JPH063636A - 液晶表示パネルの検査方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 アクティブマトリクス型液晶表示パネルの光
学的検査において画素欠陥の検出を容易にする。 【構成】 検査対象となる液晶表示パネル１は半完成品
状態にあり製品用の偏光板は貼着されていない。液晶表
示パネル１はマトリクス状に配列された複数個の画素電
極とこの画素電極に接続された薄膜トランジスタとを有
する下側基板２と、対向電極を有し下側基板２に対向配
置された上側基板３と、両方の基板２，３に保持された
液晶層とから構成されている。この液晶表示パネル１を
両側から検査の為に用意された一対の偏光板を介在させ
て光学検査を行なうに際して、欠陥画素を反転する様に
一方の固定偏光板５に対して他方の検光子偏光板７を回
転して欠陥画素を容易に検出できる様にした。

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方
法に関する。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を光学的に検出する方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】先ず、図６を参照して本発明の背景を明
らかにする為にアクティブマトリクス型液晶表示パネル
の構造を簡潔に説明する。下側のガラス基板５１の内表
面にはマトリクス状に配列された複数の画素が形成され
ている。個々の画素は透明導電膜からなる画素電極５２
と駆動用の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）５３とから構成
されている。ＴＦＴ５３のソース電極には画素電極５２
が接続され、ドレイン電極にはデータ線５４が接続さ
れ、ゲート電極には走査線５５が接続されている。一方
上側のガラス基板５６の内表面にはＲ，Ｇ，Ｂ三原色セ
グメントを有するカラーフィルタ膜５７及び対向電極５
８が形成されている。各セグメントは画素に対応してい
る。上下一対の基板５１，５６の間隙には液晶層５９が
封入充填されている。又、各基板の外表面には、各々偏
光板６０，６１が貼着されている。

【０００３】走査線５５を介して線順次で選択されたＴ
ＦＴ５３にデータ線５４から画像データが供給され、対
応する画素電極５２に書き込まれる。画素電極５２と対
向電極５８の間に印加される電圧に応答して、液晶層５
９の液晶分子配向が変化する。この変化を一対の偏光板
６０，６１で白色入射光の透過率変化として検出しカラ
ー表示を行なう。画素は極めて微細であり高精細な画像
品質が得られる。

【０００４】図７はアクティブマトリクス型液晶表示パ
ネルの一画素部分を切り取って示した模式図であり、左
側の部分は電圧無印加状態を示し、右側の部分は電圧印
加状態を示す。上側のガラス基板１０１の外表面に貼着
された偏光板１０２の偏光軸と、下側のガラス基板１０
３に貼着された偏光板１０４の偏光軸は互いに直交して
おり所謂クロスニコルの配置関係にある。図示の例で
は、上下一対の基板１０１，１０３に挟持された液晶層
の液晶分子１０５は所謂ツイストネマティック配向して
おり、直線偏光の偏光面を９０°回転させる旋光能を有
している。電圧無印加状態では、上側の偏光板１０２を
通過した入射直線偏光１０６はその偏光面が９０°回転
された後下側の偏光板１０４を通過し、画素は輝点もし
くは白点となる。この様に電圧無印加状態で白色表示が
得られる表示モードを以下ノーマリホワイトモードと呼
ぶ事にする。なお、上下一対の偏光板１０２，１０４の
偏光軸を互いに平行にセットした場合には、９０°だけ
偏光面が回転した直線偏光１０６は画素を通過できない
ので、滅点表示あるいは黒点表示となる。この様に、電
圧無印加状態で黒色表示となる表示モードを以下ノーマ
リブラックモードと呼ぶ事にする。

【０００５】一方図７の右側に示す様に、電圧を印加し
た場合には液晶分子１０５が電界方向に立ち上がり旋光
能が失われる。従って、入射直線偏光１０６は偏光面の
回転を受ける事なく下側の偏光板１０４に向って進行す
る。しかしながら、この直線偏光は下側の偏光板１０４
を通過できないので画素は滅点あるいは黒点となる。即
ち、ノーマリホワイトモードでは、各画素に選択的に電
圧を印加する事により白色背景上で黒色表示を得る事が
できる。これに対して、ノーマリブラックモードでは黒
色背景上に白色表示が描かれる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】画素に対する電圧の印
加は薄膜トランジスタのオン／オフ動作により制御され
る。しかしながら、ＴＦＴを高密度で集積形成した場
合、ある確率でショート故障やオープン故障が発生する
惧れがある。ショート故障があると電圧無印加状態でも
画素が点灯してしまい画素欠陥の原因となる。ノーマリ
ホワイトモードの場合には電圧無印加状態で点灯した画
素は黒色欠陥として現われる。又、ＴＦＴにオープン故
障があると、電圧印加状態でも画素が点灯されず同じく
画素欠陥の原因となる。ノーマリホワイトモードでは白
色欠陥として現われる。これらの欠陥画素の存在は著し
く表示品位を損なう。そこで、不良品液晶表示パネルを
選別する為に通常光学的な検査が行なわれる。液晶表示
パネルを全消灯あるいは全点灯した状態で画面を観察し
検出された欠陥画素の個数により不良品を選別する。欠
陥画素の検出は目視あるいはＣＣＤカメラと画像処理装
置を組み合わせた画像解析により行なわれる。

【０００７】しかしながら、目視検査を行なう場合、人
間の視覚器官の特性から白色欠陥に比較し黒色欠陥の認
識が困難であり検査ミスの原因になっているという課題
がある。この現象は、例えば夜空に輝く星の視認が比較
的容易であるのに対して、青空に浮ぶ鳥の影等を発見す
る事が困難である等の事実により容易に理解されるだろ
う。又、ＣＣＤカメラを用いて画像解析を行なう場合に
も、画素配列ピッチとＣＣＤアレイの配列ピッチとの関
係から所謂エリアシングあるいはモアレが起きる可能性
があり、黒色欠陥に対して誤検出が生じる惧れがある。

【０００８】

【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、本発明はアクティブマトリクス型液晶表示パ
ネルの光学的検査において、画素欠陥の検出を正確且つ
容易に行なう事を目的とする。かかる目的を達成する為
に以下の手段を講じた。即ち、マトリクス状に配列され
た複数個の画素電極とこの画素電極に接続された薄膜ト
ランジスタとを有する一方の基板と、対向基板を有し前
記一方の基板に対向配置された他方の基板と、両方の基
板に保持された液晶層とを備えた液晶表示パネルを両側
から一対の偏光板を介在させて光学検査を行なうに際し
て、欠陥画素を反転する様に一方の固定偏光板に対して
他方の検光子偏光板を回転して欠陥画素を検出するとい
う手段を講じた。例えば、欠陥検出時に、前記検光子偏
光板の偏光軸を固定偏光板の偏光軸に平行となる様に配
置して欠陥画素を検出する。あるいは、欠陥検出時に前
記検光子偏光板の偏光軸が固定偏光板の偏光軸に直交す
る様に配置して欠陥画素を検出する。

【０００９】

【作用】一般に液晶表示パネルの光学的な検査は偏光板
の貼着等実装工程が完了して製品化される前の段階で行
なわれる。検査対象となる半完成品の状態では偏光板は
貼着されていない。従って、検査に当っては別に用意さ
れた一対の偏光板をパネルの両側に介在させる。本発明
では、一方を固定偏光板とし他方を相対的に回転可能な
検光子偏光板としている。図７を参照して説明した様
に、一対の偏光板の偏光軸を直交もしくは平行とする事
によりノーマリホワイトモードとノーマリブラックモー
ドを簡単に切り換え反転する事ができる。これと全く同
様の原理により、検光子偏光板を回転する事により欠陥
画素を反転できる。認識の比較的困難な欠陥画素を認識
の比較的容易な状態に反転して光学的な検査を行なう。
かかる反転操作により、目視検査によるミスを有効に防
止できる。又、画像解析を行なう場合にも、前述したエ
リアシングあるいはモアレの悪影響を防ぐ事ができ検出
精度が改善される。

【００１０】

【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
の検査方法を示す模式的な説明図である。検査対象とな
る液晶表示パネル１は、マトリクス状に配列された複数
個の画素電極とこの画素電極に接続された薄膜トランジ
スタとを有する下側の基板２と、対向電極を有し下側基
板２に対向配置された上側基板３と、両方の基板２，３
に保持された液晶層とから構成されている。

【００１１】検査対象となる液晶表示パネル１は半完成
品状態で供給されその両面には製品化の為の偏光板が未
だ貼着されていない。この代わりとして、下側基板２と
照明用の光源あるいはバックライト４との間に固定偏光
板５を介在させている。又、上側基板３と撮像手段を構
成するＣＣＤカメラ６との間に回転可能な検光子偏光板
７を介在させている。図の矢印で示す様に、検光子偏光
板７の偏光軸は固定偏光板５の偏光軸に対して交差角を
調整できる様になっている。

【００１２】液晶表示パネル１をセッティングした状態
で、下側基板２の露出表面に形成された引き出し電極あ
るいはパッドに外部駆動回路基板８の端部に植設された
プローブピン９を当接し液晶表示パネル１を駆動する。
この駆動により絵出しされた画像がＣＣＤカメラ６によ
り取り込まれ、パーソナルコンピュータ等の画像処理装
置１０により画像解析が行なわれる。なお、画像解析に
代えて場合によっては目視検査を行なう事もある。

【００１３】図２ないし図４を参照して液晶パネルの検
査方法の具体例を説明する。図２はノーマリホワイトモ
ードで電圧無印加状態を示している。即ち図１の構成
で、検光子偏光板７の偏光軸を固定偏光板５の偏光軸と
直交させ且つ液晶パネル１に含まれる薄膜トランジスタ
を全てオフ状態にしている。薄膜トランジスタの故障が
皆無である場合には完全な白色表示面が得られる。しか
しながら、特定の薄膜トランジスタに例えばショート故
障がある場合には黒色欠陥画素１１が点在して現われ
る。又、画面上にゴミやケバ等の異物が付着している場
合には疑似黒色欠陥１２が現われる。一般に白色背景上
で黒点を認識する事は困難である。そこで、図１に示す
検光子偏光板７を９０°回転しその偏光軸を固定偏光板
５の偏光軸と平行にする。この結果、画像は反転し
（Ｂ）に示す様に、黒色背景の上に白点１３が現われ
る。この白点１３あるいは輝点は反転前の黒点１１ある
いは滅点に比較して認識が容易である。なお、疑似黒色
欠陥１２はもともと入射光を遮断しているので反転せず
（Ｂ）に示す黒色背景上では認識不能となる。この様に
反転操作を行なう事により真の黒色欠陥と疑似黒色欠陥
を識別する事も可能である。

【００１４】図３は同じくノーマリホワイトモードで電
圧印加状態を示している。全ての薄膜トランジスタにオ
ープン故障がなければ画像面は完全な黒色となる。しか
しながら、特定列の薄膜トランジスタに共通に結線され
るデータ線等にオープン故障がある場合には（Ａ）に示
す様に縦縞の輝線欠陥あるいは白線欠陥１４が生じる。
輝線欠陥は容易に認識可能であるので特に反転操作を行
なう必要はない。しかしながら、（Ｂ）に示す様に反転
した場合には、白線欠陥が黒線欠陥１５に変換されると
ともに、異物に起因する疑似黒色欠陥１２が顕在化する
というメリットがある。

【００１５】図４はノーマリブラックモードで電圧無印
加状態を示す。図１に示す配置関係で、検光子偏光板７
の偏光軸を固定偏光板５の偏光軸と平行になる様にセッ
ティングしている。特定の薄膜トランジスタにショート
故障がある場合には（Ａ）に示す様に白色欠陥１６が現
われる。前述した様に白色欠陥は黒色欠陥に比較し認識
が容易であるので特に反転操作をするには及ばない。し
かしながら、欠陥部位強調の為の画像処理を行なう場合
等には反転操作も有用である。反転を行なうと（Ｂ）に
示す様に白色欠陥１６は黒色欠陥１７に変換されポジテ
ィブ画像が得られる。これと（Ａ）に示すネガティブ画
像とを例えば差分演算する事により欠陥部位のコントラ
ストが強調できるとともにＳ／Ｎ比も改善できる。

【００１６】図５はノーマリブラックモードで電圧印加
状態を示す。特定の薄膜トランジスタにたまたまオープ
ン故障がある場合には点灯画素の集合から構成される白
色背景の上に黒色欠陥１８が現われる。この欠陥は認識
が困難であるので、（Ｂ）に示す様に反転処理を行ない
白色欠陥１９に変換する。

【００１７】

【発明の効果】以上説明した様に、本発明によれば、Ｔ
ＦＴを集積化したアクティブマトリクス型液晶表示パネ
ルの光学的検査において、固定偏光板に対し検光子偏光
板を適宜回転操作する事により、ＴＦＴのショート故障
やオープン故障に起因する画素欠陥を認識容易な状態に
反転でき欠陥検出が容易になる。この為、目視検査を行
なう場合作業能率が大幅に改善されるとともに検査ミス
が削減できるという効果がある。又、ＣＣＤカメラ等を
用いて検査を行なう場合にもエリアシングあるいはモア
レを防止でき画像解析精度が向上するという効果があ
る。又、画素欠陥反転操作を行なう事により真の欠陥と
異物等に起因する疑似欠陥とを識別する事ができるとい
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方法を示
す模式図である。

【図２】検査方法の具体例を示す模式図である。

【図３】同じく検査方法の具体例を示す模式図である。

【図４】同じく検査方法の具体例を示す模式図である。

【図５】同じく検査方法の具体例を示す模式図である。

【図６】アクティブマトリクス型液晶表示パネルの一般
的な構成を示す模式的な斜視図である。

【図７】アクティブマトリクス型液晶表示パネルの一画
素部分を切り取って示した模式図である。

【符号の説明】

１ 液晶表示パネル ２ 下側基板 ３ 上側基板 ４ バックライト ５ 固定偏光板 ６ ＣＣＤカメラ ７ 検光子偏光板 ８ 駆動回路基板 ９ プローブピン １０ 画像処理装置 １１ 黒色欠陥 １３ 白色欠陥

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 マトリクス状に配列された複数個の画素
   電極とこの画素電極に接続された薄膜トランジスタとを
   有する一方の基板と、対向電極を有し前記一方の基板に
   対向配置された他方の基板と、両方の基板に保持された
   液晶層とを備えた液晶表示パネルを両側から一対の偏光
   板を介在させて光学検査を行なうに際して、欠陥画素を
   反転する様に一方の固定偏光板に対して他方の検光子偏
   光板を回転して欠陥画素を検出する事を特徴とする液晶
   表示パネルの検査方法。
2. 【請求項２】 欠陥検出時に、前記検光子偏光板の偏光
   軸が固定偏光板の偏光軸に平行となる様に配置して欠陥
   画素を検出する事を特徴とする請求項１記載の液晶表示
   パネルの検査方法。
3. 【請求項３】 欠陥検出時に、前記検光子偏光板の偏光
   軸が固定偏光板の偏光軸に直交する様に配置して欠陥画
   素を検出する事を特徴とする請求項１記載の液晶表示パ
   ネルの検査方法。