JP2000258744A - 状態検出機構及び方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】液晶製品の引出し電極とプローブ電極のコンタ
クト時の画像を撮像して位置ずれを検出し、そのずれの
補正を行う機構とすることにより、液晶製品の引出し電
極とプローブ電極のコンタクトの信頼性を向上させるこ
と、並びにプローブの位置調整、液晶製品の位置調整を
も可能にすること。 【解決手段】液晶製品の引出し電極と外部プローブとを
コンタクトし、信号を外部より送信して点灯状熊を検査
する液晶製品検査装置において、液晶製品を固定する液
晶保持手段またはプローブを固定しているプローブ保持
手段を移動して液晶製品の電極とプローブをコンタクト
させるとき、コンタクト部分の画像を得る撮像手段と、
該撮像手段にコンタクト部分の画像を結像する手段を有
し、両者のアライメントマークまたは、電極自体の位置
から両者のコンタクト状態を検出して、位置ずれ等の補
正をするようにしたこと。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液晶表示製品の生産、
特に自動生産において点灯検査を行うためのコンタクト
状態検出機構又は方法に関するものであり、液晶製品と
プローブ電極のコンタクトを確実に行い、その信頼性を
著しく向上させたものであり、また、液晶表示製品の基
板貼り合せなどの分野への応用も可能なものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から行われている液晶製品の点灯検
査には、液晶製品を外形突き当てにより仮位置決めを
し、液晶製品の引出し電極とプローブ電極とをコンタク
トさせ一定パターンが点灯した場合コンタクト位置が正
しいと判断するという人間による判断作業や、液晶製品
上に設定されたアライメントマークをカメラで撮像し、
得られた画像から液晶製品の位置を検出して、ずれ量を
移動機構により補正してコンタクトを行う方法がある。
後者の方法として、例えば、特開平９−１１３８５７号
公報に記載されているものがある。

【０００３】上記特開平９−１１３８５７号公報に記載
されているものの基本機構は次のとおりである（図１０
を参照されたい。なお図１０の符号は同公報の符号をそ
のまま用いている）。液晶パネル１を吸着ボード７にて
吸着保持し、パネル１の外周部に設けられたアライメン
トマークをアライメントカメラ４が認識できる位置まで
Ｚテーブル１０を上昇させる。その状態でパネル１の対
角にある２カ所のアライメントマークの位置をアライメ
ントカメラ４にて認識する。次にデータに記憶されたア
ライメントマークの適正位値と現在のアライメントマー
クの位置とのズレ量を算出し、ＸＹθテーブル９により
ズレ量が無くなるようパネル１を移動する。アライメン
ト終了後、プローブ２ａとパネル１の電極パッドがコン
タクトする位置までＺテーブルを上昇させ、パネル駆動
回路３から信号を出力しパネルを点灯させ、作業者によ
る目視検査、または検査カメラ１８を用いた画像処理手
段等で検査を行う。このものはアライメントカメラ４
を、プロービング基板２ｂを固定するマザーボード５上
に固定し、アライメントカメラとプローブとを近接配置
させるものであるため、装置の振動、周辺部品等の熱膨
張や変形によるコンタクト位置のズレを低減できるが、
毎回のコンタクトによるプローブの経時変化による影響
を除去することはできない。また、通常こうした点灯検
査機構は、複数種類の液晶製品の検査が可能であるが、
厚さが異なる液晶製品をそれぞれ検査する際の機種切替
え時や、ガラス等の固い基盤を用いた液晶製品では不要
ではあるが、ポリマー素材を基板としたような液晶製品
の検査においては、キズが付くのを防止するため、プロ
ーブのコンプライアンス機構などコンタクト圧調整機構
が必要となり、コンタクト前とコンタクト時では位置が
ずれる場合がある。また、本質的に「液晶製品やプロー
ブの」基板表面でのパターン電極には位置ずれがあるた
め、アライメントマークをコンタクトの位置決めとして
用いるのは最適な方法とは言えない。さらに上記特開平
９−１１３８５７号公報に記載されているような従来技
術のものでは、アライメント用カメラとプローブとの位
置に対する調整機構が無いため、アライメントマークと
カメラの位置は画像取得により保証されているものの、
カメラとプローブ、プローブと液晶製品の引き出し電極
との相対位置の保証はされてない。そのため検査される
液晶製品の機種切替え時におけるプローブの位置調整等
も非常に困難である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、液晶製品の
引出し電極とプローブ電極のコンタクト時の画像を撮像
して位置ずれを検出し、そのずれの補正を行う機構とす
ることにより、液晶製品の引出し電極とプローブ電極の
コンタクトの信頼性を向上させること、並びにプローブ
の位置調整、液晶製品の位置調整をも可能にすること
を、その課題とするものである。さらに具体的に言え
ば、請求項１に係る発明は、液晶製品の点灯検査におい
て、液品製品の引出し電極とプローブ電極とのコンタク
ト部位の画像を取得し直接コンタクト状態から両者の位
置ずれを検出、補正する状態検出機構を構成し、信頼性
の高いコンタクトを可能とすることをその課題とするも
のである。また請求項２に係る発明は、液晶製品の厚さ
に違いがある場合や、液晶製品の引出し電極とプローブ
電極のコンタクト時にコンタクト圧の調整等でコンプラ
イアンス機構が用いられている場合でも、撮像手段の光
軸方向のずれによる画像のぼけに影響されない状態検出
機構を構成することをその課題とするものである。また
請求項３に係る発明は、機種切替えの際交換したプロー
ブの位置決めや、コンタクト等に伴うプローブ位置の経
時変化の検出を可能とすることをその課題とするするも
のである。また請求項４に係る発明は、液晶製品の仮位
置決め時の位置を検出することを可能とし、さらに液晶
製品とプローブの位置ずれの粗い補正を可能にすること
をその課題とするものである。また請求項５に係る発明
は、液晶製品とプローブの両電極の位置を直接検出し、
それぞれの位置ずれを検出、補正する際に、基板表面の
パターン電極を含めた電極の位置ずれに影響されない、
または、引出し電極のばらつきを平均化することをその
課題とするものである。さらに、請求項６に係る発明
は、コンタクト位置が撮像手段の光軸方向上でずれが生
じても、液晶製品とプローブの両電極の位置ずれを検出
可能とすることをその課題とするものである。

【０００５】

【課題解決のために講じた手段】上記課題解決のために
講じた手段は、請求項１に係る発明においては、液晶製
品の引出し電極と外部プローブとをコンタクトし、信号
を外部より送信して点灯状熊を検査する液晶製品検査装
置において、液晶製品を固定する液晶保持手段またはプ
ローブを固定しているプローブ保持手段を移動して液晶
製品の電極とプローブをコンタクトさせるとき、コンタ
クト部分の画像を得る撮像手段と、該撮像手段にコンタ
クト部分の画像を結像する手段を有し、両者のアライメ
ントマークまたは、電極自体の位置から両者のコンタク
ト状態を検出して、位置ずれ等の補正をするようにした
ことである。また請求項２に係る発明では、上記撮像手
段にコンタクト部分の画像を結像する手段に被写界深度
の長い結像手段を用いることにより、撮像手段の光軸方
向のずれによる画像のぼけに影響されないようにしたこ
とである。また請求項３に係る発明では、上記撮像手段
をプローブ保持手段に固定したことにより、プローブの
位置決めを容易に行え、プローブ位置の経時変化の検出
もできるようにしたことである。また請求項４に係る発
明では、上記撮像手段を液晶保持手段に固定したことに
より、液晶製品の仮位置決め時の位置を検出することが
でき、液晶製品とプローブの位置ずれの粗い補正をでき
るようにしたことである。また請求項５に係る発明で
は、液晶製品とプローブの電極画像をそれぞれ空間周波
数により表現しそれぞれの初期位相差を導出することに
より、引き出し電極の位置ずれに影響されず、そのばら
つきを平均化することができるようにしたことである。
また請求項６に係る発明では、取得した画像のコントラ
ストを強調し、水平方向のコントラストが最も高いライ
ンを抽出して空間周波数により表現し、それぞれの初期
位相を導出することにより、コンタクト位置が撮像手段
の光軸方向上でずれが生じても、液晶製品とプローブの
位置ずれを検出することができるようにしたことであ
る。

【０００６】

【作用】請求項１の機構を用いることにより、液晶製品
とプローブの両電極のコンタクト部分の画像を得ること
ができ、この画像に基づき液晶保持手段またはプローブ
保持手段を移動することで、コンタクト部分の位置ずれ
を直接補正する。すなわち、液晶製品とプローブの両電
極のコンタクト状熊を直接検出することができるもので
あるから、移動機構に伴い発生する位置ずれや、液晶製
品表面のパターン電極の位置ずれに伴うアライメントマ
ーク位置の信頼性の低下等に影響されることなく、信頼
性の高い位置検出、補正が可能となる。

【０００７】請求項２の機構を用いることにより、コン
タクト圧調整等によるコンタクト機構のコンプライアン
スや液晶製品の仮位置決めのずれに伴うコンタクト位置
の変移等に起因する撮像手段の光軸方向の位置ずれがあ
った際にも、取得した画像がぼけることがない。このた
め位置検出、補正の信頼性が向上し、厚さが異なるよう
な種々の機種に対する点灯検査の汎用性も向上する。

【０００８】請求項３の機構を用いることにより、機種
切替えに伴うプローブの交換時や、コンタクト等の動作
に伴う位置の経時変化によりプローブの位置を検出、補
正する必要がある時、プローブ保持手段に固定された撮
像手段を基準として調整を行うことが可能となる。すな
わち、撮像手段をプローブ保持手段に固定しため、機種
切替えに伴うプローブの交換時や、コンタクト等の動作
に伴う位置の経時変化によりプローブの位置を検出、補
正する必要がある際、撮像手段を基準とすることができ
るため、調整が容易であるとともにその信頼性も同時に
向上する。

【０００９】請求項４の機構を用いることにより、液晶
保持手段に固定された撮像手段を基準として、液晶製品
の仮位置決め時の位置が検出でき、粗い位置補正を実施
することが可能となる。すなわち、撮像手段を液晶保持
手段に固定したため、液晶製品の仮位置決め時の位置検
出が行うことができ、液晶製品の粗い位置補正が可能と
なる。

【００１０】請求項５の方法を用いることにより、撮像
手段の視野全幅にあるそれぞれの電極の位置を空間周波
数により表現し、各々の位置をその初期位相角として算
出するため、基板上のパターン電極の位置ずれが平均化
される。また初期位相角の差を求めコンタクトの位置ず
れを導出するため、端の引出し電極位置のみの比較に基
づく誤差の累積に起因した他の引出し電極と隣の電極と
の導通が回避される。

【００１１】請求項６の方法を用いることにより、液晶
製品とプローブの両電極のコンタクト位置から撮像手段
の焦点が多少外れていても、焦点の合っている部分の両
電極の位置が抽出でき、コンタクト位置のコンタクト状
熊のずれの検出が可能となる。このため位置検出、補正
の信頼性が向上し、厚さが異なるような種々の機種に対
する検査の汎用性も同時に向上する。

【００１２】

【実施例】次に図面を参照しつつ実施例を説明する。第
１図において、１は液晶製品、１ａは液晶製品１の辺縁
部から引き出された引出し電極、２は点灯検査用プロー
ブ、２ａはプローブ２に貼着されたＦＰＣである。点灯
検査は、ＦＰＣ２ａを引き出し電極１ａにコンタクトさ
せた状態でプローブ２側より信号を入力して、液晶製品
１のパターンを点灯させて実施される。

【００１３】第２図は液晶製品１とプローブ２がコンタ
クトした状態を表している。液晶製品１がなす面とプロ
ーブがなす面との交線３が視野に入るように、またプロ
ーブ先端部の辺縁が視野の水平方向と角度が一致するよ
うにＣＣＤエリアセンサ４を設置しコンタクト位置を撮
像する。

【００１４】第３図に示すようにコンタクト位置の画像
が得られた時ずれ量５を検出して液晶製品を固定してい
るステージを移動し、ずれ量５を補正してコンタクトを
確実に行う。

【００１５】第４図におけるＣＣＤエリアセンサ４ａに
は、被写界深度の長いレンズ６が取付けられている。液
晶製品１ｂ、液晶製品１ｃのような機種切り替えによる
厚さ変化や、液晶製品を固定しているステージの移動精
度のばらつきなどにプローブ２ｂ側にスプリングによる
コンプライアンス機構７を設定して対応する場合、ＣＣ
Ｄエリアセンサ４ａの光軸方向にコンタクト位置が変動
しても、ボケの少ない画像を取得し、液晶製品１ｂ，１
ｃとプローブ２ｂの両電極の位置ずれを検出し、補正す
る。

【００１６】第５図において、プローブ２ｃはプローブ
固定用フレーム８に固定されている。またフレーム８に
はプローブ２ｃ先端部の辺縁が視野の水平方向と角度が
一致するようにＣＣＤエリアセンサ４ｂが固定されてい
る。コンタクト時はコンタクト位置画像を取得して位置
検出、補正を実施する。ＣＣＤエリアセンサ４ｂとプロ
ーブ２ｃはフレーム８を介して相対位置が保証されてお
り、機種切替え時にはＣＣＤエリアセンサ４ｂが各機種
のプローブ位置決めの基準とされ、また、コンタクト動
作によるプローブ位置の経時変化の検出も同時に行う。

【００１７】第６図においてＣＣＤエリアセンサ４ｃ
は、液晶製品１ｄを保持、固定するステージ９に固定さ
れ、透明基板上の引出し透明電極部を撮像する。ＣＣＤ
エリアセンサ４ｃは透明基板上の透明電極を撮像すると
ともにコンタクト時のプローブ２ｄをも撮像してコンタ
クト位置の画像を撮像しずれ量を検出、補正する。ま
た、液晶製品１ｄのステージ９上の設置状態をコンタク
ト前に検出することにより、仮の粗い位置決めを実行で
きる。

【００１８】第７図はコンタクト時におけるＣＣＤエリ
アセンサが取得した画像である。プローブ２ｅ画像の水
平方向１ライン１０上の画素データｘ（ｎ）を得ると、
第８図に示すようなほぼ矩形波に近い波形が得られる。
この第８図で示す画素データにＦＦＴをかけると、Ｍを
ＣＣＤエリアセンサの水平方向の幅、ｋを解像度から換
算した電極１ピッチ分の画素数として、以下の導出が実
行される。以下、式中のΣはｊ＝１からｊ＝ｉまで、ｉ
はｉ＝（Ｍ￥ｋ）×ｋ ￥：整数除算 ｓｉｎ成分：Ｓ＝Σｓｉｎ（２πｊ／ｋ）×ｘ（ｊ）・・・ ｃｏｓ成分：Ｃ＝Σｃｏｓ（２πｊ／ｋ）×ｘ（ｊ）・・・ スペクトル：Ａ＝（Ｓ^２ ＋Ｃ^２ ）^１／２ ．．． 式を実行して電極ピッチの倍数の空間周波数でスペク
トルのピークが得られる。空間周波数ｋの値より数画素
大きな値まで式を実行することにより、水平から電極
の傾き角度を検出することが可能となる。空間周波数が
電極ピッチの波形の初期位相が次のように得られる。 φ＝ｔａｎ^一１（Ｓ／Ｃ）… φ＝３６０度で１ピッチとして、視野の範囲を使って電
極の平均的な位置ずれを得ることができる。同様に液晶
製品１ｅについても同様の計算を実行し、液晶製品とプ
ローブの両電極の位置ずれを初期位相角の差より導出す
ることができる。これら一連の導出は、視野全幅にある
電極の位置からその位置を検出するため、端の電極に合
せることによるそれ以外の電極への累積誤差の影響を平
均化することが可能となり、隣接する電極同士の導通を
避けることが可能となる。

【００１９】第９図においてＣＣＤエリアセンサにより
取得された画像は、液晶製品１とプローブ２のコンタク
ト部分に焦点が合っておらず、液晶製品の電極１ｆとプ
ローブの電極２ｆにレンズの焦点が合っている。この場
合、まず画像全体にラプラシアンを施し、２値化するこ
とにより輝度変化の顕著な部位を抽出する。それぞれ抽
出された部位において、２ラインづつ選択し、ＦＦＴを
かけ、液晶製品の電極２ラインの初期位相をφ１、φ２
とし、プローブ側電極の２ラインの初期位相をψ１、ψ
２とし、位相が３６０度ずれたときを電極１ピッチのず
れに換算して、それぞれの電極の傾き角度を導出する。
それぞれの電極において抽出した２ラインのうちそれぞ
れ一方の座標から、電極の式が導出され、コンタクト位
置を直接撮像しなくても電極の幅と交点の座標からコン
タクト状熊を計算することが出来る。

【００２０】

【発明の効果】本発明の作用・効果は上記〔作用〕の項
で述べたとおりであるが、これをまとめるつぎのとおり
である。請求項１に係る本発明は、液晶製品とプローブ
の両電極のコンタクト状熊を直接検出することができる
ものであるから、これにより、移動機構に伴い発生する
位置ずれや、液晶製品表面のパターン電極の位置ずれに
伴うアライメントマーク位置の信頼性の低下等に影響さ
れることなく、信頼性の高い位置検出、補正が可能とな
る。

【００２１】また、請求項２に係る発明は、コンタクト
圧調整等によるコンタクト機構のコンプライアンスや液
晶製品の仮位置決めのずれに伴うコンタクト位置の変移
等により撮像手段の光軸方向の位置ずれがあっても、被
写界深度の長い結像手段を用いたため、取得した画像が
ぼけることがなく、このため位置検出、補正の信頼性が
向上させ、厚さが異なるような種々の機種に対する点灯
検査の汎用性も向上させることができる。

【００２２】また、請求項３に係る発明は、撮像手段を
プローブ保持手段に固定しため、機種切替えに伴うプロ
ーブの交換時や、コンタクト等の動作に伴う位置の経時
変化によりプローブの位置を検出、補正する必要がある
際、撮像手段を基準とすることができるため、調整が容
易であるとともにその信頼性も同時に向上させることが
できる。

【００２３】また、請求項４に係る発明は、撮像手段を
液晶保持手段に固定したため、液晶製品の仮位置決め時
の位置検出が行うことができ、液晶製品の粗い位置補正
が可能である。

【００２４】また、請求項５に係る発明は、液晶製品と
プローブの電極画像を空間周波数により表現しそれぞれ
の初期位相角を算出するため、基板上のパターン電極の
位置ずれに影響されることなくコンタクト位置の検出、
補正が可能となる。またそれぞれの初期位相角の差によ
りコンタクトの位置ずれを導出するため、端の引出し電
極位置のみの比較に基づく誤差の累積に起因した他の引
出し電極と隣の電極との導通が回避可能となり、点灯検
査の信頼性を著しく向上させることができる。

【００２５】さらに、請求項６に係る発明は、液晶製品
とプローブの両電極のコンタクト位置から撮像手段の焦
点が多少外れていても、焦点の合っている部分の両電極
の位置を抽出することができ、コンタクト位置のコンタ
クト状熊のずれを検出することが可能となる。このため
位置検出、補正の信頼性が向上させることができ、厚さ
が異なるような種々の機種に対する検査の汎用性も同時
に向上される。

【図面の簡単な説明】

【図１】は液晶製品とプローブとをコンタクトさせる前
の状態図である。

【図２】は液晶製品とプローブとをコンタクトさせた状
態図である。

【図３】はＣＣＤエリアセンサにより取得された画像を
表す図である。

【図４】は厚さの異なる液晶製品をプローブとコンタク
トさせた際のＣＣＤエリアセンサの光軸方向のずれを表
す模式図である。

【図５】はＣＣＤエリアセンサをプローブ固定用フレー
ムに固定させたものの側面図である。

【図６】はＣＣＤエリアセンサを液晶製品固定用ステー
ジに固定させたものの側面図である。

【図７】はＣＣＤエリアセンサにより取得された画像の
抽出部分を表す図である。

【図８】は図７の抽出部分の画像データを表す図であ
る。

【図９】はＣＣＤエリアセンサにより取得された別の画
像である。

【図１０】（ａ）は従来例の平面図であり、（ｂ）は同
側面図である。 図１〜図９における符号の説明 １，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ・・・液晶製晶 １ａ，１ｆ・・・・・・・・・・・液晶製品の引出し電
極 ２，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ・・・点灯検査用プローブ ２ａ，２ｆ・・・・・・・・・・・プローブ電極用ＦＰ
Ｃ ３・・・・・・・・・・・・・・・コンタクト位置 ４，４ａ，４ｂ，４ｃ・・・・・・ＣＣＤエリアセンサ ５・・・・・・・・・・・・・・・両電極位置ずれ量 ６・・・・・・・・・・・・・・・レンズ ７・・・・・・・・・・・・・・・コンプライアンス機
構 ８・・・・・・・・・・・・・・・プローブ固定用フレ
ーム ９・・・・・・・・・・・・・・・液晶製晶固定用ステ
ージ １０・・・・・・・・・・・・・・画像中の抽出部分

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】液晶製品の引出し電極と外部プローブとを
   コンタクトし、信号を外部より送信して点灯状熊を検査
   する液晶製品検査装置において、液晶製品を固定する液
   晶保持手段またはプローブを固定しているプローブ保持
   手段を移動して液晶製品の電極とプローブをコンタクト
   させるとき、コンタクト部分の画像を得る撮像手段と、
   該撮像手段にコンタクト部分の画像を結像する手段を有
   し、両者のアライメントマークまたは、電極自体の位置
   から両者のコンタクト状態を検出して、位置ずれ等の補
   正をすることにより点灯検査の信頼性を向上することを
   可能とした状熊検出機構。
2. 【請求項２】請求項１において、該撮像手段にコンタク
   ト部分の画像を結像する手段に被写界深度の長い結像手
   段を用いたことを特徴とする状熊検出機構。
3. 【請求項３】請求項１「又は２」において、該撮像手段
   を該プローブを固定しているプローブ保持手段に固定す
   ることを特徴とする状熊検出機構。
4. 【請求項４】請求項１「又は２」において、該撮像手段
   を液晶製品を固定する液晶保持手段に固定することを特
   徴とする状態検出機構。
5. 【請求項５】請求項１「から４のいずれか１つの請求
   項」において、液晶製品とプローブの電極画像をそれぞ
   れ空間周波数により表現しそれぞれの初期位相差を導出
   することにより、液晶製品とプローブのずれを検出する
   ことを特徴とした状態検出方法。
6. 【請求項６】請求項５において、取得した画像のコント
   ラストを強調し、水平方向のコントラストが最も高いラ
   インを抽出して、空間周波数により表現し、初期位相を
   導出することにより、撮像手段の光軸方向でコンタクト
   部が位置ずれを生じても、液晶製品とプローブのずれを
   検山することを特徴とした状態検出方法。