JP2006208150A - 液晶基板目視検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】寿命が長く、しかも環境性能にも優れた液晶基板目視検査装置を提供する。
【解決手段】液晶基板５の製造における製膜工程後の目視検査を行う液晶基板検査装置である。照明用光源にＬＥＤを使用したロッド形状の発光灯１９を用いる。これによって、ＯＮ・ＯＦＦの頻繁なスイッチング操作によっても照明用光源の寿命を縮めず、長期にわたって安定して使用することができる。照明用光源の色を色混合によって変化させる。反射用照明１と透過用照明２とを備え、ロッド形状の発光灯１９を反射用照明１と透過用照明２とに用いる。
【選択図】図１

Description

この発明は、液晶基板の製造における製膜工程後の目視検査を行う液晶基板目視検査装置に関し、特にＬＥＤ照明を使用した液晶基板目視検査装置に関する。

液晶基板を製造する場合、ガラス基板製造工程、パターン成形工程、カラーフィルタ製造工程、セル組立工程、モジュール組立工程等の複数の工程を必要とする。このため、カラーフィルタ製造工程にて製造されたカラーフィルタにおいて、セル組立工程や最終的な製品の品質に悪影響を及ぼす種々の欠陥が発生するおそれがある。このため、従来から、液晶基板目視検査装置（例えば、特許文献１参照）を使用して、製造されたカラーフィルタの目視検査を行っていた。

すなわち、検査装置としては、図４に示すような透過検査用照明５１と、図５に示すような反射検査用照明５２とを備える。そして、透過検査用照明５１からの検査光を基板５３の裏面５４に照射して、その透過光を作業者Ｓが目視によって観察し、膜面５５の汚れや膜のむら、パターンのずれ等の欠陥５６を検査する。また、反射検査用照明５２からの検査光を基板５３の裏面５４に照射して、この裏面５４を作業者Ｓが目視によって観察して裏面５４の欠陥５６を検査する。この場合、透過検査用照明５１としては複数本の蛍光管（蛍光灯）を使用し、反射検査用照明５２としてはハロゲンランプ等を用いた投光機を使用している。
特開平７−２７０３３９号公報

ところで、近年、液晶基板の大型化に伴い、液晶製造装置が大型化し、製造に必要なクリーンルームも大きくなっている。また、デジタル放送高品質ＴＶ用途拡大による液晶大型化に伴い、光源として従来から使用している蛍光管も大きくなってきた。上記の検査装置を使用する場合、照明はスイッチの頻繁なＯＮ・ＯＦＦ操作が行われる。しかしながら、ＯＮ・ＯＦＦ操作が頻繁に行われた場合、光源として蛍光管を使用していれば、この蛍光管の寿命は２０００時間程度となる。このため、使用できなくなって廃棄等すべきものとなる蛍光管が頻繁に発生し、これでは最近の環境対応工場には適合しない。ところで、カラーフィルタは、赤、緑、青のフィルタで構成されているので、それぞれの色に対してむらの見やすい照明の色がある。そこで従来の蛍光灯を用いた装置では、色のついたフィルタを複数種類用意して、各色に応じてフィルタ（色のついたフィルタ）を交換してむらの見やすい色としていた。このため、交換作業に手間がかかると共に、色を連続して変化させることができず、カラーフィルタの色に起因するむらの検出が困難であった。

この発明は、上記従来の欠点を解決するためになされたものであって、その目的は、寿命が長く、しかも環境性能にも優れた液晶基板目視検査装置を提供する。

そこで請求項１の液晶基板目視検査装置は、液晶基板５の製造における製膜工程後の目視検査を行う液晶基板検査装置であって、照明用光源にＬＥＤを使用したロッド形状の発光灯１９を用いることを特徴としている。

請求項２の液晶基板目視検査装置は、上記照明用光源の色を色混合によって変化させることを特徴としている。

請求項３の液晶基板目視検査装置は、発光色が異なるＬＥＤ基板２０の発光灯１９を複数個備え、この複数個の発光灯１９の組み合わせによる上記照明用光源の色の変化を可能にしたことを特徴としている。

請求項４の液晶基板目視検査装置は、発光色が同じＬＥＤ基板２０の発光灯１９を複数種類備えると共に、発光灯１９の種類毎にＬＥＤ基板２０の発光色を異ならせ、この複数種類の組み合わせによる上記照明用光源の色の変化を可能にしたことを特徴としている。

請求項５の液晶基板目視検査装置は、反射用照明１と透過用照明２とを備え、上記ロッド形状の発光灯１９をこれらの照明１、２に用いることを特徴としている。

請求項１の液晶基板目視検査装置によれば、照明用光源にＬＥＤを使用した発光灯を用いたので、ＯＮ・ＯＦＦの頻繁なスイッチング操作によってもこの照明用光源の寿命を縮めず、長期にわたって安定して使用することができる。このため、使用できなくなって廃棄等すべきものとなる発光灯が長期にわたって生じず、環境性能に優れた装置となる。また、発光灯は、ＬＥＤ基板と、光軸調整光学系と、散乱管等にて構成することができ、故障等した際にその不良となった部品を交換することによって、再度使用でき、さらに、廃棄等する場合においても、故障等した際にその不良となった部品のみを廃棄すればよいので、一層環境性能に優れた検査装置となる。また、ロッド形状の発光灯を使用するので、蛍光管を使用していた既存の装置の照明に対してあまり改良せずにこの発光灯を簡単に装着することができる。このため、装置の簡略化及び組立性の容易化を図ることができる。

請求項２の液晶基板目視検査装置によれば、色合いを変えることができるので、高精度の検査を行うことができる。しかも、照明用光源にＬＥＤを使用したので、赤、青、緑の輝度を変えることで、白色から種々の色に調色して、色を連続して変化させることが可能であって、カラーフィルタの色に起因するむらを検出できるようになり、観察性能の向上を図ることができ、工場管理上においても有効である。

請求項３又は請求項４の液晶基板目視検査装置によれば、色合いの変更を正確に行うことができ、カラーフィルタの色に起因するむらを一層高精度の検出できる。

請求項５の液晶基板目視検査装置によれば、透過光による観察と反射光による観察を行うことができ、液晶基板に対して種々の検査を行うことができ、製品検査の信頼性が向上する。

次に、この発明の液晶基板目視検査装置の具体的な実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。図１は液晶基板目視検査装置の全体図であり、この液晶基板目視検査装置はＬＥＤ照明を使用した検査装置であって、反射用照明１と透過用照明２とを備え、支持構造体３にて支持された液晶基板５（製膜工程後の基板）を作業者Ｓの目視によって観察するものである。

すなわち、検査装置は、観察窓４が形成された検査室６を備え、この検査室６に反射用照明１と透過用照明２と支持構造体３等が配置される。そして、支持構造体３は、液晶基板５を支持する枠体７と、この枠体７を支持する基台８等を備える。また、基台８は検査室６の床面９に配置されたガイドレール１０に沿って移動することができる。この場合、基台８は、ガイドレール１０に沿って移動する基盤１１と、この基盤１１上を上記ガイドレール１０を直交する方向に移動できる基部１２と、この基部１２から立設される支柱部１３とを備える。なお、この実施の形態において、観察窓４が形成された壁を前面壁１５と呼び、反観察窓側の壁を背壁１６と呼ぶ。

基盤１１をガイドレール１０に沿って移動させることによって、液晶基板５を支持している枠体７を前後動させることができ、支柱部１３をガイドレール１０と直交する方向に沿って移動させることによって、枠体７を左右方向に移動させることができる。さらに、支柱部１３は上下方向に伸縮することができる。このため、液晶基板５を、前後左右に移動させることができると共に、上下動させることができる。

枠体７は、液晶基板５の外周を包囲状として保持する第１部と、この第１部を基台８に対して水平状態としたり鉛直状態としたりする第２部とを備える。すなわち、第２部はその水平状の中心線廻りに回転でき、第１部は第２部に対してこの第１部の中心線廻りに回転できる。このため、図１に示すように、枠体７が水平状に配置された状態から、仮想線Ａに示すように水平面に対して所定角度で傾斜する状態としたり、仮想線Ｂで示すように鉛直状態としたりすることができ、また、液晶基板５をその膜面が上方に向くようにしたり、その膜面が下方に向くようにしたりすることができる。

反射用照明１は検査室６の天井１７側に配置され、透過用照明２は反観察窓側に配置されている。反射用照明１と透過用照明２とは、それぞれ図２に示すようないわゆる面照明（面光源）が使用される。すなわち、各照明１、２は、照明用光源にＬＥＤ（発光ダイオード）を使用したロッド形状の発光灯１９を用いるものであって、ケーシング１８と、このケーシング１８内に収納されるロッド形状の複数の発光灯１９・・とを備える。

発光灯１９は、図３に示すように、ＬＥＤ基板２０と、光軸調整光学系２１と、これらを収納して拡散光学系を構成する外管（散乱管）２２とを備える。外管２２は例えば透明樹脂管やガラス管からなる。また、外管２２の端面には口金部２３、２３が設けられ、この口金部２３、２３が、ケーシング１８に設けられたソケット部に差し込まれる。すなわち、ＬＥＤ基板２０に電流が供給されると、ＬＥＤ基板２０が発光して後述するように検査光を照射することになる。この場合、発光灯１９の外観形状は通常の蛍光管を同様であって、ケーシング１８として、蛍光管を使用した際に使用したケーシングをあまり改良することなく用いることができる。そして、発光灯１９は、ＬＥＤ基板２０と、光軸調整光学系２１と、外管（散乱管）２２とを分離することができる。なお、ＬＥＤ基板２０のＬＥＤ材料としては、波長の異なる種々のものを使用することができる。材料を相違させることによって、発光灯１９から照射される検査光の色を変更することができる。また、ＬＥＤ材料を相違させることによって、反射用照明１用と透過用照明２用とに使用することができる。さらに、各照明１、２において、照明用光源の色を色混合によって変化させることができる。この場合、複数の波長の異なるＬＥＤ（発光色が異なるＬＥＤ）を有する基板２０の発光灯１９を複数個用意して構成してもいいし、又は同じ波長のＬＥＤ（発光色が同じＬＥＤ）を有する基板２０の発光灯１９を複数種類（種類毎に発光色が相違する）用意して組み合わせても構成することができる。この際の各発光灯１９の数は、照射する検査光等に応じて任意に設定することができる。

反射用照明１は検査室６の天井１７に固定され、透過用照明２は基台２５に支持されている。この基台２５は、上記基台８と同様、ガイドレール１０に沿って移動する基盤２６と、この基盤２６上を上記ガイドレール１０を直交する方向に移動できる基部２７と、この基部２７から立設される支柱部２８とを備える。また、支柱部１３は上下方向に伸縮することができる。このため、透過用照明２を前後左右に移動させることができると共に、上下動させることができる。

次に、上記のように構成された液晶基板目視検査装置を使用した目視による液晶基板５の検査方法を説明する。まず、反射用照明１を使用した液晶基板５の検査を説明する。この場合、液晶基板５の膜面側が上方を向くように、支持構造体３に支持させ、この状態で、図１の仮想線Ａのように、液晶基板５を水平面に対して所定角度で傾斜させた状態とする。このため、反射用照明１からの検査光にて液晶基板５の膜面が照明され、この液晶基板５の膜面を観察窓４を介して作業者Ｓが観察することができる。この際、支持構造体３を移動させることによって、液晶基板５を前後左右及び上下に移動させることができ、これによって、膜面全体に対する反射検査（膜面に発生した汚れや傷等の検査）を行うことができる。

また、液晶基板５の膜面側が下方を向くように配置すれば、液晶基板５の裏面の観察が可能である。そして、この場合も、液晶基板５を前後左右及び上下に移動させることができる。このため、裏面全体に対する反射検査（裏面に発生した汚れや傷等の検査）を行うことができる。

次に透過用照明２を使用した液晶基板５の検査を説明する。この際、図１の仮想線Ｃのように、支持構造体３を観察窓４側に前進させると共に、液晶基板５を鉛直状に配置する。また、液晶基板５の裏面が反観察窓側に向くように配置する。この状態で透過用照明２から検査光が照射されれば、この透過用照明２からの検査光が液晶基板５の裏面側から入光して、この液晶基板５を透過することになり、作業者Ｓは観察窓４を介して、透過光を観察することができる。この際、液晶基板５の膜面に汚れやごみ等が付着している欠陥があれば、この欠陥によって透過光が弱められ、この欠陥を把握することができる。すなわち、透過検査（裏面から光を入射させた透過光検査）を行うことができる。

この場合も、支持構造体３を移動させることによって、液晶基板５を前後左右及び上下に移動させることができると共に、基台２５を移動させることによって、透過用照明２を前後左右及び上下に移動させることができる。このため、透過用照明２による検査（観察）を液晶基板５の全体に対して行うことができる。なお、透過検査において、液晶基板５の裏面が観察窓４側に向くように配置して検査することも可能である。

このように、膜面に対する反射検査にて、膜面に発生した突起不良、汚れ、傷等を検査することができ、裏面に対する反射検査にて、裏面に発生した汚れ、傷、ガラス欠け等を検査することができ、透過検査にて、ムラ（着色材の塗布ムラ等）、白抜け（着色層の欠落等）、汚れ、傷等を検査することができる。

ところで、上記実施の形態においては、透過用照明２に移動の操作は、観察窓４の近傍に設けられる照明操作バー３０にて行えるようになっている。すなわち、基台２５には移動手段が設けられ、操作バー３０を操作することによって移動手段が作動して基台２５は移動することになる。なお、移動手段としては、ネジ部材と、このネジ部材に螺合するナット部材と、ネジ部材又はナット部材を回転させる駆動機構等から構成できる。

また、支持構造体３を使用して液晶基板５を上下前後左右に移動させる場合、予めその動きを制御手段（図示省略）に登録しておき、この登録した動きに基づいて基板５を移動させつつ観察するようにしても、基板操作バーを設け、この操作バーを作業者Ｓが操作することによって、液晶基板５を移動させつつ観察するようようにしてもよい。上記のように、液晶基板５を自動的に移動させる場合には、照明１、２のＯＮ・ＯＦＦもこの移動に追従させて自動的に行わせるようにしてもよい。

上記液晶基板目視検査装置では、照明用光源にＬＥＤを使用したロッド形状の発光灯１９を用いたので、ＯＮ・ＯＦＦの頻繁なスイッチング操作によってもこの照明用光源の寿命を縮めず、長期にわたって安定して使用することができる。具体的には、ＬＥＤ（発光ダイオード）を使用した発光灯１９を用いれば、１個の発光灯１９は長期（例えば６年程度）の寿命を持つことになって、照明としての寿命を大幅に延ばすことができる。これによって、使用できなくなって廃棄等すべきものとなる発光灯１９が長期にわたって生じず、環境性能に優れた検査装置となる。これに対して、蛍光管（蛍光灯）を使用した場合、その寿命により、各照明において、年間５０〜１００本程度の蛍光管を必要とする。このため、使用できなくなって廃棄等すべきものとなる蛍光管が頻繁に発生して、環境性能に劣る検査装置となっていた。

また、上記液晶基板目視検査装置では、ロッド形状の発光灯１９を使用するので、蛍光管を使用していた既存の装置の照明に対してあまり改良することなくこの発光灯１９を簡単に装着することができる。このため、装置の簡略化及び組立性の容易化を図ることができる。さらに、透過光による観察と反射光による観察を行うことができるので、液晶基板５に対して種々の検査を行うことができ、製品検査の信頼性が向上する。また、発光灯１９は、ＬＥＤ基板２０と、光軸調整光学系２１と、外管（散乱管）２２とを分離することができるので、故障等した際にその不良となった部品を交換することによって、再度使用でき、また、廃棄等する場合においても、その不良となった部品のみを廃棄等すればよいので、一層環境性能に優れた検査装置となる。さらに、各照明１、２において、照明用光源にＬＥＤを使用したので、色合い変更を簡単に行うことができ、工場管理上においても有効である。しかも、色合いを変えることによって、反射用照明１や透過用照明２からの検査光の色を種々変更することができ、特にＬＥＤを使用したので、赤、青、緑の輝度を変えることで、白色から種々の色に調色して、色を連続して変化させることが可能であって、カラーフィルタの色に起因するむらを検出できるようになり、観察性能の向上を図ることができ、高精度の検査を行うことができる。

以上にこの発明の具体的な実施の形態について説明したが、この発明は上記形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々変更して実施することができる。例えば、各照明１、２に使用される発光灯１９の数、配設ピッチ等は任意に変更することができる。また、欠陥を検出した場合に、液晶基板５上での欠陥位置を登録できるようにすることも可能である。このように、登録できれば、汚れ等の除去作業を正確に行うことができる。さらに、目視検査で発見した欠陥を顕微鏡等の観察手段にて拡大表示するようにしてもよい。このように拡大表示することによって、欠陥の位置や欠陥の種類を正確に確認することができる利点がある。また、上記実施の形態では、反射用照明１及び透過用照明２の各光源にＬＥＤを使用したロッド形状の発光灯１９を用いたが、どちらか一方のみを他の光源を使用したものを用いるものであってもよい。さらに、液晶基板５を支持する支持構造体３としては、反射用照明１及び透過用照明２からの検査光が液晶基板５へ照射（入光）される際に支障をきたさず、また液晶基板５の位置及び姿勢が作業者Ｓによって観察可能なように変更できるものであればよい。

この発明の液晶基板目視検査装置の実施形態を示す全体簡略図である。 上記液晶基板目視検査装置の照明を示し、（ａ）は側面図であり、（ｂ）は正面図である。 上記液晶基板目視検査装置の発光灯の拡大斜視図である。 透過用照明を使用した観察状態図である。 反射用照明を使用した観察状態図である。

符号の説明

１・・反射用照明、２・・透過用照明、５・・液晶基板、１９・・発光灯、２０・・ＬＥＤ基板

Claims (5)

1. 液晶基板（５）の製造における製膜工程後の目視検査を行う液晶基板検査装置であって、照明用光源にＬＥＤを使用したロッド形状の発光灯（１９）を用いることを特徴とする液晶基板検査装置。
2. 上記照明用光源の色を色混合によって変化させることを特徴とする請求項１の液晶基板検査装置。
3. 発光色が異なるＬＥＤ基板（２０）の発光灯（１９）を複数個備え、この複数の発光灯（１９）の組み合わせによる上記照明用光源の色の変化を可能にしたことを特徴とする請求項２の液晶基板検査装置。
4. 発光色が同じＬＥＤ基板（２０）の発光灯（１９）を複数種類備えると共に、発光灯（１９）の種類毎にＬＥＤ基板（２０）の発光色を異ならせ、この複数種類の組み合わせによる上記照明用光源の色の変化を可能にしたことを特徴とする請求項２の液晶基板検査装置。
5. 反射用照明（１）と透過用照明（２）とを備え、上記ロッド形状の発光灯（１９）をこれらの照明に用いることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかの液晶基板検査装置。