JP3878977B2 - 平面表示装置の品位検査装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、液晶表示装置などの平面表示装置の品位を検査する装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、ブラウン管に代わる小型かつ軽量の表示装置として、液晶表示装置(LCD)などの平面表示装置(FPD)が注目されるに至っている。そして、このFPDの表示部の輝度分布や画素欠陥の検査などFPDの性能を含めた品位を検査する装置として、CCDアレイセンサなどよりなるラインセンサを用いた平面表示装置の品位検査装置(以下、単に検査装置という)が開発され、この種の検査装置に関する出願も多数行われるに至っている。
【0003】
ところで、上記検査装置においては、検査対象であるLCDなどのFPD(以下、LCDで代表させる)の複数の素子(画素)を複数の検出素子(画素)からなるラインセンサでスキャンして、LCDの各素子の光量を計測し、LCDの各素子の輝度の良否判定を行うようにしている。そして、この種の検査装置においては、LCDの光量を、セルフォックレンズ(商品名)などの屈折率分布レンズをアレイ化した集光レンズアレイによって集光した後、ラインセンサによって受光させているが、従来の検査装置においては、次のような不都合があった。
【0004】
すなわち、LCDは、その平面視形状は、通常、矩形であり、2枚の透明電極の間に液晶を設けてなるものであるが、LCDの画面とラインセンサとの距離がLCDの全面にわたって常に一定でないと、ラインセンサによる光量検出の精度が悪くなり、品位検査の精度に悪影響が及ぼされることとなる。例えば画素数が4000であるLCDをラインセンサでスキャンし、LCDの各素子の光量を計測した場合、LCDがその全面において水平でないときには、図6において符号Nで示すような信号レベルにバラツキのある光量検出データが得られることになる。このようなデータを基にして品位検査を行った場合、その精度に少なからぬ悪影響が及ぼされることはいうまでもない。
【0005】
この発明は、上述の事柄に留意してなされたもので、その目的は、LCDなどFPDの画面とラインセンサとの距離がFPDの全面にわたって常に一定になるようにFPDを保持することができ、もって、FPDを高精度に品位検査することができる検査装置を提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、この発明では、検査ステージ上に載置された平面表示装置の複数の素子を、前記検査ステージの上方においてスライド移動するスキャンスライダの保持部材に取り付けられた複数の検出素子からなるラインセンサでスキャンして、平面表示装置の各素子の光量を計測し、平面表示装置の各素子の輝度の良否判定を行うようにした液晶表示装置の品位検査装置において、前記検査ステージは、前記スキャンスライダのスライド方向における一端側が枢支される一方、前記スライド方向における他端側が回転自在かつ外側に向けて突設されたコロとこのコロに当接しながら前記スライド方向において進退する斜面部材とからなる水平機構によって上下方向に揺動するように保持され、前記スキャンスライダの保持部材は、前記検査ステージの両外側に垂直に設けられた支柱に沿って上下する上下機構によって上下移動自在に保持され、さらに、前記平面表示装置の画面とラインセンサとの間の画面センサ間距離を測定する距離測定装置が前記保持部材に前記ラインセンサに直交する方向においてスライド自在に取り付けられており、前記光量計測に先立って、前記距離測定装置によって画面センサ間距離を測定し、このときの実測値が予め設定されている画面センサ間距離の基準値に対して許容範囲外にあるときは、前記斜面部材を前記スライド方向において進退させて前記検査ステージのレベルを調整することにより、または、前記上下機構を動作させて前記ラインセンサの平面表示装置の画面に対する高さ方向の位置を調整することにより、前記平面表示装置の画面とラインセンサとが、前記画面の全面において等距離となるように補正する機能を備えさせてなることを特徴としている。
【0007】
上記検査装置においては、品位検査の際、検査対象であるLCDの画面とラインセンサとの距離を測定して前記距離にバラツキがあるときは、LCDを載置するステージのレベルを調整したり、ラインセンサのLCDの画面に対する高さ方向の位置を調整するなどして、前記画面の全面においてラインセンサとの距離が一定(等距離)になるように調整するのである。
【0008】
上述のように調整することにより、図6において符号Gで示すように、信号レベルにバラツキのない光量検出データが得られる。したがって、この補正された光量データに基づいて各素子の輝度の良否判定を行うことにより、品位検査の精度が向上する。
【0009】
【発明の実施の形態】
発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。まず、図1〜図3において、1は検査対象の平面視が例えば矩形であるLCD2を載置するための検査ステージで、ベース3上に設置されており、次のように構成されている。すなわち、4は4つの枠材4a〜4dからなる平面視矩形状の枠体で、一つの枠材4aは適宜の間隔をおいてベース3に立設された例えば2つの支持部材5によって枢支され、この枠材4aに対向する他端側の枠材4bには回転自在にコロ6が突設され、このコロ6をモータ7によって両矢印Aで示す水平方向に進退させられる斜面部材8によって保持するように構成された水平機構9によって、両矢印Bで示す方向に揺動するように保持されている。
【0010】
10は枠体4の枠材4c,4d間に架け渡された保持部材11に保持された回転機構で、この回転機構10の上部にLCD2を着脱自在に載置するためのステージ本体12が回動可能に保持されている。なお、図示してないが、このステージ本体12の表面には、LCD2の位置を固定するための複数の固定用部材が設けられている。
【0011】
13は枠体4の枠材4c,4dに沿って(両矢印Yで示す方向)左右一対のレール14a,14b上をスライド移動するスキャンスライダで、下端に摺動部15a,15bをそれぞれ有する垂直な2本の支柱16a,16bと、これら支柱16a,16bにそれぞれ設けられた上下機構17によって上下方向(図3において両矢印Zで示す方向)に移動できるように構成され、2本の支柱16a,16b間を連結するように保持された保持部材18とからなる。
【0012】
前記スキャンスライダ13の駆動機構を説明すると、19はベース3上に立設された軸受部材20によって保持され、両矢印Y方向に延設された例えばボールねじで、モータ21によって正、逆いずれの方向に回転するように構成されており、2本の支柱16a,16bの下端部間を枠体4の下方において連結する部材22に設けられたナット部材23が螺合している。したがって、モータ21の正転または逆転に伴ってボールねじ19が正転または逆転し、これにより、スキャンスライダ13が図2において左方向(例えば前進)または右方向(後進)に移動する。
【0013】
24は検査ステージ1のステージ本体12上に載置されるLCD2をその全幅をその全長にわたってスキャンするための検出器としてのラインセンサで、スキャンスライダ13の保持部材18の例えば下面側に設けられている。このラインセンサ24は、例えばCCDアレイセンサよりなるセンサ本体25とその前面(下方)に設けられるセルフォックレンズ(商品名)などの屈折率分布レンズをアレイ化した集光レンズアレイ26とからなり、LCD2の全幅(図1において両矢印Xで示す方向の長さ)よりやや長い。
【0014】
27はステージ本体12上に載置されたLCD2の画面とラインセンサ24との距離を測定する装置で、例えば超音波を利用した距離測定センサである。この距離測定センサ27は、スキャンスライダ13の保持部材18に、モータなどの駆動機構(図示してない)によって両矢印X方向に移動できるように設けられたブラケット28に取り付けられている。
【0015】
図4は、この発明の検査装置の全体構成を概略的に示すもので、この図において、29はLCD点灯制御回路、30はLCD点灯制御回路29に対して指令信号を出力する点灯制御ボードである。そして、31は水平機構9、回転機構10およびスキャンスライダ13のモータなどに対して所定の指令信号を出力するモータ制御ボードである。32はセンサ信号前処理ボードで、ラインセンサ24からの信号を前処理して第1、第2コンピュータ33,34に出力するものである。
【0016】
前記第1、第2コンピュータ33,34は互いに信号線で接続されており、第1コンピュータ33は、主として前記各ボード30〜32に制御信号を送出したり、センサ信号前処理ボード32からの信号を取り込んだりする。そして、第2コンピュータ34は、第1コンピュータ33から送られてくる信号を処理したり、センサ信号前処理ボード32からの信号を取り込んで処理する。このように、2つのコンピュータ33,34によって並列処理することにより、スループットが向上する。
【0017】
上述のように構成された検査装置の動作について、図5および図6をも参照しながら説明する。まず、検査対象であるLCD2を、その表示画面側が上になるようにして検査ステージ1のステージ本体12上に設置し、図5に示すようにして、LCD2の画面における適宜の点、例えば、中心点P0 と四隅にそれぞれ近い点P1 〜P4 とにおけるラインセンサ24に対する距離(以下、画面センサ間距離という)を距離測定センサ27を用いて測定し、そのデータを第2コンピュータ34のメモリに記憶させる。
【0018】
前記第2コンピュータ34のメモリには、予めLCD2とラインセンサ24との好ましい画面センサ間距離(画面センサ間距離基準値)が記憶させてあり、前記計測点P0 〜P4 における画面センサ間距離(画面センサ間距離実測値)が画面センサ間距離基準値に対して許容範囲にあるか否かが比較され、画面センサ間距離実測値が画面センサ間距離基準値に等しくなるようにステージ1のレベルを調整する。すなわち、計測点P0 〜P4 における画面センサ間距離を第2コンピュータ34に送って前記比較を行い、その結果に基づいて水平機構9や上下機構17a,17bに制御信号を送って、これら9,17a,17bを動作させ、ステージ1のレベルを調整するのである。
【0019】
例えば、図5において、LCD2の点P1 と点P3 とを結ぶ側の画面センサ間距離が点P2 と点P4 とを結ぶ側の画面センサ間距離よりも小さい場合、つまり、点P1 と点P3 とを結ぶ側が点P2 と点P4 とを結ぶ側よりも高くなっている場合は、水平機構9における斜面部材8を、図2において右方に移動させて、ステージ1のレベルが水平になるように調整し、LCD2のどの点においても画面センサ間距離が等しく、しかも、所定の値になるようにするのである。
【0020】
逆に、LCD2の点P1 と点P3 とを結ぶ側の画面センサ間距離が点P2 と点P4 とを結ぶ側の画面センサ間距離よりも大きい場合、つまり、点P1 と点P3 とを結ぶ側が点P2 と点P4 とを結ぶ側よりも低くなっている場合は、前記斜面部材8を図2において左方に移動させて、上記と同様にLCD2のどの点においても画面センサ間距離が等しく、しかも、所定の値になるようにするのである。
【0021】
上記いずれの場合も、調整後の画面センサ間距離が、ラインセンサ24の最大感度になるようにすることは勿論である。
【0022】
また、図5において、LCD2の点P1 と点P2 とを結ぶ側の画面センサ間距離が点P3 と点P4 とを結ぶ側の画面センサ間距離よりも小さい場合、つまり、点P1 と点P2 とを結ぶ側が点P3 と点P4 とを結ぶ側よりも高くなっている場合は、ラインセンサ24を保持しているスキャンスライダ13の保持部材18の保持高さを調節し、ステージ1のレベルが水平になるように調整するのである。すなわち、この場合、上下機構17aを上げるか、上下機構17bを下げて、画面センサ間距離を調整すればよい。
【0023】
逆に、LCD2の点P1 と点P2 とを結ぶ側の画面センサ間距離が点P3 と点P4 とを結ぶ側の画面センサ間距離よりも大きいとき、つまり、点P1 と点P3 とを結ぶ側が点P2 と点P4 とを結ぶ側よりも低くなっている場合は、上下機構17aを下げるか、上下機構17bを上げて、画面センサ間距離を調整すればよい。
【0024】
上記いずれの場合も、調整後の画面センサ間距離が、ラインセンサ24の最大感度になるようにすることはいうまでもない。
【0025】
上述のようにして、LCD2の画面とラインセンサ24とが前記画面の全面において等距離となるようにする、つまり、LCD2のどの点においてもLCD2の画面とラインセンサ24とが平行になるように調整することにより、図6において符号Gで示すように、信号レベルにバラツキのない光量検出データが得られる。
【0026】
上述のように調整した後、LCD点灯制御回路29を動作させてLCD2を点灯させ、その状態で、スキャンスライダ13をLCD2の長さ方向に沿って移動させて、ラインセンサ24によってLCD2における全ての素子における光量を受光する。前記ラインセンサ24からの信号は、センサ信号前処理ボード32を経て例えば第2コンピュータ34に入力され、LCD2の各素子の輝度の良否判定が行われる。
【0027】
そして、上記実施の形態においては、LCD2の画面とラインセンサ24との距離を超音波を利用した距離測定センサ27を用いて非接触方式で測定していたが、これに代えて、接触方式の距離測定センサを用いるようにしてもよい。
【0028】
また、LCD2の画面とラインセンサ24との距離を測定する場合、LCD2における5点であったが、これに限られるものではなく、LCD2の平面的サイズや形状に対応して適宜増減してもよいことはいうまでもない。
【0029】
上述の実施の形態においては、検査対象のFPDとしてLCDを例示しているが、この発明はこれに限られるものではなく、プラズマ表示パネルや発光ダイオード表示パネルなどのFPDの品位検査にも適用することができる。
【0030】
【発明の効果】
この発明は、検査ステージ上に載置された平面表示装置の複数の素子を、前記検査ステージの上方においてスライド移動するスキャンスライダの保持部材に取り付けられた複数の検出素子からなるラインセンサでスキャンして、平面表示装置の各素子の光量を計測し、平面表示装置の各素子の輝度の良否判定を行うようにした液晶表示装置の品位検査装置において、前記検査ステージは、前記スキャンスライダのスライド方向における一端側が枢支される一方、前記スライド方向における他端側が回転自在かつ外側に向けて突設されたコロとこのコロに当接しながら前記スライド方向において進退する斜面部材とからなる水平機構によって上下方向に揺動するように保持され、前記スキャンスライダの保持部材は、前記検査ステージの両外側に垂直に設けられた支柱に沿って上下する上下機構によって上下移動自在に保持され、さらに、前記平面表示装置の画面とラインセンサとの間の画面センサ間距離を測定する距離測定装置が前記保持部材に前記ラインセンサに直交する方向においてスライド自在に取り付けられており、前記光量計測に先立って、前記距離測定装置によって画面センサ間距離を測定し、このときの実測値が予め設定されている画面センサ間距離の基準値に対して許容範囲外にあるときは、前記斜面部材を前記スライド方向において進退させて前記検査ステージのレベルを調整することにより、または、前記上下機構を動作させて前記ラインセンサの平面表示装置の画面に対する高さ方向の位置を調整することにより、前記平面表示装置の画面とラインセンサとが、前記画面の全面において等距離となるように補正する機能を備えさせてなることを特徴としている。
したがって、この発明によれば、平面表示装置の各素子の光量を計測し、平面表示装置の各素子の輝度の良否判定を行う場合、前記光量計測に先立って、平面表示装置の画面とラインセンサとの間の距離を測定し、その結果に基づいて、前記斜面部材を前記スライド方向において進退させて検査ステージのレベルを調整することにより、または、上下機構を動作させて前記ラインセンサの平面表示装置の画面に対する高さ方向の位置を調整することにより、平面表示装置の画面とラインセンサとの距離が平面表示装置の全面にわたって常に一定になるように平面表示装置を保持させることができ、その結果、検査時における光量検出精度が均一となり、平面表示装置の品位検査の精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の検査装置の要部を示す斜視図である。
【図2】 前記要部の正面図である。
【図3】 前記要部の側面図である。
【図4】 前記装置の全体構成を概略的に示す図である。
【図5】 前記装置の動作説明図である。
【図6】 この発明の作用および従来技術の問題点を説明するための図である。
【符号の説明】
1…検査ステージ、2…平面表示装置、6…コロ、8…斜面部材、9…水平機構、13…スキャンスライダ、16a,16b…支柱、17a,17b…上下機構、18…保持部材、24…ラインセンサ、27…距離測定装置。
Claims (1)
- 検査ステージ上に載置された平面表示装置の複数の素子を、前記検査ステージの上方においてスライド移動するスキャンスライダの保持部材に取り付けられた複数の検出素子からなるラインセンサでスキャンして、平面表示装置の各素子の光量を計測し、平面表示装置の各素子の輝度の良否判定を行うようにした液晶表示装置の品位検査装置において、前記検査ステージは、前記スキャンスライダのスライド方向における一端側が枢支される一方、前記スライド方向における他端側が回転自在かつ外側に向けて突設されたコロとこのコロに当接しながら前記スライド方向において進退する斜面部材とからなる水平機構によって上下方向に揺動するように保持され、前記スキャンスライダの保持部材は、前記検査ステージの両外側に垂直に設けられた支柱に沿って上下する上下機構によって上下移動自在に保持され、さらに、前記平面表示装置の画面とラインセンサとの間の画面センサ間距離を測定する距離測定装置が前記保持部材に前記ラインセンサに直交する方向においてスライド自在に取り付けられており、前記光量計測に先立って、前記距離測定装置によって画面センサ間距離を測定し、このときの実測値が予め設定されている画面センサ間距離の基準値に対して許容範囲外にあるときは、前記斜面部材を前記スライド方向において進退させて前記検査ステージのレベルを調整することにより、または、前記上下機構を動作させて前記ラインセンサの平面表示装置の画面に対する高さ方向の位置を調整することにより、前記平面表示装置の画面とラインセンサとが、前記画面の全面において等距離となるように補正する機能を備えさせてなることを特徴とする平面表示装置の品位検査装置。
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