TWI586958B - 板狀體之翹曲檢查裝置及其翹曲檢查方法 - Google Patents

Description

板狀體之翹曲檢查裝置及其翹曲檢查方法

本發明是有關於一種板狀體的翹曲檢查裝置及其翹曲檢查方法，詳細而言，是用於對以大致水平姿勢支撐的板狀體的表面形狀位移進行檢查的技術。

眾所周知，代表了用於平板顯示器(Flat Panel Display，以下稱為FPD)的板玻璃(plate glass)、或是用於觸控面板(touch panel)的強化玻璃等的板狀體，對表面形狀位移(翹曲)的品質要求愈加嚴格乃是實情，其中，該平板顯示器為液晶顯示器、電漿顯示器(plasma display)、場發射顯示器(field emission display)(包含表面發射顯示器(surface emission display))、電致發光顯示器(electroluminescence display)、以及有機電致發光顯示器等。

於這種板狀體的翹曲的測定，在過去通常是使該板狀體在靜止的狀態下進行，而作為在這樣的靜止狀態下的測量方法，已有多種方案被提出或達成實用。

具體而言，根據專利文獻1，揭示有如下構成，即：將FPD用的玻璃基板等的被測量構件載置於測量平台(stage)(測量基座石材板(stone plate))上並進行支撐，並且，將對被測量構件的表面形狀位移以非接觸進行測量的多個氣體掃瞄器(air scanner)以規定間隔配設，且具備使這些氣體掃瞄器往XY軸方向移動的驅動機構。

此外，根據專利文獻2，揭示有如下構成，即具備：支撐元件，使在滾子輸送機(roller conveyer)被搬運的板狀物，於該滾子輸送機的規定位置停止、並進行一定時間的支撐；框部(frame)，在該規定位置、配置於板狀物的下方，並可進行升降；以及針盤量規(dial gauge)等的高度測量元件，配置於該框部、並對板狀物的多個點的高度位置進行測量。

[先前技術文獻]

[專利文獻]

專利文獻1：日本專利特開2008-139268號公報

專利文獻2：日本專利特開2003-28632號公報

然而，上述專利文獻1所揭示的方法，必須在將被測量構件逐片載置於測量平台上的狀態下，藉由多個氣體掃瞄器來對被測定構件的表面形狀位移進行測量。因此，用以將被測量構件 逐片載置於測量平台上的作業極為繁雜且麻煩，並且還另外需要用以進行該放置作業的裝置，有裝置複雜化的隱憂。況且，以此種方法對生產後的全部玻璃板等的被測量構件進行測量，會在測量所需的時間上產生許多浪費，導致大幅的生產效率的低下。

此外，上述專利文獻2所揭示的方法，若使搬運中的板狀物停止在規定位置，而在框部上升後並未使針盤量規等上升，則無法對該板狀物的表面形狀位移進行測量。因此，需要使框部在規定的時機(timing)上升的機構等，被迫發生裝置的複雜化。況且，即使藉由此種方法，亦和上述專利文獻1相同，若對生產後的全部玻璃板等的被測量構件進行測量，會成為需要：為了測量而浪費的時間，導致大幅的生產效率的低下。

本發明是鑒於上述情況所完成，技術課題在於：當進行板狀體的翹曲檢查時，謀求了：表面形狀位移的測量的必要裝置的簡略化以及需要時間的縮短，使生產效率大幅提升。

為解決上述課題而創作的本發明的板狀體之翹曲檢查裝置，構成為包括：搬運裝置，以大致水平姿勢而搬運板狀體；以及非接觸式的位移計，測量至該板狀體的表面的距離，其中，將對應所述搬運裝置的特性而求得的板狀體的表面形狀位移相對於搬運方向的理想波形作為基準，而預先設定上限波形及下限波形，且所述板狀體之翹曲檢查裝置判定：實際波形是否介於所述上限波形和所述下限波形之間，所述實際波形是基於由所述位移 計所測量的距離而得到的搬運中的所述板狀體的表面形狀位移相對於所述搬運方向的波形。在此，上述的「略水平姿勢」是包含：完全沿著水平面的姿勢，且亦包含相對於水平面傾斜例如10°以內的姿勢(以下，亦相同)。此外，上述的「波形」並不限於包含連續曲線的波形，亦可是包含繪製(plot)的點的集合之波形(以下，亦相同)。

根據這樣的構成，當板狀體藉由搬運裝置進行搬運時，由於該板狀體的表面形狀位移是藉由非接觸式的位移計而測量，因此不需要將板狀體載置於平台，或者使板狀體在搬運途中停止且使位移計升降。藉此，可實現對板狀體的表面形狀位移的測量之必要裝置的簡略化，並且可縮短該測量所需時間、並消除時間上的浪費，且可使生產效率大幅提升。況且，用於板狀體的表面形狀位移的好壞與否的判定的上限波形及下限波形，是基於對應搬運裝置的特性而求得的板狀體的表面形狀位移的理想波形而進行設定，考慮到搬運裝置的特性，而進行板狀體的表面形狀位移的測量及好壞與否的判定。詳細而言，在板狀體被搬運的期間，藉由搬運裝置的構成要素和板狀體的重量的關係等，使變形產生於該板狀體，但考慮到由這樣的搬運裝置的特性所引起的板狀體的變形，而決定：板狀體的表面形狀位移的理想波形、和上限波形及下限波形，並基於此波形而進行板狀體的表面形狀位移及其好壞與否的判定。因此，可在實質上無視於由搬運裝置的特性所引起的搬運時的板狀體的變形的狀態下，進行上述測量及好壞與 否的判定，而可確實地確保其正確性。

在這樣的構成中，較佳為，所述搬運裝置包括：傳送賦予元件，配設於所述板狀體的和所述搬運方向垂直的方向的至少兩端部，且對在所述板狀體的所述搬運方向的傳送進行賦予；以及流體浮上元件，配設於所述傳送賦予元件的彼此之間，且使所述板狀體以非接觸進行漂浮。

如此一來，可一邊藉由傳送賦予元件傳送板狀體、一邊藉由流體浮上元件在穩定的狀態下，進行板狀體的表面形狀位移的測量。亦即，傳送賦予元件在傳送板狀體的期間，由於流體浮上元件使板狀體進行漂浮，因此可使板狀體不受到損傷地維持高品質，並且由於搬運時的板狀體難以產生不規則的變形，所以可進行精度良好的測量及好壞與否的判定。並且，對應於此傳送賦予元件和流體浮上元件的特性，而設定上限波形及下限波形，因此，如上所述，板狀體的表面形狀位移的測量及其好壞與否的判定能正確被執行。

在上述構成中，較佳為，所述理想波形是：一邊藉由所述搬運裝置搬運所述板狀體、一邊藉由所述位移計測量至所述板狀體的所述表面的距離而求得，而所述板狀體的所述表面成為理想平面、或以所述理想平面為準的平面。

如此一來，理想波形成為以下的極佳波形，即：關於原本表面成為理想平面、或以所述理想平面為準的平面的板狀體，為了得到作為藉由搬運裝置的特性而產生彎曲等的波形，以此理 想波形作為基準而設定的上限波形及下限波形，來進行板狀體的好壞與否的判定上的極佳波形。再者，使所述表面設為理想平面或以所述理想平面為準的平面之板狀體的選定，是將板狀體載置於精密平台等之上、並藉由專用的感測器(sensor)等而測量該板狀體的平坦度，藉由找出作為其結果，具有最好平坦度的板狀體(完全無翹曲或者僅存在還不致成為問題的程度的極小的翹曲之板狀體)而進行。

在上述構成中，較佳為，所述非接觸式的位移計是：在與所述板狀體的所述搬運方向垂直的方向配置有多個，並對應所述多個位移計的位置各自預先求得所述理想波形，將所述多個理想波形作為基準而預先設定所述上限波形及所述下限波形。

如此一來，由於對沿著和板狀體的搬運方向垂直的方向(板狀體的寬度方向)多數配置了各位移計，而各自預先設定將理想波形當做基準的上限波形及下限波形，因此，在板狀體的寬度方向的多個位置，進行基於各位移計的板狀體的表面形狀位移的測量。藉此，藉由對於橫跨板狀體的廣的區域進行表面形狀位移的測量，其測量精度更加升高。

在上述構成中，較佳為，所述各位移計被固定設置於所述板狀體的搬運路徑的上方。

如此一來，不需要另外準備使各位移計移動的機構，由於僅使板狀體進行搬運便可進行上述預定的測量，更加促進了裝置的簡略化。

在上述構成中，較佳為，所述實際波形在介於所述上限波形和所述下限波形之間時，將該板狀體判定為優良產品，在所述情況以外時，則將所述板狀體判定為不良產品。

如此一來，板狀體為優良產品或不良產品的判別正確且縝密進行，藉此，高性能的板狀體的翹曲檢查裝置得以實現。

此外，為解決上述課題而創作的本發明的板狀體之翹曲檢查方法，包括：利用搬運裝置以大致水平姿勢而搬運所述板狀體；以及利用非接觸式的位移計測量至所述板狀體的表面的距離，其中，將對應於所述搬運裝置的特性而求得的所述板狀體的表面形狀位移相對於搬運方向的理想波形作為基準，而預先設定上限波形及下限波形，且所述板狀體之翹曲檢查方法判定：實際波形是否介於所述上限波形和所述下限波形之間，所述實際波形是基於由所述位移計測量的距離而得到的搬運中的所述板狀體的所述表面形狀位移相對於所述搬運方向的波形。

由於此方法的各構成要件和開頭所述的本發明的裝置實質上為相同，故此裝置在實質上也達到相同的作用效果。

根據如上所述的本發明，在進行板狀體的翹曲檢查時，實現了對表面形狀位移的測量為必要的裝置的簡略化、及其所需時間的縮短化，且生產效率大幅提升。況且，考慮到搬運裝置的特性，為了進行板狀體的表面形狀位移的測量及好壞與否的判定，在實質上無視於搬運裝置造成的在搬運時的板狀體的變形的 狀態下，能夠進行上述的測量及好壞與否的判定，並能夠適當地確保其正確性。

1‧‧‧檢查裝置

2‧‧‧玻璃基板

3‧‧‧搬運裝置

4‧‧‧雷射位移計

5‧‧‧搬運滾輪

6‧‧‧空氣浮上單元

6a‧‧‧上面部

A‧‧‧搬運方向

X0‧‧‧理想波形

X1‧‧‧上限波形

X2‧‧‧下限波形

X3、X4‧‧‧實際波形

圖1是表示關於本發明的實施形態的板狀體之翹曲檢查裝置的概略的主要部分構成的斜視圖。

圖2是表示關於本發明的實施形態的板狀體之翹曲檢查裝置的概略的主要部分構成的斜視圖。

圖3是表示關於本發明的實施形態的板狀體之翹曲檢查裝置的概略的主要部分構成的斜視圖。

圖4是表示關於本發明的實施形態的板狀體之翹曲檢查裝置中，理想波形和上限波形及下限波形的概略圖。

圖5是表示關於本發明的實施形態的板狀體之翹曲檢查裝置中，上限波形及下限波形和實際波形的概略圖。

圖6是表示關於本發明的實施形態的板狀體之翹曲檢查裝置中，上限波形及下限波形和實際波形的概略圖。

以下，對本發明的實施形態的板狀體的翹曲檢查裝置(以下，僅稱作檢查裝置)同時參照圖式進行說明。再者，在本實施形態中，以FPD用的玻璃基板作為板狀體，特別是對使用液晶顯 示器用的玻璃基板時的檢查裝置進行說明。

圖1例示關於本發明的實施形態的檢查裝置1的概略構成。如同圖所示，檢查裝置1包括：搬運裝置3及雷射位移計4，其中，搬運裝置3使玻璃基板2在搬運方向A的方向搬運，雷射位移計4在玻璃基板2的搬運路徑的上方隔開配置、且沿著和玻璃基板2的搬運方向A垂直的方向(以下，稱作寬度方向)配置有多個(在圖例中是4個)。

這些雷射位移計4是各自測量至玻璃基板2的表面的距離的雷射位移計，且指向和玻璃基板2的表面垂直的方向、並固定配置於預定的位置。雷射位移計4具有擴散方式或正反射方式，但若考慮到玻璃基板2為透明體，則較佳為使用正反射方式的雷射位移計。再者，取代雷射位移計4，亦可使用將光或超音波等作為介質的非接觸式的位移計(位移感測器)。此外，藉由此檢查裝置1所檢查的玻璃基板2，搬運方向A的尺寸是300mm~3500mm，寬度方向的尺寸是300mm~3500mm，板厚是0.1mm~1.1mm。

搬運裝置3包含：多個搬運滾輪(transport roller)5和空氣浮上單元(air flotation unit)6，其中，搬運滾輪5從下方支撐玻璃基板2的寬度方向兩端部、並且作為對玻璃基板2的傳送進行賦予的傳送賦予元件，空氣浮上單元6則作為流體浮上元件而鋪設於這些以兩列排列的搬運滾輪5的寬度方向的彼此之間的中央區域。

在此情況下，在兩列的搬運滾輪5的上方，並不存在雷 射位移計4。作為此種構成的理由在於：搬運滾輪5多少會有偏心，因此，用以避免在玻璃基板2的搬運方向A的波形受到該偏心的影響。

此外，空氣浮上單元6從多個貫通孔將空氣朝向上方吹出，所述多個貫通孔是：橫跨(throughout)金屬製或者樹脂製的箱體的上面部6a的全部區域而形成於圖的外側；作為空氣源，較佳為：於鼓風機(blower)通過高效率空氣過濾器(High Efficiency Particulate Air Filter,HEPA filter)或者潔淨乾燥空氣(Clean Dry Air,CDA)。在此情況下，作為流體浮上元件，亦可使用將惰性氣體或水等的液體朝向上方吹出的形式，來取代空氣浮上單元6。

再者，在空氣浮上單元6之中，藉由將空氣吹向玻璃基板2的表面、同時使負壓作用於玻璃基板2的表面，藉此，而存在：將玻璃基板2的表面矯正為平坦面的特殊形式的單元，但此種形式的單元並未使用於本發明。亦即，於本發明中，使用了不用負壓，而藉由空氣的吹出使玻璃基板2進行漂浮的空氣浮上單元6。

圖1例示從上游側被依序搬運而來的玻璃基板2之中，雷射位移計4對於一片的玻璃基板2開始測量至其表面的距離的時間點的狀態。圖2則例示該一片的玻璃基板2一邊被搬運、一邊藉由雷射位移計4連續測量至其表面的距離的狀態。進而，圖3例示對該一片的玻璃基板2，基於雷射位移計4的測量為結束時間點的狀態。而且，從上游側被依序搬運而來的玻璃基板2並不停 止，而基於雷射位移計4進行測量。

在基於該雷射位移計4的測量中，玻璃基板2藉由搬運滾輪5一邊被賦予傳送、一邊接受來自空氣浮上單元6的空氣壓力，因此雖然在玻璃基板2產生變形，但從上游側被依續搬運而來的玻璃基板2，全部皆是以相同條件進行傳送賦予和接受氣壓。

因此，首先選擇最優良產品的玻璃基板2，該玻璃基板2的表面設為理想平面或者以此為準的平面，且一邊搬運該玻璃基板2，一邊以雷射位移計4連續測量至玻璃基板2的表面的距離。然後，藉由該測量，於該玻璃基板2的搬運方向A連續收集從雷射位移計4至該玻璃基板2的表面的距離，並基於該收集的資料(data)，而求得如圖4所示的相對玻璃基板2的搬運方向A的表面形狀的理想波形X0。

亦即，該理想波形X0是：對應於包含搬運滾輪5和空氣浮上單元6的搬運裝置3的特性，而求出的玻璃基板2的表面形狀位移的相對於搬運方向A的理想的波形。再者，上述最優良產品的玻璃基板2的選擇，是在精密平台等之上依序載置玻璃基板，並測量這些玻璃基板的表面的平坦度(flatness)，而得出具有可被視為最優良的表面特性的玻璃基板，以其作為最優良產品的玻璃基板而進行選擇。

然後，在圖4中，將上述的理想波形X0進行上下平行移動，並設定上限波形X1和下限波形X2。理想波形X0與該上限波形X1和下限波形X2的關係中，若是介於該兩波形X1、X2的範 圍內，則成為：在進行膜形成等上、不會產生問題的程度的玻璃基板2的表面形狀位移，這是藉由反覆實驗等所得出的。再者，圖4中縱軸表示將雷射位移計4的位置設為零的場合的高度，橫軸表示在玻璃基板2的搬運方向A的位置。將這樣的理想波形X0作為基準的上限波形X1以及下限波形X2，分別對應於多個雷射位移計4而設定有多個。

如此一來，玻璃基板2的表面形狀位移的上限波形X1和下限波形X2被設定以後，藉由搬運裝置3將從上游側依序搬運而來的玻璃基板2逐枚地、如圖1所示的狀態經由圖2所示的狀態到圖3所示的狀態為止，藉由雷射位移計4連續收集至玻璃基板2表面的距離。

藉此，如圖5所示，當搬運中的玻璃基板2的表面形狀位移的、相對於搬運方向A的實際波形X3是：介於上限波形X1和下限波形X2之間時，該玻璃基板2判定為優良產品。在此情況下，上限波形X1及下限波形X2對應於多個雷射位移計4而設定有多個，並且實際波形X3也同樣取得多個。因此，當所有的實際波形X3都介於相對應的全部的上限波形X1和下限波形X2之間時，進行將該玻璃基板2判定為優良產品。

另一方面，如圖6所示，當搬運中的玻璃基板2的表面形狀位移的、相對於搬運方向A的實際波形X4是：從上限波形X1和下限波形X2之間偏離時(在圖例中包含了：從上限波形X1和下限波形X2的雙方進行偏離，或從僅從其中一方進行偏離的情 況)，該玻璃基板2判定為不良產品。在此情況下，即使得到的多個實際波形X4的任何一個，從其所對應的上限波形X1和下限波形X2之間進行偏離時，該玻璃基板2即判定為不良產品。

再者，於上述構成中，用以得到實際波形X3、X4的、對測量開始及測量結束進行檢測的感測器較佳為另行設置，但亦可挪用雷射位移計4的信號。此外，藉由多個雷射位移計4取得實際波形X3、X4，可經由序列器(sequencer)裝置、電腦而直接取得；但是，對於時間不延遲地同步取得來自於多個雷射位移計4的資料來說，較佳為經由資料記錄器(data recorder)裝置。

在此情況下，所得到的實際波形X3、X4中，在開端與末端處，由於雷射位移計4的測量位置的偏差的影響、玻璃基板2的搬運方向A的端面的影響、空氣浮上單元6的影響等，而有包含無效資料的情況。因此，較佳為，將事先設定的範圍或者個數的資料刪除，或者以電腦等將實際波形的上升及下降自動刪除，來進行排除。

此外，在上述實施形態中，以多個搬運滾輪5構成傳送賦予元件，取而代之，亦可以搬運皮帶(belt)等來構成傳送賦予元件。此外，在上述實施形態中，將FPD用的玻璃基板(特別是液晶顯示器用的玻璃基板)2作為測量對象，但亦可將用於此以外的用途的玻璃基板等的板狀體、或強化玻璃板等，作為測量對象。

1‧‧‧檢查裝置

2‧‧‧玻璃基板

3‧‧‧搬運裝置

4‧‧‧雷射位移計

5‧‧‧搬運滾輪

6‧‧‧空氣浮上單元

6a‧‧‧上面部

A‧‧‧搬運方向

Claims (6)

1. 一種板狀體之翹曲檢查裝置，其特徵在於，所述板狀體之翹曲檢查裝置構成為包括：搬運裝置，以大致水平姿勢而搬運所述板狀體；以及非接觸式的位移計，測量至所述板狀體的表面的距離，其中，將對應於所述搬運裝置的特性而求得的所述板狀體的表面形狀位移相對於搬運方向的理想波形作為基準，而預先設定上限波形及下限波形，且所述板狀體之翹曲檢查裝置判定：實際波形是否介於所述上限波形和所述下限波形之間，所述實際波形是：基於由所述位移計測量的距離而得到的搬運中的所述板狀體的所述表面形狀位移相對於所述搬運方向的波形；其中，所述非接觸式的位移計是：在與所述板狀體的所述搬運方向垂直的方向配置有多個，並對應所述多個位移計的位置各自預先求得所述理想波形，將多個所述理想波形作為基準而預先設定各個所述上限波形及所述下限波形。
2. 如申請專利範圍第1項所述的板狀體之翹曲檢查裝置，其中，所述搬運裝置包括：傳送賦予元件，配設於所述板狀體的和所述搬運方向垂直的方向的至少兩端部，且對在所述板狀體的所述搬運方向的傳送進 行賦予；以及流體浮上元件，配設於所述傳送賦予元件的彼此之間，且使所述板狀體以非接觸進行漂浮。
3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的板狀體之翹曲檢查裝置，其中，所述理想波形是：一邊藉由所述搬運裝置搬運所述板狀體、一邊藉由所述位移計測量至所述板狀體的所述表面的距離而求得，所述板狀體的所述表面成為理想平面、或以所述理想平面為準的平面。
4. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的板狀體之翹曲檢查裝置，其中，所述各位移計被固定設置於所述板狀體的搬運路徑的上方。
5. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的板狀體之翹曲檢查裝置，其中，所述實際波形在介於所述上限波形和所述下限波形之間時，將該板狀體判定為優良產品，在上述的情況以外時，則將該板狀體判定為不良產品。
6. 一種板狀體之翹曲檢查方法，其特徵在於包括：利用搬運裝置以大致水平姿勢搬運所述板狀體；以及利用非接觸式的位移計測量至所述板狀體的表面的距離，其中，將對應於所述搬運裝置的特性而求得的所述板狀體的表面形狀位移相對於搬運方向的理想波形作為基準，而預先設定 上限波形及下限波形，且所述板狀體之翹曲檢查方法判定：實際波形是否介於所述上限波形和所述下限波形之間，所述實際波形是：基於由所述位移計測量的距離而得到的搬運中的所述板狀體的所述表面形狀位移相對於所述搬運方向的波形；此時，所述非接觸式的位移計是：在與所述板狀體的所述搬運方向垂直的方向配置有多個，並對應所述多個位移計的位置各自預先求得所述理想波形，將多個所述理想波形作為基準而預先設定各個所述上限波形及所述下限波形。