JP2001318357A - 液晶表示装置に用いられるカラーフィルタと偏光板の検査装置および液晶表示装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 液晶表示装置の構成材料であるＣＦおよび偏
光板の欠陥検査を、単体の状態で、液晶モジュールの最
終工程での検査と同程度の精度で行うことができる検査
装置を提供する。 【解決手段】 色材を抜いたＣＦで構成したＣＦ基板を
用いた液晶パネル５その駆動装置８および照明装置７か
らなる液晶モジュールを検査装置として用い、この検査
装置上に被検査ＣＦ基板１を密着固定し、液晶パネル５
を駆動させて検査を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、液晶表示装置に
用いられるカラーフィルタ（以下、ＣＦと称する）と偏
光板の検査装置、および該検査装置を用いた検査工程を
含む液晶表示装置の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】カラー液晶表示装置のＣＦは、対向電極
基板上に印刷法、染色法または電着法等によりＲＧＢ各
色の微細なフィルム膜を多数形成することにより構成さ
れる。ＣＦの各フィルタ膜に色ムラや色抜け、異物の付
着等が存在すると、液晶表示装置の画質の低下を来すこ
ととなるため、製造段階でＣＦの欠陥の有無を検査する
必要がある。従来のＣＦの欠陥検査は、ＣＦを形成した
対向電極基板（以下、ＣＦ基板と称する）をアレイ基板
に重ね合わせて液晶を封入し、液晶パネルを構成して表
示装置として動作可能な状態で行なわれており、この方
法よれば、欠陥を確実に検出することができる。また、
ＣＦ単体での欠陥検査としては、ＣＦ基板に光を照射
し、その反射光、もしくは透過光を検査員が目視により
検査する方法が従来採用されていた。

【０００３】また、図６は特開平６−３４２１５５号公
報に開示された従来のＣＦの検査装置を示す構成図であ
る。図６に示すＣＦの検査装置は、被検査ＣＦ基板１の
画素と同じ配置で形成され、かつ少なくとも透過と不透
過の二条件の制御が可能な画素を備えた液晶パネル３１
と、液晶パネル３１の任意の画素を不透過状態にするた
めの駆動装置３２と、液晶パネル３１に被検査ＣＦ基板
１を重ねて位置あわせを行う位置調整装置３３と、液晶
パネル３１の背面側に配設された光源３４を具備し、検
査装置の液晶パネル３１上方に一定の間隔を開けて被検
査ＣＦ基板１を支持して欠陥検査を行うことにより、Ｃ
Ｆ単体での欠陥検査を表示装置として動作させた場合と
同じ状態で行うことができる。

【０００４】液晶表示装置に用いられる一般的な偏光板
は、図７に示すように、ポリビニルアルコール（ＰＶ
Ａ）を３〜５倍に延伸して形成した偏光基体３６と、こ
の偏光基体３６を両側から保護するトリアセチルセルロ
ース（ＴＡＣ）３７を張り合わせることにより形成さ
れ、さらに、粘着層３８と後工程において偏光板の表面
に傷や汚れ等が付着するのを防止する目的で透明な保護
シート３９が両面に積層されている。図７に示す断面構
造を有する偏光板は、各パネルサイズに切断された後、
偏光板メーカーにおける最終検査が施される。

【０００５】しかし、保護シート３９が積層されている
状態では、光が保護シート３９を透過する際に偏光方向
が乱されるため、偏光板の表面および内部の異常を視認
することは難しく、欠陥の有無を判断できない。そのた
め、従来の偏光板の検査は、液晶パネルに偏光板を貼り
付けて液晶表示装置を完成した後の最終検査において、
保護シート３９を剥離した状態で行う方法が主となって
いた。

【０００６】また、図８は特開平１０−３１１７７７号
公報に開示された従来の偏光板の検査装置を示す構成図
である。図８に示す偏光板の検査装置は、光源３４から
出射され無欠陥偏光板６および駆動装置３２が接続され
た液晶パネル３１を透過させることにより、所定の偏光
方向の光を透明キャリアテープ４０（透明保護シート３
９と同等のもの）上の被検査偏光板２１に入射させるよ
うに構成され、駆動装置３２から液晶パネル３１へ印可
する電圧レベルを変化させることにより、液晶パネル３
１の透過光の偏光方向を調整して、透明キャリアテープ
４０を透過する際の偏光方向の乱れを相殺することが可
能となり、透明保護シート３９が貼付された状態の偏光
板においても精度よく欠陥検出を行うことができる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】以上のように、ＣＦの
検査方法としては、従来いくつかの方法が提案されてき
たが、ＣＦ基板とアレイ基板を重ね合わせて液晶を封入
し液晶パネルの状態で検査を行う方法では、確実に欠陥
を検出することはできるが、この時点でＣＦの欠陥が検
出された液晶パネルは廃棄処分となるため、製造プロセ
スおよび材料のロスが大きくなるという問題があった。
また、ＣＦ基板に光を照射しその反射光もしくは透過光
を利用してＣＦの検査を行う方法では、液晶表示装置の
画素数は近年さらに増加し、かつ各画素サイズはますま
す微細化しているため、反射光や透過光の目視検査で
は、色ムラや色抜け、異物付着等の欠陥を確実に検出す
ることは困難であり、かつ能率が悪く検査員の個人差に
より検査精度にばらつきが生じるという問題があった。

【０００８】また、特開平６−３４２１５５号公報に開
示された方法では、被検査ＣＦ基板１は検査装置の液晶
パネル３１上方に間隔を開けて支持されるため、被検査
ＣＦ１と液晶パネル３１が平行でなかったり、検査員が
被検査ＣＦ基板１に対して斜めから見て検査した場合に
は、被検査ＣＦ基板１と液晶パネル３１の画素の位置に
ズレが生じる可能性があり、欠陥画素の特定において正
確な検査が行えないという問題があった。

【０００９】また、従来の偏光板の検査は、液晶パネル
に偏光板を貼り付けて液晶表示装置を完成した後に行う
ため、この時点で偏光板に欠陥が検出された場合は、液
晶表示装置を分解して偏光板を剥離し、別の偏光板と交
換するリペア作業が必要となり、生産性を大きく低下さ
せるという問題があった。また、特開平１０−３１１７
７７号公報に開示された方法では、被検査偏光板２１は
透明キャリアテープ４０上に載置されるため、被検査偏
光板２１と液晶パネル３１の間には一定の距離があり、
被検査偏光板２１と液晶パネル３１が平行に配置されな
かったり、透明キャリアテープ４０に変形が生じた場合
には、透明キャリアテープ４０、すなわち透明保護シー
ト３９による偏光方向の乱れを相殺することは不可能と
なり、検査精度を向上させることは難しいという問題が
あった。

【００１０】この発明は、上記のような問題点を解消す
るためになされたもので、液晶表示装置の構成材料であ
るＣＦおよび偏光板の欠陥検査を、単体の状態で、液晶
モジュールの最終工程での検査と同程度の精度で行うこ
とができる検査装置を得ることを目的とする。さらに、
ＣＦ基板の不良による液晶パネルの廃棄を防止でき、ま
た、偏光板の不良による液晶パネルに貼り付けた偏光板
を剥離し交換するリペア工程を必要としない液晶表示装
置の製造方法を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この発明に係わる液晶表
示装置の対向電極基板に形成されるカラーフィルタの検
査装置は、色材のないカラーフィルタを用い被検査カラ
ーフィルタの画素と同じ配置で構成され、かつ光透過と
不透過の制御が可能な画素を有する液晶パネルと、液晶
パネルの任意の画素を光透過もしくは不透過の状態に制
御する駆動装置と、液晶パネルの背面に設けられた照明
装置と、液晶パネル上に被検査カラーフィルタを密着さ
せる固定手段とを備えたものである。また、被検査カラ
ーフィルタはカラーフィルタの検査装置の液晶パネル上
に真空吸着により密着固定されるものである。また、被
検査カラーフィルタは加圧されることによりカラーフィ
ルタの検査装置の液晶パネル上に密着固定されるもので
ある。

【００１２】また、液晶表示装置の液晶パネルの外側両
面に接着される偏光板の検査装置は、各々透明電極が形
成された二枚の透明基板間に液晶を挟持してなる液晶パ
ネルと、二枚の透明基板に形成された透明電極間に可変
な電圧を印可する駆動装置と、液晶パネルの背面に設け
られた照明装置と、液晶パネル上に被検査偏光板を密着
させる固定手段とを備えたものである。また、被検査偏
光板は偏光板の検査装置の液晶パネル上に真空吸着によ
り密着固定されるものである。また、被検査偏光板は加
圧されることにより偏光板の検査装置の液晶パネル上に
密着固定されるものである。

【００１３】また、この発明に係わる一方にはカラーフ
ィルタが形成されている一対の透明基板を対向させて接
着し、一対の透明基板の間に液晶が挟持されている液晶
表示装置の製造方法は、一方の透明基板にカラーフィル
タを形成した後、他方の透明基板と接着する前に上記記
載のカラーフィルタの検査装置を用いてカラーフィルタ
の検査を行う工程を含むものである。また、一対の対向
する透明基板の間に液晶を挟持し、対向する透明基板の
外側に偏光板が接着されている液晶表示装置の製造方法
は、偏光板を、一対の透明基板に接着する前に上記記載
の偏光板の検査装置を用いて偏光板の検査を行う工程を
含むものである。

【００１４】

【発明の実施の形態】実施の形態１．以下、この発明の
一実施の形態である液晶表示装置に用いられるカラーフ
ィルタおよび偏光板の検査装置を図について説明する。
図１はこの発明の実施の形態１によるＣＦの検査装置の
構成を示す断面図である。図において、１は欠陥検査を
行うＣＦ基板で、以下、被検査ＣＦ基板と称する。２は
アレイ基板、３は色材を抜いたＣＦ基板で、無欠陥のも
のを用いる。４はアレイ基板２とＣＦ基板３の間に封入
された液晶、５はアレイ基板２、色材を抜いたＣＦ基板
３および液晶４から構成されたＣＦ検査用液晶パネル
で、ＣＦ検査用液晶パネル５の画素は被検査ＣＦ基板１
と同じ配置になるよう構成されている。６はＣＦ検査用
液晶パネル５の両面に装着された偏光板、７はＣＦ検査
用液晶パネル５のアレイ基板１側（背面側）から光を照
射する照明装置（バックライト）、８はＣＦ検査用液晶
パネル５を駆動する駆動装置、９はＣＦ検査用液晶パネ
ル５、駆動装置８、照明装置７等を保持し固定するため
の筐体で、ＣＦの検査装置の本体は、ＣＦ検査用液晶パ
ネル５、その両面に装着された偏光板６、照明装置７、
ＣＦ検査用液晶パネル５の駆動装置８および筐体９によ
り構成される。

【００１５】１０はＣＦ検査用液晶パネル５上に被検査
ＣＦ基板１を固定するための押さえ治具、１１は押さえ
治具１０に設けられた排気口、１２は排気口１１から排
気中に押さえ治具１０、被検査ＣＦ基板１およびＣＦ検
査用液晶パネル５間のリークを防止するＯリングで、被
検査ＣＦ基板１は真空吸着によりＣＦ検査用液晶パネル
５上に密着固定される。

【００１６】次に、本実施の形態によるＣＦの検査装置
による検査方法について説明する。ＣＦ検査用液晶パネ
ル５上に被検査ＣＦ基板１を載置して位置合わせを行
い、押さえ治具１０の排気口１１から排気して、ＣＦ検
査用液晶パネル５に被検査ＣＦ基板１を真空吸着する。
この状態、すなわち、被検査ＣＦ基板１がＣＦ検査用液
晶パネル５に密着して液晶表示装置の構造に近い状態で
駆動装置８を稼働させて被検査ＣＦ基板１の欠陥検査を
行う。図２は液晶表示装置の構造を示す概略断面図であ
る。図において１６はＣＦ基板である。なお、液晶表示
装置の製造工程においては、パネル組み立て前に本実施
の形態のＣＦの検査装置による被検査ＣＦ基板１の検査
工程を導入する。

【００１７】本実施の形態によれば、液晶表示装置を構
成するＣＦ基板を、パネル組み立て前の単体の状態で、
表示装置として動作させた場合と同じ状態にして検査を
行うことができるため、従来のパネル組み立て後の検査
と同程度の精度で検査を行うことができ、ＣＦ基板に欠
陥が検出された場合でもＣＦ基板のみを廃棄することが
でき、パネル組み立てや液晶封入等の製造プロセスのロ
ス、および材料のロスを減少させることができる。

【００１８】実施の形態２．実施の形態１では、被検査
ＣＦ基板１をＣＦの検査装置のＣＦ検査用液晶パネル５
に密着させる方法として真空吸着を用いたが、図３に示
すように、被検査ＣＦ基板１の上方から空気圧をかけて
被検査ＣＦ基板１をＣＦ検査用液晶パネル５に密着させ
る構造としても実施の形態１と同様の効果が得られる。
図３はこの発明の実施の形態２によるＣＦの検査装置の
構成を示す断面図である。

【００１９】ＣＦ検査用液晶パネル５上に載置された被
検査ＣＦ基板１を上方から加圧して被検査ＣＦ基板１を
ＣＦ検査用液晶パネル５に密着させる機構部は、被検査
ＣＦ基板１の上方に平行に配置された透明樹脂板１３
と、透明樹脂板１３の周囲に固定された押さえ治具１４
と、押さえ治具１４に設けられた吸気口１５と、被検査
ＣＦ基板１と押さえ治具１４間のリークを防止するＯリ
ングにより構成される。なお、ＣＦの検査装置本体部の
構成および検査方法は実施の形態１と同様であるので説
明を省略する。

【００２０】実施の形態３．図４はこの発明の実施の形
態３による偏光板の検査装置の構成を示す断面図であ
る。図において、２１は欠陥検査を行う偏光板で、以
下、被検査偏光板と称する。２２はアレイ基板とＣＦ基
板の間に液晶を封入することにより構成した偏光板検査
用液晶パネル、６は偏光板検査用液晶パネル２２のアレ
イ基板側にのみ装着された偏光板で、無欠陥のものを用
いる。７は偏光板検査用液晶パネル２２のアレイ基板側
（背面側）から光を照射する照明装置（バックライ
ト）、８は偏光板検査用液晶パネル２２を駆動する駆動
装置、９は偏光板検査用液晶パネル２２、駆動装置８、
照明装置７等を保持し固定するための筐体で、偏光板の
検査装置の本体は、偏光板検査用液晶パネル２２、偏光
板６、照明装置７、偏光板検査用液晶パネル２２の駆動
装置８および筐体９により構成される。

【００２１】１０は偏光板検査用液晶パネル２２上に被
検査偏光板２１を固定するための押さえ治具、１１は押
さえ治具１０に設けられた排気口、１２は排気口１１か
ら排気中に押さえ治具１０、被検査偏光板２１および偏
光板検査用液晶パネル２２間のリークを防止するＯリン
グで、被検査偏光板２１は真空吸着により偏光板検査用
液晶パネル２２上に密着固定される。

【００２２】次に、本実施の形態による偏光板の検査装
置による検査方法について説明する。偏光板検査用液晶
パネル２２上に被検査偏光板２１を載置し、押さえ治具
１０の排気口１１から排気して、偏光板検査用液晶パネ
ル２２に被検査偏光板２１を真空吸着する。この状態、
すなわち、被検査偏光板２１が偏光板検査用液晶パネル
２２に密着して図２に示す液晶表示装置の構造に近い状
態で駆動装置８を稼働させて被検査偏光板２１の欠陥検
査を行う。なお、液晶表示装置の製造工程においては、
偏光板を液晶パネルに貼り付ける前に本実施の形態の偏
光板の検査装置による被検査偏光板２１の検査工程を導
入する。

【００２３】本実施の形態によれば、液晶表示装置を構
成する偏光板を、液晶パネルに貼り付ける前の保護シー
トが貼付された状態で、保護シートによる検査精度の低
下を生じさせず検査を行うことができるため、従来の液
晶パネルに偏光板を貼り付けた後の検査と同程度の精度
で欠陥検出を行うことができ、偏光板に不良が検出され
た場合においても、液晶パネルに貼り付けた偏光板を剥
離し交換するリペア工程を必要とせず、製造プロセスの
ロスを減少させることができる。

【００２４】実施の形態４．実施の形態３では、被検査
偏光板２１を偏光板の検査装置の偏光板検査用液晶パネ
ル２２に密着させる方法として真空吸着を用いたが、図
５に示すように、被検査偏光板２１の上方から空気圧を
かけて被検査偏光板２１を偏光板検査用液晶パネル２２
に密着させる構造としても実施の形態３と同様の効果が
得られる。図５はこの発明の実施の形態４による偏光板
の検査装置の構成を示す断面図である。

【００２５】偏光板検査用液晶パネル２２上に載置され
た被検査偏光板２１を上方から加圧して被検査偏光板２
１を偏光板検査用液晶パネル２２に密着させる機構部
は、被検査偏光板２１の上方に平行に配置された透明樹
脂板１３と、透明樹脂板１３の周囲に固定された押さえ
治具１４と、押さえ治具１４に設けられた吸気口１５
と、被検査偏光板２１と押さえ治具１４間のリークを防
止するＯリング１２により構成される。なお、偏光板の
検査装置本体部の構成および検査方法は実施の形態３と
同様であるので説明を省略する。

【００２６】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、液晶
表示装置を構成する対向電極基板に形成されたＣＦを、
パネル組み立て前の単体の状態で、表示装置として動作
させた場合と同じ状態にして検査を行うことができるた
め、欠陥検出において信頼性の高いＣＦの検査装置を提
供することができる。また、ＣＦ基板をパネル組み立て
前に上記ＣＦの検査装置を用いて検査を行うことによ
り、欠陥を有するＣＦはこの段階で廃棄されるため、欠
陥を有するＣＦ基板をパネル組み立て工程に投入するこ
とによる製造プロセスのロスや材料のロスを減少させる
ことができ、液晶表示装置の製造においてコスト低減か
つ生産性の向上を図ることができる。

【００２７】また、液晶表示装置を構成する偏光板を、
液晶パネルに貼り付ける前の保護シートが貼付された状
態で、保護シートによる検査精度の低下を生じさせず検
査を行うことができるため、欠陥検出において信頼性の
高い偏光板の検査装置を提供することができる。また、
偏光板を液晶パネルに貼り付ける前に上記偏光板の検査
装置を用いて検査を行うことにより、欠陥を有する偏光
板はこの段階で廃棄されるため、欠陥を有する偏光板を
液晶パネルに貼り付けた場合のリペア工程を省略でき、
液晶表示装置の製造において生産性の向上を図ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１によるＣＦの検査装
置の構成を示す断面図である。

【図２】 液晶表示装置の構造を示す概略断面図であ
る。

【図３】 この発明の実施の形態２による他のＣＦの検
査装置の構成を示す断面図である。

【図４】 この発明の実施の形態３による偏光板の検査
装置の構成を示す断面図である。

【図５】 この発明の実施の形態４による他の偏光板の
検査装置の構成を示す断面図である。

【図６】 従来のこの種ＣＦの検査装置の構成を示す断
面図である。

【図７】 偏光板の構造を示す断面図である。

【図８】 従来のこの種偏光板の検査装置の構成を示す
断面図である。

【符号の説明】

１ 被検査ＣＦ基板、２ アレイ基板、３ 色材を抜い
たＣＦ基板、４ 液晶、５ ＣＦ検査用液晶パネル、６
偏光板、７ 照明装置（バックライト）、８ 駆動装
置、９ 筐体、１０ 押さえ治具、１１ 排気口、１２
Ｏリング、１３ 透明樹脂板、１４ 押さえ治具、１
５ 吸気口、１６ ＣＦ基板、２１ 被検査偏光板、２
２ 偏光板検査用液晶パネル。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 河野 進 熊本県菊池郡西合志町御代志997番地 株 式会社アドバンスト・ディスプレイ内 (72)発明者 吉田 和夫 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 塚崎 尚 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 Ｆターム(参考） 2G086 EE05 EE09 EE10 2H048 BA11 BB08 BB10 BB42 2H049 BA02 BB05 BB66 BC12 BC14 BC22 2H088 FA11 FA30 HA06 HA12 HA18 MA20 5G435 AA17 AA19 BB12 FF05 GG12 KK10 LL07 LL08

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 液晶表示装置の対向電極基板に形成され
   るカラーフィルタの検査装置において、 色材のないカラーフィルタを用い被検査カラーフィルタ
   の画素と同じ配置で構成され、かつ光透過と不透過の制
   御が可能な画素を有する液晶パネルと、 上記液晶パネルの任意の画素を光透過もしくは不透過の
   状態に制御する駆動装置と、 上記液晶パネルの背面に設けられた照明装置と、 上記液晶パネル上に被検査カラーフィルタを密着させる
   固定手段とを備えたことを特徴とする液晶表示装置に用
   いられるカラーフィルタの検査装置。
2. 【請求項２】 被検査カラーフィルタはカラーフィルタ
   の検査装置の液晶パネル上に真空吸着により密着固定さ
   れることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置に用
   いられるカラーフィルタの検査装置。
3. 【請求項３】 被検査カラーフィルタは加圧されること
   によりカラーフィルタの検査装置の液晶パネル上に密着
   固定されることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装
   置に用いられるカラーフィルタの検査装置。
4. 【請求項４】 液晶表示装置の液晶パネルの外側両面に
   接着される偏光板の検査装置において、 各々に透明電極が形成された二枚の透明基板間に液晶を
   挟持してなる液晶パネルと、 上記二枚の透明基板に形成された透明電極間に可変な電
   圧を印可する駆動装置と、 上記液晶パネルの背面に設けられた照明装置と、 上記液晶パネル上に被検査偏光板を密着させる固定手段
   とを備えたことを特徴とする液晶表示装置に用いられる
   偏光板の検査装置。
5. 【請求項５】 被検査偏光板は偏光板の検査装置の液晶
   パネル上に真空吸着により密着固定されることを特徴と
   する請求項４記載の液晶表示装置に用いられる偏光板の
   検査装置。
6. 【請求項６】 被検査偏光板は加圧されることにより偏
   光板の検査装置の液晶パネル上に密着固定されることを
   特徴とする請求項４記載の液晶表示装置に用いられる偏
   光板の検査装置。
7. 【請求項７】 一方にはカラーフィルタが形成されてい
   る一対の透明基板を対向させて接着し、上記一対の透明
   基板の間に液晶が挟持されている液晶表示装置の製造方
   法において、 上記一方の透明基板にカラーフィルタを形成した後、上
   記他方の透明基板と接着する前に請求項１〜３のいずれ
   か一項記載のカラーフィルタの検査装置を用いて上記カ
   ラーフィルタの検査を行う工程を含むことを特徴とする
   液晶表示装置の製造方法。
8. 【請求項８】 一対の対向する透明基板の間に液晶を挟
   持し、上記対向する透明基板の外側両面に偏光板が接着
   されている液晶表示装置の製造方法において、 上記偏光板を、上記一対の透明基板に接着する前に請求
   項４〜６のいずれか一項記載の偏光板の検査装置を用い
   て上記偏光板の検査を行う工程を含むことを特徴とする
   液晶表示装置の製造方法。