JP3138273B2 - 表示パネル用プローブ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、表示パネル用プローバに関し、例えば大
型の液晶（以下、単にLCDという場合がある）表示パネ
ルの検査に用いられる表示パネル用プローバに利用して
有効な技術に関するものである。

〔従来の技術〕

液晶表示パネル用プローバとして、例えば特開昭61−
70579号公報がある。このプローバは、表示パネルの載
置台に対してＸ軸ステージにより表示パネルのＸ軸に沿
って平行移動するＸプローブヘッドと、Ｙ軸ステージに
より表示パネルのＹ軸に沿って平行移動するＹプローブ
ヘッドとともに、表示パネルのＸ軸及びＹ軸に沿って平
行移動するXYステージにより表示パネルの任意の位置に
接触する第３のプローブヘッドを設けるものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記の表示パネル用プローバでは、アクティブマトリ
ックス方式の液晶表示パネルの場合、各画素毎に対して
逐一チェックを行うものである。このため、液晶表示パ
ネルの大画面、言い換えるならば、多画素化に伴い試験
時間が膨大になるという問題がある。

この発明の目的は、試験時間の大幅短縮化を実現した
表示パネル用プローバを提供することにある。

この発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴
は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるで
あろう。

〔課題を解決するための手段〕

本願において開示される発明のうち代表的なものの概
要を簡単に説明すれば、下記の通りである。すなわち、
この発明の表示パネル用プローバは、次の特徴を備えて
いる。（ａ）この表示パネル用プローバは複数のプロー
ブアッセンブリユニットを備えている。（ｂ）上記プロ
ーブアッセンブリユニットは。表示パネルの電極と同一
ピッチに配列された複数のプローブを持つプローブ取付
体と、上記複数のプローブの固定端が接続された配線を
持つプローブ基板と、このプローブ基板の配線に一端が
接続され、駆動用の半導体集積回路装置が搭載されたタ
ブ基板と、このタブ基板に一端が接続されたフレキシブ
ル配線基板とを有する。（ｃ）この表示パネル用プロー
バは、さらに、上記フレキシブル配線基板の他端が挿入
される複数のコネクタと、上記複数のコネクタが取り付
けられるコネクタ取付基板と、上記複数のプローブアッ
センブリユニットと上記コネクタ取付基板とが一体的に
取り付けられる取付板と、この取付板に設けられて上記
プローブアッセンブリユニットのプローブ先端位置を調
整可能にするマニピュレータとを備えている。

〔作用〕

上記の構成によれば、表示パネルの大画面化に伴う電
極の増大に対して、比較的少ない数のプローブが取り付
けられたプローブアッセンブリユニットの組み合わせに
より対処できるから、試験時間の短縮化が図られるとと
もにその組立や補修等が簡単に行える。

〔実施例〕

第１図には、この発明に係る表示パネル用プローバの
一実施例の平面図が示されている。

この実施例では、試験時間の短縮化等のために液晶表
示（以下、単にLCDという）パネルの全電極に対して同
時接触を行うようにする。このようにLCDパネルの全電
極に対して同時接触を行うようにする場合、LCDパネル
の多数の全電極に一対一に対応して設けられるプローブ
の数も膨大となり、その取り付け作業が難しく、かつ、
煩わしいものとなる。

この実施例では、LCDパネルの持つ電極に対して比較
的少ない数の複数のプローブが固定的に設けられるプロ
ーブアッセンブリユニットを用いる。すなわち、上記LC
Dパネルの持つ多数の電極に対して分担させて上記各プ
ローブアッセンブリユニットを割り当てるようにする。
特に制限されないが、この実施例では、LCDパネルを横
方向に走るように配置される走査線に対応した電極を３
分割して、３つのプローブアッセンブリユニットを設け
る。また、LCDパネルを縦方向に走るように配置される
信号線に対応した電極を４分割して、４つのプローブア
ッセンブリユニットを設ける。この場合、LCDパネルの
長手方向に配置される４つのプローブアッセンブリユニ
ットは、同一の信号線の両端に対して電気的接触を行う
ようにするものである。このようにプローブを配置した
ときには、両端での導通チェックにより、信号線電極の
途中断線を簡単に検出することが可能となる。

上記のように同一の信号線の両端にプローブを割り当
てるものの他、LCDパネルの信号線電極を奇数番目と偶
数番目のものに分割し、例えば上側のプローブアッセン
ブリユニットは１つおきに奇数番目の信号線電極に接続
し、下側のプローブアッセンブリユニットは、１つおき
に偶数番目の信号線電極に接続するようにしてもよい。
この場合、プローブの数を半数にでき、かつそのピッチ
を信号線電極のピッチの２倍に大きくすることができ
る。その反面、上記信号線に画素信号を供給し、画素の
明点検査や暗点検査により間接的に信号線の断線等を検
出する方式を採るものとなる。

このことは、LCDパネルの横方向に延長されるように
配置される走査線電極に対応して、左右に３個ずつ設け
られるプローブアッセンブリユニットにおいても同様で
ある。

LCDパネルの４つの各辺に対応して設けられる各プロ
ーブアッセンブリユニットは、後述するようにプローブ
の固定端側が接続されるプローブ基板を備え、そのプロ
ーブ基板にはタブ基板が接続される。タブ基板にはドラ
イブICが実装される。このタブ基板の他端側にはフレキ
シブル配線基板が接続される。このフレキシブル配線基
板の他端側は、コネクタ取付基板に設けられたコネクタ
に挿入される。同図においては、取付板の下側に位置す
る各部品を点線で示すものである。ただし、コネクタ
は、この実施例の理解を容易にするため実線で示すもの
である。また、取付板の上面側に設けられるマニピュレ
ータやLCDパネルの表面に設けられる偏光板等は省略さ
れている。

第２図には、プローブアッセンブリユニットの一実施
例の断面図が示されている。

複数の細い線条からなるプローブは、その先端が測定
すべきLCDパネルの電極のピッチに対応して位置合わせ
され、その状態を維持するよう支持体とプローブ押さえ
により挟まれて固定される。プローブ押さえは、特に制
限されないが、熱硬化性を持つ接着剤等により構成され
る。特に制限されないが、半導体ウェハ用の固定プロー
ブボードと同様な位置合わせ技術を用いて上記プローブ
の先端を揃えておき、その状態で支持体とプローブ押さ
えにより複数のプローブを固定する。このように形成さ
れた複数のプローブは、その先端が正しく位置合わせさ
れた関係で固定される。

このように複数のプローブを固定する支持体は、プロ
ーブ取付体に接着される。プローブ取付体は、特に制限
されないが、表面が酸化処理されることにより、電気絶
縁性を持つようにされたアルミニウムから構成される。
このプローブ取付体には、プリント配線基板等からなる
プローブ基板が設けられ、その配線にプローブの固定端
側が接続される。

このようなプローブ基板には、タブ（TAB;Tape Autom
ated Bonding）基板が接続され、そこにはドライブ用IC
が実装される。上記プローブ基板とタブ基板との接続部
Ａは、特に制限されないが、熱圧着技術を用いて行われ
る。そして、タブ基板の他端側にはフレキシブル配線基
板の接続端に接続される。このタブ基板とフレキシブル
配線基板との接続部Ｂは、ハンダ付けにより行われる。
フレキシブル配線基板は、その他端側が伸びてコネクタ
に挿入されることによって電気的な接続が行われる。

このコネクタは、コネクタ取付基板に取り付られる。
前記のようにLCDパネルの信号線に対して４つのプロー
ブアッセンブリユニットを設ける場合には、４つのプロ
ーブアッセンブリユニットに対応した４つのコネクタが
共通のコネクタ取付基板に取り付けられる。

上記コネクタ取付基板の上面側には、各プローブアッ
センブリユニットに対応して設けられるアッセンブリ取
付板が設けられる。このアッセンブリ取付板は、上記コ
ネクタ取付基板側と各プローブ取付体とを一時的に結合
させるために用いられる。例えば、上記コネクタ取付基
板により４個のプローブ取付体が上記アッセンブリ取付
板を介して一体的に構成される。このとき、コネクタ取
付基板とアッセンブリ取付板とは、取付ネジにより固定
され、アッセンブリ取付板とプローブ取付体とは、プロ
ーブ群取付ネジにより仮止される。例えば、適当な位置
合わせ治具を用い、４個のプローブ取付体のプローブの
先端が、LCDパネルの信号線電極に合うようにし、上記
プローブ群取付ネジにより仮止する。

第３図には、上記プローブアッセンブリユニットが取
り付けられた状態の一実施例の断面図が示されている。

上記のように仮止されたプローブアッセンブリユニッ
トは、ネジＡにより取付板に取り付けられる。そして、
取付板の上面側に固定的に搭載されたマニピュレータの
アームが取付板の開口部を通して下側に延び、プローブ
取付体のネジ穴とネジＢにより固定される。この後、ア
ームに設けられた貫通穴を通して上記仮止されたプロー
ブ群取付ネジが取り除かれる。このため、プローブ取付
体は、アッセンブリ取付板から解放され、マニピュレー
タのアームの動きに従い、Ｘ、Ｙ、Ｚ及びθ方向に微調
整される。これは、上記コネクタ取付基板により各辺に
対応したプローブ群のプローブ先端は、上記のように位
置合わせされているが、それを１つの取付板に共通に取
り付けたときの相互の位置ずれを上記マニピュレータの
調整により補正するものである。このプローブ先端の補
正は、第１図に示すように、LCDパネルの各電極に各プ
ローブアッセンブリユニットとプローブ先端が合うよ
う、各プローブアッセンブリユニット毎に行うものであ
る。このとき、取付板に対してネジＡにより固定的にア
ッセンブリ取付板、コネクタ取付基板が取り付けられて
いるが、コネクタとプローブ取付体とはフレキシブル配
線基板により接続されいる。これにより、上記プローブ
取付体はマニピュレータのアームの動きに応じて固定的
に取り付けられるコネクタ取付基板とは無関係に自由に
位置調整される。

なお、上記のように４個のコネクタ取付基板を１つの
取付板に取り付けるとき、専用の調整治具を用いて全ピ
ンのプローブの先端が基準面に合うように予め調整する
ことにより、取付板に取り付けてからマニピュレータに
よる調整を大幅に省略化することができる。

第４図には、上記プローブ取付体の一実施例の斜視図
が示されている。

第２図及び第３図では省略されているが、プローブは
支持体とプローブ押さえにより挟まれて固定支持され
る。そして、その固定端はプローブ基板の配線にハンダ
等により接続され、この配線にはタブ基板の対応する配
線が熱圧着（Ａ）により接続される。そして、その他端
側にはフレキシブル配線基板の対応する配線がハンダ
（Ｂ）により接続される。

プローブ取付体の上面側における段差が設けられるこ
とにより高くされた先端部に設けられた２つのネジ穴
は、上記マニピュレータのアームと結合させるときに用
いられるものであり、上記段差により低くされ、アッセ
ンブリ取付板に対応した部分に設けられる１つのネジ穴
は、アッセンブリ取付板に対して仮止に用いられるプロ
ーブ群取付ネジに用いられる。

上記の実施例のようにフレキシブル配線基板とコネク
タとを用いた場合には、その脱着により簡単に個々のプ
ローブアッセンブリユニットを取り外すことができる。
これにより、特定のプローブアッセンブリユニットのプ
ローブが折れたり、曲がった場合等のように、その交換
が必要な場合には上記ネジＢを緩めて取付板からプロー
ブ取付体を外すとともに、コネクタからフレキシブル配
線基板を取り外せばよい。そして、新しいプローブアッ
センブリユニットを上記のときと逆に簡単に取り付ける
ことができる。

第５図には、プローブアッセンブリユニットの他の一
実施例の断面図が示されている。

この実施例のプローブは、前記のような細かい線条か
らなるプローブに代えて、タブ基板をプローブとして用
いるようにするものである。すなわち、タブ基板はポリ
イミドフィルムのような適度の硬さと柔軟性を持つフィ
ルムベースの表面（同図の下面側）に、写真技術を利用
して表示パネルの電極に対応したピッチの配線を形成
し、それをプローブとして用いる。このようなタブ基板
はもともとLCDパネルの各電極との接続に用いられるも
のであるから、その表示装置に用いられるものを流用す
ることができる。表示パネルは多数の電極を持つため、
上記複数のプローブが写真印刷されたタブ基板が、上記
１つのプローブアッセンブリユニットに対応するよう用
いられる。ただし、タブ基板のみでは良好で安定した接
触圧が得られないから、プローブ取付体の先端部下側と
タブ基板の先端側上面との間に断面がＶ字状にされた板
バネが挿入される。この実施例では、タブ基板の配線を
そのままプローブとして用いるものであるため、そこに
ドライブ用ICが実装される。そして、その接続端側には
フレキシブル配線基板が接続されて、その他端側が前記
同様にコネクタに挿入されて電気的な接続を得るもので
ある。

他の構成は、前記第２図に示した実施例と同様である
のでその詳細な説明を省略する。そして、第６図に示す
ように、上記のプローブアッセンブリユニットは前記の
実施例と同様に取付煩に取り付けられるものである。

なお、上記プローブとしての配線を液晶パネル等の表
示パネルの電極表面に所望の接触圧を持って接触させる
ために、Ｖ字状の板バネの間にシリコンゴム等のような
弾性体を挿入するものであってもよい。上記プローブと
しての配線はドライブ用ICにより形成された駆動信号が
伝えられる。このようにプローブとしての配線がそのま
ま延びてドライブ用ICに接続されるので、試験用の回路
が簡単に構成でき、実際の駆動状態と同様に液晶表示パ
ネルの駆動を行うことができる。

前記実施例のような細い線条のプローブは鋭利な先端
を持ち、タブ基板のポリイミドフィルムやそれに設けら
れた板バネ及び弾性体とによりタブ基板の先端部が適度
の硬さと柔軟性を持つため、その接触状態において上記
先端や配線が液晶パネルの電極表面を擦りながら接触を
行う。これにより、被測定部のITO（Indium Tin Oxid
e）電極をスクラッチし、表面酸化膜を破壊して接触を
行うものとなり良好な電気的接触が可能となる。

上記表示パネル用プローブを用いた液晶パネルの試験
の概略は、次の通りである。

液晶パネルが単純マトリックス構成である場合、表示
パネルの横方向と縦方向に走査線と信号線が配置され
る。この場合、上記信号線と走査線の両端に上記プロー
ブを押し当てて、その断線チェックを行う。この後、必
要に応じて駆動信号を供給して全点灯試験と全非点灯試
験等のような液晶の表示試験を行う。

液晶表示パネルがアクティブマトリックス構成である
場合、上記のような信号線と走査線のチェックの他に、
各画素毎に設けられるTFTトランジスタのオン、オフ試
験を行うことが必要である。このため、最低でも全点灯
状態や全非点灯状態の確認を通して上記TFTトランジス
タのオン状態／オフ状態のチェックを行うことが必要と
される。この場合、この実施例のように、表示パネルの
全電極に対して同時接触を行うものであるため、実際の
稼動状態と同じ条件での試験が可能になる。

上記実施例から得られる作用効果は、下記の通りであ
る。すなわち、 （１）表示パネルの電極と同一ピッチに配列された細い
線条又はタブ基板を利用した複数のプローブを持つプロ
ーブアッセンブリユニットを単位として、複数のプロー
ブアッセンブリユニットを取付板を介して一体的に取り
付けて表示パネルの全電極に対して同時に電気的接触を
得るようにするとともに、上記個々のプローブアッセン
ブリユニットのプローブ先端位置を調整可能にするマニ
ピュレータを設けることにより、表示パネルの大画面化
に伴う電極の増大に対して、比較的少ない数のプローブ
が取り付けられたプローブアッセンブリユニットの組み
合わせにより対処できるから、その組立が簡単に行える
という効果が得られる。

（２）細い線条やタブ基板を利用した配線を用いて一定
の圧力を持って電気的接触を得るようにするものである
ため、LCDパネルの電極と接触するときプローブの持つ
バネ性によって電極表面を水平方向に滑るように作用し
て電極表面の酸化膜やゴミを除去するので、良好な電気
的接触を得ることができるという効果が得られる。

（３）上記（１）により、LCDパネルの全電極に同時接
触が可能になるから、試験時間の短縮化が可能になると
いう効果が得られる。

（４）個々のプローブアッセンブリユニットは、フレキ
シブル配線基板とコネクタとを用いて接続するものであ
るので、脱着が用意となり一部のプローブアッセンブリ
ユニットの交換を容易に行うことができる。これによ
り、１つのプローブが折れ曲がる等の不具合のために全
部を廃棄してしまう等のムダを省くとともに、その作業
が簡単に行えるという効果が得られる。

（５）上記（１）により、電極のピッチが同じでサイズ
が異なるLCDパネルに対して、共通のプローブアッセン
ブリユニットを用いることができる。これにより、LCD
パネル用プローバに汎用性を持たせることができるとう
効果が得られる。

（６）タブ基板にドライブICを搭載するものであるた
め、テスター側との間のケーブルを少なくすることがで
き、１つのテスターにより多数のLCDパネルを並列的に
試験することが簡単になるという効果が得られる。

以上本発明者によりなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、本願発明は前記実施例に限定される
ものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可
能であることはいうまでもない。例えば、プローブアッ
センブリユニットの数は、検査を行うべきLCDパネルの
大きさに対応して区々となるものである。例えば、ラッ
プトップ型マイクロコンピュータ用のLCDパネルでは、
縦横の比がカラーテレビジョンのように３対４にされる
ものではなく、10対４のように任意に設定される。それ
故、プローブアッセンブリユニットの数も信号線に対応
して10個設け、走査線に対応して４個設ける等のように
種々の実施形態を採ることができる。LCDパネルの全電
極に対応して上記プローブアッセンブリユニットを複数
個一体的に取り付けるための各部材の構成は、種々の実
施形態を採ることができる。例えば、コネクタ取付基板
とアッセンブリ取付板とを一体的に構成するものであっ
てもよい。

また、プローブとしてタブ基板を用いる場合、表示パ
ネルの電極との間で適度の接触圧を持たせるための手段
としては前記実施例のような板バネやシリコンゴムのよ
うな弾性体を利用するものの他種々の実施例形態を採る
ことができる。この場合、マニピュレータに針圧調整機
構を新たに設けて接触圧力を調整するようにするもので
あってもよい。タブ基板を構成するフィルムベースは、
前記実施例のようなポリイミドフィルムの他、同様な機
能を持つものであれば何であってもよい。このフィルム
ベースが適度のバネ性を持つならば、上記板バネや弾性
体を省略することも可能である。

被測定物である液晶パネルは、完成された表示パネル
の他、信号線電極や走査線電極及びTETや画素電極が形
成された半完成状態のガラス基板であってもよい。

この発明に係る表示パネル用プローブは、前記液晶パ
ネル等のガラス基板の他、各種表示パネルに広く利用す
ることができる。

〔発明の効果〕

本願において開示される発明のうち代表的なものによ
って得られる効果を簡単に説明すれば、下記の通りであ
る。すなわち、表示パネルの電極と同一ピッチに配列さ
れた細い線条又はタブ基板を利用した複数のプローブを
持つプローブアッセンブリユニットを単位として、複数
のプローブアッセンブリユニットを取付板に一体的に取
り付けて、表示パネルの全電極に対してプローブが同時
に電気的に接触できるようにするとともに、上記個々の
プローブアッセンブリユニットのプローブ先端位置を調
整可能にするマニピュレータを設けることにより、表示
パネルの大画面化に伴う電極の増大に対して、比較的少
ない数のプローブが取り付けられたプローブアッセンブ
リユニットの組み合わせにより対処できるから、その組
立が簡単に行える。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明にかかる表示パネル用プローブの一
実施例を示す平面図、 第２図は、プローブアッセンブリユニットの一実施例を
示す断面図、 第３図は、上記プローブアッセンブリユニットが取付板
に取り付けられた状態の一実施例を示す断面図、 第４図は、上記プローブ取付体の一実施例を示す斜視
図、 第５図は、この発明に係るプローブアッセンブリユニッ
トの他の一実施例を示す断面図、 第６図は、上記他の一実施例のプローブアッセンブリユ
ニットが取付板に取り付けられた状態の一実施例を示す
断面図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G09F 9/00 G01R 1/06 - 1/073 G01R 31/28 - 31/30

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】次の特徴を有する表示パネル用プローバ。 （ａ）この表示パネル用プローバは複数のプローブアッ
   センブリユニットを備えている。 （ｂ）上記プローブアッセンブリユニットは、表示パネ
   ルの電極と同一ピッチに配列された複数のプローブを持
   つプローブ取付体と、上記複数のプローブの固定端が接
   続された配線を持つプローブ基板と、このプローブ基板
   の配線に一端が接続され、駆動用の半導体集積回路装置
   が搭載されたタブ基板と、このタブ基板に一端が接続さ
   れたフレキシブル配線基板とを有する。 （ｃ）この表示パネル用プローバは、さらに、上記フレ
   キシブル配線基板の他端が挿入される複数のコネクタ
   と、上記複数のコネクタが取り付けられるコネクタ取付
   基板と、上記複数のプローブアッセンブリユニットと上
   記コネクタ取付基板とが一体的に取り付けられる取付板
   と、この取付板に設けられて上記プローブアッセンブリ
   ユニットのプローブ先端位置を調整可能にするマニピュ
   レータとを備えている。
2. 【請求項２】表示パネルの１つの辺に対応した１ないし
   複数のプローブアッセンブリユニットを上記取付板に取
   り付けるにあたっては、それぞれのプローブの先端が位
   置合わせされた状態でアッセンブリ取付板により上記コ
   ネクタ取付基板と上記プローブ取付体とが一時的に一体
   的に結合されるものであり、この状態で表示パネルの全
   電極に対応した複数のプローブアッセンブリユニットが
   上記取付板に一体的に取り付けられ、上記個々のプロー
   ブ取付体が上記マニピュレータのアームに取り付けられ
   た後に上記プローブ取付体と上記アッセンブリ取付板と
   の一時的な結合が解除されるものであることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の表示パネル用プローバ。
3. 【請求項３】上記プローブ基板と上記タブ基板との接続
   は熱圧着により行い、上記タブ基板と上記フレキシブル
   配線基板との接続はハンダ付けにより行うものであるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項記載の
   表示パネル用プローバ。
4. 【請求項４】上記プローブは、測定すべき電極のピッチ
   に合わせて形成された配線を持つタブ基板を利用するも
   のであることを特徴とする特許請求の範囲第１項又は第
   ２項記載の表示パネル用プローバ。
5. 【請求項５】上記プローブとして用いられるタブ基板に
   は、表示パネルを駆動するドライブ用ICが実装されるも
   のであり、そこから上記フレキシブル配線基板を介して
   上記コネクタに接続されるものであることを特徴とする
   特許請求の範囲第４項記載の表示パネル用プローバ。