JPH085508A - 液晶パネル用スペーサ分布検査機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 液晶パネルの製造過程において、液晶パネル
を構成する２つのガラス板の間の間隙を調節する液晶パ
ネル用スペーサの分布を迅速に検査可能な液晶パネル用
スペーサ分布検査機を提供する。 【構成】 レーザ発光器１０６から発光されたレーザ光
１０７は、ポリゴンミラー１０９によってＹ軸方向に主
走査される。一方、ステージ１０２がＸ軸方向に移動す
ることによりガラス板１００が移動し、副走査が行われ
る。レーザ光１１１がガラス板１００の面上の液晶パネ
ル用スペーサに照射されると、その反射光は入射光であ
るレーザ光１１１が入射してきた方向に向かう。従っ
て、この反射光は入射光の光路を逆にたどっていき、入
射光の光路中に設けられたビームスプリッタ１１４によ
って外部に取り出され、検出器１１６によってその液晶
パネル用スペーサの密度を表す強度の信号が検出され
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、表示装置として広く用
いられている液晶パネルの製造過程における検査機に関
し、詳述すれば、液晶パネルを構成する２枚の透明パネ
ルの間に所定の間隙を設けるためのスペーサの分布状況
を測定する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、液晶パネルは表示装置として幅広
く用いられている。

【０００３】図４には、従来の代表的な液晶パネルの構
造の説明図が示されている。この図４に示されている液
晶パネルは、例えばツイストネマティックタイプの液晶
によるものである。図４に示されているように、液晶パ
ネルはガラス板５０の片面に透明電極５１を設けたもの
を対向させ、その２枚のガラス板５０の間隙５２に液晶
を満たすことにより構成されている。また、図４に示さ
れているように、透明電極５１は細長い帯状を成してい
る。そして、対向するガラス板５０のそれぞれのガラス
板５０上の透明電極が、その長手方向の向きが９０度異
なって対向するように２枚のガラス板５０は配置されて
いる。

【０００４】このような構成により、２つのガラス板５
０の面に設けられている透明電極５１のそれぞれに電界
を印加することにより、所定の部位の液晶に一定の電界
が印加される。このようにして、液晶に一定の電界が印
加されると、その部位の光学的偏向軸が回転する。ガラ
ス板５０の透明電極５１が設けられていない方の面（す
なわち、より外側に向いている面）には、図４に示され
ているように偏向フィルム５３が設けられており、前述
した回転した光学的偏向軸と、この偏向フィルム５３と
の偏向軸とが平行になるか、もしくは直交しているかに
よって、光が通過したり、あるいは遮断されたりするの
である。このようにして、液晶パネルの表面には、文字
や絵が表示されるのである。

【０００５】この２つのガラス板５０の間隙は、液晶が
満たされているわけであるが、その厚みは通常数μｍ程
度である。そして、この間隙の厚みを保持するために、
図４に示されているように、プラスチックの球５４が、
この間隙に挟み込まれている。すなわち、このプラスチ
ックの球５４は、スペーサとして利用されているのであ
る。なお、図４に示されている液晶パネルの構造説明図
では、ツイストネマティックタイプの液晶パネルである
ものとして説明したが、基本的な構造に関してはいわゆ
るＴＦＴ方式やＳＴＮ方式の液晶パネルでもほぼ同一で
ある。

【０００６】上述したスペーサが挟み込まれている部分
は、当然に液晶が存在しないため表示には何等寄与しな
い。しかし、上述したように、このスペーサの直径は数
μｍと非常に小さいため、特に、大量のスペーサが集ま
って塊を作らない限り表示にはほとんど影響がない。

【０００７】このスペーサは、液晶パネルの製造過程に
おいて、ガラス板５０の透明電極５１が設けられている
面に一定の密度でまき散らされる。例えば、空気に混合
して吹き付けられたり、または蒸発しやすい液に混合し
霧状にして吹き付けられたりすることによって一定の密
度が保持されている。しかしながら、このように空気に
混合したり、蒸発しやすい液と混合しても、スペーサが
塊をつくってしまうことを完全に防止することはできな
かった。

【０００８】スペーサが塊になったり、その分布密度が
所定の値以上になると、いわゆる表示むらを生じてしま
う。一般には、ガラス板５０を貼り合わせた後に表示を
行わせ、このような表示むらが生じているか否かを検査
することにより、スペーサが塊になってしまったか否か
を発見することができるが、貼り合わせた後にこのよう
な欠陥が発見されても修正の方法がなかったため、その
液晶パネルは廃棄処分とせざるを得なかった。

【０００９】そこで、このスペーサがガラス板５０に吹
き付けられた直後に分布状況を検査し、分布状況の悪い
ガラス板５０は洗浄してスペーサの吹き付けをやり直す
ことにより液晶パネルの生産の歩留まりが向上すること
が期待される。このようなスペーサが吹き付けられた直
後にその分布状況を検査するためのスペーサ分布検査機
は、スペーサが非常に小さいため、顕微鏡で拡大し、球
状のスペーサを例えば画像処理装置等で認識し、単位面
積あたりのスペーサの個数、もしくはスペーサの塊の有
無を判断していた。このような手法によれば、顕微鏡の
視野が一般に狭いため、広い液晶パネルの全体を検査す
るにはきわめて時間がかかるという欠点があった。その
ため、このような従来の手法によるスペーサの分布検査
機は、いわゆる抜き取りの検査で、なおかつ１枚の液晶
パネルの一部分の検査のみを行うものが通常である。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】以上述べたように、従
来の液晶パネルの製造過程においては、スペーサの分布
を十分に検査することができなかったので、このことが
液晶パネルの製造における歩留まりの向上を妨げる一因
となっていた。

【００１１】本発明は、このような課題に鑑みなされた
ものであり、その目的は、ガラス板の上に散りばめられ
たスペーサの分布状況を迅速に検査することが可能な液
晶パネル用スペーサ分布検査機を提供することである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】第１の本発明は上記課題
を解決するために、液晶パネルを構成する透明パネルの
面上に所定の密度で散りばめられた透明な球状の液晶パ
ネル用スペーサの分布を検査する液晶パネル用スペーサ
分布検査機において、レーザ発光手段と、前記レーザ発
光手段から発光されたレーザ光を、前記液晶パネル用ス
ペーサが散りばめられた前記透明パネルの面上において
走査させる走査手段と、前記レーザ光の照射光路中に設
けられ、前記液晶パネル用スペーサから反射された反射
光を前記照射光路中から取り出すビームスプリッタと、
前記ビームスプリッタによって取り出された前記反射光
を検出する反射光検出手段と、を含み、前記走査手段
は、前記レーザ光を前記透明パネルの面に対し斜めに照
射することを特徴とする。

【００１３】第２の本発明は上記課題を解決するため
に、第１の本発明の液晶パネル用スペーサ分布検査機に
おいて、前記走査手段は、主走査手段と、副走査手段
と、を有し、前記主走査手段は、前記レーザ光を反射す
るポリゴンミラーと、前記ポリゴンミラーを回転させる
回転駆動手段と、を含み、前記ポリゴンミラーの回転に
よって、前記レーザ光を前記透明パネルの面上において
主走査方向に走査させ、前記副走査手段は、前記透明パ
ネルが載置されるテーブルであって、前記透明パネルを
前記主走査方向とは直角方向の副走査方向に移動させる
移動テーブル、を含み、前記透明パネルを前記透明パネ
ルの面上において副走査方向に移動させることにより、
前記レーザ光を副走査方向に走査させることを特徴とす
る。

【００１４】第３の本発明は上記課題を解決するため
に、第１の本発明の液晶パネル用スペーサ分布検査機に
おいて、前記ポリゴンミラーから反射されたレーザ光
を、前記透明パネルの面上に収束させるＦ−θレンズ、
を含むことを特徴とする。

【００１５】

【作用】第１の本発明におけるビームスプリッタは、液
晶パネル用スペーサから反射された反射光を、レーザ発
光手段が発光したレーザ光の光路中から取り出す。液晶
パネル用スペーサは球形のプラスチックであるため、入
射されたレーザ光の一部を、その入射された方向にその
まま反射する。従って、このようなビームスプリッタに
よって液晶パネル用スペーサから反射された反射光を取
り出すことが可能である。

【００１６】第２の本発明におけるポリゴンミラーは、
レーザ光をいわゆる主走査させ、一方、移動テーブルが
主走査方向とは直角な方向に移動することによっていわ
ゆる副走査が行われる。従って、レーザ光は透明パネル
の全面を走査することが可能である。

【００１７】第３の本発明においては、ポリゴンミラー
から反射されたレーザ光がＦ−θレンズを通過してから
透明パネルの面上に照射される。従って、透明パネルの
面上に照射するレーザ光の走査速度は一定となる。

【００１８】

【実施例】以下、本発明の好適な実施例を図面に基づい
て説明する。

【００１９】図１の本発明に係る好適な実施例である液
晶パネル用スペーサ分布検査機の動作説明図が示されて
いる。図１に示されているように、スペーサがちりばめ
られたガラス板１００は、ステージ１０２にいわゆるエ
アバキュームによって吸着固定されている。このステー
ジ１０２は、レール１０３に沿って一定方向に移動で
き、この移動がボールねじ１０４とモータ１０５によっ
て制御されている。なお、本実施例においては、このス
テージ１０２が移動する方向をＸ方向とよぶ。

【００２０】一方、レーザ発光器１０６から発光された
レーザ光１０７は、レンズ１０８によって集束された
後、ポリゴンミラー１０９に入射する。このポリゴンミ
ラー１０９はモータ１０９ａによって回転させられてい
る。このようにして、レーザ発光器１０６から発光され
たレーザ光１０７は回転するポリゴンミラー１０９によ
って所定の角度範囲で振られ、いわゆる走査が行われる
ことになる。

【００２１】ポリゴンミラー１０９から反射されるレー
ザ光は、Ｆ−θレンズ１１０を通過して、液晶パネル用
スペーサが散りばめられたガラス板１００の上を一定の
速度で走査することになる。なお、本実施例において
は、Ｆ−θレンズ１１０を通過したレーザ光１１１が走
査される方向をＹ軸方向とよんでおり、このＹ軸方向
は、上述したＸ軸方向とは直角の方向となっている。

【００２２】本実施例において特徴的なことは、図１に
示されているように、Ｙ軸方向に走査されるレーザ光１
１１が、ガラス板１００に対して垂直に入射しているわ
けではなく、一定の角度をもって斜めに入射しているこ
とである。これによって、ガラス板１００の面からの反
射光１１３は入射光（レーザ光１１１）とは異なる方向
に反射される。一方、レーザ光１１１が、液晶パネル用
スペーサに入射した場合には、この液晶パネル用スペー
サが球形をしているため、その反射光は入射光が入射し
てきた方向に向かう光となる。

【００２３】この様子を説明する図が図２に示されてい
る。図２に示されているように、液晶パネル用スペーサ
１３０に対して、一定の平行光１３１を照射すると、球
から外界へ向かう境界面で大部分の入射光は球の外へ出
るが、一部の光は入射した方向に反射されて反射光１３
２となる。このようにして、液晶パネル用スペーサ１３
０にレーザ光が入射した場合には、そのレーザ光が入射
してきた方向に向かう反射光が生じるため、この反射光
を検出することにより、液晶パネル用スペーサ１３０の
密度等を検出することが可能である。反射光の検出は、
図１に示されているように、ビームスプリッタ１１４
と、検出器１１６とによって行われる。

【００２４】なお、レーザ光１１１のＹ軸方向の走査に
おいて、実際に走査によってレーザ光１１１が照射され
ているガラス板１００の部位は、所定の時間を計測する
ことにより求められる。すなわち、レーザ光１１１は、
一回の主走査において一回だけ検出器１１２に照射する
ように設定されているのである。そして、レーザ光１１
１が検出器１１２に検出された時刻を基準として時間を
計測すれば、今現在、レーザ光１１１がどの部位を照射
しているのかを知ることが可能である。この検出器１１
２はＦ−θレンズ１１０の近傍に設けられており、一定
の周期でレーザ光１１１がこの検出器１１２に入射する
のである。このように、検出器１１２にレーザ光１１１
が入射してからの時間を計測することにより、レーザ光
１１１が照射されているガラス板１００の部位を特定で
きるのは、Ｆ−θレンズ１１０によりレーザ光１１１が
ガラス板１００の面上を等速度で走査するからである。
このようなＦ−θレンズは複数のレンズで構成される場
合が多いが装置の低コスト化のため、単レンズで構成さ
れる場合もある。尚、Ｆ−θレンズ１１０を用いない場
合には、時間と部位とは比例関係にはないためレーザ光
１１１が照射されている部位を特定することは一般には
困難であるが、レーザ光１１１の走査速度の変化があら
かじめ判明していれば、得られたデータを例えばコンピ
ュータ処理等することにより照射部位を特定することも
可能である。

【００２５】このようにして、本実施例によれば、ガラ
ス板１００の面上に照射されたレーザ光１１１が液晶パ
ネル用スペーサ１３０に入射された場合に生じる反射光
が、ビームスプリッタ１１４で反射され、入射光の光路
から取り出されている。上述したように、液晶パネル用
スペーサ１３０からの反射光は、入射光が入射する方向
にそのまま反射し、入射光がたどった光路をそのまま逆
に進み、ビームスプリッタ１１４に到達する。従って、
入射光路中に設けられたビームスプリッタにより、反射
光を容易に取り出すことができるものである。このよう
にして取り出された反射光は、レンズ１１５により集光
され、検出器１１６により検出される。この検出器１１
６で検出される反射光の強度は、レーザ光１１１によっ
て照射されている液晶パネル用スベーサの個数に比例す
る。従って、レーザ光１１１の直径を適当に選択し、検
出器１１６の信号強度を計測することによって、液晶パ
ネル用スペーサ１３０の分布密度を計測することが可能
である。

【００２６】なお、ステージ１０２は、レーザ光１１１
のＹ軸方向の走査に同期して、一走査が行われる毎にＸ
軸方向に１ステップずつ移動していく。これによって、
ガラス板１００の面上の全ての部分に対してレーザ光１
１１が走査することになる。また、このレーザ光１１１
が照射しているガラス板１００の面上の位置は、このス
テージ１０２の移動量と、検出器１１２においてレーザ
光１１１が検出されてからの時間から算出される。この
検出器１１２においてレーザ光１１１が検出されたこと
を表す検出信号は、走査開始信号とよばれる。

【００２７】本実施例における検出器１１６及び検出器
１１２の出力信号のタイムチャートが図３に示されてい
る。図３に示されているように、検出器１１２からの出
力信号は、走査開始信号である１４１及びそれ以外の無
信号１４０との２つの部分に分けられる。一方、検出器
１１６からの出力信号は、図３に示されているようにガ
ラス板１００の面上にちりばめられている液晶パネル用
スペーサ１３０の密度に応じて大小様々なパルス状の信
号が観察される。例えば、図３において１４２で示され
ているパルス信号は比較的大きな表示パネル用スペーサ
の塊を表す。このようにして得られた検出器１１６の出
力信号は、図１に示されているようにＡ／Ｄ変換器１１
７によってデジタル信号に変換された後にメモリ１１８
に書き込まれる。このようにしてメモリ１１８に書き込
まれた値は、ガラス板１００上の各位置における液晶パ
ネル用スペーサ１３０の密度を表す。そして、コンピュ
ータ１１９は、このメモリ１１８内に記憶されているデ
ータに基づいたガラス板１００の面の全体の液晶パネル
用スペーサ１３０の密度のマップを作成したり、また、
所定の規定値以上の密度を有する部分がある場合にはそ
のガラス板１００は不良品であるとの判定をする等の働
きをする。

【００２８】以上述べたように、本実施例によれば、液
晶パネル用スペーサ１３０がプラスチックの透明な球体
であること、及びその結果液晶パネル用スペーサ１３０
からの反射光が入射したレーザ光の光路を逆方向に進む
こと、を利用してビームスブリッタ１１４によってかか
る反射光を取り出した。従って、かかる反射光の強度を
計測することにより、ガラス板１００の面上の液晶パネ
ル用スペーサ１３０の密度を観測することが可能とな
る。その結果、従来顕微鏡等で極めて狭い部分のみしか
一度に検査できなかったのと比較して、極めて迅速にガ
ラス板の面上の液晶パネル用スペーサ１３０の密度を検
査することができ、液晶パネルの製造における歩留まり
の向上に大きく寄与するものである。

【００２９】

【発明の効果】以上述べたように、第１の本発明によれ
ば、液晶パネル用スペーサからの反射光を、照射光路中
に設けられたビームスプリッタによって取り出し、液晶
パネル用スペーサの分布を計測するように構成したの
で、液晶パネル用スペーサの分布を迅速に計測可能な液
晶パネル用スペーサ分布検査機が得られる。その結果、
液晶パネルの製造における不良品率が低減し、歩留まり
の向上に大きく寄与するものである。

【００３０】第２の本発明によれば、第１の本発明にお
ける走査手段として、ポリゴンミラーとその回転を行う
回転駆動手段とを含み、また、透明パネルを移動させる
移動テーブルを含んでいるため、透明パネル上の面をレ
ーザ光で迅速に走査することが可能である。従って、液
晶パネル用スペーサの分布を極めて迅速に検査可能な液
晶パネル用スペーサの分布検査機が得られる。

【００３１】第３の本発明によれば、ポリゴンミラーか
ら反射されたレーザ光がＦ−θレンズを通過してから透
明パネルに照射されるため、レーザ光が透明パネルの面
上を走査する速度を一定とすることができる。そのた
め、液晶パネル用スペーサの分布を検査するに際して、
透明パネルの面上の位置をより正確に求めることが可能
となり、液晶パネルの製造過程における不良品率の低減
に効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の好適な実施例である液晶パネル用スペ
ーサ分布検査機の動作を表す動作説明図である。

【図２】液晶パネル用スペーサに平行なレーザ光が入射
した場合の光の反射の様子を表す説明図である。

【図３】本実施例における検出器１１２と１１６との出
力信号のタイムチャートである。

【図４】液晶パネルの構造を表す断面図である。

【符号の説明】

１００ ガラス板 １０２ ステージ １０３ レール １０４ ボールねじ １０５ モータ １０６ レーザ発光器 １０７，１１１ レーザ光 １０８，１１５ レンズ １０９ ポリゴンミラー １０９ａ モータ １１０ Ｆ−θレンズ １１２，１１６ 検出器 １１３ 反射光 １１４ ビームスプリッタ １１７ Ａ／Ｄ変換器 １１８ メモリ １１９ コンピュータ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 液晶パネルを構成する透明パネルの面上
   に所定の密度で散りばめられた透明な球状の液晶パネル
   用スペーサの分布を検査する液晶パネル用スペーサ分布
   検査機において、 レーザ発光手段と、 前記レーザ発光手段から発光されたレーザ光を、前記液
   晶パネル用スペーサが散りばめられた前記透明パネルの
   面上において走査させる走査手段と、 前記レーザ光の照射光路中に設けられ、前記液晶パネル
   用スペーサから反射された反射光を前記照射光路中から
   取り出すビームスプリッタと、 前記ビームスプリッタによって取り出された前記反射光
   を検出する反射光検出手段と、 を含み、前記走査手段は、前記レーザ光を前記透明パネ
   ルの面に対し斜めに照射することを特徴とする液晶パネ
   ル用スペーサ分布検査機。
2. 【請求項２】 請求項１記載の液晶パネル用スペーサ分
   布検査機において、 前記走査手段は、主走査手段と、副走査手段と、を有
   し、 前記主走査手段は、 前記レーザ光を反射するポリゴンミラーと、 前記ポリゴンミラーを回転させる回転駆動手段と、 を含み、前記ポリゴンミラーの回転によって、前記レー
   ザ光を前記透明パネルの面上において主走査方向に走査
   させ、 前記副走査手段は、 前記透明パネルが載置されるテーブルであって、前記透
   明パネルを前記主走査方向とは直角方向の副走査方向に
   移動させる移動テーブル、 を含み、前記透明パネルを副走査方向に移動させること
   により、前記レーザ光を前記透明パネルの面上において
   副走査方向に走査させることを特徴とする液晶パネル用
   スペーサ分布検査機。
3. 【請求項３】 請求項１記載の液晶パネル用スペーサ分
   布検査機において、 前記ポリゴンミラーから反射されたレーザ光を、前記透
   明パネルの面上に収束させるＦ−θレンズ、を含むこと
   を特徴とする液晶パネル用スペーサ分布検査機。