JP5403389B2 - ガラス基板検査装置およびガラス基板検査方法 - Google Patents

Description

本発明は、ガラス基板に含まれる欠陥の有無を検査するガラス基板検査装置およびガラス基板検査方法に関する。

周知のように、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、エレクトロルミネッセンスディスプレイ、フィールドエミッションディスプレイなどのフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）用のガラス基板を初めとする各種ガラス板は、溶融炉で溶融された溶融ガラスを帯状のガラスリボンに成形し、このガラスリボンを十分に冷却した後に所定寸法に切断することにより製作される場合が多い。ここで、ガラスリボンの成形には、フロート法の他、オーバーフローダウンドロー法（フュージョン法）やスロットダウンドロー法などのダウンドロー法などが一般的に利用されている。

そして、このような過程を経て製作されたガラス基板（小さなガラス基板が多面取りされるマザーガラス基板を含む）は検査工程に送られ、微小傷や異物等の欠陥の有無が検査されるのが通例である。

この種の検査工程で使用される装置としては、例えば下記の特許文献１に開示されているように、搬送ローラー上に水平にガラス基板を載置して、搬送ローラーによりガラス基板を水平姿勢で移動させながら、光源とＣＣＤセンサー等のカメラにより、ガラス基板の欠陥を検出するように構成されたものが公知となっている。

しかしながら、このような構成の場合、近年の大型且つ薄板のガラス基板を検査対象としたときに、搬送ローラー間でガラス基板が自重により下方に大きく撓んでしまうという事態が生じ得る。ガラス基板の検査には、カメラが利用されるのが通例とされているため、このようにガラス基板の撓みが生じれば、カメラの焦点位置がずれて欠陥を正確に検出できないという問題が生じ得る。特に、ＦＰＤ用のガラス基板の場合には、高い品質を確保するために、例えば数十μｍ程度の非常に小さい傷等も欠陥として検出することが必要となることから、ガラス基板の撓みによる検出精度の低下はより大きな問題となる。

そこで、下記の特許文献２には、鉛直姿勢のガラス基板の四辺全てをクランプ手段により把持するとともに、ガラス基板が上下方向及び左右方向に伸ばされるように各クランプ手段によりガラス基板を引っ張った状態で定位置に固定し、この固定されたガラス基板に対して照明装置とカメラを一体的に移動させてガラス基板の欠陥の有無を検査する装置が開示されている。
特開２００６−２６６９３３号公報 特開２００５−１７２７８２号公報

ところで、ガラス基板の端部である四辺は破損を来たし易い部位であるため、把持する辺の数は極力抑えることが肝要である。しかしながら、上記の特許文献２に開示の手法では、ガラス基板の四辺全てがクランプ手段によって把持されている。しかも、ガラス基板は、四辺全てを把持された状態で、上下方向のみならず、左右方向にも引っ張られているので、クランプ手段により把持されている箇所には過度な応力集中が生じやすく、ガラス基板が端部を起点として破損を来たすおそれがある。

また、上記の特許文献１に記載されているように、ガラス基板の検査においては、ガラス基板を移動させながら、欠陥の検査を行うことが要請される場合も多いのが実情である。しかしながら、上記の特許文献２に開示の手法では、ガラス基板は定位置に固定され、照明装置とカメラのみが移動するようになっているため、かかる要請に応じるものではない。しかも、仮に、かかる要請に応じるためにガラス基板の四辺全てを把持した状態のままガラス基板を幅方向に移動させようとした場合には、移動方向にもクランプ手段が位置するため、ガラス基板の移動を実現するための装置が複雑且つ大型化してしまうため、実用的でない。

本発明は、上記実情に鑑み、ガラス基板を移動させながら欠陥の検査を行う要請にも簡易な装置構成で応じつつ、ガラス基板の辺に過度な応力集中を生じさせることなく、ガラス基板の撓みを矯正して欠陥の検出精度を向上させることを技術的課題とする。

上記課題を解決するために創案された本発明に係る装置は、縦姿勢のガラス基板を欠陥検知手段に対して相対移動させることにより、前記ガラス基板に対して前記欠陥検知手段を走査して前記ガラス基板に含まれる欠陥の有無を検査するガラス基板検査装置において、前記ガラス基板の上辺を把持する上部把持手段と、前記ガラス基板の下辺を把持する下部把持手段とを備え、前記上部把持手段と前記下部把持手段による把持のみで前記ガラス基板を保持するとともに、前記上部把持手段と前記下部把持手段とを離反させて、前記ガラス基板に対して上下方向に張力を付与した状態で、前記ガラス基板が前記欠陥検知手段に向けて幅方向に移動するように構成されていることに特徴づけられる。

このような構成によれば、上部把持手段と下部把持手段によって、ガラス基板の四辺のうち、上辺と下辺のみが把持されることになる。そのため、この状態で上部把持手段と下部把持手段とを離反させてガラス基板に上下方向に張力を付与したとしても、ガラス基板の幅方向の両側辺に過度な応力集中が生じることがない。さらに、ガラス基板の移動方向である幅方向には把持手段が存在しないので、ガラス基板の移動を簡易な装置構成で実現することができる。

上記の構成において、前記ガラス基板と前記欠陥検知手段のうち、前記ガラス基板のみが移動するように構成されていることが好ましい。

このようにすれば、重量のあるカメラなどを具備している欠陥検知手段を移動させる必要がないため、欠陥検知手段を移動させる場合に比べて、メンテナンスの頻度が減少する。したがって、欠陥検知手段を長期間に亘って安定した状態で使用することが可能となり、経済的にも非常に有利となる。

上記課題を解決するために創案された本発明に係る方法は、縦姿勢のガラス基板を欠陥検知手段に対して前記ガラス基板を幅方向に相対移動させることにより、前記ガラス基板に対して前記欠陥検知手段を走査して前記ガラス基板に含まれる欠陥の有無を検査するガラス基板検査方法において、前記ガラス基板の上辺と下辺のみを把持して上下方向に張力を付与した状態で、前記ガラス基板を前記欠陥検知手段に向けて幅方向に移動させることに特徴づけられる。

このような方法によれば、既に段落［００１１］で述べた作用効果を同様に享受することができる。

上記の方法において、前記欠陥検知手段を定位置で固定して、前記ガラス基板のみを移動させることが好ましい。

このようにすれば、既に段落［００１３］で述べた作用効果を同様に享受することができる。

以上のように本発明によれば、ガラス基板を移動させながら欠陥の検査を行う要請にも的確に応じつつ、ガラス基板の辺に過度な応力集中を生じさせることなく、ガラス基板の撓みを矯正して欠陥の検出精度を向上させることができる。

以下、本発明の一実施形態を添付図面に基づいて説明する。

図１は、本実施形態に係るガラス基板検査装置の全体構成を示す側面図である。同図に示すように、このガラス基板検査装置１は、ガラス基板Ｇを縦姿勢（図例では略鉛直姿勢）のまま移動させる移動手段２と、この移動手段２によって移動されるガラス基板Ｇの移動経路上に配置され、ガラス基板Ｇの欠陥を検知する欠陥検知手段３とを備える。なお、ガラス基板Ｇとしては、例えば、厚みが０．０５〜１．８ｍｍで、一辺の寸法が１ｍ以上の液晶ディスプレイ用のガラス基板が挙げられる。

上記の移動手段２は、ガラス基板Ｇの上辺を把持する上部把持手段４と、ガラス基板Ｇの下辺を把持する下部把持手段５と、上部把持手段４をガラス基板Ｇの幅方向（図中の矢印Ａの方向）に案内する上部ガイドレール６と、下部把持手段５をガラス基板Ｇの幅方向（図中の矢印Ａの方向）に案内する下部ガイドレール７とを備える。

上部ガイドレール６は、ガラス基板Ｇの上辺の上方位置に、下部ガイドレール７は、ガラス基板Ｇの下辺の下方位置にそれぞれ配置されており、両ガイドレール６，７は、ガラス基板Ｇの幅方向に平行に延在している。

上部把持手段４は、ガラス基板Ｇの上辺の中央部とその両側を把持する３つの把持部４ａと、この３つの把持部４ａが取り付けられたベース部４ｂとを備えており、このベース部４ｂが上部ガイドレール６にスライド自在に取り付けられている。なお、上部把持手段４の把持部４ａの数は、特に限定されるものではなく、ガラス基板Ｇの大きさや厚みに応じて適宜調整してもよいし、ガラス基板Ｇの上辺全体を一つの把持部４ａで把持するようにしてもよい。

下部把持手段５は、ガラス基板Ｇの下辺の中央部とその両側を把持する３つの把持部５ａと、この３つの把持部５ａが取り付けられ且つ上下方向（図中の矢印Ｂ方向）に伸縮自在なエアシリンダ５ｂと、このエアシリンダ５ｂが取り付けられたベース部５ｃとを備えており、このベース部５ｃが、上記の下部ガイドレール７に沿ってスライド自在に取り付けられている。なお、下部把持手段５の把持部５ａの数は、特に限定されるものではなく、ガラス基板Ｇの大きさや厚みに応じて適宜調整してもよいし、ガラス基板Ｇの下辺全体を一つの把持部５ａで把持するようにしてもよい。

上記の欠陥検知手段３は、上下方向に長いライン光を出射する光源８と、複数のカメラ９ａが上下方向に配列されたラインセンサー９とを有し、光源８からガラス基板Ｇに向けて照射された光を、ガラス基板Ｇの反対側でラインセンサー９により受光し、その受光した光量の変化に基づいて欠陥の有無を検出するようになっている。

さらに、本実施形態では、欠陥検知手段３は、ガラス基板Ｇの移動経路上の定位置に固定されており、上部把持手段４と下部把持手段５によってガラス基板Ｇを欠陥検知手段３に向けて幅方向に移動させることにより、ガラス基板Ｇ全体に対して欠陥検知手段３のカメラ９ａを走査するようになっている。

次に、以上のように構成されたガラス基板検査装置１の動作について説明する。

まず、ガラス基板検査装置１の上流側から順次搬送されてくるガラス基板Ｇの上辺を、上部把持手段４の把持部４ａによって把持し、ガラス基板Ｇを吊り下げ支持する。次に、下部把持手段５がエアシリンダ５ｂによりガラス基板Ｇの下辺に向かって上昇し、下部把持手段５の把持部５ａでガラス基板Ｇの下辺を把持する。そして、この状態から再びエアシリンダ５ｂにより下部把持手段５が下降し、ガラス基板Ｇの下辺がエアシリンダ５ｂに取り付けられた把持部５ａによって下方に引っ張られる。すなわち、上部把持手段４の把持部４ａに対して、下部把持手段５の把持部５ａが下方に離間することになるので、ガラス基板Ｇには上下方向に張力が付与されることになる。したがって、この上下方向に付与した張力によって、ガラス基板Ｇの撓みを矯正することが可能となる。さらに、この際、ガラス基板Ｇの幅方向の両側辺は、外部から支持されることなくフリーな状態であることから、上下方向に付与した張力により両側辺に応力集中が生じるという事態も生じ難い。

そして、このようにガラス基板Ｇの上下辺を把持して上下方向に張力を付与した段階で、上部把持手段４のベース部４ｂと、下部把持手段５のベース部５ｃが同期しながら、ガイドレール６，７に沿って下流側へ移動し、欠陥検知手段３の光源８とラインセンサー９との間にガラス基板Ｇが通される。

このとき、欠陥検知手段３の光源８とラインセンサー９との間に通されたガラス基板Ｇは、上部把持手段４と、下部把持手段５により上下方向に張力が付与された状態となっていることから、ガラス基板Ｇの撓みは矯正されている。したがって、ガラス基板Ｇの撓みによってラインセンサー９のカメラ９ａの焦点位置がずれて欠陥の検出精度が低下するという事態を確実に低減することができる。さらに、ガラス基板Ｇの移動方向である幅方向には把持手段が存在しないので、ガラス基板Ｇを簡易な装置構成で移動させることができる。

なお、ガラス基板Ｇの全体が欠陥検知手段３の光源８とラインセンサー９との間を通過した段階で、ガラス基板Ｇの上辺は、図示しない別の把持手段によって把持される。この状態で、上部把持手段４と下部把持手段５は、ガラス基板Ｇの上下辺からそれぞれ離れ、ガイドレール６，７に沿って上流側へと移動して元の位置に復帰する。一方、検査が終了したガラス基板Ｇは、欠陥が検出されかった場合には後続の加工工程へ移送され、欠陥が検出された場合には不良品として廃棄されるか、或いは欠陥のない正常な部分から新たなガラス基板Ｇが採取される。

以上のような本実施形態に係るガラス基板検査装置１によれば、ガラス基板Ｇを移動させながら欠陥の検査を行う要請にも簡単な装置構成で対応することができ、しかも、ガラス基板Ｇの辺に過度な応力集中を生じさせることなく、ガラス基板Ｇの撓みを的確に矯正して欠陥の検出精度を向上させることができる。

なお、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、種々の形態で実施できる。例えば、上記の実施形態では、エアシリンダ５ｂによって引っ張ってガラス基板Ｇの張力を付与する場合を説明したが、下部把持手段５の把持部５ａの重量によりガラス基板Ｇに張力を付与するようにしてもよい。また、この場合、下部把持手段５の把持部５ａの重量が重すぎるときにはエアシリンダ５ｂにより把持部５ａを上方に持ち上げ、把持部５ａの重量が軽すぎるときにはエアシリンダ５ｂにより把持部５ａを下方に引き下げることにより、ガラス基板Ｇに作用する張力を調整することが好ましい。

本発明の一実施形態に係るガラス基板検査装置を示す斜視図である。

符号の説明

１ ガラス基板検査装置
２ 移動手段
３ 欠陥検知手段
４ 上部把持手段
４ａ 把持部
４ｂ ベース部
５ 下部把持手段
５ａ 把持部
５ｂ エアシリンダ
５ｃ ベース部
６ 上部ガイドレール
７ 下部ガイドレール
８ 光源
９ ラインセンサー
９ａ カメラ

Claims (4)

1. 縦姿勢のガラス基板を欠陥検知手段に対して前記ガラス基板の幅方向に移動させることにより、前記ガラス基板に対して前記欠陥検知手段を走査して前記ガラス基板に含まれる欠陥の有無を検査するガラス基板検査装置であって、
   前記ガラス基板の上辺を把持する上部把持手段と、前記上部把持手段から独立し、前記ガラス基板の下辺を把持する下部把持手段とを備え、
   前記欠陥検知手段が、上下方向に検知エリアが延びるラインセンサを有し、
   前記上部把持手段と前記下部把持手段による前記ガラス基板の上下辺の把持のみで前記ガラス基板を保持するとともに、前記上部把持手段と前記下部把持手段とを離反させて、前記ガラス基板に対して上下方向に張力を付与した状態で、前記上部把持手段と前記下部把持手段を同期移動させることにより、前記ガラス基板が前記欠陥検知手段の前記検知エリアを幅方向に移動しながら通過するように構成されていることを特徴とするガラス基板検査装置。
2. 前記ガラス基板と前記欠陥検知手段のうち、前記ガラス基板のみが移動するように構成されている請求項１に記載のガラス基板検査装置。
3. 縦姿勢のガラス基板を欠陥検知手段に対して前記ガラス基板の幅方向に移動させることにより、前記ガラス基板に対して前記欠陥検知手段を走査して前記ガラス基板に含まれる欠陥の有無を検査するガラス基板検査方法であって、
   前記欠陥検知手段として、上下方向に検知エリアが延びるラインセンサを有するものを用い、
   上部把持手段で前記ガラス基板の上辺を上部把持手段で把持し、前記上部把持手段から独立した下部把持手段で前記ガラス基板の下辺を把持し、これら上下辺の把持のみで前記ガラス基板を保持するとともに、
   前記上部把持手段と前記下部把持手段とを離反させて、前記ガラス基板に対して上下方向に張力を付与した状態で、前記上部把持手段と前記下部把持手段を同期移動させることにより、前記ガラス基板が前記欠陥検知手段の前記検知エリアを幅方向に移動しながら通過することを特徴とするガラス基板検査方法。
4. 前記ガラス基板と前記欠陥検知手段のうち、前記ガラス基板のみが移動する請求項３に記載のガラス基板検査方法。

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