(57)【要約】【課題】基板間に液晶を注入した後に、液晶パネルの液晶量が適正量であるか否かを検査することができる検査装置を提供する。【解決手段】基板間に液晶が注入された液晶パネルに対して、駆動電圧を印加すると共に背面側から照明した状態で前記液晶パネルの表面を押圧する押圧手段と、前記押圧手段により押圧された液晶パネルの表面を撮影する撮影手段と、前記撮影手段により撮影された画像を取り込み、この取り込んだ画像から、前記押圧手段の押圧で変化する輝度が所定の閾値を越えた領域を輝度変化領域として、他の領域と二値化処理して示す画像処理手段と、前記画像処理手段により形成した画像において、前記押圧手段による押圧中心点から前記輝度変化領域の最長距離または輝度変化領域の面積を測定する測定手段とを備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板間に液晶が注入された液晶パネルに対して、駆動電圧を印加すると共に背面側から照明した状態で前記液晶パネルの表面を押圧する押圧手段と、
前記押圧手段により押圧された液晶パネルの表面を撮影する撮影手段と、
前記撮影手段により撮影された画像を取り込み、この取り込んだ画像から、前記押圧手段の押圧で変化する輝度が所定の閾値を越えた領域を輝度変化領域として、他の領域と二値化処理して示す画像処理手段と、
前記画像処理手段により形成した画像において、前記押圧手段による押圧中心点から前記輝度変化領域の最長距離または輝度変化領域の面積を測定する測定手段と、
を備えていることを特徴とする液晶パネルの液晶量検査装置。
【請求項２】
適量の液晶が注入された液晶パネルを前記押圧手段で押圧した状態における前記輝度変化領域の最長距離の範囲または面積の範囲を予め求め、該範囲から外れる場合は液晶量が過不足であると判定する判定手段を設けている請求項１に記載の液晶パネルの液晶量検査装置。
【請求項３】
前記判定手段により液晶量が過不足であると判定されると、警報を発する警報手段を備えている請求項２に記載の液晶パネルの液晶量検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶パネルの液晶量検査装置に関し、詳しくは、点灯状態の液晶パネルを押圧したときに生じる輝度の変化により、液晶パネルの液晶量が適正量であるか否かを検査するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、液晶パネルに液晶を注入する方法として、真空注入方式と滴下注入方式が主に採用されている。
真空注入方式では、２枚の基板を組み立てた後に、２枚の基板間に液晶を注入している。一方、滴下注入方式は、一方の基板に液晶を滴下した後に、他方の基板を重ね合わせて基板を組み立てている。
前記真空注入方式では、２枚の基板間の空間の真空引きと液晶の注入に非常に時間がかかるため、液晶パネルの大型化が進む今日では、滴下注入方式が多く採用される傾向にある。
【０００３】
しかしながら、前記滴下注入方式は２枚の基板を組み立てる前に液晶を滴下するため、２枚の基板を組み立てた後に液晶量を調節することができず、適正量の液晶を注入することが難しい問題がある。
液晶パネルに注入された液晶量が適正量の場合には、図７（Ａ）に示すように、基板１、２間全体に液晶３が均等に注入され、基板１、２間に配置されたスペーサ４の高さｈ１と基板１、２間の間隔ｈ２が略同一となる。一方、液晶が適正量よりも少ない場合には、図７（Ｂ）に示すように、基板１、２間に気泡５ができ、多い場合には、図７（Ｃ）に示すように、基板１、２間の間隔ｈ２がスペーサ４の高さｈ１よりも大きくなる。このように、液晶量が適正量よりも少ない場合には気泡により表示ムラが生じ、液晶量が適正量よりも多い場合には液晶の自重等により液晶が移動して表示ムラが生じ、いずれの液晶パネルも不良品となる。
【０００４】
そこで、特開２００５−７０６３４号公報（特許文献１）や特開２００５−１８９８７３号公報（特許文献２）において、２枚の基板間の間隔を規定するスペーサの高さ等を測定することにより液晶の適正量を予測し、この予測された量の液晶を滴下注入する方法が提供されている。
しかしながら、液晶パネルに注入される液晶の適正量は様々な要因で定まり、また、液晶の適正量を予測できても滴下注入装置が故障することもあるため、前記方法によって注入された液晶が本当に適正量であるか否か判断することができない。
そこで、基板間に液晶を注入した後に、液晶量が適正量であるか否かを検査することが要望されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−７０６３４号公報
【特許文献２】特開２００５−１８９８７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は前記問題に鑑みてなされたものであり、基板間に液晶を注入した後に、液晶パネルの液晶量が適正量であるか否かを検査することができる検査装置を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するため、本発明は、基板間に液晶が注入された液晶パネルに対して、駆動電圧を印加すると共に背面側から照明した状態で前記液晶パネルの表面を押圧する押圧手段と、
前記押圧手段により押圧された液晶パネルの表面を撮影する撮影手段と、
前記撮影手段により撮影された画像を取り込み、この取り込んだ画像から、前記押圧手段の押圧で変化する輝度が所定の閾値を越えた領域を輝度変化領域として、他の領域と二値化処理して示す画像処理手段と、
前記画像処理手段により形成した画像において、前記押圧手段による押圧中心点から前記輝度変化領域の最長距離または輝度変化領域の面積を測定する測定手段と、
を備えていることを特徴とする液晶パネルの液晶量検査装置を提供している。
【０００８】
本発明は、液晶パネルに注入された液晶量と、駆動電圧を印加すると共に背面側から照明した点灯状態における液晶パネルの輝度との関係に注目して鋭意研究した結果、液晶パネルを押圧すると液晶量によって輝度が変化する領域が相違し、液晶量が少ない程、押圧により輝度が変化する領域が小さく、逆に液晶量が多い程、押圧により輝度が変化する領域が大きくなることを知見してなされたものである。
このように、液晶パネルを押圧することにより液晶パネルの輝度が変化するのは、液晶パネルを押圧したときの押圧力がパネル内の液晶に伝わり、液晶が移動したり傾斜角度が変化し、この液晶が移動したり傾斜角度が変化した領域で光の透過量が変化して輝度が変化するものと考えられる。
即ち、液晶量が少ない場合、液晶パネルに加えられる押圧力の大部分が基板間のスペーサに主として作用し、液晶に作用する押圧力が小さくなるため、液晶の移動や傾斜角度の変化が生じる領域が小さくなり、輝度が変化する領域が小さくなる。
逆に、液晶量が多いと、液晶パネルに加えられる押圧力がスペーサと共に液晶にも作用するため（図７（Ｃ）参照）、液晶の移動や傾斜角度の変化が生じる領域が大きくなり、輝度が変化する領域が大きくなる。
【０００９】
前記した液晶量と液晶パネルへの押圧力との関係に基づいてなされた本発明の液晶量検査装置によれば、押圧手段により液晶パネルを押圧したときの輝度変化領域の広がりを見ることにより、液晶量が適正量であるか否かを判断している。
また、押圧手段で押圧した液晶パネルを撮影手段により撮影し、画像処理手段の二値化処理により、予め定めた閾値を超えて輝度が変化した領域を輝度変化領域とする一方、輝度が変化しなかった領域や閾値を超えない程度に少しだけ輝度が変化した領域を他の領域として、輝度変化領域と他の領域とを明確に区別した画像を形成している。よって、輝度変化領域と他の領域とを明確に判別することができる。液晶パネルにおいて実際に生じる輝度の変化は、押圧位置に近いほど輝度の変化量が大きく、押圧位置から離れるほど輝度の変化量が小さくなるため、輝度が変化している領域と輝度が変化していない領域の境界が判別しにくい。しかし、前記のような画像処理により輝度変化領域を明確に判別できるため、検査の正確性および判断速度を向上させることができる。
【００１０】
適量の液晶が注入された液晶パネルを前記押圧手段で押圧した状態における前記輝度変化領域の最長距離の範囲または面積の範囲を予め求め、該範囲から外れる場合は液晶量が過不足であると判定する判定手段を設けていることが好ましい。
さらに、前記判定手段により液晶量が過不足であると判定されると、警報を発する警報手段を備えていることが好ましい。
【００１１】
例えば、前記押圧手段により、５〜１０Ｎ（ニュートン）の押圧力で液晶パネルを押圧したときに、前記測定手段で測定された最長距離が２０〜１８０ｍｍ、より好ましくは５０〜１００ｍｍを液晶量の適正範囲とし、該範囲から外れると不適正な範囲としている。
【００１２】
前記構成によれば、検査員が測定手段による測定結果から液晶量が適正量であるか否かを判断する必要がなくなり、検査の正確性および速度をさらに向上させることができる。
前記押圧手段による押圧力を５〜１０Ｎとしているのは、押圧力が５Ｎより小さいと押圧力が小さすぎて液晶量の過不足に関係なく輝度変化が生じにくいからであり、１０Ｎより大きくても輝度変化領域に変化がなく、液晶パネルを傷めてしまうからである。
なお、液晶量が適正であるか否かを伝達する手段として前記警報手段に代えて、判定結果を表示手段により表示する構成としてもよい。
【発明の効果】
【００１３】
前述したように、本発明によれば、押圧手段により液晶パネルを押圧したときの輝度変化領域の広がりを見ることにより、液晶量が適正量であるか否かを判断することができる。
また、液晶パネルを押圧手段で押圧した状態を撮影手段により撮影し、画像処理手段の二値化処理により、予め定めた閾値を超えて輝度が変化した領域を輝度変化領域として他の領域と明確に区別した画像を形成しているため、輝度変化領域を明確に判別することができ、検査の正確性および判断速度を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
図１乃至図６に、本発明の実施形態を示す。
液晶パネルの液晶量検査装置１０（以下、検査装置１０と称す）は、液晶表示装置２０を載置する検査台１１と、該検査台１１と対向する位置に配置された押圧治具１２（押圧手段）と、該押圧治具１２の背後に配置されたＣＣＤカメラ１３（撮影手段）と、該ＣＣＤカメラ１３と接続されたコンピュータ１４と、該コンピュータ１４に接続された表示装置１５と、警報装置１６（警報手段）からなる。
本実施形態の検査対象となる液晶パネル２１は従来例で示した滴下注入方式により製造しているが、真空注入方式により製造した液晶パネルを本実施形態の検査装置１０により検査してもよい。
【００１５】
検査装置１０の検査台１１は、液晶表示装置２０を液晶パネル２１の表示面が垂直方向となるように支持するものであり、少なくとも液晶表示装置２０の下面と背面を支持するＬ字状の支持部１１ａを備えている。
【００１６】
前記検査台１１と対向する位置には、検査台１１に載置した液晶表示装置２０の表示パネル２１の表示面中央を表示面に対して垂直方向に押圧する押圧治具１２を配置している。該押圧治具１２は、シリンダ１２ａ内を摺動するピストン（図示せず）に連結されたロッド１２ｂがシリンダ１２ａから検査台１１側に延出し、該ロッド１２ｂの先端に硬質樹脂からなる押圧部材１２ｃを取り付けている。該押圧部材１２ｃの先端面は径が５〜１０ｍｍの円形状の平坦面としており、本実施形態では、径７ｍｍの円形状としている。
前記押圧治具１２の動作は、液晶パネル２１の表示面に押圧部材１２ｃの先端面を当接させた状態から５〜１０Ｎ（ニュートン）の押圧力で液晶パネル２１の表示面を押圧しており、本実施形態では１０Ｎの押圧力で液晶パネル２１の表示面中央を押圧している。駆動電圧が印加されると共に液晶表示装置２０のバックライト（図示せず）により背面側から照明された液晶パネル２１の表面を押圧治具１２で押圧すると、図３（Ａ）に示すように、押圧位置を囲む所要の領域において表示パネルの輝度が低下する。
【００１７】
前記ＣＣＤカメラ１３は、押圧治具１２の背後に配置されており、図２に示すように、押圧治具１２による押圧位置を中心として破線で囲んだ所要範囲の液晶パネル２１の表面を撮影するものである。このＣＣＤカメラ１３による撮影範囲は、押圧治具１２を押圧することによる液晶パネル２１の輝度の変化が生じ得る範囲を少なくとも撮影できるように適宜設定している。
【００１８】
前記ＣＣＤカメラ１３にはコンピュータ１４を接続しており、ＣＣＤカメラ１３で撮影した画像をコンピュータ１４に取り込み、該コンピュータ１４において所要の処理を施している。
前記コンピュータ１４は、画像処理手段、測定手段、記憶手段及び判定手段を備えている。
前記画像処理手段において、ＣＣＤカメラ１３から取り込んだ画像を表示パネルの輝度に応じて二値化処理しており、図３（Ｂ）に示すように、予め定めた閾値よりも輝度の高い領域を白表示とする一方、閾値を超えて輝度が低下した輝度の低い輝度変化領域Ｓを黒表示とした画像を形成している。
このように、二値化処理により形成された画像はコンピュータ１４に接続された表示装置１５に表示される。
【００１９】
また、コンピュータ１４の測定手段では、画像処理手段により形成された図３（Ｂ）に示す画像の押圧治具による押圧中心点Ｏから黒表示された輝度変化領域Ｓの周縁までの最長距離Ｌを測定している。
なお、本実施形態では、測定手段により押圧中心点Ｏから輝度変化領域Ｓの周縁までの最長距離Ｌを測定しているが、輝度変化領域Ｓの面積を測定する構成としてもよい。
【００２０】
さらに、コンピュータ１４の記憶手段には、輝度変化領域Ｓの押圧中心点Ｏから周縁までの最長距離Ｌと、その最長距離Ｌに対する液晶の過不足についてのデータが記憶されている。このデータと前記測定手段により測定した最長距離Ｌとを比較することにより、検査対象の表示パネル２１の液晶が適正量であるか否かを検査している。
本実施形態では、最長距離Ｌが５０ｍｍ〜１００ｍｍの場合には、液晶量が適正量であり、５０ｍｍより短いと液晶量が少な過ぎ、１００ｍｍより長いと液晶量が多過ぎるというデータが予め記憶されている。
【００２１】
前記コンピュータ１４の記憶手段に記憶されている前記最長距離Ｌと、その最長距離Ｌに対する液晶の過不足についてのデータは、本実施形態と同様の押圧治具１２、ＣＣＤカメラ１３、コンピュータ１４の画像処理手段および測定手段を用いて予め行った実験に基づいている。
即ち、図４に示すように、液晶パネル２０に注入する液晶量の最適量を１００％としたとき、９０〜１１０％の液晶を同様のパネルに注入し、各液晶パネルにおいて、本実施形態と同様の検査を行い、最長距離Ｌを測定した。
液晶量が９０％、９２％、９４％の場合には、最長距離Ｌが２０ｍｍ以下となり、液晶パネルに気泡が発生した。液晶量が９６％の場合には、最長距離Ｌが４０ｍｍで気泡は発生しなかったが、不良品を出す前に液晶量が適正量よりも減少傾向にあることを検出するために、本実施形態では、液晶量が９８％のときの最長距離Ｌ＝５０ｍｍを液晶の適正量の下限値としている。
逆に、液晶量が１１０％、１０８％の場合には、最長距離Ｌが１８０ｍｍ以上となり、垂直方向に立てた液晶パネルを加熱して柔らかくすると液晶が自重により下方に溜まり下膨れが発生した。液晶量が１０６％の場合には、最長距離Ｌが１２０ｍｍで下膨れは発生しなかったが、不良品を出す前に液晶量が適正量よりも増加傾向にあることを検出するために、本実施形態では、液晶量が１０４％のときの最長距離Ｌ＝１００ｍｍを液晶の適正量の上限値としている。
なお、測定手段により輝度変化領域Ｓの面積を測定する場合には、記憶手段には、輝度変化領域Ｓの面積と、その面積に対する液晶の過不足についてのデータが記憶されている。
【００２２】
液晶パネルの液晶量を検査する際には、前記測定手段によって測定した最長距離Ｌを前記データと比較し、図５（Ａ）に示すように、最長距離Ｌが５０〜１００ｍｍである場合には、コンピュータ１４の判定手段により液晶量が適正量であると判定される一方、図５（Ｂ）に示すように最長距離Ｌが５０ｍｍより短い、あるいは図５（Ｃ）に示すように１００ｍｍより長い場合には、判定手段により液晶量が適正量でないと判断され、コンピュータ１４に接続された警報装置１６により警報が発せられる。
【００２３】
次に、前記検査装置１０を用いた液晶量の検査方法について説明する。
まず、検査装置１０の検査台１１の所定位置に液晶表示装置２０を載置し、電源装置（図示せず）により表示パネル２１に駆動電圧を印加すると共にバックライトにより表示パネル２１を背面側から照明し、所謂、点灯状態とする。
次いで、表示パネル２１の表示面中央を押圧できるように押圧治具１２を所要位置に配置し、液晶パネル２１の表示面に押圧部材１２ｃの先端面を当接させた状態から１０Ｎの押圧力で液晶パネル２１の表示面を押圧し、該表示パネル２１をＣＣＤカメラ１３で撮影する。
【００２４】
次いで、ＣＣＤカメラ１３で撮影した画像をコンピュータ１４に取り込み、該コンピュータ１４の画像処理手段で前記画像を表示パネルの輝度に応じて二値化処理する。
このように、二値化処理により形成された画像を表示装置１５に表示すると共に、コンピュータ１４の測定手段により輝度変化領域Ｓの押圧中心点Ｏから周縁までの最長距離Ｌを測定し、該測定距離Ｌと記憶手段に記憶されたデータとを比較して判定手段により液晶量が適正量であるか否かを判定する。液晶量が適正量でなければ、警報装置１６により警報が発せられる。
警報装置１６より警報が発せられた場合には、コンピュータ１４の測定手段で測定した最長距離Ｌから液晶量が適正量に対してどれだけ減少または増加しているかを確認して、滴下注入する液晶量を調節する。
【００２５】
前記構成によれば、押圧治具１２により液晶パネル２１を押圧したときの輝度変化領域Ｓにおける押圧中心点Ｏから周縁までの最長距離Ｌを測定することにより、液晶量が適正量であるか否かを容易に判断することができる。
また、液晶パネル２１を押圧治具１２で押圧した状態をＣＣＤカメラ１３により撮影し、コンピュータ１４の画像処理手段により、予め定めた閾値を超えて輝度が変化した領域を輝度変化領域Ｓとして、輝度が変化しなかった領域や閾値を超えない程度に少しだけ輝度が変化した領域と明確に区別した画像を形成しているため、輝度変化領域Ｓを明確に判別することができ、検査の正確性および判断速度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施形態の液晶パネルの液晶量検査装置を示す図面である。
【図２】ＣＣＤカメラによる撮影範囲を示す図面である。
【図３】（Ａ）は押圧治具により押圧した液晶パネルをＣＣＤカメラで撮影した画像、（Ｂ）はＣＣＤカメラで撮影した画像を二値化処理した画像である。
【図４】液晶量と輝度変化領域の押圧中心点から周縁までの最長距離との関係を示す実験データおよび気泡と下膨れの発生の有無を示す表である。
【図５】二値化処理した画像を示し、（Ａ）は液晶量が適正である場合の画像を示す図面、（Ｂ）は液晶量が適正量より少ない場合の画像を示す図面、（Ｃ）は液晶量が適正量より多い場合の画像を示す図面である。
【図６】本実施形態の検査装置を用いた検査方法のフローチャートである。
【図７】液晶パネルの断面図を示し、（Ａ）は液晶量が適正量である状態を示す図面、（Ｂ）は液晶量が適正量よりも少なく気泡が生じている状態を示す図面、（Ｃ）は液晶量が適正量よりも多い状態を示す図面である。
【符号の説明】
【００２７】
１０  液晶パネルの液晶量検査装置
１１  検査台
１２  押圧治具（押圧手段）
１３  ＣＣＤカメラ（撮影手段）
１４  コンピュータ
１５  表示装置
１６  警報装置(警報手段)
２０  液晶表示装置
２１  液晶パネル
【図１】
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【図２】
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【図４】
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【図６】
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【図７】
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【図３】
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【図５】
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