JP3981533B2

JP3981533B2 - 表示用基板の検査装置

Info

Publication number: JP3981533B2
Application number: JP2001095943A
Authority: JP
Inventors: 秀樹池内; 大佑勝又
Original assignee: Micronics Japan Co Ltd
Current assignee: Micronics Japan Co Ltd
Priority date: 2001-03-29
Filing date: 2001-03-29
Publication date: 2007-09-26
Anticipated expiration: 2021-03-29
Also published as: JP2002296148A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示パネルや、有機ＥＬのような表示用基板の検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示パネルのような表示用基板の点灯検査装置の１つとして、検査すべき基板をローダ部に配置し、その基板をロボットにより測定部に移し、その基板の点灯検査をし、検査後の基板をロボットにより、ローダ部に戻すか、又は検査後の基板をローダ部と異なるアンローダ部に移すものがある。
【０００３】
この種の検査装置において、基板を載せる測定ステージは測定部に配置されている。基板は、測定ステージのチャックトップに吸着保持されて、基板の各電極をプローブユニットの接触子に押圧され、その状態で通電されて、自動検査又は目視検査により良否を判定される。
【０００４】
この種の装置においては、液晶基板の電極及びプローブユニットの接触子の配置ピッチが非常に狭いことから、基板をチャックトップに吸着した状態において基板とプローブユニットとの相対的位置が正確に一致していなければならない。両者の相対的位置がずれていると、基板の各電極とプローブユニットの接触子とが正しい関係に接触せず、正しい検査をすることができない。
【０００５】
上記のことから、従来では、ローダ部にプリアライメントステージを配置し、このプリアライメントステージにおいてロボットに対する基板の粗アライメントを行い、測定部において精密アライメントを人手により又は自動的に行っている。
【０００６】
人手による精密アライメントは、光学顕微鏡を用いて基板に形成されているアライメントマークを観察しつつ、アライメントマークが光学顕微鏡の視野内の所定の位置になるように、基板を測定ステージにより二次元的に移動させることにより、行われる。
【０００７】
また、人手による他の精密アライメントは、光学顕微鏡を用いて基板の所定の電極とこれに対応する接触子の先端（針先）とを観察しつつ、両者が一致するように、基板を測定ステージにより二次元的に移動させることにより、行われる。
【０００８】
自動精密アライメントは、基板に形成されたアライメントマークをビデオカメラで撮影しつつ、アライメントマークがビデオカメラの視野内の所定の位置になるように、基板を測定ステージにより二次元的に移動させることにより、行われる。
【０００９】
【解決しようとする課題】
しかし、そのようなアライメントを行っても、ロボットによる基板の搬送時、ロボットからチャックトップへの基板の受け渡し時等に、所定の電極又はアライメントマークが光学顕微鏡又はビデオカメラの視野外となるように、基板がプローブユニットに対し大きくずれてしまうことが多い。そのような場合には、精密アライメントをすることができない。
【００１０】
本発明の目的は、測定ステージに移した基板がプローブユニットに対して大きくずれていても、そのずれを容易に修正することができるようにすることにある。
【００１１】
【解決手段、作用、効果】
本発明に係る表示用基板の検査装置は、第１、第２及び第３のステージと、該第１、第２及び第３のステージに対し表示用基板の受け渡しをする搬送装置とを含む。前記第１、第２及び第３のステージは前記第１のステージを中央にして表示用基板の搬送方向に間隔をおいている。前記第１のステージは、前記基板を受ける基板受け部と、受けた基板の縁部が当接可能に前記基板受け部に配置された１以上の位置決め部材とを備える。前記搬送装置は、前記第２のステージから前記基板を受けて前記第１のステージに搬送すると共に前記第１のステージから前記基板を受けて前記第３のステージに搬送する一対の搬送アームと、該搬送アームを前記基板の搬送方向へ移動させる第１の移動機構と、前記搬送アームを相寄り相離れる方向へ搬送アーム毎に個々に移動させる一対の第２の移動機構とを備える。前記搬送アームは、それらが対向した状態でそれらの移動方向へ伸びており、また互いに共同して前記第１及び第２のステージに対する前記基板の受け渡しをする複数の第１の基板受けと、互いに共同して前記第１及び第３のステージに対する前記基板の受け渡しをする複数の第２の基板受けとを対向する側に備える。
【００１２】
第１のステージは測定ステージとして用いられ、第２のステージはローダステージとして用いられ、第３のステージはアンローダステージとして用いられる。検査済みの基板及び検査すべき基板は、それぞれ、第１及び第２のステージに載せられ、その箇所で搬送アームが相寄る方向へ移動されることにより両搬送アームに受けられ、その状態で搬送アームにより第２及び第３のステージに搬送される。
【００１３】
第１及び第３のステージにおいては、先ず両搬送アームが基板の搬送方向へ移動され、両搬送アームが相離れる方向へ移動されて、検査すべき基板及び検査済みの基板が、それぞれ、第１及び第３のステージに渡される。
【００１４】
次いで、基板と垂直な軸線方向における少なくとも一方の搬送アームの位置が同方向における基板の位置と一致するように、搬送アームと少なくとも第１のステージとが相対的に移動され、その状態で一方の搬送アームが他方の搬送アームに向けて移動されて、検査すべき基板を両搬送アームが相寄る方向又は相離れる方向へさらに移動させる。これにより、検査すべき基板は、その端縁を位置決め部材に押圧されて、第１のステージひいてはプローブユニットに対して位置決められる。
【００１５】
上記のように基板を測定ステージに載せた後、その基板を一方の搬送アームにより位置決め部材に向けて押すことができるから、測定ステージに移した基板がプローブユニットに対して大きくずれていても、そのずれを容易に修正することができる。
【００１６】
本発明に係る検査装置における搬送アームは、互いに共同して前記第１及び第２のステージに対する前記基板の受け渡しをする複数の第１の基板受けと、互いに共同して前記第１及び第３のステージに対する前記基板の受け渡しをする複数の第２の基板受けとを対向する側に備える。このため、搬送アームの長手方向全体で基板を受ける必要がないから、搬送アームが多少撓んでいても、基板を確実に受けることができる。また、本発明に係る検査装置における搬送装置は、アンローダステージとして用いる第３のステージを備えるから、基板のロード及びアンロードを並行して実行することができ、検査効率が向上する。
【００１７】
前記第１のステージは前記基板受けを受け入れる凹所を有することができる。そのようにすれは、凹所が基板受けのための逃げとして作用するから、測定ステージにおける基板の受け渡しが確実に行われる。
【００１８】
前記第１及び第２の基板受けのそれぞれは、互いに共同して前記基板を把持することができる。
【００１９】
前記第１の移動機構は、前記搬送アームの移動方向へ伸びる一対のレールであって当該検査装置のフレームに互いに平行に伸びる状態に組み付けられた一対のレールと、該レールの長手方向へ相対的に移動可能に前記搬送アームに組み付けられた一対のガイドと、前記ガイドを同期して前記レールの長手方向へ移動させる駆動機構とを備えることができる。そのようにすれば、移動機構の構造が簡単になると共に、搬送アームの移動制御が容易になる。
【００２０】
前記駆動機構は、前記搬送アームの移動方向へ間隔をおいて前記搬送アームの相対的な移動方向へ伸びる一対の伝動軸と、前記搬送アームの相対的な移動方向へ間隔をおいて前記伝動軸にかけられた一対の連結部材であって前記ガイドに個々に結合された連結部材と、該連結部材を前記レールの長手方向へ移動させるべく前記連結部材及び前記伝動軸のいずれか一方に連結された駆動源とを備えていてもよい。
【００２１】
各第２の移動機構は、前記ガイドに組み付けられて前記搬送アームを支持する補助ステージであって前記搬送アームを移動させる補助ステージを含むことができる。
【００２２】
前記補助ステージは、前記ガイド及び前記搬送アームの一方に組み付けられた第２のレールと、前記ガイド及び前記搬送アームの他方に組み付けられた第２のガイドと、前記搬送アームを前記ガイドに対して移動させる機構とを備えていてもよい。
【００２３】
図１から図４を参照するに、検査装置１０は、液晶表示パネルのような表示用基板１２の点灯検査装置として用いられる。基板１２は、複数の表示パネルに分割される複数個取りの基板であり、したがって短冊状のような長方形の形状を有している。基板１２は、複数の電極を基板１２の幅方向の各縁部に備えている。各電極は、基板１２の幅方向に長い帯状の電極である。そのような基板１２として、携帯電話用の表示パネルのような小型のセルを複数個一体的に備えるいわゆる複数個取りの基板をあげることができる。しかし、本発明は、基板が単一のセルからなる場合にも適用することができる。
【００２４】
検査装置１０は、測定ステージ１４と、ローダステージ１６と、アンローダステージ１８と、これらのステージ１４，１６，１８に対する基板１２の受け渡しのために基板１２をその長手方向へ搬送する搬送装置２０とを含む。
【００２５】
ステージ１４，１６，１８は、測定ステージ１４を中央にして基板１２の搬送方向に互いに間隔をおいて検査装置１０のベース２２に配置されている。測定ステージ１４からローダステージ１６までの距離と、測定ステージ１４からアンローダステージ１８までの距離とは同じとされている。
【００２６】
測定ステージ１４は、基板１２を、互いに直交するＸ，Ｙ，Ｚの三方向へ移動させると共に基板１２に垂直な軸線の周りに角度的に回転させる機能を有しており、また基板１２を受けて真空的に吸着するチャックトップ２４を上部に備えている。Ｘ方向は基板１２の搬送方向であり、Ｙ方向は基板１２の幅方向であり、Ｚ方向は基板１２に垂直の方向である。
【００２７】
チャックトップ２４の上面は、基板１２を水平に受ける基板受け部とされており、この基板受け部に図４に示す吸着溝２６を有している。この基板受け部は、基板１２の搬送方向（Ｘ方向）に長い長方形の形状を有している。
【００２８】
チャックトップ２４の上面すなわち基板受け部は、Ｘ方向に間隔をおいた複数の位置決めピン２８を搬送アーム３６側の端縁部に有していると共に、Ｘ方向に間隔をおいた複数の凹所３０をＹ方向の各端縁部に有している。位置決めピン２８は、基板受け部から上方へ突出している。図示の例では、３つの凹所３０が基板受け部の各端縁部に形成されている。
【００２９】
ローダステージ１６及びアンローダステージ１８は、いずれも、Ｘ方向に長い長方形の上面を有しており、この上面に基板１２を水平に受ける。ステージ１６，１８は、また、基板１２を少なくとも基板１２に垂直の方向（Ｚ方向）へ移動させる。ステージ１６及び１８は、凹所３２をＹ方向の各端縁部に有している。
【００３０】
搬送装置２０は、基板１２を把持してＸ方向へ搬送する一対の搬送アーム３４３６と、搬送アーム３４，３６をＸ方向へ移動させる第１の移動機構３８と、搬送アーム３４，３６を相寄り相離れる方向へ搬送アーム毎に個々に移動させる一対の第２の移動機構４０とを備えている。
【００３１】
搬送アーム３４，３６は、それらが対向した状態でＸ方向へ伸びており、また互いに共同して基板１２を受ける複数の基板受け４２を対向する側に備えている。各基板受け４２は、対応する搬送アームの縁部から相手の搬送アームの側に突出されており、上向きの段部４４を先端部に有している。
【００３２】
凹所３０，３２の各々は、上方に開口していると共に、Ｙ方向の対応する端縁部側に開口しており、また基板受け４２を受け入れることができる大きさを有している。
【００３３】
基板受け４２は、Ｘ方向における一方に位置する３つの基板受け４２の群と、他方に位置する３つの基板受け４２の群とに分けられている。両基板受け群の間隔は、測定ステージ１４とステージ１６及び１８との間の間隔と同じとされている。各基板受け群の基板受け４２のピッチは、凹所３０のピッチと同じである。
【００３４】
第１の移動機構３８は、Ｙ方向に間隔をおいてＸ方向へ平行に伸びる一対のレール４６を検査装置１０のフレーム４８に組み付けて支持させ、ガイド５０を各レール４６にＸ方向へ移動可能に組み付けて支持させ、各ガイド５０に第２の移動機構４０を組み付けて支持させ、各第２の移動機構４０に搬送アーム３４又は３６を組み付けて支持させている。
【００３５】
第１の移動機構３８は、また、ステージ１４，１６，１８を間にしてＸ方向へ間隔をおいた一対の伝動軸５２をＹ方向へ伸びる状態に図示しないブラケットによりフレーム４８に支持させ、ステージ１４，１６，１８を間にしてＹ方向に間隔をおいた一対の無端ベルト５４を伝動軸５２に組み付けられたプーリ５６に巻きかけ、各無端ベルト５４をガイド５０に個々に結合させている。
【００３６】
無端ベルト５４は、駆動源５８により駆動源５８の出力軸に組み付けられたプーリ６０を介して回転移動される。無端ベルト５４の張力は、複数のローラを用いた張力付与機構６２により所定の値に維持される。無端ベルト５４はタイミングベルトであり、したがってプーリ５６，６０はタイミングプーリである。しかし、チェーンとスプロケットのような他の動力伝達機構を用いてもよい。
【００３７】
各第２の移動機構４０は、対応する搬送アーム３４又は３６を支持すると共に、Ｙ方向へ移動させる補助ステージとすることができる。
【００３８】
次に、図１から図８を参照して検査装置１０の動作について説明する。
【００３９】
検査時、搬送アーム３４，３６は、所定の搬送高さ位置に維持されていると共に、ステージ１４，１６，１８からＹ方向へ大きく離されている。また、搬送アーム３４，３６は、左方の基板受け群の中央に位置する基板受け４２がＸ方向においてステージ１６の凹所３２と一致し、右方の基板受け群の基板受け４２がＸ方向においてステージ１４の凹所３０と一致するように、最左端に移動されている。
【００４０】
検査の間、測定ステージ１４は、受けた基板１２を搬送高さ位置より上方の検査高さ位置に上昇されて、基板１２の電極をプローブユニット（図示せず）の対応する接触子に押圧している。検査の間、ステージ１６，１８は、搬送高さ位置より下方の待機位置に維持されている。液晶表示パネルの点灯検査装置の場合、バックライトユニットは、チャックトップに収容されており、点灯される。
【００４１】
検査の間、新たな基板が人手により又はロボットによりローダステージ１６に配置されると共に、アンローダステージ１８上の検査済みの基板が人手により又はロボットにより除去される。未検査の基板をローダステージ１６に載せた後、その基板の粗アライメントを行ってもよい。粗アライメントは、複数のストッパをローダステージ１６の上面に設け、そのストッパに未検査の基板の隣り合う縁部を当接させることにより、行うことができる。
【００４２】
測定ステージ１４上の基板１２の検査が終了すると、図５に示すように、測定ステージ１４が搬送アーム３４，３６の基板受け４２の先端部を凹所３０に受け入れることができる高さ位置に下げられると共に、ローダステージ１６が搬送アーム３４，３６の基板受け４２を受け入れることができる高さ位置に調整される。ステージ１６，１８の高さ調整は、検査の間に行ってもよい。
【００４３】
次いで、図６に示すように、搬送アーム３４，３６が第２の移動機構４０により相寄る方向へ移動されて基板受け４２の先端部を凹所３０，３２に挿入された後、ステージ１４，１６が下げられる。これにより、基板１２はステージ１４，１６から搬送アーム３４，３６に渡されて、搬送アーム３４，３６の段部４４に受けられる。
【００４４】
次いで、図７に示すように、搬送アーム３４，３６が両基板１２を受けた状態で第１の移動機構３８により、未検査の基板１２が測定ステージ１４の上方となり、検査済みの基板１２がアンローダステージ１８の上方となるように、最右端に移動される。
【００４５】
次いで、ステージ１４，１８が搬送高さ位置に上昇されて、搬送アーム３４，３６の基板受け４２が凹所３０，３２に受け入れられる。
【００４６】
次いで、図８に示すように、搬送アーム３４，３６が第２の移動機構４０によりステージ１４，１６，１８からＹ方向へ大きく離される。これにより、未検査の基板１２が測定ステージ１４に渡され、検査済みの基板１２がアンローダステージ１８に渡される。
【００４７】
次いで、図３及び図４に示すように、未検査の基板１２の高さ位置が一方の搬送アーム３４の高さ位置と一致するように、測定ステージ１４の高さ位置が調整され、搬送アーム３４が対応する第２の移動機構４０により搬送アーム３６の側に移動される。これにより、搬送アーム３４がその基板受け４２の先端で未検査の基板１２を位置決め部材２８に押圧するから、未検査の基板１２がＹ方向の位置決め部材２８に当接して測定ステージ１４ひいてはプローブユニットに対して位置決められる。
【００４８】
次いで、搬送アーム３４が測定ステージ１４からＹ方向へ離された後、アンローダステージ１８が待機位置に下降され、測定ステージ１４が検査高さに上昇されて未検査の基板１２の検査が行われる。
【００４９】
プローブユニットに対する基板の精密アライメント、特にＸ方向におけるアライメントを測定ステージ１４において行う場合、測定ステージ１４は、基板に予め形成されているアライメントマークが光学顕微鏡やビデオカメラの視野内の所定の箇所に位置するように、チャックトップ２４を移動させる精密アライメント作業を終了した後に、検査高さ位置に上昇される。
【００５０】
しかし、検査装置１０においては、基板１２の電極が基板１２の幅方向（Ｙ方向）に長い帯状の電極であるから、基板１２を位置決めピン２８に当接させ、Ｘ方向における基板１２の精密アライメントを行うだけで、Ｙ方向における基板１２の精密アライメントを行わなくても、基板１２の各電極はプローブユニットの対応する接触子に確実に及び正しく押圧され、アライメント作業が容易になる。また、測定ステージ１４に移した基板１２がプローブユニットに対してＹ方向に大きくずれていても、基板１２を位置決めピン２８に当接させることにより、アライメントマークが光学顕微鏡やビデオカメラの視野内に入るから、前記のようなずれは容易に修正される。
【００５１】
検査装置１０によれば、基板１２を搬送アーム３４，３６の複数の基板受け４２に受けるから、搬送アーム３４，３６の長手方向全体で基板１２を受ける必要がなく、搬送アーム３４，３６が多少撓んでいても、基板１２を確実に受けることができる。
【００５２】
検査装置１０によれば、また、測定ステージ１４が基板受け４２のための逃げとして作用する凹所３０を有するから、測定ステージ１４における基板１２の受け渡しが確実に行われる。
【００５３】
検査装置１０によれば、さらに、測定ステージ１４のほかに、ローダステージ１６とアンローダステージ１８とを備えるから、未検査の基板１２のロードと検査済みの基板１２のアンロードとを並行して実行することができ、検査効率が向上する。
【００５４】
検査装置１０によれば、さらに、Ｙ方向に間隔をおいてＸ方向へ平行に伸びる一対のレール４６を検査装置１０のフレーム４８に組み付けて支持させ、ガイド５０を各レール４６にＸ方向へ移動可能に組み付けて支持させ、各ガイド５０に第２の移動機構４０を組み付けて支持させ、各第２の移動機構４０に搬送アーム３４又は３６を組み付けて支持させているから、第１の移動機構３８の構造が簡単になると共に、搬送アームの移動制御が容易になる。
【００５５】
本発明は、液晶表示基板のみならず、有機ＥＬ(electroluminescense)のような他の表示用基板の検査装置にも適用することができるし、点灯検査装置のみならず他の検査装置にも適用することができる。本発明は、また、基板１２を水平の状態で検査する装置のみならず、基板を斜めの状態で検査する装置にも適用することができる。
【００５６】
本発明は、上記実施例に限定されず、その趣旨を逸脱しない限り、種々変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る表示用基板の検査装置の一実施例を示す平面図である。
【図２】図１における２−２線に沿って得た断面図である。
【図３】図１に示す検査装置の要部の一実施例を示す平面図である。
【図４】図３における４−４線に沿って得た断面図である。
【図５】図１に示す検査装置の動作を説明するための図であって、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は断面図である。
【図６】図５に続く動作を説明するための図であって、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は断面図である。
【図７】図６に続く動作を説明するための図であって、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は断面図である。
【図８】図７に続く動作を説明するための図であって、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は断面図である。
【符号の説明】
１０検査装置
１２表示用基板
１４測定ステージ
１６ローダステージ
１８アンローダステージ
２０搬送装置
２２ベース
２４チャックトップ
２６吸着溝
２８位置決めピン
３０，３２凹所
３４，３６搬送アーム
３８第１の移動機構
４０第２の移動機構
４２基板受け
４４基板受けの段部
４６レール
４８フレーム
５０ガイド
５２伝動軸
５４無端ベルト（連結部材）
５６，６０プーリ
５８駆動源

Claims

第１、第２及び第３のステージと、該第１、第２及び第３のステージに対し表示用基板の受け渡しをする搬送装置とを含み、
前記第１、第２及び第３のステージは前記第１のステージを中央にして表示用基板の搬送方向に間隔をおいており、
前記第１のステージは、前記基板を受ける基板受け部と、受けた基板の縁部が当接可能に前記基板受け部に配置された１以上の位置決め部材とを備え、
前記搬送装置は、前記第２のステージから前記基板を受けて前記第１のステージに搬送すると共に前記第１のステージから前記基板を受けて前記第３のステージに搬送する一対の搬送アームと、該搬送アームを前記基板の搬送方向へ移動させる第１の移動機構と、前記搬送アームを相寄り相離れる方向へ搬送アーム毎に個々に移動させる一対の第２の移動機構とを備え、
前記搬送アームは、それらが対向した状態でそれらの移動方向へ伸びており、また互いに共同して前記第１及び第２のステージに対する前記基板の受け渡しをする複数の第１の基板受けと、互いに共同して前記第１及び第３のステージに対する前記基板の受け渡しをする複数の第２の基板受けとを対向する側に備える、表示用基板の検査装置。
前記第１のステージは前記基板受けを受け入れる凹所を有する、請求項１に記載の検査装置。
前記第１及び第２の基板受けのそれぞれは、互いに共同して前記基板を把持する、請求項１又は２に記載の検査装置。
前記第１の移動機構は、前記搬送アームの移動方向へ伸びる一対のレールであって当該検査装置のフレームに互いに平行に伸びる状態に組み付けられた一対のレールと、該レールの長手方向へ相対的に移動可能に前記搬送アームに組み付けられた一対のガイドと、前記ガイドを同期して前記レールの長手方向へ移動させる駆動機構とを備える、請求項１から３のいずれか１項に記載の検査装置。
前記駆動機構は、前記搬送アームの移動方向へ間隔をおいて前記搬送アームの相対的な移動方向へ伸びる一対の伝動軸と、前記搬送アームの相対的な移動方向へ間隔をおいて前記伝動軸にかけられた一対の連結部材であって前記ガイドに個々に結合された連結部材と、該連結部材を前記レールの長手方向へ移動させるべく前記連結部材及び前記伝動軸のいずれか一方に連結された駆動源とを備える、請求項４に記載の検査装置。
各第２の移動機構は、前記ガイドに組み付けられて前記搬送アームを支持する補助ステージであって前記搬送アームを移動させる補助ステージを含む、請求項１から５のいずれか１項に記載の検査装置。