JP2004077261A - 液晶パネルの異物検査装置および異物検査方法 - Google Patents

Abstract

【課題】液晶パネルの異物検査をその深さ位置も合わせて検出することを可能とする液晶パネルの異物検査装置および異物検査方法を提供する。
【解決手段】液晶表示装置２の裏面から光を照射する光源３と、この液晶表示装置２の偏光板１３，１４の接合面１３ａ，１４ａまたは液晶部１２に焦点位置Ｆを合わせた１列のラインセンサ６と、このラインセンサ６によって測定される光の強度に関する情報（強度測定波形）Ｓ_１〜Ｓ_３を用いて液晶表示装置２に含まれる異物１５の有無およびその平面位置ｐ_１〜ｐ_３と深さ位置を検出する演算処理部７ａとを有する。
【選択図】　　　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、液晶パネルの異物検査装置および異物検査方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ブラウン管に代わる小型かつ軽量の表示装置として、とりわけ液晶パネル（ＬＣＤ）が注目されるに至っている。そして、このＬＣＤの表示部の品質を検査する装置として、ＣＣＤアレイセンサなどよりなるラインセンサを用いた液晶パネルの異物検査装置が開発され、この種の検査装置に関する出願も多数行われるに至っている。
【０００３】
例えば、特開２００１−１２４６６０号の発明によれば、それぞれ焦点位置の異なる３個のラインセンサを用いて、カラーフィルタ内の液晶部とこのカラーフィルタを挟み込む２枚のガラス基板の外面（すなわち表裏両側の偏光板の接合面）の３つの深さ位置において、異物の検出を行なうことが可能となる。
【０００４】
あるいは、１列のラインセンサを上下移動させて表裏両側の偏光板の接合面および液晶部の深さ位置に焦点位置を合わせて複数回測定することにより、各深さ位置における異物の有無を判断することを行うことを可能としている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、３つの深さ位置における異物検出のためにラインセンサを３列用いることは装置構成を複雑にする原因となっていた。また精度の高いラインセンサは極めて高価であるから、その数が増えることは液晶パネルの製造コストを大幅に引き上げる原因となっていた。
【０００６】
また、１列のラインセンサを用いてこれを上下移動させて複数回測定することで、複数の深さ位置の異物の有無を判断する場合には、ラインセンサの数によるコストアップは防ぐことができるものの、全検査にかかる時間が数倍長くなり、演算処理部にかかる負担も大きくなるという問題があった。
【０００７】
本発明は、上述の事柄に留意してなされたもので、その目的は、液晶パネルの異物検査をその深さ位置も合わせて検出することを可能とする液晶パネルの異物検査装置および異物検査方法を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、第１発明の液晶パネルの異物検査装置は、液晶パネルの裏面から光を照射する光源と、この液晶パネルの偏光板の接合面または液晶部に焦点位置を合わせたイメージセンサと、このイメージセンサによって測定される光の強度に関する情報を用いて液晶パネルに含まれる異物の有無およびその平面位置と深さ位置を検出する演算処理部とを有することを特徴としている。（請求項１）
【０００９】
したがって、前記イメージセンサによって測定される光の強度変化は、異物がイメージセンサの焦点位置に合っているときに強く鋭くなり、焦点位置から外れると弱く分散する。本発明はこの強度変化の違いを利用し、光の強度測定値によって形成される強度変化を用いて異物が焦点位置に合う深さ位置にあるかどうかを判断するものである。すなわち、イメージセンサを用いて一度測定するだけで、異物の有無およびその平面位置に加えて、異物の深さ位置を検出することができる。
【００１０】
また、単一のイメージセンサを用いるだけで異物の深さ位置も検出できるので、高価な高精度のイメージセンサの使用数を削減でき異物検査装置の製造コストをできるだけ抑えると共に、１つの液晶パネルの検査にかかる時間をできるだけ短くすることができる。そして、一般的に異物の数は極めて少量であるか零であるから、演算処理部による強度変化の形状の判定に幾らか複雑な処理が必要になったとしても、これが液晶パネルの検査にかかる時間を長くすることはなく、むしろ演算処理部の能力を活かした異物の深さ位置を含めた合理的な判定を行うことができる。
【００１１】
イメージセンサの焦点位置を液晶部に合わせておけば、１回の測定で強く鋭い強度変化が検出された場合には、異物がこの焦点位置にあることを判断でき、液晶パネルは使用不能であり、弱く緩やかな変化の強度変化が検出された場合には、異物が偏向板の接合面にあることを判断でき、この液晶パネルは偏光板の張りなおしによって再利用可能である。そして、強度変化が検出されなかった場合は、液晶パネルに異常がないと判断できる。したがって、一回の検査で異物の有無の判断と、異物がある場合に再利用不能な位置であるかどうかを判断することができる。なお、イメージセンサの数は単一であってもよいが、複数のイメージセンサを用いることで、異物の深さ位置をより正確に求めることが可能となる。
【００１２】
第２発明の液晶パネルの異物検査装置は、液晶パネルの裏面から光を照射する光源と、この液晶パネルの表面側偏光板の接合面に焦点位置を合わせた第１イメージセンサと、液晶パネルの裏面側偏光板の接合面に焦点位置を合わせ、かつ、第１イメージセンサの光軸と平行する光軸を有するように配置された第２イメージセンサと、前記第１イメージセンサおよび第２イメージセンサによって得られる光の強度に関する情報を用いて、前記液晶パネルに含まれる異物の有無およびその平面位置と深さ位置を検出する演算処理部とを有することを特徴としている。（請求項２）
【００１３】
したがって、第１イメージセンサと第２イメージセンサは異なる焦点位置に配置されており、かつ、両イメージセンサの焦点位置は液晶パネルの上端近傍と下端近傍であるから、異物の深さ位置が一方のイメージセンサの焦点位置に合っており、強く鋭い光の強度変化を測定しているときには、他方のイメージセンサの焦点位置からは大きくはずれて、弱く緩やかな光の強度変化を測定することになる。また、両イメージセンサからの光の強度変化が同じ程度に弱く緩やかである場合には、異物が混入しているなどして液晶部自身が不良であることを確認することができる。
【００１４】
すなわち、２列のイメージセンサを用いた２つの強度変化を用いて両強度変化を比較することで、１列のラインセンサを用いたものに比べて、異物の深さ位置をより正確に特定することができる。また、３列以上のイメージセンサを用いる場合に比べて液晶パネルの製造コストを削減できる。
【００１５】
加えて、２列のイメージセンサを用いた一度の測定によって２つの強度変化を同時に得ることができ、これを異物の深さ位置の判定に用いるので、１枚の液晶パネルを高速に検査することができる。そして、一般的に異物の数は極めて少量であるか零であるから、液晶パネルの検査にかかる時間を長くすることはなく、演算処理部の能力を活かした精度の高い異物の深さ位置を含めた合理的な異物検査を行うことができる。
【００１６】
なお、前記２つの強度変化の比較は、単に強度測定値の大小を比較するだけのものであってもよく、この場合の演算処理部は、例えばコンパレータのようなアナログ回路であっても、このアナログ回路にＣＰＵなどの演算処理回路を組み合わせたものであってもよい。演算処理部にアナログ回路を含ませることで、製造コストの削減および処理速度の飛躍的な向上を図ることが可能である。
【００１７】
さらに、本発明によれば、両イメージセンサの光軸が平行するように配置されているので、液晶パネルが完全に平面になっておらず、幾らかのたわみが生じている場合であっても、測定に問題となることがほとんど全くない。つまり、液晶パネルのたわみによって両イメージセンサから得られた２つの強度測定値が時間的にずれることがないので、演算処理部は液晶パネルのたわみによる両強度測定値のずれを補正することなく両強度変化を比較することができ、それだけ信号処理を容易に行うことができる。
【００１８】
また、本明細書におけるイメージセンサは、受光素子が線上に並べられたラインセンサであっても受光素子が二次元方向に並べられたエリアセンサであってもよい。つまり、イメージセンサは１列のラインセンサでもよいし、一枚のエリアセンサでもよい。同様に複数列並べられたラインセンサであっても、複数枚並べられたラインセンサであってもよい。
【００１９】
前記第１，２発明の液晶パネルの異物検査装置が、前記光の強度に関する情報が、前記イメージセンサまたは第１，第２イメージセンサによって測定される光の強度測定値から得られる光の強度測定波形であって、かつ、演算処理部が前記強度測定波形を記憶する記憶部を有する場合（請求項３）には、イメージセンサからの強度測定波形は一旦演算処理部内の記憶部に記憶されるので、定期的に測定される強度測定波形を順次取り込むと共に、この強度測定波形の中から異物による信号が含まれている部分だけに集中して演算処理を行うことで、高精度の分析を高速に行うことができる。
【００２０】
さらに、前記第１，２発明の液晶パネルの異物検査装置が、液晶パネルに対して少なくともその液晶表示面の全面に黒を表示させるための電気信号を授受するためのコネクタを有すると共に液晶表示面の全面に前記光を照射するための窓部を設けた載置台と、前記イメージセンサを液晶パネルの表面に平行に移動させるスライド機構とを有し、前記演算処理部がイメージセンサからの強度測定波形を記憶する記憶部と、この記憶部に記憶された前記強度測定波形の頂点の位置を用いて異物の平面位置を検出し、強度測定波形の分散度または高さから異物の深さ位置を検出する異物検査プログラムを有するものであってもよい。
【００２１】
第１発明の液晶パネルの異物検査装置において、前記光の強度に関する情報が、前記イメージセンサによって測定される光の強度測定値から得られる光の強度測定波形であって、かつ、前記演算処理部が、この光の強度測定波形の頂点の位置を異物の平面位置として特定する位置特定ステップと、この頂点位置における強度測定値の集中状態を算出し、この集中状態からイメージセンサの焦点位置に対する異物の深さ位置のずれを検出する深さ特定ステップとを有する異物検査プログラムを実行可能に構成してもよい。（請求項４）
【００２２】
また、前記異物検査プログラムは、前記第１発明におけるイメージセンサによって測定された光の強度測定値が所定の閾値以上であるときにこの強度を積算して積算値を求める積算ステップと、積算対象となった強度測定値うち最も大きい値が得られた位置を異物の平面位置として特定する位置特定ステップと、前記異物の位置における強度測定値を積算値で除算することにより強度測定波形の集中状態を検出することで焦点位置に対する異物の深さ位置のずれを検出する深さ特定ステップとを有するものである。
【００２３】
すなわち、前記異物検査プログラムを用いて処理を行うことで、単一のイメージセンサから得られた強度測定波形を用いて、その分散の程度（集中状態）から焦点位置（深さ位置）に対する異物の深さ位置のずれ量を的確に求めることができ、これによって異物の平面位置のみならず、異物の深さ位置のずれ量を検出することができる。
【００２４】
第２発明において、前記光の強度に関する情報が、前記各イメージセンサによって測定される光の強度測定値から得られる光の強度測定波形であって、かつ、前記演算処理部が、この光の強度測定波形の頂点の位置を異物の平面位置として特定する位置特定ステップと、この頂点位置における各強度測定値の集中状態をそれぞれ算出し、第１イメージセンサによる強度測定値の集中状態と、第１イメージセンサによる強度測定値の集中状態とを比較することで異物の深さ位置を特定する深さ特定ステップとを有する異物検査プログラムを実行可能に構成してもよい。（請求項５）
【００２５】
また、前記異物検査プログラムは、前記第２発明における各イメージセンサによって測定された光の強度測定値のうち最も大きい値が得られた位置を異物の平面位置として特定する位置特定ステップと、第１イメージセンサによって測定された光の強度測定波形と第２イメージセンサによって測定された光の強度測定波形を比較し、異物の位置における第１イメージセンサからの光強度測定値が第２イメージセンサからの強度測定値より大きいときに表面側偏光板の接合面における異物であることを検出し、小さいときに裏面側偏光板の接合面における異物であることを検出し、同程度に小さいときに液晶部内における異物であることを検出することで、異物の深さ位置を検出する深さ特定ステップとを有するものであってもよい。
【００２６】
すなわち、２つのイメージセンサから得られた光の強度測定値を比較することで、どちらのイメージセンサの焦点位置に近い異物であるかを極めて容易かつ正確に判断して、その深さ位置を特定することができる。また、２つのイメージセンサから得られた光の強度測定値の比較を行なうので、異物の大きさに依存することなく、その深さ位置を特定することができる。
【００２７】
さらに、前記光の強度測定波形が、所定の閾値以上である光の強度測定値を示し、前記異物検査プログラムが、強度測定波形内の各強度測定値の積算値を求める積算ステップと、異物の平面位置における強度測定値を積算値で除算することにより前記集中状態を算出する集中状態計算ステップとを有する場合（請求項６）には、イメージセンサが測定する強度に関する情報の中から必要な情報だけを強度測定波形として取出して、これを処理することができるので、情報量を少なくすることができ、それだけ高速化を達成できる。
【００２８】
第１発明の液晶パネルの異物検査装置において、前記光の強度に関する情報が、前記各イメージセンサによって測定される光の強度測定値から得られる光の強度測定波形であって、かつ、前記演算処理部が、この光の強度測定波形の頂点の位置を異物の平面位置として特定する位置特定ステップと、この頂点位置における各強度測定値を比較することで、第１イメージセンサによる強度測定値が第２イメージセンサによる強度測定値に比べて大きいときに表面側偏光板の接合面における異物であることを検出し、第１イメージセンサによる強度測定値が第２イメージセンサによる強度測定値に比べて小さいときに裏面側偏光板の接合面における異物であることを検出し、両方の強度測定値が同程度に小さいときに液晶部内における異物であることを検出する深さ特定ステップとを有する異物検査プログラムを実行可能に構成してもよい。（請求項７）
【００２９】
つまり、第１発明の液晶パネルの異物検査装置において実行可能である異物検査プログラムは、前記イメージセンサによって測定された光の強度測定波形の頂点の位置を異物の平面位置として特定する位置特定ステップと、この頂点における強度測定波形の大きさを所定の閾値と比較することにより焦点位置に対する異物の深さ位置のずれを検出する深さ特定ステップとからなる。
【００３０】
一方、第２発明の液晶パネルの異物検査装置において実行可能である異物検査プログラムは、前記第２発明における各イメージセンサによって測定された光の強度測定値が所定の閾値以上であるときにこの強度をそれぞれ積算して各積算値を求める積算ステップと、積算対象となった強度測定値のうち最も大きい値が得られた位置を異物の平面位置として特定する位置特定ステップと、前記異物の位置における各強度測定値を各積算値で除算することにより強度測定波形の集中状態をそれぞれ検出し、第１イメージセンサによって測定された光の強度測定波形から求めた光の集中状態と第２イメージセンサによって測定された光の強度測定波形から求めた光の集中状態を比較することで、異物の深さ位置を検出する深さ特定ステップとからなる。
【００３１】
何れの場合にも、イメージセンサから得られた光の強度測定波形を閾値またはもう一方のイメージセンサから得られた光の強度測定波形と比較することで、イメージセンサの焦点位置からのずれ量を強度測定波形から求めた光の強度や分散の程度（集中状態）から求めることができる。そして、演算処理の内容が極めて単純であるから、より安価な演算処理部を用いて高速処理を行うことができる。また、２つのイメージセンサを用いる場合は液晶パネルの上端付近と下端付近に位置するので、液晶パネルのどの深さ位置に異物が存在しているのかを極めて容易かつ正確に特定できる。
【００３２】
第３発明の液晶パネルの異物検査方法は、液晶パネルの表面側偏光板の接合面に焦点位置を合わせた第１イメージセンサと、液晶パネルの裏面側偏光板の接合面に焦点位置を合わせ、かつ第１イメージセンサの光軸と平行な光軸を有するように配置された第２イメージセンサとを用いて、液晶パネルの裏面から照射された光の強度を検出し、前記第１イメージセンサおよび第２イメージセンサによって得られる光の強度に関する情報を比較することで、前記液晶パネルに含まれる異物の有無およびその平面位置と深さ位置を検出することを特徴としている。（請求項８）
【００３３】
前記光の強度に関する情報が、第１イメージセンサおよび第２イメージセンサによって測定される光の強度値からそれぞれ得られる光の強度測定波形であって、かつ、前記強度測定波形の頂点の位置を用いて異物の平面位置を検出し、強度測定波形の集中状態または高さから異物の深さ位置を検出してもよい。（請求項９）
【００３４】
前記異物の平面位置における各強度測定値の集中状態をそれぞれ算出し、第１イメージセンサによって測定された光の強度測定波形から求めた光の集中状態と、第２イメージセンサによって測定された光の強度測定波形から求めた光の集中状態とを比較することで、異物の深さ位置を検出してもよい。（請求項１０）
【００３５】
前記第１イメージセンサおよび第２イメージセンサによって測定される光の強度測定値が所定の閾値以上であるときに、この強度測定値から強度測定波形を得、この強度測定波形の積算値を算出し、積算対象となった強度測定値のうち、前記異物の平面位置における各イメージセンサからの各強度測定値を前記積算値で除算することにより、光の集中状態を算出してもよい。（請求項１１）
【００３６】
つまり、前記液晶パネルの異物検査方法は、液晶パネルの裏面から光を照射しながら、その液晶表示面の全面に黒色を表示させた状態で、この平面表示装置の偏光板の接合面または液晶部に焦点位置を合わせた１列のイメージセンサを用いて平面表示装置を透過する光の強度を測定し、この光の強度測定波形を用いて平面表示装置に含まれる異物の有無およびその平面位置と深さ位置を検出するものである。
【００３７】
さらに、液晶パネルの裏面から光を照射しながら、その液晶表示面の全面に黒色を表示させた状態で、この平面表示装置の表面側偏光板の接合面および裏面側偏光板の接合面にそれぞれ焦点位置を合わせた２つの光軸が平行するイメージセンサを用いて平面表示装置を透過する光の強度を測定し、この光の強度測定値が最大になるところから表面表示装置に含まれる異物の有無およびその平面位置を検出し、両イメージセンサからの光の強度測定値を比較することで異物の深さ位置を検出することも可能である。
【００３８】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の液晶パネルの異物検査装置１の第１実施例を示す図である。図１において、２は測定対象である液晶パネル、３は液晶パネル２をセットする載置台、４はこの載置台３の裏面側から液晶パネル２に均一な光を平面的に照射する光源、５は載置台３に対して液晶パネル２の表示面と平行する方向Ｙに摺動自在に形成されたスライド機構、６はイメージセンサの一例としてスライド機構５に設置されたラインセンサ、７は各部を制御する演算処理装置である。
【００３９】
液晶パネル２は一般的にその周囲に表示内容を示す電気信号を授受するためのコネクタ部２ａを有しており、前記載置台３は前記液晶パネル２のコネクタ部２ａに対して電気的に接触するためのコネクタ部３ａ（プローバ）を有している。また、載置台３の中央部には液晶パネル２の種類に合わせて、光源４からの光を液晶パネル２の液晶表示面２ｂの全面に照射するための窓部３ｂを有する。
【００４０】
一方、スライド機構５は例えば複数のラインセンサユニット６Ａ，６Ｂ，…を並べて固定することで、１直線上（１列）に並べられたラインセンサ６を保持するブラケット５ａと、このブラケット５ａを液晶パネル２から所定の距離だけ離して固定するための保持部材５ｂと、この保持部材５ｂを図示Ｙ軸方向に移動させることでラインセンサ６を液晶表示面２ｂに対して走査するためのモータ５ｃとを有している。
【００４１】
前記各ラインセンサユニット６Ａ，６Ｂ，…は例えばセンサ本体６ａと、集光レンズ６ｂとを有しており、全てのラインセンサユニット６Ａ，６Ｂ，…がまとめて１列のラインセンサ６を形成するように構成している。
【００４２】
演算処理装置７は例えばパソコンであり、前記各部３〜６を適宜制御して、液晶パネル２の異物検査を行なう異物検査プログラムＰを実行する演算処理部７ａと、記憶部７ｂとを有する。
【００４３】
図２は図１に示した液晶パネルの異物検査装置１の要部を拡大して示す図である。図２において、図１と同じ符号を付した部分は同一または同等の部分であるから、その部分の詳細な構成の説明を省略する。
【００４４】
液晶パネル２は例えば、２枚のガラス基板１０，１１の間に挟まれた液晶部１２と、前記ガラス基板１０，１１のそれぞれ外側面に接合させた偏光板１３，１４とを有している。そして、１５は液晶パネル２の各部に付着した異物であって、本例に示す異物１５ａ〜１５ｅはそれぞれ液晶パネル２の表面、液晶部、裏面、表面側偏光板の接合面、裏面側偏光板の接合面にそれぞれ付着した異物である。
【００４５】
また、１６はラインセンサ６のセンサ部であって例えばＣＣＤアレイセンサである。Ｌはこのラインセンサ６の光路、Ｌａは光軸を示しており、集光レンズ６ｂの焦点位置Ｆはちょうど液晶部１２の深さ位置に合わせている。つまり、集光レンズ６ｂによって液晶部１２から発生した光がＣＣＤアレイセンサ１６上に結像するように構成している。そして、本例の光軸Ｌａは偏光板１３の液晶表示面２ｂに対してちょうど９０°（すなわち垂直）に配置されている。なお、本発明はこの角度を限定するものではない。
【００４６】
Ｓは前記ラインセンサ６を矢印Ｙに示す方向に移動することでラインセンサ６が測定する光Ｌの強度測定値の例を示しており、Ｓ_１は異物１５ｂによって発生した強度測定波形、Ｓ_２は異物１５ｄによって発生した強度測定波形、Ｓ_３は異物１５ｅによって発生した強度測定波形である。
【００４７】
本発明の液晶パネル２の異物検査は、まず演算処理装置７などから液晶パネル２にプローバ３ａを介して制御信号を出力し、液晶パネル２に黒を表示させた状態で、光源４によって液晶パネル２の裏面側から光Ｌ_０を照射する。なお、液晶パネル２が駆動していない状態で光が不透過になるようなノーマルブラックの液晶である場合は、あえてプローバ３ａによって制御信号を与える必要はなく、載置台３にプローバ３ａを設ける必要もないことはいうまでもない。
【００４８】
黒を表示する状態では、通常はまず光Ｌ_０が下面の偏光板１４を透過することにより、透過した光Ｌ_１は偏光板１４の作用によって偏向面が一方向に揃えらる。次いで、この光Ｌ_１の偏向面が液晶部１２の作用によって捩じれて別の偏向面を有する光Ｌ_２（ノーマルブラックの場合は光Ｌ_１，Ｌ_２の偏向面は同一方向）になる。そして、光Ｌ_２の偏向面が上面の偏光板１３の偏向方向と直交することにより、偏光板１３によって完全に遮断される。この作用はたとえ液晶パネル２の裏面に異物１５ｃが付着していても全く変わることがなく、表面に異物１５ａが付着していたとしてもすでに光Ｌ_２が遮断されているので、この異物１５ａが光ることもない。
【００４９】
ところが、２つの偏光板１３，１４の間に挟まれた液晶パネル内に異物１５ｂ，１５ｄ，１５ｅがある場合には、これらによって光Ｌ_１，Ｌ_２の散乱が生じるので、この部分において光Ｌ_１，Ｌ_２の偏向面が乱されて、散乱光Ｌｓが偏光板１３を透過するようになる。
【００５０】
また、前記強度測定値Ｓは、異物１５ｂの深さ位置がラインセンサ６の焦点位置Ｆと同じであるときに大きな値となり、その強度測定波形Ｓ_１は強く鋭いものとなる。異物１５ｄ，１５ｅのように、その深さ位置がラインセンサ６の焦点位置Ｆとずれている場合には弱く緩やかな強度測定波形Ｓ_２となる。なお、本発明では主に異物１５の混入による影響を取り上げて説明するが、液晶部１２の異常によって輝点が生じているような場合にも本発明の液晶パネルの異物検査装置１はこの異常を検知することができる。
【００５１】
図１に示した前記演算処理装置７は、ラインセンサ６によって測定した前記強度測定値Ｓを、例えば図外の処理ボードなどによって所定の閾値と比較することで仮想線に囲って示すように、前記散乱光Ｌｓを検出したと判断してよい強度測定波形Ｓ_１〜Ｓ_３を記憶部７ｂに記憶する。そして、その記憶部７ｂ内の演算処理部７ａは異物検査プログラムＰを実行することにより、前記強度測定波形Ｓ_１〜Ｓ_３の形状から、異物１５ｂ，１５ｄ，１５ｅの平面位置および深さ位置を求める。
【００５２】
このとき、ラインセンサ６によって測定された光Ｌの強度測定値Ｓ（強度測定波形Ｓ_１〜Ｓ_３）が一旦記憶部７ｂに記憶されるので、演算処理装置７内の演算処理部７ａはラインセンサ６の移動速度に係わりなく強度測定波形Ｓ_１〜Ｓ_３の解析を行うことができる。しかしながら、本発明はラインセンサ６からの強度測定値Ｓを記憶部７ｂに記憶することを限定するものでないことはいうまでもない。また、ラインセンサ６の移動に合わせた記憶部７ｂに対する強度測定値Ｓの蓄積も演算処理部７ａによって行ってもよい。
【００５３】
なお、異物検査プログラムＰによる強度測定波形Ｓ_１〜Ｓ_３の解析の方法は種々の方法が考えられるが、全てに共通するのは、その形状によって異物の平面位置と深さ位置を判断する点である。また、前記ラインセンサ６によって測定された光Ｌに異物１５による散乱光Ｌｓが含まれていない場合（本例の場合は記憶部７ｂに強度測定波形Ｓ_１〜Ｓ_３が記録されていない場合）には、以下の説明に示す異物検査プログラムＰを実行するまでもなく異物１５がないことを確認することができる。
【００５４】
図３は異物検査プログラムＰの動作の一例を示す図である。
図３において、Ｓ１は積算ステップである。すなわち、記憶部７ｂに記憶された強度測定波形Ｓ_１〜Ｓ_３に含まれる各強度測定値を加算してその積算値（面積）ａ_１〜ａ_３を求める処理を行なう。
【００５５】
Ｓ２は位置特定ステップである。すなわち、前記強度測定波形Ｓ_１〜Ｓ_３に含まれる各強度測定値の中から最も大きい値（つまり異物の位置における強度測定値であって、以下、単に波高値という）ｈ_１〜ｈ_３を求めて、その値に相当する位置を異物１５ｂ，１５ｄ，１５ｅの平面位置ｐ_１〜ｐ_３として求める処理を行なう。
【００５６】
Ｓ３は深さ特定ステップである。本例の深さ特定ステップＳ３には異物の平面位置における強度測定値を積算値で除算することにより前記集中状態を算出する集中状態計算ステップの処理が含まれている。具体的には前記波高値ｈ_１〜ｈ_３をそれぞれ積算値ａ_１〜ａ_３で除算することにより、前記強度測定波形Ｓ_１〜Ｓ_３の集中状態（波形の尖り度）を検出し、この波形が集中している程（波形が尖っている程）焦点位置Ｆに近い深さ位置の異物であると判断し、分散している程（波形が緩やかである程）焦点位置Ｆから離れた深さ位置の異物であると判断できる。
【００５７】
本例のように積算値ａ_１〜ａ_３の演算を行なってこれによって波高値ｈ_１〜ｈ_３を除算する集中状態の計算を行なうことにより、異物１５の大きさに係わりなく、この深さ位置と焦点位置Ｆとの関係を知ることができるが、この集中状態計算ステップの計算方法（アルゴリズム）は単なる一例を示すものであり、本発明を限定するものではない。
【００５８】
例えば、前記強度測定波形Ｓ_１〜Ｓ_３を誤差関数に見立ててその分散を求めたり、もっと簡単に強度測定波形Ｓ_１〜Ｓ_３の波高値ｈ_１〜ｈ_３の大きさや強度測定波形Ｓ_１〜Ｓ_３の幅だけで異物の深さ位置を特定することも可能である。この場合には、ステップＳ１の積分処理は不要であるからプログラムＰは飛躍的に簡単になる。
【００５９】
なお、図２に示した例の場合には、強度測定波形Ｓ_１が最も尖っており、この異物１５ｂが焦点位置Ｆ（すなわち、液晶部１２内）の異物１５であると判断できる。一方、強度測定波形Ｓ_２，Ｓ_３は何れも強度測定波形Ｓ_１に比べて明らかに分散しているから、異物１５ｄ，１５ｅはラインセンサ６の焦点位置Ｆから離れた深さ位置にあることを判断できる。
【００６０】
Ｓ４は液晶パネル２の全面において異物検出が終了したかどうかを判断するステップである。そして、異物検出がまだ終わってない場合にはステップＳ１の処理から再び行われる。
【００６１】
本例ではラインセンサ６の焦点位置Ｆを液晶部１２の深さ位置に合わせているので、ラインセンサ６のＣＣＤアレイセンサ１６上に異物１５ｂが結像する（強度測定波形が集中する）場合には、液晶部１２内に異物１５ｂが含まれているか液晶部１２自身の異常であることを判断できるので、この液晶パネル２は使用不能であることが理解できる。一方、異物１５ｄ，１５ｅがＣＣＤアレイセンサ１６上に結像しない（強度測定波形が分散する）場合には、これらの異物１５ｄ，１５ｅが液晶部１２以外の部分に存在するものであるから、偏光板１３，１４の張りなおしを行うことにより、異物１５を除去してこれを再利用することが可能であることが分かる。
【００６２】
なお、前記ラインセンサ６の焦点位置Ｆを例えば偏光板１３の接合面１３ａに合わせて、前記異物検査プログラムＰを実行してもよい。この場合は、強度測定波形が集中する順（尖っている順）に、偏光板１３の接合面１３ａ、液晶部１２、偏光板１４の接合面１４ａに位置する異物であることを判断できる。
【００６３】
図４，図５は本発明の液晶パネルの異物検査装置１の第２実施例を示す図である。これらの図において、図１〜３と同じ符号を付した部分は同一または同等の部分であるから、その詳細な説明を省略する。
【００６４】
１７は前記ラインセンサ６に並べて配置されたラインセンサであり、センサ本体１７ａと、集光レンズ１７ｂとを有しており、その光軸Ｌａ’はラインセンサ６の光軸Ｌａと平行する。また、本例では光軸Ｌａ，Ｌａ’は何れも液晶パネル２の液晶表示面２ｂに対して直角に設けている。
【００６５】
１８はこの液晶パネル２に付着する異物であり、図４には表面に付着する異物１８ａと、表面側偏光板１３の接合面に挟まれた異物１８ｂと、液晶部１２内の異物１８ｃと、裏面側偏向板１４の接合面に挟まれた異物１８ｄと、液晶パネル２の裏面に付着する異物１８ｅを示している。
【００６６】
つまり、本例の液晶パネルの異物検査装置１では２列のラインセンサ６，１７を用いることにより、液晶パネル２内の異なる２つの焦点位置Ｆ，Ｆ’に合わせて、検査を行うことができる。そして、一方の焦点位置Ｆは表面側偏光板１３の接合面に合わせており、他方の焦点位置Ｆ’は裏面側偏光板１４の接合面に合わせている。
【００６７】
図４において、Ｓ’はラインセンサ１７によって測定した光の強度測定値を示している。なお、実際には、強度測定値Ｓ’は強度測定値Ｓに比べて前記光軸Ｌａ，Ｌａ’間の距離Ｄに相当する時間だけ遅れるが、図４には理解しやすいようにこの遅れ時間を補正した状態を示している。本例ではこの２つの強度測定値Ｓ，Ｓ’の関係から、液晶パネル２の内部の状態をより的確に検査することができる。
【００６８】
Ｓ_４〜Ｓ_６は異物１８ｂ〜１８ｄによって強度測定値Ｓに生じた強度測定波形を示しており、Ｓ_４’〜Ｓ_６’は異物１８ｂ〜１８ｄによって強度測定値Ｓ’　に生じた強度測定波形を示している。同様に、ｈ_４〜ｈ_６およびａ_４〜ａ_６は強度測定波形Ｓ_４〜Ｓ_６の波高値および積算値を示しており、ｈ_４’〜ｈ_６’およびａ_４’〜ａ_６’は強度測定波形Ｓ_４’〜Ｓ_６’の波高値および積算値を示している。
【００６９】
本例では、前記光軸Ｌａ，Ｌａ’が平行するように配置されているので、たとえ液晶パネル２が完全に平面ではなく、幾らかの撓みや隆起などが生じていたとしても、これによって異物１８から生じる散乱光Ｌａを検出する両ラインセンサ６，１７間の時間的なズレが変わることがない。つまり、演算処理装置７（演算処理部７ａ）は常に両光軸Ｌａ，Ｌａ’間の距離Ｄに相当する時間だけ強度測定値Ｓ，Ｓ’の時間的ズレを補正することにより、両強度測定値Ｓ，Ｓ’の比較を的確に行うことができる。
【００７０】
また、本例の場合には光軸Ｌａ，Ｌａ’が何れも液晶パネル２の液晶表示面２ｂに対して直角に配置しているので、検出した異物１８の平面位置ｐ_４〜ｐ_６が、液晶パネル２の撓みや隆起によって生じた高低差によってずれることもない。
【００７１】
図６は本例の液晶パネルの異物検査装置１において演算処理部７ａが実行する異物検査プログラムＰ’の例を示す図である。なお、液晶パネル２の全面を検出した状態で異物による散乱光Ｌｓを検出しなかった場合（例えば記憶部７ｂに強度測定波形Ｓ_４〜Ｓ_６，Ｓ_４’〜Ｓ_６’が記憶されていない場合）には、以下の異物検査プログラムＰ’を実行するまでもなく内部に異物１８がないことを検出することができる。
【００７２】
図６において、Ｓ１’は位置特定ステップである。すなわち、前記強度測定波形Ｓ_１〜Ｓ_３，Ｓ_１’〜Ｓ_３’に含まれる各強度測定値Ｓ，Ｓ’の中から波高値ｈ_１〜ｈ_３（以下、波高値ｈとする），ｈ_１’〜ｈ_３’（以下、波高値ｈ’とする）を求めて、その値に相当する位置を異物１５ｂ，１５ｄ，１５ｅの平面位置ｐ_１〜ｐ_３として求める処理を行なう。
【００７３】
Ｓ２’は深さ特定ステップである。すなわち、ｈ＞ｈ’であるときは、焦点位置Ｆの深さ位置の異物であると判断し、ｈ＜ｈ’であるときは、焦点位置Ｆ’の深さ位置の異物であると判断し、ｈ≒ｈ’であるときに、焦点位置Ｆ’の深さ位置の異物であると判断する。
【００７４】
Ｓ３’は液晶パネル２の全面において異物検出が終了したかどうかを判断するステップである。そして、異物検出がまだ終わってない場合にはステップＳ１’の処理から再び行われる。
【００７５】
本例の場合、両ラインセンサ６，１７によって測定された強度測定値Ｓ，Ｓ’の波高値ｈ，ｈ’の大きさを比較するだけで、複雑な演算を一切行うことなく異物１８の位置を的確に判断することができる。
【００７６】
なお、図１に示すように、液晶表示面２ｂの全面に前記光を照射するための窓部３ｂを設けた載置台３の上に液晶パネル２をセットした場合には、１〜１．４ｍｍ程度の厚みを有する液晶パネル２が０．１〜０．１５ｍｍ程度（厚みの１０％程度）の高低差が生じることがあるが、前記波高値ｈ，ｈ’の大きさがこれによって大きく変わることがないので、前記ステップＳ２’の深さ特定ステップにおける判断に悪影響を及ぼすことはない。
【００７７】
本例のように、２列のラインセンサ６，１７を用いることにより、より簡単な演算処理によって異物１８の深さ位置を確実に検出することが可能であるが、図３を用いて説明したように、強度測定波形の尖り度によって、焦点位置Ｆ，Ｆ’に対する深さ方向の位置ずれ量を求めてもよい。この場合、より信頼性のある異物検出を行うことができる。また、強度測定波形Ｓ_１〜Ｓ_３，Ｓ_１’〜Ｓ_３’を誤差関数に見立てて、その分散から深さ方向の位置ずれ量を求めたり、強度測定波形Ｓ_１〜Ｓ_３，Ｓ_１’〜Ｓ_３’の幅から深さ方向の位置ずれ量を求めることも可能である。
【００７８】
さらには、前記ラインセンサ６，１７によって測定した強度測定値の大きさをアナログ的に比較するような比較器を用いて、前記演算処理装置７による演算処理をさらに簡単にすることも可能である。
【００７９】
いずれにしても、一回の走査によって液晶パネル２に対する異物１８の挟み込みがあるかどうかを判断すると共に、異物１８の深さ位置を的確に検出することができるので、極めて高速に、異物１８の有無を判定することができる。またたとえ、異物１８が検出されても異物１８が挟まっている深さ位置が偏光板１３，１４の接合面であれば、異物１８を挟んでいる方の偏光板１３または１４だけを剥がして、液晶パネル２を再生することも可能となる。
【００８０】
【発明の効果】
本発明では、液晶パネルの品位を検査するにあたり、その異物の有無のみならず異物の深さ位置を特定することで、異物が含まれるものであっても再利用可能な液晶パネルであるかどうかを手軽かつ確実に検査することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の液晶パネルの異物検査装置の全体的な構成を示す図である。
【図２】前記異物検査装置の要部の構成を示す構成説明図である。
【図３】前記異物検査装置が実行する異物検査プログラムの例を示す図である。
【図４】前記異物検査装置の別の例を示す要部拡大図である。
【図５】前記異物検査装置の斜視図である。
【図６】前記異物検査装置が実行する異物検査プログラムの例を示す図である。
【符号の説明】１…液晶パネルの異物検査装置、２…液晶パネル、３…載置台、３ａ…コネクタ（プローバ）、３ｂ…窓部、４…光源、５…スライド機構、６，１７…イメージセンサ（ラインセンサ）、７…演算処理装置（演算処理部）、７ｂ…記憶部、１２…液晶部、１３，１４…偏向板、１３ａ，１４ａ…接合面、Ｆ，Ｆ’…焦点位置、ｈ_１〜ｈ_６，ｈ_４’〜ｈ_６’…高さ、Ｌ（Ｌ_０〜Ｌ_２，Ｌｓ）…光、Ｌａ，Ｌａ’…光軸、ｐ_１〜ｐ_６…平面位置、Ｐ，Ｐ’…異物検査プログラム、Ｓ１…積算ステップ、Ｓ，Ｓ’…強度測定値、Ｓ２，Ｓ１’…位置特定ステップ、Ｓ３，Ｓ２’…深さ特定ステップ（集中状態計算ステップ）、Ｓ_１〜Ｓ_６，Ｓ_４’〜Ｓ_６’…強度測定波形。

Claims (11)

1. 液晶パネルの裏面から光を照射する光源と、
   この液晶パネルの偏光板の接合面または液晶部に焦点位置を合わせたイメージセンサと、
   このイメージセンサによって測定される光の強度に関する情報を用いて液晶パネルに含まれる異物の有無およびその平面位置と深さ位置を検出する演算処理部とを有することを特徴とする液晶パネルの異物検査装置。
2. 液晶パネルの裏面から光を照射する光源と、
   この液晶パネルの表面側偏光板の接合面に焦点位置を合わせた第１イメージセンサと、
   液晶パネルの裏面側偏光板の接合面に焦点位置を合わせ、かつ、第１イメージセンサの光軸と平行する光軸を有するように配置された第２イメージセンサと、
   前記第１イメージセンサおよび第２イメージセンサによって得られる光の強度に関する情報を用いて、前記液晶パネルに含まれる異物の有無およびその平面位置と深さ位置を検出する演算処理部とを有することを特徴とする液晶パネルの異物検査装置。
3. 前記光の強度に関する情報が、前記イメージセンサまたは第１，第２イメージセンサによって測定される光の強度測定値から得られる光の強度測定波形であって、かつ、演算処理部が前記強度測定波形を記憶する記憶部を有する請求項１または２に記載の液晶パネルの異物検査装置。
4. 前記光の強度に関する情報が、前記イメージセンサによって測定される光の強度測定値から得られる光の強度測定波形であって、かつ、
   前記演算処理部が、
   この光の強度測定波形の頂点の位置を異物の平面位置として特定する位置特定ステップと、
   この頂点位置における強度測定値の集中状態を算出し、この集中状態からイメージセンサの焦点位置に対する異物の深さ位置のずれを検出する深さ特定ステップとを有する異物検査プログラムを実行可能に構成してなる請求項１に記載の液晶パネルの異物検査装置。
5. 前記光の強度に関する情報が、前記各イメージセンサによって測定される光の強度測定値から得られる光の強度測定波形であって、かつ、
   前記演算処理部が、
   この光の強度測定波形の頂点の位置を異物の平面位置として特定する位置特定ステップと、
   この頂点位置における各強度測定値の集中状態をそれぞれ算出し、第１イメージセンサによる強度測定値の集中状態と、第１イメージセンサによる強度測定値の集中状態とを比較することで異物の深さ位置を特定する深さ特定ステップとを有する異物検査プログラムを実行可能に構成してなる請求項２に記載の液晶パネルの異物検査装置。
6. 前記光の強度測定波形が、所定の閾値以上である光の強度測定値を示し、
   前記異物検査プログラムが、
   強度測定波形内の各強度測定値の積算値を求める積算ステップと、
   異物の平面位置における強度測定値を積算値で除算することにより前記集中状態を算出する集中状態計算ステップとを有する請求項４または５に記載の液晶パネルの異物検査装置。
7. 前記光の強度に関する情報が、前記各イメージセンサによって測定される光の強度測定値から得られる光の強度測定波形であって、かつ、
   前記演算処理部が、
   この光の強度測定波形の頂点の位置を異物の平面位置として特定する位置特定ステップと、
   この頂点位置における各強度測定値を比較することで、
   第１イメージセンサによる強度測定値が第２イメージセンサによる強度測定値に比べて大きいときに表面側偏光板の接合面における異物であることを検出し、
   第１イメージセンサによる強度測定値が第２イメージセンサによる強度測定値に比べて小さいときに裏面側偏光板の接合面における異物であることを検出し、
   両方の強度測定値が同程度に小さいときに液晶部内における異物であることを検出する深さ特定ステップとを有する異物検査プログラムを実行可能に構成してなる請求項２に記載の液晶パネルの異物検査装置。
8. 液晶パネルの表面側偏光板の接合面に焦点位置を合わせた第１イメージセンサと、液晶パネルの裏面側偏光板の接合面に焦点位置を合わせ、かつ第１イメージセンサの光軸と平行な光軸を有するように配置された第２イメージセンサとを用いて、液晶パネルの裏面から照射された光の強度を検出し、前記第１イメージセンサおよび第２イメージセンサによって得られる光の強度に関する情報を比較することで、前記液晶パネルに含まれる異物の有無およびその平面位置と深さ位置を検出することを特徴とする液晶パネルの異物検査方法。
9. 前記光の強度に関する情報が、第１イメージセンサおよび第２イメージセンサによって測定される光の強度値からそれぞれ得られる光の強度測定波形であって、かつ、前記強度測定波形の頂点の位置を用いて異物の平面位置を検出し、強度測定波形の集中状態または高さから異物の深さ位置を検出することを特徴とする請求項８に記載の液晶パネルの異物検査方法。
10. 前記異物の平面位置における各強度測定値の集中状態をそれぞれ算出し、第１イメージセンサによって測定された光の強度測定波形から求めた光の集中状態と、第２イメージセンサによって測定された光の強度測定波形から求めた光の集中状態とを比較することで、異物の深さ位置を検出する請求項８または９に記載の液晶パネルの異物検査方法。
11. 前記第１イメージセンサおよび第２イメージセンサによって測定される光の強度測定値が所定の閾値以上であるときに、この強度測定値から強度測定波形を得、この強度測定波形の積算値を算出し、
    積算対象となった強度測定値のうち、前記異物の平面位置における各イメージセンサからの各強度測定値を前記積算値で除算することにより、光の集中状態を算出する請求項９または１０に記載の液晶パネルの異物検査方法。

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