JP4197488B2 - 偏光板貼り付け位置検査装置 - Google Patents

Description

この発明は、画素の周囲を覆う遮光膜と対向して基板上に貼られた偏光板が正常な位置に貼り付けられているか否かを検査する偏光板貼り付け位置検査装置に関するものである。

従来より、液晶表示装置などでは、画素の周囲を覆うブラックマトリックスと呼ばれる遮光膜に対向して、基板上に偏光板を貼り付けるようにしている。図１４（ａ）は液晶表示装置に用いられる液晶パネルの要部を示す断面図である。図１４（ｂ）は図１４（ａ）をＡ方向から見た平面図である。

同図において、１は上側の基板、２は下側の基板、３は基板１，２間に挟まれた液晶層、４は基板１，２を周辺で貼り合わせるシール層である。液晶層３はシール層４によって基板１，２の間に封止されている。基板１，２は薄い透明なガラス板で、上側の基板１には共通電極（図示せず）が形成されており、下側の基板２には画素毎に画素電極（図示せず）が形成されている。基板１，２に形成された共通電極や画素電極は透明とされている。

また、基板２の液晶層３側の面（基板２の内面）には、ブラックマトリックス５が形成されている。ブラックマトリックス５は、画素の周囲を覆う遮光膜であり、基板２に形成されている各画素電極への光を通すメッシュ状のパターン（以下、このパターンをＢＭパターンと呼ぶ）５−１を有している。ブラックマトリックス５において、ＢＭパターン５−１の周囲は、額縁状に遮光膜が残されている。以下、この額縁状に遮光膜が残された領域５−２を額縁領域と呼ぶ。

基板１の外面（上面）には、基板２側に設けられたブラックマトリックス５のＢＭパターン５−１を覆うように、偏光板６が貼り付けられている。また、基板２の外面にも、ブラックマトリックス５のＢＭパターン５−１を覆うように、偏光板７が貼り付けられている。なお、８は、基板１に形成されたリード電極部である。

〔偏光板貼り付け位置の検査〕
液晶表示装置の製造工程の中で、偏光板６，７は、基板１，２上の正常な位置に貼り付けられていなければならない。このため、例えば特許文献１では、図１４（ｂ）に示すように、ブラックマトリックス５の額縁領域５−２の角部に開口Ｈ１を設け、偏光板６の角部にマークＭ１を印刷し、この開口Ｈ１とマークＭ１との重なり具合を検査員が目視によって確認するようにしている。

すなわち、検査員は、マークＭ１によって開口Ｈ１が全て隠されていれば、偏光板６が基板１上の正常な位置に貼り付けられていると判断する。これに対し、マークＭ１から開口Ｈ１がはみ出していれば（図１５参照）、偏光板６は基板１上の正常な位置に貼り付けられていないと判断する。なお、偏光板７にも偏光板６と同様にマークＭ１が印刷され、偏光板６と同様にして、その貼り付け位置の検査が行われる。

特開平１０−２８２４６４号公報

しかしながら、上述した特許文献１に示された偏光板の貼り付け位置の検査方法では、検査員の目視によるため、能率が悪く、人為的な検査ミスも生じる虞れがあった。
また、ブラックマトリックスの角部に開口を設けたり、偏光板の角部にマークを印刷したりしなければならず、その分、工数が余計にかかるという問題があった。

本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、偏光板の貼り付け位置の検査工程を自動化し、検査の能率を高めるとともに、人為的な検査ミスを排除することができる、また、遮光膜や偏光板に余計な加工を施すことなく、偏光板の貼り付け位置を自動的に検査することができる偏光板貼り付け位置検査装置を提供することにある。

このような目的を達成するために本発明は、偏光板が貼られた基板の少なくとも１つのコーナ部を側方から照明する第１の照明手段と、前記コーナ部を基板の偏光板が貼られている面とは反対の面側から照明する第２の照明手段と、前記コーナ部を基板の偏光板が貼られている面側から撮像する撮像手段と、第１の照明手段による照明によって撮像画像に現れる偏光板のエッジの位置と、第２の照明手段による照明によって撮像画像に現れる遮光膜のパターンの位置とに基づいて、偏光板が正常な位置に貼り付けられているか否かを判定する良否判定手段とを設けたものである。

この発明によれば、偏光板が貼られた基板のコーナ部が第１の照明手段によって側方（真横）から照明され、偏光板が貼られた基板のコーナ部が第２の照明手段によって、偏光板が貼られている面とは反対の面側（真下）から照明され、偏光板が貼られた基板のコーナ部が撮像手段によって偏光板が貼られている面側（真上）から撮像される。ここで、第１の照明手段の照明光を例えば赤色光、第２の照明手段の照明光を例えば赤外光とすると、その撮像画像には、第１の照明手段による照明によって偏光板のエッジが現れ、第２の照明手段による照明によって遮光膜のパターンが現れる。

すなわち、第１の照明手段によってコーナ部を真横から照明すると、基板上に貼られた偏光板の縁端面で光が乱反射し、その光によって撮像画像中に偏光板のエッジが出現する。また、第２の照明手段によってコーナ部を真下から照明すると、その照明光が基板および偏光板を透過する一方、遮光膜によって遮られ、その光の明暗が撮像画像中に遮光膜のパターンを出現させる。例えば、検査対象を液晶パネルとした場合、遮光膜のパターンとしてＢＭパターンが出現する。

良否判定手段は、この撮像画像中に現れる偏光板のエッジの位置と遮光膜のパターンの位置とから、偏光板が正常な位置に貼り付けられているか否かを判定する。例えば、撮像画像中に現れる偏光板のエッジの頂点の座標（Ｘ１，Ｙ１）を求め、また撮像画像中に現れる遮光膜のパターンの頂点の座標（Ｘ２，Ｙ２）を求め、この偏光板のエッジの頂点の座標（Ｘ１，Ｙ１）と遮光膜のパターンの頂点の座標（Ｘ２，Ｙ２）との位置ずれから、偏光板が正常な位置に貼り付けられているか否かを判定する。

本発明において、第１の照明手段と第２の照明手段とは切り替えて点灯させるようにしてもよいし、同時に点灯させるようにしてもよい。
第１の照明手段と第２の照明手段とを切り替えて点灯させる場合（方式１）には、第１の照明手段が点灯しているときに撮像手段によって撮像された画像を第１画像として取り込み、第２の照明手段が点灯しているときに撮像手段によって撮像された画像を第２画像として取り込み、第１画像に現れる偏光板のエッジの位置と第２画像に現れる遮光膜のパターンの位置とに基づいて、偏光板が正常な位置に貼り付けられているか否かを判定するようにする。
第１の照明手段と第２の照明手段とを同時に点灯させる場合（方式２）には、第１の照明手段と第２の照明手段とが同時に点灯しているときに撮像手段によって撮像された画像を取り込み、この画像に現れる偏光板のエッジの位置と遮光膜のパターンの位置とに基づいて、偏光板が正常な位置に貼り付けられているか否かを判定するようにする。

第１の照明手段と第２の照明手段とを同時に点灯させる方式２では、偏光板のエッジの位置と遮光膜のパターンの位置とを同時に認識し計測できるアルゴリズムが必要となり、第１の照明手段と第２の照明手段とを切り替えて点灯させる方式１よりも複雑なアルゴリズムを組む必要がある。しかし、方式２とすれば、良否判定のスピードが方式１よりも速くなる。また、一つの撮像画像より偏光板のエッジの位置と遮光膜のパターンが得られるので、良否の判定精度がアップする。このように、方式１では簡単なアルゴリズムでよいという利点があり、方式２では良否判定のスピードが速くなると同時に良否の判定精度がアップするという利点があり、何れの方式を採用するかは、場合によって使い分けると良い。

本発明において、第１の照明手段の照明光は赤色光に限られない。また、第２の照明手段の照明光は、基板および偏光板は透過するが遮光膜は透過しない光であればよく、赤外光に限られるものではない。
また、第１の照明手段と第２の照明手段とを切り替えて点灯させる方式とした場合、第２の照明手段の発光面に第１の照明手段からの照明光を吸収する部材などを設けると、第１画像に遮光パターンが映り込む虞れをなくすことが可能となる。

本発明によれば、撮像画像中に現れる偏光板のエッジの位置と遮光膜のパターンの位置とから偏光板が正常な位置に貼り付けられているか否かが自動的に判定されるものとなり、偏光板の貼り付け位置の検査工程を自動化し、検査の能率を高めるとともに、人為的な検査ミスを排除することができるようになる。また、遮光膜や偏光板に開口やマークを印刷するなど余計な加工を施すことなく、偏光板の貼り付け位置を自動的に検査することができるようになる。

以下、本発明を図面に基づいて詳細に説明する。図１はこの発明に係る偏光板貼り付け位置検査装置の一実施の形態の要部を示す構成図である。
この偏光板貼り付け位置検査装置２００は、Ｌ字型のバー照明９と、赤外透過照明１０と、撮像装置（カメラ）１１と、主制御部１２と、画像処理部１３と、照明制御部１４と、照明用電源１５とを備えている。

なお、図１は、検査対象の液晶パネル１００を偏光板貼り付け位置検査装置２００にセットした状態を示しており、液晶パネル１００の構造は図１４に示したものと同じである。但し、この液晶パネル１００において、偏光板６，７にはマークＭ１は印刷されておらず、ブラックマトリックス５にも開口Ｈ１は設けられていない。また、液晶層３は、電界を印加しない状態で光を通過させるノーマリーホワイトとされている。図２に図１における液晶パネル１００を横方向から見た場合の装置の構成図を示す。

液晶パネル１００がセットされた状態において、Ｌ字型のバー照明９は、液晶パネル１００のコーナ部（この例では、液晶パネル１００の左下の角部）Ｃ１の側方に位置し、この液晶パネル１００のコーナ部Ｃ１を真横から赤色光で照明する。すなわち、コーナ部Ｃ１に対して、その前面側と左側面側の両方向から真横に赤色光を当てる。このＬ字型のバー照明９が本発明でいう第１の照明手段に相当する。Ｌ字型のバー照明９は、例えば赤色ＬＥＤを横方向に並べた構成とされ、コーナ部Ｃ１の前面側に対向する第１のバー照明９−１とコーナ部Ｃ１の左側面側に対向する第２のバー照明９−２とから構成されている。

液晶パネル１００がセットされた状態において、赤外透過照明１０は液晶パネル１００のコーナ部Ｃ１の下方に位置し、このコーナ部Ｃ１を真下から赤外光で照明する。すなわち、図１に示したように液晶パネル１００を偏光板６を上側としてセットした場合、基板１の下面側からコーナ部Ｃ１に赤外光を当てる。この赤外透過照明１０が本発明でいう第２の照明手段に相当する。赤外透過照明１０からの赤外光は、その光の性質上、基板１，２、液晶層３、偏光板６，７は透過するが、ブラックマトリックス（遮光膜）５は透過しない。

液晶パネル１００がセットされた状態において、カメラ１１は液晶パネル１００のコーナ部Ｃ１の上方に位置し、このコーナ部Ｃ１を真上から撮像する。すなわち、図１に示したように液晶パネル１００を偏光板６を上側としてセットした場合、基板１の上面側からコーナ部Ｃ１を撮像する。

主制御部１２は、照明制御部１４へ指令を送り、Ｌ字型のバー照明９および赤外透過照明１０の点灯／消灯を制御する。照明制御部１４は、主制御部１２からの指令に応じ、照明用電源１５を制御し、Ｌ字型のバー照明９および赤外透過照明１０への電源のオン／オフを制御する。

また、主制御部１２は、画像処理部１３へ指令を送り、カメラ１１の撮像タイミングを制御する。画像処理部１３は、カメラ１１によって撮像された画像を取り込んで処理し、その処理画像を主制御部１２へ送る。主制御部１２は、画像処理部１３から送られてくる処理画像からブラックマトリックスおよび偏光板の位置情報を求め、偏光板が正常な位置に貼り付けられているか否かの良否判定を行う。

なお、本実施の形態において、主制御部１２や画像処理部１３，照明制御部１４は、プロセッサや記憶装置からなるハードウェアと、これらのハードウェアと協働して各種機能を実現させるプログラムとによって実現される。

〔実施の形態１：方式１（交互照明）〕
図３に主制御部１２が実行する偏光板貼り付け位置検査処理のフローチャートの一例（実施の形態１）を示す。この実施の形態１において、主制御部１２は、Ｌ字型のバー照明９と赤外透過照明１０とを交互に切り替えて点灯させ、Ｌ字型のバー照明９が点灯しているときにカメラ１１で撮像された画像（第１画像）と赤外透過照明１０が点灯しているときにカメラ１１で撮像された画像（第２画像）とに基づいて、偏光板が正常な位置に取り付けられているか否かの良否判定を行う。以下、このフローチャートに従って、その具体的な処理動作について説明する。

主制御部１２は、照明制御部１４へ、Ｌ字型のバー照明（第１照明）９の点灯指令を送る（ステップ３０１）。この指令を受けて、照明制御部１４は、照明用電源１５からのＬ字型のバー照明９への電源の供給を開始する。これにより、Ｌ字型のバー照明９が点灯し、検査対象としてセットされている液晶パネル１００のコーナ部Ｃ１を赤色光で真横から照明する。

また、主制御部１２は、画像処理部１３へ指令を送り、Ｌ字型のバー照明９を点灯しているときのコーナ部Ｃ１をカメラ１１によって撮像させる（ステップ３０２）。このカメラ１１によって撮像されたコーナ部Ｃ１の画像は第１画像として画像処理部１３に取り込まれる。

図４（ａ）にカメラ１１によって撮像された第１画像を例示する。Ｌ字型のバー照明９によって液晶パネル１００のコーナ部Ｃ１を赤色光で真横から照明すると、基板１上に貼られた偏光板６の縁端面で光が乱反射し、その光が撮像画像中で偏光板６のエッジを出現させる。また、基板１の縁端面でも光が乱反射し、撮像画像中に基板１のエッジも出現する。図４（ａ）において、白く浮き上がった線Ｌ１が偏光板６のエッジである。この線Ｌ１の外側に線Ｌ２として基板１のエッジも出現する。

Ｌ字型のバー照明９によってコーナ部Ｃ１を真横から照明することによって、偏光板６や基板１の表面の傷，汚れ，回路パターンなどが映像化されにくくなり、撮像画像中において偏光板６のエッジを際立たせることができる。

図６はコーナ部Ｃ１の上方にリング型の照明を設けた場合の画像例である。リング型の照明では、コーナ部Ｃ１が全方向から照明されるため、偏光板６や基板１の表面の傷，汚れ，回路パターンなどまでもが映像化され、偏光板６のエッジとの区別がつかなくなってしまう虞れがある。これに対して、Ｌ字型のバー照明９とすると、その照明の方向が前面側と左側面側の２方向となり、偏光板６や基板１の表面の傷，汚れ，回路パターンなどが映像化されにくくなる。

次に、主制御部１２は、照明制御部１４へ、赤外透過照明（第２照明）１０の点灯指令を送る（ステップ３０３）。この指令を受けて、照明制御部１４は、照明用電源１５からのＬ字型のバー照明９への電源の供給を中断し、赤外透過照明１０への電源の供給を開始する。これにより、Ｌ字型のバー照明９が消灯し、赤外透過照明１０が点灯し、液晶パネル１００のコーナ部Ｃ１を真下から赤外光で照明する。

また、主制御部１２は、画像処理部１３へ指令を送り、赤外透過照明１０を点灯しているときのコーナ部Ｃ１をカメラ１１によって撮像させる（ステップ３０４）。このカメラ１１によって撮像されたコーナ部Ｃ１の画像は第２画像として画像処理部１３に取り込まれる。

図５（ａ）にカメラ１１によって撮像された第２画像を例示する。赤外透過照明１０によって液晶パネル１００のコーナ部Ｃ１を真下から赤外光で照明すると、その照明光が基板１，２、液晶層３、偏光板６，７を透過する一方、ブラックマトリックス（遮光膜）５によって遮られ、その光の明暗が撮像画像中にブラックマトリックス５のＢＭパターン５−１を出現させる。図５（ａ）において、ブラックマトリックス５のＢＭパターン５−１はメッシュ状の影Ｓ１として現れる。なお、Ｓ２はブラックマトリックス５の額縁領域５−２を示す影であり、Ｓ３は基板１に形成されたリード電極部８を示す影である。

画像処理部１３は、ステップ３０２で撮像された第１画像を取り込み、またステップ３０４で撮像された第２画像を取り込み、ノイズの除去処理などを行って、その処理した第１画像と第２画像を主制御部１２へ送る。

主制御部１２は、画像処理部１３から送られてくる第１画像より、偏光板６のエッジを示す線Ｌ１の横方向ライン（横線）Ｌ１ａ（図４（ｂ）参照）と縦方向ライン（縦線）Ｌ１ｂを縦，横方向への走査によって抽出し、この抽出した縦横線の交点として偏光板６の頂点Ｔ１の座標（Ｘ１，Ｙ１）を求める（ステップ３０５）。また、偏光板６の頂点Ｔ１の座標（Ｘ１，Ｙ１）を求める際に抽出した横線Ｌ１ａのＸ軸に対する傾きと、縦線Ｌ１ｂのＹ軸に対する傾きを求める（ステップ３０６）。

また、主制御部１２は、画像処理部１３から送られてくる第２画像より、ブラックマトリックス５のＢＭパターン５−１を示す影Ｓ１と額縁領域５−２を示す影Ｓ２との境界線（ＢＭパターンの輪郭線）Ｌ３（図５（ｂ）参照）の横方向ライン（横線）Ｌ３ａと縦方向ライン（縦線）Ｌ３ｂを縦，横方向への走査によって抽出し、この抽出した縦横線の交点としてＢＭパターン５−１の頂点Ｔ２の座標（Ｘ２，Ｙ２）を求める（ステップ３０７）。また、ＢＭパターン５−１の頂点Ｔ２の座標（Ｘ２，Ｙ２）を求める際に抽出した横線Ｌ３ａのＸ軸に対する傾きと、縦線Ｌ３ｂのＹ軸に対する傾きを求める（ステップ３０８）。

そして、主制御部１２は、ステップ３０６で求めた偏光板６のエッジを示す線Ｌ１の横線Ｌ１ａ，縦線Ｌ１ｂとステップ３０８で求めたＢＭパターン５−１の輪郭線Ｌ３の横線Ｌ３ａ，縦線Ｌ３ｂとの相対的な傾きをチェックし、その相対的な傾きが許容内であるか否かを確認する（ステップ３０９）。ここで、その縦横線の相対的な傾きが許容内でなければ（ステップ３０９のＮＯ）、偏光板６が正常な位置に貼り付けられていないと判定し、その判定結果を上位の装置へ送る。

縦横線の相対的な傾きが許容内であれば（ステップ３０９のＹＥＳ）、主制御部１２は、ステップ３０５で求めた偏光板６の頂点Ｔ１の座標（Ｘ１，Ｙ１）とステップ３０７で求めたＢＭパターン５−１の頂点Ｔ２の座標（Ｘ２，Ｙ２）との差を求め、その差が許容範囲内であるか否かを確認する（ステップ３１０）。すなわち、Ｘ座標の差（Ｘ１−Ｘ２）を求め、その差が予め定められている許容範囲α内にあるか否かを確認する。また、Ｙ座標の差（Ｙ１−Ｙ２）を求め、その差が予め定められている許容範囲β内にあるか否かを確認する。

ここで、Ｘ座標の差（Ｘ１−Ｘ２）が許容範囲α内で、かつＹ座標の差（Ｙ１−Ｙ２）が許容範囲β内であれば、偏光板６が正常な位置に貼り付けられていると判定し（ステップ３１０のＹＥＳ）、その判定結果を上位の装置へ送るとともに、ステップ３０１へ戻り、次の検査対象に対して同様の動作を繰り返す。これに対して、Ｘ座標の差（Ｘ１−Ｘ２）とＹ座標の差（Ｙ１−Ｙ２）の何れか一方でも許容範囲内でなければ、主制御部１２は偏光板６が正常な位置に貼り付けられていないと判定し（ステップ３１０のＮＯ）、その判定結果を上位の装置へ送る。

図７は赤外透過照明１０に代えて赤色ＬＥＤ透過照明を用いた場合の第２画像を例示する図である。すなわち、液晶パネル１００のコーナ部Ｃ１の真下から、赤外光ではなく赤色光を照射した場合の第２画像を例示する図である。偏光板６，７の透過率が高ければ、第２照明を赤色ＬＥＤ透過照明としても、図５（ａ）に示したようなＢＭパターン５−１の影Ｓ１が出現する第２画像が得られる。しかし、偏光板６，７の透過率が低いと、赤色ＬＥＤ透過照明からの赤色光が偏光板６，７によって遮られ、第２画像には図７に示されるようにＢＭパターン５−１の影Ｓ１が現れなくなる。これに対し、赤外光はその性質上、透過率が低くても偏光板６，７を透過するので、偏光板６，７の透過率に影響されることなく、第２画像にＢＭパターン５−１の影Ｓ１を出現させることが可能となる。

なお、図１に示した構成の場合、赤外透過照明１０が消灯、Ｌ字型のバー照明９が点灯している時、図８に示すように、Ｌ字型のバー照明９からの光が赤外透過照明１０の発光面で反射し、第１画像にＢＭパターン５−１の影Ｓ１が現れることがある（図９参照）。第１画像にＢＭパターン５−１の影Ｓ１が現れると、この第１画像の縦，横方向への走査では、偏光板６のエッジを示す線Ｌ１をうまく抽出することができなくなる。

この問題は、例えば図１０に示すように、赤外透過照明１０の発光面に、赤外透過照明１０からの赤外光は透過するがＬ字型のバー照明９からの光は吸収する部材（反射光ノイズフィルタ）１６を設けることによって解決することができる。すなわち、反射光ノイズフィルタ１６を設けることによって、Ｌ字型のバー照明９からの光が液晶パネル１００のコーナ部Ｃ１に向かって反射しなくなり、ＢＭパターン５−１の影Ｓ１が第１画像に出現しなくなる（図１１参照）。なお、図１０の例では、赤外透過照明１０の発光面に反射光ノイズフィルタ１６を設けたが、Ｌ字型のバー照明９と赤外透過照明１０の発光面との間に遮光板を設けるなどとしてもよい。

〔実施の形態２：方式２（同時照明）〕
図１２に主制御部１２が実行する偏光板貼り付け位置検査処理のフローチャートの他の例（実施の形態２）を示す。この実施の形態２において、主制御部１２は、Ｌ字型のバー照明９と赤外透過照明１０とを同時に点灯させ、Ｌ字型のバー照明９と赤外透過照明１０とが同時に点灯しているときにカメラ１１で撮像した画像に基づいて、偏光板が正常な位置に取り付けられているか否かの良否判定を行う。以下、このフローチャートに従って、その具体的な処理動作について説明する。

主制御部１２は、照明制御部１４へ、Ｌ字型のバー照明（第１照明）９と赤外透過照明（第２照明）１０との同時点灯指令を送る（ステップ１２１）。この指令を受けて、照明制御部１４は、照明用電源１５からのＬ字型のバー照明９および赤外透過照明１０への電源の供給を開始する。これにより、Ｌ字型のバー照明９が点灯し、液晶パネル１００のコーナ部Ｃ１を赤色光で真横から照明する。また、赤外透過照明１０が点灯し、液晶パネル１００のコーナ部Ｃ１を赤外光で真下から照明する。

また、主制御部１２は、画像処理部１３へ指令を送り、Ｌ字型のバー照明９と赤外透過照明１０とが同時に点灯しているときのコーナ部Ｃ１をカメラ１１によって撮像させる（ステップ１２２）。このカメラ１１によって撮像されたコーナ部Ｃ１の画像は画像処理部１３に取り込まれる。

図１３（ａ）にカメラ１１によって撮像された画像を例示する。赤外透過照明１０によって液晶パネル１００のコーナ部Ｃ１を真下から赤外光で照明すると、その照明光が基板１，２、液晶層３、偏光板６，７を透過する一方、ブラックマトリックス（遮光膜）５によって遮られ、その光の明暗が撮像画像中にブラックマトリックス５のＢＭパターン５−１を出現させる。図１３（ａ）において、ブラックマトリックス５のＢＭパターン５−１はメッシュ状の影Ｓ１として現れる。なお、Ｓ２はブラックマトリックス５の額縁領域５−２を示す影であり、Ｓ３は基板１に形成されたリード電極部８を示す影である。

Ｌ字型のバー照明９によって液晶パネル１００のコーナ部Ｃ１を赤色光で真横から照明すると、基板１上に貼られた偏光板６の縁端面で光が乱反射し、その光が撮像画像中に偏光板６のエッジを出現させる。図１３（ａ）において、白く浮き上がった線Ｌ１が偏光板６のエッジであり、ブラックマトリックス５の額縁領域５−２を示す影Ｓ２との対比によって白く浮き上がる。なお、この場合、基板１の縁端面でも光が乱反射するが、真下から赤外透過照明１０からの赤外光が当てられているので、基板１のエッジは撮像画像中には現れない。

画像処理部１３は、ステップ１２２で撮像された画像を取り込み、ノイズの除去処理などを行って、その処理した画像を主制御部１２へ送る。

主制御部１２は、画像処理部１３から送られてくる画像より、ブラックマトリックス５のＢＭパターン５−１を示す影Ｓ１と額縁領域５−２を示す影Ｓ２との境界線（ＢＭパターンの輪郭線）Ｌ３（図１３（ｂ）参照）の横方向ライン（横線）Ｌ３ａと縦方向ライン（縦線）Ｌ３ｂを縦，横方向への走査によって抽出し、この抽出した縦横線の交点としてＢＭパターン５−１の頂点Ｔ２の座標（Ｘ２，Ｙ２）を求める（ステップ１２３）。また、ＢＭパターン５−１の頂点Ｔ２の座標（Ｘ２，Ｙ２）を求める際に抽出した横線Ｌ３ａのＸ軸に対する傾きと、縦線Ｌ３ｂのＹ軸に対する傾きを求める（ステップ１２４）。

また、主制御部１２は、偏光板６のエッジを示す線Ｌ１（図１３（ｂ）参照）の横方向ライン（横線）Ｌ１ａと縦方向ライン（縦線）Ｌ１ｂを縦，横方向への走査によって抽出し、この抽出した縦横線の交点として偏光板６の頂点Ｔ１の座標（Ｘ１，Ｙ１）を求める（ステップ１２５）。また、偏光板６の頂点Ｔ１の座標（Ｘ１，Ｙ１）を求める際に抽出した横線Ｌ１ａのＸ軸に対する傾きと、縦線Ｌ１ｂのＹ軸に対する傾きを求める（ステップ１２６）。なお、偏光板６のエッジを示す線Ｌ１の横線Ｌ１ａ，縦線Ｌ１ｂは、ＢＭパターンの境界線Ｌ３の横線Ｌ３ａ，縦線Ｌ３ｂを超えた後に見つけられる線として抽出することができる。

そして、主制御部１２は、ステップ１２４で求めたＢＭパターンの輪郭線Ｌ３の横線Ｌ３ａ，縦線Ｌ３ｂとステップ１２６で求めた偏光板６のエッジを示す線Ｌ１の横線Ｌ１ａ，縦線Ｌ１ｂとの相対的な傾きをチェックし、その相対的な傾きが許容内であるか否かを確認する（ステップ１２７）。ここで、その縦横線の相対的な傾きが許容内でなければ（ステップ１２７のＮＯ）、偏光板６が正常な位置に貼り付けられていないと判定し、その判定結果を上位の装置へ送る。

縦横線の相対的な傾きが許容内であれば（ステップ１２７のＹＥＳ）、主制御部１２は、ステップ１２５で求めた偏光板６の頂点Ｔ１の座標（Ｘ１，Ｙ１）とステップ１２３で求めたＢＭパターン５−１の頂点Ｔ２の座標（Ｘ２，Ｙ２）との差を求め、図３に示したステップ３１０と同様にして、その差が許容範囲内であるか否かを確認する（ステップ１２８）。

ここで、主制御部１２は、Ｘ座標の差（Ｘ１−Ｘ２）が許容範囲α内で、かつＹ座標の差（Ｙ１−Ｙ２）が許容範囲β内であれば、偏光板６が正常な位置に貼り付けられていると判定し（ステップ１２８のＹＥＳ）、その判定結果を上位の装置へ送るとともに、ステップ１２１へ戻り、次の検査対象に対して同様の動作を繰り返す。これに対し、Ｘ座標の差（Ｘ１−Ｘ２）とＹ座標の差（Ｙ１−Ｙ２）の何れか一方でも許容範囲内でなければ、偏光板６が正常な位置に貼り付けられていないと判定し（ステップ１２８のＮＯ）、その判定結果を上位の装置へ送る。

この実施の形態２では、偏光板６のエッジを示す線Ｌ１とＢＭパターン５−１の輪郭を示す線Ｌ３とを同時に認識し計測できるアルゴリズムが必要となり、実施の形態１よりも複雑なアルゴリズムを組む必要がある。しかし、良否判定のスピードは実施の形態１よりも速くなる。また、１つの撮像画像より偏光板６のエッジを示す線Ｌ１とＢＭパターン５−１の輪郭を示す線Ｌ３が得られるので、良否の判定精度がアップする。すなわち、実施の形態１では、第１画像の撮像タイミングと第２画像の撮像タイミングが異なるので、撮像された環境の違いが良否判定の精度に影響を与えることがある。これに対して、実施の形態２では、撮像された環境に違いが生じず、良否判定の精度がアップする。

このように、実施の形態１（方式１）では簡単なアルゴリズムでよいという利点があり、実施の形態２（方式２）では良否判定のスピードが速くなると同時に良否の判定精度がアップするという利点があり、何れの方式を採用するかは、場合によって使い分けると良い。また、この実施の形態２では、Ｌ字型のバー照明９と赤外透過照明１０とを同時に点灯させるので、Ｌ字型のバー照明９からの光が赤外透過照明１０の発光面で反射しても問題はなく、図１０に示したような反射光ノイズフィルタ１６などを設ける必要はない。

なお、上述した実施の形態１，２では、上側の基板１に貼られた偏光板６が正常な位置に貼り付けられているか否かを検査する場合を例にとって説明したが、下側の基板２に貼られた偏光板７が正常な位置に貼り付けられているか否かを検査することもできる。この場合、液晶パネル１００を裏返し、偏光板７を上側にしてセットすればよく、上述した実施の形態１，２で説明した場合と全く同じ処理動作によって、ブラックマトリックス５に対向して基板２上に貼られた偏光板７が正常な位置に貼り付けられているか否かを検査することができる。

また、上述した実施の形態１，２では、Ｌ字型のバー照明９と赤外透過照明１０を１組しか設けなかったが、複数組設けるようにしてもよい。すなわち、検査対象の液晶パネル１００の左下の角部だけではなく、右上の角部など別のコーナ部に対してもＬ字型のバー照明９と赤外透過照明１０を設け、複数箇所での結果に基づいて偏光板６が正常な位置に貼り付けられているか否かを検査するようにしてもよい。また、Ｌ字型のバー照明９は一体型としてもよく、バー照明９−１とバー照明９−２とをスライド可能に分離し、その位置を調整できるようにしてもよい。

また、上述した実施の形態１，２では、第１照明を赤色光としたが赤色光に限られるものではない。また、第２照明を赤外光としたが、基板１，２および偏光板６，７は透過するがブラックマトリックス（遮光膜）５は透過しない光であればよく、必ずしも赤外光としなくてもよい。現時点では、透過率が低くても偏光板６，７を透過する光として、赤外光が最も有望である。
また、上述した実施の形態１，２では、検査対象として液晶パネルを例に取って説明したが、遮光膜に対向して基板上に偏光板が貼られるパネルであれば、どのようなパネルを検査対象としてもよい。

以上のようにして、本実施の形態によれば、偏光板６，７の貼り付け位置の検査工程が自動化され、検査の能率が高まるとともに、人為的な検査ミスが排除される。また、ブラックマトリックス５や偏光板６，７に開口やマークを印刷するなど余計な加工を施すことなく、偏光板６，７の貼り付け位置を自動的に検査することができるようになる。

本発明に係る偏光板貼り付け位置検査装置の一実施の形態の要部を示す構成図である。 図１における液晶パネルを横方向から見た装置の構成図である。 この偏光板貼り付け位置検査装置において主制御部が実行する偏光板貼り付け位置検査処理の一例（実施の形態１）を示すフローチャートである。 カメラによって撮像された第１画像およびこの第１画像から求められる偏光板の頂点の座標（Ｘ１，Ｙ１）を示す図である。 カメラによって撮像された第２画像およびこの第２画像から求められるＢＭパターンの頂点の座標（Ｘ２，Ｙ２）を示す図である。 液晶パネルのコーナ部の上方にリング型の照明を設けた場合の画像を示すディスプレイ上の写真である。 赤外透過照明に代えて赤色ＬＥＤ透過照明を用いた場合の第２画像を例示する図である。 Ｌ字型のバー照明からの光が赤外透過照明の発光面で反射する状況を示す図である。 Ｌ字型のバー照明からの光が赤外透過照明の発光面で反射した場合の第１画像を例示する図である。 赤外透過照明の発光面に反射光ノイズフィルタを設けてＬ字型のバー照明からの光の反射を防止するようにした例を示す図である。 赤外透過照明の発光面に反射光ノイズフィルタを設けた場合に得られる第１画像を例示する図である。 主制御部が実行する偏光板貼り付け位置検査処理の他の例（実施の形態２）を示すフローチャートである。 カメラによって撮像された画像およびこの画像から求められる偏光板の頂点の座標（Ｘ１，Ｙ１）およびＢＭパターンの頂点の座標（Ｘ２，Ｙ２）を示す図である。 液晶表示装置に用いられる液晶パネルの要部を示す断面図および平面図である。 マークＭ１から開口Ｈ１がはみ出した状態を示す図である。

符号の説明

１…基板（上側の基板）、２…基板（下側の基板）、３…液晶層、４…シール層、５…ブラックマトリックス、５−１…ＢＭパターン、５−２…額縁領域、６…偏光板（上側の偏光板）、７…偏光板（下側の偏光板）、８…リード電極部、Ｃ１…コーナ部、１００…液晶パネル、９…Ｌ字型のバー照明、９−１，９−２…バー照明、１０…赤外透過照明、１１…撮像装置（カメラ）、１２…主制御部、１３…画像処理部、１４…照明制御部、１５…照明用電源、１６…反射光ノイズフィルタ、２００…偏光板貼り付け位置検査装置、Ｔ１…偏光板の頂点、Ｔ２…ＢＭパターンの頂点、Ｌ１…偏光板のエッジを示す線、Ｌ２…基板のエッジを示す線、Ｌ３…ＢＭパターンの輪郭を示す線、Ｓ１…ＢＭパターンを示すメッシュ状の影、Ｓ２…額縁領域を示す影、Ｓ３はリード電極部を示す影。

Claims (3)

1. 画素の周囲を覆う遮光膜と対向して基板上に貼られた偏光板が正常な位置に貼り付けられているか否かを検査する偏光板貼り付け位置検査装置であって、
   前記偏光板が貼られた基板の少なくとも１つのコーナ部を側方から照明する第１の照明手段と、
   前記コーナ部を前記基板の偏光板が貼られている面とは反対の面側から照明する第２の照明手段と、
   前記コーナ部を前記基板の偏光板が貼られている面側から撮像する撮像手段と、
   前記第１の照明手段による照明によって前記撮像手段の撮像画像に現れる前記偏光板のエッジの位置と、前記第２の照明手段による照明によって前記撮像手段の撮像画像に現れる前記遮光膜のパターンの位置とに基づいて、前記偏光板が正常な位置に貼り付けられているか否かを判定する良否判定手段と
   を備えたことを特徴とする偏光板貼り付け位置検査装置。
2. 画素の周囲を覆う遮光膜と対向して基板上に貼られた偏光板が正常な位置に貼り付けられているか否かを検査する偏光板貼り付け位置検査装置であって、
   前記偏光板が貼られた基板の少なくとも１つのコーナ部を側方から照明する第１の照明手段と、
   前記コーナ部を前記基板の偏光板が貼られている面とは反対の面側から照明する第２の照明手段と、
   前記コーナ部を前記基板の偏光板が貼られている面側から撮像する撮像手段と、
   前記第１の照明手段と前記第２の照明手段とを切り替えて点灯させる照明制御手段と、
   前記第１の照明手段が点灯しているときに前記撮像手段によって撮像された画像を第１画像として取り込み、前記第２の照明手段が点灯しているときに前記撮像手段によって撮像された画像を第２画像として取り込み、前記第１画像に現れる前記偏光板のエッジの位置と前記第２画像に現れる前記遮光膜のパターンの位置とに基づいて、前記偏光板が正常な位置に貼り付けられているか否かを判定する良否判定手段と
   を備えたことを特徴とする偏光板貼り付け位置検査装置。
3. 画素の周囲を覆う遮光膜と対向して基板上に貼られた偏光板が正常な位置に貼り付けられているか否かを検査する偏光板貼り付け位置検査装置であって、
   前記偏光板が貼られた基板の少なくとも１つのコーナ部を側方から照明する第１の照明手段と、
   前記コーナ部を前記基板の偏光板が貼られている面とは反対の面側から照明する第２の照明手段と、
   前記コーナ部を前記基板の偏光板が貼られている面側から撮像する撮像手段と、
   前記第１の照明手段と前記第２の照明手段とを同時に点灯させる照明制御手段と、
   前記第１の照明手段と前記第２の照明手段とが同時に点灯しているときに前記撮像手段によって撮像された画像を取り込み、この画像に現れる前記偏光板のエッジの位置と前記遮光膜のパターンの位置とに基づいて、前記偏光板が正常な位置に貼り付けられているか否かを判定する良否判定手段と
   を備えたことを特徴とする偏光板貼り付け位置検査装置。
   

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