JP2008045959A - Device and method for inspecting liquid crystal display panel - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液晶表示パネルの検査装置及び検査方法に関し、特に、偏光板が貼り付けられた液晶表示パネルの検査技術に関するものである。 The present invention relates to an inspection apparatus and an inspection method for a liquid crystal display panel, and particularly to an inspection technique for a liquid crystal display panel to which a polarizing plate is attached.
液晶表示パネルは、一定方向のみに振動する光を用いる必要があるので、その表面に一定方向のみに振動する光を透過させる偏光板が貼り付けられている。 Since the liquid crystal display panel needs to use light that vibrates only in a certain direction, a polarizing plate that transmits light that vibrates only in a certain direction is attached to the surface of the liquid crystal display panel.
一般的な偏光板は、例えば、ポリビニルアルコールフィルムにヨウ素を吸着・延伸させ、一定方向のみに振動する光、すなわち、偏光を作り出すための偏光子と、その偏光子を挟持すると共に互いに対向して配置するように設けられた一対の支持体と、一方の支持体の表面に設けられ、液晶表示パネルの表面に貼り付けるための接着層とを備えている。 A general polarizing plate, for example, adsorbs and stretches iodine on a polyvinyl alcohol film and vibrates only in a certain direction, that is, a polarizer for creating polarized light, and sandwiches the polarizer and faces each other. A pair of supports provided to be disposed and an adhesive layer provided on the surface of one of the supports and attached to the surface of the liquid crystal display panel are provided.
例えば、特許文献1には、光源と、その光源からの光を所定方向の直線偏光にする偏光フィルターとを有し、その偏光フィルターと被検査物である保護膜付き偏光板との間の光路上に、偏光板の保護膜による光の複屈折を補償する位相差板を配置させた保護膜付き偏光板の検査装置が開示されている。これによれば、偏光板の保護膜の位相変化をキャンセルして、保護膜による光の複屈折を補償するので、偏光板に存在する異物、傷、へこみなどの欠陥を精度良く検出することができると記載されている。
ところで、液晶表示パネルに偏光板を貼り付ける際には、液晶表示パネル、すなわち、液晶表示パネルを構成するガラス基板と、偏光板、すなわち、偏光板を構成する接着層との間に異物(以下、「偏光板異物」と称する)が挟み込まれるおそれがある。この偏光板異物は、樹脂のような光を透過する異物であれば、偏光板が貼り付けられた液晶表示パネルを黒表示で点灯させた状態でその表面を観察することにより、輝点として検出され、また、光を透過しない異物であれば、白表示で点灯させた状態で、黒点として検出される。 By the way, when sticking a polarizing plate to a liquid crystal display panel, a foreign substance (hereinafter referred to as a liquid crystal display panel), that is, between a glass substrate constituting the liquid crystal display panel and a polarizing plate, ie, an adhesive layer constituting the polarizing plate. , Referred to as “polarizing plate foreign matter”). If this polarizing plate foreign material is a foreign material that transmits light such as resin, it is detected as a bright spot by observing the surface of the liquid crystal display panel with the polarizing plate attached in a black display. In addition, a foreign object that does not transmit light is detected as a black spot in a state of being lit in white.
ここで、偏光板異物を検出するために液晶表示パネルを点灯させるには、液晶表示パネルにドライバチップなどの実装部品を取り付けておく必要がある。そのため、所定のレベル以上の偏光板異物を有することにより不良品となる液晶表示パネルに対して、実装部品を取り付けることは、生産コストの増大を招いてしまう。 Here, in order to light the liquid crystal display panel in order to detect the polarizing plate foreign matter, it is necessary to mount a mounting component such as a driver chip on the liquid crystal display panel. For this reason, attaching a mounting component to a liquid crystal display panel that becomes a defective product due to having a polarizing plate foreign matter of a predetermined level or more causes an increase in production cost.
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、液晶表示パネル自体を点灯させずに、液晶表示パネルと偏光板との間に介在する偏光板異物を確実に検出することにある。 The present invention has been made in view of such a point, and the object of the present invention is to reliably prevent the polarizing plate foreign matter interposed between the liquid crystal display panel and the polarizing plate without lighting the liquid crystal display panel itself. It is to detect.
上記目的を達成するために、本発明は、透過光による画像(観察)、貼り付けられた偏光板の偏光軸を介する反射光による画像(観察)、及び貼り付けられた偏光板の偏光軸に直交する偏光軸を介する反射光による画像(観察)によって異物を検出するようにしたものである。 In order to achieve the above object, the present invention relates to an image (observation) by transmitted light, an image (observation) by reflected light through the polarization axis of the attached polarizing plate, and the polarization axis of the attached polarizing plate. A foreign object is detected by an image (observation) using reflected light via orthogonal polarization axes.
具体的に本発明に係る液晶表示パネルの検査装置は、互いに対向して配置された一対の基板と、該一対の基板の間に設けられた液晶層とを備え、上記各基板の表面に偏光板がそれぞれ貼り付けられた液晶表示パネルに対し、上記各基板及び偏光板の間における異物を検出する液晶表示パネルの検査装置であって、被検査パネルである上記液晶表示パネルを保持するパネル保持部と、上記パネル保持部の下方に設けられ、上記被検査パネルに対し上記一方の基板側から光を供給する透過光源と、上記パネル保持部の上方に設けられ、上記被検査パネルに対し上記他方の基板側から光を斜めに供給する反射光源と、上記パネル保持部の上方に設けられ、上記透過光源から供給され上記被検査パネルを透過する透過光による画像、及び上記反射光源から供給され上記被検査パネルの表面で反射する反射光による画像を撮影するための撮像部とを有し、上記パネル保持部及び撮像部の間には、上記他方の基板側に貼り付けられた偏光板の偏光軸に対し直交する偏光軸を有し、上記反射光の光路に対し抜き差し可能な偏光フィルターが設けられていることを特徴とする。 Specifically, an inspection apparatus for a liquid crystal display panel according to the present invention includes a pair of substrates disposed opposite to each other, and a liquid crystal layer provided between the pair of substrates, and polarized light is applied to the surface of each substrate. An apparatus for inspecting a liquid crystal display panel that detects foreign matter between each of the substrates and the polarizing plate with respect to the liquid crystal display panel to which the plates are attached, and a panel holding unit that holds the liquid crystal display panel that is the panel to be inspected. A transmission light source that is provided below the panel holding unit and supplies light from the one substrate side to the panel to be inspected, and is provided above the panel holding unit and is the other side with respect to the panel to be inspected. A reflection light source that supplies light obliquely from the substrate side, an image of the transmission light that is provided above the panel holding unit and that is supplied from the transmission light source and passes through the panel to be inspected, and the reflection light source And an imaging unit for taking an image of reflected light reflected from the surface of the panel to be inspected, and is attached to the other substrate side between the panel holding unit and the imaging unit. A polarizing filter having a polarization axis perpendicular to the polarization axis of the polarizing plate and capable of being inserted into and removed from the optical path of the reflected light is provided.
上記の構成によれば、偏光板が貼り付けられた液晶表示パネル、すなわち、被検査パネルに対し、まず、透過光源によって一方の基板側から光を入射させると共に、その光の透過光による画像を撮像部で撮影することにより、被検査パネルの表面異物や表面キズ、及び被検査パネルを構成する基板と偏光板との間の偏光板異物が透過光を遮断して暗像として検出される。続いて、被検査パネルに対し、反射光源によって他方の基板側の斜め上方から光を入射させると共に、その光の反射光による画像を撮像部によって他方の基板側に貼り付けられた偏光板の偏光軸と平行な偏光軸を介して、すなわち、反射光の光路から偏光フィルターを抜いてパラレルニコル状態で撮影することにより、被検査パネルの表面異物や表面キズ、及び偏光板異物のうち透明な透明異物が光を反射して明像として検出される。このとき、偏光板異物のうち不透明な黒異物は、光を反射しないので検出されない。さらに、被検査パネルに対し、反射光源によって他方の基板側の斜め上方から光を入射させると共に、その光の反射光による画像を撮像部によって他方の基板側に貼り付けられた偏光板の偏光軸と直交する偏光軸を介して、すなわち、反射光の光路に偏光フィルターを差し入れてクロスニコル状態で撮影することにより、被検査パネルの表面異物や表面キズが光を反射して明像として検出される。このとき、偏光板異物のうち透明異物は、その反射光が偏光板によって偏光された後にクロスニコル配置の偏光フィルターによって遮断されるので検出されない。そのため、透過光による画像により検出された暗い像のうち、反射光によるパラレルニコル状態の画像により検出されなかったものが偏光板黒異物であり、反射光によるパラレルニコル状態の画像により検出され、且つ、反射光によるクロスニコル状態の画像により検出されなかったものが偏光板透明異物である。したがって、透過光による画像、反射光によるパラレルニコル状態の画像、及び反射光によるクロスニコル状態の画像を比較することにより、偏光板黒異物及び偏光板透明異物を含む偏光板異物と被検査パネルの表面異物や表面キズとが区別されるので、液晶表示パネル自体を点灯させずに、液晶表示パネルと偏光板との間に介在する偏光板異物が確実に検出される。 According to the above configuration, the liquid crystal display panel to which the polarizing plate is attached, that is, the panel to be inspected, first, light is incident from one substrate side by the transmission light source, and an image by the transmitted light of the light is displayed. By photographing with the imaging unit, surface foreign matter and surface scratches on the panel to be inspected, and polarizing plate foreign matter between the substrate constituting the panel to be inspected and the polarizing plate are detected as a dark image by blocking transmitted light. Subsequently, light is incident on the panel to be inspected from a diagonally upper side on the other substrate side by a reflected light source, and an image of the reflected light of the light is polarized on the other substrate side by the imaging unit. Transparent through the surface foreign matter and surface scratches of the panel to be inspected and the polarizing plate foreign matter through the polarization axis parallel to the axis, that is, by taking a picture in a parallel Nicol state by removing the polarizing filter from the optical path of the reflected light A foreign object reflects light and is detected as a bright image. At this time, an opaque black foreign substance among the polarizing plate foreign substances is not detected because it does not reflect light. Further, light is incident on the panel to be inspected from a diagonally upper side on the other substrate side by a reflection light source, and the polarization axis of the polarizing plate attached to the other substrate side by the imaging unit is reflected by the reflected light of the light. Through the polarization axis orthogonal to the light path, that is, by inserting a polarizing filter in the optical path of the reflected light and photographing in the crossed Nicols state, the surface foreign matter and surface scratches of the panel to be inspected are reflected as light and detected as a bright image The At this time, the transparent foreign substance among the foreign substances of the polarizing plate is not detected because the reflected light is blocked by the polarizing filter in the crossed Nicol arrangement after the reflected light is polarized by the polarizing plate. Therefore, among the dark images detected by the transmitted light image, those that are not detected by the parallel Nicol state image by the reflected light are the polarizing plate black foreign matter, detected by the parallel Nicol state image by the reflected light, and Those that were not detected from the image of the crossed Nicols state by the reflected light are the transparent polarizers. Therefore, by comparing the image by the transmitted light, the image of the parallel Nicol state by the reflected light, and the image of the crossed Nicol state by the reflected light, the polarizing plate foreign matter including the polarizing plate black foreign matter and the polarizing plate transparent foreign matter and the panel to be inspected. Since the surface foreign matter and the surface scratch are distinguished, the polarizing plate foreign matter interposed between the liquid crystal display panel and the polarizing plate is reliably detected without lighting the liquid crystal display panel itself.
上記被検査パネルの各偏光板の表面には、透明な保護膜が設けられ、上記パネル保持部及び偏光フィルターの間には、上記保護膜における位相差を打ち消すための位相差調整部が設けられていてもよい。 A transparent protective film is provided on the surface of each polarizing plate of the panel to be inspected, and a phase difference adjusting unit for canceling the phase difference in the protective film is provided between the panel holding unit and the polarizing filter. It may be.
上記の構成によれば、パネル保持部及び偏光フィルターの間に位相差調整部が設けられているので、偏光板の表面の保護膜によって偏光板異物の反射光が楕円偏光になったとしても、直線偏光に戻された反射光が偏光フィルターに到達することになる。 According to the above configuration, since the phase difference adjusting unit is provided between the panel holding unit and the polarizing filter, even if the reflected light of the polarizing plate foreign matter becomes elliptically polarized light by the protective film on the surface of the polarizing plate, The reflected light returned to the linearly polarized light reaches the polarizing filter.
上記位相差調整部は、位相差量が電気的に制御可能な可変位相差層を有していてもよい。 The phase difference adjusting unit may include a variable phase difference layer whose phase difference amount can be electrically controlled.
上記の構成によれば、例えば、可変位相差層として液晶層を用い、その液晶層の印加電圧を調整することにより、偏光板の表面の保護膜に応じて位相差量を制御することが可能になる。 According to the above configuration, for example, by using a liquid crystal layer as the variable retardation layer and adjusting the applied voltage of the liquid crystal layer, the retardation amount can be controlled according to the protective film on the surface of the polarizing plate. become.
上記透過光源及びパネル保持部の間には、上記被検査パネルにおける各画素の輝度を揃えるための光学フィルターが設けられていてもよい。 An optical filter may be provided between the transmissive light source and the panel holding unit to equalize the luminance of each pixel in the panel to be inspected.
上記の構成によれば、撮像部で撮影される画像において、被検査パネルのRGBの各画素の輝度が揃うので、本発明の作用効果が有効に奏される。 According to said structure, since the brightness | luminance of each pixel of RGB of a to-be-inspected panel is equal in the image image | photographed with an imaging part, the effect of this invention is show | played effectively.
上記反射光源は、上記被検査パネルに対し少なくとも2方向から光を供給するように構成されていてもよい。 The reflected light source may be configured to supply light from at least two directions to the panel to be inspected.
上記の構成によれば、反射光源が被検査パネルに対し少なくとも2方向から光を斜めに供給するので、あらゆる方向に形成された表面キズであっても検出が可能になる。 According to the above configuration, since the reflected light source supplies light obliquely from at least two directions to the panel to be inspected, it is possible to detect even surface scratches formed in any direction.
上記反射光源は、単一波長の光を供給するように構成されていてもよい。 The reflective light source may be configured to supply light of a single wavelength.
ここで、偏光板の表面の保護膜による楕円偏光の状態は、光の波長に左右されるので、上記の構成のように、反射光源が単一波長の光を供給すれば、偏光板の表面の保護膜による楕円偏光が位相差調整部によってより確実に直線偏光に戻される。 Here, since the state of elliptically polarized light by the protective film on the surface of the polarizing plate depends on the wavelength of the light, if the reflection light source supplies light of a single wavelength as in the above configuration, the surface of the polarizing plate The elliptically polarized light by the protective film is more reliably returned to linearly polarized light by the phase difference adjusting unit.
また、本発明に係る液晶表示パネルの検査方法は、互いに対向して配置された一対の基板と、該一対の基板の間に設けられた液晶層とを備え、上記各基板の表面に偏光板がそれぞれ貼り付けられた液晶表示パネルに対し、上記各基板と偏光板との間における異物を検出する液晶表示パネルの検査方法であって、上記一方の基板側から光を入射させると共に、該光の透過光を上記他方の基板側から観察する透過光観察工程と、上記他方の基板側の斜め上方から光を入射させると共に、該光の反射光を上記他方の基板側に貼り付けられた偏光板の偏光軸を介して上記他方の基板側から観察する反射光パラレルニコル観察工程と、上記他方の基板側の斜め上方から光を入射させると共に、該光の反射光を上記他方の基板側に貼り付けられた偏光板の偏光軸に対し直交する偏光軸を介して上記他方の基板側から観察する反射光クロスニコル観察工程とを備えることを特徴とする。 In addition, a liquid crystal display panel inspection method according to the present invention includes a pair of substrates disposed opposite to each other, and a liquid crystal layer provided between the pair of substrates, and a polarizing plate is provided on the surface of each substrate. Is a liquid crystal display panel inspection method for detecting foreign matter between each of the substrates and the polarizing plate with respect to each of the liquid crystal display panels to which light is attached. A transmitted light observing step of observing the transmitted light from the other substrate side, and polarized light that is incident on the other substrate side obliquely from above and the reflected light of the light is attached to the other substrate side Reflected light parallel Nicol observation step for observing from the other substrate side through the polarization axis of the plate, and making light incident from obliquely above the other substrate side, and reflecting the reflected light to the other substrate side Of the attached polarizing plate Through polarization axes perpendicular to the optical axis; and a reflected light cross Nicol observation step of observing from the other substrate side.
上記の方法によれば、偏光板が貼り付けられた液晶表示パネル、すなわち、被検査パネルに対し、まず、透過光観察工程において、一方の基板側から光を入射させると共に、その光の透過光を観察することにより、被検査パネルの表面異物や表面キズ、及び被検査パネルを構成する基板と偏光板との間の偏光板異物が透過光を遮断して暗像として検出される。続いて、反射光パラレルニコル観察工程において、被検査パネルに対し、他方の基板側の斜め上方から光を入射させると共に、その光の反射光を他方の基板側に貼り付けられた偏光板の偏光軸と平行な偏光軸を介してパラレルニコル状態で観察することにより、被検査パネルの表面異物や表面キズ、及び偏光板異物のうち透明な透明異物が光を反射して明像として検出される。このとき、偏光板異物のうち不透明な黒異物は、光を反射しないので検出されない。さらに、反射光クロスニコル観察工程において、被検査パネルに対し、他方の基板側の斜め上方から光を入射させると共に、その光の反射光を他方の基板側に貼り付けられた偏光板の偏光軸と直交する偏光軸を介してクロスニコル状態で観察することにより、被検査パネルの表面異物や表面キズが光を反射して明像として検出される。このとき、偏光板異物のうち透明異物は、その反射光が偏光板によって偏光された後にクロスニコル配置の偏光軸によって遮断されるので検出されない。そのため、透過光の観察により検出された暗い像のうち、反射光のパラレルニコル状態での観察により検出されなかったものが偏光板黒異物であり、反射光のパラレルニコル状態での観察により検出され、且つ、反射光のクロスニコル状態での観察により検出されなかったものが偏光板透明異物である。したがって、透過光観察工程、反射光パラレルニコル観察工程及び反射光クロスニコル観察工程の各工程において観察された被検査パネルからの透過光及び各反射光を比較することにより、偏光板黒異物及び偏光板透明異物を含む偏光板異物と被検査パネルの表面異物や表面キズとが区別されるので、液晶表示パネル自体を点灯させずに、液晶表示パネルと偏光板との間に介在する偏光板異物が確実に検出される。 According to the above method, the liquid crystal display panel to which the polarizing plate is attached, that is, the panel to be inspected, first, in the transmitted light observation step, light is incident from one substrate side and the transmitted light of the light is transmitted. By observing the above, the surface foreign matter and surface scratches of the panel to be inspected, and the polarizing plate foreign matter between the substrate constituting the panel to be inspected and the polarizing plate are detected as a dark image by blocking the transmitted light. Subsequently, in the reflected light parallel Nicol observation step, light is incident on the panel to be inspected from obliquely above the other substrate side, and the reflected light of the light is polarized on the other substrate side. By observing in a parallel Nicol state via a polarization axis parallel to the axis, a transparent transparent foreign substance is detected as a bright image by reflecting light from the surface foreign matter and surface scratches of the panel to be inspected and the polarizing plate foreign matter. . At this time, an opaque black foreign substance among the polarizing plate foreign substances is not detected because it does not reflect light. Further, in the reflected light crossed Nicols observation step, light is incident on the panel to be inspected obliquely from the upper side of the other substrate side, and the polarization axis of the polarizing plate attached to the other substrate side is reflected. By observing in a crossed Nicols state through a polarization axis perpendicular to the surface, foreign matter and surface scratches on the panel to be inspected are reflected as light and detected as a bright image. At this time, the transparent foreign matter among the polarizing plate foreign matters is not detected because the reflected light is blocked by the polarization axis of the crossed Nicol arrangement after the reflected light is polarized by the polarizing plate. Therefore, among the dark images detected by observing transmitted light, those that were not detected by observing the reflected light in the parallel Nicol state are polarizing plate black foreign objects, and are detected by observing the reflected light in the parallel Nicol state. And what is not detected by observation of the reflected light in the crossed Nicols state is a polarizing plate transparent foreign matter. Therefore, by comparing the transmitted light and each reflected light from the inspected panel observed in each step of the transmitted light observation step, the reflected light parallel Nicol observation step, and the reflected light crossed Nicol observation step, Since the polarizing plate foreign matter including the transparent plate foreign matter is distinguished from the surface foreign matter and surface scratch of the panel to be inspected, the polarizing plate foreign matter interposed between the liquid crystal display panel and the polarizing plate without turning on the liquid crystal display panel itself. Is reliably detected.
本発明によれば、透過光による画像(観察)、貼り付けられた偏光板の偏光軸を介する反射光による画像(観察)、及び貼り付けられた偏光板の偏光軸に直交する偏光軸を介する反射光による画像(観察)によって異物を検出するため、液晶表示パネル自体を点灯させずに、液晶表示パネルと偏光板との間に介在する偏光板異物を確実に検出することができる。 According to the present invention, the image (observation) by transmitted light, the image (observation) by reflected light through the polarization axis of the attached polarizing plate, and the polarization axis orthogonal to the polarization axis of the attached polarizing plate are used. Since the foreign matter is detected by the image (observation) by the reflected light, the polarizing plate foreign matter interposed between the liquid crystal display panel and the polarizing plate can be reliably detected without turning on the liquid crystal display panel itself.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited to the following embodiment.
図1は、本発明の一実施形態に係る液晶表示パネル10の検査装置30を示す斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view showing an
まず、被検査パネルの液晶表示パネル10について、図2の断面図を用いて説明する。
First, the liquid
液晶表示パネル10は、図2に示すように、互いに対向して配置された一対の基板(例えば、アクティブマトリクス基板1及び対向基板2)と、アクティブマトリクス基板1及び対向基板2の間に設けられた液晶層3とを備え、各基板1及び2の液晶層3と反対側の表面に偏光板4がそれぞれ貼り付けられている。
As shown in FIG. 2, the liquid
アクティブマトリクス基板(一方の基板)1は、ガラス基板と、そのガラス基板上に互いに平行に延びるように設けられた複数のゲート線と、各ゲート線と直交するように設けられた複数のソース線と、ゲート線とソース線との各交差部分にスイッチング素子として設けられた薄膜トランジスタ(TFT)と、隣り合う一対のゲート線及びソース線に囲われる各領域に設けられた画素電極と、各画素電極を覆うように設けられた配向膜とを備えている。そして、各画素電極は、画像の最小単位である画素を構成すると共に、マトリクス状に配列して表示領域を構成している。 An active matrix substrate (one substrate) 1 includes a glass substrate, a plurality of gate lines provided on the glass substrate so as to extend in parallel to each other, and a plurality of source lines provided so as to be orthogonal to the gate lines. A thin film transistor (TFT) provided as a switching element at each intersection of a gate line and a source line, a pixel electrode provided in each region surrounded by a pair of adjacent gate lines and source lines, and each pixel electrode And an alignment film provided so as to cover the surface. Each pixel electrode constitutes a pixel which is the minimum unit of an image and is arranged in a matrix to constitute a display area.
対向基板(他方の基板)2は、ガラス基板と、ガラス基板上に設けられたカラーフィルター層と、カラーフィルター層を覆うように設けられたオーバーコート層と、オーバーコート層を覆うように設けられた共通電極と、共通電極を覆うように設けられた配向膜とを備えている。 The counter substrate (the other substrate) 2 is provided to cover the glass substrate, the color filter layer provided on the glass substrate, the overcoat layer provided to cover the color filter layer, and the overcoat layer. A common electrode, and an alignment film provided so as to cover the common electrode.
液晶層3は、電気光学特性を有するネマチック液晶の液晶分子を含んでいる。
The
偏光板4は、互いに対向して配置され、トリアセチルセルロースフィルムなどにより形成された一対の支持体、及びそれらの支持体の間に設けられ、ヨウ素で染色したポリビニルアルコールフィルムなどにより形成された一方向の偏光軸を有する偏光子を含む偏光子層4aと、一方の支持体の表面に設けられた透明な保護膜4bと、他方の支持体の表面に設けられ、アクティブマトリクス基板1又は対向基板2の表面に貼り付けるための接着層とを備えている。
The
また、液晶表示パネル10は、各画素において、ゲート線からゲート信号によりTFTがオン状態になったときに、ソース線からソース信号が送られてTFTを介して、画素電極に所定の電荷が書き込まれ、画素電極と共通電極との間で電位差が生じることになり、液晶層3に所定の電圧が印加されるように構成されている。そして、液晶表示パネル10では、その印加電圧の大きさに応じて液晶分子の配向状態が変わることを利用して、外部から入射する光の透過率を調整することにより、画像が表示される。
Further, in the liquid
さらに、液晶表示パネル10は、各々、作製されたアクティブマトリクス基板1及び対向基板2の間に液晶層3を構成する液晶材料を注入及び封止した後に、アクティブマトリクス基板1及び対向基板2の各表面に偏光板4を接着層を介して貼り付けることにより製造される。そして、液晶表示パネル10では、図2に示すように、偏光板4を貼り付ける際に、アクティブマトリクス基板1及び対向基板2と偏光板4との間に偏光板異物13が挟み込まれたり、偏光板4に表面異物11が付着したり、表面キズ12が形成されたりするおそれがある。
Furthermore, the liquid
以下に、上記構成の液晶表示パネル10を検査する本実施形態の検査装置30について説明する。
Below, the
検査装置30は、図1に示すように、下から順に、透過照明21、光学フィルター22、ステージ15、反射光源23、可変位相差板24、偏光フィルター25及び撮像部26を備えている。
As shown in FIG. 1, the
ステージ15は、液晶表示パネル10を下側から保持するためのパネル保持部であり、透過照明21からの光を透過できるように保持される液晶表示パネル10の表示領域に合わせて開口した開口部(不図示)を有している。
The
透過照明21は、ステージ15の下方に設けられ、ステージ15上の液晶表示パネル10に対し下面側から光を供給するための光源である。
The transmitted
光学フィルター22は、ステージ15及び透過光源21の間に設けられ、液晶表示パネル10におけるRGBの各画素の輝度を揃えるための光学素子である。
The
反射光源23は、ステージ15の上方に設けられ、ステージ15上の液晶表示パネル10に対し上面側から光を少なくとも2方向から斜めに供給するための光源である。これによれば、液晶表示パネル10上のあらゆる方向に形成された表面キズ12であっても確実に検出することができる。また、反射光源23は、単一波長(例えば、630nm程度)の光を供給するように構成されている。ここで、偏光板4の表面の保護膜4bによる楕円偏光の状態は、光の波長に左右されるので、すなわち、波長分散されるので、反射光源23が単一波長の光を供給することにより、偏光板4の表面の保護膜4bによる楕円偏光を可変位相差板24によってより確実に直線偏光に戻すことができる。なお、本実施形態では、反射光源23をコの字状に配置し、液晶表示パネル10に対し3方向から光を供給するようになっている。
The reflected
可変位相差板24は、ステージ15の上方に設けられ、ステージ15上に保持された液晶表示パネル10の上面側の偏光板4を構成する保護膜4bにおける位相差を打ち消すための位相差調整部である。また、可変位相差板24は、図3の断面図に示すように、互いに対向して配置された一対のガラス基板24a及び24bと、それらのガラス基板24a及び24bの間に可変位相差層として設けられた液晶層24cと、ガラス基板24a及び24bの積層体の周端を保持するように設けられたフレーム24dとを備えている。さらに、可変位相差板24では、各ガラス基板24a及び24bの液晶層24c側に透明電極24eが設けられ、各透明電極24eを介して液晶層24cに所定の電圧を印加することにより、液晶層24cの配向状態が変わり、必要な位相差が作り出される。これによれば、偏光板4の表面の保護膜4bによって偏光板異物13の反射光Rが楕円偏光になったとしても、直線偏光に戻された反射光Rを偏光フィルター15に確実に到達させることができる。
The variable
偏光フィルター25は、可変位相差板24及び撮像部26の間に設けられ、ステージ15上の液晶表示パネル10の上面側に貼り付けられた偏光板4の偏光軸に対し直交する偏光軸を有し、反射光源23から供給されステージ15上の液晶表示パネル10の表面で反射する反射光Rの光路に対し抜き差し可能な光学素子である。
The
撮像部26は、ステージ15の上方に設けられ、レンズ部26a及びカメラ部26bを有し、透過光源21から供給されステージ15上の液晶表示パネル10を透過する透過光Tによる画像、及び反射光源23から供給されステージ15上の液晶表示パネル10の表面で反射する反射光Rによる画像を撮影するためのものである。
The
次に、上記構成の検査装置30の動作について、図4、図5、図6及び図7を用いて使用形態ごとに説明する。ここで、図4は、透過光源21を用いるときの検査装置30の動作を示す説明図であり、図5は、反射光源23を用いるときの検査装置30の動作を示す説明図である。そして、図6は、表面異物11による反射光Rの偏光状態を示す説明図であり、図7は、偏光板透明異物13bによる反射光Rの偏光状態を示す説明図である。
Next, operation | movement of the test |
透過光源21を用いるときには、図4に示すように、透過光源21によって液晶表示パネル10の下面側から光L1を入射させると共に、その光L1の透過光Tによる画像を撮像部26で撮影することにより、液晶表示パネル10に含まれる表面異物11、表面キズ12及び偏光板異物13が透過光Tを遮断して暗像として検出される。
When the transmissive
反射光源23を用いるときには、図5(偏光フィルター25が実線の場合)に示すように、反射光源23によって液晶表示パネル10の上面側の斜め上方から光L2を入射させると共に、その光L2の反射光Rによる画像を撮像部26によって液晶表示パネル10の上面側の基板に貼り付けられた偏光板4の偏光軸を介して、すなわち、反射光Rの光路から偏光フィルター25を抜いてパラレルニコル状態で撮影することにより、液晶表示パネル10に含まれる表面異物11、表面キズ12、及び偏光板異物13のうち透明な透明異物(13b)が光を反射して明像として検出される。
When the reflection
また、図5において、偏光フィルター25が2点鎖線である場合のように、反射光Rによる画像を撮像部26によって液晶表示パネル10の上面側の基板に貼り付けられた偏光板4の偏光軸と直交する偏光軸を介して、すなわち、反射光Rの光路に偏光フィルター25を差し入れてクロスニコル状態で撮影することにより、液晶表示パネル10に含まれる表面異物11(及び表面キズ12)は、図6に示すように、光L2を反射した反射光Rが可変位相差板24による非偏光NP、及び偏光フィルター25による直線偏光LPを経て、明像として検出される。このとき、偏光板異物13のうち透明異物13bは、図7に示すように、その反射光Rが偏光子層4aによる直線偏光LP1、保護膜4bによる楕円偏光EP、及び可変位相差板24による直線偏光LP2を経て、偏光板4aの偏光軸に対してクロスニコル配置の偏光フィルター25によって遮断されるので検出されない。なお、図6及び図7において、LAは保護膜4b及び可変位相差板における進相軸を示し、DAはその遅相軸を示している。
Further, in FIG. 5, as in the case where the
次に、上記構成の検査装置30を用いて、液晶表示パネル10を検査する方法について説明する。なお、本実施形態の検査方法は、透過光観察工程、反射光パラレルニコル観察工程及び反射光クロスニコル観察工程を備えている。
Next, a method for inspecting the liquid
<透過光観察工程>
まず、ステージ15上に液晶表示パネル10を例えばそのアクティブマトリクス基板1側が下になるように保持させる。
<Transmitted light observation process>
First, the liquid
続いて、透過光源21によって、アクティブマトリクス基板1側から光L1を入射させると共に、偏光フィルター25を差し入れて、光L1の透過光Tが最も暗くなるように可変位相差板24の位相差を調整(最適化)する。
Subsequently, the
その後、偏光フィルター25を引き抜いた状態で、光L1の透過光Tによる画像を撮像部26で撮影することにより、液晶表示パネル10の対向基板2側の表面異物11、表面キズ12及び偏光板異物13(偏光板黒異物13a及び偏光板透明異物13b)が透過光Tを遮断して図8に示すように暗像として検出される。
Thereafter, with the
<反射光パラレルニコル観察工程>
ステージ15上の液晶表示パネル10に対し、図5に示すように反射光源23によって対向基板2側の斜め上方から光L2を入射させると共に、その光L2の反射光Rによる画像を撮像部26によって対向基板2側に貼り付けられた偏光板4の偏光軸に対し平行な偏光軸を介して、すなわち、反射光Rの光路から偏光フィルター25を引き抜いてパラレルニコル状態で撮影することにより、液晶表示パネル10の対向基板2側の表面異物11、表面キズ12、及び偏光板透明異物13bが図9に示すように光L2を反射して明像として検出される。このとき、偏光板黒異物13aは、光を反射しないので検出されない。
<Reflected light parallel Nicol observation process>
As shown in FIG. 5, the light L2 is incident on the liquid
<反射光クロスニコル観察工程>
ステージ15上の液晶表示パネル10に対し、図5に示すように反射光源23によって対向基板2側の斜め上方から光L2を入射させると共に、その光L2の反射光Rによる画像を撮像部26によって対向基板2側に貼り付けられた偏光板4の偏光軸と直交する偏光軸を介して、すなわち、反射光Rの光路に、透過光観察工程において最適化された可変位相差板24を配置し、偏光フィルター5を差し入れてクロスニコル状態で撮影することにより、液晶表示パネル10の対向基板2側の表面異物11及び表面キズ12が図10に示すように光L2を反射して明像として検出される(図6参照)。このとき、偏光板透明異物13bは、図7に示すように、その反射光Rが偏光板4によって偏光された後に、保護膜4bにより楕円偏光し、さらに最適化された可変位相差板24により再び直線偏光に戻されて、クロスニコル配置の偏光フィルター25によって遮断されるので検出されない。
<Reflected light crossed Nicols observation process>
As shown in FIG. 5, the light L2 is incident on the liquid
以上のようにして、液晶表示パネル10の対向基板2側の表面異物11、表面キズ12、偏光板黒異物13a及び偏光板透明異物13bを検出することができる。その後、ステージ15上の液晶表示パネル10を表裏反転させて、上記説明した透過光観察工程、反射光パラレルニコル観察工程及び反射光クロスニコル観察工程の各工程を行うことにより、液晶表示パネル10のアクティブマトリクス基板1側の表面異物11、表面キズ12、偏光板黒異物13a及び偏光板透明異物13bを検出することができる。
As described above, the surface
また、液晶表示パネル10を具体的に検査する際には、液晶表示パネル10の表示領域を例えば4分割して、各分割された領域に対し、表(対向基板2)側及び裏(アクティブマトリクス基板1)側の透過光による画像、反射光(パラレルニコル及びクロスニコル)による画像をそれぞれ撮影することになる。
When the liquid
その後、撮影された表側及び裏側の透過光による画像をデータ処理して、表面異物11、表面キズ12、偏光板黒異物13a及び偏光板透明異物13bを含む欠陥候補を抽出すると共に、その位置、領域、サイズ及び濃淡値などの情報を保持する。
Thereafter, the captured images of the front side and back side transmitted light are subjected to data processing to extract defect candidates including surface
続いて、表側の透過光による画像のデータと、裏側の透過光による画像のデータとを比較して、両方のデータで同じ位置に検出されなかった欠陥候補を、表裏反転の際に移動した表面異物11と判定する。
Next, the image data by the transmitted light on the front side and the image data by the transmitted light on the back side are compared, and the defect candidates that are not detected at the same position in both data are moved when the surface is reversed. The
さらに、クロスニコルでの反射光による画像をデータ処理すると共に、上記各欠陥候補に対応する領域のデータを参照し、その領域の平均濃淡値が所定の閾値以上で明るく写っていれば、その欠陥候補を(表側の画像に写っていれば表側の、又は裏側の画像に写っていれば裏側の)表面異物11及び表面キズ12と判定する。そして、残った欠陥候補のうち、表側及び裏側のパラレルニコルでの反射光による画像において対応する領域の平均濃淡値が所定の閾値以上に明るく写っているものが、(表側の画像に写っていれば表側の、又は裏側の画像に写っていれば裏側の)偏光板透明異物13bと判定され、残った欠陥候補が偏光板黒異物13aと判定される。ここで、各画像において検出される欠陥候補と具体的な欠陥(表面異物、表面キズ、偏光板黒異物及び偏光板透明異物)との関係は、以下の表1にようになる。なお、表1において、○印は対応する各画像において検出されることを示し、×印は対応する各画像において検出されないことを示している。
Furthermore, while processing the image by the reflected light in crossed Nicols and referring to the data of the area corresponding to each defect candidate, if the average gray value of the area is brighter than a predetermined threshold, the defect Candidates are determined as surface
以上説明したように、本実施形態の液晶表示パネル10の検査装置30及び検査方法によれば、偏光板4が貼り付けられた液晶表示パネル(被検査パネル)10に対し、まず、透過光源21によってアクティブマトリクス基板1側から光を入射させると共に、その光L1の透過光Tによる画像を撮像部26で撮影することにより、被検査パネル10の表面異物11や表面キズ12、及び被検査パネル10を構成する対向基板2と偏光板4との間の偏光板異物13(偏光板黒異物13a及び偏光板透明異物13b)が透過光を遮断して暗像として検出される(透過光観察工程)。
As described above, according to the
続いて、被検査パネル10に対し、反射光源23によって対向基板2側の斜め上方から光L2を入射させると共に、その光L2の反射光Rによる画像を撮像部26によって対向基板2側に貼り付けられた偏光板4の偏光軸と平行な偏光軸を介して、すなわち、反射光Rの光路から偏光フィルター25を抜いてパラレルニコル状態で撮影することにより、被検査パネル10の表面異物11や表面キズ12、及び偏光板異物13のうち透明な偏光板透明異物13bが光を反射して明像として検出される。このとき、偏光板異物13のうち不透明な偏光板黒異物13aは、光を反射しないので検出されない(反射光パラレルニコル観察工程)。
Subsequently, the reflected
さらに、被検査パネル10に対し、反射光源23によって対向基板2側の斜め上方から光L2を入射させると共に、その光L2の反射光Rによる画像を撮像部26によって対向基板2側に貼り付けられた偏光板4の偏光軸と直交する偏光軸を介して、すなわち、反射光Rの光路に偏光フィルター25を差し入れてクロスニコル状態で撮影することにより、被検査パネル10の表面異物11や表面キズ12が光を反射して明像として検出される。このとき、偏光板異物13のうち偏光板透明異物13bは、その反射光Rが偏光板4によって偏光された後にクロスニコル配置の偏光フィルター25によって遮断されるので検出されない(反射光クロスニコル観察工程)。
Further, light L2 is incident on the
そのため、透過光による画像により検出された暗像のうち、反射光によるパラレルニコル状態の画像により検出されなかったものが偏光板黒異物13aであり、反射光によるパラレルニコル状態の画像により検出され、且つ、反射光によるクロスニコル状態の画像により検出されなかったものが偏光板透明異物13bである。したがって、透過光Tによる画像、反射光Rによるパラレルニコル状態の画像、及び反射光Rによるクロスニコル状態の画像を比較することにより、偏光板黒異物13a及び偏光板透明異物13bを含む偏光板異物13と被検査パネル10の表面異物11や表面キズ12とが区別されるので、ドライバチップなどを用いて液晶表示パネル10自体を点灯させることなく、液晶表示パネル10と偏光板4との間に介在する偏光板異物13を確実に検出することができる。
Therefore, the dark image detected by the transmitted light image that is not detected by the parallel Nicol state image by the reflected light is the polarizing plate black
なお、上記実施形態では、ドライバチップなどの実装部品が取り付ける前の偏光板4が貼り付けられた液晶表示パネル10に対する検査について例示したが、本発明は、ドライバチップなどの実装部品が取り付けた後の偏光板4が貼り付けられた液晶表示パネル10、及び偏光板4単体の検査についても適用することができる。
In the above embodiment, the liquid
さらに、上記実施形態では、表面に保護膜4bを有する偏光板4が貼り付けられた液晶表示パネル10に対する検査について例示したが、本発明は、保護膜4bのない偏光板が貼り付けられた液晶表示パネルに対する検査についても適用することができる。
Furthermore, in the said embodiment, although illustrated about the test | inspection with respect to the liquid
また、上記実施形態では、ステージ15上に1枚の液晶表示パネル10を保持させたが、本発明は、ステージ15上に複数枚の液晶表示パネル10を保持させて、各液晶表示パネル10を同時に検査してもよい。
In the above embodiment, one liquid
以上説明したように、本発明は、画像処理により、表面異物や表面キズ、及び偏光板の保護膜の影響をキャンセルし、偏光板異物を確実に検出することができるので、液晶表示パネルを自動的に検査する自動検査装置に有用である。 As described above, the present invention cancels the influence of surface foreign matter and surface scratches and the protective film of the polarizing plate by image processing, and can reliably detect the foreign matter of the polarizing plate. It is useful for automatic inspection equipment that inspects automatically.
R 反射光
T 透過光
1 アクティブマトリクス基板(一方の基板)
2 対向基板(他方の基板)
3 液晶層
4 偏光板
4a 偏光子層
4b 保護膜
10 液晶表示パネル(被検査パネル)
15 ステージ(パネル保持部)
21 透過光源
22 光学フィルター
23 反射光源
24 可変位相差板(位相差調整部)
24c 液晶層(可変位相差層)
25 偏光フィルター
26 撮像部
30 検査装置
R Reflected light T Transmitted light 1 Active matrix substrate (one substrate)
2 Counter substrate (the other substrate)
3
15 stage (panel holder)
21 Transmitted
24c Liquid crystal layer (variable retardation layer)
25
Claims (7)
被検査パネルである上記液晶表示パネルを保持するパネル保持部と、
上記パネル保持部の下方に設けられ、上記被検査パネルに対し上記一方の基板側から光を供給する透過光源と、
上記パネル保持部の上方に設けられ、上記被検査パネルに対し上記他方の基板側から光を斜めに供給する反射光源と、
上記パネル保持部の上方に設けられ、上記透過光源から供給され上記被検査パネルを透過する透過光による画像、及び上記反射光源から供給され上記被検査パネルの表面で反射する反射光による画像を撮影するための撮像部とを有し、
上記パネル保持部及び撮像部の間には、上記他方の基板側に貼り付けられた偏光板の偏光軸に対し直交する偏光軸を有し、上記反射光の光路に対し抜き差し可能な偏光フィルターが設けられていることを特徴とする液晶表示パネルの検査装置。 A liquid crystal display panel comprising a pair of substrates disposed opposite to each other and a liquid crystal layer provided between the pair of substrates, and a polarizing plate attached to the surface of each of the substrates. An inspection apparatus for a liquid crystal display panel that detects foreign matter between a substrate and a polarizing plate,
A panel holding unit for holding the liquid crystal display panel as a panel to be inspected;
A transmission light source that is provided below the panel holding portion and supplies light from the one substrate side to the panel to be inspected;
A reflective light source that is provided above the panel holding portion and supplies light obliquely from the other substrate side to the panel to be inspected;
An image of transmitted light that is provided from the transmission light source and transmitted through the panel to be inspected, and an image of reflected light that is supplied from the reflection light source and reflected from the surface of the panel to be inspected is provided above the panel holding unit. And an imaging unit for
Between the panel holding unit and the imaging unit, there is a polarization filter that has a polarization axis perpendicular to the polarization axis of the polarizing plate attached to the other substrate side and can be inserted into and removed from the optical path of the reflected light. An inspection apparatus for a liquid crystal display panel, which is provided.
上記被検査パネルの各偏光板の表面には、透明な保護膜が設けられ、
上記パネル保持部及び偏光フィルターの間には、上記保護膜における位相差を打ち消すための位相差調整部が設けられていることを特徴とする液晶表示パネルの検査装置。 The liquid crystal display panel inspection apparatus according to claim 1,
On the surface of each polarizing plate of the panel to be inspected, a transparent protective film is provided,
An inspection apparatus for a liquid crystal display panel, wherein a phase difference adjusting unit for canceling a phase difference in the protective film is provided between the panel holding unit and the polarizing filter.
上記位相差調整部は、位相差量が電気的に制御可能な可変位相差層を有していることを特徴とする液晶表示パネルの検査装置。 The inspection apparatus for a liquid crystal display panel according to claim 2,
The liquid crystal display panel inspection apparatus, wherein the phase difference adjusting unit includes a variable phase difference layer whose phase difference amount can be electrically controlled.
上記透過光源及びパネル保持部の間には、上記被検査パネルにおける各画素の輝度を揃えるための光学フィルターが設けられていることを特徴とする液晶表示パネルの検査装置。 The liquid crystal display panel inspection apparatus according to claim 1,
An inspection apparatus for a liquid crystal display panel, characterized in that an optical filter is provided between the transmissive light source and the panel holding portion to equalize the luminance of each pixel in the panel to be inspected.
上記反射光源は、上記被検査パネルに対し少なくとも2方向から光を供給するように構成されていることを特徴とする液晶表示パネルの検査装置。 The liquid crystal display panel inspection apparatus according to claim 1,
The inspection apparatus for a liquid crystal display panel, wherein the reflected light source is configured to supply light from at least two directions to the panel to be inspected.
上記反射光源は、単一波長の光を供給するように構成されていることを特徴とする液晶表示パネルの検査装置。 The inspection apparatus for a liquid crystal display panel according to claim 2,
An inspection apparatus for a liquid crystal display panel, wherein the reflected light source is configured to supply light having a single wavelength.
上記一方の基板側から光を入射させると共に、該光の透過光を上記他方の基板側から観察する透過光観察工程と、
上記他方の基板側の斜め上方から光を入射させると共に、該光の反射光を上記他方の基板側に貼り付けられた偏光板の偏光軸を介して上記他方の基板側から観察する反射光パラレルニコル観察工程と、
上記他方の基板側の斜め上方から光を入射させると共に、該光の反射光を上記他方の基板側に貼り付けられた偏光板の偏光軸に対し直交する偏光軸を介して上記他方の基板側から観察する反射光クロスニコル観察工程とを備えることを特徴とする液晶表示パネルの検査方法。 A liquid crystal display panel comprising a pair of substrates disposed opposite to each other and a liquid crystal layer provided between the pair of substrates, and a polarizing plate attached to the surface of each of the substrates. An inspection method for a liquid crystal display panel for detecting foreign matter between a substrate and a polarizing plate,
A transmitted light observation step of making light incident from the one substrate side and observing transmitted light of the light from the other substrate side;
Reflected light parallel in which light is incident from an oblique upper side on the other substrate side and the reflected light of the light is observed from the other substrate side via the polarization axis of a polarizing plate attached to the other substrate side Nicole observation process,
The light is incident from obliquely above the other substrate side, and the reflected light of the light is incident on the other substrate side through a polarization axis perpendicular to the polarization axis of the polarizing plate attached to the other substrate side. A method for inspecting a liquid crystal display panel, comprising: a reflected light crossed Nicols observation step for observing from a liquid crystal display.
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