JP4519705B2 - パネル部材検査装置及びそれに適用される位置情報補正プログラム - Google Patents

Description

この発明は、ガラス基板等のパネル部材の検査装置等に関するものである。

プラズマディスプレイや液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイなどのＦＰＤ（フラットパネルディスプレイ）には、ガラス基板等のパネル部材が用いられており、製造の過程で、そのパネル部材のほぼ全領域に亘って、膜厚、光学定数、透過率などを測定したり、欠陥の有無を検査したりする品位検査をする必要がある。そのときに特許文献１に示すような検査装置が用いられるが、他の例として、床上に設置される矩形ベースと、そのベース上を長手方向（以下Ｘ軸方向とも言う）にスライド移動可能に設けたパネル載置台と、前記ベース上に長手方向と直交して跨るように設けた門型をなすヘッド支持体と、前記ヘッド支持体によって長手方向と直交する方向（以下Ｙ軸方向）及び鉛直方向（Ｚ軸方向）に移動可能に支持させた検査機器支持用ヘッドと、その検査機器支持用ヘッドに取り付けた種々の検査機器とを備えたパネル部材検査装置も知られている。この種の検査装置は、パネル載置台（ステージ）の移動と検査機器支持用ヘッドとの移動によって、パネル載置台（ステージ）上に載置したパネル部材の所望部位の品位検査を行うことができる。

ところで、かかる検査装置は、ステージ移動精度が必要であることなどから、一旦組み立てて調整してしまえば、その後、分離することは困難な構成となっている。そのため、輸送途上での狂い等を最小限にすべく、基本的に顧客、すなわちＦＰＤの製造ライン等の現場近くでの生産が行われている。

一方、近時では、第６世代、第７世代と称されるように、ＦＰＤの大型化に伴うパネル部材の大型化（第６世代では１８５０ｍｍ×１５００ｍｍ、第７世代では、２２００ｍｍ×１９００ｍｍ）によって、検査装置にも大型のパネル部材に対応できるもの、つまり、前記パネル載置台を大きくし、さらにそれに応じて前記ベースも大面積にしたものが要求されてきている。その結果、従来であれば、検査装置を調整し完全に組み立てた状態で顧客、すなわちＦＰＤの製造ライン等の現場に納入すればよかったものが、搬送の都合から、一部を分離した状態で現場に持ち込み、そこで組み立て調整を行わざるを得なくなってきている。搬送の都合とは、陸上輸送の場合、大型トラックにおける搬送物の幅上限が２５００ｍｍであり、それ以上になると大型トレーラを用いなければならないことから、いずれかの幅が２５００ｍｍ程度以下（輸送のための木枠を考えると好ましくは２３００ｍｍ程度以下）になるように分割するということである。

そのために、現状ではベースを、検査機器支持用ヘッドが固定されている後半部分と、その他の前半部分とに分割し、それぞれを輸送可能な大きさにして、現地で組み立て調整を行えるようにしている。このように分割しているのは、検査機器支持用ヘッドとベース後半部分とを予め組み立て調整しておくことができ、困難とされるＸ軸方向とＹ軸方向の直交度を予め担保できることなどが理由として考えられるが、実際には、ベースの分割により、スライドレール等も分割されるため、その直線度の調整や、ベースのチルト調整など、他に精度を要求される多くの調整が必要となって、非常に手間と時間がかかっている（例えば１週間以上）のが実情である。
特開２０００−９６６１

そこで本発明は、既成概念に囚われず、検査機器支持用ヘッドとベースとを分離可能に構成するという今までにない発想に基づきなされたものであって、仮に検査機器支持用ヘッドとベースとに機械的な位置決め誤差が生じたとしても、それに起因するＸ軸方向とＹ軸方向との直角からの角度誤差は、ソフトウェアにより補正するという手段を用い、現場での組み立て調整が容易で輸送もでき、その結果として生産場所をも制限されなくなるパネル部材検査装置を提供すべく図ったものである。

すなわち本発明に係るパネル部材検査装置は、長手方向と直交する方向の寸法が、おおよそ２０００ｍｍ〜２５００ｍｍの矩形板状をなすベースと、そのベース上を長手方向に移動可能に設けたパネル載置台と、前記ベース上に長手方向と直交して跨るように設けた門型をなすヘッド支持体と、前記ヘッド支持体によって長手方向と直交する方向に移動可能に支持させた検査機器支持用ヘッドとを備えてなり、パネル載置台の移動と検査機器支持用ヘッドとの移動によって、パネル載置台上に載置したパネル部材の品位検査を行えるようにしたものであって、ベースとヘッド支持体との間で２分割可能に構成し、各分割体の大きさを所定以下にできるようにするとともに、ベースとヘッド支持体との間に、それらを結合させるときの相対的な位置決めを行う位置決め機構を設けたことを特徴とする。

仮に、機械精度の限界や輸送途上の狂い等により、前記位置決め機構による位置決め精度が、要求される位置決め精度を下回る場合であっても、検査機器による検査精度に影響を与えることがないようにするには、結合されたベース及びヘッド支持体の位置ずれにより生じるパネル載置台の移動方向と検査機器支持用ヘッドの移動方向との角度誤差情報を取得し、その角度誤差情報に基づいて前記検査機器による検査の位置情報を補正する位置情報補正部をさらに備えているものが好ましい。

現場での位置決め調整をより容易化する具体的態様としては、位置決め機構が、ベースに設けた互いに異なる方向を向く２つの起立面と、ベース上でヘッド支持体をスライドさせ、前記各起立面に当該ヘッド支持体の対応する部位をそれぞれ押し付ける押し付け構造体とを備えたものを挙げることができる。

現場にクレーンなどの特別な搬送治具がなくとも、組み立てができるようにするには、ヘッド支持体を構成する一対の脚部材にそれぞれ取り付けられてヘッド支持体を上下動可能に支持する車輪付き移動台車をさらに備えているものが好ましい。

また、本発明（請求項５）は、矩形板状をなすベースと、そのベース上を長手方向に移動可能に設けたパネル載置台と、前記ベース上に長手方向と直交して跨るように設けた門型をなすヘッド支持体と、前記ヘッド支持体によって長手方向と直交する方向に移動可能に支持させた検査機器支持用ヘッドとを備えてなり、パネル載置台の移動と検査機器支持用ヘッドとの移動によって、パネル載置台上に載置したパネル部材の品位検査を行えるようにしたものであって、ベースとヘッド支持体との間で２分割可能に構成し、各分割体の大きさを所定以下にできるようにするとともに、ベースとヘッド支持体との間に、それらを結合させるときの相対的な位置決めを行う位置決め機構を設け、さらに結合されたベース及びヘッド支持体の位置ずれにより生じるパネル載置台の移動方向と検査機器支持用ヘッドの移動方向との角度誤差情報を取得し、その角度誤差情報に基づいて前記検査機器による検査の位置情報を補正する位置情報補正部を設けたことを特徴とするパネル部材検査装置に係るものである。

さらに本発明（請求項６）は、矩形板状をなすベースと、そのベース上を長手方向に移動可能に設けたパネル載置台と、前記ベース上に長手方向と直交して跨るように設けた門型をなすヘッド支持体と、前記ヘッド支持体によって長手方向と直交する方向に移動可能に支持させた検査機器支持用ヘッドとを備え、ベースとヘッド支持体との間で２分割可能に構成し、各分割体の大きさを所定以下にできるようにするとともに、ベースとヘッド支持体との間に、それらを結合させるときの相対的な位置決めを行う位置決め機構を設けてなるパネル部材検査装置に適用されるプログラムであって、結合されたベース及びヘッド支持体の位置ずれにより生じるパネル載置台の移動方向と検査機器支持用ヘッドの移動方向との角度誤差情報を取得し、その角度誤差情報に基づいて前記検査機器による検査の位置情報を補正する位置情報補正部としての機能をコンピュータに発揮させることを特徴とする位置情報補正プログラムに係るものである。

このようなものであれば、検査機器支持用ヘッドとベースとの位置決め精度が、仮に機械的な精度の限界から制限されたり、輸送途上の狂いなどから、要求される位置決め精度を満たせなかった場合であっても、それに起因するＸ軸方向とＹ軸方向との直角からの角度誤差を、このパネル部材検査装置の使用時に、位置情報補正部によって補正できるため、検査機器による検査精度に影響を与えることがない。

このような構成の本発明によれば、各分割体の大きさを、所定以下、例えば大型トラックで輸送できる範囲の大きさ以下にすることによって、大型トレーラなどの高価な輸送手段を用いなくとも、容易かつ安価に製造元から出荷先へ輸送することが可能になる。

また、ベースを分割していないため、組み立て現場において、スライドレールの直線度の調整や、ベースのチルト調整などが不要又は容易になり、組み立て作業の大幅な簡素化が可能になる。さらに、ベースとヘッド支持体との位置決めは位置決め機構を利用すればよいので、この位置決め作業が組み立て作業全体に大きな負担を与えることもない。

加えて、このように、現場での組み立て調整が容易（通常１〜２日で行える）で、輸送も安価にできるようになることから、顧客工場等の近傍で生産する必要性もなくなり、そのための工数や立ち上げ費用の削減を図れ、全体としてのコストや手間を従来品に比べ遙かに小さくすることが可能になる。

以下、本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。
本実施形態に係るパネル部材検査装置１は、ＦＰＤに用いられる第６世代、第７世代のガラス基板等に対応してその品位検査を行えるようにしたものであって、図１、図２に示すように、床上に設置される矩形板状をなすベース２と、そのベース２上を水平長手方向（以下Ｘ軸方向とも言う）に移動可能に設けたパネル載置台３と、前記ベース２上に長手方向と直交して跨るように設けた門型をなすヘッド支持体４と、前記ヘッド支持体４によって長手方向と直交する水平方向（以下Ｙ軸方向とも言う）及び鉛直方向（以下Ｚ軸方向とも言う）に移動可能に支持させた検査機器支持用ヘッド５と、その検査機器支持用ヘッド５に取り付けられた検査機器６とを備えている。そして、パネル載置台３の移動と検査機器支持用ヘッド５との移動によって、パネル載置台３上に載置したガラス基板等のフラットなパネル部材（図示しない）の、前記検査機器６による品位検査を行えるようしてある。

次に、各部を図１、図２を参照して説明する。

ベース２は、Ｘ軸方向寸法がおおよそ４９００ｍｍ、Ｙ軸方向寸法がおおよそ２３００ｍｍの大きさをなす板状のベース本体２１と、そのベース本体２１を支える伸縮可能な複数のベース支持脚２２とを備えており、各ベース支持脚２２の長さを調整することで床の不陸に拘わらずベース本体２１を水平に保てるように構成したものである。

パネル載置台３は、その上面に検査対象となるガラス基板等のフラットパネルＰを載置するものであり、ベース本体２１に設けたレール部材２３によってＸ軸方向にスライド可能に支持されている。

ヘッド支持体４は、ベース２の長手方向一端部に固定されるもので、ベース本体２１の各長辺部分から起立する一対の脚部材４１と、それら脚部材４１の上端にＹ軸方向に沿って横架させた横架材４２とを備えている。

検査機器支持用ヘッド５は、前記横架材４２の上面に設けたレール部材４３によってＸ軸方向にスライド可能に支持されたヘッド基部５１と、そのヘッド基部５１に鉛直方向にスライド可能に支持されたヘッド本体５２とを備えたものである。このヘッド本体５２には、各種の検査機器６、例えばエリプソメータ、干渉計、透過率計などを必要により複数、交換可能に取り付けることができる。

しかしてこの実施形態では、特に図２に示すように、パネル部材検査装置１を、パネル載置台３を取り付けたベース２（これらを第１分割体１０１と称する場合もある。概略寸法（Ｘ×Ｙ×Ｚ）４９００ｍｍ×２３００ｍｍ×９００ｍｍ）と、検査機器支持用ヘッド５、移動台車９（後述する）及び検査機器６付きのヘッド支持体４（これらを第２分割体１０２と称する場合もある。概略寸法（Ｘ×Ｙ×Ｚ）１６００ｍｍ×３０００ｍｍ×２０００ｍｍ）とに、２分割可能に構成するとともに、図３〜図５にも示すように、ベース２とヘッド支持体４との間に、それらを結合させるときの相対的な位置決めを行う位置決め機構７を設けている。

この位置決め機構７は、ベース２に設けた互いに異なる方向を向く２つの起立面７ａ、７ｂと、ベース２上でヘッド支持体４をスライドさせ、前記各起立面７ａ、７ｂに当該ヘッド支持体４の対応する部位をそれぞれ押し付ける押し付け構造体７ｃ、７ｄとを備えたものである。

より具体的に詳述する。一方の起立面７ａは、ベース本体２１の上面から突出させた突出体７１に設けてある。この突出体７１は、ベース２における長手方向の一端部に配置されたＹ軸方向に延びる四角柱状のものであり、そのＸ軸方向を向く側面が前記一方の起立面７ａとしての役割を担う。かかる起立面７ａに対向する部位には、ベース本体２１に、ブラケット７２を介して取り付けられてＸ軸方向に螺進退可能なＸ軸方向押圧ボルト７３が設けてある。このブラケット７２及びＸ軸方向押圧ボルト７３が一方の押し付け構造体７ｃを構成する。そしてこのＸ軸方向押圧ボルト７３の先端が、ベース本体２１上の所定結合位置におおよそ載置されたヘッド支持体４の脚部材４１における下端部を押すことで、その反対側の面を前記一方の起立面７ａに押し付け、ヘッド支持体４のベース本体２１に対するＸ軸方向の位置決めが行なわれるように構成している。なお、この起立面７ａ及び押し付け構造体７ｃは、各脚部材４１に対応させて一対が設けてある。

他方の起立面７ｂは、ベース本体２１の一方の長辺部分の側面がその役割を担う。より正確には、前記長辺部分の側面に板材７４が貼り付けてあり、その板材７４の外面、すなわちＹ軸方向を向く面が、他方の起立面７ｂとなる。一方、ヘッド支持体４の脚部材４１からは、逆Ｌ字型をなすブラケット７５が垂下させてあり、そのブラケット７５には、Ｙ軸方向に螺進退可能なＹ軸方向押圧ボルト７６が設けてある。このＹ軸方向押圧ボルト７６は、前記板材７４に設けためねじ孔７４ａに螺合するもので、これを締め付けることにより、ブラケット７５の内面が、前記他方の起立面７ｂに押し付けられ、ヘッド支持体４のベース本体２１に対するＹ軸方向の位置決めが行なわれるように構成している。つまりブラケット７５、めねじ孔７４ａ及びＹ軸方向押圧ボルト７６が他方の押し付け構造体７ｄを構成する。

それでもなお、機械精度の限界や輸送途上の狂いなどから、結合されたベース２及びヘッド支持体４間に、パネル検査に要求される精度よりも大きな位置ずれが生じることは十分にあり得る。そうすると、パネル載置台３の移動方向と検査機器支持用ヘッド５の移動方向との角度誤差が生じ得るが、本実施形態では、その角度誤差情報を取得し、当該角度誤差情報に基づいて前記検査機器６による検査の位置情報を補正する位置情報補正部８を有している。

前記角度誤差情報は、図示しないレーザ検出器などの角度センサ（図示しない）により得られるもので、パネル載置台３の移動方向と検査機器支持用ヘッド５の移動方向との直角からの誤差を示す情報である。

位置情報補正部８は、図示しないＣＰＵやメモリ、ディスプレイ、入力手段等を有したコンピュータＣＰがその役割を担うものであり、メモリの所定領域に組み込まれた位置情報補正プログラムを、ＣＰＵが解釈実行し、周辺機器と協働することにより、このコンピュータＣＰが、前記位置情報補正部８としての機能を果たすように構成してある。

またこの実施形態では、前記脚部材４１の下端に予め移動台車９がそれぞれ連結してあり、この移動台車９によりクレーン等を用いることなく、ヘッド支持体４をベース２に対する所定結合位置におおよそ移動させ得るように構成している。詳述すれば、移動台車９は、Ｘ軸方向に延びる柱状の台車本体９２と車輪９３とを備えたものである。そして、ヘッド支持体４の脚部材４１は、その下端内側半分がベース本体２１上に載置されることから、移動台車９に脚部材４１の外側半分を支持させ、所定結合位置へのおおよその移動の際には、移動台車９がベース２に干渉することなくその外側を通り、ヘッド支持体４をベース２に対してＸ軸方向に移動させ得るように構成している。

また、移動台車９には、予め、例えばねじ構造を利用したジャッキアップ機構９１が設けられており、ヘッド支持体４が、このジャッキアップ機構９１を介して移動台車９に上下動可能に支持されている。そして、このジャッキアップ機構９１により、まずヘッド支持体４をある程度（脚部材４１の下端が前記突出体７１よりも上方になる程度）持ち上げ、所定結合位置へ移動後、ヘッド支持体４を下に動かして、ベース２上に載置できるようにしている。

次に、前記構成の説明からほぼ理解はできると思われるが、念のために、ヘッド支持体４をベース２に組み付ける組み付け工程について説明する。
まずパネル部材検査装置１の生産現場で、位置調整などを行ってパネル部材検査装置１を組み上げ、ベース２とヘッド支持体４との位置調整などを行い、その状態を再組み立てのときに再現できるように位置決め機構７を設定しておく。そして、このパネル部材検査装置１を、前記第１分割体１０１と第２分割体１０２とに２分割して梱包、輸送する。

前記検査装置１の納入先（出荷先）では、まずパネル載置台３が取り付けられたベース２を床上に設置し、各ベース支持脚２２の長さを調整することによって、ベース本体２１のチルト調整などを行い、ベース本体２１の上面を水平に設定する。

次に、検査機器支持用ヘッド５、検査機器６及び移動台車９が取り付けられたヘッド支持体４を、図２に示すベース２のＸ軸方向後方から、移動台車９でＸ軸方向に沿って移動させ、ベース２上の所定結合位置におおよそ載置する。

その後、位置決め機構７を利用して、ヘッド支持体４をベース本体２１上で若干スライドさせ位置決めを行う。位置決め後は、ボルト等によりヘッド支持体４とベース２とをしっかりと結合する。

次に、パネル載置台３の移動方向と検査機器支持用ヘッド５の移動方向との、直角からの角度誤差を、レーザ検出器などを用いて自動又は手動で検出する。コンピュータＣＰは、その角度誤差情報を与えられるとこれを記憶する。そして、パネル部材の品位検査時に、位置情報補正部８が、前記角度誤差情報に基づいて検査機器６による検査の位置情報を補正する。

したがって、このように構成した本実施形態によれば、第１分割体１０１及び第２分割体１０２の大きさが、木枠で梱包しても２つの軸方向寸法が２５００ｍｍ以下となり、大型トラックで輸送できる範囲の大きさであるため、大型トレーラなどの高価な輸送手段を用いなくとも、容易かつ安価に製造元から納入先へ輸送することが可能になる。

また、ベース２を分割していないため、組み立て現場において、レール部材２３の直線度の調整や、ベース２のチルト調整などが不要又は容易になり、組み立て作業の大幅な簡素化が可能になる。さらに、ベース２とヘッド支持体４との位置決めは、位置決め機構７を利用すればよいので、この位置決め作業が組み立て作業全体に大きな負担を与えることもない。また、よしんば検査機器支持用ヘッド５とベース２とに機械的な位置決め誤差が生じたとしても、それに起因するＸ軸方向とＹ軸方向との直角からの角度誤差は、このパネル部材検査装置１の使用時に、コンピュータＣＰ（位置情報補正部８）が自動補正するため、検査機器６による検査精度に影響を与えることもない。

加えて、このように、現場での組み立て調整が容易（通常１〜２日で行える）で、輸送も安価にできるようになることから、顧客工場等の近傍で生産する必要性もなくなり、そのための工数や立ち上げ費用の削減を図れ、全体としてのコストや手間を従来品に比べ遙かに小さくすることが可能になる。

なお、本発明は前記実施形態に限られるものではない。例えば位置決め機構は、ピンとそのピンにガタなく嵌合する嵌合孔を利用したものでも構わないし、ジャッキアップ機構は必ずしも必要ではない。

その他、本発明は前記実施形態に限られるものではなく、その主旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。

本発明によって、現場での組み立て調整が容易で輸送もでき、その結果として生産場所をも制限されなくなるパネル部材検査装置を提供することが可能になる。

本発明の一実施形態に係るパネル部材検査装置の全体斜視図（ただしコンピュータは模式的に示してある）。 同実施形態におけるパネル部材検査装置の組み立て前の分解斜視図。 同実施形態におけるパネル部材検査装置の位置決め機構を主として示す正面から見た部分断面図。 同実施形態におけるパネル部材検査装置の位置決め機構を主として示す側面から見た部分断面図。 同実施形態におけるパネル部材検査装置の位置決め機構を主として示す平面から見た部分断面図。

符号の説明

１・・・パネル部材検査装置
２・・・ベース
３・・・パネル載置台
４・・・ヘッド支持体
４１・・・脚部材
５・・・検査機器支持用ヘッド
６・・・検査機器
７・・・位置決め機構
７ａ、７ｂ・・・起立面
７ｃ、７ｄ・・・押し付け構造体
８・・・位置情報補正部
９・・・移動台車
１０１、１０２・・・分割体

Claims (4)

1. 矩形板状をなすベースと、そのベース上を該ベースの長手方向に移動可能に設けたパネル載置台と、前記ベース上に前記長手方向と直交して跨るように設けた門型をなすヘッド支持体と、前記ヘッド支持体によって前記長手方向と直交する方向に移動可能に支持させた検査機器支持用ヘッドとを備えてなり、パネル載置台の移動と検査機器支持用ヘッドとの移動によって、パネル載置台上に載置したパネル部材の品位検査を行えるようにしたものであって、
   ベースとヘッド支持体との間で２分割可能に構成するとともに、ベースとヘッド支持体との間に、それらを結合させるときの相対的な位置決めを行う位置決め機構を設け、さらに結合されたベース及びヘッド支持体の位置ずれにより生じるパネル載置台の移動方向と検査機器支持用ヘッドの移動方向との角度誤差情報を取得し、その角度誤差情報に基づいて前記検査機器による検査の位置情報を補正する位置情報補正部を設けたことを特徴とするパネル部材検査装置。
2. 位置決め機構が、ベースに設けた互いに異なる方向を向く２つの起立面と、ベース上でヘッド支持体をスライドさせ、前記各起立面に当該ヘッド支持体の対応する部位をそれぞれ押し付ける押し付け構造体とを備えたものである請求項１記載のパネル部材検査装置。
3. ヘッド支持体を構成する一対の脚部材にそれぞれ取り付けられてヘッド支持体を上下動可能に支持する車輪付き移動台車をさらに備えている請求項１又は２記載のパネル部材検査装置。
4. 矩形板状をなすベースと、そのベース上を該ベースの長手方向に移動可能に設けたパネル載置台と、前記ベース上に前記長手方向と直交して跨るように設けた門型をなすヘッド支持体と、前記ヘッド支持体によって前記長手方向と直交する方向に移動可能に支持させた検査機器支持用ヘッドとを備え、ベースとヘッド支持体との間で２分割可能に構成するとともに、ベースとヘッド支持体との間に、それらを結合させるときの相対的な位置決めを行う位置決め機構を設けてなるパネル部材検査装置に適用されるプログラムであって、
   結合されたベース及びヘッド支持体の位置ずれにより生じるパネル載置台の移動方向と検査機器支持用ヘッドの移動方向との角度誤差情報を取得し、その角度誤差情報に基づいて前記検査機器による検査の位置情報を補正する位置情報補正部としての機能をコンピュータに発揮させることを特徴とする位置情報補正プログラム。