TWI554756B - 張應力檢測裝置及其操作方法 - Google Patents

Description

張應力檢測裝置及其操作方法

本發明是有關於一種檢測裝置及其操作方法，且特別是一種用於可撓玻璃的檢測裝置及其操作方法。

可撓玻璃由於具備玻璃及軟性基板的特性，因而隨著電子產品朝向輕薄趨勢發展的過程中，例如電子紙(e-Paper)前的平面基材、光伏模組中的保護蓋、接觸感測器、固態發光件與電子器件等，已造成對愈來愈薄的玻璃有所需求。

當玻璃厚度持續減少時，這些玻璃片變得更加可撓，是故，現有可撓玻璃可運用捲繞式(roll-to-roll)方式進行傳送。惟，在可撓玻璃的生產過程中，仍必需考慮可撓玻璃基板是否具備足夠的機械性質與對衝擊的耐受性，並要求在處理傳送過程中不易發生破壞，方能確保其生產良率。其原因即在於，雖然玻璃在極少缺陷與超薄厚度下，其已具備相當程度的撓曲能力，但其仍會保有材質上的硬脆(brittle)性質。因此，在對可撓玻璃進行後製加工之前，仍有必要對其進行測試，以求掌握其對於應力強度等的材料耐受性質。

本發明提供一種檢測裝置及其操作方法，以檢測可撓 玻璃的應力耐受性。

本發明的一實施例提出一種檢測裝置，包括伊基座、一第一滾輪以及至少一第二滾輪。第一滾輪設置在基座上且沿一第一軸來回移動。第二滾輪設置在基座上且沿一第二軸來回移動。第一軸垂直第二軸。可撓玻璃經過第二滾輪與第一滾輪後進入傳輸裝置。

本發明的一實施例提出一種檢測裝置的操作方法。檢測裝置包括一基座，適於連結一傳輸裝置，以讓一可撓玻璃進入該傳輸裝置前經過該基座。檢測裝置的操作方法包括，配置一第一滾輪在基座上。第一滾輪具有一第一外徑。配置至少一第二滾輪在基座上。第二滾輪具有一第二外徑。調整第一滾輪在一第一軸上的位置。調整第二滾輪在一第二軸上的位置，且第一軸垂直第二軸。驅動可撓玻璃行經第二滾輪與第一滾輪後進入傳輸裝置。

為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

圖1是依照本發明一實施例的一種可撓玻璃的加工流程圖。請參考圖1，由於玻璃的厚度薄到一定厚度後即具有可撓特性，因此適於藉由捲繞式(roll-to-roll)傳輸裝置200進行輸送，而在其傳輸過程中能再以各種裝置對可撓玻璃300進行一連串加工，例如圖1繪示之對位裝置、塗佈(點膠)裝置、貼合裝置...等，在此並不限定設置在傳 輸裝置200上的加工裝置的種類。惟，為確保可撓玻璃300在傳輸過程中能具備足夠的應力耐受性，或藉由先行得知可撓玻璃300的材質特性後調整後續加工裝置的加工條件與環境，本實施例的可撓玻璃300進入傳輸裝置200之前，需藉由檢測裝置100對可撓玻璃300作進一步地檢測。

此外，在其他未繪示的實施例中，檢測裝置100亦可作為可撓玻璃300完成製作後品質檢測之用，亦即其亦可配置在玻璃生產裝置的最末端，以讓相關人員掌控生產或加工裝置的良率。例如，藉由讓可撓玻璃300通過檢測裝置的不同應力條件，而以其是否產生缺陷(如破裂...等)作為可撓玻璃300的耐受值，以得知該批量可撓玻璃300的可加工特性。換句話說，本案並不限定檢測裝置100的配置位置。當可撓玻璃300在其生產或加工過程中有需要對其特性進行檢測時，皆可在相關裝置處加掛本案之檢測裝置100，以確保可撓玻璃300的品質。

圖2是圖1中檢測裝置的示意圖。在此同時定義一空間座標以能清楚描述構件的相對關係。請同時參考圖1與圖2，在本實施例中，檢測裝置100包括一基座B1、一第一滾輪110與一對第二滾輪120A、120B。基座B1具有一平台P1(在圖2中以虛線繪示)，其位在第一滾輪110與第二滾輪120A、120B的下方並銜接傳輸裝置200，以讓可撓玻璃300以經由平台P1並捲繞於第一滾輪110與第二滾輪120A、120B的移動路徑通過檢測裝置100。

在此，第一滾輪110與第二滾輪120A、120B分別是 可移動地配置在基座110上，以調整可撓玻璃300分別與第一滾輪110、第二滾輪120A、120B的接觸狀態，進而得知可撓玻璃300在各種接觸狀態下的應力耐受度。

進一步地說，檢測裝置100還包括一對第一軌道130A、130B與一對第一移動組件140A、140B，其中第一軌道130A、130B分別配置在基座110沿Y軸的相對兩側。同樣地，第一移動組件140A、140B，例如馬達及其所驅動的滑動塊，亦配置在基座110的相對兩側且滑動地耦接在第一軌道130A、130B上。第一軌道130A、130B是沿Z軸延伸，而第一移動組件140A、140B亦沿Z軸而在第一軌道130A、130B上滑動。第一滾輪110的相對兩端連接在該對第一移動組件140A、140B之間而呈沿Y軸延伸的狀態。據此，使用者能藉由控制器(未繪示)連接並驅動第一移動組件140A、140B在第一軌道130A、130B上滑動，而使第一滾輪110能沿著Z軸來回移動。

再者，檢測裝置100還包括一螺桿150、一第二移動組件160、一對第二軌道170A、170B與一對移動支架180A、180B，其中第二軌道170A、170B分別配置在基座110沿Y軸的相對兩側，而各移動支架180A、180B耦接在該對第二軌道170A、170B之間。第二軌道170A、170B沿X軸延伸，而第二滾輪120A、120B分別架設在移動支架180A、180B上，並分別呈沿Y軸延伸的狀態。

此外，螺桿150沿X軸貫穿並螺接於移動支架180A、180B。第二移動組件160，例如馬達及與其連接的軸承， 連接並驅動螺桿150轉動。據此，使用者便能以控制器驅動第二移動組件160，以帶動移動支架180A、180B及其上的第二滾輪120A、120B沿X軸來回移動。

圖3至圖6繪示圖2的第一滾輪與第二滾輪於不同狀態的示意圖。請參考圖2至圖6，值得注意的是，本實施例的螺桿150具有螺紋相反的一第一段S1與一第二段S2，其中移動支架180A螺接於第一段S1，移動支架180B螺接於第二段S2。據此，使用者僅以一個第二移動組件160便能同時驅動兩個移動支架180A、180B移動，而讓移動支架180A、180B沿X軸以彼此靠近或遠離的方式移動。於另一未繪示的實施例中，亦可採用具有不同螺距的螺桿，進而改變第二滾輪的移動距離。

圖7是圖5中第一滾輪的局部示意圖。請參考圖7，在本實施例中，藉由調整第一滾輪110與第二滾輪120A、120B的相對位置，便能造成其上的可撓玻璃300與第一滾輪110之間產生如圖3至圖6所繪示的各種狀態，因而能進一步地得知可撓玻璃300對於應力的耐受性。以彎曲應力而言，其會隨著玻璃厚度方向而有所改變。以圖7為例，可撓玻璃300於點M1處的彎曲應力σ1為：σ1=(Ey)/ρ

其中E為楊氏係數(Young’s modulus)，y為點M1離彎曲中線C1的距離，ρ為彎曲半徑。

由此可知，可撓玻璃300所受的彎曲應力僅與滾輪直徑有關，滾輪直徑越大則彎曲應力越小，反之則越大。圖 8是本發明一實施例的可撓玻璃與滾輪於另一狀態的示意圖。請參考圖8並對照圖3，在圖3的實施例中，第一滾輪110的直徑為D1，而在圖8的實施例中第一滾輪410的直徑為D2，其中D1大於D2，故而可撓玻璃300在圖3狀態下所受之彎曲應力，會小於其在圖8狀態所受之彎曲應力。據此，使用者藉由抽換不同直徑的滾輪而能得知可撓玻璃300對於彎曲應力的耐受度。在此需說明的是，雖然圖3或圖8的實施例中以第一滾輪110或410為描述標的，但並不因此而對其限制。在另一未繪示的實施例中，亦可在第二滾輪(例如圖3中的120A或120B)進行與上述相同的檢測手段。換句話說，在檢測裝置上的任一滾輪，皆可以與上述類似的手段進行調整，而使可撓玻璃行經滾輪時藉由其與滾輪之間的捲繞狀態，而得知可撓玻璃對於不同彎曲應力的耐受度。例如在另一未繪示的實施例中，僅以一個第一滾輪與一個第二滾輪，而讓可撓玻璃捲繞其中以Z字型路徑移動，同樣能達到與上述實施例相同的效果。

此外，請再參考圖7，可撓玻璃300與第一滾輪110之間的包覆角θ1則會影響其承受彎曲應力的範圍，包覆角θ1越小，可撓玻璃300承受的彎曲應力的範圍則越小，反之則越大。因此，使用者便能調整第一滾輪110與第二滾輪120A、120B彼此間的相對位置，如圖3至圖6所繪示者，而調整包覆角θ1的大小。同樣地，在此亦不將包覆角θ1的檢測限於可撓玻璃300與第一滾輪110之間，同樣的 手段亦可使用在可撓玻璃300與第二滾輪120A或120B之間。

另一方面，檢測裝置100還包括一負載感測器190，設置在第一滾輪110上。負載感測器190用以感測可撓玻璃300行經第一滾輪110時，沿Z軸施加在第一滾輪110上的施力。換句話說，藉由負載感測器190便能測得可撓玻璃300的張應力σ2：σ2=F/(wt)

其中F為張力，w為可撓玻璃300的幅寬(即沿Y軸的尺寸)，t為可撓玻璃300的厚度。

據此，使用者以上述手段便能得知可撓玻璃300在其中一種狀態下的複合應力為(σ1+σ2)，因而瞭解其對於不同應力條件下的耐受程度，並進而掌握可撓玻璃300的材料可加工特性。

圖9是本發明又一實施例的一種檢測裝置的示意圖，在此省略部分構件以能清楚辨識螺桿與第二移動組件的特徵。圖10至圖13繪示以圖9的檢測裝置所產生的檢測狀態。請先參考圖9並對照圖2，與上述實施例不同的是，檢測裝置500包括一對螺桿550A、550B與一對第二移動組件560A、560B，其中螺桿550A、550B分別沿X軸貫穿且螺接移動支架180A、180B，第二移動組件560A、560B分別連接並驅動該對螺桿550A、550B轉動。如此一來，使用者便能分別驅動移動支架180A、180B及其上的第二滾輪120A、120B沿該X軸來回移動，進而達到如圖10 至圖13的不同狀態。

圖14為依照本案檢測裝置繪示的檢測流程圖。請參考圖14與上述實施例的檢測裝置。在步驟S110中，配置第一滾輪110與第二滾輪120A、120B在基座B1上，其中第一滾輪110具有第一外徑，第二滾輪120A、120B具有第二外徑。經由上述實施例可知，第一外徑與第二外徑彼此可相同亦可不同，其端賴使用者依據可撓玻璃300的材質特性及不同的後續加工條件，而選擇相同外徑或不同外徑的滾輪以作為檢測的依據。同樣地，在步驟S120中，使用者能驅動第一滾輪110沿Z軸來回移動，及驅動第二滾輪120A、120B分別(或同時)沿X軸移動，而決定可撓玻璃300與滾輪110、120A或120B之間的包覆角θ1(繪示於圖7)。在步驟S130中，驅動可撓玻璃300行經第二滾輪120A、第一滾輪110與第二滾輪120B後，而從可撓玻璃300是否產生缺陷以決定其對應力的耐受性。在最終步驟S140，驅動可撓玻璃300從檢測裝置100移出。此時亦可藉由將檢測設備100銜接於傳輸裝置200之前(如圖1所繪示)。而讓各種加工裝置對可撓玻璃300進行後續加工製程。

綜上所述，在本發明的上述實施例中，可撓玻璃藉由檢測裝置上而能得知其對應力的耐受程度，其中使用者對於滾輪的外徑大小及相對位置的配置均能依材料性質、後續加工條件而予以改變，以讓檢測裝置能以不同的應力條件對可撓玻璃進行檢測。再者，檢測裝置藉由與其他生產 裝置或加工裝置銜接，而能作為可撓玻璃生產之後或加工之前的檢測工站，進而確保可撓玻璃的生產品質，及提昇後續加工的生產良率。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，故本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100、500‧‧‧檢測裝置

110、410‧‧‧第一滾輪

120A、120B‧‧‧第二滾輪

130A、130B‧‧‧第一軌道

140A、140B‧‧‧第一移動組件

150、550A、550B‧‧‧螺桿

160、560A、560B‧‧‧第二移動組件

170A、170B‧‧‧第二軌道

180A、180B‧‧‧移動支架

190‧‧‧負載感測器

200‧‧‧傳輸裝置

300‧‧‧可撓玻璃

B1‧‧‧基座

P1‧‧‧平台

S1‧‧‧第一段

S2‧‧‧第二段

圖1是依照本發明一實施例的一種可撓玻璃的加工流程圖。

圖2是圖1中檢測裝置的示意圖。

圖3至圖6繪示圖2的第一滾輪與第二滾輪於不同狀態的示意圖。

圖7是圖5中第一滾輪的局部示意圖。

圖8是本發明一實施例的可撓玻璃與滾輪於另一狀態的示意圖。

圖9是本發明又一實施例的一種檢測裝置的示意圖。

圖10至圖13繪示以圖9的檢測裝置所產生的檢測狀態。

圖14為依照本案檢測裝置繪示的檢測流程圖。

100‧‧‧檢測裝置

110‧‧‧第一滾輪

120A、120B‧‧‧第二滾輪

130A、130B‧‧‧第一軌道

140A、140B‧‧‧第一移動組件

150‧‧‧螺桿

160‧‧‧第二移動組件

170A、170B‧‧‧第二軌道

180A、180B‧‧‧移動支架

300‧‧‧可撓玻璃

B1‧‧‧基座

P1‧‧‧平台

S1‧‧‧第一段

S2‧‧‧第二段

Claims (19)

1. 一種張應力檢測裝置，適於連結一傳輸裝置，該傳輸裝置適於傳輸一可撓玻璃，該張應力檢測裝置包括：一基座；一第一滾輪，設置在該基座上且沿一第一軸來回移動；至少一第二滾輪設置在該基座上且沿一第二軸來回移動，該第一軸垂直該第二軸，該可撓玻璃經過該第二滾輪與該第一滾輪之後進入該傳輸裝置；以及一負載感測器，設置在該第一滾輪上，該負載感測器用以感測該可撓玻璃行經該第一滾輪時沿該第一軸的張力，並藉由σ2=F/(wt)而測得該可撓玻璃的張應力，其中σ2為張應力，F為張力，w為該可撓玻璃的幅寬，t為該可撓玻璃的厚度。
2. 如申請專利範圍第1項所述的張應力檢測裝置，還包括：一對第一軌道，彼此相對地設置在該基座上，該對第一軌道平行該第一軸；一對第一移動組件，分別設置在該對第一軌道上，該第一滾輪的相對兩端連接在該對第一移動組件之間，以隨著該對第一移動組件在該對第一軌道上沿該第一軸來回移動。
3. 如申請專利範圍第1項所述的張應力檢測裝置，包括一對第二滾輪，在該可撓玻璃的傳送路徑上，該第一滾輪位在該對第二滾輪之間，該對第二滾輪沿該第二軸相互 移近或遠離。
4. 如申請專利範圍第3項所述的張應力檢測裝置，還包括：一對第二軌道，設置在該基座的相對兩側，該對第二軌道平行該第二軸；以及一對移動支架，各該移動支架耦接在該對第二軌道之間，該對第二滾輪分別設置在該對移動支架上，以隨該移動支架沿該第二軸來回移動。
5. 如申請專利範圍第4項所述的張應力檢測裝置，還包括：一螺桿，沿該第二軸貫穿且螺接該對移動支架；以及一第二移動組件，連接並驅動該螺桿轉動，以帶動該對移動支架及其上的該對第二滾輪沿該第二軸來回移動。
6. 如申請專利範圍第5項所述的張應力檢測裝置，其中該螺桿具有螺紋相反的一第一段與一第二段，其中一個移動支架螺接於該第一段，其中另一個移動支架螺接於該第二段。
7. 如申請專利範圍第4項所述的張應力檢測裝置，還包括：一對螺桿，分別沿該第二軸貫穿且螺接該對移動支架；以及一對第二移動組件，分別連接並驅動該對螺桿轉動，以分別帶動該對移動支架及其上的該對第二滾輪沿該第二軸來回移動。
8. 如申請專利範圍第3項所述的張應力檢測裝置，該對第二滾輪位在同一水平面上。
9. 如申請專利範圍第1項所述的張應力檢測裝置，其中該第一滾輪具有一第一外徑，該第二滾輪具有一第二外徑，且該第一外徑等於該第二外徑。
10. 如申請專利範圍第1項所述的張應力檢測裝置，其中該第一滾輪具有一第一外徑，該第二滾輪具有一第二外徑，且該第一外徑不等於該第二外徑。
11. 如申請專利範圍第3項所述的張應力檢測裝置，其中該對第二滾輪具有不同外徑。
12. 如申請專利範圍第1項所述的張應力檢測裝置，其中該第一滾輪具有一第一外徑，該第一外徑是可變動的。
13. 如申請專利範圍第1項所述的張應力檢測裝置，其中該第二滾輪具有一第二外徑，該第二外徑是可變動的。
14. 如申請專利範圍第1項所述的張應力檢測裝置，其中該可撓玻璃的彎曲應力是藉由更換不同外徑的該第一滾輪與/或該第二滾輪而決定。
15. 一種張應力檢測裝置的操作方法，該檢測裝置包括一基座，適於連結一傳輸裝置，以讓一可撓玻璃進入該傳輸裝置前經過該基座，該檢測裝置的操作方法包括：配置一第一滾輪在該基座上，該第一滾輪具有一第一外徑；配置至少一第二滾輪在該基座上，該第二滾輪具有一第二外徑； 調整該第一滾輪在一第一軸上的位置；調整該第二滾輪在一第二軸上的位置，且該第一軸垂直該第二軸；驅動該可撓玻璃行經該第二滾輪與該第一滾輪後進入該傳輸裝置；以及配置一負載感測器在該第一滾輪與該基座之間，用以感測該可撓玻璃的張力，並藉由σ2=F/(wt)而測得該可撓玻璃的張應力，其中σ2為張應力，F為張力，w為該可撓玻璃的幅寬，t為該可撓玻璃的厚度。
16. 如申請專利範圍第15項所述張應力檢測裝置的操作方法，其中該第一外徑等於該第二外徑。
17. 如申請專利範圍第15項所述張應力檢測裝置的操作方法，還包括：配置一對第二滾輪在該基座上，且在該可撓玻璃的移動路徑上，該第一滾輪位在該對第二滾輪之間。
18. 如申請專利範圍第17項所述張應力檢測裝置的操作方法，其中該對第二滾輪具有不同外徑。
19. 如申請專利範圍第15項所述張應力檢測裝置的操作方法，其中該可撓玻璃的彎曲應力是藉由更換不同外徑的該第一滾輪與/或該第二滾輪而決定。