JP4964718B2 - 表示パネルの検査装置、表示パネルの検査方法、表示パネルの製造方法、プログラム及び記録媒体 - Google Patents

Description

本発明は、例えば液晶パネル等の表示パネルを撮像装置にて撮像することにより表示パネルの欠陥検査を行う表示パネルの検査装置、表示パネルの検査方法、表示パネルの製造方法、プログラム及び記録媒体に関するものである。

例えば、液晶パネル等の表示デバイスは、その製造後半工程において、表示パネルを点灯させてその良否が検査される。

この表示パネルの欠陥検査において、従来行われてきた目視検査では、新規機種への対応や新規欠陥モードへの対応が容易であり、ムラやシミの検出といった官能検査に向いている反面、見逃しや個人差による判定のばらつきがある。また、表示デバイスは、近年、高精細化しており、表示画素の数が何百万画素のオーダーになっているため、目視によって見つけた欠陥位置、及び欠陥種類を正確に記録し、修正やプロセス改善のためのフィードバック情報とすることは難しい。

なお、本明細書においては、画素とは、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３つの絵素を１つの単位としたものをいう。また、絵素とは、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各絵素をいう。一般に、絵素の横サイズ：縦サイズ＝１：３程度である。

このような問題に対し、自動検査は点灯された表示デバイスをラインセンサやエリアセンサ等のカメラで撮像して得られた信号を処理し検査を行うために、検査判定のばらつきがなく、様々な方法が提案されている。

一方、液晶パネルの点灯検査においては、様々な欠陥を検査するために、多数の表示パターンである検査パターンが用いられている。最も基本的には、輝点欠陥を検出するために全面黒表示、いわゆる黒ベタ画面を使用する一方、黒点欠陥を検出するために全面白表示、いわゆる色ベタ画面を使用する。

上述の全面白表示の検査パターンによる検査において、バックライトの輝度が大きい場合には黒点が目立たなくなり、欠陥の発見が困難となる。また、上述の全面黒表示の検査パターンによる検査において、バックライトの輝度が小さい場合には輝点が目立たなくなり、欠陥の発見が困難となる。

そこで、特許文献１に開示する表示パネルの検査方法では、例えば、全面黒表示の検査パターンにおける輝点欠陥検査時にはバックライトの強度を上げることによって輝点の背景に対する相対強度を上げる等、複数の表示モード及び検査の目的に適したバックライト強度の制御を行っている。これにより、検査員が欠陥を発見するのを容易にしている。

また、特許文献２に開示する被検査パターンの欠陥検査方法では、図１６に示すように、半導体ウエハ１０１上に多数配設されて形成されたメモリチップ１２０の欠陥検査において、照明光源１０２からハーフミラー１０３及び対物レンズ１０４を通して、メモリチップ１２０に光を照射し、その反射光をイメージセンサ１０５にて撮像して濃淡画像信号を得る。

ここで、上記メモリチップ１２０は、図１７（ａ）に示すように、繰り返しパターン部からなるメモリマット部１２１と非繰り返しパターン部からなる周辺回路１２２とからなっていると共に、図１７（ｂ）に示すように、メモリマット部１２１は周辺回路１２２よりも暗いものとなっている。

そして、上記イメージセンサ１０５にて得られる濃淡画像信号によって、第１の比較器１１０ａにて各メモリマット部１２１…の明るさが比較されることにより、その明るさに差があるときには、該メモリマット部１２１に欠陥があると判断する一方、第２の比較器１１０ｂにて各メモリチップ１２０の周辺回路１２２…の明るさが比較されることにより、その明るさに差があるときには、該周辺回路１２２に欠陥があると判断するようになっている。

しかしながら、上記イメージセンサ１０５にて得られる濃淡画像信号は、上記暗いメモリマット部１２１と明るい周辺回路１２２とが混在したものからなっているにも関わらず同一の検出感度にて欠陥判断をしており、両方に対して適切な検出感度とはなっていない。この結果、誤判断が生じ易いという問題を有している。

そこで、該特許文献２に開示する被検査パターンの欠陥検査方法では、階調変換部１１１ａにて暗いメモリマット部１２１の階調を高くするよう変換すると共に、階調変換部１１１ｂにて明るい周辺回路１２２の階調を低くするよう変換する。これにより、メモリマット部１２１の階調と周辺回路１２２の階調とを略同じ階調で欠陥判断するようにしている。

この結果、特許文献２では、明暗の混在した撮像対象領域に対して、検出画像信号を、全体として同じ明るさ及びコントラストとするので、欠陥の判定精度が向上するようになっている。
特開２００６−３４３６８８号公報（２００６年１２月２１日公開） 特開平８−３２０２９４号公報（１９９６年１２月３日公開） 特開２００１−２０４０４９号公報（２００１年７月２７日公開）

ところで、液晶パネルの回路不良や異物の混入等を原因とする液晶パネルの欠陥は、特定の表示モードでのみ顕在化する場合が多いため、点灯検査は複数の表示モードを液晶パネル上に表示しながら検査を行う必要がある。

例えば、特許文献３では、図１８に示すように、特定の階調パターンを複数回繰り返したような検査パターンが開示されている。この種の検査パターンでは、液晶パネルの画面に高階調と低階調とが繰り返されていることになる。

一方、ソースドライバの不良を検出するために、階調の段階的変化パターンを持った検査パターンを使用する場合もある。このような階調分布を持った表示パターンを自動検査する場合、１つの表示画面内で明るい領域と暗い領域が存在するため、どちらか一方の領域に撮像感度を合わせると画像上にハレーション領域が発生する一方、感度の低い領域が発生するといった問題がある。

特に、近年では、信号線の長さに起因する画素の保持電圧の低下を防ぎ、画面の輝度を均一化するために、ソースドライバを分割して、表示画面の上下領域を上下のソースドライバにて駆動させる場合がある。

このような液晶パネルにおいて、階調の段階的変化パターンを液晶パネルに表示させる場合、図１７に示すように、黒→白の階調の段階的変化パターンが複数段となる表示モードにて欠陥検出を行う。したがって、液晶パネルの１画面に黒→白の階調の段階的変化パターンが複数繰り返されていることになる。

しかしながら、上記特許文献１に開示された従来の液晶パネルの検査装置では、これらの検査パターンに対して、表示部全面の透過光量を一様に増大、減少させるため、暗領域を強調すると明領域がハレーション（飽和）を起こす一方、明領域を抑制すると暗領域の輝度が低下するという問題を有している。

また、特許文献２に開示された従来の被検査パターンの欠陥検査方法及びその装置において撮像領域に応じて検出画像信号の階調変換を行うだけでは、その前段階において、ＣＣＤ受光素子のダイナミックレンジを超える明暗パターンを一度に撮像することができないという問題点を有している。

本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、画面を分割駆動する表示パネルにおいて分割画面毎に階調が段階的変化パターンにて表示される検査パターンを撮像装置にて撮像して欠陥検査する場合に、ハレーション及び感度不足を生じることなく一度の撮像で検査を行い得る表示パネルの検査装置、表示パネルの検査方法、表示パネルの製造方法、プログラム及び記録媒体を提供することにある。

本発明の表示パネルの検査装置は、上記課題を解決するために、表示パネルの画面を撮像装置にて撮像して上記表示パネルの欠陥検査を行う表示パネルの検査装置において、上記表示パネルの画面を少なくとも一方向に複数に分割して互いに独立して同時駆動させる画面分割駆動手段と、上記表示パネルの各分割画面に、検査パターンとして階調の段階的変化パターンを表示させる検査パターン表示手段とが設けられていると共に、上記検査パターン表示手段は、上記表示パネルの各分割画面に表示される階調の段階的変化パターンを、分割画面毎に交互に昇順及び降順、又は降順及び昇順となるように配設する昇降順序配設手段を備えていることを特徴としている。

本発明の表示パネルの検査方法は、上記課題を解決するために、表示パネルの画面を撮像装置にて撮像して上記表示パネルの欠陥検査を行う表示パネルの検査方法において、上記表示パネルの画面を少なくとも一方向に複数に分割して互いに独立して同時駆動させる画面分割駆動工程と、上記表示パネルの各分割画面に、検査パターンとして階調の段階的変化パターンを表示させる検査パターン表示工程と、上記表示パネルの各分割画面に表示される階調の段階的変化パターンを、分割画面毎に交互に昇順及び降順、又は降順及び昇順となるように配設する昇降順序配設工程とを含むことを特徴としている。

本発明の表示パネルの製造方法は、上記課題を解決するために、前記記載の表示パネルの検査装置における撮像装置の対向位置に表示パネルを配置する工程と、上記表示パネルの検査装置における撮像装置の対向位置に配置された表示パネルを、前記記載の表示パネルの検査方法により、欠陥検査する工程とを含むことを特徴としている。

上記の発明によれば、画面を少なくとも一方向に複数に分割して互いに独立して同時駆動させる表示パネルの画面を撮像装置にて撮像して表示パネルの欠陥検査を行う。そして、本発明では、表示パネルの各分割画面に検査パターンとして階調の段階的変化パターンを表示させる。

この場合、従来では、表示パネルの各分割画面に表示される階調の段階的変化パターンは分割画面毎に同じ順序の繰り返しであった。そのため、撮像装置における分割画面の境界を含む撮像領域では、白表示部分と黒表示部分とが混在しているので、一度に両方を満たす感度調整ができず、白表示部分ではハレーションを生じ、黒表示部分では感度不足を生じることになっていた。

これに対して、本発明では、検査パターン表示手段は、表示パネルの各分割画面に表示される階調の段階的変化パターンを、分割画面毎に交互に昇順及び降順、又は降順及び昇順となるように配設する昇降順序配設手段を備えている。

この結果、撮像装置における分割画面の境界を含む撮像領域を、白表示部分又は黒表示部分とすることが可能となる。

したがって、画面を分割駆動する表示パネルにおいて分割画面毎に階調が段階的変化パターンにて表示される検査パターンを撮像装置にて撮像して欠陥検査する場合に、ハレーション及び感度不足を生じることなく一度の撮像で検査を行い得る表示パネルの検査装置、表示パネルの検査方法、表示パネルの製造方法を提供することができる。

また、本発明の表示パネルの検査装置では、前記検査パターン表示手段は、画面分割数を含む機種情報を入力する機種情報手段と、予め設定された階調を表示する検査パターンの正信号データを取得する正信号データ取得手段と、前記画面分割駆動手段に上記検査パターンを表示させる制御信号を出力する制御信号出力手段とを備えていると共に、前記昇降順序配設手段は、上記正信号データを反転した反転データを作成する反転データ作成手段と、上記制御信号出力手段が前記画面分割駆動手段に上記検査パターンを表示させる制御信号を出力するときに、上記正信号データ及び反転信号データを、表示パネルの分割画面毎に交互に出力するように切り替える正・反転信号データ切替手段とを備えていることが好ましい。

これにより、具体的に、表示パネルの各分割画面に表示される階調の段階的変化パターンを、分割画面毎に交互に昇順及び降順、又は降順及び昇順となるように配設することができる。

また、本発明の表示パネルの検査装置では、前記撮像装置は、階調の段階的変化パターンにおける階調変化方向に沿う複数の撮像素子毎に感度調整を行う感度調整手段を備えていることが好ましい。

これにより、撮像装置の感度調整手段は、階調の段階的変化パターンにおける階調変化方向に沿う複数の撮像素子毎に感度調整を行うので、階調に適した感度を得ることができる。したがって、ハレーション及び感度不足を生じることなく検査を行うことができる。

また、本発明の表示パネルの検査装置では、前記撮像装置は、ＴＤＩセンサ型カメラからなっていることが好ましい。

上記ＴＤＩセンサ型カメラは走査型のカメラであり、走査速度と露光周期とを合わせることにより、幅の長い表示パネルであっても、均一かつ精度の高い撮像画像を一度の走査で得ることができる。

また、本発明の表示パネルの検査装置では、前記表示パネルを背後から照射する複数の光源を有し、かつ各光源の上記表示パネルへの照射光量を増減制御する照射手段と、前記階調が高い表示領域ほど上記光源の表示パネルへの照射光量を小さくすると共に、上記階調が低い表示領域ほど上記光源の表示パネルへの照射光量を大きくするように上記照射手段を制御する光量制御手段とを備えていることが好ましい。

従来、全面白表示の検査パターンによる検査において、バックライトの輝度が大きい場合には黒点が目立たなくなり、欠陥の発見が困難となると共に、全面黒表示の検査パターンによる検査において、バックライトの輝度が小さい場合には輝点が目立たなくなり、欠陥の発見が困難となっていた。

そこで、例えば特許文献１に開示する表示パネルの検査方法では、例えば、全面黒表示の検査パターンにおける輝点欠陥検査時にはバックライト全体の強度を上げることによって輝点の背景に対する相対強度を上げる等により、複数の表示モード及び検査の目的に適したバックライト強度の制御を行っていた。

しかし、検査パターンには、種々のものがあり、例えば、階調の段階的変化パターンを用いた検査パターンにおいては、上記特許文献１によるバックライト全体の強度を増減する方法では、撮像装置の適正感度に合わすことができない。

そこで、本発明では、照射手段は、表示パネルを背後から照射する複数の光源を有し、かつ各光源の上記表示パネルへの照射光量を増減制御すると共に、光量制御手段は、階調が高い表示領域ほど光源の表示パネルへの照射光量を小さくすると共に、階調が低い表示領域ほど上記光源の表示パネルへの照射光量を大きくするように上記照射手段を制御する。

したがって、２種類以上の異なる階調の表示領域を同時に有する検査パターンを有する場合において、表示領域毎の欠陥を高精度に検出することができる。

ところで、本発明において、画面を少なくとも一方向に複数に分割して互いに独立して同時駆動させる表示パネルの画面を撮像装置にて撮像して表示パネルの欠陥検査を行うときに、表示パネルの各分割画面に検査パターンとして階調の段階的変化パターンを表示させる場合には、問題が生じる。

すなわち、従来では、表示パネルの各分割画面に表示される階調の段階的変化パターンは分割画面毎に同じ順序の繰り返しであった。そのため、撮像装置における分割画面の境界を含む撮像領域では、白表示部分と黒表示部分とが混在しているので、一度に両方を満たす光量調整ができなかった。

これに対して、本発明では、検査パターン表示手段は、表示パネルの各分割画面に表示される階調の段階的変化パターンを、分割画面毎に交互に昇順及び降順、又は降順及び昇順となるように配設する昇降順序配設手段を備えている。

この結果、分割画面の境界を含む撮像領域を、白表示部分又は黒表示部分とすることが可能となる。

したがって、分割画面の境界を含む撮像領域における白表示部分又は黒表示部分を照射する照射手段を適切に光量調整することができる。

また、本発明の表示パネルの検査装置では、前記光源は、蛍光管からなると共に、前記光量制御手段は、蛍光管の前記表示パネルへの照射光量を制御することが好ましい。

これにより、光源は蛍光管からなるので、例えば、液晶パネルの光源として一般的な蛍光管を用いる場合に、表示パネルに、少なくとも２種類以上の異なる階調の表示領域を同時に有する検査パターンを有する場合において、表示領域毎の欠陥を高精度に検出することが可能となる。

また、本発明の表示パネルの検査装置では、前記光源は、発光素子からなると共に、前記光量制御手段は、上記発光素子の前記表示パネルへの照射光量を制御することが好ましい。

これにより、光源は、発光素子からなるので、近年、表示パネルの光源として用いられるようになってきた発光素子を用いる場合に、表示パネルに、少なくとも２種類以上の異なる階調の表示領域を同時に有する検査パターンを有する場合において、表示領域毎の欠陥を高精度に検出することができる。

また、本発明の表示パネルの検査装置では、前記表示パネルを撮像装置の対向位置に搬送配置する搬送手段を備えていることが好ましい。

これにより、表示パネルと撮像装置及びその他の構成要素とを分離することが可能である。したがって、表示パネル以外の構成要素を固定し、表示パネルを順次交換しながら検査を行うことができる。

なお、上記表示パネルの検査装置は、コンピュータによって実現してもよく、この場合には、コンピュータを上記各手段として動作させることにより上記表示パネルの検査装置をコンピュータにて実現させる表示パネルの検査装置の検査プログラム、及びそれを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体も、本発明の範疇に入る。

本発明の表示パネルの検査装置は、以上のように、表示パネルの画面を少なくとも一方向に複数に分割して互いに独立して同時駆動させる画面分割駆動手段と、上記表示パネルの各分割画面に、検査パターンとして階調の段階的変化パターンを表示させる検査パターン表示手段とが設けられていると共に、上記検査パターン表示手段は、上記表示パネルの各分割画面に表示される階調の段階的変化パターンを、分割画面毎に交互に昇順及び降順、又は降順及び昇順となるように配設する昇降順序配設手段を備えているものである。

また、本発明の表示パネルの検査方法は、以上のように、表示パネルの画面を少なくとも一方向に複数に分割して互いに独立して同時駆動させる画面分割駆動工程と、上記表示パネルの各分割画面に、検査パターンとして階調の段階的変化パターンを表示させる検査パターン表示工程と、上記表示パネルの各分割画面に表示される階調の段階的変化パターンを、分割画面毎に交互に昇順及び降順、又は降順及び昇順となるように配設する昇降順序配設工程とを含む方法である。

また、本発明の表示パネルの製造方法は、以上のように、前記記載の表示パネルの検査装置における撮像装置の対向位置に表示パネルを配置する工程と、上記表示パネルの検査装置における撮像装置の対向位置に配置された表示パネルを、前記記載の表示パネルの検査方法により、欠陥検査する工程とを含む方法である。

それゆえ、画面を分割駆動する表示パネルにおいて分割画面毎に階調が段階的変化パターンにて表示される検査パターンを撮像装置にて撮像して欠陥検査する場合に、ハレーション及び感度不足を生じることなく一度の撮像で検査を行い得る表示パネルの検査装置、表示パネルの検査方法、表示パネルの製造方法を提供することができるという効果を奏する。

本発明の一実施形態について図１ないし図１５に基づいて説明すれば、以下の通りである。

本実施の形態の表示パネルとしての液晶パネルの検査を行うための検査装置としての液晶パネル検査装置の構成を図２に基づいて説明する。図２は、上記液晶パネル検査装置１０の構成を示すブロック図である。

上記液晶パネル検査装置１０は、図２に示すように、検査対象である例えば透過型の液晶パネル１１に背面から光を照射させる例えば５本の光源としての蛍光管１ａとこの蛍光管１ａの光を拡散させる拡散板１ｂとからなる照射手段としてのバックライトユニット１と、上記バックライトユニット１の点灯を制御する光量制御手段としてのバックライト制御装置２と、上記液晶パネル１１の点灯を制御する検査パターン表示手段としての液晶パネル点灯信号発生装置２０と、液晶パネル１１を正面から撮像する撮像装置としてのカメラ３と、上記カメラ３の走査ステージ４と、上記カメラ３にて撮像した液晶パネル１１の像を画像処理する画像処理装置５と、検査制御装置３０と、搬送手段としての図示しない搬送コンベアと、工場情報系との図示しない通信装置とを備えている。

上記検査制御装置３０は、液晶パネル検査装置１０全体を制御するものであり、搬送コンベア又は工場情報系からの検査要求に対して、検査準備を開始し、検査対象となる機種情報の取得、検査レシピの設定、カメラ撮像条件の設定、及び検査を行う検査パターンの表示を行うために、上記バックライト制御装置２、液晶パネル点灯信号発生装置２０、カメラ３の撮像条件の設定、カメラ３の走査ステージ４上での駆動、及び画像処理装置５を制御する。

本実施の形態では、上記液晶パネル検査装置１０は、検査対象である液晶パネル１１とは独立して設けられており、製造装置の一部として固定されている。そして、液晶パネル１１は、例えば搬送コンベアによる搬送ライン上を移動して順次液晶パネル検査装置１０におけるカメラ３の対向位置及びバックライトユニット１の前面位置に設置されるようになっている。

上記液晶パネル１１は、画面としての表示画面１１ａ、額縁１１ｂ、図示しない配線接続部及び各ドライバ基板等からなっている。

本実施の形態では、高速駆動を行うために、ソースドライバを分割構造として分割駆動するようになっている。

したがって、本実施の形態では、液晶パネル１１の表示画面１１ａは上下に複数分割としての例えば２分割されていると共に、液晶パネル１１の額縁１１ｂには、図１に示すように、階調を制御する２つのソースドライバ１２ａ・１２ｂが設けられている。ソースドライバ１２ａは、例えば、液晶パネル１１の上側（図２において紙面上側）の額縁１１ｂに設けられていると共に、ソースドライバ１２ｂは液晶パネル１１の下側（図２において紙面下側）の額縁１１ｂに設けられている。なお、本実施の形態では、説明を簡単にするために液晶パネル１１は上下方向において２分割されているが、必ずしもこれに限らず、３分割、４分割…等のより多くの分割数に分割されていてもよい。また、本実施の形態では、上下方向に分割されているが、必ずしもこれに限らず、左右方向に分割されていてもよい。さらに、上下分割と左右分割とが組み合わされていてもよい。

また、液晶パネル１１の例えば左側（図２において紙面左側）の額縁１１ｂには、走査線を制御するゲートドライバ１３が設けられている。本発明では、上記ソースドライバ１２ａ・１２ｂ及びゲートドライバ１３は、画面分割駆動手段としての機能を有している。

なお、本実施の形態では、後述するように、ソースドライバ１２ａ・１２ｂ及びゲートドライバ１３を制御するコントロール回路である制御回路２６を上記液晶パネル点灯信号発生装置２０に設けている。ただし、必ずしもこれに限らず、ソースドライバ１２ａ・１２ｂ及びゲートドライバ１３を制御するコントロール回路を液晶パネル１１に含んでいてもよい。

また、液晶パネル１１には、製品となるときに必要となるバックライトは含まれていない。

上記の液晶パネル検査装置１０に設置された液晶パネル１１に対しては、背面からバックライトユニット１における独立に輝度を制御可能な５本の蛍光管１ａにて光を照射させ、この光を拡散板１ｂにて拡散させて液晶パネル１１に入光させる。次いで、液晶パネル１１の透過光を、この液晶パネル１１の正面に設置したカメラ３によって観測する。

上記カメラ３は、検査制御装置３０により制御されており、カメラ３によって液晶パネル１１の正面から撮像した検査用画像は、画像処理装置５によって画像処理され、濃淡比較を行うことによって、欠陥の判別が行われる。

本実施の形態では、上記のカメラ３は、ＴＤＩ（Time Drey Integrated）機能を有する走査型のＴＤＩセンサ型カメラにてなっており、図３に示すように、１×ｍ個（ｍは自然数）のフォトダイオードからなる受光素子である撮像素子３ａで構成されたラインセンサを備えていると共に、撮像素子３ａの電荷を、ｎ個（ｎは、ｎ≦ｍを満たす自然数）の撮像素子３ａ毎に増幅する感度調整手段としてのアンプ部３ｂを備えている。上記ＴＤＩ機能を有するラインセンサは、数１０ラインのラインセンサからなっており、走査速度を露光周期に合わせることによって１露光周期当たり液晶パネル１１の縦１列〜縦複数列のピクセル（pixel）を撮像することができる。

そして、各アンプ部３ｂを制御することにより、上記表示画面１１ａの階調の段階的変化パターンの変化方向と垂直な方向に複数の撮像素子３ａの領域毎に感度調整であるゲイン調整が可能となる。したがって、このアンプ部３ｂのアンプ１〜アンプｎにおけるｎが例えば１６の場合には、後述する図１２（ｂ）に示すように、走査方向に互いに平行な撮像領域ＴＡＰ１〜ＴＡＰ１６毎にゲイン調整が可能となる。

なお、各撮像領域ＴＡＰ１〜ＴＡＰ１６は、階調の段階的変化パターンにおける各段階と対応している必要はない。例えば、後述する図１１に示すように、撮像領域ＴＡＰ１〜ＴＡＰ１６（アンプ１〜アンプ１６）は１６個であるが、段階的変化パターン数の方が多い状態となっている（例えば８bit、２５６階調）。また、隣り合う段階的変化の差が１つのアンプｎで調整できる範囲であれば、段階的変化の境界部分に１つのアンプｎが跨っていても構わない。

この走査型のＴＤＩセンサ型カメラは、一般に、検査対象物に光量の濃淡が存在すると高光量領域でハレーション（飽和）或いは低光量領域で感度不足が発生する可能性がある。この場合にも、本実施の形態では、検査パターンの表示方法の変更することによって、及び独立に輝度を制御可能な５本の蛍光管１ａを備えたバックライトユニット１にてハレーション及び感度不足領域の光量を制御することによって、検査対象物全域で高感度の検査を行うことができる。

上記のバックライト制御装置２、液晶パネル点灯信号発生装置２０及びカメラ３は、いずれも検査制御装置３０によって同期を取りながら制御される。

このような構成をとることにより、最終製品のバックライト仕様に関わりなく液晶パネル１１の欠陥検査を提供できるようになる。

ここで、検査に際して、欠陥原因を求めるためには、一般的に、液晶パネル１１の表示画面１１ａに種々の表示パターンである検査パターンを表示させて行う。

本実施の形態では、液晶パネル１１の表示画面１１ａの表示は、液晶パネル点灯信号発生装置２０によって制御することができるようになっている。

ところで、液晶パネル１１の欠陥として、例えば、黒点、輝点等のドット画素欠陥、黒線、輝線等の線欠陥、又はシミ・ムラとしての現象が現れるが、これらの現象に対する欠陥原因は、一律ではなく種々のものがある。

例えば、微小な点欠陥は、例えば、液晶パネル１１の表示素子を構成するＴＦＴ（Thin Film Transistor）の異常により、表示信号を与えて駆動した際に所望の輝度レベルよりも輝度の高い点が表示されたり、又は所望の輝度レベルよりも輝度の低い点が表示されたりして生じる。また、液晶層内、偏光板群とＴＦＴ基板との間、又は偏光板群とＣＦ（Color Filter）基板との間の微小異物の存在により偏光状態が乱れて、同様に所望の輝度レベルよりも輝度の高い点又は輝度の低い点が表示されることがある。なお、カラーの液晶パネル１１における１つの絵素は一般的に３つのドットから構成され、これらのドットは１つの絵素内に赤（Ｒ）ドット、緑（Ｇ）ドット及び青（Ｂ）ドットの３色を持つ。また、本実施の形態の説明に関しては、赤（Ｒ）ドット、緑（Ｇ）ドット及び青（Ｂ）ドットの図示は省略するが、本発明の適用対象パネルを制限するものではない。

次に、線欠陥は、前記ＴＦＴを駆動するドライバの異常や信号線の断線・ショート等により、同様に所望の輝度レベルよりも輝度の高い線、又は輝度の低い線が表示されるものである。

シミ・ムラ等は、ＴＦＴ基板及びＣＦ基板の製造工程での薄膜の膜厚異常や、ＴＦＴ基板とＣＦ基板との間における液晶層のセルギャップの異常等により発生する。

上記液晶パネル１１の検査を行うために液晶パネル１１に表示される表示パターンである検査パターンについて、図４〜図８に基づいて詳述する。

例えば、図４（ａ）に示すように、全面白表示Ｄ１の検査パターンを表示させる。この全面白表示Ｄ１の検査パターンでは、例えばノーマリブラックモードにおいて、液晶パネル１１の画素を例えば階調２５５の状態、つまり光透過量１００％の透過状態となっており、そのときに、黒点が出現する場合には、そのドットが常時消灯状態であり、そのドットに欠陥が存在していることが把握できる。また、図４（ａ）において、黒線が出現する場合には、そのドット列が常時消灯状態であり、そのドット列にデータを供給するソースバスラインに欠陥が存在していることが把握できる。

同様に、図４（ｂ）に示すように、全面黒表示Ｄ２の検査パターンにおいては、例えばノーマリブラックモードにおいて、液晶パネル１１の全ドットを例えば階調０の状態、つまり光透過量０％の透過状態となっており、このときに、輝点が出現する場合には、そのドットが常時点灯状態であり、そのドットに欠陥が存在していることが把握できる。また、図４（ｂ）において、輝線が出現する場合には、そのドット列が常時点灯状態であり、そのドット列にデータを供給するソースバスラインに欠陥が存在していることが把握できる。

また、欠陥の原因として、例えば、液晶パネル１１における縦方向の該当ドット以外のドットに電荷がかかっている場合に、配線のリークによって電荷が該ドットに流れ込むリーク欠陥がある。

このようなリーク欠陥を発見するために、図５（ａ）（ｂ）に示すように、液晶パネル１１の半面を白表示し、液晶パネル１１の残り半面を黒表示した白黒表示Ｄ３又は黒白表示Ｄ４にて検査を行う。

例えば、ソース（Ｓ）方向の電荷がドレイン（Ｄ）に漏出して発生するいわゆるＳＤリークの欠陥を発見するためには、図５（ａ）（ｂ）に示すように、液晶パネル１１の全ドットのソース（Ｓ）に例えば階調２５５の電圧を印加すると共に、液晶パネル１１の表示を上下２分割し、ゲート（Ｇ）を半面毎にオフして検査を行う。

この検査パターンにおいて、ドットのソース（Ｓ）とドレイン（Ｄ）とが短絡している場合には、図５（ａ）（ｂ）に示すように、黒表示の部分に輝点欠陥（当該２５５階調を示す明るさの輝点）が発生する。

すなわち、ゲート（Ｇ）がオフとなっている半面黒表示において、ドットにＳＤリークが存在すると、ソース（Ｓ）電圧の電圧変化がドレイン（Ｄ）を介してそのままドットの電圧変化となる。したがって、ゲート（Ｇ）オフ期間における黒表示領域中に輝点欠陥が存在すれば、その欠陥は、ＳＤリークの欠陥であることが把握できる。

なお、図５（ａ）（ｂ）に示す白黒表示Ｄ３又は黒白表示Ｄ４にて検査を行う場合において、白黒表示Ｄ３における白表示部分の隅部は、液晶パネル１１の位置合わせを行うときに、液晶パネル１１の隅角が、所定位置と一致しているかの確認を行う必要がある。その場合に、白黒表示Ｄ３における白表示部分の隅部が明る過ぎると、該位置の確認が困難となる。したがって、白表示部分においては、液晶パネル１１の隅角の位置合わせを行う場合においても、蛍光管１ａの光量調整することによって、位置合わせを容易に行うことができるものとなる。

次に、ソースドライバの不具合により特定の階調表示が異常となる欠陥がある。このようなドライバ欠陥を発見するためには、例えば、図６に示すように、画面上辺から下辺にかけて階調の段階的変化パターン（グラデーション）をつけた全階調表示Ｄ５の検査パターンを表示させる。その結果、特定の階調でコントラストが目立つ線欠陥である特定階調線欠陥Ｆ１、又はドライバにおける特定のビットの動作不良によって生じる特定階調不良Ｆ２の線欠陥を発見することができる。例えば、最小階調０〜最大階調２５５の場合、８ビットで表される。このため、この８ビットのうちの１つのビットに欠陥があると、その欠陥ビットを用いる階調範囲で輝線欠陥が出現する。

簡単のため、階調表示数が３ｂｉｔ、かつソースバスラインと平行な方向の絵素数が８個の状態であり、液晶パネル１１の上縁側から順に階調の段階的表示（昇順）を行う場合を例にとって、図７（ａ）〜（ｄ）に基づいて説明する。

ソースドライバが正常な場合、図７（ａ）に示すように、液晶パネル１１の上縁側の絵素から順に階調０、１、２、３、・・・６、７と表示される。しかし、ソースドライバ内の不具合により、１ｂｉｔ目に異常があると、図７（ｂ）のように表示される。同様に、２ｂｉｔ目、３ｂｉｔ目に異常がある場合を、図７（ｃ）（ｄ）に示す。したがって、このようなソースドライバの不具合により特定の階調表示が異常となる特定階調不良の検査を行うには、ソースバスラインと平行方向に階調分布として階調の段階的表示を行う。例えば、ソースバスラインと平行方向に１０８０ピクセル（pixel）の絵素に２５６階調の階調分布を表示させる場合、図８（ａ）（ｂ）に示すように、１階調当たり例えば４絵素使用して階調の段階的変化パターンの表示を行う。

本実施の形態では、上述したように、液晶パネル１１の表示パターンである検査パターンは簡易のために、全面白表示Ｄ１、全面黒表示Ｄ２、白黒表示Ｄ３、黒白表示Ｄ４、全階調表示Ｄ５の５パターンとしている。しかし、必ずしもこれに限らず、より多くの検査パターンを用いることができる。

ところで、このような液晶パネル１１の欠陥の発生により、人間の目視検査により、当該点欠陥及び線欠陥を認識することができるが、例えば全面白表示Ｄ１における黒点欠陥検査時において、バックライトユニット１における蛍光管１ａの光量が一定である場合には、ドットは液晶パネル１１に比べて微細であるので、見落とす可能性がある。また、逆に、全面黒表示Ｄ２における輝点欠陥検査時において、バックライトユニット１における蛍光管１ａの光量が一定である場合にも、ドットは液晶パネル１１に比べて微細であるので、見落とす可能性がある。

また、目視検査に限らず、カメラ３にて液晶パネル１１の像を撮像するときにも、カメラ３には、明るさに対する感度に一定の範囲が存在するので、全面白表示Ｄ１における黒点等が写らない可能性がある。すなわち、検査員が目視で検査を行う場合は、人の目の光量調整機能により上記のようなパネル輝度の差があっても対応可能であるが、カメラ等の機械的手段を用いて検査を行う場合はダイナミックレンジの制限により、検査精度が向上する領域と検査精度が低下する領域とが混在することになる。

そこで、例えば、前記特許文献１では、全面黒表示Ｄ２においてはバックライトの強度を上げることによって輝点の背景に対する相対強度を上げ、全面白表示Ｄ１においてはバックライトの強度を下げることにより黒点の背景に対する相対強度を下げている。これにより、検査員が欠陥を発見するのを容易にしている。

しかしながら、本実施の形態のように、白黒表示Ｄ３、黒白表示Ｄ４及び全階調表示Ｄ５を行う場合には、バックライトユニット１の強度を上下しても全表示画面１１ａにおいては輝点又は黒点の背景に対する適切な相対強度を得ることができない。例えば、暗い領域を強調するために明るい領域がハレーションを起こす一方、その逆に、明るい領域を抑制するために暗い領域の輝度が低下するという問題点を有している。

そこで、本実施の形態では、液晶パネル１１の検査を行うときに、欠陥を出現させる検査パターンの濃淡を緩和するように検査パターンに対応した領域別に、バックライト制御装置２にて、バックライトユニット１における蛍光管１ａの光量出力を制御するようになっている。すなわち、バックライトユニット１における複数としての例えば５本の蛍光管１ａは、それぞれが出射光量を大きくしたり又は小さくしたりの個別制御ができるようになっている。なお、本実施の形態の液晶パネル検査装置１０では、液晶パネル１１の縦方向に５個の領域で個別に、蛍光管１ａの制御が可能となっているが、これは検査対象である液晶パネル１１のドライバが液晶パネル１１の縦方向に共通であるためである。

ここで、バックライト制御装置２は、液晶パネル１１の光透過量が多い表示領域ほど蛍光管１ａの出射光量を小さくすると共に、液晶パネル１１の光透過量が少ない表示領域ほど蛍光管１ａの出射光量を大きくするように、バックライトユニット１を制御するようになっている。

具体的には、図４（ａ）に示す全面白表示Ｄ１の場合には、図９（ａ）に示すように、全ての蛍光管１ａの光量を例えば輝度５０％にした点灯パターンＬＰ１とする。すなわち、図４（ａ）に示す全面白表示Ｄ１では、蛍光管１ａの光量は多くなくても、液晶パネル１１の欠陥を認識できるので、図９（ａ）に示すように、蛍光管１ａの輝度を小さく抑えることができる。

また、図４（ｂ）に示す全面黒表示Ｄ２の場合には、図９（ｂ）に示すように、全ての蛍光管１ａの光量を例えば輝度１００％にした点灯パターンＬＰ２とする。すなわち、図４（ｂ）に示す全面黒表示Ｄ２では、蛍光管１ａの光量が多くなければ、液晶パネル１１の欠陥の認識が困難となるので、図９（ｂ）に示すように、蛍光管１ａの輝度を例えば、最大限の１００％にする。

同様の考え方にて、図５（ａ）に示す白黒表示Ｄ３の場合には、図９（ｃ）に示すように、白表示部位に近い領域１及び領域２の蛍光管１ａの光量を例えば輝度５０％とし、黒表示部位に近い領域３〜領域５の蛍光管１ａの光量を例えば輝度１００％とした点灯パターンＬＰ３とする。図５（ｂ）に示す黒白表示Ｄ４の場合には、図９（ｄ）に示すように、黒表示部位に近い領域１〜領域３の蛍光管１ａの光量を例えば輝度１００％とし、白表示部位に近い領域４及び領域５の蛍光管１ａの光量を例えば輝度５０％とした点灯パターンＬＰ４とする。最後に、図６に示す全階調表示Ｄ５の場合には、図９（ｅ）に示すように、白表示から黒表示の順に、領域１の蛍光管１ａの光量を例えば輝度５０％とし、領域２の蛍光管１ａの光量を例えば輝度６２．５％とし、領域３の蛍光管１ａの光量を例えば輝度７５％とし、領域４の蛍光管１ａの光量を例えば輝度８７．５％とし、領域５の蛍光管１ａの光量を例えば輝度１００％とした点灯パターンＬＰ５とする。このように、階調の大きさとは逆になるようにバックライトユニット１の蛍光管１ａの出力値を制御する。

これらにより、液晶パネル１１の白表示部分においては黒点の背景の光量が低減され、液晶パネル１１の黒表示部分においては輝点の光量が増加される。したがって、人間の目視検査において、検査員が欠陥を発見するのが容易となる。また、カメラ３による液晶パネル１１の像の撮像においても、カメラ３の感度範囲となり、カメラ３による機械的な自動検出を可能とすることができる。

ところで、前述したように、本実施の形態では、ソースドライバ１２ａ・１２ｂを分割構造として液晶パネル１１の表示画面１１ａを分割駆動するようになっている。このソースドライバ１２ａ・１２ｂによる分割駆動において上記全階調表示Ｄ５を２つに分割された画面に表示させると、従来の説明図である図１９（ａ）（ｂ）に示すように、階調の段階的階調パターンが繰り返されて表示されることになる。なお、階調の段階的変化パターンは、昇順又は降順のいずれであっても良い。

この場合、目視検査にて特定階調不良を検査する場合、人間の目のダイナミックレンジは優れており、明るい階調から暗い階調まで一度に検査を行うことが可能である。しかしながら、カメラ３を用いて検査を行う場合、明るい階調に感度を合わせると暗い階調での感度が不足し、暗い階調に感度を合わせると明るい階調でハレーションを起こしてしまう。したがって、一旦、明るい階調に感度を合わせた画像を撮像し、再度暗い階調に感度を合わせて撮像して検査を行う必要があった。

ここで、ＴＤＩセンサ型カメラにてこの表示画面を撮像するために、図２０に示すように、例えば、液晶パネル２１１よりも少し広い範囲が撮像される。そして、この液晶パネル２１１よりも少し広い範囲は、ＴＤＩセンサ型カメラの撮像可能領域に対応して、例えば、該範囲の上側から下側まで例えば１６分割した撮像領域ＴＡＰ１〜ＴＡＰ１６に分けられる。

そして、バックライトユニットにおける５本の蛍光管の照射光量が一定である場合、カメラの感度であるゲインは、階調の大きさに合わせて調整される。具体的には、図２１（ａ）に示すように、階調が高い（白側）程ゲインを低く設定し、階調が低い（黒側）程ゲインを高く設定する。

この結果、階調とゲインとの関係は、図２１（ｂ）に示すものとなる。このとき、カメラの撮像領域ＴＡＰ９においては、図２０に示すように、階調が最大の場合と最小の場合との両方に跨っている。この結果、前述したバックライトユニットの蛍光管の照射光量を領域毎に制御する方法を用いて、液晶パネル２１１の中央部の照射光量を調整したとしても、一度に撮像することは不可能である。この理由は、明るい階調部分と暗い階調部分とを一度に適切に感度調整できないためである。

この問題を解決するために、本実施の形態では、液晶パネル１１の各分割画面に表示される階調の段階的変化パターンを、分割画面毎に交互に昇順及び降順、又は降順及び昇順となるように配設するようにしている。

これにより、図１９（ａ）に示すように、階調の段階的変化パターンが分割画面毎に液晶パネル２１１の上側から降順→降順となっているのを、図１０（ａ）に示すように、降順→昇順とする。また、図１９（ｂ）に示すように、階調の段階的変化パターンが分割画面毎に液晶パネル２１１の上側から昇順→昇順となっているのを、図１０（ｂ）に示すように、昇順→降順とする。この結果、図１０（ａ）に示すように、降順→昇順とした場合には液晶パネル１１の中央部が黒表示となる一方、図１０（ｂ）に示すように、昇順→降順とした場合には液晶パネル１１の中央部が白表示となる。

したがって、例えば、図１０（ａ）に示すように、降順→昇順とした場合に、この液晶パネル１１の表示画面１１ａにおいては、図１１に示すように、撮像領域ＴＡＰ９の全領域において、黒表示となっている。すなわち、上側、又は下側の領域の検査パターンを反転させて表示させることにより、表示画面１１ａの中央部においては急激な階調変化がない検査パターンとなる。この結果、表示画面１１ａの中央部において黒表示の感度であるゲインを設定することができる。

また、例えば、図１０（ｂ）に示すように、昇順→降順とした場合に、この液晶パネル１１の表示画面１１ａにおいては、図１２（ａ）に示すように、中央部が白表示となっている。したがって、図１２（ｂ）に示すように、撮像領域ＴＡＰ９の全領域において白表示となっている。

このように、液晶パネル１１の上側の領域の検査パターン又は下側の領域の検査パターンを反転させて表示させることにより、表示画面１１ａの中央部においては急激な階調変化がない検査パターンとなる。この結果、表示画面１１ａの中央部において白表示の感度であるゲインにて適切に撮像することができる。

上記液晶パネル１１の分割画面における階調の段階的変化パターンを、分割画面毎に交互に昇順及び降順、又は降順及び昇順となるように配設するのは、本実施の形態では検査パターン表示手段としての液晶パネル点灯信号発生装置２０の昇降順序配設手段が行う。

上記液晶パネル点灯信号発生装置２０の構成について、図１に基づいて説明する。図１は、液晶パネル点灯信号発生装置２０の構成を示すブロック図である。

図１に示すように、液晶パネル点灯信号発生装置２０は、機種情報手段としての機種情報入力部２１と、信号データ記憶部２２と、正信号データ取得手段としての信号データロード部２３と、昇降順序配設手段及び反転データ作成手段としての反転データ作成回路２４と、昇降順序配設手段及び正・反転信号データ切替手段としての入力選択回路２５と、制御信号出力手段としての制御回路２６とを有している。

上記機種情報入力部２１は、検査対象の液晶パネル１１の機種情報を入力操作できるようになっており、この機種情報入力部２１から、検査対象の液晶パネル１１の機種情報を入力することにより、ソースドライバ数が入力選択回路２５に入力されると共に、表示させる検査パターンに対応する信号ＩＤが信号データロード部２３に入力される。

本実施の形態では、表示させる検査パターンのデータを予め液晶パネル点灯信号発生装置２０内の信号データ記憶部２２に登録しておき、検査の度にそれをロードする。ただし、必ずしもこれに限らず、表示させる検査パターンのデータを外部から入力するようにしてもよい。また、ソースドライバ１２ａ・１２ｂの分割数は、例えば上下２分割のように機種が固定されているならば、入力しないようにしてもよい。

上記信号データロード部２３では、例えば、階調の段階的変化パターンとして降順のグラデーションの検査パターンを信号データ記憶部２２から読み出す。そして、読み出された階調の段階的変化パターンとして降順のグラデーションの検査パターンは、通常信号として入力選択回路２５に入力されると共に、反転データ作成回路２４にも入力される。

反転データ作成回路２４では、上記の階調の段階的変化パターンとして降順のグラデーションの検査パターンに対して反転した検査パターンである階調の段階的変化パターンとして昇順のグラデーションの検査パターンを作成して、入力選択回路２５に入力する。例えば３ｂｉｔの場合、通常信号は、（０、１、２、３、４、５、６、７）であり、反転信号は、（７、６、５、４、３、２、１、０）となる。

入力選択回路２５では、通常信号と反転信号とを上側ソースドライバであるソースドライバ１２ａ、及び下側ソースドライバであるソースドライバ１２ｂへと振り分ける。ここで、ソースドライバが３個以上ある場合、例えば、偶数番目のソースドライバに通常信号を振り分け、奇数番目のソースドライバに反転信号を振り分ける。これにより、例えば、３分割等の奇数分割の場合には、分割画面毎に交互に昇順→降順→昇順となるか、又は降順→昇順→降順となるように、昇順と降順とが交互に配設される。したがって、各分割画面の境界は、白→白、又は黒→黒となり、白→黒、又は黒→白となることはない。

上記入力選択回路２５では、機種情報入力部２１から入力されたソースドライバ数に基づいて、分割画面毎に交互に昇順及び降順、又は降順及び昇順となるように選択して、それぞれ通常信号と反転信号とをソースドライバ１２ａ・１２ｂに振り分けて出力する。

これによって、液晶パネル１１では、図１０（ａ）（ｂ）に示すように、中央部が黒表示となるように、階調の段階的変化パターンが分割画面毎に交互に昇順及び降順、又は降順及び昇順となるように表示される。

最後に、制御回路２６にて映像信号、クロック信号、及びタイミング信号等の各種制御信号、基準電圧等を出力する。

ところで、本実施の形態では、前述したように、バックライトユニット１の各蛍光管１ａは個別に照射光量の設定が可能となっている。そこで、このバックライトユニット１における各蛍光管１ａの個別の照射光量設定と、液晶パネル１１の分割画面における階調の段階的変化パターンを分割画面毎に交互に昇順及び降順、又は降順及び昇順となるように配設することとを組み合わせた場合の動作について、以下に説明する。

すなわち、図１３（ａ）に示すように、階調が高い（白側）程、バックライトユニット１の蛍光管１ａの輝度を低く設定し、階調が低い（黒側）程、バックライトユニット１の蛍光管１ａの輝度を高く設定する必要がある。

しかし、階調の段階的変化パターンが分割画面毎に昇順及び昇順、又は降順及び降順となっていた場合には、図１３（ｂ）に示すように、２分割の場合には、中央の領域３の蛍光管１ａの照明光量の制御が困難である。

これに対して、本実施の形態では、図１４（ａ）に示すように、例えば、階調の段階的変化パターンを分割画面毎に昇順及び降順となっていた場合には中央の領域３が白表示となるので、図１４（ｂ）に示すように、中央の領域３の蛍光管１ａの照明光量の制御も容易となる。

また、ゲインを設定した後、上記蛍光管１ａの照明光量の設定することにより、さらに適切な撮像条件を得ることができる。

このような一連の処理の制御は、検査制御装置３０が行う。この処理の制御の流れについて、図１５に基づいて説明する。

図１５に示すように、検査制御装置３０は、工場情報系から検査処理要求があると、例えば信号データ記憶部２２から検査情報を取得する（Ｓ１）。

次いで、撮像の準備として、カメラ３のゲイン設定等を行う（Ｓ２）。また、このとき、バックライト制御装置２を制御して（Ｓ３）、蛍光管１ａの点灯切り替えを行う（Ｓ４）と共に、液晶パネル点灯信号発生装置２０を制御して（Ｓ５）、液晶パネル１１に検査パターンを表示させる（Ｓ６）。

次いで、走査ステージ４を制御しながら（Ｓ７）、カメラ３にて撮像を行う（Ｓ８）。そして、カメラ３の撮像データを画像処理して、検査処理を行い（Ｓ９）、例えば信号データ記憶部２２に検査結果を出力する（Ｓ１０）。

その後、他の検査パターンによる検査を行うために、再度、Ｓ２及びＳ３に戻って、Ｓ２〜Ｓ１０の処理を繰り返す。そして、全ての対象領域の検査処理が終わると、当該液晶パネル１１の検査が終了し、次の液晶パネル１１の検査に移行する。

すなわち、一般的に、点灯検査では複数の検査パターンで検査を行う必要があり、その検査パターン数に応じて、カメラ撮像条件の設定、検査を行う検査パターンの表示を予め行う。そして、全ての検査パターンの検査を完了すると、検査結果を工場情報系に送信し、液晶パネル１１は搬出される。

なお、Ｓ１及びＳ１０においては、例えば信号データ記憶部２２から検査情報を取得し、例えば信号データ記憶部２２に検査結果を出力するとしているが、必ずしもこれに限らず、例えば工場情報系から検査情報を取得し、例えば工場情報系に検査結果を出力するとすることも可能である。

以上のように、本実施の形態の液晶パネル検査装置１０は、液晶パネル１１の検査パターンを制御する液晶パネル点灯信号発生装置２０と、この液晶パネル点灯信号発生装置２０により制御された表示画面１１ａを撮像する手段であるカメラ３を備えている。そして、液晶パネル検査装置１０における信号発生器である液晶パネル点灯信号発生装置２０においては、ソースドライバ１２ａ・１２ｂを液晶パネル１１の表示画面１１ａの少なくとも一方向に分割して同時動作させる。この液晶パネル１１は、画面分割数を含む機種情報を入力する手段である機種情報入力部２１と、予め設定された階調を有する検査パターンの信号データをロードする手段である信号データロード部２３と、信号データを反転した反転データを作成する手段である反転データ作成回路２４と、通常信号データと反転信号データとを液晶パネル１１を駆動するタイミングで奇数・偶数順に各ソースドライバ１２ａ・１２ｂ及びゲートドライバ１３へと出力する手段である入力選択回路２５と、各ソースドライバ１２ａ・１２ｂ及びゲートドライバ１３にタイミング信号を出力する手段である制御回路２６とを備えている。

また、カメラ３は、階調の段階的変化パターンにおける階調の変化方向と垂直な方向の複数の撮像領域ＴＡＰ１〜ＴＡＰ１６毎にゲイン調整を行う。さらに、液晶パネル点灯信号発生装置２０により制御された表示画面１１ａにおいて、階調分布と逆になるようにバックライトユニット１の出力値を制御するバックライト制御装置２を有している。そして、液晶パネル１１の表示画面１１ａをカメラ３で撮像し、良否判定を行う。

これにより、特に信号線の長さに起因するドットの保持電圧の低下を防ぎ、表示画面１１ａの輝度を均一化するために、ソースドライバを分割して、表示画面１１ａの上下領域を上下のソースドライバ１２ａ・１２ｂにて駆動させる液晶パネル１１の液晶パネル検査装置１０において、階調分布を持つ検査パターンを表示させた際に、ハレーションを起こすことや感度不足になることなく、一度の撮像で検査を行うことが可能となる。

なお、本実施の形態では、液晶パネル１１は透過型としているが、本発明では、反射型の液晶パネル１１であってもよい。また、本発明では、表示パネルは発光素子を利用する表示パネルであってもよい。これらの場合には、バックライトユニット１は不要である。

最後に、液晶パネル検査装置１０の各ブロック、特に検査制御装置３０、液晶パネル点灯信号発生装置２０、及びバックライト制御装置２は、ハードウェアロジックによって構成してもよいし、次のようにＣＰＵを用いてソフトウェアによって実現してもよい。

すなわち、液晶パネル検査装置１０は、各機能を実現する制御プログラムの命令を実行するＣＰＵ（central processing unit ）、上記プログラムを格納したＲＯＭ（read only memory）、上記プログラムを展開するＲＡＭ（random access memory）、上記プログラムおよび各種データを格納するメモリ等の記憶装置（記録媒体）などを備えている。そして、本発明の目的は、上述した機能を実現するソフトウェアである液晶パネル検査装置１０の制御プログラムのプログラムコード（実行形式プログラム、中間コードプログラム、ソースプログラム）をコンピュータで読み取り可能に記録した記録媒体を、上記液晶パネル検査装置１０に供給し、そのコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）が記録媒体に記録されているプログラムコードを読み出し実行することによっても、達成可能である。

上記記録媒体としては、例えば、磁気テープやカセットテープ等のテープ系、フロッピー（登録商標）ディスク／ハードディスク等の磁気ディスクやＣＤ−ＲＯＭ／ＭＯ／ＭＤ／ＤＶＤ／ＣＤ−Ｒ等の光ディスクを含むディスク系、ＩＣカード（メモリカードを含む）／光カード等のカード系、あるいはマスクＲＯＭ／ＥＰＲＯＭ／ＥＥＰＲＯＭ／フラッシュＲＯＭ等の半導体メモリ系などを用いることができる。

また、液晶パネル検査装置１０を通信ネットワークと接続可能に構成し、上記プログラムコードを通信ネットワークを介して供給してもよい。この通信ネットワークとしては、特に限定されず、例えば、インターネット、イントラネット、エキストラネット、ＬＡＮ、ＩＳＤＮ、ＶＡＮ、ＣＡＴＶ通信網、仮想専用網（virtual private network）、電話回線網、移動体通信網、衛星通信網等が利用可能である。また、通信ネットワークを構成する伝送媒体としては、特に限定されず、例えば、ＩＥＥＥ１３９４、ＵＳＢ、電力線搬送、ケーブルＴＶ回線、電話線、ＡＤＳＬ回線等の有線でも、ＩｒＤＡやリモコンのような赤外線、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、８０２．１１無線、ＨＤＲ、携帯電話網、衛星回線、地上波デジタル網等の無線でも利用可能である。なお、本発明は、上記プログラムコードが電子的な伝送で具現化された、搬送波に埋め込まれたコンピュータデータ信号の形態でも実現され得る。

このように、本実施の形態の液晶パネル検査装置１０は、液晶パネル１１の表示画面１１ａをカメラ３にて撮像して液晶パネル１１の欠陥検査を行う。そして、液晶パネル検査装置１０には、液晶パネル１１の表示画面１１ａを少なくとも一方向に複数に分割して互いに独立して同時駆動させるソースドライバ１２ａ・１２ｂ及びゲートドライバ１３と、液晶パネル１１の各分割画面に、検査パターンとして階調の段階的変化パターンを表示させる液晶パネル点灯信号発生装置２０とが設けられていると共に、液晶パネル点灯信号発生装置２０は、液晶パネル１１の各分割画面に表示される階調の段階的変化パターンを、分割画面毎に交互に昇順及び降順、又は降順及び昇順となるように配設する昇降順序配設手段を備えている。

また、本実施の形態の液晶パネル１１の検査方法は、液晶パネル１１の表示画面１１ａを撮像装置にて撮像して上記表示パネルの欠陥検査を行う液晶パネル１１の検査方法において、液晶パネル１１の表示画面１１ａを少なくとも一方向に複数に分割して互いに独立して同時駆動させる画面分割駆動工程と、液晶パネル１１の各分割画面に、検査パターンとして階調の段階的変化パターンを表示させる検査パターン表示工程と、液晶パネル１１の各分割画面に表示される階調の段階的変化パターンを、分割画面毎に交互に昇順及び降順、又は降順及び昇順となるように配設する昇降順序配設工程とを含んでいる。

また、本実施の形態の液晶パネル１１の製造方法は、前記記載の液晶パネル検査装置１０におけるカメラ３の対向位置に液晶パネル１１を配置する工程と、液晶パネル検査装置１０におけるカメラ３の対向位置に配置された液晶パネル１１を、前記記載の液晶パネル１１の検査方法により、欠陥検査する工程とを含んでいる。

上記の構成によれば、表示画面１１ａを少なくとも一方向に複数に分割して互いに独立して同時駆動させる液晶パネル１１の表示画面１１ａをカメラ３にて撮像して液晶パネル１１の欠陥検査を行う。そして、本実施の形態では、液晶パネル１１の各分割画面に検査パターンとして階調の段階的変化パターンを表示させる。

この場合、従来では、液晶パネル２１１の各分割画面に表示される階調の段階的変化パターンは分割画面毎に同じ順序の繰り返しであった。そのため、カメラにおける分割画面の境界を含む撮像領域では、白表示部分と黒表示部分とが混在しているので、一度に両方を満たす感度調整ができず、白表示部分ではハレーションを生じ、黒表示部分では感度不足を生じることになっていた。

これに対して、本実施の形態では、液晶パネル点灯信号発生装置２０は、液晶パネル１１の各分割画面に表示される階調の段階的変化パターンを、分割画面毎に交互に昇順及び降順、又は降順及び昇順となるように配設する昇降順序配設手段としての反転データ作成回路２４及び入力選択回路２５を備えている。

この結果、カメラ３における分割画面の境界を含む撮像領域を、白表示部分又は黒表示部分とすることが可能となる。

したがって、表示画面１１ａを分割駆動する液晶パネル１１において分割画面毎に階調が段階的変化パターンにて表示される検査パターンをカメラ３にて撮像して欠陥検査する場合に、ハレーション及び感度不足を生じることなく一度の撮像で検査を行い得る液晶パネル検査装置１０、液晶パネル１１の検査方法、液晶パネル１１の製造方法を提供することができる。

また、本実施の形態の液晶パネル検査装置１０では、液晶パネル点灯信号発生装置２０は、画面分割数を含む機種情報を入力する機種情報入力部２１と、予め設定された階調を表示する検査パターンの正信号データを取得する信号データロード部２３と、ソースドライバ１２ａ・１２ｂ及びゲートドライバ１３に検査パターンを表示させる制御信号を出力する制御回路２６とを備えていると共に、前記昇降順序配設手段は、正信号データを反転した反転データを作成する反転データ作成回路２４と、制御回路２６がソースドライバ１２ａ・１２ｂ及びゲートドライバ１３に上記検査パターンを表示させる制御信号を出力するときに、正信号データ及び反転信号データを、液晶パネル１１の分割画面毎に交互に出力するように切り替える入力選択回路２５とを備えている。

これにより、具体的に、液晶パネル１１の各分割画面に表示される階調の段階的変化パターンを、分割画面毎に交互に昇順及び降順、又は降順及び昇順となるように配設することができる。

また、本実施の形態の液晶パネル検査装置１０では、カメラ３は、階調の段階的変化パターンにおける階調変化方向に沿う複数の撮像素子３ａ毎に感度調整を行うアンプ部３ｂを備えている。

これにより、カメラ３のアンプ部３ｂは、階調の段階的変化パターンにおける階調変化方向に沿う複数の撮像素子３ａ毎に感度調整を行うので、階調に適した感度を得ることができる。したがって、ハレーション及び感度不足を生じることなく検査を行うことができる。

また、本実施の形態の液晶パネル検査装置１０では、カメラ３は、ＴＤＩセンサ型カメラからなっている。

上記ＴＤＩセンサ型カメラは走査型のカメラであり、走査速度と露光周期とを合わせることにより、幅の長い表示パネルであっても、均一かつ精度の高い撮像画像を一度の走査で得ることができる。

また、本実施の形態の液晶パネル検査装置１０では、液晶パネル１１を背後から照射する複数の光源を有し、かつ各光源の液晶パネル１１への照射光量を増減制御するバックライトユニット１と、階調が高い表示領域ほど光源の液晶パネル１１への照射光量を小さくすると共に、階調が低い表示領域ほど光源の液晶パネル１１への照射光量を大きくするようにバックライトユニット１を制御するバックライト制御装置２とを備えている。

従来、全面白表示の検査パターンによる検査において、バックライトユニット１の輝度が大きい場合には黒点が目立たなくなり、欠陥の発見が困難となると共に、全面黒表示の検査パターンによる検査において、バックライトユニット１の輝度が小さい場合には輝点が目立たなくなり、欠陥の発見が困難となっていた。

そこで、例えば特許文献１に開示する表示パネルの検査方法では、例えば、全面黒表示の検査パターンにおける輝点欠陥検査時にはバックライト全体の強度を上げることによって輝点の背景に対する相対強度を上げる等により、複数の表示モード及び検査の目的に適したバックライト強度の制御を行っていた。

しかし、検査パターンには、種々のものがあり、例えば、階調の段階的変化パターンを用いた検査パターンにおいては、上記特許文献１によるバックライト全体の強度を増減する方法では、撮像装置の適正感度に合わすことができない。

そこで、本実施の形態では、バックライトユニット１は、液晶パネル１１を背後から照射する複数の例えば蛍光管１ａを有し、かつ各蛍光管１ａの液晶パネル１１への照射光量を増減制御すると共に、バックライト制御装置２は、階調が高い表示領域ほど蛍光管１ａの液晶パネル１１への照射光量を小さくすると共に、階調が低い表示領域ほど蛍光管１ａの液晶パネル１１への照射光量を大きくするようにバックライトユニット１を制御する。

したがって、２種類以上の異なる階調の表示領域を同時に有する検査パターンを有する場合において、表示領域毎の欠陥を高精度に検出することができる。

ところで、本実施の形態において、表示画面１１ａを少なくとも一方向に複数に分割して互いに独立して同時駆動させる液晶パネル１１の表示画面１１ａをカメラ３にて撮像して液晶パネル１１の欠陥検査を行うときに、液晶パネル１１の各分割画面に検査パターンとして階調の段階的変化パターンを表示させる場合には、問題が生じる。

すなわち、従来では、液晶パネル２１１の各分割画面に表示される階調の段階的変化パターンは分割画面毎に同じ順序の繰り返しであった。そのため、カメラにおける分割画面の境界を含む撮像領域では、白表示部分と黒表示部分とが混在しているので、一度に両方を満たす光量調整ができなかった。

これに対して、本実施の形態では、液晶パネル点灯信号発生装置２０は、表示パネルの各分割画面に表示される階調の段階的変化パターンを、分割画面毎に交互に昇順及び降順、又は降順及び昇順となるように配設する反転データ作成回路２４及び入力選択回路２５を備えている。

この結果、分割画面の境界を含む撮像領域を、白表示部分又は黒表示部分とすることが可能となる。

したがって、分割画面の境界を含む撮像領域における白表示部分又は黒表示部分を照射するバックライトユニット１を適切に光量調整することができる。

また、本実施の形態の液晶パネル検査装置１０では、光源は、蛍光管１ａからなると共に、バックライト制御装置２は、蛍光管１ａの液晶パネル１１への照射光量を制御する。

これにより、光源は蛍光管１ａからなるので、液晶パネル１１の光源として一般的な蛍光管１ａを用いる場合に、液晶パネル１１に、少なくとも２種類以上の異なる階調の表示領域を同時に有する検査パターンを有する場合において、表示領域毎の欠陥を高精度に検出することが可能となる。

また、本実施の形態の液晶パネル検査装置１０では、光源は、発光素子からなると共に、バックライト制御装置２は、発光素子の液晶パネル１１への照射光量を制御することができる。

これにより、光源は発光素子からなるので、近年、液晶パネル１１の光源として用いられるようになってきた発光素子を用いる場合に、液晶パネル１１に、少なくとも２種類以上の異なる階調の表示領域を同時に有する検査パターンを有する場合において、表示領域毎の欠陥を高精度に検出することができる。

また、本実施の形態の液晶パネル検査装置１０では、液晶パネル１１をバックライト制御装置２の前面位置かつカメラ３の対向位置に搬送配置する搬送手段としての搬送コンベアを備えている。

これにより、液晶パネル１１とカメラ３及びその他の構成要素とを分離することが可能である。したがって、液晶パネル１１以外の構成要素を固定し、液晶パネル１１を順次交換しながら検査を行うことができる。

なお、本実施の形態の液晶パネル検査装置１０は、コンピュータによって実現してもよく、この場合には、コンピュータを上記各手段として動作させることにより液晶パネル検査装置１０をコンピュータにて実現させる液晶パネル検査装置１０の検査プログラム、及びそれを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体も、本実施の形態の範疇に入る。

また、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変更が可能である。

本発明は、表示パネルを撮像装置にて撮像することにより表示パネルの欠陥検査を行う表示パネルの検査装置、表示パネルの検査方法、表示パネルの製造方法、プログラム及び記録媒体に適用することができる。

上記表示パネルは、透過型及び反射型の液晶パネルに適用可能であると共に、発光素子として、有機ＥＬ発光素子、無機ＥＬ発光素子、ＬＥＤ（Light Emitting Diode） 等の発光輝度が可変の素子を用いたディスプレイ、フィールドエミッションディスプレイ（ＦＥＤ）、プラズマディスプレイにも利用することができる。

また、液晶パネルのバックライトとしては、複数の蛍光管又はＬＥＤ（Light Emitting Diode）等を用いることができる。

本発明における液晶パネル検査装置の実施の一形態を示すものであり、液晶パネル点灯制御装置及び液晶パネルの構成を示すブロック図である。 上記液晶パネル検査装置の全体構成を示すブロック図である。 上記液晶パネル検査装置におけるカメラ３に設けられた撮像素子及びアンプ部を示すブロック図である。 （ａ）は液晶パネルの全面白表示の検査パターンにおける欠陥を示す平面図であり、（ｂ）は液晶パネルの全面黒表示における欠陥を示す平面図である。 （ａ）は液晶パネルの白黒表示の検査パターンにおける欠陥を示す平面図であり、（ｂ）は液晶パネルの黒白表示における欠陥を示す平面図である。 液晶パネルにおける階調の段階的変化パターンである全階調表示の検査パターンにおける欠陥を示す平面図である。 （ａ）は３ｂｉｔの場合における正常な階調の段階的変化パターンを示す図であり、（ｂ）は３ｂｉｔの場合において１桁目のｂｉｔが点灯しないときの階調の変化パターンを示す図であり、（ｃ）は３ｂｉｔの場合において２桁目のｂｉｔが点灯しないときの階調の変化パターンを示す図であり、（ｄ）は３ｂｉｔの場合において３桁目のｂｉｔが点灯しないときの階調の変化パターンを示す図である。 （ａ）は縦方向に１０８０ピクセルを有する液晶パネルの正常な階調の段階的変化パターンを示す平面図であり、（ｂ）はその階調の段階的変化パターンを示す断面図である。 （ａ）〜（ｅ）は、図４〜図６に示す液晶パネルの検査パターンに対応するバックライトユニットの点灯パターンを示す平面図である。 （ａ）は液晶パネルの各分割画面に、昇順→降順となる階調の段階的変化パターンを表示させた検査パターンを示す平面図であり、（ｂ）は液晶パネルの各分割画面に、降順→昇順となる階調の段階的変化パターンを表示させた検査パターンを示す平面図である。 上記液晶パネルの各分割画面に、昇順→降順となる階調の段階的変化パターンを表示させた検査パターンを採用することにより、液晶パネルの中央が黒表示となり、撮像領域ＴＡＰ９が黒表示となっている液晶パネルを示す平面図である。 （ａ）は液晶パネルの各分割画面に、昇順→降順となる階調の段階的変化パターンを表示させた検査パターンを示すグラフであり、（ｂ）はそのときの撮像領域ＴＡＰ１〜ＴＡＰ１６とゲインとの関係を示すグラフである。 （ａ）は液晶パネルの各分割画面に、昇順→昇順となる階調の段階的変化パターンを表示させた検査パターンを示すグラフであり、（ｂ）はそのときの各領域の蛍光管の電圧値との関係を示すグラフである。 （ａ）は液晶パネルの各分割画面に、昇順→降順となる階調の段階的変化パターンを表示させた検査パターンを示すグラフであり、（ｂ）はそのときの各領域の蛍光管の電圧値を示すグラフである。 上記液晶パネルの検査制御装置の制御動作を示す図である。 従来の欠陥装置を示すブロック図である。 （ａ）は上記欠陥装置の被対象領域であるメモリチップの構成を示す平面図であり、（ｂ）はメモリチップにおけるメモリマット部及び周辺回路の明るさの違いを示すグラフである。 従来のさらに他の欠陥装置における検査パターンを示す図である。 （ａ）は従来の他の欠陥装置において、液晶パネルの各分割画面に、昇順→昇順となる階調の段階的変化パターンを表示させた検査パターンを示す平面図であり、（ｂ）は液晶パネルの各分割画面に、降順→降順となる階調の段階的変化パターンを表示させた検査パターンを示す平面図である。 上記液晶パネルの各分割画面に、昇順→昇順となる階調の段階的変化パターンを表示させた検査パターンを採用することにより、液晶パネルの中央が白黒表示となり、撮像領域ＴＡＰ９が白黒表示となっている液晶パネルを示す平面図である。 （ａ）は液晶パネルの各分割画面に、昇順→昇順となる階調の段階的変化パターンを表示させた検査パターンを示すグラフであり、（ｂ）はそのときの撮像領域ＴＡＰ１〜ＴＡＰ１６のゲインを示すグラフである。

符号の説明

１ バックライトユニット（照射手段）
１ａ 蛍光管（光源）
２ バックライト制御装置（光量制御手段）
３ カメラ（撮像装置）
３ｂ アンプ部（感度調整手段）
４ 走査ステージ
５ 画像処理装置
１０ 液晶パネル検査装置（表示パネルの検査装置）
１１ 液晶パネル（表示パネル）
１１ａ 表示画面（画面）
１１ｂ 額縁
１２ａ ソースドライバ（画面分割駆動手段）
１２ｂ ソースドライバ（画面分割駆動手段）
１３ ゲートドライバ（画面分割駆動手段）
２０ 液晶パネル点灯信号発生装置（検査パターン表示手段）
２１ 機種情報入力部（機種情報手段）
２２ 信号データ記憶部
２３ 信号データロード部（正信号データ取得手段）
２４ 反転データ作成回路（昇降順序配設手段、反転データ作成手段）
２５ 入力選択回路（昇降順序配設手段、正・反転信号データ切替手段）
２６ 制御回路（制御信号出力手段）
３０ 検査制御装置
ＴＡＰ１〜１６ 撮像領域

Claims (12)

1. 表示パネルの画面を撮像装置にて撮像して上記表示パネルの欠陥検査を行う表示パネルの検査装置において、
   上記表示パネルの画面を少なくとも一方向に複数に分割して互いに独立して同時駆動させる画面分割駆動手段と、
   上記表示パネルの各分割画面に、検査パターンとして階調の段階的変化パターンを表示させる検査パターン表示手段とが設けられていると共に、
   上記検査パターン表示手段は、
   上記表示パネルの各分割画面に表示される階調の段階的変化パターンを、分割画面毎に交互に昇順及び降順、又は降順及び昇順となるように配設する昇降順序配設手段を備えていることを特徴とする表示パネルの検査装置。
2. 前記検査パターン表示手段は、
   画面分割数を含む機種情報を入力する機種情報手段と、
   予め設定された階調を表示する検査パターンの正信号データを取得する正信号データ取得手段と、
   前記画面分割駆動手段に上記検査パターンを表示させる制御信号を出力する制御信号出力手段とを備えていると共に、
   前記昇降順序配設手段は、
   上記正信号データを反転した反転データを作成する反転データ作成手段と、
   上記制御信号出力手段が前記画面分割駆動手段に上記検査パターンを表示させる制御信号を出力するときに、上記正信号データ及び反転信号データを、表示パネルの分割画面毎に交互に出力するように切り替える正・反転信号データ切替手段とを備えていることを特徴とする請求項１記載の表示パネルの検査装置。
3. 前記撮像装置は、階調の段階的変化パターンにおける階調変化方向に沿う複数の撮像素子毎に感度調整を行う感度調整手段を備えていることを特徴とする請求項１又は２記載の表示パネルの検査装置。
4. 前記撮像装置は、ＴＤＩセンサ型カメラからなっていることを特徴とする請求項１、２又は３記載の表示パネルの検査装置。
5. 前記表示パネルを背後から照射する複数の光源を有し、かつ各光源の上記表示パネルへの照射光量を増減制御する照射手段と、
   前記階調が高い表示領域ほど上記光源の表示パネルへの照射光量を小さくすると共に、上記階調が低い表示領域ほど上記光源の表示パネルへの照射光量を大きくするように上記照射手段を制御する光量制御手段とを備えていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の表示パネルの検査装置。
6. 前記光源は、蛍光管からなると共に、
   前記光量制御手段は、蛍光管の前記表示パネルへの照射光量を制御することを特徴とする請求項５記載の表示パネルの検査装置。
7. 前記光源は、発光素子からなると共に、
   前記光量制御手段は、上記発光素子の前記表示パネルへの照射光量を制御することを特徴とする請求項５記載の透過型表示パネルの検査装置。
8. 前記表示パネルを撮像装置の対向位置に搬送配置する搬送手段を備えていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の表示パネルの検査装置。
9. 表示パネルの画面を撮像装置にて撮像して上記表示パネルの欠陥検査を行う表示パネルの検査方法において、
   上記表示パネルの画面を少なくとも一方向に複数に分割して互いに独立して同時駆動させる画面分割駆動工程と、
   上記表示パネルの各分割画面に、検査パターンとして階調の段階的変化パターンを表示させる検査パターン表示工程と、
   上記表示パネルの各分割画面に表示される階調の段階的変化パターンを、分割画面毎に交互に昇順及び降順、又は降順及び昇順となるように配設する昇降順序配設工程とを含むことを特徴とする表示パネルの検査方法。
10. 請求項１記載の表示パネルの検査装置における撮像装置の対向位置に表示パネルを配置する工程と、
    上記表示パネルの検査装置における撮像装置の対向位置に配置された表示パネルを、請求項９記載の表示パネルの検査方法により、欠陥検査する工程とを含むことを特徴とする表示パネルの製造方法。
11. 請求項１〜８のいずれか１項に記載の表示パネルの検査装置を動作させる表示パネルの検査プログラムであって、コンピュータを上記の各手段として機能させるための表示パネルの検査プログラム。
12. 請求項１１に記載の表示パネルの検査プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。