JP2010145558A - 液晶表示装置の検査方法及び検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】液晶表示装置の画像表示面全体を均一に押圧して、不良品を精度良く検出する方法及びその検査装置を提供する。
【解決手段】液晶表示装置３の画像表示面３１を、複数のローラ６１を各ローラ６１の軌跡が他のローラ６１の軌跡と重なり合うように互い違いに取り付けた押圧部８で押圧しながら、画像表示面３１に表示される画像を撮影し、このように撮影した画像を、押圧開始前に撮影した基準画像と比較して液晶表示装置３の良否判定をする液晶表示装置３の検査方法及び検査装置。
【選択図】図１

Description

本発明は透過型及び半透過型の液晶表示装置の対向基板間の短絡を精度良く検出する方法、並びにその検査装置に関するものである。

一般的に液晶表示装置は、対向するガラス基板の電極間に液晶を挟装して構成されており、この液晶に画像表示指令信号として電圧を印加して液晶分子の向きを制御し、外部からの入射光とカラーフィルタ等を利用して画像を表示している。
このような液晶表示装置は、製造過程において不良品が発生する場合がある。例えば、対向するガラス基板の電極間に金属異物が混入したり、電極のエッチング不良があったりする。
これらの異物が両電極間で接触し短絡すると、液晶表示面に、常時点灯する点や、線欠陥を発生させる。この短絡の発生は、異物の形状や寸法、画像表示面の撓み等の影響を受ける。
従来、短絡欠陥検査工程では、画像表示面を押圧し、対向電極間を狭めることにより、短絡を顕在化させて欠陥検出をおこなっている。
例えば偏光板貼り付け用の横長の円筒状ローラによって液晶表示面を加圧して短絡を健在化させて検出するもの（特許文献１）や定加重バネを装着した検査用押圧具によってほぼ一定の加重をかけて液晶表示装置を押圧する検査用具（特許文献２）が提案されている。

特開平１０−２３２３７８号公報（段落００１５−００１６） 特開２００３−２２８２９７号公報（段落００２４−００４１）

しかしながら、従来の技術はいずれも押圧具として、１本のローラを使用しているために、押圧したとき接触する部分は線状となる。
また、液晶表示装置は検査台にその４辺を把持して固定されているので、この画像表示面をローラで押圧すると、外側は内側より撓みにくく、中央部寄りほど撓み易くなる。
そして、ローラの接触面は直線であるために、押圧力はローラの両端に多くかかる。
このように、従来の押圧具では、液晶表示装置の画像表示面全体を均一に押圧できず、表示面全体を均一に精度良く検査できないという問題があった。

この発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、液晶表示装置の表示面全体を均一に押圧して、不良品を精度良く検出する方法及びその検査装置を提供することを目的とする。

この発明による液晶表示装置の検査装置は、
対向するガラス基板に設けた電極間に液晶を挟装する液晶表示装置の画像表示面を押圧して電極間の短絡を検出する検査装置において、
液晶表示装置を固定する検査台と、
液晶表示装置の電極端子に検査用の駆動信号を入力する信号入力手段と、
画像表示面を押圧する複数のローラと、
複数のローラを、押圧時の各ローラの軌跡が、他のローラの軌跡と重なり合うように互い違いに取り付けて移動させるローラ駆動制御機構と、
画像表示面の画像を撮影する撮影機構と、
画像から液晶表示装置の表示品位を判断する良否判定部
とを備えたことを特徴とするものである。

対向するガラス基板に設けた電極間に液晶を挟装する液晶表示装置の画像表示面を押圧して電極間の短絡を検出する検査方法において、
液晶表示装置を検査台に固定するステップと、
液晶表示装置の電極端子に検査用の駆動信号を入力するステップと、
画像表示面を、複数のローラを各ローラの軌跡が他のローラの軌跡と重なり合うように互い違いに取り付けた押圧部で押圧しながら、画像表示面の画像を撮影するステップと、
画像から液晶表示装置の表示品位の良否を判断するステップとを含むものである。

この発明による液晶表示装置の検査装置は、
液晶表示装置を固定する検査台と、
液晶表示装置の電極端子に検査用の駆動信号を入力する信号入力手段と、
画像表示面を押圧する複数のローラと、
複数のローラを、押圧時の各ローラの軌跡が、他のローラの軌跡と重なり合うように互い違いに取り付けて移動させるローラ駆動制御機構と、
画像表示面の画像を撮影する撮影機構と、
画像から液晶表示装置の表示品位を判断する良否判定部
とを備えたものなので、
液晶表示装置の画像表示面全体を均一に押圧でき、画像表示面全体を精度良く検査できる。

また、この発明による液晶表示装置の検査方法は、
液晶表示装置を検査台に固定するステップと、
液晶表示装置の電極端子に検査用の駆動信号を入力するステップと、
画像表示面を、複数のローラを各ローラの軌跡が他のローラの軌跡と重なり合うように互い違いに取り付けた押圧部で押圧しながら、画像表示面の画像を撮影するステップと、
画像から液晶表示装置の表示品位の良否を判断するステップとを含むものなので、
液晶表示装置の画像表示面全体を均一に押圧でき、画像表示面全体を精度良く検査できる。

実施の形態１．
この発明の実施の形態１を図に基づいて説明する。
図１はこの発明の実施の形態１における液晶表示装置の検査装置１（以下検査装置１という）の概略構成図であって、検査装置１全体を真横から見た図である。
図２は、検査装置１の平面図である。
図３は、検査装置１で検査をする対象である液晶表示装置３の断面図である。

検査装置１の具体的構造を説明する前に、この検査装置１で検出しようとする液晶表示装置３の不具合例について説明する。
図３に示すように、ＴＦＴを付加した液晶表示装置３の場合、一方のガラス基板１０２には対向電極１０３が設けられ、他方のガラス基板１０５にはソース又はゲートライン１０６と絵素電極１０７がパターニングされている。そして、それらの部材の間には液晶材１０４が充填されている。
ダスト１０１は不具合の原因となる物質である。パターニング工程で発生する剥がれや外部から侵入した塵などである。これが同時に上下の電極に接触すると液晶表示装置３が予期せぬ表示をすることになる。

図３のように、両電極に同時に接触していないダスト１０１であっても、これが液晶材１０４の中で動いて短絡を起こす可能性がある。検査装置１は、このような潜在的不良箇所を精度良く検出するためのものである。
潜在的不良箇所を検出するには、押圧具でガラス基板１０２を押せばよい。故意に短絡を顕在化させるのである。ガラス基板はやや弾性があるので上から押圧すると下側へ撓む。すると、対向電極１０３も撓んでこれが液晶材１０４を押しのけ、ダスト１０１に接触し、短絡が発生する。すると、液晶表示装置３のその部分をバックライトの光が透過して点灯し、その場所に不良原因が存在することを知ることができる。

次に、検査装置１の概略構成を説明する
バックライトユニット２の上に検査対象である液晶表示装置３を載置する検査台４が据え付けられている。そして検査台４は液晶駆動装置５に接続されており、この液晶駆動装置５は検査装置１全体を制御する制御コンピュータ３０に接続されている。
また、検査台４には液晶駆動装置５からの映像信号を液晶表示装置３に伝送するコネクタ類を備えている。

液晶駆動装置５は、制御コンピュータ３０からの命令により、検査対象である液晶表示装置３の検査信号をオンオフする。この信号は検査台４を介して液晶表示装置３の電極端子に入力され、液晶表示装置３が駆動状態となる。
バックライトユニット２は液晶表示装置３の下面から上に向けて光を発し、この光が液晶表示装置３を通過する状況を観察することで、液晶表示装置３の電極間に印加した電圧に対して正しく液晶分子の向きが変わっているかどうかを知ることができ、液晶表示装置３の表示品位を確認できる。
なお、本実施の形態では検査台４を介して液晶駆動装置５と液晶表示装置３を接続しているが、検査台３を介さずに直接接続する構成であっても良い。

液晶表示装置３の画像表示面を押圧する複数のローラ６１を備えた押圧部８が、これを上下方向に昇降させるＺ軸ロボット１０に接続され、Ｚ軸ロボット１０は、これを左右に移動させるＸ軸ロボット１１に、Ｘ軸ロボット１１はこれを手前から奥方向へ移動させるＹ軸ロボット１２に接続されている。
図４は検査装置１の制御系統を示すシステム構成図である。
Ｘ、Ｙ、Ｚ軸ロボットは、それぞれＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸コントローラ２８に接続され、さらに各軸コントローラ２８は、制御コンピュータ３０の制御部２１に接続され、ローラ駆動制御機構を構成する。

これによって、制御コンピュータ３０からの指令に基づいて、押圧部８を任意の場所に移動でき、任意の押圧力で押圧できる。複数のＣＣＤカメラ１５は、検査台４上の液晶表示装置３の画像表示面３１の画像を撮影する。ＣＣＤカメラ１５はＸＹＺの各軸コントローラにも接続されているので、各軸ロボットの動きに合わせて画像表示面３１を撮影できる。
撮影された画像は制御コンピュータ３０の良否判定部２７で良否判定されると同時に検査のログも保管される。

以下に、検査装置１の押圧部８の詳細を説明する。
図５は、液晶表示装置３の画像表示面３１を押圧するローラユニット６をローラユニット支持部材７に取り付けた状態の押圧部８の側面図である。
図６は押圧部８の正面図（押圧部８をＹ軸ロボット側から見た図）である。
画像表示面３１を上面から押圧するローラユニット６は、ローラ６１と、ローラ６１を支持するローラ支持部材６２と、このローラ支持部材６２の外周に取り付けたクッション用の伸縮部材６３と、ローラ支持部材６２と伸縮部材６３に接続されたエアシリンダ６４で構成されている。エアシリンダ６４は、圧搾空気により伸縮し、個別のローラユニット６単位で伸縮量を制御できる。この役割については後述する。

図１に示すようにローラユニット６は検査装置１を横から見たとき、左右２列に配置されている。そして図２、図６で示すように各列のローラ６１は、各ローラ６１が左右に移動するときに、それぞれの軌跡が、隣の列のローラ６１が通る軌跡とオーバラップするように互い違いに配置されている。
この構造によって、押圧部８を画像表示面３１の右端上から左端上に向けて１回移動させるだけで、画像表示面３１全体を各ローラ６１で残らず押圧できることになる。

押圧部８はＺ軸ロボット１０によって上下運動し、押圧部８の高さを変更することによって、液晶表示装置３の画像表示面３１に対する押圧力を変更できる。この場合、全てのローラの押圧力が変わることになる。
図７は従来の検査装置においてローラで画像表示面を押圧した時の、ローラと画像表示装置の断面図である。ａの位置がガラス基板の端部で、液晶表示装置の周囲の４辺が固定されているので端部近傍はあまり撓まない。これを、長いローラで押圧すると、図７のように全体が撓んで中央部は押圧することができない。

しかし、本実施の形態のローラ６１は複数有り、更に伸縮部材６３が取り付けられているので、押圧時に液晶表示装置３の画像表示面３１の撓み方が場所によって違ったとしても、他の場所の押圧に影響が出ない。
また、ローラユニット６にはエアシリンダ６４が取り付けられていて、このシリンダ６４を伸縮させることによって、個別のローラユニット６の高さも制御できる。

ローラユニット６の高さを個別に制御できるということは、ローラユニット６にかかる押圧力を各ユニットごとに変化させることが可能であるということになる。この機能を利用すると、画像表示面３１の端部近傍を押圧するローラ６１と中央寄りを押圧するローラ６１の高さに段階的変化をつけておいて、全てのローラユニット６を取り付けているローラユニット支持部材７をＺ軸ロボットで押圧することによって、結果的に画像表示面３１の全ての場所を押圧する力が均一になるように補正することも可能である。
反対に、４辺近傍の撓みにくい場所をより強く押圧して検査することも可能であり、きめ細かな押圧条件を設定できる。

図８は、検査の概略を示すフロー図である。
検査の手順を順次説明する。
まず、ステップＳ１として、検査対象である液晶表示装置３を検査台４に取り付けて、コネクタ類を接続し、バックライト２を点灯する。検査中はバックライト２は常に点灯している状態である。

次に、ステップＳ２で液晶表示装置３に試験信号を入力する。この時、画像表示面３１には黒を表示する信号を送っている。

ステップＳ３では、予め画像表示面３１の押圧前の初期画面をＣＣＤカメラ１５で撮影する。
通常、押圧開始前には、画像表示面上に点灯する画素は無いので、この画像を基準画像として使用する。

ステップＳ４では、押圧部８によって液晶表示装置３の画像表示面３１の押圧を開始する。
画像表示面３１の押圧制御は制御コンピュータ３０でおこなう。Ｘ、Ｙ軸ロボットに指令を送り、押圧部８を待機場所から液晶表示装置３の画像表示面３１の右端に移動し、Ｚ軸ロボットに指令を送って押圧力を制御する。そして、押圧部８を画像表示面３１に押圧しながらＸ軸ロボットで押圧部８を左へ移動させる。
押圧方法のバリエーションとして、同じ場所で押圧力を変化させてから押圧部８を移動させることも有効である。このようにした場合、一定の圧力では顕在化できない液晶表示装置３内部の不具合箇所を精度良く迅速に発見できる。
エアシリンダ６４を利用したローラユニット６の個別調整については先に説明したのでここでは省略する。

ステップＳ５では、画像表示面３１の押圧に合わせて、画像表示面３１をＣＣＤカメラ１５で撮影し、この画像と基準画像との差分を取る画像処理を制御コンピュータ３０の画像処理部２０でおこなう。
なお、ここでは基準画像と、各画像を比較する構成としているが、連続して撮影した、前後の画像を比較する構成としても良い。その理由を次に示す。
画像表示面３１を押圧すると、押圧された場所周囲に波紋状の偏光が発生する。
連続する２枚の画像を比較することによって、この偏向が引き起こす可能性のある誤判定を低減できる。どちらの画像にも記録される偏光は欠陥ではないからである。

ステップＳ６では液晶表示装置３の良否判定をおこなう。短絡欠陥である輝点が１つでも発見されればＮＧとして検査を終了し、輝点が１つも無ければＯＫとなる。
ステップＳ７では、全ての画像表示画３１に渡って終了したか否かを判断する。終了していない場合はステップ３に戻って処理を繰り返し、終了すればステップＳ８に進んで検査を終了する。
検査を終了すると、制御コンピュータ３０はＺ軸ロボットの押圧を解除し、Ｘ、Ｙ軸ロボットに指令を送って押圧部８を待機場所に復帰させる。そして液晶駆動装置５の電源をオフにする。

このように、この発明の液晶表示装置の検査装置と検査方法によれば、液晶表示装置３の画像表示面３１全体を均一に押圧でき、画像表示面３１全体を精度良く検査できる。
また、個々のローラの押圧力、押圧回数をフレキシブルに調整できるので、画像表示面３１の場所による撓み方の特性に合わせて押圧力を変化させて精度良く検査することができる。
また、押圧部８を画像表示面３１の一端から他端まで１回移動するだけで全画像表示面３１を押圧できるので、検査スピードを短縮できる。
さらに、検査対象である液晶表示装置３の機種が変わっても、検査台４を変更するだけで安価かつ簡便に対応できる。

この実施の形態では、検査対象の液晶表示装置３は駆動回路やバックライトを実装する前のパネル状態のものを使用したが、それぞれの回路を実装した後のモジュール状態のものであっても、駆動回路から検査用信号を生成して画像を表示すれば、検査台４を変更するだけでこの検査装置１を用いて検査することができる。また、制御コンピュータ３０はネットワーク３２に接続することも可能であり、液晶表示装置３の良否データ等を集計、管理することができる。

この発明の液晶表示装置の検査装置の実施の形態１における側面図である。 この発明の液晶表示装置の検査装置の実施の形態１における平面図である。 実施の形態１における検査対象である液晶表示装置３の断面図である。 この発明の液晶表示装置の検査装置の実施の形態１における制御系統を示すシステム構成図である。 この発明の液晶表示装置の検査装置の実施の形態１における押圧部８の側面図である。 この発明の液晶表示装置の検査装置の実施の形態１における押圧部８の正面図である。 従来の検査装置においてローラで画像表示面を押圧した時の、ローラと画像表示装置の断面図である。 この発明の液晶表示装置の実施の形態１において、検査装置１を使用した検査のフロー図である。

符号の説明

１ 液晶表示装置の検査装置、２ バックライトユニット、３ 液晶表示装置、
３１ 画像表示面、４ 検査台、５ 液晶駆動装置、６ ローラユニット、
６１ ローラ 、６２ ローラ支持部材、６３ 伸縮部材、６４ エアシリンダ、
７ ローラユニット支持部材、８ 押圧部、１０ Ｚ軸ロボット、１１ Ｘ軸ロボット、１２ Ｙ軸ロボット、１５ ＣＣＤカメラ、２０ 画像処理部、２１ 制御部、
２７ 良否判定部、２８ 軸コントローラ、３０ 制御コンピュータ、
３１ ネットワーク。

Claims (11)

1. 対向するガラス基板に設けた電極間に液晶を挟装する液晶表示装置の画像表示面を押圧して前記電極間の短絡を検出する検査装置において、
   前記液晶表示装置を固定する検査台と、
   前記液晶表示装置の電極端子に検査用の駆動信号を入力する信号入力手段と、
   前記画像表示面を押圧する複数のローラと、
   前記複数のローラを、押圧時の各ローラの軌跡が、他のローラの軌跡と重なり合うように互い違いに取り付けて移動させるローラ駆動制御機構と、
   前記画像表示面の画像を撮影する撮影機構と、
   前記画像から前記液晶表示装置の表示品位を判断する良否判定部
   とを備えたことを特徴とする液晶表示装置の検査装置。
2. 前記良否判定部は、前記画像表示面を押圧開始前に撮影する画像と押圧しながら撮影する各画像とを比較して良否判断することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置の検査装置。
3. 前記良否判定部は、前記画像表示面を押圧しながら撮影する、連続した２枚の画像を比較して良否判断することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置の検査装置。
4. 前記ローラ駆動制御機構は押圧力を段階的に制御して押圧できることを特徴とする請求項１乃至請求項３に記載の液晶表示装置の検査装置。
5. 前記画像表示面に対する押圧は、同じ場所を、複数回押圧することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の液晶表示装置の検査装置。
6. 前記ローラ駆動制御機構は、前記押圧力をローラ毎に制御できることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の液晶表示装置の検査装置。
7. 対向するガラス基板に設けた電極間に液晶を挟装する液晶表示装置の画像表示面を押圧して前記電極間の短絡を検出する検査方法において、
   前記液晶表示装置を検査台に固定するステップと、
   前記液晶表示装置の電極端子に検査用の駆動信号を入力するステップと、
   前記画像表示面を、複数のローラを各ローラの軌跡が他のローラの軌跡と重なり合うように互い違いに取り付けた押圧部で押圧しながら、前記画像表示面の画像を撮影するステップと、
   前記画像から前記液晶表示装置の表示品位の良否を判断するステップとを含むことを特徴とする液晶表示装置の検査方法。
8. 前記表示品位の良否を判断するステップは、前記画像表示面を押圧開始前に撮影する画像と押圧しながら撮影する各画像とを比較するステップを含むことを特徴とする請求項７に記載の液晶表示装置の検査方法。
9. 前記表示品位の良否を判断するステップは、前記画像表示面を押圧しながら撮影する、連続した２枚の画像を比較ステップを含むことを特徴とする請求項７に記載の液晶表示装置の検査方法。
10. 前記ローラによる前記画像表示面の押圧は、前記画像表示面上の同一地点で複数回、段階的に押圧力を変化させておこなうことを特徴とする請求項７乃至請求項９のいずれか１項に記載の液晶表示装置の検査方法。
11. 前記押圧力をローラ毎に制御することを特徴とする請求項７乃至請求項１０のいずれか１項に記載の液晶表示装置の検査方法。

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