FPD産業のLCMセグメントにおけるCOOLENS産業用レンズの応用について #
紹介：
FPD（フラットパネルディスプレイ）産業は、テレビ、コンピュータ、モバイル機器、自動車など、幅広い用途で急速に発展している分野である。この産業の重要なセグメントのひとつがLCM（液晶モジュール）の製造工程で、COOLENSの工業用レンズは重要な役割を担っている。
LCM製造におけるCOOLENSレンズの利点：
液晶ディスプレイの製造工程でCOOLENSの工業用レンズを使用すると、いくつかの利点がある。まず、レンズの高い精度と鮮明さにより、液晶層が正確に配置され、正しく機能することが保証される。その結果、より高品質で安定したディスプレイを実現することが可能である。次に、COOLENSのレンズは耐久性と信頼性が高いため、液晶ディスプレイ製造時の高温・高圧の条件にも耐えることが可能である。これにより、レンズの破損や故障のリスクを低減し、生産停止時間の短縮とメンテナンスコストの削減につながる。
LCM製造におけるカッティングステージの応用について #
紹介：
LCM（液晶モジュール）の製造工程では、前工程の大きなフラットパネルを、実際の用途に合わせた特定の形や大きさに切り分ける必要がある。その際、CF層をカットしてTFT層や端子部のITOラインを露出させることも含まれる。主な切断技術には、ホイールカット、CNC研削、レーザー切断があり、レーザー切断は最も高い解像度が要求され、次いでCNC研削となる。いずれの切断法も、位置決めのために高精度の視覚支援が必要である。レーザー切断は有機EL製品で主に使用される切断方法で、砥石切断とCNC研削は従来のLCDプロセスではあまり使われなくなってきている。
結論として、使用する切断技術は、要求される解像度や精度によって異なり、OLED製造ではレーザー切断が最も広く使用されており、従来のLCDプロセスでは砥石切断やCNC研削はあまり使用されていないことがわかる。どのような方法であっても、切断工程で正確な位置を確認するためには、高精度の視覚支援が必要である。
画像処理システムの構成：
- レーザー切断用：
- 6MP 1/1.8″ カメラ、WWH10-108ATV3、白色外部同軸光。
- CNC研削用：
- 6MP1/1.8″カメラ、WWH10-180AT、白色外部同軸光。
- 解像度：02mm
LCM-カット後の検査段階 #
アプリケーション： ここでは主に、カット工程後の製品のエッジ部分にクラックなどの不良がないか、端子部分に傷がないか、異物がないかなどを中心にチェックする。これは、次工程の偏光板貼り付け工程に不良品が流れ込み、材料の無駄が発生するのを防ぐためと、点灯試験時に端子異常品を選別し、試験効率を上げるためだ。
画像処理システムの構成：
- カメラ：2K 7μm, 4K 8μm ラインスキャンカメラ。
- レンズ：1-2Xラインスキャンテレセントリックレンズ付きアングルドプリズムと高輝度同軸光。
- 解像度：3-7um/pixel。
- キーポイント：この部分は、光源に極めて高い輝度が求められ、高い精度とスピードが求められる。また、レンズは高解像度と被写界深度のバランスを取る必要があり、バランスの良いハードウェアソリューションが求められる。
COOLENSの強み： COOLENSは、高精度のテレセントリックレンズを、高精度のイメージングレベルの半反射プリズムモジュールとともに、顧客のために創造的にカスタマイズしている。従来の角度のついたプリズムとコメン同軸光を使用する方法に比べ、設置スペースを節約でき、コメン同軸光ハーフミラーを使用することで画像解像度に影響を与える問題を解決することが可能である。
LCM -- CT1 照明検査
アプリケーション： 主にパネルが切断後、部分的に貼り付けられる前の初回点灯API信号のON/OFF検出に使用する。パネルの点灯検査は主に3つのパートに分けられる： API電気性能検査、外観AOI検査、表示画面Mura検査である。この3つの検査では、照明試験治具のFPCコンタクトとパネル端子のITOラインを目視で正確に位置合わせし、圧入・通電して導電性の照明試験を行う必要がある。
画像処理システムの構成：
- 圧入測位用：6MP 1.8″カメラ＋8～1.5倍テレセントリックレンズ＋ZZプリズムミラー付き同軸ライト
- 位置決め分解能：02mm
- 照明検出用： 71MPまたは150MP高画素エリアスキャンカメラ
LCM-偏光板取り付け #
アプリケーション： 主に液晶製品をカットした後、パネルに偏光板を貼り付けるための部分である。表裏の偏光板は90度離れており、液晶からのねじれ光と連動して、各画素電極の光表示を制御する。偏光板とパネルの位置関係も高精度なビジョンで確認し、鋼帯付きのローラーで気泡のない貼り付けを実現し、良好な表示効果を得る必要があります。有機EL製品は自発光型なので、偏光板は1枚だけ貼り付ければよい。
画像処理システムの構成：
- ガラス撮影用：0MP 2/3″カメラ付き1倍テレセントリックレンズ、白色同軸/赤外線リングライト
- POL撮影用：0MP 2/3″カメラ、0.2～0.25倍のテレセントリックレンズ、青色同軸光を搭載
- 貼り付け後の精度検査に： 5MP 2/3″カメラ付き4倍テレセントリックレンズ、白色ハーフリングライト、赤外線バックライト搭載
- 分解能05mm
LCM--COGバインディング #
COGバインディングとは、COG（chip on glass）技術により、チップをガラス基板に結合させるプロセスを指す。この工程では、ホットプレスヘッドにより、接着剤（ACF）を介してガラス基板にチップを貼り付き。結合工程では、ガラス基板上のチップの位置を正確に特定するために、目視検査が行われる。プレス工程での位置ズレは、ショートや画面表示の異常などの原因になる。画面の解像度が上がると回路の密度が高くなるため、結束工程の精度に対する要求も高くなる。粘着剤の位置決め分解能は全体で1~5umまでで、これはLCMのパッケージング工程の中で最も高い要件である。COG製本ラインでは、ガラス基板の粗位置決めとプレス前の精密位置決め、ICの粗位置決めとプレス前の精密位置決め、プレス位置決めなどの目視検査が必要である。
画像処理システムの構成：
- ガラス基板用：3MP 1/3″ カメラ付き0.5~0.8倍テレセントリックレンズ、同軸光源
- IC基板用：3MP 1/3@ カメラ、0.3~0.5レンズ、同軸ライト付き
- COGプリプレス位置決め用：（分解能：003mm）
- カメラ3MP 1/3型
- レンズ WWL60-65CT
- プリズム： SQ-ZL1.5L、SQ-ZL1.5R
- 照明：白色ドット光源＋プリズム上カスタム赤色光源
LCM-FOGのボンディングプロセス #
本工程は、FPC（Flexible Printed Circuit）とガラス基板を電気的に接続するために、ACF（Adhesive Conductive Particle）を用いて接続する方法である。FOGプロセスはCOG（Chip on Glass）プロセスと同様、ガラス上の特定のITO（Indium Tin Oxide）回路パターンにFPCを合わせるため、高精度のビジョンポジショニングが必要である。これにより、外部制御回路の信号が液晶パネルと効率的に通信できるようになります。FOGの結合工程全体では、ガラスとFPC基板の粗位置決め、精密位置決め、最終プレス位置決めなどのビジョン要件が含まれる。
COOLENSの貢献 COOLENSは、2008年に中国の初期の手製本装置用に最も早いZ型とT型の非標準偏心レンズを導入し、中国のこの分野のレンズ応用の空白を破り、国内の装置メーカーが日本や韓国のLCMセグメントの装置を置き換えるのに役立つ。このアプリケーションレンズの累積出荷数は100000個以上である。
画像処理システムの構成：
- ガラス基板供給用：3m1/3″カメラと0.5～0.8倍テレセントリックレンズ付き同軸光。
- FPC基板供給用：3m1/3″カメラ、25mmレンズ、ホールサーフェスライト／バックライト。
- COGプリプレス位置決め用：（分解能：003mm)
- カメラ3MP 1/3型
- レンズ WWL20-65CT
- プリズム： SQ-ZL1.5L、SQ-ZL1.5R
- 照明：白色点光源、プリズム上のカスタム赤色光源。
LCMボンディングプロセス： #
応用編： 使用されるボンディングプロセスは製品の種類によって異なり、ウェアラブルデバイス、スマートフォン、車載用ディスプレイ、フルスクリーンディスプレイなどではパッケージング要件が異なる。例えば、中型の車載ディスプレイではCOB（ICをPCBに直接接着）、FOB（FPCをPCBに接着）、フルスクリーンディスプレイではCOF（ICをFPCに直接接着）のボンディング工程を採用しているが、導電性粒子接着剤を用い、ホットプレスヘッドで圧縮する前に正確な目視位置補正をするという原理は同じものである。LCM接合工程では、視野の狭いテレセントリックレンズが多用され、テレセントリックレンズの初期生産における最大のアプリケーションの一つとなっている。
LCM - 調剤と調剤の検査 #
アプリケーシ： 主にFOG/COG結合後のガラスパネル上のIC/FPC結合部に保護糊を塗布し、製品を補強・保護し、全体の耐老化性能を向上させるために使用する。また、接着剤塗布後の隙間位置のオフセットを検出する。
画像処理システムの構成：
- ディスペンサー設置場所用：0MP 1/1.8″ カメラ＋WWL05-110CTレンズ＋ホワイトドット光源
- 塗布検査用：2K7umラインスキャンカメラ＋WWK10-110-111-M42＋高輝度同軸
LCM- CGプロセス #
アプリケーション： 主にLCMにおけるCGカバープレートの工程で使用される。透明なガラスカバープレートの表面に、ボーダーインクや装飾ロゴをスクリーン印刷する。通常、スクリーン印刷とオフセット印刷が使用される。スクリーン印刷の前に、ガラスの4辺を位置決めするための高精度ビジョンポジショニングシステムが必要である。
画像処理システムの構成：
- カメラ：3m 1/3″カメラ(5台)
- レンズ：WWL10-110AT/CT, CL20-65CT/633BP
- イルミネーション：点光源／バックライト光源
COOLENSの優位性：COOLENSは、中国で初めて、CGプロセスアプリケーション用にシミュレーションカメラとテレセントリックレンズを統合したペン型複合機をカスタマイズし、狭いスペースでエッジを位置決めしてつかむために複数のカメラを使用する顧客が直面するスペース制限を完全に解決しった。中国の大手CGメーカーであるクリアビューが供給するペン型オールインワンマシンの数は、5000台以上に達している。主にCGスクリーン印刷の目視位置決めや、初期のマルチカメラによるガラスカバープレート測定に使用されている。
LCM‐全画面接合 #
アプリケーシ： 本工程は、主に真空壁環境下で透明なOCA光学接着剤を用いて、パネルとCGカバープレートを密着させるために使用される。OCAとCGをソフトからハードに接着する場合と、CG＆OCAとパネルをハードからハードに接着する場合の2種類がある。この段階は、ビジョンレンズの需要という点ではLCM工程全体の中で最も大きなアプリケーションであり、1つの接合ラインで最大128個のカメラレンズが必要となる。
画像処理システムの構成：
- カメラ：12MP 1/1.7型
- レンズ：2~0.25倍、MFA118-S25/35、WWT118-025-108
- 照明：同軸光、赤外線リングライト、バックライト
- 分解能：05mm
LCM--バックライトラミネーションプロセス #
アプリケーシ： このプロセスは、主にBLUバックライトの製造に使用される。支持ベースフィルム、リフレクター、ライトバー、導光板、拡散フィルム、輝度向上フィルム、遮光テープなどの一連の光学フィルム材料を、目視による位置合わせで組み立て、ディスプレイパネル全体に均一なバックライト光源を提供する。位置決めの分解能は0.1mm程度と比較的低いことが要求される。有機EL製品は自発光型であるため、BLUは必要ない。現在、一部の中型ディスプレイでは、まだLCD＋バックライト方式が採用されているのみである。
画像処理システムの構成：
- カメラ：0MP 1/1.8″カメラ
- レンズ：25mmレンズ
- イルミネーション：バックライト
LCM--バックライト・アセンブリ #
アプリケーション： バックライトアッセンブリーは、LCM製造の最終組立工程で、BLUやCGを貼り付けたパネルを組み立てる工程である。
画像処理システムの構成：
- カメラ：0MP 1/1.7″
- レンズ：MFA118-S50V2
- イルミネーション：赤外線バックライト
LCMムラドット点灯検査は、LCMの生産工程における最終出荷検査である。以前のCTドットライティング検査と似ているが、モジュールディスプレイの色ムラを検出することに重点を置き、補正アルゴリズムに基づき補正パラメータを算出する。補正パラメータはストレージチップに焼き付けられ、モジュールディスプレイの均一性要件を確保する。イメージングシステムの構成は、CTドットライティングテストと同じである。
