JP7059730B2 - 検査装置及び検査方法 - Google Patents

Description

本発明は、液晶表示デバイス等の表示装置を検査する検査装置及び検査方法に関する。

表示装置として液晶表示デバイスが用いられている。液晶表示デバイスは、画素ごとに液晶を駆動させて画像を表示する液晶表示部を有する。通常、液晶表示デバイスは、液晶表示部の傷、異物の付着、画素不良等の有無が検査される。特許文献１には、カメラで液晶表示部を検査する検査装置及び検査方法が記載されている。

特開平７－２１８４４７号公報

液晶表示部等に異物が付着している場合、従来の検査装置及び検査方法では、検査後に液晶表示デバイスを分解して異物を解析することにより、異物を特定する。従って、従来の検査装置及び検査方法では、破壊検査により異物を解析するため、検査結果が得られるまでに長時間を要する。その結果、異物に対する対策が遅れることにより、異物によって不良となる液晶表示デバイスが製造され続けてしまう場合がある。

本発明は、非破壊検査により異物を特定することで異物に対して早期に対策することができる検査装置及び検査方法を提供することを目的とする。

本発明は、可視光である第１の照明光を検査対象に照射する第１の光源と、赤外光である第２の照明光を前記検査対象に照射する第２の光源と、前記第１の照明光が照射されている状態の前記検査対象を可視光検査画像として撮像する第１の撮像装置と、前記第２の照明光が照射されている状態の前記検査対象を赤外光検査画像として撮像する第２の撮像装置と、前記可視光検査画像または前記赤外光検査画像に基づいて前記検査対象に付着している異物を検出し、前記可視光検査画像と前記赤外光検査画像とを比較することによって前記異物を特定する判定部とを備えることを特徴とする検査装置を提供する。

また、本発明は、可視光である第１の照明光を検査対象に照射し、赤外光である第２の照明光を前記検査対象に照射し、前記第１の照明光が照射されている状態の前記検査対象を可視光検査画像として撮像し、前記第２の照明光が照射されている状態の前記検査対象を赤外光検査画像として撮像し、前記可視光検査画像または前記赤外光検査画像に基づいて前記検査対象に付着している異物を検出し、前記可視光検査画像と前記赤外光検査画像とを比較することによって前記異物を特定することを特徴とする検査方法を提供する。

本発明の検査装置及び検査方法によれば、非破壊検査により異物を特定することで異物に対して早期に対策することができる。

第１実施形態の検査装置を示す構成図である。 可視光検査画像の一例を示す図である。 赤外光検査画像の一例を示す図である。 可視光検査画像と赤外光検査画像との差分の一例を示す図である。 第１実施形態の検査装置による検査方法の一例を示すフローチャートである。 第２実施形態の検査装置を示す構成図である。 第２実施形態の検査装置による検査方法の一例を示すフローチャートである。 第３実施形態の検査装置を示す構成図である。 液晶表示デバイスの画素領域の一部を拡大した平面図である。 液晶表示デバイスの画素領域の一部を拡大した側面図である。 第３実施形態の検査装置による検査方法の一例を示すフローチャートである。

［第１実施形態］
図１を用いて、第１実施形態の検査装置の構成例を説明する。第１実施形態では、検査対象の表示装置を、一例として反射型の液晶表示デバイスとする場合を説明する。

図１に示すように、第１実施形態の検査装置１００は、光源１０１及び１０２と、撮像装置１０３及び１０４と、画像処理部１１１と、判定部１１２と、記録部１１３と、表示部１１４とを備える。光源１０１は第１実施形態における第１の光源である。光源１０２は第１実施形態における第２の光源である。撮像装置１０３は第１実施形態における第１の撮像装置である。撮像装置１０４は第１実施形態における第２の撮像装置である。

画像処理部１１１、及び、判定部１１２は、回路等のハードウェア、または、ＣＰＵ（Central Processing Unit）により実行されるソフトウェア（コンピュータプログラム）のいずれかによって構成されていてもよいし、ハードウェアとソフトウェアとを組み合わせた構成としてもよい。記録部１１３として、ハードディスク、または、固体メモリ等の記録媒体を用いてもよい。表示部１１４として液晶表示モニタ等の表示装置を用いてもよい。なお、検査装置１００は表示部１１４を備えていなくてもよく、外部の表示装置を用いてもよい。

図１に示すように、検査対象である液晶表示デバイス１は駆動基板２を有する。駆動基板２は複数の画素が配置されている画素領域３を有する。液晶表示デバイス１には、外部から画像データＩＤが入力される。駆動基板２は、画像データＩＤに対応する駆動電圧を各画素に印加することにより、液晶を画素ごとに駆動させる。これにより、画素領域３には画像データＩＤに対応する画像が表示される。

光源１０１は、赤色光成分と緑色光成分と青色光成分とを含む可視光の照明光ＩＬＶ１を、液晶表示デバイス１の画素領域３に照射する。照明光ＩＬＶ１は第１実施形態における第１の照明光である。光源１０１は、カラーフィルタ等の光学部材により、赤色光、緑色光、及び、青色光をそれぞれ照明光ＩＬＶ１として液晶表示デバイス１に照射することができる。光源１０１として高圧水銀ランプを用いてもよい。

光源１０２は、赤外光の照明光ＩＬＦ１を液晶表示デバイス１の画素領域３に照射する。照明光ＩＬＦ１は第１実施形態における第２の照明光である。例えば、液晶表示デバイス１を構成する駆動基板２がシリコン基板である場合、照明光ＩＬＦ１は、中心波長が１１００ｎｍ±１００ｎｍの範囲内の赤外光であることが望ましく、中心波長が１１００ｎｍの赤外光であることがさらに望ましい。光源１０２としてハロゲンランプを用いてもよい。

撮像装置１０３は、照明光ＩＬＶ１が照射されている状態の液晶表示デバイス１を可視光検査画像ＶＩＧ１として撮像する。例えば、撮像装置１０３は、液晶表示デバイス１により反射された照明光ＩＬＶ１を可視光検査画像ＶＩＧ１として撮像する。撮像装置１０３として、可視光を撮像できるカメラを用いてもよい。画像データＩＤに基づいて画素領域３が黒表示となっている場合、撮像装置１０３は、画素領域３に表示されている黒画像の可視光検査画像ＶＩＧ１を撮像する。

画像データＩＤに基づいて画素領域３が白表示となっている場合、撮像装置１０３は、画素領域３に表示されている白画像の可視光検査画像ＶＩＧ１を撮像する。画像データＩＤに基づいて画素領域３が中間階調表示となっている場合、撮像装置１０３は、画素領域３に表示されている中間階調画像の可視光検査画像ＶＩＧ１を撮像する。

画素領域３の各画素の階調数が２５６である場合、撮像装置１０３は、例えば、階調値が０である黒画像、階調値が２５５である白画像、及び、階調値が１２７である中間階調画像を可視光検査画像ＶＩＧ１としてそれぞれ撮像する。画像データＩＤに基づいて画素領域３にパターン化された画像が表示されている場合、撮像装置１０３は、パターン化された画像を可視光検査画像ＶＩＧ１として撮像する。撮像装置１０３は、可視光検査画像ＶＩＧ１を画像処理部１１１へ出力する。

撮像装置１０４は、照明光ＩＬＦ１が照射されている状態の液晶表示デバイス１を赤外光検査画像ＩＲＧ１として撮像する。例えば、撮像装置１０４は、液晶表示デバイス１により反射された照明光ＩＬＦ１を赤外光検査画像ＩＲＧ１として撮像する。撮像装置１０４として、赤外光を撮像できるカメラを用いてもよい。光源１０２は、光量または光強度の異なる複数の赤外光を照明光ＩＬＦ１として液晶表示デバイス１の画素領域３にそれぞれ照射するようにしてもよい。

撮像装置１０４は、液晶表示デバイス１により反射された光量または光強度の異なる複数の照明光ＩＬＦ１を赤外光検査画像ＩＲＧ１としてそれぞれ撮像する。撮像装置１０４は、赤外光検査画像ＩＲＧ１を画像処理部１１１へ出力する。撮像装置１０３または１０４は、可視光検査画像ＶＩＧ１または赤外光検査画像ＩＲＧ１を分割して分割領域ごとに撮像してもよいし、分割せずに全画像として撮像してもよい。

図１は、液晶表示デバイス１の画素領域３に異物ＦＭａと異物ＦＭｂとが付着している状態を示している。図２Ａは可視光検査画像ＶＩＧ１を示している。図２Ｂは赤外光検査画像ＩＲＧ１を示している。図２Ｃは可視光検査画像ＶＩＧ１と赤外光検査画像ＩＲＧ１との差分ＤＲ１を示している。

例えば、駆動基板２がシリコン基板であり、異物ＦＭａがシリコン、または、酸化シリコン等のシリコン化合物であり、異物ＦＭｂが金属または金属化合物である場合、図２Ａに示すように、可視光検査画像ＶＩＧ１には異物ＦＭａと異物ＦＭｂとが撮像される。赤外光の照明光ＩＬＦ１は異物ＦＭａ、及び、液晶表示デバイス１を透過する。従って、図２Ｂに示すように、赤外光検査画像ＩＲＧ１には異物ＦＭａは撮像されず、異物ＦＭｂのみが撮像される。

画像処理部１１１は、可視光検査画像ＶＩＧ１、及び、赤外光検査画像ＩＲＧ１を記録部１１３に記録する。画像処理部１１１は、図２Ｃに示すように、可視光検査画像ＶＩＧ１と赤外光検査画像ＩＲＧ１との差分ＤＲ１を検出する。画像処理部１１１は、可視光検査画像ＶＩＧ１、赤外光検査画像ＩＲＧ１、及び、差分ＤＲ１を判定部１１２へ出力する。画像処理部１１１は差分ＤＲ１を記録部１１３に記録してもよい。

判定部１１２は、可視光検査画像ＶＩＧ１、赤外光検査画像ＩＲＧ１、または、差分ＤＲ１に基づいて、液晶表示デバイス１の画素領域３に付着している異物ＦＭａ及びＦＭｂを検出する。

判定部１１２は、可視光検査画像ＶＩＧ１と赤外光検査画像ＩＲＧ１とを比較する。例えば、異物ＦＭａは可視光検査画像ＶＩＧ１では撮像され、赤外光検査画像ＩＲＧ１では撮像されていないため、差分ＤＲ１が生じる。判定部１１２は、差分ＤＲ１に基づいて、異物ＦＭａが赤外光に対して透過性を有する材料であると判定する。

液晶表示デバイス１を製造する過程に基づいて、赤外光に対して透過性を有する材料を特定することができる。液晶表示デバイス１を製造する過程で生じる異物において、赤外光に対して透過性を有する材料は、例えばシリコン、または、酸化シリコン等のシリコン化合物である。判定部１１２は、差分ＤＲ１に基づいて、異物ＦＭａがシリコン、または、酸化シリコン等のシリコン化合物であると判定する。

異物ＦＭｂは可視光検査画像ＶＩＧ１、及び、赤外光検査画像ＩＲＧ１に撮像されているため、差分ＤＲ１が生じない。判定部１１２は、差分ＤＲ１が抽出されないことから、異物ＦＭｂがシリコン及び酸化シリコン等のシリコン化合物以外の物質、例えば金属または金属化合物であると判定する。判定部１１２は、判定結果を表示部１１４に表示させる。

判定部１１２は、異物ＦＭａ及びＦＭｂの検出頻度を計測する。判定部１１２は、所定の検出頻度以上の異物ＦＭａまたはＦＭｂを組織的な不良と判定し、表示部１１４に警告メッセージを表示させたり、警報を発信させたりするようにしてもよい。なお、画像処理部１１１が可視光検査画像ＶＩＧ１と赤外光検査画像ＩＲＧ１とを判定部１１２へ出力し、判定部１１２が差分ＤＲ１を検出するようにしてもよい。

図３に示すフローチャートを用いて、第１実施形態の検査装置１００による液晶表示デバイス１の検査方法の一例を説明する。光源１０１は、図３に示すフローチャートのステップＳ１１にて、可視光である照明光ＩＬＶ１を、検査対象である液晶表示デバイス１の画素領域３に照射する。光源１０２は、ステップＳ１２にて、赤外光である照明光ＩＬＦ１を液晶表示デバイス１の画素領域３に照射する。ステップＳ１１とステップＳ１２とを任意のタイミングで実行してもよい。

撮像装置１０３は、ステップＳ１３にて、照明光ＩＬＶ１が照射されている状態の液晶表示デバイス１を可視光検査画像ＶＩＧ１として撮像する。具体的には、撮像装置１０３は、液晶表示デバイス１により反射された照明光ＩＬＶ１を可視光検査画像ＶＩＧ１として撮像する。さらに撮像装置１０３は可視光検査画像ＶＩＧ１を画像処理部１１１へ出力する。

撮像装置１０４は、ステップＳ１４にて、照明光ＩＬＦ１が照射されている状態の液晶表示デバイス１を赤外光検査画像ＩＲＧ１として撮像する。具体的には、撮像装置１０４は、液晶表示デバイス１により反射された照明光ＩＬＦ１を赤外光検査画像ＩＲＧ１として撮像する。さらに撮像装置１０４は赤外光検査画像ＩＲＧ１を画像処理部１１１へ出力する。ステップＳ１３及びＳ１４はステップＳ１１及びＳ１２のタイミングに応じて実行される。

画像処理部１１１は、ステップＳ１５にて、可視光検査画像ＶＩＧ１と赤外光検査画像ＩＲＧ１との差分ＤＲ１を検出する。画像処理部１１１は、ステップＳ１６にて、可視光検査画像ＶＩＧ１、及び、赤外光検査画像ＩＲＧ１を記録部１１３に記録する。画像処理部１１１は、可視光検査画像ＶＩＧ１、赤外光検査画像ＩＲＧ１、及び、差分ＤＲ１を判定部１１２へ出力する。なお、画像処理部１１１は、ステップＳ１６にて、差分ＤＲ１を記録部１１３に記録してもよい。

判定部１１２は、ステップＳ１７にて、可視光検査画像ＶＩＧ１、赤外光検査画像ＩＲＧ１、または、差分ＤＲ１に基づいて、液晶表示デバイス１の画素領域３に付着している異物ＦＭａ及びＦＭｂを検出する。判定部１１２は、ステップＳ１８にて、可視光検査画像ＶＩＧ１と赤外光検査画像ＩＲＧ１とを比較し、差分ＤＲ１に基づいて異物ＦＭａ及びＦＭｂを特定する。判定部１１２は、ステップＳ１９にて、判定結果を表示部１１４に表示させる。

オペレータは、ステップＳ１７の検出結果またはステップＳ１８の判定結果に応じて、ステップＳ２０にて、液晶表示デバイス１が用いられる表示装置と同じ光学系を用いて、可視光検査画像ＶＩＧ１をスクリー等へ投影し、目視で検査するようにしてもよい。検査装置１００による検査とオペレータによる目視検査とを併用することにより、液晶表示デバイス１に対する検査精度を向上させることができる。

第１実施形態の検査装置１００及び検査方法では、検査対象の液晶表示デバイス１に対して反射画像である可視光検査画像ＶＩＧ１と赤外光検査画像ＩＲＧ１とを撮像する。第１実施形態の検査装置１００及び検査方法では、可視光検査画像ＶＩＧ１と赤外光検査画像ＩＲＧ１との差分ＤＲ１を抽出し、差分ＤＲ１に基づいて液晶表示デバイス１の画素領域３に付着している異物ＦＭａ及びＦＭｂを特定する。従って、第１実施形態の検査装置１００及び検査方法によれば、非破壊検査により異物を特定することで異物に対して早期に対策することができる。

［第２実施形態］
図４を用いて、第２実施形態の検査装置の構成例を説明する。第２実施形態では、検査対象の表示装置を、一例として反射型の液晶表示デバイスとする場合を説明する。

図４に示すように、第２実施形態の検査装置２００は、光源２０１及び２０２と、撮像装置２０３及び２０４と、画像処理部２１１と、判定部２１２と、記録部２１３と、表示部２１４とを備える。光源２０１は第２実施形態における第１の光源である。光源２０２は第２実施形態における第２の光源である。撮像装置２０３は第２実施形態における第１の撮像装置である。撮像装置２０４は第２実施形態における第２の撮像装置である。

光源２０１及び２０２は光源１０１及び１０２に対応する。撮像装置２０３及び２０４は撮像装置１０３及び１０４に対応する。画像処理部２１１、判定部２１２、記録部２１３、及び、表示部２１４は、画像処理部１１１、判定部１１２、記録部１１３、及び、表示部１１４に対応する。第２実施形態の検査装置２００は、第１実施形態の検査装置１００と比較して、光源２０２と撮像装置２０４との位置関係が光源１０２と撮像装置１０４との位置関係と異なる。

画像処理部２１１、及び、判定部２１２は、回路等のハードウェア、または、ＣＰＵにより実行されるソフトウェア（コンピュータプログラム）のいずれかによって構成されていてもよいし、ハードウェアとソフトウェアとを組み合わせた構成としてもよい。記録部２１３として、ハードディスク、または、固体メモリ等の記録媒体を用いてもよい。表示部２１４として液晶表示モニタ等の表示装置を用いてもよい。なお、検査装置２００は表示部２１４を備えていなくてもよく、外部の表示装置を用いてもよい。

液晶表示デバイス１には、外部から画像データＩＤが入力される。液晶表示デバイス１の駆動基板２は、画像データＩＤに対応する駆動電圧を各画素に印加することにより、液晶を画素ごとに駆動させる。これにより、画素領域３には画像データＩＤに対応する画像が表示される。

光源２０１は、赤色光成分と緑色光成分と青色光成分とを含む可視光である照明光ＩＬＶ２を、検査対象である液晶表示デバイス１の画素領域３に照射する。照明光ＩＬＶ２は第２実施形態における第１の照明光である。光源２０１は、カラーフィルタ等の光学部材により、赤色光、緑色光、及び、青色光をそれぞれ照明光ＩＬＶ２として液晶表示デバイス１に照射することができる。光源２０１として高圧水銀ランプを用いてもよい。

光源２０２は、赤外光である照明光ＩＬＦ２を液晶表示デバイス１の画素領域３に照射する。照明光ＩＬＦ２は第２実施形態における第２の照明光である。例えば、液晶表示デバイス１を構成する駆動基板２がシリコン基板である場合、照明光ＩＬＦ２は、中心波長が１１００ｎｍ±１００ｎｍの範囲内の赤外光であることが望ましく、中心波長が１１００ｎｍの赤外光であることがさらに望ましい。光源２０２としてハロゲンランプを用いてもよい。

撮像装置２０３は、照明光ＩＬＶ２が照射されている状態の液晶表示デバイス１を可視光検査画像ＶＩＧ２として撮像する。例えば、撮像装置２０３は、液晶表示デバイス１により反射された照明光ＩＬＶ２を可視光検査画像ＶＩＧ２として撮像する。撮像装置２０３として、可視光を撮像できるカメラを用いてもよい。画像データＩＤに基づいて画素領域３が黒表示となっている場合、撮像装置２０３は、画素領域３に表示されている黒画像の可視光検査画像ＶＩＧ２を撮像する。

画像データＩＤに基づいて画素領域３が白表示となっている場合、撮像装置２０３は、画素領域３に表示されている白画像の可視光検査画像ＶＩＧ２を撮像する。画像データＩＤに基づいて画素領域３が中間階調表示となっている場合、撮像装置２０３は、画素領域３に表示されている中間階調画像の可視光検査画像ＶＩＧ２を撮像する。

画素領域３の各画素の階調数が２５６である場合、撮像装置２０３は、例えば、階調値が０である黒画像、階調値が２５５である白画像、及び、階調値が１２７である中間階調画像を可視光検査画像ＶＩＧ２としてそれぞれ撮像する。画像データＩＤに基づいて画素領域３にパターン化された画像が表示されている場合、撮像装置２０３は、パターン化された画像を可視光検査画像ＶＩＧ２として撮像する。撮像装置２０３は、可視光検査画像ＶＩＧ２を画像処理部２１１へ出力する。

撮像装置２０４は、照明光ＩＬＦ２が照射されている状態の液晶表示デバイス１を赤外光検査画像ＩＲＧ２として撮像する。赤外光である照明光ＩＬＦ２は液晶表示デバイス１を透過する。例えば、撮像装置２０４は、液晶表示デバイス１を透過した照明光ＩＬＦ２を赤外光検査画像ＩＲＧ２として撮像する。撮像装置２０４として、赤外光を撮像できるカメラを用いてもよい。光源２０２は、光量または光強度の異なる複数の赤外光を照明光ＩＬＦ２として液晶表示デバイス１の画素領域３にそれぞれ照射するようにしてもよい。

撮像装置２０４は、液晶表示デバイス１を透過した光量または光強度の異なる複数の照明光ＩＬＦ２を赤外光検査画像ＩＲＧ２としてそれぞれ撮像する。撮像装置２０４は、赤外光検査画像ＩＲＧ２を画像処理部２１１へ出力する。撮像装置２０３または２０４は、可視光検査画像ＶＩＧ２または赤外光検査画像ＩＲＧ２を分割して分割領域ごとに撮像してもよいし、分割せずに全画像として撮像してもよい。

図４は、液晶表示デバイス１の画素領域３に異物ＦＭａと異物ＦＭｂとが付着している状態を示している。図２Ａは可視光検査画像ＶＩＧ２を示している。図２Ｂは赤外光検査画像ＩＲＧ２を示している。図２Ｃは可視光検査画像ＶＩＧ２と赤外光検査画像ＩＲＧ２との差分ＤＲ２を示している。

例えば、駆動基板２がシリコン基板であり、異物ＦＭａがシリコン、または、酸化シリコン等のシリコン化合物であり、異物ＦＭｂが金属または金属化合物である場合、図２Ａに示すように、可視光検査画像ＶＩＧ２には異物ＦＭａと異物ＦＭｂとが撮像される。赤外光の照明光ＩＬＦ２は異物ＦＭａ、及び、液晶表示デバイス１を透過するため、図２Ｂに示すように、赤外光検査画像ＩＲＧ２には異物ＦＭａは撮像されず、異物ＦＭｂのみが撮像される。

画像処理部２１１は、可視光検査画像ＶＩＧ２、及び、赤外光検査画像ＩＲＧ２を記録部２１３に記録する。画像処理部２１１は、可視光検査画像ＶＩＧ２と赤外光検査画像ＩＲＧ２との差分ＤＲ２を検出する。画像処理部２１１は、可視光検査画像ＶＩＧ２、赤外光検査画像ＩＲＧ２、及び、差分ＤＲ２を判定部２１２へ出力する。画像処理部２１１は差分ＤＲ２を記録部２１３に記録してもよい。

判定部２１２は、可視光検査画像ＶＩＧ２、赤外光検査画像ＩＲＧ２、または、差分ＤＲ２に基づいて、液晶表示デバイス１の画素領域３に付着している異物ＦＭａ及びＦＭｂを検出する。判定部２１２は、可視光検査画像ＶＩＧ２と赤外光検査画像ＩＲＧ２とを比較する。例えば、異物ＦＭａは可視光検査画像ＶＩＧ２では撮像され、赤外光検査画像ＩＲＧ２では撮像されていないため、差分ＤＲ２が生じる。判定部２１２は、差分ＤＲ２に基づいて、異物ＦＭａが赤外光に対して透過性を有する材料であると判定する。

液晶表示デバイス１を製造する過程に基づいて、赤外光に対して透過性を有する材料を特定することができる。液晶表示デバイス１を製造する過程で生じる異物において、赤外光に対して透過性を有する材料は、例えばシリコン、または、酸化シリコン等のシリコン化合物である。判定部２１２は、差分ＤＲ２に基づいて、異物ＦＭａがシリコン、または、酸化シリコン等のシリコン化合物であると判定する。

異物ＦＭｂは可視光検査画像ＶＩＧ２、及び、赤外光検査画像ＩＲＧ２に撮像されているため、差分ＤＲ２が生じない。判定部２１２は、差分ＤＲ２が抽出されないことから、異物ＦＭｂがシリコン及び酸化シリコン等のシリコン化合物以外の物質、例えば金属または金属化合物であると判定する。判定部２１２は、判定結果を表示部２１４に表示させる。

判定部２１２は、異物ＦＭａ及びＦＭｂの検出頻度を計測する。判定部２１２は、所定の検出頻度以上の異物ＦＭａまたはＦＭｂを組織的な不良と判定し、表示部２１４に警告メッセージを表示させたり、警報を発信させたりするようにしてもよい。なお、画像処理部２１１が可視光検査画像ＶＩＧ２と赤外光検査画像ＩＲＧ２とを判定部２１２に出力し、判定部２１２が差分ＤＲ２を検出するようにしてもよい。

図５に示すフローチャートを用いて、第２実施形態の検査装置２００による液晶表示デバイス１の検査方法の一例を説明する。光源２０１は、図５に示すフローチャートのステップＳ３１にて、可視光である照明光ＩＬＶ２を、検査対象である液晶表示デバイス１の画素領域３に照射する。光源２０２は、ステップＳ３２にて、赤外光である照明光ＩＬＦ２を液晶表示デバイス１の画素領域３に照射する。ステップＳ３１とステップＳ３２とを任意のタイミングで実行してもよい。

撮像装置２０３は、ステップＳ３３にて、照明光ＩＬＶ２が照射されている状態の液晶表示デバイス１を可視光検査画像ＶＩＧ２として撮像する。具体的には、撮像装置２０３は、液晶表示デバイス１により反射された照明光ＩＬＶ２を可視光検査画像ＶＩＧ２として撮像する。さらに撮像装置２０３は可視光検査画像ＶＩＧ２を画像処理部２１１へ出力する。

撮像装置２０４は、ステップＳ３４にて、照明光ＩＬＦ２が照射されている状態の液晶表示デバイス１を赤外光検査画像ＩＲＧ２として撮像する。具体的には、撮像装置２０４は、液晶表示デバイス１を透過した照明光ＩＬＦ２を赤外光検査画像ＩＲＧ２として撮像する。さらに撮像装置２０４は赤外光検査画像ＩＲＧ２を画像処理部２１１へ出力する。ステップＳ３３及びＳ３４はステップＳ３１及びＳ３２のタイミングに応じて実行される。

画像処理部２１１は、ステップＳ３５にて、可視光検査画像ＶＩＧ２と赤外光検査画像ＩＲＧ２との差分ＤＲ２を検出する。画像処理部２１１は、ステップＳ３６にて、可視光検査画像ＶＩＧ２、及び、赤外光検査画像ＩＲＧ２を記録部２１３に記録する。画像処理部２１１は、可視光検査画像ＶＩＧ２、赤外光検査画像ＩＲＧ２、及び、差分ＤＲ２を判定部２１２へ出力する。なお、画像処理部２１１は、ステップＳ３６にて、差分ＤＲ２を記録部２１３に記録してもよい。

判定部２１２は、ステップＳ３７にて、可視光検査画像ＶＩＧ２、赤外光検査画像ＩＲＧ２、または、差分ＤＲ２に基づいて、液晶表示デバイス１の画素領域３に付着している異物ＦＭａ及びＦＭｂを検出する。判定部２１２は、ステップＳ３８にて、可視光検査画像ＶＩＧ２と赤外光検査画像ＩＲＧ２とを比較し、差分ＤＲ２に基づいて異物ＦＭａ及びＦＭｂを特定する。判定部２１２は、ステップＳ３９にて、判定結果を表示部２１４に表示させる。

オペレータは、ステップＳ３７の検出結果またはステップＳ３８の判定結果に応じて、ステップＳ４０にて、液晶表示デバイス１が用いられる表示装置と同じ光学系を用いて、可視光検査画像ＶＩＧ２をスクリー等へ投影し、目視で検査するようにしてもよい。検査装置２００による検査とオペレータによる目視検査とを併用することにより、液晶表示デバイス１に対する検査精度を向上させることができる。

第２実施形態の検査装置２００及び検査方法では、検査対象の液晶表示デバイス１に対して反射画像である可視光検査画像ＶＩＧ２と透過画像である赤外光検査画像ＩＲＧ２とを撮像する。第２実施形態の検査装置２００及び検査方法では、可視光検査画像ＶＩＧ２と赤外光検査画像ＩＲＧ２との差分ＤＲ２を抽出し、差分ＤＲ２に基づいて液晶表示デバイス１の画素領域３に付着している異物ＦＭａ及びＦＭｂを特定する。従って、第２実施形態の検査装置２００及び検査方法によれば、非破壊検査により異物を特定することで異物に対して早期に対策することができる。

［第３実施形態］
図６を用いて、第３実施形態の検査装置の構成例を説明する。第３実施形態では、検査対象の表示装置を、一例として反射型の液晶表示デバイスとする場合を説明する。

図６に示すように、第３実施形態の検査装置３００は、光源３０１及び３０２と、撮像装置３０３及び３０４と、画像処理部３１１と、判定部３１２と、記録部３１３と、表示部３１４とを備える。光源３０１は第３実施形態における第１の光源である。光源３０２は第３実施形態における第２の光源である。撮像装置３０３は第３実施形態における第１の撮像装置である。撮像装置３０４は第３実施形態における第２の撮像装置である。

光源３０１は光源１０１及び２０１に対応する。光源３０２は光源１０２及び２０２に対応する。撮像装置３０３は撮像装置１０３及び２０３に対応する。撮像装置３０４は撮像装置１０４及び２０４に対応する。画像処理部３１１は画像処理部１１１及び２１１に対応する。判定部３１２は判定部１１２及び２１２に対応する。記録部３１３は記録部１１３及び２１３に対応する。表示部３１４は表示部１１４及び２１４に対応する。

第２実施形態の検査装置２００では撮像装置２０４が赤外光検査画像ＩＲＧ２を透過画像として撮像するのに対し、第３実施形態の検査装置３００では撮像装置３０４が赤外光検査画像ＩＲＧ３を回折画像として撮像する。

画像処理部３１１、及び、判定部３１２は、回路等のハードウェア、または、ＣＰＵにより実行されるソフトウェア（コンピュータプログラム）のいずれかによって構成されていてもよいし、ハードウェアとソフトウェアとを組み合わせた構成としてもよい。記録部３１３として、ハードディスク、または、固体メモリ等の記録媒体を用いてもよい。表示部３１４として液晶表示モニタ等の表示装置を用いてもよい。なお、検査装置３００は表示部３１４を備えていなくてもよく、外部の表示装置を用いてもよい。

液晶表示デバイス１には、外部から画像データＩＤが入力される。液晶表示デバイス１の駆動基板２は、画像データＩＤに対応する駆動電圧を各画素に印加することにより、液晶を画素ごとに駆動させる。これにより、画素領域３には画像データＩＤに対応する画像が表示される。

光源３０１は、赤色光成分と緑色光成分と青色光成分とを含む可視光である照明光ＩＬＶ３を、検査対象である液晶表示デバイス１の画素領域３に照射する。照明光ＩＬＶ３は第３実施形態における第１の照明光である。光源３０１は、カラーフィルタ等の光学部材により、赤色光、緑色光、及び、青色光をそれぞれ照明光ＩＬＶ３として液晶表示デバイス１に照射することができる。光源３０１として高圧水銀ランプを用いてもよい。

光源３０２は、赤外光である照明光ＩＬＦ３を液晶表示デバイス１の画素領域３に照射する。照明光ＩＬＦ３は第３実施形態における第２の照明光である。例えば、液晶表示デバイス１を構成する駆動基板２がシリコン基板である場合、照明光ＩＬＦ３は、中心波長が１１００ｎｍ±１００ｎｍの範囲内の赤外光であることが望ましく、中心波長が１１００ｎｍの赤外光であることがさらに望ましい。光源３０２としてハロゲンランプを用いてもよい。

撮像装置３０３は、照明光ＩＬＶ３が照射されている状態の液晶表示デバイス１を可視光検査画像ＶＩＧ３として撮像する。例えば、撮像装置３０３は、液晶表示デバイス１により反射された照明光ＩＬＶ３を可視光検査画像ＶＩＧ３として撮像する。図２Ａは可視光検査画像ＶＩＧ３を示している。図２Ａに示すように、可視光検査画像ＶＩＧ３には異物ＦＭａと異物ＦＭｂとが撮像される。撮像装置３０３として、可視光を撮像できるカメラを用いてもよい。画像データＩＤに基づいて画素領域３が黒表示となっている場合、撮像装置３０３は、画素領域３に表示されている黒画像の可視光検査画像ＶＩＧ３を撮像する。

画像データＩＤに基づいて画素領域３が白表示となっている場合、撮像装置３０３は、画素領域３に表示されている白画像の可視光検査画像ＶＩＧ３を撮像する。画像データＩＤに基づいて画素領域３が中間階調表示となっている場合、撮像装置３０３は、画素領域３に表示されている中間階調画像の可視光検査画像ＶＩＧ３を撮像する。

画素領域３の各画素の階調数が２５６である場合、撮像装置３０３は、例えば、階調値が０である黒画像、階調値が２５５である白画像、及び、階調値が１２７である中間階調画像を可視光検査画像ＶＩＧ３としてそれぞれ撮像する。画像データＩＤに基づいて画素領域３にパターン化された画像が表示されている場合、撮像装置２０３は、パターン化された画像を可視光検査画像ＶＩＧ３として撮像する。撮像装置３０３は、可視光検査画像ＶＩＧ３を画像処理部３１１へ出力する。

図７Ａ及び図７Ｂは、液晶表示デバイス１の画素領域３の一部を拡大した平面図及び側面図である。図７Ａまたは図７Ｂに示すように、液晶表示デバイス１の画素領域３には複数の画素電極４が配置されている。画素電極４は光反射性を有する。画素電極４の材料として、金、アルミニウム、または、アルミニウム合金等の金属材料を用いることができる。

図７Ａ及び図７Ｂは、画素電極４の間隙ＧＰに異物ＦＭａと異物ＦＭｂとが付着している状態を示している。赤外光である照明光ＩＬＦ３は液晶表示デバイス１を透過する。画素電極４の間隙ＧＰに照射された照明光ＩＬＦ３は回折され、液晶表示デバイス１を透過する。

例えば、駆動基板２がシリコン基板であり、異物ＦＭａがシリコン、または、酸化シリコン等のシリコン化合物であり、異物ＦＭｂが金属または金属化合物である場合、図７Ｂに示すように、画素電極４の間隙ＧＰに付着している異物ＦＭａに照射された照明光ＩＬＦ３は、異物ＦＭａを透過するため、画素電極４の間隙ＧＰに照射された照明光ＩＬＦ３と同様の回折パターンを有して液晶表示デバイス１を透過する。

画素電極４の間隙ＧＰに付着している異物ＦＭｂに照射された照明光ＩＬＦ３は、異物ＦＭｂを透過しないため、画素電極４の間隙ＧＰに照射された照明光ＩＬＦ３とは異なる回折パターンを有する。

撮像装置３０４は、照明光ＩＬＦ３が照射されている状態の液晶表示デバイス１を赤外光検査画像ＩＲＧ３として撮像する。例えば、撮像装置３０４は、液晶表示デバイス１を透過した照明光ＩＬＦ３を赤外光検査画像ＩＲＧ３として撮像する。撮像装置３０４として、赤外光を撮像できるカメラを用いてもよい。光源３０２は、光量または光強度の異なる複数の赤外光を照明光ＩＬＦ３として液晶表示デバイス１の画素領域３にそれぞれ照射するようにしてもよい。

撮像装置３０４は、液晶表示デバイス１を透過した光量または光強度の異なる複数の照明光ＩＬＦ３を赤外光検査画像ＩＲＧ３としてそれぞれ撮像する。撮像装置３０４は、赤外光検査画像ＩＲＧ３を画像処理部３１１へ出力する。撮像装置３０３または３０４は、可視光検査画像ＶＩＧ３または赤外光検査画像ＩＲＧ３を分割して分割領域ごとに撮像してもよいし、分割せずに全画像として撮像してもよい。

画像処理部３１１は、可視光検査画像ＶＩＧ３、及び、赤外光検査画像ＩＲＧ３を記録部３１３に記録する。画像処理部３１１は、可視光検査画像ＶＩＧ３、及び、赤外光検査画像ＩＲＧ３を判定部３１２へ出力する。判定部３１２は、可視光検査画像ＶＩＧ３または赤外光検査画像ＩＲＧ３に基づいて、液晶表示デバイス１の画素領域３に付着している異物ＦＭａ及びＦＭｂを検出する。

判定部３１２は、赤外光検査画像ＩＲＧ３と予め設定されている検査基準画像とを比較する。具体的には、判定部３１２は、赤外光検査画像ＩＲＧ３の回折パターンと予め設定されている検査基準画像の回折パターンとを比較する。判定部３１２は、比較結果と可視光検査画像ＶＩＧ３とに基づいて異物ＦＭａ及びＦＭｂを特定する。

例えば、異物ＦＭａは可視光検査画像ＶＩＧ２では撮像され、赤外光検査画像ＩＲＧ３における異物ＦＭａの回折パターンが検査基準画像の回折パターンと同じである。判定部３１２は、比較結果と可視光検査画像ＶＩＧ３とに基づいて、異物ＦＭａが赤外光に対して透過性を有する材料であると判定する。

液晶表示デバイス１を製造する過程に基づいて、赤外光に対して透過性を有する材料を特定することができる。液晶表示デバイス１を製造する過程で生じる異物において、赤外光に対して透過性を有する材料は、例えばシリコン、または、酸化シリコン等のシリコン化合物である。判定部３１２は、比較結果と可視光検査画像ＶＩＧ３とに基づいて、異物ＦＭａがシリコン、または、酸化シリコン等のシリコン化合物であると判定する。

異物ＦＭｂは可視光検査画像ＶＩＧ２では撮像され、赤外光検査画像ＩＲＧ３における異物ＦＭｂの回折パターンが検査基準画像の回折パターンと異なる。判定部３１２は、比較結果と可視光検査画像ＶＩＧ３とに基づいて、異物ＦＭｂがシリコン及び酸化シリコン等のシリコン化合物以外の物質、例えば金属または金属化合物であると判定する。判定部３１２は、判定結果を表示部３１４に表示させる。

判定部３１２は、異物ＦＭａ及びＦＭｂの検出頻度を計測する。判定部３１２は、所定の検出頻度以上の異物ＦＭａまたはＦＭｂを組織的な不良と判定し、表示部３１４に警告メッセージを表示させたり、警報を発信させたりするようにしてもよい。

図８に示すフローチャートを用いて、第３実施形態の検査装置３００による液晶表示デバイス１の検査方法の一例を説明する。光源３０１は、図５に示すフローチャートのステップＳ５１にて、可視光である照明光ＩＬＶ３を、検査対象である液晶表示デバイス１の画素領域３に照射する。光源３０２は、ステップＳ５２にて、赤外光である照明光ＩＬＦ３を液晶表示デバイス１の画素領域３に照射する。ステップＳ５１とステップＳ５２とを任意のタイミングで実行してもよい。

撮像装置３０３は、ステップＳ５３にて、照明光ＩＬＶ３が照射されている状態の液晶表示デバイス１を可視光検査画像ＶＩＧ３として撮像する。具体的には、撮像装置３０３は、液晶表示デバイス１により反射された照明光ＩＬＶ３を可視光検査画像ＶＩＧ３として撮像する。さらに撮像装置３０３は可視光検査画像ＶＩＧ３を画像処理部３１１へ出力する。

撮像装置３０４は、ステップＳ５４にて、照明光ＩＬＦ３が照射されている状態の液晶表示デバイス１を赤外光検査画像ＩＲＧ３として撮像する。具体的には、撮像装置３０４は、液晶表示デバイス１を透過した照明光ＩＬＦ３を赤外光検査画像ＩＲＧ３として撮像する。さらに撮像装置３０４は赤外光検査画像ＩＲＧ３を画像処理部３１１へ出力する。ステップＳ５３及びＳ５４はステップＳ５１及びＳ５２のタイミングに応じて実行される。

画像処理部３１１は、ステップＳ５５にて、可視光検査画像ＶＩＧ３、及び、赤外光検査画像ＩＲＧ３を記録部３１３に記録する。画像処理部３１１は、可視光検査画像ＶＩＧ３と赤外光検査画像ＩＲＧ３とを判定部３１２へ出力する。判定部３１２は、ステップＳ５６にて、可視光検査画像ＶＩＧ３または赤外光検査画像ＩＲＧ３に基づいて、液晶表示デバイス１の画素領域３に付着している異物ＦＭａ及びＦＭｂを検出する。

判定部３１２は、ステップＳ５７にて、赤外光検査画像ＩＲＧ３と予め設定されている検査基準画像とを比較する。具体的には、判定部３１２は、赤外光検査画像ＩＲＧ３の回折パターンと予め設定されている検査基準画像の回折パターンとを比較する。判定部３１２は、比較結果と可視光検査画像ＶＩＧ３とに基づいて異物ＦＭａ及びＦＭｂを特定する。判定部２１２は、ステップＳ５８にて、判定結果を表示部３１４に表示させる。

オペレータは、ステップＳ５６の検出結果またはステップＳ５７の判定結果に応じて、ステップＳ５９にて、液晶表示デバイス１が用いられる表示装置と同じ光学系を用いて、可視光検査画像ＶＩＧ３をスクリー等へ投影し、目視で検査するようにしてもよい。検査装置３００による検査とオペレータによる目視検査とを併用することにより、液晶表示デバイス１に対する検査精度を向上させることができる。

第３実施形態の検査装置３００及び検査方法では、検査対象の液晶表示デバイス１に対して反射画像である可視光検査画像ＶＩＧ３と回折パターンを含む透過画像である赤外光検査画像ＩＲＧ３とを撮像する。第３実施形態の検査装置３００及び検査方法では、可視光検査画像ＶＩＧ３または赤外光検査画像ＩＲＧ３に基づいて、液晶表示デバイス１の画素領域３に付着している異物ＦＭａ及びＦＭｂを検出する。

第３実施形態の検査装置３００及び検査方法では、赤外光検査画像ＩＲＧ３の回折パターンを検査基準画像の回折パターンと比較し、比較結果と可視光検査画像ＶＩＧ３とに基づいて異物ＦＭａ及びＦＭｂを特定する。従って、第３実施形態の検査装置３００及び検査方法によれば、非破壊検査により異物を特定することで異物に対して早期に対策することができる。

本発明は、上記の各実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能である。

１ 液晶表示デバイス（検査対象）
１００，２００，３００ 検査装置
１０３，２０３，３０３ 撮像装置（第１の撮像装置）
１０４，２０４，３０４ 撮像装置（第２の撮像装置）
１１１，２１１，３１１ 画像処理部
１１２，２１２，３１２ 判定部
ＦＭａ，ＦＭｂ 異物
ＩＬＦ１，ＩＬＦ２，ＩＬＦ３ 照明光（第２の照明光）
ＩＬＶ１，ＩＬＶ２，ＩＬＶ３ 照明光（第１の照明光）
ＩＲＧ１，ＩＲＧ２，ＩＲＧ３ 赤外光検査画像
ＶＩＧ１，ＶＩＧ２，ＶＩＧ３ 可視光検査画像

Claims (5)

1. 可視光である第１の照明光を検査対象に照射する第１の光源と、
   赤外光である第２の照明光を前記検査対象に照射する第２の光源と、
   前記第１の照明光が照射されている状態の前記検査対象を可視光検査画像として撮像する第１の撮像装置と、
   前記第２の照明光が照射されている状態の前記検査対象を赤外光検査画像として撮像する第２の撮像装置と、
   前記可視光検査画像または前記赤外光検査画像に基づいて前記検査対象に付着している異物を検出し、前記可視光検査画像と前記赤外光検査画像とを比較することによって前記異物を特定する判定部と、
   を備え、
   前記第１の撮像装置は、前記検査対象に照射され、かつ、前記検査対象により反射された前記第１の照明光を前記可視光検査画像として撮像し、
   前記第２の撮像装置は、前記検査対象に照射され、かつ、前記検査対象を透過した前記第２の照明光を前記赤外光検査画像として撮像し、
   前記判定部は、前記赤外光検査画像の回折パターンと予め設定されている検査基準画像の回折パターンとを比較し、比較結果と前記可視光検査画像とに基づいて前記異物を特定する
   ことを特徴とする検査装置。
2. 前記可視光検査画像と前記赤外光検査画像との差分を検出する画像処理部
   をさらに備え、
   前記判定部は、前記可視光検査画像と前記赤外光検査画像とを比較し、前記差分に基づいて前記異物を特定する
   ことを特徴とする請求項１に記載の検査装置。
3. 前記判定部は、前記異物の検出頻度を計測し、所定の検出頻度以上の異物を組織的な不良と判定する
   ことを特徴とする請求項１に記載の検査装置。
4. 前記第１の撮像装置は、前記検査対象に照射され、かつ、前記検査対象により反射された前記第１の照明光を前記可視光検査画像として撮像し、
   前記第２の撮像装置は、前記検査対象に照射され、かつ、前記検査対象により反射された前記第２の照明光を前記赤外光検査画像として撮像する
   ことを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の検査装置。
5. 可視光である第１の照明光を検査対象に照射し、
   赤外光である第２の照明光を前記検査対象に照射し、
   前記第１の照明光が照射されている状態の前記検査対象により反射された前記第１の照明光を可視光検査画像として撮像し、
   前記第２の照明光が照射されている状態の前記検査対象を透過した前記第２の照明光を赤外光検査画像として撮像し、
   前記赤外光検査画像の回折パターンと予め設定されている検査基準画像の回折パターンとを比較し、比較結果と前記可視光検査画像とに基づいて前記異物を特定する
   ことを特徴とする検査方法。
   
   

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