JPH07199139A - 液晶基板の検査方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 信頼性の高い液晶基板の検査方法及びその装
置を提供すること。 【構成】 載置台２は移動基体２１に対してＺ、θ方向
に移動可能に構成され、移動基体２１がＸ基台４１及び
Ｙ基台５１により夫々Ｘ、Ｙ方向に移動できるようにな
っている。一方プロービング基板６は固定台に固定さ
れ、プロービング針６２と載置台２上の液晶基板３の電
極パッド３１との接触は、載置台２のみを移動させて行
われる。Ｘ基台４１とＹ基台５１との間、及びＸ基台４
１と移動基体２１との間のケーブルとして、フレキシブ
ルな絶縁性帯状体に印刷配線を施してなるＦＰＣケーブ
ル４４、５４が用いられる。液晶基板３あるいは液晶基
板３を含むガラス基板３０には少なくとも２個のマーク
３２Ａ、３２Ｂが付され、１個のＴＶカメラでこのマー
ク３２Ａ、３２Ｂを順次観察して液晶基板３のθ角を検
出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液晶ディスプレイを製
造するための液晶封入前の構成部品である液晶基板の検
査方法及びその装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ＴＦＴ−ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）
は、軽量、薄型、低消費電力であって、高画質が得られ
ることから大きな注目を集めており、より一層大画面、
高精度化を得るために開発が進められつつある。この種
のＬＣＤの製造技術は、半導体の場合に似ており、ガラ
ス基板上にＴＦＴを含む画素ユニット、データ線、ゲー
ト線を形成すると共に、ガラス基板の上に間隙を介して
透明電極を配置し、その間隙に液晶を封入することによ
ってＬＣＤが構成される。

【０００３】ところでＬＣＤにおけるパターンの微細化
が進み、大容量になればなる程、製造プロセス中の微粒
子などに起因して、例えばＴＦＴのゲート、ドレイン間
などのオープンショートや配線パターンと画素電極との
ショートといった欠陥が発生しやすくなるが、液晶封入
後に検査不良を見つけてもリペアすることができないた
め、ＬＣＤの各画素ユニットについて液晶封入前に動作
確認を行う必要がある。

【０００４】このため従来では、ＴＦＴのゲートライ
ン、ドレインラインの端部に夫々電極パッドを形成し、
これら電極パッドを介して電気信号の授受を行い、ＴＦ
Ｔの良否を判定するようにしている。図７はこのような
検査を行う従来の装置の一例であり、液晶基板１にはＴ
ＦＴのゲートライン及びドレインラインに夫々対応し
て、縦、横に電極パッド１１が配列されている。この液
晶基板１は、Ｘ、Ｙ、Ｚ、θ方向に、移動可能な載置台
１２上に載置されると共に、載置台１２の上方側には、
前記電極パッドの配列に対応して配列されたプロービン
グ針１３を備えかつガイド機構１４Ａ、１５Ａにより
Ｘ、Ｙ方向に夫々移動自在なプロービング基板１４、１
５が配設されている。なお一方のプロービング基板１５
は図示の便宜上鎖線で示してある。更にプロービング基
板１４、１５の上方には例えば２台のカメラ１６、１６
が設けられている。なお１２Ａ、１２Ｂは夫々Ｘガイド
機構、Ｙガイド機構であり、リボンケーブルやフラット
ケーブルなどのケーブル、あるいはこれらケーブルをキ
ャタビラ型の保護具内に収納したものなどにより載置台
１２の駆動部に外部から制御信号が送られるようになっ
ている。

【０００５】そして所定のロード領域から載置台１２を
介して、液晶基板１をプロービング領域まで搬送し、２
台のカメラ１６、１６により、液晶基板１に形成された
２個の位置合わせ用マーク（図示せず）を夫々同時に見
て載置台１２のθ方向の位置を調整し、これにより載置
台１２のθ方向の位置を決め、次いでプロービング基板
１４、１５を夫々Ｙ方向に駆動し、載置台１２を上昇さ
せてプロービング針１３の数に対応した数の電極パッド
１１をプロービング針１３に順次接触させるようにして
いる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述の検
査装置は、以下のような問題があった。

【０００７】（１）プロービング基板１４、１５を移動
させるとパーティクルが発生し、このパーティクルによ
り液晶基板の電気的欠陥が発生するという問題があっ
た。更に液晶基板１の電極パッド１１自体が微小になる
と共に電極パッド１１の配列間隔が狭くなり、しかも液
晶基板１が大型化して電極パッドの数が増えてくると、
載置台１２に含まれる位置の誤差とプロービング基板１
４、１５の移動に伴う位置の誤差との重なりにより、全
ての電極パッド１１にプロービング針１３を正確に接触
させることが困難である。

【０００８】（２）２台のカメラ１５を見ながら液晶基
板１の位置合わせ用マークを同時に所定のポイントに位
置させれば高速に載置台１２の位置合わせを行うことが
できるが、この場合カメラ１５同士の位置が正確に合っ
ており、かつＸ，Ｙのいずれかの軸に対して完全に平行
であることが前提であり、その位置合わせが非常に難し
いし、しかも液晶基板１の種類が変更になった場合に
は、カメラ１５同士の位置合わせを再度やり直さなけれ
ばならない。

【０００９】本発明は、このような事情のもとになされ
たものであり、その目的は、信頼性の高い液晶基板の検
査方法及び検査装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、液晶
基板の電極パッドにプロービング基板のプロービング接
触手段を接触させ、テスタからプロービング接触手段を
介して液晶基板に検査用の信号を与えて、液晶基板を検
査する方法において、液晶基板を、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ
方向及びＺ軸のまわりの周方向に移動自在な載置台上に
載置し、前記プロービング接触手段に対する載置台の位
置合わせ工程、及び液晶基板とプロービング接触手段と
の接触工程を、前記プロービング基板の位置を固定して
おくと共に前記載置台を移動させて行うことを特徴とす
る。

【００１１】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、載置台あるいは液晶基板上に互に離れた少なくとも
２個の位置合わせ用マークを設け、これら位置合わせ用
マークを１台の撮像手段で順次撮像し、前記撮像手段で
撮像した位置合わせ用マークの位置にもとづいて載置台
のＺ軸まわりの周方向の位置を調整することを特徴とす
る。

【００１２】請求項３の発明は、液晶基板の電極パッド
にプロービング基板のプロービング接触手段を接触さ
せ、テスタからプロービング接触手段を介して液晶基板
に検査用の信号を与えて、液晶基板を検査する装置にお
いて、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向及びＺ軸まわりの周方向
に移動自在な液晶基板の載置台と、この載置台の駆動部
に制御信号を伝送し、フレキシブルな絶縁性帯状体に印
刷配線を施してなるフレキシブルプリントサーキットケ
ーブルと、を備えてなることを特徴とする。

【００１３】請求項４の発明は、請求項３の発明におい
て、載置台は、液晶基板を温度調整する温度調整手段を
備えていることを特徴とする。

【００１４】請求項５の発明は、請求項３または４の発
明において、載置台上の液晶基板の被検査面に清浄気体
を吹き付けるための気体吹き付け手段を備えてなること
を特徴とする。

【００１５】

【作用】プロービング基板を固定部に固定し、載置台上
の液晶基板の電極パッド列がプロービング基板の接触手
段の配列に対応する位置となるように載置台をステップ
移動させ、各停止位置にて載置台を上昇させて電極パッ
ドと接触手段とを接触させる。接触手段例えばプロービ
ング針の針先を合わせておけば、プロービング基板につ
いては位置が狂う要素はないので、載置台のガイド機構
を正確に設定することにより接触手段と電極パッドとを
高精度に接触させることができる。そして外部から載置
台の駆動部に制御信号を伝送するケーブルとしてフレキ
シブルプリントサーキットケーブルを用いれば、液晶基
板が大型化して載置台の移動領域が広くなっても断線や
接触不良が起こりにくく、信頼性が高い。

【００１６】

【実施例】図１は本発明の実施例に係るプロービング基
板及び載置台を示す概観斜視図である。図中２は載置台
であり、この載置台２上には液晶を封入する前のＴＦＴ
−液晶基板３が例えば４面取りされたガラス基板３０が
載置されている。各液晶基板３には、ＴＦＴのドレイン
ラインに接続される、例えば１００μｍ×３０００μｍ
の大きさの電極パッド３１（３１ａ）が、相互に対向す
る両縁に沿って例えば９６０個ずつ配列されると共に、
ＴＦＴのゲートラインに接続される、同様の大きさの電
極パッド３１（３１ｂ）が電極パッド３１ａの列に直交
する一縁に沿って例えば４８０個配列されている。ただ
し図示の便宜上パーティクルを個々に示すのではなくパ
ーティクルの群よりなるブロックとして示してある。

【００１７】前記載置台２は、ガラス基板３０を固定す
るために真空チャックなどのチャック部を備えており、
図２に示すように移動基体２１の上に回転昇降部２２を
介して支持されており、回転昇降部２２は、Ｚ方向及び
θ方向（Ｚ軸のまわり周方向）に移動できるように構成
されている。移動基体２１の下方側にはＸ基台４１が設
けられ、このＸ基台４１上には、２本のガイドレール４
２、４２がＸ方向に沿って並行状に設けられると共に、
Ｘ方向に伸びかつモータＭ１により駆動されるボールネ
ジ４３が設けられている。移動基体２１は、前記ガイド
レール４２、４２に沿ってガイドされるように、図示し
ない軸受け部を介してガイドレール４２、４２上に載せ
られると共に、ボールネジ４３に螺合して、ボールネジ
４３の回動によりＸ方向に移動できるようになってい
る。

【００１８】前記Ｘ基台４１の下方側にはＹ基台５１が
設けられ、このＹ基台５１上には、２本のガイドレール
５２、５２がＹ方向に沿って並行状に設けられると共
に、Ｙ方向に伸びかつモータＭ２により駆動されるボー
ルネジ５３が設けられている。このＹ基台５１は、ボー
ルネジ５３の回動によりガイドレール５２、５２に沿っ
てガイドされるようになっている。前記Ｙ基台５１の上
面とＸ基台４１の下面との間には、コネクタ５４ａ、５
４ｂを介してフレキシブルプリントサーキットケーブル
（以下ＦＰＣケーブルという）５４が設けられると共
に、Ｘ基台４１の上面と移動基体２１の側面との間には
コネクタ４４ａ、４４ｂを介してＦＰＣケーブル４４が
設けられている。

【００１９】前記ＦＰＣケーブル４４、５４は、図３に
示すようにフレキシブルな絶縁性の帯状体例えばポリイ
ミド樹脂よりなる厚さ１．０ｍｍの帯状体ＢＡに信号伝
送部分である例えば銅箔よりなるプリント配線ＰＣを形
成してなるものであり、流れる電流容量に応じて幅が変
えられている。

【００２０】そして前記ＦＰＣケーブル５４は、モータ
Ｍ１の制御信号、回転昇降部２２の制御信号（Ｚ方向、
θ方向の制御信号）、各センサの入出力信号、各モータ
の電源電圧、あるいは、後述のように載置台２内に内臓
された温度調整手段に与えられる温度調整用の信号など
を外部の制御部ＣＬより伝送しかつ図示しないエンコー
ダからのパルス信号を制御部ＣＬ側に伝送するためのも
のであり、更にアースラインも含まれている。モータＭ
１の制御信号や電源電圧は、Ｘ基台４１に設けられてい
る配線（図示せず）を介してモータＭ１に送られ、更に
このＸ基台４１から載置台２へ必要な電源電圧や制御信
号などがＦＰＣケーブル４４を通じて送られる。

【００２１】また前記載置台２の内部には温度調整手段
が設けられており、この例では温度調整手段は、加熱手
段例えば抵抗発熱体２３と冷却手段例えば冷却水などの
冷媒が流れる冷媒路２４とを有している。更にガラス基
板３０の表面には例えばガラス基板３０の一辺と並行な
直線上に沿って、２個の位置合わせ用マーク例えばクロ
スマーク３２Ａ、３２Ｂが形成されている。なお上述の
ように載置台２は、Ｘ基台４１、Ｙ基台５１によりＸ、
Ｙ方向に移動するが、この移動領域の近傍には、図１に
示すように前記ガラス基板３０の位置合わせを行うよ
う、図示しない光センサなどを備えた位置合わせ台３３
が設けられており、従って図示しないローダ部より載置
台２への載せ換え時におけるガラス基板の向きの誤差を
吸収できる。

【００２２】前記載置台３の移動領域の上方には、プロ
ービング基板６が設けられており、このプロービング基
板６は、基板本体６１の下面に、液晶基板３の電極パッ
ド３１の配列に対応してプロービング針６２が配列され
て構成されている。前記基板本体６１は、固定部の一部
である固定板６３ａを介して、載置台２の移動領域を囲
む筐体の上面部６３に固定されている。前記上面部６３
におけるプロービング基板６の側方位置には、ガラス基
板３０上の位置合わせ用マーク３２Ａ、３２Ｂを撮像す
るための撮像手段例えばＴＶカメラ６６が取り付けられ
ている。

【００２３】なおプロービング基板６は、信号の授受や
給電を行うためのケーブル６４を介して信号処理を行う
ためのテスタ６５（図１参照）に接続されている。

【００２４】次に上述実施例の作用について述べる。先
ず図示しないローダ部より、例えば液晶基板３が４面取
りされたガラス基板３０が位置合わせ台３３上に搬送さ
れ、ここでガラス基板３０の位置合わせが行われた後載
置台２上に受け渡される。次いで載置台２はＴＶカメラ
６６の下の位置合わせ領域に移動し、例えばオペレータ
がＴＶカメラ６６により載置台２上の一方の位置合わせ
用マーク３２Ａ及び他方の位置合わせ用マーク３２Ｂを
順次捉え、載置台２のθ方向の位置合わせが行われる。
即ち図４に示すように一方のマーク３２ＡをＴＶカメラ
６６の視野の中心に合わせた後、載置台２をＸ方向に移
動させ、他方のマーク３２Ａが視野の中心からＹ方向に
外れた距離ｄを求め、これにより載置台２の本来の向き
からずれている角度θが求まる。

【００２５】続いて載置台２をＸ、Ｙ方向に予め制御系
に記憶されている量例えばモータＭ１、Ｍ２に付設され
た図示しないエンコーダの所定パルス数だけ移動させ、
こうしてプロービング基板６の下の検査領域にガラス基
板３０の中の１つの液晶基板３が位置する。このとき当
該液晶基板３の電極パッド３１（３１ａ、３１ｂ）の配
列とプロービング基板６のプロービング針６２の配列と
がＸ、Ｙ、θ方向で一致した状態になっており、載置台
２を上昇させることにより電極パッド３１とプロービン
グ針６２とが接触し、このとき載置台２を接触位置から
微小量上昇させることによりオーバドライブをかけて接
触を確実にする。

【００２６】こうして液晶基板３の電極パッド３はプロ
ービング針６２及びケーブル６４を通じてテスタ６５に
電気的に接続され、テスタ６５より検査用の信号が液晶
基板３に与えられて電気的検査が行われる。その後ガラ
ス基板３０上の残りの３枚についても同様にして検査が
行われる。なお図示しないローダ部のカセット内からガ
ラス基板を取り出す場合、所定の順序に従って取り出し
てもよいし、ホストコンピュータからの指令にもとづき
順不同で取り出してもよい。また液晶基板３を常温で検
査する場合に限らず抵抗発熱体２３による加熱、及び／
または冷媒による冷却を伴って液晶基板３を例えば＋５
〜＋１５０℃の温度範囲で検査することもできる。

【００２７】上述実施例によれば、プロービング基板６
を筐体側に固定し、載置台２のみを移動させてプロービ
ング針６２と液晶基板３の電極パッド３１とを接触させ
るようにしているため、プロービング針６２の配列を正
確に設定しておけば、プロービング基板６の位置は問題
にならないから載置台２側の位置精度を確保することに
より正確な接触を行うことができ、従って信頼性の高い
検査を行うことができ、特に液晶基板３のパターンが微
細化して電極パッドが微小化しかつその間隙も狭くなる
傾向にあることから、非常に有効である。またプロービ
ング基板６の移動に伴うパーティクルの発生の問題もな
くなるし、位置センサーなどが少なくなる。

【００２８】そして１台のＴＶカメラ６６の下に載置台
２の位置合わせ用マーク３２Ａ、３２Ｂを順次移動させ
ることにより載置台２のθ方向の位置を設定しているた
め、ＴＶカメラ６６の位置設定が不要であるし、またガ
ラス基板３０のサイズが変わっても対応できる。更に載
置台２を移動させる手段において、相対的に移動する部
材間の信号路及び給電路としてＦＰＣケーブル４４、５
４を用いており、このＦＰＣケーブルは繰り返しの折り
曲げに対して非常に大きな耐久性を有しているため、液
晶基板が大型化し、載置台２の移動ストロークが大きく
なっても断線や接触不良が抑えられ、信頼性の高い検査
を行うことができる。

【００２９】以上において本発明では、１枚のガラス基
板上に液晶基板を多面取りしたものに限らず、液晶基板
が各々別体になっているものを検査対象としてもよいこ
とは勿論である。そして本発明の液晶基板とは、１枚の
液晶基板、及び上述実施例のように複数枚の液晶基板が
形成されたガラス基板のいずれも相当するものである
が、実施例の説明では便宜上液晶基板とガラス基板との
用語を適宜使い分けている。また図５に示すように液晶
基板３のＴＦＴのドレイン端子側の電極パッド３１ａ
に、一列の電極パッド３１ａの総数よりも小さい数のプ
ロービング針７２を基板本体７１に設けたプロービング
基板７を順次接触させて検査を行う場合にも本発明を適
用できる。なおプロービング接触手段としては、プロー
ビング針に限らずバンプなどであってもよい。

【００３０】更にまた本発明は、図６に示すように構成
してもよい。この例では、プロービング基板６、載置台
２及び載置台２を移動させる機構を筐体８内に収納する
と共に、筐体８の底面部に金網が配置された空気排気口
８１を形成してこの下に通風手段である吸引ファン８２
を取り付ける構成としている。このようにすれば、載置
台２の駆動部からパーティクルが発生しても下方側に流
れるので液晶基板へのパーティクルの付着を防止でき
る。

【００３１】更にまた図６に併せて示すように、検査領
域における載置台２上の液晶基板３の表面に例えば斜め
上方から清浄気体例えば窒素ガスを吹き付ける気体吹き
付け手段８４を設けてもよく、この場合液晶基板へのパ
ーティクルの付着をより一層抑えることができる。なお
気体吹き付け手段としては、例えば窒素ガスボンベから
の清浄な窒素ガスを吹き付けるノズルなどを用いること
ができる。

【００３２】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、プロービング
基板が固定されているので、液晶基板へのパーティクル
の付着を防止でき、また液晶基板の電極パッドと接触手
段との位置合わせを高精度で行うことができ、信頼性の
高い検査を行うことができる。また請求項２の発明によ
れば、載置台の位置合わせを簡単に行うことができる。

【００３３】更に請求項３の発明によれば載置台の駆動
部への制御信号の伝送路について断線や接触不良が少な
い。請求項４の発明によれば液晶基板の環境試験を加え
た幅広い検査を行うことができる。請求項５及の発明に
よれば、液晶基板の被検査面へのパーティクルの付着を
防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る液晶基板の検査装置の全
体構成を示す概略斜視図である。

【図２】本発明の実施例に係る液晶基板の検査装置の全
体構成を示す縦断側面図である。

【図３】ＦＰＣケーブルを示す外観図である。

【図４】載置台の位置合わせの様子を示す説明図であ
る。

【図５】本発明の他の実施例に用いるプロービング基板
を示す概略斜視図である。

【図６】本発明の更に他の実施例を示す概略側面図であ
る。

【図７】従来の液晶基板の検査装置を示す概略斜視図で
ある。

【符号の説明】

２ 載置台 ２２ 抵抗発熱体 ２３ 冷媒路 ３ 液晶基板 ３１ 電極パッド ３０ ガラス基板 ３２Ａ、３２Ｂ 位置合わせ用マーク ４２、５２ ガイドレール ４４、５４ ＦＰＣケーブル ６ プロービング基板 ６２ プロービング針 ８４ 気体吹き付け手段

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 液晶基板の電極パッドにプロービング基
   板のプロービング接触手段を接触させ、テスタからプロ
   ービング接触手段を介して液晶基板に検査用の信号を与
   えて、液晶基板を検査する方法において、 液晶基板を、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向及びＺ軸のまわり
   の周方向に移動自在な載置台上に載置し、 前記プロービング接触手段に対する載置台の位置合わせ
   工程、及び液晶基板とプロービング接触手段との接触工
   程を、前記プロービング基板の位置を固定しておくと共
   に前記載置台を移動させて行うことを特徴とする液晶基
   板の検査方法。
2. 【請求項２】 載置台あるいは液晶基板上に互に離れた
   少なくとも２個の位置合わせ用マークを設け、 これら位置合わせ用マークを１台の撮像手段で順次撮像
   し、 前記撮像手段で撮像した位置合わせ用マークの位置にも
   とづいて載置台のＺ軸まわりの周方向の位置を調整する
   ことを特徴とする請求項１記載の液晶基板の検査方法。
3. 【請求項３】 液晶基板の電極パッドにプロービング基
   板のプロービング接触手段を接触させ、テスタからプロ
   ービング接触手段を介して液晶基板に検査用の信号を与
   えて、液晶基板を検査する装置において、 Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向及びＺ軸まわりの周方向に移動
   自在な液晶基板の載置台と、 この載置台の駆動部に制御信号を伝送し、フレキシブル
   な絶縁性帯状体に印刷配線を施してなるフレキシブルプ
   リントサーキットケーブルと、を備えてなることを特徴
   とする液晶基板の検査装置。
4. 【請求項４】 載置台は、液晶基板を温度調整する温度
   調整手段を備えていることを特徴とする請求項３記載の
   液晶基板の検査装置。
5. 【請求項５】 載置台上の液晶基板の被検査面に清浄気
   体を吹き付けるための気体吹き付け手段を備えてなるこ
   とを特徴とする請求項３または４記載の液晶基板の検査
   装置。