JP2020003219A - 表示装置の欠陥検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 表示機器の機種毎の閾値の設定が不要であり、表示特性のバラツキやカメラのバラツキの影響を受けることなく良否判定ができる欠陥検査装置を得る。【解決手段】 第１の判定画像が表示装置に表示された検査画像を画像処理した計測値と、データ記憶部に予め格納されている合否基準値とを比較して表示欠陥の有無を判定する欠陥検査装置において、その比較の結果、前記計測値が基準値を越えた場合、基準値を越えた表示領域を仮の表示欠陥とし、その表示欠陥に応じて、検査画像データと、データ記憶部に予め記憶されていた限度見本画像データとを合成して第２の判定画像を生成し、その第２の判定画像が表示装置に表示された検査画像を画像処理部が画像処理し、その処理後に限度見本画像データに対応した第２の計測値と、前記第１の計測値とを比較して表示欠陥の有無を再判定する。【選択図】 図１

Description

この発明は、表示装置の表示欠陥を検査する検査装置に関するものである。

従来、液晶表示パネル等の表示装置の表示検査は、目視による方法が一般的であり、その合否の判定が微妙な欠陥に対しては、予め準備しておいた合否限度見本（サンプル）と見比べることにより合否を判定している。

また、表示検査をカメラを用いた画像認識方法により行う場合は、カメラで表示画面を撮影し、その撮像画像に画像処理を施して欠陥を抽出する画質検査装置が周知である（特許文献１）。

その画質検査装置における欠陥の良否判定方法は、画像処理を行った撮像画像から欠陥を検出し、その欠陥を数値化し、予め定められた閾値と比較することで行っている。

国際公開２０１３／１７５７０２公報

上記のような画質検査装置の欠陥の良否判定では、表示機器の機種が異なると表示機器の機種毎に閾値を設定することが必要となる課題がある。また、同じ機種の表示機器であっても個体毎で表示特性にバラツキを持っていることや、同一個体の表示機器でも表示領域内で表示特性にバラツキを持っていることや、撮像するカメラも面内バラツキを持っていること、等といった様々なバラツキがある。良否判定の閾値はある値で設定する必要があるため、バラツキを考慮して過検出ぎみに閾値を設定することが一般的である。また、バラツキの影響で良否判定結果もバラツキが生じるため、画質検査装置の結果から機械的に良否判定できず、人による見直しが必要になるという課題がある。

本発明はこれらの課題を解消するべく、表示機器の機種毎の閾値の設定が不要であり、表示特性のバラツキやカメラの面内バラツキの影響を受けることなく良否判定ができる、欠陥検査装置を実現ことを目的とする。

この発明に係る表示装置の欠陥検査装置は、表示装置の検査に使用する検査用画像を表示するための検査画像データを記憶するデータ記憶部と、前記検査画像データに基づいて第１の判定画像を生成して信号発生器を介して前記表示装置に表示させる判定画像生成部と、前記第１の判定画像が前記表示装置に表示された画像を画像処理し、その処理後に第１の計測値を出力する画像処理部と、前記第１の計測値と前記データ記憶部に予め格納されている合否基準値とを比較して、表示欠陥の有無を判定する合否判定部を備えた欠陥検査装置であって、 前記比較の結果、前記第１の計測値が前記基準値を越えた場合は、前記基準値を越えた表示領域を第１の表示欠陥とし、その第１の表示欠陥に応じて前記判定画像生成部が前記検査画像データと、前記データ記憶部に予め記憶されていた限度見本画像データとを合成して第２の判定画像を生成し、該第２の判定画像を前記信号発生器を介して前記表示装置に表示させ、前記画像処理部が前記第２の判定画像が前記表示装置に表示された画像を画像処理し、その処理後に前記限度見本画像データに対応した第２の計測値を出力し、前記合否判定部は、前記第１の表示欠陥に対応した前記第１の計測値と前記第２の計測値とを比較して表示欠陥の有無を判定することを特徴とする。

限度見本の疑似欠陥を設定することで、表示機器の機種毎の良否判定の閾値設定が不要となる。実際の欠陥の周辺に限度見本の疑似欠陥を表示させた状態で、再度撮像、画像処理を行い、実際の欠陥と限度見本の疑似欠陥との比較で良否判定を行うことで、表示特性のバラツキやカメラの面内バラツキが生じていても同程度のバラツキのもと良否判定が行われるため、バラツキの影響を受けない。

この発明の実施の形態１に係る欠陥検査装置の概略構成を示すブロック図である。 この発明の実施の形態１に係る欠陥検査装置が検査の対象とする表示装置の表示例である。 図１で例示した検査措置の構成図である。 図１で例示した欠陥の周囲に限度見本を表示させた表示例である。 この発明の実施の形態１に係る欠陥検査装置の動作を示すフローチャートである。

実施の形態１．
本発明の実施の形態ついて以下に図面を参照して説明する。

なお、図面は概略的に示されるものであり、説明の便宜のため、適宜、構成の省略、または、構成の簡略化がなされるものである。また、異なる図面にそれぞれ示される構成などの大きさおよび位置の相互関係は、必ずしも正確に記載されるものではなく、適宜変更され得るものである。

また、以下に示される説明では、同様の構成要素には同じ符号を付して図示し、それらの名称と機能とについても同様のものとする。したがって、それらについての詳細な説明を、重複を避けるために省略する場合がある。

次に、この発明の実施の形態１に係る欠陥検査装置２００の概略構成を示すブロック図を図１に示す。図１に示すように、液晶表示パネルが用いられた表示装置２０３の検査装置２０１には、例えばＣＣＤ（ｃｈａｒｇｅ‐ｃｏｕｐｌｅｄ‐ｄｅｖｉｃｅ）を用いたカメラ２０２が設置台２０５上に上下位置保持部材２０６を介して接続され、そのカメラ２０２で撮像された表示装置２０３の画像の画像データが検査装置２０１に入力されるようになっている。また、検査装置２０１は、同期ケーブルを介して信号発生器２０４が接続されており、信号発生器２０４から表示装置２０３に与えられる駆動信号を制御することができる。また、検査装置２０３の結果を出力装置２０７に出力することができる。

本実施の形態１では、図２に示すように、表示装置２０３は表示部を備えており、その表示部の表示画面１０１内にムラ欠陥１０２および輝点欠陥１０３が表示されたとする。

次に、検査装置２０１は、信号発生器２０４から出力される駆動信号を制御して、表示装置２０３の表示状態を制御するとともに、そのときに表示部に表示される表示画面１０１をカメラ２０２によって撮像し、上記表示欠陥を検出するようになっている。具体的には、図３に示したように検査装置２０１は、画像処理部３００、データ記憶部３０１、合否判定部３０２、判定画像生成部３０３で構成されており、例えば図５に示すような処理が行われる。

図５は、本実施例の検査方法の概略フロー図である。この図において、まず、ステップＳ１０でカメラ２０２が表示画面１０１（第１の判定画像）を撮像し、検査装置２０１に取り込まれる。具体的には、検査装置２０１が信号発生器２０４に対し、表示装置２０３がデータ記憶部３０１に記憶された検査画像データ１０５に基づいた検査画面、すなわち全黒画面、中間調画面（灰色画面）、全赤、全緑、全青の５種類の検査画面を順次表示するよう同期ケーブルを介して制御し、この制御を受けて信号発生器２０４は表示装置２０３に上記５種類の画面に対応した駆動信号（画像データ）を供給する。

次に、カメラ２０２が上記５種類の検査画面を順次撮像し、それら各検査画面に対応した撮像データが検査装置２０１に取り込まれる（ステップＳ１０）。ここでは、表示装置２０３に供給する駆動信号（画像データ）を５種類としたが、本願発明では、特に検査画面に限定はない。

ステップＳ１１で、取り込まれた撮像データ（第１の計測値）に対して検査装置２０１の画像処理部３００にて画像処理を施し、液晶表示パネル上の特異な光り方をしている注目画素または画素領域を抽出する。

次に、ステップＳ１２にて特異な光り方をしている注目画素または画素領域が検出されたか否かを判定する。特異な光り方をしている注目画素が検出された場合は、色を判別する。特異な光り方をしている画素領域が検出された場合は、形・大きさ・検査画面より暗いのかもしくは明るいのか（明暗）を判別する。具体的には、全黒画面、中間調画面（灰色画面）、全赤、全緑、全青の５種類の検査画面に応じた輝度の範囲を予めデータ記憶部３０１内に設定し、その範囲内であれば「注目画素または画素領域無し（欠陥なし）」として合否判定部３０２が判定し、ステップＳ１９に進み、合格判定結果を出力する。

一方、予め設定した範囲外であれば、合否判定部３０２が「判定注目画素または画素領域有り（欠陥あり）」と判定し、判定注目画素の色または画素領域の形・大きさ・明暗を判別する。

本実施の形態では、図２に示した注目画素領域としてムラ欠陥１０２と、注目画素として輝点欠陥１０３（第１の表示欠陥）が検出されたとして、説明する。

次に、ステップＳ１３にて、ムラ欠陥１０２と輝点欠陥１０３の近くに、参照用の画素（限度見本画素と称する）を表示させる。合否判定部３０２が「判定注目画素または画素領域有り」と判定した場合、すなわちムラ欠陥１０２または輝点欠陥１０３と判定した場合は、図４に示したように、判定画像生成部３０３において画素領域のムラ欠陥１０２の周辺の斜め上と下に限度見本領域１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃを配置する。

また、注目画素の輝点欠陥１０３の左右と上部に限度見本画素１０３ａ、１０３ｂ、１０３ｃを配置した。この限度見本画素すなわち疑似欠陥の配置は、判定注目画素の場合は、検査装置２０１内の判定画像生成部３０３が、画像処理後の判定注目画素の色に応じて、データ記憶部３０１に予めおさめられた画素の色毎の限度見本データ１０６に基づいて信号発生器２０４を制御して行う。この限度見本画素すなわち疑似欠陥は、画素領域の場合は、検査装置２０１内の判定画像生成部３０３が、画像処理後の画素領域の大きさ・明暗に応じて、データ記憶部３０１に予めおさめられた画素領域の大きさ毎の明暗それぞれの限度見本データ１０６に基づいて、信号発生器２０４を制御して、画像処理後の同じ大きさ、同じ形で配置する。

ところで、図４は疑似欠陥画素の配置の一例を示した図であり、本願発明では、特に擬似欠陥画素に関する数や配置に限定はないが、本実施の形態１で例示する疑似欠陥は、上記ムラ欠陥１０２と、輝点欠陥１０３（第１の表示欠陥）と比べて輝度値が低い擬似欠陥と輝度値が高い擬似欠陥を含む複数である。

次に、ステップＳ１４で、再びカメラ２０２が再検査用画面１０４（第２の判定画像）を撮像し、この検査用画面１０４に対応した撮像データ（第２の計測値）が検査装置２０１に取り込まれる。この場合の、検査用画面１０４の撮像は、全黒画面、中間調画面（灰色画面）、全赤、全緑、全青の５種類の検査画面を全て撮像する必要はなく、輝点欠陥１０３またはムラ欠陥１０２有りと判定された画面だけで充分ある。

ステップＳ１５で、画像処理部３００にてＳ１１と同様の画像処理を施し、再び液晶表示パネル上の特異な光り方をしている注目画素または画素領域の抽出処理を行う。この際に、画像処理部３００は限度見本領域１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃおよび限度見本画素１０３ａ、１０３ｂ、１０３ｃと実際のムラ欠陥１０２または輝点欠陥１０３と、同一の画像処理を行う。

次に、ステップＳ１６で、合否判定部３０２が注目画素領域１０２と限度見本領域１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃとの輝度比較を行う。さらに注目画素１０３と限度見本画素１０３ａ、１０３ｂ、１０３ｃとの輝度比較を行う。

次に、ステップＳ１７にて合否判定部３０２が注目画素領域１０２または画素１０３と周辺に配置された限度見本領域または限度見本画素との比較結果を判定し、合格判定を行う。注目画素領域１０２または注目画素１０３の輝度が、限度見本領域または限度見本画素と比べて、全てもしくは過半数以上の限度見本領域または限度見本画素の輝度が範囲内であれば「合格」判定を行い、ステップＳ１９に進み、合格判定結果を出力する。

一方、限度見本領域または限度見本画素と比べて、全てもしくは過半数以上の限度見本領域または限度見本画素の輝度が範囲外であれば、ステップＳ１８に進み、「不合格」判定結果を出力する。また、限度見本領域または限度見本画素と比べて、限度見本領域または限度見本画素の輝度と全て同値または、限度見本領域または限度見本画素の輝度の範囲内外の数が同数の場合、良品の限度見本領域または限度見本画素であれば「合格」判定を行い、不良品の限度見本領域または限度見本画素であれば「不合格」判定を行う。

具体的な例をあげると、注目画素領域１０２と限度見本領域１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃにおいて、注目画素領域１０２と限度見本領域１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃの輝度が全て同値な場合、限度見本領域１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃが良品の限度見本領域であれば「合格」判定を行う。また、注目画素１０３と限度見本画素１０３ａ、１０３ｂ、１０３ｃにおいて、注目画素１０３と限度見本画素１０３ａが同値、注目画素１０３と限度見本画素１０３ｂを比べると輝度が範囲外、注目画素１０３と限度見本画素１０３ｃ輝度が範囲内の場合、限度見本画素１０３ａ、１０３ｂ、１０３ｃが不良品の限度見本画素であれば「不合格」判定を行う。

ここで、上述の実施の形態１では、表示機器の画像表示デバイスの一例として液晶表示パネルを採用してその実施の形態を示したが、画像表示デバイスとして液晶表示パネルである必要はなく、例えば有機ＥＬ表示デバイス、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍ）表示デバイスなどを採用した画像表示機器で、同様に本発明を実施できるのは無論である。

１０１ 表示画面
１０２ 注目画素領域（ムラ欠陥）
１０３ 注目画素（輝点欠陥）
１０４ 再検査用表示画面
１０５ 検査画像データ
１０６ 限度見本データ
２００ 欠陥検査装置
２０１ 検査装置
２０２ カメラ
２０３ 表示装置
２０４ 信号発生器
２０５ 設置台
２０６ 上下位置保持部材
２０７ 出力装置
３００ 画像処理部
３０１ データ記憶部
３０２ 合否判定部
３０３ 判定画像生成部

Claims (3)

1. 表示装置の検査に使用する検査用画像を表示するための検査画像データを記憶するデータ記憶部と、前記検査画像データに基づいて第１の判定画像を生成して信号発生器を介して前記表示装置に表示させる判定画像生成部と、前記第１の判定画像が前記表示装置に表示された画像を画像処理し、その処理後に第１の計測値を出力する画像処理部と、前記第１の計測値と前記データ記憶部に予め格納されている合否基準値とを比較して、表示欠陥の有無を判定する合否判定部を備えた欠陥検査装置であって、
   前記比較の結果、前記第１の計測値が前記基準値を越えた場合は、前記基準値を越えた表示領域を第１の表示欠陥とし、該第１の表示欠陥に応じて前記判定画像生成部が前記検査画像データと、前記データ記憶部に予め記憶されていた限度見本画像データとを合成して第２の判定画像を生成し、該第２の判定画像を前記信号発生器を介して前記表示装置に表示させ、
   前記画像処理部が前記第２の判定画像が前記表示装置に表示された画像を画像処理し、その処理後に前記限度見本画像データに対応した第２の計測値を出力し、
   前記合否判定部は、前記第１の表示欠陥に対応した前記第１の計測値と前記第２の計測値とを比較して表示欠陥の有無を判定することを特徴とする表示装置の欠陥検査装置。
2. 前記限度見本画像データに対応した前記第２の判定画像は、前記第１の表示欠陥の周辺に疑似欠陥を配置した画像であることを特徴とする請求項１に記載の表示装置の欠陥検査装置。
3. 前記疑似欠陥は、前記第１の表示欠陥と比べて輝度値が低い擬似欠陥と輝度値が高い擬似欠陥を含む複数であることを特徴とする請求項２に記載の表示装置の欠陥検査装置。