JP3199481B2

JP3199481B2 - 液晶ディスプレイ基板の検査装置

Info

Publication number: JP3199481B2
Application number: JP24237192A
Authority: JP
Inventors: ジェイ・ヘンリィフランソア
Original assignee: フォトン・ダイナミクス・インコーポレーテッド; 石川島播磨重工業株式会社
Priority date: 1991-09-10
Filing date: 1992-09-10
Publication date: 2001-08-20
Anticipated expiration: 2016-08-20
Also published as: US5406213A; JPH05240800A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、液晶表示パネル用な
どとして用いられる液晶ディスプレイ基板に生じうる欠
陥を検査するための検査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示パネルを液晶テレビなどに適す
るように大面積化しかつ高密度化する上では、行列状に
配置された画素ごとに設けられた画素電極と、各画素電
極に共通に設けられたゲート配線とソース配線および薄
膜トランジスタとを具備してなるアクティブマトリック
ス液晶ディスプレイ基板を利用したアクティブマトリッ
クス方式のものが有利であり、現在比較的小型のものか
ら実用化が進みつつある。通常、この種の液晶表示パネ
ルにあっては、アクティブマトリックス液晶ディスプレ
イ基板を製造後、アクティブマトリックス液晶ディスプ
レイ基板上にスペーサを介して透明基板などを配置し、
アクティブマトリックス液晶ディスプレイ基板と透明基
板との間に形成された空隙に液晶を封入することで液晶
表示パネルを製造している。

【０００３】このような背景の元で現在生産されている
液晶テレビにおいては、画素数が２５〜５０万個に及ぶ
ものが多く、一部では画素数１００万個以上のものも登
場している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このように
多数の画素とそれに対応した多数の配線を基板上に形成
するには、ダストを極度に少なく調整したクリーンルー
ムにおいて種々の成膜プロセスを行って形成しているの
であるが、画素や配線幅が極端に小さくなってくると、
製造雰囲気中に含まれるわずかなマイクロダストの存在
が、画素電極、ゲート配線、ソース配線などの断線欠陥
や短絡欠陥に直結するようになる。これらの欠陥は現在
のところ、アクティブマトリックス液晶ディスプレイ基
板において、数個〜１０個程度までは許容されている
が、欠陥数がそれ以上であると製品不良としているのが
現状である。

【０００５】ところが、現状の製造技術では、これらの
欠陥数を許容限度以下に少なくすることが極めて困難で
あるがために、画素数の大きな液晶表示パネルにあって
は、不良率が著しく高く、これが大型液晶パネルの高価
格の原因となっている。

【０００６】なお、従来、アクティブマトリックス液晶
ディスプレイ基板が完成した時点でアクティブマトリッ
クス液晶ディスプレイ基板を検査する方法として、プロ
ーバを使用して行う方法が知られているがアクティブマ
トリックス液晶ディスプレイ基板上の素子数が多すぎ
て、検査時間がかかりすぎ、実用的ではないものであ
る。

【０００７】このため従来、アクティブマトリックス液
晶ディスプレイ基板を用いて液晶表示パネルを製造する
場合は、アクティブマトリックス液晶ディスプレイ基板
の生産ライン内での検査は行わず、次の製造工程に移行
し、製造完了後の液晶表示パネルに通電して目視で各画
素が実際に作動するかどうかを調べており、この時点で
欠陥が発見されても対応困難であり、廃棄処分されるた
め、これがアクティブマトリックス液晶ディスプレイの
歩留りが非常に悪い結果の大きな原因となっている。

【０００８】本発明は前記課題を解決するためになされ
たもので、液晶ディスプレイ基板の欠陥を液晶パネルの
組立前に確実かつ迅速に発見することができ、欠陥数と
欠陥種類の把握を容易に行うことができる検査装置を提
供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は前
記課題を解決するために、基板上に形成された複数のゲ
ート配線と複数のソース配線と複数の画素電極とを具備
してなる薄膜トランジスタを有する液晶ディスプレイ基
板を検査する装置において、底部に光反射体が上部に透
明電極が各々設けられ電場を印加すると光学的性質が変
化する電気光学素子と、前記液晶ディスプレイ基板と
が、電気光学素子の底部と液晶ディスプレイ基板の上面
との間に微小間隔をおいて対向配置される検査部と、前
記電気光学素子に入射するための光を出射する光源を備
えた照明部と、前記照明部から出射された光を受けてこ
の光を電気光学素子の上面に垂直に導入するとともに電
気光学素子からの反射光を前記光源側と別方角に導く導
光器と、前記電気光学素子からの反射光を前記導光器を
介して捕らえる受光器を備えた結像部とを具備してなる
ものである。

【００１０】請求項２記載の発明は前記課題を解決する
ために、請求項１記載の液晶ディスプレイ基板の検査装
置において、照明部の光源をハロゲンライトとしたもの
である。

【００１１】請求項３記載の発明は前記課題を解決する
ために、請求項１記載の液晶ディスプレイ基板の検査装
置において、光源から出射された光の中の赤色光を中心
に通過させるフィルタを照明部に設けたものである。

【００１２】請求項４記載の発明は前記課題を解決する
ために、請求項１記載の液晶ディスプレイ基板の検査装
置において、電気光学素子の底部に設けられる光反射体
を誘電体多層膜コーティングとしたものである。

【００１３】請求項５記載の発明は前記課題を解決する
ために、請求項１記載の液晶ディスプレイ基板の検査装
置において、半透明鏡を断面矩形状の透明体の内部に組
み込んで構成するとともに、前記透明体の受光器側の面
を光軸に直角な面に対して傾斜してなるものである。

【００１４】請求項６記載の発明は前記課題を解決する
ために、請求項１記載の受光器をＣＣＤカメラとしたも
のである。

【００１５】

【作用】電気光学素子は電場を印加すると光学的性質が
変化するものである。従ってこの電気光学素子を液晶デ
ィスプレイ基板上に配置して液晶ディスプレイ基板上の
画素電極と電気光学素子上部の透明電極間に通電する
と、各画素電極が発生させる電場によって電気光学素子
の光学的性質が変化する。液晶ディスプレイ基板上の画
素電極とゲート配線とソース配線あるいはその他の部分
に断線が生じていると、通電しても画素電極の一部が作
動しなくなり、作動しない画素電極上の電気光学素子に
は光学的変化が生じない。

【００１６】検査光は電気光学素子に垂直に入射され反
射体により垂直に反射され、電気光学素子の内部で同一
光路を往復する。よって検査光は、電気光学素子の角度
依存性を受けず、効率や分解能が最適になる。

【００１７】また、短絡欠陥がある場合には、例えばソ
ース配線あるいはゲート配線のいずれかに通電するだけ
で、電気光学素子が作動するというような正常な画素で
は生じない異常現象が生じる。よってこのように電気光
学素子の光学的変化を受光器で検出することで液晶ディ
スプレイ基板の欠陥を一括して速く発見することができ
る。

【００１８】光源としてはハロゲンライトを使用するこ
とが好ましい。ハロゲンライトはレーザ光と比較してス
ペックルノイズを生じることがなく安価である。スペッ
クルノイズとは、電気光学素子にレーザ光を入射した場
合に電気光学素子の表面に細かい光の斑点ができてこの
斑点が検出時のノイズ成分となるものである。

【００１９】照明部に赤色光を中心として通過させるフ
ィルタを設けて赤色光を主体に電気光学素子に入射する
ならば、電気光学素子が光を透過させるか光を遮るかの
割合と効率が良好になり、電気光学素子からの反射光を
受光器で捕らえることも容易である。

【００２０】電気光学素子の底部に設ける光反射体を誘
電体多層膜コーティングとするならば、液晶ディスプレ
イ基板上の素子に通電するための端子と電気光学素子の
透明電極とに通電して電気光学素子に電場を印加する場
合に、光反射体が電場に影響を与えることがなく好都合
である。ここで光反射体に導電性のものを用いると電気
光学素子に作用する電場が影響を受けるので好ましくな
い。

【００２１】半透明鏡を組み込んでいる透明体の受光器
側の側面を光軸に直角な面と傾斜させることで、透明体
の受光器側の側面を反射する光が受光器側に入力される
ことがなくなり、受光器に不要な光が入射されることが
ない。

【００２２】

【実施例】図１は本発明に係る検査装置の一実施例の主
要部の概略構成を示すもので、この実施例の検査装置
は、検出光を出射する光源１を備えた照明部Ａと、照明
部Ａから出射された光を導く導光器Ｂと、前記導光器Ｂ
からの検出光が入射される電気光学素子２を備えた検出
部Ｃと、前記電気光学素子２からの反射光を受ける受光
器３を備えた結像部Ｄと、この受光器３に接続されたモ
ニタ４とを具備し、検出部Ｃの電気光学素子２の対向面
には、アクティブマトリックス方式などの液晶ディスプ
レイ基板５を配置できるようになっている。

【００２３】なお、本実施例の装置で検査される液晶デ
ィスプレイ基板５は図２(a)〜(g)に示す如く種々の形状
のものが考えられるが、それらの詳細は後述する。

【００２４】図３〜図５は、前記検査装置の一実施例の
詳細構成を説明するためのものである。図３において、
２０はベッド、２１はベッド２０の左側部に配置された
基板収納部(カセットラック)、２２は検査ヘッド、２３
は操作盤をそれぞれ示している。

【００２５】前記ベッド２０の上面中央部には、左右方
向に案内レール２５が敷設され、この案内レール２５に
沿ってテーブル２６が左右方向に移動できるようになっ
ている。また、このテーブル２６の底部には案内レール
２５に対して直角な方向にテーブル２６を移動させる機
構が組み込まれており、テーブル２６はベッド２０上で
水平面内で左右前後方向(即ち、Ｘ,Ｙ方向)に移動でき
るようになっている。

【００２６】前記基板収納部２１の内部には、液晶ディ
スプレイ基板５を複数収納したカセット２７(図７参照)
が収納され、この基板収納部２１の上部のカセット２７
の開口部から液晶ディスプレイ基板５を順次取り出して
テーブル２６の上に設置できるようになっている。

【００２７】ここで、検査ヘッド２２の内部の光学系の
詳細構造は図１に示し、検査ヘッド２２の内部構造の詳
細は図４と図５に示す。ただし、図１,図４,図５中の各
光学機器の配置状態は液晶パネルの設置位置または方向
によって自由にレイアウトを変えることができる。更
に、図１,図４,図５では、説明しやすいように、パネル
を縦に設置した例を示す。

【００２８】図３に示す検査ヘッド２２の内部には、図
１に示すような光源１と受光器３などが収納され、光源
１と受光器３はビームスプリッタ３０側にそれぞれ向け
られている。ビームスプリッタ３０と光源１との間には
反射ミラー３１Ａと調整用のレンズ３１,３１とフィル
タ３１aとが、また、ビームスプリッタ３０と受光器３
との間には調整用のレンズ３２がそれぞれ設けられてい
る。

【００２９】更に、図４,図５のビームスプリッタ３０
の左側には、電気光学素子２を装着したホルダ３３が設
けられ、このホルダ３３は支持軸３４,３４によってア
クティブマトリックス液晶ディスプレイ基板５に対する
あおり角を調整することができるようになっている。ま
た、受光器３の前部にはズームレンズ３５が装着され、
電気光学素子２からの反射光を効率良く受光器３に入射
できるようになっている。

【００３０】以上の構成によれば、光源１から照射され
た検出光をビームスプリッタ３０によって電気光学素子
２の上面に直角に照射し、次いで電気光学素子２の光反
射体９で反射させた後にビームスプリッタ３０とレンズ
３２とズームレンズ３５を通過させて受光器３に入射で
きるようになっている。

【００３１】前記検査装置において光源１は、この実施
例ではハロゲンライトからなるものであるが、光源１と
してハロゲンランプの他に、各種レーザ光などを用いて
も良い。ただし、レーザ光を検出光として用いて電気光
学素子２に照射すると、電気光学素子２の表面に細かい
光の斑点が生じ、この斑点がノイズとして検出されてス
ペックルノイズと呼ばれるノイズを生じてしまうおそれ
があるので、ハロゲンライトを用いることが好ましい。

【００３２】前記電気光学素子２は、電界が印加される
と光学的性能に変化を来す液晶シートあるいはポッケル
ス結晶板などからなる。図１に示す電気光学素子２は、
透明ケースの内部に液晶を封入した液晶シート８の底面
に誘電体多層膜などのような光反射体９を形成あるいは
貼設してなるものである。また、図１に符号Ｇで示すも
のは、電気光学素子２の上面に当接された透明ガラスで
ある。

【００３３】前記の液晶シート８は、具体的には、ＮＣ
ＡＰ(Ｎematic ＣurvilinearＡligned Ｐhase)、ＰＤ
ＬＣ、もしくはＰＮ−ＬＣなどのように、液晶シート８
内に造られる電界の大きさにより光の透過率が変化す
るものである。液晶シート８内に封入する液晶として
は、水滴状の液晶を高分子、例えば、ポリマー中に分散
させた液晶を内包する高分子の球形(ドロップレット)の
大きさを調節し、電場のオン・オフで高分子と液晶の屈
折率の一致、不一致によって透明・不透明を出現させる
形式の液晶（ＰＮ−ＬＣ）などが好適である。また、電
気光学素子２の他の例として、作用する電界の大きさに
より、反射光の偏光量が変化するポッケルス結晶を用い
ることもできる。

【００３４】なお、本発明で用いる電気光学素子２は、
電界を印加すると光の透過率や反射光の偏光量などのよ
うな光学的性質が一定の割合で変化するものであれば、
前記のものに限らず、いずれのものを用いても良い。

【００３５】受光器３は、ＣＣＤカメラなどを用いるこ
とができる。ＣＣＤカメラを用いることにより検査領域
内を機械的に走査する必要がなくなり、処理速度が向上
する。

【００３６】フィルタ３１aは、ハロゲンライト１から
出射された検出光を赤色に変換するものである。より具
体的には、種々の波長の検出光の内、赤色を中心とした
波長の光のみを選択して通過させるフィルタが用いられ
る。このように赤色を主体とした検出光を用いると、赤
色に反応しやすい電気光学素子２が赤色の光に良好に反
応して光の透過率を変化させると同時に、ＣＣＤカメラ
が赤色の光に反応しやすいので、検出光としてより好都
合である。また、熱遮断フィルターを併用することによ
り、ハロゲンライト１からの赤外線を遮断することがで
き、電気光学素子等の損傷を防ぐことができる。

【００３７】導光器Ｂは、直方体状のガラスなどの透明
体３０Ａの内部に半透明鏡３０Ｂを埋設してなるもので
あって、半透明鏡３０Ｂは透明体３０Ａの側面の対角線
に沿うように設けられている。そして、この透明体３０
Ａの受光器３側の側面３０aは、光軸に直角な面に対し
てθだけ傾斜されている。このように透明体３０Ａを傾
斜させることで透明体３０Ａの受光器側の側面３０aか
ら受光器３に入射するおそれの高い側面３０aでの反射
光をレンズ３２に集光した場合に、絞り３６で遮断する
ことができ受光器３側に入射しないようにすることがで
きる。また、側面３０aに無反射コーティングを施して
も良いが、その際にも導光器Ｂを傾けた方がより効果的
である。また導光器Ｂとしてウエッジ角をつけた平板型
半透明鏡を用いても良い。

【００３８】本発明方法で検査される液晶ディスプレイ
基板５は、液晶表示パネル用に使用される公知のもの
で、例えば図２(a)に示すように、データ信号を流すた
めの多数のソース配線１０と走査信号を流すための多数
のゲート配線１１とが整列状態で基板１２上に形成さ
れ、それらの間に画素電極１３が形成され、各画素電極
１３がスイッチング素子１４(薄膜トランジスタ)を介し
てソース配線１０とゲート配線１１とに接続されて構成
されている。

【００３９】なお、液晶ディスプレイ基板５の配線構造
と画素電極構造とスイッチング素子の構造はいずれも種
々の構造が知られているが、いずれの種類の構造であっ
ても本発明方法に適用することができるので、液晶ディ
スプレイ基板の構造は特別には問わないものである。

【００４０】また、図２に示す符号１５はソース配線１
０…に接続されたショーティングバー、符号１６はゲー
ト配線１１…に接続されたショーティングバーを示して
いる。なお、これらのショーティングバー１５,１６
は、液晶ディスプレイ基板５の製造段階では形成され
ているものの、液晶ディスプレイ基板５の製造後に液晶
ディスプレイ基板上に透明基板を配置し、それらの間に
液晶を封入して液晶表示パネルを製造するなどの後工程
の段階においては切断除去されるものである。

【００４１】前記ショーティングバー１５,１６は、薄
膜トランジスタに悪影響を及ぼす静電気を防止するもの
であり、本検査方法においては図２(b)〜(f)のいずれか
の形状であれば、検査可能であり、また、ショーティン
グバーの代わりに実装ドライバーであっても本発明の検
査方法を適用できるのは勿論である。ただし、図２(b)
におけるソースおよびゲート配線上の線欠陥並びに図２
(c)のソース配線上の線欠陥の検出は、前述の光学的手
法を抜いた検査においては困難と考えられるが、基板の
段階で特に検出が難しいとされる点欠陥はこのときも検
査可能である。

【００４２】一方、図１中の符号７は電気光学素子２の
上面の薄膜透明電極２aと液晶ディスプレイ基板５との
間に一定電圧を印加するための電圧印加装置であって、
本装置はソース配線およびゲート配線に接続した電圧印
加用の配線にはそれぞれ別個にパルス電圧を印加でき、
そのパルス電圧、パルス幅、周期は変化させることがで
きるものである。この電圧印加装置７は、内部にスイッ
チと電源部とを備えてなるもので、電気光学素子２の上
面の薄膜透明電極２a と液晶ディスプレイ基板５のショ
ーティングバー１５,１６に電気的に接続され、液晶デ
ィスプレイ基板５上の全画素電極１３にゲート配線およ
びソース配線から電圧を印加できるようになっている。
本電圧印加装置７は、ソース配線１０とゲート配線１１
のそれぞれに別個にパルス電圧を印加でき、そのパルス
電圧、パルス幅、周期は自由に変化させることができる
ものである。

【００４３】前記電圧印加装置７と液晶ディスプレイ基
板５の接続構造の一例を詳述するならば図１２に示す構
造となっている。

【００４４】例えば、図１２に示すようなショーティン
グバー形状になっている場合は、電圧印加装置７から±
１５Ｖ以内のパルス電圧が出力可能な２個の端子からゲ
ート側とソース側にそれぞれ電流検知手段を間に持つ配
線により探触子(プローブ)を介して各ショーティングバ
ー１５,１６に接触されるようになっており、更にその
２端子に対し一定の電圧が印加可能な１個の端子から電
気光学素子上面の薄膜透明電極２aに配線が施されてい
る。

【００４５】一方、図４において、符号４０は制御部を
示し、この制御部４０の内部には受光器３に電気的に接
続されたＡ／Ｄ変換器４１とイメージプロセッサ４２と
ドライブサーキット４３とＣＰＵ４４とが組み込まれて
いて、イメージプロセッサ４２にはディスプレイ４が接
続され、ＣＰＵ４４には操作盤２３が接続されている。

【００４６】前記制御部４０は、受光器３が受けた光の
強さを相当電圧に変換し、その強さを表示するととも
に、相当電圧の大小に応じて液晶ディスプレイ基板５の
欠陥数と位置および種類をモニタ４に表示するためのも
のである。欠陥数の表示に際しては、一画素の寸法を入
力することにより、相当電圧分布にマスキングし、判定
することによりその後割り出すことができる。

【００４７】また、図６は、液晶ディスプレイ基板５を
テーブル２６上に載置した状態を示すものである。

【００４８】テーブル２６にはテーブル２６を上下に貫
通する空気の通路２７が形成され、この通路２７の底部
開口にはテーブル２６の移動を妨げないように図示略の
フレキシブルパイプが接続され、このフレキシブルパイ
プは真空ポンプに接続されている。即ち、以上の構成に
よってテーブル２６の上面に液晶ディスプレイ基板５を
載置し、通路２７を介して真空引きすることで液晶ディ
スプレイ基板５をテーブル２６の上面に吸着できるよう
になっている。

【００４９】次に前記の如く構成された検査装置を用い
て図２(a)に示す液晶ディスプレイ基板５を検査する場
合について、図６に示すフローに従って説明する。

【００５０】まず、液晶ディスプレイ基板５の生産ライ
ンにおいては、マスク作成工程、薄膜作成工程、レジス
ト工程、露光工程、エッチング工程、洗浄工程、イオン
注入工程などの種々の工程を経て基板１２上にソース配
線１０とゲート配線１１と画素電極１３とスイッチング
素子１４とショーティングバー１５,１６を形成して液
晶ディスプレイ基板５が製造される。この生産ラインを
図６に示すようにステップＳ１とする。

【００５１】なお、この例の液晶ディスプレイ基板５に
あっては、ソース配線１０とゲート配線１１と画素電極
１３とスイッチング素子１４とショーティングバー１
５,１５,１６,１６とを形成してなる方形状の領域を１
枚の基板１２上に図４または図５に示すように複数個
(この実施例では４個)形成してなるものを用いる。

【００５２】ステップＳ１で製造された液晶ディスプレ
イ基板５は、ステップＳ２においてカセットに収納され
たまま検査装置の基板収納部２１に搬送されてセットさ
れる。

【００５３】基板収納部２１に収納された液晶ディスプ
レイ基板５は、ステップＳ３において基板収納部２１か
ら取り出されてテーブル２６の上に設置される。

【００５４】テーブル２６の上面に液晶ディスプレイ基
板５を設置したならば、ステップＳ４において液晶ディ
スプレイ基板５をテーブル２６の上面に真空チャックし
て固定する。

【００５５】次にステップＳ５においてテーブル２６を
案内レール２５に沿って移動させて(Ｘ軸方向移動)走査
ヘッド２２の対向面まで移動させ、ステップＳ６におい
て更にテーブル２６を前後左右に微少距離移動させて走
査ヘッド２の下方においてテーブル２６を規定の位置に
正確に位置決めする。

【００５６】次にステップＳ６において走査ヘッド２２
に設けられているホルダ３３を移動させて電気光学素子
２を液晶ディスプレイ基板５に接近させる。この際、ホ
ルダ３３の外周部に形成されている位置決めピボット３
３aをアクティブマトリックス液晶ディスプレイ基板５
の所定の位置に押し付けて位置決めピボット３３aと液
晶ディスプレイ基板５の位置合わせを行い、微小な空隙
を確保する。ここでの位置合わせは、図８に示すよう
に、１枚の方形状の基板１２上に、複数個の領域が形成
されてこれら複数個の領域のそれぞれにゲート配線、ソ
ース配線、画素電極、スイッチング素子、ショーティン
グバーなどが独立形成された液晶ディスプレイ基板５に
あっては、基板１２の４隅の所定位置にホルダ３３の位
置決めピボット３３aを当接させて液晶ディスプレイ基
板５と電気光学素子２とを平行にする。

【００５７】ステップＳ８において液晶ディスプレイ基
板５のショーティングバー１５,１６に電圧印加装置７
の電極を接続する。

【００５８】そして、ステッフ゜Ｓ８１においてソース
側をゲート側に対し、正の電圧になるように徐々に電圧
値を上げてゆき、ソース配線１０とゲート配線１１間の
リーク電流を電流検出手段を用いてモニタする。リーク
電流が検知されればソース配線１０とゲート配線１１の
短絡(クロスショートと称する。)が発生していると判断
する。リーク電流がない場合は、ステップＳ９に移る。
クロスショートが発生した液晶ディスプレイ基板５につ
いては、ステップＳ８１において補修装置で補集する
か、廃棄処分とする。

【００５９】次にステップＳ９において予め配線されて
いる電気光学素子上面の電極と、ステップＳ８において
ゲート側とソース側に配線された電極との間にバイアス
電圧を負荷する。このバイアス電圧は基準電圧(例え
ば、接地レベル)に対し、最大数百ボルトの交流電圧又
は直流電圧を適当なモードで印加し、欠陥検査を行う。
この操作により、電気光学素子上面の薄膜透明電極２a
と液晶ディスプレイ基板５上の画素電極との間に電場
が発生する。ここで電気光学素子２の底面に形成された
光反射体９が誘電体多層膜コーティングである場合は、
光反射体９が前記電場に影響を及ぼすことがない。この
点において光反射体９がＡlなどの金属製であると、電
気光学素子２に作用する電場に影響を与え、検査精度
に悪影響を及ぼすおそれがある。ただし、金属製の光反
射体９が、液晶ディスプレイ基板の画素電極に１対１に
対応して分離されて、電気光学素子の底面に形成されて
いる場合は用いることができる。

【００６０】次に、この場合の電気光学素子２の挙動に
ついて詳細に説明する。電気光学素子２として、先に説
明した液晶シートを用いた場合、電場が印加されない状
態では図１０に示すように球形液晶分子は無秩序な方向
を向いて光を散乱し光りを通過させない状態となってい
るが、図１１に示すように電場が印加された状態では、
球形中の液晶分子が同一方向に向いて光を通過するよう
になる。また、高分子分散型液晶に対する電圧を変化さ
せると透明電極が直線的に変化する領域を持ち、この線
形性を利用して電圧の変化を透過光量の変化として捕ら
えることができる。更に、画素電極１３と電気光学素子
２上部の薄膜透明電極２aとの間には、この直線領域に
対応する電圧でバイアス電圧を印加している。

【００６１】以上のように液晶シート８を使用するなら
ば、前記画素電極１３…と電気光学素子２上面の薄膜透
明電極２a間に電圧を印加することにより発生された電
場を受けた電気光学素子２は、各画素電極１３により電
場が変化すれば光の透過量がそれに応じて変化するよう
になる。

【００６２】ステップＳ９において、光源１からの検出
光を導光器Ｂを介して電気光学素子２に照射するととも
に、電気光学素子２を通過して光反射体９に反射されて
再び電気光学素子２を通過してきた光の強さを受光器３
によって計測する。ここで導光器Ｂによって検出光を電
気光学素子２の上面に直角に入射するならば、電気光学
素子２の内部での液晶分子の光を通過するか遮断するか
の方向性が電気光学素子２の厚さ方向になっているため
に、導光器Ｂによって電気光学素子２の上面に検出光を
垂直に入射することが特に重要である。

【００６３】次にステップＳ１０においては、受光器３
が受けた光を制御部４０で演算して相当電圧を算出す
る。この相当電圧の値が特定できたならば、しきい値を
基に各画素に発生している相当電圧をチェックし、ステ
ップＳ１１において画像の明暗または相当電圧値で画素
の良否を判定する。液晶ディスプレイ基板５の採否を決
めるには、指定基準を設け、例えば１００万画素の液晶
表示素子においていくつの欠陥が許容されるか否かの値
を決めておけば、使用者が処理画像のデータから液晶デ
ィスプレイ基板５の採否を判断できる。

【００６４】液晶ディスプレイ基板５の欠陥数が許容範
囲以内であることが判明すれば、検査終了した液晶ディ
スプレイ基板５を次の生産ラインにステップＳ１２で搬
送する。

【００６５】ここで液晶ディスプレイ基板５の欠陥数が
許容範囲外になったものにあっては、補修できるものは
ステップＳ１３でリペア装置に送るか、ステップＳ１４
でカッティング装置とデポジット装置に送って補修を行
い、補修後にステップＳ１２の生産ラインに戻すことが
できる。

【００６６】また、前記ステップＳ１１で補修困難とさ
れたものは、ステップＳ１５で廃棄処分とする。

【００６７】本発明は、液晶パネル組立前の液晶ディス
プレイ基板５の状態において従来の最終検査に近い状態
を再現し、欠陥を検出するものであり、欠陥を修復する
のにも液晶パネル組立前なので、比較的容易にできる
上、不良基板を後の工程に投入しなくて済むのでインラ
インにおける歩留り向上に役立つ。

【００６８】本発明の検査方法を適用すると種々の欠陥
が検査可能で後の液晶パネル組立時など静電気が特に発
生する工程に静電気防止の効果を保持したまま受け渡す
ことができる。

【００６９】また、短絡電極のかわりに駆動用ＩＣを実
装したもの、あるいは、駆動回路を実装したものあるい
は駆動回路を有した基板あるいは短絡電極がない基板に
おいても検査可能であり、汎用性を有している。

【００７０】また、電気工学素子は検査対象となる液晶
ディスプレイ基板上の画素電極の寸法に制約を受けるこ
となく設定することができ、汎用性があり、信頼性が高
く、製作費用が易いという利点を有している。

【００７１】以上説明したように液晶ディスプレイ基板
５について検査を行うならば、電気的に液晶ディスプレ
イ基板５の欠陥の位置と数と種類を表示できるので、極
めて簡単に液晶ディスプレイ基板５の検査を行うことが
できる。

【００７２】また、電気光学素子２からの反射光を相当
電圧に一括変換して欠陥を判定するので、短時間で速く
検査ができる。例えば、本発明者らが電気光学素子とし
て液晶シートを用いて実際に試作した検査装置を用い、
１０インチの液晶ディスプレイ基板の検査を行ったとこ
ろ、液晶シートの空間分解能は５０μm以下で、かつ、
１時間に１２枚以上の割合で液晶ディスプレイ基板５の
取り扱いを含め(機械的律速を含めて)検査を行うこと
ができた。

【００７３】また、ハロゲンライトからの検出光をフィ
ルタ３１aによって赤色光にするので、電気光学素子２
でのスペックルノイズの発生を防止することができ、受
光器３がＣＣＤカメラの場合にカメラの効率も向上させ
得る。

【００７４】更に、光源１からの検出光を導光器Ｂで電
気光学素子２の上面に垂直に入射させることができるの
で、電気光学素子２として液晶を用いた場合は液晶が高
い分解能で検出光を効率良く通過させるか遮断するの
で、検出時の分解能を十分に高めることができる。

【００７５】その上、導光器Ｂの透明体３０Ａを光軸か
ら垂直な面に傾斜させることで、透明体３０Ａ反射光を
受光器３に入射させてしまうことがない。

【００７６】ただし、受光器３(ＣＣＤカメラ)の増設に
より、複数枚の液晶ディスプレイ基板５を一度に複数枚
検査するようにするならば、処理枚数の増加は容易であ
る。

【００７７】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、電気光学
素子を検査するべき液晶ディスプレイ基板の上に設置
し、液晶ディスプレイ基板の画素電極と電気光学素子上
面の薄膜透明電極に通電して電気光学素子の光学的性質
を変え、その状態の電気光学素子を通過した光の強度変
化を受光器で捕らえて比較することで液晶ディスプレイ
基板の欠陥検出を行うことができるので、受光器の検出
出力によって液晶ディスプレイ基板の欠陥を電気的に検
出することができ、正確かつ迅速な検査ができる特徴が
ある。更に、電気光学素子として、液晶シートを用い、
導光器によって液晶シートに垂直に検出光を入射すると
液晶シートを透過する光の透過率によって不良箇所を検
出することができる。この液晶シートを用いた電気光学
素子ならば、微細な画素電極から出された微細電場に応
じて透過率が微細に変化するので、分解能に優れ、より
微細な画素電極を有する液晶ディスプレイ基板の検査に
好適である。そして、液晶シートに導光器で垂直に検査
光を入射するならば、液晶シートの光の透過率の変化の
最も敏感な方向に検査光を入射させるので、分解能に優
れた状態で検査ができる。

【００７８】また、光源としてハロゲンライト、ＬＥ
Ｄ、あるいは他のコヒーレント光を用いることで電気光
学素子でのスペックルノイズを防止でき、ハロゲンライ
トからの検出光をフィルタで赤色に変換することで電気
光学素子と受光器の効率を向上させて精度良い検査を行
うことができる。なお、ＬＥＤ光の場合はフィルターは
必要ない。そして、導光器の透明体の受光器側の側面を
光軸に直角な面に対して傾斜させることで透明体の側面
での反射光が受光器に入射されることを防止でき、電気
光学素子からの反射光以外の光を受光器に送ってしまう
ことを回避することができ、精度良い検査ができる特徴
がある。また、受光器としてＣＣＤカメラを用いること
により、検査領域内の画素を一括して検査することがで
き、処理速度を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の検査装置の一実施例の主要部の
概略構成を示す構成図である。

【図２】図２(a)は前記装置で検査する液晶ディスプレ
イ基板の一部拡大図である。図２(b)はショーティング
バーの第１の構成例を示すための平面図である。図２
(c)はショーティングバーの第２の構成例を示すための
平面図である。図２(d)はショーティングバーの第３の
構成例を示すための平面図である。図２(e)はショーテ
ィングバーの第４の構成例を示すための平面図である。
図２(f)はショーティングバーの第５の構成例を示すた
めの平面図である。

【図３】図３は前記検査装置の全体を示す構成図であ
る。

【図４】図４は前記検査装置の検査ヘッドの内部構成図
である。

【図５】図５は前記検査ヘッドの内部詳細図である。

【図６】図６は前記検査装置に用いるホルダと液晶ディ
スプレイ基板との位置合わせ状態を示す側面図である。

【図７】図７は基板収納部から液晶ディスプレイ基板を
取り出した状態を示す説明図である。

【図８】図８は液晶ディスプレイ基板の説明図である。

【図９】図９は操作手順の一例を示すフロー図である。

【図１０】図１０は電場を印加していない状態の液晶シ
ートの断面図である。

【図１１】図１１は電場を印加した状態の液晶シートの
断面図である。

【図１２】図１２は電圧印加装置の一例を示す構成図で
ある。

【符号の説明】

１光源２電気光学素子３受光器４モニタ５液晶ディスプレイ基板８液晶シート９光反射体１０ソース配線１１ゲート配線１３画素電極１４スイッチング素子１５ショーティングバー１６ショーティングバー２０ベッド２１基板収納部２２走査ヘッド２３操作盤２５案内レール２６テーブル３０導光器３０Ａ透明体３０Ｂ半透明鏡３０a 側面３１レンズ３１a フィルタ３２レンズ３３ホルダ３５ズームレンズ３６絞り４０制御部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平３−142498（ＪＰ，Ａ) 特開昭64−18073（ＪＰ，Ａ) 特開平３−167490（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01N 21/84 - 21/958 G01M 11/00 G01R 31/00 G02F 1/13

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】基板上に形成された複数のゲート配線と
複数のソース配線と複数の画素電極とを具備してなる薄
膜トランジスタを有する液晶ディスプレイ基板を検査す
る装置において、底部に光反射体が上部に透明電極が各々設けられ電場を
印加すると光学的性質が変化する電気光学素子と前記液
晶ディスプレイ基板とが電気光学素子の底部と液晶ディ
スプレイ基板の上面との間に微小間隔をおいて対向配置
される検査部と、前記電気光学素子に入射するための光
を出射する光源を備えた照明部と、前記照明部から出射
された光を受けてこの光を電気光学素子の上面に垂直に
導入するとともに電気光学素子からの反射光を前記光源
側と別方角に導く導光器と、前記電気光学素子からの反射光が前記導光器を介して入
射される受光器を備えた結像部とを具備してなり、前記導光器が断面矩形状の透明体の内部に半透明鏡を組
み込んで構成されるとともに、前記透明体の受光器側の
面が光軸に直角な面に対して傾斜されてなることを特徴
とする液晶ディスプレイ基板の検査装置。
【請求項２】請求項１記載の液晶ディスプレイ基板の
検査装置において、照明部の光源がハロゲンライトであ
ることを特徴とする液晶ディスプレイ基板の検査装置。
【請求項３】請求項１記載の液晶ディスプレイ基板の
検査装置において、光源から出射された光の中の赤色光
を中心に通過させるフィルタが照明部に設けられてなる
ことを特徴とする液晶ディスプレイ基板の検査装置。
【請求項４】請求項１記載の液晶ディスプレイ基板の
検査装置において、電気光学素子の底部に設けられる光
反射体が誘電体多層膜コーティングであることを特徴と
する液晶ディスプレイ基板の検査装置。
【請求項５】請求項１記載の受光器がＣＣＤカメラであ
ることを特徴とする液晶ディスプレイ基板の検査装置。