CN108508030A - 玻璃基板检查装置及使用其检查玻璃基板的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种玻璃基板检查装置以及利用该检查装置的检查方法，其中，该检查装置包括：用于提供照明的背光系统；用于固定待检测的玻璃基板并改变所述玻璃基板的位置和方向的检查机构；传动和电机机构，其中，利用所述传动和电机机构控制所述背光系统在所述检查装置的水平方向上移动。
Description
技术领域
本发明属于平板显示玻璃基板宏观检测领域，涉及一种液晶显示器检测系统，以及利用该系统检查液晶显示屏的方法。
背景技术
当前，随着电视、手机、平板等电子产品的升级换代，液晶显示器或液晶显示屏(以下也称为LCD(Liquid Crystal Display)面板)的使用量逐年增加，国内厂商在大量建厂，新的生产线不断建成。在这种市场环境之下，专为LCD面板使用的专用检查设备也在大量增加，其中对LCD玻璃进行照明的设备一直都是LCD检查设备的重要组成部份。
在专利文献1中公开了一种玻璃基板宏观检查系统，其中，包括照明装置和用于固定该照明装置的安装机架，其中，照明装置一侧通过旋转轴连接到安装机架，另一侧通过第一驱动机构连接到安装机架，第一驱动机构可驱动照明装置围绕旋转轴转动。这样，在操作人员不移动观察的情况下，能够观察到不同角度下的玻璃基板的缺陷，使得观察更加清晰，便于统计分析形成缺陷的原因，改善上游工艺参数，提高玻璃基板的良品率，降低生产成本。
在专利文献2中公开了一种液晶玻璃检测用光源调整装置，该结构中包括设置在机架上的光源及取像装置，还包括设置在机架上的复合调整机构，符合调整机构包括竖直旋转组件和水平旋转组件，光源借助复合调整机构与取像装置形成光源调整配合，从而可以在有限的空间内，简单、方便、精确的实现光源相对液晶玻璃的距离和角度的调整。
现有技术文献
专利文献1CN106680289A公开文本
专利文献2CN204647937U公告文本
发明内容
在上述专利文献1中涉及的系统是对于玻璃基板像素及开口率进行检测，检测玻璃基板的缺陷，从而进一步提高玻璃基板布线向微细化方向发展。在专利文献1中采用将光源直接照射在玻璃上，利用玻璃的反射光来检查，此时人和光源相对于玻璃在同一侧。在上述专利文献2中是提供了一种用于检测基板表面颗粒物的检测装置。
但除此之外，LCD玻璃在生产的工序中会产生各种斑点和缺陷，为了避免这些缺陷的产生以提高产品良率，需要对LCD玻璃的两面进行检查，从而查明各种缺陷的特征、位置、数量等相关信息，以此为依据制定更改措施及方案。尤其是在LCD制作工艺中，存在由于在洗净过程因洗净液和异物产生的斑点和瑕疵、成膜工艺后的斑点和瑕疵、曝光后的斑点和瑕疵等多种斑点和瑕疵，因此仍然需要提供一种能够对玻璃基板上存在的各种斑点和瑕疵进行有效、快速检查的装置。
具体来说，本发明涉及如下方面：
1.一种玻璃基板检查装置，其包括：
用于提供照明的背光系统；
用于固定待检测的玻璃基板并改变所述玻璃基板的位置和方向的检查机构；
传动和电机机构，其中，
利用所述传动和电机机构控制所述背光系统在所述检查装置的水平方向上移动。
2.根据项1所述的玻璃基板检查装置，其中，旋转所述检查机构从而改变所述玻璃基板和背光系统之间所成的角度，使得所述玻璃基板能够从与背光系统垂直的水平方向起至少旋转270度。
3.根据项1或2所述的玻璃基板检查装置，其中，所述传动和电机机构包括传动滚珠丝杆、伺服电机、直线导轨以及减速机，所述检查机构包括基座、倾斜模组、滑动模组、旋转机构以及玻璃吸附平台。
4.根据项1～3中任一项所述的玻璃基板检查装置，其中，当所述检查机构控制所述玻璃基板从与背光系统垂直的水平方向起旋转90度或270度时，所述传动和电机机构控制所述背光系统在所述检查装置的水平方向上移动的距离为0～3000mm，所述背光系统与处于垂直方向上的玻璃基板的最近距离为1210mm。
5.根据项1～4中任一项所述的玻璃基板检查装置，其中，当所述检查机构控制所述玻璃基板在与水平方向呈60°角度的位置时，所述传动和电机机构控制所述背光系统在所述检查装置的水平方向上移动的距离为0～2500mm，所述背光系统和与水平方向呈60°角度的玻璃基板顶端最近点之间的距离为330mm。
6.根据项1～5中任一项所述的玻璃基板检查装置，其中，所述背光系统包括平行排列的LED灯管，光照颜色为白色。
7.根据项1～6中任一项所述的玻璃基板检查装置，其中，所述背光系统的移动由PLC和PC组合控制，从而使得背光系统在自身的运动过程中实时检测玻璃基板及检查机构的相对位置，并判断所述玻璃基板及所述检查机构之间是否存在干扰。
8.一种玻璃基板检查方法，其包括：
利用项1～7中任一项所述的玻璃基板检查装置对玻璃基板进行检测。
9.根据项8所述的方法，其中，当所述检查机构控制所述玻璃基板从与背光系统垂直的水平方向起旋转90度或270度时，所述操作人员距离所述待检测的玻璃基板的距离为650mm，所述操作人员距离所述背光系统的距离在1860mm～4860mm范围内变化。
10.根据项8所述的方法，其中，当所述检查机构控制所述玻璃基板在与水平方向呈60°角度的位置时，所述操作人员距离所述背光系统的距离在2360mm～4860mm范围内变化。
本发明的检查装置具有使用简单、维护方便的特点。
本发明的检查装置采用可水平移动的背光系统改变了目前市场上检查机背光系统固定不动、无法调节相对距离的缺点，使其在使用中具有灵活可靠、响应迅速、完全自动以及避免干扰的防呆设计，极大提高检查效果。通过移动LCD玻璃与背光的相对距离，可以以最佳的光照亮度将LCD玻璃照亮方便检查，以最佳的显示效果将LCD缺陷显示出来。对比固定位置不动的背光系统，可移动背光系统可以降低光源功率、减少能源消耗以及节能环保的目的。
因此，本发明的目的在于提供一种玻璃基板检查装置，其具有可在水平方向上移动的背光系统，从而克服了固定式背光系统带来的光线衰减、亮度不足、能耗较高等问题，并不影响该检查装置中检查机构自身的旋转、翻转等动作。
本发明提供的玻璃基板检查装置以及利用该检查装置的检测玻璃基板的方法，由于该装置采用在玻璃的后侧加上一个背光源(即，操作人员和背光源分别在玻璃的两侧)，这样在对玻璃基板进行检测时，光源和操作人员分别在玻璃的两侧，光源从后侧照射玻璃，而操作人员在前侧观看，通过这样的方法可以容易地观察到缺陷的阴影。
在本发明的玻璃基板检查装置中，可移动的背光系统垂直在待检测的LCD玻璃的后侧(在本文中，将操作人员观察玻璃的一侧视为前侧)，由于背光源和人在玻璃的不同侧。此外，利用本发明中涉及的检查装置，可以对玻璃的背面进行检查，利用检查装置中的检查机构翻转玻璃后就可以检查玻璃的背面，从而对玻璃基板的两个面均进行详细的检测。
利用本发明的检查装置，需要背光系统工作时，将该背光系统自动移向靠近LCD玻璃，并开启灯光进行检测，在检测过程中可随时调整背光系统与LCD玻璃的相对位置和光线亮度，同时LCD玻璃检查机构需要旋转、翻转等操作时背光系统会自动远离LCD玻璃，从而避免彼此干扰。
附图说明
图1本发明涉及的玻璃基板检查装置的原理示意图。
图2本发明一个具体实施方式的玻璃基板检查装置非工作状态下的结构立体图。
图3本发明一个具体实施方式的玻璃基板检查装置工作状态下的结构立体图。
图4本发明一个具体实施方式的玻璃基板检查装置工作状态下的结构正视图。
图5背光系统内部灯管布局图。
图6示出LCD玻璃垂直检查时的状态，图中的数字表示距离，单位为mm。
图7示出LCD玻璃60°检查时的状态，图中的数字表示距离，单位为mm。
图8(a)和(b)分别示出本发明的检查机构的立体图和正视图。
图9示出本发明的传动和电机机构的结构图。
图10示出本发明涉及的玻璃基板检查装置中玻璃基板旋转的角度。
符号说明
1 LCD玻璃
2 背光系统
3 检查机构
4 传动和电机机构
5 基座
6 倾斜模组
7 滑动模组
8 旋转机构
9 玻璃吸附平台
10 基座
11 伺服电机
12 减速机
13 联轴器
14 前轴承座
15 前阻挡块
16 滚珠丝杆
17、18 直线滑轨
19 运动载台
20 后轴承座
21 后阻挡块
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本发明的具体实施例。虽然附图中显示了本发明的具体实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。
需要说明的是，在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可以理解，技术人员可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名词的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”或“包括”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。说明书后续描述为实施本发明的较佳实施方式，然所述描述乃以说明书的一般原则为目的，并非用以限定本发明的范围。本发明的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。
本发明涉及一种玻璃基板检查装置，其包括：用于提供照明的背光系统2；用于固定待检测的玻璃基板1并改变所述玻璃基板的位置和方向的检查机构3；传动和电机机构4，其中，利用传动和电机机构4控制所述背光系统1在所述检查装置的水平方向上移动。图1示出了本发明的玻璃基板检查装置的原理示意图。
如图1所示，待检测的LCD玻璃1附着在检查机构3的一侧，而背光系统2则位于检查机构3的另一侧，也可以称为背光系统2被垂直安装在LCD玻璃1后侧。检查机构3具有倾斜、旋转、翻转等功能，从而可以实现附着在检查机构3上的玻璃基板的倾斜、旋转、翻转。通过传动和电机机构4控制背光系统2的前后移动。在需要检查时背光系统2移动到靠近LCD玻璃1，检查完毕后移动远离LCD玻璃1，从而避免彼此干扰。
在一个具体的实施方式中，在本发明的玻璃基板检查装置中，旋转检查机构3从而改变玻璃基板1和背光系统2之间所成的角度，使得玻璃基板1能够从与背光系统2垂直的水平方向起旋转270度。
针对使得玻璃基板1能够从与背光系统2垂直的水平方向起旋转270度，图10示出了在该玻璃基板检查装置中玻璃基板旋转的角度。图10(1)～(4)分别显示了玻璃基板在本发明的检查装置中能够旋转的角度，分别是图10(1)示出了玻璃基板1处于与背光系统2垂直的水平方向的示意图，即初始状态，图10(2)示出了玻璃基板1从与背光系统2垂直的水平方向起旋转了90度时的示意图，图10(3)示出了玻璃基板1从与背光系统2垂直的水平方向起旋转180度时的示意图，图10(4)示出了玻璃基板1从与背光系统2垂直的水平方向起旋转270度时的示意图。其中图10(4)显示了在本发明的检查装置中，玻璃基板1能够旋转的最大角度。通过图10(1)～(4)所示，可以看出，利用本发明的检查装置可以对玻璃的两个面，即正面和背面，或者也可以称为一面或另一面，均进行检测。
图10(1)～(4)中示出了四个典型的位置，玻璃基板1在旋转的过程中，在中间任意角度均可以停下来，然后再通过传动和电机机构4控制背光系统2的移动，以调整背光系统2和玻璃之间的距离。当然，在使用本发明的检查装置时，主要在玻璃基板1从与背光系统2垂直的水平方向起旋转60度、90度和270度的位置时，对玻璃基板1进行观察。通过图10可以看出，当玻璃基板1从与背光系统2垂直的水平方向起旋转60或90度时，可以对玻璃基板1的一面(也可以称为正面)进行观察，当玻璃基板1从与背光系统2垂直的水平方向起旋转270度时，可以对玻璃基板1的另一面(也可以称为背面)进行观察。在此，通过在60度或90度对玻璃的一面进行观察，可以更为清晰地观察到玻璃上存在的缺陷和瑕疵，而旋转270度后，可以实现对玻璃背面的检查。在下文中会详细描述如果在上述角度进行检查。
图8(a)和(b)分别示出在一个具体的实施方式中，本发明的检查机构3的立体图和正视图。检查机构3由基座5、倾斜模组6、滑动模组7、旋转机构8、玻璃吸附平台9组成。倾斜模组6负责倾斜角度的控制；滑动模组7负责上下的滑动控制；旋转机构8负责玻璃的旋转角度控制。倾斜模组6和滑动模组7由滚珠丝杆、直线滑轨、伺服电机、减速机等组成；旋转机构8由伺服电机和减速机组成。其中玻璃吸附平台9通常可以采用吸盘结构。在本发明中，对于基座5、倾斜模组6、滑动模组7、旋转机构8、玻璃吸附平台9的具体结构没有限定，只要可以实现控制待检测玻璃进行旋转即可。
在一个具体的实施方式中，传动和电机机构4包括传动滚珠丝杆、伺服电机、直线导轨以及减速机，图9示出本发明的一个典型的传动和电机机构4的结构图。伺服电机相关的连接及作用均可以采用本领域技术人员所已知的方式。具体来说，传动和电机机构4由基座10、伺服电机11、减速机12、联轴器13、前轴承座14、前阻挡块15、滚珠丝杆16、直线滑轨17、18、运动载台19、后轴承座20以及后阻挡块21组成。伺服电机11的输出轴和减速机12输入端相连，减速机12和滚珠丝杆16中间通过联轴器13进行相连，滚珠丝杆前后各有一轴承座支撑(14、20)。运动载台19为承载部件，其和滚珠丝杆螺母连接，当伺服电机转动后，通过减速机、联轴器带动滚珠丝杆转动，转动扭矩通过丝杆螺母转换为直线运动带动移动载台产生直线运动，运动载台由两侧各一根直线滑轨(17、18)支撑，保证其运动的直线性和平稳，运动载台上的所有载荷均有直线滑轨承担，前/后阻挡块(15和21)为运动载台的前后运动位置极限，为保护装置，防止撞机。
图5为背光系统内部灯管布局图。背光灯内部采用LED灯管平行排列，光照强度可调，可调范围从25％至100％，其中100％指灯管按标称功率(全功率)工作时的亮度，25％指的是亮度是标称的25％。光照颜色为白色。
图2示出本发明一个具体实施方式的玻璃基板检查装置非工作状态下的结构立体图。图3示出本发明一个具体实施方式的玻璃基板检查装置工作状态下的结构立体图。图4示出本发明一个具体实施方式的玻璃基板检查装置工作状态下的结构正视图。
如图2～4所示，背光系统2在非工作状态下移至最左侧，进入检查工作模式后，由手动或自动模式移到LCD玻璃后部进行照明。控制方式由PC、PLC完成，具有自动定位、避免干涉(或者干扰)等功能。
在本发明的玻璃基板检查装置中，当检查机构3控制玻璃基板1从与背光系统2垂直的水平方向起旋转90度或270度时，传动和电机机构4控制背光系统2在检查装置的水平方向上移动的距离为0～3000mm，背光系统2与处于垂直方向上的玻璃基板的最近距离为1210mm。图6示出了相关的位置图。当然，背光系统2可以停留在可移动的距离0～3000mm上的任何位置，以实现从不同距离对玻璃基板1的照射。
在本发明的玻璃基板检查装置中，当检查机构3控制玻璃基板在与水平方向呈60°角度的位置时，传动和电机机构4控制背光系统2在检查装置的水平方向上移动的距离为0～2500mm，背光系统2和与水平方向呈60°角度的玻璃基板顶端最近点之间的距离为330mm。图7示出了相关的位置图。当然，背光系统2可以停留在可移动的距离0～3000mm上的任何位置，以实现从不同距离对玻璃基板1的照射。
在一个具体的实施方式下，如图6所示，背光系统2由两套伺服电机系统进行传动，背光系统2在水平方向上可移动的范围为0～3000mm。在垂直检查玻璃时，背光系统2在最近侧时，距离操作人员1860mm，距离LCD玻璃1210mm；在最远距侧时时，离操作人员4860mm，距离LCD玻璃4210mm。
在一个具体的实施方式下，如图7所示，在将玻璃基板倾斜为与水平面呈60°角时，背光系统2在最近侧时，距离操作人员2360mm；在最远距侧时时，离操作人员4860mm。
在图6和图7所示的方式下，操作人员可以非常详细地对玻璃基板的正面和背面进行检测。
背光系统2的运动控制由PLC(Programmable Logic Controller可编程逻辑控制器)和PC(电脑)组合控制，背光系统2在运动过程中会实时检测LCD玻璃1及检查机构3的相对位置，通过程序计算自动计算出是否干涉，程序具有高于操作者的权限，若操作者发出的运动指令会导致背光系统2和LCD玻璃1相撞，系统会自动切断操作者的操作指令，并提示出几种正确的操作指令供操作者选择。
LCD玻璃在生产的工序中会产生各种斑点和缺陷，为了避免这些缺陷的产以生提高产品良率，会对LCD玻璃进行检查，查明各种缺陷的特征、位置、数量等相关信息，以此为依据制定更改措施及方案。本发明中的背光系统2是关键机构之一，其位于LCD玻璃1的后方，在需要检查时点亮背光系统2，从LCD后侧照射，使前侧的操作者可以很容易的发现各种斑点和缺陷，并且背光亮度可调、背光与LCD玻璃相对位置可调，调度可调范围20％～100％，背光可调移动最大距离3000mm。通过调试和相对距离的组合调节，使操作者有一个最佳的检查照明亮度。
如上所述，本发明的检测装置改变了目前市场上检查机背光系统2固定不动、无法调节相对距离的缺点，使其在使用中具有灵活可靠、响应迅速、完全自动以及避免干涉的防呆设计，极大提高检查效果。通过移动LCD玻璃1与背光系统2的相对距离，可以以最佳的光照亮度将LCD玻璃照亮方便检查，以最佳的显示效果将LCD缺陷显示出来。对比固定位置不动的背光系统，可移动背光系统可以降低光源功率、减少能源消耗以及节能环保的目的。
此外，如上所述，本发明的检测系统，可以控制背光系统和待检测的玻璃处于不同的相对角度，从而可以对玻璃的正面、背面进行详细地检查。
本发明还涉及一种玻璃基板检查方法，其包括：利用本发明的玻璃基板检查装置对玻璃基板进行检测。
其中，当检查机构3控制玻璃基板1从与背光系统2垂直的水平方向起旋转90度或270度时，操作人员距离所述待检测的玻璃基板的距离为650mm，所述操作人员距离所述背光系统2的距离在1860mm～4860mm范围内变化，如图6所示。
其中，当检查机构3控制玻璃基板1在与水平方向呈60°角度的位置时，所述操作人员距离所述背光系统2的距离在2360mm～4860mm范围内变化，如图7所示。
在本发明涉及的方法中，首先玻璃基板1处于与背光系统2垂直的水平方向，如图2示出本发明一个具体实施方式的玻璃基板检查装置非工作状态下的结构立体图。开始工作时，玻璃基板1从与背光系统2垂直的水平方向起旋转60度，对玻璃的一个面进行检测。然后检查结构3继续旋转玻璃基板1从与背光系统2垂直的水平方向起旋转90度，如图10(2)所示，进一步对玻璃上述面进行检测。然后检查结构3继续旋转玻璃基板1从与背光系统2垂直的水平方向起旋转270度，此时对玻璃的另一面进行检测，如图10(4)所示。
当然在本发明的操作方法中，玻璃基板1在旋转的过程中，在中间任意角度均可以停下来。同时，旋转还可以反向进行，即在对玻璃基板的背面进行了检查之后，还可以再反向旋转，进一步对在上述60度和90度的位置对玻璃的正面进行检查。
此外，当玻璃基板1停留在某一旋转角度时，可以通过移动背光系统2，以调节背光系统2与玻璃基板1之间的相对距离，从而改变光照的条件来对玻璃基板1进行观察。当然也可以不改变背光系统2与玻璃基板1之间的相对距离，仅仅通过调节背光系统2的光照的强度，来对玻璃基板1进行照射和观察。
此外，如上所述，由于检查机构3控制玻璃基板1的旋转等动作可以与传动和电机机构4控制背光系统2的动作可以同时进行，只要彼此不出现干扰即可。
尽管以上结合附图对本发明的实施方案进行了描述，但本发明并不局限于上述的具体实施方案和应用领域，上述的具体实施方案仅仅是示意性的、指导性的，而不是限制性的。本领域的普通技术人员在本说明书的启示下和在不脱离本发明权利要求所保护的范围的情况下，还可以做出很多种的形式，这些均属于本发明保护之列。
Claims (10)
1.一种玻璃基板检查装置，其包括：
用于提供照明的背光系统；
用于固定待检测的玻璃基板并改变所述玻璃基板的位置和方向的检查机构；
传动和电机机构，其中，
利用所述传动和电机机构控制所述背光系统在所述检查装置的水平方向上移动。
2.根据权利要求1所述的玻璃基板检查装置，其中，旋转所述检查机构从而改变所述玻璃基板和背光系统之间所成的角度，使得所述玻璃基板能够从与背光系统垂直的水平方向起至少旋转270度。
3.根据权利要求1或2所述的玻璃基板检查装置，其中，所述传动和电机机构包括传动滚珠丝杆、伺服电机、直线导轨以及减速机，所述检查机构包括基座、倾斜模组、滑动模组、旋转机构以及玻璃吸附平台。
4.根据权利要求2或3所述的玻璃基板检查装置，其中，当所述检查机构控制所述玻璃基板从与背光系统垂直的水平方向起旋转90度或270度时，所述传动和电机机构控制所述背光系统在所述检查装置的水平方向上移动的距离为0～3000mm，所述背光系统与处于垂直方向上的玻璃基板的最近距离为1210mm。
5.根据权利要求2或3所述的玻璃基板检查装置，其中，当所述检查机构控制所述玻璃基板在与水平方向呈60°角度的位置时，所述传动和电机机构控制所述背光系统在所述检查装置的水平方向上移动的距离为0～2500mm，所述背光系统和与水平方向呈60°角度的玻璃基板顶端最近点之间的距离为330mm。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的玻璃基板检查装置，其中，所述背光系统包括平行排列的LED灯管，光照颜色为白色。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的玻璃基板检查装置，其中，所述背光系统的移动由PLC和PC组合控制，从而使得背光系统在自身的运动过程中实时检测所述玻璃基板及所述检查机构的相对位置，并判断所述玻璃基板及所述检查机构之间是否存在干扰。
8.一种玻璃基板检查方法，其包括：
利用权利要求1～7中任一项所述的玻璃基板检查装置对玻璃基板进行检测。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，当所述检查机构控制所述玻璃基板从与背光系统垂直的水平方向起旋转90度或270度时，所述操作人员距离所述待检测的玻璃基板的距离为650mm，所述操作人员距离所述背光系统的距离在1860mm～4860mm范围内变化。
10.根据权利要求8所述的方法，其中，当所述检查机构控制所述玻璃基板在与水平方向呈60°角度的位置时，所述操作人员距离所述背光系统的距离在2360mm～4860mm范围内变化。
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