JP2006064387A - 液晶パネルの外観検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】照明条件をさまざまに変えることによって液晶パネルの傷やごみを確実に撮影できるようにする。また，パネル反転装置を工夫することによって，搬送装置を１台で済ませるとともに，反転作業の間にも搬送装置を利用できるようにする。
【解決手段】搬送装置１６を用いて液晶パネル３６をプリアライメメント部１２から検査部１４に搬送する。検査位置にある液晶パネル３６に照明装置から光を照射して撮像装置９８で撮影する。照明装置としては，撮像方向に平行な方向から光を照射する同軸照明装置８８と，撮像方向に対して傾斜した方向から光を照射する斜光照明装置９０と，液晶パネルの背面から光を照射するバックライト装置８４がある。液晶パネルの四つの側面の映像は，反射ミラー６２を介して撮影できる。搬送装置１６とは独立した反転装置６０を用いて液晶パネル３６を反転させることができ，液晶パネル３６の両面の撮影が可能になる。
【選択図】図１

Description

本発明は、液晶パネルの外観を検査する外観検査装置に関するものである。

液晶パネルの検査には，パネルが正常に動作するか否かのいわゆる点灯検査のほかに，パネルに傷が存在していないかとか，パネルにごみが付着していないかなどを調べる外観検査がある。外観検査装置としては，点灯状態または非点灯状態の液晶パネルの上面に照明光を照射して，そのパネルを作業者が目視で検査する，いわゆる目視外観検査装置と，そのパネルをテレビカメラで撮影して，そのテレビカメラの出力信号をコンピュータで処理する，いわゆる自動外観検査装置とが考えられ，それらが次の特許文献１で提案されている。
特開平１０−２２７７２１号公報

上述の特許文献１に開示された外観検査装置は，液晶パネルの表面に対して斜めの方向から照明光を照射して，液晶パネルの直上に配置した撮像装置で液晶パネルの映像を撮影している。この外観検査装置は，液晶パネルに対して斜めの方向から光を当てるタイプの照明装置だけを利用して外観検査をしているので，液晶パネルの傷やごみの存在位置やその状態によっては，これらの存在を見逃すおそれがある。

そこで，この問題を解決するために，本件出願の出願人は，他社との共同出願によって，照明状態を工夫し，かつ，複数の液晶パネルの外観検査を自動化した発明を特許出願した（特願２００３−１６６５５１号。以下，先願という）。この先願の発明は，本件出願の時点では公知とはなっていないが，本件出願の発明に関連が深いので，その構成について簡単に言及する。先願の外観検査装置は，外観検査用の照明手段として，同軸照明装置（液晶パネルの上方から光を照射するもの）と斜光照明装置（液晶パネルの表面に対して斜めの方向から光を照射するもの）とバックライト装置を備えている。これにより，液晶パネルの照明状態をさまざまに変えることができて，液晶パネルの傷やごみを確実に撮影できるようになっている。また，液晶パネルの反転装置を備えており，液晶パネルの第１面の外観検査をしたら，その反対側の第２面を引き続いて自動的に検査できるようになっている。この反転装置は，液晶パネルをプリアライメント部から検査部まで搬送するための２台の搬送装置によって構成されている。すなわち，検査位置にある液晶パネルを一方の搬送装置で吸着して，これを他方の搬送装置に渡してから検査位置に戻すことで，液晶パネルの反転を実現している。

本発明は，基本的には，上述の特許文献１の外観検査装置の問題点を解決するものであり，その目的は，液晶パネルの照明条件をさまざまに変えることによって液晶パネルの傷やごみを確実に撮影できる外観検査装置を提供することにある。本発明の別の目的は，上述の先願の外観検査装置とは異なるパネル反転装置を採用することによって，搬送装置を１台で済ませるとともに，反転作業の間にも搬送装置の利用が可能な外観検査装置を提供することにある。

本発明に係る液晶パネルの外観検査装置は次の（ア）乃至（ケ）の構成を備えている。（ア）矩形の液晶パネルを検査前に位置決めするプリアライメメント装置。（イ）前記液晶パネルを検査位置で支持する検査台。（ウ）前記プリアライメント装置から前記検査台へと前記液晶パネルを搬送する搬送装置。（エ）前記検査位置にある液晶パネルを，前記液晶パネルの法線に平行な方向から撮像する撮像装置。（オ）前記撮像装置の撮像方向に平行な方向から前記検査位置にある液晶パネルに光を照射する同軸照明装置。（カ）前記撮像方向に対して傾斜した四つの方向であって前記液晶パネルの四つの辺に対応する四つの方向から，前記検査位置にある液晶パネルに光を照射する斜光照明装置。（キ）前記検査位置にある液晶パネルにその背面から光を照射するバックライト装置。（ク）前記検査位置にある液晶パネルの四つの側面に対向して配置された四つの反射ミラーであって，前記側面からの光を前記撮像装置の方向に反射する反射ミラー。（ケ）前記検査位置の上方で前記液晶パネルを受け取ることができて，その液晶パネルを反転させることができる反転装置であって，前記搬送装置とは独立した反転装置。

この外観検査装置は，同軸照明装置と斜光照明装置とバックライト装置を備えているので，液晶パネルにいろいろな照明条件で照明光を照射できて，液晶パネルの傷やごみを確実に撮影することができる。また，搬送装置を用いてプリアライメント装置から検査台へと液晶パネルを搬送することができ，かつ，搬送装置とは独立した反転装置を用いて検査位置にある液晶パネルを反転させることができるので，複数の液晶パネルをその両面について自動的に外観検査することができ，しかも，液晶パネルの反転動作の間に搬送装置を用いて次の液晶パネルをプリアライメント装置のところまで持ってくることができる。

好ましい態様として，この外観検査装置は，液晶パネルを検査位置で水平に支持する構造にすることができ，その場合に，前記反転装置は次の（コ）乃至（シ）の構成を備えることができる。（コ）前記検査位置の上方で水平状態の前記液晶パネルを下向きの吸着面で吸着できる吸着パッド。（サ）前記吸着面が上向きになるように前記吸着パッドを水平な回転軸線の周りに回転させる回転装置。（シ）前記検査位置にある液晶パネルを下向きの前記吸着面のところまで上昇させることができて，かつ，前記液晶パネルを上向きの前記吸着面で吸着した状態の前記吸着パッドから，前記吸着パッドと干渉することなく，前記液晶パネルを受け取ることができてその液晶パネルを前記検査位置まで下げることができるパネル昇降装置。

別の好ましい態様として，前記パネル昇降装置は前記液晶パネルを吸着保持するための吸着孔が開口する昇降吸着面を備えていて，この昇降吸着面は前記吸着パッドと干渉しないための切り欠きを備えている。パネル昇降装置が前記反転装置の上向きの吸着パッドから液晶パネルを受け取るときは，前記切り欠きのところに上向きの吸着パッドが入ることになり，パネル昇降装置は吸着パッドと干渉しない。

さらに別の好ましい態様として，前記搬送装置は，２枚の前記液晶パネルを別個に吸着保持できる複数の吸着パッドを備えている。１枚の液晶パネルを検査台のところで外観検査している間に，搬送装置は，プリアライメントされた次の液晶パネルを吸着保持した状態で，検査台の近くに待機できる。外観検査の完了した液晶パネルを検査台から搬送装置のひとつの吸着パッド（空いている吸着パッド）に受け渡したら，すぐに，別の吸着パッドに保持している次の液晶パッドを検査台に載せることができる。これにより，タクトタイムを短縮できる。

さらに別の好ましい態様として，バックライト装置は，パネル昇降装置を取り囲む環状の光源とすることができる。

本発明は，同軸照明装置と斜光照明装置とバックライト装置を備えているので，液晶パネルにいろいろな照明条件で照明光を照射できて，液晶パネルの傷やごみを確実に撮影することができる。また，本発明は，搬送装置を用いてプリアライメント装置から検査台へと液晶パネルを搬送することができ，かつ，搬送装置とは独立した反転装置を用いて検査位置にある液晶パネルを反転させることができるので，複数の液晶パネルをその両面について自動的に外観検査することができ，しかも，液晶パネルの反転動作の間に搬送装置を用いて次の液晶パネルをプリアライメント装置のところまで持ってくることができる。

以下，図面を参照して本発明の実施例を詳しく説明する。図１は本発明の外観検査装置の一実施例の全体構成を示す斜視図であり，図２はその平面図である。図１と図２において，この外観検査装置は，カセットステージ部１０とプリアライメント部１２と検査部１４と，それらの間で液晶パネルを搬送する搬送装置１６とからなる。なお，図２の平面図では，検査部１４の上部に位置する撮像及び照明用の機器を取り除いて示している。

まず，この外観検査装置の全体の動作を簡単に説明する。図１において，複数の液晶パネル３６を収納したカセット４０がカセットステージ部１０にセットされる。カセット４０中の１枚目の液晶パネル３６は，搬送装置１６の二つの吸着パッドのうちの一方によって取り出されてから，プリアライメント部１２に搬送されて，検査前の位置決めがなされる。その後，液晶パネル３６は搬送装置１６によってプリアライメント部１２から検査部１４に搬送されて，検査部１４の検査台の上に置かれ，検査位置に保持される。検査位置にある液晶パネル３６の表面（これを第１面と呼ぶことにする）に照明光が照射されて，液晶パネル３６の映像が撮像装置９８で撮影される。次に，吸着反転機構６０によって液晶パネル３６が反転されて検査位置に戻され，液晶パネルの反対側（第２面）についてもその映像が撮像装置９８で撮影される。撮像装置９８の映像はテスターに取り込まれて液晶パネルの良否の判定がなされる。

一方，１枚目の液晶パネルについて第１面と第２面の撮影をしている間に，搬送装置１６は２枚目の液晶パネルをカセット４０から取り出して，プリアライメント部１２に搬送し，プリアライメント作業を完了させる。そして，搬送装置１６は，プリアライメント作業が完了した２枚目の液晶パネルを保持して，検査部１４の手前で待機する。１枚目の液晶パネルの第１面と第２面の撮影及び良否判定が完了したら，吸着反転機構６０によって１枚目の液晶パネル３６が元の姿勢（第１面が上向きの姿勢）に戻されてから，その液晶パネル３６が搬送装置１６の二つの吸着パッドのうちの空いている方（液晶パネルを吸着していない方）に引き渡される。その後，搬送装置１６の他方の吸着パッド（２枚目の液晶パネルを吸着保持している）から，２枚目の液晶パネルが検査部１４の検査台に渡される。そして，２枚目の液晶パネルの第１面と第２面の撮影作業が始まる。その間に，検査済みの１枚目の液晶パネルを保持した搬送装置は，カセットステージ４０に戻り，１枚目の液晶パネルをカセット４０に戻すとともに，３枚目の液晶パネルをカセット４０から取り出す。以後，同様にして，多数の液晶パネルの外観検査が自動的に進行する。このように，液晶パネルの両面の外観検査をしている間に，次の液晶パネルのプリアライメント作業と検査部付近までの搬送が完了しているので，複数の液晶パネルを外観検査する場合のタクトタイム（複数の液晶パネルを外観検査するときの検査周期）が短くなる。

次に，各部の構造とその働きを詳しく説明する。図３は搬送装置１６の斜視図である。この搬送装置１６は水平移動体１８と昇降体２０を備えている。水平移動体１８には水平移動ガイド２２が固定されていて，この水平移動ガイド２２は水平な搬送レール２４に沿って水平方向に移動できる。水平移動体１８の前面には上下方向に延びる昇降レール２８が固定されている。昇降体２０には昇降ガイド２６が固定されていて，この昇降ガイド２６は上述の昇降レール２８に沿って上下方向に移動できる。ここで，動きの方向を定義すると，搬送レール２４の延びる方向はＸ方向であり，水平面内でＸ方向に垂直な方向はＹ方向であり，上下方向はＺ方向である。

昇降体２０にはＸ方向に延びるアーム支持体３０の中央部が固定されていて，アーム支持体３０の両端には，それぞれ，Ｙ方向に延びる搬送アーム３２の一端が固定されている。二つの搬送アーム３２の先端には，それぞれ，吸着パッド３４が固定されている。吸着パッド３４は真空吸着式であり，下向きの吸着面を有する。この実施例は，携帯電話の液晶パネルなどのように比較的小型の液晶パネルを取り扱うものであって，ひとつの吸着パッド３４でひとつの液晶パネル３６を吸着保持できる。したがって，この搬送装置１６は，二つの吸着パッド３４を用いることで，２枚の液晶パネル３６を別個に吸着保持できる。

図４はカセットステージ部１０の斜視図である。矩形のカセット支持台３８の上面には矩形のカセット４０を載せることができる。カセット４０には液晶パネル３６を収容するための複数の凹部４２が形成されていて，各凹部４２に液晶パネル３６を１枚ずつ収容できる。矩形のカセット４０の四つの角部は四つのカセットクランプ４４によってクランプされるようになっている。カセットクランプ４４は，カセット４０の対角線の方向に延びる溝４６に沿って移動できる。カセット４０をカセット支持台３８に載せる前には，想像線４４ａで示すようにカセットクランプは開いた状態にある。カセット支持台３８にカセット４０を載せたら，カセットクランプ４４をカセット支持台３８の中心に向かって所定の位置まで移動させ，これによって，カセット４０を所定の位置に保持できる。カセット支持台３８は図２に示すように矢印３９の方向（すなわち，Ｙ方向）に移動でき，この移動と搬送装置１６のＸ方向の移動により，カセット４０の任意の位置に収納した液晶パネル３６を搬送装置１６の吸着パッド３４で吸着することができる。

図５はプリアライメント部１２の斜視図である。プリアライメントテーブル４８の上には矩形のパネル支持台５０が固定されていて，その周囲には四つのパネルクランプ５２が配置されている。パネル支持台５０の外形寸法は液晶パネル３６の外形寸法よりも小さくなっている。液晶パネル３６をパネル支持台５０に載せると，液晶パネル３６の四つの辺はパネル支持台５０の四つの辺よりも外側に突き出すことになる。四つのレール５４は，パネル支持台５０の四つの辺に垂直になるように，プリアライメントテーブル４８に固定されている。パネルクランプ５２の底面にはガイド５６が固定されていて，このガイド５６はレール５４に沿って移動できる。四つのパネルクランプ５２を開いた状態で液晶パネル３６をパネル支持台５０に載せて，それから，パネルクランプ５２を中央のパネル支持台５０に向かって所定の位置まで移動させると，液晶パネル３６の四つの辺は，その突き出し状態に応じて，どれかの二つのパネルクランプ５２によって所定の位置まで押されて，最終的に液晶パネル３６がパネル支持台５０上で所定の位置に位置決めされる。プリアライメント部１２に含まれる上述の各種の部品で構成されるものが本発明におけるプリアライメント装置に該当する。

図６はプリアライメント部１２と搬送装置１６を示す側面図である。搬送装置１６の吸着パッド３４に吸着された液晶パネル３６は，昇降体２０がシリンダによって降下することで，プリアライメント部１２のパネル支持台５０に載せられる。そして，四つのパネルクランプ５２がその液晶パネル３６を位置決めする。

図７は検査部の斜視図である。この検査部は上部構造と下部構造に分かれている。下部構造は主として液晶パネルを検査位置で支持するためのものであり，上部構造は主として液晶パネルを撮像するためのものである。まず，下部構造から説明する。下部構造は，パネル支持部５８と吸着反転機構６０を備えている。パネル支持部５８は液晶パネル３６を検査位置で支持するための構造を備えていて，さらには，液晶パネル３６の側面を撮像するための反射ミラー６２も備えている。それらの詳細は後述する。

図８は吸着反転機構６０の斜視図である。この吸着反転機構６０はレール６４と移動体６６と回転アクチュエータ６８と反転アーム７０と吸着パッド７２を備えている。レール６４はパネル支持部５８のベース板７４に固定されている。このレール６４に沿ってガイド７６が動くようになっており，ガイド７６に移動体６６が固定されている。この移動体６６に回転アクチュエータ６８が固定されていて，この回転アクチュエータ６８によって反転アーム７０がその軸線（水平に延びている）の周りに回転する。反転アーム７０はＹ方向に延びていて，その先端に真空吸着式の吸着パッド７２が固定されている。反転アーム７０はその軸線の周りに１８０度の角度だけ正逆回転でき，この回転によって，吸着パッド７２の吸着面を下向きから上向きの姿勢へ，また，上向きから下向きの姿勢へと転換することができる。

図９は吸着反転機構６０とパネル支持部５８の側面図である。吸着反転機構６０の移動体６６はレール６４に沿ってＹ方向（図の左右方向）に移動できる。図９（Ａ）は吸着反転機構６０が退避位置にある状態を示しており，図９（Ｂ）は吸着反転機構６０が動作位置（液晶パネルの反転動作をする位置）にある状態を示している。この動作位置では，吸着パッド７２は，後述するパネルリフタ８２の真上に位置している。

図１０はパネル支持部５８の断面図であり，図２のＡ−Ａ線断面図である。パネル支持部５８はベース板７６を備えている。ベース板７６の中央には，光が透過しない矩形のワークテーブル７８が固定されていて，ワークテーブル７８の中央には，光が透過する矩形の拡散板８０が固定されている。拡散板８０の中央には貫通孔が形成されていて，この貫通孔をパネルリフタ８２が貫通している。このパネルリフタ８２が本発明におけるパネル昇降装置に該当する。拡散板８０の下方には円環状のバックライト装置８４が配置されている。バックライト装置８４はケーシング８５の内部に収納されている。ケーシング８５の底壁の中央にも貫通孔が形成されていて，この貫通孔をパネルリフタ８２が貫通している。パネルリフタ８２の上面は検査台８６（図１２も参照）になっていて，この検査台８６は昇降吸着面となっている。この昇降吸着面には吸着孔８７（図１２を参照）が開口していて，この吸着孔８７で液晶パネル３６を吸着保持できる。パネルリフタ８２の上部付近には切り欠き８３（図１２も参照）が形成されていて，この切り欠き８３が昇降吸着面に露出している。この切り欠き８３の役割については後述する。パネルリフタ８２は図示しないシリンダによって昇降可能である。ワークテーブル７８の上面には四つの反射ミラー６２が固定されている。図１０においては，検査台８６の上方に，吸着反転機構６０の回転アクチュエータ６８とアーム７０と吸着パッド７２が見えている。

図１１は吸着反転機構６０とパネルリフタ８２の動作を示す断面図であり，図２のＡ−Ａ線で切断した断面の一部である。図１１（Ａ）では，液晶パネル３６が検査台８６の上に載っていて検査位置の状態にある。液晶パネル３６の第１面の外観検査が終了すると，図１１（Ｂ）に示すように，パネルリフタ８２が上昇して，下向きの吸着パッド７２の吸着面に液晶パネル３６を接触させる。吸着パッド７２は液晶パネル３６の第１面（外観検査の済んだ面）を真空吸着する。その後，図１１（Ｃ）に示すように，パネルリフタ８２は下降し，その後，反転アーム７０がその軸線周りに１８０度だけ時計方向に回転する。この回転により，下向きの吸着パッド７２は，液晶パネル３６を吸着保持したまま，上向きになる。液晶パネル３６は第２面（第１面とは反対側の面）が上を向くことになる。次に，図１１（Ｄ）に示すように，パネルリフタ８２が上昇して，その上面の検査台８６が液晶パネル３６の第１面に接触する。そして，さらにパネルリフタ８２を上昇させると，液晶パネル３６は吸着パッド７２からパネルリフタ８２の上面の検査台８６に移行する。このとき，パネルリフタ８２の切り欠き８３が吸着パッド７２と反転アーム７０を通り抜けるので，パネルリフタ８２は吸着パッド７２とアーム７９に衝突しない。パネルリフタ８２に液晶パネル３６が移ったら，吸着反転機構は図９（Ａ）に示す退避位置まで戻る。それから，パネルリフタ８２が下降し，反転した液晶パネル３６が図１１（Ａ）の検査位置まで戻る。その後，液晶パネル３６の第２面の外観検査が実施される。パネルリフタ８２は本発明におけるパネル昇降装置に該当する。

第２面の外観検査も済んだ液晶パネル３６は，図１１（Ａ）〜図１１（Ｃ）の手順で再び反転されて，第１面が上向きになる。その後，図１８に示すように，上向きの吸着パッド７２に保持された液晶パネル３６が，搬送アーム３２の下向きの吸着パッド３４で受け取られる。そして，検査済みの液晶パネル３６はカセットステージ部に戻される。

次に，検査部の撮像系と照明系を説明する。図７に戻って，検査部の下部構造には３種類の照明装置のうちのバックライト装置８４（図１０を参照）が設けられている。検査部の上部構造には３種類の照明装置のうちの同軸照明装置８８と斜光照明装置９０が設けられている。照明ボックス９２は，その水平断面が矩形の筒状であり，上端と下端が開放している。照明ボックス９２の内部には同軸照明装置８８とシャッター９４とハーフミラー９６が配置されている。照明ボックス９２の下端付近には斜光照明装置９０が固定されている。照明ボックス９２の上方には撮像装置９８が配置されている。撮像装置９８はＣＣＤカメラであり，フォーカス調整用の機構を備えている。撮像装置９８の画像を画像処理装置（テスター）に取り込むことで，この画像を液晶パネルの良否判定に利用している。撮像装置９８の撮像方向（上下方向）は，液晶パネル３６の表面の法線（これも上下方向に延びている）に平行である。

図１３は同軸照明装置８８とシャッター９４を示す斜視図である。図１３（Ａ）はシャッター９４が閉じた状態であり，図１３（Ｂ）はシャッター９４が開いた状態である。図１３（Ａ）において，同軸照明装置８８は複数の蛍光管で構成されている。シャッター９４は直立した矩形の平板であり，同軸照明装置８８とハーフミラー９６（図７を参照）の間に配置されている。このシャッター９４をシリンダによって上下に駆動することで，シャッター９４の開閉が行われる。

図１２は検査部におけるワークテーブル７８上の構造と斜光照明装置９０とを示す斜視図である。ワークテーブル７８の上には４個の反射ミラー６２が設けられている。これらの反射ミラー６２の反射面は，水平面に対して４５度だけ傾斜している。四つの反射ミラー６２は，矩形の液晶パネル３６の四つの辺に対応して設けられている。拡散板８０の中央の貫通孔からはパネルリフタ８２の上部が突き出していて，その上面の検査台８６には二つの吸着孔８７が形成されている。また，パネルリフタ８２の上部の切り欠き８３も見えている。液晶パネル３６は吸着孔８７に吸着保持される。図１２では液晶パネル３６が検査位置に保持されている状態を示している。

照明ボックス９２の下端付近には斜光照明装置９０が固定されている。斜光照明装置９０は四つのＬＥＤ（発光ダイオード）製の斜光ランプ１０４を備えている。これらの斜光ランプ１０４は液晶パネル３６の四つの辺に対応して設けられていて，液晶パネル３６の表面を四つの斜め方向から照らすようになっている。

図１４は検査部の側面断面図であり，図２のＢ−Ｂ線断面図である。なお，吸着反転機構は省略してある。この図１４は同軸照明装置８８による照明光だけを用いて液晶パネル３６を観察する状況を示している。シャッター９４は開いており，同軸照明装置８８から放出された光１０６は，その一部がハーフミラー９６で反射して下方に向かう。ハーフミラー９６は水平面に対して４５度の角度で傾斜している。ハーフミラー９６の中央付近で反射した光は液晶パネル３６の表面に到達して，液晶パネル３６の表面を照らす。また，矩形のハーフミラー９６の四つの辺の近傍で反射した光は，四つの反射ミラー６２に向かい，そこで反射して，液晶パネル３６の四つの側面を照らす。

液晶パネル３６の表面から放出された光（これは，照明光がパネル表面で反射したものであり，表面の映像光となる）は，真上に向かって進み，その一部はハーフミラー９６を透過して，撮像装置９８に到達する。また，液晶パネル３６の四つの側面から放出された光（これは，照明光がパネル側面で反射したものと，対向する側面の方向から透過してきた照明光の合計であり，側面の映像光となる）は，反射ミラー６２で反射して上方に進み，その一部はハーフミラー９６を透過して，撮像装置９８に到達する。このようにして，同軸照明装置８８による照明光で照らされた液晶パネル３６について，その表面映像と四つの側面映像とが撮像装置９８で撮影される。同軸照明装置８８からの照明光が液晶パネル３６に向かう方向と，液晶パネル３６からの映像光が撮像装置９８に向かう方向は，実質的に平行となっていて，互いにほぼ重なり合っている。したがって，このような照明光を同軸照明と呼んでおり，そのための照明装置を同軸照明装置と呼んでいる。

図１６は撮像装置で得られる映像の外形を示している。中央に液晶パネルの表面の映像１０８があり，それを取り囲むように液晶パネルの四つの側面の映像１１０がある。側面の映像１１０は反射ミラーで反射してから撮像装置で撮影されたものである。

図１５は図１４に示す検査部の別の照明状態を示す側面断面図である。この図面は，斜光照明装置９０による照明光だけを用いて液晶パネル３６を観察する状況を示している。同軸照明装置８８は点灯状態にあるが，シャッター９４が閉じているので，同軸照明光は液晶パネル３６に当たらない。同軸照明を使わないときに同軸照明装置８８を消灯するならば，シャッター９４は不要であるが，現実には，同軸照明装置８８を点灯したままで，シャッター９４の開閉によって同軸照明のオン・オフを切り換えている。その理由は，同軸照明装置８８は蛍光管で構成されており，その輝度が安定するまでに時間がかかるからである。

斜光照明装置９０の四つの斜光ランプ１０４からは，液晶パネル３６に対して四つの斜めの方向から（すなわち，液晶パネル３６の表面の法線に対して傾斜した四つの方向から）照明光１１２を照射している。四つの方向は液晶パネル３６の四つの辺に対応している。斜光ランプ１０４の表面の法線は，液晶パネル３６の表面の法線に対して，３０〜６０度の範囲内で傾斜している。斜光照明装置９０を使うと，同軸照明の場合とは違った方向から液晶パネル３６に光が当たるので，液晶パネル３６に存在する傷などの映像が，同軸照明の場合とは異なった映像として撮影される。この場合もやはり，撮像装置９８によって図１６に示すような映像が得られる。

図１５において，第３の照明方法として，バックライト装置８４を使う方法がある。バックライト装置８４の照明光だけを使う場合は，シャッター９４を閉じて，かつ，斜光照明装置９０を消灯する。バックライト装置８４による照明光は拡散板８０で拡散しながらこれを通過することで均質な光となって液晶パネル３６の背面を照らす。液晶パネル３６を透過してきた光は撮像装置が９８で撮影される。このバックライト装置８４を使うと，液晶パネル３６の内部の傷などが明らかになる。なお，拡散板８０は反射防止のために黒色になっている。すなわち，同軸照明光が拡散板８０で反射しないようになっている。バックライト装置８４はＬＥＤ製であり，必要なときだけ点灯するようになっている。

上述の同軸照明装置８８，四つの斜光ランプ１０４及びバックライト装置８４の合計６個の照明器具は，それぞれ独立して点灯・消灯が可能であり（ただし，同軸照明装置８８はシャッターによる制御であるが），これらの照明器具の点灯・消灯状態を組み合わせることで，さまざまな照明条件のもとで液晶パネルの欠陥を鮮明に映し出すことができる。これにより，自動検査による外観良否の判定の信頼性が高まる。この外観検査で見つかる項目としては，例えば，ガラスの欠陥（例えば，割れ，欠けなど），偏光板の欠陥（例えば，めくれ），液晶封止材の不良，電極部の不良，保護シートの不良などがある。

図１７は撮像装置の映像例の一部を拡大して示したものである。液晶パネルのガラス板に傷があって，かつ，その傷がガラス板の内部にまで及んでいる場合には，図１７のような傷の映像が撮影される。パネル表面の映像１０８では傷１１２の大きさを把握できる。右側の側面映像１１０ａと奥側の側面映像１１０ｂでは，傷の深さｄを把握できる。

上述の実施例では，液晶パネルは正方形であるように図示しているが，長方形であっても構わない。長方形の液晶パネルの場合は，例えば，反射ミラー６２や斜光ランプ１０４の長さを，液晶パネル３６の短辺または長辺の長さに応じて変更することが好ましい。

本発明の外観検査装置の一実施例の全体構成を示す斜視図である。 図１に示す外観検査装置の平面図である。 搬送装置の斜視図である。 カセットステージ部の斜視図である。 プリアライメント部の斜視図である。 プリアライメント部と搬送装置を示す側面図である。 検査部の斜視図である。 吸着反転機構の斜視図である。 吸着反転機構とパネル支持部の二つの状態を示す側面図である。 パネル支持部の断面図であり，図２のＡ−Ａ線断面図である。 吸着反転機構とパネルリフタの一連の動作を示す断面図であり，図２のＡ−Ａ線で切断した断面の一部である。 検査部におけるワークテーブル上の構造と斜光照明装置とを示す斜視図である。 同軸照明装置とシャッターを示す斜視図である。 検査部の側面断面図であり，図２のＢ−Ｂ線断面図である。 図１４に示す検査部の別の照明状態を示す側面断面図である。 撮像装置で得られる映像の外形を示す映像図である。 撮像装置の映像例の一部を拡大して示したものである。 吸着反転機構から搬送装置への液晶パネルの受け渡しを示す側面図である。

符号の説明

１０ カセットステージ部
１２ プリアライメント部
１４ 検査部
１６ 搬送装置
３２ 搬送アーム
３４ 吸着パッド
３６ 液晶パネル
４８ プリアライメントテーブル
５０ パネル支持台
５２ パネルクランプ
５８ パネル支持部
６０ 吸着反転機構
６２ 反射ミラー
６６ 移動体
６８ 回転アクチュエータ
７０ 反転アーム
７２ 吸着パッド
８０ 拡散板
８２ パネルリフタ
８４ バックライト装置
８６ 検査台
８８ 同軸照明装置
９０ 斜光照明装置
９２ 照明ボックス
９４ シャッター
９６ ハーフミラー
９８ 撮像装置
１０４ 斜光ランプ

Claims (5)

1. 次の構成を備える液晶パネルの外観検査装置。
   （ア）矩形の液晶パネルを検査前に位置決めするプリアライメメント装置。
   （イ）前記液晶パネルを検査位置で支持する検査台。
   （ウ）前記プリアライメント装置から前記検査台へと前記液晶パネルを搬送する搬送装置。
   （エ）前記検査位置にある液晶パネルを，前記液晶パネルの法線に平行な方向から撮像する撮像装置。
   （オ）前記撮像装置の撮像方向に実質的に平行な方向から前記検査位置にある液晶パネルに光を照射する同軸照明装置。
   （カ）前記撮像方向に対して傾斜した四つの方向であって前記液晶パネルの四つの辺に対応する四つの方向から，前記検査位置にある液晶パネルに光を照射する斜光照明装置。
   （キ）前記検査位置にある液晶パネルにその背面から光を照射するバックライト装置。
   （ク）前記検査位置にある液晶パネルの四つの側面に対向して配置された四つの反射ミラーであって，前記側面からの光を前記撮像装置の方向に反射する反射ミラー。
   （ケ）前記検査位置の上方で前記液晶パネルを受け取ることができて，その液晶パネルを反転させることができる反転装置であって，前記搬送装置とは独立した反転装置。
2. 請求項１に記載の液晶パネルの外観検査装置において，前記液晶パネルは前記検査位置で水平に支持され，前記反転装置は次の構成を備えることを特徴とする液晶パネルの外観検査装置。
   （コ）前記検査位置の上方で水平状態の前記液晶パネルを下向きの吸着面で吸着できる吸着パッド。
   （サ）前記吸着面が上向きになるように前記吸着パッドを水平な回転軸線の周りに回転させる回転装置。
   （シ）前記検査位置にある液晶パネルを下向きの前記吸着面のところまで上昇させることができて，かつ，前記液晶パネルを上向きの前記吸着面で吸着した状態の前記吸着パッドから，前記吸着パッドと干渉することなく，前記液晶パネルを受け取ることができてその液晶パネルを前記検査位置まで下げることができるパネル昇降装置。
3. 請求項２に記載の液晶パネルの外観検査装置において，前記パネル昇降装置は前記液晶パネルを吸着保持するための吸着孔が開口する昇降吸着面を備えていて，この昇降吸着面は前記吸着パッドと干渉しないための切り欠きを備えていることを特徴とする液晶パネルの外観検査装置。
4. 請求項１から３までのいずれか１項に記載の液晶パネルの外観検査装置において，前記搬送装置は，２枚の前記液晶パネルを別個に吸着保持できる複数の吸着パッドを備えていることを特徴とする液晶パネルの外観検査装置。
5. 請求項１に記載の液晶パネルの外観検査装置において，前記反転装置は液晶パネルを昇降させるためのパネル昇降装置を備えていて，前記バックライト装置は，前記パネル昇降装置を取り囲む環状の光源を備えていることを特徴とする液晶パネルの外観検査装置。

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