JP2008310374A - タッチパネル機能の検査方法およびタッチパネル機能の検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、たとえフォトセンサの不良が判明したとしても、他の部材および製造工程の無駄を無くすことができる、検査効率の高いタッチパネル機能の検査方法を提供する。
【解決手段】本発明では、複数のフォトセンサが形成されたアレイ基板２を、フォトセンサ形成面が上向きとなるように、検査ステージ１に載置する。その後、アレイ基板２のフォトセンサ形成面の所定の領域に対して、照明装置４，５からの光の照射、非照射を行いながら、フォトセンサの電気特性を測定する。
【選択図】 図１

Description

この発明は、タッチパネル機能の検査方法およびタッチパネル機能の検査装置に係る発明である。たとえば、フォトセンサ内蔵型のタッチパネル機構を備えたパネルの検査方法および検査装置に適用できる。

近年、さまざまな分野において表示装置が利用されているが、画像表示以外の付加機能を備える表示装置が多く利用され始めている。特に、表示されている情報を人の手（もしくは専用ペンなど）で直接操作することができるタッチパネル機能を有する表示装置が、車載用表示装置、産業用表示装置、および携帯電話機などの分野で普及し始めている。当該タッチパネル機能を有する表示装置として一般的には、表示面に、圧感式のタッチパネルフィルム（抵抗膜方式または静電容量方式）を配置するものが知られている。

また、圧感式のタッチパネルフィルムはコスト高であることから、表示装置の内部に、光の有無を感知するフォトセンサを配列したアレイ基板を配設するタッチパネル技術も開発されている。当該技術では、人の指等で触れた部分が遮光領域となり、当該遮光領域をフォトセンサが感知する仕組みとなっている。

なお、タッチパネル機能の検査方法に関する先行技術として、たとえば特許文献１が存在する。

特開２０００−３１１０６０号公報

フォトセンサ内蔵型のタッチパネル機能の検査方法として、実際に表示ができる状態まで表示装置を組み立て、その後にフォトセンサのタッチパネル機能の検査を行う方法が考えられる。しかし、表示装置を実際に表示できる状態まで組み立てた後にタッチパネル機機能の検査をしたのでは、当該検査でフォトセンサの不良が判明したとしても、表示装置全体を破棄するしかない。これでは、フォトセンサ以外の正常部品（たとえば、カラーフィルタや液晶等）が無駄になると共に、表示装置組み立て作業も無駄となる。

また、当該検査は、人の指によるタッチパネルへの実際の押圧により、行うことができる。しかし、当該手作業による検査は大変非効率である。

そこで、本発明は、たとえフォトセンサの不良が判明したとしても、他の部材および製造工程の無駄を無くすことができる、検査効率の高いタッチパネル機能の検査方法を提供することを目的とする。さらに、当該検査方法を実現することができるタッチパネル機能の検査装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明に係る請求項１に記載のタッチパネル機能の検査方法は、（Ａ）タッチパネル機能の検査対象としての、複数のフォトセンサを備えるアレイ基板を、フォトセンサ形成面が上向きとなるように、検査ステージに載置するステップと、（Ｂ）前記ステップ（Ａ）の後に、前記アレイ基板の前記フォトセンサ形成面の所定の領域に対して、照明装置からの光の照射、非照射を行いながら、前記フォトセンサの電気特性を測定するステップとを、備えている。

また、請求項７に記載のタッチパネル機能の検査装置は、複数のフォトセンサを備えるアレイ基板が載置される検査ステージと、光の照射が可能な照明装置とを、備えており、請求項１乃至請求項６のいずれかに記載のタッチパネル機能の検査方法を実施することが可能である。

本発明の請求項１，７に記載のタッチパネル機能の検査方法およびタッチパネル機能の検査装置は、アレイ基板のフォトセンサ形成面の所定の領域に対して照明装置からの光の照射、非照射を行いながら、フォトセンサの電気特性を測定する。

したがって、アレイ基板、カラーフィルタ、液晶、偏光板などを組み立てて、実施に表示されるパネル状態でのタッチパネル機能の良否検査をする必要がなくなる。つまり、アレイ状態でのタッチパネル機能の良否検査が可能となる。よって、本発明に係る検査の結果、たとえフォトセンサの不良が判明したとしても、他の部材（カラーフィルタや液晶など）および組み立て製造工程の無駄を無くすことができる。

また、人の指等での実際の「タッチ」を行っての検査でなく、照明装置からの光の出射およびフォトトランジスタの電気測定による検査である。したがって、当該検査方法では自動化が可能であり、人的検査よりも検査効率の向上を図ることができる。

以下、この発明をその実施の形態を示す図面に基づいて具体的に説明する。

＜実施の形態１＞
図１は、本実施の形態に係る検査装置１００の要部構成を示す斜視図である。図１に示すように、当該検査装置１００は、検査ステージ１および照明装置４を備えている。

検査ステージ１には、検査対象となるアレイ基板２が載置される。アレイ基板２には、タッチパネル機能の検査対象としての、複数のフォトセンサ（たとえばフォトトランジスタ。以下フォトトランジスタとして話を進める）がマトリクス状またはストライプ状に配設されている。つまり、アレイ基板２は、タッチパネルとして組み立てられる前の、フォトトランジスタが形成されたアレイ基板状態である。本発明では、当該アレイ基板状態において、他の検査（フォトトランジスタ自身の良否検査）に加えて、フォトトランジスタのタッチパネル機能の良否検査が実施される。当該アレイ基板２は、フォトトランジスタ形成面が上を向くように、検査ステージ１に載置される。図１に示すように、アレイ基板２の外周部には、検査用端子３が配設されている。検査用端子３は、各フォトトランジスタ（具体的には、フォトトランジスタに接続される信号線および走査線）と検査用プローブ（図示せず）とを電気的に接続させる部分である。

照明装置４は、アレイ基板２のフォトトランジスタ形成面に対して、光の照射・非照射を行うための装置である。なお、本実施の形態では、照明装置４は、一画面において、図２に例示するような明暗画像の表示が可能な表示装置４とする。図２（ａ）では、表示装置４は、表示面の一部だけを消灯（暗部）させ、それ以外の領域を点灯（明部）させている。図２（ｂ）では、表示面の一部だけを点灯（明部）させ、それ以外の領域を消灯（暗部）させている。図２（ｃ）では、表示面の左半分の領域を消灯（暗部）させ、表示面の右半分の領域を点灯（明部）させている。当該明暗画像の表示（変化）は、外部のコンピュータ操作により実現される。検査状態では、表示装置４の表示面は、アレイ基板２のフォトトランジスタ形成面と対面するように配置される。

通常、アレイプロセスが完了した後にアレイ基板２の良否（特に、フォトトランジスタ自身の良否、フォトトランジスタと各信号線との接続の良否等）を確認し、良品のみを次工程に送るために、アレイ検査が行われる。当該アレイ検査時に、本発明に係る検査方法、つまりアレイ基板２に形成されているフォトトランジスタのタッチパネル機能としての良否検査も行われる。

当該検査方法としては、チャージセンシング方式、ＡＯＩ（Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ）方式、または電子線を用いた検査方法等がある。以下の本発明に係る検査方法の説明では、チャージセンシング方式の検査の場合に言及する。しかし、本発明に上記例示した他の方法（方式）を適用したとしても、チャージセンシング方式を適用する場合と同様な効果を得ることができる。

一般的にフォトトランジスタ自身の良否（フォトトランジスタと各信号線の接続の良否も含む）を検査する場合のチャージセンシング方式を用いた検査方法は、次の様にして実施される。検査用端子３の全て又は一部に検査用プローブ（図示せず）をコンタクトさせる。そして、当該検査用プローブを介して検査用端子３に信号を印加する。これにより、アレイ基板２に配列されているフォトトランジスタが駆動し、所定の画素の充電が行われる。一定時間経過後、所定の画素の充電量（電化量）を、検査用プローブを介して検査装置１００は読み取る。当該充電量の大小関係により、フォトトランジスタ自身の良否が判断される。

なお、明るい環境で当該フォトトランジスタ自身の良否検査を実施しても良い。しかし、通常は、測定ノイズを減らすために、暗環境下においてフォトトランジスタ自身の良否検査が実施される。したがって、同様に、当該フォトトランジスタ自身の良否検査に加えて実施される本発明に係る検査（つまり、フォトトランジスタのタッチパネル機能の良否検査）も暗環境で行われることが望ましい。

以下、本発明に係る検査方法（フォトトランジスタのタッチパネル機能の良否検査）を図３に示すフロー図を用いて説明する。

はじめに、フォトセンサ形成面が上向きとなるように、アレイ基板２を検査ステージ１に載置する（ステップＳ１）。次に、検査用端子３に検査装置１００に配設されている検査用プローブ（図示せず）をコンタクトさせる（ステップＳ２）。

次に、図１に示すように、アレイ基板２の上方に表示装置４を配置させる。ここで、上述の通り、表示装置４の表示面とアレイ基板２のフォトトランジスタ形成面とは対面している。次に、図４に示すように、表示装置４をアレイ基板２に接近させる（ステップＳ３）。表示装置４の表示面から出射される光は、拡散光である（換言すれば、指向性がない）。したがって、当該ステップＳ３を行うのは、表示装置４の点灯領域・非点灯領域と、検査すべきフォトフォトトランジスタとの対応性の精度の向上のためである。

なお、光の拡散の度合いにも依るが、前記対応性の精度の向上の観点から、両者間が数ｍｍ程度となるまで、アレイ基板２に表示装置４を近づける。また、アレイ基板２に表示装置４を完全に接触させると検査が行えないため、アレイ基板２と表示装置４との非接触性が要される。

ステップＳ３の後に、アレイ基板２のフォトトランジスタ形成面の所定の領域に対して、表示装置４の表示面からの光の照射・非照射を行いながら、フォトトランジスタの電気特性を測定する（ステップＳ４）。ステップＳ４によるフォトトランジスタのタッチパネル機能の良否検査の原理は、次の通りである。

フォトトランジスタのチャネル部分に光を照射する。すると、光電効果によりフォトトランジスタのオフ抵抗が低くなり、チャネル部分に電流が流れ易くなる。これに対して、フォトトランジスタのチャネル部分に光が照射されないと、フォトトランジスタのオフ抵抗が高くなる。よって、チャネル部分に電流が流れ難くなる。

したがって、ステップＳ４では、図４に示す状態において、表示装置４の表示画面に明暗画像を表示させ、フォトトランジスタに流れる電流の変化を測定する。これにより、表示面の明領域から出射される光が照射されるフォトトランジスタでは、タッチパネル機能で言うところの何もタッチしていない状況の確認（検査）を行うことができる。他方、表示面の暗領域と対面するフォトトランジスタでは、タッチパネル機能で言うところのタッチ状態の確認（検査）を行うことができる。

なお、ステップＳ４では、表示装置４の表示面に表示される明暗画像を図２に例示するように変化させながら、フォトトランジスタの電気特性を測定する。このように、明暗画像を変化させることにより、タッチパネル機能の良否検査を行うフォトトランジスタを自由に選択することができる。特に、図２(ａ）（ｂ）の画像表示により、指などによるタッチ操作を想定した、実際の使用に近い条件での検査が可能となる。

以上のように、本実施の形態に係る検査方法および当該検査方法の実施可能な検査装置では、アレイ基板２のフォトセンサ（フォトトランジスタ）形成面の所定の領域に対して、照明（表示）装置４からの光の照射・非照射を行いながら、フォトセンサの電気特性を測定している。

このように、アレイ基板状態でのタッチパネル機能の良否検査が行える。したがって、アレイ基板２、カラーフィルタ、液晶、偏光板などを組み立てて、実施に表示されるパネル状態でのタッチパネル機能の良否検査を行う必要がなくなる。よって、本実施の形態に係る検査の結果、たとえフォトセンサの不良が判明したとしても、他の部材（カラーフィルタや液晶など）および組み立て製造工程の無駄を無くすことができる。なお、アレイ基板状態での検査なので、不良判明の場合には、容易に他の冗長領域との切替作業も容易に行うことができる。

また、人の指等での実際の「タッチ」を行っての検査でなく、表示装置４における画像の表示およびフォトトランジスタの電気測定による検査である。したがって、本実施の形態を採用することにより、自動化された検査の実施が可能となり、人的検査よりも検査効率の向上を図ることができる。

また、本実施の形態では、照明装置４は、明暗画像の表示が可能な表示装置４であり、アレイ基板２のフォトセンサ形成面に、表示装置４の表示面を接近させた状態でステップＳ４の検査実施している。

したがって、表示面の明領域から出射される光が照射されるフォトトランジスタでは、タッチパネル機能で言うところの何もタッチしていない状況の確認（検査）を行うことができる。他方、表示面の暗領域と対面するフォトトランジスタでは、タッチパネル機能で言うところのタッチ状態の確認（検査）を行うことができる。また、アレイ基板２に表示装置４をその間隔が数ｍｍ程度となるまで接近させている。よって、表示装置４からの光の拡散性にもかかわらず、検査すべきフォトトランジスタの選択性の向上を図ることができる。

また、本実施の形態では、表示装置４に表示される明暗画像を変更させながら、ステップＳ４の検査を行っている。

したがって、タッチパネル機能の良否検査を行うフォトトランジスタを自由に切り替えることができる。特に、特定の一部領域が「暗」、「明」となる画像の表示（たとえば、図２の（ａ）、（ｂ））により、指などによるタッチ操作を想定した、実際の使用に近い条件での検査が可能となる。

＜実施の形態２＞
実施の形態１では、照明装置４は、明暗画像の表示が可能な表示装置４であった。本実施の形態では、照明装置は、指向性を有する光の出射を行うことができるスポット照明装置５である（図５）。当該スポット照明装置５以外の部分１〜３の構成は、実施の形態１と同様である。次に、本実施の形態に係る検査方法について説明する。ここで、図５は、本実施の形態に係る検査装置２００の構成および検査方法を説明するための斜視図である。

図３のステップＳ１，Ｓ２の工程後、ステップＳ３を行わずに、アレイ基板２のフォトトランジスタ形成面の所定の領域に対して、スポット照明装置５からの光の照射・非照射を行いながら、フォトトランジスタの電気特性を測定する（ステップＳ４）。

具体的には、図５に示すように、スポット照明装置５の一点（固定点）が検査装置２００に固定されている。そして、当該固定点を起点としてスポット照明装置５を可動させる可動機構を、検査装置２００は備えている。外部（コンピュータ等）からの当該可動機構の操作により、スポット照明装置５から出射される光を、アレイ基板２のフォトトランジスタ形成面上をスキャンさせる。当該スキャンは、フォトトランジスタ形成面の全面に渡って行うことができる。そして、当該スポット光のスキャン操作を行いながら、フォトトランジスタの電気特性を測定する。

なお、フォトトランジスタのタッチパネル良否判断の検査原理は、実施の形態１と同じである。

以上のように、本実施の形態では、照明装置は、指向性を有する光の出射を行うスポット照明装置５である。したがって、表示装置４を採用した場合に必要とされていた図３のステップＳ３の工程を省略しても（換言すれば、アレイ基板２から離れた位置から）、正確に所望のフォトトランジスタにのみに光を照射させることができる。

また、スポット照明装置５が可動しない場合でも、一部のフォトトランジスタに対するタッチパネル機能の検査は可能である。しかし、本実施の形態では、スポット照明装置５から出射される光を、アレイ基板２のフォトトランジスタ形成面上をスキャンさせながら、フォトトランジスタの電気特性を測定している。

したがって、アレイ基板２に配設されている全フォトトランジスタに対して、選択的に光を照射させることができる。よって、可動機構によりスポット照明装置５を可動させるだけで、アレイ基板２に配設されている全フォトトランジスタのタッチパネル機能の良否検査を正確に行うことができる。

なお、図５の構成では、検査装置２００は一のスポット照明装置５のみを備えている。しかし、検査装置２００は、スポット照明装置５を２以上備えていても良い。このように、スポット照明装置５が２以上配設されている場合には、アレイ基板１の複数のスポット領域に対して、同時に、フォトトランジスタのタッチパネル機能の良否検査を行うことができる。よって、全フォトトランジスタの当該検査の検査時間をより短縮させることができる。

ここで、当該２以上のスポット照明装置５は、可動しない構成でも良い。しかし、効率良く、全フォトトランジスタのタッチパネル機能の良否検査を行うという観点から、各スポット照明装置５は図５で説明した可動を行える構成の方が望まれる。

なお、実施の形態１，２において、アレイ基板２に照射される光の強度を変化させることにより、フォトセンサの反応速さなども詳細に検査することができる。また、実施の形態１，２により、選択的にフォトセンサの検査を行うことができる。したがって、不良と判断されたフォトセンサが配設されている箇所も特定できる。よって、当該不良部の不良原因の詳細な確認も行うことができ、また、レーザリペア装置を用いた不良部と冗長部との切替作業も容易に行える。

実施の形態１に係る検査装置の要部構成を示す斜視図である。 表示装置に表示される明暗画像の一例を示す図である。 実施の形態１に係る検査方法の流れを示す図である。 実施の形態１に係る検査の状況を示す斜視図である。 実施の形態２に係る検査の状況を示す斜視図である。

符号の説明

１ 検査ステージ、２ アレイ基板、３ 検査用端子、４ 照明装置（表示装置）、５ スポット照明装置、１００，２００ 検査装置。

Claims (7)

1. （Ａ）タッチパネル機能の検査対象としての、複数のフォトセンサを備えるアレイ基板を、フォトセンサ形成面が上向きとなるように、検査ステージに載置するステップと、
   （Ｂ）前記ステップ（Ａ）の後に、前記アレイ基板の前記フォトセンサ形成面の所定の領域に対して、照明装置からの光の照射、非照射を行いながら、前記フォトセンサの電気特性を測定するステップとを、備えている、
   ことを特徴とするタッチパネル機能の検査方法。
2. 前記照明装置は、
   明暗画像の表示が可能な表示装置であり、
   （Ｃ）前記ステップ（Ｂ）の前に、前記アレイ基板の前記フォトセンサ形成面に、前記表示装置の表示面を接近させるステップを、さらに備えている、
   ことを特徴とする請求項１に記載のタッチパネル機能の検査方法。
3. 前記工程（Ｂ）は、
   前記表示装置に表示される前記明暗画像を変更させながら、前記フォトセンサの電気特性を測定するステップである、
   ことを特徴とする請求項２に記載のタッチパネル機能の検査方法。
4. 前記照明装置は、
   指向性を有する光の出射を行うスポット照明装置である、
   ことを特徴とする請求項１に記載のタッチパネル機能の検査方法。
5. 前記工程（Ｂ）は、
   前記スポット照明装置から出射される光を、前記アレイ基板の前記フォトセンサ形成面上をスキャンさせながら、前記フォトセンサの電気特性を測定するステップである、
   ことを特徴とする請求項４に記載のタッチパネル機能の検査方法。
6. 前記スポット照明装置は、
   複数である、
   ことを特徴とする請求項４または請求項５に記載のタッチパネル機能の検査方法。
7. 複数のフォトセンサを備えるアレイ基板が載置される検査ステージと、
   光の照射が可能な照明装置とを、備えており、
   請求項１乃至請求項６のいずれかに記載のタッチパネル機能の検査方法を実施することが可能である、
   ことを特徴とするタッチパネル機能の検査装置。

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