JPH10221237A - 粒子分布状態測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】この発明は、例えば液晶表示板に使用されるス
ペーサ粒子の分布状態のような粒子分布状態測定装置を
提供することを課題とする。 【解決手段】液晶表示板11は薄膜トランジスタに対応す
る電極の形成されたアレイ基板111 と、対向電極の形成
された対向電極112 とが、多数のスペーサ粒子13を介し
て対向され、そのギャップ部に液晶が封止されている。
この液晶表示板11は照明器14で照明されると共に、テレ
ビカメラ15で粒子13からの反射光の映像が撮像され、画
像処理装置16で画像処理されて２値化され、データ表示
器17で反射光の数を単位面積当たりで計数し、粒子の散
布状態を判別する。この場合、液晶表示板11は移動テー
ブル12上に設置され、その移動に伴う走査に基づき撮像
される。ここで、移動テーブル12上に校正板18を設置
し、照明器14からの光量を光量測定器19で計測して、２
値化レベルの測定パラメータを自動的に設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、例えば液晶表示
パネル（ＬＣＤパネル）はマトリックス状の駆動電極の
形成されたアレイ基板と、対向電極の形成された対向基
板との間のギャップを設定するために用いられる多数の
粒子の分布状態を計測する粒子分布状態測定装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示パネルは、マトリックス状に形
成した駆動電極を表面に有する、例えばガラス基板のよ
うな透明体でなるアレイ基板と、駆動電極に対向される
ようにした対向電極を有する同じく透明体でなる対向基
板とにより構成され、アレイ基板と対向基板との間に微
小ギャップが設定されるように対向される。そして、そ
の微小ギャップ部に液晶材料を充填する。

【０００３】ここで、アレイ基板の表面の行および列状
にされるマトリックス状の駆動電極の各交差部にそれぞ
れ薄膜トランジスタを形成すると共に、この薄膜トラン
ジスタの動作によって印加電圧の制御される画素電極が
形成され、この画素電極と対向電極との間の電圧を制御
することで、液晶材料の結晶の配列が制御され、所望の
文字図形が描かれる。この様な液晶表示装置を構成する
場合、液晶材料の充填されるＬＣＤ電極と対向電極との
間のギャップの量は、高精度に設定する必要がある。

【０００４】このため、例えばシリカ等の微細粒子によ
る多数の粒子をアレイ基板の表面上に散布し、この多数
の粒子を介して対向基板を対設して封着するもので、そ
の相互間のギャップが全体的に高精度に制御設定される
ようにする。この様な粒子をアレイ基板の表面に散布す
るには、例えばアレイ基板に駆動電極や薄膜トランジス
タが形成された後に、この駆動電極の形成された面上に
所定の高さから散布ガンからスペーサ粒子を噴射し、ア
レイ基板の表面上に付着されるようにする。

【０００５】ここで、アレイ基板と対向基板との間のギ
ャップが全面にわたり一定に保たれるようにするには、
多数の粒子の分布が全面にわたって均一である必要があ
る。このため、このスペーサ粒子の分布状態を計測して
液晶表示装置の品質を管理する必要が生ずる。この計測
手段としては、例えば液晶表示面に対して斜め方向から
光を照射すると共に、各粒子からの反射光をテレビカメ
ラを用いて撮像し、粒子の単位面積当たりの数を計数し
て、その分布状態が測定されるようにする。

【０００６】しかし、この様な測定手段を用いた場合、
照明光量の変化等によって撮像画像の２値化に基づく測
定パラメータが変化する。したがって、例えば照明装置
の照度変化に伴う測定感度を観測しながら、手動によっ
て測定パラメータの設定を行って確認していた。

【０００７】また、アレイ基板面は透明基板によって構
成されると共に、光を透過しないマトリックス状の駆動
電極が形成されており、この駆動電極部において照明装
置からの光を反射し、各粒子からの反射光のレベルより
も大きなレベルの反射光がテレビカメラで認知される。
したがって、このテレビカメラからの撮像画像を処理す
ることにより、各粒子からの反射光を計数するようにし
た場合、この駆動電極部からの反射光のレベルと各粒子
からの反射光のレベルとのマージンが小さく、各粒子か
らの反射光の計数を行う２値化による画像処理の精度を
上げることが困難となる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】この発明は上記のよう
な点に鑑みなされたもので、多数の粒子が散布された測
定面に対して照明を照射し、その各粒子からの反射光を
テレビカメラで撮像するに際して、例えば電圧の変化や
劣化等による照度の変化に伴う２値化データの測定パラ
メータの設定が自動的に行われ、また測定面に電極等の
他の部分と相違する反射部分が存在する場合において
も、高精度に粒子の存在を認識して、特定される単位面
積に対する粒子数が確実に且つ容易に計測できるように
する粒子分布状態測定装置を提供しようとするものであ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明に係る粒子分布
状態測定装置は、多数の粒子が分布して配置された基板
面を光照射手段で照明し、撮像手段で多数の粒子それぞ
れからの反射光を認識する。そして、この撮像された粒
子それぞれからの反射光の分布像に基づき、画像処理手
段で単位面積当たりの粒子個数を計数して粒子の分布状
態を認識すると共に、校正手段で基板の面上の明るさを
検知して撮像手段の撮像パラメータを設定する。

【００１０】また、基板は透明体で構成され、この基板
の表面に例えば電極等の固定的な反射素材が設定される
ような場合において、この透明な基板の裏面部に反射手
段を設定し、この反射手段からの反射光によって基板面
の固定的な反射素材からの反射光がマスクされるように
する。

【００１１】この様な粒子分布状態測定装置において校
正手段を設けることにより、例えば光照射手段からの照
度が、電源電圧の変動または劣化によって変化した場合
に、測定パラメータが校正手段からの出力によって自動
的に設定される。このため、常に適正なパラメータに基
づき粒子からの反射光が撮像手段で確実に撮像され、２
値化されて計数されるようになり、例えば液晶表示装置
におけるアレイ基板面上のスペーサ粒子の分布を高精度
に計数できるようになる。また、アレイ基板面には電極
が形成されていて、この電極部からの反射光が撮像手段
で撮像される。この電極部からの反射光の撮像レベルは
粒子からの反射光の撮像レベルとの差が小さく、粒子の
認識を困難にしているものであるが、アレイ基板の裏面
に反射素材を設定することにより、その反射光によって
電極部からの反射光がマスクされて、電極部からの反射
光の撮像レベルと粒子からの反射光の撮像レベルの差を
大きく設定することができ、粒子の２値化による認識お
よび計数が確実に行われるようになる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照してこの発明に
一実施の形態を実施例に基づき説明する。図１はその構
成を示すもので、この実施例にあっては完成された状態
の液晶表示板11が移動テーブル12上に搭載され、この液
晶表示板11は移動テーブル12と共に移動される。液晶表
示板11は、ＬＣＳ基板111 と対向基板112 とが微小な間
隔を設定して対向設定されているもので、その相互間の
ギャップ部に液晶が封じ込められている。

【００１３】ここで、アレイ基板111 と対向基板112 と
の間のギャップ間隔は、全面にわたって高精度に設定さ
れる必要がある。このため、アレイ基板111 の表面上に
多数の粒子13が散布され、この粒子13をスペーサとして
アレイ基板111 の面に設定され、アレイ基板111 と対向
基板112 が対向設定され、その相互間のギャップが全面
にわたって均一に保たれるようにしている。

【００１４】ここで、アレイ基板111 の表面に対向基板
112 の間に液晶が注入される前の状態、または両基板が
対接される前の粒子13が散布された状態で、移動テーブ
ル上に設定するようにしてもよい。

【００１５】粒子13がアレイ基板111 と対向基板112 と
の間のスペーサとして機能されるもので、ギャップを全
面にわたり均一に保つためには、多数の粒子13が全面に
わたり均一の状態で、具体的には単位面積当たりの粒子
13の個数が均一にされるように散布している。

【００１６】図２はこの様なアレイ基板111 の表面の状
態を示すもので、ガラス等の透明板により構成されるア
レイ基板111 の表面上には、マトリックス状にした電極
113が形成されている。そして、詳細は図示していない
が、このマトリックス状の電極113 の交差部分にはそれ
ぞれ薄膜トランジスタが形成され、これら薄膜トランジ
スタそれぞれに対応して画素電極が設定される。

【００１７】そして、対向基板112 のアレイ基板111 と
の対向面には、画素電極に対向するようにして対向電極
が設けられるもので、画素電極と対向電極との間に適宜
電圧が設定されて、ギャップ部に封じられた液晶が駆動
制御されるようにする。この場合、この画素電極と対向
電極との間隔が表示面全体で均一にされるようにするた
め、このアレイ基板111 の面上に多数の粒子13が一様に
散布されている。

【００１８】移動テーブル12の上に載置された液晶表示
板11の上部には、照明器14およびテレビカメラ15が設定
されているもので、例えば照明器14からの照明が液晶表
示板11に斜め方向から当てられ、また液晶表示板11はそ
の垂直方向からテレビカメラ15で撮像されるようにして
いる。

【００１９】すなわち、液晶表示板11の斜め上方から照
明器14で光を照射することにより、この光が粒子13で反
射され、その反射光が粒子13の分布状況に対応してテレ
ビカメラ15で撮像される。テレビカメラ15で撮像された
映像信号は画像処理装置16に供給され、２値化して画像
処理される。

【００２０】ここで、移動テーブル12は矢印で示すよう
に特定される方向に一定速度で移動されているもので、
液晶表示板11も同時に移動され、テレビカメラ15で液晶
表示板11の面を走査して撮像する。そして、画像処理装
置16にあっては、この走査に対応して撮像画像を処理し
て２値化し、単位面積当たりの粒子13からの反射光を計
数処理する。そして、その計数結果はデータ表示器17で
適宜表示する。

【００２１】移動テーブル12の面上には、さらに反射板
等による校正板18が設定され、この校正板18の面で照明
器14からの光が照射される。そして、校正板18からの反
射光が光量測定器19またはテレビカメラ15で受光され、
照明器14からの照射光量が計測され、照明光量に応じた
２値化のための測定パラメータが算出される。そして、
この得られた測定パラメータに基づいてテレビカメラ15
や画像処理装置16が制御され、多数の粒子13それぞれか
らの反射光の画像に基づく２値化データが認知されるよ
うにする。

【００２２】すなわち、移動テーブル12の移動方向先端
に設定された校正板18に照射された照明器14からの光を
検知することによって、照明器14から液晶表示板11に照
射される光量が計測される。すなわち、測定動作の前に
照明器14の光量が測定され、この照明器14に供給される
電源電圧の変化もしくは電球の劣化や切れ等のよる照明
光量の変化を検知することができる。そして、この結果
に基づき２値化レベル等の測定パラメータを自動的に設
定することができる。ここで、液晶表示板11から直接光
量の変化を求めるのは、粒子13の散布量の違いによって
見掛けの光量が変化するため、困難である。

【００２３】図３は第２の実施例を説明するもので、移
動テーブル12の上に光を反射する素材によって構成した
反射板20が載置され、この反射板20の上方に液晶表示板
11が設置されるようにする。そして、照明器14からの照
明光が液晶表示板11の面に照射されると共に、この液晶
表示板11を透過した光が反射板20の面に当たり、反射さ
れてテレビカメラ15で撮像されるようになる。

【００２４】図２で説明したように、アレイ基板111 の
表面上には、図４の（Ａ）で示すような電極パターン11
3 が形成されてている。したがって、この様なパターン
113の形成されたアレイ基板111 の表面に照明を当てた
場合には、同図の（Ｂ）で示すように多数の粒子13から
の反射光の映像パターン30の列と共に、電極113 からの
反射光の映像パターン31が存在する。

【００２５】この場合、粒子からの反射光の映像パター
ン30のレベルと、電極113 からの反射光の映像パターン
31のレベルの差であるマージンは、比較的小さい。した
がって、この様な映像レベルの列の画像に基づいて、粒
子13からの反射光を明確に判別する映像処理し、粒子13
の数を計数することは困難となる。

【００２６】しかし、図３で示したように液晶表示板11
の裏面部に反射板20を設置すると、照明器14からの光が
この反射板20で反射され、テレビカメラ15で粒子13から
の反射光と共に撮像される。

【００２７】この場合、電極部113 に対応する部分では
照明光が遮られて反射板に至らないが、その他の部分で
は反射板20に到達して反射される。したがって、テレビ
カメラ15で撮像される映像レベルの波形は、同図の
（Ｃ）で示すように、電極113 が存在する部分以外の映
像レベルが黒レベルに対して上昇され、粒子13からの反
射光による映像レベル30がその上に加算される。

【００２８】これに対して、電極113 に対応する部分の
反射光の映像レベル31は、（Ｂ）図の場合と変化しな
い。したがって、粒子13それそれからの反射光の映像レ
ベル30と電極113 の映像レベル31との差、すなわちこの
両者のマージンが大きくなり、テレビカメラ15で撮像し
た映像を画像処理した場合、粒子13の存在がより明確に
２値化することができ、この映像処理によって粒子13数
の計数がより容易に且つ正確に行われる。

【００２９】

【発明の効果】以上のようにこの発明に係る粒子分布状
態測定装置によれは、散布された多数の粒子の分布状
態、具体的には単位面積当たりの粒子数を容易且つ正確
に計数可能とされるものであり、特に映像信号に基づく
２値化レベルの測定パラメータの設定が自動的に適格に
行われ、また粒子からの反射光およびその他の部分から
の反射光を明確に判別して計数できるようになる。した
がって、例えば液晶表示板において使用されるスペーサ
粒子が均一に分散配置されているか否かの測定等を容易
且つ高精度に実行できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施の形態に係る粒子分布状態測
定装置の第１の実施例を説明する構成図。

【図２】上記実施例におけるアレイ基板の表面パターン
を説明する図。

【図３】この発明の第２の実施例を説明する構成図。

【図４】（Ａ）はアレイ基板の表面パターンを示す図、
（Ｂ）および（Ｃ）この表面パターンからの反射光の通
常の映像パターンおよび上記実施例の場合の映像パター
ンを示す図。

【符号の説明】

11…液晶表示板、111 …アレイ基板、112 …対向基板、
113 …電極、12…移動テーブル、14…照明器、15…テレ
ビカメラ、16…画像処理装置、17…データ表示器、18…
校正板、19…光量測定器、20…反射板。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 多数の粒子が分布して配置された基板面
   を照明する光照射手段と、 前記基板面を撮像し、前記多数の粒子それぞれからの反
   射光の分布像を認識する撮像手段と、 この撮像手段で撮像された前記多数の粒子それぞれから
   の反射光の２値化データに基づき、前記基板面上での単
   位面積当たりの粒子個数を計数し、前記多数の粒子の分
   布状態を認識する画像処理手段と、 前記基板の面上の明るさを検知し、この検知された明る
   さに基づいて撮像手段の２値化レベル測定パラメータを
   設定する校正手段とを具備し、 この校正手段は前記光照射手段からの光によって、前記
   基板面と同等に照明されて、前記測定パラメータ設定の
   ための照度が検出されるようにしたことを特徴とする粒
   子分布状態測定装置。
2. 【請求項２】 前記校正手段は、前記基板面と一致する
   検出面を有する照度検出手段により構成される請求項１
   記載の粒子分布状態測定装置。
3. 【請求項３】 表面に固定的な光を透過しない反射素材
   が設定されたると共に、前記表面状に多数の粒子が分布
   された透明な基板と、 この基板面を照明する光照射手段と、 前記基板面を撮像し、前記多数の粒子それぞれからの反
   射光の分布像を認識する撮像手段と、 この撮像手段で撮像された前記多数の粒子それぞれから
   の反射光の分布像に基づき、前記基板面上での単位面積
   当たりの粒子個数を認識し、前記多数の粒子の分布状態
   を計数する画像処理手段と、 前記基板の裏面部に設定され、前記光照射手段からの光
   を反射する反射手段とを具備し、 前記反射手段からの反射光によって前記固定的な反射素
   材からの反射光がマスクされるようにしたことを特徴と
   する粒子分布状態測定装置。