JP2006171065A - 電気光学装置の検査装置及びその検査方法 - Google Patents

Abstract

【課題】設置面積が少なくて済み、投射レンズとスクリーン間から反射鏡を省け、しかも点欠陥等を自動検出可能な電気光学装置の検査装置及びその検査方法を提供すること。
【解決手段】電気光学パネル１００に表示した検査画像を投影面に投影する電気光学装置の検査装置であって、水平に置かれた電気光学パネル１００に検査光を鉛直方向に透過させて投影面１７に投射する検査光学系５を備えたものである。さらに、撮影カメラ６を備えることが好ましい。
【選択図】 図１

Description

本発明は、電気光学装置の検査装置及びその検査方法に係り、特に投写型表示装置等のライトバルブに用いられる電気光学装置の検査装置及びその検査方法に関する。

一般に、液晶パネルは、製造工程において、薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor、以下、ＴＦＴと記す）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。

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。

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。

さらに、例えば本出願人による特許文献２には、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学系を構成する投影レンズを、検査画像の投影時に検査光に対してレンズ移動機構部を用いて相対移動させることにより、光軸を移動させ、投影された検査画像の移動による残像効果によって点欠陥等の視認性を向上させる技術が開示されている。
特開平１１−１７４３９８号公報 特開２００４−１０１７４８号公報

ところで、従来の液晶パネルの検査装置では、鉛直方向の検査光を反射鏡で水平方向にして、床面に垂直なスクリーンに投影していたためスクリーンと検査装置を載せた筐体の床面上の設置面積が非常に大きいことと、検査光路を水平方向にする反射鏡に汚れが付着した場合、欠陥などの視認性が劣化してしまうこと、また反射鏡の存在によって光量損失が生じるなどの問題があった。

そこで、本発明は上記の問題に鑑み、設置面積が少なくて済み、投射レンズとスクリーン間から反射鏡を省け、しかも点欠陥等を自動検出可能な電気光学装置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ものである。

本発明による電気光学装置の検査装置は、電気光学パネルに表示した検査画像を投影面に投影する電気光学装置の検査装置であって、水平に置かれた電気光学パネルに検査光を透過させて鉛直方向に投影面に投射する検査光路を構成する検査光学系を備えたものである。

この発明によれば、液晶パネルの投影検査をする際、検査光を鉛直方向に出射して投影画面を頭上又は眼下に映す構成とすることで、検査装置の設置面積を縮小させることができる。

本発明の上記電気光学装置の検査装置において、前記投影面は、スクリーンであることが好ましい。

本発明の上記電気光学装置の検査装置において、前記スクリーンは、天井又は床面に配置されていてもよい。

本発明の上記電気光学装置の検査装置において、前記電気光学パネルを所定の検査パターンで駆動した際の投影面上の輝度分布を撮像する撮影カメラをさらに備えたことを特徴とする。

この発明によれば、撮影カメラの撮像結果から電気光学パネル上の点欠陥等を自動検出することが可能な設置面積の小さい自動検査装置を実現することができる。

本発明による電気光学装置の検査方法は、電気光学パネルに表示した検査画像を投影面に投影する電気光学装置の検査方法であって、水平に置かれた電気光学パネルに検査光を透過させて鉛直方向に投影面に投射することを特徴とする。

この発明によれば、液晶パネルの投影検査をする際、検査光を鉛直方向に出射して投影画面を頭上又は眼下に映すことで、検査光を水平方向にする反射鏡を必要とせず検査装置の設置面積を縮小させることができる。

発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

図１は本発明の実施例１の液晶パネルの検査装置の概略構成図を示している。

図１において、符号１は液晶パネルの検査装置を示す。ここで、本実施例では、モジュール化された液晶パネル、すなわち、フレキシブルプリント基板（以下、ＦＰＣ）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。

検査装置１は、検査画像を鉛直方向に液晶パネル１００を透過させそのまま鉛直方向に投射レンズ１８などの光学部材を通してスクリーン１７に投射するための検査光路を構成する検査光学系５と、液晶パネル１００を所定の検査パターンで駆動した際のスクリーン１７上の輝度分布を撮像する視野角度を有した撮影カメラであるＣＣＤカメラ６と、検査光路上に液晶パネル１００を水平に保持するステージ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１００を加熱或いは冷却して液晶パネル１００の温度調節を行う温度調節装置１０と、筐体２の上部にその位置を上下に調整可能に配置されたスクリーン１７とを、筐体２内に有して要部が構成されている。

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反射鏡１６と、反射鏡１６で反射された鉛直方向の検査光がステージ７に水平に保持された液晶パネル１００をそのまま鉛直方向に透過して筐体２の上部のスクリーン１７に投影するように、鉛直方向の検査光路上に介装されて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、液晶パネル１００を鉛直方向に透過し投射レンズ１８で投射された検査光が、方向を変えずに鉛直方向に筐体２の上部に配置されたスクリーン１７に投影されるようになっている。

筐体２は、例えば、幅Ｗ＝８０ｃｍ、高さＨ＝２ｍの大きさであり、従来のように検査光を水平方向に投影する構成（幅Ｗ＝２ｍ、高さＨ＝１ｍ程度）と比べ、鉛直方向の高さは高くなるが、床面上の設置スペースは非常に少なくなる。

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１００を載置するための凹部２０が形成されている。

液晶パネル１００は、例えば、０．５〜１．４インチまでの各種の大きさであってもよく、スクリーン１７は、例えば３５インチ程度の大きさである。

また、投射レンズ１８も交換可能であり、液晶パネル１００の大きさに応じて焦点距離の違う投射レンズ１８を使用可能である。

この場合、凹部２０は、液晶パネル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。ステージ７は、液晶パネル１００のサイズに応じた凹部２０が形成されたものを交換して使用したり、或いは所定サイズの凹部２０にアダプタを用いて各種サイズの液晶パネルを載置するようにしてもよい。

また、ステージ７には、凹部２０に載置された液晶パネル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。

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。

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。

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、前記フランジ部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。

この場合、ステージ７は、図１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、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１００の表示部を検査光路上に保持し、一方で、図１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１００が筐体２の外部に露呈されて交換可能または取外し可能となる。

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１００のＦＰＣ１０１上に配列された各電極端子（図示せず）に対応して電気的に接続可能な複数のプローブ３０を有して構成されている。

そして、プローブユニット８は、各プローブ３０がＦＰＣ１０１上の各電極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１００に伝達するようになっている。

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。

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。

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１００のＦＰＣ１０１上の各電極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上の各電極端子に各プローブ３０が電気的に接続されるとともに（図１参照）、ピストンロッド３５が収縮位置（上昇位置）にあるときＦＰＣ１０１上の各電極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。

フィルタ挿脱機構部９は、例えば投射レンズ１８の鉛直方向の光軸と一致する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（本実施例では４枚）のトレイ４２とを有して構成されている。

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。

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。

本実施例において、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１００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。

温度調節装置１０は、検査光路上に保持された液晶パネル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１００を所望の設定温度に制御するようになっている。

なお、本実施例のように検査光は下方から上方に向かう鉛直方向に投射し上方の投影面に投影するようにしてもよいし、或いは検査光は上方から下方に向かう鉛直方向に投射し下方に配置した投影面に投影する構成としてもよい。

また、筐体２の上方または下方を開放して、天井または床面を投影面として使用してもよい。勿論、スクリーンを別体とし、スクリーンを天井面又は床面に配置する構成としてもよい。

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。

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１００を位置決めして載置する。

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１００の表示部が検査光路上の所定の位置に保持される。

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１００のＦＰＣ１０１上に配列された各電極端子に電気的に接続させる。

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１００に印加する。これにより、筐体２の上部のスクリーン１７上には、所定の検査画像が投影される。

その後、液晶パネル１００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６で撮像し、その撮像結果から液晶パネル１００上の点欠陥等を自動検出する。この自動検出する技術については、本出願人による先行技術である特開平１１―１７４３９８号公報に開示されている。

従って、作業者の熟練度等に関係なく、点欠陥等の検出を自動で検出することができる。また、点欠陥等の検出を自動で行うことができるので、作業者の目への疲労等を低減することができる。さらに、液晶パネルの投影検査をする際、検査光を鉛直方向に出射して投影画面を頭上に映すことで、自動検査装置の設置面積を縮小させ、省スペースにすることができる。さらに、反射鏡を省略できるので、検査光の反射による光量損失を無くすことができる。

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。

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。

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。

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。

また、作業者は、温度調節装置１０を作動させて、液晶パネル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。

次に、以上のように構成された液晶パネルの検査装置に係る実施例を図面に基づいて説明する。ここでは、液晶パネルの一例である駆動回路内蔵型のＴＦＴアクティブマトリクス駆動方式の液晶装置を例にとる。

図２は素子基板をその上に形成された各構成要素と共に対向基板の側から見た平面図であり、図３は図２のＨ−Ｈ’断面図である。

図２及び図３において、本実施例に係る液晶パネルでは、ＴＦＴが形成された素子基板１１０と対向基板１２０とが対向配置されている。

素子基板１１０と対向基板１２０との間に液晶層１５０が封入されており、素子基板１１０と対向基板１２０とは、画像表示領域１１０aの周囲に位置するシール領域に設けられたシール材１５２により相互に接着されている。シール材１５２は、両基板を貼り合わせるために、例えば熱硬化樹脂、熱及び光硬化樹脂、光硬化樹脂、紫外線硬化樹脂等からなり、製造プロセスにおいて素子基板１１０上に塗布された後、加熱、加熱及び光照射、光照射、紫外線照射等により硬化させられたものである。

対向基板１２０の４隅には、上下導通材１０６が設けられており、素子基板１１０に設けられた上下導通端子と対向基板１２０に設けられた対向電極１２１との間で電気的な導通をとる。

図２及び図３において、シール材１５２が配置されたシール領域の内側に並行して、画像表示領域１１０aを規定する遮光性の額縁１５３が対向基板１２０側に設けられている。額縁１５３は素子基板１１０側に設けても良いことは言うまでもない。画像表示領域１１０aの周辺に広がる周辺領域のうち、シール材１５２が配置されたシール領域の外側部分には、データ線駆動回路１０１及び外部回路接続端子１０２が素子基板１１０の一辺に沿って設けられており、走査線駆動回路１０４が、この一辺に隣接する２辺に沿って設けられている。更に素子基板１１０の残る一辺には、画像表示領域１１０aの両側に設けられた走査線駆動回路１０４間をつなぐための複数の配線１０５が設けられている。

図３において、素子基板１１０上には、画素スイッチング用のＴＦＴや走査線、データ線等の配線が形成された後の画素電極１１９上に、配向膜が形成されている。他方、対向基板１２０上には、対向電極１２１の他、最上層部分に配向膜が形成されている。また、液晶層１５０は、例えば一種又は数種類のネマティック液晶を混合した液晶からなり、これら一対の配向膜間で、所定の配向状態をとる。

額縁１５３下にある素子基板１１０上の領域には、図示しないサンプリング回路が設けられている。サンプリング回路は、画像信号線上の画像信号をデータ線駆動回路１０１から供給されるサンプリング回路駆動信号に応じてサンプリングして各画素のデータ線に供給するようになっている。

上記実施例では、電気光学装置として、液晶パネルのような液晶装置に適用した場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、エレクトロルミネッセンス装置、特に、有機エレクトロルミネッセンス装置、無機エレクトロルミネッセンス装置等や、プラズマディスプレイ装置、ＦＥＤ（フィールドエミッションディスプレイ）装置、ＬＥＤ（発光ダイオード）表示装置、電気泳動表示装置、薄型のブラウン管、液晶シャッター等を用いた小型テレビ、デジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）を用いた装置などの各種の電気光学装置の検査装置に適用できる。

本発明の実施例１の液晶パネルの検査装置の概略構成図。 素子基板をその上に形成された各構成要素と共に対向基板の側から見た平面図。 図２のＨ−Ｈ’断面図。

符号の説明

１…液晶パネルの検査装置
２…筐体
５…検査光学系
６…ＣＣＤカメラ（投影カメラ）
７…ステージ
１５…ランプ
１７…スクリーン（投影面）
１８…投射レンズ
１００…液晶パネル（電気光学パネル）

Claims (5)

1. 電気光学パネルに表示した検査画像を投影面に投影する電気光学装置の検査装置であって、
   水平に置かれた電気光学パネルに検査光を透過させて鉛直方向に投影面に投射する検査光路を構成する検査光学系
   を備えたことを特徴とする電気光学装置の検査装置。
2. 前記投影面は、スクリーンであることを特徴とする請求項１に記載の電気光学装置の検査装置。
3. 前記スクリーンは、天井又は床面に配置されることを特徴とする請求項２に記載の電気光学装置の検査装置。
4. 前記電気光学パネルを所定の検査パターンで駆動した際の投影面上の輝度分布を撮像する撮影カメラ
   をさらに備えたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１つに記載の電気光学装置の検査装置。
5. 電気光学パネルに表示した検査画像を投影面に投影する電気光学装置の検査方法であって、
   水平に置かれた電気光学パネルに検査光を透過させて鉛直方向に投影面に投射することを特徴とする電気光学装置の検査方法。
   

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