JPH11174398A - 液晶パネルの検査装置及び液晶パネルの検査方法、並びに投射型表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】斜め方向の光をも考慮して正確に液晶パネルの
検査を行う手段を提供すること。 【解決手段】検査対象である液晶パネル２１に光を照射
するランプ１５と、液晶パネル２１の透過光を所定位置
に設置されたスクリーン７０上に投影する投影光学系６
０と、スクリーン７０上の像の輝度分布を検出する視野
角度θのＣＣＤカメラ３０と、液晶パネル２１を所定の
検査パターンで駆動する検査パターン発生部４０と、検
査パターンとＣＣＤカメラ３０による検出結果とを参照
して、液晶パネル２１の点欠陥の存在の有無を判定する
欠陥判定部５０とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶パネルの点欠
陥等を検査するための装置および方法に係わり、特に液
晶プロジェクタ用の液晶パネルの検査に適用して好適な
技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】各画素を選択するスイッチング素子とし
てＴＦＴ素子を各画素に配置する液晶パネルの製造に際
しては、スイッチング素子であるＴＦＴ素子の不良や液
晶層に異物が混入することなどによって、点欠陥と称さ
れる製造欠陥が生じることが多いため、液晶パネルを組
み込んだ液晶装置を最終製品とする前に、この点欠陥の
発生状況を検査する必要がある。

【０００３】このような点欠陥を検査するための従来の
検査装置の一例のブロック構成図を図２に示す。この検
査装置によれば、バックライト１０からの光が照射され
ている検査対象である液晶パネル２０は、検査パターン
発生部４０から与えられる制御信号に基づいて、所定の
検査パターン（画素毎のオン・オフパターン）で駆動さ
れる。この液晶パネルは一対の基板間に液晶が封入さ
れ、基板の外側に一対の偏光板を配置して構成される。

【０００４】さらに、この制御信号に基づいて駆動され
た液晶パネル２０で表示されるオン・オフパターンをＣ
ＣＤカメラ３０が輝度情報として取り込んで欠陥判定部
５０に与える。

【０００５】そして、欠陥判定部５０は、与えられた輝
度情報と検査パターンとを比較して、液晶パネル２０が
所定のパターンを表示しているか否かを判定し、所定の
パターンを表示している場合には正常と判定し、一方、
所定のパターンを表示していない場合には異常、即ち、
点欠陥が存在するとして検査対象である液晶パネル２０
の検査を行っていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような従来の検査装置によれば、検査対象である液晶
パネル２０を実際に透過する光は、ＣＣＤカメラ３０が
光を取り込む視野角θを越えて広がってしまう。

【０００７】このことは、従来の装置が光線ａ（図２）
のような、液晶パネル面に対して垂直方向の光（適宜
「垂直方向の光」と称する）を考慮して検査を行うこと
はできるものの、光線ｂ（図２）のように、液晶パネル
面に対して垂直な方向と所定の角度を有する方向の光
（適宜「斜め方向の光」と称する）をも考慮した検査を
行うことができないことを意味していた。

【０００８】従って、点欠陥やコントラストを調べる際
に、光線ｂのような光の影響をも考慮した検査を行えば
異常となるものであっても、光線ａのような光の影響の
みを考慮した検査しか行わなければ正常と判断されてし
まうという事態が生じ得、従来、斜め方向の光の影響を
考慮して正確に検査を行っていなかった。

【０００９】ビデオカメラのビューファインダ用等の液
晶パネルは、人間が直視するものが多いため斜め方向の
光の影響はさほど気にならないものの、例えば、液晶プ
ロジェクタ用の液晶パネルでは、斜め方向の光の影響を
正確に把握する要請が強かった。

【００１０】本発明は、このような従来の課題を解決す
るためになされたもので、その目的は、斜め方向の光の
影響をも考慮して正確に液晶パネルの検査を行う手段を
提供する点にある。また、その検査方法を経てなる液晶
パネルを用いて、画素欠陥が投射画面上で目立たない投
射型表示装置を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は第１に、液晶パネルを検査する装置であっ
て、前記液晶パネルに光を照射する光源と、前記液晶パ
ネルが所定の検査パターンの像を形成するように駆動す
る検査パターン発生部と、前記液晶パネルを透過或いは
反射した光を所定位置に設置されたスクリーン上に投射
する投射光学系と、前記スクリーン上の投射像の輝度分
布を検出する検出手段と、前記検査パターンと前記検出
手段による検出結果とを比較して、前記液晶パネルの欠
陥画素の発生状態を検査する欠陥判定部と、を備えたこ
とを特徴とする。

【００１２】これによれば、投射光学系によって、液晶
パネルの斜め方向の光をもスクリーン上に投射すること
ができ、欠陥判定部は斜め方向の光の影響をも考慮した
欠陥画素判定を行うことが可能になる。

【００１３】第２に、前記欠陥判定部は、欠陥画素の数
に応じた製品ランクを判定することを特徴とする。これ
によれば、欠陥画素の数に応じた製品ランクが出力する
ので液晶パネルの性能を即座に把握でき液晶装置製造に
おける作業性が向上する。

【００１４】第３に、前記検査パターン発生部は、前記
液晶パネルが所定の透過率を示す検査パターンを形成す
るように、前記液晶パネルの電圧−透過率特性に応じた
駆動電圧を前記液晶パネルに供給してなり、前記欠陥判
定部は、前記液晶パネルに供給する前記駆動電圧の透過
率情報と前記検出手段が検出した投射像の輝度情報とを
比較して欠陥画素を判定することを特徴とする。

【００１５】これによれば、欠陥判定部は、スクリーン
上に所定の輝度として投射されるように液晶パネルの画
素に供給される駆動電圧に対応する透過率情報とスクリ
ーン上の投射像の輝度情報とを比較して、投射像の輝度
情報が期待した輝度と異なる場合に、自動的に欠陥画素
を判定することができるので、検査作業が簡単で効率的
となる。より具体的には、前記欠陥判定部は、液晶パネ
ルの画素に供給する駆動電圧に対する画素の透過率を予
め測定して求め、所定の駆動電圧を液晶パネルの各画素
に印加した際にスクリーンに投射された各画素の輝度を
検出し、先に求めた電圧−透過率特性に基づいて、スク
リーン上の各画素に期待される輝度と、検出輝度を比較
して、期待される輝度レベルをある程度満たすものを欠
陥なし画素、満たさないものを欠陥画素と判定する。

【００１６】第４に、液晶パネルを検査する検査方法で
あって、前記液晶パネルに光を照射し、該液晶パネルを
透過或いは反射した光が所定の検査パターンの像を形成
するように前記液晶パネルを駆動して、該液晶パネルを
透過或いは反射した光を所定位置に設置されたスクリー
ン上に投射し、前記スクリーン上の投射像の輝度分布を
検出した検出結果と前記検査パターンを比較して、前記
液晶パネルの欠陥画素の発生状態を検査してなることを
特徴とする。

【００１７】これによれば、斜め方向の光の影響をも考
慮して、基準パターンの基準輝度と実際の輝度情報とを
比較して、欠陥画素か否かを判定することが可能とな
る。より具体的には、液晶パネルの画素に供給する駆動
電圧に対する画素の透過率を予め求め、所定の駆動電圧
を液晶パネルの各画素に印加した際にスクリーンに投射
された各画素の輝度を検出し、先に求めた電圧−透過率
特性に基づいて、スクリーン上の各画素に期待される輝
度と、検出輝度を比較して、期待される輝度レベルをあ
る程度満たすものを欠陥なし画素、満たさないものを欠
陥画素と判定する。

【００１８】第５に、液晶パネルを検査する方法であっ
て、前記液晶パネルに光を照射し、該液晶パネルが所定
の透過率を示すように駆動して、該液晶パネルを透過或
いは反射した光を所定位置に設置されたスクリーン上に
投射し、前記液晶パネルを透過或いは反射した光の投射
光路中にＮＤフィルタを挿入し、前記ＮＤフィルタを透
過して前記スクリーンに投射された光による輝度を基準
輝度として、前記ＮＤフィルタを透過せずに前記スクリ
ーンに投射された光による輝度を比較し、前記液晶パネ
ルの欠陥画素の発生状態を検査してなることを特徴とす
る。

【００１９】これによれば、ＮＤフィルタを用いた簡単
な構成で、斜め方向の光の影響をも考慮した欠陥画素の
検出を行うことが可能になる。

【００２０】第６に、前記所定の高透過率は前記液晶パ
ネルの透過率１００％の状態であり、前記所定の低透過
率は前記液晶パネルの透過率０％の状態であることを特
徴とする。これによれば、１００％透過率の光を欠陥画
素の基準となる輝度まで減衰させて、この輝度を基準と
して欠陥画素の輝度を比較し、判定することができる。
ＮＤフィルタを取り替えて減衰率を調整することによ
り、欠陥画素の判定基準を調整できるので、検査方法が
簡便となる。

【００２１】第７に、液晶パネルを検査する検査方法で
あって、前記液晶パネルに光を照射し、該液晶パネルの
各画素を所定の同一透過率となるように駆動して、該液
晶パネルを透過或いは反射した光を所定位置に設置され
たスクリーン上に投射し、前記スクリーン上の前記各画
素による輝度分布を検出して特異な輝度の有無を判別
し、前記液晶パネルの欠陥画素の発生状態を検査してな
ることを特徴とする。

【００２２】これによれば、斜め方向の光の影響をも考
慮して、欠陥画素か否かを判定することが可能となる。
また、オン／オフのパターンを投射しなくとも、特異な
輝度を発見すれば、欠陥画素が判るので簡便な検査とな
る。

【００２３】第８に、前記液晶パネルの全画素を中間階
調の透過率とし、前記特異な輝度が前記中間階調の透過
率による輝度と異なる或いは所定の輝度レベル以上異な
る場合に、前記欠陥画素と判定することを特徴とする。
これにより、中間階調の制御ができない画素は欠陥画素
であり、全画面中に所定の中間階調ではない特異な輝度
があれば容易に欠陥画素と判断できるので、検査が簡便
となる。

【００２４】第９に、光源と、該光源から射出される光
源光を赤、青、緑の３つの色光に分離する色分離手段
と、該色分離手段により分離された３つの色光をそれぞ
れ変調する３つの液晶パネルと、該３つの液晶パネルに
より変調された色光を合成する色合成手段と、該色合成
手段により合成された光を投射する投射光学手段とを備
える投射型表示装置において、前記各液晶パネルに含ま
れる画素欠陥数の許容度を、前記青の色光を変調する液
晶パネルについて、少なくとも１つの他の前記液晶パネ
ルよりも大きく設定してなることを特徴とする。

【００２５】赤、緑、青のうち、輝度成分の最も低い光
は青の色光であり、この色光を変調する液晶パネルに画
素欠陥が多少あっても、投射画面上では画素欠陥があっ
て青の色光がその画素だけ欠落しても、その画素には赤
と緑の色光の画素が重ねられ、完全に表示無しにはなり
にくく、且つ青の色光の欠落は人間の目には目立ちにく
いので、投射画像の表示品質に大きな影響を与えない。
その上、画素欠陥があっても、青色光用の液晶パネルと
して用いることができるので、液晶パネルの歩留まりは
向上し、投射型表示装置としてのコストも下げることが
可能となる。なお、本発明においては、青色光用の液晶
パネルの欠陥画素数の許容度を、赤色光用液晶パネル及
び緑色光用液晶パネルよりも低くする場合と、青色光用
液晶パネルと赤色光用液晶パネルの両方の許容度を等し
くし、緑色光用液晶パネルの許容度よりも低くする場合
とがある。

【００２６】第１０に、光源と、該光源から射出される
光源光を赤、青、緑の３つの色光に分離する色分離手段
と、該色分離手段により分離された３つの色光をそれぞ
れ変調する３つの液晶パネルと、該３つの液晶パネルに
より変調された色光を合成する色合成手段と、該色合成
手段により合成された光を投射する投射光学手段とを備
える投射型表示装置において、前記各液晶パネルに含ま
れる画素欠陥数の許容度を、前記緑の色光を変調する液
晶パネルについて最も小さく設定してなることを特徴と
する。

【００２７】輝度成分の最も高い波長は緑の色光であ
り、この色光を変調する液晶パネルに画素欠陥に画素欠
陥を少なくすることが表示品質を保つためには必要であ
る。従って、緑＞赤＞青の順に液晶パネルの画素欠陥数
の許容度を設定することにより、画素欠陥の検査によっ
て判別した液晶パネルのランクに応じて、液晶パネルを
効率よく、投射型表示装置内にて使い分けることがで
き、液晶パネルの歩留まりは向上し、投射型表示装置と
してのコストも下げることが可能となる。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
参照しつつ説明する。

【００２９】（実施例１）図１は、本発明の実施の形態
にかかる検査装置のブロック構成図である。この検査装
置は、検査対象である液晶パネル２１に光を照射するラ
ンプ１５と、液晶パネル２１の透過光を所定位置に設置
されたスクリーン７０上に投射する投射光学系６０と、
スクリーン７０上の像の輝度分布を検出する視野角θの
ＣＣＤカメラ３０と、液晶パネル２１を所定の検査パタ
ーンで駆動する検査パターン発生部４０と、検査パター
ンとＣＣＤカメラ３０による検出結果とを参照して、液
晶パネル２１の点欠陥の存在の有無を判定する欠陥判定
部５０と、を有している。

【００３０】そして、投射光学系６０は、レンズ６１単
独または複数枚のレンズの組合せでなり、液晶パネル２
１を透過（変調）した透過光をスクリーン７０上に投射
させるように構成されている。

【００３１】さて、ランプ１５からの光が照射されてい
る検査対象である液晶パネル２１は、検査パターン発生
部４０からの制御信号に基づいて、所定の検査パターン
（画素毎のオン・オフパターン）になるように、ランプ
１５からの光を変調する。液晶パネル２１は、先の説明
と同様に一対の偏光板を有するアクティブマトリクス型
パネルである。

【００３２】さらに、この制御信号に基づいて駆動され
た液晶パネル２１にて形成されたオン・オフパターン
は、レンズ６１（投射光学系６０）によってスクリーン
７０上に投射される。ＣＣＤカメラ３０は、このスクリ
ーン７０上の投射像を輝度情報として取り込んで欠陥判
定部５０に与える。そして、欠陥判定部５０は、与えら
れた輝度情報と検査パターンとを比較して、液晶パネル
２１が所定のパターンを形成するように構成されている
か否かを判定し、所定のパターンをスクリーン７０に投
射している場合には正常と判定し、一方、所定のパター
ンをスクリーン７０に投射していない場合には異常、即
ち、欠陥画素が存在するとして検査対象である液晶パネ
ル２１の検査を行う。

【００３３】この際、レンズ６１（投射光学系６０）の
作用によって、液晶パネル２１を透過した垂直方向の光
のみならず斜め方向の光をもスクリーン７０上に投射さ
れる。例えば、図１に示した光線ｃのように、液晶パネ
ル２１で透過される斜めの光であっても、レンズ６１
（投影光学系６０）の作用によってスクリーン７０上に
投射される。従って、この実施の形態によれば、斜め方
向の光の影響をも考慮した欠陥判定を行うことが可能に
なる。

【００３４】さらに、欠陥判定部５０が、欠陥画素数に
よって、液晶パネルのランク分類を自動的に行うように
しても良く、これによれば、液晶パネル製品のランク分
類を自動的に行えるので生産効率が向上する。具体的に
は、欠陥判定部５０は、図７に示すようなテーブル７０
０を記憶しておいて、自身が検出した点欠陥の数に対応
する製品ランクをテーブル７００を索出して求めて図示
しない出力部から出力するようにすればよい。なお、赤
色、緑色、青色用の３種類のパネルを用いて液晶プロジ
ェクタを製造する場合、通常、最も品質の良いＡランク
のパネルを緑色用のパネルとして用いて液晶プロジェク
タを製造するのが好ましい。これは人間の比視感度曲線
を考慮したとき、緑色での反応感度が他の色に比べて強
いからである。

【００３５】また、図４に示す検査装置は、光拡散部材
等からなる透過型スクリーン７１を介して透過された像
の輝度分布をＣＣＤカメラ３０で取り込めるように構成
したものである。このような装置構成によっても、図１
に示したものと同様の処理動作とレンズ６１（投射光学
系６０）の作用によって、液晶パネル２１を透過した垂
直方向の光のみならず斜め方向の光の影響をも考慮した
欠陥判定を行うことが可能になる。

【００３６】次に、本発明の実施の形態の検査の詳細に
ついて説明する。

【００３７】この実施の形態では、検査パターン発生部
４０が、基準輝度を有する基準パターンを発生可能に構
成されている。さらに、図３に示すように、欠陥判定部
５１に、検査対象となる液晶パネル２１の印加電圧−透
過率特性（Ｔ−Ｖ特性）をデータとして記憶するＴ−Ｖ
特性記憶部５２を設け、予め液晶パネルに駆動電圧を順
次変化させて印加し、その時の透過率を検出して、被検
査対象の液晶パネルのＶ−Ｔ特性を調べ、Ｔ−Ｖ特性の
データをＴ−Ｖ特性記憶部５２に記憶させておく。

【００３８】まず、検査パターン発生部４０が所定の透
過率の基準パターンを発生させるように、検査対象とな
る液晶パネル２１の各画素に電圧印加を行う。この駆動
電圧はＴ−Ｖ特性記憶部５２のデータを参照し、所定の
透過率となるような電圧を選択して印加する。ＣＣＤカ
メラ３０は、液晶パネル２１を介して透過され投射光学
系６０によってスクリーン７０上に投射された像の実際
の輝度分布を検出し、輝度分布情報として欠陥判定部５
０に与える。

【００３９】欠陥判定部５０は、先に基準パターンを発
生させるために検査パターン発生部４０が各画素に印加
した印加電圧に対応する輝度情報、即ち、本来期待され
る輝度を、Ｔ−Ｖ特性記憶部５２を参照して求め（予め
Ｔ−Ｖ特性が検出されていれば、印加電圧に応じて期待
される輝度は分かる）、さらに、この本来期待される輝
度とＣＣＤカメラ３０によって実際に検出された輝度と
を比較する。この比較は、液晶パネルの各画素によって
形成された投射像が液晶パネルの各画素に印加した駆動
電圧によるパターン像と一致しているかどうかを判断す
るものである。

【００４０】パターンとしては、次のようなパターンが
検査用として投射される。

【００４１】全画素を白表示（透過率１００％） 全画素を中間階調表示（透過率１００％〜０％の間の
Ｔ−Ｖ特性において、電圧値を１６等分割し、１００％
と０％の電圧を除いた電圧を順次印加する） 全画素を黒表示（透過率０％） 全画素の中央部に黒のウインドウ表示、その周りを白
表示 横縞表示（黒表示ラインと白表示ラインを繰り返した
表示、次に黒表示ラインと白表示ラインを入れ替え） 縦縞表示（黒表示ラインと白表示ラインを繰り返した
表示、次に黒表示ラインと白表示ラインを入れ替え） 斜め縞表示（黒表示の斜めラインと白表示の斜めライ
ンを繰り返した表示、次に黒表示ラインと白表示ライン
を入れ替え） このような各検査パターンにおいて、予定された輝度と
異なる輝度をスクリーン上で示した画素があれば、ＣＣ
Ｄカメラ３０からの捉えた輝度分布の情報と上記パター
ンの輝度情報とを比較することにより、その予定外の輝
度の画素を欠陥判定部５０にて判定することができる。
例えば、横縞表示の場合は、黒表示ラインの一部が白表
示となれば、２本の白表示ラインが繋がってしまうの
で、これを検出し、欠陥画素の存在が明かとなる。

【００４２】そして、欠陥判定部５０は、この比較の結
果、例えば、実際に検出された画素の輝度が、本来期待
される輝度と所定値以上異なるものである場合、その画
素を欠陥画素とし、これ以外を欠陥のない画素とする。
これによって、欠陥画素が判明して、その欠陥画素数に
応じて製品ランクが定まる。

【００４３】さらに、この製品ランクに応じて、検査対
象となった液晶パネルを、液晶プロジェクタの赤色光の
変調用ライトバルブ、緑色光の変調用ライトバルブ、青
色光の変調用ライトバルブのいずれに使うか決定するこ
とができる。なお、このような欠陥画素の検出結果をＣ
ＲＴ等で実現可能な図示しない出力部に出力することが
好ましい。

【００４４】以上のように、この実施の形態によれば、
斜め方向の光の影響をも考慮した画素欠陥判定を、基準
パターンの基準輝度と実際に検出した輝度情報とを比較
して行うことが可能となる。

【００４５】（実施例２）次に、本発明のさらに他の実
施の形態について図５を参照して説明する。

【００４６】この実施の形態では、図５に示すように、
図１や図４の投射光学系６０から投射される液晶パネル
２１により変調され透過される光の光路の一部に光を減
衰させるためのＮＤフィルタ９０を挿入し、基準パター
ン８０の本来の輝度をＮＤフィルタ９０により所定量減
衰させてスクリーン７０（７１）上に投射させたときの
輝度を基準として、ＮＤフィルタ９０を介していない領
域の画素の輝度と比較するものである。

【００４７】まず、図１や図４の検査パターン発生部４
０を起動させ、液晶パネル２１の全画素中の一部の画素
（基準パターンを構成する画素）が透過率１００％とな
るように駆動電圧を印加する。残りの大部分の画素は透
過率０％になるように駆動電圧を印加する。これらの駆
動電圧は、図３のＴ−Ｖ特性記憶部５２に予め記憶され
た液晶パネルの画素（基本的に全画素の特性は同一とす
る）の透過率−印加電圧特性から、透過率１００％，０
％に対応する印加電圧を選択して得たものである。液晶
パネル２１から射出される光は投射光学系６０から投射
される。投射光学系６０とスクリーン７０（７１）の間
にＮＤフィルタ９０を挿入する。この挿入位置は、液晶
パネル２１における上記の基準パターン８０を構成する
画素をから透過してくる光の投射光路となる。このＮＤ
フィルタ９０は、予め光の減衰量が決められて設定され
ている。例えば、光の減衰量として、透過率１００％の
光を５％まで減衰するように設定されていれば、スクリ
ーンには５％に相当する輝度で投射される。

【００４８】この状態において、基準パターン９０以外
の透過率０％となる駆動電圧を印加した画素の位置であ
って、ＮＤフィルタ９０を透過しない画素位置は本来、
黒表示となる。しかし、この領域に輝度が得られるので
あれば、これは欠陥画素となる可能性がある。この欠陥
画素となる可能性を有する画素の輝度は、基準パターン
８０の輝度と比較する。先に述べたように透過率５％に
相当する輝度の基準パターン８０と比較し、これよりも
明るい輝度と判断されれば、この画素は欠陥画素である
と判別される。すなわち、この例では、本来の透過率０
％の画素が透過率５％より高い輝度を示した場合には欠
陥画素と判断される。

【００４９】なお、この比較・判別は、図１や図４のよ
うに欠陥判定部５０において自動的に行ってもよいが、
スクリーン上の２つの画素の輝度の比較で判定できるた
め、目視により簡単に人が判別し、検査することもでき
る。

【００５０】また、ＮＤフィルタ９０の挿入箇所は画面
上をずらしながら、各画素について投射された輝度とＮ
Ｄフィルタ９０を介した輝度とが比較できるようにし、
これにより全画素中の欠陥画素を判定することができ
る。

【００５１】また以上の説明では、基準パターン８０に
対応する画素とその他の画素の透過率の設定を異ならせ
ていたが、これに限定されるものではない。たとえば、
画素全体を同一透過率（例えば、透過率１００％）に設
定し、ＮＤフィルタ８０の減衰率を低くして（例えば５
％減衰）することにより基準パターンの輝度を透過率９
５％相当の輝度とし、ＮＤフィルタを介さない領域の画
素（本来、透過率１００％）の透過率が９５％より低け
れば、画素欠陥と判断するようにしてもよい。また、基
準パターンを透過率１００％に設定することを説明した
が、中間階調の透過率に設定しても良いことは言うまで
もない。

【００５２】さらに、欠陥画素が判明して、その欠陥画
素数に応じて製品ランクが定まり、この製品ランクに応
じて、実施例１で述べたように、検査対象となった液晶
パネル２１がライトバルブとして変調する色光が定ま
る。

【００５３】以上のように、この実施の形態によれば、
ＮＤフィルタ９０を用いた簡単な構成で、斜め方向の光
の影響をも考慮した欠陥画素の検出を行うことが可能に
なる。また、この実施形態においても、目視ではなく、
図１や図４に示したようなＣＣＤカメラ３０、欠陥判定
部５０、検査パターン発生部４０を用いての自動検査を
することができることは言うまでもない。この場合の検
査装置は、図１や図４と同一構成であり、異なる箇所
は、投射光学系６０からスクリーン７０（７１）までの
光路中にＮＤフィルタ９０が挿入され、その挿入箇所に
投射される基準パターンと非挿入箇所に投射される基準
パターンの輝度をＣＣＤカメラ３０で取り込み、比較し
て判別する点にある。

【００５４】（実施例３）次に、本発明のさらに他の実
施の形態について説明する。

【００５５】本実施の形態においても、図１や図４と同
様な装置により、液晶パネル２１に光源ランプ１５から
光照射し、液晶パネルにより変調（透過制御）された光
を投射光学系６０によりスクリーンに投射する。

【００５６】本実施の形態では、液晶パネル２１の画素
は、図１や図４の検査パターン発生部４０を起動させ、
液晶パネル２１の全画素が中間階調（例えば透過率５０
％）となるように駆動電圧を印加する。これらの駆動電
圧は、図３のＴ−Ｖ特性記憶部５２に予め記憶された液
晶パネルの画素（基本的に全画素の特性は同一とする）
の透過率−印加電圧特性から、透過率５０％に対応する
印加電圧を選択して得たものである。液晶パネル２１か
ら射出される全画素の透過光は投射光学系６０から投射
される。

【００５７】さて、このようにすると、スクリーン７０
（７１）上では、本来は中間階調の透過率に相当する輝
度が全画面で得られるはずである。しかしながら、この
中間階調透過率とは異なる特異な輝度があれば、それは
欠陥画素となる。欠陥画素とは、液晶パネルの液晶内に
ゴミ等の異物が入り込んだり、アクティブマトリックス
型液晶パネルにおいては各画素の液晶への電圧印加を制
御する各画素毎のスイッチング素子が特性劣化や破壊に
より機能していない、等の原因により、画素の透過率が
コントロールできないものである。画像表示の場合は、
中間階調制御の善し悪しが表示品質の向上に繋がるもの
であるから、中間階調制御が不十分な或いはできない画
素は欠陥画素と判定できる。

【００５８】従って、全画面中に特異な輝度があれば、
簡単に欠陥画素と判別できるので、検査方法が簡便とな
る。

【００５９】なお、この比較・判別は、図１や図４のよ
うに欠陥判定部５０において自動的に行ってもよいが、
スクリーン上の２つの画素の輝度の比較でされため、目
視により簡単に人が判別し、検査することもできる。

【００６０】また以上の説明では、透過率５０％に設定
することを説明したが、他の中間階調の透過率に設定し
ても良いことは言うまでもない。

【００６１】さらに、欠陥画素が判明して、その欠陥画
素数に応じて製品ランクが定まり、この製品ランクに応
じて、実施例１で述べたように、検査対象となった液晶
パネル２１がライトバルブとして変調する色光が定ま
る。

【００６２】また、この実施形態においても、目視では
なく、図１や図４に示したようなＣＣＤカメラ３０、欠
陥判定部５０、検査パターン発生部４０を用いての自動
検査をすることができることは言うまでもない。この場
合の検査装置は、図１や図４と同一構成であり、異なる
箇所は、全画素を同一の中間階調透過率とし、全画面の
中から特異な輝度を欠陥判定部５０が判別することであ
る。

【００６３】（実施例４）さて、図１や図４に示した検
査装置は、図６に示すような液晶プロジェクタを検査す
る際に適したものであり、液晶プロジェクタの構成要素
を若干変更することで液晶プロジェクタ自体を容易に検
査することが可能となる。このことを説明するために、
まず、図６を参照して液晶プロジェクタの構成を説明す
る。

【００６４】この液晶プロジェクタは、メタルハライド
ランプ等の光源１００と、赤色のみを透過するダイクロ
イックミラー１３０と、この赤色光を反射する反射ミラ
ー１７０と、この赤色光が照射される液晶パネル２２０
と、ダイクロイックミラー１３０で反射された光のうち
緑色のみを反射するダイクロイックミラー１４０と、こ
の緑色光が照射される液晶パネル２３０と、ダイクロイ
ックミラー１４０を透過した青色光を液晶パネル２４０
に導き、長光路による光損失を防止するための光学系
（入射レンズ１８０、反射ミラー１５０、リレーレンズ
１９０、反射ミラー１６０および出射レンズ２００）
と、液晶パネル２２０、２３０および２４０の透過光を
合成するためのクロスダイクロイックプリズム２５０
と、この合成光をスクリーン７０上に投影するための投
射光学系２６０と、を有している。

【００６５】そして、この光源１００から照射された白
色光のうちの赤色光は、ダイクロイックミラー１３０を
透過し、反射ミラー１７０によって反射され、液晶パネ
ル２２０に照射される。また、白色光のうちの緑色光
は、ダイクロイックミラー１４０で反射され液晶パネル
２３０に照射される。さらに、白色光のうちの青色光
は、ダイクロイックミラー１４０を透過し、さらに、入
射レンズ１８０による集光、反射ミラー１５０により反
射、リレーレンズ１９０により透過、反射ミラー１６０
による反射、出射レンズ２００による集光が行われて、
液晶パネル２５０に照射される。

【００６６】そして、所定の変調信号で変調駆動された
液晶パネル２２０、２３０および２４０からの透過光
は、クロスダイクロイックプリズム２５０で合成され、
この合成光は投射光学系２６０を介してスクリーン７０
上に投射されて、投射動作が行われる。

【００６７】さて、この液晶プロジェクタの光源１００
および投射光学系２６０の夫々は、図１や図４の検査装
置のランプ１５、投射光学系６０と同一の機能を有す
る。ここで、液晶パネル２２０、２３０および２４０の
各々が検査対象であるとする。

【００６８】まず、液晶パネル２２０を検査するために
は、例えば、クロスダイクロイックプリズム２５０も取
り外し、さらに、液晶パネル２２０と投射光学系２６０
の間の光路長が変わらないように、クロスダイクロイッ
クプリズム２５０と同屈折率、同寸法のガラスブロック
を光路中に介在させ、赤色光のみが投射光学系２６０に
導かれるように、クロスダイクロイックプリズム２５０
を取り外した位置に反射ミラーを設け、さらに、ＣＣＤ
カメラ３０、欠陥判定部５０および検査パターン発生部
４０を設ければ、図１や図４と同一の機能を有する検査
装置が実現でき、液晶パネル２２０の斜め方向の透過光
をも考慮した欠陥判定を行うことが可能になる。

【００６９】同様に、液晶パネル２３０を検査するため
には、クロスダイクロイックプリズム２５０を取り外
し、さらに、液晶パネル２３０と投射光学系２６０の間
の光路長が変わらないように、クロスダイクロイックプ
リズム２５０と同屈折率、同寸法のガラスブロックを光
路中に介在させ、緑色光のみが直接投射光学系２６０に
導かれるようにし、さらに、ＣＣＤカメラ３０、欠陥判
定部５０および検査パターン発生部４０を設ければ、図
１や図４と同一の機能を有する検査装置が実現でき、液
晶パネル２３０の斜め方向の透過光をも考慮した欠陥判
定を行うことが可能になる。

【００７０】さらにまた、液晶パネル２４０を検査する
ためには、クロスダイクロイックプリズム２５０を取り
外し、さらに、液晶パネル２４０と投射光学系２６０の
間の光路長が変わらないように、クロスダイクロイック
プリズム２５０と同屈折率、同寸法のガラスブロックを
光路中に介在させ、青色光のみが直接投射光学系２６０
に導かれるように、クロスダイクロイックプリズム２５
０を取り外した位置に反射ミラーを設け、さらに、ＣＣ
Ｄカメラ３０、欠陥判定部５０および検査パターン発生
部４０を設ければ、図１や図４と同一の機能を有する検
査装置が実現でき、液晶パネル２４０の斜め方向の透過
光をも考慮した欠陥判定を行うことが可能になる。

【００７１】このように、本発明の検査装置の構成を考
慮すると、液晶プロジェクタの構成要素を若干変更する
ことで液晶プロジェクタ用液晶パネル自体を容易に検査
することが可能となる。

【００７２】また、本発明の検査装置及び検査方法を用
いて、各液晶パネルにおいて判明した画素欠陥数によ
り、液晶パネルの品質をランク分けすることができる。
このランクを用い、各液晶パネルに含まれる画素欠陥数
の許容度を、青の色光を変調する液晶パネル２４０につ
いて最も大きく設定することができる。赤、緑、青のう
ち、人間の視感度の最も低い波長は青の色光であり、こ
の色光を変調する液晶パネル２４０に画素欠陥が多少あ
っても、投射画面上では画素欠陥があって青の色光がそ
の画素だけ欠落しても、その画素には赤と緑の色光の画
素が重ねられ、完全に表示無しにはなりにくく、且つ青
の色光の欠落は人間の目には目立ちにくいので、投射画
像の表示品質に大きな影響を与えない。その上、画素欠
陥があっても、青色光用の液晶パネルとして用いること
ができるので、液晶パネルの歩留まりは向上し、投射型
表示装置としてのコストも下げることが可能となる。

【００７３】なお、この場合、視感度の最も高い色光は
緑であるから、残りの青色光と赤色光の変調用液晶パネ
ルの欠陥画素数の許容度を緑色光のパネルより低くし、
青色と赤色は同一許容度としてもよい。

【００７４】さらに、画素欠陥数の許容度を緑の色光を
変調する液晶パネル２２０について最も小さく設定する
とさらに効果は増大する。人間の視感度の最も高い波長
は緑の色光であり、この色光を変調する液晶パネル２２
０に画素欠陥に画素欠陥を少なくすることが表示品質を
保つためには必要である。従って、青＞赤＞緑の順に液
晶パネルの画素欠陥数の許容度を設定することにより、
画素欠陥の検査によって判別した液晶パネルのランクに
応じて、液晶パネルを効率よく、投射型表示装置内にて
使い分けることができ、液晶パネルの歩留まりは向上
し、投射型表示装置としてのコストも下げることが可能
となる。すなわち、液晶パネルの過疎欠陥数の許容度の
大きさの設定は、青＞赤＞緑の場合と、青＞赤＝青
の場合の２通りが考えられる。例えば、全画素の中で許
容される欠陥画素数は、の場合、青３個，赤１個，緑
１個、の場合、青３個，赤１個，緑０個となる。液晶
パネルが高精細になればなる程、高表示品質が要求され
るので許容度は厳しくなる。

【００７５】（変形例）なお以上の各実施例において
は、液晶パネルは光源からの光を透過制御する透過型液
晶パネルとして説明されてきたが、光源光を各画素にお
いて反射する反射型液晶パネルに置き換え、液晶パネル
から反射制御された光を投射光学系によりスクリーン上
に投射する構成にしても良いことは言うまでもない。図
８に示されるように、反射型液晶パネル２１’を検査す
る場合は、光源ランプ１５と液晶パネル２１’と投射光
学系６０との間に、偏光分離器の一例として偏光ビーム
スプリッタ１６を配置する。偏光ビームスプリッタ１６
は、ランプ１５からの光のうちの一つの偏光軸（例えば
Ｓ偏光）の光を反射型液晶パネル２１’に反射し、反射
型液晶パネル２１’から反射された光のうち他の偏光軸
（例えばＰ偏光）の光を投射レンズ６１に向けて透過す
る。

【００７６】反射型液晶パネル２１’においても透過率
（液晶パネルに入射された光のうち、液晶層を透過して
偏光ビームスプリッタ１６を透過した光の割合）は存在
し、透過型液晶パネルと同様にゴミ等の異物により画素
欠陥も発生する。このような液晶パネルを上記実施例の
検査方法及装置により検査すれば、同様の効果を得るこ
とができる。反射型液晶パネルの場合の液晶は、ＴＮ
型、垂直配向型、光散乱型などが用いられ、液晶パネル
の光入射側には偏光板は不要とすることが出来る（偏光
ビームスプリッタ１６により代用できる）。

【００７７】なお、投射型表示装置においても、ライト
バルブとして、透過型液晶パネルではなく、反射型液晶
パネルを用いたものも知られており、かかるライトバル
ブに対する画素欠陥数の許容度も、実施例４の場合と同
様とすることができる。

【００７８】さらに、以上の各実施例において、液晶パ
ネルの液晶がツイストネマチック型などの場合には、パ
ネルの前又は後、或いは前後の各々には偏光板が配置さ
れることは言うまでもない。しかし、液晶パネルの液晶
が光散乱型などの液晶では偏光板不要の場合がある。

【００７９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
投射光学系によって、液晶パネルの斜め方向の透過光／
反射光をもスクリーン上に投射することができ、斜め方
向の光の影響をも考慮した欠陥判定を行うことが可能に
なる。

【００８０】また、画素欠陥の数に応じた製品ランクが
出力するので液晶パネルの性能を即座に把握でき液晶装
置製造における作業性が向上する。

【００８１】さらに、ＮＤフィルタを用いた簡単な構成
で、斜め方向の光の影響をも考慮した欠陥画素の検出が
可能になる。

【００８２】また、画素欠陥があっても、青色光用の液
晶パネルとして用いることができるので、液晶パネルの
歩留まりは向上し、投射型表示装置としてのコストも下
げることが可能となる。

【００８３】さらに、画素欠陥の検査によって判別した
液晶パネルのランクに応じて、液晶パネルを効率よく、
投射型表示装置内にて使い分けることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態にかかる検査装置のブロ
ック構成図である。

【図２】 従来の検査装置のブロック構成図である。

【図３】 本発明の他の実施の形態にかかる検査装置の
欠陥判定部の構成図である。

【図４】 本発明の実施の形態にかかる他の検査装置の
ブロック構成図である。

【図５】 本発明のさらに他の実施の形態にかかる検査
方法の模式的説明図である。

【図６】 液晶プロジェクタの構成図である。

【図７】 液晶パネルの品質を判定するためのテーブル
である。

【図８】 本発明の実施の形態の変形例を示す検査装置
のブロック構成図である。

【符号の説明】

１０ バックライト １５ ランプ １６ 偏光ビームスプリッタ ２０，２１，２１’ 液晶パネル ３０ ＣＣＤカメラ ４０ 検査パターン発生部 ５０ 欠陥判定部 ５１ 欠陥判定部 ５２ Ｔ−Ｖ特性記憶部 ６０ 投射光学系 ７０ スクリーン ７１ 透過型スクリーン ９０ ＮＤフィルター １００ 光源 １３０ ダイクロイックミラー １４０ ダイクロイックミラー １５０ 反射ミラー １６０ 反射レンズ １７０ 反射ミラー １８０ 入射レンズ １９０ リレーレンズ ２００ 出射レンズ ２２０ 液晶パネル ２３０ 液晶パネル ２４０ 液晶パネル ２５０ クロスダイクロイックプリズム ２６０ 投射光学系 ７００ テーブル

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 液晶パネルを検査する装置であって、 前記液晶パネルに光を照射する光源と、 前記液晶パネルが所定の検査パターンの像を形成するよ
   うに駆動する検査パターン発生部と、 前記液晶パネルにより透過或いは反射された光を所定位
   置に設置されたスクリーン上に投射する投射光学系と、 前記スクリーン上の投射像の輝度分布を検出する検出手
   段と、 前記検査パターンと前記検出手段による検出結果とを比
   較して、前記液晶パネルの欠陥画素の発生状態を検査す
   る欠陥判定部と、 を備えたことを特徴とする液晶パネルの検査装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、 前記欠陥判定部は、欠陥画素の数に応じた製品ランクを
   判定することを特徴とする検査装置。
3. 【請求項３】 請求項１および２のいずれかにおいて、 前記検査パターン発生部は、前記液晶パネルが所定の透
   過率を示す検査パターンを形成するように、前記液晶パ
   ネルの電圧−透過率特性に応じた駆動電圧を前記液晶パ
   ネルに供給してなり、 前記欠陥判定部は、前記液晶パネルに供給する前記駆動
   電圧の透過率情報と前記検出手段が検出した投射像の輝
   度情報とを比較して欠陥画素を判定することを特徴とす
   る液晶パネルの検査装置。
4. 【請求項４】 液晶パネルを検査する検査方法であっ
   て、 前記液晶パネルに光を照射し、該液晶パネルを透過或い
   は反射した光が所定の検査パターンの像を形成するよう
   に前記液晶パネルを駆動して、該液晶パネルを透過或い
   は反射した光を所定位置に設置されたスクリーン上に投
   射し、 前記スクリーン上の投射像の輝度分布を検出した検出結
   果と前記検査パターンを比較して、前記液晶パネルの欠
   陥画素の発生状態を検査してなることを特徴とする液晶
   パネルの検査方法。
5. 【請求項５】 液晶パネルを検査する方法であって、 前記液晶パネルに光を照射し、該液晶パネルが所定の透
   過率を示すように駆動して、該液晶パネルにより透過或
   いは反射された光を所定位置に設置されたスクリーン上
   に投射し、 前記液晶パネルを透過或いは反射した光の投射光路中に
   ＮＤフィルタを挿入し、前記ＮＤフィルタを透過して前
   記スクリーンに投射された光による輝度を基準輝度とし
   て、前記ＮＤフィルタを透過せずに前記スクリーンに投
   射された光による輝度を比較し、前記液晶パネルの欠陥
   画素の発生状態を検査してなることを特徴とする液晶パ
   ネルの検査方法。
6. 【請求項６】 前記ＮＤフィルタを透過させる光は、前
   記液晶パネルの画素の透過率を所定の高透過率に駆動し
   た場合の光であり、当該光を前記ＮＤフィルタにより減
   衰させた輝度を基準輝度とし、 前記ＮＤフィルタを透過しない光は、前記液晶パネルの
   画素の透過率が前記基準輝度よりも低い所定の低透過率
   となるように駆動した場合の光であり、 前記基準輝度よりも高い透過率を示した光を透過或いは
   反射した前記画素を欠陥画素と判定することを特徴とす
   る請求項６記載の液晶パネルの検査方法。
7. 【請求項７】 前記所定の高透過率は前記液晶パネルの
   透過率１００％の状態であり、前記所定の低透過率は前
   記液晶パネルの透過率０％の状態であることを特徴とす
   る請求項７記載の液晶パネルの検査方法。
8. 【請求項８】 液晶パネルを検査する検査方法であっ
   て、 前記液晶パネルに光を照射し、該液晶パネルの各画素を
   所定の同一透過率となるように駆動して、該液晶パネル
   により透過或いは反射された光を所定位置に設置された
   スクリーン上に投射し、 前記スクリーン上の前記各画素による輝度分布を検出し
   て特異な輝度の有無を判別し、前記液晶パネルの欠陥画
   素の発生状態を検査してなることを特徴とする液晶パネ
   ルの検査方法。
9. 【請求項９】 前記液晶パネルの全画素を中間階調の透
   過率とし、前記特異な輝度が前記中間階調の透過率によ
   る輝度と異なる或いは所定の輝度レベル以上異なる場合
   に、前記欠陥画素と判定することを特徴とする請求項９
   記載の液晶パネルの検査方法。
10. 【請求項１０】 光源と、該光源から射出される光源光
    を赤、青、緑の３つの色光に分離する色分離手段と、該
    色分離手段により分離された３つの色光をそれぞれ変調
    する３つの液晶パネルと、該３つの液晶パネルにより変
    調された色光を合成する色合成手段と、該色合成手段に
    より合成された光を投射する投射光学手段とを備える投
    射型表示装置において、 前記各液晶パネルに含まれる画素欠陥数の許容度を、前
    記青の色光を変調する液晶パネルについて、少なくとも
    １つの他の前記液晶パネルよりも大きく設定してなるこ
    とを特徴とする投射型表示装置。
11. 【請求項１１】 光源と、該光源から射出される光源光
    を赤、青、緑の３つの色光に分離する色分離手段と、該
    色分離手段により分離された３つの色光をそれぞれ変調
    する３つの液晶パネルと、該３つの液晶パネルにより変
    調された色光を合成する色合成手段と、該色合成手段に
    より合成された光を投射する投射光学手段とを備える投
    射型表示装置において、 前記各液晶パネルに含まれる画素欠陥数の許容度を、前
    記緑の色光を変調する液晶パネルについて最も小さく設
    定してなることを特徴とする投射型表示装置。