JPH11174106A - 液晶駆動基板の検査装置及びその検査方法 - Google Patents
液晶駆動基板の検査装置及びその検査方法Info
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- JPH11174106A JPH11174106A JP9343412A JP34341297A JPH11174106A JP H11174106 A JPH11174106 A JP H11174106A JP 9343412 A JP9343412 A JP 9343412A JP 34341297 A JP34341297 A JP 34341297A JP H11174106 A JPH11174106 A JP H11174106A
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Abstract
の外乱を除去し、精度良く液晶駆動基板を検査する。 【解決手段】 画素電極に行列状に多数設けられた液晶
駆動基板の検査装置であって、平板状に封止された液晶
または電気光学効果を有するシートと該シートまたは液
晶の一面に備えられた透明電極ともう一面に備えられた
誘電体反射膜とからなり、シートまたは液晶を透明電極
との間で挟込むように液晶駆動基板に対向配置される電
気光学素子板と、画素電極と透明電極とに各々所定電圧
を供給する電源装置と、誘電体反射膜から反射してくる
画像を撮影して画像信号を出力する撮像手段と、画像信
号について直流成分を含む低周波成分を除去した後に二
値化処理して電圧が正常に印加されない欠陥画素電極を
検出し、該検出結果を液晶駆動基板の検査結果として出
力する画像処理装置とからなる。
Description
査装置及びその検査方法に係わり、特に液晶駆動基板に
対向配置された電気光学素子の誘電体反射膜の表面画像
に基づいて液晶駆動基板の動作状態を検査する技術に関
するものである。
が封入されたガラス板に当該液晶に電界を加える液晶駆
動基板を対向配置したものである。この液晶表示パネル
は、液晶駆動基板の画素電極に加えるデータ電圧を制御
して液晶に加える電界を調節し、この電界調節によって
液晶の光透過率をコントロールして画像を表示するもの
である。このような液晶表示パネルに用いられる液晶駆
動基板は、ガラス板上に行列状態に設けられた複数の画
素電極を備え、これら画素電極に書込む電圧をTFT等
のスイッチング素子を用いてコントロールするものであ
る。
して、TFT(薄膜トランジスタ)を使用したアクティ
ブマトリックス方式の液晶駆動基板Aの構成例を示す平
面図である。この図において、ガラス基板a1の表面に
は、一定間隔を隔てて行列(マトリクス)状に多数の画
素電極a2とTFTa3と保持容量a8とが形成されてい
る。すなわち、画素電極a2とTFTa3と保持容量a8
とは、当該液晶駆動基板Aによって表示される画像の水
平方向と垂直方向とに一定間隔を隔ててマトリクス状に
配置される。
保持容量a8の間には、互いに平行な複数本のゲート配
線a4が所定ピッチ間隔で布線されると共に、これらの
ゲート配線a4と直交するようにデータ配線a5が所定ピ
ッチ間隔で布線されている。また、保持容量a8がゲー
ト配線a4とは別の共通端子にまとめられるタイプの場
合には、通常ゲート配線a4と平行にCs配線a9が所定
ピッチ間隔で付線されている。各TFTa3は、ソース
端子がデータ配線a5に接続され、ドレイン端子が画素
電極a2に接続され、ゲート端子がゲート配線a4に接続
されている。これら各TFTa3は、ゲート配線a4から
各ゲート端子に所定電圧が印加されることによって導通
状態となり、この時各データ配線a5を介してソース端
子に印加される電圧を各画素電極a2に供給する。画素
電極a2に供給される電圧は、TFTa3を非導通状態に
したときも、保持容量a8によって一定電圧に保持され
る。
ネルの製造工程の途中のものであり、各TFTa3を静
電気等から保護するために、ゲート配線a4はショート
バーa6にそれぞれ接続され、データ配線a5はショート
バーa7にそれぞれ接続され、Cs配線a9はショートバ
ーa10にそれぞれ接続されている。なお、この液晶駆動
基板Aが液晶表示パネルとして完成する時点では、各ゲ
ート配線a4及びデータ配線a5は各ショートバーa6,
a7から分離され、駆動回路に接続される。
る検査装置としては、例えば特開平5−256794号
公報等に記載された電気光学素子板(モジュレータと称
する)を用いるものがある。図7は、このようなモジュ
レータを用いた検査装置の構成例の概要図である。この
図において、符号Bはモジュレータである。このモジュ
レータBは、内部に液晶が封入された液晶シートb1の
片面に薄膜透明電極b2を貼り合わせ、またもう一方の
面にモジュレータBに照射された光を反射する半導体反
射膜b3を蒸着または貼り合わせて構成される。
置本体に固定され、また液晶駆動基板Aはモジュレータ
Bに微小ギャップ(10μm〜数10μm)を隔てて対
向配置される。液晶駆動基板Aは、ガラス基板a1上に
多数の画素電極a2が行列状に設けられ、これら各画素
電極a2への電圧の印加がTFTa3によって制御される
ようになっている。
晶駆動基板Aの各TFTのゲート電極とソース電極に
は、電圧印加装置Cによって液晶駆動基板Aの動作を検
査するために必要な所定電圧が印加され、さらにモジュ
レータBの表面にはハロゲンランプDによって光が照射
される。この状態において、CCDカメラEは、モジュ
レータBの表面からの反射光によってモジュレータBの
表面の模様を画像として捉える。
レータBに対向して配置されているので、液晶シートb
1内に封入された液晶は、薄膜透明電極b2と液晶駆動基
板Aの各画素電極a2との間に発生する電界の影響を受
けて分子の配向状態が変化することになる。この結果、
該液晶の分子配向の状態に応じて液晶シートb1の光透
過率が調節され、よってモジュレータBに照射された光
の反射率が変化することになる。
れるモジュレータBの表面画像は、液晶駆動基板Aの各
画素電極a2に印加された電圧を反映させた輝度の画像
(電圧イメージ)となる。画像処理装置Fは、この電圧
イメージを2値化処理することによって正常な電圧が印
加されていない画素電極a2(欠陥画素)を特定し、例
えばその欠陥数等に基づいて液晶駆動基板Aの良否を検
査する。そして、この検査結果は、モニタGに送られて
表示される。
は電圧イメージの波形の一例を示すものである。電圧イ
メージは、モジュレータBに印加される画素電極a2か
らの電界つまり画素電極a2に書込まれた電圧に応じた
画像となり、該波形の縦軸は画素電極a2の電圧を反映
したレベルとなる。このような電圧イメージの波形にお
いては、主に液晶駆動基板側における信号遅延や信号間
ショート等により、液晶駆動基板A毎の非線形的な電圧
イメージの傾斜が生じる場合がある。また、場合によっ
ては、モジュレータBに封止された液晶の部分的な応答
性のムラに起因して、モジュレータ単位での電圧イメー
ジのムラが発生することもある。
載したものがある。このドライバ付液晶駆動基板は、画
素電極数が従来のものと変わらないもののパネルサイズ
が比較的小さなものが多く、最初の画素電極への電圧の
書込みから最後の画素電極への電圧の書込みまでの間に
10数ms以上の時間を必要とする場合がある。このよ
うなドライバ付液晶駆動基板の検査においては、パネル
サイズが小さいのでモジュレータの1ショットによって
電圧イメージを取得できるが、早く書込んだ電圧が減衰
してしまうことによりモジュレータ単位での電圧イメー
ジの傾斜が生じる場合がある。この電圧イメージの傾斜
は、パネルサイズが小さい分、傾斜が急になる。
電圧を用いて2値化処理する場合に、該閾値電圧を設定
するに際して上記傾斜やムラを加味する必要があり、し
たがって精度良く欠陥画素を検出することができない。
たもので、以下の点を目的とするものである。 (1)精度良く液晶駆動基板を検査することが可能な液
晶駆動基板の検査装置及びその検査方法を提供する。 (2)電圧イメージの波形に含まれる直流オフセットや
極低い周波数の外乱を除去することが可能な液晶駆動基
板の検査装置及びその検査方法を提供する。
に、本発明では、液晶駆動基板の検査装置に係わる手段
として、画素電極に行列状に多数設けられた液晶駆動基
板の検査装置において、平板状に封止された液晶または
電気光学効果を有するシートと該シートまたは液晶の一
面に備えられた透明電極と前記シートまたは液晶のもう
一面に備えられた誘電体反射膜とからなり、前記シート
または液晶を透明電極との間で挟込むように液晶駆動基
板に対向配置される電気光学素子板と、画素電極と透明
電極とに各々所定電圧を供給する電源装置と、誘電体反
射膜から反射してくる画像を撮影して画像信号を出力す
る撮像手段と、画像信号を二値化処理して電圧が正常に
印加されない欠陥画素電極を検出し、該検出結果を液晶
駆動基板の検査結果として出力する画像処理装置とから
なり、該画像処理装置は、画像信号について直流成分を
含む低周波成分を除去する低周波成分除去処理を施した
後、前記二値化処理を行うという手段を採用する。ま
た、上記手段において、電気光学素子板の表面について
複数枚撮影された画像の各々に低周波成分除去処理を施
し、該低周波成分除去処理によって得られた各画像信号
の加算信号を二値化処理するという手段をも採用する。
一方、本発明では、液晶駆動基板の検査方法に係わる手
段として、画素電極が行列状に多数設けられた液晶駆動
基板に平板状に封止された液晶または電気光学効果を有
するシートと該シートまたは液晶の一面に備えられた透
明電極ともう一面に備えられた誘電体反射膜とからなる
電気光学素子板を前記シートまたは液晶を透明電極との
間に挟込むように対向配置し、前記画素電極と透明電極
にも所定電圧を印加し、この際の誘電体反射膜から反射
してくる画像に基づいて液晶駆動基板を検査する方法に
おいて、画像について直流成分を含む低周波成分を除去
する低周波成分除去処理を施す行程と、低周波成分除去
処理した画像を二値化処理する行程と、二値化処理によ
って得られた信号に基づいて電圧が正常に印加されない
画素電極を欠陥画素電極として検出する行程とからなる
手段を採用する。また、液晶駆動基板の検査方法に係わ
る手段として、上記手段において誘電体反射膜の表面に
ついて複数枚画像を撮影し、各々の画像について低周波
成分除去処理を施し、該低周波成分除去処理によって得
られた各画像信号の加算信号に二値化処理を施すという
手段をも採用する。
係わる液晶駆動基板の検査装置及びその検査方法の一実
施形態について説明する。なお、本実施形態は、上述し
た液晶駆動基板Aの検査に関するものであり、既に説明
した部材については、同一符号を付してその説明を省略
する。
機能構成図である。この図において、符号1は電気光学
素子板(モジュレータ)であって、内部に液晶が平板状
に封入された液晶シート1aと薄膜透明電極1bと半導
体反射膜1cとから構成されている。このモジュレータ
1は、例えば方形状の液晶シート1aの片面に薄膜透明
電極1bを貼り合わせ、かつもう一方の面に半導体反射
膜1cを蒸着または貼り合わせて構成されている。
半導体反射膜1cが下向きとなるように図示しない検査
装置本体に固定され、その下方には微小ギャップ△d
(10μm〜数10μm)を隔てて液晶駆動基板Aが対
向配置されるようになっている。図2は、モジュレータ
Bの電気光学特性を示すものであり、この電気光学特性
つまり薄膜透明電極1bへの印加電圧に対する反射光量
の関係は、その全体的な応答としては非線形特性を有す
る。この非線形応答の一部のほぼ線形的な応答特性の領
域の中間点にバイアス電圧が設定される。
い制御装置による制御の下に、水平面内で液晶駆動基板
Aを移動させるものである。液晶駆動基板Aが比較的大
型の場合には、液晶駆動基板Aの面積がモジュレータ1
よりも大きくなる。この場合、すべての画素電極a2を
一度にモジュレータ1と対向させることができないの
で、X−Yステージ2を作動させて液晶駆動基板Aを水
平面内で移動させることによって、液晶駆動基板Aのす
べての画素電極a2をモジュレータ1と対向させて検査
を行う。
る。ビームスプリッタ3は、モジュレータ1の上方に対
向状態に備えられ、その側方に備えられた光源4から照
射された光を反射してモジュレータ1の全面に照射す
る。また、このビームスプリッタ3は、モジュレータ1
からの反射光を上方に透過させる作用を持つものであ
る。ここで、光源4は、例えばハロゲンランプ等の高輝
度の光を放射するものが適用され、図示しない制御装置
によってその発光がストロボ状に制御されるものであ
る。
り、上記ビームスプリッタ3の上方に備えられ、該ビー
ムスプリッタ3を透過したモジュレータ1の反射光から
特定波長範囲の光のみをレンズ6に透過するものであ
る。レンズ6は凸レンズであり、フィルタ5を透過した
光を集光させてCCDカメラ7に導くものである。
た光に基づいて上記モジュレータ1の表面の画像、すな
わち画素電極a2への印加電圧に応じて変化する電圧イ
メージを撮像するものである。このCCDカメラ7は、
例えば撮像時のフレーム周波数が30Hz、空間分解能
が2.8CCD/100μm、画素数が1024kの性
能を有し、撮像した電圧イメージをデジタル画像データ
として画像処理装置8に出力する。なお、上記液晶駆動
基板Aの画素電極a2のピッチは、例えば100μm程
度であり、上記CCDカメラ7の分解能は、この画素電
極a2のピッチに対して十分な性能を有している。
力されたデジタル画像データに所定のデジタル画像処理
を施すことによって、上記電圧イメージから液晶駆動基
板Aの欠陥画素(正常にデータ電圧が印加されていない
画素電極a2)を検出し、その結果をモニタ9に出力す
る。例えば、モニタ9に表示される検査結果情報として
は、欠陥部分と正常部分とを色分けしてその分布状態を
示す画像や欠陥画素の個数を示す数値情報等である。
タ1の薄膜透明電極1bにバイアス電圧を印加すると共
に、液晶駆動基板Aにゲート電圧及びデータ電圧を印加
するためのものである。バイアス電圧は、例えば上記C
CDカメラ7のフレーム周波数30Hzで±230V
p-pの両極性方形波である。この電源装置10は、図示
しない制御装置による制御の下、上記ゲート電圧とデー
タ電圧及びバイアス電圧を出力する。
の検査装置の動作について、図3〜図5を参照して説明
する。
データ電圧の印加について説明する。バイアス電圧は、
図示するように±230Vp-pの両極性方形波がCCD
カメラ7のフレーム周波数(30Hz)に同期するよう
にモジュレータ1の薄膜透明電極1bに印加される。そ
して、データ電圧は、当該バイアス電圧に同期し、かつ
バイアス電圧が正極性の+230Vの期間にのみ一周期
毎に極性の変わるパルスa(電圧値=+5V)とパルス
b(電圧値=−5V)としてショートバーa7に印加さ
れる。また、ショートバーa6には、上記パルスa,b
の期間において各TFTa3を導通状態とするためのゲ
ート電圧が印加される。
の破線で示すようにTFTa3が導通状態となってデー
タ電圧の各パルスa,bの電圧値になる。そして、画素
電極a2に一度データ電圧が書き込まれた後、TFTa3
が非導通状態となるようにゲート電圧を下げ、画素電圧
を一定時間保持させた後を捉えてモジュレータ1の表面
画像つまり電圧イメージをCCDカメラ7によって撮影
する。本実施形態では、正極性のパルスaの印加時の電
圧イメージをAフレームイメージ、負極性のパルスbの
印加時の電圧イメージをBフレームイメージとして撮影
する。そして、以下に説明するように、Aフレームイメ
ージとBフレームイメージからなる複数ペアのイメージ
を撮影する。
ームイメージに対する画像処理装置8の処理行程を機能
ブロック図として示したものである。なお、この画像処
理装置8における処理は、実際にはプログラムに基づく
画像処理として実現されるものである。
性の部分における応答を抽出するために、上記各ペア
(例えばnペア)について、Aフレームイメージのデジ
タル画像データからBフレームイメージのデジタル画像
データが減算されて(ステップSa1,Sa2,……Sa
n)、サブイメージが生成される。そして、このサブイ
メージのデジタル画像データにはコンボリューション処
理が施され(ステップSb1,Sb2,……Sbn)、該処理
の結果得られたイメージがサブイメージから減算されて
(ステップSc1,Sc2,……Scn)、補正イメージのデ
ジタル画像データが生成される。なお、上記コンボリュ
ーション処理は、公知のデジタル画像処理であり、モジ
ュレータBの表面各部について得られたデジタル画像デ
ータを近傍領域で加算してイメージを平滑化する処理で
ある。
このうち(a)はサブイメージの波形、(b)はコンボ
リューション処理後のイメージの波形、(c)は補正イ
メージの波形を示している。サブイメージの波形は、上
述したように液晶の部分的な応答性のムラに起因して、
モジュレータサイズでの電圧のムラが発生する場合があ
る。
ューション処理を施すことにより、該サブイメージは平
均化されることになり、比較的空間周波数の高い成分が
除去される。この結果、コンボリューション処理後のイ
メージの波形は、図5(b)に示すように、直流成分と
該直流近傍の周波数成分のみからなる波形となる。すな
わち、コンボリューション処理後のイメージの波形は、
欠陥画素の情報を含まない低周波成分からなる波形とし
て得られる。
理によって得られたイメージをサブイメージから減算す
ることにより、直流成分と該直流近傍の周波数成分のみ
がサブイメージから除去される。すなわち、補正イメー
ジは、図5(c)に示すように、サブイメージについて
低周波成分を除去する低周波成分除去処理を施したもの
として得られる。そして、このように生成された全ての
補正イメージが加算されて(ステップSd,Se)、最終
補正イメージが生成される。
(c)に示すように、所定の検査閾値と比較されること
により2値化処理され、欠陥画素が検出される。この欠
陥画素が検出されると、画像処理装置8は、その検出結
果を欠陥画素の個数やその分布としてモニタ9に出力す
る。あるいは、画像処理装置8は、欠陥画素の個数を予
め設定された判定基準と比較することにより欠陥画素の
個数が判定基準を上回った場合に、当該検査対象である
液晶駆動基板Aを不良品と判定し、その旨をモニタ9に
出力する。
から出力されるデジタル画像データをデジタル画像処理
することによって直流を含む低周波成分を除去している
が、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、
CCDカメラ7の出力がアナログ画像信号である場合に
は、広域通過フィルタのようにアナログ的な画像処理回
路によって低周波成分を除去することも考えられる。ま
た、デジタル画像処理を用いる場合においても、上述し
たようにコンボリューション処理と該コンボリューショ
ン処理の出力を原信号から減算する処理の組合せに限定
されるものではない。
晶駆動基板の検査装置及びその検査方法によれば、画素
電極に行列状に多数設けられた液晶駆動基板の検査装置
であって、平板状に封止された液晶または電気光学効果
を有するシートと該シートまたは液晶の一面に備えられ
た透明電極と前記シートまたは液晶のもう一面に備えら
れた誘電体反射膜とからなり、前記シートまたは液晶を
透明電極との間で挟込むように液晶駆動基板に対向配置
される電気光学素子板と、前記画素電極と透明電極とに
各々所定電圧を供給する電源装置と、前記誘電体反射膜
から反射してくる画像を撮影して画像信号を出力する撮
像手段と、前記画像信号を二値化処理して電圧が正常に
印加されない欠陥画素電極を検出し、該検出結果を液晶
駆動基板の検査結果として出力する画像処理装置とから
なり、該画像処理装置は、画像信号について直流成分を
含む低周波成分を除去する低周波成分除去処理を施した
後、前記二値化処理を行うので、液晶駆動基板内部の信
号遅延や信号間短絡によって発生する非線形の電圧の傾
斜やモジュレータ単位で発生する極低い周波数の外乱が
除去されて、精度良く液晶駆動基板を検査することがで
きる。
の検査方法の一実施形態において、液晶駆動基板の検査
装置の構成概要を示す平面図である。
の検査方法の一実施形態において、モジュレータの光電
変換特性を示すグラフである。
の検査方法の一実施形態において、各部印加電圧のタイ
ミングを示すタイミングチャートである。
の検査方法の一実施形態において、画像処理装置におけ
るデジタル画像処理の手順を示す機能ブロック部であ
る。
の検査方法の一実施形態において、電圧イメージの波形
処理を示す波形図である。
る。
概要図である。
Claims (4)
- 【請求項1】 画素電極に行列状に多数設けられた液晶
駆動基板の検査装置であって、 平板状に封止された液晶または電気光学効果を有するシ
ートと該シートまたは液晶の一面に備えられた透明電極
と前記シートまたは液晶のもう一面に備えられた誘電体
反射膜とからなり、前記シートまたは液晶を透明電極と
の間で挟込むように液晶駆動基板に対向配置される電気
光学素子板と、 前記画素電極と透明電極とに各々所定電圧を供給する電
源装置と、 前記誘電体反射膜から反射してくる画像を撮影して画像
信号を出力する撮像手段と、 前記画像信号を二値化処理して電圧が正常に印加されな
い欠陥画素電極を検出し、該検出結果を液晶駆動基板の
検査結果として出力する画像処理装置とからなり、 該画像処理装置は、画像信号について直流成分を含む低
周波成分を除去する低周波成分除去処理を施した後、前
記二値化処理を行うことを特徴とする液晶駆動基板の検
査装置。 - 【請求項2】 請求項1記載の液晶駆動基板の検査装置
において、電気光学素子板の表面について複数枚撮影さ
れた画像の各々に低周波成分除去処理を施し、該低周波
成分除去処理によって得られた各画像信号の加算信号を
二値化処理することを特徴とする液晶駆動基板の検査装
置。 - 【請求項3】 画素電極が行列状に多数設けられた液晶
駆動基板に平板状に封止された液晶または電気光学効果
を有するシートと該シートまたは液晶の一面に備えられ
た透明電極ともう一面に備えられた誘電体反射膜とから
なる電気光学素子板を前記シートまたは液晶を透明電極
との間に挟込むように対向配置し、前記画素電極と透明
電極にも所定電圧を印加し、この際の誘電体反射膜から
反射してくる画像に基づいて液晶駆動基板を検査する方
法であって、 前記画像について直流成分を含む低周波成分を除去する
低周波成分除去処理を施す行程と、 低周波成分除去処理した画像を二値化処理する行程と、 二値化処理によって得られた信号に基づいて電圧が正常
に印加されない画素電極を欠陥画素電極として検出する
行程と、 からなることを特徴とする液晶駆動基板の検査方法。 - 【請求項4】 請求項3記載の液晶駆動基板の検査方法
において、誘電体反射膜の表面について複数枚画像を撮
影し、各々の画像について低周波成分除去処理を施し、
該低周波成分除去処理によって得られた各画像信号の加
算信号に二値化処理を施すことを特徴とする液晶駆動基
板の検査方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP34341297A JP4071331B2 (ja) | 1997-12-12 | 1997-12-12 | 液晶駆動基板の検査装置及びその検査方法 |
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JP34341297A JP4071331B2 (ja) | 1997-12-12 | 1997-12-12 | 液晶駆動基板の検査装置及びその検査方法 |
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Publication Number | Publication Date |
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JPH11174106A true JPH11174106A (ja) | 1999-07-02 |
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ID=18361319
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