JPWO2010146732A1 - 表示パネルの欠陥検査方法および欠陥検査装置 - Google Patents

Abstract

液晶表示パネル（２）の画素を構成する複数種の着色層の全てを同時に点灯させ、複数の撮像画素を有するＣＣＤカメラ（３）により、ＣＣＤカメラ（３）を予め設定された距離ずつ移動させながら、画素を複数回撮像する。複数回の撮像の各々における撮像画素での輝度データを演算し、輝度データを合成して、合成化された輝度データを取得する。合成化された輝度データに基づいて、ＣＣＤカメラ（３）により撮像された画素を構成する複数の絵素の各々に対応する輝度データを取得し、複数の絵素の各々に対応する輝度データに基づいて、複数の絵素の各々における黒点欠陥の有無を検出する。

Description

本発明は、液晶表示パネルの黒点欠陥の有無を検査するための欠陥検査方法および欠陥検査装置に関する。

近年、より高品位な画像表示が可能な液晶表示パネルが強く要望されている。しかしながら、現在の液晶表示パネルの製造技術では、表示欠陥の発生を防止することは困難である。このため、表示欠陥の低減された高品位の液晶表示パネルを提供するために、製造工程において、表示欠陥検査（画質検査）工程が行われている。

また、輝点（異常点灯）欠陥、黒点（不点灯）欠陥といった表示パネルの表示欠陥の有無の検査工程は、検査員の目視により行われるのが一般的である。

検査員による目視検査工程は、良品として扱うことができる最低品位のサンプルである限界サンプルを用いて行われる。

より具体的には、例えば、黒点欠陥の検査においては、液晶表示パネルと限界サンプルとを検査員が見比べることにより、合否（黒点欠陥の有無）の判定が行われる。

しかし、目視検査工程では、各検査員の間で合否判定結果がバラつくという問題や、同一検査員による検査であっても日時、検査環境によって合否判定結果がバラつくという問題、更には、マンパワーを必要とするため、液晶表示パネルの製造コストが上昇するという問題がある。

そこで、このような問題に鑑み、液晶表示パネルの表示欠陥の自動検査方法が種々提案されている。例えば、液晶表示パネルに設けられた複数種の着色層（即ち、赤色層Ｒ、緑色層Ｇ、および青色層Ｂ）を含むカラーフィルタを点灯させて、液晶表示パネルの欠陥を撮像装置（例えば、ＣＣＤカメラ）により撮影することにより、液晶表示パネルの表示欠陥の有無を検査する方法が提案されている。

より具体的には、まず、液晶表示パネルのカラーフィルタを構成する各着色層毎に点灯させた後、液晶表示パネルの表示画面を、液晶表示パネルの表面に対向するように配置させたＣＣＤカメラで撮影する。次いで、ＣＣＤカメラにて撮影した画像の出力信号を２次元画像に展開するとともに、２次元画像と所定の閾値とを比較して、閾値を越える画像部分の位置から液晶パネルの黒点欠陥の座標位置を割り出すようにした液晶表示パネルの検査装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開平７−３６００５号公報

しかし、上記特許文献１に記載の液晶表示パネルの検査方法では、上述のごとく、カラーフィルタを構成する各着色層毎に点灯させる必要があるため、液晶表示パネルの検査を行う際の工程が複雑になるとともに、液晶表示パネルの検査に長時間を要するという問題があった。

また、カラーフィルタを構成する全着色層を点灯させて液晶表示パネルの検査を行うことも考えられるが、人の目の視感度により赤・緑・青の各色では見える状態が異なり、例えば、青色の画素では、赤色や緑色の画素と比較して画像のコントラストが低くなる。従って、カラーフィルタを構成する全着色層を点灯させて液晶表示パネルの検査を行うと、例えば、感度の低い青色の欠陥を検出する際に、青色の欠陥が、周囲の感度の高い緑色や赤色に埋もれてしまい、結果として、液晶表示パネルの欠陥検出の精度が低下するという問題があった。

そこで、本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、液晶表示パネル等の表示パネルの黒点欠陥の検査を行う際の工程を簡素化することができるとともに、表示パネルの検査に要する時間を短縮化することができ、表示パネルの黒点欠陥検出の精度を向上することができる表示パネルの欠陥検査方法および欠陥検査装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の表示パネルの欠陥検査方法は、複数種の着色層からなる画素が２次元的に複数配列された表示領域を有するカラーフィルタを備える表示パネルの画素における黒点欠陥の有無を検査する表示パネルの欠陥検査方法であって、複数種の着色層の全てを同時に点灯させる点灯工程と、複数の撮像画素を有する撮像手段により、撮像手段を予め設定された距離ずつ移動させながら、画素を複数回撮像する撮像工程と、複数回の撮像の各々における撮像画素での輝度データを演算する輝度データ演算工程と、輝度データを合成して、合成化された輝度データを取得する輝度データ合成工程と、撮像手段により撮像された画素を構成する複数の絵素の各々の位置データを取得する位置データ取得工程と、合成化された輝度データと複数の絵素の各々の位置データに基づいて、撮像手段により撮像された画素を構成する複数の絵素の各々に対応する輝度データを取得する輝度データ取得工程と、複数の絵素の各々に対応する輝度データに基づいて、複数の絵素の各々における黒点欠陥の有無を検出する黒点欠陥検出工程とを少なくとも含むことを特徴とする。

同構成によれば、カラーフィルタを構成する複数種の着色層の全てを同時に点灯させる構成としているため、上記従来の各着色層毎に点灯させる場合に比し、表示パネルの黒点検査を行う際の工程を簡素化することができるとともに、表示パネルの黒点検査を短時間で行うことが可能になる。

また、撮像手段を予め設定された距離ずつ移動させながら、撮像手段により、画素を複数回撮像する構成としているため、各着色層毎に点灯させて１回のみ撮像する場合に比し、複数倍の高解像度画像を得ることができる。従って、カラーフィルタを構成する複数種の着色層の全てを同時に点灯させる場合であっても、例えば、感度の低い青色の欠陥を検出する際に、青色の欠陥が、周囲の感度の高い緑色や赤色に埋もれることがなくなるため、表示パネルの黒点欠陥検出の精度を向上させることができる。

また、人間の目視検査における判定限界レベルとの差（マージン）を多くすることが可能になるため、黒点欠陥のない良品が不良品として判断されるという不都合や、黒点欠陥のある不良品が良品として判断されるという不都合を防止することが可能になる。

また、本発明の表示パネルの欠陥検査方法においては、黒点欠陥検出工程において、複数の絵素の各々に対応する輝度データと、予め設定された判定閾値とを比較し、比較の結果に基づいて、絵素における黒点欠陥の有無を検出する構成としても良い。

同構成によれば、複数の絵素の各々に対応する輝度データと、予め設定された判定閾値とを比較する構成としているため、簡単な方法で、迅速に、表示パネルの黒点検査を行うことが可能になる。

また、本発明の表示パネルの欠陥検査方法においては、複数の絵素の各々に対応する輝度データに基づいて、複数の絵素の各々のコントラスト比の合計値を算出し、コントラスト比の合計値と判定閾値とを比較する構成としても良い。

同構成によれば、複数の絵素の各々のコントラストの合計値と判定閾値とを比較する構成としているため、より一層正確に、黒点欠陥を有する絵素を検出することが可能になる。その結果、表示パネルの黒点欠陥検出の精度をより一層向上させることができる。

また、本発明の表示パネルの欠陥検査方法においては、撮像手段による撮像回数を４回に設定しても良い。

同構成によれば、撮像手段による撮像回数を徒に増加させることなく、高解像度画像を得ることができるとともに、撮像手段による撮像を短時間で行うことができる。

また、本発明の表示パネルの欠陥検査方法においては、撮像手段の分解能の半分の距離を予め設定された距離として設定しても良い。

同構成によれば、撮像工程において、撮像手段が有する複数の撮像画素間の感度の低い領域に黒点欠陥を有する絵素が位置する場合であっても、確実に高解像度画像を得ることが可能になる。

また、本発明の表示パネルの欠陥検査方法においては、複数種の着色層が赤色層、緑色層、及び青色層であっても良い。

同構成によれば、赤色層、緑色層、及び青色層の３種の着色層からなる画素が２次元的に複数配列された表示領域を有するカラーフィルタを備える表示パネルにおいて、黒点欠陥を検出することが可能になる。

また、本発明の表示パネルの欠陥検査方法においては、撮像手段がＣＣＤカメラであっても良い。

同構成によれば、汎用性のある撮像手段により、表示パネルの黒点欠陥を検出することが可能になる。

また、本発明の表示パネルの欠陥検査方法は、表示パネルの黒点検査を行う際の工程を簡素化して、表示パネルの黒点検査を短時間で行うことできるとともに、表示パネルの黒点欠陥検出の精度を向上させることができるという優れた特性を備えている。従って、本発明の表示パネルの欠陥検査方法においては、表示パネルとして液晶表示パネルを好適に使用することができる。

本発明の表示パネルの欠陥検査装置は、複数種の着色層からなる画素が２次元的に複数配列された表示領域を有するカラーフィルタを備える表示パネルの画素における黒点欠陥の有無を検出する表示パネルの欠陥検査装置であって、複数種の着色層の全てを同時に点灯させる点灯手段と、複数の撮像画素を有するとともに、予め設定された距離ずつ移動しながら、画素を複数回撮像する撮像手段と、複数回の撮像の各々における撮像画素での輝度データを演算する演算処理手段と、輝度データを合成して、合成化された輝度データを取得する合成化処理手段と、撮像手段により撮像された画素を構成する複数の絵素の各々の位置データを取得する絵素位置特定手段と、合成化された輝度データと複数の絵素の各々の位置データに基づいて、撮像手段により撮像された画素を構成する複数の絵素の各々に対応する輝度データを取得する輝度データ取得手段と、複数の絵素の各々に対応する輝度データに基づいて、複数の絵素の各々における黒点欠陥の有無を検出する黒点欠陥検出手段と備えることを特徴とする。

同構成によれば、カラーフィルタを構成する複数種の着色層の全てを同時に点灯させる構成としているため、上記従来の各着色層毎に点灯させる場合に比し、表示パネルの黒点検査を行う際の工程を簡素化することができるとともに、表示パネルの黒点検査を短時間で行うことが可能になる。

また、撮像手段を予め設定された距離ずつ移動させながら、撮像手段により、画素を複数回撮像する構成としているため、各着色層毎に点灯させて１回のみ撮像する場合に比し、複数倍の高解像度画像を得ることができる。従って、カラーフィルタを構成する複数種の着色層の全てを同時に点灯させる場合であっても、例えば、感度の低い青色の欠陥を検出する際に、青色の欠陥が、周囲の感度の高い緑色や赤色に埋もれることがなくなるため、表示パネルの黒点欠陥検出の精度を向上させることができる。

また、人間の目視検査における判定限界レベルとの差（マージン）を多くすることが可能になるため、黒点欠陥のない良品が不良品として判断されるという不都合や、黒点欠陥のある不良品が良品として判断されるという不都合を防止することが可能になる。

本発明によれば、表示パネルの黒点検査を行う際の工程を簡素化することができるとともに、表示パネルの黒点検査を短時間で行うことできる。また、表示パネルの黒点欠陥検出の精度を向上させることができる。

本発明の実施形態に係る液晶表示パネルの黒点欠陥の有無を検査するための欠陥検査装置の構成を示す概念図である。 本発明の実施形態に係る液晶表示パネルの黒点欠陥検査方法により検査される液晶表示パネルの構成を説明するための断面図である。 本発明の実施形態に係る液晶表示パネルにおけるカラーフィルタの全体構成を示す平面図である。 本実施形態に係る液晶表示パネルの黒点欠陥検査方法を説明するためのフローチャートである。 画素を構成する絵素に存在する黒点欠陥を説明するための図である。 黒点欠陥を撮像したＣＣＤカメラの撮像画素を示す図である。 図６に示す撮像画素のデータに基づいて演算された撮像画素の輝度データを示す図である。 黒点欠陥を撮像したＣＣＤカメラの撮像画素を示す図である。 図８に示す撮像画素のデータに基づいて演算された撮像画素の輝度データを示す図である。 黒点欠陥を撮像したＣＣＤカメラの撮像画素を示す図である。 図１０に示す撮像画素のデータに基づいて演算された撮像画素の輝度データを示す図である。 黒点欠陥を撮像したＣＣＤカメラの撮像画素を示す図である。 図１２に示す撮像画素のデータに基づいて演算された撮像画素の輝度データを示す図である。 輝度データの合成化処理を説明するための図である。 合成化された輝度データを説明するための図である。 ＣＣＤカメラにより撮像された画素を構成する絵素の位置を特定する方法を説明するための図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。また、本明細書において、「自動検査」とは、検査員の目視検査によらず、検査装置を用いて行う検査のことである。

図１は、本発明の実施形態に係る液晶表示パネルの黒点欠陥の有無を検査するための欠陥検査装置の構成を示す概念図である。また、図２は、本発明の実施形態に係る液晶表示パネルの欠陥検査方法により検査される液晶表示パネルの構成を説明するための断面図である。また、図３は、本発明の実施形態に係る液晶表示パネルにおけるカラーフィルタの全体構成を示す平面図である。

この欠陥検査装置１は、液晶表示パネル２の個々の液晶画素における黒点欠陥の有無を検査するための装置であり、液晶表示パネル２の個々の液晶画素を複数の撮像画素を有する撮像手段であるＣＣＤカメラ３により撮像し、この撮像データに基づいて液晶表示パネル２における黒点欠陥の有無を検査するものである。

また、図１に示すように、欠陥検査装置１は、ＣＣＤカメラ３により撮像された液晶画素の画像データを処理するための画像データ処理部５を備えている。この画像データ処理部５は、画素を撮像したＣＣＤカメラ３の撮像画素のデータをアナログ信号からデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部６と、デジタル信号に変換された撮像画素のデータを記憶するデータメモリ部７と、ＣＣＤカメラ３による撮像画素での輝度データ（受光輝度データ）を演算する演算処理部８とを備えている。また、画像データ処理部５は、演算された輝度データを合成して、合成化された輝度データを取得する合成化処理部９と、ＣＣＤカメラ３により撮像された画素を構成する複数の絵素の各々の位置データを取得する絵素位置特定部１０と、合成化された輝度データと複数の絵素の各々の位置データに基づいて、ＣＣＤカメラ３により撮像された画素を構成する複数の絵素の各々に対応する輝度データを取得する輝度データ取得部１１と、複数の絵素の各々に対応する輝度データに基づいて、複数の絵素の各々における黒点欠陥の有無を検出する黒点欠陥検出部１２とを備えている。

また、図１に示すように、ＣＣＤカメラ３には、当該ＣＣＤカメラ３を駆動するためのＣＣＤカメラ駆動部４が接続されている。そして、このＣＣＤカメラ駆動部４により、ＣＣＤカメラ３が移動自在に設けられるとともに、液晶表示パネル２とＣＣＤカメラ３とが相対移動可能に構成され、これにより、ＣＣＤカメラ３が撮像する画素を順次切り替えることが可能になる。

また、本実施形態に係る表示パネルの欠陥検査方法による検査される液晶表示パネル２は、図２に示すように、第１基板であるＴＦＴ基板２４と、ＴＦＴ基板２４に対向して配置された第２基板であるＣＦ基板２５とを備えている。また、液晶表示パネル２は、ＴＦＴ基板２４及びＣＦ基板２５の間に設けられた表示媒体層である液晶層２６と、ＴＦＴ基板２４及びＣＦ基板２５を互いに接着するとともに液晶層２６を封入するために枠状に設けられたシール材２７とを備えている。

このシール材２７は、液晶層２６を周回するように形成されており、ＴＦＴ基板２４とＣＦ基板２５は、このシール材２７を介して相互に貼り合わされている。

ＴＦＴ基板２４は、不図示のガラス基板と、ガラス基板上に形成されたそれぞれ不図示のゲート電極、ソース電極及びドレイン電極等のＴＦＴ素子、透明絶縁層、画素電極及び配向膜等で構成されている。

ＣＦ基板２５は、例えば、ガラス基板上に格子状及び遮光部として枠状に設けられたブラックマトリクス（不図示）と、ブラックマトリクスの各格子間にそれぞれ設けられたカラーフィルタ１５（図３参照）とを備えている。また、ＣＦ基板２５は、ブラックマトリクス及びカラーフィルタ１５を覆うように設けられた共通電極（不図示）と、共通電極上に柱状に設けられたフォトスペーサ（不図示）と、共通電極を覆うように設けられた配向膜（不図示）とを備えている。

また、図３に示すように、液晶表示パネル２では、ＴＦＴ基板２４及びＣＦ基板２５が重なる領域に画像表示を行う表示領域Ｄが規定されている。ここで、表示領域Ｄは、画像の最小単位である画素がマトリクス状に複数配列されることにより構成されている。また、図３に示すように、カラーフィルタ１５は、各画素に対して設けられた複数種の着色層（即ち、赤色層、緑色層、および青色層）１６を含むとともに、３絵素×３絵素の３色配列にて、複数種の着色層１６を構成する赤（Ｒ）絵素、緑（Ｇ）絵素、及び青（Ｂ）絵素の３色の絵素（ドット）１７を備えた領域Ｅが２次元的に複数配列された表示領域Ｄを有する。

液晶層２６は、例えば、電気光学特性を有するネマチックの液晶材料などにより構成されている。

次に、本実施形態に係る液晶表示パネルの欠陥検査方法について説明する。図４は、本実施形態に係る液晶表示パネルの欠陥検査方法を説明するためのフローチャートである。本実施形態に係る液晶表示パネルの欠陥検査方法は、上述の複数種の着色層１６からなる領域Ｅが２次元的に複数配列された表示領域Ｄを有するカラーフィルタ１５を備える液晶表示パネル２の領域Ｅにおける黒点欠陥の有無を検査する方法である。

＜点灯工程＞
まず、液晶表示パネル２に接続された液晶表示パネル駆動部１４により、ステージ１３上に載置された液晶表示パネル２を駆動させて、カラーフィルタ１５を構成する全着色層１６を同時に点灯（即ち、全着色層１６を一括して点灯）させる（ステップＳ１）。即ち、液晶表示パネル駆動部１４が複数種の着色層の全てを同時に点灯させる点灯手段として機能する。

＜撮像工程・輝度データ演算工程＞
次いで、液晶表示パネル２とＣＣＤカメラ３との相対位置を、ＣＣＤカメラ駆動装置４により調整した後、ＣＣＤカメラ３により、液晶表示パネル２における領域Ｅを撮像する（ステップＳ２）。

次いで、Ａ／Ｄ変換部６により、領域Ｅを撮像したＣＣＤカメラ３の撮像画素のデータがアナログ信号からデジタル信号に変換され、デジタル信号に変換された撮像画素のデータがデータメモリ部７に記憶される（ステップＳ３）。

次いで、データメモリ部７に記憶された撮像画素のデータが、演算処理部８に出力されるとともに、当該演算処理部８により、撮像画素のデータに基づいて、黒点欠陥を撮像したＣＣＤカメラ３による撮像画素での輝度データが演算される（ステップＳ４）。

例えば、図５に示すように、特定の領域Ｅにおいて、青色層を構成する青（Ｂ）絵素に黒点欠陥１８が存在する場合に、当該黒点欠陥１８を撮像したＣＣＤカメラ３の撮像画素を図６に示す。また、図６に示す撮像画素のデータに基づいて演算された撮像画素の輝度データの一例を図７に示す。

図６に示す正方形（６×６＝３６個）は、個々のカメラ画素１９を示しており、黒点欠陥１８を取り囲む撮像画素領域２０（４×４＝１６個）は、黒点欠陥１８を撮像したカメラ画素１９（即ち、撮像画素）の領域を示している。

演算処理部８は、図６に示す撮像画素領域２０の範囲内にあるカメラ画素１９を黒点欠陥１８を撮像したＣＣＤカメラ３の撮像画素として、その輝度データを演算する。また、図７に示す撮像画素領域２０を構成する各カメラ画素１９（即ち、撮像画素）に記載されているａ１〜ａ１６は、各カメラ画素１９での輝度（受光輝度）であり、その輝度の数値は、括弧内の数値として図示されている。

図７に示すように、撮像画素領域２０を構成する各カメラ画素１９のうち、画素全体で黒点欠陥１８が撮像されたカメラ画素１９の輝度（ａ６〜ａ７、ａ１０〜ａ１１）は２０となっており、画素の一部で黒点欠陥１８が撮像されたカメラ画素１９の輝度（ａ１〜ａ５、ａ８〜ａ９、ａ１２〜ａ１６）に比し、著しく低い値となっている。また、画素の略半分で黒点欠陥１８が撮像されたカメラ画素１９の輝度（ａ２〜ａ３、ａ５、ａ８〜ａ９、ａ１２、ａ１４〜ａ１５）は５０となっており、画素の四隅の一部で黒点欠陥１８が撮像されたカメラ画素１９の輝度（ａ１、ａ４、ａ１３、ａ１６）に比し、低い値となっている。

次いで、演算処理部８により、ＣＣＤカメラ３による液晶表示パネル２における領域Ｅの撮像回数が所定の回数（本実施形態においては、４回）に達したか否か（即ち、演算処理部８による輝度データの演算が４回行われたか否か）が判断される（ステップＳ５）。そして、撮像回数が４回に達していない場合は、ＣＣＤ駆動装置４により、ＣＣＤカメラ３の移動が行われ（ステップＳ６）、上述のステップＳ２〜Ｓ４の処理が繰り返し行われる。以後、撮像回数が４回に達するまで、ＣＣＤカメラの移動（ステップＳ６）と、上述のステップＳ２〜Ｓ４の処理が繰り返し行われる。

例えば、ＣＣＤカメラ３による液晶表示パネル２における領域Ｅの撮像回数が４回に達していない場合、ＣＣＤ駆動装置４により、ＣＣＤカメラ３の分解能の半分の距離だけＣＣＤカメラ３の移動が行われる。例えば、ＣＣＤカメラ３の分解能が１００μｍの場合、５０μｍの距離だけＣＣＤカメラ３の移動が行われる。

図６に示した状態から、図中の矢印Ａの方向にＣＣＤカメラ３を分解能の半分の距離だけ移動させた状態を図８に示す。この場合、図８に示すように、撮像画素領域２０において、黒点欠陥１８が、図６に示す状態から、図中の矢印ｄの方向に分解能の半分の距離移動することになる。

そうすると、演算処理部８により演算される黒点欠陥１８を撮像したＣＣＤカメラ３による撮像画素の輝度データは、図９に示すように、画素全体で黒点欠陥１８が撮像されたカメラ画素１９の輝度（ｂ６〜ｂ８、ｂ１０〜ｂ１２）は２０となっており、黒点欠陥１８か撮像されなかったカメラ画素１９の輝度（ｂ１、ｂ５、ｂ９、ｂ１３）、及び画素の略半分で黒点欠陥１８が撮像されたカメラ画素１９の輝度（ｂ２〜ｂ４、ｂ１４〜ｂ１６）に比し、著しく低い値となっている。

次いで、同様に、図８に示した状態から、図中の矢印Ｂの方向にＣＣＤカメラ３を分解能の半分の距離だけ移動させる。この場合、図１０に示すように、撮像画素領域２０において、黒点欠陥１８が、図８に示す状態から、図中の矢印ｅの方向に分解能の半分の距離移動することになる。

そうすると、演算処理部８により演算される黒点欠陥１８を撮像したＣＣＤカメラ３による撮像画素の輝度データは、図１１に示すように、画素全体で黒点欠陥１８が撮像されたカメラ画素１９の輝度（ｃ２〜ｃ４、ｃ６〜ｃ８、ｃ１０〜ｃ１２）は２０となっており、黒点欠陥１８が撮像されなかったカメラ画素１９の輝度（ｃ１、ｃ５、ｃ９、ｃ１３〜ｃ１６）に比し、著しく低い値となっている。

次いで、同様に、図１０に示した状態から、図中の矢印Ｃの方向にＣＣＤカメラ３を分解能の半分の距離だけ移動させる。この場合、図１２に示すように、撮像画素領域２０において、黒点欠陥１８が、図１０に示す状態から、図中の矢印ｆの方向に分解能の半分の距離移動することになる。

そうすると、演算処理部８により演算される黒点欠陥１８を撮像したＣＣＤカメラ３による撮像画素の輝度データは、図１３に示すように、画素全体で黒点欠陥１８が撮像されたカメラ画素１９の輝度（ｄ２〜ｄ３、ｄ６〜ｄ７、ｄ１０〜ｄ１１）は２０となっており、黒点欠陥１８か撮像されなかったカメラ画素１９の輝度（ｄ１３〜ｄ１６）、及び画素の略半分で黒点欠陥１８が撮像されたカメラ画素１９の輝度（ｄ１、ｄ４〜ｄ５、ｄ８〜ｄ９、ｄ１２）に比し、著しく低い値となっている。

このように、本実施形態においては、複数の撮像画素を有するＣＣＤカメラ３により、当該ＣＣＤカメラ３を予め設定された距離ずつ移動させながら、領域Ｅを複数回撮像するとともに、演算処理部８により、複数回の撮像の各々における撮像画素での輝度データを演算する構成となっている。

また、ＣＣＤカメラ３の移動距離を、ＣＣＤカメラ３の分解能の半分の距離に設定している。従って、ＣＣＤカメラ３により領域Ｅを撮像する際に、ＣＣＤカメラ３が有する複数の撮像画素（即ち、カメラ画素１９）間の感度の低い領域に黒点欠陥１８を有する絵素１７が位置する場合であっても、この状態から、ＣＣＤカメラ３をＣＣＤカメラ３の分解能の半分の距離移動させることにより、ＣＣＤカメラ３が有する複数の撮像画素間以外の感度の高い領域に黒点欠陥１８を有する絵素１７を位置させることが可能になる。従って、確実に高解像度画像を得ることが可能になる。

＜輝度データ合成工程＞
そして、このように撮像回数が４回に達すると、演算処理部８により、ＣＣＤカメラ３による液晶表示パネル２における領域Ｅの撮像回数が所定の回数に達したと判断される（ステップＳ５）。そして、演算処理部８により演算された黒点欠陥１８を撮像したＣＣＤカメラ３による撮像画素の輝度データ（即ち、図７、図９、図１１、及び図１３に示した輝度データ）が、合成化処理部９に出力され、当該合成化処理部９により、輝度データの合成化処理が行われる（ステップＳ７）。即ち、合成化処理部９により、輝度データが合成されて、合成化された輝度データが取得される。

この合成化処理は、例えば、図１４に示すように、図７、図９、図１１、及び図１３に示した輝度データにおいて、撮像画素領域２０を構成するカメラ画素１９の各々における輝度データが近傍に配置されるように、図７、図９、図１１、及び図１３に示した輝度データを合成する。

より具体的には、図７、図９、図１１、及び図１３に示した輝度データにおいて、撮像画素領域２０を構成するカメラ画素１９のうち、図中左上に位置するカメラ画素１９ａにおける各輝度データ（即ち、図７、図９、図１１、及び図１３に示したａ１、ｂ１、ｃ１、ｄ１）を、図１４に示すように、近傍に配置する。以下、他のカメラ画素１９においても同様に処理を行うことにより、図１５に示す合成化された輝度データ２１が取得される。

＜位置データ取得工程＞
次いで、絵素位置特定部１０により、ＣＣＤカメラ３により撮像された液晶表示パネル２における領域Ｅを構成する絵素１７の位置が特定される（ステップＳ８）。

より具体的には、ＣＣＤカメラ３の分解能と絵素１７のサイズとを用いて、ＣＣＤカメラ３により撮像された液晶表示パネル２における領域Ｅを構成する絵素１７の位置を計算により求める。

ここで、図３、図５に示すように、各領域Ｅにおける絵素１７の並びは既知であるため（例えば、本実施形態においては、各領域Ｅにおいて、左から、赤（Ｒ）絵素、緑（Ｇ）絵素、青（Ｂ）絵素の並び）、絵素１７の位置が判明すれば、当該絵素１７の色情報も判明することになる。

例えば、ＣＣＤカメラ３の分解能が１００μｍ×１００μｍであり、領域Ｅのサイズが２００μｍ×３００μｍの場合、以下に示す式（１）、（２）により、領域Ｅの位置を算出することができる。

（数１）
ＣＣＤカメラのＸ座標／（２００μｍ／１００μｍ）＝絵素のＸ座標 （１）

（数２）
ＣＣＤカメラのＹ座標／（３００μｍ／１００μｍ）＝絵素のＹ座標 （２）

例えば、図１６に示すように、黒点欠陥１８を取り囲む撮像画素領域２０を構成するカメラ画素１９の始点（即ち、図中の撮像画素領域２０の左下のカメラ画素１９）のＸ座標が６、Ｙ座標が６の場合、ＣＣＤカメラ３により撮像された液晶表示パネル２における画素Ｅを構成する絵素１７の座標は、上述の式（１）、（２）より、
絵素のＸ座標＝６／（２００μｍ／１００μｍ）＝３
絵素のＹ座標＝６／（３００μｍ／１００μｍ）＝２
となるため、当該絵素が青（Ｂ）絵素であることが判る。

以下、黒点欠陥１８を取り囲む撮像画素領域２０を構成する各カメラ画素１９について、上記式（１）、（２）を使用して、同様に計算することにより、ＣＣＤカメラ３により撮像された液晶表示パネル２における領域Ｅを構成する絵素１７の各々の位置、及び色情報を特定することができる。

このように、本実施形態においては、絵素位置特定部１０により、ＣＣＤカメラ３により撮像された領域Ｅを構成する複数の絵素１９の各々の位置データを取得する構成となっている。

なお、絵素位置特定部１０は、ＣＣＤカメラ３の分解能の情報、液晶表示パネル２の領域Ｅのサイズの情報を、絵素位置特定部１０に接続されたメモリ２３より取得する。また、ＣＣＤカメラ３のＸ座標、及びＹ座標の情報は、絵素位置特定部１０に接続された上述のＣＣＤカメラ駆動装置４から絵素位置特定部１０に入力される。

＜輝度データ取得工程＞
次いで、絵素位置特定部１０により特定されたＣＣＤカメラ３により撮像された液晶表示パネル２における領域Ｅを構成する絵素１７の位置データと、合成化処理部９により作成された合成化された輝度データ２１が、輝度データ取得部１１に入力される。そして、輝度データ取得部１１により、ＣＣＤカメラ３により撮像された液晶表示パネル２における領域Ｅを構成する絵素１７の各々の位置データと、合成化された輝度データ２１に基づいて、ＣＣＤカメラ３により撮像された液晶表示パネル２における領域Ｅを構成する各絵素１７に対応する輝度データが取得される（ステップＳ９）。

＜黒点欠陥検出工程＞
次いで、輝度データ取得部１１により特定された領域Ｅを構成する複数の絵素１７の各々に対応する輝度データが黒点欠陥検出部１２に入力される。そして、黒点欠陥検出部１２は、入力された領域Ｅを構成する複数の絵素１７の各々に対応する輝度データに基づいて、複数の絵素１７の各々における黒点欠陥の有無を検出する。

より具体的には、黒点欠陥検出部１２は、複数の絵素１７の各々に対応する輝度データと、予め設定された判定閾値とを比較し、比較の結果に基づいて、絵素１７における黒点欠陥の有無を検出する。即ち、黒点欠陥検出部１２は、入力された領域Ｅを構成する複数の絵素１７の各々に対応する輝度データにおいて、予め設定された判定閾値よりも小さい輝度を有する絵素１７が存在するか否かを判定する（ステップＳ１０）。そして、当該判定閾値よりも小さい輝度を有する絵素１７が存在する場合は、当該絵素１７に黒点欠陥１８が存在するものと判定する（ステップＳ１１）。一方、当該判定閾値よりも小さい輝度を有する絵素１７が存在しない場合は、当該絵素１７に黒点欠陥１８が存在しないものと判定する（ステップＳ１２）。

なお、予め設定された判定閾値の情報は、黒点欠陥検出部１２に接続されたメモリ２３にから黒点欠陥検出部１２に入力される。

以下、黒点欠陥検出工程を詳細に説明する。黒点欠陥検出部１２は、まず、輝度データに基づいて、隣接する二つの同色の着色層１６を構成する絵素１７の輝度の差分値を演算し、演算した差分値と予め設定された判定閾値とを比較する。そして、黒点欠陥検出部１２は、演算した差分値が、予め設定された判定閾値よりも大きいか否かを判定し、差分値が判定閾値よりも大きい場合は、特定の絵素１７を黒点欠陥１８を有する絵素の候補として抽出する。

例えば、図１５に示す合成化された輝度データ２１において、所定のカメラ画素１９ｇにおける各輝度ａ７〜ｄ７を有する絵素１７が青絵素の場合、当該青絵素を含有する青色層に隣接する他の青色層を構成する青絵素の輝度との差分値を演算する。より具体的には、例えば、隣接する他の青色層を構成する青絵素の輝度が１００の場合、輝度ａ７〜ｄ７は各々２０であるため、差分値は８０となる。そして、例えば、所定の閾値が２０の場合、黒点欠陥検出部１２は、輝度ａ７〜ｄ７を有する青絵素を、黒点欠陥を有する絵素の候補として抽出する。

以下、図１５に示す各輝度ａ１〜ｄ１、ａ２〜ｄ２、…ａ１６〜ｄ１６を有する各絵素１７に対して同様の処理を行い、黒点欠陥を有する絵素の候補を抽出する。

次いで、黒点欠陥検出部１２は、黒点欠陥を有する絵素の候補として抽出された各絵素１７のコントラスト比を算出する。ここで、「コントラスト比」とは、黒点欠陥を有する絵素の候補として抽出された各絵素１７が有する輝度を背景輝度で割った値を言う。

（数３）
黒点欠陥を有する絵素の候補として抽出された各絵素が有する輝度／背景輝度＝コントラスト比 （３）

また、ここで言う「背景輝度」とは、着目する絵素の周囲８近傍の同色の絵素が有する輝度の平均値のことを言う。

例えば、本実施形態のごとく、青絵素に存在する黒点欠陥１８がＣＣＤカメラ３により撮像され、黒点欠陥１８を取り囲む撮像画素領域２０を構成する各撮像画素の輝度データが合成された場合を考える。この場合、図１５に示す合成化された輝度データ２１における各輝度ａ１〜ｄ１、ａ２〜ｄ２、…ａ１６〜ｄ１６を有する複数の絵素１７の各々は青絵素であるため、黒点欠陥を有する絵素の候補として青絵素が抽出された場合、上述の各輝度ａ１〜ｄ１、ａ２〜ｄ２、…ａ１６〜ｄ１６を有する青絵素のコントラスト比を算出する。例えば、上述の各輝度ａ７〜ｄ７を有する絵素１７（青絵素）のコントラスト比を算出する場合、輝度ａ７〜ｄ７の各々を、青色の背景輝度（例えば、１００）で割ることによりコントラスト比（２０／１００＝０．２）を算出する。そして、他の各輝度ａ１〜ｄ１、ａ２〜ｄ２、…ａ１６〜ｄ１６を有する青絵素のコントラスト比も同様に算出する。

次いで、黒点欠陥検出部１２は、算出した各コントラスト比の合計値（以下、「欠陥コントラストの和」という。）を算出する。

次いで、黒点欠陥検出部１２は、算出した欠陥コントラストの和に対して、絵素１７の色情報に対応した補正を行う。即ち、赤色、緑色、青色の感度に対応した補正係数を算出した欠陥コントラストの和に乗じることにより補正を行う。より具体的には、感度の低い青絵素の欠陥コントラストの和を算出した場合は、当該欠陥コントラストの和の値を、例えば３倍にする。また、赤絵素なら２倍、緑絵素ならそのまま（１倍）にする。例えば、算出した青絵素の欠陥コントラストの和が４０である場合は、青色の感度に対応した補正係数（即ち、３）を算出した欠陥コントラストの和（即ち、４０）に乗じる（即ち、３×４０＝１２０）ことにより補正を行う。

そして、黒点欠陥検出部１２は、補正された欠陥コントラストの和と上述の予め設定された判定閾値とを比較することにより、予め設定された判定閾値以下の欠陥コントラストの和を有する絵素１７が存在するか否かを判定する。そして、当該判定閾値以下の欠陥コントラストの和を有する絵素１７が存在する場合は、当該絵素１７に黒点欠陥１８が存在するものと判定する。一方、当該判定閾値以下の欠陥コントラストの和を有する絵素１７が存在しない場合は、当該絵素１７に黒点欠陥１８が存在しないものと判定する。

例えば、補正された欠陥コントラストの和が１２０であって、判定閾値が１５０の場合は、判定閾値以下の欠陥コントラストの和を有する絵素１７が存在し、当該絵素１７に黒点欠陥１８が存在するものと判定する。

このように、本実施形態においては、複数の絵素１７の各々に対応する輝度データに基づいて、複数の絵素１７の各々のコントラスト比の合計値を算出し、コントラスト比の合計値と判定閾値とを比較する構成としている。

そして、本実施形態においては、感度の低い青画素に黒点欠陥が存在する場合であっても、青色の黒点欠陥が、周囲の感度の高い緑色や赤色に埋もれることなく検出することができる。

なお、赤絵素または緑絵素に黒点欠陥１８が存在し、当該黒点欠陥１８がＣＣＤカメラ３により撮像された場合も、上述の青絵素に黒点欠陥１８が存在する場合と同様に、黒点欠陥１８を検査することができる。

また、実施例として、本実施形態の表示パネルの検査方法を用いて、黒点欠陥を有する赤絵素、青絵素、緑絵素の各絵素の検出限界の階調を測定した。なお、カラーフィルタ１５を構成する全着色層１６を同時に最大階調表示（２５５階調表示：０〜２５５階調の２５６階調表示の場合）にて点灯させ、黒点欠陥に見せかけた絵素の階調を０〜２５５階調に設定しながら行った。また、比較例として、カラーフィルタを構成する各着色層毎に点灯させて、黒点欠陥を有する赤絵素、青絵素、緑絵素の各絵素の検出限界の階調を測定した。なお、この場合も、黒点欠陥に見せかけた絵素の階調を０〜２５５の２５６階調に設定して行った。以上の結果を表１に示す。なお、表１においては、従来の目視検査による検出限界の階調も示した。

表１に示すように、実施例においては、比較例に比し、緑色の黒点及び青色の黒点において、高い階調の黒点欠陥を検出できることが判る。即ち、比較例においては、１８４階調を超える青絵素を黒点欠陥として検出することができなかったが、実施例においては、１９６階調表示までの青絵素を黒点欠陥として検出することが可能であることが判る。また、同様に、比較例においては、２０８階調を超える緑絵素を黒点欠陥として検出できなかったが、実施例においては、２２４階調表示までの緑絵素を黒点欠陥として検出することが可能であることが判る。即ち、本発明の検査方法を使用することにより、黒点の検出限界が飛躍的に向上したことが判る。

また、実施例においては、比較例に比し、目視検査における判定限界レベルとの差（マージン）が多くなっており、検出精度が向上していることが判る。即ち、目視検査における判定限界レベルとの差（マージン）が少ないと、黒点欠陥のない良品が不良品として判断されるという不都合や、黒点欠陥のある不良品が良品として判断されるという不都合が生じるが、実施例においては、目視検査における判定限界レベルとの差（マージン）が多くなっているため、黒点欠陥のない良品が不良品として判断されるという不都合や、黒点欠陥のある不良品が良品として判断されるという不都合を防止することが可能になる。

以上に説明した本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。

（１）本実施形態においては、カラーフィルタ１５を構成する複数種の着色層１６の全てを同時に点灯させる構成としている。従って、上記従来の各着色層毎に点灯させる場合に比し、液晶表示パネル２の黒点検査を行う際の工程を簡素化することができるとともに、液晶表示パネル２の黒点検査を短時間で行うことが可能になる。

（２）また、ＣＣＤカメラ３を予め設定された距離ずつ移動させながら、ＣＣＤカメラ３により、領域Ｅを複数回撮像する構成としている。従って、各着色層毎に点灯させて１回のみ撮像する場合に比し、複数倍の高解像度画像を得ることができる。従って、カラーフィルタ１５を構成する複数種の着色層１６の全てを同時に点灯させる場合であっても、例えば、感度の低い青色の欠陥を検出する際に、青色の欠陥が、周囲の感度の高い緑色や赤色に埋もれることがなくなるため、液晶表示パネル２の黒点欠陥検出の精度を向上させることができる。

（３）また、人間の目視検査における判定限界レベルとの差（マージン）を多くすることが可能になるため、黒点欠陥のない良品が不良品として判断されるという不都合や、黒点欠陥のある不良品が良品として判断されるという不都合を防止することが可能になる。

（４）本実施形態においては、複数の絵素１７の各々に対応する輝度データと、予め設定された判定閾値とを比較し、比較の結果に基づいて、絵素１７における黒点欠陥１８の有無を検出する構成としている。従って、簡単な方法で、迅速に、液晶表示パネル２の黒点検査を行うことが可能になる。

（５）本実施形態においては、複数の絵素１７の各々に対応する輝度データに基づいて、複数の絵素１７の各々のコントラスト比の合計値を算出し、コントラスト比の合計値と判定閾値とを比較する構成としている。従って、より一層正確に、黒点欠陥１８を有する絵素１７を検出することが可能になる。その結果、液晶表示パネル２の黒点欠陥検出の精度をより一層向上させることができる。

（６）本実施形態においては、ＣＣＤカメラ３による撮像回数を４回とする構成としている。従って、ＣＣＤカメラ３による撮像回数を徒に増加させることなく、高解像度画像を得ることができるとともに、ＣＣＤカメラ３による撮像を短時間で行うことができる。

（７）本実施形態においては、ＣＣＤカメラ３の移動距離を、ＣＣＤカメラ３の分解能の半分の距離に設定している。従って、ＣＣＤカメラ３により領域Ｅを撮像する際に、ＣＣＤカメラ３が有する複数の撮像画素間の感度の低い領域に黒点欠陥１８を有する絵素１７が位置する場合であっても、確実に高解像度画像を得ることが可能になる。

（８）本実施形態においては、複数種の着色層１６を赤色層、緑色層、及び青色層により構成している。従って、赤色層、緑色層、及び青色層の３種の着色層からなる領域Ｅが２次元的に複数配列された表示領域を有するカラーフィルタ１５を備える液晶表示パネル２において、黒点欠陥１８を検出することが可能になる。

（９）本実施形態においては、撮像手段としてＣＣＤカメラ３を使用する構成としている。従って、汎用性のある撮像手段により、液晶表示パネル２の黒点欠陥１８を検出することが可能になる。

なお、上記実施形態は以下のように変更しても良い。

上記実施形態においては、黒点欠陥１８を取り囲む撮像画素領域２０を、４×４＝１６個のカメラ画素１９（撮像画素）により構成したが、撮像画素領域２０を構成するカメラ画素１９の数は特に限定されず、例えば、黒点欠陥１８を取り囲む撮像画素領域２０を、３×３＝９個のカメラ画素１９（撮像画素）により構成しても良い。

また、上記実施形態においては、表示パネルとして、液晶表示パネルを例に挙げて説明したが、本発明は、エレクトロルミネセンス表示パネル、プラズマ表示パネル、フィールドエミッション表示パネル等の他の表示パネルにも適用することができる。

本発明の活用例としては、液晶表示パネルの内部における欠陥の有無を検査する液晶表示パネルの検査方法が挙げられる。

１ 欠陥検査装置
２ 液晶表示パネル
３ ＣＣＤカメラ（撮像手段）
４ ＣＣＤカメラ駆動部
５ 画像データ処理部
６ Ａ／Ｄ変換部
７ データメモリ部
８ 演算処理部（演算処理手段）
９ 合成化処理部（合成化処理手段）
１０ 絵素位置特定部（絵素位置特定手段）
１１ 輝度データ取得部（輝度データ取得手段）
１２ 黒点欠陥検出部（黒点欠陥検出手段）
１３ ステージ
１４ 液晶表示パネル駆動部（点灯手段）
１５ カラーフィルタ
１６ 着色層
１７ 絵素
１８ 黒点欠陥
１９ カメラ画素（撮像画素）
２０ 撮像画素領域
２１ 合成化された輝度データ
２３ メモリ
Ｅ 領域

Claims (9)

1. 複数種の着色層からなる画素が２次元的に複数配列された表示領域を有するカラーフィルタを備える表示パネルの前記画素における黒点欠陥の有無を検査する表示パネルの欠陥検査方法であって、
   前記複数種の着色層の全てを同時に点灯させる点灯工程と、
   複数の撮像画素を有する撮像手段により、該撮像手段を予め設定された距離ずつ移動させながら、前記画素を複数回撮像する撮像工程と、
   前記複数回の撮像の各々における前記撮像画素での輝度データを演算する輝度データ演算工程と、
   前記輝度データを合成して、合成化された輝度データを取得する輝度データ合成工程と、
   前記撮像手段により撮像された前記画素を構成する複数の絵素の各々の位置データを取得する位置データ取得工程と、
   前記合成化された輝度データと前記複数の絵素の各々の位置データに基づいて、前記撮像手段により撮像された前記画素を構成する複数の絵素の各々に対応する輝度データを取得する輝度データ取得工程と、
   複数の絵素の各々に対応する輝度データに基づいて、前記複数の絵素の各々における黒点欠陥の有無を検出する黒点欠陥検出工程と
   を少なくとも含むことを特徴とする表示パネルの欠陥検査方法。
2. 前記黒点欠陥検出工程において、前記複数の絵素の各々に対応する輝度データと、予め設定された判定閾値とを比較し、前記比較の結果に基づいて、前記絵素における黒点欠陥の有無を検出することを特徴とする請求項１に記載の表示パネルの欠陥検査方法。
3. 前記複数の絵素の各々に対応する輝度データに基づいて、前記複数の絵素の各々のコントラスト比の合計値を算出し、前記コントラスト比の合計値と前記判定閾値とを比較することを特徴とする請求項２に記載の表示パネルの欠陥検査方法。
4. 前記撮像手段による撮像回数が４回であることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の表示パネルの欠陥検査方法。
5. 前記予め設定された距離が、該撮像手段の分解能の半分の距離であることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の表示パネルの欠陥検査方法。
6. 前記複数種の着色層が赤色層、緑色層、及び青色層であることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の表示パネルの欠陥検査方法。
7. 前記撮像手段がＣＣＤカメラであることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の表示パネルの欠陥検査方法。
8. 前記表示パネルが液晶表示パネルであることを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の表示パネルの欠陥検査方法。
9. 複数種の着色層からなる画素が２次元的に複数配列された表示領域を有するカラーフィルタを備える表示パネルの前記画素における黒点欠陥の有無を検出する表示パネルの欠陥検査装置であって、
   前記複数種の着色層の全てを同時に点灯させる点灯手段と、
   複数の撮像画素を有するとともに、予め設定された距離ずつ移動しながら、前記画素を複数回撮像する撮像手段と、
   前記複数回の撮像の各々における前記撮像画素での輝度データを演算する演算処理手段と、
   前記輝度データを合成して、合成化された輝度データを取得する合成化処理手段と、
   前記撮像手段により撮像された前記画素を構成する複数の絵素の各々の位置データを取得する絵素位置特定手段と、
   前記合成化された輝度データと前記複数の絵素の各々の位置データに基づいて、前記撮像手段により撮像された前記画素を構成する複数の絵素の各々に対応する輝度データを取得する輝度データ取得手段と、
   複数の絵素の各々に対応する輝度データに基づいて、前記複数の絵素の各々における黒点欠陥の有無を検出する黒点欠陥検出手段と
   を備えることを特徴とする表示パネルの欠陥検査装置。

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