JPH11271703A - 液晶パネルの検査方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 検査を容易にしかも高い信頼性で行うことが
でき、さらにカラーフィルタを有する液晶パネルとの検
査設備の共通化なども可能にすることのできる、液晶パ
ネルの検査方法の提供が望まれている。 【解決手段】 マイクロレンズ３ａ、３ｂ、３ｃを形成
したカラーフィルタレス液晶パネル１におけるマイクロ
レンズの欠陥を検査する方法である。液晶パネル１を全
白ラスタ状態とし、この状態のもとでその裏面側から拡
散光を照射し、液晶パネル１のマイクロレンズ３ａ、３
ｂ、３ｃから透過した光の輝度を、液晶パネル１の単位
画素毎に固体撮像素子４で測定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、カラーフィルタレ
ス液晶パネルの検査方法に係り、詳しくはこの液晶パネ
ルのマイクロレンズの欠陥を検査する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、カラーフィルタを形成することな
くカラー表示を可能にする、液晶表示装置が提供されて
いる。この液晶表示装置は、光源からの白色光を、ダイ
クロイックミラー等からなる光学系によって赤色光
（Ｒ）、緑色光（Ｂ）、青色光（Ｂ）に分離した状態で
これらを平行光としてカラーフィルタレス液晶パネル
（以下、ＣＦレス液晶パネルと略称する）に入射させ、
該液晶パネルの出射側に形成したマイクロレンズによっ
てこれら赤色光、緑色光、青色光を予め設定された焦
点、すなわち表示画面上に集光し、フルカラー表示をな
すようにしたものである。

【０００３】ところで、このような構成の液晶表示装置
においては、液晶パネルのマイクロレンズに形状欠陥が
あると、この欠陥のあるレンズから出射した光の輝度が
本来得られるはずの輝度と異なってしまい、表示画像に
画質の低下を招いてしまう。そこで、このような欠陥の
有無を調べるべく、従来では顕微鏡を用いて液晶パネル
上のマイクロレンズの形状を目視したり、液晶パネルを
実際の使用状態に合わせて光学系により単色の平行光を
入射させ、得られる表示画像からレンズの欠陥の有無を
目視で調べるといったことがなされている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな顕微鏡を用いた目視による検査や、実際の使用状態
に合わせたうえでの目視による検査では以下に述べる不
都合がある。実際の使用状態に合わせた検査では、光学
系と液晶パネルとの位置合わせ（光軸合わせ）ズレによ
って得られる画像に輝度不良等が生じる場合があり、検
査結果が必ずしも信頼性の高いものとはならない。

【０００５】また、この使用状態に合わせた検査でも、
顕微鏡を用いた検査でも、共に目視によって欠陥の有無
を判定しているため、判定基準を一定にするのが難し
く、判定そのものの信頼性も低いものとなっている。ま
た、使用状態に合わせた検査では、単色光を取り出して
これを平行光として入射させる光学系を用いる必要があ
るため、一般的なカラーフィルタを有する液晶パネルの
ごとく、拡散光である白色光を直接入射させて検査をす
ることができず、したがってカラーフィルタを有する液
晶パネルと共通の形態で、すなわち共通の検査装置で検
査を行うことができない。

【０００６】また、ＣＦレス液晶パネルでは、ＲＧＢ全
ての光が透過するように単一画素、すなわち単位画素を
構成し、この単一画素に単一のマイクロレンズを配設し
て該マイクロレンズから出射する光そのものが焦点上で
フルカラー表示をなすようにする場合と、ＲＧＢのうち
のいずれか一つの光のみが透過するように単一画素を形
成し、この単一画素に単一のマイクロレンズを配設して
該マイクロレンズから出射する光そのものはあくまで単
色光とする場合とがあるが、このようなＲＧＢの光に対
応して単一画素を形成する場合と、単色の光に対応して
単一画素を形成し、赤、緑、青の単一画素の組み合わせ
を単位画素とする場合とでは、特に使用状態に合わせた
検査を行う場合に、検査装置としてそれぞれに対応した
ものを用意しなくてはならなくなる。

【０００７】本発明は前記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的とするところは、検査を容易にしかも高い
信頼性で行うことができ、さらにカラーフィルタを有す
る液晶パネルとの検査設備の共通化なども可能にするこ
とのできる、液晶パネルの検査方法を提供することにあ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の液晶パネルの検
査方法では、マイクロレンズを形成したカラーフィルタ
レス液晶パネルにおけるマイクロレンズの欠陥を検査す
るにあたり、前記液晶パネルを全白ラスタ状態とし、こ
の状態のもとでその裏面側から拡散光を照射し、該液晶
パネルのマイクロレンズから透過した光の輝度を、該液
晶パネルの単位画素毎に固体撮像素子で測定することを
前記課題の解決手段とした。

【０００９】この液晶パネルの検査方法によれば、以下
の作用を奏する。液晶パネルを全白ラスタ状態とし、こ
の状態のもとでその裏面側から拡散光を照射するので、
拡散光中の赤色光、緑色光、青色光はいずれも液晶パネ
ルに入射し、液晶層を透過してそのままマイクロレンズ
から透過する。このとき、マイクロレンズに欠陥がある
と、該欠陥部に入射した光は、欠陥部でなく正常であれ
ば焦点に向かうはずの光成分が焦点に向かわなかった
り、逆に正常であれば焦点に向かわないはずの光成分が
焦点に向かってしまうことにより、この欠陥のあるマイ
クロレンズに対応する単位画素では本来得られるはずの
輝度に比べ低いかあるいは高い輝度となる。したがっ
て、該液晶パネルのマイクロレンズから透過した光の輝
度を、該液晶パネルの単位画素毎に固体撮像素子で測定
し、これによって得られる輝度が、欠陥がなく正常であ
る場合に得られる輝度と同等か否かを調べることによ
り、マイクロレンズに欠陥があるか否かが分かる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の液晶パネルの検査
方法を詳しく説明する。本発明において検査対象となる
液晶パネル１は、カラーフィルタを有しない、いわゆる
ＣＦレスタイプのものである。また、本例において液晶
パネル１は、その単位画素が、ＲＧＢ全ての光を透過さ
せるトリオ構成の単一画素からなっており、このような
構成の単一画素、すなわち単位画素毎に単一のマイクロ
レンズが配設されているものとする。

【００１１】本発明の検査方法では、図１に示すように
光源２として白色光からなる拡散光を出射するものを用
い、この光源２からの拡散光を液晶パネル１の裏面側に
照射する。このとき、液晶パネル１については、その液
晶層（図示略）を光が透過するように全白ラスタ状態と
しておく。また、全白ラスタ状態にすることで、拡散光
により欠陥部分が、より強調された輝度変化として現れ
る。

【００１２】そして、このような全白ラスタ状態のもと
で、液晶層を透過しさらにマイクロレンズ部３を透過し
た光を、焦点レンズを介して該液晶パネル１の単位画素
毎に固体撮像素子４で測定する。ここで、液晶パネル１
の単位画素毎にその輝度を固体撮像素子４で測定するに
は、予め該固体撮像素子４の一組の画素を液晶パネル１
の単位画素に対応させ、この単位画素の焦点位置に前記
一組の画素が位置するようにセッティングしておき、こ
れら一組の画素で測定された光の輝度が予め設定した範
囲内にあるか否かを調べることによって行う。

【００１３】すなわち、このようにしてマイクロレンズ
部３を透過した光の輝度を調べると、検査対象となるマ
イクロレンズが図２（ａ）に示すように正常な形状のマ
イクロレンズ３ａである場合には、光源１からの拡散光
のうちの一定量の赤色光Ｒ、緑色光Ｇ、青色光Ｂがいず
れもマイクロレンズ３ａによってそれぞれ正常な状態に
集光され、焦点である固体撮像素子４の受光面上に集め
られてその光量から正常な値の輝度が得られる。

【００１４】一方、図２（ｂ）に示すマイクロレンズ３
ｂのごとく凸状の欠陥部５がある場合には、例えばもと
もと焦点上に集光される正規の光Ｒ、Ｇ、Ｂの他に、マ
イクロレンズ３ｂが正常であれば焦点に向かうことな
く、したがって固体撮像素子４に集光されることのない
光Ｑが異常光として固体撮像素子４に集光されてしま
い、結果として本来得られる輝度より高い輝度が得られ
てしまう。

【００１５】また、図２（ｃ）に示すマイクロレンズ３
ｃのごとく凹状の欠陥部６がある場合には、例えば前記
欠陥部５がある場合とは逆に、欠陥部６がなく正常であ
れば焦点に向かうはずの光Ｑが焦点に向かわず、これに
より固体撮像素子４では本来得られる輝度より低い輝度
しか得られなくなってしまう。

【００１６】そこで、予め欠陥のない正常なマイクロレ
ンズ３ａの場合に得られる輝度Ａ、およびノイズレベル
Ｎを実験等によって求め、さらに欠陥部５や欠陥部６が
あるマイクロレンズ３ｂ、３ｃについてもその輝度Ｂ、
Ｃを実験等によって求めておき、これらデータを基に、
図３の模式図に示すようにマイクロレンズが正常である
とされる輝度の範囲（Ａ±Ｄ）を設定しておく。そし
て、前述した測定によって得られた輝度が、この範囲
（Ａ±Ｄ）にあるか否かを演算処理することなどによっ
て判定し、例えば範囲内にあるものを「０」、範囲外の
ものを「１」として２値化処理したデータを得る。

【００１７】したがって、このような検査方法にあって
は、従来のごとく目視に頼ることなく、固体撮像素子に
よって機械的、電気的にマイクロレンズの欠陥の有無を
検査することができる。よって、このように目視に頼る
ことなく検査することができるので、検査そのものの信
頼性を高めることができる。また、光源２として白色光
からなる拡散光を出射するものを用い、ダイクロイック
ミラー等からなる光学系を用いていないので、カラーフ
ィルタを有した一般的な液晶パネルの検査と同じ光源を
用いてマイクロレンズの検査を行うことができる。

【００１８】なお、前記例では、検査対象となる液晶パ
ネル１として、その単位画素が、ＲＧＢ全ての光を透過
させるトリオ構成の単一画素からなっているものを用い
たが、本発明はこれに限定されることなく、単色の光に
対応して単一画素を形成し、赤、緑、青の単一画素の組
み合わせを単位画素とする液晶パネルのマイクロレンズ
の検査にも適用することができる。

【００１９】

【発明の効果】以上説明したように本発明の液晶パネル
の検査方法は、固体撮像素子によって単位画素毎にその
輝度を測定し、マイクロレンズの欠陥の有無を検査する
ようにしたものであるから、従来のごとく目視に頼るこ
となく機械的、電気的に検査することができ、したがっ
てわずかな輝度変化も測定することができるなど、検査
そのものの信頼性を高めることができる。

【００２０】また、このように機械的に輝度変化を求め
るようにしたので、得られた結果を例えば２値化処理す
るなど数値化することにより、マイクロレンズの欠陥検
査結果を数量化してその不良形態を判定することができ
る。また、光源として白色光からなる拡散光を出射する
ものを用い、ダイクロイックミラー等からなる光学系を
用いていないので、カラーフィルタを有した一般的な液
晶パネルの検査と同じ光源を用いてマイクロレンズの検
査を行うことができる。また、同一焦点上に固体撮像素
子を設置して機械的、電気的に輝度を測定することか
ら、低倍率での検査が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の液晶パネルの検査方法の一例を説明す
るための図である。

【図２】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、マイクロレンズと
これを透過する光の光路を示す模式図である。

【図３】測定された輝度の数値化のモデルを示す模式図
である。

【符号の説明】

１…液晶パネル、２…光源、３…マイクロレンズ部、３
ａ，３ｂ，３ｃ…マイクロレンズ、４…固体撮像素子

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 マイクロレンズを形成したカラーフィル
   タレス液晶パネルにおけるマイクロレンズの欠陥を検査
   する方法であって、 前記液晶パネルを全白ラスタ状態とし、この状態のもと
   でその裏面側から拡散光を照射し、該液晶パネルのマイ
   クロレンズから透過した光の輝度を、該液晶パネルの単
   位画素毎に固体撮像素子で測定することを特徴とする液
   晶パネルの検査方法。