(57)【要約】  本発明は、フラットパネルディスプレイ用ガラス基板に存在する光学的な歪みを有する部位に起因したディスプレイでの像の歪みの不良を把握することを課題とする。本発明に係る検査方法では、光源から撮像手段に至るまでの光路上で光源からの光の一部を遮光板によって遮光した状態で、光源からの光をフラットパネルディスプレイ用ガラス基板に透過させて撮像手段で撮像することにより、光学歪みを有する部位を反映したガラス基板の画像データを作成する。この画像データに含まれる光学歪みを有する部位における最長長さＡがフラットパネルディスプレイのサブピクセルにおける最長長さの３倍以下のときは、ガラス基板を良品と判定し、それ以外のときは、ガラス基板を不良品と判定する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源から撮像手段に至るまでの光路上で前記光源からの光の一部を遮光板によって遮光した状態で、前記光源からの光をフラットパネルディスプレイ用ガラス基板に透過させて前記撮像手段で撮像することにより、光学歪みを有する部位を反映した前記ガラス基板の画像データを作成し、前記画像データに基づいて前記ガラス基板の良否を判定するフラットパネルディスプレイ用のガラス基板の検査方法であって、
前記画像データに含まれる前記光学歪みを有する部位における最長長さがフラットパネルディスプレイのサブピクセルにおける最長長さの３倍以下のときは、前記ガラス基板を良品と判定し、それ以外のときは、前記ガラス基板を不良品と判定することを特徴とするフラットパネルディスプレイ用のガラス基板の検査方法。
【請求項２】
光学歪みを有する部位における最長長さが、フラットパネルディスプレイのサブピクセルにおける最長長さの３倍以下であることを特徴とするフラットパネルディスプレイ用のガラス基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フラットパネルディスプレイ用のガラス基板に存在する光学的な歪みを有する部位に起因したディスプレイでの像の歪みの不良を抑制する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年では、従来のＣＲＴ型ディスプレイに替わり、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、フィールドエミッションディスプレイ、タッチパネルディスプレイ等のフラットパネルディスプレイが広く普及している。【０００３】
これらのフラットパネルディスプレイに使用されるガラス基板は、異物や泡の欠陥があると、その部位で素子や配線が形成できないといった不具合が生じる。また、このような欠陥の存在によって、その部位が遮光され、黒く見えるという不具合も招く。【０００４】
そこで、従来、ガラス基板メーカでは、ガラス基板の欠陥は、使用目的に応じて欠陥サイズの規格を設け、その規格に従って検査選別が行なわれていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】ＷＯ２０１０／０２４０８２号公報
【特許文献２】ＷＯ２００３／００５００７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、このような検査選別によって良品とされたガラス基板であっても、顧客メーカで、ディスプレイに組み込まれた状態で検査した場合に、不良とされることがあった。この不良は、ディスプレイを表示した場合に生じる欠陥サイズより大きな範囲での像の歪みというものであった。【０００７】
当然ながら、ガラス基板メーカでは、このようなディスプレイでの像の歪みという不良を、ガラス基板の検査によって把握する手段が望まれていた。【０００８】
このディスプレイでの像の歪みは、欠陥そのものの遮光が原因ではなく、次のようなことが原因であった。すなわち、第１の原因は、欠陥やその周辺が母ガラスと組成や密度が異なることや、欠陥やその周辺に内部応力が作用していることによる光の複屈折（不均一性）である。第２の原因は、欠陥の存在に起因したガラス基板の部分的な凹凸形状の相違による光の屈折の相違である。【０００９】
ガラス基板におけるこの種の光学的な歪み（以下、光学歪みと記す）については、ガラス基板を搬送しながらカメラで撮影する場合に、カメラの視野を部分的に遮光する遮光板を配設すると、特殊な現象が発生することが知られている。この現象とは、撮影された画像中で、ガラス基板上の光学歪みを有する部位に、背景より明るい明部と背景より暗い暗部とが発生するというものである（特許文献１，２参照）。【００１０】
特許文献１，２で開示されている検査方法では、この現象を利用して、ガラス基板に存在する欠陥の種類等を推定する。しかし、特許文献１，２では上述のディスプレイでの像の歪みについては言及されておらず、この検査方法では、ディスプレイでの像の歪みの不良を抑制することは不可能である。【００１１】
本発明は、上記事情に鑑み、フラットパネルディスプレイ用ガラス基板に存在する光学的な歪みを有する部位に起因したディスプレイでの像の歪みの不良を把握することを技術的課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために創案された本発明に係るディスプレイ用ガラス基板の検査方法は、光源から撮像手段に至るまでの光路上で前記光源からの光の一部を遮光板によって遮光した状態で、前記光源からの光をフラットパネルディスプレイ用ガラス基板（以下、単にガラス基板とも言う）に透過させて前記撮像手段で撮像することにより、光学歪みを有する部位を反映した前記ガラス基板の画像データを作成し、前記画像データに基づいて前記ガラス基板の良否を判定するフラットパネルディスプレイ用ガラス基板の検査方法であって、前記画像データに含まれる前記光学歪みを有する部位における最長長さがフラットパネルディスプレイのサブピクセルにおける最長長さの３倍以下のときは、前記ガラス基板を良品と判定し、それ以外のときは、前記ガラス基板を不良品と判定することに特徴づけられる。【００１３】
ここで、サブピクセルとは、フラットパネルディスプレイの１ピクセル（画素）を構成するＲ，Ｇ，Ｂ（若しくはそれ以外の色も含む）のそれぞれのドットを意味する。【００１４】
このような検査方法によって良品とされたガラス基板では、光学歪みを有する部位の最長長さが、１サブピクセルの最長長さの３倍を超えることが無い。もし光学歪みを有する部位が１サブピクセルの最長長さの３倍を超えると、複数のピクセル（１ピクセルはＲ・Ｇ・Ｂのそれぞれの１サブピクセルを組み合わせて構成される）にわたって光学歪みの影響を及ぼし、色ずれ等の画像の歪みが容易に認識できるようになってしまう。【００１５】
また、このような検査方法であれば、ガラス基板が使用されるディスプレイにおけるサブピクセルの大きさが異なっても、サブピクセルの大きさが分かれば使用可能である。すなわち、様々のディスプレイ用ガラス基板についての検査に容易に適用できる。【００１６】
また、従来では、顧客メーカにおけるディスプレイでの画像歪みの不良の対策として、ガラス基板メーカでは、例えば、上述の画像に暗部と明部が発生する現象を利用して、次のような検査が実施されていた。まず、ガラス基板を搬送しながら、カメラの視野を部分的に遮光した状態で、カメラで撮影し、上述の明部と暗部に起因する明るさの変化を検出し、その位置を特定する。次に、ガラス基板をテスト画面が表示されたディスプレイに重ねて、明るさの変化が検出された位置周辺について、画像の歪みを作業者が肉眼で検査する。しかし、この方法では、テスト画面用ディスプレイ等の設備のコストが必要となり、重ねて、作業者に、肉眼での検査という煩雑な作業を強いることになる。更に、フラットパネルディスプレイの高精度化に伴い、画像歪みの不良の判断基準である歪みの範囲も狭いものとなり、肉眼での検査は難しいものになっていた。【００１７】
このような問題に対して、本発明の検査方法であれば、このガラス基板メーカでのテスト画面用ディスプレイによる画像の歪みの検査を省略することができ、これによって、テスト画面用ディスプレイ等の設備コストの削減が可能となり、また、肉眼の検査という作業者にとって煩雑で難しい作業を不要とすることができる。これによって、検査のための設備コストを抑制し、且つ、作業者の作業効率を向上することができる。【００１８】
また、上記課題を解決するために創案された本発明に係るフラットパネルディスプレイ用ガラス基板は、光学歪みを有する部位における最長長さが、フラットパネルディスプレイのサブピクセルにおける最長長さの３倍以下であることに特徴づけられる。【００１９】
このガラス基板は、上述の検査方法によって良品とされたガラス基板と実質的に同一であるので、その作用効果は、上述の検査方法によって良品とされたガラス基板について説明した作用効果と実質的に同一である。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、フラットパネルディスプレイ用ガラス基板に存在する光学的な歪みを有する部位に起因したディスプレイでの像の歪みの不良を把握することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施形態に係るガラス基板の検査方法に使用する検査装置を示す概略側面図である。
【図２ａ】前記検査装置の受光手段の出力信号と時間の関係を示す図である。
【図２ｂ】図２ａに示す図から得られる画像データを示す図である。
【図３】前記検査装置で得られる画像データを模式的に示す図である。
【図４】ディスプレイのサブピクセルを示す平面図である。
【図５】ディスプレイのサブピクセルを示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明を実施するための形態について図面に基づき説明する。
【００２３】
図１は、本発明の実施形態に係るガラス基板の検査方法に使用する検査装置を示す概略側面図である。同図に示すように、この検査装置１は、ガラス基板２を矢印で示す方向に搬送しながら、このガラス基板２に存在する光学歪みを有する部位を検出することによってガラス基板２を検査するものであって、光源３、レンズ４、ラインセンサ５、遮光板６、データ処理手段７、及びモニター等の画像表示手段８を主要な構成要素とする。
【００２４】
光源３は、レンズ４を介してガラス基板２に対して光を照射する。撮像手段としてのラインセンサ５は、一列に配列された複数の受光手段を有し、ガラス基板２に対して光源３とは反対側に配設される。この受光手段は、例えばフォトダイオードであり、受光した光量に応じた強度の信号を出力する。ラインセンサ５は、受光手段がガラス基板２の搬送方向に垂直な方向（図１では紙面に垂直な方向）に沿うように配設される。
【００２５】
遮光板６は、光源３からラインセンサ５に至るまでの光路上で光源３からの光の一部を遮光する。本実施形態では、遮光板６は、ラインセンサ５とガラス基板２との間に配設され、ラインセンサ５の受光手段の視野におけるガラス基板２の搬送方向の下流側半分を遮光する。なお、遮光板６が遮光するのは、ラインセンサ５の受光手段の視野におけるガラス基板２の搬送方向の上流側半分であってもよい。
【００２６】
データ処理手段７は、ラインセンサ５の受光手段が出力した信号を処理し、画像データを作成し、その画像データを画像表示手段８に入力するものである。画像表示手段８は、この入力された画像データを出力（表示）するものである。
【００２７】
光源３の中心、ラインセンサ５の受光手段の視野における中心、及び遮光板６の端部は、同一直線上に位置する。
【００２８】
以上の構成を有する検査装置１の動作と共に、この検査装置１を使用したガラス基板２の検査方法を、以下説明する。
【００２９】
図１の矢印で示すように、ガラス基板２が、検査装置１に、例えばコンベアによって搬送されてくる。ガラス基板２は、フラットパネルディスプレイ、例えば液晶ディスプレイのカラーフィルタ基板に使用されるものである。本実施形態では、ガラス基板２は搬送方向が長手方向となる矩形状をなす。
【００３０】
光源３からの光は、レンズ４によって収束され、ガラス基板２を透過した後、ラインセンサ５の受光手段に受光される。この際、遮光板６が無い場合に受光手段に受光される光のうち下流側の半分が、遮光板６によって遮光される。
【００３１】
このような状態で、ラインセンサ５を仮にカメラとして使用した場合、ガラス基板２を撮影すると、既述したように、その画像中に、光学歪みを有する部位において、背景より明るい明部と背景より暗い暗部とが発生する。画像で、この明部と暗部は搬送方向に沿って相互に近接する。以下の説明では、ガラス基板２における光学歪みを有する部位において、画像上での明部を発生する箇所を明部発生部、画像上での暗部を発生する箇所を暗部発生部と記す。一方、ガラス基板２における光学歪みを有さず、画像上での背景に相当する部位を、背景発生部と記す。
【００３２】
ラインセンサ５の受光手段は、受光した光の強度に比例した強度の出力信号を出力する。換言すれば、この出力信号は、受光する光の明度に比例する。従って、ラインセンサ５の１つの受光手段について、光学歪みを有する部位が受光手段の視野内を通過する時に、出力信号の強度を検出すると、次のようになる。すなわち、図２ａに実線で示すように、信号強度が、背景発生部に対する信号強度（ベースラインＬ）より上回り、その後、ベースラインＬを下回ってからベースラインＬに戻る。また、光学歪みの種類によっては、図２ａに二点差線で示すように、信号強度が、ベースラインＬより下回り、その後、ベースラインＬを上回ってからベースラインＬに戻る。いずれの場合も、ベースラインＬに対して、受光手段の視野内を明部発生部が通過する時間では、信号強度が山となり、暗部発生部が通過する時間では、信号強度が谷となる。
【００３３】
予め、データ処理手段７では、この受光手段の出力信号に対して、ベースラインＬを基にして基準値Ｖｓと、この基準値Ｖｓより高い第１閾値Ｖ１と、この基準値Ｖｓより低い第２閾値Ｖ２とが設定されている。第１閾値Ｖ１と第２閾値Ｖ２は、ベースラインＬでのノイズの強度が、これらを超えないように設定される。
【００３４】
このデータ処理手段７では、図２ａに実線で示すように、受光手段の出力信号の強度が、第１閾値Ｖ１より上昇してから、第２閾値Ｖ２より低下した後に再び第２閾値Ｖ２より上昇するまでの間では、所定の時間間隔で、所定の値を取得する。そして、それ以外の場合には、その他の値を取得する。この実施形態では、所定の値を「１」とし、その他の値は、「０」とする。すなわち、図示例の場合には、時間Ｔの間は所定値「１」が取得され、それ以外では「０」が取得される。
【００３５】
なお、図２ａに二点鎖線で示す信号強度の変化の場合には、第２閾値Ｖ２より低下してから、第１閾値Ｖ１より上昇した後に再び第１閾値Ｖ１より低下するまでの間は、所定の時間間隔で、所定の値「１」を取得し、それ以外の場合には、その他の値「０」を取得する。
【００３６】
図２ｂに、図２ａに示すグラフの横軸と同じ時間軸で、データ処理手段７が「１」を取得した場合を白丸印、「０」を取得した場合を黒丸印で表示する。後述のように、この丸印はガラス基板２の搬送方向に沿った画像データに対応する。
【００３７】
複数の受光手段は、その配列された方向で走査され、この走査のたびに、データ処理手段７では、各受光手段に対して値「１」、「０」を取得する。そして、データ処理手段は、各受光手段に対して得られたこれらの取得した値「１」、「０」を、受光手段の配列の順に並べることによって画像データを作成する。この際に、取得した値「１」と「０」のそれぞれに、一定の明度あるいは色を与えることで、視覚的に理解しやすい画像データになる。この作成された画像データを図３に模式的に示す。図３では、図２ｂと同様に、「１」を白丸印、「０」を黒丸印として表示している。
【００３８】
図３において、横方向に並んだ丸印の列のそれぞれが、１つの受光手段の出力信号から得られた値となり、図２ｂの丸印の列に対応する。すなわち、図３における横方向が、ガラス基板２の搬送方向に相当し、縦方向が、受光手段の配列方向であり、ガラス基板２の搬送方向に垂直な方向に相当する。換言すれば、図３における横方向が、ガラス基板２の長手方向に相当し、縦方向が、ガラス基板２の幅方向である。図３において、白丸印と黒丸印の横方向での位置は、上述の値「１」、「０」を取得する際の時間間隔とガラス基板２の搬送速度から計算され、縦方向での位置は、受光手段相互間の距離から計算されている。本実施形態では、所定の時間「１」、「０」の取得を行なってから、画像データを作成するように構成されているが、受光手段の１回の走査ごとに、画像データを作成してもよい。
【００３９】
次に、データ処理手段７は、図３において白丸印で示す所定値「１」の領域を調べ、図３の両矢印で示す所定値「１」の領域内での最長の長さＡを算出する。
【００４０】
そして、データ処理手段７は、この所定値「１」の領域での最長長さＡと、予め設定されたガラス基板２が使用される液晶ディスプレイの１サブピクセルにおける最長長さＢに対する３倍の値とを比較する。そして、最長長さＡが最長長さＢの３倍以下である場合には、その検査されたガラス基板２を良品とし、３倍を超える場合は不良品とする。このサブピクセルにおける最長長さＢは、図４に例示する矩形型のサブピクセルでは、対角線の長さである。また、図５のような形状のサブピクセルの場合の最長長さＢは、サブピクセルの右下端から左上端までの長さとする。
【００４１】
以上のような検査方法によれば、画像データにおける所定の値の領域での最長長さＡが、ガラス基板２が使用されるフラットパネルディスプレイにおける１サブピクセルの最長長さＢの３倍以下であれば、ガラス基板２を良品とする。上述のデータ処理手段の動作から分かるように、画像データにおける所定の値の領域は、明部発生部と暗部発生部の両方を含む領域であるので、この領域を、光学歪みを有する部位と仮定できる。従って、この方法で良品とされたガラス基板２では、光学歪みを有する部位の最長長さが、１サブピクセルの最長長さＢの３倍を超えることが無い。もし光学歪みを有する部位が１サブピクセルの最長長さの３倍を超えると、複数のピクセル（１ピクセルはＲ・Ｇ・Ｂのそれぞれの１サブピクセルを組み合わせて構成される）にわたって光学歪みの影響を及ぼし、色ずれ等の画像の歪みが容易に認識できるようになってしまう。
【実施例】
【００４２】
本発明者等は、上述の検査装置１を用いた検査方法の結果得られた最長長さＡ、倍率Ａ／Ｂと、顧客メーカにおける液晶ディスプレイでの画像歪みの良否判定との比較を行なった。なお、下記の表中、符号○は良好、符号◎は極めて良好、符号×は不良を意味している。【００４３】
以下の表１に、４７インチの液晶テレビ用のガラス基板２についての結果を示す。この４７インチの液晶テレビにおける１サブピクセルの最長長さＢは１８０μｍである。【００４４】
【表１】
2012093633.tif 000003
【００４５】
また、以下の表２に、１０．５インチのノート型パソコンのモニターに使用されるガラス基板２についての結果を示す。この１０．５インチのノート型パソコンのモニターにおける１サブピクセルの最長長さＢは７０μｍである。【００４６】
【表２】
2012093633.tif 000004
【００４７】
以上の表から、所定値の領域内の最長長さＡが１サブピクセルの最長長さＢの３倍以下であれば、ディスプレイでの不良となることが無いということが把握できる。また、所定値の領域内の最長長さＡが１サブピクセルの最長長さＢの２倍以下であれば、ディスプレイでの良否判定でより良好な結果が得られることが分かる。【００４８】
上記実施形態では、画像データはデータ処理手段７で処理され、所定値の領域内における最長長さＡの算出、および最長長さＡが最長長さＢの３倍以下かどうかの判定がなされ、ガラス基板２の選別を行なっている。一方、画像データを、データ処理手段７を介して、所定値の領域付近の画像データを画像表示手段８に表示し、作業者が画像表示手段８の画像から、最長長さＡが１サブピクセルの最長長さＢの３倍以下かどうかの判定を行なうようにしてもよい。【００４９】
上記実施形態及び実施例では、ガラス基板２が使用されるフラットパネルディスプレイを液晶ディスプレイとしているが、本発明はこれに限定されない。例えば、プラズマディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、フィールドエミッションディスプレイ、タッチパネルディスプレイ等のフラットパネルディスプレイであってもよい。【００５０】
本発明は以上の説明に限定されることなく、その技術的思想の範囲内であれば、様々な変形が可能である。例えば、上記の実施形態では、光源３、レンズ４、ラインセンサ５及び遮光板６を停止させた状態で、ガラス基板２を移動させて検査する場合を説明したが、ガラス基板２を停止させた状態で、光源３、レンズ４、ラインセンサ５及び遮光板６を移動させて検査したり、双方を移動させながら検査してもよい。すなわち、光源３、レンズ４、ラインセンサ５及び遮光板６に対してガラス基板２が相対的に移動する形態であればよい。【００５１】
また、上記の実施形態では、遮光板６をガラス基板２とラインセンサ５との間の光路上に配置する場合を説明したが、光源３とガラス基板２との間の光路上に配置するようにしてもよい。【００５２】
また、上記の実施形態では、光学歪みを有する部位の大きさを判定する画像データとして、ラインセンサ５で得られた受光データを２値化処理した画像データを使用する場合を説明したが、受光データをｎ値化（ｎ≧３）処理した画像データを使用してもよい。
【符号の説明】
【００５３】
１      検査装置
２      ガラス基板
３      光源
４      レンズ
５      ラインセンサ（撮像手段）
６      遮光板
【図１】
2012093633.tif 000005
【図２ａ】
2012093633.tif 000006
【図２ｂ】
2012093633.tif 000007
【図３】
2012093633.tif 000008
【図４】
2012093633.tif 000009
【図５】
2012093633.tif 000010
【国際調査報告】
2012093633.tif 000011
2012093633.tif 000012
2012093633.tif 000013
2012093633.tif 000014