TWM596870U - 玻璃基板之斷開邊緣的檢查裝置 - Google Patents

Abstract

本創作之課題為提供一種玻璃基板之斷開邊緣的檢查裝置，係使用影像處理自動判定玻璃斷開面之肋紋或浸透深度，可以與熟練操作者同等精度進行判定。 本創作之解決手段為一種玻璃基板之斷開邊緣的檢查裝置，係具有：裝有承載液晶面板a的吸取保持手段之桌台A、配置於桌台A之邊緣外側並捕捉液晶面板a之斷開面成像之3D位移計C、及使用3D位移計C之資料進行判定之判定裝置，桌台A或3D位移計C中至少一者移動，判定裝置具有以下功能： 將前述3D位移計C所測定之玻璃斷面影像資料及玻璃斷面高度與已藉由深度學習而學習的資料進行比較，而判定液晶面板a之斷開面的情形。

Description

玻璃基板之斷開邊緣的檢查裝置

本創作係關於在液晶面板基板等製造中的玻璃基板裁切步驟中，檢查玻璃基板之斷開邊緣的裝置，進一步詳細而言係關於一種檢查裝置，其判定裝置的判定精度可以與熟練操作者的判定同等的精度進行。

對用於液晶面板基板等的玻璃基板進行高精度裁切時，使用如圖5(A)所示之切割輪21，其具有半徑2mm程度的鋸齒狀之刃部21a，如圖5(B)所示，切割輪21係在深入玻璃30表面2μm程度的狀態下移動，且刃部21a與玻璃30衝突時，會因衝擊產生稱為肋紋(rib mark)32之重覆性波形狀斷面。

又，圖6為從橫向觀看圖5(B)的圖，從經由切割輪21之刀尖21a所形成的割痕前端開始，朝玻璃30內部高速形成平坦度較高的裂纹。該破裂稱為浸透33。該浸透33係於與切割刀施加壓力方向幾乎相同之方向前進，故幾乎與玻璃面成大約直角。

又，以圖6中刀尖21a所深入的切割刀深度為31d，肋紋深度為32d，浸透深度為33d，未斷開玻璃的浸透所未達到的區域(浸透外區域)深度為34d。

考慮到高精度的玻璃加工及搬送，需要把切劃步驟及斷開步驟分開。因此，即使產生浸透33，玻璃30中也需要留有未破裂部分。

然而，若在浸透33較淺狀態下藉由負重斷開玻璃30，則會因從浸透33前端往玻璃30內部隨機存在之微破裂、及負重加壓方式之非再現性，有時會產生較大傾斜破裂(參照圖7中虛線)。此會形成削缺或缺口，會降低斷開精度。

因此，控制浸透33深度盡可能形成較深浸透33，並減少隨機裂紋的成長距離，此對於提高玻璃裁切品質是非常重要的。

又，浸透33之安定深度係與肋紋32深度相關，因切割輪21之磨耗會產生不均一等，故無法安定形成肋紋32，此時浸透33深度也不安定，有產生上述不良之虞。

習知一般方法為從線上取出玻璃，對於小片切片的玻璃片使用顯微鏡監視玻璃斷面之狀態並成像。習知以來，為了不從玻璃搬送線取出而有自動化的需求(參照專利文獻1至5)，係分別相對於玻璃端面以各種角度照射光並檢測不良。

[先前技術文獻] [專利文獻] 專利文獻1：日本特開2012-181032號公報。 專利文獻2：日本特開2018-187170號公報。 專利文獻3：國際公開WO2012/153718。 專利文獻4：國際公開WO2017/073628。 專利文獻5：日本特開2019-137606號公報。

[所欲解決之課題] 專利文獻1至4之技術係分別對於玻璃端面從各種角度照射光，成像玻璃裁切面並檢測不良。又，專利文獻5之技術為自動檢測有無形成肋紋及厚度之檢查裝置，但這種狀況下也是以一般平面影像進行判定。

又，自動化中的問題為平坦玻璃表面具有正反射性質，雖然少量，但若裁切面角度較差，則作為同軸落射的照射光完全不會前往相機，有時對比非常低。此情形如果是人的話，即使是低對比亦可判斷。

原本玻璃斷開的目的為所有切割為直角，因此若是與浸透相同方向的殘留部分被斷開，則無法看到浸透之邊界。此時，從浸透開始的前端部分之玻璃表面之質地僅稍微粗糙，差異程度不大，故習知影像處理無法確認此種差異。但熟練操作者則可確認到如此些微差異。

狀態好的玻璃斷面中肋紋重複性非常高，影像處理容易，但深入的切割刀或切割刀沾有玻璃粉時，肋紋會成為不規則且混亂的狀態。如此情形下，對於影像處理而言，判斷何處是切割刀所產生正規肋紋是非常困難的。

本創作之目的為解決上述課題，係提供一種玻璃基板之斷開邊緣的檢查裝置，即使是利用使用影像處理進行自動判定之檢查裝置，也可以與熟練操作者同等精度測定玻璃斷開面之肋紋或浸透深度。

[用以解決課題之手段] 亦即，為了解決上述課題，本創作為一種玻璃基板之斷開邊緣的檢查裝置，係具有桌台、吸取保持手段、3D位移計、及判定裝置，該桌台係於上表面承載玻璃基板之下表面，該吸取保持手段係於該桌台保持所承載的該玻璃基板，該3D位移計係配置於上述桌台之邊緣外側並捕捉該玻璃基板斷開面的成像，該判定裝置係使用該3D位移計的玻璃斷面影像資料及玻璃斷面高度資料進行判定，上述桌台或該3D位移計中至少一者係藉由進退移動手段沿著前述桌台之邊緣移動，該判定裝置係具有以下功能：藉由該3D位移計所測定之資料與已藉由深度學習而學習的資料進行比較，而判定玻璃基板斷開面的情形之功能。

本創作係將3D位移計所檢測的3維高度資料與玻璃反射率組合，應用深度學習系統對區域的區別進行研究，並以此為基本，其為與習知檢查裝置完全不同的檢查裝置。

本創作中，3D位移計為使用雷射位移計將對象物平面影像(明暗影像資料)及到該對象物的距離(對象物高度)同時作為資料進行取出之裝置，在玻璃斷面端檢查中，使用成像及所測定的玻璃斷面影像資料及玻璃斷面高度資料，而獲得所謂玻璃斷面的立體形狀資料，可檢測到習知2D相機的影像處理所無法捕捉到的、對於無反射率變化之表面狀態中有凸凹狀態差異的區域。

根據上述3D位移計所得的玻璃斷面影像資料及玻璃斷面高度資料而成的3維(3D)資料影像中，要用習知影像處理技術分析是非常困難的，故於具有深度學習(Deep Learning)之分割功能之判定裝置中，與已進行深度學習之學習完成之資料比較，即可進行高精度判定，亦即，對於切割刀壓入部、肋紋部、浸透部可以接近人工進行的區域判斷。

肋紋、浸透部因裁切條件而對比及密度較低，此係習知影像處理無法確認的情形，對此，即使是此情形，人也可做一定程度判斷，但本創作之裝置在如此情形中也可進行接近人為判斷的高精度判斷。

又，雖然也可以對所有玻璃裁切面進行該等檢查，但測量切割刀的1圈範圍即可充分達成目的。因此，即使是對數點進行點測定檢查，其效果也是可令人期待的。

[本創作之功效] 如上述，根據本創作之玻璃基板之斷開邊緣的檢查裝置，並非如習知僅以平面影像資料判斷肋紋，而是加入玻璃斷面立體資料並作為3維資料影像讀取，使用深度學習之分割功能，藉此可與人為判別同樣地以高精度判斷切割刀壓入部、肋紋部及浸透部。

又，習知，玻璃裁切用切割刀是以預估的移動距離來判斷壽命，運用上來說，無法經常性地使用切割刀壽命到最大限度，故會交換本來仍可使用之切割刀，但本創作可藉由高精度判斷壓入部、肋紋部及浸透部之各區域，而可獲得切割刀刃壽命，可在真正條件變差前給出交換切割刀指示，可降低運用成本，且認為可進一步開發對於自動切割刀交換系統的指示系統。

又，切割刀之切割變差時當然浸透也會變淺，故為了判定浸透，需取出玻璃並將玻璃廢棄並裁切，此係需要以人手進行，藉由本創作之裝置可在不報廢玻璃下進行檢查，若判斷浸透區域不足時，則自動增加加壓量，藉此可長期間維持製品品質，可延長切割刀壽命，並可將該等全自動化。

接著以附圖之圖1及圖2說明本創作之實施型態。圖1及圖2之A為於上表面承載液晶面板a之桌台。上述所承載的液晶面板a係保持於桌台A上。

如圖所示，該保持方式係使用中空桌台A，透過與吸取口1連接之軟管(省略圖示)吸取桌台1內，並透過設置於桌台A之頂壁2之無數小孔3吸取桌台A，藉此可於頂壁2上吸取保持所承載之液晶面板a，但無特別限定，可以其他方式保持。

又，桌台A之1個邊緣外側上，配置有捕捉液晶面板a之邊緣斷開面成像之3D位移計C。

上述3D位移計C係安裝於基座4上，上述3D位移計C之成像相機C′會捕捉液晶面板a之斷開面(緣面)成像。

又，將桌台A或3D位移計C之一者沿著液晶面板a邊緣(捕捉成像邊緣)藉由移動手段D而進退移動。

如圖所示的移動手段D，係於設置在基座4下方之座板5的下側並列設置左右兩條之定置導軌6，並於座板5之下表面的四個角落，設置有自由滑動地卡合於該導軌6之滑動件7，同時對於兩端受軸承8自由旋轉地軸承的螺桿9之一端，藉由馬達10可逆驅動，接著將支持於座板5下表面之螺帽11螺合於螺桿9，藉此可使3D位移計C與基座4一起於前後方向進退移動，但不限定於此，3D位移計C可為定置式，桌台A可為(進退)可動式。

當然，雖以進退移動方式使螺合螺帽11的螺桿9運作，但不限定於此，例如也可採用線性馬達方式。又，定置式桌台A可先安裝於座材12上。

如上述構成，可以3D位移計C之物鏡C′捕捉桌台A上之液晶面板a之斷開面成像。

接著根據圖3之玻璃斷開面之檢查流程圖，說明根據該3D位移計C所得資料所進行玻璃斷開面之檢查順序。

於檢查位置藉由3D位移計C拍攝玻璃斷開面，接著一邊移動一邊拍攝玻璃斷開面之其他部分，重複成像至規定數量為止。

藉由該成像所得之玻璃斷開面平面影像(明暗影像資料)、到斷開面的距離(對象物高度)之資料中，首先求對象物高度資料之位移量總合，若位移量總合為閾值以上，則判斷為(裁切狀態差之)粗糙斷開面，並中止之後的檢查。

圖4(A)~(D)之影像係將藉由組合3D位移計所得明暗影像資料及對象物高度資料，而得之3D立體形狀影像資料，形成為具有可視性的立體圖者。該等為液晶面板基板，貼合2個玻璃基板(中央部)，從上下兩面(圖示上下端部)藉由切割刀切劃後進行裁切，並於上下端附近以切割刀形成肋紋部。

接著將上述資料送往判定裝置，於判定裝置內判定玻璃斷開面之情形，亦即，對圖6所示的切割刀深度31d、肋紋深度32d、浸透深度33d、浸透外區域深度34d中的必要區域作測定。

首先，雖然根據高度資料，從玻璃端部起的高度變化量求得切割刀深度31d，但也可根據3D資料與其他部分同樣地，藉由後述深度學習之分割功能而求得。

判定裝置內已累積有藉由深度學習而完成學習之資料，會自動進行與該資料的比較、檢討，藉由完成學習的網路之分割功能而檢測出肋紋區域。此時的評價值若超過閾值，則為「肋紋檢測OK」，若未超過閾值，則為「肋紋檢測NG」。

接著藉由完成學習的網路之分割功能而檢測出浸透外區域。浸透外區域比浸透區域更容易判斷，若知道該浸透外區域深度34d則可判定浸透33之深度33d。此時的評價值若超過閾值則為「浸透檢測OK」，若未超過閾值則為「浸透檢測NG」。

分別為「肋紋檢測OK」或「浸透檢測OK」時，輸出個別之肋紋深度32d、浸透深度33d並結束檢查。

藉由該輸出之切割刀深度31d、肋紋深度32d、浸透深度33d，而可於其後適當地以人工或自動進行切割輪的交換、或調整裁切時的壓力或速度等。

以上說明本創作之實施型態，但本創作並不限定於該實施型態，玻璃斷開邊緣的檢查裝置可於本創作之目的範圍內實施適宜變更，利用判定裝置中的深度學習之判定手法也可於本創作之目的範圍內實施適宜變更。

a:液晶面板 A:桌台 C:3D位移計 C′:物鏡 1:吸取口 2:頂壁 3:小孔 4:基座 5:座板 6:導軌 7:滑動件 8:軸承 9:螺桿 10:馬達 11:螺帽 12:座材 21:切割輪 21a:刀尖 30:玻璃 31d:刀尖深度 32:肋紋 32d:肋紋深度 33:浸透 33d:浸透深度 34d:浸透外區域深度

圖1係表示本創作之實施型態之部分省略側視圖。 圖2係同上之部分省略放大俯視圖。 圖3係玻璃斷開面之檢查流程圖。 圖4(A)~(D)為將3D位移計的資料形成為具有可視性的立體圖者。 圖5(A)為切割輪之前視圖，(B)為玻璃裁切時的裁切面之放大斷面前視圖。 圖6係以切割輪切劃時之玻璃之側視圖。 圖7係切劃後之玻璃之側視圖。

a:液晶面板

A:桌台

C:3D位移計

C':物鏡

2:頂壁

3:小孔

4:基座

6:導軌

7:滑動件

8:軸承

9:螺桿

10:馬達

11:螺帽

Claims (1)

1. 一種玻璃基板之斷開邊緣的檢查裝置，係具有桌台、吸取保持手段、3D位移計及判定裝置， 該桌台以上表面承載玻璃基板之下表面， 該吸取保持手段係於該桌台保持所承載的該玻璃基板， 該3D位移計係配置於該桌台之邊緣外側並捕捉該玻璃基板斷開面的成像， 該判定裝置使用該3D位移計的資料進行判定， 該桌台或該3D位移計中至少一者係藉由進退移動手段沿著該桌台之邊緣移動， 該判定裝置具有以下功能：將該3D位移計所測定之玻璃斷面影像資料及玻璃斷面高度與已藉由深度學習而學習的資料進行比較，而判定玻璃基板斷開面的情形。

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