JP4786884B2

JP4786884B2 - 液晶パネル点灯検査装置のアライメント方法

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Publication number: JP4786884B2
Application number: JP2004179410A
Authority: JP
Inventors: 裕小坂; 和男佐藤; 齋藤　　健
Original assignee: Micronics Japan Co Ltd
Current assignee: Micronics Japan Co Ltd
Priority date: 2004-06-17
Filing date: 2004-06-17
Publication date: 2011-10-05
Anticipated expiration: 2024-06-17
Also published as: JP2006003588A

Description

本発明は、液晶パネル点灯検査装置において液晶パネルをプローブに対してアライメントする方法に関するものである。

従来の液晶パネル検査装置として，次の特許文献１に記載されているものが知られている。
特開２００１−７４７７８号公報

この特許文献１の液晶パネル検査装置は，液晶パネルに形成した三つのアライメントマークを用いて液晶パネルをアライメントすることができる。長方形の液晶パネルの隣り合う二つの辺（Ｘ辺とＹ辺）には，それぞれ，複数の電極が辺に沿って並べて形成されている。Ｙ辺における両端付近には第１アライメントマークと第２アライメントマークが形成されている。また，Ｘ辺における両端付近には，上述の第１アライメントマークと，新たな第３アライメントマークが形成されている。したがって，液晶パネルの三つの隅角部にそれぞれアライメントマークが形成されていることになる。検査装置のプローブステージには三つのアライメント用のカメラが搭載されていて，これらのカメラが液晶パネルの三つのアライメントマークを観察できるようになっている。

液晶パネル点灯検査装置においては，液晶パネルの背面に光を当てて，バックライトで照明された状態を作り出し，その状態で，液晶パネルの各画素の駆動時の欠陥の有無を検査している。同一仕様の複数の液晶パネルを次々と点灯検査する場合に，液晶パネルのアライメントは次のように実施している。まず，１枚目の液晶パネルを検査ステージの上に載せる。検査ステージはバックライトを点灯状態にしておく。その理由は，バックライトに電圧を印加してから輝度が安定するまでに時間がかかるからである。液晶パネルを検査ステージに載せたら，アライメントマークがカメラの原点マークに一致するように，検査ステージを適切に移動する。そして，顕微鏡を使って，実際にプローブステージのすべてのプローブが液晶パネルのすべての電極に確実に接触していることを確認する。プローブの位置と電極の位置がずれているときは，検査ステージの移動を微調整する。微調整が完了したら，各アライメントマークが各カメラの原点マークからどれだけずれているかを求めて，その値を各アライメントマークの標準座標として記憶する。この標準座標が，同一仕様の２枚目以降の液晶パネルのアライメントの基準となる。２枚目以降の液晶表示パネルをアライメントするときは，そのアライメントマークがカメラの原点マークに対して上述の標準座標の位置となるように，検査ステージを適切に移動する。

上述のアライメント方法によれば，同一仕様の複数の液晶パネルを点灯検査するときに，１枚目の液晶パネルだけは，液晶パネルの電極の位置と検査装置のプローブの位置とが一致することを顕微鏡で確認した状態で標準座標を求めている。このアライメント作業に要する時間は１０〜３０分程度である。このアライメント作業のあとに，検査ステージを上昇させて，液晶パネルの電極を検査装置のプローブに接触させて，液晶パネルを全点灯させ，目視による点灯検査を行う。目視による点灯検査の所要時間は１分程度である。２枚目以降の液晶パネルについては，そのアライメントマークがカメラの原点マークに対して上述の標準座標の位置となるように，検査ステージを移動させるだけなので，アライメント作業自体は数秒で終了する。すなわち，２枚目以降の液晶パネルについては，液晶パネルの電極と検査装置のプローブとの合致状態を顕微鏡で確認することはしない。目視による点灯検査は１分程度で終了する。

１枚目の液晶パネルをアライメントするときには，上述のように１０〜３０分程度の時間がかかるので，その間に，液晶パネルがバックライトの照明を受けて，温度が２０℃程度上昇する。例えば，液晶パネルの温度が室温２０℃から４０℃に上昇する。一方で，２枚目以降の液晶パネルはアライメント作業に数秒しかかからないので，温度上昇はほとんどない。したがって，１枚目の液晶パネルのアライメントが完了するとき（上述の標準座標を記憶するとき）には，熱膨張した状態の液晶パネルのアライメントマークの位置を記憶していることになり，これに対して，２枚目以降の液晶パネルをアライメントするときには，液晶パネルは熱膨張をほとんどしていない。ゆえに，２枚目以降の液晶パネルでは，熱膨張時に求めた標準座標を基準にして，熱膨張をしていない液晶パネルをアライメントすることになるので，正確な位置合わせができていないおそれがある。

今後，液晶パネルの大型化及びバックライトの高輝度化がますます進展するのに伴い，上述の熱膨張の影響が大きくなってくる。例えば，液晶パネルのサイズが５０〜６０型となり，バックライトの輝度が３万カンデラ（従来のパソコン用液晶パネルでは約８千カンデラ）になると，熱膨張の影響はかなり大きくなる。その結果，２枚目以降の液晶パネルの点灯検査のときに，特に液晶パネルの長辺側において，液晶パネルの電極と検査装置のプローブとの位置ずれ（アライメント不良）に起因する点灯不良が発生するようになってきている。

ところで，プローブを使った検査装置の分野では，熱膨張によるアライメント不良を回避するものとして，次の特許文献２に記載の技術が知られている。
特開平７−５８１６７号公報

この特許文献２は，プローブカードのバンプとウエハの電極パッドとを正確に位置合わせする技術を開示しており，高温試験において，加熱したプローブカードが熱膨張しても，その熱膨張を考慮して位置合わせができるようになっている。具体的には，プローブカードにおいて，バンプがＸ方向とＹ方向に並んでいる場合に，このバンプの並びと平行に，すなわち，Ｘ方向とＹ方向に，目盛が形成されている。この目盛の伸縮状況を撮像装置で撮影することにより，プローブカードの実際の熱膨張量を把握でき，これにより，プローブカードのバンプの配列の伸縮状況が分かる。これに基づいて，バンプとウエハの電極パッドとを位置合わせするようになっている。

この特許文献２は，被検査体ではなくてプローブカードの熱膨張の影響を考慮したものであるが，プローブカードに目盛を設けて，この目盛の伸縮量を撮像装置で読み取っている。したがって，この技術を用いるには，プローブカードのＸ方向とＹ方向にあらかじめ目盛を形成しておく必要がある。

本発明は，上述の問題点を解決するためになされたものであり，その目的は，同一仕様の複数の液晶パネルを点灯検査するときに，液晶パネル間で熱膨張による伸縮量に違いがあっても，その違いを考慮して液晶パネルをアライメントすることができるアライメント方法を提供することにある。本発明の別の目的は，熱膨張による伸縮量を測定するための目盛を設ける必要のないアライメント方法を提供することにある。

本発明に係る液晶パネル点灯検査装置のアライメント方法は，次の（ア）乃至（ケ）の段階を備えている。（ア）矩形の液晶パネルであって，前記矩形の第１の辺に沿って互いに間隔をあけて形成された第１アライメントマーク及び第２アライメントマークと，前記第１の辺に垂直な第２の辺に沿って互いに間隔をあけて形成された前記第１アライメントマーク及び第３アライメントマークと，前記第１の辺に沿って並べて形成された複数の電極からなる第１の電極群と，前記第２の辺に沿って並べて形成された複数の電極からなる第２の電極群とを備えた液晶パネルを準備するパネル準備段階。（イ）次の（ａ）乃至（ｃ）を備える液晶パネル点灯検査装置を準備する検査装置準備段階。（ａ）前記液晶パネルを保持することができて前記液晶パネルの背面に光を当てることができる検査ステージ。（ｂ）前記第１の電極群に接触可能な第１のプローブ群，前記第２の電極群に接触可能な第２のプローブ群，並びに，前記第１アライメントマーク，前記第２アライメントマーク及び前記第３アライメントマークをそれぞれ観察可能な第１カメラ，第２カメラ及び第３カメラを備えるプローブステージ。（ｃ）前記検査ステージを前記プローブステージに対してＸ方向及びこれに垂直なＹ方向に移動させることができてかつＸＹ平面に垂直なＺ軸の周りに回転させることができる駆動機構。（ウ）１枚目の前記液晶パネルを，前記第１の辺が前記Ｙ方向に平行になるように，そして，前記第２の辺が前記Ｘ方向に平行になるように，前記検査ステージにセットする第１のパネルセット段階。（エ）前記プローブステージに対して前記検査ステージを前記Ｘ方向及び前記Ｙ方向に相対的に動かすとともに前記Ｚ軸の周りに回転させて，第１カメラ，第２カメラ及び第３カメラを用いて前記第１アライメントマーク，前記第２アライメントマーク及び前記第３アライメントマークを観察し，前記第１の電極群及び前記第２の電極群に対して前記第１のプローブ群及び前記第２のプローブ群が正しく位置決めされていることを確認した状態で，前記第１カメラの基準点に対する前記第１アライメントマークのＸＹ座標を第１の標準座標（ｘ１ａ，ｙ１ａ）として記憶し，前記第２カメラの基準点に対する前記第２アライメントマークのＸＹ座標を第２の標準座標（ｘ２ａ，ｙ２ａ）として記憶し，前記第３カメラの基準点に対する前記第３アライメントマークのＸＹ座標を第３の標準座標（ｘ３ａ，ｙ３ａ）としてその少なくともＸ座標（ｘ３ａ）を記憶する標準座標記憶段階。（オ）前記１枚目の液晶パネルを前記検査ステージから取り外して，前記１枚目の液晶パネルと同一仕様の２枚目の前記液晶パネルを，前記第１の辺が前記Ｙ方向に平行になるように，そして，前記第２の辺が前記Ｘ方向に平行になるように，前記検査ステージにセットする第２のパネルセット段階。（カ）前記プローブステージに対して前記検査ステージを前記Ｘ方向及び前記Ｙ方向に相対的に動かすとともに前記Ｚ軸の周りに回転させて，前記第１カメラと前記第２カメラを用いて前記第１アライメントマークと前記第２アライメントマークを観察し，前記第１アライメントマークのＸＹ座標及び前記第２アライメントマークのＸＹ座標が，それぞれ，前記第１の標準座標（ｘ１ａ，ｙ１ａ）及び前記第２の標準座標（ｘ２ａ，ｙ２ａ）に最も近づくように，前記２枚目の液晶パネルを位置決めする仮の位置決め段階。（キ）前記仮の位置決め段階が完了してから，前記第３カメラを用いて前記２枚目の液晶パネルの前記第３アライメントマークを観察して，前記第３カメラの前記基準点に対する前記第３アライメントマークのＸ座標を仮座標（ｘ３ｂ）として記憶する仮座標記憶段階。（ク）前記第３の標準座標のＸ座標（ｘ３ａ）に対する前記仮座標（ｘ３ｂ）の偏差（Δｘ）を算出する偏差算出段階。（ケ）前記検査ステージを，前記Ｘ方向において前記偏差（Δｘ）とは逆方向に前記偏差（Δｘ）の２分の１だけシフトして，前記２枚目の液晶パネルを位置決めする最終の位置決め段階。

このように，本発明によれば，第１アライメントマークと第２アライメントマークに基づいて液晶パネルを仮に位置決めしてから，第３アライメントマークに関して上述の偏差Δｘを求めて，その半分だけ液晶パネルをＸ方向にシフトしている。これにより，第２の辺におけるプローブと電極との位置合わせが従来よりも正確になる。その結果，大型の液晶パネルを高輝度バックライトで照明した場合においても，アライメント不良に起因する点灯欠陥を回避することができる。

本発明によれば，同一仕様の複数の液晶パネルを点灯検査するときに，液晶パネル間で熱膨張による伸縮量に違いがあっても，その違いを考慮して液晶パネルをアライメントすることができる。その結果，大型の液晶パネルを高輝度バックライトで照明した場合においても，アライメント不良に起因する点灯欠陥を回避できる。また，従来から存在する三つのアライメントマークを利用しているだけなので，熱膨張による伸縮量を測定するための特別の目盛を設ける必要がない。

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は本発明のアライメント方法を適用する液晶パネル点灯検査装置の一例の要部の平面図である。この液晶パネル点灯検査装置は，プローブを備えるプローブステージと，液晶パネルを保持する検査ステージとを備えていて，検査ステージはプローブステージの下方にある。図１はプローブステージの要部を上方から見たところであり，検査ステージの上に載っている液晶パネル１０が見えている。プローブステージは第１のプローブベース１２と第２のプローブベース１４を備えている。第１のプローブベース１２はＹ方向に延びており，第２のプローブベース１４はＸ方向に延びている。Ｘ方向とＹ方向は互いに直交している。液晶パネル１０は長方形であり，そのひとつの短辺２８（第１の辺）をゲート側と呼び，これに隣り合うひとつの長辺３０（第２の辺）をデータ側と呼ぶことにする。液晶パネルのゲート側には，マトリックスセルの多数のゲート線の電極が配列され，データ側には多数のデータ線の電極が配列されている。以下，第１のプローブベース１２をゲート側プローブベースと呼び，第２のプローブベース１４をデータ側プローブベースと呼ぶことにする。

ゲート側プローブベース１２にはゲート側プローブユニット１６が搭載されている。ゲート側プローブユニット１６には複数のゲート側プローブブロック１８が固定されている。各ゲート側プローブブロック１８には複数のゲート側プローブ２０が取り付けられている。ゲート側プローブベース１２に取り付けられているすべてのゲート側プローブ２０が第１のプローブ群を構成する。

データ側プローブベース１４にはデータ側プローブユニット２２が搭載されている。このデータ側プローブユニット２２にも複数のデータ側プローブブロック２４が固定されている。各データ側プローブブロック２４には複数のデータ側プローブ２６が取り付けられている。データ側プローブベース１４に取り付けられているすべてのデータ側プローブ２０が第２のプローブ群を構成する。

図１では，理解を容易にするために，２個のゲート側プローブブロック１８と３個のデータ側プローブブロック２４を図示しているが，実際の液晶パネル点灯検査装置では，もっと多くのプローブブロックを用いている。また，各プローブブロック１８，２４では数本のプローブ２０，２６を図示しているが，実際には，もっと多くのプローブを設けている。

ゲート側プローブユニット１６には，その両端付近に第１カメラ３２と第２カメラ３４が配置されている。一方，データ側プローブユニット２２にはゲート側プローブユニット１６から離れた方の端部付近に第３カメラ３６が配置されている。

図２は図１の２−２線断面図である。プローブステージ３８の下方に検査ステージ４０が配置されている。検査ステージ４０はＸ駆動台４２とＹ駆動台４４とＺ駆動台４６とθ回転台４８とを備えている。検査ステージ４０の上面に液晶パネル１０を保持することができる。Ｘ駆動台４２は検査ステージの上面をＸ方向（図２の紙面に垂直な方向）に移動させることができる。Ｙ駆動台４４は検査ステージの上面をＹ方向に移動させることができる。Ｚ駆動台４６は検査ステージの上面をＺ方向（上下方向）に移動させることができる。θ回転台４８は検査ステージの上面をＺ軸（上下方向に延びる軸）の周りに回転させることができる。

図２では，第１カメラ３２，第２カメラ３４，ゲート側プローブブロック１８及びゲート側プローブ２０が明瞭に示されている。第１カメラ３２の光軸の真下には第１原点マーク５０が配置されていて，第２カメラ３４の光軸の真下には第２原点マーク５２が配置されている。これらの原点マーク５０，５２はゲート側プローブユニット１６に取り付けられているものであり，二つのカメラ３２，３４の基準点となる。同様に，図１の第３カメラ３６の光軸の真下にも第３原点マークが配置されている。この第３原点マークはデータ側プローブユニット２２に取り付けられているものであり，第３カメラ３６の基準点となる。

図３は液晶パネル１０とプローブステージ３８との位置関係を示す平面図である。プローブステージ３８については，ゲート側プローブユニット１６を本来の位置よりも図の左方向にずらし，かつ，データ側プローブユニット２２を本来の位置よりも図の上方向にずらして示してある。これにより，プローブステージ３８の下方の液晶パネル１０の全体を示すことができる。液晶パネル１０の第１の辺２８には，この辺２８に沿って複数のゲート電極５４が並べて配置されている。ゲート電極５４は所定のブロック毎にひとまとまりになっている。ひとつのゲート側プローブブロック１８に所属するひとまとまりのゲート側プローブ２０は，上述のひとまとまりのゲート電極５４に対応している。そして，第１の辺２８に形成されたすべてのゲート電極５４が第１の電極群を構成する。したがって，第１のプローブ群（複数のゲート側プローブ２０で構成される）が第１の電極群（複数のゲート電極５４で構成される）に対応する。また，液晶パネル１０の第１の辺２８の両端付近に第１アライメントマーク５６と第２アライメントマーク５８が形成されている。これらのアライメントマーク５６，５８は第１の辺２８に沿って互いに間隔をあけて形成されていることになる。

液晶パネル１０の第２の辺３０には，この辺３０に沿って複数のデータ電極６０が並べて配置されている。データ電極６０も所定のブロック毎にひとまとまりになっている。ひとつのデータ側プローブブロック２４に所属するひとまとまりのデータト側プローブ２６は，上述のひとまとまりのデータ電極６０に対応している。第２の辺３０に沿ったすべてのデータ電極６０が第２の電極群を構成する。したがって，第２のプローブ群（複数のデータ側プローブ２６で構成される）が第２の電極群（複数のデータ電極６０で構成される）に対応する。液晶パネル１０の第２の辺３０の左端付近には，上述の第１アライメントマーク５６が存在し，第２の辺３０の右端付近には第３アライメントマーク６２が形成されている。第１アライメントマーク５６と第３アライメントマーク６２は第２の辺３０に沿って互いに間隔をあけて形成されていることになる。

ゲート側プローブユニット１６に取り付けられた第１カメラ３２と第２カメラ３４は，それぞれ，第１アライメントマーク５６と第２アライメントマーク５８を観察することができる。データ側プローブユニット２２に取り付けられた第３カメラ３６は第３アライメントマーク６２を観察することができる。

図４は液晶パネル１０の電極とアライメントマークの一部を拡大して示したものである。拡大して示したデータ側について述べると，データ電極６０はＹ方向に細長く延びていて，これが第２の辺３０に沿って（すなわち，Ｘ方向に）並べて配置されている。第３アライメントマーク６２は十字型をしている。ゲート側についても述べると，ゲート電極５４はＸ方向に細長く延びていて，これが第１の辺２８に沿って（すなわち，Ｙ方向に）並べて配置されている。第１アライメントマーク５６と第２アライメントマーク５８も十字型をしている。これらの電極５４，６０とアライメントマーク５６，５８，６２は，共通のマスク等を用いて形成されているので，それらの間の位置関係は正確に定まっている。

次に，液晶パネルのアライメント手順の概略を説明する。同一仕様の液晶パネルを次々に点灯検査する場合には，次のようにしている。まず，１枚目の液晶パネルについては，プローブステージのすべてのプローブが液晶パネルのすべての電極に確実に接触することを顕微鏡で確認し，そのときの液晶パネルのアライメントマークの位置とカメラの基準位置との位置関係を標準座標として登録する。２枚目以降の液晶パネルでは，基本的には，カメラの基準位置に対してアライメントマークの位置が上述の標準座標に一致するように液晶パネルをアライメントする。そして，本発明では，１枚目の液晶パネルのアライメント作業のときの液晶パネルの熱膨張量と，２枚目以降の液晶パネルのアライメント作業のときの液晶パネルの熱膨張量とが異なっていても，その違いによる影響を最小限にするように，アライメント手順を改良している。以下，アライメント手順を詳しく説明する。

図２に示す検査ステージ４０の上面に１枚目の液晶パネル１０を載せる。検査ステージ４０にはバックライトが組み込まれており，このバックライトはあらかじめ点灯しておく。検査ステージ４０のＸ駆動台４２とＹ駆動台４４とθ回転台４８を動かして，図３に示す液晶パネル１０の三つのアライメントマーク５６，５８，６２が三つのカメラ３２，３４，３６の視野に入るようにする。そして，三つのカメラ３２，３４，３６の視野の中には基準点としての原点マーク（そのうちの二つは図２の符号５０，５２として示されている）が見えているので，この原点マークに各アライメントマークができるだけ合致するように，検査ステージを動かす。この作業は，画像処理によるパターンマッチングによって自動的に実施される。

次に，図２に示す検査ステージのＺ駆動台４６を上昇させて，液晶パネルの電極をプローブステージのプローブに接触させる。それから，図３に示す液晶パネル１０のゲート電極５４とデータ電極６０のすべてが，プローブステージのゲート側プローブ２０とデータ側プローブ２６のすべてに確実に接触しているかどうかを，顕微鏡を用いてオペレータが確認する。電極とプローブの位置がずれていることが判明したら，そのずれ量を確認した上で，Ｚ駆動台４６を下げてから，上述のずれ量に相当する分だけ，検査ステージ４０のＸ駆動台４２とＹ駆動台４４とθ回転台４８を動かして，液晶パネル１０の位置を微調整する。そして，再び，液晶パネル１０を上昇させてから，顕微鏡を用いて液晶パネル１０の電極５４，６０とプローブ２０，２６が確実に接触しているかどうかを確認する。確実に接触していることが確認できたら，三つのカメラの基準点に対する三つのアライメントマークの座標位置を標準座標として記憶する。次に，プローブを液晶パネルの電極に接触させた状態で，プローブに所定の電圧を印加して，液晶パネルを全点灯させ，オペレータが目視によって点灯欠陥の有無を検査する。ここまでの作業に，例えば１０〜３０分程度の時間がかかる。その所要時間のほとんどは，上述の標準座標を決定するまでの作業に費やされる。

図５（Ａ）は上述の標準座標を得たときの三つのアライメントマークの位置を模式的に示している。第１アライメントマーク５６の中心位置の座標（ｘ１ａ，ｙ１ａ）（以下，第１の標準座標という）は，第１カメラの視野内の十字型の原点マーク５０の中心点を基準として求められる。同様に，第２アライメントマーク５８の中心位置の座標（ｘ２ａ，ｙ２ａ）（以下，第２の標準座標という）は，第２カメラの視野内の十字型の原点マーク５２の中心点を基準として求められる。第３アライメントマーク６２の中心位置の座標（ｘ３ａ，ｙ３ａ）（以下，第３の標準座標という）は，第３カメラの視野内の十字型の原点マーク６４の中心点を基準として求められる。これらの三つの座標が各アライメントマークの標準座標となる。後述するように，第３の標準座標については，そのＸ座標ｘ３ａだけが重要になるので，少なくともこのＸ座標ｘ３ａだけは記憶する必要がある。

ところで，１０〜３０分間のアライメント作業の間に，液晶パネルはバックライトからの照明光を受けて温度が上昇する。例えば，室温２０℃から４０℃までパネル温度が上昇する。そのために，液晶パネルは熱膨張する。大型の液晶パネル（例えば，５０型のもの）では，長辺の長さが約１ｍになり，温度が２０℃上昇すると，熱膨張量は例えば４０μｍ程度になる。したがって，上述の標準座標は，実は，熱膨張した液晶パネルについて求められたものである。

次に，１枚目の液晶パネルを検査ステージから取り外して，１枚目の液晶パネルと同一仕様の２枚目の液晶パネルを検査ステージに載せる。そして，図５（Ｂ）に示すように，第１アライメントマーク５６の中心位置が，第１原点マーク５０を基準にして上述の第１の標準座標（ｘ１ａ，ｙ１ａ）にできるだけ近づくように，かつ，第２アライメントマーク５８の中心位置が，第２原点マーク５２を基準にして上述の第２の標準座標（ｘ２ａ，ｙ２ａ）にできるだけ近づくように，液晶パネル１０ｂをＸ方向及びＹ方向に移動させるとともにＺ軸周りにθ回転する。この作業は，二つのアライメントマークを用いて液晶パネルを位置決めする従来方法と同じものである。このときの第１アライメントマーク５６の中心位置の座標は（ｘ１ｂ，ｙ１ｂ）（以下，第１の途中座標という）であり，第２アライメントマーク５８の中心位置の座標は（ｘ２ｂ，ｙ２ｂ）（以下，第２の途中座標という）である。第１の途中座標のＸ座標ｘ１ｂ及び第２の途中座標のＸ座標ｘ２ｂは，それぞれ，第１の標準座標のＸ座標ｘ１ａ及び第２の標準座標のＸ座標ｘ２ａに等しくすることができる。一方，第１の途中座標のＹ座標ｙ１ｂ及び第２の途中座標のＹ座標ｙ２ｂは，第１の標準座標のＹ座標ｙ１ａ及び第２の標準座標のＹ座標ｙ２ａに必ずしも一致させることはできない。１枚目の液晶パネルが熱膨張をしていたのに対して，２枚目の液晶パネルが熱膨張をほとんどしていないからである。２枚目の液晶パネル１０ｂは，顕微鏡による位置合わせ確認作業をしないので，液晶パネルが検査ステージの上に載っている時間は非常に短い。したがって，２枚目の液晶パネル１０ｂは，１枚目の液晶パネル１０ａと比較して，温度上昇はほとんどなく，熱膨張はほとんどしていない。仮に，ｙ１ｂをｙ１ａに一致させると，ｙ２ｂはｙ２ａから離れることになり，逆に，ｙ２ｂをｙ２ａに一致させると，ｙ１ｂはｙ１ａから離れることになる。そこで実際の位置決め制御では，ｙ１ａとｙ２ａの中間位置がｙ２ａとｙ２ｂの中間位置に一致するように液晶パネルのＹ方向の位置を制御している。換言すれば，ｙ１ｂ−ｙ１ａ＝ｙ２ａ−ｙ２ｂとなるように制御している。

ここまでの位置決め作業は，従来方法と同じである。比較的小型の液晶パネルであって，かつ，バックライトの輝度もそれほど高くないときは，ここまでのアライメント作業によって，２枚目以降の液晶パネルも，問題なく点灯検査が可能であった。しかし，５０〜６０型のような大型の液晶パネルで，バックライトも高輝度になると，液晶パネルの熱膨張量が大きくなって，データ電極とデータ側プローブの間での位置ずれが発生するようになり，点灯検査における線欠陥が生じるようになっている。この点を以下に詳しく説明する。

図６はデータ側プローブとデータ電極の間でのＸ方向の位置ずれを説明する説明図である。図６の上段は，第１原点マーク５０及び第３原点マーク６４とそれらの間の複数のデータ側プローブ２６についてのＸ方向の位置を模式的に示している。なお，データ側プローブ２６の実際の数はもっと多数であるが，理解を容易にするために少数のデータ側プローブ２６だけを示している。

図６のＡ状態は，図５（Ａ）の状態，すなわち，１枚目の液晶パネルのアライメントを完了した状態での，二つのアライメントマーク５６，６２とそれらの間の複数のデータ電極６０のＸ方向の位置を示している。第１アライメントマーク５６の中心位置のＸ座標は，第１原点マーク５０を基準にしてｘ１ａ（第１の標準座標のＸ座標）である。第３アライメントマーク６２の中心位置のＸ座標は，第３原点マーク６４を基準にしてｘ３ａ（第３の標準座標のＸ座標）である。この状態では，顕微鏡を用いて，すべてのデータ電極６０がすべてのデータ側プローブ２６に接触可能であることが確認されている。

図６のＢ状態は，図５（Ｂ）の状態，すなわち，第１アライメントマーク５６と第２アライメントマーク５８を用いて同一仕様の２枚目の液晶パネルをアライメントした状態での，第１アライメントマーク５６及び第３アライメントマーク６２とそれらの間の複数のデータ電極６０のＸ方向の位置を示している。このとき，第１アライメントマーク５６の中心位置のＸ座標ｘ１ｂは，第１の標準座標のＸ座標ｘ１ａに等しい。一方，第３アライメントマーク６２の中心位置のＸ座標ｘ３ｂは，第３の標準座標のＸ座標ｘ３ａと比較して，偏差Δｘだけずれている。その理由は，Ａ状態では１枚目の液晶パネルが熱膨張していてＸ方向に伸びていたのに対して，Ｂ状態では２枚目の液晶パネルがほとんど熱膨張していないからである。ずれ量Δｘは，１枚目の液晶パネルにおける二つのアライメントマーク５６，６２の間の熱膨張量にほぼ等しい。Ｂ状態では，すべてのデータ電極６０がすべてのデータ側プローブ２６に接触可能であるとは言い難い状況にある。偏差Δｘの大きさや，プローブ２６の配列のばらつきの程度によっては，どれかのデータ電極６０が，対応するデータ側プローブ２６に接触しないこともあり得る。実際問題として，大型の液晶パネルを高輝度バックライトを用いて点灯検査をする場合には，２枚目以降の液晶パネルの検査において，データ側プローブのどれかがデータ電極に接触しないことに伴う点灯不良（線欠陥）が発生している。

そこで，本発明では，２枚目以降の液晶パネルについて，上述の偏差Δｘを求めた上で，図６のＣ状態に示すように，偏差Δｘの半分だけ，その偏差の方向（図６では左方向）とは反対の方向（図６では右方向）に，液晶パネルをシフトしている。ｘ３ｂはｘ３ａに対して図６の左方向に偏差Δｘだけずれているので，液晶パネルは右方向にΔｘ／２だけシフトすることになる。これによって，１枚目の液晶パネルのＸ方向の中心位置と２枚目以降の液晶パネルのＸ方向の中心位置とが一致することになる。その結果，複数のデータ側プローブ２６の位置と複数のデータ電極６０の位置とが最も良く合致する状態となる。ところで，１枚目の液晶パネルの熱膨張量が非常に大きくなると，上述のようにシフトをしたとしても，いずれかのデータ側プローブ２６がデータ電極６０に接触できないような事態も考えられる。そのような場合には，もはや本発明をもってしても接触不良に起因する点灯不良を解消することは不可能になり，別の対策を考える必要がある。

図６の下段には，最終的に位置決めが完了した２枚目以降の液晶パネルについて，その第１アライメントマークのＸ座標ｘ１ｃと第３アライメントマークのＸ座標ｘ３ｃを求める数式を示している。（１）式は偏差Δｘを求める数式である。Δｘは，Ｂ状態の第３アライメントマークのＸ座標ｘ３ｂからＡ状態の第３アライメントマークのＸ座標ｘ３ａを引き算したものである。（２）式は第１アライメントマークの最終的なＸ座標ｘ１ｃを求める数式である。このｘ１ｃは，Ｂ状態の第１アライメントマークのＸ座標ｘ１ｂから，Δｘ／２を引き算したものである。（３）式は第３アライメントマークの最終的なＸ座標ｘ３ｃを求める数式である。このｘ３ｃも，Ｂ状態の第３アライメントマークのＸ座標ｘ３ｂから，Δｘ／２を引き算したものである。

図５（Ｃ）は，図５（Ｂ）の状態から液晶パネルをＸ方向においてΔｘ／２だけ，偏差Δｘとは逆の方向に（すなわち矢印６６の方向に）シフトした状態を示している。すなわち，図６のＣ状態に相当する。この状態では，熱膨張した液晶パネル１０ａ（１枚目の液晶パネル）の中心と，ほとんど熱膨張をしていない液晶パネル１０ｂ（２枚目以降の液晶パネル）の中心とが一致することになる。

ところで，図５（Ｂ）の状態から図５（Ｃ）の状態へと液晶パネルをＸ方向にシフトすることで，第１アライメントマーク５６及び第２アライメントマーク５８と第１原点マーク５０及び第２原点マーク５２との間のアライメント状態がＸ方向にずれてしまうことになる。しかし，ゲート電極はＸ方向に細長くなっているので，液晶パネルをＸ方向にシフトしても，ゲート側プローブがゲート電極から外れることはない。

２枚目以降の液晶パネルをアライメントするのに要する時間は数秒程度で済む。これを説明すると，２枚目以降の液晶パネルを図５（Ｂ）の状態にするには，第１アライメントマーク５６と第２アライメントマーク５８を，できるだけ第１の標準座標（ｘ１ａ，ｙ１ａ）と第２の標準座標（ｘ２ａ，ｙ２ｂ）に合致するように，検査ステージを動かすことになる。この作業は，アライメントマークと原点マークとの画像処理によるパターンマッチングによるものであり，数秒程度で終わる。このアライメント作業が完了したら，液晶パネルを上昇させて液晶パネルの電極をプローブに接触させて，プローブから電極に所定の電圧を印加して，オペレータが目視によって液晶パネルの点灯状態を検査する。その検査に要する時間はせいぜい１分程度である。その間にも，液晶パネルはバックライトによって照明されて多少の温度上昇をし，多少の熱膨張が生じることになる。しかし，プローブの先端がいったん液晶パネルの電極に接触してしまえば，その後，液晶パネルが多少熱膨張して電極位置がわずかにシフトしても，プローブの先端は電極に接触したまま，そのシフトに追随するので，プローブが電極から外れることはない。

上述の実施例の説明は，カメラの光軸と検査ステージのＺ軸とが完全に一致していることを前提にしている。もし，カメラの光軸が検査ステージのＺ軸に対してわずかに傾斜しているならば，アライメントマークの座標について補正が必要になる。そのような補正方法は，例えば，上述の特許文献１に記載されている。本発明のアライメント方法は，そのような補正方法と組み合わせることも可能である。

本発明のアライメント方法を適用する液晶パネル点灯検査装置の一例の要部の平面図である。図１の２−２線断面図である。液晶パネルとプローブステージとの位置関係を示す平面図である。液晶パネルの電極とアライメントマークの一部を拡大して示したものである。１枚目の液晶パネルの標準位置並びに２枚目の液晶パネルの途中位置及び最終位置を模式的に示す平面図である。データ側プローブとデータ電極の間でのＸ方向の位置ずれを説明する平面図である。

符号の説明

１０液晶パネル
１２第１のプローブベース（ゲート側プローブベース）
１４第２のプローブベース（データ側プローブベース）
１６ゲート側プローブユニット
１８ゲート側プローブブロック
２０ゲート側プローブ（第１のプローブ群）
２２データ側プローブユニット
２４データ側プローブブロック
２６データ側プローブ（第２のプローブ群）
２８第１の辺
３０第２の辺
３２第１カメラ
３４第２カメラ
３６第３カメラ
３８プローブステージ
４０検査ステージ
４２Ｘ駆動台
４４Ｙ駆動台
４６Ｚ駆動台
４８ θ回転台
５０第１原点マーク
５２第２原点マーク
５４ゲート電極（第１の電極群）
５６第１アライメントマーク
５８第２アライメントマーク
６０データ電極（第２の電極群）
６２第３アライメントマーク
６４第３原点マーク

Claims

次の段階を備える液晶パネル点灯検査装置のアライメント方法。
（ア）矩形の液晶パネルであって，前記矩形の第１の辺に沿って互いに間隔をあけて形成された第１アライメントマーク及び第２アライメントマークと，前記第１の辺に垂直な第２の辺に沿って互いに間隔をあけて形成された前記第１アライメントマーク及び第３アライメントマークと，前記第１の辺に沿って並べて形成された複数の電極からなる第１の電極群と，前記第２の辺に沿って並べて形成された複数の電極からなる第２の電極群とを備えた液晶パネルを準備するパネル準備段階。
（イ）次の（ａ）乃至（ｃ）を備える液晶パネル点灯検査装置を準備する検査装置準備段階。
（ａ）前記液晶パネルを保持することができて前記液晶パネルの背面に光を当てることができる検査ステージ。
（ｂ）前記第１の電極群に接触可能な第１のプローブ群，前記第２の電極群に接触可能な第２のプローブ群，並びに，前記第１アライメントマーク，前記第２アライメントマーク及び前記第３アライメントマークをそれぞれ観察可能な第１カメラ，第２カメラ及び第３カメラを備えるプローブステージ。
（ｃ）前記検査ステージを前記プローブステージに対してＸ方向及びこれに垂直なＹ方向に移動させることができてかつＸＹ平面に垂直なＺ軸の周りに回転させることができる駆動機構。
（ウ）１枚目の前記液晶パネルを，前記第１の辺が前記Ｙ方向に平行になるように，そして，前記第２の辺が前記Ｘ方向に平行になるように，前記検査ステージにセットする第１のパネルセット段階。
（エ）前記プローブステージに対して前記検査ステージを前記Ｘ方向及び前記Ｙ方向に相対的に動かすとともに前記Ｚ軸の周りに回転させて，第１カメラ，第２カメラ及び第３カメラを用いて前記第１アライメントマーク，前記第２アライメントマーク及び前記第３アライメントマークを観察し，前記第１の電極群及び前記第２の電極群に対して前記第１のプローブ群及び前記第２のプローブ群が正しく位置決めされていることを確認した状態で，前記第１カメラの基準点に対する前記第１アライメントマークのＸＹ座標を第１の標準座標（ｘ１ａ，ｙ１ａ）として記憶し，前記第２カメラの基準点に対する前記第２アライメントマークのＸＹ座標を第２の標準座標（ｘ２ａ，ｙ２ａ）として記憶し，前記第３カメラの基準点に対する前記第３アライメントマークのＸＹ座標を第３の標準座標（ｘ３ａ，ｙ３ａ）としてその少なくともＸ座標（ｘ３ａ）を記憶する標準座標記憶段階。
（オ）前記１枚目の液晶パネルを前記検査ステージから取り外して，前記１枚目の液晶パネルと同一仕様の２枚目の前記液晶パネルを，前記第１の辺が前記Ｙ方向に平行になるように，そして，前記第２の辺が前記Ｘ方向に平行になるように，前記検査ステージにセットする第２のパネルセット段階。
（カ）前記プローブステージに対して前記検査ステージを前記Ｘ方向及び前記Ｙ方向に相対的に動かすとともに前記Ｚ軸の周りに回転させて，前記第１カメラと前記第２カメラを用いて前記第１アライメントマークと前記第２アライメントマークを観察し，前記第１アライメントマークのＸＹ座標及び前記第２アライメントマークのＸＹ座標が，それぞれ，前記第１の標準座標（ｘ１ａ，ｙ１ａ）及び前記第２の標準座標（ｘ２ａ，ｙ２ａ）に最も近づくように，前記２枚目の液晶パネルを位置決めする仮の位置決め段階。
（キ）前記仮の位置決め段階が完了してから，前記第３カメラを用いて前記２枚目の液晶パネルの前記第３アライメントマークを観察して，前記第３カメラの前記基準点に対する前記第３アライメントマークのＸ座標を仮座標（ｘ３ｂ）として記憶する仮座標記憶段階。
（ク）前記第３の標準座標のＸ座標（ｘ３ａ）に対する前記仮座標（ｘ３ｂ）の偏差（Δｘ）を算出する偏差算出段階。
（ケ）前記検査ステージを，前記Ｘ方向において前記偏差（Δｘ）とは逆方向に前記偏差（Δｘ）の２分の１だけシフトして，前記２枚目の液晶パネルを位置決めする最終の位置決め段階。