WO2011086634A1 - 液晶パネル検査方法及び装置 - Google Patents

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WO2011086634A1
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crystal panel
illumination device
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external
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青井翔
浦西加津男
松下哲幸
川上和則
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シャープ株式会社
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/95Investigating the presence of flaws or contamination characterised by the material or shape of the object to be examined
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/1306Details
    • G02F1/1309Repairing; Testing
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
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    • G01N21/88Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/95Investigating the presence of flaws or contamination characterised by the material or shape of the object to be examined
    • G01N2021/9513Liquid crystal panels

Definitions

  • the present invention relates to a liquid crystal panel inspection method and apparatus for inspecting when a liquid crystal panel is turned on and off.
  • the automatic inspection of the display lighting on the liquid crystal panel has many inspections from the front, and defects such as unevenness and dirt that can be seen when the angle is swung cannot be detected by the automatic inspection. ing.
  • the transmitted light of the liquid crystal panel irradiated by the illumination light of the backlight is imaged by a CCD camera arranged at the position of the liquid crystal panel viewing angle above the surface of the liquid crystal panel, and the image
  • the processing device takes the image captured by the CCD camera, binarizes it, and adheres to the non-lighting unevenness such as liquid crystal gap unevenness, light distribution failure and the liquid crystal panel from the presence or absence of the white image appearing in the binarized image.
  • a liquid crystal panel inspection method and apparatus for detecting a foreign object that is detected and detecting non-lighting unevenness and a foreign object adhering to the liquid crystal panel from the presence or absence of a black image appearing in the binarized image are known. Yes.
  • the present invention has been made in view of such points, and the object of the present invention is to clearly distinguish external defects from internal defects without visual inspection, and to improve the yield of liquid crystal panels. It is to detect quality appropriately and improve quality.
  • the present invention uses the first image pickup means, the second image pickup means, the falling-down illumination device, and the transmission illumination device.
  • the liquid crystal panel inspection method of the first invention is: Disposing first imaging means to image the liquid crystal panel from a direction perpendicular to the front surface of the liquid crystal panel; Disposing second imaging means so as to image the liquid crystal panel from a direction inclined with respect to the front surface of the liquid crystal panel; Arranging a transmissive illumination device for irradiating transmitted light from the back of the liquid crystal panel; Arranging a tilt-down illumination device that emits fall-down light from the side of the liquid crystal panel; An external defect process in which the liquid crystal panel is imaged by the first and second imaging means and the liquid crystal panel is inspected for an external defect in a state where the transmission illumination device is turned off and the tilted illumination device is turned on , The liquid crystal panel is imaged by the first and second imaging means in a state where the transmission illumination device is turned on and the falling illumination device is turned off, and the captured image and the external defect process are imaged.
  • An internal defect process for inspecting internal defects of the liquid crystal panel using an image; and including.
  • the first and second imaging means are reflected by turning on only the falling-down illumination device with the transmission illumination device turned off and applying light from an oblique direction. While preventing, detect foreign matter adhering to the surface.
  • the internal defect process only the transmission illumination device is turned on in a state in which the falling-down illumination device is turned off, and an image including the external defect and the internal defect of the liquid crystal panel is captured by the first and second imaging means.
  • the first image pickup means but also the second image pickup means are picked up, display unevenness and dirt that can be detected only from an oblique direction are also detected.
  • the internal defect of a liquid crystal panel is extracted by excluding the external defect detected by the external defect process from this image.
  • an area determined to have an external defect in the external defect process is outside the inspection area.
  • the external defect is removed from the image obtained by lighting only the transmission illumination device, and only the internal defect is obtained. Are extracted with high accuracy.
  • the image obtained in the external defect process is reversed in black and white and superimposed on the image captured in the internal defect process.
  • the portion extracted as the external defect cancels out the image captured in the internal defect process, so only the internal defect is accurate. Extracted well.
  • the down-tilt lighting device comprises a front-side down-tilt lighting device and a back-side down-tilt lighting device
  • the external defect process is A step of inspecting external defects on the surface by turning on only the above-mentioned surface-side inclined illumination device; And inspecting for external defects on the back surface by turning on only the back surface side oblique illumination device.
  • the liquid crystal panel inspection apparatus of the fifth invention is First imaging means for imaging the liquid crystal panel from a direction perpendicular to the front surface of the liquid crystal panel; Second imaging means for imaging the liquid crystal panel from a direction inclined with respect to the front surface of the liquid crystal panel; A transmission illumination device for irradiating transmitted light from the back surface of the liquid crystal panel; A tilt-down illumination device that emits tilt-down light from the side of the liquid crystal panel; An image processing unit for processing images picked up by the first and second image pickup means; A storage device for storing data processed by the image processing unit; A signal generator for transmitting an inspection pattern signal sent from the image processing unit to the liquid crystal panel;
  • the image processing unit synthesizes the image obtained by the first imaging unit with only the falling illumination device turned on and the image obtained by the first imaging unit with only the transmission illumination device lit.
  • the image obtained by the second imaging unit with only the falling illumination device turned on and the image obtained by the second imaging unit with only the transmission illumination device turned on can be combined. Has been.
  • the first and second imaging means are prevented from being reflected on the surface.
  • the adhered foreign matter is imaged by the first and second imaging means, processed by the image processing unit, and external defects are extracted and stored in the storage device.
  • the falling illumination device turned off, only the transmission illumination device is turned on, and the inspection pattern signal is sent from the signal generator.
  • an image processing unit extracts the internal defect of the liquid crystal panel by synthesizing this image and the image stored in the storage device. Thereby, an external defect and an internal defect can be clearly distinguished and detected.
  • the second image pickup means is picked up not only by the first image pickup means, display unevenness and dirt that can be detected only from an oblique direction are also detected.
  • the down-tilt illumination device includes a front-side down-tilt illumination device and a back-side down-tilt illumination device.
  • the external defect on the front side of the liquid crystal panel is extracted by turning on only the front side slant illumination device, and the back side of the liquid crystal panel is illuminated by turning on only the back side slant illumination device. Since the external defect can be extracted, it can be determined whether the external defect is on the front side or the back side, and the subsequent cleaning process or the like is facilitated.
  • the visual inspection is performed by imaging the liquid crystal panel using the first and second imaging means, the transmission illumination device, and the tilt-down illumination device. Inspection can be performed without any influence from the inspection variation of the inspector, and external defects and internal defects can be clearly distinguished. Inspection can be performed without overdetecting foreign matter, and the quality can be improved while improving the yield of the liquid crystal panel.
  • FIG. 6 is a view corresponding to FIG. 5 in a modified example of the embodiment.
  • FIG. 1 schematically shows an embodiment of the present invention
  • this liquid crystal panel inspection apparatus 1 includes a first CCD camera 3 as a first image pickup means.
  • the first CCD camera 3 is configured to image the liquid crystal panel 2 from a direction perpendicular to the front surface of the liquid crystal panel 2 fixed by an inspection jig (not shown).
  • the liquid crystal panel inspection apparatus 1 further includes a second CCD camera 4 as a second imaging unit that images the liquid crystal panel 2 from a direction inclined with respect to the front surface of the liquid crystal panel 2.
  • the inclination angle of the second CCD camera 4 with respect to the liquid crystal panel 2 is not particularly limited, but is preferably an angle that allows the surface of the liquid crystal panel 2 to be stained and foreign matter 50 to be visually confirmed.
  • the first and second CCD cameras 3 and 4 are connected to an image processing unit 5 such as a personal computer, and are configured to process images captured by the first and second CCD cameras 3 and 4 with dedicated software. .
  • the data processed by the image processing unit 5 is configured to be stored in a storage device 6 such as a server. Further, the image processing unit 5 is also connected to a signal generator 7. This signal generator 7 is connected to a terminal electrode (not shown) of the liquid crystal panel 2 by a contact portion 8 such as a probe to generate a signal.
  • a pattern signal for inspection such as single color display or two-tone color can be transmitted from the device 7 to the liquid crystal panel 2.
  • the liquid crystal panel inspection apparatus 1 further includes a backlight 10 as a transmissive illumination device that irradiates transmitted light from the back surface of the liquid crystal panel 2.
  • the backlight 10 is configured to illuminate almost the entire liquid crystal panel 2.
  • the liquid crystal panel inspection apparatus 1 includes an external illumination 11 as a slant illumination apparatus that emits slant light from the side of the liquid crystal panel 2.
  • This external illumination 11 is comprised by LED, for example, and consists of the surface side external illumination 11a as a surface side falling inclination illuminating device, and the back side external lighting 11b as a back surface falling inclination illuminating device.
  • the surface side external illumination 11a is provided on the contact portion 8 side and the side opposite to the contact portion 8, but the surface side external illumination 11a may be singular.
  • the front-side external illumination 11a is inclined at the front side of the liquid crystal panel 2 and with respect to the liquid crystal panel 2 so that reflected light does not enter the second CCD camera 4 and light does not enter the back side of the liquid crystal panel 2. Is placed at a small position.
  • the back side external illumination 11b is inclined on the back side of the liquid crystal panel 2 and with respect to the liquid crystal panel 2 so that reflected light does not enter the second CCD camera 4 and light does not enter the front side of the liquid crystal panel 2. Is placed at a small position.
  • the back side external illumination 11b may be plural or singular like the front side external illumination 11a.
  • the image processing unit 5 is configured to blink the backlight 10 and the external illumination 11 in conjunction with the imaging of the first CCD camera 3 and the second CCD camera 4.
  • the first CCD camera 3 is arranged so as to image the liquid crystal panel 2 from a direction perpendicular to the front surface of the liquid crystal panel 2.
  • the second CCD camera 4 is arranged so as to image the liquid crystal panel 2 from a direction inclined with respect to the front.
  • a backlight 10 that irradiates transmitted light from the back surface of the liquid crystal panel 2 is disposed, and an external illumination 11 that irradiates falling light from the side of the liquid crystal panel 2 is disposed.
  • step S01 only the front side external illumination 11a is turned on with the backlight 10 turned off.
  • step S02 the first CCD camera 3 images the foreign matter 50 on the surface from the front.
  • step S03 the second CCD camera 4 images the foreign matter 50 on the surface from an oblique direction.
  • the foreign matter 50 on the surface is reflected white and is reflected in white.
  • the image processing unit 5 removes erroneous detection and noise by adjusting the size of the foreign object 50 projected white, for example, to be slightly larger.
  • the brightness of each pixel is converted into two values of black and white according to a certain reference value and stored in the storage device 6. Since the image captured at this time does not illuminate the transmitted light from the back side of the liquid crystal panel 2, only the foreign matter 50 on the surface excluding internal defects is captured.
  • Step S04 only the back side external illumination 11b is turned on with the backlight 10 turned off.
  • step S05 the first CCD camera 3 images the foreign matter 50 on the back surface from the front.
  • step S06 the foreign matter 50 on the back surface is imaged obliquely by the second CCD camera 4.
  • the imaged data is similarly processed by the image processing unit 5 to remove erroneous detection and noise, and then binarized in the same manner and stored in the storage device 6. Since the image captured at this time also does not illuminate the transmitted light from the back side of the liquid crystal panel 2, only the foreign matter 50 on the back surface except for internal defects is captured.
  • step S06 only the external illumination 11 is turned on with the backlight 10 turned off, and the first and second CCD cameras 3 and 4 are irradiated with light obliquely. While preventing the reflection of light, the foreign matter 50 attached to the front and back surfaces is detected. Since the image is captured not only by the first CCD camera 3 but also by the second CCD camera 4, the overlying foreign matter 50 is detected with high accuracy. It should be noted that the front side external illumination 11a and the back side external illumination 11b are turned on at the same time so that the first and second CCD cameras 3 and 4 simultaneously image the front side foreign matter 50 and the back side foreign matter 50. Again. In this case, it is unclear whether the foreign object 50 is on the front side or the back side, but it is convenient when it is desired to simplify and shorten the process.
  • step S07 only the backlight 10 is turned on and all the external lights 11 are turned off.
  • step S08 and step S09 a lighting inspection is performed.
  • the lighting inspection is performed with a different inspection pattern for each model of the liquid crystal panel 2.
  • the image processing unit 5 controls the signal generator 7 and sends a signal to the liquid crystal panel 2 through the contact portion 8 so that white, black, gray, red, green, blue and other black and white half images dedicated to the model are displayed. Display sequentially.
  • each image is imaged from the front side of the liquid crystal panel 2 by the first CCD camera 3 and also from the oblique direction by the second CCD camera 4. Since not only the first CCD camera 3 but also the second CCD camera 4 is picking up images, display irregularities and the like of the liquid crystal panel 2 appearing only from an oblique direction can be accurately extracted.
  • the internal defect 51 may appear only when a specific color is projected, and these internal defects 51 are projected together with the foreign object 50 on the front and back surfaces.
  • the image captured at this time is stored in the storage device 6 in the image processing unit 5 after being subjected to binarization processing by removing erroneous detection and noise.
  • step S10 a non-defective product is determined, and an internal defect of the liquid crystal panel 2 is inspected using an image in which the overlying foreign material 50 imaged in the external defect process is emphasized.
  • an image obtained by combining the images obtained in steps S02, S03, S05, and S06 and emphasizing the extraneous foreign object 50 and binarizing the image is used.
  • the image obtained by the first CCD camera 3 and the image obtained by the second CCD camera 4 may be processed separately, or may be superimposed on one image after conversion.
  • the top foreign object 50 is whitened with its size greatly emphasized.
  • the blackened portion excluding the region where the foreign substance 50 is present is designated as the inspection region.
  • the image captured in the internal defect process includes not only the top foreign object 50 but also the internal defect 51.
  • the foreign object 50 can be usually removed by cleaning the front surface or the back surface based on the information of the foreign object 50 obtained in the external defect process. For this reason, even if the upper foreign object 50 is detected, it is not handled as an uncorrectable defective product. Conversely, the liquid crystal panel 2 in which the internal defect 51 is detected in the internal defect process is treated as a defective product because it is difficult to correct. This prevents the liquid crystal panel 2 having an external defect that can be easily removed by cleaning or the like from being excluded as a defective product, and only the liquid crystal panel 2 including the internal defect 51 is extracted as a defective product.
  • the external defect (superimposed foreign object 50) and the internal defect 51 are clearly distinguished without visual inspection, and the yield of the liquid crystal panel 2 is determined. It is possible to improve the quality by appropriately detecting defects while improving the quality.
  • step S10 the region having the overlying foreign material 50 is excluded from the inspection region in the external defect process, and only the internal defect 51 is extracted.
  • the image obtained in the defect process is reversed in black and white and superimposed on the image captured in the internal defect process.
  • the image obtained by the external illumination 11 is subjected to binarization processing by removing false detections and noises, and the storage device.
  • the data stored in 6 is read.
  • the upper foreign object 50 is whitened.
  • FIG. 6A and the image of FIG. 6B are overlaid.
  • the upper foreign object 50 extracted in the external defect process and the upper foreign object 50 imaged in the internal defect process have opposite values, so the upper foreign object displayed in any image. 50 is canceled and erased.
  • FIG. 6C an image in which only the internal defect 51 is extracted is obtained. Since the position of the internal defect 51 of the liquid crystal panel 2 can be clearly grasped based on this data, the liquid crystal panel 2 can be selected as a defective product.
  • the liquid crystal panel 2 on which only the upper foreign object 50 is projected shows the position of the upper foreign object 50 accurately, so that the upper foreign object 50 can be removed by washing or the like. It is not treated as, and the yield can be improved.
  • the present invention is useful for a liquid crystal panel inspection method and an inspection apparatus for inspecting when a liquid crystal panel is lit and when it is not lit.

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Abstract

 バックライト10(透過照明装置)を消灯させると共に外部照明11(落斜照明装置)を点灯させた状態で、第1CCDカメラ3(第1撮像手段)で液晶パネル2の正面から撮像すると共に、第2CCDカメラ4(第2撮像手段)で液晶パネル2を斜めから撮像して液晶パネル2の外部欠陥を検査する。また、バックライト10を点灯させると共に外部照明11を消灯させた状態で、第1及び第2CCDカメラ3,4で液晶パネル2を撮像し、この得られた画像と、外部欠陥工程で撮像した画像とを利用して液晶パネル2の内部欠陥を検査する。これにより、目視検査をすることなく、外部欠陥と内部欠陥とを明確に区別し、液晶パネルの歩留まりを向上させながら不良を適切に検知して品質を向上させる。

Description

液晶パネル検査方法及び装置
 本発明は、液晶パネルの点灯時及び非点灯時の検査をする液晶パネル検査方法及び装置に関するものである。
 従来より、液晶パネルにおける表示点灯検査の自動検査は、正面からの検査が多く、角度を振った場合に見えるムラや汚れなどの不良は、自動検査で検出できないため、目視検査との併用を行っている。
 しかし、目視検査においては、ムラや汚れなどの視覚により認識される定量判定の不確かな不良を検査員の感覚で検査するため、品質にバラツキが出るおそれがある。
 そこで、例えば、特許文献1のように、バックライトの照明光により照射された液晶パネルの透過光を液晶パネル表面の上方で、液晶パネル視野角の位置に配置されたCCDカメラで撮像し、画像処理装置がCCDカメラにより撮像された画像を取り込んで2値化し、2値化した画像中に現れた白画像の有無から液晶ギャップムラ、配光不良等の非点灯ムラ及び液晶パネルに付着している異物を検出し、さらにその2値化した画像中に現れた黒画像の有無から非点灯ムラ及び液晶パネルに付着している異物を検出するようにした液晶パネル検査方法及び装置は知られている。
特開2003-262843号公報
 しかしながら、上記特許文献1における、特に実施形態2の検査方法では、2台のCCDカメラを用いて照明ムラを除去することができるようにしているが、2台のカメラは、バックライトのみを照らした状態で一方が液晶パネル視野角α方向から斜めに撮像し、他方が液晶パネル視野角α方向と反対側から撮像し、得られたそれらの画像を合成するため、検出した異常が内部欠陥か、外部欠陥かを判定することができない。このため、単に異物が表面に乗っている液晶パネルは、洗浄にて異物を取り除くことができるにもかかわらず、不良品として扱ってしまうおそれがある。
 本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、目視検査をすることなく、外部欠陥と内部欠陥とを明確に区別し、液晶パネルの歩留まりを向上させながら不良を適切に検知して品質を向上させることにある。
 上記の目的を達成するために、この発明では、第1撮像手段と第2撮像手段と落斜照明装置と透過照明装置とを用いた。
 具体的には、第1の発明の液晶パネル検査方法は、
 液晶パネルの正面に対して垂直な方向から該液晶パネルを撮像するように第1撮像手段を配置する工程と、
 上記液晶パネルの正面に対して傾斜した方向から該液晶パネルを撮像するように第2撮像手段を配置する工程と、
 上記液晶パネルの背面から透過光を照射する透過照明装置を配置する工程と、
 上記液晶パネルの側方から落斜光を照射する落斜照明装置を配置する工程と、
 上記透過照明装置を消灯させると共に、上記落斜照明装置を点灯させた状態で、上記第1及び第2撮像手段で上記液晶パネルを撮像して該液晶パネルの外部欠陥を検査する外部欠陥工程と、
 上記透過照明装置を点灯させると共に、上記落斜照明装置を消灯させた状態で、上記第1及び第2撮像手段で上記液晶パネルを撮像し、該撮像した画像と、上記外部欠陥工程で撮像した画像とを利用して該液晶パネルの内部欠陥を検査する内部欠陥工程と、
を含む。
 上記の構成によると、外部欠陥工程において、透過照明装置を消灯させた状態で落斜照明装置のみを点灯させ、斜めから光を当てることで、第1及び第2撮像手段に光の写り込みを防ぎながら、表面に付着した異物を検出する。内部欠陥工程では、落斜照明装置を消灯させた状態で、透過照明装置のみを点灯させ、第1及び第2撮像手段で液晶パネルの外部欠陥と内部欠陥とを含んだ映像を撮像する。このとき、第1撮像手段だけでなく、第2撮像手段でも撮像しているので、斜めからのみ検出可能な表示ムラや汚れも検出される。そして、この画像から外部欠陥工程で検出した外部欠陥を除外することで、液晶パネルの内部欠陥を抽出する。
 第2の発明では、第1の発明において、
 上記内部欠陥工程において、上記外部欠陥工程で外部欠陥があると判定された領域を検査領域外とする。
 上記の構成によると、外部欠陥工程で外部欠陥があると判定された領域を検査領域外とすることにより、透過照明装置のみを点灯させて得られた画像から、外部欠陥を取り除き、内部欠陥のみが精度良く抽出される。
 第3の発明では、第1の発明において、
 上記内部欠陥工程において、上記外部欠陥工程で得られた画像を白黒反転し、該内部欠陥工程で撮像した画像に重ね合わせる。
 上記の構成によると、外部欠陥工程で得られた画像を白黒反転することにより、外部欠陥として抽出された部分が、内部欠陥工程で撮像した画像と打ち消し合って取り除かれるので、内部欠陥のみが精度良く抽出される。
 第4の発明では、第1乃至第3のいずれか1つの発明において、
 上記落斜照明装置は、表面側落斜照明装置と、裏面側落斜照明装置とからなり、
 上記外部欠陥工程は、
  上記表面側落斜照明装置のみを点灯させて表面の外部欠陥を検査する工程と、
  上記裏面側落斜照明装置のみを点灯させて裏面の外部欠陥を検査する工程とを含む。
 上記の構成によると、表面側落斜照明装置のみを点灯させることで、液晶パネルの表面側の外部欠陥が抽出され、裏面側落斜照明装置のみを点灯させることで、液晶パネルの裏面側の外部欠陥が抽出されるので、外部欠陥が表面側にあるのか裏面側にあるのかを判定することができ、その後の洗浄処理等が容易となる。
 第5の発明の液晶パネル検査装置は、
 液晶パネルの正面に対して垂直な方向から該液晶パネルを撮像する第1撮像手段と、
 上記液晶パネルの正面に対して傾斜した方向から該液晶パネルを撮像する第2撮像手段と、
 上記液晶パネルの背面から透過光を照射する透過照明装置と、
 上記液晶パネルの側方から落斜光を照射する落斜照明装置と、
 上記第1及び第2撮像手段で撮像した画像を処理する画像処理ユニットと、
 上記画像処理ユニットで処理したデータを保存する記憶装置と、
 上記液晶パネルに上記画像処理ユニットから送られる検査用パターン信号を送信する信号発生器とを備えている。
 そして、上記第1撮像手段及び上記第2撮像手段の撮像に連動させて上記透過照明装置と上記落斜照明装置とを点滅させ、
 上記画像処理ユニットで、上記落斜照明装置のみを点灯させて上記第1撮像手段で得られた画像と、上記透過照明装置のみを点灯させて上記第1撮像手段で得られた画像とを合成すると共に、上記落斜照明装置のみを点灯させて上記第2撮像手段で得られた画像と、上記透過照明装置のみを点灯させて上記第2撮像手段で得られた画像とを合成可能に構成されている。
 上記の構成によると、透過照明装置を消灯させた状態で落斜照明装置のみを点灯させ、斜めから光を当てることで、第1及び第2撮像手段に光の写り込みを防ぎながら、表面に付着した異物を第1及び第2撮像手段でそれぞれ撮像し、画像処理ユニットで処理して外部欠陥を抽出して記憶装置に記憶する。また、落斜照明装置を消灯させた状態で、透過照明装置のみを点灯させ、信号発生器から検査用パターン信号を送り込みながら、第1及び第2撮像手段で液晶パネルの外部欠陥と内部欠陥とを含んだ画像を撮像し、画像処理ユニットで、この画像と、記憶装置に記憶させた画像とを合成させて、液晶パネルの内部欠陥を抽出する。これにより、外部欠陥と内部欠陥とを明確に区別して検出することができる。また、第1撮像手段だけでなく、第2撮像手段でも撮像しているので、斜めからのみ検出可能な表示ムラや汚れも検出される。
 第6の発明では、第5の発明において、
 上記落斜照明装置は、表面側落斜照明装置と裏面側落斜照明装置とからなる。
 上記の構成によると、表面側落斜照明装置のみを点灯させることで、液晶パネルの表面側の外部欠陥を抽出し、裏面側落斜照明装置のみを点灯させることで、液晶パネルの裏面側の外部欠陥を抽出することができるので、外部欠陥が表面側にあるのか裏面側にあるのかを判定することができ、その後の洗浄処理等が容易となる。
 以上説明したように、本発明によれば、第1及び第2撮像手段と、透過照明装置と、落斜照明装置とを用いて液晶パネルを撮像するようにしたことにより、目視検査をすることなく検査が行えるので、検査員の検査バラツキの影響を受けることなく不良を適切に検知することができ、また、外部欠陥と内部欠陥とを明確に区別することができるので、液晶パネルの表面の異物を過検出することなく検査ができ、液晶パネルの歩留まりを向上させながら品質を向上させることができる。
本発明の実施形態にかかる液晶パネル検査装置の概略を示す正面図である。 外部欠陥工程の一部を示す正面図である。 内部欠陥工程の一部を示す正面図である。 液晶パネル検査方法のフローチャートである。 内部欠陥工程における画像処理を示す説明図である。 実施形態の変形例における図5相当図である。
 以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
  -液晶パネル検査装置の構成-
 図1は本発明の実施形態の概略を示し、この液晶パネル検査装置1は、第1撮像手段としての第1CCDカメラ3を備えている。第1CCDカメラ3は、図示しない検査用治具によって固定された液晶パネル2の正面に対して垂直な方向から、この液晶パネル2を撮像するように構成されている。液晶パネル検査装置1は、さらに、液晶パネル2の正面に対して傾斜した方向から、液晶パネル2を撮像する第2撮像手段としての第2CCDカメラ4を備えている。第2CCDカメラ4の液晶パネル2に対する傾斜角度は、特に限定されないが、液晶パネル2の表面の汚れや異物50を目視にて確認できる程度の角度が望ましい。第1及び第2CCDカメラ3,4は、パソコンなどの画像処理ユニット5に接続されており、専用のソフトウエアで第1及び第2CCDカメラ3,4で撮像した画像を処理可能に構成されている。また、画像処理ユニット5で処理したデータは、サーバなどの記憶装置6に保存可能に構成されている。さらに、画像処理ユニット5は、信号発生器7にも接続されており、この信号発生器7は、プローブなどのコンタクト部8によって液晶パネル2の端子電極(図示せず)に接続され、信号発生器7から液晶パネル2へ単色表示、ツートンカラーなどの検査用パターン信号を送信可能となっている。
 液晶パネル検査装置1は、さらに、液晶パネル2の背面から透過光を照射する透過照明装置としてのバックライト10を備えている。バックライト10は、液晶パネル2のほぼ全体を照らせるように構成されている。
 また、液晶パネル検査装置1は、液晶パネル2の側方から落斜光を照射する落斜照明装置としての外部照明11を備えている。この外部照明11は、例えばLEDで構成され、表面側落斜照明装置としての表面側外部照明11aと、裏面側落斜照明装置としての裏面側外部照明11bとからなる。表面側外部照明11aは、例えば、コンタクト部8側及び、このコンタクト部8と反対側に設けられているが、表面側外部照明11aは、単数でも良い。表面側外部照明11aは、第2CCDカメラ4に反射光が写り込まないように、また液晶パネル2の裏面側に光が入り込まないように、液晶パネル2の正面側で且つ液晶パネル2に対する傾斜角度が小さい位置に配置されている。裏面側外部照明11bは、第2CCDカメラ4に反射光が写り込まないように、また液晶パネル2の表面側に光が入り込まないように、液晶パネル2の背面側で且つ液晶パネル2に対する傾斜角度が小さい位置に配置されている。裏面側外部照明11bも、表面側外部照明11aと同様に複数でも単数でも良い。
 詳細は後述するが、画像処理ユニット5は、第1CCDカメラ3及び第2CCDカメラ4の撮像に連動させてバックライト10と外部照明11とを点滅させるように構成されている。
  -液晶パネルの検査方法-
 次に、本実施形態にかかる液晶パネル2の検査方法について説明する。
 まず、図4に示す準備工程において、図1に示すように、液晶パネル2の正面に対して垂直な方向から液晶パネル2を撮像するように第1CCDカメラ3を配置すると共に、液晶パネル2の正面に対して傾斜した方向から液晶パネル2を撮像するように第2CCDカメラ4を配置する。また、液晶パネル2の背面から透過光を照射するバックライト10を配置すると共に、液晶パネル2の側方から落斜光を照射する外部照明11を配置する。
 そして、検査をスタートする。まず、外部欠陥工程が行われる。最初にステップS01で、バックライト10を消灯させた状態で、表面側外部照明11aのみを点灯させる。
 次いで、ステップS02において、第1CCDカメラ3によって表面上の異物50を正面から撮像する。同時にステップS03において、第2CCDカメラ4によって表面上の異物50を斜めから撮像する。表面上の異物50は、光が乱反射して白く映し出される。撮像されたデータは、画像処理ユニット5で、例えば白く映し出された異物50のサイズをやや大きめに調整するなどにより、誤検出やノイズを除去する。次いで、各画素の明るさを一定の基準値により、黒色と白色の2つの値に変換して記憶装置6に記憶する。このときに撮像された画像は、液晶パネル2の背面側から透過光を照らしていないので、内部欠陥を除く、表面上の異物50のみが撮像されている。
 次いで、ステップS04で、同じくバックライト10を消灯させた状態で、裏面側外部照明11bのみを点灯させる。
 次いで、ステップS05において、第1CCDカメラ3によって裏面上の異物50を正面から撮像する。同時にステップS06において、第2CCDカメラ4によって裏面上の異物50を斜めから撮像する。撮像されたデータは、同様に画像処理ユニット5で処理されて誤検出やノイズを除去した後、同様に2値化して記憶装置6に記憶される。このときに撮像された画像も、液晶パネル2の背面側から透過光を照らしていないので、内部欠陥を除く、裏面上の異物50のみが撮像される。
 このように、ステップS02からステップS06の外部欠陥工程において、バックライト10を消灯させた状態で外部照明11のみを点灯させ、斜めから光を当てることで、第1及び第2CCDカメラ3,4に光の写り込みを防ぎながら、表面及び裏面に付着した異物50を検出する。第1CCDカメラ3だけでなく、第2CCDカメラ4でも撮像しているので、上乗り異物50が精度良く検出される。なお、表面側外部照明11a及び裏面側外部照明11bを同時に点灯させて第1及び第2CCDカメラ3,4で表面側の上乗り異物50と、裏面側の上乗り異物50とを同時に撮像するようにしても良い。その場合には、異物50が正面側にあるのか裏面側にあるのかは不明となるが、処理を簡略化して短縮化させたいときには便利である。
 次いで、内部欠陥工程として、ステップS07において、バックライト10のみを点灯させると共に、外部照明11は全て消灯させる。
 次いで、ステップS08及びステップS09で、点灯検査を行う。点灯検査は、液晶パネル2の機種毎に異なる検査パターンで行われる。例えば、画像処理ユニット5が信号発生器7を制御し、コンタクト部8を介して液晶パネル2に信号を送り、白、黒、グレー、赤、緑、青その他機種専用の白黒ハーフなどの画像を順次表示させる。このとき、各画像を第1CCDカメラ3で液晶パネル2を正面から撮像すると共に、第2CCDカメラ4でも斜めから撮像する。第1CCDカメラ3だけでなく、第2CCDカメラ4でも撮像しているので、斜めからのみ写る液晶パネル2の表示ムラ等も正確に抽出される。内部欠陥51は、特定の色を映し出すときのみ現れることがあり、これら内部欠陥51は、表裏面の上乗り異物50と共に映し出される。このとき撮像した画像は、画像処理ユニット5において、誤検出やノイズを除去して2値化処理して記憶装置6に記憶される。
 次いで、ステップS10において、良品判定が行われ、外部欠陥工程で撮像した上乗り異物50が強調された画像を利用して液晶パネル2の内部欠陥を検査する。
 具体的には、例えば、図5(a)に示すように、ステップS02,S03,S05,S06で得られた画像を合成して上乗り異物50が強調され2値化処理された画像を用いる。第1CCDカメラ3で得られた画像と、第2CCDカメラ4で得られた画像とを別々に画像処理しても良いし、変換の上、1枚の画像に重ね合わせても良い。上乗り異物50は、サイズが大きく強調されて白色化されている。この異物50のある領域を除いた黒色化された部分を検査領域に指定する。図5(b)に示すように、内部欠陥工程で撮像した画像には、上乗り異物50だけでなく、内部欠陥51が含まれている。図5(b)の画面を処理するときに、図5(a)で除外した範囲外の欠陥を抽出する。破線で囲まれた領域は、検査領域外なので、上乗り異物50は除外されて内部欠陥51のみが抽出される。
 このようにして、外部欠陥工程で得られた上乗り異物50の情報に基づき、表面側又は裏面側を洗浄することにより、通常は上乗り異物50を取り除くことができる。このため、例え上乗り異物50が検出されても、修正不能な不良品として扱わない。逆に、内部欠陥工程において、内部欠陥51が検出された液晶パネル2は、修正が困難なため不良品として扱う。このことにより、洗浄等により容易に除去できる外部欠陥を有する液晶パネル2を不良品として除外することを防止し、内部欠陥51を含む液晶パネル2のみが不良品として抽出される。
 したがって、本実施形態にかかる液晶パネル検査装置1及びその検査方法によると、目視検査をすることなく、外部欠陥(上乗り異物50)と内部欠陥51とを明確に区別し、液晶パネル2の歩留まりを向上させながら不良を適切に検知して品質を向上させることができる。
  -実施形態の変形例-
 次に、本実施形態の変形例にかかる液晶パネル2の検査方法及び装置の作動について説明する。
 本変形例は、上記実施形態と良品判定の手法が異なる。具体的には、上記実施形態では、ステップS10において、外部欠陥工程で上乗り異物50のある領域を検査領域から除外して内部欠陥51のみを抽出するようにしたが、本変形例では、外部欠陥工程で得られた画像を白黒反転し、内部欠陥工程で撮像した画像に重ね合わせる。
 具体的には、まず、図6(a)に示すように、上記実施形態と同様に、外部照明11で得られた画像から、誤検出やノイズを除去して2値化処理して記憶装置6に記憶されたデータを読み込む。このデータでは、上乗り異物50は、白色化されている。
 そして、図6(b)に示すように、内部欠陥工程で撮像されて誤検出やノイズを除去して2値化処理された画像を読み込む。この画像では、上乗り異物50と内部欠陥51とは、いずれも黒色化されている。
 次いで、図6(a)の画像と、図6(b)の画像とを重ね合わせる。すると、外部欠陥工程で抽出された上乗り異物50と、内部欠陥工程で撮像された上乗り異物50とが、白黒逆の値となっているので、いずれの画像にも映し出された上乗り異物50が打ち消されて消去される。その結果、図6(c)に示すように、内部欠陥51のみが抽出された画像が得られる。このデータを基に、液晶パネル2の内部欠陥51の位置が明確に把握できるので、この液晶パネル2を不良品として選別することができる。そして、上乗り異物50のみが映し出された液晶パネル2は、その上乗り異物50の位置が正確に把握されていることから、洗浄等により上乗り異物50を除去することができるので、不良品として扱われることはなくなり、歩留まりを向上させることができる。
 なお、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物や用途の範囲を制限することを意図するものではない。
 以上説明したように、本発明は、液晶パネルの点灯時及び非点灯時の検査をする液晶パネル検査方法及び検査装置について有用である。
  1   液晶パネル検査装置
  2   液晶パネル
  3   第1CCDカメラ(第1の撮像手段)
  4   第2CCDカメラ(第2の撮像手段)
  5   画像処理ユニット
  6   記憶装置
  7   信号発生器
 10   バックライト(透過照明装置)
 11   外部照明(落斜照明装置)
 11a  表面側外部照明(表面側落斜照明装置)
 11b  裏面側外部照明(裏面側落斜照明装置)
 50   上乗り異物(外部欠陥)
 51   内部欠陥

Claims (6)

  1.  液晶パネルの正面に対して垂直な方向から該液晶パネルを撮像するように第1撮像手段を配置する工程と、
     上記液晶パネルの正面に対して傾斜した方向から該液晶パネルを撮像するように第2撮像手段を配置する工程と、
     上記液晶パネルの背面から透過光を照射する透過照明装置を配置する工程と、
     上記液晶パネルの側方から落斜光を照射する落斜照明装置を配置する工程と、
     上記透過照明装置を消灯させると共に、上記落斜照明装置を点灯させた状態で、上記第1及び第2撮像手段で上記液晶パネルを撮像して該液晶パネルの外部欠陥を検査する外部欠陥工程と、
     上記透過照明装置を点灯させると共に、上記落斜照明装置を消灯させた状態で、上記第1及び第2撮像手段で上記液晶パネルを撮像し、該撮像した画像と、上記外部欠陥工程で撮像した画像とを利用して該液晶パネルの内部欠陥を検査する内部欠陥工程と、
    を含むことを特徴とする液晶パネル検査方法。
  2.  請求項1に記載の液晶パネル検査方法において、
     上記内部欠陥工程において、上記外部欠陥工程で外部欠陥があると判定された領域を検査領域外とする
    ことを特徴とする液晶パネル検査方法。
  3.  請求項1に記載の液晶パネル検査方法において、
     上記内部欠陥工程において、上記外部欠陥工程で得られた画像を白黒反転し、該内部欠陥工程で撮像した画像に重ね合わせる
    ことを特徴とする液晶パネル検査方法。
  4.  請求項1乃至3のいずれか1つに記載の液晶パネル検査方法において、
     上記落斜照明装置は、表面側落斜照明装置と、裏面側落斜照明装置とからなり、
     上記外部欠陥工程は、
      上記表面側落斜照明装置のみを点灯させて表面の外部欠陥を検査する工程と、
      上記裏面側落斜照明装置のみを点灯させて裏面の外部欠陥を検査する工程とを含む
    ことを特徴とする液晶パネル検査方法。
  5.  液晶パネルの正面に対して垂直な方向から該液晶パネルを撮像する第1撮像手段と、
     上記液晶パネルの正面に対して傾斜した方向から該液晶パネルを撮像する第2撮像手段と、
     上記液晶パネルの背面から透過光を照射する透過照明装置と、
     上記液晶パネルの側方から落斜光を照射する落斜照明装置と、
     上記第1及び第2撮像手段で撮像した画像を処理する画像処理ユニットと、
     上記画像処理ユニットで処理したデータを保存する記憶装置と、
     上記液晶パネルに上記画像処理ユニットから送られる検査用パターン信号を送信する信号発生器とを備え、
     上記第1撮像手段及び上記第2撮像手段の撮像に連動させて上記透過照明装置と上記落斜照明装置とを点滅させ、
     上記画像処理ユニットで、上記落斜照明装置のみを点灯させて上記第1撮像手段で得られた画像と、上記透過照明装置のみを点灯させて上記第1撮像手段で得られた画像とを合成すると共に、上記落斜照明装置のみを点灯させて上記第2撮像手段で得られた画像と、上記透過照明装置のみを点灯させて上記第2撮像手段で得られた画像とを合成可能に構成されている
    ことを特徴とする液晶パネル検査装置。
  6.  請求項5に記載の液晶パネル検査装置において、
     上記落斜照明装置は、表面側落斜照明装置と裏面側落斜照明装置とからなる
    ことを特徴とする液晶パネル検査装置。
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