(57)【要約】【課題】実機の光学系に即したパネルの欠陥検査を可能にする。【解決手段】投影機８１の投射レンズ８２の出射光路上には、スクリーン８５との間に、カラーフィルタ８３及び減光フィルタ８４が配置される。フィルタ配設装置９０は分光特性が異なる複数の種類のカラーフィルタ８３−１〜８３−ｎを収納しており、フィルタ選択部９１の制御によって、１つのカラーフィルタを選択して、投射レンズ８２の出射光路上に介在させる。カラーフィルタを適宜変更することによって、投影機８１からの映像光の分光特性を変更することができる。スクリーン８５に投射される画像は、カラーフィルタ８３の特性に応じた見え方となる。カラーフィルタ８３の特性を実機の光学系に一致させることによって、スクリーン８５上の画像によって実機に即したパネル欠陥検査を実施することができる。【選択図】　　　図１
2004125883.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、前記光源からの光を検査対象のパネルに導くと共に前記パネルの出射光を投射レンズに導く光学系とを具備して前記パネルからの映像光を前記投射レンズを介して出射する投影機と、
前記映像光の分光特性を変化させる分光制御部材とを具備したことを特徴とするパネル検査装置。
【請求項２】
前記分光制御部材は、カラーフィルタであることを特徴とする請求項１に記載のパネル検査装置。
【請求項３】
前記カラーフィルタは、前記投射レンズの出射光路上であって前記投射レンズと前記投射レンズからの映像光を投射するスクリーンとの間に設けられることを特徴とする請求項２に記載のパネル検査装置。
【請求項４】
分光特性が異なる複数種類の複数のカラーフィルタを収納すると共に、収納している前記複数のカラーフィルタのうちの１つを前記投射レンズの出射光路上のカラーフィルタ配置位置に配設するフィルタ配設装置を更に具備したことを特徴とする請求項３に記載のパネル検査装置。
【請求項５】
前記フィルタ配設装置は、複数種類の複数のカラーフィルタとして、相互に透過帯域の中心波長が異なるカラーフィルタを収納することを特徴とする請求項４に記載のパネル検査装置。
【請求項６】
前記フィルタ配設装置は、複数種類の複数のカラーフィルタとして、相互に透過帯域の帯域幅が異なるカラーフィルタを収納することを特徴とする請求項４に記載のパネル検査装置。
【請求項７】
前記フィルタ配設装置に収納されている前記複数のカラーフィルタのうちの１つを順次切換え選択するフィルタ選択部を更に具備したことを特徴とする請求項４に記載のパネル検査装置。
【請求項８】
前記投射レンズの出射光路上であって前記投射レンズと前記スクリーンとの間に設けられる減光フィルタを更に具備したことを特徴とする請求項３乃至７のいずれか１つに記載のパネル検査装置。
【請求項９】
光源からの光を検査対象のパネルによって変調させ、前記パネルからの映像光を投射レンズを介して出射する工程と、
前記投射レンズの出射光路上にカラーフィルタを介在させ、前記投射レンズからの映像光を前記カラーフィルタを介して透過させた後スクリーン上に投射する工程と、
前記スクリーン上の投射画像によって前記パネルの欠陥を検出する工程とを具備したことを特徴とするパネル検査方法。
【請求項１０】
分光特性が異なる複数種類の複数のカラーフィルタのうちの１つを前記投射レンズの出射光路上のカラーフィルタに置き換えた後、前記スクリーン上の投射画像によって前記パネルの欠陥を検出する工程を更に具備したことを特徴とする請求項９に記載のパネル検査方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カラーの投射型表示装置等に好適なパネル検査装置及びパネル検査方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶パネルは、ガラス基板、石英基板等の２枚の基板間に液晶を封入して構成される。液晶パネルでは、一方の基板に、例えば薄膜トランジスタ（Ｔｈｉｎ　Ｆｉｌｍ　Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ、以下、ＴＦＴと称す）等の能動素子をマトリクス状に配置し、他方の基板に対向電極を配置して、両基板間に封止した液晶層の光学特性を画像信号に応じて変化させることで、画像表示を可能にする。
【０００３】
即ち、ＴＦＴ素子によってマトリクス状に配列された画素電極（ＩＴＯ）に画像信号を供給し、画素電極及び液晶層を通過する光の偏光状態を画像信号に応じて変化させることで画像表示が行われる。液晶層に印加される電圧によって、液晶分子の配列が変化し、これにより、液晶層を透過する光の偏光状態が変化するのである。
【０００４】
電圧無印加時の液晶分子の配列を規定するために、一方の基板（アクティブマトリクス基板（素子基板ともいう））及び他方の基板（対向基板）の液晶層に接する面上に配向膜を形成し、配向膜にラビング処理を施す。ラビング処理によって、電圧無印加時の液晶分子はラビング方向に配列する。例えば、素子基板と対向基板とで相互に９０度ねじれたラビング処理を施すと、液晶分子は液晶パネル内で連続的に向きを変え、両基板間では９０度異なる向きに配列される。
【０００５】
液晶パネルの出射面及び入射面に偏光板を設けて、入射した光のうち所定の偏光成分のみを通過させる。ノーマリホワイトモードでは、液晶パネルの出射面及び入射面の偏光板の偏光軸を９０度相違させて、夫々基板のラビング方向に一致させる。そうすると、液晶パネルの入射面の偏光板を介して入射した光は、電圧無印加時には、液晶層において液晶分子の配列に従って９０度回転し、液晶パネルの前面から偏光板を介して出射される。これにより、白表示が行われる。
【０００６】
液晶に電圧を印加すると、液晶の配列方向が変化し、液晶パネル内の液晶による光の振動方向の回転が制限され、液晶パネル前面から出射される光は偏光板によって吸収される。画像信号に応じた電圧を液晶に印加し画像信号に応じた透過率で光を透過させることで、画像表示を行うのである。
【０００７】
ところで、このような液晶パネルの表示検査を行う検査装置として、特許文献１提案のものがある。特許文献１においては、液晶パネルにランプからの光を照射し、液晶パネルの透過光をレンズによってスクリーン上に拡大投射する。そして、液晶パネルに所定の検査パターンの画像信号を供給し、スクリーン上に映出された検査パターンをＣＣＤカメラによって撮影して、欠陥を判定することで表示検査が行われる。
【０００８】
なお、一般的には、ランプ、液晶パネルは検査装置を構成する投影機の筐体内に内蔵され、レンズは投影機筐体の側面に取り付けられて、筐体内からの画像光をレンズを介して外部のスクリーン上に映出するようになっている。
【０００９】
【特許文献１】
特開平１１−１７４３９８号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、液晶パネルに照明光を照射するランプとしては、欠陥の検出を容易とするために、明るい白色光が採用される。白色光を用いることによって、特に、輝点系の欠陥の検出が容易である。しかしながら、液晶パネルを３板式の投射型表示装置のライトバルブとして用いる場合には、液晶パネルの入射光は各軸の色光であり、欠陥の見え方は白色光を照射した場合とは異なる。特に、ムラ状の欠陥については、色によって見え方が相違することから、白色光を用いたパネル検査だけは、十分な欠陥検査を行うことはできない。
【００１１】
また、通常、液晶パネルは単独で流通することが多く、投射型表示装置のランプ等の光学系は、製造業者毎に個別の仕様のものが用いられる。従って、液晶パネルの表示検査を実際の製品に即した環境で実施することは困難であり、良品，不良品の判定が実機に即したものとならないという問題があった。
【００１２】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、実機に即した表示検査を実施可能にすることにより、適切な良品、不良品の判定を行うことができるパネル検査装置及びパネル検査方法を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るパネル検査装置は、光源と、前記光源からの光を検査対象のパネルに導くと共に前記パネルの出射光を投射レンズに導く光学系とを具備して前記パネルからの映像光を前記投射レンズを介して出射する投影機と、前記映像光の分光特性を変化させる分光制御部材とを具備したことを特徴とする。
【００１４】
このような構成によれば、投影機においては、光源からの光が検査対象のパネルによって変調され、パネルからは映像光が投射レンズを介して出射される。この映像光は分光制御部材によって分光特性が変化する。分光制御部材によって、映像光に基づく画像の見え方が変化し、パネルの欠陥の見え方が変化する。即ち、分光制御部材の特性を適宜変化させることによって、パネル欠陥の見え方を検証することができ、実機の光学系に即したパネルの欠陥検査が可能となる。
【００１５】
また、前記分光制御部材は、カラーフィルタであることを特徴とする。
【００１６】
このような構成によれば、カラーフィルタによって容易に映像光の分光特性を変化させることができる。
【００１７】
また、前記カラーフィルタは、前記投射レンズの出射光路上であって前記投射レンズと前記投射レンズからの映像光を投射するスクリーンとの間に設けられることを特徴とする。
【００１８】
このような構成によれば、投射レンズとスクリーンとの間にカラーフィルタが配置されるので、既存の投影機をそのまま利用して構成することが可能である。
【００１９】
また、分光特性が異なる複数種類の複数のカラーフィルタを収納すると共に、収納している前記複数のカラーフィルタのうちの１つを前記投射レンズの出射光路上のカラーフィルタ配置位置に配設するフィルタ配設装置を更に具備したことを特徴とする。
【００２０】
このような構成によれば、フィルタ配設装置には分光特性が異なる複数種類の複数のカラーフィルタが収納される。フィルタ配設装置は、収納されている複数のカラーフィルタのうちの１つを投射レンズの出射光路上のカラーフィルタ配置位置に配設する。フィルタ配設装置が選択配置するカラーフィルタを適宜切換えることにより、映像光に種々の分光特性を付与することができる。これにより、スクリーンに投射される画像は種々の分光特性に応じたものとなり、パネルの欠陥検出が容易になると共に、実機の種々の光学系に対応したパネルの欠陥検査を実施することができる。
【００２１】
また、前記フィルタ配設装置は、複数種類の複数のカラーフィルタとして、相互に透過帯域の中心波長が異なるカラーフィルタを収納することを特徴とする。
【００２２】
このような構成によれば、フィルタ配設装置がカラーフィルタを切換えることによって、透過帯域の中心周波数が異なる映像光をスクリーンに投射することができ、スクリーン上の画像の見え方を変化させて確実なパネルの欠陥検出を可能にする。
【００２３】
また、前記フィルタ配設装置は、複数種類の複数のカラーフィルタとして、相互に透過帯域の帯域幅が異なるカラーフィルタを収納することを特徴とする。
【００２４】
このような構成によれば、フィルタ配設装置がカラーフィルタを切換えることによって、透過帯域の帯域幅が異なる映像光をスクリーンに投射することができ、スクリーン上の画像の見え方を変化させて確実なパネルの欠陥検出を可能にする。
【００２５】
また、前記フィルタ配設装置に収納されている前記複数のカラーフィルタのうちの１つを順次切換え選択するフィルタ選択部を更に具備したことを特徴とする。
【００２６】
このような構成によれば、フィルタ選択部によってカラーフィルタが順次切換え選択されて、投射レンズの出射光路上に介在されるので、種々の光学系に対応したパネル欠陥検査を順次実施することができる。
【００２７】
また、前記投射レンズの出射光路上であって前記投射レンズと前記スクリーンとの間に設けられる減光フィルタを更に具備したことを特徴とする。
【００２８】
このような構成によれば、減光フィルタによってスクリーン上に投射される画像の照度を変化させることができ、明るさが異なる光学系を有する実機に対応したパネル欠陥検査を実施することができる。
【００２９】
また、本発明に係るパネル検査方法は、光源からの光を検査対象のパネルによって変調させ、前記パネルからの映像光を投射レンズを介して出射する工程と、前記投射レンズの出射光路上にカラーフィルタを介在させ、前記投射レンズからの映像光を前記カラーフィルタを介して透過させた後スクリーン上に投射する工程と、前記スクリーン上の投射画像によって前記パネルの欠陥を検出する工程とを具備したことを特徴とする。
【００３０】
このような構成によれば、光源からの光はパネルによって変調され、映像光が投射レンズから出射される。投射レンズの出射光路上にはカラーフィルタを介在させる。これにより、スクリーン上に投射される画像は、カラーフィルタの分光特性に応じた見え方となる。このスクリーン上の投射画像によってパネルの欠陥を検出する。欠陥の見え方はカラーフィルタによって変化し、実機の光学系に即したパネル欠陥の見え方を検証することができる。
【００３１】
また、分光特性が異なる複数種類の複数のカラーフィルタのうちの１つを前記投射レンズの出射光路上のカラーフィルタに置き換えた後、前記スクリーン上の投射画像によって前記パネルの欠陥を検出する工程を更に具備したことを特徴とする。
【００３２】
このような構成によれば、分光特性が異なる複数種類の複数のカラーフィルタのうちの１つが投射レンズの出射光路上のカラーフィルタに置き換えられるので、分光特性が異なる光学系における画像表示を検証することができ、スクリーン上の投射画像によって、実機に即したパネルの欠陥検査が可能となる。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。図１は本発明の第１の実施の形態に係るパネル検査装置を示す説明図である。図２は本実施の形態におけるパネル検査装置において検査の対象となる液晶パネルの画素領域を構成する複数の画素における各種素子、配線等の等価回路図である。図３は図２の液晶パネル構成するＴＦＴ基板等の素子基板をその上に形成された各構成要素と共に対向基板側から見た平面図であり、図４は素子基板と対向基板とを貼り合わせて液晶を封入する組立工程終了後の液晶パネルを、図３のＨ−Ｈ’線の位置で切断して示す断面図である。また、図５は液晶パネルを詳細に示す断面図である。図６は本発明の検査対象となる３枚の液晶パネルをライトバルブとして用いたプロジェクタの光学系の概略構成を示す説明図である。
【００３４】
本実施の形態においては、投影機とスクリーンとの間に複数の分光特性のフィルタ（分光制御部材）のうちの１つを選択的に介在させることを可能にすることにより、各フィルタ特性に応じた表示検査を行うことを可能にしたものである。複数の帯域特性のフィルタを各製造業者毎の個別の仕様の光学系に一致させることにより、実機に即した適切なパネル検査を実施することができる。
【００３５】
先ず、図２乃至図５を参照して、検査対象である液晶パネルの構造について説明する。
【００３６】
液晶パネルは、図３及び図４に示すように、ＴＦＴ基板等の素子基板１０と対向基板２０との間に液晶５０を封入して構成される。素子基板１０上には画素を構成する画素電極等がマトリクス状に配置される。図２は画素を構成する素子基板１０上の素子の等価回路を示している。
【００３７】
図２に示すように、画素領域においては、複数本の走査線３ａと複数本のデータ線６ａとが交差するように配線され、走査線３ａとデータ線６ａとで区画された領域に画素電極９ａがマトリクス状に配置される。そして、走査線３ａとデータ線６ａの各交差部分に対応してＴＦＴ３０が設けられ、このＴＦＴ３０に画素電極９ａが接続される。
【００３８】
ＴＦＴ３０は走査線３ａのＯＮ信号によってオンとなり、これにより、データ線６ａに供給された画像信号が画素電極９ａに供給される。この画素電極９ａと対向基板２０に設けられた対向電極２１との間の電圧が液晶５０に印加される。また、画素電極９ａと並列に蓄積容量７０が設けられており、蓄積容量７０によって、画素電極９ａの電圧はソース電圧が印加された時間よりも例えば３桁も長い時間の保持が可能となる。蓄積容量７０によって、電圧保持特性が改善され、コントラスト比の高い画像表示が可能となる。
【００３９】
図５は、一つの画素に着目した液晶装置の模式的断面図である。
【００４０】
ガラスや石英等の素子基板１０には、溝１１が形成されている。この溝１１上に遮光膜１２及び第１層間絶縁膜１３を介してＬＤＤ構造をなすＴＦＴ３０が形成されている。溝１１によって、ＴＦＴ基板の液晶５０との境界面が平坦化される。
【００４１】
ＴＦＴ３０は、チャネル領域１ａ、ソース領域１ｄ、ドレイン領域１ｅが形成された半導体層に下層及び上層絶縁膜２ａ，２ｂを介してゲート電極をなす走査線３ａが設けられてなる。なお、遮光膜１２は、ＴＦＴ３０の形成領域に対応する領域、後述するデータ線６ａ及び走査線３ａ等の形成領域、即ち各画素の非表示領域に対応した領域に形成されている。この遮光膜１２によって、反射光がＴＦＴ３０のチャネル領域１ａ、ソース領域１ｄ及びドレイン領域１ｅに入射することが防止される。
【００４２】
ＴＦＴ３０上には第２層間絶縁膜１４が積層され、第２層間絶縁膜１４上には中間導電層１５が形成されている。中間導電層１５上には誘電体膜１７を介して容量線１８が対向配置されている。容量線１８は、容量層と遮光層とからなり、中間導電層１５との間で蓄積容量を構成すると共に、光の内部反射を防止する遮光機能を有する。半導体層に比較的近接した位置に中間導電層１５を形成しており、光の乱反射を効率よく防止することができる。
【００４３】
容量線１８上には第３層間絶縁膜１９が配置され、第３層間絶縁膜１９上にはデータ線６ａが積層される。データ線６ａは、第３及び第２層間絶縁膜１９，１４を貫通するコンタクトホール２４ａ，２４ｂを介してソース領域１ｄに電気的に接続される。データ線６ａ上には第４層間絶縁膜２５を介して画素電極９ａが積層されている。画素電極９ａは、第４〜第２層間絶縁膜２５，１９，１４を貫通するコンタクトホール２６ａ，２６ｂにより容量線１８を介してドレイン領域１ｅに電気的に接続される。画素電極９ａ上にはポリイミド系の高分子樹脂からなる配向膜１６が積層され、所定方向にラビング処理されている。
【００４４】
走査線３ａ（ゲート電極）にＯＮ信号が供給されることで、チャネル領域１ａが導通状態となり、ソース領域１ｄとドレイン領域１ｅとが接続されて、データ線６ａに供給された画像信号が画素電極９ａに与えられる。
【００４５】
一方、対向基板２０には、ＴＦＴアレイ基板のデータ線６ａ、走査線３ａ及びＴＦＴ３０の形成領域に対向する領域、即ち各画素の非表示領域において第１遮光膜２３が設けられている。この第１遮光膜２３によって、対向基板２０側からの入射光がＴＦＴ３０のチャネル領域１ａ、ソース領域１ｄ及びドレイン領域１ｅに入射することが防止される。第１遮光膜２３上に、対向電極（共通電極）２１が基板２０全面に亘って形成されている。対向電極２１上にポリイミド系の高分子樹脂からなる配向膜２２が積層され、所定方向にラビング処理されている。
【００４６】
そして、素子基板１０と対向基板２０との間に液晶５０が封入されている。これにより、ＴＦＴ３０は所定のタイミングでデータ線６ａから供給される画像信号を画素電極９ａに書き込む。書き込まれた画素電極９ａと対向電極２１との電位差に応じて液晶５０の分子集合の配向や秩序が変化して、光を変調し、階調表示を可能にする。
【００４７】
図３及び図４に示すように、対向基板２０には表示領域を区画する額縁としての遮光膜４２が設けられている。遮光膜４２は例えば遮光膜２３と同一又は異なる遮光性材料によって形成されている。
【００４８】
遮光膜４２の外側の領域に液晶を封入するシール材４１が、素子基板１０と対向基板２０間に形成されている。シール材４１は対向基板２０の輪郭形状に略一致するように配置され、素子基板１０と対向基板２０を相互に固着する。シール材４１は、素子基板１０の１辺の一部において欠落しており、貼り合わされた素子基板１０及び対向基板２０相互の間隙には、液晶５０を注入するための液晶注入口７８が形成される。液晶注入口７８より液晶が注入された後、液晶注入口７８を封止材７９で封止するようになっている。
【００４９】
素子基板１０のシール材４１の外側の領域には、データ線駆動回路６１及び実装端子６２が素子基板１０の一辺に沿って設けられており、この一辺に隣接する２辺に沿って、走査線駆動回路６３が設けられている。素子基板１０の残る一辺には、画面表示領域の両側に設けられた走査線駆動回路６３間を接続するための複数の配線６４が設けられている。また、対向基板２０のコーナー部の少なくとも１箇所においては、素子基板１０と対向基板２０との間を電気的に導通させるための導通材６５が設けられている。
【００５０】
液晶パネルを構成する素子基板１０と対向基板２０とは別々に製造される。そして、パネル組立工程において両者が貼り合わされて液晶が封入される。即ち、パネル組立工程においては、先ず、夫々用意されたＴＦＴ基板及び対向基板２０に対して、配向膜１６，２２となるポリイミドが塗布される。次に、素子基板１０表面の配向膜１６及び対向基板２０表面の配向膜２２に対して、ラビング処理を施す。
【００５１】
次に、洗浄工程を行う。この洗浄工程は、ラビング処理によって生じた塵埃を除去するためのものである。洗浄工程が終了すると、シール材４１、及び導通材６５（図３参照）を形成する。次に、素子基板１０と対向基板２０とを貼り合わせ、アライメントを施しながら圧着し、シール材４１を硬化させる。最後に、シール材４１の一部に設けた切り欠きから液晶を封入し、切り欠きを塞いで液晶を封止する。
【００５２】
このように構成された検査対象の液晶パネルは例えば投射型表示装置のライトパルブとして用いられることがある。この場合には、投射型表示装置の筐体内への取り付け精度等を考慮して、液晶パネルは実装工程においてケーシングされる。実行工程においては、先ず、ＦＰＣ（フレキシブルプリント板）取り付け工程が行われる。素子基板１０のシール部材４１の外側の領域には、パネル上の各種駆動回路と外部機器との間で、駆動信号、タイミング信号及び画像信号等を送受するための実装端子６２が配列されている。外部機器との接続には図示しないＦＰＣが採用され、実装端子６２とＦＰＣとは、ＦＰＣに形成されたＡＣＦ（Ａｎｉｓｏｔｏｒｏｐｉｃ　Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ　Ｆｉｌｍ）（異方性導電膜）を用いて圧着される。
【００５３】
投射型表示装置においては、液晶パネルの画面上の画像をスクリーンに拡大投射する。従って、液晶パネルの画面上にゴミが付着すると、ゴミの影響によって表示画像の画質の劣化が著しい。そこで、ゴミの影響等を低減するために、液晶パネルに防塵ガラスを取付けて、デフォーカス作用によってゴミの影響を無くすようになっている。また、強度及び取り付け精度等の観点から、液晶パネルを、合成樹脂又は金属等のケースに収納する。即ち、液晶パネルの入射面及び出射面に防塵ガラスを取付け、防塵ガラスと液晶パネルとを積層してケース内に収納するのである。
【００５４】
このように、防塵ガラスの貼り付け及びケーシングが行われて完成品の液晶パネルモジュールが得られる。このような３枚の液晶パネルモジュールを用いることでカラー表示が可能な投射型表示装置が得られる。
【００５５】
図６は３枚の液晶パネルを用いて構成された投射型表示装置の光学的な構成を示す説明図である。図６では防塵ガラス及びケース等は図示を省略している。
【００５６】
図６において、光源１１０は、メタルハライドランプ高圧水銀ランプ等であり、ランプからの光をリフレクタ１１２によって前方に反射させる構成である。光源１１０からの出射光路上には、フライアイレンズ１１５、偏光変換素子１１６及び反射ミラー１１７が配設されている。
【００５７】
フライアイレンズ１１５は、第１レンズアレイ１１３及び第２レンズアレイ１１４によって構成されている。第１のレンズアレイ１１３は、入射光束を分割し、多数の２次光源を出射する。更に、第２のレンズアレイ１１４は、後述する各レンズと協働して、液晶パネルの入射面に第１のレンズアレイ１１３からの２次光源を重複して入射させる。これにより、フライアイレンズ１１５は、光源１１０からの光を液晶パネル入射面内において均一な輝度で照射することができる。
【００５８】
フライアイレンズ１１５の出射面側には、偏光変換素子１１６が設けられている。偏光変換素子１１６は、入射光を所定の偏光成分に変換して出射する。反射ミラー１１７は、光軸に約４５度傾斜して設けられており、偏光変換素子１１６からの出射光を反射させるようになっている。反射ミラー１１７の出射光の光路上には、ダイクロイックミラー１１８及び反射ミラー１２５が光軸に約４５度傾斜して配設されている。ダイクロイックミラー１１８は、青色光及び緑色光を反射させ、赤色光を透過させる。
【００５９】
反射ミラー１２５はダイクロイックミラー１１８を介して入射した赤色光を反射させるようになっている。反射ミラー１２５からの反射光の光路上にフィールドレンズ１２６、赤色用の偏光板１３１Ｒ、液晶パネル１３０Ｒ及び偏光板１３２Ｒが配設されている。反射ミラー１２１からの赤色光はフィールドレンズ１２６に入射され、フィールドレンズ１２６は入射した赤色光束を偏光板１３１Ｒを介して液晶パネル１３０Ｒの表示面に集光するようになっている。
【００６０】
ダイクロイックミラー１１８の反射光の光路上には、光軸に約４５度傾斜してダイクロイックミラー１１９、コンデンサレンズ１２０及び反射ミラー１２１が配設されている。ダイクロイックミラー１１９は、ダイクロイックミラー１１８から反射した青色光及び緑色光のうち緑色光を反射させ、青色光を透過させる。
【００６１】
ダイクロイックミラー１１９の反射光の光路上にはフィールドレンズ１２７、緑色用の偏光板１３１Ｇ、液晶パネル１３０Ｇ及び偏光板１３２Ｇが配設されている。ダイクロイックミラー１１９からの緑色反射光は、フィールドレンズ１２７に入射され、フィールドレンズ１２７は入射した緑色光束を偏光板１３１Ｇを介して液晶パネル１３０Ｇの表示面に集光するようになっている。
【００６２】
反射ミラー１２１は、ダイクロイックミラー１１９を透過した青色光を反射させる。反射ミラー１２１からの反射光の光路上には、コンデンサレンズ１２２及び光軸に約４５度傾斜した反射ミラー１２３が配設されている。反射ミラー１２３は、入射した青色光を反射する。反射ミラー１２３の光路上にはコンデンサレンズ１２４、青色用の偏光板１３１Ｂ、液晶パネル１３０Ｂ及び偏光板１３２Ｂが配設されおり、反射ミラー１２３からの青色反射光はコンデンサレンズ１２４に入射される。コンデンサレンズ１２４は入射した青色光束を偏光板１３１Ｂを介して液晶パネル１３０Ｂの表示面に集光する。
【００６３】
青色光がコンデンサレンズ１２４に到達するまでの光路長は他の２色がフィールドレンズ１２６，１２７に到達するまでの光路長に比べて長い。そこで、コンデンサレンズ１２０、反射ミラー１２１、コンデンサレンズ１２２及び反射ミラー１２３による光学系によって、液晶パネル１３０Ｂに入射する青色光束の照明分布を他の２色が液晶パネル１３０Ｒ，１３０Ｇに入射する光束の照明分布と略等しくするようになっている。
【００６４】
偏光板１３１Ｒ，１３１Ｇ，１３１Ｂは、夫々入射した光束の所定の偏光成分を通過させて液晶パネル１３０Ｒ，１３０Ｇ，１３０Ｂに入射させる。液晶パネル１３０Ｒ，１３０Ｇ，１３０Ｂは、夫々Ｒ，Ｇ，Ｂ画像信号が供給されており、入射したＲ，Ｇ，Ｂ光を画像信号に基づいて回転させて出射する。液晶パネル１３０Ｒ，１３０Ｇ，１３０Ｂからの出射光は夫々偏光板１３２Ｒ，１３２Ｇ，１３２Ｂを介して出射される。偏光板１３２Ｒ，１３２Ｇ，１３２Ｂからの出射画像光の光路上にはクロスプリズム１３３が配設されている。
【００６５】
偏光板１３１Ｒ、液晶パネル１３０Ｒ及び偏光板１３２Ｒによって、画像信号に応じた透過率で赤色光がクロスプリズム１３３に入射される。同様に、偏光板１３１Ｇ、液晶パネル１３０Ｇ及び偏光板１３２Ｇによって、画像信号に応じた透過率で緑色光がクロスプリズム１３３に入射され、偏光板１３１Ｂ、液晶パネル１３０Ｂ及び偏光板１３２Ｂによって、画像信号に応じた透過率で青色光がクロスプリズム１３３に入射される。
【００６６】
クロスプリズム１３３は、４つの直角プリズムが貼り合わされて構成され、その内面に赤光を反射する誘電体多層膜と青光を反射する誘電体多層膜とが十字状に形成されている。クロスプリズム１３３は、これらの誘電体多層膜によって、３つのＲ，Ｇ，Ｂ色光を合成して、カラー画像の画像光を出射する。
【００６７】
クロスプリズム１３３の出射光の光路上には投射レンズ１３４が配置されており、投射レンズ１３４は入射した合成画像光をスクリーン１３５上に拡大投射するようになっている。
【００６８】
図１は例えばこのような投射型表示装置のライトパルブとして採用される液晶パネルの検査を行うためのものである。
【００６９】
投影機８１には、検査対象の液晶パネルが取り付けられる。図７は図１中の投影機８１の光学系を示す説明図である。なお、図７においては偏光板等は図示を省略している。
【００７０】
投影機８１は、筐体１５０内に、光源１５１が設置されている。光源１５１は、例えば、メタルハライド等のランプを内蔵した高圧水銀ランプとリフレクタとによって構成される。高圧水銀ランプの白色光をリフレクタによって前方に反射させ、ライトバルブとして機能する液晶パネル１５５に入射するのである。
【００７１】
光源１５１からの白色光は、インテグレータレンズ１５４を介して液晶パネル１５５に与えられる。インテグレータレンズ１５４は、複数の小レンズを有する第１及び第２のレンズアレイ１５２，１５３によって構成されており、入射光を均一にして液晶パネル１５５の入射面全域に入射させる。これにより、映出された映像に輝度むらが生じることを防止している。
【００７２】
液晶パネル１５５は、図２乃至図５と同様の液晶パネルであり、図６の投射型表示装置に用いられるものと同一構成である。液晶パネル１５５は図示しないＦＰＣを介して検査パターンが供給されており、入射した光を検査パターンに応じて変調して出射する。液晶パネル１５５からの検査パターンに応じた映像光は、プリズム１５６及び投射レンズ８２を介して筐体１５０の前方に出射される。
【００７３】
本実施の形態においては、投射レンズ８２の出射光路上であって、投射レンズ８２とスクリーン８５との間には、カラーフィルタ８３及び減光フィルタ８４が配設されるようになっている。また、投射レンズ８２の出射光路の近傍には分光特性が異なる複数のカラーフィルタ８３−１〜８３−ｎを収納したフィルタ配設装置９０が設けられている。フィルタ配設装置９０は、フィルタ選択部９０からの選択信号に基づいて、収納している複数のカラーフィルタのうちの１つを選択して、図示しない搬送路を介して選択したカラーフィルタを投射レンズ８２の出射光路上に配置すると共に、投射レンズ８２の出射光路上に配置されているカラーフィルタを図示しない搬送路を介して取込んで収納することができるようになっている。
【００７４】
本実施の形態においては、フィルタ配設装置９０が収納するカラーフィルタとしては、種々の透過波長特性を有した複数枚のフィルタが用いられる。例えば、液晶パネルの投射型表示装置の利用を考慮して、青（Ｂ）フィルタ、緑（Ｇ）フィルタ及び赤（Ｒ）フィルタが採用される。そして、例えば、青（Ｂ）フィルタとしては、透過波長のピークが４５０ｎｍで透過波長の帯域が４３０〜５００ｎｍの範囲内の複数種類のフィルタが用いられる。また、緑（Ｇ）フィルタとしては、透過波長のピークが５５０ｎｍで透過波長の帯域が５００〜６００ｎｍの範囲内の複数種類のフィルタが用いられる。また、赤（Ｒ）フィルタとしては、透過波長のピークを有していない透過波長の帯域が６００〜７００ｎｍの範囲内の複数種類のフィルタが採用される。
【００７５】
また、各Ｒ，Ｇ，Ｂフィルタとしてピーク波長が異なる複数種類のフィルタも採用する。
【００７６】
更に、各Ｒ，Ｇ，Ｂフィルタとして採用される複数種類のフィルタとしては、夫々透過光波長が異なるものも採用される。例えば、同一色のフィルタであっても、透過率が大きいものと小さいものとが用意されている。また、透過波長の帯域が広いものから狭いものまで、各色毎に複数の種類が用意されている。
【００７７】
フィルタ選択部９１は、オペレータの操作に基づいて、又は予め設定された所定の順序で、これらの特性が異なる種々のカラーフィルタを順次選択するための選択信号をフィルタ配設装置９０に出力するようになっている。
【００７８】
減光フィルタ８４はカラーフィルタ８３の通過光を減光させてスクリーン８５に投射する。なお、本実施の形態においては、減光フィルタ８４としては１種類のもののみを採用しているが、減光フィルタ８４として減光特性が異なる複数種類のフィルタを採用してもよい。
【００７９】
スクリーン８５には、投影機８１からカラーフィルタ８３及び減光フィルタ８４を透過した映像光が投射される。映像光は検査パターンに基づくものであり、カラーフィルタ８３及び減光フィルタ８４の影響によって透過率及び分光分布が制御されており、欠陥の検査、特にムラの検査がし易い画像表示を可能にする。スクリーン８５に映出された画像を直視又はＣＣＤカメラ等によって観察することによって、欠陥検査を行うようになっている。
【００８０】
次に、このように構成された実施の形態における検査方法について説明する。
【００８１】
先ず、検査対象の液晶パネル１５５を投影機８１の所定の位置に配置する。光源１５１からの白色光束は、インテグレータレンズ１５４を介して液晶パネル１５５の入射面に入射される。液晶パネル１５５には図示しないＦＰＣを介して検査パターンが供給されており、液晶パネル１５５は検査パターンに応じて入射光を変調して、検査パターンの画像光を出射する。液晶パネル１５５からの検査パターンに応じた映像光は、プリズム１５６及び投射レンズ８２を介して筐体１５０の前方に出射される。
【００８２】
一方、フィルタ選択部９１は、例えばオペレータの指示に従って、所定のカラーフィルタを選択するための選択信号を出力する。フィルタ配設装置９０は、収納しているカラーフィルタ８３−１〜８３−ｎのうち選択信号によって指定されたカラーフィルタを選択して、投射レンズ８２の出射光路上に搬送して配置する。また、投射レンズ８２の出射光路上には減光フィルタ８４も配設されており、投影機８１からの検査パターンの映像光は、カラーフィルタ８３及び減光フィルタ８４を透過してスクリーン８５上に投射される。
【００８３】
この状態で、スクリーン８５上に投影された検査パターンの画像を直視又はＣＣＤカメラ等によって観察する。そして、観察画像からムラ等の欠陥の有無を判定する。
【００８４】
所定のカラーフィルタ８３についての欠陥検査が終了すると、フィルタ選択部９１は、次のカラーフィルタを選択するための選択信号を出力する。これにより、フィルタ配設装置９０は、前回の検査に用いたカラーフィルタ８３を図示しない搬送路を介して取込んで格納すると共に、選択信号によって指定されたカラーフィルタ（例えばカラーフィルタ８３−２）を選択して投射レンズ８２の出射光路上に搬送して配置する。
【００８５】
これにより、投影機８１からの検査パターンの映像光は、新たに設置されたカラーフィルタ（８３−２）及び減光フィルタ８４を透過してスクリーン８５上に投射される。この状態で、スクリーン８５上に投影された検査パターンの画像を直視又はＣＣＤカメラ等によって観察し、観察画像からムラ等の欠陥の有無を判定する。以後、同様の動作を繰返して、複数種類のカラーフィルタを用いた欠陥検査を実行する。
【００８６】
検査に用いるＲ，Ｇ，Ｂカラーフィルタは相互に透過特性が異なる。例えば、青（Ｂ）フィルタとして、透過帯域が４３０〜４７０ｎｍのフィルタや透過帯域が４７０〜４８０ｎｍのフィルタ等の特性が異なる種々のフィルタが採用される。
【００８７】
フィルタの透過光波長を変化させることによって、スクリーン８５に投射される投影画像の色合を変化させることができる。例えば、青（Ｂ）フィルタとして透過波長が大きくなるように順次フィルタを切換えると、スクリーン８５上の投射画像は青色成分が徐々に黄色みを帯びるように変化する。同様に、緑（Ｇ）フィルタとして透過波長が大きくなるように順次フィルタを切換えると、スクリーン８５上の投射画像は緑色成分が徐々に黄色みを帯びるように変化する。また、緑（Ｇ）フィルタとして透過波長が小さくなるように順次フィルタを切換えると、スクリーン８５上の投射画像は緑色成分が徐々にシアンみを帯びるように変化する。また、赤（Ｒ）フィルタとして透過波長が小さくなるように順次フィルタを切換えると、スクリーン８５上の投射画像は赤色成分が徐々に黄色みを帯びるように変化する。
【００８８】
また、透過光波長が広くなるように順次カラーフィルタを切換えると、スクリーン８５上の投射画像は色純度が低下してくる。また、透過光波長が狭くなるように順次カラーフィルタを切換えると、スクリーン８５上の投射画像は色純度が向上してはっきりとした短波長色になってくる。
【００８９】
このように本実施の形態においては、投影機からの出射光路上にカラーフィルタを配置すると共に、配置するカラーフィルタの透過特性を順次切換えていることから、色特性が異なる種々の光学系を用いた場合と同様の状態で欠陥検査を実施することができる。従って、実機に即した欠陥検査が可能である。
【００９０】
また、各色毎に欠陥検査を実施することができ、欠陥判定を各色毎に行うことができる。例えば、３板式の投射型表示装置においては、色毎に液晶パネルの透過光量が異なり、画質に与える影響が色毎に異なる。そこで、輝度が最も明るい緑色用の液晶パネルにおいて最も良質の液晶パネルを用い、次いで赤色用、次いで青色用の液晶パネルの順で良質の液晶パネルを用いる。この場合において、本実施の形態においては、色毎の欠陥検査を実施することができ、液晶パネルをいずれの色用として採用するかを決定する選択の基準を与えることができる。
【００９１】
また、減光フィルタを用いているので、比較的暗い実機用として採用する液晶パネルについての、最適な欠陥検査を実施することも可能である。即ち、分光分布だけでなく、透過率についても実機に即したものとすることができ、欠陥検査として極めて有用である。
【００９２】
なお、本実施の形態においては、カラーフィルタを用いる例を説明したが、カラーフィルタに代えて同様の特性のダイクロイックミラーを採用してもよいことは明らかである。
【００９３】
また、本実施の形態においては、既存の投影機の出射光路上に複数種類のカラーフィルタを介在させる機構を付加しただけの極めて簡単な構成によって、実機に即した検査を可能にしているが、既存の投影機を利用しない場合等においては、光源装置と液晶パネルとの間の光路上に複数種類のカラーフィルタを介在させるようにしても、同様の効果が得られることは明らかである。
【００９４】
また、本実施の形態は特に３板式の投射型表示装置に用いる液晶パネルを検査する場合を例に説明したが、カラー表示が可能な種々の表示パネルに本願発明を適用可能であることは明らかである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るパネル検査装置を示す説明図。
【図２】本実施の形態におけるパネル検査装置において検査の対象となる液晶パネルの画素領域を構成する複数の画素における各種素子、配線等の等価回路図。
【図３】図２の液晶パネル構成するＴＦＴ基板等の素子基板をその上に形成された各構成要素と共に対向基板側から見た平面図。
【図４】素子基板と対向基板とを貼り合わせて液晶を封入する組立工程終了後の液晶パネルを、図３のＨ−Ｈ’線の位置で切断して示す断面図。
【図５】液晶パネルを詳細に示す断面図。
【図６】本発明の検査対象となる３枚の液晶パネルをライトバルブとして用いたプロジェクタの光学系の概略構成を示す説明図。
【図７】図１中の投影機８１の光学系を示す説明図。
【符号の説明】
８１…投影機、８２…投射レンズ、８３…カラーフィルタ、８４…減光フィルタ、８５…スクリーン、９０…フィルタ配設装置、９１…フィルタ選択部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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