JP2010014419A - 異物検出方法および異物検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】液晶表示パネルの表面の押圧を一定にすることが可能な異物検出方法を提供すること。
【解決手段】一対の可撓性の基板間に液晶が介在された液晶表示パネルの該基板間に混入した異物の有無を検出する異物検出方法であって、複数の押圧突起が外周面に設けられた押圧ローラと、押圧ローラを回転させるローラ回転手段と、ローラ回転手段を液晶表示パネルの表面に対して平行に移動させるローラ移動手段とを備え、液晶表示パネルの表面をローラ回転手段により回転される押圧ローラの押圧突起によって押圧することにより、基板間に混入した異物による表示欠陥を顕在化させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、液晶表示パネルの基板間に混入した異物の有無を検出する異物検出方法および異物検出装置に関するものである。

近年、コンピュータやテレビなどの家電製品の表示部として、液晶表示パネルが広く用いられている。液晶表示パネルは、一般には薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）アレイ基板とカラーフィルタ（ＣＦ）基板とからなる一対の基板が所定の間隔を置いて平行に対向配置され、両基板間に液晶が充填された構成をなしている。ＴＦＴアレイ基板には複数の画素電極がマトリクス状に形成され、ＣＦ基板にはほぼ全面に共通電極が形成されており、これら電極間に印加する電圧を変化させることで、液晶を配向制御することができるようになっている。

このような液晶表示パネルは、ＴＦＴアレイ基板およびＣＦ基板をそれぞれ製作した後に、両基板を貼り合わせ、それら基板間に液晶を封止することにより製造される。通常、製造された液晶表示パネルは、点灯検査等の品質検査が行われる。

点灯検査では、液晶表示パネルの背面から光を照射すると共に、ＴＦＴアレイ基板の画素電極とＣＦ基板の共通電極にそれぞれ検査用の信号電圧を印加して全画素を点灯状態にすることにより、液晶表示パネルの表示画面に検査用画像を可視状態にして、作業者が目視等により欠陥画素の有無が検査される。

この場合、ＴＦＴアレイ基板に形成されたソース電極、ゲート電極、画素電極と、ＣＦ基板に形成された共通電極との間に導電性の異物が混入して両電極間が短絡している場合は、点状や線状の表示欠陥として検出されることになる。

このような点灯検査では、導電性異物の大きさがＴＦＴアレイ基板の各電極とＣＦ基板の共通電極の間隔を越えるものであれば両電極間が導電性異物により短絡した欠陥箇所を検出することができるが、導電性異物の大きさがＴＦＴアレイ基板の各電極とＣＦ基板の共通電極の間隔程度のものでは、導電性異物による両電極間の短絡が不安定で常時発生しない場合があり、このような導電性の異物が混入した箇所のライン状や点状の表示欠陥として検出することができないことがあった。

このような点灯検査では検出されなかった導電性異物による両電極間の短絡が不安定な状態を有した液晶表示パネルが市場において表示欠陥を発生するおそれがある。

そこで、これを改善するため、下記特許文献１に記載されるように、液晶表示パネルの表面を図７に示されるようなゴムローラ治具５０で押圧して、上述した導電性異物により両電極間の短絡が不安点な状態から短絡させた状態にすることによって表示欠陥として顕在化させることが行われている。

ゴムローラ治具５０は、ブチルゴム等から構成される円柱状のローラ５１と、このローラ５１が回転可能に取り付けられたグリップ部５２を備えている。点灯検査の際には、液晶表示パネルの表面にローラ５１を転動させながら、そのローラ５１の周りの液晶表示パネルの表面を斜め上方から観察することが行われる。

図８は、導電性の異物が混入した液晶表示パネル２０の断面構造を示した図である。図示されるようにＴＦＴアレイ基板２１は、可撓性のガラス基板２２の上面に画素電極２３がマトリクス状に形成された構成となっている。また、ＣＦ基板２６は、同じく可撓性のガラス基板２７の下面に共通電極２８が形成された構成となっている。そして、これら両電極２３，２８間には、液晶２４が封入されている。

また、ＴＦＴアレイ基板２１には複数本のゲート電極３１と同じく複数本のソース電極３２とが交差するように形成され、隣り合うゲート電極３１，３１と隣り合うソース電極３２，３２とで囲まれた領域にはそれぞれ上述した画素電極２３が形成されている。更に、ゲート電極３１とソース電極３２の交差部近傍には薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）３３が形成されている。

ＴＦＴ３３はゲート電極３１に印加されるゲート信号電圧によりオン・オフされて、ソース電極３２からのソース信号電圧が半導体層３４とドレイン電極３５を介して画素電極２３に印加されるようになっている。

また、ＣＦ基板２６には、上述したゲート電極３１とソース電極３２を遮光するように格子形状のブラックマトリクス３６が形成されており、隣り合うブラックマトリクス３６，３６で囲まれた領域には、赤、青、緑等の着色層３７が形成されている。

図８に示されるように、何らかの理由により、導電性異物３８が画素電極２３上に混入してしまっている。この場合、導電性異物３８の大きさは画素電極２３と共通電極２８の間の間隔程度の大きさを有している。

図示されるように、この状態では導電性異物３８による両電極２３，２８間の短絡は発生していないが、何らかの理由で導電性異物３８の先端が共通電極２８に接触すると両電極２３，２８間の短絡が発生するという不安定な状態となっている。

このような導電性異物３８による両電極２３，２８間の短絡が不安点な状態から両電極２３，２８間を短絡させた状態にするために上述したゴムローラ治具５０で液晶表示パネル２０の表面を押圧して両電極間２３，２８の間隔を狭めることにより、導電性異物３８の先端が共通電極２８に接触させて、両電極２３，２８間の短絡による表示欠陥を生じさせることができる。

特開昭６３−２９３５８１号公報

しかしながら、ゴムローラ治具５０を用いて液晶表示パネル２０の表面を押圧することが作業者によって行われていたため、押圧する位置のバラツキ、押圧力のバラツキ、押圧するタイミングのバラツキなどが生じている。

したがって、例えば同一の液晶表示パネルに対するゴムローラ治具５０を用いた異物検出において、ある作業者による押圧では表示欠陥が発生しなくても、別の作業者による押圧では表示欠陥が発生する場合など、作業者の違いによるバラツキがあるため、異物検出の正確さが欠けていた。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、液晶表示パネルの表面の押圧を一定にすることが可能な異物検出方法および異物検出装置を提供することである。

上記課題を解決するため本発明は、一対の可撓性の基板間に液晶が介在された液晶表示パネルの該基板間に混入した異物の有無を検出する異物検出方法であって、複数の押圧突起が外周面に設けられた押圧ローラと、該押圧ローラを回転させるローラ回転手段と、該ローラ回転手段を前記液晶表示パネルの表面に対して平行に移動させるローラ移動手段とを備え、前記液晶表示パネルの表面を前記ローラ回転手段により回転される前記押圧ローラの押圧突起によって押圧することにより、前記基板間に混入した異物による表示欠陥を顕在化させることを要旨とするものである。

また、上記課題を解決するため本発明は、一対の可撓性の基板間に液晶が介在された液晶表示パネルの該基板間に混入した異物の有無を検出する異物検出装置であって、前記液晶表示パネルの表面を押圧する複数の押圧突起が外周面に設けられた押圧ローラと、該押圧ローラを回転させるローラ回転手段と、該ローラ回転手段を前記液晶表示パネルの表面に対して平行に移動させるローラ移動手段とを備えたことを要旨とするものである。

このような構成の異物検出方法および異物検出装置によれば、複数の押圧突起が外周面に設けられた押圧ローラと、押圧ローラを回転させるローラ回転手段と、ローラ回転手段を液晶表示パネルの表面に対して平行に移動させるローラ移動手段とを備えて、液晶表示パネルの表面がローラ回転手段により回転される押圧ローラの押圧突起によって押圧されるので、押圧する位置のバラツキ、押圧力のバラツキ、押圧するタイミングのバラツキなどが生じないことにより、液晶表示パネルの表面の押圧を再現性良く一定にすることができ、正確な異物検出を行うことができる。

この場合、このような異物検出方法および異物検出装置において、前記複数の押圧突起が前記押圧ローラの外周面に千鳥状に配置されている構成にすれば、液晶表示パネルの表面を均一に押圧することができる。

また、前記押圧突起が透明な樹脂により形成されている構成にすれば、液晶表示パネルの表面に発生した表示欠陥が押圧突起によって隠れてしまうことが防止されるので、表示欠陥の視認性が向上する。更に、前記押圧突起の押圧面が球面状である構成にすれば、押圧突起による押圧の際の液晶表示パネルの表面への傷付きが防止される。

そして、前記押圧ローラの押圧突起によって表面が押圧される前記液晶表示パネルの裏面を支持ローラにより支持する構成にすれば、液晶表示パネルの裏面側への撓み過ぎによる破損を防止しつつ基板間の間隙を狭めることができるので、更に液晶表示パネルの異物による表示欠陥の顕在化が容易になる。

また、前記支持ローラの表面が白色である構成にすれば、液晶表示パネルの表面に発生した表示欠陥が支持ローラの影によって遮られることが緩和されるので、表示欠陥の視認性の低下が抑制されている。更に、前記押圧ローラが前記液晶表示パネルの一辺に対して所定角度傾斜されている構成にすれば、液晶表示パネルに表面に発生した縦または横の線状の表示欠陥の視認性が向上する。

本発明に係る異物検出方法および異物検出装置によれば、複数の押圧突起が外周面に設けられた押圧ローラの回転によって、液晶表示パネルの表面が押圧されるので、液晶表示パネルの表面の押圧をバラツキなく一定にすることができ、正確な異物検出を行うことができる。

以下に、本発明に係る異物検出方法および異物検出装置の実施の形態ついて、図面を参照して詳細に説明する。尚、以下の説明においては、図８で説明した液晶表示パネル２０を構成する部材と同一の構成については同符号を付して説明は省略する。

図１は本発明の一実施形態に係る異物検出装置の概略構成を示した上面図、図２は図１の異物検出装置の側面図である。

図１および図２に示されるように異物検出装置１には、液晶表示パネル２０の画像表示領域２０ａが露出するように矩形状に開口された開口部２ａを有して液晶表示パネル２０が載置されるステージ２が備えられている。

ステージ２の上側には、ステージ２に載置された液晶表示パネル２０の表面を押圧する押圧ローラ３が設けられている。この押圧ローラ３は、ステージ２の上辺と下辺との間を跨ぐように設けられている。

押圧ローラ３は、断面が六角形のローラ部４と、このローラ部４の中心から放射状に設けられた複数の棒形状を有する押圧突起５を備えている。押圧突起５はローラ部４の６つの側面それぞれの長手方向に沿って等ピッチで設けられている。また、ローラ部４の隣り合う側面それぞれに設けられた押圧突起５は半ピッチずれるように配置されている。したがって、押圧突起５は、ローラ部４の６つの側面の長手方向に沿って千鳥状に配置されている。

押圧突起５は、その先端の押圧面５ａが球面形状を有している。また、押圧突起５は透明で弾性を有する樹脂により形成されている。

この場合、押圧突起５が透明な樹脂により形成されているので、液晶表示パネル２０の表面に発生した表示欠陥が押圧突起５によって隠れてしまうことが防止されて、表示欠陥の視認性が向上している。

ローラ部４の両端からはそれぞれ支軸４ａ，４ｂが突設されている。支軸４ａ，４ｂは、それぞれ支持ブラケット６，６により回転自在に支持されている。

支持ブラケット６，６は、ステージ２の上辺と下辺にそれぞれ設けられたベース部７，７の上面に取付固定されている。ベース部７，７は、ステージ２の上辺と下辺のそれぞれに沿って延びるように設けられたスライドレール８，８により、ステージ２の上辺と下辺のそれぞれに沿って左右に移動可能になっている。ベース部８，８には、モータ９，９が内蔵されており、このモータ９，９が制御部１９によって駆動されると、ベース部８，８はスライドレール８，８に沿って左右方向へ移動される。

また、ローラ部４の一方の支軸４ｂの先端には歯車４ｃが取り付けられ、この歯車４ｃに噛合する歯車１０ａが軸部材１０に取り付けられている。この軸部材１０は、下辺側のベース部７に取付固定されたモータ１１の駆動により回転するようになっており、このモータ１１の駆動に伴って押圧ローラ３は回転するようになっている。モータ１１は、制御部１９のよりその駆動が制御される。

また、ステージ２の下側には、ステージ２に載置された液晶表示パネル２０の裏面に当接して支持する表面が白色の支持ローラ１２が設けられている。この支持ローラ１２は、ステージ２の上辺と下辺との間でステージ２の開口部２ａを跨ぐように設けられている。

この場合、支持ローラ１２の表面が白色であることにより、後述するバックライト１４から照射される光による支持ローラ１２の影によって、液晶表示パネル２０の表面に発生した表示欠陥が遮られることが緩和されるようになっており、表示欠陥の視認性の低下が抑制されている。

この支持ローラ１２の両端からはそれぞれ支軸１２ａ，１２ｂが突設されている。支軸１２ａ，１２ｂは、それぞれ支持ブラケット１３，１３により回転自在に支持されている。

支持ブラケット１３，１３は、ベース部７，７の下面に取付固定されており、ベース部７，７の移動に伴って左右に移動される。したがって、支持ローラ１２は、液晶表示パネル２０の裏面に当接しつつ転動されることになる。この場合、図示されるように支持ローラ１２は押圧ローラ４が押圧する液晶表示パネル２０の表面に対応した裏面を支持するように設けられている。

図２に示されるように異物検出装置１には、ステージ２に載置された液晶表示パネル２０に向かって下方から光を照射するバックライト１４が備えられている。また、ステージ２に載置された液晶表示パネル２０の端部に形成された信号入力部に検査信号を入力する信号入力ピン１５を有したフレーム１６が備えられている。

押圧ローラ３を回転させるモータ１１と、ベース部７，７に内蔵されたモータ９，９の駆動は、制御部１９により制御されている。この制御部１９により、押圧ローラ３は回転されると共に、液晶表示パネル２０の表面に対して平行に移動されることになる。

尚、図１および図２は、押圧ローラ３に設けられた押圧突起５が、液晶表示パネル２０の表面に当接し始めた状態を示している。

また、図３は図１の異物検出装置１が備える押圧ローラ３が右方向に移動しつつ６０度回転した状態を示した図、図４は図３の異物検出装置１の側面図を示している。この場合、図３および図４は、押圧ローラ３に設けられた押圧突起５が、液晶表示パネル２０の表面に当接しつつ最下点に位置している状態を示している。

このように、押圧ローラ３を中心に回転する押圧突起５は、その最下点に位置する前後において、液晶表示パネル２０の表面を押圧することができるようになっている。

図５は、このような押圧ローラ３の押圧突起５によって押圧される部位１７を示した図である。図示されるように、押圧突起５のよって押圧される部位１７は、液晶表示パネル２０の画像表示領域２０ａに対して均一に配置されている。

次に、このような構成の異物検出装置１の動作の手順について説明する。先ず、異物検出装置１のステージ２上に液晶表示パネル２０を載置する。このとき、液晶表示パネル２０の表面の画像表示領域２０ａが、ステージ２の開口部２ａ内に位置するように載置される。

次に、フレーム１６を下降させて液晶表示パネル２０の信号入力部に信号入力ピン１５を接触させる。これにより図示しない検査信号を発生する回路と液晶表示パネル２０の信号入力部が信号入力ピン１５を介して電気的に接続された状態になる。

そして、バックライト１４を点灯させた状態で、液晶表示パネル２０の信号入力部に検査信号を入力することにより、液晶表示パネル２０の画像表示領域２０ａの全ての画素が可視状態にされる。

次に、制御部１９によりモータ１１とモータ９，９がそれぞれ駆動されると、押圧ローラ３が回転されると共に、ベース部７，７が右方向に移動される。

押圧ローラ３のローラ部４の外周に千鳥状に配置された押圧突起５が、液晶表示パネル２０の表面の画像領域２０ａを押圧していくとき、液晶表示パネル２０は、押圧ローラ３の押圧突起５と支持ローラ１２の上面との間に挟まれて、その基板２１，２６間の間隙が狭められることになる。

この場合、押圧突起５が透明な樹脂により形成されているので、押圧突起５による押圧の際に液晶表示パネル２０の画像表示領域２０ａに発生した表示欠陥が押圧突起５によって隠れてしまうことが防止されており、表示欠陥の視認性が良くなっている。

また、押圧の開始と終わりにおいて押圧突起５が液晶表示パネル２０の表面に対して斜めに接触するので、押圧された領域が押圧突起５の影になりにくくなっている。

押圧ローラ３によって押圧されたとき、および押圧された後の液晶表示パネル２０の検査画像を観察して、表示欠陥の有無を確認する。具体的には、図２および図４の矢印１８に示されるように、押圧ローラ３の周りの液晶表示パネル２０の表面を斜め上方から観察する。

このとき図８に示されるように、液晶２４に混入した導電性の異物３８が、例えば画素電極２３と共通電極２８を短絡させる場合には点状の表示欠陥として検出される。

また、導電性の異物３８がゲート電極３１と共通電極２８を短絡させる場合には、横方向に延びる線状の表示欠陥として検出される。更に、導電性の異物３８がソース電極３２と共通電極２８を短絡させる場合には、縦方向に延びる線状の表示欠陥として検出される。

このように可視状態にされた液晶表示パネル２０に表示された検査画像が作業者の目視により観察されて、その検査画像中に導電性の異物３８が原因の点状の表示欠陥や線状の表示欠陥がある場合は不良品とされる。

このように異物検出装置１は、複数の押圧突起５が外周面に設けられた押圧ローラ３と、この押圧ローラ３を回転させるローラ回転手段（歯車４ｃ，モータ１１等）と、ローラ回転手段を液晶表示パネル２０の表面に対して平行に移動させるローラ移動手段（ベース部７，スライドレール８，モータ９）とを備えており、液晶表示パネル２０の表面がローラ回転手段により回転される押圧ローラ３の押圧突起５によって押圧されるようになっている。

したがって、図７に示すゴムローラ治具５０を用いて液晶表示パネル２０の表面を押圧することが作業者によって行われる場合と比べて、押圧する位置のバラツキ、押圧力のバラツキ、押圧するタイミングのバラツキなどが生じず、液晶表示パネル２０の表面の押圧を再現性良く一定にすることができ、正確な異物検出を行うことができる。

この場合、複数の押圧突起５が押圧ローラ３の外周面に千鳥状に配置されているので、図５に示されるように液晶表示パネル２０の画像表示領域２０ａ全体を均一に押圧することができる。

また、押圧突起５が透明な樹脂により形成されている構成なので、液晶表示パネル２０の表面に発生した表示欠陥が押圧突起５によって隠れてしまうことが防止され、表示欠陥の視認性が向上している。

更に、押圧突起５の押圧面５ａが球面状である構成なので、押圧突起５による押圧の際の液晶表示パネル２０の表面への傷付きが防止されている。

そして、押圧ローラ３の押圧突起５によって表面が押圧される液晶表示パネル２０の裏面を支持ローラ１２により支持する構成なので、液晶表示パネル２０の裏面側への撓み過ぎによる破損を防止しつつ基板２１，２６間の間隙を狭めることができ、更に液晶表示パネル２０の異物による表示欠陥の顕在化が容易になっている。

また、支持ローラ１２の表面が白色である構成なので、液晶表示パネル２０の表面に発生した表示欠陥が支持ローラ１２の影によって遮られることが緩和され、表示欠陥の視認性の低下が抑制されている。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施できることは勿論である。例えば、図６の変形例に示されるような、異物検出装置１に設けられた押圧ローラ３が、液晶表示パネル２０の一辺に対して所定角度傾斜されている構成にしても良い。

このようにすれば、上述したような液晶表示パネル２０の一辺に対して平行に押圧ローラ３を設けた場合よりも、図示されるような液晶表示パネル２０に表面に発生した縦の線状表示欠陥４０の視認性が向上することになる。

また、１本の押圧ローラ３と１本の支持ローラ１２を備えた異物検出装置１について説明したが、これらの本数には限定されず、更に多くの押圧ローラ３と支持ローラ１２を備えた構成でも良い。

本発明の一実施形態に係る液晶表示パネルの異物検出装置の概略構成を示した上面図である。 図１の異物検出装置を側方から見た側面図である。 図１の異物検出装置が備える押圧ローラが右方向に移動しつつ６０度回転した状態を示した図である。 図３の異物検出装置を側方から見た側面図である。 図１の異物検出装置によって押圧された液晶表示パネルの部位を示した図である。 図１の異物検出装置の変形例を示した図である。 従来用いられてきた液晶表示パネルの表面を押圧するゴムローラ治具の概略構成を示した外観斜視図である。 液晶表示パネルの基板間に導電性異物が混入された状態を示した断面図である。

符号の説明

１ 異物検出装置
２ ステージ
２ａ 開口部
３ 押圧ローラ
５ 押圧突起
５ａ 押圧面
７ ベース部
８ スライドレール
９ モータ
１１ モータ
１２ 支持ローラ
１４ バックライト
１５ 信号入力ピン
１６ フレーム
１７ 押圧部位
１９ 制御部
２０ 液晶表示パネル
２０ａ 画像表示領域
２１ ＴＦＴアレイ基板
２４ 液晶
２６ ＣＦ基板
３８ 導電性異物
４０ 表示欠陥

Claims (15)

1. 一対の可撓性の基板間に液晶が介在された液晶表示パネルの該基板間に混入した異物の有無を検出する異物検出方法であって、複数の押圧突起が外周面に設けられた押圧ローラと、該押圧ローラを回転させるローラ回転手段と、該ローラ回転手段を前記液晶表示パネルの表面に対して平行に移動させるローラ移動手段とを備え、前記液晶表示パネルの表面を前記ローラ回転手段により回転される前記押圧ローラの押圧突起によって押圧することにより、前記基板間に混入した異物による表示欠陥を顕在化させることを特徴とする異物検出方法。
2. 前記複数の押圧突起が前記押圧ローラの外周面に千鳥状に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の異物検出方法。
3. 前記押圧突起が透明な樹脂により形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の異物検出方法。
4. 前記押圧突起の押圧面が球面状であることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の異物検出方法。
5. 前記押圧ローラの押圧突起によって表面が押圧される前記液晶表示パネルの裏面を支持ローラにより支持することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の異物検出方法。
6. 前記支持ローラの表面が白色であることを特徴とする請求項５に記載の異物検出方法。
7. 前記押圧ローラが前記液晶表示パネルの一辺に対して所定角度傾斜されていることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の異物検出方法。
8. 一対の可撓性の基板間に液晶が介在された液晶表示パネルの該基板間に混入した異物の有無を検出する異物検出装置であって、前記液晶表示パネルの表面を押圧する複数の押圧突起が外周面に設けられた押圧ローラと、該押圧ローラを回転させるローラ回転手段と、該ローラ回転手段を前記液晶表示パネルの表面に対して平行に移動させるローラ移動手段とを備えたことを特徴とする異物検出装置。
9. 前記複数の押圧突起が前記押圧ローラの外周面に千鳥状に配置されていることを特徴とする請求項８に記載の異物検出装置。
10. 前記押圧突起が透明な樹脂により形成されていることを特徴とする請求項８または９に記載の異物検出装置。
11. 前記押圧突起の押圧面が球面状であることを特徴とする請求項８から１０のいずれかに記載の異物検出方法。
12. 前記押圧ローラの押圧突起によって表面が押圧される前記液晶表示パネルの裏面を支持すると共に前記押圧ローラの移動に伴って前記液晶表示パネルの裏面に対して平行に移動される支持ローラを備えていることを特徴とする請求項８から１１のいずれかに記載の異物検出装置。
13. 前記押圧ローラと前記支持ローラが前記ローラ移動手段によって共に移動されることを特徴とする請求項１２に記載に異物検出装置。
14. 前記支持ローラの表面が白色であることを特徴とする請求項１２または１３に記載の異物検出装置。
15. 前記押圧ローラが前記液晶表示パネルの一辺に対して所定角度傾斜されていることを特徴とする請求項８から１４のいずれかに記載の異物検出装置。

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