JPH07311375A - 液晶ディスプレイ基板検査装置の検査ステージ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 検査ステージに対する液晶ディスプレイ基板
の位置合わせを容易に行ない得る液晶ディスプレイ基板
検査装置の検査ステージを提供する。 【構成】 検査ステージ１上に、基板４を保持するチャ
ックプレート１０、チャックプレート１０の位置および
向きの調整を行なうＸＹθステージ９、基板４へのプロ
ービングを行なうプローブフレーム１３を支持するプロ
ーブフレームステージ１２、ハンドリングロボットとの
間で基板４の受け渡しを行なうリフトピン１１等を有す
るステージトップ８が設置されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液晶表示パネル等に用
いられる液晶ディスプレイ基板に生じる欠陥を検査する
装置に設けられ、液晶ディスプレイ基板を保持してスキ
ャンさせるための検査ステージに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示パネルは、液晶ディスプレイ基
板上にスペーサを介して透明基板が配置され、液晶ディ
スプレイ基板と透明基板との間に形成された空間に液晶
を封入したものである。近年、液晶表示パネルは液晶テ
レビ等に適用されるために大面積化、高密度化が進んで
いるが、これにより画素寸法や配線幅は非常に小さくな
っており、液晶ディスプレイ基板の製造工程において雰
囲気中の塵埃等により断線欠陥や短絡欠陥が発生するこ
とは避けられない。そこで、液晶パネル組立前に検査装
置を用いた液晶ディスプレイ基板の検査が行なわれてい
る。

【０００３】この液晶ディスプレイ基板検査装置では、
液晶ディスプレイ基板上の画素電極に電圧を印加する
と、その際に欠陥発生箇所が正常箇所と比べて電気的ま
たは光学的に異なった状態となることを検知しようとす
るものである。したがって、液晶ディスプレイ基板検査
装置は、液晶ディスプレイ基板上のコンタクトパッドに
押し当てられる複数のプローブを有するプローブフレー
ムと、プローブに電圧を印加した後電流を測定するため
の電圧印加・電流測定装置と、光源、受光器等の光学機
器が内蔵された検査ヘッドと、検査対象である液晶ディ
スプレイ基板を検査ヘッドの下方で保持してスキャンさ
せる検査ステージを有している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の液晶
ディスプレイ基板検査装置において、前記プローブを液
晶ディスプレイ基板上の複数箇所のコンタクトパッドに
押し当てる場合、例えば１ｍｍ以下といった小さい面積
のコンタクトパッド上に針状のプローブをそれぞれ接触
させなければならないため、検査ステージ内で液晶ディ
スプレイ基板を保持する際には高い位置精度が要求され
るものである。しかしながら、検査ステージ自体の水平
面内での前後左右方向の移動は、液晶ディスプレイ基板
をスキャンさせるためのものであって、検査ステージに
対する位置合わせは作業者が人手で行なわなければなら
ず、手間がかかるとともに位置精度を向上させることが
困難であった。

【０００５】本発明は、前記の課題を解決するためにな
されたものであって、検査ステージに対する液晶ディス
プレイ基板の位置合わせを容易に行ない得る液晶ディス
プレイ基板検査装置の検査ステージを提供することを目
的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、請求項１記載の液晶ディスプレイ基板検査装置の
検査ステージは、液晶ディスプレイ基板検査装置に設け
られ、検査ヘッドの下方で液晶ディスプレイ基板を保持
して水平面内で前後左右方向にスキャンさせることによ
り、前記液晶ディスプレイ基板の全面を検査するための
検査ステージであって、ステージトップがその上面に設
置され、該ステージトップには、前記液晶ディスプレイ
基板を保持するチャックプレートと、該チャックプレー
トの位置および向きの調整を行なうためのアライメント
ステージと、前記液晶ディスプレイ基板のコンタクトパ
ッドに対してプロービングを行なうプローブフレームを
保持するプローブフレームステージとが具備されている
ことを特徴とするものである。

【０００７】また、請求項２記載の液晶ディスプレイ基
板検査装置の検査ステージは、前記チャックプレート
が、アライメントステージに対して水平面内で前後左右
方向に移動可能かつ回転可能に設置されていることを特
徴とするものである。

【０００８】また、請求項３記載の液晶ディスプレイ基
板検査装置の検査ステージは、前記ステージトップに、
鉛直方向に延びて前記基板を複数点で支持する複数のリ
フトピンが昇降可能に設けられ、該リフトピンは、前記
チャックプレートの上面から一定寸法上方に突出する位
置まで上昇可能とされるとともに、該上面より一定寸法
下方に埋没する位置まで下降可能とされていることを特
徴とするものである。

【０００９】また、請求項４記載の液晶ディスプレイ基
板検査装置の検査ステージは、前記リフトピンが下限位
置まで下降した状態のときに、前記プローブフレームス
テージが昇降可能に設けられたことを特徴とするもので
ある。

【００１０】

【作用】請求項１記載の液晶ディスプレイ基板検査装置
の検査ステージによれば、検査ステージ上にステージト
ップが設けられ、ステージトップのアライメントステー
ジが液晶ディスプレイ基板を保持するチャックプレート
の位置および向きを調整することで基板の正確な位置合
わせが行なわれる。また、ステージトップのプローブフ
レームステージにより基板のコンタクトパッドへのプロ
ービングが行なわれる。

【００１１】また、請求項２記載の液晶ディスプレイ基
板検査装置の検査ステージによれば、チャックプレート
が水平面内で前後左右方向に移動するとともに回転する
ことで、液晶ディスプレイ基板をチャックプレート上に
載置したときにずれが生じた場合、チャックプレートの
位置および向きが修正される。

【００１２】また、請求項３記載の液晶ディスプレイ基
板検査装置の検査ステージによれば、基板を検査ステー
ジに導入する際には、まず、複数のリフトピンが上限ま
で上昇した状態で基板を複数点で支持し、ついで、リフ
トピンが下限まで下降すると基板がチャックプレート上
に載置されるので、そこで基板がチャックプレートに保
持される。一方、基板を検査ステージから導出する際に
は、まず、基板のチャックプレートへの保持状態を解除
し、ついで、リフトピンが上昇すると基板はチャックプ
レートから離間して複数のリフトピンにより支持され
る。

【００１３】また、請求項４記載の液晶ディスプレイ基
板検査装置の検査ステージによれば、リフトピンが下限
位置まで下降した状態のとき、すなわち液晶ディスプレ
イ基板がチャックプレートに保持されているときに、プ
ローブフレームステージの上昇、下降に伴ってプローブ
フレームも上昇、下降するため、基板のコンタクトパッ
ドへのプロービングが行なわれる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１ないし図３を
参照して説明する。図３は、本実施例の検査ステージ１
を備えた液晶ディスプレイ基板検査装置２を示す図であ
る。液晶ディスプレイ基板検査装置２（以下、単に基板
検査装置と称する）は、基台３上に、検査対象である液
晶ディスプレイ基板４（以下、単に基板と称する）をス
キャンするための検査ステージ１が設置されており、水
平面内で前後左右方向（図３において紙面に垂直な方向
と左右方向）に移動可能とされている。また、検査ステ
ージ１の上方には光源、受光器、ＣＣＤカメラ等の光学
機器が内蔵された検査ヘッド５が設置され、後述するプ
ローブに電圧を印加し電流を測定するための電圧印加・
電流測定装置（図示せず）が設置されている。

【００１５】そして、基板検査装置２の側方には、基板
検査装置２の検査ステージ１に対して基板４を自動的に
導入、導出するためのハンドリングロボット６が設置さ
れている。このハンドリングロボット６は、基板４を載
置するフォーク７が回転、水平移動、昇降可能とされた
フォークリフトタイプのものである。

【００１６】そして、検査ステージ１の上面にはステー
ジトップ８が設置されている。ステージトップ８は、Ｘ
Ｙθステージ９（アライメントステージ）、チャックプ
レート１０、リフトピン１１、プローブフレームステー
ジ１２、プローブフレーム１３等を組み込んだものであ
り、基板４の位置および向きの調整を行なう機能と基板
４へのプロービングを行なう機能とを合わせ持ってい
る。以下、ステージトップ８の構成について図１および
図２を用いて詳細に説明する。

【００１７】図１に示すように、ステージトップ８の下
部にはＸＹθステージ９が設けられており、ＸＹθステ
ージ９の上部にはチャックプレート１０が固定されてい
る。図２に示すように、ＸＹθステージ９内には、Ｘ方
向（図２中矢印Ｘ方向）に延びるＸリードスクリュー１
４の上方にＹ方向（図２中矢印Ｙ方向）に延びるＹリー
ドスクリュー（図示せず）が直交して設けられ、これら
各リードスクリューを回転させるためのＸ、Ｙステッピ
ングモータ１６、１７が、各リードスクリューに対して
それぞれ設けられている。

【００１８】図１および図２に示すように、上側のリー
ドスクリューであるＹリードスクリュー上にはチャック
プレート基台（図示せず）が設けられ、チャックプレー
ト基台に対してθステッピングモータ（図示せず）が接
続されることでθ方向（図中矢印θ方向）に回転可能と
された回転軸３１を介してチャックプレート１０が固定
されている。また、チャックプレート１０には、多数の
吸引孔１８、１８、…と、４個のリフトピン挿通孔１９
が厚さ方向に貫通して形成されており、吸引孔１８、１
８、…は真空排気源（図示せず）に接続されている。

【００１９】図２に示すように、チャックプレート１０
の下方には２枚のリフトピン支持板２０、２０が設けら
れ、各リフトピン支持板２０上面の両側部には２本のリ
フトピン１１、１１がそれぞれ立設されている。そし
て、図１に示すように、各リフトピン１１がチャックプ
レート１０のリフトピン挿通孔１９に挿通されるととも
に、リフトピン支持板２０がリフトピン支持板昇降機構
２５に接続されている。また、ステージトップ横桟２１
の上面とリフトピン支持板２０の下面には２対のストッ
パー２２、２２が設けられている。

【００２０】したがって、リフトピン支持板２０および
リフトピン１１はリフトピン支持板昇降機構２５により
上昇、下降するとともに、リフトピン１１はストッパー
２２によりその下降範囲が限定され、リフトピン１１が
上限位置まで上昇した際には、リフトピン１１の先端が
チャックプレート１０の上面から前記ハンドリングロボ
ット６のフォーク７の厚さに相当する長さ以上突出し、
リフトピン１１が下限まで移動した際には、リフトピン
１１の先端がチャックプレート１０の上面から若干寸法
だけ埋没する範囲を移動するようになっている。

【００２１】図１に示すように、チャックプレート１０
の上方には、プローブフレーム１３を支持するためのプ
ローブフレームステージ１２が設けられている。プロー
ブフレームステージ１２は、枠部２３と、枠部２３から
下方に延びる支持部２４とからなり、支持部２４はプロ
ーブフレームステージ昇降機構（図示せず）に接続され
ている。また、プローブフレーム１３は、プローブフレ
ームステージ１２の枠部２３上面にねじ止めにより交換
可能に取り付けられるようになっている。

【００２２】したがって、プローブフレームステージ昇
降機構の作動で支持部２４下方のガイド部２６がステー
ジトップ底板２７上に立設した支持柱２８と係合しつつ
摺動することにより、プローブフレームステージ１２が
上昇、下降するようになっている。また、プローブフレ
ームステージ１２にはメカストッパ（図示せず）が取り
付けられており、このメカストッパが支持柱２８を支持
しているフレームに当接することでプローブフレームス
テージ１２の上昇下降限度が限定されるようになってい
る。そして、プローブフレームステージ１２が上限位置
まで上昇した場合には、取り付けられたプローブフレー
ム１３から下方に向けて突出するプローブ３０がチャッ
クプレート１０への基板４の出し入れに支障がない高さ
に位置するようになっている。

【００２３】上記構成の基板検査装置２を用いて基板４
の検査を行なう際には、作業者はこれから検査しようと
する基板４に対応したプローブフレーム１３を予めプロ
ーブフレームステージ１２に取り付け、基板４を所定の
位置にセットしておく。装置２の初期状態として、リフ
トピン１１およびプローブフレームステージ１２は上昇
した状態となっている。検査を開始すると、ハンドリン
グロボット６がフォーク７の上に基板４を載せ、チャッ
クプレート１０とプローブフレームステージ１２との間
の空間に対して側方から基板４を導入する。ついで、ハ
ンドリングロボット６は基板４を４本のリフトピン１１
上に載せ替えた後、前記空間からフォーク７を抜き取
る。ついで、リフトピン支持板２０の下降に伴ってリフ
トピン１１が下降し、リフトピン１１により支持された
基板４がチャックプレート１０上に載置された後、基板
４は真空吸着によりチャックプレート１０上に確実に保
持される。

【００２４】ついで、検査ヘッド５のＣＣＤカメラが、
基板４に形成された２つのアライメントマークの位置を
検知して２点の位置から基板４の向きを算出し、その向
きと予め記憶された基準の向きとの差に基づいてθステ
ッピングモータを駆動することにより、チャックプレー
ト１０が基準の向きに一致するまで回転する。また同様
に、検知したアライメントマークの位置と予め記憶され
たアライメントマーク基準位置との差を算出し、その差
に基づいてＸ、Ｙステッピングモータ１６、１７をそれ
ぞれ駆動することにより、基板４を保持したチャックプ
レート１０が検査ステージ１内における基準位置に移動
する。これでＸＹθステージ９によるＸ、Ｙ、θ方向全
ての調整が完了する。

【００２５】ついで、プローブフレームステージ昇降機
構が作動することにより、プローブフレームステージ１
２が下降し、それに伴ってプローブフレーム１３が下降
することでプローブフレーム１３のプローブ３０が基板
４のコンタクトパッドに対して若干の圧力で押圧され、
電圧印加・電流測定装置により電圧が印加されて測定が
開始される。そして、以降は検査ステージ１内における
ＸＹθステージ９の位置が固定された状態で検査ステー
ジ１が移動することにより、検査ヘッド５の下方で基板
４がスキャンされることで基板４全面にわたる検査が行
なわれる。

【００２６】そして、検査終了後はプローブフレームス
テージ１２が上昇し、チャックプレート１０の真空吸着
が解除された後、リフトピン１１が上昇して基板４をチ
ャックプレート１０から浮かす。そこで、ハンドリング
ロボット６がフォーク７を基板４とチャックプレート１
０との間に挿入して基板４を受け取り、基板４を検査ス
テージ１の外方に導出する。このようにして１枚の基板
４の検査が完了する。

【００２７】本実施例の検査ステージ１においては、チ
ャックプレート１０の位置および向きの調整を行なう機
能と基板４へのプロービングを行なう機能を合わせ持つ
ステージトップ８が検査ステージ１の上面に設けられて
いるので、検査ステージ１内における基板４の位置合わ
せを従来装置の場合のように作業者の人手により行なう
必要がなく、位置合わせに要する手間を削減することが
できる。また、基板４のアライメントマーク位置と基準
位置との比較に基づくデータ処理により自動的にＸＹθ
ステージ９を移動させるため、人手で行なうよりも高い
精度で位置合わせを行なうことができる。

【００２８】さらに、ステージトップ８の一連の動作と
してチャックプレート１０の位置および向きの調整が完
了した後に連続してプロービングが行なわれるようにな
っているので、従来装置に比べて検査時間を短縮するこ
とができ、基板検査装置２を処理能力の高いものとする
ことができる。

【００２９】本実施例においては、ＸＹθステージ９が
Ｘ方向、Ｙ方向に移動するだけでなく、θ方向に回転す
るように構成されているので、検査ステージ１内におけ
るチャックプレート１０の位置のみならず向きを調整す
ることもまた可能である。したがって、基板４をチャッ
クプレート１０上に載置する場合、チャックプレート１
０に対する基板４の位置、向き双方ともにずれが生じた
場合でもそのずれをＸＹθステージ９が修正することが
できる。その結果、それほど精度の高くないハンドリン
グロボット６を使用したとしても十分対応が可能であ
る。

【００３０】また、検査ステージ１に対して基板４を導
入、導出する際に、基板４がリフトピン１１によって支
持される構成となっているため、基板４とチャックプレ
ート１０との間には間隙ができ、この間隙にハンドリン
グロボット６のフォーク７が挿入されて基板４とリフト
ピン１１との間で受け渡しが行なわれる。したがって、
本構成の検査ステージ１を用いたことでフォークリフト
タイプのハンドリングロボット６を適用することができ
る。

【００３１】また、チャックプレート１０の位置合わせ
が精度良く行なわれたうえで、プローブフレーム１３が
ねじ止めによりプローブフレームステージ１２に確実に
固定された状態で下降するように構成されているので、
プローブフレーム１３のプローブ３０が基板４のコンタ
クトパッド上に確実に押圧されるため、安定したプロー
ビングを行なうことが可能である。

【００３２】なお、本実施例においては、ＸＹθステー
ジ９を駆動させるための機構としてリードスクリューや
ステッピングモータを用い、基板４のアライメントマー
クを検知して基準と比較したときの差分だけステッピン
グモータを作動させるように構成したが、その構成はこ
れらに限るものではなく、他の駆動機構や基板位置検知
機構を用いてもよい。また、本実施例では、４本のリフ
トピン１１をチャックプレート１０を貫通するように設
け、枠部２３とその下方に延びる支持部２４とからなる
プローブフレームステージ１２を設けたが、これらリフ
トピンの本数、設置位置、またはプローブフレームステ
ージの形状等をはじめとするステージトップの細部につ
いては種々の設計変更が可能である。

【００３３】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、請求項１
記載の液晶ディスプレイ基板検査装置の検査ステージに
は、基板を保持するチャックプレート、チャックプレー
トの位置および向きの調整を行なうアライメントステー
ジ、基板へのプロービングを行なうプローブフレームを
保持するプローブフレームステージを有するステージト
ップが設置されているので、検査ステージ内における基
板の位置合わせを従来装置の場合のように作業者の人手
により行なう必要がなく、位置合わせに要する手間を削
減することができる。さらに、プローブフレームを保持
するプローブフレームステージにより基板へのプロービ
ングを行ない得るため、基板の位置合わせが行なわれた
うえでプロービングを効率良く行なうことができる。

【００３４】また、請求項２記載の液晶ディスプレイ基
板検査装置の検査ステージにおいては、チャックプレー
トが水平面内で前後左右方向に移動可能、かつ回転可能
とされているので、検査ステージ内におけるチャックプ
レートの位置、向きの双方を調整することが可能とな
る。したがって、基板をチャックプレート上に載置する
場合、チャックプレートに対する基板の位置、向き双方
ともにずれが生じた場合でもそのずれを確実に修正する
ことができる。

【００３５】また、請求項３記載の液晶ディスプレイ基
板検査装置の検査ステージにおいては、ステージトップ
に基板を支持するリフトピンが昇降可能に設けられ、こ
のリフトピンがチャックプレートの上面から上方に突出
する位置まで上昇するとともに下方に埋没する位置まで
下降するので、検査ステージに対して基板を導入、導出
する際に基板がリフトピンによって支持されることで基
板とチャックプレートとの間に間隙ができるため、例え
ばこの間隙にフォークを挿入し得るフォークリフトタイ
プのハンドリングロボット等を導入することにより基板
のハンドリングの機械化を図ることができる。

【００３６】また、請求項４記載の液晶ディスプレイ基
板検査装置の検査ステージにおいては、プローブフレー
ムを支持するためのプローブフレームステージが上昇、
下降可能に設けられているので、基板の位置合わせが精
度良く行なわれたうえで、プローブフレームステージが
下降してプローブフレームのプローブが基板のコンタク
トパッド上に確実に押圧されるため、安定したプロービ
ングを行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である検査ステージを示す縦
断面図である。

【図２】同、平面図である。

【図３】同、検査ステージを備えた液晶ディスプレイ基
板検査装置の全体を示す正面図である。

【符号の説明】

１ 検査ステージ ２ 液晶ディスプレイ基板検査装置 ４ 液晶ディスプレイ基板 ５ 検査ヘッド ８ ステージトップ ９ ＸＹθステージ（アライメントステージ） １０ チャックプレート １１ リフトピン １２ プローブフレームステージ １３ プローブフレーム

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大野 俊孝 東京都江東区豊洲三丁目１番15号 石川島 播磨重工業株式会社東二テクニカルセンタ ー内 (72)発明者 村山 晋 東京都江東区豊洲三丁目１番15号 石川島 播磨重工業株式会社東二テクニカルセンタ ー内 (72)発明者 石原 照正 茨城県新治郡出島村大字加茂5236番地 石 川島播磨重工業株式会社土浦事業所内 (72)発明者 竹内 睦 茨城県新治郡出島村大字加茂5236番地 石 川島播磨重工業株式会社土浦事業所内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 液晶ディスプレイ基板検査装置に設けら
   れ、検査ヘッドの下方で液晶ディスプレイ基板を保持し
   て水平面内で前後左右方向にスキャンさせることによ
   り、前記液晶ディスプレイ基板の全面を検査するための
   検査ステージであって、 ステージトップがその上面に設置され、 該ステージトップには、前記液晶ディスプレイ基板を保
   持するチャックプレートと、該チャックプレートの位置
   および向きの調整を行なうためのアライメントステージ
   と、前記液晶ディスプレイ基板のコンタクトパッドに対
   してプロービングを行なうプローブフレームを保持する
   プローブフレームステージとが具備されていることを特
   徴とする液晶ディスプレイ基板検査装置の検査ステー
   ジ。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の液晶ディスプレイ基板
   検査装置の検査ステージにおいて、 前記チャックプレートが、アライメントステージに対し
   て水平面内で前後左右方向に移動可能かつ回転可能に設
   置されていることを特徴とする液晶ディスプレイ基板検
   査装置の検査ステージ。
3. 【請求項３】 請求項１または２に記載の液晶ディスプ
   レイ基板検査装置の検査ステージにおいて、 前記ステージトップに、鉛直方向に延びて前記基板を複
   数点で支持する複数のリフトピンが昇降可能に設けら
   れ、 該リフトピンは、前記チャックプレートの上面から一定
   寸法上方に突出する位置まで上昇可能とされるととも
   に、該上面より一定寸法下方に埋没する位置まで下降可
   能とされていることを特徴とする液晶ディスプレイ基板
   検査装置の検査ステージ。
4. 【請求項４】 請求項３に記載の液晶ディスプレイ基板
   検査装置の検査ステージにおいて、 前記リフトピンが下限位置まで下降した状態のときに、
   前記プローブフレームステージが昇降可能に設けられた
   ことを特徴とする液晶ディスプレイ基板検査装置の検査
   ステージ。