专利名称：非接触式的流体厚度检测系统以及方法
技术领域：
本发明涉及一种流体厚度检测系统，特别是一种制造玻璃基板的非接触式的流体厚度检测系统。
背景技术：
由于液晶显示装置相较阴极射线显示器(CRT)更为轻、薄、短、小，并且更为省电。近年来，随着液晶显示装置制造技术进步，成本带动售价逐渐下降，消费者的接受度已大为提升。
玻璃基板是液晶显示装置主要组件之一，对于大型液晶显示装置的制造而言，玻璃基板的表面平整度，内部的气泡(Bubble)、筋纹(Cord)等缺陷的要求程度，玻璃基板本身的热收缩(Thermal Shrinkage)、密度(Density)、耐化学性(Chemical Durability)、机械强度(Mechanical Strength)等特性，以及玻璃厚度的要求，皆为制造玻璃基板时的挑战。
目前制造液晶显示装置的玻璃基板方法之一为融流下拉式制程(Over-flowFusion Process)，此法因为不与成型装置的固体面接触，所以玻璃基板的平整度较佳。请参阅图1A以及图1B，图1A是习知技艺融流下拉式制程所用的溢流成型系统2的横断面示意图。图1B是习知技艺融流下拉式制程所用的溢流成型系统2的侧截面示意图。该溢流成型系统2是用以制造一玻璃基板，该溢流成型系统2包含一溢流槽4、一进料装置8、以及一滚轮组10。首先，利用进料装置8持续将玻璃融熔液6注入溢流槽4，使玻璃融熔液6溢流出溢流槽4，并沿着溢流槽4的槽体外壁向下流动，玻璃融熔液6于溢流槽4下方会合而成一平板状流体，之后经过滚轮组10而形成该玻璃基板，以供液晶显示装置的显示面板制作时所需的重要组件。
该融流下拉式制程于制造时，除需注意玻璃厚度为预定的厚度外，更需进一步要求该玻璃基板厚度的均匀度，意即该玻璃基板的每一处厚度皆为预定的厚度。而该玻璃基板的厚度是直接与该玻璃基板凝固前，于溢流成型系统2中的玻璃融熔液6厚度有直接的关系。影响玻璃融熔液6的厚度一项主要因素为溢流槽4的形状，特别是溢流槽底的形状。由于溢流槽4设备价值昂贵，且溢流槽4制造出来后不易修整，于是该玻璃基板相关制造厂于订购溢流槽4之前，必须于实验室中以可调整的溢流槽4设备，来测试最佳的环境、以及确认溢流槽4的形状，因此，通常使用一油质流体6来替换掉冷却后会硬化的玻璃融熔液6以方便反复测试溢流槽4。其中藉由油质流体总流量与油质流体黏度乘积为一定值，可以换算出以玻璃融熔液6制造玻璃基板的最佳状态。并且于测试出最理想的溢流槽4后，依照其规格来制造用于正式生产该玻璃基板所需的溢流槽4。
上述测试理想的溢流槽4中一项重要的动作为测试油质流体6的厚度，主要包含溢流槽4的槽底表面上方的油质流体厚度、沿着溢流槽4的槽体外壁所溢流的油质流体厚度，以及溢流槽4下方所形成的平板状油质流体厚度。于习知技艺中是利用接触式的厚度量测仪器12。然而，由于习知技艺使用接触式的厚度量测仪器12，将无可避免的因接触而使量测仪器受到油质流体6的污染，进而影响量测的准确性。并且，受限于溢流成型系统2实际的设备环境，接触式的厚度量测仪器12不易实时量测任何预定位置的油质流体厚度，有时为量测某一预定位置的油质流体厚度，将额外增加量测的人工，并且降低整个量测的效率。
因此，本发明的主要目的在于提供一种非接触式的流体厚度检测系统，以解决上述问题。
发明内容
本发明的主要目的在提供一种提高量测的准确性以及效率的非接触式的流体厚度检测系统以及方法。
实现本发明的非接触式的流体厚度检测系统以及方法的技术方案如下一种非接触式的流体厚度检测系统，是用以测量一溢流成型系统中预定位置的流体厚度，该溢流成型系统包含一溢流槽，该溢流槽包含一槽底表面以及二相对的槽体外壁，该溢流槽用以盛装该流体，可使该流体溢流出该溢流槽，并沿着所述的槽体外壁向下流动，其特征是包含一非接触式的第一测距仪器，该第一测距仪器是用以测量该第一测距仪器与物体表面间的距离，其中藉由测量该第一测距仪器与该溢流槽的槽底表面间的距离，以及该第一测距仪器与该槽底表面上方的流体表面间的距离，可以得到该溢流槽槽底表面上方的流体厚度；二非接触式的第二测距仪器，该等第二测距仪器是用以测量该等第二测距仪器与物体表面间的距离，其中藉由分别测量该二第二测距仪器与该二槽体外壁间的距离，以及该等第二测距仪器与沿着该槽体外壁所溢流的相对应流体表面间的距离，可以得到沿着该槽体外壁所溢流的流体厚度；以及一移动装置，该移动装置用以从该溢流槽之一端，沿着该溢流槽移动该第一测距仪器以及所述的第二测距仪器至该溢流槽的另一端；其中，藉由该移动装置移动该第一测距仪器以及所述的第二测距仪器，该流体厚度检测系统可测量该溢流成型系统中预定位置的流体厚度。
所述的非接触式的流体厚度检测系统，其特征是该流体是一油质流体。
所述的非接触式的流体厚度检测系统，其特征是该流体是一玻璃融熔液。
所述的非接触式的流体厚度检测系统，其特征是该第一测距仪器以及所述的第二测距仪器是利用一相干光来测量该第一测距仪器或所述的第二测距仪器与物体表面间的距离。
所述的非接触式的流体厚度检测系统，其特征是该第一测距仪器以及所述的第二测距仪器是利用一超音波来测量该第一测距仪器或所述的第二测距仪器与物体表面间的距离。
所述的非接触式的流体厚度检测系统，其特征是该第一测距仪器以及所述的第二测距仪器是连接于该移动装置，并于该移动装置上移动，以测量该溢流成型系统中预定位置的流体厚度。
所述的非接触式的流体厚度检测系统，其特征是该溢流成型系统更包含一进料装置，用以持续将该流体注入该溢流槽中，使该流体溢流出该溢流槽，并沿着该溢流槽的槽体外壁向下流动。
所述的非接触式的流体厚度检测系统，其特征是该溢流槽是底部不平整的溢流槽。
所述的非接触式的流体厚度检测系统，其特征是溢流出该溢流槽的流体于该溢流槽下方会合而成一平板状流体，该流体厚度检测系统更包含一测量辅助结构，是活动垂直装置于该溢流槽的外侧底部，以使该第二测距仪器测量出该第二测距仪器与该测量辅助结构表面间的距离，其中藉由该第二测距仪器与该测量辅助结构表面间的距离，以及该第二测距仪器与相对应的平板状流体表面间的距离，以得到该溢流槽下方的平板状流体厚度。
本发明所提供的一种非接触式的流体厚度检测系统，是用以测量一溢流成型系统中预定位置的流体厚度，该溢流成型系统包含一溢流槽，该溢流槽用以盛装该流体，可使该流体溢流出该溢流槽，并沿着该溢流槽的槽体外壁向下流动。该流体厚度检测系统包含一非接触式的测距仪器、以及一移动装置。该非接触式的测距仪器是用以测量该测距仪器与物体表面间的距离，其中藉由该测距仪器与该溢流槽表面间的距离，以及该测距仪器与该流体表面间的距离，可以得到该流体的厚度。该移动装置用以移动该测距仪器，其中藉由该移动装置移动该测距仪器，该流体厚度检测系统可测量该溢流成型系统中预定位置的流体厚度。
因此，利用该非接触式的流体厚度检测系统，可测量该溢流成型系统中预定位置的流体厚度。藉此可以具有下列优点避免因接触所造成流体的污染，藉此可提高测量流体厚度的准确性，使量测误差降至微米刻度。除此之外，该非接触式的流体厚度检测系统较习知技艺便于设计为高自动化系统，可以减少人工以及时间的浪费。进一步，该非接触式的流体厚度检测系统较便于测量不同形状的溢流槽表面上方的流体厚度，特别是对于具不平整溢流槽槽底的溢流成型系统。另外，本发明的非接触式的流体厚度检测系统便于针对大面积的流体，快速测量其流体厚度。藉由上述的优点，本发明的非接触式的流体厚度检测系统可大幅提高量测的准确性以及效率。
关于本发明的优点与精神可以藉由以下的发明详述及附图得到进一步的了解。
图1A是习知技艺融流下拉式制程所用的溢流成型系统的横断面示意图；图1B是习知技艺融流下拉式制程所用的溢流成型系统的侧截面示意图；图2是本发明非接触式流体厚度检测系统以及溢流成型系统的示意图；图3是本发明非接触式流体厚度检测系统测量距离的示意图；图4是本发明非接触式流体厚度检测系统测量溢流槽槽底表面上方的流体厚度的示意图；图5是本发明非接触式流体厚度检测系统测量溢流槽下方的平板状流体厚度的示意图；图6是本发明非接触式流体厚度检测方法的流程图；以及图7是本发明测量溢流槽下方平板状流体的流程图。
具体实施例方式
请参阅图2，图2是本发明非接触式流体厚度检测系统14以及溢流成型系统2的示意图。本发明是提供一种利用于制造玻璃基板的非接触式的流体厚度检测系统14，是用以测量如图1所述的溢流成型系统2中预定位置的流体厚度，该溢流成型系统2包含一溢流槽4、以及一进料装置8，溢流槽4包含一槽底表面以及二相对的槽体外壁18，溢流槽4用以盛装流体6，进料装置8用以持续将流体6注入溢流槽4中，使流体6溢流出溢流槽4，并沿着溢流槽4的槽体外壁18向下流动。流体厚度检测系统14包含一非接触式的第一测距仪器22、二非接触式的第二测距仪器24、以及一移动装置20。
请参阅图3，图3是本发明非接触式流体厚度检测系统14测量距离的示意图。该非接触式的测距仪器是利用一相干光(coherent)来测量该测距仪器与物体表面间的距离，在本实施例中测距仪器包含非接触式的第一测距仪器22、以及二非接触式的第二测距仪器24，该相干光通常为各种颜色的激光。第一测距仪器22以及二非接触式的第二测距仪器24是用以分别测量第一测距仪器22以及二非接触式的第二测距仪器24与物体表面间的距离。其中藉由测量第一测距仪器22与溢流槽槽底16表面间的距离(d1)，以及第一测距仪器22与槽底表面上方的流体6表面间的距离(d2)，可以得到溢流槽槽底16表面上方的流体厚度(T1＝d1-d2)。藉由分别测量二第二测距仪器24与二槽体外壁18间的距离(d3以及d4)，以及该等第二测距仪器24与沿着槽体外壁18所溢流的相对应流体6表面间的距离(d5以及d6)，可以得到沿着槽体外壁18所溢流的流体厚度(T2＝d3-d5；以及T3＝d4-d6)。因此藉由第一测距仪器22以及第二测距仪器24与溢流槽4表面间的距离，以及第一测距仪器22以及第二测距仪器24与流体6表面间的距离，可以得到流体厚度的数值。第一测距仪器22以及所述的第二测距仪器24是连接于移动装置20，移动装置20用以从溢流槽4的一端，沿着溢流槽4移动第一测距仪器22以及所述的第二测距仪器24至溢流槽4的另一端，第一测距仪器22以及所述的第二测距仪器24可以在移动装置20上移动，以做局部的位置调整。其中藉由移动装置20移动第一测距仪器22以及所述的第二测距仪器24，以及第一测距仪器22以及所述的第二测距仪器24本身的局部位置调整，流体厚度检测系统14可测量溢流成型系统2中预定位置的流体厚度。
另外，该非接触式的测距仪器除利用相干光来测量外，也可以使用一超音波(ultrasonic)来测量该非接触式的测距仪器与物体表面间的距离。
如前述的流体厚度检测系统14中，在正式生产该玻璃基板之前，于测试溢流槽4时是利用一油质流体来作为流体6，以替代正式生产该玻璃基板所需的玻璃融熔液，流体6于正式生产时即采用该玻璃融熔液。而进一步地，本发明的非接触式流体厚度检测系统14也可利用于该玻璃基板正式生产前的初步试产时，为调整溢流成型系统2的状况时，用来测量溢流成型系统2中预定位置的玻璃融熔液厚度。
请参阅图4，图4是本发明非接触式流体厚度检测系统14测量溢流槽槽底16表面上方的流体厚度的示意图。前述溢流成型系统2中，较先进的溢流槽槽底16是非平整的，藉由其不平整的溢流槽槽底16可以调和由于进料装置8的某特定位置所造成流体厚度不均匀的问题。因此，藉由本发明的流体厚度检测系统14中第一侧距仪器22，测量出溢流槽槽底16表面上方的流体厚度，藉其数据可以找到沿着槽体外壁18所溢流的流体厚度不均匀的原因，进而可以修正溢流成型系统2，例如修正溢流槽槽底16的形状，以达到使该流体厚度均匀的目的。
请参阅图5，图5是本发明非接触式流体厚度检测系统14测量溢流槽4下方的平板状流体26厚度的示意图。如前述的流体厚度检测系统14，为了测量溢流出溢流槽4而于溢流槽4下方会合而成的平板状流体26的厚度，流体厚度检测系统14进一步利用一测量辅助结构28，是可活动并且垂直装置于溢流槽4的外侧底部，以使第二测距仪器24测量出第二测距仪器24与测量辅助结构28表面间的距离(d7)，测量辅助结构28的厚度为(W)。其中藉由第二测距仪器24与测量辅助结构28表面间的距离(d7)，以及第二测距仪器24与相对应的平板状流体26表面间的距离(d8)，可以得到溢流槽4下方的平板状流体26厚度(T4＝(d7-d8)*2+W)。
本发明不限于必须使用三个测距仪器22、24，所述实施例是本发明较佳具体实施例的详述，是希望能更加清楚描述本发明的特征与精神，而并非以上述所揭露的较佳具体实施例来对本发明的范畴加以限制。
请参阅图6，图6是本发明非接触式流体厚度检测方法的流程图。图6是图2实施例的非接触式流体厚度检测系统14所述的非接触式流体厚度检测方法。本发明是一种非接触式的流体厚度检测方法，是用以测量溢流成型系统2中预定位置的流体厚度，溢流成型系统2包含溢流槽4，溢流槽4用以盛装流体6，可使流体6溢流出该溢流槽4，并沿着所述的槽体外壁18向下流动，该流体厚度检测方法包含下列步骤步骤S02藉由非接触式的第一测距仪器22以及该二非接触式的第二测距仪器24，分别测量第一测距仪器22以及该二第二测距仪器24与溢流槽4表面间的距离。
步骤S04从溢流槽4的一端，沿着溢流槽4移动第一测距仪器22以及所述的第二测距仪器24至溢流槽4的另一端。同时并测量预定的第一测距仪器22与溢流槽4的槽底表面间的距离，并测量预定的二第二测距仪器24与该二槽体外壁18间的距离。
步骤S06将流体6持续注入溢流槽4中，使流体6溢流出溢流槽4，并沿着溢流槽4的槽体外壁18向下流动。
步骤S08从溢流槽4的一端，沿着溢流槽4移动第一测距仪器22以及所述的第二测距仪器24至溢流槽4的另一端。同时并测量预定的第一测距仪器22与该相对应的流体6表面间的距离，并测量预定的二第二测距仪器24与相对应的流体6表面间的距离。
步骤S10藉由测量第一测距仪器22与溢流槽4的槽底表面间的距离，并测量该二第二测距仪器24与该二槽体外壁18间的距离，以及藉由测量第一测距仪器22与相对应的流体6表面间的距离，并测量该二第二测距仪器24与相对应的流体6表面间的距离，以前述的计算方式，可以得知溢流成型系统2中预定位置的流体厚度。
请参阅图7，图7是本发明测量溢流槽4下方平板状流体26的流程图。本发明的流体厚度检测方法，其中溢流出溢流槽4的流体6于溢流槽4下方会合而成一平板状流体26，该流体厚度检测方法更包含下列步骤步骤S14垂直装置一测量辅助结构28于溢流槽4的外侧底部。
步骤S16利用第二测距仪器24，测量第二测距仪器24与测量辅助结构28表面间的距离。
步骤S18将流体6持续注入溢流槽4中，使溢流出该溢流槽4的流体6沿着溢流槽4的槽体外壁18向下流动，并于溢流槽4下方会合而成平板状流体26。
步骤S20利用第二测距仪器24，测量第二测距仪器24与平板状流体26表面间的距离。
步骤S20藉由第二测距仪器24与测量辅助结构28表面间的距离，以及第二测距仪器24与相对应的平板状流体26表面间的距离，以前述的计算方式，可以得到溢流槽4下方的平板状流体26厚度。
因此，利用该非接触式的流体厚度检测系统14中的非接触式的测距仪器22、24以及移动装置20，可测量该溢流成型系统2中预定位置的流体厚度。藉此可以具有下列优点避免因接触所造成流体6的污染，藉此可提高测量流体厚度的准确性，使量测误差降至微米刻度。除此之外，该非接触式的流体厚度检测系统14较习知技艺便于设计为高自动化系统，可以减少人工以及时间的浪费。进一步，该非接触式的流体厚度检测系统14较便于测量不同形状的溢流槽表面上的流体厚度，特别是对于具不平整溢流槽槽底16的溢流成型系统2。另外，本发明的非接触式的流体厚度检测系统14便于针对大面积的流体6，快速测量其流体厚度。藉由上述的优点，本发明的非接触式的流体厚度检测系统14可大幅提高了量测的准确性以及效率。
藉由以上较佳具体实施例的详述，是希望能更加清楚描述本发明的特征与精神，而并非以上述所揭露的较佳具体实施例来对本发明的范畴加以限制。相反地，其目的是希望能涵盖各种改变及具相等性的安排于本发明所欲申请的权利要求范围内。
权利要求
1.一种非接触式的流体厚度检测系统，是用以测量一溢流成型系统中预定位置的流体厚度，该溢流成型系统包含一溢流槽，该溢流槽包含一槽底表面以及二相对的槽体外壁，该溢流槽用以盛装该流体，可使该流体溢流出该溢流槽，并沿着所述的槽体外壁向下流动，其特征是包含一非接触式的第一测距仪器，该第一测距仪器是用以测量该第一测距仪器与物体表面间的距离，其中藉由测量该第一测距仪器与该溢流槽的槽底表面间的距离，以及该第一测距仪器与该槽底表面上方的流体表面间的距离，可以得到该溢流槽槽底表面上方的流体厚度；二非接触式的第二测距仪器，该等第二测距仪器是用以测量该等第二测距仪器与物体表面间的距离，其中藉由分别测量该二第二测距仪器与该二槽体外壁间的距离，以及该等第二测距仪器与沿着该槽体外壁所溢流的相对应流体表面间的距离，可以得到沿着该槽体外壁所溢流的流体厚度；以及一移动装置，该移动装置用以从该溢流槽之一端，沿着该溢流槽移动该第一测距仪器以及所述的第二测距仪器至该溢流槽的另一端；其中，藉由该移动装置移动该第一测距仪器以及所述的第二测距仪器，该流体厚度检测系统可测量该溢流成型系统中预定位置的流体厚度。
2.根据权利要求1所述的非接触式的流体厚度检测系统，其特征是该流体是一油质流体。
3.根据权利要求1所述的非接触式的流体厚度检测系统，其特征是该流体是一玻璃融熔液。
4.根据权利要求1所述的非接触式的流体厚度检测系统，其特征是该第一测距仪器以及所述的第二测距仪器是利用一相干光来测量该第一测距仪器或所述的第二测距仪器与物体表面间的距离。
5.根据权利要求1所述的非接触式的流体厚度检测系统，其特征是该第一测距仪器以及所述的第二测距仪器是利用一超音波来测量该第一测距仪器或所述的第二测距仪器与物体表面间的距离。
6.根据权利要求1所述的非接触式的流体厚度检测系统，其特征是该第一测距仪器以及所述的第二测距仪器是连接于该移动装置，并于该移动装置上移动，以测量该溢流成型系统中预定位置的流体厚度。
7.根据权利要求1所述的非接触式的流体厚度检测系统，其特征是该溢流成型系统更包含一进料装置，用以持续将该流体注入该溢流槽中，使该流体溢流出该溢流槽，并沿着该溢流槽的槽体外壁向下流动。
8.根据权利要求1所述的非接触式的流体厚度检测系统，其特征是该溢流槽是底部不平整的溢流槽。
9.根据权利要求1所述的非接触式的流体厚度检测系统，其特征是溢流出该溢流槽的流体于该溢流槽下方会合而成一平板状流体，该流体厚度检测系统更包含一测量辅助结构，是活动垂直装置于该溢流槽的外侧底部，以使该第二测距仪器测量出该第二测距仪器与该测量辅助结构表面间的距离，其中藉由该第二测距仪器与该测量辅助结构表面间的距离，以及该第二测距仪器与相对应的平板状流体表面间的距离，以得到该溢流槽下方的平板状流体厚度。
全文摘要
本发明是提供一种制造玻璃基板的非接触式的流体厚度检测系统，是用以测量一溢流成型系统中预定位置的流体厚度。溢流成型系统包含一溢流槽，溢流槽用以盛装流体，可使流体溢流出溢流槽，并沿着溢流槽的槽体外壁向下流动。流体厚度检测系统包含一非接触式的测距仪器、以及一移动装置。非接触式的测距仪器是用以测量测距仪器与物体表面间的距离，其中藉由测距仪器与溢流槽表面间的距离，以及测距仪器与流体表面间的距离，可以得到流体的厚度。移动装置用以移动测距仪器，其中藉由移动装置移动测距仪器，流体厚度检测系统可测量溢流成型系统中预定位置的流体厚度。
文档编号G01B11/06GK1595055SQ0315655
公开日2005年3月16日 申请日期2003年9月8日 优先权日2003年9月8日
发明者朱华堂, 陈华成, 吴金庆, 赵士齐, 李佳怡 申请人:碧悠国际光电股份有限公司