JP2005024503A

JP2005024503A - 表示用パネルの検査方法及び装置

Info

Publication number: JP2005024503A
Application number: JP2003270717A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Anzai; 正行安斎
Original assignee: Micronics Japan Co Ltd
Current assignee: Micronics Japan Co Ltd
Priority date: 2003-07-03
Filing date: 2003-07-03
Publication date: 2005-01-27

Abstract

【課題】ソフトウエアによることなく、モアレ縞の発生を低減することにある。
【解決手段】表示用パネルの検査方法及び装置は、表示用パネルからの光を表示画素の配列方向に複数のセンサ素子を配列したセンサに受光させつつ、表示パネルとセンサとをセンサ素子の配列方向に相対的に移動させてセンサによる撮影範囲をセンサ素子の少なくとも１配列ピッチ分移動させ、その後センサの信号を処理装置に取り込むことを特徴とする。
【選択図】図４

Description

本発明は、液晶表示パネルのような表示用パネルを検査（すなわち、試験）する方法及び装置に関し、特に表示用パネルを点灯検査する方法及び装置に関する。

液晶表示パネルのような表示用パネルは、パネルを点灯させて、その良否の検査をされる。この検査には、点灯された表示用パネルを作業者の目視により検査する目視検査と、点灯された表示用パネルをラインセンサやエリアセンサのようなセンサで撮影して得られた電気信号を処理（画像処理）するいわゆる自動検査とがある。

自動検査装置は、一般に、ＣＣＤカメラのように、受光素子（センサ素子）をライン状又はマトリクス状に配置したセンサにより撮影し、センサの出力信号を処理回路において画像処理し、それにより表示用パネルの良否を判定する。

しかし、自動検査においては、表示用パネルの規則的に配置された表示画素をセンサの規則的に配置されたセンサ素子で標本化するから、すなわち表示用パネル及びセンサがいずれも規則的な格子パターンとされているから、両パターンの位相ずれに相当する周期のモアレ縞がセンサの出力信号を基にして得た画像に生じる。

モアレ縞は大きな濃淡差を有するため、モアレ縞を含む画像からでは、表示用パネルの良否を正確に判定することはできない。したがって、自動検査においては、センサの出力信号を基にして得た画像中に発生するモアレ縞を低減する必要がある。

モアレ縞の発生を低減する技術の１つとして、表示パネルとセンサとを微小ピッチで相対的に移動させつつ、その相対的移動のたびに表示用パネルをセンサで撮影して、センサの出力信号を相対的移動のたびに処理回路に取り込み、取り込んだ信号による画像を合成するものがある（特許文献１，２）。

しかし、この従来技術では、複数の画像に対応する複数の画像信号群をソフトウエアで合成処理することにより、モアレ縞を低減させるものであるから、合成処理用の複雑で高価なソフトウエアを必要とする。

特開２０００−３３８０００号公報特開２００２−１４８２１０号公報

本発明の目的は、ソフトウエアによることなく、モアレ縞の発生を低減することにある。

本発明に係る、表示用パネルの検査方法は、複数の表示画素を配列した表示用パネルからの光を前記表示画素の配列方向に複数のセンサ素子を配列したセンサに入射させつつ、前記センサによる撮影範囲を前記センサ素子の少なくとも１配列ピッチ分移動させるべく前記表示パネルと前記センサとを前記センサ素子の配列方向に相対的に移動させ、その後前記センサの信号を処理装置に取り込むことを含む。

本発明に係る、表示用パネルの検査装置は、複数の表示画素を配列した表示用パネルを受けるパネル受けと、受けられた表示パネルを撮影するセンサであって前記表示画素の配列方向に複数のセンサ素子を配列したセンサと、前記表示用パネルからの光を前記センサに入射させつつ、前記センサによる撮影範囲を前記センサ素子の少なくとも１配列ピッチ分移動させるべく前記表示パネルと前記センサとを前記センサ素子の配列方向に相対的に移動させ、その後前記センサの信号を取り込む制御装置とを含む。

表示用パネルからの光をセンサに入射させつつ、センサによる撮影範囲をセンサ素子の少なくとも１配列ピッチ分移動させると、その間表示パネルからの光の情報が各センサ素子に蓄積されて、光情報が光学的に積分される。その結果、その後にセンサの信号を処理装置に取り込むと、取り込んだ信号による画像に発生するモアレ縞がこれを無視することができる程度に著しく低減される。

前記センサ素子は、電荷結合素子（ＣＣＤ）のように、前記光に対応する情報を蓄積可能の素子を含むことができる。

前記撮影を、１以上の前記センサ素子を各表示画素に割り当てて行ってもよいし、小数点以下の端数を１以上の整数に加えた数の前記センサ素子を各表示画素に割り当てて行ってもよい。

図１〜図３を参照するに、検査装置１０は、液晶表示パネルのように、多数の表示画素をマトリクス状（Ｘ及びＹ方向）に配置した矩形の表示用パネル１２の自動点灯検査に用いられる。図示の例では、パネル１２は、複数の電極を隣り合う２つの辺のそれぞれに有している。

以下の説明においては、検査装置１０の検査位置に配置された表示用パネル１２と平行の面内における直交する２方向（矩形のパネル１２の隣り合う縁部（矩形の辺）の方向）をＸ方向及びＹ方向といい、そのパネル１２に垂直な方向をＺ方向という。

検査装置１０は、図示しないフレームに水平方向へ移動可能に配置されたパネルステージ１４を含む。このぱねるステージ１４は、パネル１２を受けるチャックトップと、受けたパネル１２をその背後から照明するバックライトユニットとを備えた検査ステージである。

このため、パネルステージ１４は、受けたパネル１２を、パネル１２と平行なＸ及びＹ方向へ二次元的に移動させることができると共に、パネル１２に垂直なＺ方向に移動させることができ、さらにパネル１２をこれに垂直なＺ軸線の周りに角度的に回転させることができる。パネル１２は、そのようなパネルステージ１４の二次元的移動及び角度的回転により、プローブユニット２０、ひいてはプローブの針先に対しアライメントをされる。

パネルステージ１４は、搬送ロボットのようなパネル受け渡し装置に対してパネル１２の受け渡しをする受け渡し位置と、パネル１２の点灯検査を行う検査位置とに移動可能である。

パネルステージ１４の上方には、基板１６がフレームに水平に取り付けられている。基板１６は、検査位置に移動されているパネルステージ１４を上方から見ることができる矩形の穴１８を有している。穴１８はパネル１２より大きい平面寸法を有している。

基板１６には、プローブユニット２０が矩形の穴１８に対応する箇所に配置されている。プローブユニット２０は、パネル１２の電極に個々に押圧される複数のプローブをブロックに配置した既知の複数のプローブブロック２２を板状のプローブベース２４に取り付けて、プローブベース２４を基板１６の下面に取り付けている。

プローブベース２４は、基板１６の穴１８より小さくかつパネル１２より大きい矩形の穴２６を有しており、穴２６が穴１８と同軸となるように、基板１６に取り付けられている。

プローブブロック２２は、矩形の隣り合う２つの辺に個々に対応する２つのブロック群に分けられている。各ブロック群のプローブブロック２２は、プローブの先端（針先）が整列するように、対応するプローブベース２４に取り付けられている。

検査装置１０は、また、パネル１２を面状に撮影すべく基板１６の上方に配置されたエリアセンサ２８を含む。

エリアセンサ２８は、ＣＣＤテレビカメラのように光情報（電荷）を蓄積可能の複数のセンサ素子をマトリクス状に配置した既知のセンサであり、カメラステージ３０によりパネルステージ１４に対しＸ，Ｙ，Ｚの３方向へ移動される。

カメラステージ３０は、エリアセンサ２８をＺ方向へ移動させるように図示しないフレームに取り付けられたＺステージ３２と、エリアセンサ２８をＹ方向へ移動させるようにＺステージ３２に取り付けられたＹステージ３４と、エリアセンサ２８をＸ方向へ移動させるようにＹステージ３４に取り付けられたＸステージ３６とを含む。

Ｚステージ３２は、Ｚ方向に長い一対の固定子領域（リニアレール）を有する固定子４０と、固定子４０の固定子領域にＺ方向へ移動可能に個々に組み付けられた一対の可動子領域（リニアガイド）を有する可動子４２とを有するリニアガイド装置を用いており、固定子４０においてフレームに取り付けられている。

Ｙステージ３４も、Ｙ方向に長い一対の固定子領域（リニアレール）を有する固定子４４と、固定子４４の固定子領域にＹ方向へ移動可能に個々に組み付けられた一対の可動子領域を有する可動子４６とを有するリニアガイド装置を用いており、固定子４４においてＺステ−ジの可動子４２に取り付けられている。

Ｘステージ３６も、Ｘ方向に長い一対の固定子領域（リニアレール）を有する固定子４８と、固定子４８の固定子領域にＸ方向へ移動可能に個々に組み付けられた一対の可動子領域を有する可動子５０とを有するリニアガイド装置を用いており、固定子４８においてＹＺステ−ジの可動子４６に取り付けられている。

上記した各リニアガイド装置は、リニアモータテーブル等の名称で市販されている既知のステージ（駆動機構）である。そのようなステージは、一般に、リニアモータのように、複数のコイルを一方向に配列した固定子と、該固定子に前記一方向に移動可能に組み付けられた１以上の可動子とを含み、可動子に交流電力を供給することにより、可動子を固定子に対し、移動させることができるし、所定の位置に維持することができる。固定子は、可動子の移動方向を規制するガイドを有している。

エリアセンサ２８は、その光入射側をステージ１４上のパネル１２に向けた状態に、Ｘステージ３６の可動子５０に支持されている。

プローブユニット２０のプローブ、ステージ１４，３２，３４，３６及びエリアセンサ２８は、図４に示す処理装置５２により制御される。

図４を参照するに、処理装置５２は、主制御装置として作用するコンピュータ５４と、エリアセンサ２８による受光の制御及びエリアセンサ２８から画像信号を取り込みの制御を行う画像取り込み回路５６と、パネルステージ１４及びカメラステージ３０を駆動させるメカ駆動回路５８と、パネル１２を点灯させる表示信号をパネル１２に供給する表示信号発生器６０とを含む。

画像取り込み回路５６、メカ駆動回路５８及び表示信号発生器６０は、コンピュータ５４により制御されて、対応する機器を制御して駆動させる。

以下に、検査装置１０の動作、特に処理装置５２の動作について説明する。

検査時、パネル１２がパネルステージ１４に載せられて、動作開始指令スイッチが押下されると、処理装置５２は、先ず、アライメントを行うべくメカ駆動回路５８を制御して、パネルステージ１４を駆動させる。

次いで処理装置５２は、パネル１２を上昇させて、パネル１２の電極をプローブの針先に押圧する。これにより、パネル１２は、表示信号発生器６０で発生される表示信号を受けて、所定のパターンに点灯可能の状態におかれる。

次いで、処理装置５２は、エリアセンサ２８による撮影範囲を定めるべくメカ駆動回路５８を制御して、カメラステージ３０を駆動させる。

次いで、処理装置５２は、バックライトを点灯させた状態で、パネル１２を所定のパターンに点灯させるべく表示信号発生器６０を制御して、表示信号をパネルに供給させる。

次いで、処理装置５２は、パネル１２を撮影すべく画像取り込み回路５６を制御することによりパネル１２からの光６２をエリアセンサ２８に入射させて、エリアセンサ２８の各センサ素子に受光させつつ、メカ駆動回路５８を制御することによりカメラステージ３０を駆動させて、エリアセンサ２８による撮影範囲をセンサ素子の少なくとも１配列ピッチ分だけＸ及びＹ方向に二次元的に移動させる。

各センサ素子での受光とカメラステージ３０の駆動とは、図５（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、同期して同時に行われる。これにより、エリアセンサ２８は、パネル１２からの光６２を各センサ素子で受光しつつ、移動される。その結果、光情報（電荷）が各センサ素子に蓄積される。

次いで、処理装置５２は、各センサ素子での受光とエリアセンサ２８の移動とを中止した後、エリアセンサ２８の信号（各センサ素子の電荷）を取り込むべく画像取り込み回路５６を制御する。

その後、処理装置５２は、取り込んだ信号による画像を処理して、欠陥の有無を判定する。

次に、図６を参照して、検査装置１０により得られる作用効果について説明する。

図６は、表示画素６２，６６，６８は正常画素であるが、表示画素６４は暗欠陥画素である例を示す。

図６は、また、（Ｂ）に示す表示用パネル１２の各表示画素２２を（Ｃ）に示すように複数のセンサ素子７０を割り当てるように、すなわち１つの表示画素を複数のセンサ素子７０で撮影するように、エリアセンサ２８を設定し、（Ｃ）及び（Ｄ）に示すように表示画素の１配列ピッチ分連続的に移動させる例を示す。

各表示画素に割り当てるセンサ素子数は、１以上の整数、例えば図示の例のように３であってもよいし、小数点以下の端数を１以上の整数に加えた数、例えば２．５や３．５であってもよい。

図６に示す例の場合、表示用パネル１２の濃淡は、（Ａ）に示すように、表示画素の中央が最も明るく、隣り合う表示画素の間が最も暗い。このため、センサ素子信号は（Ｅ）に示すように大きく異なり、それによりセンサ素子からの信号により得られる画像にモアレ縞が発生する。モアレ縞は、表示画素６２〜６８とセンサ素子７０との位相ずれに対応する周期となる。

しかし、検査装置１０においては、エリアセンサ２８を図６（Ｃ）に示す位置から図６（Ｄ）に示す位置まで、表示画素の１配列ピッチ分だけ連続的に移動させると共に、その移動の間各センサ素子７０に連続的に受光させる。これにより、その移動の間、表示画素の濃淡に対応する光情報（電荷）が各センサ素子に蓄積（すなわち、積分）される。

すなわち、エリアセンサ２８が図６（Ｃ）に示す位置にあるときの各センサ素子７０の受光量（電荷）は図６（Ｅ）のようになるのに対し、エリアセンサ２８が図６（Ｄ）に示す位置にあるときの各センサ素子７０の受光量は図６（Ｆ）のようになる。

上記のような各センサ素子７０の受光量（電荷）は、エリアセンサ２８の移動にともなって各センサ素子７０において光学的に積分されて、移動終了時点においては図６（Ｇ）のようになる。

上記のことから、検査装置１０は、エリアセンサ２８の撮影範囲を所定量移動させた後、各センサ素子７８０への入射光を遮断すると共に、各センサ素子７０の信号を画像取り込み回路５６に取り込未、取り込んだ信号による画像処理を行ってパネル１２の良否を判定する。

上記のように、検査装置１０においては、表示画素情報が各センサ素子７０において光学的に積分されることにより、図６（Ｇ）に示すようにモアレ縞の発生が著しく低減される。

また、図６（Ｇ）に示すように、正常な表示画素６２，６６，６８に対応するセンサ素子７０の受光量はほぼ同じになるが、暗欠陥の表示画素６４に対応するセンサ素子７０の受光量は他のセンサ素子７０の受光量より少ない。このため、表示画素６４を暗欠陥画素として識別することができる。

本発明は、液晶表示パネルのみならず、プラスマ表示パネル、有機ＥＬ表示パネル等、他の表示用パネルの検査にも適用することができる。

上記実施例では、エリアセンサ２８を移動させているが、その代わりに、表示用パネル１２をパネルステージ１４により移動させてもよいし、表示用パネル１２及びエリアセンサ２８の両者を移動させてもよい。また、エリアセンサのか有りにラインセンサを用いてもよい。

本発明は、上記実施例に限定されず、その趣旨を逸脱しない限り、種々変更することができる。

本発明に係る検査装置の一実施例を示す図である。図１に示す検査装置で用いるカメラステージの一実施例を示す図である。図２に示すカメラステージの左側面図である。図１に示す検査装置の電気回路の一実施例を示す図である。エリアセンサの露光とカメラステージの移動のタイミングを示す図である。検査装置の動作を説明するための図である。

符号の説明

１０検査装置
１２表示用パネル
１４パネルステージ
１６基板
２０プローブユニット
２２プローブブロック
２４プローブベース
２８エリアセンサ
３０カメラステージ
３２Ｚステージ
３４Ｙステージ
３６Ｘステージ
６２〜６８表示画素
７０センサ素子

Claims

複数の表示画素を配列した表示用パネルからの光を前記表示画素の配列方向に複数のセンサ素子を配列したセンサに入射させつつ、前記センサによる撮影範囲を前記センサ素子の少なくとも１配列ピッチ分移動させるべく前記表示パネルと前記センサとを前記センサ素子の配列方向に相対的に移動させ、その後前記センサの信号を処理装置に取り込むことを含む、表示用パネルの検査方法。
前記センサ素子は、前記光に対応する情報を蓄積可能の素子を含む、請求項１に記載の検査方法。
前記撮影は、１以上の前記センサ素子を各表示画素に割り当てて行われる、請求項１又は２に記載の検査方法。
前記撮影は、小数点以下の端数を１以上の整数に加えた数の前記センサ素子を各表示画素に割り当てて行う、請求項１又は２に記載の検査方法。
複数の表示画素を配列した表示用パネルを受けるパネル受けと、
受けられた表示パネルを撮影するセンサであって前記表示画素の配列方向に複数のセンサ素子を配列したセンサと、
前記表示用パネルからの光を前記センサに入射させつつ、前記センサによる撮影範囲を前記センサ素子の少なくとも１配列ピッチ分移動させるべく前記表示パネルと前記センサとを前記センサ素子の配列方向に相対的に移動させ、その後前記センサの信号を取り込む制御装置とを含む、表示用パネルの検査装置。
前記センサ素子は、前記光に対応する情報を蓄積可能の素子を含む、請求項５に記載の検査装置。