JP2005195515A - 平面表示装置の検査装置及びその方法 - Google Patents

Abstract

【課題】一つの表示画素の一部分に欠点が発生して、輝点欠点または滅点欠点になった場合でも正確にそが欠点であるか否かを検査することができる発明を提供する。
【解決手段】ＬＣＤパネル１２の一つのＬＣＤ画素を４つのブロックに区画し、各ブロック毎に輝度が検出できるようにＣＣＤカメラ２０を配し、検出したブロック毎の点灯輝度が基準値より高いか否かを判断し基準値より高いときはそのブロックが属する表示画素が輝点欠点であると判断する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、液晶表示装置、有機ＥＬなどの平面表示装置の表示パネルの検査装置及びその方法に関する。

液晶表示装置に代表される平面表示装置に組み込まれる表示パネルは複数の表示画素から構成され、その表示パネルの製造工程において、表示パネルに所定の駆動電圧を印加させた状態で表示状態を検査する検査工程が設けられている。この検査工程の目的は、表示パネルを構成する表示画素における規格外の点欠点や線状の欠点、あるいは表示ムラ等を発見し、選別することである。

この検査工程の方法としては、表示パネルを点灯させた状態で目視により観察して規格外の画素の有無を判断する場合もあるが、最近は効率的に検査を行うために、表示パネルの表示領域をＣＣＤカメラ等によって撮影し、この撮影した静止画像を画像処理することによって、判断する方法が種々提案されている（特許文献１、特許文献２）。
特開２００３−１９４６６９公報 特開平６−２５０１３９号公報

上記のような表示パネルをＣＣＤカメラによって撮影して規格外の画素を検出する方法について図６から図９に基づいて説明する。

図６は、表示パネルの表示画素、例えばＬＣＤ画素を３個拡大表示したものであり、中央のＬＣＤ画素２が全て輝点欠点であることを表している。このような輝点欠点のＬＣＤ画素を検出する方法としては、ＣＣＤカメラによって表示パネルを撮影し各ＬＣＤ画素毎にその点灯輝度を求めている。具体的には、ＣＣＤカメラの撮像画素は、ＬＣＤ画素より細かく、図６の場合には一つのＬＣＤ画素に対し、４×１２個の撮像画素が割り当てられ、この４×１２個の撮像画素で検出した輝度を平均して、一つのＬＣＤ画素の点灯輝度を求めている。

この図６における検出した各ＬＣＤ画素の点灯輝度（明るさ）を表したものが図７のグラフである。この図７に示すように、正常なＬＣＤ画素１，３については、ある中間調表示をした場合、明るさが基準値以下であり、正常であることが判別され、中央のＬＣＤ画素２については、明るさが基準値以上であるため、輝点欠点であることが判断できる。

ところが、図８に示すように、部分的な配向異常等によりＬＣＤ画素２の輝点欠点の部分が、ＬＣＤ画素２の全体ではなく、一部にのみ生じる場合には、ＣＣＤカメラで撮影しそのＬＣＤ画素２の点灯輝度の平均値を求めると、図９に示すように、輝点欠点の部分の点灯輝度と正常な部分の点灯輝度とが平均化され、明るさが基準値より低くなり、輝点欠点であると判断できないという問題点が発生する。

そこで、本発明は上記問題点に鑑み、一つの表示画素の一部分に規格外の領域が発生して、輝点欠点または滅点欠点になった場合でも正確にその表示画素を検出することができる平面表示装置の検査装置及びその方法を提供する。

請求項１に係る発明は、複数の表示画素から構成された表示パネルの前記各表示画素が欠点であるか否かを検査する平面表示装置の検査装置において、前記表示パネルの一つの表示画素をｍ個（但し、ｍ＞１である）のブロックに区画し、前記各ブロック毎に輝度が検出できる撮像素子を設け、前記撮像素子によって前記各ブロック毎に点灯輝度を検出する検出手段を設け、前記検出したブロック毎の点灯輝度を基準値と比較し、そのブロックが属する表示画素が欠点であるか否かを判断する判断手段を設けたことを特徴とする平面表示装置の検査装置である。

請求項２に係る発明は、前記基準値が輝点欠点を検出するための基準値であり、前記検出したブロック毎の点灯輝度が前記基準値以上のときに輝点欠点であると判断することを特徴とする請求項１記載の平面表示装置の検査装置である。

請求項３に係る発明は、前記基準値が滅点欠点を検出するための基準値であり、前記検出したブロック毎の点灯輝度が前記基準値以下のときに滅点欠点であると判断することを特徴とする請求項１記載の平面表示装置の検査装置である。

請求項４に係る発明は、前記撮像素子の撮像画素が、前記表示画素のブロックより小さく、ｐ個（但し、ｐ＞１である）の撮像画素によって一つの表示画素を撮影するものであり、前記検出手段は、前記ｐ個の撮像画素で検出した輝度を平均して前記各ブロックの点灯輝度を求めることを特徴とする請求項１記載の平面表示装置の検査装置である。

請求項５に係る発明は、前記表示画素は４個以上のブロックに区画することを特徴とする請求項１記載の平面表示装置の検査装置である。

請求項６に係る発明は、複数の表示画素から構成された表示パネルの前記各表示画素が欠点であるか否かを検査する平面表示装置の検査方法において、前記表示パネルの一つの表示画素をｍ個（但し、ｍ＞１である）のブロックに区画し、前記各ブロック毎に輝度が検出できるように撮像素子を配し、前記撮像素子によって前記各ブロック毎に点灯輝度を検出する検出ステップと、前記検出したブロック毎の点灯輝度を基準値と比較し、そのブロックが属する表示画素が欠点であるか否かを判断する判断ステップと、を有することを特徴とする平面表示装置の検査方法である。

請求項７に係る発明は、複数の表示画素から構成された表示パネルの前記各表示画素が欠点であるか否かを検査する平面表示装置の検査方法をコンピュータによって実現するプログラムにおいて、前記表示パネルの一つの表示画素をｍ個（但し、ｍ＞１である）のブロックに区画し、前記各ブロック毎に輝度が検出できるように撮像素子を配し、前記撮像素子によって前記各ブロック毎に点灯輝度を検出する検出機能と、前記検出したブロック毎の点灯輝度を基準値と比較し、そのブロックが属する表示画素が欠点であるか否かを判断する判断機能と、を実現することを特徴とする平面表示装置の検査方法のプログラムである。

請求項１、６、７に係る発明について説明する。

平面表示装置の表示パネルの一つの表示画素を複数のブロックに区画し、各ブロック毎にその点灯輝度が検出できる撮像素子を配し、この撮像素子によって各ブロック毎に表示パネルの点灯輝度を検出する。

検出したブロック毎の点灯輝度を基準値と比較し、そのブロックが属する表示画素が欠点であるか否かを判断する。

このように、一つの表示画素を複数のブロックに区画し、ブロック毎に点灯輝度を検出して基準値と比較しているため、表示画素の一部分に欠点がある場合であっても、確実にその欠点を検出することができる。

請求項２に係る発明のように、記検出したブロック毎の点灯輝度が基準値以上のときに輝点欠点であると判断できる。

請求項３に係る発明のように、検出したブロック毎の点灯輝度が前記基準値以下のときに滅点欠点であると判断できる。

請求項４に係る発明のように、撮像素子の撮像画素を表示画素のブロックより小さく構成することにより、撮像素子の各撮像画素で検出した点灯輝度を平均値化して、各ブロック毎の点灯輝度を計算することにより、より確実に欠点を検出できる。

請求項５に係る発明であると、表示画素は４個以上のブロックに区画されているため、表示画素の小さい部分で欠点があってもその欠点を検出できる。

以下、本発明の一実施形態の液晶表示装置のＬＣＤパネル１２の検査装置１０について図１から図５に基づいて説明する。

（１）検査装置１０の構成
検査装置１０の構成について図１に基づいて説明する。

ＬＣＤパネル１２は、検査ステージ１４の上に水平に載置され、例えばＬＣＤパネル１２が透過型である場合には下方からバックライト１６によって照明される。ＬＣＤパネル１２の信号線の入力端子及び走査線の入力端子には、複数のプルーフを介して信号発生部１８からＬＣＤパネル１２を表示させるための画像信号及び走査信号等が出力される。

ＬＣＤパネル１２の上方には、ＣＣＤカメラ２０が配されている。このＣＣＤカメラ２０は、撮像素子であるＣＣＤ部２２とレンズ２４とフォーカスズーム部２６とより構成されている。このＣＣＤ部２２の撮像を行うための撮像画素（以下、ＣＣＤ画素という）は、ＬＣＤパネル１２のＬＣＤ画素より細かく、例えば、１個のＬＣＤ画素に対し４×１２個のＣＣＤ画素が対応できるものであり、１００万画素以上のＣＣＤ画素を有する。

このＣＣＤカメラ２０は、画像処理部２８によって制御され、この画像処理部２８によって、撮影の開始終了、フォーカス調整、ズーム調整等が調整される。

コンピュータよりなる主制御部３０は、信号発生部１８及び画像処理部２８を制御する。この検査処理方法については後から詳しく説明する。

（２）検査処理方法
次に、検査装置１０を用いてＬＣＤパネル１２の検査を行う処理方法について図２のフローチャートに基づいて説明する。

まず、ＣＣＤカメラ２０を用いて、ＬＣＤパネル１２を撮影する。この場合にＬＣＤパネル１２には、１１，７６１個のＬＣＤ画素が存在するとする。また、各ＬＣＤ画素には、１〜１１，７６１のＬＣＤ画素番号ｎが付加されている。さらに、１個のＬＣＤ画素は、図３に示すように左右上下に４つのブロックに区画され、各ブロック毎にｐ＝１２個のＣＣＤ画素が割り当てられている。そして、各ブロックにはブロック番号ｍ＝１〜４が付加されている。

図２に示すステップ１において、ＬＣＤ画素番号ｎ＝１とセットして初期化する。

ステップ２において、ＬＣＤ画素番号ｎに相当するＣＣＤ画素の４８個分のデータ（点灯輝度）を取り出す。

ステップ３において、ブロック番号ｍ＝１をセットして初期化する。

ステップ４において、ブロック番号ｍの処理を行うようになし、ステップ５においてブロック番号ｍに対応する１２個のＣＣＤ画素の点灯輝度のデータを抽出する。即ち、ＬＣＤ画素番号ｎの１／４画素分に相当する点灯輝度のデータを抽出する。抽出後、ステップ６において、１個のブロック分のＣＣＤ画素（１２個分）の点灯輝度のデータを平均化する。ステップ７において、平均化された点灯輝度のデータと基準値（Ｌｉｍｉｔ値）を比較し図４に示すように良否を判定する。具体的には、１個のブロックの平均化した点灯輝度が基準値以上であれば輝点欠点であり、基準値以下であれば良点である。ステップ８において、判定が良点であれば、そのＬＣＤ画素番号ｎのブロック番号ｍを良点として記憶し、判定が欠点であればステップ１０において欠点であると記憶する。

ステップ１１においてブロック番号ｍを一つ増加させ、ステップ１２，１３においてｍが５以上であるか否かを判断する。即ち、一つのＬＣＤ画素の全てのブロックについて良否を判定するまでこの処理を繰り返す。そして、全てのブロックについて良否が判定されればステップ１４に進む。

ステップ１４において、４つのブロックの判定結果を用いてそのＬＣＤ画素が良点であるか欠点であるかを判定する。４つのブロックが全て良点であればそのＬＣＤ画素は正常であると判断し、一つのブロックでも欠点があると判定されていればそのＬＣＤ画素は輝点欠点であると判定し、これを格納する。

ステップ１５においてＬＣＤ画素番号ｎを一つ増加させ、ステップ１６及びステップ１７において、ｎが１１７６１以上、即ち全てのＬＣＤ画素について検査を行ったか否かを判断して終了していなければステップ２に戻り、終了していれば検査を終了する。

以上のように、一つのＬＣＤ画素を４つのブロックに区画し、各ブロック毎に点灯輝度を平均化してその点灯輝度が基準値以上であるか否かを判断しているため、欠点部分がＬＣＤ画素の一部分にあっても、確実に輝点欠点であるか否かを判断できる。しかも、最終的に格納されるデータは各表示画素に対してそれぞれ1つのデータであるため、データ量自体は従来と等しく、膨大となることもないため、処理時間が大幅に増大する事もなく、また装置構成を複雑化、大規模化する必要もない。

（３）実験結果
上記構成の検査装置１０を用いた場合と、背景技術で説明した従来例の検査装置を用いて検査した場合の比較を図５の表に基づいて行う。

図５において上段が従来例の結果を示し、下段が本実施形態の結果を示している。また、この場合の実験としては、ＬＣＤ画素が良点であり欠点がない場合と、図６のように一画素に相当する大きな欠点がある場合と、図８のように一画素内に小さな欠点がある場合を比較して実験したものである。

従来例においては、良点では点灯輝度の平均値は３０であり、基準値を１００とした場合に、この平均値は基準値以下であるため従来例であっても良点と判断できる。また、大きな欠点の場合の従来例では、平均値は３００であり、基準値の１００以上であるため、従来例であっても欠点表示画素であると判断できる。しかしながら、一表示画素内での小さな欠点の場合には、平均値が７５であり、基準値よりも低く、従来例では欠点表示画素であると判断できない。

これに対し、本実施形態では、良点における実験では、各ブロック共に平均値が３０であり、基準値以下であるため、良点であると判断できる。また、大きな欠点の場合には、各ブロック共に平均値が３００であり、基準値以上であるため欠点表示画素であると判断できる。更に、小さな欠点の場合には、ブロック１、２、４については平均値が３０であり、基準値以下である。ところが、ブロック３については、平均値が２１０であり欠点があると判断できる。そのため、この小さな欠点を有するＬＣＤ画素は欠点表示画素と判断できる。

（変更例）
上記実施形態では、一つのＬＣＤ画素を４つのブロックに区画したが、これに代えて４つ以上のブロックに分割すれば、更に細かく欠点部分を検出することができる。

また、上記実施形態ではブロックの構成としては左右上下の４つに区画したが、これに代えて上下方向に４つ順番に区画してもよい。

（変更例２）
上記実施形態では、表示画素が輝点欠点の場合について説明したが、滅点欠点においても適用することができる。具体的には、基準値よりも検出した点灯輝度が低い場合には、滅点欠点として検出する。

本発明は、液晶表示装置、有機ＥＬ装置、ブラズマディスプレイ等の平面表示装置の表示画素の欠点検査に用いるのが好適である。

本実施形態の検査装置のブロック図である。 検査装置のフローチャートである。 本実施形態のＬＣＤ表示画素をブロックに分けた状態の説明図である。 ブロック毎に判定する状態を示すグラフである。 従来例と本実施形態の実験結果の比較例を示す図である。 従来における大きな欠点がある場合のＬＣＤ画素の説明図である。 同じく大きな欠点がある場合の画素毎の比較を示すグラフである。 従来例の小さな欠点がある場合のＬＣＤ画素の説明図である。 同じく小さな欠点がある場合の画素毎の比較を示すグラフである。

符号の説明

１０ 検査装置
１２ ＬＣＤパネル
１４ 検査ステージ
１６ バックライト
１８ 信号発生部
２０ ＣＣＤカメラ
２２ ＣＣＤ部
２４ レンズ
２６ フォーカスズーム部
２８ 画像処理部
３０ 主制御部

Claims (7)

1. 複数の表示画素から構成された表示パネルの前記各表示画素が欠点であるか否かを検査する平面表示装置の検査装置において、
   前記表示パネルの一つの表示画素をｍ個（但し、ｍ＞１である）のブロックに区画し、前記各ブロック毎に輝度が検出できる少なくとも一つの撮像素子と、
   前記撮像素子によって前記各ブロック毎に点灯輝度を検出する検出手段と、
   前記検出したブロック毎の点灯輝度を基準値と比較し、そのブロックが属する表示画素が欠点であるか否かを判断する判断手段と、
   を備えたことを特徴とする平面表示装置の検査装置。
2. 前記基準値が輝点欠点を検出するための基準値であり、
   前記検出したブロック毎の点灯輝度が前記基準値以上のときに輝点欠点であると判断する
   ことを特徴とする請求項１記載の平面表示装置の検査装置。
3. 前記基準値が滅点欠点を検出するための基準値であり、
   前記検出したブロック毎の点灯輝度が前記基準値以下のときに滅点欠点であると判断する
   ことを特徴とする請求項１記載の平面表示装置の検査装置。
4. 前記撮像素子の撮像画素が、前記表示画素のブロックより小さく、ｐ個（但し、ｐ＞１である）の撮像画素によって一つの表示画素を撮影するものであり、
   前記検出手段は、
   前記ｐ個の撮像画素で検出した輝度を平均して前記各ブロックの点灯輝度を求める
   ことを特徴とする請求項１記載の平面表示装置の検査装置。
5. 前記撮像素子は、前記各表示画素に対して少なくとも４個以上のブロックに区画し、これに対応して配置される
   ことを特徴とする請求項１記載の平面表示装置の検査装置。
6. 複数の表示画素から構成された表示パネルの前記各表示画素が欠点であるか否かを検査する平面表示装置の検査方法において、
   前記表示パネルの一つの表示画素をｍ個（但し、ｍ＞１である）のブロックに区画し、前記各ブロック毎に輝度が検出できるように撮像素子を配し、前記撮像素子によって前記各ブロック毎に点灯輝度を検出する検出ステップと、
   前記検出したブロック毎の点灯輝度を基準値と比較し、そのブロックが属する表示画素が欠点であるか否かを判断する判断ステップと、
   を有する
   ことを特徴とする平面表示装置の検査方法。
7. 複数の表示画素から構成された表示パネルの前記各表示画素が欠点であるか否かを検査する平面表示装置の検査方法をコンピュータによって実現するプログラムにおいて、
   前記表示パネルの一つの表示画素をｍ個（但し、ｍ＞１である）のブロックに区画し、前記各ブロック毎に輝度が検出できるように撮像素子を配し、前記撮像素子によって前記各ブロック毎に点灯輝度を検出する検出機能と、
   前記検出したブロック毎の点灯輝度を基準値と比較し、そのブロックが属する表示画素が欠点であるか否かを判断する判断機能と、
   を実現する
   ことを特徴とする平面表示装置の検査方法のプログラム。
   

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