JP5634473B2 - パネル評価システム及びパネル評価方法 - Google Patents

Description

本発明は、表示パネルの調整工程において、表示パネルを評価するためのパネル評価システム及びパネル評価方法に関する。

今日、液晶パネル等のディスプレイの製造ラインは、均一な品質を実現できるように構築されている。しかし、このような製造ラインにおいても、個々のディスプレイには、製造バラツキが発生する。そこで、各ディスプレイにおいて、よりよい画像を出力できるように調整するための技術が検討されている（例えば、特許文献１参照。）。この特許文献１に記載の技術では、画質調整装置の制御部が、テストパターンを生成し、液晶パネルに供給し、撮影カメラから出力画像を取得する。そして、出力画像データについてバンドパスフィルタリングを行ない、補正値を算出する。すべての基準階調について画像補正テーブルの算出を終了した場合、補正回路のＲＯＭに書き込む。液晶パネルに画像を表示するための画像信号は、ＲＯＭに記録された画像補正テーブルを参照し、線形補間された補正値を算出する。

特開２０１０−５７１４９号公報（第１頁、図１）

特許文献に記載されているように、補正データを生成するために、液晶パネルに表示された画像を撮影する必要がある。しかしながら、撮影時に液晶パネルに測定エリアの照明等が写り込む場合がある。このような外光を表示画像ともに撮影してしまった場合には、正確な補正データを作成することができないという課題があった。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、表示パネルの調整工程において、表示パネルを的確に評価するためのパネル評価システム及びパネル評価方法を提供することにある。

上記問題点を解決するために、一実施形態に記載の発明は、表示パネルに表示させる画像信号を供給するとともに、表示パネルに表示された各画素の輝度を測定する測定手段から測定値を取得する制御手段を備えたパネル評価システムであって、前記制御手段が、前記測定手段から、外光が遮蔽された暗室である測定エリアに設置された前記表示パネルがバックライト消灯状態での輝度の測定値を取得する手段と、前記測定値が基準値以上の場合には外光の写り込みがあると判断して、各画素の輝度むらの測定の中止指示を出力し、前記基準値未満の場合には外光の写り込みがないと判断して、各画素の輝度むらを測定するための画像信号を前記表示パネルに供給し、前記測定手段により、この画像信号に対応した輝度を測定する表示パネル測定処理を実行する手段とを備えたことを要旨とする。

一実施形態に記載の他の発明は、表示パネルに表示させる画像信号を供給するとともに、表示パネルに表示された各画素の輝度を測定する測定手段から測定値を取得する制御手段を備えたパネル評価システムを用いて、表示パネルを評価する方法であって、前記制御手段が、前記測定手段から、外光が遮蔽された暗室である測定エリアに設置された前記表示パネルがバックライト消灯状態での輝度の測定値を取得する段階と、前記測定値が基準値以上の場合には外光の写り込みがあると判断して、各画素の輝度むらの測定の中止指示を出力し、前記基準値未満の場合には外光の写り込みがないと判断して、各画素の輝度むらを測定するための画像信号を前記表示パネルに供給し、前記測定手段により、この画像信号に対応した輝度を測定する表示パネル測定処理を実行する段階とを実行することを要旨とする。

（作用）
請求項１又は５に記載の発明によれば、制御手段が、表示パネルに対して、バックライトの消灯指示を供給し、測定手段から、このバックライト消灯状態で輝度の測定値を取得する。そして、測定値が基準値以上の場合には、各画素の輝度むらの測定の中止指示を出力する。一方、基準値未満の場合には、各画素の輝度むらを測定するための画像信号を表示パネルに供給し、測定手段により、この画像信号に対応した輝度を測定する表示パネル測定処理を実行する。これにより、表示パネルの本来の輝度の発光以外の外光の写り込みを防止し、輝度むらに対応した的確な補正データを生成することができる。

請求項２に記載の発明によれば、表示パネル測定処理の開始前に、バックライトの消灯指示を供給し、バックライト消灯状態で輝度の測定値が基準値以上の場合には、各画素の輝度むらの測定の中止指示を出力する。これにより、外光の問題がある場合には、測定開始前に中止することができる。

請求項３に記載の発明によれば、各画素の輝度むらの測定において、表示パネルに対して同じ画像信号を供給しているときに、輝度の変動を検知した場合には、各画素の輝度むらの測定の中止指示を出力する。これにより、輝度むらの測定中に外光を検知した場合にも、測定を中止することができる。

請求項４に記載の発明によれば、同じ画像信号において輝度変動を検知した場合には、予め定められた範囲の測定結果をリセットし、この範囲の画像信号を表示パネルに再度供給し、再測定を行なう。これにより、問題を検知した場合にも、効率的に再測定することができる。

本発明によれば、表示パネルの調整工程において、表示パネルを的確に評価することができる。

本発明のパネル評価システムの説明図。 本発明の処理手順の説明図。

以下、本発明のパネル評価システム及びパネル評価方法について説明する。本実施形態では、調整対象の表示パネルの表示むら（輝度むら）を抑制して画質を改善する場合を想定する。なお、本実施形態では、調整対象製品（表示パネル）として、液晶パネル１０を用いる。

この液晶パネル１０は、透明電極に挟まれた液晶（液晶部）と、背面から液晶を照明するバックライトから構成されている。このため、液晶パネル１０には、液晶部のむらやバックライトの周辺減光が重畳された画像が出力されることになる。

そこで、液晶パネル１０の画質を改善するために、図１に示すように、液晶パネル１０は、供給される画像信号を調整するための補正回路５０を備えている。具体的には、液晶パネル１０に画像を表示するための画像信号（ＲＧＢ信号）は、液晶パネル１０とともに補正回路５０に供給される。

この補正回路５０は、画像補正テーブルを記録するための不揮発性メモリ（ＲＯＭ５１）を備える。
このＲＯＭ５１は、入力された画像信号の信号値を調整するための補正値に関するデータ（画像補正テーブル）を記憶している。本実施形態では、基準階調毎に補正値の平面分布を記憶する。

この補正回路５０は、図１に示すように、ＲＯＭ５１の他に、選択・補間手段５２、加算手段５３を備える。
選択・補間手段５２は、ＲＯＭ５１に記録された画像補正テーブルを、ＲＧＢ信号毎に参照する。ここでは、選択・補間手段５２は、画像信号の各ＲＧＢ信号値に隣接する二つの基準階調の画像補正テーブルにおいて、画像信号のピクセル位置（ｘｙ座標）を囲む四つのブロック格子点によって決まる補正値（２×４＝８個）を取得する。そして、選択・補間手段５２は、取得した補正値について、画像信号の信号値と各格子点との距離に応じて線形補間を行なう。
加算手段５３は、選択・補間手段５２から取得した補正値を、入力された画像信号に加算する。液晶パネル１０は、この補正された画像信号を取得して、画像を表示する。

この補正値を算出するためのパネル評価システムは、図１に示すように、画質調整装置２０、撮影カメラ３０、テストパターン発生装置３１、ＲＯＭライタ３２から構成される。本実施形態では、調整対象の液晶パネル１０、撮影カメラ３０は、外光が遮蔽された暗室である測定エリアＡに設置される。

画質調整装置２０は、撮影カメラ３０、テストパターン発生装置３１、ＲＯＭライタ３２に接続されている。
ここで、測定手段としての撮影カメラ３０は、液晶パネル１０上に表示された画像を撮影し、出力画像データを画質調整装置２０に供給する。本実施形態では、撮影カメラ３０として、表示パネルの画素サイズよりも小さい領域を解像可能なＣＣＤ素子を備えたモノクロカメラを用いる。そして、液晶パネル１０に表示された画像を撮影する。

信号発生手段としてのテストパターン発生装置３１は、画質調整装置２０からの指示に基づいて、液晶パネル１０にテストパターン信号を供給する。本実施形態では、８ｂｉｔのＲＧＢ信号を液晶パネル１０全面に供給する。
ＲＯＭライタ３２は、調整対象の液晶パネル１０のＲＯＭ５１に、画像補正テーブルを書き込む。

画質調整装置２０は、液晶パネル１０の画質を調整するための補正値を算出する処理を実行するコンピュータ端末である。この画質調整装置２０は、制御部２１、補正情報記憶部２２及びディスプレイを備える。このディスプレイは、液晶パネル１０の調整工程の管理者が、調整状況等を確認するために用いられる。

制御部２１は、制御手段としてのＣＰＵ、ＲＡＭ及びＲＯＭ等を有し、後述する処理（管理段階、補正データ生成段階、外光監視段階等を含む処理）を行なう。このための補正データ作成プログラムを実行することにより、制御部２１は、管理手段２１１、補正データ生成手段２１２、外光監視手段２１３として機能する。

管理手段２１１は、液晶パネル１０の調整工程を管理する処理を実行する。具体的には、バックライトの消灯指示、テストパターン発生装置３１に対する測定開始指示、ＲＯＭライタ３２に対する補正データの書き込み指示等を供給する。一方、調整工程において問題を検知した場合には、測定の中止指示を出力する。

補正データ生成手段２１２は、調整対象製品の特性情報に対応した補正情報を生成する処理を実行する。具体的には、液晶パネル１０に表示された画像に基づいて補正値を算出し、算出した補正値により構成された画像補正テーブルを補正情報記憶部２２に記録する。

外光監視手段２１３は、測定エリアＡが測定に適した環境かどうかを判定する処理を実行する。具体的には、測定開始前や各画素の輝度むらの測定時において、測定エリアＡに外光が入ってきていないかどうかを判定する。この外光は、測定エリアＡの外から侵入してくる光だけではなく、測定エリアＡ内の照明等も含まれる。

補正情報記憶部２２は、各液晶パネル１０の画像を補正するための補正データ（画像補正テーブル）を記憶する。この補正データは、画質調整装置２０から画像補正テーブルを取得した場合に登録される。この補正情報記憶部２２には、この液晶パネル１０のＲＯＭ５１に書き込むための補正データ（所定の階調毎に表示むらを抑制するための画像補正テーブル）が一時的に記憶される。

画質調整装置２０のディスプレイは、液晶パネル１０の調整工程の管理者が、調整状況等を確認するために用いられる。具体的には、このディスプレイには、後述するエラー処理を行なった場合に、メッセージが出力される。

上記のシステムを用いて、液晶パネル１０のパネル評価を行なう処理（図２）について説明する。
（補正データ生成処理）
この補正データの生成処理は、画質調整装置２０を用いて行なわれる。

まず、画質調整装置２０の制御部２１は、パネル検知処理を実行する（ステップＳ１）。具体的には、液晶パネル１０を搭載したパレットを測定エリアＡに搬入する。そして、テストパターン発生装置３１、ＲＯＭライタ３２を液晶パネル１０に接続する。更に、撮影カメラ３０を、液晶パネル１０の正面に配置する。そして、画質調整装置２０に処理開始を入力する。この場合、制御部２１の管理手段２１１は、テストパターン発生装置３１、ＲＯＭライタ３２が液晶パネル１０に接続されているかどうかを確認し、接続されている場合には、測定を開始する。

次に、画質調整装置２０の制御部２１は、バックライトＯＦＦ処理を実行する（ステップＳ２）。具体的には、制御部２１の管理手段２１１が、液晶パネル１０に対して、バックライトの消灯指示を供給する。これにより、液晶パネル１０は、バックライトを消灯する。

次に、画質調整装置２０の制御部２１は、写り込みがあるかどうかについての判定処理を実行する（ステップＳ３）。具体的には、制御部２１の管理手段２１１は、外光監視手段２１３に対して写り込みの有無の確認を指示する。この場合、外光監視手段２１３は、撮影カメラ３０を用いて、液晶パネル１０の表面画像を取得する。ここで、この表面画像における反射光により、基準値以上の輝度測定値を検知した場合には、外光監視手段２１３は外光の写り込みがあると判定する。そして、外光監視手段２１３は、管理手段２１１に対して、写り込みの有無を含む判定結果を供給する。

写り込みがあると判定した場合（ステップＳ３において「ＹＥＳ」の場合）、画質調整装置２０の制御部２１は、エラー処理を実行する（ステップＳ９）。具体的には、制御部２１の管理手段２１１は、ディスプレイに測定を中止することを示したメッセージを出力する。

一方、写り込みがないと判定した場合（ステップＳ３において「ＮＯ」の場合）、画質調整装置２０の制御部２１は、むら消し調整を開始する（ステップＳ４）。具体的には、制御部２１の管理手段２１１が、補正データ生成手段２１２に対して、補正データの生成の開始を指示する。

そして、画質調整装置２０の制御部２１は、調整を終了したかどうかについての判定処理を実行する（ステップＳ５）。具体的には、制御部２１の管理手段２１１が、補正データ生成手段２１２から測定の進捗状況を取得する。

調整を終了していない場合（ステップＳ５において「ＮＯ」の場合）には、画質調整装置２０の制御部２１は、測定処理を実行する（ステップＳ６）。具体的には、制御部２１の補正データ生成手段２１２が、テストパターン発生装置３１に対して、調整対象階調の画像出力を行なうためのＲＧＢ信号の出力を指示する。ここでは、調整対象階調において、液晶パネル１０全面に対して、Ｒ信号値、Ｇ信号値、Ｂ信号値が同じ信号（共通する信号値）を用いる。この指示に応じて、テストパターン発生装置３１は、調整対象階調となる８ｂｉｔのＲＧＢ信号を液晶パネル１０に供給する。

そして、液晶パネル１０は、これに応じて調整対象階調のグレー画像を出力する。この場合、液晶においてセルギャップのむらや、バックライトの明るさにむらがある場合には、液晶パネル１０において、これらのむらが重畳された表示むらが生じる。ここで、撮影カメラ３０は、表示むらが重畳された画像を撮影する。

そして、補正データ生成手段２１２は、液晶パネル１０を撮影した出力画像データを撮影カメラ３０から取り込む。そして、補正データ生成手段２１２は、この出力画像データを、８×８ピクセルから構成されたブロック毎の輝度分布に変換する。

次に、補正データ生成手段２１２は、フィルタリング処理を実行する。具体的には、補正データ生成手段２１２は、取得した出力画像データに対してバンドパスフィルタリングを行なうことにより、バンドパスデータを算出する。このバンドパスデータは、液晶パネル１０の面内の輝度分布に応じて、低周波成分や高周波成分を除いた分布から構成される。

次に、画質調整装置２０の制御部２１は、補正データ生成処理を実行する（ステップＳ７）。具体的には、制御部２１の補正データ生成手段２１２が、バンドパスデータを反転させた画像補正テーブルを生成する。ここでは、具体的には、予め設定された階調（基準階調）毎に、液晶パネル１０上の補正値の分布を算出する。本実施形態では、８ｂｉｔで表現される信号値において所定数（例えば、１０段階）の基準階調を用いる。そして、基準階調に対応した調整対象階調を１段階毎に順次変更し、調整対象階調毎に画像補正テーブルを生成する。更に、補正情報生成手段は、調整を行なった基準階調を特定する識別子に関連付けて画像補正テーブルを補正情報記憶部２２に一時記憶する。

次に、画質調整装置２０の制御部２１は、明るさの変動の有無についての判定処理を実行する（ステップＳ８）。具体的には、制御部２１の外光監視手段２１３が、測定処理（ステップＳ６）や補正データ生成処理（ステップＳ７）において、テストパターン発生装置３１から液晶パネル１０に対して同じ画像信号（調整対象階調信号）が供給されている間に、撮影カメラ３０において連続的或いは定期的に撮影を行ない、液晶パネル１０の画面上に輝度変化が生じたかどうかを判定する。画像の輝度変化が生じた場合には、明るさの変動があったと判定する。

明るさの変動があったと判定した場合（ステップＳ８において「ＹＥＳ」の場合）には、画質調整装置２０の制御部２１は、エラー処理を実行する（ステップＳ９）。具体的には、制御部２１の管理手段２１１が、各画素の輝度むらの測定を中止し、ディスプレイにアラームを出力する。

明るさの変動がなかったと判定した場合（ステップＳ８において「ＮＯ」の場合）には、画質調整装置２０の制御部２１は、ステップＳ５以降の処理を継続する。
一方、調整を終了した場合（ステップＳ５において「ＹＥＳ」の場合）には、画質調整装置２０の制御部２１は、補正データの書き込み処理を実行する（ステップＳ１０）。具体的には、制御部２１の管理手段２１１が、ＲＯＭライタ３２に対して、補正情報記憶部２２から抽出した画像補正テーブルを供給する。この場合、ＲＯＭライタ３２は、液晶パネル１０のＲＯＭ５１に画像補正テーブルを書き込む。これにより、ＲＯＭ５１には、基準階調毎に、液晶パネル１０の面内のブロック位置（ｘｙ座標）に対して補正値の分布が記録される。

本実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１） 本実施形態では、画質調整装置２０の制御部２１は、バックライトＯＦＦ処理を実行する（ステップＳ２）。次に、画質調整装置２０の制御部２１は、写り込みがあるかどうかについての判定処理を実行する（ステップＳ３）。写り込みがあると判定した場合（ステップＳ３において「ＹＥＳ」の場合）、画質調整装置２０の制御部２１は、エラー処理を実行する（ステップＳ９）。液晶パネル１０の画面に外光の写り込みがある場合には、的確でない補正データを生成してしまう可能性がある。このため、測定の開始前に、外光の写り込みの有無を判定することにより、的確な補正データを生成することができる。そして、外光の写り込みがある場合には、管理者に対して注意を喚起することができる。

（２） 本実施形態では、画質調整装置２０の制御部２１は、むら消し調整における測定処理（ステップＳ６）や補正データ生成処理（ステップＳ７）の実行中に、明るさの変動があったかどうかについての判定処理を実行する（ステップＳ８）。これにより、液晶パネル１０の調整途中に外光が写り込んだ場合には、処理を中止することができ、的確な補正データを生成することができる。

また、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・ 上記実施形態においては、画質調整装置２０の制御部２１は、写り込みがあるかどうかについての判定処理を実行する（ステップＳ３）。更に、画質調整装置２０の制御部２１は、明るさの変動があったかどうかについての判定処理を実行する（ステップＳ８）。この場合、撮影カメラ３０を用いて、外光の写り込みや明るさの変動を検知する。これに加えて、撮影カメラ３０とは別に明るさを検知する照度センサ（測定手段）を用いることも可能である。この場合にも、照度センサが明るさの変動を検知した場合には、エラー処理を実行する。これにより、測定エリアＡにおける外光の有無を常時、監視することができる。

・ 上記実施形態においては、明るさの変動があったと判定した場合（ステップＳ８において「ＹＥＳ」の場合）には、画質調整装置２０の制御部２１は、エラー処理を実行する（ステップＳ９）。具体的には、制御部２１の管理手段２１１が、測定を中止し、ディスプレイにアラームを出力する。ここで、外光の写り込みが一時的なものである場合には、再測定するようにしてもよい。具体的には、画質調整装置２０の制御部２１の管理手段２１１は、外光の写り込みの有無を確認する。写り込みがない場合には、管理手段２１１は、明るさの変動を検知する前のステップ（例えば、変動を検知したときの階調範囲）までの画像データをリセットし、テストパターン発生装置３１に対して、改めてリセットした画像信号の範囲からの信号出力を指示する。そして、この範囲のむら消し調整（測定、補正データの生成）を再実行する。なお、外光の写り込みが継続している場合には、むら消し調整を中止する。これにより、外光の写り込みが一時的である場合には、効率的に測定し直すことができる。

・ 上記実施形態においては、画質調整装置２０の制御部２１は、バックライトＯＦＦ処理を実行する（ステップＳ２）。そして、写り込みがないと判定した場合（ステップＳ３において「ＮＯ」の場合）、画質調整装置２０の制御部２１は、むら消し調整を開始する（ステップＳ４）。ここで、バックライトＯＦＦ処理（ステップＳ２）、写り込みの有無の判定処理（ステップＳ３）を、各階調の輝度測定の合間に行なうようにしてもよい。
具体的には、制御部２１の管理手段２１１は、異なる階調の輝度を測定する場合には、バックライトＯＦＦ処理を実行し、外光の写り込みの有無を確認する。これにより、外光の写り込みを確実に検知して、測定を行なうことができる。

・ 上記実施形態においては、画質調整装置２０の制御部２１は、パネル検知処理を実行する（ステップＳ１）。これに代えて、液晶パネル１０をパレットに搭載し、測定エリアＡに自動搬送するようにしてもよい。この場合には、バックライトＯＦＦ処理により、管理手段２１１において写り込みがないことを確認した場合に、むら消し調整を開始する。

１０…液晶パネル、２０…画質調整装置、２１…制御部、２２…補正情報記憶部、３０…撮影カメラ、３１…テストパターン発生装置、３２…ＲＯＭライタ、５０…補正回路、５１…ＲＯＭ。

Claims (4)

1. 表示パネルに表示させる画像信号を供給するとともに、表示パネルに表示された各画素の輝度を測定する測定手段から測定値を取得する制御手段を備えたパネル評価システムであって、
   前記制御手段が、
   前記測定手段から、外光が遮蔽された暗室である測定エリアに設置された前記表示パネルがバックライト消灯状態での輝度の測定値を取得する手段と、
   前記測定値が基準値以上の場合には外光の写り込みがあると判断して、各画素の輝度むらの測定の中止指示を出力し、
   前記基準値未満の場合には外光の写り込みがないと判断して、各画素の輝度むらを測定するための画像信号を前記表示パネルに供給し、前記測定手段により、この画像信号に対応した輝度を測定する表示パネル測定処理を実行する手段と、
   前記表示パネル測定処理の実行後に、該表示パネルに対して同じ画像信号を供給しているときに、明るさの変動があったかどうかについての判定処理を実行し、明るさの変動を検知した場合にはエラー処理を実行する手段と
   を備えたことを特徴とするパネル評価システム。
2. 前記エラー処理は、各画素の輝度むらの測定の中止指示を出力することを特徴とする請求項１に記載のパネル評価システム。
3. 前記エラー処理の後、予め定められた範囲の測定結果をリセットし、この範囲の画像信号を前記表示パネルに再度供給し、再測定を行なうことを特徴とする請求項２に記載のパネル評価システム。
4. 表示パネルに表示させる画像信号を供給するとともに、表示パネルに表示された各画素の輝度を測定する測定手段から測定値を取得する制御手段を備えたパネル評価システムを用いて、表示パネルを評価する方法であって、
   前記制御手段が、
   前記測定手段から、外光が遮蔽された暗室である測定エリアに設置された前記表示パネルがバックライト消灯状態での輝度の測定値を取得する段階と、
   前記測定値が基準値以上の場合には外光の写り込みがあると判断して、各画素の輝度むらの測定の中止指示を出力し、
   前記基準値未満の場合には外光の写り込みがないと判断して、各画素の輝度むらを測定するための画像信号を前記表示パネルに供給し、前記測定手段により、この画像信号に対応した輝度を測定する表示パネル測定処理を実行する段階と、
   前記表示パネル測定処理の実行後に、該表示パネルに対して同じ画像信号を供給しているときに、明るさの変動があったかどうかについての判定処理を実行し、明るさの変動を検知した場合にはエラー処理を実行する段階と
   を実行することを特徴とするパネル評価方法。

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