JPH0611730A - 液晶表示パネルの検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 液晶表示パネルの欠陥部位検査の効率化及び
自動化を図るとともに検査ミスを抑制する。 【構成】 検査装置は、液晶表示パネル３に表示された
画像の欠陥部位を光電変換し検出信号を出力するプロー
ブ１と、該検出信号を検査項目に応じて処理演算する処
理演算器２とから構成されている。又、小画面のＬＣＤ
パネル５を検査する為に、カメラ６を介して取り込まれ
た拡大画像を表示するモニタ７も備えられている。モニ
タ７上に表示された二次画像に対してプローブ４を当接
する事により欠陥部位の検出を行なう。又、モニタ７の
画面には透明タブレット９も貼着されており、欠陥部位
の位置あるいは分布に関する情報も処理演算器２に転送
される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は液晶表示パネルの検査装
置に関する。より詳しくは、アクティブマトリクス型液
晶表示パネルの画素欠陥検査技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】本発明の背景を明らかにする為に、先ず
図４を参照して従来のアクティブマトリクス型液晶表示
パネルの一般的な構成を簡潔に説明する。一方の基板５
１の内表面にはマトリクス状に配列された画素が無数に
形成されている。個々の画素は透明導電膜をパタニング
して得られた画素電極５２と駆動用の薄膜トランジスタ
５３とから構成されている。各薄膜トランジスタ５３の
ソース電極は対応する画素電極５２に接続され、ドレイ
ン電極はデータ線５４に接続され、ゲート電極は走査線
５５に接続されている。一方、対向基板５６の内表面に
はＲＧＢ三原色セグメントからなるカラーフィルタ５７
及び共通電極５８が積層して形成されている。個々のカ
ラーフィルタセグメントは画素に整合している。両基板
５１，５６の間隙内には液晶層５９が充填されている。
さらに、両基板５１，５６の外表面には各々偏光板６
０，６１が貼着されている。

【０００３】走査線５５を介して行毎に薄膜トランジス
タ５３を導通させると、データ線５４から供給される画
像信号が各画素電極５２に書き込まれる。書き込まれた
画像信号に応じて画素電極５２と共通電極５８との間に
電圧が印加され液晶層５９の分子配列が変化する。この
変化は一対の偏光板６０，６１を介して透過率の変化と
して取り出され、画像表示が行なわれる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】薄膜トランジスタ５３
は半導体製造技術を駆使して集積的に形成される。しか
しながら、無数の薄膜トランジスタの中には構造欠陥を
有するものがあり、画素を正しく駆動する事ができな
い。この場合には、画素に輝点や滅点と呼ばれる表示欠
陥が発生し、画像品位を著しく損なう事になる。

【０００５】従来から表示不良のパネルを選別する為に
欠陥部位の検査が目視で行なわれていた。しかしなが
ら、表示欠陥は画素単位で現われる為微細であり目視で
は検出にミスが生じるという課題あるいは問題点があっ
た。さらに、表示検査では、欠陥部位の個数、欠陥部位
の色、欠陥部位の輝度レベル、欠陥部位の画面上におけ
る位置等を総合的に判断して所定の規格を参照し不良液
晶表示パネルの選別を行なっていた。しかしながら、目
視では欠陥部位の色調や輝度レベル等の判断に主観ある
いは個人差が伴ない客観的な表示検査を行なう事が困難
であるという課題がある。又、欠陥部位の個数や位置を
検出する際にもミスが生じ正確な選別作業ができない。
選別作業を正確に行なおうとすると多大の検査時間を要
し製造効率を著しく阻害していた。又、数十μｍ程度の
寸法を有する微細画素では直視検査が困難であり、顕微
鏡もしくは拡大モニタを使って欠陥検査を行なってい
た。しかしながら、この様な場合でも欠陥部位を抽出し
その色具合、輝度、個数、分布等の測定は検査者の目視
によって行なわれていた。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上述した従来の技術の課
題に鑑み、本発明は液晶表示パネルの欠陥部位検査を合
理化、自動化、定量化する事を目的とする。かかる目的
を達成する為に以下の手段を講じた。即ち、本発明にか
かる検査装置は、液晶表示パネルに表示された画像の欠
陥部位を光電変換し検出信号を出力するプローブ手段
と、前記検出信号を検査項目に応じて処理演算する手段
とから構成されている。あるいは、液晶表示パネルの拡
大画像を写し出すモニタと、このモニタに表示された拡
大画像の欠陥部位を光電変換し検出信号を出力するプロ
ーブ手段と、前記検出信号を検査項目に応じて処理演算
する手段とから検査装置を構成する様にしても良い。

【０００７】

【作用】本発明にかかる液晶表示パネルの検査装置は検
査者の視覚器官の代わりとして、手動操作されるプロー
ブ手段を備えている。このプローブ手段は検査対象とな
る液晶表示パネルの欠陥部位に当接され、電気的に欠陥
情報を抽出する。抽出された欠陥情報は自動的に処理演
算され予め設定された検査項目あるいは規格に応じて良
否の判別が行なわれる。検査対象となる液晶表示パネル
が比較的大画面サイズの場合にはパネル上に表示された
一次画像を直にプローブ手段で検査する事ができる。一
方、比較的小型サイズの液晶表示パネルを検査する際に
は、撮像カメラ等を介して一旦モニタ上に拡大された二
次画像を写し出し、その欠陥部位にプローブ手段を当接
する様にしても良い。

【０００８】

【実施例】以下図面を参照して本発明の好適な実施例を
詳細に説明する。図１は本発明にかかる液晶表示パネル
の検査装置の基本的な構成を示す模式的なブロック図で
ある。本検査装置は第一のプローブ１を備えており、パ
ーソナルコンピュータ等からなる処理演算器２に接続さ
れている。このプローブ１は比較的大画面を有する液晶
表示パネル（ＬＣＤパネル）３の検査に用いられ、パネ
ル面に表示された一次画像の欠陥部位に直接当接できる
様になっている。プローブ１は欠陥部位に含まれる光学
情報を光電変換し検出信号を処理演算器２に出力する。
欠陥部位には所謂輝点欠陥画素や滅点欠陥画素が含まれ
る。処理演算器２は所定の検査項目に応じて検出信号を
処理演算しＬＣＤパネル３の良否を自動的且つ客観的に
判定する。検査項目には、例えば欠陥画素の個数、欠陥
画素の輝度レベル、欠陥画素の色具合、パネル上におけ
る欠陥画素の分布等が含まれる。

【０００９】本検査装置には第二のプローブ４も備えら
れており、同じく処理演算器２に接続されている。この
プローブ４は比較的小画面のＬＣＤパネル５を検査する
場合に用いられる。本例では、説明の便宜上大画面と小
画面とで異なったプローブを用いているが、勿論共通の
プローブを用いて検査する事も可能である。小画面のＬ
ＣＤパネル５に表示された一次画像を直視し欠陥部位を
特定する事は困難でありミスも生じ易い。そこで、ＣＣ
Ｄカメラ６等の撮像手段を介してＬＣＤパネル５の一次
画像を取り込み、モニタ７に拡大された二次画像を表示
する。モニタ７の表示画面に写し出された欠陥部位にプ
ローブ４を当接する事により欠陥情報を抽出し処理演算
器２に転送する。モニタ７の表示画面８には、好ましく
はフラット型のタッチセンサあるいは透明タブレット９
が貼り付けられており、欠陥部位の位置を検出できる様
になっている。即ち、プローブ４は同時にインディケー
タとしても機能しプローブヘッドが当接した欠陥部位の
座標が透明タブレット９により読み取られ、処理演算器
２に座標データが転送される。

【００１０】図２は本発明にかかる検査装置の主要構成
部品であるプローブの構成を示す模式的なブロック図で
ある。プローブの先端にはマイクロレンズ１１が装着さ
れており、欠陥部位から発した入射光を集光する。レン
ズ１１の後方には三原色分解用のダイクロイックミラー
１２が配置されている。ダイクロイックミラー１２によ
って分光された赤色光成分はフォトセンサ１３によって
受光検出され、アンプ１４により検出信号が増幅された
後、Ａ／Ｄコンバータ１５によりデジタルデータに変換
される。この様にして得られたデータはコネクタワイヤ
を介して処理演算器２に転送される。同様に、ダイクロ
イックミラー１２によって分光された緑色光成分はフォ
トセンサ１６により受光され対応するデータが処理演算
器２に転送される。ダイクロイックミラー１２により分
光された青色光成分についても対応するフォトセンサ１
７により受光検出された後、対応するデータが処理演算
器２に転送される。

【００１１】なお、本実施例ではプローブ１内に集光レ
ンズ１１、ダイクロイックミラー１２、フォトセンサ１
３，１６及び１７、回路部等が収納されており、小型軽
量化に限度がある。従って、場合によってはプローブの
操作性を改善する為に、光ファイバを利用しても良い。
即ち、プローブの先端に集光レンズのみを組み込み、光
軸合わせされた光ファイバケーブルを直接処理演算器２
に接続する様にしても良い。

【００１２】本実施例では欠陥部位の検出用器具として
ピンポイント型のプローブを利用している。これに代え
て、アレイ型のディテクタを用いる事も可能である。即
ち、検査対象となるＬＣＤパネルの個々の画素に対応し
た受光素子をアレイ状に備えたディテクタを直接もしく
は拡大光学系を介してパネル表面に当接し、全自動で欠
陥部位の情報を抽出する様に構成する事も可能である。

【００１３】最後に図３を参照して演算処理器における
良否判別手順を説明する。図３に示したテーブルは良否
判別に使用される検査規格を表わしたマトリクス表であ
り、処理演算器内のメモリに予め記録されている。この
マトリクス表によれば検査対象となるＬＣＤパネルの表
示面をエリアＡとエリアＢに区分して良否判定を行なっ
ている。エリアＡは画面中央部を示し、エリアＢは画面
周辺部を示す。これらエリアの区別は前述した透明タブ
レット９を介して行なう事ができる。各エリア毎に、欠
陥画素の計数が行なわれる。欠陥画素はＲＧＢ三原色に
分けて計数される。欠陥画素の色調の分別は、前述した
様にダイクロイックミラーを介した分光処理により行な
われる。色毎の欠陥画素の判定は輝度レベル１及び輝度
レベル２を基準にして行なわれる。これは、演算処理器
内において色毎のデータを比較処理する事により行なわ
れる。輝度レベル１は重度の画素欠陥を表わし、輝度レ
ベル２は軽度の画素欠陥を表わす。

【００１４】例示されたマトリクス表によれば、エリア
Ａにおいて輝度レベル１の赤色欠陥画素が１つでも検出
された場合には当該パネルが不良であると判断される。
一方、青色欠陥画素の場合には重度であっても１個まで
なら許容される。さらに、輝度レベル２の軽度青色欠陥
画素は２個まで許容される。さらに、周辺エリアＢにつ
いては、軽度の青色欠陥画素は４個まで許容される。一
般に、表示品位の観点から中央エリアＡに対する判定基
準は厳しく周辺エリアＢに対する判定基準は緩くなって
いる。又、人間の視覚器官の分光感度特性の観点から、
目立ちがちな赤色欠陥画素及び緑色欠陥画素については
厳しい判定基準が適用され、比較的目立たない青色欠陥
画素については比較的緩い判定基準が適用される。又、
当然に軽度の欠陥画素はある程度許容されるが重度の欠
陥画素は厳しく制限される。さらに、画像品質を総合的
に判断する観点から、欠陥画素の合計についても所定の
規格が設定されている。例えば、中央エリアＡについて
は合計２個までの画素欠陥が許容される。さらに周辺エ
リアＢについては４個までの画素欠陥が許容される。最
後に、画面全体としては５個までの画素欠陥が許容され
る。

【００１５】この様に複雑なマトリクス表に基く良否判
別を処理演算器は自動的に実行し、検査効率が著しく改
善される。又、エリアＡとエリアＢの区分、あるいは輝
度レベルに関する判断等は全て電気的な処理により行な
われ人間の主観が介在する余地がなく、極めて客観的な
検査を行なう事ができる。なお、図３に示したマトリク
ス表は一例に過ぎず、検査対象となる個々のＬＣＤパネ
ルの要求品質や使用目的等に応じて適宜処理演算器のメ
モリに書き込まれる。

【００１６】

【発明の効果】以上説明した様に、本発明によれば、液
晶表示パネルに表示された画像の欠陥部位を光電変換し
検出信号を出力するプローブ手段と、前記検出信号を検
査項目に応じて処理演算する手段との組み合わせにより
検査装置を構成している。かかる構成により、客観的且
つ定量的な液晶表示パネルの良否判別作業が可能になる
という効果がある。又、単にプローブを欠陥部位に当接
するだけで欠陥情報が取り込まれ、パーソナルコンピュ
ータ等からなる処理演算器により迅速な評価判定が行な
われるので検査時間が著しく短縮できるという効果があ
る。さらに、コンピュータによる欠陥データの自動解析
が行なわれるので、複雑な選別マトリクス表に基く良否
判定もミスなく行なう事ができるという効果がある。
又、コンピュータ内に記録される選別マトリクス表を書
き換える事により多種多様なタイプのＬＣＤパネルの検
査に対応する事ができるという効果がある。加えて、良
否判別に関する個人差が大幅に縮小できるという効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる液晶表示パネルの検査装置を示
す模式的なブロック図である。

【図２】図１に示す検査装置に用いられるプローブの構
成を示す模式的なブロック図である。

【図３】図１に示す処理演算器に記憶された良否判別の
為のマトリクス表を示す図である。

【図４】従来の液晶表示パネルの一般的な構成を示す分
解斜視図である。

【符号の説明】

１ プローブ ２ 処理演算器 ３ ＬＣＤパネル（大画面） ４ プローブ ５ ＬＣＤパネル（小画面） ６ カメラ ７ モニタ ９ 透明タブレット １１ レンズ １２ ダイクロイックミラー １３ フォトセンサ １６ フォトセンサ １７ フォトセンサ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 液晶表示パネルに表示された画像の欠陥
   部位を光電変換し検出信号を出力するプローブ手段と、
   前記検出信号を検査項目に応じて処理演算する手段とを
   有する事を特徴とする液晶表示パネルの検査装置。
2. 【請求項２】 液晶表示パネルの拡大画像を写し出すモ
   ニタと、このモニタに表示された拡大画像の欠陥部位を
   光電変換し検出信号を出力するプローブ手段と、前記検
   出信号を検査項目に応じて処理演算する手段とを有する
   事を特徴とする液晶表示パネルの検査装置。
3. 【請求項３】 液晶表示パネル上に表示された一次画像
   あるいは液晶表示パネルの画像が拡大されてモニタ上に
   表示された二次画像の欠陥部位に、プローブ手段を当て
   る事によって前記欠陥部位に関する検出信号を抽出する
   手順と、前記検出信号を検査項目に応じて処理演算する
   事によって前記欠陥部位の情報を得る手順とを有する事
   を特徴とする液晶表示パネルの検査方法。