(57)【要約】【課題】マザーガラス上のスペーサの高さを効率的に測定できる測定装置を提供する。【解決手段】実施形態に係る測定装置は、液晶パネルを作成するためのマザーガラス上に形成されたメインスペーサの高さを測定する測定装置であって、基台と、前記基台上に設置された複数のガントリと、前記複数のガントリに設置された複数の測定ヘッドと、を有する。前記複数のガントリは第２方向に移動可能に構成され、前記ガントリに設置された前記複数の測定ヘッドは、前記第２方向に交わる第１方向に移動可能に設置されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶パネルを作成するためのマザーガラス上に形成されたメインスペーサの高さを測定する測定装置であって、
基台と、
前記基台上に設置された複数のガントリと、
前記複数のガントリに設置された複数の測定ヘッドと、を有し、
前記複数のガントリは第２方向に移動可能に構成され、
前記ガントリに設置された前記複数の測定ヘッドは、前記第２方向に交わる第１方向に移動可能に設置されていることを特徴とする測定装置。
【請求項２】
さらに、前記基台上に、マザーガラスを載置可能なステージを備え、
前記ステージは、前記第２方向に移動可能に構成されていることを特徴とする請求項１に記載の測定装置。
【請求項３】
前記測定ヘッドは、前記複数のガントリそれぞれに２台備えられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶パネルを作成するためのマザーガラスの表面に形成されたスペーサの高さを測定する測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶パネルは、２枚のガラス基板の間に液晶層を備える構成である。その製造方法は、例えば滴下液晶法によれば、以下のとおりである。一方のガラス基板が形成されるマザーガラス上に光硬化型樹脂よりなるシール材を枠状に形成し、このシール材の枠の内側の第１マザーガラス上に、適量の液晶が滴下される。他方のガラス基板が形成されるマザーガラス上にはスペーサが均一の高さ（厚さ）に形成されている。このスペーサは、樹脂などからなる直径数μｍの略円柱状の突起物であり、上記２枚のマザーガラスを張り合わせたときに、これらの間のギャップ（間隙）を液晶パネル全体に亘って均一にするという作用を有する。次に、２枚のマザーガラスを真空中で重ね合わせることにより２枚のマザーガラス間に液晶が充填され、次に、これをガラス基板のサイズに切断することにより液晶パネルが作成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−４８１８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、スペーサの高さが不均一である場合、滴下した液晶の量が不適正となり、液晶の量が不足したり、余分になったりする。液晶の量が適正でない場合は、液晶パネルの品質が低下することになる。このため、マザーガラスを重ね合わせる前に、適正な液晶の滴下量を算出するために、マザーガラスの全域に亘って、スペーサの高さを正確に測定する必要がある。また、マザーガラス上のスペーサの数は非常に多いため、これを効率的に測定することが求められる。
【０００５】
そこで、本発明は、マザーガラス上のスペーサの高さを効率的に測定できる測定装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る測定装置は、液晶パネルを作成するためのマザーガラス上に形成されたメインスペーサの高さを測定する測定装置であって、基台と、前記基台上に設置された複数のガントリと、前記複数のガントリに設置された複数の測定ヘッドと、を有する。前記複数のガントリは第２方向に移動可能に構成され、前記ガントリに設置された前記複数の測定ヘッドは、前記第２方向に交わる第１方向に移動可能に設置されている。
【０００７】
この構成によれば、測定ヘッドによる測定位置、測定可能領域、測定パターンの自由度が高くなり、測定効率、稼働効率を向上させることができ、ひいては、マザーガラス全体の測定に必要なトータル時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】一実施形態に係る高さ測定装置の構成例を概略的に示す上面図
【図２】一実施形態に係る高さ測定装置の構成例を概略的に示す側面図
【図３】一実施形態に係る高さ測定装置の構成例を概略的に示す正面図
【図４】（ａ）はマザーガラスの構成を概略的に示す上面図、（ｂ）はガラス基板の構成を概略的に示す一部拡大図
【図５】ガラス基板の構成を概略的に示す縦断面図
【図６】マザーガラスの測定領域を概略的に示す上面図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態に係る測定装置１００の一実施形態について図面を参照しながら説明する。図１から図３に例示する測定装置１００は、基台１６上に設けられた第１ガントリ１０ａと第２ガントリ１０ｂを備えている。基台１６は基台足部１６ａ上に設置されている。第１ガントリ１０ａと第２ガントリ１０ｂの個々の構成は同じである。
【００１０】
第１ガントリ１０ａ及び第２ガントリ１０ｂは、第１方向に延在し、第２方向に移動可能に構成されている。第２ガントリ１０ｂが移動した状態を図１及び図２中に二点鎖線にて示している。第１方向と第２方向は、相互に交わる位置関係であってもよく、略垂直に交わる方向であってもよい。第１ガントリ１０ａ及び第２ガントリ１０ｂの第２方向の移動は、例えば第１ガントリ１０ａ及び第２ガントリ１０ｂ下部に設けられた図示しないリニアモータにより実現される。なお、以下、個々のガントリを示す場合は、第１ガントリ１０ａ、第２ガントリ１０ｂのように記述し、これらを総称して示す場合はガントリ１０のように添え字を付加しないで記述する。
【００１１】
第１ガントリ１０ａ及び第２ガントリ１０ｂには、測定ヘッド１４が備えられている。測定ヘッド１４には、対物レンズ１５が設けられている。第１ガントリ１０ａには測定ヘッド１４ａ、１４ｂが設置されており、第１方向に移動可能に構成されている。第２ガントリ１０ｂには測定ヘッド１４ｃ，１４ｄが設置されており、第１方向に移動可能に構成されている。以下、個々の測定ヘッドを示す場合には、測定ヘッド１４ａ、１４ｂのように記述し、これらを総称して示す場合には測定ヘッド１４のように添え字を付加しないで記述する。測定ヘッド１４の移動は、例えば第１ガントリ１０ａ及び第２ガントリ１０ｂに設けられた図示しないリニアモータにより達成される。
【００１２】
測定ヘッド１４には、対物レンズ１５が下方を望むように設置されている。測定ヘッド１４内には、対物レンズ１５の撮像エリア内のメインスペーサ３０及びサブスペーサ３２の高さ（厚さ）を測定するための三次元高さ計測装置を有している。測定方式としては、例えば光干渉方式を用いることができる。
【００１３】
上述したように、第２方向に移動可能に構成された第１ガントリ１０ａ及び第２ガントリ１０ｂと、これらに設置され、第１方向に移動可能に構成された測定ヘッド１４により、測定ヘッド１４は、測定装置１００の基台１６上を第１方向、及び第２方向に自在に移動可能に構成される。このため、測定ヘッド１４を、後述するステージ１８上に載置されるマザーガラス２０上の任意の場所に自由に移動させることが可能となる。また、第１ガントリ１０ａ及び第２ガントリ１０ｂに設置される測定ヘッド１４は、第１ガントリ１０ａ及び第２ガントリ１０ｂのそれぞれに２台ずつ配置される。
【００１４】
基台１６上であって第１ガントリ１０ａ及び第２ガントリ１０ｂ下方にはステージ１８が備えられている。ステージ１８上は、マザーガラス２０を載置可能に構成されている。ステージ１８は、第１ガントリ１０ａ及び第２ガントリ１０ｂの下方であって、基台１６上を第２方向に移動可能に構成されている。ステージ１８が移動した状態を図１及び図２中に二点鎖線にて示している。
【００１５】
図４及び図５に、測定装置１００の測定対象であるマザーガラス２０の構成を示す。図４（ａ）に示すように、マザーガラス２０には、複数個のガラス基板２２がマトリクス状に形成されている。図４（ｂ）は、ガラス基板２２の一部拡大図であり、図４（ａ）のＲ部の拡大図に相当する。図５は、メインスペーサ３０及びサブスペーサ３２が形成されたマザーガラス２０の断面図である。さらに、理解の助けとなるように、第２ガラス基板２２ｂを二点鎖線にて示し、第１ガラス基板２２ａ上にメインスペーサ３０を介して第２ガラス基板２２ｂが張り合わされた状態を示している。第１ガラス基板２２ａと第２ガラス基板２２ｂとが張り合わされた状態では、スペース３４には液晶が充填されていることになる。
【００１６】
本実施形態におけるメインスペーサ３０の高さ測定は、第２ガラス基板２２ｂが張り合わされる前に行われる。なお、例えば、第１ガラス基板２２ａには図示しないカラーフィルターが形成されており、第２ガラス基板２２ｂには図示しないＴＦＴ（thin film transistor）アレイが形成されている。
【００１７】
図４（ｂ）及び図５に示すように、ガラス基板２２の主面上に、メインスペーサ３０及びサブスペーサ３２が形成されている。メインスペーサ３０は、ガラス基板２２を上方から見た場合に、ガラス基板２２上に略正方形の頂点を構成するように例えば間隔２０μｍで、マトリクス状に配置されている。サブスペーサ３２は、メインスペーサ３０の間に、例えばメインスペーサの１／２ピッチ間隔で配列されており、その間隔は例えば１０μｍである。メインスペーサ３０は、例えば直径１０〜２０μｍ、高さ４μｍの円柱形状を呈している。サブスペーサ３２は、例えば直径１０〜２０μｍ、高さ３．７μｍの円柱形状を呈している。メインスペーサ３０及びサブスペーサ３２は、例えばポリイミドにより形成されている。
【００１８】
ガラス基板のうち図５において下側を第１ガラス基板２２ａ、上側を第２ガラス基板２２ｂとする。第１ガラス基板２２ａと第２ガラス基板２２ｂが張り合わされた状態において、メインスペーサ３０は、その上端側が第２ガラス基板２２ｂ側に当接していることで、第１ガラス基板２２ａ、２２ｂ間の間隙を所定の距離となるように構成されている。
【００１９】
サブスペーサ３２は、例えばガラス基板２２をタッチパネルに用いた場合に、タッチされたガラス基板２２に当接することでガラス基板２２の撓みを抑制し、ガラス基板２２を用いた液晶表示装置の性能を向上させることに貢献する。
【００２０】
メインスペーサ３０の高さは、図６に示すマザーガラス２０の中央領域２０ｂに比較して、端部領域２０ａにおいて不均一となる傾向にある。このため、適正な液晶の滴下量を見積もるために、端部領域２０ａの測定点数を多くとり、メインスペーサ３０の正確な高さ分布を把握したいという要求がある。
【００２１】
また、マザーガラス２０全体の測定に必要なトータル時間を短縮するため、第１ガントリ１０ａ、第２ガントリ１０ｂ、及びこれらに設置される測定ヘッド１４を操作し、できるだけ効率よくマザーガラス２０上の測定点における高さ測定を実行したいという要求がある。このため、本実施形態では、第１ガントリ１０ａ及び第２ガントリ１０ｂを第２方向に自由に移動可能となるように構成している。また、これらに設置される測定ヘッド１４を第１方向に自由に移動可能となるように構成している。これにより、測定ヘッド１４は第１方向、及び第２方向に自在に移動可能に構成されることにより、測定場所の自由度が得られる。
【００２２】
例えば、図６に示す測定点数の少ない中央領域２０ｂと、測定点数の多い端部領域２０ａで、効率的に高さ測定を実行できるように、第１ガントリ１０ａと第２ガントリ１０ｂの位置を設定することができる。例えば、第１ガントリ１０ａと第２ガントリ１０ｂを離し、第１ガントリ１０ａに設置された測定ヘッド１４ａ、１４ｂによる測定点と、第２ガントリ１０ｂに設置された測定ヘッド１４ｃ、１４ｄによる測定点とを分散させることができる。また、第１ガントリ１０ａに設置された測定ヘッド１４ａ、１４ｂに端部領域２０ａの測定を担当させ、第２ガントリ１０ｂに設置された測定ヘッド１４ｃ、１４ｄに中央領域２０ｂの測定を担当させることができる。このように、本実施形態に係る測定装置１００によれば、測定の自由度が向上するため、様々な測定の状況、要求に合わせて、自由に測定点、測定パターンを設定することが可能となる。
【００２３】
また、マザーガラス２０を載置可能なステージ１８は、第２方向に自由に移動可能に構成されている。これにより、第２方向における測定位置を順次移動する際に、第１ガントリ１０ａ及び第２ガントリ１０ｂの移動に加えて、ステージ１８の移動も加えることができるため、測定位置の移動時間の短縮に貢献できる。
【００２４】
本実施形態では、複数の測定ヘッド１４を、所定個数ずつ第１ガントリ１０ａ及び第２ガントリ１０ｂに分散して設置した。このため、測定ヘッド１４による測定位置、測定可能領域、測定パターンの自由度が高くなり、測定ヘッド１４による測定効率、稼働効率を向上させることができる。これにより、マザーガラス２０全体の測定に必要なトータル時間を短縮することができる。
【００２５】
測定ヘッド１４による測定位置、測定可能領域の自由度を高くするには、複数のガントリ１０のそれぞれに設置される測定ヘッド１４の数をなるべく少なくする方が望ましいと言える。しかし、測定効率等を考慮すれば、必ずしも測定ヘッド１４の数を少なくすれば良いということではない。それぞれの測定状況に合わせ、複数のガントリ１０のそれぞれに設置される測定ヘッド１４の数を、２つ、あるいは３つと言うように、適宜増やして適正な数となるように構成してもよい。
【００２６】
本実施形態では、４つの測定ヘッド１４（１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ）が、２つずつ、それぞれのガントリ１０ａ、１０ｂに設置された例を示したが、この数に限定する意図はない。本実施形態に係る測定装置１００は、複数の測定ヘッド１４を複数のガントリ１０に分散させて設置した点に特徴があり、これにより上述の効果を奏することができる。
【００２７】
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態に適用可能である。ガントリ１０に設置される測定ヘッド１４の数は、状況に応じて適宜変更することができる。例えば、ガントリ１０に設置される測定ヘッド１４の数は、測定位置の自由度を優先すれば、例えば１つとする等、できる限り数を少なくすることができる。また、例えば、より広い面積を有するマザーガラス２０を測定することを想定すれば、一つのガントリ１０に設置される測定ヘッド１４の数を、例えば３つ、４つ、５つと増設してもよい。また、測定の自由度を保持しつつ、測定効率を考慮した構成としては、例えば実施形態のように一つのガントリ１０に設置される測定ヘッド１４の数を２つとすることができる。
【００２８】
上述の実施形態では、第１ガントリ１０ａ及び第２ガントリ１０ｂが第２方向に移動可能な例を示して説明したが、例えば、第１ガントリ１０ａを固定位置とし、第２ガントリ１０ｂ及びステージ１８を移動可能として測定装置１００を構成してもよい。また、第１ガントリ１０ａ及び第２ガントリ１０ｂに加えて、さらに第３、第４のガントリ１０及びこれらに設置される測定ヘッド１４を増設してもよい。
【符号の説明】
【００２９】
図面中、１００は測定装置、１０はガントリ、１０ａは第１ガントリ、１０ｂは第２ガントリ、１４、１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄは測定ヘッド、１５は対物レンズ、１６は基台、２０はマザーガラス、２０ａは端部領域、２０ｂは中央領域、２２はガラス基板、２２ａは第１ガラス基板、２２ｂは第２ガラス基板、３０はメインスペーサ、を示す。
【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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