JP3225347U

JP3225347U - 液晶ガラス基板の分断位置検査装置

Info

Publication number: JP3225347U
Application number: JP2019004795U
Authority: JP
Inventors: 白井　明; 明白井; 慎一藤木
Original assignee: 株式会社シライテック
Priority date: 2019-12-18
Filing date: 2019-12-18
Publication date: 2020-02-27
Anticipated expiration: 2029-12-18
Also published as: CN212569344U; TWM601821U

Abstract

【課題】液晶パネルの製造中の液晶ガラス基板のＣＦガラスの端材分断工程において、端材の分断状況をカメラを用いた判定装置による判定の精度を向上させた液晶ガラス基板の分断位置検査装置を提供する。【解決手段】液晶ガラス基板ａの外側斜め上方から捉えるように設けたシャインプルーフテレセントリックレンズ２１を有するカメラ２２と、液晶ガラス基板ａの内側斜め上方から照明する照明装置２３と、照明装置２３により照らされた液晶ガラス基板ａの分断面の映像をカメラ２２で捉えた映像のうち基板の段差により生じた影Ｓの部分を認識する画像処理装置とを有する。【選択図】図２

Description

この考案は、液晶パネルの製造において行われる液晶ガラス基板の切断工程における、基板の分断状況を検査する装置に関し、更に詳しくは、カメラを用いた判定装置による判定の精度を向上させた液晶ガラス基板の分断位置検査装置に関するものである。

液晶ガラス基板ａは、図５（Ａ）に示すように、ＴＦＴガラスｂとＣＦガラスｃの２つの基板を積層して構成されており、液晶ガラス基板ａの切断工程で生じたガラスの切断面では、更にＣＦガラスｃの周辺端材を切断してＴＦＴガラスｂ上に存在する電極部（図示せず）を露出させる工程がある。

ＣＦガラスの切断は、図５（Ｂ）に示すように、スクライブ工程でＣＦガラスｃにスクライブにより切れ目Ｖを入れた後、ＣＦガラスｃにストレスを与えて、図５（Ｃ）のようにＣＦガラスｃの端材Ｘを完全に分断する方法が用いられている。

このときに、図６（Ａ）に示す液晶ガラス基板ａの平面図のように、端材Ｘが正常に分断された状態になれば良いが、ＣＦガラスｃへの切れ目の深さが適切でない場合や、ストレスの与え方の始点やストレス量が不適切な場合に、ＣＦガラスｃの断面が想定している切断線どおりに割れずに、図６（Ｂ）のように端材が規定以上に過剰に取り去られたり（欠けＹ）、図６（Ｃ）のように逆に端材の一部が残ってしまう欠陥（ソゲ、端材残りＺ）が生じる。

これらの不具合は、製品不良のみならず、後工程の装置にダメージを与える場合もあるため、ＣＦガラスの切断部分の測定は重要な検査項目である。

以上の欠陥を検出する装置として、図７のような装置構成を持った検査装置がよく用いられている。即ち、ステージ１３上に液晶ガラス基板ａを、ＴＦＴガラスｂを下に、ＣＦガラスｃを上側にして載置し、ＣＦガラスｃの端材が除去されたＴＦＴガラスｂの端子露出部を真上から捉える同軸照明用テレセントリックレンズ１４を用いて照明１６を組み込んだカメラ１５を設け、捉えた映像を画像処理装置１７を通じてＣＦガラスｃの端部切断辺の位置を確認するものである。

なお、テレセントリックレンズ１４とは、被写体までの距離により撮像倍率が変化しないレンズであり、このような端材除去部の寸法（ＴＦＴガラスｂ端辺からＣＦガラスｃ端辺までの距離）を測定するのに適するレンズである。

この装置のカメラを用いて真上から液晶ガラス端子部を観察すると、実際にはＣＦガラスｃの断面はほぼ垂直なため撮像画像はではほとんど幅がないか全くわからない場合が存在するため、撮像画像は図８のようになり、ＣＦガラスｃの端辺ｃ′が測定困難な場合があり、分断が正常であったか不具合があったかが判りにくい。

従来の方式では、上記の問題を解決するため、図９のように、斜めから照明１６の光を当ててＣＦガラスｃ断面の乱反射を捉える方法が用いられる。しかし、カメラの方向に光が反射しない上にガラス断面は必ずしも同一角度ではないため、内欠けやソゲ（端材残り）が発生してもＣＦガラスｃの分断線は安定して写らないため、信頼性が高いとは言えず、検出の安定性も不十分なものとなっている。

そこで、撮像によるガラスの切断面の欠陥を検出する方法として種々の提案や改良がなされてきている（特許文献１乃至３参照）。

国際公開ＷＯ２０１２／１５３７１８特開２００１−１５３８１６号公報特開２００５−１５６２５４号公報

しかしながら、特許文献１のものは、ガラス端部に於けるガラス内側で反射した光を捉えて検査するものであり、ＣＦガラスの端材が正常に分断されたかどうかの分断位置を判定するには向かないものである。

また、特許文献２や特許文献３のものは、ガラスの切断面のエッジにカケが生じた場合に生じるとされる特定の照度を検出するもので、想定外のカケやソゲ、端材残りに対しては測定精度が不十分であると考えられる。

更に、特許文献１や特許文献３のものは、カメラがガラス基板に対して傾斜しており、そのままでは、端材除去部の正確な分断位置を測定するには向かないものである。

この考案の目的は、上記のような課題を解決し、液晶パネルの製造中に行われる液晶ガラス基板のＣＦガラスの端材分断工程において、端材の分断状況をカメラを用いた判定装置による判定の精度を向上させた液晶ガラス基板の分断位置検査装置を提供するものである。

即ち、上記の課題を解決するため、この考案は、上面に分断工程後の液晶ガラス基板の下面を荷受けするように設けたテーブルと、このテーブルに前記荷受け液晶ガラス基板を保持するように設けた吸引保持手段と、上記テーブルの辺縁外側に配置して前記液晶ガラス基板の分断面の撮像をこの液晶ガラス基板の外側斜め上方から捉えるように設けたシャインプルーフテレセントリックレンズを有するカメラと、前記液晶ガラス基板の分断面をこの液晶ガラス基板の内側斜め上方から照明する照明装置と、照明装置により照らされた前記液晶ガラス基板の分断面の映像を前記カメラで捉えた映像のうち基板の段差により生じた影部分を認識する画像処理装置とを有する構成を採用する液晶ガラス基板の分断位置検査装置である。

本考案は、カメラを斜めに設置し、対向する照明によりＣＦガラス断面の乱反射ではなく、影になる部分を作り出し、それをカメラで検出することにより確実にＣＦガラスの端部除去幅を確実に検出する方法を採用することで、除去幅（分断位置）が規定値から外れた欠けやソゲ（端材残り）の発生を確実に捉えて検出することができる。

なお、通常のカメラのレンズであれば遠い物は小さく、近い物は大きく映るため、レンズを斜めにした場合は、ピントも中央部しか合わない上に場所により倍率が変化するので通常のレンズでは測長用途には全く向かないため、測距にはテレセントリックレンズを採用することが多いが、本考案では、あおりレンズの一種の、シャインプルーフテレセントリックレンズを採用して、斜め方向から検査部を撮像する方法を採用した。

すなわち、視野内のＣＦガラス端部からＴＦＴガラス端部迄全部にピントを合わせた状態で、なおかつ視野内の倍率も一定にし、更に斜め上からの照明で生じた影を確実に認識してガラス断面のＣＦガラスの分断位置の検査を正確に行えるようになった。

以上のように、この考案の液晶ガラス基板の分断位置検査装置によれば、カメラを用いた画像によって、ＣＦガラスの端材除去部の分断位置を正確に測定することができるようになり、端材が規定以上に過剰に取り去られた欠けや、逆に端材の一部が残ってしまうソゲ、端材残りが生じたのを即座に検出することができ、不良品の除去がすばやくでき、また、不良品が次工程に送られることで生じる故障や事故等を未然に防ぐことができる。

この考案の液晶ガラス基板の分断位置検査装置の実施形態を示す一部切欠側面図である。上記の要部拡大側面図である。この考案の検査装置が捉えた画像である。図３の画像からＣＦ分断幅を求める方法を示す説明図であり、（Ａ）は撮影画像、（Ｂ）は計算方式を説明する側面図である。（Ａ）（Ｂ）（ｃ）は液晶ガラス基板からＣＦガラスの端材を分断する工程を示す正面図である。（Ａ）はＣＦガラスの除去が正常に行われた液晶ガラス基板の平面図、（Ｂ）（Ｃ）はＣＦガラスの除去で不具合が生じた液晶ガラス基板の平面図である。従来の液晶ガラス基板の分断位置検査装置の正面図である。従来の液晶ガラス基板の分断位置検査装置で捉えた画像である。従来の他の例の液晶ガラス基板の分断位置検査装置の正面図である。

次にこの考案の実施形態を添付図面の図１及び図２に基づいて説明する。
図１の１は、上面に液晶ガラス基板ａを荷受けするテーブルである。
上記の荷受けした液晶ガラス基板ａは、ＴＦＴガラスｂを下側に、ＣＦガラスｃを上側にしてテーブル１上に保持されるようになっている。

この保持方式は、図示の場合、中空のテーブル１を使用して、吸引口８に接続されたホース（図示省略）を介しテーブル１内を吸引すると共に、テーブル１の頂壁２に設けてある無数の小孔３をへてテーブル１を吸引することで、頂壁２上に荷受けしてある液晶ガラス基板ａを吸引保持するようにしてあるが、限定されずその他の方式で保持することもある。

また、テーブル１の１つの辺縁の外側には、液晶ガラス基板ａの端部のＣＦガラスｃの端材除去分断面の撮像を、この液晶ガラス基板ａの外側斜め上方から捉えるように設けたシャインプルーフテレセントリックレンズ２１を有するカメラ２２が設けてある。

上記シャインプルーテレセントリックレンズ２１とは、先述の被写体までの距離により撮像倍率が変化しないテレセントリックレンズの一種で、レンズの軸に対して焦点面が傾斜しているレンズであり、本考案の場合、焦点面は、ＣＦガラス端部からＴＦＴガラスの端部まで斜め方向に設定しておく。

また、カメラ２２からアーム１０を介してカメラ２２との相互の位置関係が変わらないように照明装置２３が設けられ、この照明装置２３は、液晶ガラス基板ａの端辺のＣＦガラスｃの除去部を、液晶ガラス基板ａの内側斜め上方から照明するようになっている。

上記のようなカメラ２２（シャインプルーフテレセントリックレンズ２１）と照明装置２２の構成により、カメラ２２の撮像は、図２に示すように、ＴＦＴガラスｂとＣＦガラスｃのそれぞれの照明装置２３からの光の影Ｓの部分を捉えられるようになる。

上記のカメラ２２および照明装置２３は、ベース４上に据え付けてあり、さらに、テーブル１又はカメラ２２の片方を、液晶ガラス基板ａの辺縁（撮像を捉える辺縁）に沿って走行手段Ｄにより進退走行するようになっている。

上記の走行手段Ｄは、図示の場合、ベース４の下方に設けてある座板５の下側に左右二条の定置ガイドレール６を並設して、このガイドレール６に座板５の下面四角に設けてあるスライダ７をスライド自在に係合すると共に、両端を軸受（図示せず）によりフリーに回転するように軸承した雄ネジ９の片端をモーター（図示せず）により可逆駆動し、そして、座板５の下面に支持した雌ネジ１１を雄ネジ９にねじ込むことで、ベース４と共にカメラ２２及び照明装置２３を前後方向に進退走行するようになっているが、限定されず、カメラ２２及び照明装置２３を定置式に、テーブル１を（進退）可動式にしてもよい。

勿論、進退走行方式に雌ネジ１１をねじ込んだ雄ネジ９をドライブするようになっているが、限定されず、例えばリニアモーター方式を採用することもできる。
なお、定置式のテーブル１は、座材１２上に据え付けておく。

上記のように構成すると、テーブル１上の液晶ガラス基板ａのＣＦガラスｃの端材の除去面の撮像をカメラ２２によって液晶ガラス基板ａの一辺全体にわたって捉えることができる。

カメラ２２により捉えられた画像（実際には各部で捉えられた画像を連続して結合した画像）は、図３に示すように、照明装置２３からの影Ｓの部分が照度が低いため認識可能となり、内欠けＹやソゲ、端材残りＺが発生すると正規の部分に影Ｓが出来ないため、この影Ｓの形状から容易に検出可能となる。

次に、この考案のカメラ２２で撮像した画像から画像処理装置（図示せず）によって、ＣＦガラスｃの端材が正常に分断されたかどうかを自動的に判定する方法を説明する。

まず、図３に示すように、内欠けＹやソゲ、端材残りＺが発生した部分は、ＴＦＴガラスｂの端部からＣＦガラス端部までの寸法が、所定の寸法（想定された端材Ｘの幅）より大きかったり（欠けＹ）、小さかったり（ソゲ、端材残りＺ）している部分である。

そこで、このＣＦ分断長さを自動的に求められれば、これら欠けＹやソゲ、端材残りＺＺの発生が検出できるようになる。

まず、照明装置２３からの光の入射角度を垂直方向からの角度θ₁とし、カメラ２２のシャインプルーフテレセントリックレンズ２１の撮影角度を垂直方向からの角度θ₂とする。

また、撮像画像から得られるＣＦガラスｃの端部（影Ｓとの境目）から、ＴＦＴガラスｂの端部（影Ｓとの境目）までの寸法をｌ₀とし、影Ｓ自体の幅寸法をｌ₁とする（図４（Ａ）撮影画像参照）。

上記のθ₁、θ₂、ｌ₀、ｌ₁よりＣＦガラスｃの除去寸法Ｗは、図４（Ｂ）を参照すれば、以下の数式（数１、数２、数３）の通りになる。
まず

なお、図４（Ａ）で示すＴＦＴガラスｂ上の基準マークＭの位置を基準として、ＣＦガラスｃの分断位置（ｗｃ）、ＴＦＴガラスｂの分断位置（ｗｔ）を計測する場合は（図４（Ｂ）参照）、以下の数式（数４、数５）の通りとなる。

以上のように、この考案の液晶ガラス基板の分断位置検査装置によれば、確実に精度良くＴＦＴガラスやＣＦガラスの分断位置を求めることができるので、欠けやソゲ等の不具合の検出が容易になる。

ａ液晶ガラス基板
ｂＴＦＴガラス
ｃＣＦガラス
Ｄ走行手段
Ｓ影
Ｍ基準マーク
Ｖ切れ目
Ｘ端材
Ｙ欠け
Ｚソゲ、端材残り
１テーブル
２頂壁
３小孔
４ベース
５座板
６ガイドレール
７スライダ
８吸引口
９雄ネジ
１０アーム
１１雌ネジ
１２座材
１３ステージ
１４テレセントリックレンズ
１５カメラ
１６照明
１７画像処理装置
２１シャインプルーフテレセントリックレンズ
２２カメラ
２３照明装置

Claims

上面に分断工程後の液晶ガラス基板の下面を荷受けするように設けたテーブルと、このテーブルに前記荷受け液晶ガラス基板を保持するように設けた吸引保持手段と、上記テーブルの辺縁外側に配置して前記液晶ガラス基板の分断面の撮像をこの液晶ガラス基板の外側斜め上方から捉えるように設けたシャインプルーフテレセントリックレンズを有するカメラと、前記液晶ガラス基板の分断面をこの液晶ガラス基板の内側斜め上方から照明する照明装置と、照明装置により照らされた前記液晶ガラス基板の分断面の映像を前記カメラで捉えた映像のうち基板の段差により生じた影部分を認識する画像処理装置とを有することを特徴とする液晶ガラス基板の分断位置検査装置。