JP4207156B2 - 液晶基板検査装置 - Google Patents

Description

本発明は、液晶ディスプレイなどに使われる液晶基板の検査に使用する液晶基板検査に関し、特に、基板検査に用いるプローバに関する。

液晶基板は、薄膜トランジスタアレイ基板（ＴＦＴアレイ基板）により形成され、マトリックス状に配置された薄膜トランジスタと、この薄膜トランジスタに駆動信号を供給する信号電極とを備える。

ガラス基板等で形成される基板上には複数の液晶パネルが形成される。各液晶パネルは、複数のＴＦＴアレイが設けられ、各ＴＦＴアレイはマトリックス状に配列された複数の薄膜トランジスタを備え、この薄膜トランジスタは、走査信号電極端子，映像信号電極端子からの信号により駆動される。

液晶基板等の基板に形成されるＴＦＴアレイを検査する装置として、液晶基板検査装置等のＴＦＴアレイ検査装置が知られている。基板検査装置は、走査信号電極端子，映像信号電極端子と電気的に接続する検査用のプローバと検査回路を備える。検査回路は、所定の電圧をプローバに印加することにより、ゲート−ソース間の短絡、点欠陥、断線等を調べる。

液晶基板上に形成されるＴＦＴアレイは様々なサイズや仕様があり、それぞれレイアウトが異なるため、液晶基板上に形成される電極もレイアウト毎に異なる。

そのため、液晶基板を検査する基板検査装置においても、ＴＦＴアレイのレイアウトに応じて設定される基板電極の配置位置に対応したプローバ電極を備えたプローバを複数種類用意しておき、検査対象の液晶基板に応じてプローバを交換している。

図６は、従来のプローバの交換を説明するための概略図である。図６において、液晶基板１０には複数の液晶パネル１１、及び基板電極１２が設けられる。基板電極１２の設置位置は、液晶パネル１１のレイアウト等に液晶基板毎に異なる。

図６（ａ）は基板電極１２が液晶基板１０Ａの一方の側辺に設けられる例である。プローバフレーム２０Ａは、この液晶基板１０Ａの基板電極１２と対応する位置にプローバ電極２２を設けた構成である。このプローバフレーム２０Ａを液晶基板１０Ａに重ねて位置合わせすることによって、プローバ電極２２を基板電極１２に接続することができる。

図６（ｂ）は基板電極１２が液晶基板１０Ｂの中央辺に設けられる例である。プローバフレーム２０Ｂは、この液晶基板１０Ａの基板電極１２と対応する位置にプローバ電極２２を設けた構成である。このプローバフレーム２０Ｂを液晶基板１０Ｂに重ねて位置合わせすることによって、プローバ電極２２を基板電極１２に接続することができる。

また、図６（ｃ）は基板電極１２が液晶基板１０Ｃの他方の側辺に設けられる例である。プローバフレーム２０Ｃは、この液晶基板１０Ａの基板電極１２と対応する位置にプローバ電極２２を設けた構成である。このプローバフレーム２０Ｃを液晶基板１０Ｃに重ねて位置合わせすることによって、プローバ電極２２を基板電極１２に接続することができる。

従来、液晶基板の大きさに合わせて、対向するデータプローブの間隔やピクセルプローブとデータプローブとの相対位置を調整する機構を備えた液晶基板用プローバが提案されている（特許文献１参照）。
特開２００１−２９６５４７号公報

従来の液晶基板検査装置では、プローバ電極の配置が異なるフレームを複数用意しておき、検査対象の液晶基板に対応した配置のプローバ電極を備えたプローバフレームを選択し、選択したプローバームフレームを交換する。このプローバ交換は、液晶基板検査装置に取り付けられていたプローバフレームを取り外した後、選択したプローバフレームを取り付ける作業を要する。液晶基板のサイズが大型化するのに伴ってプローバフレームも大型化し、プローバフレームの重量も増加している。そのため、プローバフレーム交換に要する時間も長くなるという問題がある。

生産効率を上げるにはプローバフレーム交換に要する時間は短いほど望ましいが、従来の液晶基板検査装置ではプローバフレーム交換に長時間を要するため、生産効率が低下するという問題がある。

また、複数のプローバフレームを保管しておく必要があるため、プローバフレームの保管場所を確保する必要があり、従来の液晶基板検査装置ではプローバフレームの保管の為に大きなスペースを要するという問題がある。

上記した文献では、液晶基板の両端にプローブを接触させることにより検査を行うものであり、検査対象となる液晶基板の大きさが異なる場合にその液晶基板の両側にプローブを配置するために、両プローブ間の距離を調整するものである。

しかしながら、本発明が検査対象とする液晶基板は、液晶基板上に液晶パネルやＴＦＴアレイと共に、基板の中央部分に基板電極を配置する構成である。このような基板中央に基板電極を配置する構成では、図６に示したように、液晶パネルやＴＦＴアレイのレイアウトが異なると、液晶基板上に配置する基板電極の位置も異なることになるが、上記の文献に示されたプローブは基板の側部に配置された電極に対応した構成であるため、基板の中央部分に配置する構成の基板電極に適用することはできない。そのため、基板の中央部分に基板電極を配置する構成に対しては、従来のようにプローバフレームの交換により対応しなければならないという問題がある。

そこで、本発明は、プローバを用いて液晶基板の検査を行う液晶基板検査装置において、液晶基板上の基板電極の配置位置が変化した場合に、プローバ交換に要する作業時間を短縮することを目的とし、また、１枚のプローバフレームで複数種類の基板検査に対応することを目的とする。

本発明は、プローバを液晶基板に対してスライド自在な構成とすることによって、液晶基板上の基板電極の配置位置が変化した場合に、プローバを液晶基板に対してスライドさせてプローバ電極と基板電極との位置合わせを簡易に短時間で行うものであり、プローバ交換に要する作業時間を短縮することができる。

また、単に、プローバを液晶基板に対してスライドさせるだけであるため、１枚のプローバフレームで複数種類の基板検査に対応することができ、複数種のプローバフレームを用意する必要もない。

本発明の液晶基板検査装置は、プローバを用いて液晶基板の検査を行う液晶基板検査装置において、プローバを設けたプローバフレームと、このプローバフレームをスライド自在に案内するアウタフレームとによってフレームを構成し、プローバフレームをアウタフレームに対してスライドさせることにより、プローバを液晶基板に対してスライド自在とし、これによって、プローバのプローバピンを液晶基板の電極に位置合わせすることができる。

プローバフレームはアウタフレームに対してスライドする構成であるため、１つのプローバフレームによっては複数種類の基板検査に対応することができる。

また、フレームのより詳細な構成は、アウタフレームは対向する両側の辺部に案内部を備え、プローブフレームは前記案内部と係合する係合部を備える。案内部は係合部をスライド自在に支持する。また、案内部と係合部は共に摺動電極を備えており、この両摺動電極が接触することにより液晶基板と外部との間で通電が行われる。

この両摺動電極間の接触は、係合部が案内部に対して任意の位置であっても行うことができるため、液晶基板上の基板電極の配置位置が如何なる位置であっても対応することができる。

また、係合部はプローブフレームの両端に設けたＬ字状突起とし、案内部はＬ字状突起を納めるアウタフレームに形成されたとすることができる。Ｌ字状突起は溝内に多少の遊びを有してはスライド自在にはめ込まれる。Ｌ字状突起は溝内にはめこまれる。

このＬ字状突起の少なくとも一方の面は摺動電極を備える。また、Ｌ字状突起の面と対向する溝の側面も摺動電極を備える。

Ｌ字状突起が備える摺動電極はプローバと導通し、溝の側面が備える摺動電極は外部装置と導通する。これにより、プローバと外部装置とは導通し、外部装置からプローバへの信号の供給や、プローバから外部装置への信号の送信を行うことができる。

プローバを用いて液晶基板の検査を行う液晶基板検査装置において、液晶基板上の基板電極の配置位置が変化した場合に、プローバ交換に要する作業時間を短縮することがき、また、１枚のプローバで複数種類の基板検査に対応することができる。

以下、図を用いて発明を実施するための最良の形態を説明する。

液晶基板の基板上には液晶パネルを構成するＴＦＴアレイが形成されている。液晶基板上のＴＦＴアレイには薄膜トランジスタがマトリックス状に形成され、各薄膜トランジスタを駆動する信号電極端子（例えば、走査信号電極端子，映像信号電極端子）が形成され、これら信号電極端子は液晶パネルの外側に配置した基板電極と接続されている。

基板電極は液晶基板の外部と電気的に接続するための電極であり、ＴＦＴアレイへの検査信号の供給や、ＴＦＴアレイからの検出信号の取り出しを行う。ＴＦＴアレイや基板電極のレイアウトは、液晶パネルのサイズや仕様に応じて種々に設定される。

本発明の液晶基板検査装置は、液晶基板の基板電極と電気的に接続し検査を行うためにプローバを備える。プローバは液晶基板の基板電極と電気的に接続するプローブピンを備える。プローブピンのピン数及び配列は、液晶基板の基板電極に対応して設けられる。

図１は本発明の液晶基板検査装置が備えるフレームを説明するための概略図である。

本発明の液晶基板検査装置は、液晶基板の基板電極と接続するためのプローバをフレーム１に備える。図１は本発明の液晶基板検査装置が備えるフレームのみを示し、液晶基板や基板電極やプローバは図示していない。

本発明のフレーム１は、アウタフレーム２とプローバフレーム３を備える。アウタフレーム２は液晶基板上に配置する枠体である。一方、プローバフレーム３はプローブピンを備え、アウタフレーム２上においてスライド機構４によってアウタフレーム２に対してスライド自在に支持される。

プローバフレーム３はアウタフレーム２に対してスライド機構４によってスライド移動すると共に電気的接続が行われ、制御装置等の外部装置（図示していない）からプローバへの検査信号の供給や、プローバから外部装置へ検出信号の取り出しを行う。

プローバフレーム３をアウタフレーム２に対してスライド移動させることにより、プローバフレーム３に設けられたプローバを液晶基板に対して移動させることができる。

図１において、スライド機構４は、アウタフレーム２に設けた案内部に対してプローバフレーム３の端部をスライド自在に係合させることで構成することができる。案内部は、アウタフレーム２の側辺部分に形成した溝２ｃにより形成することができる。一方、プローバフレーム３の端部にはＬ字状の突起部３Ａを形成し、この突起部３Ａを溝２ｃ内にはめ込んで溝２ｃの長手方向に沿ってスライド自在とする。なお、アウタフレーム２に設けた案内部の溝２ｃ、及びプローバフレーム３に設けた突起部３Ａは、アウタフレーム２の対向する両側辺部分に設けることができる。

図２はスライド機構４を説明するための概略図である。なお、図２は溝内を示すために、アウタフレーム２の一部を切り取った状態を示している。

アウタフレーム２の溝２ｃ内には摺動電極２ａ，２ｂを設け、プローバフレーム３の突起部３Ａには摺動電極３ａ，３ｂを設ける。アウタフレーム２側の摺動電極２ａ，２ｂとプローバフレーム３側の摺動電極３ａ，３ｂは、突起部３Ａを溝２ｃ内のはめ込んだ際に、互いに接触するよう形成され、摺動電極２ａと摺動電極３ａとの接触、及び／又は摺動電極２ｂと摺動電極３ｂとを接触することによって、プローバと外部装置との間の電気的接続を行う。

図２（ｂ）は図２（ａ）のＡ−Ａ部分の一部断面を示している。この構成例では、溝２ｃと突起部３Ａとの間に遊びを設けることにより、突起部３Ａが溝２ｃの長手方向に沿ってスライド自在とし、また、突起部３Ａの設けた摺動電極３ａ，３ｂを弾性材とすることによって、摺動電極２ａと摺動電極３ａとの電気的接続、及び摺動電極２ｂと摺動電極３ｂとの電気的接続を行っている。

なお、図では、アウタフレーム２の溝２ｃ内の両側面に摺動電極２ａ，２ｂを設け、プローバフレーム３の突起部３Ａの両面に摺動電極３ａ，３ｂを設ける構成例を示しているが、摺動電極２ａと摺動電極３ａあるいは摺動電極２ｂと摺動電極３ｂの何れか一方としてもよい。

アウタフレーム２の溝２ｃが設けられた側辺と反対側の側辺に溝２ｄを設け、この溝２ｄ内にプローバフレーム３の反対側端部に設けた突起部を係合させることにより、反対側（図２の左側で図示していない）にもスライド機構を設けることができる。

また、摺動電極２ａ，２ｂ及び摺動電極３ａ，３ｂの設置位置は、フレーム１の何れの側とすることもでき（図ではフレーム１の右側に設けた構成例を示している）、また、フレーム１の両側に設ける構成としてもよい。

図３は図２（ａ）のＢ−Ｂ部分の断面を示している。プローバフレーム３にはピンホルダ３ｃが設けられ、当該ピンホルダ３ｃからは液晶基板側に向かってプローバピン３ｄが突出して設けられている。プローバピン３ｄは、ピンホルダ３ｃを液晶基板側の基板電極の配置位置に位置合わせることによって、基板電極（図示していない）と電気的に接続することができる。

ピンホルダ３ｃと突出部３Ａに設けた摺動電極３ａ，３ｂとの間はプリント基板やフレキシブル基板等の配線（図示していない）により接続されている。摺動電極３ａ，３ｂは、アウタフレーム２側の溝２ｃに設けた摺動電極２ａ，２ｂと電気的に接続し、摺動電極２ａ，２ｂは外部装置に設けた給電部５と配線等（図示していない）により接続されている。

したがって、液晶基板側の基板電極は、プローバピン３ｄ，ピンホルダ３ｃ，プローバフレーム３の配線部，突起部３Ａの摺動電極３ａ，３ｂ，溝２ｃの摺動電極２ａ，２ｂを介して外部装置の給電部５と電気的に接続される。

また、本発明のフレーム１は、プローバフレーム３をアウタフレーム２に所定位置に固定するための固定手段（図示していない）を備える。固定手段は、例えば固定ネジとすることができ、プローバフレーム３をアウタフレーム２に対してスライドさせて所定位置にピン等位置決めした後、固定ネジによって固定し、固定状態において給電部５から検査信号を基板電極に供給し、検出信号を取り出して液晶基板の検査を行う。

次に、本発明の液晶基板検査装置によるプローバフレームの動作例について図４，図５を用いて説明する。

上記したように、スライド機構４によってプローバフレーム３はアウタフレーム２に対してスライド自在とすると共に電気的な接続を行うことができる。図４は基板電極１２が液晶基板１０の一方の辺部（図では上方位置）に設置された場合の動作例を示し、図５は基板電極１２が液晶基板１０の中央に設置された場合の動作例を示している。

図４（ａ）において、基板電極１２は液晶基板１０の一方の辺部（図では上方位置）に設置され、プローバフレーム３は基板電極１２と位置合わせがされていない状態にある。このとき、プローバフレーム３の突起部３Ａ（図示していない）をアウタフレーム２の溝２ｃに沿ってスライドさせ、プローバフレーム３を基板電極１２に位置合わせする。

図４（ｂ）はプローバフレーム３を基板電極１２に位置合わせした状態を示している。位置合わせした状態でピンや固定ネジで位置決めして固定し、給電部から検査信号を供給して液晶検査を行う。

また、同様に、図５（ａ）において、基板電極１２は液晶基板１０の中央辺部に設置され、プローバフレーム３は基板電極１２と位置合わせがされていない状態にある。このとき、プローバフレーム３の突起部３Ａ（図示していない）をアウタフレーム２の溝２ｃに沿ってスライドさせ、プローバフレーム３を基板電極１２に位置合わせする。

図５（ｂ）はプローバフレーム３を基板電極１２に位置合わせした状態を示している。位置合わせした状態でピンや固定ネジで位置決めして固定し、給電部から検査信号を供給して液晶検査を行う。

なお、基板電極１２が液晶基板１０の他方の辺部（図４,５の下方位置）に設置された場合の動作も同様であるので、説明は省略する。

上記したように、プローバフレームは、アウタフレームに対してスライド移動することができる構成であるため、液晶基板に設けられる基板電極のレイアウトに応じてプローバフレームを移動させるだけで位置合わせを行うことができる。

また、フレームを交換することなく対応することができ、１枚のプローバで複数種類の基板検査に対応することができる。

液晶基板の他、有機ＥＬなど薄膜トランジスタアレイ基板（ＴＦＴアレイ基板）の基板検査装置に適用することができる。

本発明の液晶基板検査装置が備えるフレームを説明するための概略図である。 スライド機構を説明するための概略図である。 スライド機構の断面を示す図である。 本発明のプローバフレームの動作例を示す図である。 本発明のプローバフレーム動作例を示す図である。 従来のプローバの交換を説明するための概略図である。

符号の説明

１…フレーム、２…アウタフレーム、２ａ,２ｂ…摺動電極、２ｃ，２ｄ…溝、３…プローバフレーム、３Ａ…突起部、３ａ,３ｂ…摺動電極、３ｃ…ピンホルダ、３ｄ…プローバピン，４…スライド機構、５…給電部、１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ…液晶基板、１１…液晶パネル、１２…基板電極、２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ…フレーム、２１…開口部、２２…プローバ電極。

Claims (2)

1. プローバを用いて液晶基板の検査を行う液晶基板検査装置において、
   前記プローバを設けたプローバフレームと、当該プローバフレームをスライド自在に案内するアウタフレームとを有するフレームを備え、
   前記アウタフレームは対向する両側の辺部に案内部を備え、
   前記プローバフレームは前記案内部と係合する係合部を備え、
   前記案内部は係合部をスライド自在に支持し、前記プローバフレームをアウタフレームに対してスライドさせることによりプローバのプローバピンを液晶基板の電極に位置合わせし、
   前記案内部及び係合部は共に摺動電極を備え、当該両摺動電極の接触により液晶基板と外部との通電を行うことを特徴とする液晶基板検査装置。
2. 前記係合部はプローバフレームの両端に設けたＬ字状突起であり、
   前記案内部はアウタフレームに形成され、前記Ｌ字状突起を納める溝であり、
   前記Ｌ字状突起の少なくとも一方の面、及び当該面と対向する前記溝の側面は摺動電極を備え、前記Ｌ字状突起が備える摺動電極はプローバと導通し、前記溝の側面が備える摺動電極は外部装置と導通することを特徴とする請求項１に記載の液晶基板検査装置。

Images