JP4237805B2 - 薄型化されたガラス基板の後処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、化学研磨処理などによって薄型化されたガラス基板を搬送しつつ、その板厚を正確に測定できる後処理装置に関する。

フラットパネルディスプレイ（以下ＦＰＤと称す）は、ＣＲＴディスプレイのブラウン管のように膨らみを持った表示装置と対比される用語であり、奥行きが少なく省スペースで、且つ、表示パネルに膨らみがない点に大きな特徴があり、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、有機ＥＬディスプレイなどが実用化されている。ＦＰＤのうち、特に、液晶ディスプレイは、テレビ受像機だけでなく、携帯電話機やコンピュータ機器などの表示装置としても広く普及している。

ところで、液晶ディスプレイの軽量化と薄型化の要請に基づき、最近では、液晶ディスプレイを構成する貼合せガラス基板を極限まで化学研磨する方法が好適に採用されている。具体的には、複数の表示パネル領域ＰＮ・・・ＰＮを設けた第一と第二のガラス基板６０，６０を貼合せ、貼り合わせガラス基板ＧＬの外周６２を厳重に封止した状態で、フッ酸を含んだ水溶液に浸漬させて化学研磨して薄型化している（図９参照）。この化学研磨方法によれば、複数枚の表示パネルＰＮ・・・ＰＮをまとめて製造できるだけでなく、機械研磨に比べて処理速度が速いので、生産性に優れるという利点がある。また、貼合せガラス基板ＧＬを限界まで薄型化できるので表示パネルＰＮの薄型化と軽量化の更なる要請にも応えることができる。

化学研磨によって薄型化された貼合せガラス基板は、その後、貼合せガラス基板ごとに、複数の検査ポイントで板厚が計測され、板厚のバラツキが所定範囲内であるか否かが検査される。この板厚検査には、例えば、超音波センサが使用され、第１のガラス基板での反射波Ｒ１と、第２ガラス基板の反射波Ｒ２を抽出することで板厚を特定している（図１０参照）。

ところが、液晶ディスプレイのガラス基板は、７３０ｍｍ×９２０ｍｍ、厚さ０．７ｍｍの第４世代から、１１００ｍｍ×１３００ｍｍ、厚さ０．７ｍｍの第５世代、１５００ｍｍ×１８５０ｍｍ、厚さ０．７ｍｍの第６世代へと世代交代するなかで、１０μｍ未満の板厚のバラツキさえ要求される場合がある。

しかるに、従来の方法では、１ｍｍ未満まで薄型化されたガラス基板の板厚を正確に測定することが困難であった。すなわち、ガラス基板の板厚が薄いために、２つの反射波Ｒ１,Ｒ２の経路に殆ど差がなく両者を区別して抽出することが困難であった。

特に、液晶ディスプレイ用の貼合せガラス基板では、第一と第二のガラス基板の間の封入物からの散乱波Ｒｎも存在するので、正確な板厚測定が殆ど不可能であった。

また、表示パネルの生産性を更に向上させるには、搬送路を移動中のガラス基板について、その板厚を測定するのが望ましいが、移動中のガラス基板は、搬送路上でガラス面が微妙に脈動しているので、従来の装置では正確な測定が不可能であった。

本発明は、これらの問題点に鑑みてなされたものであって、ガラス基板を薄型化しても正確に板厚を計測できる板厚測定装置を有する後処理装置を提供することを目的とする。また、搬送中に脈動するガラス基板であっても、製造効率を損なうことなく、正確な板厚値をリアルタイムに取得することができ、ガラス基板内の板厚のバラツキを管理できる板厚測定装置を有する後処理装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明は、化学研磨処理によって１ｍｍ未満まで薄型化されたガラス基板を受入れて搬送路に引き渡す導入部と、前記搬送路を水平方向に搬送される搬送中の前記ガラス基板について、その板厚を連続的に計測する板厚測定部と、前記板厚測定部での計測処理を終えたガラス基板を前記搬送路から取り出す導出部とを有して構成される後処理装置であって、前記板厚測定部は、前記搬送路に直交して、前記ガラス基板の表面側と裏面側に固定配置されて対面する上下一対Ｎ組のセンサヘッドによって、複数Ｎ列の検査ラインに、前記ガラス基板の管理目標である仮想基準面に直交する基準線に対する傾斜角度θで放射波を固定的に送信する一方、その正反射波を前記基準線に対する傾斜角度θの固定位置で受信して取得される検出信号に基づいて、前記検査ライン上のガラス基板の板厚を特定する板厚信号を各々出力するＮ組の計測部と、前記搬送路上を搬送される前記ガラス基板を監視して、前記ガラス基板が到達したことを示すＯＮ信号と、到達した前記ガラス基板が通過し終わったことを示すＯＦＦ信号とを出力する通過センサ部と、前記通過センサ部が出力する前記ＯＮ信号及び前記ＯＦＦ信号と、前記Ｎ組の計測部が各々出力する板厚信号とを受けるコントローラと、を有して構成され、前記コントローラは、前記ＯＮ信号を受けてから前記ＯＦＦ信号を受けるまで、前記Ｎ組の計測部が出力する板厚信号を、各Ｍ個取得することで、個々のガラス基板毎にＮ×Ｍ個の板厚値を把握するようにしている。

実施例では、３組の計測部が設けられ、全体としてレーザ変位計４１を構成している。個々の計測部は、実施例では、上下１組のセンサヘッドと、１個のセンサコントローラと、１個のアナログコントローラとで構成されている。

前記センサヘッドは、レーザ光を放射する放射部と、前記ガラス基板からの反射波を受信する受光部とを有し、前記受光部には、ＣＣＤ(Charge Coupled Devices)で構成された位置検出素子が設けられているのが好適である。本発明の測定対象は、１ｍｍ未満まで薄型化されたガラス基板であるため、板厚のバラツキも、通常１００μｍ以下となり、板厚バラツキによる受信点のズレも微少であるため、散乱光を活用することなく正反射光のみを使用することができる。正反射光を活用するので感度が高く、正確な計測が可能となる。

この発明の場合には、前記計測手段は、前記ガラス基板の表面側及び裏面側の仮想基準面からの変位量ΔＤ１，ΔＤ２をリアルタイムに特定する第一手段と、前記変位量ΔＤ１，ΔＤ２と前記２つの仮想基準面の間の離間距離（板厚の目標値）との関係に基づいて前記ガラス基板の板厚を特定する第２手段とを有して構成するのが好適である。なお、仮想基準面は、管理目標となる完全平坦な理想ガラス基板の表面及び裏面を意味する。

一方、本発明の放射波は、レーザ光ではなく、これを超音波信号で構成するのも好適である。この場合も、基準線（典型的には鉛直線）に対する傾斜角度θで放射波を固定的に送信し、その正反射波を、前記基準線に対する傾斜角度θの固定位置で受信する。本発明の測定対象が１ｍｍ未満まで薄型化されたガラス基板であるため、板厚バラツキによる受信点のズレも微少であり、傾斜角度θの固定位置で反射波を受信することができる。また、傾斜角θ（≠０）の分だけ、超音波検査信号の移動距離が長くなるので、板厚の微少なバラツキを確実に計測することができる。

上記した発明の場合、前記計測手段は、前記放射波の送信タイミングと前記正反射波の受信タイミングとの時間差に基づいて、前記ガラス基板の表面及び裏面までの最短距離Ｄ１，Ｄ２を特定する第一手段と、前記２つの最短距離Ｄ１，Ｄ２と予め特定されている送受信点の離間距離Ｄ０との関係に基づいて前記ガラス基板の板厚を特定する第２手段とを有して構成されるのが好適である。

何れにしても、本発明が対象とするガラス基板は、二枚のガラス基板を貼合せて構成されているフラットパネルディスプレイ用ガラス基板であるのが典型的である。また、このガラス基板は、起立状態と降下状態の動作状態を有する載置部を具備する入力部装置と組合せて使用され、前記ガラス基板は、係員の手動操作によって起立状態の載置部に載せられた後、前記載置部が降下状態に変化することで前記搬送路に渡されるのが典型的である。

また、前記出力手段は、特定された板厚値Ｔを、アナログ信号として前記コントローラに伝送するのが効果的である。この場合には、Ｎ組の計測部とコントローラとを接続する信号線がＮ本で足りるので、検査ラインの列数Ｎをいくら増やしても機器構成上の弊害とならない。

例えば、Ｎ本の信号線によってデジタル信号を伝送するには、シリアル通信方式を採るしかなく、この通信方式では伝送時間が長くかかり、多数の計測点についての大量の計測データを高速でリアルタイムに伝送することができない。一方、大量の計測データを高速でリアルタイムに取得するため、パラレル通信方式を採用すると、その分だけ、計測部とコントローラとを接続する信号線が多くなり（例えば１６×Ｎ本）、検査ラインの列数Ｎを、極めて少なくするしかない。

上記した本発明によれば、ガラス基板を薄型化しても正確に板厚を計測できる板厚測定装置を有する後処理装置を実現できる。また、移動中のガラス基板であっても、その板厚を正確に計測できる。

以下、本発明を実施例に基づいて本発明を詳細に説明する。図１は、実施例に係る板厚測定装置４０を備えた後処理装置ＥＱＵを示すブロック図である。図１では、平面図（ａ）と、正面図（ｂ）と、左側面図（ｃ）とを概略的に図示している。この後処理装置ＥＱＵでは、化学研磨処理によって１ｍｍ未満まで薄型化したガラス基板について、洗浄処理、乾燥処理、及び板厚測定処理を連続的に実行している。

ガラス基板ＧＬは、特に限定されないが、本実施例では、二枚のガラス基板６０，６０の間に、液晶封入領域６１を設けた液晶ディスプレイ用の貼合せガラス基板ＧＬを対象としている（図９参照）。化学研磨処理も、特に限定されないが、前記した貼合せガラス基板ＧＬの周縁６２が耐酸性の封止剤で封止された状態で、例えば、フッ酸を主成分とする研磨液中に浸漬されることで均一に薄型化される。

図１に示す後処理装置ＥＱＵは、研磨処理を終えた貼合せガラス基板ＧＬを受入れる導入部１と、受入れた貼合せガラス基板ＧＬの上下面を水洗浄する洗浄部２と、エアーナイフＡＫを用いた水切り部３と、乾燥した貼合せガラス基板ＧＬの板厚を計測する計測部４と、計測処理を終えた貼合せガラス基板ＧＬを取り出す導出部５とで構成されている。そして、計測部４には、板厚測定装置４０が配置されている。

後処理装置ＥＱＵでは、導入部１から導出部５に向けて、同一平面上に複数の回転ローラＲＬ・・・ＲＬが設けられ、この回転ローラＲＬの上を貼合せガラス基板ＧＬが水平に搬送される過程で、研磨液の洗浄処理と、乾燥処理と、板厚測定処理とが自動的に実行される。なお、導入部１と導出部５とは、実質的に同一構成であるが、正反対の動作をする。

図２は、計測部４を構成する板厚測定装置４０を示すブロック図である。この板厚測定装置４０は、貼合せガラス基板ＧＬの表裏面側の仮想基準面ＳＴｕ，ＳＴｄまでの離間距離の変位量ΔＤ（図４（ｃ）参照）を測定するレーザ変位計４１と、貼合せガラス基板ＧＬの通過を監視する通過センサ部４２と、レーザ変位計４１及び通過センサ部４２からのデータを受けるＰＬＣ(programmable logic controller)４３と、本装置の初期設定その他の作業時に使用されるタッチパネル４４と、貼合せガラス基板ＧＬの板厚Ｔを含む管理データを保存するパソコン(personal computer)４５とで構成されている。

ＰＬＣ４３は、通過センサ部４２からＯＮ／ＯＦＦ信号を受ける入力ポート４３ａと、レーザ変位計４１から板厚信号Ｔを受けるＡＤコンバータ４３ｂと、パソコン４５とデータを送受するイーサネットコントローラ(Ethernet controller)４３ｃと、タッチパネル４４とシリアルデータを送受するシリアル入出ポート４３ｄと、前記各部の動作を制御するＣＰＵユニット４３ｅとを備えて構成されている。なお、イーサネット(Ethernet)は、登録商標である。

レーザ変位計４１は、センサヘッドＳｉから有意な検出信号が得られると所定の演算処理を実行し、その演算結果を板厚アナログ信号Ｔとして、ＰＬＣ４３に連続的に伝送するよう構成されている。一方、ＰＬＣ４３は、通過センサ部４２からのＯＮ信号に基づいて、ガラス基板ＧＬが計測部４に達したことを確認すると、以下の計測動作を実行する。

先ず、ＰＬＣ４３は、レーザ変位計４１から受けた板厚アナログ信号Ｔを、ＡＤコンバータ４３ｂでデジタル変換し、この板厚データに時刻情報（年月日と時分秒）を付加して内部レジスタに順次記憶する。そして、ＰＬＣ４３は、所定個数の板厚データの取得を終え、通過センサ部４２からＯＦＦ信号を受けると、準備完了フラグをＯＮ状態にして今回の計測動作を完了する。

一方、パソコン４５は、フラグセンス処理によって、準備完了フラグのＯＮ状態を把握し、イーサネットケーブルを通して、ＰＬＣ４３から板厚データを含む管理データを収集し、帳票表示やグラフ表示を実行する。また、収集した板厚データの値Ｔが上限値又は下限値を超える異常時には、アラーム表示を行う。なお、１枚の貼合せガラス基板ＧＬに対して、ＰＬＣ４３のサンプリング回数は８０回であるので、１枚のガラス基板ＧＬ当り、３×８０＝２４０点の板厚データが取得される。

ＰＬＣ４３による上記の動作を実現するため、通過センサ部４２は、２つの光電センサＳＮと、各光電センサＳＮの出力を増幅するプリアンプＡＭＰとで構成されている。光電センサＳＮは、発光部と受光部とを備えるが、この実施例では、発光部からの検査光が、貼合せガラス基板ＧＬで反射されて受光部に達するか否かを判定している。なお、２つの光電センサＳＮは、例えば、レーザ変位計４１に近接して、その上流位置に配置される。

したがって、通過センサ部４２は、計測部４に貼合せガラス基板ＧＬが達するとＯＮ信号を出力し、その後、貼合せガラス基板ＧＬが計測部４を通過し終わるとＯＦＦ信号を出力する。

レーザ変位計４１は、放射部ＴＲと受光部ＲＶとを有するセンサヘッドＳｉと、所定の周期で上下の放射部ＴＲを同期して動作させ、上下の受光部ＲＶからのアナログ信号を受けるセンサコントローラＣＴ１〜ＣＴ３と、センサコントローラＣＴｉから受ける距離信号τｉｊに基づいて貼合せガラス基板ＧＬの板厚Ｔを算出するアナログコントローラＡＮＣ１〜ＡＮＣ３とで構成されている。

この板厚測定装置４０では、図３（ｂ）の通りに配置された６個のセンサヘッドＳｉが使用される。そして、各センサヘッドＳｉの放射部ＴＲから貼合せガラス基板ＧＬに向けてレーザ光が放射され、貼合せガラス基板ＧＬからの正反射波は、ＣＣＤ(Charge Coupled Devices)で構成された位置検出素子(Position Sensitive Detector）が配置された受光部ＲＶで受信されるように配置されている。

放射部ＴＲは、水平面を移動する貼合せガラス基板ＧＬに対して、鉛直線（ガラス基板の仮想基準面に直交する基準線）に対して角度θでレーザ光を放射するよう配置されている（図４（ｃ）参照）。そのため、ガラス基板の表面又は裏面が、それぞれの仮想基準面ＳＴｕ，ＳＴｄから変位する変位量ΔＤは、原理式として、ΔＸ／（２×ｓｉｎθ）となる。ここで、ΔＸは、ガラス基板の表面又は裏面が、それぞれ仮想基準面ＳＴｕ，ＳＴｄに一致する場合と比較した場合の受光点のズレであり、受信するレーザ光の直交方向に計測される。

図３は、上記のように機能する６個のセンサヘッドＳｉの配置状態を示す図面であり、計測部４の平面図（ａ）と、正面図（ｂ）と、Ａ−Ａ矢視図（ｃ）とが概略的に示されている。図示の通り、左右の垂直板４６Ｒ，４６Ｌと、垂直板４６に掛け渡された上下の保持レール４７Ｕ，４７Ｄとで、矩形枠ＦＭが形成され、矩形枠ＦＭによってガラス基板ＧＬの搬送路を囲っている。すなわち、保持レール４７Ｕは、ガラス基板ＧＬの上方に掛け渡され、保持レール４７Ｄは、ガラス基板ＧＬの下方に掛け渡されている。

ここで、矩形枠ＦＭは、熱変形その他の変形が極めて少ない素材で構成されている。また、センサヘッドＳｉと、ガラス基板の仮想基準面との位置関係や離間距離が、定期的に校正されることで正確な計測を担保している。

上方の保持レール４７には、装着部４８を経由して、センサヘッドＳ１ｕ〜Ｓ３ｕが固着されている。また、下方の保持レール４７には、装着部４８を経由して、センサヘッドＳ１ｄ〜Ｓ３ｄが固着されている。上下のセンサヘッドＳｉｕ，Ｓｉｄは、その間を水平方向に搬送される貼合せガラス基板ＧＬに対して、上下対称の位置に配置され、上下のセンサヘッドＳｉｕ，Ｓｉｄの放射部ＴＲ，ＴＲの間の鉛直距離は、精密に所定値Ｄ０に管理されている（図４（ａ）参照）。

そして、上下一対のセンサヘッドＳｉｕ，Ｓｉｄによって、貼合せガラス基板ＧＬの検査ラインＬＮ１〜ＬＮ３が特定されている。図３（ｄ）に示す通り、左右位置及び中央位置の検査ラインＬＮ１〜ＬＮ３に沿って、貼合せガラス基板ＧＬの板厚Ｔを測定するようになっている。

図３のように配置された上下一対のセンサヘッドＳｉｕ，Ｓｉｄは、センサコントローラＣＴｉに接続されている（図２参照）。センサコントローラＣＴ１〜ＣＴ３は、所定の周期で６個のセンサヘッドＳｉの放射部ＴＲを上下一斉に駆動すると共に、受光部ＲＶからのセンサ信号を受信する。なお、図４（ｂ）に示すように、貼合せガラス基板ＧＬからは、第１ガラス基板６０ａの表面反射波ＲＦ１と、第１ガラス基板６０ａの裏面反射波ＲＦ２と、液晶封入領域６１からの不規則な反射波ＲＦ３と、第２ガラス基板６０ｂの表面反射波ＲＦ４と、第２ガラス基板６０ｂの裏面反射波ＲＦ５などが得られるが、表面反射波ＲＦ１以外は取得されないよう構成されている。

したがって、センサコントローラＣＴｉ（＝ＣＴ１〜ＣＴ３）では、上下のセンサヘッドＳｉｕ，Ｓｉｄから受ける表面反射波ＲＦ１に基づいて変位量ΔＤｉｊ（ｉ＝１〜３，ｊ＝１〜２）を特定し、距離信号τｉｊをアナログコントローラＡＮＣｉに出力する。

出力する距離信号τｉｊ（ｉ＝１〜３，ｊ＝１〜２）としては、変位量ΔＤｉｊをそのまま、τｉｊ＝ΔＤｉｊとして出力しても良いし、上下のセンサヘッドＳｉｕ，Ｓｉｄからガラス基板（表面側の仮想基準面ＳＴｕと、裏面側の仮想基準面ＳＴｄ）までの基準距離Ｄ１，Ｄ２を加味した、τｉｊ＝Ｄｊ＋ΔＤｉｊとしても良い。なお、ｉ＝１〜３，ｊ＝１〜２である。

何れにしても、アナログコントローラＡＮＣｉ（＝ＡＮＣ１〜ＡＮＣ３）は、センサコントローラＣＴｉから受けた距離信号τｉｊに基づいて、ガラス基板の板厚信号Ｔを出力する。ここでは、ガラス基板の表面側の仮想基準面ＳＴｕと、裏面側の仮想基準面ＳＴｄとの離間距離（目標板厚）がＴ０であるとすると、例えば、第１の検査ラインＬＮ１について、上側のセンサヘッドＳ１ｕの受光部ＲＶから得られる変位量ΔＤ１１と、下側のセンサヘッドＳ１ｄの受光部ＲＶから得られる変位量ΔＤ１２とに基づいて、ガラス基板の板厚Ｔが、Ｔ＝Ｔ０−ΔＤ１１−ΔＤ１２と特定される。なお、ΔＤ１１とΔＤ１２とは、ガラス基板の仮想基準面からの変位量であるから、正又は負の数値となる。

一方、距離信号τｉｊとして、Ｄｊ＋ΔＤｉｊが得られる場合には、例えば、第１の検査ラインＬＮ１について、上側のセンサヘッドＳ１ｕの受光部ＲＶから得られる距離信号Ｄ１＋ΔＤ１１と、下側のセンサヘッドＳ１ｄの受光部ＲＶから得られる距離信号Ｄ２＋ΔＤ１２とに基づいて、ガラス基板の板厚Ｔが、Ｔ＝（Ｄ０−Ｄ１−Ｄ２）−ΔＤ１１−ΔＤ１２＝Ｔ０−ΔＤ１１−ΔＤ１２と特定される。

このように、本実施例では、複数の反射波ＲＦ１〜ＲＦ５のうち表面反射波ＲＦ１のみを使用して、仮想基準面からの変位量ΔＤｉ１，ΔＤｉ２に基づいてガラス基板の板厚Ｔを特定している。したがって、上下の放射部ＴＲ，ＴＲの鉛直離間距離Ｄ０の機械的精度を高めるだけで、回転ローラＲＬで構成される搬送路の機械的精度の良否に拘わらず、正確に貼合せガラス基板ＧＬの板厚Ｔを測定することができる。

図５は、アナログコントローラＡＮＣｉがセンサコンとローラＣＴｊから受信する距離信号τｉｊと、アナログコントローラＡＮＣｉがＰＬＣ４３に出力する板厚アナログ信号Ｔとを図示したタイムチャートである。

図５に示すように、距離信号τｉｊが波打って変位するのは、例えば、貼合せガラス基板ＧＬが回転ローラＲＬの回転に伴って搬送されるためである（但し、誇張して記載されている）。しかし、仮に、貼合せガラス基板ＧＬが波打って搬送されたとしても、貼合せガラス基板ＧＬの表面側と、裏面側とは逆方向に変位するので（図５（ａ）（ｂ）参照）、貼合せガラス基板ＧＬの板厚Ｔは、Ｔ０−ΔＤｉ１−ΔＤｉ２の関係から正確に特定される（図５（ｃ）参照）。

ところで、本実施例では、距離信号τｉｊや、貼合せガラス基板ＧＬの板厚Ｔを、それぞれアナログ信号で伝送している。そのため、少ない信号線で、大量の情報を迅速に伝送することができ、その結果、精密な板厚管理を実現することができる。

但し、図２の回路構成に何ら限定されるものではなく、図８に示す通り、センサヘッドＳｉから受けたセンサ信号に基づいて、板厚を算出するコントローラＣＴＬ１〜ＣＴＬ３を設けても良い。更にまた、必ずしも、ＰＬＣ４３は必須ではなく、パソコン４５によってＰＬＣ４３の機能を代行しても良い。

なお、上記の実施例では、変位センサを使用したが、必ずしも、これに限定される必要はなく超音波センサなどを使用しても良い。但し、この場合にも、貼合せガラス基板ＧＬからは、第１ガラス基板６０ａの表面反射波ＲＦ１と、第１ガラス基板６０ａの裏面反射波ＲＦ２と、液晶封入領域６１からの不規則な反射波ＲＦ３と、第２ガラス基板６０ｂの表面反射波ＲＦ４と、第２ガラス基板６０ｂの裏面反射波ＲＦ５などが得られるが、表面反射波ＲＦ１以外は使用しない。また、板厚のバラツキが小さいので傾斜角θの検査信号を放射することができる。

超音波センサを使用する場合、放射点Ｐからガラス基板ＧＬまでの鉛直距離Ｄは、検査信号の往路伝搬距離Ｌとの関係でＤ＝Ｌ×ＣＯＳ（θ）となる（図５（ｅ））。ここで、往路伝搬距離Ｌは、放射点Ｐと受信点Ｑの離間距離δと、検査信号の伝搬時間ｔとに基づいて、Ｌ＝（ｔ×ｖ＋δ）／２のように特定されるので、ガラス基板ＧＬまでの鉛直距離Ｄは、Ｄ＝（ｔ×ｖ＋δ）／２×ＣＯＳ（θ）と算出される。なお、δは、受信波に沿って測定した相対距離であり、ｖは、超音波の進行速度である。

このように、センサヘッドＳｉとガラス基板ＧＬまでの鉛直距離Ｄは、Ｄ＝（ｔ×ｖ＋δ）／２×ＣＯＳ（θ）となるので、アナログコントローラＡＮＣｉ（＝ＡＮＣ１〜ＡＮＣ３）は、センサコントローラＣＴｉから受けた時間差信号ｔｉｊに基づいて、放射部ＴＲからガラス基板までの離間距離Ｄ１，Ｄ２を算出する。

例えば、第１の検査ラインＬＮ１について、上側のセンサヘッドＳ１ｕの放射部から貼合せガラス基板ＧＬの上表面までの鉛直距離Ｄ１が、Ｄ１＝（ｔ１１×ｖ＋δ１）／２×ＣＯＳ（θ）と算出され、下側のセンサヘッドＳ１ｄの放射部ＴＲから貼合せガラス基板ＧＬの下表面までの鉛直距離Ｄ２が、Ｄ２＝（ｔ１２×ｖ＋δ２）／２×ＣＯＳ（θ）と算出される。ここで、ｔ１１とｔ１２は、放射波の放射タイミングと表面反射波ＲＦ１の受信タイミングとの時間差であり、δ１とδ２は、受信波に沿って算出される放射点Ｐと受信点Ｑとの相対距離であり、それぞれ、上下のセンサヘッドＳ１ｕ，Ｓ１ｄについての値である。

次に、アナログコントローラＡＮＣｉでは、算出した離間距離Ｄ１，Ｄ２に基づいて、貼合せガラス基板ＧＬの板厚Ｔを算出する。具体的には、上下の放射部ＴＲ，ＴＲの鉛直離間距離Ｄ０に基づいて、貼合せガラス基板ＧＬの板厚Ｔを、Ｔ＝Ｄ０−Ｄ１−Ｄ２と算出することになる。

続いて、図１の後処理装置ＥＱＵを構成する他の部分を説明する。図６及び図７は、導入部１（導出部５）の構成を示す斜視図であり、貼合せガラス基板ＧＬを保持する載置部１０と、載置部１０を起伏させる駆動部２０とを図示している。載置部１０と駆動部２０は、駆動部２０の出力軸２１を通して連結されており、駆動部２０のピストン往復運動に対応して、載置部１０が水平面に位置する降下状態（図６参照）と、６０〜８０°程度の姿勢に立ち上がる起立状態に切り換るようになっている。

図６を参照しつつ載置部１０について更に説明すると、図示の載置部１０は、櫛状に形成された一対の回動アーム１１，１１と、回動アーム１１の基端に固着される固定ブロック１２，１２と、貼合せガラス基板ＧＬを支持する複数の支持板１３・・・１３とを中心に構成されている。

これら各部１１〜１３は、例えば、アルミ合金からなり、回動アーム１１と固定ブロック１２とは、アルミ溶接その他の方法で一体化されている。そして、回動アーム１１と固定ブロック１２には、出力軸２１を受入れる貫通穴が形成されている。なお、貫通穴はキー溝ＫＹを有しており、このキー溝ＫＹに、出力軸２１のキーが嵌合することで、出力軸２１の回転が回動アーム１１，１１に確実に伝達されるようになっている。

図６（ｂ）に示すように、回動アーム１１は、全体としてＬ字状の本体部ＢＤＹと、本体部ＢＤＹから突出する櫛歯部ＣＭＢとで一体的に構成されている。櫛歯部ＣＭＢの配列ピッチは、回転ローラＲＬの配列ピッチと同一であるが、櫛歯部ＣＭＢと回転ローラＲＬとは互いに半ピッチずれており、回動アーム１１の降下状態（図６）では、隣接する回転ローラＲＬ，ＲＬの間に、櫛歯部ＣＭＢが進入するようになっている。但し、櫛歯部ＣＭＢには、一箇所だけ欠落部ＳＰが設けられており、この欠落部ＳＰを利用して、作業員が貼合せガラス基板ＧＬの裏面まで手を延ばし、確実に貼合せガラス基板ＧＬを把持できるようにしている。なお、回動アーム１１の最降下状態では、それまで回動アーム１１に保持されていた貼合せガラス基板ＧＬは、回転ローラＲＬに保持される（図６（ｂ）参照）。

図６（ｂ）に示すように、櫛歯部ＣＭＢの先端はＵ字状に突出しており、言い換えると、櫛歯部ＣＭＢの先端には、支持板１３の板厚に対応した切欠１４が形成されている。そして、支持板１３の両端が切欠１４に嵌合された状態で、回動アーム１１の先端に阻止板１５が固着され、この阻止板１５によって支持板１３が回動アーム１１に固定的に保持される。

支持板１３は、詳細には、上下幅の異なる二種類の支持板１３Ａ，１３Ｂに区分される。このうち、回動アーム１１の基端側に配置される支持板１３Ａは、その他の支持板１３Ｂより幅広であり、支持板１３Ａの貼合せガラス基板ＧＬ周縁との接触面には、クッション材１６が貼着されて貼合せガラス基板ＧＬを保護している。

一方、その他の支持板１３Ｂには、各々複数個のＯリング１７が巻着されて、支持板１３Ｂ上の貼合せガラス基板ＧＬの裏面を保護している。但し、先に説明した通り、図６に示す載置部１０の降下状態では、貼合せガラス基板ＧＬは、Ｏリング１７との接触を離れて、回転ローラＲＬに接触している。

図７は、駆動部２０の具体的構成を例示する斜視図である。この駆動部２０は、出力軸２１の両端を回転可能に軸支する保持部２２Ａ，２２Ｂと、一方側の保持部２２Ａから突出する出力軸２１に固着される連結腕２３と、連結腕２３を揺動させる駆動源２４とで構成されている。

駆動源２４は、揺動自在に配置されたシリンダ２５と、不図示の制御装置に制御されて往復運動するピストン２６とで構成されている。ここで、ピストン２６の先端には、円柱穴が径方向に貫通して設けられており、この円柱穴に挿通された貫通ピン２７が連結腕２３に固定されている。なお、貫通ピン２７は、ピストン２６の円柱穴に遊嵌されており、その結果、連結腕２３とピストン２６とは、互いに回動可能に連結される。また、シリンダ２５の基端部は、支持軸２８によって軸支されており、駆動源２４全体として揺動可能に構成されている。

連結腕２３と駆動源２４は上記の通りに連結されているので、ピストン２６がシリンダ２５に引き込まれる第１状態では（図１（ｄ）参照）、載置部１０が水平状態まで降下する。一方、ピストン２６がシリンダ２５から突出するアナログ状態では（図１（ｂ）参照）、載置部１０が水平状態から６０°〜８０°程度立ち上がって起立する。

以上の点も踏まえて図１に示す後処理装置ＥＱＵの動作内容を説明する。係員が制御装置（不図示）に対する適宜なスイッチ操作を行うと、導入部１の駆動部２０は、第１状態から第２状態に移行し、その結果、導入部１の載置部１０は、降下状態から起立状態に立ち上がる。

この時、導入部１の位置には、化学研磨処理を終えた貼合せガラス基板ＧＬが搬送されているので、係員はその貼合せガラス基板ＧＬを１枚保持し、起立状態の載置部１０に載せる。この載置作業時に係員は、貼合せガラス基板ＧＬの上下方向中央の左右縁を把持するが、回動アーム１１，１１には櫛歯の欠落部ＳＰが設けられているので、この欠落部ＳＰを利用することで、把持した貼合せガラス基板ＧＬをやさしく載置部１０に載せることが可能となる。なお、この載置状態では、貼合せガラス基板ＧＬの下方周縁は、支持板１３Ａのクッション材１６に当接し、貼合せガラス基板ＧＬの裏面は、支持板１３ＢのＯリング１７に当接する。

その後、係員が更にスイッチ操作を行うと、導入部１の駆動部２０は、第２状態から第１状態にゆっくり移行し、導入部１の載置部１０は、起立状態から降下状態に戻る。先に説明した通り、載置部１０の最降下状態では、貼合せガラス基板ＧＬの裏面は、Ｏリング１７との接触を離れて、回転ローラＲＬに接触している。

そのため、載置部１０が最降下状態に至った状態で回転ローラＲＬを回転させることで、導入部１に受け入れられた貼合せガラス基板ＧＬは、水洗浄部２に送られることになる。水洗浄部２を移動する貼合せガラス基板ＧＬの表裏面には、洗浄水が流されるので、化学研磨処理で付着したガラス表面の研磨液が洗い流されることになる。

このような水洗浄部２の動作を経た貼合せガラス基板ＧＬは、その後、水切り部３に送られる。そして、水切り部３では、図１の右方向に搬送中の貼合せガラス基板ＧＬに対して、細い線状に形成された高圧エアーが、勢い良く吹き付けられることによって、貼合せガラス基板ＧＬの表裏面に付着している洗浄水が確実に除去される。そして、貼合せガラス基板ＧＬのその後の搬送によって、貼合せガラス基板の表裏面は乾燥状態となる。

このようにして表裏面が清浄化された状態で、貼合せガラス基板ＧＬは、計測部４を通過する。計測部４は、搬送路を移動する貼合せガラス基板ＧＬの上下位置にセンサヘッドＳｉｕ，Ｓｉｄを配置した板厚測定装置４０が設けられている（図２参照）。そして、板厚測定装置４０では、貼合せガラス基板ＧＬの表面及び裏面で反射される各レーザ光に基づいて、上下のセンサヘッドＳｉｕ，Ｓｉｄと貼合せガラス基板ＧＬとの距離Ｄ１，Ｄ２を特定し、Ｄ０−Ｄ１−Ｄ２の計算に基づいて、貼合せガラス基板ＧＬの板厚を算出する。そして、１枚の貼合せガラス基板ＧＬについて、３つの検査ラインＬＮ１〜ＬＮ３で合計２４０個の板厚データを取得してパソコン４５に保存する。

その後、貼合せガラス基板ＧＬは、導出部５の位置に移動して停止する。導出部５は、図６及び図７に示す導入部１と同一構成であり、貼合せガラス基板ＧＬが搬入された状態では、導出部５の載置部１０は、降下状態で待機している。

載置部１０の上に貼合せガラス基板ＧＬが搬入された状態で、係員が適宜なスイッチ操作を行うと、これに応答して載置部１０はゆっくり上昇動作を開始し、それまで回転ローラＲＬに保持されていた貼合せガラス基板ＧＬは、載置部１０の支持板１３Ｂに引き渡されて上昇する。なお、この上昇過程で、ガラス基板ＧＬが、支持板１３ＢのＯリング１７上を滑ろうとする、貼合せガラス基板ＧＬの下方側の周縁はクッション材１６で受け止められるので、貼合せガラス基板ＧＬが滑って破損するおそれはない。

載置部１０は、限界位置まで上昇して静止するので、その後、係員は、回動アーム１１の欠落部ＳＰを利用して、貼合せガラス基板ＧＬの裏側に手を回しガラス基板ＧＬを把持する。そして、把持した貼合せガラス基板を導出部５から取り出す。取り出された貼合せガラス基板ＧＬは、化学研磨処理によって所定厚さまで薄型化されているので、その後は、貼合せガラス基板ＧＬの周縁の封止を解除して、液晶の封入工程などの次処理に移行される。

以上の通り、本実施例では、特徴的な構成を有する板厚測定装置４０を備えるので、化学研磨処理を終えた貼合せガラス基板ＧＬの板厚を、ガラス基板の搬送中に正確に測定することができる。

板厚測定装置を配置した後処理装置の全体構成を図示したものである。 板厚測定装置の回路構成を示すブロック図である。 センサヘッドの配置位置を示す図面である。 計測動作を説明する図面である。 板厚測定装置の各部の動作を説明するタイムチャートである。 導入部の一部を示す斜視図である。 導入部の別の一部を示す斜視図である。 別の板厚測定装置の回路構成を示すブロック図である。 貼合せガラス基板の概略構成を図示したものである。 従来技術の問題点を説明する図面である。

符号の説明

ＧＬ ガラス基板
４０ 板厚測定装置
ＬＮ１〜ＬＮ３ 検査ライン
Ｔ 板厚
Ｓｉ センサ
４１ 計測部
４２ 通過センサ部
４３ コントローラ

Claims (8)

1. 化学研磨処理によって１ｍｍ未満まで薄型化されたガラス基板を受入れて搬送路に引き渡す導入部と、前記搬送路を水平方向に搬送される搬送中の前記ガラス基板について、その板厚を連続的に計測する板厚測定部と、前記板厚測定部での計測処理を終えたガラス基板を前記搬送路から取り出す導出部とを有して構成される後処理装置であって、
   前記板厚測定部は、
   前記搬送路に直交して、前記ガラス基板の表面側と裏面側に固定配置されて対面する上下一対Ｎ組のセンサヘッドによって、複数Ｎ列の検査ラインに、前記ガラス基板の管理目標である仮想基準面に直交する基準線に対する傾斜角度θで放射波を固定的に送信する一方、その正反射波を前記基準線に対する傾斜角度θの固定位置で受信して取得される検出信号に基づいて、前記検査ライン上のガラス基板の板厚を特定する板厚信号を各々出力するＮ組の計測部と、
   前記搬送路上を搬送される前記ガラス基板を監視して、前記ガラス基板が到達したことを示すＯＮ信号と、到達した前記ガラス基板が通過し終わったことを示すＯＦＦ信号とを出力する通過センサ部と、
   前記通過センサ部が出力する前記ＯＮ信号及び前記ＯＦＦ信号と、前記Ｎ組の計測部が各々出力する板厚信号とを受けるコントローラと、を有して構成され、
   前記コントローラは、
   前記ＯＮ信号を受けてから前記ＯＦＦ信号を受けるまで、前記Ｎ組の計測部が出力する板厚信号を、各Ｍ個取得することで、個々のガラス基板毎にＮ×Ｍ個の板厚値を把握するようにしている後処理装置。
2. 前記導入部と前記導出部とは実質的に同一構成とされ、前記導入部が、起立状態の第一載置部に受入れたガラス基板を、降下状態に変化させて前記搬送路に引き渡す一方、前記導出部は、降下状態の第二載置部に受入れたガラス基板を、起立状態に変化させて取り出す正反対の動作をするよう構成されている請求項１に記載の後処理装置。
3. 前記コントローラは、前記通過センサ部からＯＮ信号及びＯＦＦ信号を受ける入力ポートと、前記Ｎ組の計測部から板厚信号を各々受けるＮ個のＡＤコンバータとを有して構成され、
   前記Ｎ組の計測部は、前記センサヘッドから有意な検出信号が得られると所定の演算処理を実行し、その演算結果を板厚アナログ信号として、前記コントローラに連続的に伝送するよう構成されている請求項１又は２に記載の後処理装置。
4. 前記コントローラは、通過センサ部からの前記ＯＮ信号に基づいて、ガラス基板が板厚測定部に達したことを確認し、前記計測部が出力する前記板厚アナログ信号を、前記ＯＦＦ信号を受けるまでデジタル変換して順次記憶するよう構成されている請求項３に記載の後処理装置。
5. 搬送路上のガラス基板の上下面を水洗浄する洗浄部と、エアーナイフを用いた水切り部と、を更に有して構成される請求項１〜４の何れかに記載の後処理装置。
6. 前記板厚測定部は、
   前記コントローラに接続されて初期設定その他の作業時に使用されるタッチパネルと、前記コントローラに接続されて個々のガラス基板の板厚値を含む管理データを保存するパソコンと、を更に有して構成される請求項１〜５の何れかに記載の後処理装置。
7. 前記放射波は、超音波信号である請求項１に記載の後処理装置。
8. 前記計測部は、前記放射波の送信タイミングと前記正反射波の受信タイミングとの時間差に基づいて、前記ガラス基板の表面及び裏面までの最短距離Ｄ１，Ｄ２を特定する第一手段と、前記２つの最短距離Ｄ１，Ｄ２と予め特定されている送受信点の離間距離Ｄ０との関係に基づいて前記ガラス基板の板厚を特定する第２手段とを有して構成されている請求項７に記載の後処理装置。

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