(57)【特許請求の範囲】
【請求項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。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【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。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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