JP4107020B2 - 液晶パネルの検査装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶パネルの検査装置及びその検査方法に関し、特に投写型表示装置等のライトバルブに用いられる液晶パネルの検査装置及びその検査方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、液晶パネルは、製造工程において、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）素子等のスイッチング素子の不良や液晶層への異物の混入等による点欠陥等の発生状況の検査が行われる。
【０００３】
この種の検査を行うための検査装置として、例えば本出願人による特許文献１には、液晶パネルに検査光を照射するランプと、液晶パネルの透過光をスクリーン上に投影する投影光学系とを有し、液晶パネルを所定の検査パターンで駆動した際のスクリーン上の輝度分布をＣＣＤカメラで撮像し、その撮像結果から液晶パネル上の点欠陥等を自動検出する技術が開示されている。
【０００４】
また、点欠陥等の検査は作業者の目視によっても並行して行われることが一般的であり、目視による液晶パネルの検査装置として、液晶パネルを所定の検査パターンで駆動し、その検査画像をスクリーン上に投影する検査装置が従来より広く知られている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１１−１７４３９８号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述のような目視による液晶パネルの検査は、人為的なものであるため、検査を行う作業者の熟練度等によって検査結果に格差が生じる場合がある。このような検査結果の格差を是正するための対策として、例えば、検査画像の投影時に液晶パネルに照射する検査光の照度を高めて、点欠陥等を目立ちやすくすることが考えられる。
【０００７】
しかしながら、液晶パネルに照射する検査光の照度を必要以上に高めることは、液晶パネルに熱害を発生させたり、作業者の目への疲労度を促進させる等、検査に悪影響を及ぼす虞がある。
【０００８】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、検査に悪影響を及ぼすことなく投影した検査画像の視認性を向上することのできる液晶パネルの検査装置及びその検査方法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】
本発明に係る液晶パネルの検査装置は、液晶パネルに表示した検査画像を投影するための検査光路を構成する検査光学系と、上記液晶パネルの検査光路上に配設された上記検査光学系の光学部材を移動させて検査画像の投影状態を変化させる光学部材移動手段とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
このような構成によれば、液晶パネルの光学部材を移動させることにより、投影された検査画像が移動される。そして、投影された検査画像の移動による残像効果によって液晶パネルの検査精度を向上することができる。
【００１１】
上記光学部材は、検査光の焦点距離を調整する投射レンズであることを特徴とする。
【００１２】
このような構成によれば、投射レンズの移動に伴う検査光の光軸の変動によって、検査画像を移動することができる。
【００１３】
上記光学部材は、検査光を反射する反射鏡であることを特徴とする。
【００１４】
このような構成によれば、反射鏡の移動に伴う検査光の光軸移動によって、検査画像を移動することができる。
【００１５】
本発明に係る液晶パネルの検査方法は、液晶パネルに表示した検査画像を投影する手順と、上記液晶パネルの検査光路上に配設された上記検査光学系の光学部材を移動させて検査画像の投影状態を変化させる手順とを備えたことを特徴とする。
【００１６】
このような構成によれば、投影された検査画像の移動による残像効果によって液晶パネルの検査精度を向上することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１乃至図３は本発明の実施の第１の形態に係わり、図１はレンズ移動機構部の概略構成図、図２は液晶パネルの検査装置の概略構成図、図３はレンズ移動機構部の変形例を示す概略構成図である。
【００１８】
図２において、符号１は液晶パネルの検査装置を示す。ここで、本実施の形態では、モジュール化された液晶パネル、すなわち、ＦＰＣ（フレキシブルプリント基板）１０１等が取り付けられ防塵ガラス（図示せず）等とともにケース内に収容された液晶パネル（液晶パネルモジュール）１００の点欠陥等を検査する検査装置の一例について説明する。
【００１９】
検査装置１は、検査画像をスクリーン（図示せず）に投影するための検査光路を構成する検査光学系５と、検査光学系５を構成する投射レンズ１８（後述する）を移動させる光学部材移動手段としてのレンズ移動機構部６（図１参照）と、検査光路上に液晶パネルモジュール１００を保持するステージ７と、検査光路上に保持された液晶パネルモジュール１００に所定の検査画像を表示するための検査信号を伝達する信号伝達手段としてのプローブユニット８と、検査光路上に任意のフィルタ手段を選択的に挿入して保持するフィルタ挿脱機構部９と、検査光路上に保持された液晶パネルモジュール１００を加熱或いは冷却して液晶パネルモジュール１００の温度調節を行う温度調節装置１０とを筐体２内に有して要部が構成されている。
【００２０】
検査光学系５は、筐体２の下部で白色光等の検査光を水平方向に出射するランプ１５と、このランプ１５から出射された検査光を鉛直方向上方に反射する第１の反射鏡１６と、第１の反射鏡１６で反射された鉛直方向の検査光を筐体２の上部で水平方向に反射する第２の反射鏡１７と、第１，第２の反射鏡１６，１７の間の検査光路上に介装されれ検査光の焦点距離を調整する光学部材としての投射レンズ１８とを有して構成され、第２の反射鏡１７で反射後の検査光が、筐体２に開口された投射口１９から出射されて図示しないスクリーンに投影されるようになっている。
【００２１】
図１に示すように、レンズ移動機構部６は、ラックギヤ６１が一体形成された台座６０と、台座６０をキー嵌合して筐体２内で水平移動自在に支持するガイドレール６２と、投射レンズ１８を台座６０に一体的に固設するアーム部６３と、ラックギヤ６１に噛合するピニオンギヤ６４と、筐体２に固設され、ピニオンギヤ６４を軸支するモータ６５とを有して構成されている。
【００２２】
そして、レンズ移動機構部６は、例えば、モータ６５が所定回動角毎に反転しながら回動するよう駆動制御されることにより、投射レンズ１８を水平後方に揺動させるようになっている。
【００２３】
ステージ７は、ステージ動作機構部２５（後述する）を介して筐体２内に水平に支持される矩形の板状部材で構成され、ステージ７の上面には検査対象となる液晶パネルモジュール１００を載置するための凹部２０が形成されている。
【００２４】
この場合、凹部２０は、液晶パネルモジュール１００の外観形状に略沿う形状をなし、さらに、図示しないピン等の位置決め部材を要部に有することにより、載置された液晶パネルモジュール１００を所定に位置決めした状態で水平に保持するようになっている。
【００２５】
また、ステージ７には、凹部２０に載置された液晶パネルモジュール１００の表示部（図示せず）に検査光を導くための開口部２１が開口されている。
【００２６】
また、ステージ７の基部には、当該ステージ７をステージ動作機構部２５に着脱自在に装着するためのフランジ部２３が設けられている。
【００２７】
ステージ動作機構部２５は、筐体２内に水平に固設されたエアシリンダ２６を有して構成されている。エアシリンダ２６には、図示しない空気圧制御装置が接続されており、この空気圧制御装置から供給される作動空気圧によって、エアシリンダ２６のピストンロッド２７が筐体２内を水平方向に伸縮移動するようになっている。
【００２８】
また、ピストンロッド２７の先端には、ステージ装着部２８が固設されており、このステージ装着部２８に、フランジ部２３を介してステージ７が装脱自在に締結固定されている。
【００２９】
この場合、ステージ７は、図２に実線で示すように、ピストンロッド２７が収縮位置にあるとき、第１の反射鏡１６と投射レンズ１８との間に挿入されて液晶パネルモジュール１００の表示部を検査光路上に保持し、一方で、図２に２点鎖線で示すように、ピストンロッド２７が伸長位置にあるとき液晶パネルモジュール１００の表示部を検査光路から退避させるよう、各部の諸元が設定されている。なお、図示のように、検査開始前や検査終了後等におけるピストンロッド２７の伸長時には、ステージ７が筐体２に設けられた開閉窓２９を押し開けることで、液晶パネルモジュール１００が筐体２の外部に露呈されて交換可能となる。
【００３０】
プローブユニット８は、プローブ動作機構部３３（後述する）を介して筐体２内に支持されるもので、液晶パネルモジュール１００のＦＰＣ１０１上に配列された各端子（図示せず）に対応する複数のプローブ３０を有して構成されている。
【００３１】
そして、プローブユニット８は、各プローブ３０がＦＰＣ１０１上の各端子と電気的に接続された際に、パネル駆動装置３２で生成された所定の駆動信号を液晶パネルモジュール１００に伝達するようになっている。
【００３２】
プローブ動作機構部３３は、筐体２内に垂直に固設されたエアシリンダ３４を有して構成されている。エアシリンダ３４には、図示しない空気圧制御装置が接続されており、この空気圧制御装置から供給される作動空気圧によって、エアシリンダ３４のピストンロッド３５が筐体２内を垂直方向に伸縮移動するようになっている。
【００３３】
また、ピストンロッド３５の先端には、プローブユニット装着部３６が固設されており、このプローブユニット装着部３６に、プローブユニット８が装脱自在に締結固定されている。
【００３４】
この場合、プローブユニット８は、各プローブ３０が検査光路上に保持された液晶パネルモジュール１００のＦＰＣ１０１上の各端子に夫々対向され、且つ、ピストンロッド３５が伸長位置（下降位置）にあるときＦＰＣ１０１上の各端子に各プローブ３０が電気的に接続されるとともに（図２参照）、ピストンロッド３５が収縮位置（上昇位置）にあるとき各端子から各プローブ３０が離間されるよう（図示せず）、各部の諸元が設定されている。
【００３５】
フィルタ挿脱機構部９は、例えば投射レンズ１８と第２の反射鏡１７との間の検査光路上に任意のフィルタ手段４０を選択的に挿入して保持するためのもので、検査光路に平行となるよう筐体２内に立設された軸部４１と、軸部４１に夫々回動自在に軸支された複数（本実施の形態では４枚）のトレイ４２とを有して構成されている。
【００３６】
各トレイ４２の上面にはフィルタ手段４０を載置して保持するための凹部４３が設けられ、さらに各凹部４３の底部には、各凹部４３に夫々載置されたフィルタ手段４０に検査光を導くための開口部４４が設けられている。
【００３７】
フィルタ挿脱機構部９は、通常時には、各トレイ４２を検査光路からの退避位置に保持するようになっており、作業者等によって所定のトレイ４２が選択されて退避位置から所定の回動角だけ回動されることにより、当該トレイに保持したフィルタ手段４０を検査光路に露呈するようになっている。
【００３８】
本実施の形態において、各トレイ４２には、フィルタ手段４０として、例えば、液晶パネルモジュール１００を通過後の検査光のコントラストを強調するコントラスト強調フィルタとしての視角補償フィルタや、緑（Ｇ），青（Ｂ），赤（Ｒ）等の所定の波長領域の検査光を透過する色フィルタ、光量調節フィルタとしてのＮＤ（neutral density）フィルタ等が載置される。ここで、各フィルタ手段４０は、検査対象である液晶パネルモジュールを実際に搭載する液晶装置の各種フィルタと同等の光学特性を有することが望ましい。
【００３９】
温度調節装置１０は、検査光路上に保持された液晶パネルモジュール１００に温風或いは冷風を送風することにより液晶パネルモジュール１００の温度調節を行うもので、ブロア装置４５と、このブロア装置４５の駆動制御を行う制御部（図示せず）と、液晶パネルモジュール１００の近傍でステージ７に埋設された温度センサ（図示せず）とを有して構成されている。制御部には温度設定等を行うための図示しないコントロールパネルが設けられており、制御部は、温度センサからの検出温度に基づいて、ブロア装置４５から送風する温風或いは冷風の風量及びその温度をフィードバック制御することで、液晶パネルモジュール１００を所望の設定温度に制御するようになっている。
【００４０】
次に、上述の構成による検査装置１の作用について説明する。
【００４１】
先ず、作業者は、図示しない空気圧制御装置を介してエアシリンダ２６を動作させてステージ７を検査光路からの退避位置まで移動させる。そして、この状態で、ステージ７の凹部２０上に検査対象となる液晶パネルモジュール１００を位置決めして載置する。
【００４２】
その後、作業者は、空気圧制御装置を介してエアシリンダ２６を動作させ、ステージ７を第１の反射鏡１６と投射レンズ１８との間の挿入位置まで移動させる。これにより、ステージ７上に載置された液晶パネルモジュール１００の表示部が検査光路上に所定に保持される。
【００４３】
その後、作業者は、空気圧制御装置を介してエアシリンダ３４を動作させることでプローブユニット８を下降させ、当該プローブユニット８のプローブ３０を、液晶パネルモジュール１００のＦＰＣ１０１上に配列された各端子に電気的に接続させる。
【００４４】
その後、作業者は、パネル駆動装置３２を動作させ、所定の駆動信号を液晶パネルモジュール１００に印加する。これにより、図示しないスクリーン上には、所定の検査画像が投影される。
【００４５】
その後、作業者は、レンズ移動機構部６を動作させ、投射レンズ１８を揺動させる。これにより、液晶パネルモジュール１００後における光軸が微小に変動し、スクリーン上に投影された検査画像が揺動される。検査画像が揺動されると、その残像効果により、作業者の点欠陥等の視認性が向上する。
【００４６】
従って、作業者の熟練度等に関係なく、点欠陥等の検出精度を所定以上に維持することができる。また、検査光の照度を必要以上に高めることなく点欠陥等の検出精度を向上することができるので、検査光による液晶パネルモジュール１００への熱害や作業者の目への疲労等を低減することができる。
【００４７】
ここで、このような検査時に、作業者が、フィルタ挿脱機構部９の各トレイ４２を選択的に検査光路上に移動させて、液晶パネルモジュール１００からの出射光に各フィルタ手段４０を作用させることにより、検査光の特性が任意に制御された検査画像を観察することができる。
【００４８】
例えば、検査光路上に視角補償フィルタを挿入することにより、コントラストが強調された検査画像を観察することができ、点欠陥の検出等を容易なものとすることができる。
【００４９】
また、検査光路上に所定の色フィルタを挿入することにより、Ｇ，Ｂ，Ｒ等の各色の波長領域に制限された検査画像を観察することができ、実機の各色光路に最適な条件下での検査を行うことができる。
【００５０】
また、ＮＤフィルタを検査光路上に挿脱すれば、高い照度が必要なパネルの輝点検査と高い照度を必要としないそれ以外の検査とをランプ１５の出射光量を変化させることなく行うことができる。
【００５１】
また、作業者は、温度調節装置１０を作動させて、液晶パネルモジュール１００の温度管理を行うことで、所定の高温条件下或いは低温条件下での検査画像を観察することができる。
【００５２】
ここで、検査装置１に用いられる光学部材移動手段としては、上述のレンズ移動機構部６に代えて、例えば図３に示すレンズ移動機構部７０を採用することも可能である。なお、このレンズ移動機構部７０は、台座６０に動力を伝達する機構が上述のレンズ移動機構部６と異なる。その他、同様の構成については同符号を付して説明を省略する。すなわち、レンズ移動機構部７０は、ラックギヤ６１に代えて、雌ネジ貫通孔７１が台座６０に設けられ、この雌ネジ貫通孔７１には、雄ネジ部７２が螺合されている。また、雄ネジ部７２には、筐体２に固設されたモータ７３の軸部が連結されている。そして、レンズ移動機構部７０は、例えば、モータ７２が所定回動角毎に反転しながら回動するよう駆動制御されることにより、上述のレンズ移動機構部６と同様に、投射レンズ１８を水平後方に揺動させることができる。
【００５３】
また、光学部材移動手段としては、上述のレンズ移動機構部６から、ラックギヤ６１、ピニオンギヤ６４、及び、モータ６５を省略し、台座６０を手動によって移動させるよう構成することも可能である。
【００５４】
次に、図４，５は本発明の第２の実施の形態に係わり、図４は反射鏡移動機構部の概略構成図、図５は反射鏡移動機構部の変形例を示す概略構成図である。なお、投射レンズ１８を移動させる構成の上述の第１の実施の形態に対し、本実施の形態は、第２の反射鏡１７を液晶パネル（液晶パネルモジュール）後の光学部材として移動させる点が異なる。従って、本実施の形態において、検査装置１は、上述の各レンズ移動機構部６，７０に代えて、光学部材移動手段としての反射鏡移動機構部８０を有して構成されている。その他、上述の第１の実施の形態と同様の構成については同符号を付して説明を省略する。
【００５５】
図４に示すように、反射鏡移動機構部８０は、第２の反射鏡１７を回動自在に軸支する水平軸８１と、この水平軸８１に連設する歯車列８２と、歯車列８２を介して第２の反射鏡１７を水平軸８１回りに回動動作させるモータ８３とを有して構成されている。
【００５６】
そして、反射鏡移動機構部８０は、例えば、モータ８３が所定回動角毎に反転しながら回動するよう駆動制御されることにより、第２の反射鏡１７を水平軸８１回りに所定回動角で揺動（移動）させるようになっている。
【００５７】
このような反射鏡移動機構部８０を備えた検査装置１による液晶パネルモジュール１００の検査時において、作業者は、液晶パネルモジュール１００の検査画像を投影させた状態で、反射鏡移動機構部８０を動作させ、第２の反射鏡１７を揺動させる、これにより、第２の反射鏡１７後の検査光の光軸が上下に揺動され、スクリーンに投影された検査画像が上下に揺動される。そして、検査画像の揺動による残像効果により、上述の第１の実施の形態と同様、作業者の点欠陥等の視認性が向上する。
【００５８】
ここで、検査装置１に用いられる光学部材移動手段としては、上述の反射鏡移動機構部８０に代えて、例えば図５に示す反射鏡移動機構部８５を採用することも可能である。
【００５９】
図５に示すように、反射鏡移動機構部８５は、第２の反射鏡１７の傾斜方向に沿って配設され第２の反射鏡１７を回動自在に軸支する軸８６と、この軸８６に連設する歯車列８７と、歯車列８７を介して第２の反射鏡１７を軸８６回りに回動動作させるモータ８８とを有して構成されている。
【００６０】
そして、反射鏡移動機構部８５は、例えば、モータ８３が所定回動角毎に反転しながら回動するよう駆動制御されることにより、第２の反射鏡１７を軸８６回りに所定回動角で揺動（移動）させるようになっている。
【００６１】
このような反射鏡移動機構部８５を備えた検査装置１による液晶パネルモジュール１００の検査時において、作業者は、液晶パネルモジュール１００の検査画像を投影させた状態で、反射鏡移動機構部８５を動作させ、第２の反射鏡１７を揺動させる。これにより、第２の反射鏡１７後の検査光の光軸が左右に揺動され、スクリーンに投影された検査画像が左右に揺動される。そして、検査画像の揺動による残像効果により、作業者の点欠陥等の視認性が向上する。
【００６２】
なお、上述の各実施の形態においては、何れも液晶パネル（液晶パネルモジュール１００）後の光軸を変動させる場合の例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えばランプ１５や第１の反射鏡１６等に光学部材移動手段を設けて液晶パネルへの入射側の光軸を変動させるよう構成してもよい。
【００６３】
また、上述の各実施の形態では、検査装置をモジュール化された液晶パネル（液晶パネルモジュール）に適応した一例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、モジュール化される前の液晶パネル等に対しても適用が可能であることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の第１の形態に係わり、レンズ移動機構部の概略構成図
【図２】 同上、液晶パネルの検査装置の概略構成図
【図３】 同上、レンズ移動機構部の変形例を示す概略構成図
【図４】 本発明の第２の実施の形態に係わり、反射鏡移動機構部の概略構成図
【図５】 同上、反射鏡移動機構部の変形例を示す概略構成図
【符号の説明】
１…検査装置
５…検査光学系
６…レンズ移動機構部（光学部材移動手段）
１７…第２の反射鏡（光学部材）
１８…投射レンズ（光学部材）
７０…レンズ移動機構部（光学部材移動手段）
８０…反射鏡移動機構部（光学部材移動手段）
８５…反射鏡移動機構部（光学部材移動手段）
１００…液晶パネルモジュール（液晶パネル）

Claims (4)

1. 液晶パネルに表示した検査画像を投影するための検査光路を構成する検査光学系と、
   上記液晶パネルの検査光路上に配設された上記検査光学系の光学部材を移動させて検査画像の投影状態を変化させる光学部材移動手段とを備え、
   上記光学部材は、検査光の焦点距離を調整する投射レンズであり、
   上記光学部材移動手段は、上記投影レンズを上記検査光路と垂直な方向に揺動させることを特徴とする液晶パネルの検査装置。
2. 液晶パネルに表示した検査画像を投影するための検査光路を構成する検査光学系と、
   上記液晶パネルの検査光路上に配設された上記検査光学系の光学部材を移動させて検査画像の投影状態を変化させる光学部材移動手段とを備え、
   上記光学部材は、検査光を反射する反射鏡であり、
   上記光学部材移動手段は、上記反射鏡を回動自在に軸支する軸周りに上記反射鏡を揺動させることを特徴とする液晶パネルの検査装置。
3. 上記光学部材は、上記液晶パネルの上記検査光の射出側に配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の液晶パネルの検査装置。
4. 上記検査光路上の上記液晶パネルの上記検査光の射出側に任意のフィルタ手段を選択的に挿入して保持するフィルタ挿脱機構部を備え、
   上記フィルタ挿脱機構部は、上記検査光路と平行に立設された軸部と、該軸部に夫々回動自在に軸支される複数のトレイと、を有し、
   上記トレイには、上記フィルタ手段を載置して保持する凹部が形成されると共に、該凹部に載置された上記フィルタ手段に検査光を導くための開口部が設けられていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の液晶パネルの検査装置。

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