JP4308575B2

JP4308575B2 - Inspection device for flat panel display

Info

Publication number: JP4308575B2
Application number: JP2003135629A
Authority: JP
Inventors: 善弘下野
Original assignee: Horiba Ltd
Current assignee: Horiba Ltd
Priority date: 2003-05-14
Filing date: 2003-05-14
Publication date: 2009-08-05
Anticipated expiration: 2023-05-14
Also published as: JP2004340666A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、平面表示パネルの検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ブラウン管に代わる小型かつ軽量の表示装置として、液晶表示パネルやプラズマディスプレイなどの平面表示パネルを用いた平面表示装置（ＦＰＤ）が注目されるに至っている。そして、このＦＰＤの中心部を構成する平面表示パネルの品質を検査する装置として、ＣＣＤアレイセンサなどよりなる光学センサ（例えばラインセンサ）を用いた検査装置が開発され、この種の検査装置に関する出願も多数行われるに至っている。
【０００３】
従来の平面表示パネルの検査装置は、複数の受光素子を配列してなるラインセンサと、このラインセンサの各受光素子に平面表示パネルの像を結像させる光学系とを有している。そして、ラインセンサをその受光素子の並ぶ方向に直角な方向にスキャンすることにより平面表示パネルの各部における表示欠陥の有無を光学的に検出するように構成している。つまり、ラインセンサは走査方向と直行し、パネルに平行な方向に１列に並べられた複数の受光素子を有しており、このラインセンサのスキャンによって平面表示パネルの全面の画像を取り込み、これによって欠陥検査を行っていた。
【０００４】
図４は検査対象となる一般的な液晶表示パネル２の構成を概略的に示す図である。図４において、Ｐ_1,1〜Ｐ_N,Mはカラー表示のためのピクセルを示しており、各ピクセルＰ_1,1〜Ｐ_N,Mは例えばそれぞれ色の三原色（赤、緑、青）からなる３つのサブピクセルＲ_1,1〜Ｒ_N,M，Ｇ_1,1〜Ｇ_N,M，Ｂ_1,1〜Ｂ_N,Mを有する。
【０００５】
ところで、表示欠陥の検査レベルは製造技術の向上に伴って日ごとに水準が高くなっている。このため、平面表示パネルの検査装置には明らかな輝点や滅点などの表示欠陥のみならず、同じ明るさで表示したときにおける周囲の輝度との違いによる表示欠陥も検出することが求められるようになってきている。
【０００６】
つまり、人間の目では、周りの明るさに対する検査対象のピクセルの明るさを比較することで、周りとの差が大きいほどこれを欠陥として判断することがあり、平面表示パネルの検査装置にはこのような表示欠陥をも検出することが求められるようになっている。そこで、検査対象となるピクセルに対して、その周囲の所定の領域内に位置する各ピクセルの輝度を平均し、これを検査対象のピクセルの輝度と比較することが行われている。
【０００７】
図５は前記各ピクセルＰ_1,1〜Ｐ_N,Mの欠陥検査を行なう従来の方法を説明する図である。今、ピクセルＰ_n,mを検査する場合には、この周囲１ピクセルの領域Ａ₁内に位置する各ピクセルＰ_n-1,m-1〜Ｐ_n+1,m+1の輝度の平均値を求め、この領域Ａ₁内の輝度の平均値とピクセルＰ_n,mの輝度とを比較し、この差が所定した基準内に収まっていないものを表示欠陥として検出することが行われている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の方法で欠陥検査を行なう場合には、平均値の演算を行なう領域をたとえ周囲１ピクセルの領域Ａ₁内に限定したとしても、少なくとも８ピクセル（平均演算から検査対象のピクセルＰ_n,mを除いた場合）の輝度の平均を求める必要が生じ、一つ一つのピクセルＰ_n,mの欠陥検査に多くの演算処理を必要とするという問題があった。
【０００９】
また、前記平均演算を行なうピクセルの数は、平均演算のための領域を２ピクセル分の領域Ａ₂とした場合には少なくとも２４ピクセル、平均演算のための領域を３ピクセル分の領域とした場合には少なくとも４８ピクセル、というように平均演算の対象となる領域が広くなればなるほど演算処理が飛躍的に多くなり、それだけ長い処理時間を必要としていた。
【００１０】
さらに、近年平面表示パネル２のピクセルＰ_1,1〜Ｐ_N,Mの大きさが微細化しているため、所定の面積を有する領域Ａ₁，Ａ₂…内に入るピクセルの数が多くなっている。また、各ピクセルＰ_1,1〜Ｐ_N,Mが小さくなればなるほど一枚の平面表示パネル２内に位置する全てのピクセルＰ_1,1〜Ｐ_N,Mを検査するためにさらに多くの時間が必要となり、全ての平均を求めるためには多大の時間を要する膨大な演算処理が必要となる。
【００１１】
加えて、前記輝度を検出するためのラインセンサを構成する各受光素子には個体差が生じるものであり、前記領域Ａ₁，Ａ₂内の各ピクセルの輝度は複数の受光素子によってそれぞれ検出されるものである。したがって、正確な検出を行うためにはラインセンサの各受光素子の個体差を補正する必要があり、これが前記平均値の演算をさらに複雑で時間のかかるものとする。また、ラインセンサの個体差による表示欠陥の誤検出につながる。
【００１２】
さらに、平面表示パネル２の表示回路が電気回路的に通常縦方向の一列ごとに異なる回路となっている場合に、横方向に隣接する各ピクセルの輝度に電気回路の電気的な特性によって差が生じることがあり、これによって表示欠陥によって生じている輝度の差が検出しにくくなるという問題があった。これに加えて、所定の面積を有する領域Ａ₁，Ａ₂…内に入るピクセルの輝度の平均値を求めることで、表示欠陥によって生じている輝度の差が電気的な特性によって生じる輝度の差にうずもれて、検出困難となることがあった。
【００１３】
したがって、従来の検出方法では製造過程における製品の検査に多大の時間を必要とするので、生産性が低下するため好ましくないだけでなく、二次元方向に広がる所定の面積を有する領域Ａ₁，Ａ₂…の輝度の平均を取ることで、周囲輝度との僅かな表示欠陥の検出が難しくなることもあった。
【００１４】
本発明は、上述の事柄を考慮に入れてなされたものであって、その目的は、平面表示パネルを、人間の目の特性に合わせた周囲輝度との違いといった僅かな欠陥についても適切に検知することができると共に、極めて高速に処理することができる平面表示パネルの検査装置を提供することである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、第１発明の平面表示パネルの検査装置は、複数の受光素子を有する光学センサと、この光学センサを走査させる走査駆動部と、前記受光素子により検出される検査対象のサブピクセルの輝度を、前記検査対象のサブピクセルに対して走査方向に隣接し前記検査対象のサブピクセルを含む又は含まない複数のサブピクセルであって前記検査対象のサブピクセルの輝度を検出した受光素子と同じ受光素子により検出された複数のサブピクセルの輝度の平均値と比較することで前記検査対象のサブピクセルの表示欠陥の有無を検出する機能を有する演算処理部とを有することを特徴としている。（請求項１）
【００１６】
すなわち、光学センサはこれを構成する各受光素子の受光特性に個体差が生じるものであるが、平均値の演算対象となるサブピクセルの全ては同じ受光素子によって検出される。したがって、本発明の平面表示パネルの検査装置は受光素子の個体差の補正演算を行わなくてもその影響を全く受けることがなく、極めて精度の高い比較を容易に行うことができる。
【００１７】
また、光学センサの走査方向を電気回路的に同じ回路の制御によって発光するサブピクセルが隣接する方向とすることで、電気的な特性の違いにより生じる輝度の差を無視できるので、サブピクセルの特性によって生じる輝度の差を正しく検出することが可能となる。つまり、平面表示パネルの中には奇数、偶数ラインの輝度が同一の電気回路によって制御されていることがあるが、各ラインは同じ受光素子によってその輝度が検出されてその平均値との比較が行われるので、輝度の平均値演算に電気的特性の違いによる誤差が入ることがない。
【００１８】
同様に、各受光素子が受光する光の色は光学センサの走査の始めから終わりまで同じ色であり、隣接する受光素子が受光する光（異なる色）の輝度と比較することがないので、特に分解能が悪く、各色のサブピクセルに割りつけられる受光素子の数に差が生じる場合であってもモアレ状の輝度変化による問題が生じることはない。さらに、複数台の光学センサを並べて使用する場合に、各光学センサのつなぎ位置に装置誤差が発生することは避けられないが、本発明によればこの装置誤差による影響を除外することができる。
【００１９】
前記光学センサを走査させる方向が同色のサブピクセルが隣接する方向である場合（請求項２）には、図４を用いて説明したように、平面表示パネルの各ピクセルＰ_1,1〜Ｐ_N,Mは一般的に３つのサブピクセルＲ_1,1〜Ｒ_N,M，Ｇ_1,1〜Ｇ_N,M，Ｂ_1,1〜Ｂ_N,Mからなるので、図示横方向に並ぶサブピクセル（例えばサブピクセルＲ_1,1，Ｒ_2,1）は離れているのに対し、図示縦方向（走査方向Ｙｄ）に並ぶサブピクセル（例えばサブピクセルＲ_1,1，Ｒ_2,1）は近接しているので、人間の目にはサブピクセル同士が離れた横方向における色の変化よりもサブピクセル同士が近接する縦方向における色の変化の方が目立つことになるが、この人間の目に目立つ輝度の差を効果的に検出できる。つまり、本発明のように縦方向（走査方向）に隣接するサブピクセルの輝度の違いを検査することは、正確な検査を高速に行えるだけでなく、原理的に人間の目の特性に合わせており、有効である。
【００２０】
また、一般的に、サブピクセルＧ_1,1〜Ｇ_N,Mの輝度は同じように発光させても他のサブピクセルＲ_1,1〜Ｒ_N,M，Ｂ_1,1〜Ｂ_N,Mに比べて強くなり、サブピクセルＲ_1,1〜Ｒ_N,MとサブピクセルＢ_1,1〜Ｂ_N,Mの輝度も異なっている。したがって、異色のサブピクセルが隣接して並ぶ方向に輝度の平均値を取るのではなく、同色のサブピクセルが隣接して並ぶ方向に輝度の平均値を取ることで人間の目に欠陥と判断されやすい僅かな表示欠陥も確実に検出することができる。
【００２１】
なお、本明細書におけるサブピクセルとは、表示の最小単位を示している。したがって、本明細書の詳細な説明ではサブピクセルを一般的な色の三原色を発光させるための表示素子として説明するが、本発明はこの点に限定されるものではない。すなわち、本明細書におけるサブピクセルという表現にはモノクロ表示するための単色（例えば白色や緑色など）のピクセルや例えば、赤と緑などの２色表示を行なう各色のピクセルも含まれている。
【００２２】
第２発明の平面表示パネルの検査装置は、直線状に配列された複数の受光素子を有する光学センサと、この光学センサを同一の電気回路によって制御されて表示される複数のサブピクセルが並ぶ方向で、かつ、前記受光素子の配列方向に直角な方向に走査させる走査駆動部と、前記受光素子により検出される検査対象のサブピクセルの輝度を、走査方向に隣接し前記検査対象のサブピクセルを含む又は含まない複数のサブピクセルであって前記検査対象のサブピクセルの輝度を検出した受光素子と同じ受光素子により検出された前記検査対象のサブピクセルと同じ色の複数のサブピクセルの輝度の平均値と比較することで前記検査対象のサブピクセルの表示欠陥の有無を検出する機能を有する演算処理部とを有することを特徴としている。（請求項３）
【００２３】
つまり、複数のサブピクセルの各輝度は、この輝度を制御する電気回路の電気的特性によって輝度差が生じるものであるが、光学センサを同じ電気回路によって制御される複数のサブピクセルが並ぶ方向に走査することで、平均値の演算に用いられる各サブピクセルの輝度を制御する電気回路が同じであるから、その電気的特性による輝度の差に影響されることなく、サブピクセルの特性差に基づく輝度の僅かな差を検出することも可能となる。
【００２４】
また、前記演算処理部は同じ色のサブピクセルだけを点灯または消灯させた状態で、光学センサを走査させて、その走査方向に隣接する表示中のサブピクセルにおける輝度の平均値と比較するものであるから、走査方向の直線上に異なる色のサブピクセルがある場合にも、同じ色のサブピクセルの輝度の大きさを適正に比較することができる。つまり、平面表示パネルに三原色（赤，緑，青）の何れか一つを点灯または消灯する場合には、走査駆動部は、光学センサを同色のサブピクセルが隣接する方向として、図４に示す図示横方向（Ｘｄ方向）に走査させることが可能である。
【００２５】
なお、前記表示（点灯または消灯）中のサブピクセルにおける輝度の平均値を求める場合には、各受光素子が表示中のサブピクセルからの光を受光するタイミングに合わせて各輝度値を求め、その平均値を求めることで、正確な輝度を求めることができる。また、より正確な測定を行なうためには検査対象と異なる色のサブピクセルは消灯させることが望ましいが、光学センサが表示中のサブピクセルからの光のみを選択的に受光できるのであれば検査対象と異なる色のサブピクセルの表示状態を特定する必要はない。
【００２６】
前記平均値に所定の値を加減算した値と検査対象のサブピクセルの輝度とを比較することで前記検査対象のサブピクセルの表示欠陥を検出する処理を行なう場合（請求項４）には、各サブピクセルの輝度の値の大小に係わらず周囲のサブピクセルに比べて所定値以上の差があるものを欠陥として検出できる。また、加減算は演算処理部にとって極めて高速に行える処理であるから、処理速度を高速に保つことができる。
【００２７】
前記平均値に所定の値を乗除算した値と検査対象のサブピクセルの輝度とを比較することで前記検査対象のサブピクセルの表示欠陥を検出する処理を行なう場合（請求項５）には、人間の目の特性に合わせて、検査対象であるサブピクセルの輝度の値と周囲のサブピクセルの平均値との比を用いて、この比が所定値以上であるものを欠陥として検出できる。また、乗算や除算は演算処理部にとって極めて高速に行える処理であるから、その処理速度を高速に保つことができる。
【００２８】
前記平均値に、所定の値を乗除算し、さらに所定の値を加減算した値と検査対象のサブピクセルの輝度とを比較することで前記検査対象のサブピクセルの表示欠陥を検出する処理を行なう場合（請求項６）には、検査対象であるサブピクセルの輝度の値と周囲のサブピクセルの平均値との比が所定値であるものと、サブピクセルの輝度の値の対象にかかわらず周囲のサブピクセルに比べて所定値以上の差があるものの両方を用いて欠陥を検出できる。また、乗除算や加減算は演算処理部にとって極めて高速に行える処理であるから、その処理速度を高速に保つことができる。
【００２９】
前記検査対象のサブピクセルの輝度を隣接するサブピクセルの輝度と比較する前に、まず所定の閾値と比較することで、明らかに欠陥であるサブピクセルを表示欠陥として検出する処理を行なう場合（請求項７）には、前記周囲のサブピクセルの輝度の平均値を求めるまでもなく欠陥であることが判断できるサブピクセルを欠陥として検出できるので、平均値を求める演算処理を省略でき、それだけ高速化を図ることができる。
【００３０】
また、上述の乗除算や加減算を用いた検査対象サブピクセルの輝度と周囲ピクセルの輝度平均値との比較によって、周囲ピクセルとの輝度の差がある点を検出可能であるが、これに加えて所定の閾値との比較を行なうことで、明らかに輝度値が高く、単独で輝点と判断できる点や、明らかに輝度値が低く、単独で滅点と判断できる点を検出可能である。なお、さらに別の光学センサでの結果や画像処理を含めて判断する白ゴミ、黒ゴミなどの異物混入点を検出する処理を行ってもよい。
【００３１】
前記光学センサがラインセンサである場合（請求項８）には、平面表示パネルをより詳細に検査することができる。なお、ラインセンサは受光素子を１直線上に配列したものに限られるものではなく、受光素子を複数の直線上に並べて配置したもの（ＴＤＩセンサ）であってもよい。このＴＤＩセンサを用いることで、特に液晶表示パネルの場合に生じる周期的な輝度の変化をキャンセルすることが可能となる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の平面表示パネルの検査装置１の第１実施例を示す図である。図１において、２は測定対象の平面表示パネルの一例としての液晶パネル、３は液晶パネル２をセットする載置台、４はこの載置台３の裏面側から液晶パネル２に均一な光を平面的に照射する光源（バックライト）、５は載置台３に対して液晶パネル２の表示面と平行し、かつ、平面表示パネル２の同色のサブピクセルが隣接する方向Ｙｄに摺動自在に形成された走査駆動部、６はこの走査駆動部５に設置されたラインセンサ（直線状に複数の受光素子を並べたラインセンサ）、７は各部を制御する演算処理装置である。
【００３３】
液晶パネル２は一般的にその周囲に表示内容を示す電気信号を授受するためのコネクタ部２ａを有しており、前記載置台３は前記液晶パネル２のコネクタ部２ａに対して電気的に接触するためのコネクタ部３ａ（プローバ）を有している。また、本例の液晶パネル２のＹｄ方向に隣接する各サブピクセルは液晶パネル２内の同じ電気回路によって制御されるものである。
【００３４】
一方、走査駆動部５は例えば複数のラインセンサユニット６Ａ，６Ｂ，…を並べて固定することで、１直線上（１列）に並べられたラインセンサ６を保持するブラケット５ａと、このブラケット５ａを液晶パネル２から所定の距離だけ離して固定するための保持部材５ｂと、この保持部材５ｂを両矢印Ｙｄに示す走査方向に移動させることでラインセンサ６を液晶表示面２ｂに対して走査するためのモータ５ｃとを有している。
【００３５】
前記各ラインセンサユニット６Ａ，６Ｂ，…はラインセンサ６を構成する複数の受光素子を有するセンサ本体６ａと、液晶表示面２ｂをラインセンサユニットの各受光素子に結像させるための光学系としての集光レンズ６ｂとを有しており、全てのラインセンサユニット６Ａ，６Ｂ，…がまとめて１列のラインセンサ６を形成する。
【００３６】
演算処理装置７は例えばパソコンであり、前記各部３〜６を適宜制御する制御プログラムＳと、液晶パネル２の検査プログラムＰとを実行する演算処理部７ａと、各プログラムＳ，Ｐの記憶部７ｂとを有する。なお、本例にはパソコン７の基本的な構成を示しており、その詳細な構成は種々に考えられる。
【００３７】
図２は本発明の平面表示パネル２を構成する各ピクセルＰ_1,1〜Ｐ_N,Mの詳細を示す図である。図２において、Ｂ_1,1〜Ｂ_X,Yは各ピクセルＰ_1,1〜Ｐ_N,Mを構成するサブピクセルＲ_1,1〜Ｒ_N,M，Ｇ_1,1〜Ｇ_N,M，Ｂ_1,1〜Ｂ_N,M（図４も参照）における輝度をラインセンサ６によって計測した値を示している。また、Ｓ_1,0〜Ｓ_X,Yは隣接する同色のサブピクセルの輝度Ｂ_1,1〜Ｂ_X,Yの累算値を示している。
【００３８】
すなわち、本例に示す平面表示パネル２は、サブピクセルＲ_1,1〜Ｒ_N,M，Ｇ_1,1〜Ｇ_N,M，Ｂ_1,1〜Ｂ_N.Mは図示横方向にＸ、図示縦方向にＹ個並べてなり、本発明の平面表示パネルの検査装置は、各サブピクセルＲ_1,1〜Ｒ_N,M，Ｇ_1,1〜Ｇ_N,M，Ｂ_1,1〜Ｂ_N.Mを検査対象としている。
【００３９】
図３は前記検査プログラムＰの流れの一例を示す図である。なお、図３に示す検査プログラムＰの流れは本発明を理解しやすくするために概略的な流れを示す単なる一例であるから、その詳細な点は本発明を限定するものではないことはいうまでもない。
【００４０】
また、本例では一例として検査対象である一つのサブピクセルの輝度Ｂ_x,yに対して、走査方向に隣接する例えば７個のサブピクセルの輝度Ｂ_x,y-3〜Ｂ_x,y+3の平均値を算出し、これを検査対象のサブピクセルの輝度Ｂ_x,yと比較する処理を行なう例を示している。なお、本例において平均値を算出するサブピクセルの数は一例として７として説明するが、この値は任意に設定可能である。
【００４１】
図３において、Ｓ１は前記走査駆動部５による走査を開始する処理を実行するステップである。すなわち、検査対象である平面表示パネル２に対してプローバ３ａを介して適当な信号を出力し適当なパターンを表示させた状態で、バックライト４を点灯し、モータ５ｃを駆動することでラインセンサ６を矢印Ｙｄに示す方向に走査させる。
【００４２】
Ｓ２は初めに３ライン分の輝度データＢ_1,1〜Ｂ_x,3を入力して記憶部７ｂに記憶するステップである。すなわち、本例の場合は検査対象であるサブピクセルに対して前後に隣接する７個のサブピクセルの平均値を求めるために、検査対象となっているサブピクセルよりも先に３ライン分の輝度データＢ_1,1〜Ｂ_x,3を入力している。
【００４３】
Ｓ３は前記ステップＳ２によって入力した３ライン分の輝度データＢ_1,1〜Ｂ_x,3をそれぞれ図２に示すように累算値Ｓ_1,0〜Ｓ_x,0に積分するステップである。すなわち、以下の式（１）に示す累算を行なう。
Ｓ_x,0＝ΣＢ_x,y＝Ｂ_x,1＋Ｂ_x,2＋Ｂ_x,3 …式（１）
但し、ｘ＝１〜Ｘ
【００４４】
Ｓ４は続くステップＳ５〜Ｓ１３の繰り返し処理を行なうための定数を定めるステップであり、ｙはＹｄ方向の走査に応じて１づつ加算され検査対象となっているサブピクセルのＹｄ方向の位置を示している。また、Ｎは累算値Ｓ_1,0〜Ｓ_x,0に積算できたサブピクセルの数を示している（本例の場合３ライン分を先読みしているので初期値は３である）。
【００４５】
Ｓ５は１ライン分の輝度データＢ_1,y+3〜Ｂ_x,y+3を入力して記憶するステップである。なお、ｙ＋３の値が走査方向の最大値Ｙよりも大きい場合には、このステップＳ５の処理は省略する。
【００４６】
Ｓ６は続くステップＳ７〜Ｓ１２の繰り返し処理を行なうための定数を定めるステップであり、ｘは検査対象となっているサブピクセルのＸｄ方向の位置を示している。本例では、累算値Ｓ_1,y〜Ｓ_x,yは前列の累算値Ｓ_1,y-1〜Ｓ_x,y-1を用いて求めることで演算を高速化している。つまり、次のステップＳ７を実行する前に、Ｓ_x,y＝Ｓ_x,y-1とする。
【００４７】
Ｓ７はｙ＋３の値が走査方向の最大値Ｙ以下であるときに、前記累算値Ｓ_1,y〜Ｓ_x,yに対して輝度データＢ_1,y+3〜Ｂ_x,y+3を加算するステップである。また、累算値Ｓ_1,y〜Ｓ_x,yに対する加算が行われたときに、前記値Ｎを一つ繰り上げる処理を行なう。
【００４８】
Ｓ８はｙ−３の値が走査方向の最小値１以上であるときに、前記累算値Ｓ_1,y〜Ｓ_x,yから輝度データＢ_1,y+3〜Ｂ_x,y+3を減算するステップである。また、累算値Ｓ_1,y〜Ｓ_x,yからの減算が行われたときに、前記値Ｎを一つ繰り下げる処理を行なう。
【００４９】
Ｓ９は検査対象となっているサブピクセルの輝度Ｂ_x,yの大きさを輝点または滅点の閾値と比較するステップである。なお、平面表示パネル２を点灯させている表示内容に合わせて期待される輝度からかけ離れているものをこのステップＳ９によって輝点または滅点として判別し、続くステップＳ１０の処理を飛ばして続くステップＳ１１に処理を移すことにより、サブピクセルを欠陥として検出する。
【００５０】
本例のように、検査対象のサブピクセルの輝度Ｂ_x,y を隣接するサブピクセルの輝度と比較する前に、まず所定の閾値と比較することで、明らかに欠陥であるサブピクセルを直ちに表示欠陥として検出できるので、以下のステップＳ１０の処理を省略して高速化を達成できる。しかしながら、このステップＳ９の処理は省略することも可能である。
【００５１】
Ｓ１０は前記累算値Ｓ_x,yを用いて検査対象のサブピクセルの輝度Ｂ_x,yをこのサブピクセルに対して走査方向に隣接する複数のサブピクセルにおける輝度Ｂ_x,y-3〜Ｂ_x,y+3の平均値と比較することで表示欠陥かどうかを判断するステップである。このとき、以下の式（２），式（３）に示す不等式が共に満たされているかどうかを判断する。そして、両方の不等式が共に満たされているときに、次のステップＳ１１の処理を飛ばしてステップＳ１２に処理を移す。
【００５２】
Ｂ_x,y＜ＡＳ_x,y／Ｎ＋Ｂ …式（２）
Ｂ_x,y＞Ｓ_x,y／（ＡＮ） −Ｂ …式（３）
但し、Ａは１以上の値であり、前記平均値（Ｓ_x,y／Ｎ）に対する輝度Ｂ_x,yの比の上限（閾値）を示しており、Ｂは０以上の値であり、前記平均値（Ｓ_x,y／Ｎ）に対する輝度Ｂ_X,yの差の上限（閾値）を示している。
【００５３】
前記式（２），式（３）の計算は、ステップＳ５に示すラインセンサ６による輝度Ｂ_1,y+3〜Ｂ_x,y+3に伴ってステップＳ７，Ｓ８によって加減算されることで７ライン分ずつ累算した累算値Ｓ_x,yを利用することで簡潔になっており、これによって更なる高速化を達成している。しかしながら、前記式（２），式（３）の計算は、事実上以下の式（４），式（５）の不等式の演算処理を行っていることになる。
Ｂ_x,y＜Ａ×（Ｂ_x,y-3＋Ｂ_x,y-2＋Ｂ_x,y-1＋Ｂ_x,y
＋Ｂ_x,y+1＋Ｂ_x,y+2＋Ｂ_x,y+3）／Ｎ＋Ｂ …式（４）
Ｂ_x,y＞（Ｂ_x,y-3＋Ｂ_x,y-2＋Ｂ_x,y-1＋Ｂ_x,y
＋Ｂ_x,y+1＋Ｂ_x,y+2＋Ｂ_x,y+3）／（Ｎ×Ａ）−Ｂ …式（５）
但し、Ｎ＝７とする。また、Ｂ_x,y-3，Ｂ_x,y-2，Ｂ_x,y-1，Ｂ_x,y+1，Ｂ_x,y+2，Ｂ_x,y+3が平面表示パネル２の外側に位置する場合にはその項を削除してＮの数を調整する。
【００５４】
なお、上述の演算方法は演算処理を可及的に高速化するために加減算の回数を少なくしたアルゴリズムを示しているが、前記式（４），式（５）に示す演算処理を毎回行なうことで、前記ステップＳ１〜Ｓ１０に示した累算値Ｓ_x,yの演算に伴う処理を省略することも可能である。また、前記式（４），式（５）をそのまま用いた演算の方が、正確な比較を行うことができる。
【００５５】
また、前記平均値の演算には、合計７ピクセルの輝度の平均値を求める例を挙げているので、検査対象となっているピクセルの上下（走査方向の上および下）３ピクセルの輝度Ｂ_x,y-3〜Ｂ_x,y+3の和を求めており、上下３ピクセルが液晶パネル２の外側に位置するときには、前記７ピクセルのうち液晶パネル２内に入ったピクセルのみの平均値を求める例を示している。
【００５６】
しかしながら、検査対象となっているピクセルの上下に同じ数のピクセルを平均値の演算に用いることも可能である。この場合、ｙ＝１のときは、Ｓ_x,1＝Ｂ_x,1となる。また、ｙ＝２のときは、Ｓ_x.2＝（Ｂ_x,1＋Ｂ_x,2＋Ｂ_x,3）／３となる。さらに、ｙ＝３のときは、Ｓ_x,3＝（Ｂ_x,1＋Ｂ_x,2＋Ｂ_x,3＋Ｂ_x,4＋Ｂ_x,5）／５となる。そして、この場合、最外周（すなわちｙ＝１およびＹ）の閾値を別に設定することも可能である。
【００５７】
また、前記平均値（Ｓ_x,y／Ｎ）の中から検査対象となっているサブスペクトルの輝度Ｂ_x,yを除く場合には、前記式（２），式（３）における平均値（Ｓ_x,y／Ｎ）の部分を、（Ｓ_x,y−Ｂ_x,y）／（Ｎ−１）とすることで対応することができる。なお、平均値に検査対象となっているサブスペクトルの輝度Ｂ_x,yを含めるかどうかは選択可能とすること望ましい。
【００５８】
同様に、前記平均値から検査対象となっているサブスペクトルの輝度Ｂ_x,yを除く場合の計算は事実上次の式（６），式（７）の不等式の演算処理を行うことである。
Ｂ_x,y＜Ａ×（Ｂ_x,y-3＋Ｂ_x,y-2＋Ｂ_x,y-1
＋Ｂ_x,y+1＋Ｂ_x,y+2＋Ｂ_x,y+3）／Ｎ＋Ｂ …式（６）
Ｂ_x,y＞（Ｂ_x,y-3＋Ｂ_x,y-2＋Ｂ_x,y-1
＋Ｂ_x,y+1＋Ｂ_x,y+2＋Ｂ_x,y+3）／（Ｎ×Ａ）−Ｂ …式（７）
但し、Ｎ＝６であり、Ｂ_x,y-3，Ｂ_x,y-2，Ｂ_x,y-1，Ｂ_x,y+1，Ｂ_x,y+2，Ｂ_x,y+3が平面表示パネル２の外側に位置する場合にはその項を削除してＮの数を調整する。
【００５９】
Ｓ１１は欠陥が検出されたサブピクセルを記録するステップである。これは例えば座標ｘ，ｙおよび輝度Ｂ_x,yの値などを記録することによって行える。
【００６０】
Ｓ１２はｘの値を一つ繰り上げて、最大値Ｘを越えないかぎりステップＳ７にジャンプすることにより、ステップＳ７〜Ｓ１２のループ処理を実行するためのステップである。
【００６１】
Ｓ１３はｙの値を一つ繰り上げて、最大値Ｙを越えないかぎりステップＳ７にジャンプすることにより、ステップＳ５〜Ｓ１３のループ処理を実行するためのステップである。
【００６２】
以上、詳述したように極めて簡単な演算による高速処理を実行することで、検査対象のサブピクセルの輝度Ｂ_x,yをこのサブピクセルに対して走査方向に隣接する複数のサブピクセルにおける輝度Ｂ_x,y-3〜Ｂ_x,y+3の平均値（Ｓ_x,y／Ｎ）と比較できる。
【００６３】
加えて、本例の場合は、Ｙｄ方向（走査方向）に並ぶ前記サブピクセルの輝度を制御する電気回路が同じであるから、平均値（Ｓ_x,y／Ｎ）の算出に用いられる各輝度Ｂ_x,y-3〜Ｂ_x,y+3は液晶パネル２内の同じ電気回路によって制御されるものであり、この回路の電気的特性による輝度の差に影響されることなく、サブピクセルの特性の差に基づく輝度の僅かな差を的確に検出できる。また、走査方向に同色のサブピクセルが隣接するので、色の違いによる輝度の検出値の差に影響されることもなくなると共に、人間の目に目立つような欠陥を適正かつ確実に検出できる。
【００６４】
なお、液晶パネル２を９０°回転させた状態で載置台３に載せて検査を行うことも可能である。この場合、同色のサブピクセルだけを点灯または消灯させた状態で検査を行うことで光学センサを走査させるＸｄ方向を同色のサブピクセルが隣接する方向とすることができる。特に、液晶パネル２の図示Ｘｄ方向に並ぶ各サブピクセルの輝度を制御する電気回路が同じである場合に有効である。また、本例の場合、前記表示中のサブピクセルにおける輝度の平均値を求めるときに、各受光素子が表示中のサブピクセルからの光を受光するタイミングに合わせて各輝度値を求め、その平均値を求めることで、正確な輝度を求めることができる。
【００６５】
また、走査駆動部５がラインセンサ６を走査させて、走査方向に並ぶサブピクセルの輝度の平均値を求めているので、この平均値（Ｓ_x,y／Ｎ）を求めるために検出した各輝度Ｂ_x,y-3〜Ｂ_x,y+3は同じ検出素子によって検出される。したがって、この平均値（Ｓ_x,y／Ｎ）はラインセンサ６を構成する各検出素子の個体差による影響を全く受けることがない。すなわち、前記良否判断を極めて高精度に行うことができる。加えて、ラインセンサ６は受光素子が２次元方向に並べられたイメージセンサに比べて各サブピクセルの詳細部分における輝度をより高精度に検査することができる。
【００６６】
例えば、入力される輝度の信号数が１００の光学センサを考えると、光学センサが２次元イメージセンサの場合には縦方向（Ｙｄ方向）に１０、横方向（Ｘｄ方向）に１０の微小領域における輝度を一時に検出するが、ラインセンサ（ＴＤＩセンサも含む）は１００の測定対象となる微小領域における輝度を横方向（Ｘｄ方向）に並べて検出することができるので、同じ１００の信号を入力するときに１０倍の精度を得ることができる。
【００６７】
前記精度の差は取り込む信号数が多くなればなるほど顕著になり、例えば横方向に１００個の受光素子を装備させる場合は、ラインセンサでは１００個の受光素子を配置するだけですむが、２次元イメージセンサでは縦にも１００個の受光素子が必要であるから合計１００００個の受光素子が必要となり、それだけ製造コストが引き上げられることとなる。ゆえに、本発明における検出精度を高めるためには光学センサとして、２次元イメージセンサを用いるよりもラインセンサ（ＴＤＩセンサ）を用いるほうが望ましい。
【００６８】
さらに、上述の例では検査対象となっているサブピクセルの輝度をＹｄ方向一列に並ぶ周囲のサブピクセルの輝度と比較する例を説明しているが、一つのサブピクセルの輝度そのものを所定の閾値と比較することで、明らかに明るい点や明らかに暗い点も合わせて欠陥として検出してもよい。また、欠陥の種類（すなわち、Ｙｄ方向の周囲ピクセルとの輝度の差がある点（平均値演算によって見つかる欠陥点）、輝点（明らかに輝度値が高く、単独で欠陥点と判断できる点）、滅点（明らかに輝度値が低く、単独で欠陥点と判断できる点）や別カメラなどその他の光学的手段による検出結果や画像処理を用いて判断する白ゴミや黒ゴミ等の異物混入点など）を区別して検出してもよい。
【００６９】
なお、上述の例においては、ラインセンサ６として例えば直線上に９６個の受光素子を並べたものを用いた例を示しており、これによって液晶表示部の周期的な点滅に影響されることのない検査を行うことが可能となるが、ラインセンサ６は複数の線上に受光素子を並べたものであってもよい。
【００７０】
【発明の効果】
本発明では、極めて高速でありながら人間の目の特性に合わせた平面表示パネルの微細な欠陥を的確に検出できる。また、電気的に同一回路になっているサブピクセルの輝度を比較するので、誤差の少ない正確な検査として原理的にも優れている。さらに、各受光素子の個体差による装置誤差による影響を除外することができる。加えて、平面表示パネルの各ピクセルに割り付けられる受光素子の数が異なる場合にもモアレ状の輝度変化の影響を無くすことができ、複数台の光学センサを用いる場合のつなぎ位置の装置誤差も除外することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の平面表示パネルの検査装置の全体的な構成を示す図である。
【図２】一般的な平面表示パネルの構成を説明する図である。
【図３】本発明の平面表示パネルの検査プログラムの動きを理解するための一例を示す図である。
【図４】一般的な平面表示パネルの構成を説明する図である。
【図５】従来の平面表示パネルの検査方法を説明する図である。
【符号の説明】
１…液晶パネルの異物検査装置、２…平面表示パネル、５…走査駆動部、６…光学センサ、６ａ…受光素子を有するセンサ本体、７…演算処理部、Ａ，Ｂ…所定の値、Ｂ_x,y…検査対象のサブピクセルの輝度、Ｂ_x,y-3〜Ｂ_x,y+3…隣接する複数のサブピクセルにおける輝度、Ｙｄ…走査方向（同色のサブピクセルが隣接する方向）、（Ｓ_x／Ｎ）…輝度の平均値、Ｐ…平面表示パネルの検査プログラム。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  The present invention relates to a flat display panel inspection apparatus.
[0002]
[Prior art]
  2. Description of the Related Art In recent years, flat display devices (FPD) using flat display panels such as liquid crystal display panels and plasma displays have attracted attention as small and lightweight display devices that replace CRTs. As an apparatus for inspecting the quality of the flat display panel constituting the central portion of the FPD, an inspection apparatus using an optical sensor (for example, a line sensor) composed of a CCD array sensor or the like has been developed. Many have also been done.
[0003]
  A conventional flat display panel inspection apparatus includes a line sensor in which a plurality of light receiving elements are arranged, and an optical system that forms an image of the flat display panel on each light receiving element of the line sensor. The line sensor is configured to optically detect the presence or absence of a display defect in each part of the flat display panel by scanning in a direction perpendicular to the direction in which the light receiving elements are arranged. In other words, the line sensor has a plurality of light receiving elements arranged in a line perpendicular to the scanning direction and in a direction parallel to the panel, and the image of the entire surface of the flat display panel is captured by the scanning of the line sensor. Inspected for defects.
[0004]
  FIG. 4 is a diagram schematically showing a configuration of a general liquid crystal display panel 2 to be inspected. In FIG. 4, P_1,1~ P_{N, M}Indicates pixels for color display, and each pixel P_1,1~ P_{N, M}Is, for example, three sub-pixels R each composed of three primary colors (red, green, blue)_1,1~ R_{N, M}, G_1,1~ G_{N, M}, B_1,1~ B_{N, M}Have
[0005]
  By the way, the inspection level of display defects is increasing day by day with the improvement of manufacturing technology. For this reason, flat panel display inspection devices are required to detect not only display defects such as clear bright spots and dark spots, but also display defects due to differences in ambient brightness when displayed at the same brightness. It has become like this.
[0006]
  In other words, by comparing the brightness of the pixel to be inspected with the surrounding brightness, the human eye may judge this as a defect as the difference from the surroundings increases. It is required to detect such display defects. Therefore, with respect to the pixel to be inspected, the luminance of each pixel located in a predetermined region around the pixel is averaged and compared with the luminance of the pixel to be inspected.
[0007]
  FIG. 5 shows each pixel P._1,1~ P_{N, M}It is a figure explaining the conventional method of performing a defect inspection. Now pixel P_{n, m}If the area A is to be inspected,₁Each pixel P located within_{n-1, m-1}~ P_{n + 1, m + 1}The average value of the brightness of₁Average value of brightness and pixel P_{n, m}The luminance is compared with the brightness of the image, and a display defect in which the difference does not fall within a predetermined standard is performed.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
  However, when the defect inspection is performed by the above-described method, the area where the average value is calculated is the area A of the surrounding 1 pixel.₁At least 8 pixels (from the average calculation, the pixel P to be inspected)_{n, m}It is necessary to calculate the average brightness of each pixel P)._{n, m}There is a problem that a lot of calculation processing is required for defect inspection.
[0009]
  In addition, the number of pixels to be subjected to the average calculation is that the area for the average calculation is an area A for two pixels.₂When the average calculation area is at least 24 pixels, and when the area for average calculation is an area for 3 pixels, the calculation process becomes more dramatic as the area for the average calculation becomes wider. And so much processing time was required.
[0010]
  Further, in recent years, the pixel P of the flat display panel 2_1,1~ P_{N, M}Region A having a predetermined area because the size of₁, A₂... the number of pixels that are inside is increasing. In addition, each pixel P_1,1~ P_{N, M}Is smaller, all the pixels P located in one flat display panel 2_1,1~ P_{N, M}More time is required to inspect the above, and enormous arithmetic processing requiring a great amount of time is required to obtain all the averages.
[0011]
  In addition, individual differences occur in each light receiving element constituting the line sensor for detecting the luminance, and the region A₁, A₂The brightness of each pixel is detected by a plurality of light receiving elements. Therefore, in order to perform accurate detection, it is necessary to correct individual differences among the light receiving elements of the line sensor, which makes the calculation of the average value more complicated and time consuming. Moreover, it leads to the erroneous detection of the display defect by the individual difference of a line sensor.
[0012]
  Further, when the display circuit of the flat display panel 2 is an electric circuit that is normally different for each column in the vertical direction, the luminance of each pixel adjacent in the horizontal direction differs depending on the electric characteristics of the electric circuit. As a result, there is a problem that it becomes difficult to detect a difference in luminance caused by a display defect. In addition to this, a region A having a predetermined area₁, A₂... By obtaining the average value of the luminance of the pixels that fall within, the luminance difference caused by the display defect may be swayed by the luminance difference caused by the electrical characteristics, making detection difficult.
[0013]
  Therefore, the conventional detection method requires a great deal of time for the inspection of the product in the manufacturing process, which is not preferable because the productivity is lowered, and the region A having a predetermined area extending in the two-dimensional direction.₁, A₂By taking the average of the luminance of ..., it may be difficult to detect a slight display defect with the ambient luminance.
[0014]
  The present invention has been made in consideration of the above-mentioned matters, and its purpose is to detect a flat display panel appropriately even for a slight defect such as a difference in ambient luminance according to the characteristics of human eyes. It is another object of the present invention to provide an inspection apparatus for a flat display panel which can be processed at an extremely high speed.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
  In order to achieve the above object, an inspection apparatus for a flat display panel according to a first aspect of the present invention includes an optical sensor having a plurality of light receiving elements, a scanning drive unit that scans the optical sensor,Light receiving elementThe luminance of the sub-pixel to be inspected detected byInspection targetAdjacent to the sub-pixel in the scanning directionA plurality of sub-pixels including or not including the sub-pixel to be inspected and detected by the same light-receiving element that detects the luminance of the sub-pixel to be inspectedAnd an arithmetic processing unit having a function of detecting the presence / absence of a display defect in the sub-pixel to be inspected by comparing with an average value of luminance of a plurality of sub-pixels. (Claim 1)
[0016]
  That is, the optical sensor has individual differences in the light receiving characteristics of the light receiving elements constituting the optical sensor, but all of the sub-pixels for which the average value is to be calculated are detected by the same light receiving element. Therefore, the flat display panel inspection apparatus according to the present invention is not affected at all even without performing the correction calculation of the individual differences of the light receiving elements, and can easily perform extremely high-precision comparison.
[0017]
  In addition, since the scanning direction of the optical sensor is set to the direction in which subpixels that emit light are adjacent to each other by controlling the same circuit in terms of electrical circuit, the difference in luminance caused by the difference in electrical characteristics can be ignored. It is possible to correctly detect the difference in luminance caused by the above. That is, in some flat display panels, the luminance of odd and even lines is controlled by the same electric circuit, but the luminance of each line is detected by the same light receiving element and compared with the average value. As a result, an error due to a difference in electrical characteristics does not occur in the luminance average value calculation.
[0018]
  Similarly, the color of the light received by each light receiving element is the same color from the beginning to the end of the scanning of the optical sensor, and it is not compared with the luminance of the light received by the adjacent light receiving elements (different colors). Even when the resolution is poor and there is a difference in the number of light receiving elements assigned to the sub-pixels of each color, there is no problem due to moire-like luminance change. Furthermore, when a plurality of optical sensors are used side by side, it is inevitable that an apparatus error occurs at the connecting position of each optical sensor. However, according to the present invention, the influence of the apparatus error can be excluded.
[0019]
  When the scanning direction of the optical sensor is a direction in which sub-pixels of the same color are adjacent to each other (Claim 2), as described with reference to FIG._1,1~ P_{N, M}Generally has three sub-pixels R_1,1~ R_{N, M}, G_1,1~ G_{N, M}, B_1,1~ B_{N, M}Therefore, subpixels arranged in the horizontal direction in the figure (for example, subpixel R_1,1, R_2,1) Are separated from each other, but subpixels (for example, subpixel R) arranged in the vertical direction (scanning direction Yd) in the figure_1,1, R_2,1) Are close to each other, the color change in the vertical direction in which the subpixels are close to each other is more noticeable to the human eye than the color change in the horizontal direction in which the subpixels are separated from each other. It is possible to effectively detect a conspicuous luminance difference. That is, inspecting the difference in luminance between subpixels adjacent in the vertical direction (scanning direction) as in the present invention not only enables accurate inspection at high speed, but also in principle matches the characteristics of the human eye. It is effective.
[0020]
  In general, the sub-pixel G_1,1~ G_{N, M}The luminance of the other subpixel R is the same even if the light is emitted in the same manner._1,1~ R_{N, M}, B_1,1~ B_{N, M}Sub-pixel R_1,1~ R_{N, M}And subpixel B_1,1~ B_{N, M}The brightness is also different. Therefore, instead of taking the average value of luminance in the direction in which the sub-pixels of different colors are arranged adjacent to each other, the average value of luminance is taken in the direction in which the sub-pixels of the same color are arranged next to each other. Even slight display defects that are easy to detect can be reliably detected.
[0021]
  In addition, the sub pixel in this specification has shown the minimum unit of display. Therefore, although the sub-pixel is described as a display element for emitting three primary colors of general colors in the detailed description of the present specification, the present invention is not limited to this point. That is, the expression “subpixel” in this specification includes pixels of a single color (for example, white or green) for monochrome display and pixels of each color for performing two-color display such as red and green.
[0022]
  The inspection apparatus for a flat display panel of the second invention isArranged in a straight lineScanning in which an optical sensor having a plurality of light receiving elements and a direction in which a plurality of subpixels displayed by controlling the optical sensor by the same electric circuit are arranged and in a direction perpendicular to the arrangement direction of the light receiving elements A driving unit;Light receiving elementThe brightness of the sub-pixel to be inspected detected by theA plurality of sub-pixels including or not including the sub-pixel to be inspected and detected by the same light-receiving element as the light-receiving element that detects the luminance of the sub-pixel to be inspectedAn arithmetic processing unit having a function of detecting the presence / absence of a display defect in the sub-pixels to be inspected by comparing with an average value of luminance of a plurality of sub-pixels having the same color as the sub-pixel to be inspected; It is said. (Claim 3)
[0023]
  In other words, the luminance of each of the plurality of sub-pixels has a luminance difference depending on the electrical characteristics of the electric circuit that controls the luminance, but the optical sensor is arranged in a direction in which the plurality of sub-pixels controlled by the same electric circuit are arranged. By scanning, the electric circuit for controlling the luminance of each sub-pixel used for the calculation of the average value is the same, so that it is based on the characteristic difference of the sub-pixel without being affected by the luminance difference due to the electric characteristic. It is also possible to detect a slight difference in luminance.
[0024]
  The arithmetic processing unit scans the optical sensor in a state where only the sub-pixels of the same color are turned on or off, and compares it with the average value of the luminance of the sub-pixels being displayed adjacent in the scanning direction. Therefore, even when there are sub-pixels of different colors on the straight line in the scanning direction, it is possible to properly compare the luminance levels of the sub-pixels of the same color. That is, when any one of the three primary colors (red, green, and blue) is turned on or off on the flat display panel, the scan driving unit sets the optical sensor in the direction in which the sub-pixels of the same color are adjacent to each other as shown in FIG. Scanning in the horizontal direction (Xd direction) is possible.
[0025]
  In addition, when calculating the average value of the luminance in the sub-pixel being displayed (lighted or extinguished), each luminance value is determined in accordance with the timing at which each light receiving element receives light from the sub-pixel being displayed. By obtaining the average value, accurate luminance can be obtained. In order to perform more accurate measurement, it is desirable to turn off the sub-pixels of a different color from the inspection target. However, if the optical sensor can selectively receive only the light from the sub-pixel being displayed, the inspection target It is not necessary to specify the display state of subpixels of different colors.
[0026]
  In the case of performing a process of detecting a display defect of the inspection target sub-pixel by comparing a value obtained by adding or subtracting a predetermined value to the average value and the luminance of the inspection target sub-pixel (Claim 4), Regardless of the brightness value of the subpixel, a defect having a difference of a predetermined value or more compared to the surrounding subpixel can be detected as a defect. Further, since addition / subtraction is a process that can be performed at a very high speed for the arithmetic processing unit, the processing speed can be kept high.
[0027]
  In the case of performing a process of detecting a display defect of the inspection target subpixel by comparing the average value multiplied by a predetermined value with the luminance of the inspection target subpixel (Claim 5). In accordance with the characteristics of the human eye, a ratio between the luminance value of the sub-pixel to be inspected and the average value of the surrounding sub-pixels can be used as a defect. In addition, since multiplication and division are processes that can be performed at a very high speed for the arithmetic processing unit, the processing speed can be kept high.
[0028]
  The average value is multiplied and divided by a predetermined value, and a value obtained by adding and subtracting the predetermined value is compared with the luminance of the sub-pixel to be inspected to detect a display defect of the sub-pixel to be inspected. In the case (Claim 6), the ratio between the luminance value of the sub-pixel to be inspected and the average value of the surrounding sub-pixels is a predetermined value, and the surroundings regardless of the target of the luminance value of the sub-pixel. A defect can be detected using both of the sub-pixels having a difference of a predetermined value or more. In addition, since multiplication / division and addition / subtraction are processes that can be performed at a very high speed for the arithmetic processing unit, the processing speed can be kept high.
[0029]
  Before comparing the luminance of the sub-pixel to be inspected with the luminance of the adjacent sub-pixel, first, a process of detecting a sub-pixel that is clearly defective as a display defect is performed by comparing with a predetermined threshold (claim) In item 7), since it is possible to detect a subpixel that can be determined as a defect without obtaining an average luminance value of the surrounding subpixels, it is possible to omit the calculation process for obtaining the average value and increase the speed accordingly. Can be achieved.
[0030]
  In addition, it is possible to detect a point where there is a difference in luminance with the surrounding pixels by comparing the luminance of the sub-pixel to be inspected with the above multiplication / division and addition / subtraction and the luminance average value of the surrounding pixels. By comparing with a predetermined threshold, it is possible to detect a point where the brightness value is clearly high and can be determined as a bright spot alone, or a point where the brightness value is clearly low and can be determined as a dark spot alone. It should be noted that processing for detecting foreign matter mixing points such as white dust and black dust that are judged including the result of another optical sensor and image processing may be performed.
[0031]
  When the optical sensor is a line sensor (claim 8), the flat display panel can be inspected in more detail. The line sensor is not limited to one in which the light receiving elements are arranged on one straight line, and may be one in which the light receiving elements are arranged on a plurality of straight lines (TDI sensor). By using this TDI sensor, it is possible to cancel a periodic luminance change that occurs particularly in the case of a liquid crystal display panel.
[0032]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
  FIG. 1 is a diagram showing a first embodiment of a flat display panel inspection apparatus 1 according to the present invention. In FIG. 1, 2 is a liquid crystal panel as an example of a flat display panel to be measured, 3 is a mounting table on which the liquid crystal panel 2 is set, and 4 is a flat surface for uniform light from the back side of the mounting table 3 to the liquid crystal panel 2. A light source (backlight) 5 for irradiating is formed in parallel to the display surface of the liquid crystal panel 2 with respect to the mounting table 3 and is slidable in the adjacent direction Yd of the sub-pixels of the same color of the flat display panel 2. The scanning drive unit 6 is a line sensor (line sensor in which a plurality of light receiving elements are arranged in a straight line) installed in the scan driving unit 5, and 7 is an arithmetic processing unit that controls each unit.
[0033]
  The liquid crystal panel 2 generally has a connector portion 2a for transmitting and receiving an electric signal indicating display contents around the liquid crystal panel 2, and the mounting table 3 is in electrical contact with the connector portion 2a of the liquid crystal panel 2. Connector portion 3a (prober) is provided. Further, the sub-pixels adjacent to each other in the Yd direction of the liquid crystal panel 2 of this example are controlled by the same electric circuit in the liquid crystal panel 2.
[0034]
  On the other hand, for example, the scanning drive unit 5 fixes a plurality of line sensor units 6A, 6B,... By arranging and fixing the bracket 5a to hold the line sensors 6 arranged on one straight line (one line), and the bracket 5a. In order to scan the line sensor 6 with respect to the liquid crystal display surface 2b by moving the holding member 5b in the scanning direction indicated by the double-headed arrow Yd, and a holding member 5b for fixing the liquid crystal panel 2 apart from the liquid crystal panel 2 by a predetermined distance. Motor 5c.
[0035]
  Each of the line sensor units 6A, 6B,... Serves as an optical system for imaging the sensor main body 6a having a plurality of light receiving elements constituting the line sensor 6 and the liquid crystal display surface 2b on each light receiving element of the line sensor unit. Condensing lens 6b, and all line sensor units 6A, 6B,... Collectively form one line of line sensors 6.
[0036]
  The arithmetic processing unit 7 is, for example, a personal computer, an arithmetic processing unit 7a that executes a control program S for appropriately controlling the units 3 to 6, an inspection program P for the liquid crystal panel 2, and a storage unit 7b for the programs S and P. And have. In this example, the basic configuration of the personal computer 7 is shown, and various detailed configurations are conceivable.
[0037]
  FIG. 2 shows each pixel P constituting the flat display panel 2 of the present invention._1,1~ P_{N, M}FIG. In FIG._1,1~ B_{X, Y}Is each pixel P_1,1~ P_{N, M}Sub-pixel R constituting_1,1~ R_{N, M}, G_1,1~ G_{N, M}, B_1,1~ B_{N, M}The value which measured the brightness | luminance in (refer also FIG. 4) with the line sensor 6 is shown. S_1,0~ S_{X, Y}Is the luminance B of the adjacent sub-pixel of the same color_1,1~ B_{X, Y}The accumulated value of is shown.
[0038]
  That is, the flat display panel 2 shown in this example includes a subpixel R_1,1~ R_{N, M}, G_1,1~ G_{N, M}, B_1,1~ B_NMAre arranged in the horizontal direction in the figure and Y in the vertical direction in the figure._1,1~ R_{N, M}, G_1,1~ G_{N, M}, B_1,1~ B_NMAre subject to inspection.
[0039]
  FIG. 3 is a diagram showing an example of the flow of the inspection program P. It should be noted that the flow of the inspection program P shown in FIG. 3 is merely an example showing a schematic flow for easy understanding of the present invention, and it goes without saying that the detailed points do not limit the present invention. Nor.
[0040]
  Further, in this example, as an example, the luminance B of one sub-pixel to be inspected_{x, y}For example, the luminance B of seven subpixels adjacent in the scanning direction_{x, y-3}~ B_{x, y + 3}Is calculated, and this is calculated as the luminance B of the sub-pixel to be inspected._{x, y}The example which performs the process compared with is shown. In this example, the number of sub-pixels for calculating the average value is described as 7 as an example, but this value can be arbitrarily set.
[0041]
  In FIG. 3, S <b> 1 is a step of executing a process of starting scanning by the scanning drive unit 5. That is, the line sensor is driven by turning on the backlight 4 and driving the motor 5c in a state where an appropriate signal is output to the flat display panel 2 to be inspected via the prober 3a to display an appropriate pattern. 6 is scanned in the direction indicated by the arrow Yd.
[0042]
  S2 is luminance data B for 3 lines at the beginning._1,1~ B_{x, 3}Is input and stored in the storage unit 7b. That is, in the case of this example, in order to obtain an average value of seven subpixels adjacent to the subpixel to be inspected before and after, the luminance for three lines before the subpixel to be inspected. Data B_1,1~ B_{x, 3}Is entered.
[0043]
  S3 is the luminance data B for the three lines input in step S2._1,1~ B_{x, 3}Are accumulated values S as shown in FIG._1,0~ S_{x, 0}It is a step to integrate into. That is, the accumulation shown in the following formula (1) is performed.
  S_{x, 0}= ΣB_{x, y}= B_{x, 1}+ B_{x, 2}+ B_{x, 3}                ... Formula (1)
However, x = 1 to X
[0044]
  S4 is a step of determining a constant for performing the subsequent processing of steps S5 to S13, and y indicates the position in the Yd direction of the sub-pixel to be inspected by adding one by one according to the scanning in the Yd direction. Yes. N is the accumulated value S_1,0~ S_{x, 0}Indicates the number of sub-pixels that can be integrated (in this example, since three lines are pre-read, the initial value is 3).
[0045]
  S5 is luminance data B for one line._{1, y + 3}~ B_{x, y + 3}Is input and stored. If the value of y + 3 is larger than the maximum value Y in the scanning direction, the process of step S5 is omitted.
[0046]
  S6 is a step for determining constants for performing the subsequent steps S7 to S12 repeatedly, and x indicates the position of the sub-pixel to be inspected in the Xd direction. In this example, the accumulated value S_{1, y}~ S_{x, y}Is the accumulated value S in the front row_{1, y-1}~ S_{x, y-1}The calculation is speeded up by obtaining using. That is, before executing the next step S7, S_{x, y}= S_{x, y-1}And
[0047]
  S7 is the accumulated value S when the value of y + 3 is less than or equal to the maximum value Y in the scanning direction._{1, y}~ S_{x, y}Luminance data B_{1, y + 3}~ B_{x, y + 3}Is a step of adding. Also, the accumulated value S_{1, y}~ S_{x, y}When the addition to is performed, the value N is incremented by one.
[0048]
  S8 is the accumulated value S when the value of y-3 is not less than the minimum value 1 in the scanning direction._{1, y}~ S_{x, y}To luminance data B_{1, y + 3}~ B_{x, y + 3}Is a step of subtracting. Also, the accumulated value S_{1, y}~ S_{x, y}When the subtraction from is performed, the value N is decremented by one.
[0049]
  S9 is the luminance B of the sub-pixel to be inspected._{x, y}Is compared with the threshold of bright spots or dark spots. In addition, what is far from the expected brightness in accordance with the display content of lighting the flat display panel 2 is discriminated as a bright spot or a dark spot by this step S9, and the process of the subsequent step S10 is skipped. Sub-pixels are detected as defects by moving the processing to step (b).
[0050]
  As in this example, the luminance B of the sub-pixel to be inspected_{x, y}  Before comparing with the luminance of the adjacent subpixel, first, a subpixel that is clearly defective can be immediately detected as a display defect by comparing it with a predetermined threshold value. Can be achieved. However, the process of step S9 can be omitted.
[0051]
  S10 is the accumulated value S_{x, y}The luminance B of the sub-pixel to be inspected using_{x, y}The luminance B in a plurality of subpixels adjacent to this subpixel in the scanning direction_{x, y-3}~ B_{x, y + 3}This is a step of judging whether or not there is a display defect by comparing with the average value. At this time, it is determined whether or not the inequalities shown in the following equations (2) and (3) are both satisfied. When both inequalities are satisfied, the process of the next step S11 is skipped and the process proceeds to step S12.
[0052]
  B_{x, y}<AS_{x, y}/ N + B Formula (2)
  B_{x, y}> S_{x, y}/ (AN) -B ... Formula (3)
However, A is a value of 1 or more, and the average value (S_{x, y}/ N) for luminance B_{x, y}The upper limit (threshold value) of the ratio is shown, B is a value of 0 or more, and the average value (S_{x, y}/ N) for luminance B_{X, y}The upper limit (threshold value) of the difference is shown.
[0053]
  The calculation of the above equations (2) and (3) is performed by calculating the luminance B by the line sensor 6 shown in step S5._{1, y + 3}~ B_{x, y + 3}Accordingly, the accumulated value S is accumulated by 7 lines by adding and subtracting in steps S7 and S8._{x, y}By using, it has become concise, and this has achieved further speedup. However, in the calculation of the above formulas (2) and (3), the following inequality arithmetic processing of the following formulas (4) and (5) is actually performed.
  B_{x, y}<A x (B_{x, y-3}+ B_{x, y-2}+ B_{x, y-1}+ B_{x, y}
                + B_{x, y + 1}+ B_{x, y + 2}+ B_{x, y + 3}) / N + B Formula (4)
  B_{x, y}> (B_{x, y-3}+ B_{x, y-2}+ B_{x, y-1}+ B_{x, y}
            + B_{x, y + 1}+ B_{x, y + 2}+ B_{x, y + 3}) / (N × A) −B (5)
However, N = 7. B_{x, y-3}, B_{x, y-2}, B_{x, y-1}, B_{x, y + 1}, B_{x, y + 2}, B_{x, y + 3}Is located outside the flat display panel 2, the term is deleted and the number N is adjusted.
[0054]
  Although the above-described calculation method shows an algorithm in which the number of additions / subtractions is reduced in order to speed up the calculation process as much as possible, the calculation processes shown in the equations (4) and (5) are performed each time. The accumulated value S shown in the steps S1 to S10._{x, y}It is also possible to omit the process associated with the above calculation. In addition, the calculation using the equations (4) and (5) as they are can perform an accurate comparison.
[0055]
  Further, since the calculation of the average value gives an example of obtaining the average value of the luminance of a total of 7 pixels, the luminance B of 3 pixels above and below (up and down in the scanning direction) the pixel to be inspected._{x, y-3}~ B_{x, y + 3}In this example, when the upper and lower three pixels are located outside the liquid crystal panel 2, only the average value of the pixels within the liquid crystal panel 2 out of the seven pixels is obtained.
[0056]
  However, it is also possible to use the same number of pixels above and below the pixel to be inspected for calculating the average value. In this case, when y = 1, S_{x, 1}= B_{x, 1}It becomes. When y = 2, S_x.2= (B_{x, 1}+ B_{x, 2}+ B_{x, 3}) / 3. Furthermore, when y = 3, S_{x, 3}= (B_{x, 1}+ B_{x, 2}+ B_{x, 3}+ B_{x, 4}+ B_{x, 5}) / 5. In this case, a threshold value for the outermost periphery (that is, y = 1 and Y) can be set separately.
[0057]
  Further, the average value (S_{x, y}/ N) The luminance B of the subspectrum to be inspected_{x, y}When the average value (S) in the above formulas (2) and (3) is excluded,_{x, y}/ N) is replaced by (S_{x, y}-B_{x, y}) / (N-1). Note that the average value B of the sub-spectrum that is the object of inspection_{x, y}It is desirable to be able to select whether or not to include.
[0058]
  Similarly, the luminance B of the subspectrum to be inspected from the average value_{x, y}The calculation in the case of excluding the inequality is to actually perform the arithmetic processing of the following inequalities (6) and (7).
  B_{x, y}<A x (B_{x, y-3}+ B_{x, y-2}+ B_{x, y-1}
                + B_{x, y + 1}+ B_{x, y + 2}+ B_{x, y + 3}) / N + B Formula (6)
  B_{x, y}> (B_{x, y-3}+ B_{x, y-2}+ B_{x, y-1}
            + B_{x, y + 1}+ B_{x, y + 2}+ B_{x, y + 3}) / (N × A) −B (7)
However, N = 6 and B_{x, y-3}, B_{x, y-2}, B_{x, y-1}, B_{x, y + 1}, B_{x, y + 2}, B_{x, y + 3}Is located outside the flat display panel 2, the term is deleted and the number N is adjusted.
[0059]
  S11 is a step of recording the sub-pixel in which the defect is detected. This is for example the coordinates x, y and the luminance B_{x, y}This can be done by recording the value of.
[0060]
  S12 is a step for executing the loop processing of steps S7 to S12 by incrementing the value of x by one and jumping to step S7 unless the maximum value X is exceeded.
[0061]
  S13 is a step for executing the loop processing of steps S5 to S13 by incrementing y by one and jumping to step S7 unless the maximum value Y is exceeded.
[0062]
  As described above, the brightness B of the sub-pixel to be inspected can be obtained by executing high-speed processing by extremely simple calculation as described above._{x, y}The luminance B in a plurality of subpixels adjacent to this subpixel in the scanning direction_{x, y-3}~ B_{x, y + 3}Mean value (S_{x, y}/ N).
[0063]
  In addition, in this example, since the electric circuits for controlling the luminance of the sub-pixels arranged in the Yd direction (scanning direction) are the same, the average value (S_{x, y}/ N) for each luminance B_{x, y-3}~ B_{x, y + 3}Is controlled by the same electric circuit in the liquid crystal panel 2, and it is possible to accurately detect a slight difference in luminance based on the difference in the characteristics of the subpixels without being affected by the difference in luminance due to the electric characteristics of this circuit. It can be detected. Further, since sub-pixels of the same color are adjacent to each other in the scanning direction, it is not affected by the difference in the detected luminance value due to the difference in color, and a defect that is conspicuous to human eyes can be detected appropriately and reliably.
[0064]
  It is also possible to perform inspection by placing the liquid crystal panel 2 on the mounting table 3 in a state where the liquid crystal panel 2 is rotated by 90 °. In this case, the Xd direction in which the optical sensor is scanned can be set to a direction in which the sub-pixels of the same color are adjacent by performing inspection in a state where only the sub-pixels of the same color are turned on or off. This is particularly effective when the electric circuits for controlling the luminance of the sub-pixels arranged in the Xd direction of the liquid crystal panel 2 are the same. Further, in the case of this example, when obtaining the average value of the luminance in the sub-pixel being displayed, each light-receiving element obtains each luminance value in accordance with the timing of receiving light from the sub-pixel being displayed, and the average By obtaining the value, the accurate luminance can be obtained.
[0065]
  Further, since the scanning drive unit 5 scans the line sensor 6 to obtain the average value of the luminance of the sub-pixels arranged in the scanning direction, this average value (S_{x, y}/ N) for each luminance B detected_{x, y-3}~ B_{x, y + 3}Are detected by the same detection element. Therefore, this average value (S_{x, y}/ N) is not affected at all by the individual difference of each detection element constituting the line sensor 6. That is, the quality determination can be performed with extremely high accuracy. In addition, the line sensor 6 can inspect the luminance in the detailed portion of each subpixel with higher accuracy than the image sensor in which the light receiving elements are arranged in a two-dimensional direction.
[0066]
  For example, when an optical sensor having 100 input luminance signals is considered, when the optical sensor is a two-dimensional image sensor, 10 in a small region of 10 in the vertical direction (Yd direction) and 10 in the horizontal direction (Xd direction). Although the luminance is detected at a time, the line sensor (including the TDI sensor) can detect the luminance in a minute region to be measured 100 side by side in the horizontal direction (Xd direction), and therefore inputs the same 100 signals. Sometimes 10 times the accuracy can be obtained.
[0067]
  The difference in accuracy becomes more prominent as the number of signals to be captured increases. For example, when 100 light receiving elements are installed in the horizontal direction, the line sensor only needs to have 100 light receiving elements. Since the image sensor requires 100 light receiving elements in the vertical direction, a total of 10,000 light receiving elements are required, and the manufacturing cost is increased accordingly. Therefore, in order to increase the detection accuracy in the present invention, it is preferable to use a line sensor (TDI sensor) as an optical sensor rather than a two-dimensional image sensor.
[0068]
  Furthermore, in the above-described example, an example is described in which the luminance of the sub-pixels to be inspected is compared with the luminance of the surrounding sub-pixels arranged in a line in the Yd direction. By comparing with the above, it is also possible to detect a clearly bright spot or a clearly dark spot as a defect. In addition, the type of defect (that is, a point having a luminance difference from surrounding pixels in the Yd direction (defect point found by the average value calculation), a bright point (obviously a high luminance value, and can be determined as a defect point alone) , Dark spots (points with a clearly low luminance value that can be judged as defective points alone), detection results by other optical means such as another camera, and foreign contamination points such as white dust and black dust judged using image processing Etc.) may be detected separately.
[0069]
  In the above-described example, an example in which 96 light receiving elements are arranged on a straight line is used as the line sensor 6, and this may be affected by periodic flashing of the liquid crystal display unit. However, the line sensor 6 may be one in which light receiving elements are arranged on a plurality of lines.
[0070]
【The invention's effect】
  According to the present invention, it is possible to accurately detect a minute defect of a flat display panel that matches the characteristics of the human eye while being extremely fast. Further, since the luminance of the sub-pixels that are electrically in the same circuit is compared, it is excellent in principle as an accurate inspection with few errors. Further, it is possible to exclude the influence due to the apparatus error due to the individual difference of each light receiving element. In addition, even when the number of light receiving elements assigned to each pixel of the flat display panel is different, the influence of moire-like luminance changes can be eliminated, and the apparatus error at the joint position when using multiple optical sensors is also excluded. It becomes possible to do.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of a flat display panel inspection apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of a general flat display panel.
FIG. 3 is a diagram showing an example for understanding the movement of an inspection program for a flat display panel according to the present invention.
FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration of a general flat display panel.
FIG. 5 is a diagram illustrating a conventional method for inspecting a flat display panel.
[Explanation of symbols]
  DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Foreign substance inspection apparatus of liquid crystal panel, 2 ... Flat panel display panel, 5 ... Scanning drive part, 6 ... Optical sensor, 6a ... Sensor main body which has a light receiving element, 7 ... Arithmetic processing part, A, B ... Predetermined value, B_{x, y}... Intensity of sub-pixel to be examined, B_{x, y-3}~ B_{x, y + 3}... luminance in a plurality of adjacent sub-pixels, Yd ... scanning direction (direction in which sub-pixels of the same color are adjacent), (S_x/ N) ... average value of luminance, P ... inspection program for flat display panel.

Claims

An optical sensor having a plurality of light receiving elements;
A scan driver for scanning the optical sensor;
The test the intensity of the inspection target subpixel detected by the light receiving element, a plurality of sub-pixels with or without adjacent in the scanning direction subpixel of the test object with respect to the inspection target subpixel It has a function of detecting the presence or absence of display defects in the sub-pixels to be inspected by comparing with the average value of the luminances of a plurality of sub-pixels detected by the same light receiving element as the light receiving element that has detected the luminance of the target sub-pixel. An inspection device for a flat display panel, comprising: an arithmetic processing unit.

The flat panel display inspection apparatus according to claim 1, wherein a scanning direction of the optical sensor is a direction in which sub-pixels of the same color are adjacent to each other.

An optical sensor having a plurality of light receiving elements arranged in a straight line ;
A scanning driver that scans the optical sensor in a direction in which a plurality of sub-pixels displayed by being controlled by the same electric circuit are arranged, and in a direction perpendicular to the arrangement direction of the light receiving elements;
The brightness of the sub-pixels to be inspected detected by the light receiving element is detected by detecting the brightness of the sub-pixels to be inspected among a plurality of sub-pixels that are adjacent to each other in the scanning direction and include or exclude the sub-pixels to be inspected A function of detecting the presence or absence of display defects in the sub-pixels to be inspected by comparing with an average value of luminance of a plurality of sub-pixels having the same color as the sub-pixel to be inspected detected by the same light-receiving element as the light-receiving element ; An inspection apparatus for a flat display panel, comprising: an arithmetic processing unit.

4. The process of detecting a display defect of the inspection target sub-pixel by comparing a value obtained by adding and subtracting a predetermined value to the average value and a luminance of the inspection target sub-pixel. Flat panel display inspection equipment.

The process of detecting a display defect of the sub-pixel to be inspected by comparing a value obtained by multiplying the average value by a predetermined value and the luminance of the sub-pixel to be inspected. Inspection apparatus of the flat display panel of description.

The average value is multiplied and divided by a predetermined value, and a value obtained by adding and subtracting the predetermined value is compared with the luminance of the sub-pixel to be inspected to detect a display defect of the sub-pixel to be inspected. The flat panel display inspection apparatus according to claim 1.

2. The process of detecting a sub-pixel that is clearly defective as a display defect by first comparing the luminance of the sub-pixel to be inspected with a predetermined threshold before comparing the luminance of the sub-pixel with the adjacent sub-pixel. The flat display panel inspection apparatus according to any one of?

The flat display panel inspection apparatus according to claim 1, wherein the optical sensor is a line sensor.