JP2010286446A - ディスプレイパネルの検査装置及びディスプレイパネルの検査方法 - Google Patents

Abstract

【課題】複数のディスプレイパネルの光学的特性測定を効率良く行えるようにする。
【解決手段】複数のディスプレイパネルを複数の面に搭載可能で水平方向に回転することができる多角柱型タワー３１０ａ〜３１０ｄと、そのディスプレイパネルを測定する検査部２０１と、検査部を搭載する水平及び垂直方向に移動させる駆動部２０２ａ，２０２ｂとを備えている。さらに、検査部２０１が検査するディスプレイパネル以外からの外乱を防ぐ外光遮光部２０３とを備えている。さらにまた、検査部及び多柱型タワーをそれぞれ回転させて正対させながら、検査部がディスプレイパネルを検査するように制御する制御部を備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数のディスプレイパネルの光学特性を検査するためのディスプレイパネルの検査装置、及びディスプレイパネルの検査方法に関する。より詳細には、複数のディスプレイパネルの光学特性を長時間に亘って検査する場合に適用される装置及び方法に関する。

有機エレクトロルミネッセンスパネル，プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ），液晶パネルなどの各種ディスプレイパネルを検査する検査装置として、例えば図７に示した構成のものが実用化されている。即ち、図７に示すように、水平方向に回転する回転機構部３０を基部に置き、その上に鉛直方向に移動する垂直駆動機構部２０を備え、その鉛直機構部上に輝度計等を備えた検査部１０を備えた検査ロボットが用意する。そして、図７のように、この検査ロボットを中心にして、縦に３枚のディスプレイパネルを備えたパネル設置部４１〜４４を扇状に等距離の位置に配置する。このような配置で、縦３枚×横４枚の１２枚のディスプレイパネル５１，５２，・・・，６２を扇状に配置して、それぞれのディスプレイパネル５１〜６２で何らかの画像（例えば基準となる画像）を継続的に表示させてある。このような構成及び配置で、検査ロボットを構成する検査部１０を、手動操作で水平方向回転と鉛直方向に動かして、ディスプレイパネルに表示される画像の特性を一台ずつ検査部１０で検査している。

特許文献１には、ターンテーブルの上に複数のディスプレイパネルを配置して、そのターンテーブルを回転させながら検査を行うことで、複数台のディスプレイパネルを連続的に検査する構成についての記載がある。

特許文献２には、発光パネルを搭載した検査パレットを搬入ステーションへの装入することで、検査パレット単位での発光パネルのエイジング試験を自動的に行うことができる装置についての記載がある。

特開２００６−３３８００９号公報 特開２００５−２４９４２５号公報

しかしながら、図７に示した構成のディスプレイパネル用検査装置では、輝度計等を備えた検査部を中心にディスプレイパネルを扇状に配置しているので、ディスプレイパネルの数に比例してパネル設置部が大型化し、その配置が円状になってしまう。つまり、検査するディスプレイパネルの数に従って、検査装置の設置面積も増加するという問題が生じる。
また、光学特性測定の際に対して、ディスプレイパネルを隣接しての配置しているため、それぞれのディスプレイパネルに表示される画像を測定する際に、他のディスプレイパネルからの入射光等の外乱の影響を受け易い。そのため、ディスプレイパネルを多数並べてしまうと、検査部は正確な光学特性の測定ができないという問題がある。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、複数のディスプレイパネルの光学的特性測定を効率良く行えるようにすることを目的とする。

本発明は、複数のディスプレイパネルを複数の面に搭載可能で水平方向に回転することができる多角柱型タワーと、そのディスプレイパネルを測定する検査部と、検査部を搭載する水平及び垂直方向に移動させる駆動部とを備えている。さらに、検査部が検査するディスプレイパネル以外からの外乱を防ぐ外光遮光部とを備えている。さらにまた、検査部及び多柱型タワーをそれぞれ回転させて正対させながら、検査部がディスプレイパネルを検査するように制御する制御部を備えている。

本発明によると、多角柱型タワーの回転で、多角柱型タワーのそれぞれの面に配置されたディスプレイパネルを検査部側に向けて、検査部と正対させることが可能となる。また、検査部を搭載する駆動部での水平及び垂直方向の移動で、多角柱型タワーの各面の複数のディスプレイパネルと正対させて、測定が行えると共に、それぞれのディスプレイパネル内のどの測定ポイントについても検査部と正対させて測定が行える。

本発明により、一台の検査部で複数のディスプレイパネルを連続して精度よく自動検査をすることができ、自動測定スケジュールによる制御を組み合わることにより効率の良い長期経時測定を行うことができる。さらに、検査部には外光遮光部が搭載しているので、測定していないディスプレイモデルからの外乱を受けることなく、より精度の高い光学特性を測定することができる。

そして、多角柱型タワーの一面ずつに、複数のディスプレイパネルを搭載することができるため、多くのディスプレイパネルを一度に測定することができる。また、多角柱型タワーの全面にディスプレイパネルを搭載しているので、検査装置の設置面積の小スペース化を図れる。

本発明の一実施の形態の例の検査装置の全体の斜視図である。 本発明の一実施の形態の例の検査装置を示した平面図である。 3軸可動部と多角柱型タワーの関係を示した斜視図である。 検査部と多角柱型タワーの関係を示した側面図である。 多角柱型タワーとヒータの関係を示した断面斜視図（ａ）と、ヒータ内部を説明した正面図（ｂ）である。 本発明の一実施の形態の例の検査装置の内部構成を示したブロック図である。 従来の検査装置の例の斜視図である。

以下、本発明の一実施の形態について、図１〜図６を参照して以下の順序で説明する。
１．検査装置の構成（図１〜５）
２．検査装置の制御系の構成（図６）

一実施の形態の例は、ディスプレイパネル用検査装置とした例である。本実施の形態の例のディスプレイパネル用検査装置は、例えば、有機エレクトロルミネッセンスパネル，プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ），液晶パネルなどのディスプレイパネルの検査を、数日から数カ月などの長期間に亘って行うものである。これらのディスプレイパネルは、テレビジョン受像機や各種モニタディスプレイに使用されて、画像表示などを行うものである。また、それぞれのディスプレイパネルは、例えばパネルの対角線の長さが数十インチ程度（例えば１０インチ程度から５０インチ程度、あるいはそれ以上のサイズ）の比較的大型のディスプレイである。

[１．検査装置の構成]
図１及び図２を用いて、検査装置の全体構成について説明する。図１は検査装置の全体を示した斜視図を示し、図２は検査装置全体の平面図を示したものである。
図１に示すように、この検査装置は、外光遮光部２０３を備えた検査機構部２００を中心に、その検査機構部２００の周囲に、検査機構部２００を円形に囲むように４台のパネル設置用タワー３１０ａ〜ｄを設置している。４台のパネル設置用タワー３１０ａ〜ｄは、ほぼ等間隔に扇状に配置してある。中心の検査機構部２００から、それぞれのパネル設置用タワー３１０ａ〜ｄまでの距離は、等距離の位置にしている。そして、検査機構部２００と４台のパネル設置用タワー３１０ａ〜ｄを覆う形で、外部からの外乱を完全に遮断するための暗室４００を設置している。図１では暗室４００は、パネル設置用タワー３１０ａ〜３１０ｄの配置位置に対応して五角形としてあるが、他の形状でもよい。

検査機構部２００は、検査部２０１とその検査部２０１を移動可能に保持する機構とで構成される。検査部２０１は、入射光の光学特性を測定する輝度計等の検査機器を備える。検査部２０１の入射光入射部には、筒型遮光部２０４（図４参照）が取り付けてあり、周囲から検査部２０１への光の不要な入射がない構成としてある。
検査機構部２００は、ベース部２０６を暗室４００の床面上に配置して、移動しないように固定させてある。このベース部２０６の上に、検査部２０１と外光遮光部２０３とが、回転駆動部２０７により一体に水平方向に回転できる構成としてある。図１及び図２に示したθ０は、回転駆動部２０７による回転方向を示す。この回転駆動部２０７による回転駆動で、検査機構部２００が備える検査部２０１の検査光入射面が、各パネル設置用タワー３１０ａ〜３１０ｄに設置されたディスプレイパネルと正対する位置になるようにしてある。この点についての詳細は後述する。なお回転駆動部２０７はベース部２０６上の外光遮光部２０３で隠れる位置に設置してあり、図１などでは図示されていない（図３，図４参照）。

回転駆動部２０７により回転する部分には、水平・垂直駆動部２０２を載せてある。水平・垂直駆動部２０２は、検査部２０１を水平方向Ｈに移動させる水平駆動機構部２０２ａと、検査部２０１を垂直方向Ｖに移動させる垂直駆動機構部２０２ｂとで構成される。

外光遮光部２０３は、検査部２０１が向いている面のみに開口部２０５を有している円筒状で、高さはパネル設置用タワーと同等である。この外光遮光部２０３は、例えば遮光性と反射防止性を有する黒色などの反射防止シートを、円筒形のフレームの外側に貼って構成させてある。円筒形のフレームの内側にも反射防止シートを貼ってもよい。また、図１などに示した構成では、円筒形の上端側は開口させてあるが、この上端を塞ぐ構成としてもよい。

検査機構部２００の周囲に複数配置されたパネル設置用タワー３１０ａ，３１０ｂ，３１０ｃ，３１０ｄについては、それぞれ四角柱形状としてある。各パネル設置用タワー３１０ａ，３１０ｂ，３１０ｃ，３１０ｄは、ベース部３１１ａ，３１１ｂ，３１１ｃ，３１１ｄの上に、回転駆動部３１２ａ，３１２ｂ，３１２ｃ，３１２ｄで水平方面に回転駆動可能としてある。なお、図１ではパネル設置用タワー３１０ａ，３１０ｄの回転駆動部３１２ａ，３１２ｄだけを符号を付してあり、パネル設置用タワー３１０ｂ，３１０ｃの３１２ｂ，３１２ｃは奥に隠れるため符号で示していないが、他のタワーと同様の構成である。図１及び図２には、回転駆動部３１２ａ，３１２ｂ，３１２ｃ，３１２ｄで回転各タワー１０ａ，３１０ｂ，３１０ｃ，３１０ｄを回転駆動させる方向θ１，θ２，θ３，θ４を示してある。
この方向θ１，θ２，θ３，θ４の回転駆動で、各タワー３１０ａ〜３１０ｄのいずれの側面も、検査機構部２００が備える検査部２０１の検査光入射面と正対する位置とすることができるようにしてある。

それぞれのパネル設置用タワー３１０ａ，３１０ｂ，３１０ｃ，３１０ｄは、４つの側面のそれぞれに、縦３段に検査パネル設置部３００を設け、４つの面を合わせて１つタワーで合計１２個のディスプレイパネルの設置が可能な構成としてある。各検査パネル設置部３００には、パネル状のヒータ（後述するヒータ３０４）が配置してあり、設置されたディスプレイパネルの裏面をそのヒータで加熱でき、またディスプレイパネルの温度を検出できる構成としてある。ヒータの構成については後述する。

それぞれの設置部３００に設置されたディスプレイパネルには、パネル駆動用の電源と画像表示用の映像信号を供給できる構成としてあり、ディスプレイパネルでの画像表示を検査中継続して行う構成としてある。

次に、図３を用いて、検査機構部２００に搭載されている検査部２０１がパネル設置用タワー３１０ｃに向いている場合に行われる検査動作について説明する。
図３は検査機構部２００及びパネル設置用タワー３１０ｃの位置関係を示した斜視図である。なお、パネル設置用タワー３１０ａ、３１０ｂ、３１０ｄに対しても同じ動作で検査が行われ、パネル設置用タワー３１０ａ、３１０ｂ、３１０ｄのそれぞれについての説明は省略する。

まず、検査部２０１の検査光の入射部の中心軸に対してパネル設置用タワー３１０ｃの一つの側面が正確に直交するように正対するように、検査機構部２００及びパネル設置用タワー３１０ｃをそれぞれ回転させて、設定する。そして、水平駆動機構部２０２ａ及び垂直機構部２０２ｂを用いて、検査部２０１を、例えば最上段の試験パネル３０２ａの画像中の設定された測定ポイントを測定できるように移動させて、検査部２０１に入射した光の特性測定を行う。同一試験パネル上の測定ポイントの変更は、水平駆動機構部２０２ａと垂直機構部２０２ｂによる駆動だけで行い、回転は行わない。
ここでの測定は、例えば、試験パネルの表示点灯条件を変更した上で、試験パネル３０２ａ上の全領域の分割測定を行う。測定する光学測定としては、例えば輝度変化，階調変化等がある。ただし、この測定は既に知られた測定技術であり、説明は省略する。

そして、試験パネル３０２ａの測定が終了したあとは、水平駆動機構部２０２ａ及び垂直機構部２０２ｂを用いて、検査部２０１を２段目の試験パネル３０２ｂ、３段目の試験パネル３０２ｃに順次に移動させて、同様に光学測定を行う。

パネル設置用タワー３１０ｃの試験パネル３０２ａ〜３０２ｃのある面の測定が終了したあとは、パネル設置用タワー３１０ｃを９０°回転させて、試験パネル３０２ｄ〜３０２ｆのある別の面を向かせる。その状態で、水平駆動機構部２０２ａ及び垂直機構部２０２ｂを用いた駆動で、３つの試験パネル３０２ｄ〜３０２ｆの特性を順に測定する。これをパネル設置用タワー３１０ｃの全ての面に対して順に行う。そして、パネル設置用タワー３１０ｃの全ての面の試験パネルが終了したら、別のパネル設置用タワーに向くように検査機構部２００を回転させて、同様な測定を全てのパネル設置用タワーに行っていく。

図４を用いて、測定を行っている試験パネル３０２の上下にある試験パネルから外乱防止処理について説明する。
図４では、パネル設置用タワー３１０ｃに搭載している試験パネル３０２ａ〜３０２ｃの面と、検査機構部２００に搭載してある検査部２０１が対面している状態を示している。そして、その検査部２０１の先端に筒型遮光部２０４を備えて、試験パネル３０２ｂの上端の領域を測定している。

この筒型遮光部２０４を備えることにより、試験パネル３０２ａ及び３０２ｃの放射状の光からの影響を受けることなく、検査部２０１は高精度な光学測定をすることができる。つまり、測定している試験パネルと同列にある非対象パネルからのさまざまな入射光並びにパネル自身の光を取り込まない様になり、より精度の高い測定ができる。さらに、図１及び図２に示したように、円筒形の遮光部２０３を備えて、周囲の他のパネル設置用タワーに搭載している試験パネルからの光についても遮光されて、この点からもより精度の高い測定ができる。なお、円筒形の遮光部２０３と筒型遮光部２０４との双方を設けるのが好ましいが、例えば筒型遮光部２０４だけでも十分な効果が得られる場合には、円筒形の遮光部２０３を省略してもよい。

また、本例のパネル設置用タワー３１０ａ，３１０ｂ，３１０ｃ，３１０ｄは、それぞれの検査パネル設置部３００にパネル状（シート状）のヒータ３０４を取り付けてある。このヒータ３０４は、搭載されるディスプレイパネルとほぼ同じ大きさか、それよりも大きい大きさとしてあり、搭載されたディスプレイパネルの裏面を加熱する。

このヒータ３０４は、図５（ａ）にタワーの上部を破断して示すように、４面の全ての面の試験パネルの背面に備えられている。なお、ヒータ３０４とヒータ３０４ａ〜ｈは同一である。そして、そのヒータ３０４の３ＣＨヒータの構成は、図６（ｂ）が示すように、下から下部ヒータ３０５ｃ、中央ヒータ３０５ｂ、上部ヒータ３０５ａの３つのシートヒータで構成されている。ただし、そのシートヒータの面積は、上部ヒータ３０５ａ及び下部ヒータ３０５ｃのヒータのシート面積は同じで、中央ヒータ３０５ｂは上部ヒータ３０５ａ及び下部ヒータｃの約２倍の大きさとなっている。そのうえで、この温度調整制御部３０３で、下部ヒータ３０５ｃ、中央ヒータ３０５ｂ、上部ヒータ３０５ａの温度を変えて、試験パネル全面を目標温度の公差になるように制御している。

これにより、シートヒータを縦配置にした場合でも、検査パネル設置部３００に設置したパネルがいずれのサイズであっても、目標温度の公差±２℃に試験パネル全面の温度を制御することができる。

［２．検査装置の内部構成］
図１は、本実施の形態の例であるディスプレイパネル用検査装置の内部構成例を示すブロック図である。ディスプレイパネル用検査装置は、マイクロプロセッサやコンピュータ装置等よりなる制御部１０１を備え、制御部１０１は伝送路を通して、各部と通信を行い、各部の動作制御を行う。この図１に示した制御系は、例えば暗室４００内に設置すればよい。或いは、暗室４００の外部であってもよい。

制御部１０１は、検査部２０１と、水平・垂直駆動部２０２と、タワー制御部１０２と、パネル設置用タワー３１０ａ〜３１０ｄ内にあるそれぞれのパネル制御部３０１とに接続されている。

検査部２０１は、試験パネル３０２を測定するための光学測定機器で、これを用いて試験パネルの測定を行う。その光学測定機器には、例えば、輝度計、分光測色計、色度計等がある。検査部２０１で測定して得たデータは、制御部１０１又は別の測定データ収集装置に供給する。

タワー制御部１０２は、タワー回転駆動部３１２ａ〜３１２ｄに回転指令を送る。これらは、検査部２０１の向きがいずれかのパネル設置用タワーに向いた場合に、搭載している試験パネルが検査部２０１の対面になるように回転し、全ての試験パネルが測定を受けるように順次に回転動作を行う。
この測定動作と各タワー及び測定機構部の駆動動作は、例えば制御部１０１に実装されたプログラムで指示された順序で行う。なお、上述した説明では各タワーの各面のパネルを順番に行う動作を説明したが、パネル毎に設定された測定間隔によっては、順番通りでなくてもよい。また、ディスプレイパネルが設置されていない箇所については、測定を飛ばすようにしてもよい。

パネル制御部３０１は、試験パネル３０２と、ヒータ３０４を制御している温度調整制御部３０３とに接続してある。ヒータ３０４は、試験パネルの背面に設置してあり、試験パネル全面が一定の温度になるように温度調整制御部３０３にて、制御されている。

なお、本例の場合には、パネル制御部３０１と、試験パネル３０２と、ヒータ３０４と、温度調整制御部３０３の組み合わせを１セットとして、検査パネル設置部３００毎に設置してあり、試験を行う試験パネル３０２の数に対応して設置してある。従って、本例の場合には、１つのパネル設置用タワーで１２セット備える。

このような構成の測定装置とすることで、測定装置の占有面積の縮小化、並びに試験パネルの搭載数の増加を図ることができる。そして、一台の検査部２０１でパネル設置用タワー３１０ａ〜３１０ｄの全ての面、つまり全ての試験パネルの全ての検査ポイントが常に検査部２０１と直交した正対状態で測定できるため、精密な光学測定が可能である。さらに、制御部１０１で設定する自動測定スケジュールとの組み合わせることにより、効率の良い長期経時測定の自動化が可能である。

また、暗室４００、外光遮光部２０３を備えることにより、測定していないパネル設置用タワーに搭載されている非対象パネルなどからのさまざまな入射光を取り込まない様になり、精度の高い測定ができる。

また、パネル設置用タワー３１０ａ〜３１０ｄを四角柱形状としたことで、測定部２０１側を向いていない面に取り付けられたディスプレイパネルを、測定作業者が調整したり交換することが可能となり、連続的な測定を邪魔することなく、ディスプレイパネルの保守や交換が行える効果を有する。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではなく、発明の要旨を変更しない範囲での変更は可能である。例えば、設置するパネル設置用タワーを４台としたが、検査部２００を中心から全てのパネル設置用タワーが同距離の位置にあれば、４台以上の設置でもよい。そして、その配置は扇状としているが、タワー検査部２００を中心から等距離であればよいので、円陣状の配置にしてもよい。

また、パネル設置用タワーを四角柱形状として、その２つの側面全てにパネル設置部を配置したが、必ずしも全ての側面にパネル設置部を配置しなくてもよい。タワーそのものの形状についても、三角柱形状や五角柱形状などの他の形状としてもよい。

１０…検査部、２０…垂直駆動機構部、３０…回転機構部、４１〜４４…試験パネル設置盤、５１〜６３…試験パネル、１０１…制御部、１０２…タワー制御部、２００…検査機構部、２０１…検査部、２０２…水平・垂直駆動部、２０２ａ…水平駆動機構部、２０２ｂ…垂直駆動機構部、２０３…外光遮光部、２０４…筒型遮光部、２０５…開口部、２０６…ベース部、２０７…回転駆動部、３００…検査パネル設置部、３００ａ〜３００ｄ…検査パネル設置部、３０１…パネル制御部、３０２…試験パネル、３０２ａ〜３０２ｔ…試験パネル、３０３…温度調節制御部、３０４，３０４ａ〜３０４ｈ…ヒータ、３０５ａ…上部ヒータ、３０５ｂ…中央ヒータ、３０５ｃ…下部ヒータ、３１０ａ〜３１０ｄ…パネル設置用タワー、３１１ａ〜３１１ｄ…ベース部、３１２ａ〜３１２ｄ…回転駆動部、４００…暗室

Claims (5)

1. 入射光の光学特性を測定する検査部と、
   前記検査部を搭載し、搭載した前記検査部を水平方向及び垂直方向に移動可能にすると共に回転が可能な検査部駆動機構部と、
   水平方向に回転可能であり、複数の面のそれぞれでディスプレイパネルを保持可能に構成した、前記検査部を囲むように複数配置した多角柱型タワーと、
   前記検査部の測定光入射位置の周囲からの光を遮光し、前記検査部駆動機構部の回転に連動して回転する遮光部と、
   前記それぞれの多角柱型タワーの回転と、前記検査部駆動機構部による前記検査部の位置と、前記遮光部の回転とを連動して外光遮光部外光遮光部制御する検査制御部と
   を備えたディスプレイパネルの検査装置。
2. 前記多角柱型タワーのそれぞれのディスプレイパネル保持部で保持されたディスプレイパネルの裏面と接するパネル型ヒータと、
   前記パネル型ヒータの温度制御を行う温度制御部と
   を備えた請求項１記載のディスプレイパネルの検査システム。
3. 前記パネル型ヒータは、複数に分割されたパネル型ヒータで構成した
   請求項２記載のディスプレイパネルの検査装置。
4. 前記検査部と前記保持機構部と前記多角柱型タワーと前記遮光部を収納した暗室を備えた
   請求項１記載のディスプレイパネルの検査装置。
5. 入射光の光学特性を測定する検査部を水平方向及び垂直方向に移動可能にすると共に回転が可能に保持し、
   水平方向に回転可能な多角柱型タワーを、前記検査部を囲むように複数配置し、
   前記多角柱型タワーの複数の面のそれぞれでディスプレイパネルを保持し、
   前記検査部の測定光入射位置の周囲からの光を遮光する遮光部を配置し、
   前記それぞれの多角柱型タワーの回転と、前記検査部の位置と、前記遮光部の回転とを連動して制御する
   ディスプレイパネルの検査方法。

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