
70.如图3所示，在本实施例中，利用本发明的玻璃基板裂片装置100进行裂片制程的玻璃基板6为双层的玻璃基板6，其包含第一基板61、第二基板62、液晶层63及框胶64。具体来说，第一基板61与第二基板62彼此相对，且液晶层63设置于第一基板61与第二基板62之间，并且框胶64围绕液晶层63设置以黏接第一基板61与第二基板62。此外，上述玻璃基板6具有预先形成的划线裂痕66，且在本实施例中，划线裂痕66形成于玻璃基板6的具有框胶64处。
71.接下来，将一并参照图2至图7以说明本发明第二实施例的玻璃基板裂片装置100中的各单元的具体结构。
72.首先，如图4所绘示，在本实施例中，对位区域3中具有对位单元30，且对位单元30包含两个横杆301、多个立杆302及驱动机构303。其中，两个横杆301分别位于输送单元(图4中未示出)下方，且沿第一方向dr1延伸而设置于输送单元的两侧。此外，多个立杆302沿第一方向dr1排列于两个横杆301上，且驱动机构303与各横杆301连接以驱动各横杆301进行位移。更地，各立杆302的顶端略高于输送单元，并且各立杆302之间的间隔大于双向螺杆的直径。通过此配置，当驱动机构303驱动横杆301时，两个横杆301可以沿着第二方向dr2进行相对位移，进而带动多个立杆302同样沿第二方向dr2在双向螺杆之间的间隙移动，以推动位于输送单元上的玻璃基板，并且调整玻璃基板的位置至预定位置，但本发明不限定于此。在其他实施例中，可以利用其他种类的对位机构以导正玻璃基板的位置，本发明不限定于此。
73.玻璃基板在对位区域3中进行位置的导正后，将接续输送至冷冻区域1以进行降温。
74.如图5所示，在本实施例中，冷冻区域1中具有冷冻单元10，且冷冻单元10包含第一升降部及第二升降部，第一升降部及第二升降部分别包含环形升降轨道101及多个乘载平台102。此外，由于第一升降部的构造与第二升降部相同，因此图5中仅绘示出冷冻单元10中的其中一个升降部的结构。
75.此外，在本实施例中，输送单元5可为彼此平行且沿第一方向dr1排列的多个双向螺杆，且相邻的多个双向螺杆之间具有一定的间隔。其中，玻璃基板6放置于多个双向螺杆上，以透过输送单元5的多个双向螺杆的转动移动玻璃基板6，使玻璃基板6沿着加工路径r依序通过对位区域3、冷冻区域1、裂片区域2及移载区域4。然而，在其他实施例中也可使用其他合适的输送装置作为输送单元5，故本发明不限定于此。
76.其中，多个乘载平台102设置于环形升降轨道101上，用以乘载输送单元5上的玻璃基板6，以使玻璃基板6沿着环形升降轨道101行走一段路径后，再将玻璃基板6移载回输送单元5。此外，第一升降部及第二升降部的环形升降轨道101及多个乘载平台102分别设置于输送单元5的两侧。并且，各乘载平台102包含主乘载支架及多个子乘载支架，主乘载支架沿第一方向dr1延伸，且设置于环形升降轨道101以沿着环形升降轨道101移动；以及多个子乘载支架的底部连接于主乘载支架，且各子乘载支架沿第二方向dr2延伸且彼此平行排列。并且，子乘载支架的宽度小于输送单元5的多个双向螺杆之间的间距，以使子乘载支架能够通过双向螺杆之间的间距，进而乘载位于输送单元5上的玻璃基板6。值得一提的是，由于冷冻单元10中设置有多个乘载平台102，因此冷冻单元10中可以同时容置并降温多个玻璃基板6，进而提升裂片工艺的效率。
77.具体来说，当玻璃基板6输送至冷冻单元10时，冷冻单元10的第一升降部的乘载平台102由下往上从输送单元5的多个双向螺杆之间的间隙通过，以乘载并抬升位于输送单元5上的玻璃基板6。位于乘载平台102上玻璃基板6将沿着环形升降轨道101移动。首先，玻璃基板6将沿第三方向dr3上升，且上升至环形升降轨道101的顶端后将沿第一方向dr1平移，最后再沿第三方向dr3下降。当乘载平台102及玻璃基板6沿着环形升降轨道101完成上述“ㄇ”字型路径后，乘载平台102将由上往下从输送单元5的多个双向螺杆之间的间隙通过，使得玻璃基板6再次放置于输送单元5以接续沿着加工路径r进行输送。
78.在本实施例中，玻璃基板6在经过第一升降部的输送后，将接续由第二升降部进行输送，且第二升降部具有与第一升降部相同的构造。其中，第二升降部的乘载平台102的子乘载支架的宽度同样小于输送单元5的多个双向螺杆之间的间距，因此乘载平台102可以由下往上从输送单元5的多个双向螺杆之间的间隙通过，以乘载位于输送单元5上的玻璃基板6。位于乘载平台102上玻璃基板6将沿着环形升降轨道101移动，首先将沿第三方向dr3上升，并沿第一方向dr1平移，最后沿第三方向dr3下降。当玻璃基板6沿着环形升降轨道101完成上述“ㄇ”字型路径后，乘载平台102将由上往下从输送单元5的多个双向螺杆之间的间隙通过，使得玻璃基板6再次放置于输送单元5以沿着加工路径r继续输送。
79.值得一提的是，冷冻单元10中的温度维持在0～-50℃之间。此外，冷冻单元10更包含设置于第一升降部及第二升降部的上方的玻璃基板移动组件103，其为彼此可相对移动的夹持机构，用以夹持玻璃基板6，以在冷冻单元10的第一升降部与第二升降部之间移动玻璃基板6。
80.通过冷冻单元10的环形升降轨道101及乘载平台102的设置，可以使得玻璃基板6的输送路径立体化，其不但可以增加玻璃基板6处于冷冻单元10中的时间，更可以有效利用厂房内有限的空间，但本发明不限定于此。在其他实施例中，冷冻单元可以仅配置有一个升降部，或者可以配置有两个以上的升降部，以调整玻璃基板的冷冻时间。也就是说，冷冻单元中的升降部的数量、乘载平台的数量及环形升降轨道的长度等可以考虑制程成本或厂房
空间而进行变更。其中，玻璃基板6处于冷冻单元10中的时间可以为1分钟到24小时。
81.本发明的玻璃基板裂片装置100透过将玻璃基板6置于冷冻单元10的低温环境中，可以使玻璃基板6冷缩并且加深形成于具有框胶64处的划线裂痕66的深度。并且，经过冷冻单元10降温后的玻璃基板6在进行裂片时，由于玻璃受到低温影响而收缩，且框胶受到低温影响而硬化，因此划线裂痕66能够较不受框胶64的影响而顺利地成长，进而提高裂片的成功率。
82.玻璃基板6在冷冻区域1中进行降温后，将接续输送至裂片区域2以进行裂片。
83.如图6所示，在本实施例中，裂片区域2具有裂片单元20，且裂片单元20包含分别设于输送单元5两侧的固定组件201及施力组件202，且施力组件202与固定组件201连接。其中，设于输送单元5两侧的固定组件201分别用以夹持玻璃基板6的两侧边缘，而施力组件202用以带动夹持玻璃基板的固定组件201沿着顺时针方向或逆时针方向旋转，使玻璃基板6沿划线裂痕裂片成多个子玻璃基板。其中，玻璃基板6裂片后所形成的多个子玻璃基板包含固定组件201所夹持的待抛弃的残材65，以及移除残材65后将接续输送置移载区域4的有效玻璃基板6。
84.玻璃基板6在裂片区域2中完成裂片后，有效玻璃基板6将接续输送至移载区域4以移载至预定位置。
85.如图7所示，在本实施例中，移载区域4具有移载单元40，且移载单元40包含驱动机构401、与驱动机构401连接的移载架402及设于移载架402上的多个吸盘403。其中，驱动机构401可以驱动移载架402移动或旋转，由此，移载单元40在利用设于移载架402上的多个吸盘403吸取位于输送单元5上的玻璃基板6后，可以通过驱动机构401以旋转或移动玻璃基板6，以将玻璃基板6移载至预定位置。
86.此外，本发明的玻璃基板裂片装置更包含控制单元(图中未示出)，其电性连接并控制输送单元、对位单元、冷冻单元、裂片单元及移载单元，以控制上述各单元的运作，并且可以透过控制单元调整上述各单元的参数。
87.综上所述，本发明的玻璃基板裂片装置透过在执行裂片步骤前先将玻璃基板置于冷冻单元中以降温玻璃基板，让玻璃基板冷缩并使框胶硬化。根据此步骤，形成于具有框胶处的划线裂痕在进行裂片步骤时能够较容易地成长至足够的深度而不受到框胶的影响，进而完成玻璃基板的裂片。透过冷冻单元的设置，可以使得玻璃基板进行裂片的位置不再受限于框胶，进而提高玻璃基板裂片制程的自由度并且可以减少残材的产生。
88.此外，本发明的玻璃基板裂片装置透过让玻璃基板沿着冷冻单元中的环形升降轨道移动。根据此配置，除了能够增加玻璃基板处于冷冻单元中的冷冻时间之外，更能够将玻璃基板的输送路径延伸至上方的空间，有效地利用了垂直方向上的空间。并且，玻璃基板在经过冷冻单元降温后，接续透过裂片单元进行自动化的裂片制程，以将裂片后的残材移除，而用于制造液晶显示器的有效基板则透过移载单元输送至预定位置。通过上述自动化的裂片单元及移载单元取代人力进行裂片与移载，可以提高执行裂片步骤稳定性，并且可以加快玻璃基板的整体加工制程。
89.尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。