TWI300838B - Apparatus and method for measuring a glass sheet - Google Patents

Description

1300838 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明侧於-種方法以制平面性狀物。本發明 特別地有用於量測例如使用於平板顯示器裝置玻璃基板薄 的玻璃片之彎曲。 【先前技#?】 液晶顯示裔(LCD)為平板顯示器裝置，其包含具有初始 無缺陷表面之薄的平坦玻翻。至少數個薄的玻璃片密封 在二起以在顯示H裝置巾形成包封。高度需要構成這些顯 示玻璃片並不會呈現出表面形狀(偏離平面之變形)， 使!Γ當顯示器裝置組裝時能夠使玻璃層之間保持對齊。較 為簡單之擺放，咼度需要玻璃片為平坦的。偏離平面之變 形(平坦性)通常稱為彎曲。 在預定作為平板顯示器應用中消除彎曲持續為一項挑 戰。在該嘗試中必需之器具為精確地量測彎曲之能力。、存 在許多量測彎曲之方法為相當程度的複雜。不過，少數係 關於非常大非常薄易脆材料片狀物之量測。在發展有效彎 曲量測中一項考慮為量測玻璃片存在之方式。即，在量測 過程中玻璃片如何支撐(存在）。由於使用作為顯示器裝置 之玻璃片為非常薄，大約為小於i毫米，與玻璃#接 生彎曲之另-可縣源，其會辟制。祕轉大觸片1產 璃片之需求持續增加，該現象將變為更加嚴重。目前尺寸 超過數平絲之玻翻正健造出，以及獻的及薄的玻 璃片必需量測彎曲。 理想地，大的玻璃片存在無接觸及無重力環境中。由 於其難以達成，特別是在陸地上製造環境中，高度地需要 片狀物額外彎曲減為最低之存放方法。 先前技術離線玻璃片彎曲量測方法亦包含放置玻璃片 於平板底顧部上，例如大理;51作纟獅，其她光非常 1300838 光μ及平坦。杨，平域絲_以鱗無顆粒。灰塵 或其他顆粒存在能夠產生玻璃片錯誤量測，其量 確度為數微米。 存放(支撐)玻璃片裝置為有益的，其有益於減少盘玻 璃片接觸面積減為最低，、消除或減少污染機會減為最低 及提供充份彈性以適應量測需求之改變。 ’ 【發明内容】 本發明實施例提供一種使用支撐構件靠在底座上以量 測平面性>1狀娜狀之紋。觀測玻翻触支撐 g支樓’在該處每一支擇構件與玻璃#接觸實質上為點 ，本^膽置-概先實_巾，輕包含底座以及 C支撐構件位於底座上，採用每一支撐構件使得平 Ξϊίί任何一組多個支撐構件間之接觸只是點接觸。I 職件可使__貞隐關性，例如雷 射置測《置錄表Φ至量毈置技離。 依據本發财施例，接觸關之㈤聊

片狀物接觸點與相鄰接觸點㈣離，為ί 勻的，叙先地小於10公分;更優先地小於5公分。 實施例中’保持均勾的舰，在量測過程中確保 心ί。^^彼此軸對移動，需要採用支撐構件限 ίϋί撐構概紐先地具註少—綱孔以承 i構二弈二巧保持支擇構件間之位置關係。-組多個支 必需性地限制裝置為又導電片上;片玻璃片。需要㈣ 擇構，形式或麵特殊排列之支 第 6 頁 1300838

j據^發明實施例，每一支樓構件高於底座之最大高 度偏離預先決定數值為小於1〇微米。 =玻璃片中彎曲之方法亦包含下歹涉驟:放置平面 性片狀物於-組多個支撐構件上，使用每一支細牛使得 平面性版物與任何-組乡個支撐構 觸，在片狀物上多條置處量測感測器至平面^片狀疋物f 面炫離以及使用距離量測值決定出片狀物之彎曲。在一 些方法實_巾，標定❹指鶴為需。標定包含下 歹j步驟:(a)定位標定平板與支撐構件之第一單元接觸;⑹ 1測感測1至默平板⑽離;制_駐 平·第二單元上;今以及 驟(aMc)。優先地，每次標定平板只與單一單元接觸。 、Ik由下列範例性說明並參考附圖，本發明更容易了解 =及本發^其他目標，特性，詳細情況以及優點變為更加清 邊，任何―並不是作紼制騎。_猶其他系統，方 法，特性及優點均包含於該說明内，為本發明範圍内、以及 雙到申請專利範圍保護。 ’ 【實施方式】 —在下列作為解釋及麟限制用途之詳細說明中 示特定細節之範例性實施例提供完全了解本發明。不過 熱知此技術者受益於本發日月所揭示内容，本發明可實施於 脫離在此所揭示特定細節之其他實施例中。除此 置，方^及材料之制加以省略而並不會模糊本發日^之^ 明。隶後，仏可此地相同參考數字表示相同的元件。 圖1顯不出置測平面性片狀物材料例如脆性材料例如 Ϊ璃或玻Ϊί €之f ^通f娜__〗定片狀物偏 離平面。提出下列綱係關於量測玻璃平面性片狀物之彎 曲。不過，熟知此技術者了解在此所揭示支撐裝置可應用 1300838 於其他用途，以及並不會受限於玻璃片中彎曲量測。 圖1裝置包含底座10, 一組多個球狀構件12(在此稱為 車，承12)。底座通常由石墨所構成，但是亦可由其他尺^ 穩，之材料所構成，或尺寸穩定方式所構成。例如/可使用 光學桌面，平板等來按裝實驗室光學組件。該桌面可立即 地由市場取得。量測大玻璃#之適當底座約為數平方米或 更t其需雜—般对H所謂尺寸穩賴指底座在 進行1測過程中不會呈現出顯著的扭曲。底座1〇需要牢固 地按裝，其対並不會使赫頂部絲產錄曲或振動。 例如’底座10可按I於金屬架構中以及藉由壓縮空氣肢件 來支撐以緩和或消除附近環境傳來之振動，例如地面或樓 板到達被量測玻璃片之振動。優先地，底座1〇之上側表面 14平坦度在15微米範圍内。即，在上側表面14之任何點處 並=會偏離理想平面超過15微米。亦需要底座為相當堅硬 使得底座對被量測玻璃片並不會產生共振以及受到底座本 身或被量測玻璃之重量影響而產生下垂。實質上應該 會量測到下垂。大約為15公分石墨底座厚度發現^以消除 下垂。 一 軸承12例如為精確的球狀轴承，其由適當的金屬例如 不鏽鋼，鉻或其他堅硬的金屬所構成。軸承直徑最大誤差 為10微米或更小。即，每一軸承最大直徑為d±5微米，其中 d為預先決定之標稱直徑。每一軸承標稱直徑決定於輛承 所需要之間距，其詳細說明於底下。 為了確保溫度變化並不會顯著地改變玻璃片之量测， 本發明裝置附近之大氣溫度在進行量測過程中需要保持在 ±1°F範圍内。不過，允許溫度偏差亦由精確度以及量測中 所需要精確性規定。通常量測溫度為。 參考圖1，轴承12放置於表面14上。優先地，每一輛承 12在單一點處—底座-軸承接觸點直接地與表面14接觸。每 1300838 一底座-軸承接觸點與最近相鄰底座—軸承接觸點為預先決 疋距離Λ。距離八表示為間距。優先地轴承12在底座表面 排列成具有均勻間距之幾何圖案。例如，軸承12可放置於 底座表面14上為方形格子圖案(及軸承位於方形四個角落 處）。可加以變化，能夠使用其他幾何圖案例如同心圓，六 角形等。一般間距Λ為小於3公分，但是可加以變化，’其決定 於顧客規格以及玻璃片之厚度。通常，玻璃片越薄，所 間距越小以確保適當支撐玻璃片。 為了避免1測玻璃片過程中軸承移動，可使用限制裝 置。如圖2最佳顯示之載台板16為適當材料之板，其具^一 組多個開孔18延伸過載台板之厚度以及可插入至軸承使 得每一軸承至少部份由載台板延伸以及在其上方。在圖i 及2所顯示實施例中，一個載台板16靠在底座1〇上。適當載 台板16材池餘何關_每—麻無錄承為預先 決定為陣列關係之材料，同時軸承支樓玻璃片。例如，載台 板16 了由任何不同的聚合物之一(例如时製造此ihn) 所構成。聚合物具有重量輕，容易機器加工以及相當便宜 ，優點。其他方面，載纟板I6可*金屬例如峨構成。有 显地，導電性限制裝置例如為由紹或其他金屬構成，可導電 地接地，使靜電累積減為最低程度，該靜電會吸弓丨灰塵至轴 承表面以及產生誤差之結果。 在圖1及3所顯示實施射，在載台板16中開孔18具有 ^内側壁板20使载台板16放置於軸承12上變為容易。有 ’傾斜側邊壁板20有助於藉☆防止灰塵進入開孔而避 ί輛承表蚊雜。即載妹棚縣-狹賴孔(以及 〃、、、示於圖1)菲近地裝置於每一軸承四週。不過，該特性並 =需要的，以及舰18之績養2G㈣為獅而非傾斜 辟。即，在載台板16每一側邊上開孔能夠為相等尺寸，開孔 土板垂直於載台板之每_側邊表面。 1300838 可形i如圖4 ί軸承12相對彼此移動之其蝴牛。例如 環24支格，方格包含連接構件或支撐以及軸 定级離。1 jir纽多個轴環24以及保持軸環間預先決 插人至軸環24内，例如藉由將軸環套在 目的以顯示恤#_作為顯示 棋形内側表===)_; t，4優先地具有 大^邊。因而，轴環方格藉由轴承懸吊於底座 ^ 以及每—軸承12固定於相對軸環24内，但是優先 靠在乂^自#由轉動。軸環放置於轴承上之斷面圖，軸承 Λ在基座10表面丨4上顯示於圖5中。 蕻』由於支撐構件並不永久性地固定在基座，其可 IS的限制裝置簡單地再放置於不同的結構(例如不 間具台板16具有較多或較少開孔，在開口 轟槿脇—實施辦，—__承12為緊密堆 二軸f fb以類似-種撞球形式接觸。在圖6所 is軸承12由架構圍繞著。_保持軸承12 12 H限制轴承側向移動之方法(即平行於底座平面移 面及預期落於本發明範圍内。例如，圓柱形斷 麵”28)可藉由例如黏接劑，或金屬墊_ =兄，_翻定至底座10上部絲顧先決額宰。1 相透視_示於圖7中，其顯示淺的井狀物藉由底 ς 接觸底井狀物30深度使縣一輛承在先前相同的點處 及軸承之側向移動藉由墊圈存在而減為 低及至少一部份軸承延伸過墊圈上方。可加以變化， 第 10 頁 1300838 J狀物子徑小於軸承直徑，使得軸承靠在墊圈頂部以 承亚不與底座接觸，或者井狀物紐使 座同時地接觸。 施ΐί’内凹處(並未顯示出)形成於底絲 =谷納軸侧當的位置，或軸承可 ，劑^軸标接絲絲_定至齡錄。鱗抽^位 他方法賴知此猶者‘能力範_，以及包含於本 發明中。 本發明裝置更進一步包含量測裝置位於 ^8顯示域測1132按裝於卡氏軌條 =上’使仔置測&置可在平行於底絲面之平面中移動 吉ry平面(其中x—y平面表示平行於底絲面平面之垂 直距_及z方向表示垂直於底座表面之方向）。一般 ^之錢及寬度。在本發明中長 意地表示長方形玻璃片之垂直邊。感測器32 動進馬達(並未顯示出)在x方向沿著執條34移 ϋ及同樣地以y方向沿著台架36移動。不過能夠使用業 ===適當平移^術(即，其能夠使量測裝置在玻璃' _纽移至預先決定之座標）。例如，平移可依據不同的 f Γ ί ΐ\ΐ^# 0 32 i ，以及可⑽條舰雷侧距裝置， 或甘測距裝置。亦包含平移載台40按裝 ^ ί ίίϋζ _操作(細巾為進钱財向)使得 =於口座36上感測器32與被量測玻璃片間鄕可加以 變化。 為了里測一片玻璃片，影像參考表面(假設平面—他幻 面，其餘每—挪耕頂絲面上，例如 母—轴承12上ΐ。奶平坦度之誤差由底絲面 —又以及支撐構件南度誤差例如軸承12直徑誤差界 第 11 頁 ^00838 說明。 极構件方形方格圖案再列舉性地加以 的平坦性放標定平板42,其具有已知 位。熟知此技術者了“形最小方形單 個各種尺寸^包含許多不同的四

例如針銷糊、(極微小)的表面上， ,接觸之情況;，表 :=ί开:，接觸所構成之方形代表，該四 妝。it成ΐ形，圖ig所示。亦可能採用其他單元之形 因“ 個具有方形之四轴承單^’如圖1〇所示， ===為_梯形四軸承單元β。感測器32直接地平

=則疋出。標定平板再移動至下一個單元Α2以及重複 f (在該位置中標定平板則2b表示）。辦敝置標定 _數據能夠決定出 感^ 32在垂直z軸中偏移為在感測器32移動細内。即 蓋感測器在χ-y平面中移動範圍内一組多個位置處進 行i測域測至6知參考表面(標定平板離以決定 出感測器之Z-軸偏移。 旦感測裔垂直偏移測定出在感測器移動範圍内，標 定平板由支撐構件及玻璃片38工作台移除，被量測玻璃片 放置於軸承12頂部。再次使用量測感測器以量測感測器至 玻璃片38上部表面之距離於玻璃片上一組多個獨立之位置 第12 頁 1300838 處。在該^兄5保持玻璃片為靜止的，_感測器移動至 玻璃片上每一量測位置處。量測點數目越大，能夠測定出 玻璃片形狀(即片狀物偏離平面性表面)越精密。例如，可 作多達10000個獨立量測。使用獨立量測以計算出最初 狀物形狀，以及2軸中感測H偏差能夠扣減以絲片狀物 狀之影響，其會產生軸承高度之差值。所得結果為玻璃片y 整體形狀，卩卩玻翻絲平蚊偏差如狀·置之函數 關係。 雖然先前實施例使用 亦能夠使用其他形狀。例如，支撐構件能夠為角錐形，每_ 角錐形底與基座接觸，每一角錐體頂黑占與被量測之 接觸(即接觸點）。如在軸承情財，獨立角錐體在底座上 定之幾何形狀。一組多個該支撐構件能夠排 列於基座10上。圖12a顯示出支撐構件12為三側之 形狀，以-及圖既顯不出在底絲面M上三角形支撐構件_ 底部之二角形細贿42(跡痕）。黑色點44代表突 ，其中母一點代表放置突出頂，點44。該形式放 ， Φ 狀例如為四邊角錐形狀亦為有效的。 /、他$ 只是=:=::¾施： 包含於戶斤揭示範圍内以及受到下列保護。 ’ 【圖式簡單說明】 彎曲Ϊί圖為f曲測試玻璃片擺放裝置側面斷面圖以作為 第二圖為限制轴承移動之載板頂視圖。 弟一圖為弟二圖載板之斷面圖。 1300838 ，四圖為限制軸承之格子限制物的頂視圖。 苴顯第干m第r圖部份格子_勿由侧邊看去之斷面圖 ，八頒不出軸承，軸環及數個支柱。 限制轴承移動之另一裝置頂視圖，其中軸承 為閉合包裝以及限制於架構内。 物 、、第七圖顯示出擺放玻璃片作彎曲測試裝置之 ^視地顯示_承放置於由按雜圈於紐上形成之井/狀 上量ϊίί為第—職置之頂棚，其包含織於X—y載台 第九圖為依據本發明實施例之側視圖，其顯示出平移 執條以及Z-軸載台以移動感測器於高於及平行於被量測玻 璃片=平面中，以及其方向垂直於玻璃片。 第十f為第二圖載台平板之頂視圖，其顯示出標定平 板在軸承單元間移動以決定出APS。 第十一圖A及B顯示出數個單元之頂視圖，第一單元 形包含四個支撐構件，以及第二單元為梯形亦包含四個支 撐構件。 ，十二圖A顯示出角錐狀支撐構件之透視圖。 第十二圖B顯示出第十二圖A角錐狀支撐構件之跡痕 及角錐狀支撐構件之頂點垂直地向下地突出於跡痕，頂點 代表支撐構件與被量測玻璃片間之接觸點。 第^三圖為底座部份之透視圖，其顯示出第十二圖A及 B所顯示種類之一組多個角錐狀支撐構件排列情況，黑點表 示第十二圖B突出頂點之位置。 ’ 附圖元件數字符號說明： 底座10;軸承12;上側表面14;載台板ΐβ;開孔18; 内側壁板20;支撐22;軸環24;内侧表面26;墊圈28;井 狀物30;感測器32;執條34;台架36;玻璃片38;載台 第 14 頁 1300838 40;標定板42;位置42a，42b;黑色點44。

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Claims (1)

1300838 十、申請專利範圍： 1 ·種里測材料平面性片狀物至少一項特性之裝詈兮壯 置包含： 且，球衣 底座； 一一組多個支撐構件以支撐位於底座上之平面性片狀 每一支撐構件使得平面性片狀物與多個支撐構件 二 個支撐構件間的接觸為點接觸； σ 量測裝置位於底座及支撐構件上;以及 限制裝置以保持支撐構件間之位置關係，限制裝人 一組多，開孔以承受一組多個支撐構件，·以及 匕3 其中母一支撐構件延伸於限制裝置上方。 2·依據申請專利範圍第！項之裝置其 對於底座再雜。 _構件可相 3·依據申請專利細们項之裝 面性片狀物彎曲之裝置。 τ里只』展置為罝測平 請第1項之灯，其中底座更進—步包人 項之裝置，其中更進-步包含_ =3/彳爾5奴杜鳩她L為 項之裝置，其中限制裝置包含至少 請專利範圍第〗項之裝置其中限制裝置包含一組 9·依據申請專利範圍第1項 件以重複單元排列。 衣置，其中一組多個支擇構

1300838 10.依據申請專利範圍第1項之裴置，其中限制裝置為導電 地接地0 11·依據申請專利範圍第1項之裴置，其中平面性玻璃片為 脆性材料0 12·依據申請專利範圍第11項之裝置，其中脆性材料為玻璃 或玻璃陶瓷。

13· —種量測平面性片狀物中彎曲之方法，該方法包含：放置平面性片狀物於一組多個支撐構件上，每一支撐構 件使得平面性片狀物與多個支撐構件之任何一個支撐構件 間的接觸只是為點接觸； 在片狀物-組多個位置處制感測^狀物上侧表面 之距離；以及 使用距離量測值測定出片狀物之彎曲。 13項之方法，其包含標定感測器之 移動，標定包含下列步驟：

a) ，位標定平板與支撐構件之第一單元接觸; b) 量測感測器至標定平板之距離； c) 定位標定平板於第二單元上； d) 重複步驟a)-c)。 15·依據申睛專利範圍第μ項之方法 與單一單元接觸。 ， 其中標定平板一次只 第 17 頁 1300838 七、指定代表圖·· (一）本案指定代表圖為··第（一）圖。 代表圖主要元件數字符號說明： 底座10;轴承12;上側表面14;載台板16;開孔18; 内侧壁板20;玻璃片38。 八、本案若有化學式時，請揭示最能顯示發明特徵的化學式：