JP4556068B2

JP4556068B2 - Liquid crystal cell inspection apparatus and inspection method

Info

Publication number: JP4556068B2
Application number: JP2003073393A
Authority: JP
Inventors: 繁隆小林; 竹彦和田; 栄作児島
Original assignee: Chimei Innolux Corp; Innolux Corp
Current assignee: Innolux Corp
Priority date: 2003-03-18
Filing date: 2003-03-18
Publication date: 2010-10-06
Anticipated expiration: 2023-03-18
Also published as: TWI249629B; JP2004279891A; TW200428069A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶セルの表示ムラを検査する検査装置および検査方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶モジュールの製造工程において複数の検査がおこなわれている。複数の検査をおこなうことによって、不良品が後工程に流入するのを未然に防ぎ、歩留まりの悪化を防いでいる。
【０００３】
なお液晶モジュールは、アレイ基板とカラーフィルター基板とを対向させて、アレイ基板とカラーフィルター基板との隙間に液晶を封止した液晶セルに、バックライトやドライバー回路を取り付けて表示装置としたものである。
【０００４】
液晶モジュールの表示ムラを検査することは難しい。これは、光っている輝点画素に比べて、表示ムラは徐々に輝度が変化するため、表示ムラを認識しにくいためである。また表示ムラの発見は、検査員の視覚による差が大きい。ある検査員が表示ムラを発見できても、他の検査員が表示ムラを発見できない場合がある。
【０００５】
液晶モジュールの表示ムラは、液晶セルの不良とバックライトの不良が考えられる。液晶モジュールの表示ムラが発見されると、液晶セルからバックライトを取り外して、液晶セルとバックライトを検査する必要がある。液晶モジュールを分解するときに液晶モジュールの部品を破損する恐れがある。液晶モジュールを分解することは、不良品が後工程に流入してしまったことの証明であり、液晶モジュールの歩留まりの悪化や製造コストの増大の原因である。
【０００６】
試料の透過率を測定して、ムラの度合いを定量化する方法が特許文献１に記載されている。投光ヘッドの光が試料を透過し、透過光を受光ヘッドで受光して透過率を求める。測定位置以外の位置の透過率は、周囲の測定値より類推する。しかし、投光ヘッドの光の出力が不安定である場合に、正確な透過率を求めることはできない。測定したい全ての位置で透過率を測定しているのではなく、類推によって透過率を求めている位置もあり、全ての位置で正確な透過率の測定をおこなっていない。
【０００７】
【特許文献１】
特開平５−１９６５７０号公報（図１）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、液晶モジュールを組み上げる前の液晶セルにおいて、検査員の能力に左右されないで表示ムラを検査できる検査装置および検査方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の液晶セルの検査装置の要旨は、カラーフィルター基板と、前記カラーフィルター基板と隙間を有して対向するアレイ基板と、前記隙間に封止された液晶と、を含む液晶セルの検査装置であって、レーザーを発振する発振器と、前記発振器と前記カラーフィルター基板との間において、前記レーザーを第１レーザーと第２レーザーに分けるハーフミラーと、前記第１レーザーの光量を検知する第１デテクターと、前記液晶セルを透過した第２レーザーの光量を検知する第２デテクターと、前記第１デテクターが検知した光量と第２デテクターが検知した光量より、第２レーザーの液晶セルに対する透過率を計算する手段と、を含む。液晶セルを透過するレーザーの透過率を計算することによって、定量的に表示ムラを検査することができる。
【００１０】
前記液晶セルにおいて、前記第２レーザーを走査する手段を含む。第２レーザーを走査することによって、液晶セルの全ての箇所に第２レーザーを照射することができる。
【００１１】
前記液晶セルは縦横に並んだ画素に分割され、さらに画素が複数のサブピクセルに分割されており、前記透過率を計算する手段は各サブピクセルの透過率を計算する手段を含む。各サブピクセルについて透過率を計算することによって、サブピクセルに依存した表示ムラを検出することができる。
【００１２】
前記サブピクセルの透過率の変化を求める手段を含む。隣り合う画素の同色のサブピクセル同士で透過率の変化より、表示ムラのある箇所を検出することができる。
【００１３】
前記カラーフィルター基板およびアレイ基板が液晶を駆動させるための電極を有し、該電極に電圧を印加する手段を含む。電極に電圧を印加すか否かで液晶セルの検査項目を変更することができる。
【００１４】
本発明に係る液晶セルの検査方法の要旨は、カラーフィルター基板と、前記カラーフィルター基板と隙間を有して対向するアレイ基板と、前記隙間に封止された液晶と、を含む液晶セルの検査方法であって、レーザーを発振するステップと、前記レーザーを第１レーザーと第２レーザーとに分割するステップと、前記第１レーザーの光量を検知するステップと、前記液晶セルを透過した第２レーザーの光量を検知するステップと、前記第１レーザーの光量と液晶セルを透過した第２レーザーの光量より、第２レーザーの液晶セルに対する透過率を計算するステップとを含む。
【００１５】
前記液晶セルにおいて、前記第２レーザーを走査するステップを含む。
【００１６】
前記液晶セルは縦横に並んだ画素に分割され、該画素は複数のサブピクセルに分割され、前記透過率を計算するステップは、該サブピクセルごとにおこなう。
【００１７】
前記サブピクセルごとに計算された透過率を用いて、隣り合う画素の同色のサブピクセル同士で透過率の変化を求めるステップを含む。
【００１８】
前記液晶の駆動または非駆動を選択するステップを含む。
【００１９】
【本発明の実施の形態】
本発明に係る液晶セルの検査装置および検査方法の実施の形態について、図面を用いて説明する。検査は液晶セルの表示ムラの検査である。
【００２０】
検査される液晶セルは、カラーフィルター基板と、カラーフィルター基板と隙間を有して対向するアレイ基板と、隙間に封止された液晶とで構成される。液晶セルは縦横に複数の画素に分割される。各画素は、３つのサブピクセル（または絵素と言う）に分割される。サブピクセルで光の三原色（Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青））を発色し、１画素の色を表現する。さらに液晶セルは、カラーフィルター基板やアレイ基板に配向膜や液晶駆動用の電極であるＩＴＯ（Indium Tin Oxide）が備えられる。
【００２１】
図１に示すように、検査装置１０は、レーザー１８ａを発振する発振器１２と、発振器１２とカラーフィルター基板２４との間で、レーザー１８ａを第１レーザー１８ｂと第２レーザー１８ｃに分けるハーフミラー２０と、第１レーザー１８ｂの光量を検知する第１デテクター１４と、液晶セル２８を透過した第２レーザー１８ｃの光量を検知する第２デテクター１６と、第１デテクター１４が検知した光量と第２デテクター１６が検知した光量より、第２レーザー１８ｃの液晶セル２８に対する透過率を計算する演算手段（図示せず）とを備える。なお、本明細書における光量はレーザーパワーとする。
【００２２】
第２レーザー１８ｃのパワーを８μＪ以下にし、液晶が気化しないようにする。さらに、第２デテクター１６が検知する光量は１８ｍＪ／ｍｍ^２以下にし、配向膜やＩＴＯに第２レーザー１８ｃの熱の影響が出ないようにする。
【００２３】
レーザー１８ａは、３色独立光源か、または、３色同一光源である。３色独立光源は、ＲＧＢの各波長のレーザー１８ａをそれぞれの光源で発振する。３色同一光源は、ＲＧＢの各波長のレーザー１８ａを同一の光源で発振するものである。
【００２４】
３色独立光源は、ＲＧＢの各波長のレーザー１８ａが異なる光軸になっているタイプと、同一の光軸になっているタイプの２種類がある。図２（ａ）に示すレーザー１８ａの光軸が異なるタイプ１２ａは、３色の光軸を液晶セル２８のサブピクセルのピッチ分だけずらす。液晶セル２８のＲＧＢの配列が、図３のようにストライプ配列であれば、ＲＧＢの各サブピクセル３４に同時に第２レーザー１８ｃを照射することができる。したがって、ＲＧＢの各サブピクセル３４の表示ムラを同時に検査することができる。
【００２５】
図２（ｂ）に示す３色の光軸が同軸となっているタイプ１２ｂは、発振する光源と検査をするサブピクセル３４との同期をとる。例えば、Ｒのサブピクセル３４に第２レーザー１８ｃを照射するとき、Ｒ用のレーザー１８ａを発振する。
【００２６】
図２（ｂ）に示す３色独立光源のタイプ１２ｂは、プリズム３２によって光軸が１本になるため、同期をとりながら検査をおこなう。
【００２７】
図２（ｃ）に示す３色同一光源のタイプ１２ｃは、３色独立光源の光軸が同一になっているタイプ１２ｂと同様に同期をとりながら検査をおこなう。
【００２８】
図２（ａ）および図２（ｂ）に示す３色独立光源は、各色のレーザーダイオード３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂを使用する。３色同一光源では、金属蒸気レーザーであるHe-Cdレーザー１２ｃなどを使用する。
【００２９】
ＲＧＢの各色に対応したレーザー１８を使用する理由を説明する。カラーフィルター基板２４はサブピクセル３４の各色に対応した着色層を有する。着色層の各色は、各色に対応した帯域の波長の光を透過させることができる。しかし、レーザー１８ａは単波長の光であり、着色層の色に対応した帯域以外の波長のレーザー１８ａは着色層を透過できない。したがって、サブピクセル３４のＲＧＢの各色に対応したレーザー１８ａが必要になる。ＲＧＢの各色に対応したレーザー１８を使用することによって、サブピクセル３４のそれぞれの透過率より、表示ムラの検査をおこなうことができる。
【００３０】
本発明は、液晶セル２８におけるレーザー１８ａの透過率を用いて表示ムラを検査する。レーザー１８ａの透過率を求めるためには第１デテクター１４を点Ｃに配置する必要がある。しかし、第１デテクター１４を点Ｃに配置すると、レーザー１８ａが液晶セル２８を透過できなくなる。そこで、ハーフミラー２０でレーザー１８ａを第１レーザー１８ｂと第２レーザー１８ｃとに分割し、第２レーザー１８ｃの透過率を求める。ハーフミラー２０によって分割される第１レーザー１８ｂと第２レーザー１８ｃの比は一定である。例えば、その比は１：１である。透過率は、第２レーザー１８ｃの光量を第１レーザー１８ｂの光量で除算して求める。
【００３１】
検査はサブピクセル３４ごとにおこなうため、第２レーザー１８ｃが液晶セル２８を透過するときにサブピクセル３４の大きさに収束させる。これは、後述するように液晶を駆動させて検査をおこなうときにフォトリークによってアレイ基板２６のＴＦＴ（Thin Film Transistor）が誤動作をするのを防止し、高精度の検査をおこなうためである。検査装置１０は、上記のように第２レーザー１８ｃを収束させるためのレンズを備えても良い。例えば、第２レーザー１８ｃのスポットの大きさは約１８μｍ×２４μｍであり、少なくとも約５０μｍ×５０μｍ以下にする。
【００３２】
発振器１２で発振されるレーザー１８ａの出力が不安定であった場合でも、正常な液晶セル２８であれば、第２レーザー１８ｃの光量から第１レーザー１８ｂの光量を除算して求めた第２レーザー１８ｃの透過率は一定になる。したがって、表示ムラの検査に第２レーザー１８ｃの透過率を用いる。
【００３３】
第２レーザー１８ｃのレーザースポットは液晶セル２８表面上を走査させられる。走査をおこなうための手段は、液晶セル２８を挟持する手段または液晶セル２８を載置して第２レーザー１８ｃが透過する透明の板である。挟持する手段または透明の板が液晶セル２８を移動させることによって、第２レーザー１８ｃを走査させることができる。第２レーザー１８ｃを走査することによって、サブピクセル３４における第２レーザー１８ｃの透過率の違いを求めることができる。
【００３４】
演算手段が計算した透過率を用いて、隣り合う画素の同じ色のサブピクセル３４同士で透過率の変化を求める手段、ムラを判定する手段を設ける。透過率の変化は、サブピクセル３４の透過率の差分である。液晶モジュールで決められている閾値以上の変化がある箇所をムラと判定する。演算手段、透過率を求める手段、ムラを判定する手段はコンピュータなどのプログラムで構成しても良い。
【００３５】
演算手段が計算した各サブピクセル３４での透過率をサブピクセル３４の各色ごとにグラフにする手段を設ける。図４や図５に示すように、透過率をグラフにすることによって、透過率の変化がよく分かり、グラフからムラを検出できる。なお、図４や図５において透過率は、第１デテクター１４と第２デテクター１６の検知した光量の比をレーザー反射・吸収量の相対値で表している。図４において、約５０〜１００ｍｍの位置で透過率の違いがあり、ムラと判定される。なお、図４において、両端の山は液晶セル２８の表示領域以外の部分である。図５において、周期的に透過率の変化が起こっており、サブピクセル３４単位で透過率の測定が可能なことを示す。
【００３６】
発振器１２と液晶セル２８の間にミラー２２を設ける。ミラー２２の角度を調節して、液晶セル２８に対する第２レーザー１８ｃの角度が９０°になるようにする。
【００３７】
カラーフィルター基板２４およびアレイ基板２６には電極がある。この電極に電圧が印加されると、液晶が駆動される。検査装置１０は、電極に電圧を印加する手段を含む。電圧を印加したときとしないときで、検出される表示ムラが異なる。電圧を印加した場合、アレイ基板２６の構造、セルギャップなどに起因した表示ムラが検出できる。電圧を印加しない場合、カラーフィルター基板２４などの液晶駆動に影響を受けない部品に起因した表示ムラを検出できる。電圧を印加するか否かによって検査項目が異なる。
【００３８】
液晶セル２８の検査方法について説明する。検査項目に応じて液晶セル２８の電極に電圧を印加するか否かを選択し、液晶を駆動状態または非駆動状態にする。
【００３９】
発振器１２よりレーザー１８ａを発振する。発振するレーザー１８ａについては、液晶セル２８のサブピクセル３４の配列がストライプ配列であり、かつ、レーザー１８ａの３色の光軸が異なるのであれば、３色同時に発振する。３色の光軸が同一であれば、検査するサブピクセル３４の色に発振するレーザー１８ａを同期させる。
【００４０】
ハーフミラー２０がレーザー１８ａを第１レーザー１８ｂと第２レーザー１８ｃに分割する。第１レーザー１８ｂは、進行先にある第１デテクター１４によって光量が検知される。第１レーザー１８ｂは液晶セル２８を透過していないので、第１レーザー１８ｂと第２レーザー１８ｃの光量の比が１：１であれば、液晶セル２８表面の点Ｃでの光量と同じである。
【００４１】
第２レーザー１８ｃは、ミラー２２によって液晶セル２８に９０°の角度で入射されるように進行方向が調節される。第２レーザー１８ｃは液晶セル２８を透過し、第２デテクター１６で光量が検知される。
【００４２】
演算手段は、第２レーザー１８ｃの光量を第１レーザー１８ｂの光量で除算することによって、第２レーザー１８ｃの透過率を計算する。
【００４３】
第２レーザー１８ｃを走査し、各サブピクセル３４での透過率を求めてグラフにする。透過率が変化する位置を検出する。すなわち、隣り合う画素の同色のサブピクセル３４同士で透過率の差分を求め、液晶モジュールによって決められた閾値以上の変化がある箇所についてムラと判定する。
【００４４】
以上、本発明は定量的に液晶セル２８の表示ムラを検出することができる。検査員の能力の違いによる表示ムラの検出の有無がなくなる。液晶セル２８の時点で表示ムラを検査できるため、液晶モジュールを組み立てる前に液晶セル２８の不良品を見つけだすことができる。したがって、歩留まりの向上や製造コストの削減に寄与する。また、サブピクセル３４ごとに検査をおこなうため、サブピクセル３４のＲＧＢに依存した表示ムラを検出することができる。
【００４５】
また、表示ムラの検査を液晶セル２８のエリア単位でおこなっても良い。図６に示すように、複数のエリア３６ａ，３６ｂに分割し、相互に共通部分３６ｃを持つエリア３６ａ，３６ｂ同士の透過率を利用して、各エリア３６ａ，３６ｂ同士の透過率から差分を求めてムラの判定をおこなう。上記の様にムラの判定をおこなうために、検査装置１０は、演算手段が計算した各サブピクセルの透過率を用いて各エリア３６ａ，３６ｂの透過率を求める手段、各エリア３６ａ，３６ｂ同士から透過率の差分を求める手段、および、求められた差分からムラを判定する手段を含む。これらの各手段はコンピュータのプログラムで構成しても良い。
【００４６】
エリア単位で表示ムラを検査する場合、エリア３６ａ，３６ｂ同士の重なり３６ｃとエリア３６ａ，３６ｂ面積を増やすことで、測定誤差・発振器の熱揺らぎなどの影響を極力抑えられる。一方、重なり３６ｃとエリア３６ａ，３６ｂ面積を減らすことによって、検査解像度を上げることができる。エリア３６ａ，３６ｂ同士の重なり３６ｃとエリア３６ａ，３６ｂ面積については、目的とする液晶モジュールのスペックと測定絶対量から最適値を検索する。
【００４７】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されることはない。その他、本発明は、主旨を逸脱しない範囲で当業者の知識に基づき種々の改良、修正、変更を加えた態様で実施できるものである。
【００４８】
【発明の効果】
本発明は、液晶セルの表示ムラを検査員の能力に関係なく定量的に検出することができる。表示ムラの検出が一定のレベルでおこなうことができる。液晶セルの時点で表示ムラを検査できるため、液晶モジュールを組み立てる前に不良品を見つけだすことができる。したがって、歩留まりの向上や製造コストの削減に寄与する。サブピクセルごとに検査をおこなうため、サブピクセルのＲＧＢに依存した表示ムラを検出することができる。液晶セルで表示ムラを検出できるため、液晶モジュールで表示ムラが発見された場合、バックライトの不良に起因した表示ムラであることがすぐに分かる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る液晶セルの表示ムラの検査装置を示す図である。
【図２】各レーザーの構成を示す図であり、（ａ）は３色独立光源で光軸が分かれている図であり、（ｂ）は３色独立光源で光軸が同一の図であり、（ｃ）は３色同一光源の図である。
【図３】サブピクセルがストライプ配列になった図である。
【図４】透過率をグラフにした図である。
【図５】サブピクセルごとに透過率の測定が可能な様子を示す図である。
【図６】液晶セルを複数の領域に分割して透過率の変化を測定するための図である。
【符号の説明】
１０：検査装置
１２，１２ａ，１２ｂ，１２ｃ：発振器
１４，１６：デテクター
１８ａ，１８ｂ，１８ｃ：レーザー
２０：ハーフミラー
２２：ミラー
２４：カラーフィルター基板
２６：アレイ基板
２８：液晶セル
３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｇ：レーザーダイオード
３４：サブピクセル
３６ａ，３６ｂ，３６ｃ：エリア[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an inspection apparatus and an inspection method for inspecting display unevenness of a liquid crystal cell.
[0002]
[Prior art]
A plurality of inspections are performed in the manufacturing process of the liquid crystal module. By conducting a plurality of inspections, it is possible to prevent defective products from flowing into the subsequent process and to prevent the yield from deteriorating.
[0003]
A liquid crystal module is a display device in which a backlight or driver circuit is attached to a liquid crystal cell in which liquid crystal is sealed in the gap between the array substrate and the color filter substrate with the array substrate and the color filter substrate facing each other. is there.
[0004]
It is difficult to inspect the display unevenness of the liquid crystal module. This is because the display unevenness gradually changes in luminance as compared with the bright spot pixel, so that it is difficult to recognize the display unevenness. In addition, there is a large difference in the visual unevenness of the inspector in finding the display unevenness. Even if an inspector can find display unevenness, another inspector may not find display unevenness.
[0005]
The display unevenness of the liquid crystal module may be a liquid crystal cell defect or a backlight defect. When display irregularities of the liquid crystal module are found, it is necessary to remove the backlight from the liquid crystal cell and inspect the liquid crystal cell and the backlight. When disassembling the liquid crystal module, parts of the liquid crystal module may be damaged. Disassembling the liquid crystal module is a proof that a defective product has flowed into the subsequent process, which causes a deterioration in the yield of the liquid crystal module and an increase in manufacturing cost.
[0006]
Patent Document 1 describes a method for measuring the transmittance of a sample to quantify the degree of unevenness. The light from the light projecting head is transmitted through the sample, and the transmitted light is received by the light receiving head to determine the transmittance. The transmittance at positions other than the measurement position is inferred from surrounding measurement values. However, when the light output of the projection head is unstable, it is not possible to obtain an accurate transmittance. The transmittance is not measured at all the positions to be measured, but there is a position where the transmittance is obtained by analogy, and the accurate transmittance is not measured at all positions.
[0007]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 5-196570 (FIG. 1)
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide an inspection apparatus and an inspection method capable of inspecting display unevenness in a liquid crystal cell before assembling a liquid crystal module without being influenced by the ability of an inspector.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The gist of the liquid crystal cell inspection apparatus of the present invention is a liquid crystal cell inspection apparatus comprising: a color filter substrate; an array substrate facing the color filter substrate with a gap; and a liquid crystal sealed in the gap. An oscillator that oscillates a laser, a half mirror that divides the laser into a first laser and a second laser between the oscillator and the color filter substrate, and a first that detects the amount of light of the first laser. The transmittance of the second laser with respect to the liquid crystal cell is determined from the detector, the second detector for detecting the amount of light of the second laser transmitted through the liquid crystal cell, the amount of light detected by the first detector and the amount of light detected by the second detector. Means for calculating. Display unevenness can be inspected quantitatively by calculating the transmittance of the laser that passes through the liquid crystal cell.
[0010]
The liquid crystal cell includes means for scanning the second laser. By scanning the second laser, it is possible to irradiate the second laser to all the portions of the liquid crystal cell.
[0011]
The liquid crystal cell is divided into vertically and horizontally arranged pixels, and the pixels are further divided into a plurality of subpixels, and the means for calculating the transmittance includes means for calculating the transmittance of each subpixel. By calculating the transmittance for each sub-pixel, display unevenness depending on the sub-pixel can be detected.
[0012]
Means for determining a change in transmittance of the sub-pixel. A portion having display unevenness can be detected from a change in transmittance between sub-pixels of the same color of adjacent pixels.
[0013]
The color filter substrate and the array substrate have electrodes for driving liquid crystals, and include means for applying a voltage to the electrodes. The inspection item of the liquid crystal cell can be changed depending on whether or not a voltage is applied to the electrode.
[0014]
The gist of the liquid crystal cell inspection method according to the present invention is to inspect a liquid crystal cell including a color filter substrate, an array substrate facing the color filter substrate with a gap, and a liquid crystal sealed in the gap. A method comprising: oscillating a laser; dividing the laser into a first laser and a second laser; detecting a light amount of the first laser; and a second laser transmitted through the liquid crystal cell. And a step of calculating a transmittance of the second laser to the liquid crystal cell from the light amount of the first laser and the light amount of the second laser transmitted through the liquid crystal cell.
[0015]
The liquid crystal cell includes a step of scanning the second laser.
[0016]
The liquid crystal cell is divided into vertical and horizontal pixels, the pixels are divided into a plurality of subpixels, and the step of calculating the transmittance is performed for each subpixel.
[0017]
Using the transmittance calculated for each sub-pixel, a step of determining a change in transmittance between sub-pixels of the same color of adjacent pixels is included.
[0018]
Selecting to drive or not drive the liquid crystal.
[0019]
[Embodiments of the Invention]
Embodiments of a liquid crystal cell inspection apparatus and inspection method according to the present invention will be described with reference to the drawings. The inspection is an inspection of display unevenness of the liquid crystal cell.
[0020]
The liquid crystal cell to be inspected includes a color filter substrate, an array substrate facing the color filter substrate with a gap, and a liquid crystal sealed in the gap. The liquid crystal cell is divided into a plurality of pixels vertically and horizontally. Each pixel is divided into three sub-pixels (or pixel elements). The three primary colors of light (R (red), G (green), and B (blue)) are developed by subpixels to express the color of one pixel. Furthermore, the liquid crystal cell includes an alignment film and ITO (Indium Tin Oxide) as an electrode for driving a liquid crystal on a color filter substrate or an array substrate.
[0021]
As shown in FIG. 1, the inspection apparatus 10 includes an oscillator 12 that oscillates a laser 18a, and a half mirror 20 that divides the laser 18a into a first laser 18b and a second laser 18c between the oscillator 12 and the color filter substrate 24. A first detector 14 that detects the amount of light of the first laser 18b, a second detector 16 that detects the amount of light of the second laser 18c that has passed through the liquid crystal cell 28, and the amount of light detected by the first detector 14 and the second detector. Calculation means (not shown) is provided for calculating the transmittance of the second laser 18c with respect to the liquid crystal cell 28 based on the amount of light detected by 16. The light quantity in this specification is laser power.
[0022]
The power of the second laser 18c is set to 8 μJ or less so that the liquid crystal is not vaporized. Further, the amount of light detected by the second detector 16 is set to 18 mJ / mm ² or less so that the alignment film and ITO are not affected by the heat of the second laser 18c.
[0023]
The laser 18a is a three-color independent light source or a three-color identical light source. The three-color independent light source oscillates the lasers 18a having the respective wavelengths of RGB with respective light sources. The three-color identical light source oscillates the laser 18a of each wavelength of RGB with the same light source.
[0024]
There are two types of three-color independent light sources: a type in which the lasers 18a of RGB wavelengths have different optical axes and a type in which the same optical axes are used. In the type 12 a having different optical axes of the laser 18 a shown in FIG. 2A, the optical axes of the three colors are shifted by the pitch of the subpixels of the liquid crystal cell 28. If the RGB arrangement of the liquid crystal cell 28 is a stripe arrangement as shown in FIG. 3, the second laser 18c can be simultaneously irradiated to the RGB sub-pixels 34. Therefore, the display unevenness of the RGB sub-pixels 34 can be inspected simultaneously.
[0025]
In the type 12b in which the optical axes of the three colors shown in FIG. 2B are coaxial, the oscillating light source and the sub-pixel 34 to be inspected are synchronized. For example, when the second laser 18c is irradiated to the R sub-pixel 34, the R laser 18a is oscillated.
[0026]
Since the three-color independent light source type 12b shown in FIG. 2B has one optical axis by the prism 32, the inspection is performed while synchronizing.
[0027]
The three-color identical light source type 12c shown in FIG. 2C performs an inspection while synchronizing with the type 12b in which the optical axes of the three-color independent light sources are the same.
[0028]
The three-color independent light sources shown in FIG. 2A and FIG. 2B use laser diodes 30R, 30G, and 30B of the respective colors. In the same light source of three colors, a He-Cd laser 12c that is a metal vapor laser is used.
[0029]
The reason for using the laser 18 corresponding to each color of RGB will be described. The color filter substrate 24 has a colored layer corresponding to each color of the subpixel 34. Each color of the colored layer can transmit light having a wavelength band corresponding to each color. However, the laser 18a is a single wavelength light, and the laser 18a having a wavelength other than the band corresponding to the color of the colored layer cannot pass through the colored layer. Therefore, the laser 18a corresponding to each RGB color of the subpixel 34 is required. By using the lasers 18 corresponding to the respective colors of RGB, it is possible to inspect the display unevenness based on the respective transmittances of the sub-pixels 34.
[0030]
In the present invention, display unevenness is inspected using the transmittance of the laser 18 a in the liquid crystal cell 28. In order to obtain the transmittance of the laser 18a, the first detector 14 needs to be arranged at the point C. However, if the first detector 14 is placed at the point C, the laser 18 a cannot pass through the liquid crystal cell 28. Therefore, the laser 18a is divided into the first laser 18b and the second laser 18c by the half mirror 20, and the transmittance of the second laser 18c is obtained. The ratio of the first laser 18b and the second laser 18c divided by the half mirror 20 is constant. For example, the ratio is 1: 1. The transmittance is obtained by dividing the light amount of the second laser 18c by the light amount of the first laser 18b.
[0031]
Since the inspection is performed for each subpixel 34, the second laser 18c converges to the size of the subpixel 34 when passing through the liquid crystal cell 28. This is to prevent a TFT (Thin Film Transistor) on the array substrate 26 from malfunctioning due to photoleak when performing inspection by driving the liquid crystal as will be described later, and to perform high-precision inspection. The inspection apparatus 10 may include a lens for converging the second laser 18c as described above. For example, the spot size of the second laser 18c is about 18 μm × 24 μm, and is at least about 50 μm × 50 μm.
[0032]
Even if the output of the laser 18a oscillated by the oscillator 12 is unstable, if the liquid crystal cell 28 is normal, the second laser obtained by dividing the light quantity of the first laser 18b from the light quantity of the second laser 18c. The transmittance of 18c is constant. Therefore, the transmittance of the second laser 18c is used for inspection of display unevenness.
[0033]
The laser spot of the second laser 18c is scanned on the surface of the liquid crystal cell 28. The means for performing scanning is a means for sandwiching the liquid crystal cell 28 or a transparent plate on which the liquid crystal cell 28 is placed and through which the second laser 18c is transmitted. The second laser 18c can be scanned by moving the liquid crystal cell 28 with a holding means or a transparent plate. By scanning the second laser 18c, the difference in the transmittance of the second laser 18c in the subpixel 34 can be obtained.
[0034]
Means for obtaining a change in transmittance between sub-pixels 34 of the same color of adjacent pixels using the transmittance calculated by the arithmetic means and means for determining unevenness are provided. The change in transmittance is a difference in transmittance of the sub-pixel 34. A portion where there is a change greater than or equal to a threshold determined by the liquid crystal module is determined to be uneven. The calculation means, the means for obtaining the transmittance, and the means for determining the unevenness may be constituted by a program such as a computer.
[0035]
Means is provided for graphing the transmittance of each sub-pixel 34 calculated by the computing means for each color of the sub-pixel 34. As shown in FIGS. 4 and 5, by making the transmittance a graph, the change in the transmittance can be understood well, and unevenness can be detected from the graph. In FIGS. 4 and 5, the transmittance represents the ratio of the amount of light detected by the first detector 14 and the second detector 16 as a relative value of the laser reflection / absorption amount. In FIG. 4, there is a difference in transmittance at a position of about 50 to 100 mm, and it is determined as unevenness. In FIG. 4, the peaks at both ends are portions other than the display area of the liquid crystal cell 28. FIG. 5 shows that the transmittance changes periodically and the transmittance can be measured in units of subpixels 34.
[0036]
A mirror 22 is provided between the oscillator 12 and the liquid crystal cell 28. The angle of the mirror 22 is adjusted so that the angle of the second laser 18c with respect to the liquid crystal cell 28 is 90 °.
[0037]
The color filter substrate 24 and the array substrate 26 have electrodes. When a voltage is applied to this electrode, the liquid crystal is driven. The inspection apparatus 10 includes means for applying a voltage to the electrodes. The detected display unevenness differs depending on whether or not a voltage is applied. When a voltage is applied, display unevenness due to the structure of the array substrate 26, the cell gap, and the like can be detected. When no voltage is applied, display unevenness caused by components such as the color filter substrate 24 that are not affected by liquid crystal driving can be detected. Inspection items differ depending on whether or not a voltage is applied.
[0038]
A method for inspecting the liquid crystal cell 28 will be described. Whether or not to apply a voltage to the electrode of the liquid crystal cell 28 is selected according to the inspection item, and the liquid crystal is set to a driving state or a non-driving state.
[0039]
A laser 18a is oscillated from an oscillator 12. As for the laser 18a that oscillates, if the arrangement of the subpixels 34 of the liquid crystal cell 28 is a stripe arrangement and the optical axes of the three colors of the laser 18a are different, the three colors oscillate simultaneously. If the optical axes of the three colors are the same, the oscillating laser 18a is synchronized with the color of the subpixel 34 to be inspected.
[0040]
The half mirror 20 divides the laser 18a into a first laser 18b and a second laser 18c. The first laser 18b detects the amount of light by the first detector 14 at the destination. Since the first laser 18b does not pass through the liquid crystal cell 28, the light amount at the point C on the surface of the liquid crystal cell 28 is the same as long as the ratio of the light amounts of the first laser 18b and the second laser 18c is 1: 1. .
[0041]
The traveling direction of the second laser 18 c is adjusted by the mirror 22 so as to be incident on the liquid crystal cell 28 at an angle of 90 °. The second laser 18 c passes through the liquid crystal cell 28 and the amount of light is detected by the second detector 16.
[0042]
The calculation means calculates the transmittance of the second laser 18c by dividing the light amount of the second laser 18c by the light amount of the first laser 18b.
[0043]
The second laser 18c is scanned, and the transmittance at each sub-pixel 34 is obtained and graphed. A position where the transmittance changes is detected. That is, a difference in transmittance is obtained between sub-pixels 34 of the same color of adjacent pixels, and a portion having a change equal to or greater than a threshold determined by the liquid crystal module is determined to be uneven.
[0044]
As described above, the present invention can detect the display unevenness of the liquid crystal cell 28 quantitatively. The presence or absence of detection of display unevenness due to the difference in the ability of the inspector is eliminated. Since the display unevenness can be inspected at the time of the liquid crystal cell 28, a defective product of the liquid crystal cell 28 can be found before the liquid crystal module is assembled. Therefore, it contributes to improvement of yield and reduction of manufacturing cost. Further, since the inspection is performed for each subpixel 34, display unevenness depending on the RGB of the subpixel 34 can be detected.
[0045]
Further, the display unevenness inspection may be performed for each area of the liquid crystal cell 28. As shown in FIG. 6, a difference is obtained from the transmittance of each area 36a, 36b by dividing into a plurality of areas 36a, 36b and using the transmittance of the areas 36a, 36b having a common portion 36c. To determine unevenness. In order to determine the unevenness as described above, the inspection apparatus 10 uses means for obtaining the transmittance of each area 36a, 36b using the transmittance of each subpixel calculated by the computing means, and from each area 36a, 36b. Means for determining a difference in transmittance, and means for determining unevenness from the determined difference. Each of these means may be configured by a computer program.
[0046]
When the display unevenness is inspected in units of areas, the influence of measurement error, thermal fluctuation of the oscillator, and the like can be suppressed as much as possible by increasing the overlap 36c of the areas 36a and 36b and the areas 36a and 36b. On the other hand, the inspection resolution can be increased by reducing the area of the overlap 36c and the areas 36a and 36b. For the overlap 36c between the areas 36a and 36b and the areas 36a and 36b, an optimum value is retrieved from the specifications of the target liquid crystal module and the measured absolute amount.
[0047]
Although the embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above embodiment. In addition, the present invention can be implemented in a mode in which various improvements, modifications, and changes are made based on the knowledge of those skilled in the art without departing from the spirit of the present invention.
[0048]
【The invention's effect】
The present invention can quantitatively detect display unevenness of the liquid crystal cell regardless of the ability of the inspector. Display unevenness can be detected at a certain level. Since the display unevenness can be inspected at the time of the liquid crystal cell, a defective product can be found before the liquid crystal module is assembled. Therefore, it contributes to improvement of yield and reduction of manufacturing cost. Since inspection is performed for each sub-pixel, display unevenness depending on RGB of the sub-pixel can be detected. Since the display unevenness can be detected in the liquid crystal cell, when the display unevenness is found in the liquid crystal module, it can be immediately understood that the display unevenness is caused by a defective backlight.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a view showing an inspection device for display unevenness of a liquid crystal cell according to the present invention.
FIGS. 2A and 2B are diagrams showing a configuration of each laser, in which FIG. 2A is a diagram in which optical axes are separated by a three-color independent light source, and FIG. 2B is a diagram in which the optical axes are the same in a three-color independent light source; (C) is a figure of the same light source of three colors.
FIG. 3 is a diagram in which sub-pixels are arranged in a stripe arrangement.
FIG. 4 is a graph showing transmittance.
FIG. 5 is a diagram illustrating a state in which transmittance can be measured for each sub-pixel.
FIG. 6 is a diagram for measuring a change in transmittance by dividing a liquid crystal cell into a plurality of regions.
[Explanation of symbols]
10: Inspection devices 12, 12a, 12b, 12c: Oscillators 14, 16: Detectors 18a, 18b, 18c: Laser 20: Half mirror 22: Mirror 24: Color filter substrate 26: Array substrate 28: Liquid crystal cells 30R, 30G, 30G : Laser diode 34: Subpixels 36a, 36b, 36c: Area

Claims

A color filter substrate having a colored layer corresponding to the color of the subpixel ;
An array substrate facing the color filter substrate with a gap,
Liquid crystal sealed in the gap;
Only contains, divided into pixels arranged in a matrix, the pixel is an inspection apparatus for liquid crystal cells divided into a plurality of sub-pixels,
The color filter substrate and the array substrate have electrodes for driving liquid crystal, and means for applying a voltage to the electrodes;
An oscillator that oscillates a laser having a wavelength in a band that passes through the colored layer for each subpixel ;
A half mirror that divides the laser into a first laser and a second laser that passes through a liquid crystal cell between the oscillator and the color filter substrate;
A first detector for detecting the amount of light of the first laser;
Means for scanning the second laser in the liquid crystal cell;
A second detector for detecting the amount of the second laser beam transmitted through the liquid crystal cell;
Means for calculating the transmissivity for each subpixel with respect to the liquid crystal cell of the second laser from the amount of light detected by the first detector and the amount of light detected by the second detector;
Means for determining a change in transmittance of the subpixel;
Including
When the voltage is applied, display unevenness due to the cell gap is detected,
An inspection apparatus that detects display unevenness due to the color filter substrate when the voltage is not applied .

The liquid crystal cell is divided into a plurality of areas each having a common area,
Means for determining the transmittance of each area divided using the transmittance of each sub-pixel;
Means for obtaining a difference in transmittance from each area;
Means for determining unevenness from the difference;
The inspection apparatus according to claim 1, comprising:

The inspection apparatus according to claim 1 or 2 , wherein the amount of light detected by the second detector is 18 mJ / mm ² or less.

A color filter substrate having a colored layer corresponding to the color of the subpixel ;
An array substrate facing the color filter substrate with a gap,
Liquid crystal sealed in the gap;
Only contains, divided into pixels arranged in a matrix, the pixel is a method of inspecting a liquid crystal cell that is divided into a plurality of sub-pixels,
The color filter substrate and the array substrate have electrodes for driving liquid crystal,
Selecting driving or non-driving of the liquid crystal;
Oscillating a laser having a wavelength in a band that passes through the colored layer for each subpixel ;
Dividing the laser into a first laser and a second laser that is transmitted through the liquid crystal cell;
Detecting the amount of light of the first laser;
Scanning the second laser in the liquid crystal cell;
Detecting the amount of light of the second laser transmitted through the liquid crystal cell;
Calculating the transmissivity for each subpixel with respect to the liquid crystal cell of the second laser from the light amount of the first laser and the light amount of the second laser transmitted through the liquid crystal cell;
Using the calculated transmittance for each of the sub-pixels, determining a change in transmittance in the same color subpixels of adjacent pixels,
Only including,
When the voltage is applied, display unevenness due to the cell gap is detected,
An inspection method in which display unevenness caused by a color filter substrate is detected when the voltage is not applied .

The liquid crystal cell is divided into a plurality of areas each having a common area,
Determining the transmittance of each area divided using the transmittance of each subpixel;
Obtaining a difference in transmittance from each of the areas;
Determining unevenness from the difference;
The test | inspection method of Claim 4 containing.

The inspection method according to claim 4 or 5 , wherein the light quantity of the second laser is 18 mJ / mm ² or less.