JP5337787B2 - 照明装置の点灯検査装置 - Google Patents

Description

本発明は、照明装置の点灯検査装置に関し、特に、液晶表示装置に用いるバックライトの点灯検査装置に適用して有効な技術に関するものである。

液晶表示装置には、液晶表示パネルの後方（背面）にバックライトと呼ばれる照明装置が配置されているものがある。

バックライトは、ＬＥＤや蛍光管などの光源が発した光を面状光線に変換して液晶表示パネルに照射するものであり、種々の構成が知られている。また、バックライトは、たとえば、液晶表示パネルに照射する面状光線の均整度（面輝度の均一性）や光源からの光の利用効率を高めるために、通常、複数枚の光学シートを重ねて（積層して）用いる。この複数枚の光学シートは、プリズムシートや光拡散シートなどであり、それらの組み合わせは、たとえば、光源の種類や配置方法、液晶表示装置に要求される特性等で決まる。

ところで、液晶表示装置に用いるバックライトは、通常、液晶表示パネルと組み合わせる前に点灯検査を行っている。この点灯検査では、たとえば、面状光線の均整度（面輝度の均一性）に問題がないか、光学シートの間に異物などが混入していないかなどを調べる。また、この点灯検査は、たとえば、すでに光源が取り付けられたバックライトにおいて当該光源を点灯させて行う場合と、光源が取り付けられていないバックライトに検査用光源を仮装着して行う場合とがある。

従来のバックライトの点灯検査は、ワークステージと呼ばれる検査用の作業台の上にバックライトを載せ、光源を点灯させて行う。従来の検査方法（検査装置）では、通常、ワークステージ上の所定の位置にバックライトを固定させるだけであることが多い。

しかしながら、バックライトは、前述のように積層された複数枚の光学シートを有する構成となっており、各光学シートの厚さは、たとえば、数十μｍから数百μｍと非常に薄い。そのため、バックライトにおける光学シートには、たわみが生じやすい。また、光学シートに生じるたわみは、通常、光学シートごとに固有の独立したものであり、他の光学シートのたわみとの相関が弱い。

したがって、このような光学シートにたわみが生じているバックライトを従来の検査装置で点灯検査した場合、積層した光学シート同士が密着せず、光学シート間に入り込んだ異物等の輪郭がぼやけてしまうため、当該異物等の検出が困難であるという問題があった。

本発明の目的は、たとえば、液晶表示装置に用いるバックライトの点灯検査をする際に、光学シート間に入り込んだ異物等の検出を容易にすることが可能な点灯検査装置を提供することにある。

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面によって明らかになるであろう。

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概略を説明すれば、以下の通りである。

（１）１個または２個以上の光源が発する光を積層配置された複数枚の光学シートを通して外部に出射する照明装置の点灯検査を行う点灯検査装置であって、前記照明装置を搭載するワークステージと、当該ワークステージに搭載された前記照明装置の位置を固定するワークフレームと、前記点灯検査時に前記照明装置の内部空間の圧力を当該点灯検査装置の外部空間の圧力よりも低くする減圧装置とを有し、前記ワークフレームは、前記照明装置から出射する光の出射領域が開口した枠状であり、かつ、前記点灯検査時には前記照明装置の外周部および前記ワークステージのそれぞれと環状に接する形状である点灯検査装置。

（２）前記（１）の点灯検査装置において、前記点灯検査時における前記照明装置は前記光源を有しておらず、前記光源は前記ワークステージに設置されている点灯検査装置。

（３）前記（１）の点灯検査装置において、前記点灯検査時における前記照明装置は前記光源を有しておらず、前記光源は前記ワークフレームに設置されている点灯検査装置。

本発明によれば、積層された複数枚の光学シートにたわみがある場合でも、光学シート間に入り込んだ異物等を点灯検査により容易に検出することができる。

実施例１の点灯検査装置における主要部の概略構成の一例を示す模式正面図である。 図１（ａ）のＡ−Ａ’線における断面構成の一例を示す模式断面図である。 図１（ａ）のＢ−Ｂ’線における断面構成の一例を示す模式断面図である。 減圧装置を作動させる前の光学シートの断面構成の一例を示す模式断面図である。 減圧装置を作動させたときの光学シートの断面構成の一例を示す模式断面図である。 実施例２の点灯検査装置における主要部の概略構成の一例を示す模式正面図である。 図３（ａ）のＣ−Ｃ’線における断面構成の一例を示す模式断面図である。

以下、本発明について、図面を参照して実施の形態（実施例）とともに詳細に説明する。
なお、実施例を説明するための全図において、同一機能を有するものは、同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。

図１（ａ）乃至図１（ｃ）は、本発明による実施例１の点灯検査装置の概略構成の一例を示す模式図である。
図１（ａ）は、実施例１の点灯検査装置における主要部の概略構成の一例を示す模式正面図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ’線における断面構成の一例を示す模式断面図である。図１（ｃ）は、図１（ａ）のＢ−Ｂ’線における断面構成の一例を示す模式断面図である。

実施例１では、導光板方式（エッジライト方式と呼ぶこともある）のバックライトに対する点灯検査装置の概略構成の一例および作用効果について説明する。また、実施例１で挙げるバックライトは、点灯検査時にはＬＥＤなどの光源がまだ取り付けられていないものとする。

実施例１の点灯検査装置は、たとえば、図１（ａ）および図１（ｂ）に示すように、検査対象のバックライト１を搭載するワークステージ２、当該ワークステージ２に搭載されたバックライト１の位置を固定するワークフレーム３、点灯検査時にバックライト１の内部空間の圧力を当該点灯検査装置の外部空間の圧力よりも低くする減圧装置４、点灯検査用の光源５、および点灯用電源６を有する。

導光板方式のバックライト１は、導光板１０１、積層配置された複数枚の光学シート（１０２ａ〜１０２ｄ）、および反射シート１０３を有し、これらはフレーム部材１０４により一体的に保持されている。複数枚の光学シートの種類および枚数は、適宜変更可能であり、たとえば、従来のバックライト１において適用されている組み合わせのいずれかであればよい。図１（ｂ）および図１（ｃ）には、複数枚の光学シートの組み合わせの一例として、導光板１０１に近いほうから順に第１の光拡散シート１０２ａ、第１のプリズムシート１０２ｂ、第２のプリズムシート１０２ｃ、および第２の光拡散シート１０２ｄの４枚の光学シートが積層配置されている場合を示している。

また、反射シート１０３は、導光板１０１から見て光学シート（１０２ａ〜１０２ｄ）が配置されている方向とは反対側に配置されている。なお、図１（ｂ）および図１（ｃ）には、フレーム部材１０４の底面のうちの導光板１０１が配置される領域に開口部を設け、当該開口部を覆うように反射シート１０３を粘着材１０５でフレーム部材１０４に貼り付けている場合を示している。

バックライト１における導光板１０１、光学シート（１０２ａ〜１０２ｄ）、反射シート１０３、およびフレーム部材１０４の具体例や作用効果については既知であるため、本明細書では説明を省略する。

ワークステージ２は、バックライト１を搭載するものであり、バックライト１を搭載する領域に、搭載面からその反対側の面に通じる貫通穴２０１が設けられている。この貫通穴２０１には、減圧装置４の吸気管４０１が接続されている。このとき、バックライト１は、反射シート１０３を設けた面（言い換えると光源の発した光を出射させる方向とは反対側の面）がワークステージ２と向かい合うように搭載される。またこのとき、バックライト１は、たとえば、ワークステージ２に設けられた第１のクッション材７により、反射シート１０３とワークステージ２とが直接接触しないように搭載される。なお、第１のクッション材７の代わりに、たとえば、ワークステージ２の表面に単なる突起を設けていても構わない。

ワークフレーム３は、バックライト１から出射する光の出射領域が開口した枠状であり、かつ、点灯検査時にはバックライト１の外周部およびワークステージ２のそれぞれと環状に接する形状になっている。このとき、ワークフレーム３とバックライト１との接触部、およびワークフレーム３とワークステージ２との接触部には、それぞれ、たとえば、第２のクッション材８を介在させる。これにより、点灯検査時のバックライト１の内部空間は、点灯検査装置の外部空間から概ね遮断された状態になる。また、ワークフレーム３とワークステージ２は、たとえば、図１（ａ）および図１（ｂ）に示したようなシャフト２０２で連結しており、ワークフレーム３は、当該シャフト２０２を回転軸として可動する構成になっている。

減圧装置４は、吸気管４０１およびワークステージ２の貫通穴２０１を介して、バックライト１が搭載された空間の吸気をすることが可能な装置であればよく、たとえば、真空ポンプを用いる。

光源５は、たとえば、バックライト１を組み込んだ液晶表示装置を使用する際に用いる光源と同等の特性を示すものが好ましい。図１（ａ）および図１（ｂ）では、光源５としてＬＥＤ（発光ダイオード）を用いた場合を示している。このとき、光源５は、プリント基板および導線（ケーブル）を介して点灯用電源６と接続している。また、プリント基板はワークステージ２に設置（固定）されており、光源５は、バックライト１のフレーム部材１０４の底面に設けられた開口部を通して、導光板１０１の光導入面と対応する位置に配置される。

実施例１の点灯検査装置を用いてバックライト１に対する点灯検査を行う際の手順は、以下の通りである。

まず、ワークフレーム３を回転させて、ワークステージ２の上にバックライト１を搭載する。次に、ワークフレーム３を戻し、ワークフレーム３とワークステージ２とによりバックライト１の位置を固定する。

次に、減圧装置４を作動させる。このとき、バックライト１のフレーム部材１０４の底面と反射シート１０３との間には、たとえば、図１（ｃ）に示したような隙間がある。そのため、減圧装置４を作動させて吸気を始めると、バックライト１の内部空間にある空気はフレーム部材１０４と反射シート１０３との隙間を通って吸気される。また、バックライト１の外周部とワークフレーム３との接触部およびワークステージ２とワークフレーム３との接触部には、それぞれ第２のクッション材８が介在しているので、これらの接触部において点灯検査装置の外部からバックライト１の内部空間に空気が流れ込むことはほとんどない。したがって、減圧装置４を作動させることにより、バックライト１の内部空間の圧力が、点灯検査装置の外部空間の圧力（通常は大気圧）よりも低くなる。

次に、点灯用電源６から供給する電力により光源５を発光させ、導光板１０１および光学シート（１０２ａ〜１０２ｄ）を通して出射した光の状態を検査（観察）する。

検査が終了したら、光源５を消灯し、減圧装置４を停止させた後、バックライト１を取り出す。

図２（ａ）および図２（ｂ）は、実施例１の点灯検査装置の作用効果を説明するための模式図である。
図２（ａ）は、減圧装置４を作動させる前の光学シートの断面構成の一例を示す模式断面図である。図２（ｂ）は、減圧装置４を作動させたときの光学シートの断面構成の一例を示す模式断面図である。

バックライト１に用いる光学シート（１０２ａ〜１０２ｄ）は、前述のように、その厚さが、たとえば、数十μｍから数百μｍと非常に薄く、たわみが生じやすい。また、光学シートに生じるたわみは、通常、光学シートごとに固有の独立したものであり、他の光学シートのたわみとの相関が弱い。すなわち、点灯検査を行う前のバックライト１における光学シート（１０２ａ〜１０２ｄ）には、たとえば、図２（ａ）に示すような、無作為なたわみが生じていることが多い。また、点灯検査を行う前、および従来の点灯検査装置による点灯検査の際には、第１の光拡散シート１０２ａ側からかかる圧力９Ａと、第２の光拡散シート１０２ｄ側からかかる圧力９Ｂとが概ね等しい。したがって、従来の点灯検査装置による点灯検査は、光学シート（１０２ａ〜１０２ｄ）に、図２（ａ）に示したような無作為なたわみが生じた状態で行われる。

このような各光学シート（１０２ａ〜１０２ｄ）に無作為なたわみが生じているバックライト１を従来の点灯検査装置で点灯検査した場合、積層した光学シート同士が密着せず、光学シート間に入り込んだ異物等の輪郭がぼやけてしまう。そのため、従来の点灯検査装置による検査では、当該異物等の検出が困難であるという問題があった。

これに対し、実施例１の点灯検査装置は、減圧装置４を用い、バックライト１の内部空間の圧力を、点灯検査装置の外部空間の圧力よりも低くする。すなわち、実施例１の点灯検査装置を用いて点灯検査を行うときには、たとえば、図２（ｂ）に示すように、第１の光拡散シート１０２ａ側からかかる圧力９Ａが、第２の光拡散シート１０２ｄ側からかかる圧力９Ｂよりも低くなっている。このとき、それぞれの光学シート（１０２ａ〜１０２ｄ）は、かかる圧力の差により、第１の光拡散シート１０２ａ側にたわむような変化を起こすことが考えられる。そのため、点灯検査前にそれぞれの光学シートに無作為なたわみがあり密着していない場合でも、点灯検査時にはたわみの方向を揃えて密着させることができる。したがって、光学シート間に入り込んだ異物等の輪郭のぼやけを低減させることができ、当該異物等の検出が容易になる。

以上説明したように、実施例１の点灯検査装置によれば、複数枚の光学シートのそれぞれに生じた無作為なたわみを圧力の差により矯正することで、光学シート間に入り込んだ異物等の検出が容易になる。そのため、たとえば、１つのバックライトの検査にかかる時間を短縮できるとともに、検査時の負担を軽減することができる。また、異物等の見落としによる歩留まりの低下を抑えることもできる。

図３（ａ）および図３（ｂ）は、本発明による実施例２の点灯検査装置の概略構成の一例を示す模式図である。
図３（ａ）は、実施例２の点灯検査装置における主要部の概略構成の一例を示す模式正面図である。図３（ｂ）は、図３（ａ）のＣ−Ｃ’線における断面構成の一例を示す模式断面図である。

実施例２でも、検査対象となるバックライトは、実施例１で挙げたような４枚の光学シート（第１の光拡散シート１０２ａ、第１のプリズムシート１０２ｂ、第２のプリズムシート１０２ｃ、および第２の光拡散シート１０２ｄ）を有する導光板方式のバックライト１とする。また、このバックライト１は、点灯検査時にはＬＥＤなどの光源がまだ取り付けられていないものとする。

実施例２の点灯検査装置は、たとえば、図３（ａ）および図３（ｂ）に示すように、検査対象のバックライト１を搭載するワークステージ２、当該ワークステージ２に搭載されたバックライト１の位置を固定するワークフレーム３、点灯検査時にバックライト１の内部空間の圧力を当該点灯検査装置の外部空間の圧力よりも低くする減圧装置４、点灯検査用の光源５、および点灯用電源６を有する。

実施例２の点灯検査装置において実施例１のものと異なる点の１つは、検査用の光源５がワークフレーム３に設置されていることである。また、実施例２の点灯検査装置におけるワークフレーム３は、ワークステージ２におけるバックライト搭載面から垂直方向に延びているシャフト２０３を利用し、当該シャフト２０３に沿って上下に可動する構成になっている。ワークフレーム３の可動機構および固定機構については、適宜変更可能であるため、具体的な機構例の説明は省略する。

実施例２の点灯検査装置は、ワークフレーム３の可動機構が実施例１のものとは異なるが、点灯検査時にバックライト１の外周部およびワークステージ２のそれぞれと環状に接する環状形状になっている点は同じである。また、実施例２でも、ワークフレーム３とバックライト１との接触部、およびワークフレーム３とワークステージ２との接触部に、それぞれ、たとえば、第２のクッション材８を介在させることにより、点灯検査時のバックライト１の内部空間を点灯検査装置の外部空間から概ね遮断された状態にする。そのため、点灯検査時に減圧装置４を作動させることにより、バックライト１の内部空間の圧力が、点灯検査装置の外部空間の圧力（通常は大気圧）よりも低くなる。したがって、点灯検査前にそれぞれの光学シート（１０２ａ〜１０２ｄ）に無作為なたわみがあり密着していない場合でも、点灯検査時における光学シート間に入り込んだ異物等の輪郭のぼやけを低減させることができ、当該異物等の検出が容易になる。

以上説明したように、実施例２の点灯検査装置によれば、複数枚の光学シートのそれぞれに生じた無作為なたわみを圧力の差により矯正することで、光学シート間に入り込んだ異物等の検出が容易になる。そのため、たとえば、１つのバックライトの検査にかかる時間を短縮できるとともに、検査時の負担を軽減することができる。また、異物等の見落としによる歩留まりの低下を抑えることもできる。

以上、本発明を、前記実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は、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において、種々変更可能であることはもちろんである。

たとえば、検査対象のバックライトは、複数枚の光学シートが積層配置されているものであれば、図１（ｂ）および図１（ｃ）に示したような構成のものに限らず、他の構成であってもよいことはもちろんである。

また、ワークフレーム３の可動機構は、実施例１に示したような回転式や実施例２に示したような上下スライド式に限らず、適宜変更可能であることはもちろんである。

また、本明細書では検査対象のバックライトとして、点灯検査時には光源がまだ取り付けられていないものを挙げたが、本発明は、これに限らず、すでに光源が設置されているバックライトの点灯検査装置にも応用できることはもちろんである。

本明細書では、本発明の適用例の一例として、液晶表示装置に用いるバックライトを挙げている。しかしながら、本発明は、それらに限らず、バックライトと同等の構成を有する照明装置などの検査装置にも適用できることはもちろんである。

１ バックライト
１０１ 導光板
１０２ａ 第１の光拡散シート
１０２ｂ 第１のプリズムシート
１０２ｃ 第２のプリズムシート
１０２ｄ 第２の光拡散シート
１０３ 反射シート
１０４ フレーム部材
１０５ 粘着材
２ ワークステージ
２０１ 貫通穴
２０２，２０３ シャフト
３ ワークフレーム
４ 減圧装置
４０１ 吸気管
５ 光源
６ 点灯用電源
７ 第１のクッション材
８ 第２のクッション材
９Ａ，９Ｂ 圧力

Claims (3)

1. １個または２個以上の光源が発する光を、積層配置された複数枚の光学シートを通して外部に出射する、フレーム部材により一体的に保持された導光板と反射シートと前記複数枚の光学シートとを有する照明装置、の点灯検査を行う点灯検査装置であって、
   前記照明装置を搭載するワークステージと、
   当該ワークステージに搭載された前記照明装置の位置を固定するワークフレームと、
   前記点灯検査時に前記照明装置の内部空間の圧力を当該点灯検査装置の外部空間の圧力よりも低くする減圧装置とを有し、
   前記ワークフレームは、前記照明装置から出射する光の出射領域が開口した枠状であり、かつ、前記点灯検査時には前記照明装置の外周部および前記ワークステージのそれぞれと環状に接する形状であることを特徴とする点灯検査装置。
2. 前記点灯検査時における前記照明装置は前記光源を有しておらず、前記光源は前記ワークステージに設置されていることを特徴とする請求項１に記載の点灯検査装置。
3. 前記点灯検査時における前記照明装置は前記光源を有しておらず、前記光源は前記ワークフレームに設置されていることを特徴とする請求項１に記載の点灯検査装置。

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