TWM615970U - 異形裁切玻璃基板之分割緣檢查裝置 - Google Patents

Abstract

一種異形裁切玻璃基板之分割緣檢查裝置，包含攝像異形裁切玻璃基板A之分割面之相機C、於異形裁切玻璃基板A之分割面照射光之照明裝置L、以及使用來自相機C的資料以判定分割面之判定裝置。相機C及照明裝置L固定於支撐框11，支撐框11及／或異形裁切玻璃基板A至少於x、y軸方向自由移動且在以z軸為旋轉軸之θ方向自由轉動，相機C及照明裝置L於y軸方向錯開設置於與異形裁切玻璃基板A同一平面的兩側。藉由上述攝像之玻璃基板之分割緣檢查裝置，即使是在異形基板分割緣中，亦可不受基板及相機等的干涉來檢查分割緣。

Description

異形裁切玻璃基板之分割緣檢查裝置

本創作關於在製造液晶面板基板等製程中，於玻璃基板裁切步驟後檢查玻璃基板分割緣之裝置，更詳細而言是關於一種異形裁切玻璃基板之分割緣檢查裝置，即使是如裁切為異形之異形裁切玻璃基板中分割緣為曲面的情形，亦可容易地檢查。

以高精度裁切液晶面板基板等所使用之玻璃基板時，使用如圖7（A）之具有半徑2mm左右的凹凸不平形狀之刀尖21a之切割輪21，如圖7（B）所示，切割輪21在於玻璃30表面切入2μm左右之狀態下移動，且刀尖21a與玻璃30接觸時會因衝擊而產生稱為肋（肋紋）32之重覆性波形狀剖面。

又，圖8為由剖面方向觀看圖7（B）的圖，切割輪21之刀尖21a所形成之裂痕會從前端朝玻璃30內部高速切入為平坦度較高之垂直破裂。該破裂稱為浸透33。該浸透33在與切刀壓力施加方向幾乎相同之方向前進，故幾乎與玻璃面約成為直角。

又，圖8中，刀尖21a進入部分為刀尖切口深度31d，從刀尖切口深度31d到深處肋32深度為肋深度32d，浸透33深度為浸透深度33d，玻璃未分割且浸透33未到達領域深度為浸透外領域深度34d。

考慮到高精度之玻璃加工及搬送而需要分離切劃步驟及分割步驟。因此，即使產生浸透33也需要於玻璃30殘留有未破裂部分。

然而，若藉由加壓分割浸透33較淺狀態之玻璃30，則會因隨機存在於玻璃30內部之微破裂及加壓方式的非再現性，而有從浸透33前端大幅傾斜破裂的情形（參照圖9中的虛線）。其會造成切口及缺口，會降低分割精度。

因此控制浸透33深度盡可能形成較深之浸透33，並減少隨機裂痕的延伸距離，此對於提高玻璃裁切品質是非常重要的，但浸透33安定深度與肋深度32d相關，因此，若因為切割輪21磨耗所造成不均一等而無法安定地形成肋32，則浸透深度33d亦不安定，有產生上述不良之虞。

以往一般是從線上取出玻璃，於切為小片的玻璃片使用顯微鏡監視或攝像玻璃剖面狀態。為了不從玻璃搬送線取出而自過去以來就有自動化需求，其分別對於玻璃端面從各種角度照光並檢測不良（參照專利文獻1至5）。

又，本創作申請人先前已提出其他方法，使用3D位移計檢查玻璃剖面，該3D位移計使用雷射位移計將對象物平面影像（明暗之影像資料）及其到對象物的距離（對象物之高度）同時作為資料取出，將該資料與經深度學習之已學習資料比較，藉此判定玻璃基板之切刀壓入部、肋紋部、浸透部（參照專利文獻6）。

又，本創作申請人亦提出一種玻璃基板之分割緣檢查裝置作為其他方法，對於分割面從相異方向照射光而得複數攝像，將該複數攝像使用光學立體法而得分割面質地資料，使用該質地資料用同樣方式使用深度學習等手法判定玻璃基板分割面的情形（參照專利文獻7）。

[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。 專利文獻6：日本實用新型登錄第3224054號。 專利文獻7：日本實用新型登錄第3225922號。

[新型所欲解決的課題]

又，上述檢查中，若沿玻璃分割緣連續攝像時，分割緣與相機及照明無法保持固定的角度及距離，因分割緣與相機或照明的角度或距離會在各處改變，所得影像無法作為判斷不良之判斷材料，故將玻璃分割緣與相機及照明之位置關保持為固定是非常重要的。

又，通常在測量玻璃端面時，玻璃本身有鏡面反射性質，且有玻璃剖面在垂直方向偏差正負角度的現象，故基本上用下述構造較為有利，亦即與玻璃剖面垂直地配置相機，並可廣泛對應玻璃剖面之方向偏差的構造。又，所要求光學離析較高，故為了使用較倍率較高之透鏡而使景深較淺，需要以玻璃剖面到透鏡之距離保持為固定距離之方式，在檢查前進行對準。

在此，為了避免攝像玻璃基板a周圍之分割面b之相機C與照射分割面b之照明裝置L互相干涉，故以往檢查玻璃基板分割緣時，相機C與照明裝置L之一般配置如圖10（（A）為平面圖，（B）為前視圖）所示，在與玻璃基板a相同之平面上稍微於橫方向錯開並配置。

在矩形狀玻璃基板a的情形，分割緣部為直線狀，故檢查該分割緣時，在使相機C或照明裝置L與玻璃基板a之分割緣的角度及距離維持為固定之狀態下，使相機C或照明裝置L或載置固定玻璃基板a之桌台相對直線地移動即可，例如電視用液晶等為四角形，故即使相對於分割面b而於側面垂直配置光學系統，在實用上也不會有問題。

又，傾斜裁切四角形的角落部時、或如圖11所示將四角形的角落部圓弧狀地裁切（R cut）時，只要為根據G-Code等移動之結構，並使相機C及照明裝置L沿著所規定線G移動，則可追隨該凸狀之曲線部（以下稱為凸狀部E）。

但近年來液晶玻璃等發展智慧型手機用或車用顯示器的應用，因應智慧型手機設計或配合車子的內裝或鏡子形狀，其周圍並非為矩形狀而形成為曲面，亦即形成為異形基板。檢查該異形基板時，必需使所攝像分割緣與相機或照明的角度及距離固定，並沿著分割緣攝像。

又，異形基板可預先判別其形狀，故將相機或照明或載置固定異形基板之桌台設置於移動體上，該移動體可在x、y方向自由移動且於以z軸為中心軸之θ方向自由轉動，預先配合異形基板之外觀形狀而使移動體相對移動並攝像，藉此可使玻璃基板分割緣與相機或照明的角度及距離保持為固定，藉此可在分割緣全周連續檢查。

該移動體在x、y軸方向之移動及在以z軸為旋轉軸之θ方向之轉動動作，以沿異形基板外觀形狀移動的結構的程式之數值控制而自動進行，故只要可高精度地驅動移動體，則不會有問題。

但是，異形基板之形狀若有如圖11之凸狀部E，則有時也會有如圖12所示凹狀地進入內側之曲線部（以下稱為凹狀部F）。該凹狀部F中，相機C及照明裝置L沿緣部相對移動時，在凹狀部F會產生相機C或照明裝置L與玻璃基板a之緣部產生干涉之問題。

本創作為解決上述課題而提供一種藉由攝像之異形裁切玻璃基板之分割緣檢查裝置，即使在異形裁切玻璃基板之分割緣中基板與相機等也可在不干涉下檢查分割緣。

[解決課題的技術手段] 為了解決上述課題，本創作為一種異形裁切玻璃基板之分割緣檢查裝置，包含：桌台，於其上表面承載經異形裁切之玻璃基板的下表面；吸取保持手段，使承載之前述玻璃基板保持於該桌台；相機，配置於該桌台之邊緣外側，並攝像該玻璃基板之分割面；照明裝置，對該玻璃基板之分割面照射光；以及判定裝置，使用來自該相機的資料來判定分割面，該相機捕捉在該玻璃基板之分割面所反射之該照明裝置的光；其中，該相機及該照明裝置固定於支撐框，該支撐框及／或該桌台固定於移動台，該移動台藉由設置於第二基底上之轉動手段而於以z軸為中心之θ方向轉動，前述第二基底沿著設置於第一基底上之移動導引手段而於y方向自由進退移動，前述第一基底沿著設置於基台上之移動導引手段而於x方向自由進退移動，藉由該移動台的移動，該玻璃基板之分割面的攝像面到該相機及該照明裝置的角度及距離保持為固定，並且可連續地拍攝該玻璃基板之分割面，該相機及該照明裝置設置於該支撐框，並且在與該桌台上的該玻璃基板為同一平面的兩側上，於y軸方向錯開。

接著根據圖1至圖3說明本創作之實施型態。 首先，於桌台1上表面承載並保持液晶玻璃基板之異形裁切玻璃基板A。

該實施型態之異形裁切玻璃基板A並非車用液晶面板等所使用之一般矩形狀玻璃基板，而是外形為曲線狀之異形基板，為在先前步驟分割為異形之基板。

該異形裁切玻璃基板A之保持方式使用已知方法，例如透過與中空桌台1內連接之軟管（省略圖示）而吸取桌台1內，並通過設置於桌台1頂壁之無數小孔（無圖示）吸取桌台1，藉此吸取保持承載於頂壁上之異形裁切玻璃基板A。但保持方法並無限定，可以採用其他方式保持。

本創作中，桌台1固定於移動台2上，但亦可如該實施型態般為移動台2與桌台1形成一體者。該移動台2藉由第二基底7上之馬達等轉動手段8而以中心的z軸（上下方向）為中心於θ方向自由轉動，該第二基底7於第一基底5上藉由移動導引手段6而可於y方向（圖1前後方向）移動，該第一基底5藉由移動導引手段3而可相對於基台4在x方向（圖1的左右方向）移動。

上述移動導引手段3及移動導引手段6之具體手段，一般來說，可例如為將滑件可滑動地嵌合於軌道等導引材之方法，但也可用其他方法導引。

前述桌台1連同移動台2的作動為：相對於基台4，沿著移動導引手段3使第一基底5藉由適當移動手段於x方向進退移動；沿著該第一基底5上之移動導引手段6，使第二基底7藉由適當移動手段於y方向進退移動；以及，藉由設置於該第二基底7上之轉動手段8而於以z軸為中心之θ方向轉動。

又，第一基底相對於基台4之進退移動及第二基底7相對於第一基底5之移動手段、以及其控制手段可利用已知的各種方法，例如：藉由線性馬達而自由控制地控制進退移動。又，移動台2也可藉由馬達等轉動手段8而自由控制地轉動。

藉由上述構成，移動台2藉由適當控制手段而於x軸方向進退移動並於y軸方向進退移動，並可於以y軸為中心之θ方向轉動，桌台1亦可隨著移動台2而移動。

桌台1上側還設置有移動台12。該移動台12藉由設置於第四基底17上之馬達等轉動手段18而以中心的z軸（上下方向）為中心於θ方向自由轉動，該第四基底17於第三基底15下側藉由移動導引手段16而可於x方向（圖1的左右方向）移動，該第三基底藉由移動導引手段13相對於基柱14而可於y方向（圖1的前後方法）移動。

又，移動導引手段13、16或轉動手段18與前述移動導引手段3、4或轉動手段8相同，並無特別限制。換句話說，可使用習知的方式，因此在此省略詳細說明。第三基底15、第四基底17、移動台12的作動及控制方式亦與前述第一基底5、第二基底7、移動台2相同，在此省略詳細說明。

又，移動台12連接固定有一個支撐框11，相機C及照明裝置L固定於該支撐框11。

固定於支撐框11之相機C以約30°的角度朝斜下方，並正好對焦於設置於桌台1上之異形裁切玻璃基板A的分割面位置，同樣地，固定於支撐框11之照明裝置L從下方往上方於斜上方向照射光，並照亮前述相機C之焦點位置。

該實施型態中，如圖3所示，相對於支撐框11於其上側配置相機C，於其下側配置照明裝置L，但相機C及照明裝置L可為上下相反之配置。

又，在支撐框11中，於相機C隔著桌台1的相反側設置有對準裝置19，該對準裝置19確認載置固定於桌台1上之異形裁切玻璃基板A的位置或形狀，該對準裝置19為相機或感應器或其等效裝置所構成。

如上述方式構成，可藉由相機C捕捉桌台1上之異形裁切玻璃基板A之分割面的攝像，並可隨著移動2個移動台2、12，藉由桌台1及支撐框11於x、y方向的移動及在以y軸為中心之θ方向的轉動的相互作用，在沿著異形裁切玻璃基板A之曲線的分割面全面以相機C捕捉其分割面情形的影像。

當然，上述作動可由軟體控制，使相機C及照明裝置L沿著異形裁切玻璃基板A的外形移動，且與其分割面保持固定距離，並與分割面之水平接線方向保持固定角度。

其控制方法有以下方法：協調控制桌台1側的移動台2、以及相機C及照明裝置L側的移動台12兩者，並使該等同時移動，在特定範圍使相機C及照明裝置L側的移動台12移動，以固定間隔停止移動台12，移動桌台1側的移動台2並稍微改變異形裁切玻璃基板A的位置，再次移動移動台12等，而於異形裁切玻璃基板A之周圍分割面進行連續拍攝等。但不限定於該手法。

又，該實施型態中，桌台1設置於移動台2，固定相機C及照明裝置L之支撐框11設置於移動台12，但也可為以下構造：桌台1及支撐框11中僅一者固定於移動台2或12並移動，另一者以無法移動之方式固定。

實施型態中，貼合2片玻璃基板而形成液晶用玻璃基板，實際相對於該液晶用玻璃基板之約1mm厚度的玻璃剖面，藉由以30°傾斜並具有景深1.7mm之透鏡之相機C及照明裝置L所拍攝的影像示於圖5。

相機C是從斜上方攝像玻璃剖面，但如圖6所示，異形裁切玻璃基板A之玻璃剖面寬度約為1mm，從斜方向攝像所產生之焦點距離差X為1mm（玻璃厚度）×cos（60°）=0.5mm，充分落在相機景深1.7mm的範圍內，為幾乎不會有問題的程度。

觀看圖5之剖面影像，在上下個別之2片玻璃中，圖8所示之肋32、浸透33為目視可確認程度，也可確認到延伸的浸透外領域深度34d，可根據該判定而交換切割輪，或藉由裁切時的各種調整而求肋形成的安定化。

又，影像資訊送至圖中未表示之判定裝置而判定，但判定方法可為本創作所屬技術領域中具有通常知識者之判定，也可為裝置或軟體所進行之自動判定。例如可參照專利文獻6，其揭示以相機C為3D位移計而獲得玻璃剖面之3D資料，藉由與累積資料的比較以深度學習進行自動判定。或如專利文獻7所揭示，從複數方向照射照明，藉由光學立體法獲得玻璃剖面之模擬3D資料，並以同樣方式判定。簡而言之，判定手法可採用各種方法。

如上述，藉由本創作之系統，不論是具有何種外形之異形裁切玻璃基板皆可進行分割面自動檢查，進而可實現未來可管理提高玻璃加工精度提升的結構。

根據本創作之玻璃基板之分割緣檢查裝置，如圖4所示，相機C及照明裝置L的光學系統以位於玻璃基板a兩側之方式上下配置，故測量凹狀部F時，玻璃基板a會通過相機C及照明裝置L之間，光學系統與玻璃基板a不會干涉，故透鏡之焦點距離與玻璃分割面b之間可保持為固定。

又，本創作之分割緣檢查裝置之檢查手法可以各種已知手法判定，可以熟練者觀看相機所攝像剖面的影像並判定，也可以裝置自動判定影像。又，可如專利文獻6，相機使用3D位移計，將所得3D攝像資料以深度學習而自動判別並檢測不良。又，可如專利文獻7，使用光學立體法以模擬3D影像判定。專利文獻7之方法的情形，相機所捕捉被拍攝體之明暗資料會隨著相對於被拍攝體之光源方向的改變而拍攝複數片影像，並由明暗差估計被拍攝體表面的凹凸，因此該手法需要準備複數照明。

[新型的功效]

如上述，根據本創作，即使是在檢查周圍為曲面之異形基板分割緣時，異形基板分割緣及相機及照明在與基板相同的平面上下錯開並設置，故不論異形基板周圍為何種形狀的曲線，尤其是凹往內側之凹狀曲面部，相機或照明可在不與基板緣部干涉下順利地檢查異形基板的全周。

又，相機從斜方向捕捉分割面，但只要以與基板不干涉之程度錯開即可，又，光學系統若應用光學立體法，則分割面的角度變化幾乎不會造成影響。

a:玻璃基板 A:異形裁切玻璃基板 b:分割面 C:相機 E:凸狀部 F:凹狀部 L:照明 1:桌台 2:移動台 3:移動導引手段 4:基台 5:第一基底 6:移動導引手段 7:第二基底 8:轉動手段 11:支撐框 12:移動台 13:移動導引手段 14:基柱 15:第三基底 16:移動導引手段 17:第四基底 18:轉動手段 19:對準裝置 21:切割輪 21a:刀尖 30:玻璃 31d:刀尖切口深度 32:肋 32d:肋深度 33:浸透 33d:浸透深度 34d:浸透外領域深度

圖1表示本創作之實施型態的前視圖。 圖2表示本創作之實施型態的左側視圖。 圖3表示同上之主要部分的斜視圖。 圖4表示以本創作的光學性配置而檢查玻璃剖面的前視圖。 圖5以本創作的光學系統配置而拍攝玻璃剖面的放大照片。 圖6表示本創作的光學系統配置之玻璃分割面中的景深偏差量的剖面圖。 圖7（A）切割輪的前視圖，圖7（B）分割玻璃時分割面的放大剖面前視圖。 圖8以切割輪切劃時的玻璃的側面圖。 圖9切劃後的玻璃的側面圖。 圖10表示以往玻璃剖面檢查的光學系統配置圖，圖10（A）為平面圖，圖10（B）為前視圖。 圖11表示異形裁切玻璃基板周圍凸狀部之剖面檢查的平面圖。 圖12表示異形裁切玻璃基板周圍凹狀部之剖面檢查的平面圖。

A:異形裁切玻璃基板

C:相機

L:照明

1:桌台

2:移動台

3:移動導引手段

4:基台

5:第一基底

6:移動導引手段

7:第二基底

8:轉動手段

11:支撐框

12:移動台

13:移動導引手段

14:基柱

15:第三基底

16:移動導引手段

17:第四基底

18:轉動手段

19:對準裝置

Claims (1)

1. 一種異形裁切玻璃基板之分割緣檢查裝置，包含： 桌台，於其上表面承載經異形裁切之玻璃基板的下表面； 吸取保持手段，使承載之前述玻璃基板保持於該桌台； 相機，配置於該桌台之邊緣外側，並攝像該玻璃基板之分割面； 照明裝置，對該玻璃基板之分割面照射光；以及 判定裝置，使用來自該相機的資料來判定分割面，該相機捕捉在該玻璃基板之分割面所反射之該照明裝置的光； 其中，該相機及該照明裝置固定於支撐框， 該支撐框及／或該桌台固定於移動台， 該移動台藉由設置於第二基底上之轉動手段而於以z軸為中心之θ方向轉動，前述第二基底沿著設置於第一基底上之移動導引手段而於y方向自由進退移動，前述第一基底沿著設置於基台上之移動導引手段而於x方向自由進退移動， 藉由該移動台的移動，該玻璃基板之分割面的攝像面到該相機及該照明裝置的角度及距離保持為固定，並且可連續地拍攝該玻璃基板之分割面， 該相機及該照明裝置設置於該支撐框，並且在與該桌台上的該玻璃基板為同一平面的兩側上，於y軸方向錯開。

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