(57)【要約】【課題】平面表示装置用検査装置及び平面表示装置の検査方法に関し、簡単な構成により、表示品位検査時のカメラの焦点ズレや検査位置ズレをなくし、精度の高い検査を行う。【解決手段】検査対象物である平面表示装置１を平面表示装置１の表示面の法線が重力方向と垂直になるように検査装置内に配置した状態で表示欠陥を検査する。【選択図】            図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査対象物である平面表示装置を平面表示パネルの表示面の法線が重力方向と垂直になるように検査装置内に配置した状態で表示欠陥を検査することを特徴とする平面表示装置用検査装置。
【請求項２】
上記平面表示装置をＬ字状ステージの底表面と、前記平面表示装置の上部をスライドしながら挟み込む固定部材とにより固定することを特徴とする請求項１記載の平面表示装置用検査装置。
【請求項３】
表示欠陥を測定する撮像手段として、凸レンズアレイを備えたリニアイメージセンサからなる相対的に低精度撮像手段と、ロッドレンズアレイを備えたリニアイメージセンサからなる相対的に高精度撮像手段とを備えていることを特徴とする請求項１または２に平面表示装置用検査装置。
【請求項４】
検査対象物である平面表示装置を平面表示パネルの表示面の法線が重力方向と垂直になるように配置した状態で表示欠陥を検査することを特徴とする平面表示装置の検査方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は平面表示装置用検査装置及び平面表示装置の検査方法に関するものであり、例えば、大画面の液晶表示装置等のＦＰＤ（平面表示装置）の表示品位検査の精度を高めるための構成に特徴のある平面表示装置用検査装置及び平面表示装置の検査方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ＬＣＤ（液晶表示装置）やＰＤＰ（プラズマディスプレイパネル）等のＦＰＤ（平面表示装置）の表示面の輝度分布測定や画素欠陥・表示ムラの検出を行う品位検査装置が開発され、品位検査装置に関する出願も多数されている。
【０００３】
従来の平面表示装置用品位検査装置は、平面表示装置表示面の法線が重力方向に対して平行になるように配置する平置き方式がほとんどであるので、ここで、図８を参照して、従来の平面表示装置用品位検査装置の一例を説明する。
【０００４】
図８参照
図８は、従来の平面表示装置用品位検査装置の概略的斜視図であり、ベーステーブル５１上にＸ制御部５２及びＹ制御部５３を介してＸＹステージ５４を移動自在に搭載し、その上に測定対象となる平面表示パネルモジュール５５を載置し、画像取込みセンサヘッド５６を固定支柱５７に取付け、ＸＹステージ５４をＸ方向及びＹ方向に移動させながら、所定の画像を順次取得する。
【０００５】
また、自動検査と目視による検査を同時に行うことを可能にするために、平面表示パネルを傾斜させて載置することも提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
しかし、近年の平面表示装置の大画像化に伴って、表示品質の検査精度の低下が問題になってきている。
上述のように、平面表示装置用検査装置では、平面表示パネルの表示面の法線が重力方向に対して平行になるように配置されているため、重力によって撓みが発生することによるものであるので、ここで、図９を参照して、平面表示パネルの撓みを説明する（例えば、特許文献２参照）。
【０００７】
図９（ａ）参照
図９（ａ）は、サイドライト方式のバックライト型液晶パネルモジュールの断面図であり、このサイドライト方式のバックライト型液晶パネルモジュールの要部断面図であり、液晶表示パネル６１、液晶表示パネル６１を支持するスペーサ６２、線状光源６３、線状光源からの光を一定方向へ射出するためのリフレクタ６４、射出された光を面内に導く導光板６５、導光板６５からの光を表示面方向へ反射する反射板６６、表示面側に向かう光を拡散して均一な面内輝度を得るための拡散板６７、及び、全体を収容するシールドケース６８から構成される。
【０００８】
この場合、導光板６５側の表面である拡散板６７と、液晶表示パネル６１の裏面との間には空気層、即ち、クリアランスがあり、例えば、１５インチ（≒３８ｃｍ）の液晶表示装置では約０．２ｍｍ程度になっている。
【０００９】
図９（ｂ）参照
図９（ｂ）は、この様な液晶パネルモジュールの表示品位の検査工程の説明図であり、ガラス基板からなるＴＦＴ基板とＣＦ基板とで主な剛体要素を構成している液晶表示パネル６１を平置きした場合、スペーサ６２に固定されていない液晶表示パネル６１の中央部が自重により撓みが発生する。
【００１０】
撓みが生じた状態のまま、補正を加えずに画像を取得を行った場合、角度カメラ７０の検査ダーゲットにズレが生じ、即ち、カメラの焦点ズレや検査位置ズレ等を引き起こし所期のデータが得られないという問題が発生する。
例えば、撓みにより取得画像に黒モヤが発生し、この黒モヤを表示ムラと判定するといった品位検査の阻害要因となる。
【００１１】
従来の比較的小型の平面表示パネルの場合には、ガラス基板の剛性が自重に対して相対的に大きいため、撓みは殆ど問題にならなかったが、表示画面が大型化するにつれて、自重による撓みが問題になってきている。
【００１２】
一方、板面の欠陥検査装置においては、このような自重による撓みによる測定精度の低下の問題を解決するために、測定器で撓み量を測定し、得られた撓み量によって欠陥検出位置を補正することも提案されている（例えば、特許文献３参照）。
【００１３】
【特許文献１】
特開２００１−１２４６５９号公報
【特許文献２】
特開２０００−０１９９７７号公報
【特許文献３】
特開平０６−０３４５７６号公報
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述の特許文献３のように、測定器で撓み量を測定しながら欠陥検査を行う方法は、撓み量の測定系を必要とするので、全体の装置構成を複雑化・大型化するという問題がある。
【００１５】
また、測定した撓み量を用いて補正をかける必要があるので、測定速度が遅くなり、したがって、スループットが低下するという問題があり、特に、画面が大型化した場合に、このスループットの低下は平面表示装置の低価格化に対する大きな障害となる。
【００１６】
なお、上述の特許文献１の場合には、平置きよりはましであるもので、斜め置きであるので依然として重力による撓みの問題は解消されないという問題がある。
【００１７】
したがって、本発明は、簡単な構成により、表示品位検査時のカメラの焦点ズレや検査位置ズレをなくし、精度の高い検査を行うことを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
図１は、本発明の原理的構成の説明図であり、この図１を参照して本発明における課題を解決するための手段を説明する。
なお、図における符号３は照明光源であり、符号４は、平面表示パネル２及び照明光源３を固定支持する筐体であり、符号８はベーステーブルである。
図１参照
（１）上記の目的を達成するため、本発明は、平面表示装置用検査装置において、検査対象物である平面表示装置１を平面表示パネル２の表示面の法線が重力方向と垂直になるように検査装置内に配置した状態で表示欠陥を検査することを特徴とする。
【００１９】
このように、検査対象物である平面表示装置１を平面表示パネル２の表示面の法線が重力方向と垂直になるように配置しているので、平面表示装置１を構成する平面表示パネル２が重力によって撓むことはなく、精度の高い測定を行うことができる。
なお、ここで謂う所の「重力方向と垂直」は、必ずしも数学的な厳密さを持った垂直を謂うものではない。
【００２０】
即ち、本発明は、発想の転換で、従来の平面表示装置１の検査工程においては、全く採用されていなかった縦置き方式を採用したものであり、それによって、構成が簡素化され、且つ、撓み量を測定する必要がないので、スループットを向上することができ、得られる技術上及び商業上のメリットは多大である。
【００２１】
なお、このことは、本出願人によって開発した複数のリニアイメージセンサユニットを用いた高精度の多角度画像取得装置の開発と密接不可分のものである（例えば、特開２００１−２８１０９６号公報参照）。
【００２２】
即ち、高精度の多角度画像取得装置においては、光学系として平面表示パネル２の表示面とカメラの距離を精密に制御する必要があるロッドレンズを使用しているために、撓みが特に問題になるためである。
【００２３】
（２）また、本発明は、上記（１）において、平面表示装置１をＬ字状ステージ６の底表面と、平面表示装置１の上部をスライドしながら挟み込む固定部材７とにより固定することを特徴とする。
【００２４】
平面表示装置１の固定は、上述の構成により簡単に、且つ、精度良く表示面の法線が重力方向と垂直になるように固定することができる。
【００２５】
（３）また、本発明は、上記（１）または（２）において、表示欠陥を測定する撮像手段５として、凸レンズアレイを備えたリニアイメージセンサからなる相対的に低精度撮像手段と、ロッドレンズアレイを備えたリニアイメージセンサからなる相対的に高精度撮像手段とを備えていることを特徴とする。
【００２６】
このように、本出願人が開発した凸レンズアレイを備えたリニアイメージセンサからなる相対的に低精度撮像手段（本件と同日出願）及びロッドレンズアレイを備えたリニアイメージセンサからなる相対的に高精度撮像手段とを備えることによって、測定精度に応じて比較的低解像で高速に表示欠陥の検査を行い、表示欠陥が発見された領域を高精度撮像手段で検査を行うことによって、表示欠陥の原因の究明が期待できる。
【００２７】
（４）また、本発明は、平面表示装置の検査方法において、検査対象物である平面表示装置１を平面表示パネル２の表示面の法線が重力方向と垂直になるように配置した状態で表示欠陥を検査することを特徴とする。
【００２８】
【発明の実施の形態】
ここで、図２乃至図５を参照して、本発明の第１の実施の形態の平面表示装置用検査装置を説明する。
図２参照
図２は、本発明の第１の実施の形態の平面表示装置用検査装置の概略的斜視図であり、ベーステーブル２１、ベーステーブル２１に設置されたＹ制御部２２、Ｚ制御部２３、Ｙ制御部２２及びＺ制御部２３に取り付けられたＸを調整する調整ユニット２４、調整ユニット２４に固定されるとともに、平面表示パネルモジュール１２を平面表示パネルの表示面の法線が重力方向と略垂直になるようにセットするＬ字状のセットステージ１１、ベーステーブル２１の支柱２５に固定された画像取込みセンサヘッド３０からなる。
なお、α，β，θを調整する調整ユニットも備えているが、ここでは図示を省略する。
【００２９】
図３（ａ）及び（ｂ）参照
図３（ａ）は、平面表示パネルモジュールのセット状態を示す正面図であり、図３（ｂ）はその側面図である。
図に示すように、平面表示パネルモジュール１２をセットステージ１１の底板１３の上面に縦置きに載置するとともに、セットステージ１１の壁板１４に設けたＬ字状のスライド固定部材１５をスライドさせて平面表示パネルモジュール１２の上端部を挟み込んだのち、ネジ締め機構（図示を省略）によって固定する。
【００３０】
図４参照
図４は、画像取込みセンサヘッド３０の概略的断面図であり、この場合には、ＣＣＤラインセンサの延在方向、即ち、図２におけるＺ方向に垂直な断面構造を示している。
図に示すように、例えば、撮像点に対して、０°，±２５°，±５０°，±７５°の撮像角度になるように配置した７本のＣＣＤラインセンサユニット３１を筐体３２中に固定したものである。
【００３１】
図５（ａ）及び（ｂ）参照
図５（ａ）は、ＣＣＤラインセンサユニット３１のラインセンサの延在方向に垂直な断面図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）におけるＡ−Ａ′を結ぶ一点鎖線に沿った断面図である。
図に示すように、ＣＣＤラインセンサユニット３１は、例えば、７５００画素のＣＣＤラインセンサ３３、屈折率分布型のロッドレンズアレイ３４、及び、信号処理回路３５を収容した筐体３６から構成される。
【００３２】
なお、この場合のＣＣＤラインセンサユニット３１は、平面表示パネルを構成する一つの画素に対して、例えば、３０個のＣＣＤ受光セルが対応するものであり、ＣＣＤエリアセンサに比べて遙に高解像度の画像が得られる。
【００３３】
再び、図２参照
この平面表示装置用検査装置において、セットステージ１１に平面表示パネルモジュール１２をセットして固定したのち、調整ユニット２４によって、ＣＣＤラインセンサ３３の延在方向の平面表示パネルを構成する画素の配列方向が一致するとともに、平面表示パネルの表示面の法線が重力方向と垂直になるようにα，β，θを調整する。
【００３４】
次いで、平面表示パネルの表示面、即ち、撮像対象面と画像取込みセンサヘッド３０との距離をロッドレンズアレイ３４の特性に合わせて精密に制御するために、Ｘ方向に移動させる。
この状態で撮像を開始して、平面表示パネルの画像サイズに応じてＺ方向にステップ的に移動させたのち、Ｙ方向に順次スキャンしながら平面表示パネル全体の画像を取得する。
【００３５】
このように、本発明の第１の実施の形態においては平面表示パネルの表示面の法線が重力方向と垂直になるようにした状態で撮像しているので、平面表示パネルが大画像化しても撓みが発生することがなく、それによって、撮像対象面と画像取込みセンサヘッド３０との距離を精密に制御する必要のあるロッドレンズアレイ３４を用いた高解像度の画像取込みセンサヘッド３０を撮像装置として用いた場合にも撓みに起因する黒モヤのない精度の高い画像を得ることができる。
【００３６】
ここで、図６乃至図７を参照して、本発明の第２の実施の形態の平面表示装置用検査装置を説明する。
図６参照
図６は、本発明の第２の実施の形態の平面表示装置用検査装置の概略的斜視図であり、基本的構成は上記の第１の実施の形態と同様であり、ベーステーブル２１、ベーステーブル２１に設置されたＹ制御部２２、Ｚ制御部２３、Ｙ制御部２２及びＺ制御部２３に取り付けられたＸを調整する調整ユニット２４、調整ユニット２４に固定されるとともに、平面表示パネルモジュール１２を平面表示パネルの表示面の法線が重力方向と略垂直になるようにセットするＬ字状のセットステージ１１を有している。
なお、α，β，θを調整する調整ユニットも備えているが、ここでは図示を省略する。
【００３７】
この第２の実施の形態においては、ベーステーブル２１の支柱２５にロッドレンズアレイを備えた高解像度の画像取込みセンサヘッド３０を固定するとともに、支柱２６に凸レンズを備えた相対的に低解像度の画像取込みセンサヘッド４０を固定したものである。
【００３８】
図７（ａ）及び（ｂ）参照
図７（ａ）は、画像取込みセンサヘッド４０を構成するＣＣＤラインセンサユニット４１のラインセンサの延在方向に垂直な断面図であり、図７（ｂ）は、図７（ａ）におけるＡ−Ａ′を結ぶ一点鎖線に沿った断面図である。
図に示すように、ＣＣＤラインセンサユニット４１は、例えば、７５００画素のＣＣＤラインセンサ４２、一列に配列した凸レンズ４３、凸レンズ４３を保持するとともに内部反射防止機能を有するレンズホルダ４４、及び、信号処理回路４５を収容する筐体４６から構成され、このＣＣＤラインセンサユニット４１が、ＣＣＤラインセンサユニット３１と同様に複数本所定の撮像角度に配置して筐体（図示を省略）に収容されて画像取込みセンサヘッド４０を構成するものである。
【００３９】
なお、この場合のＣＣＤラインセンサユニット４１は、一つの凸レンズ４３で平面表示パネルを構成する画素を数画素〜数十画素分取り込むものであり、凸レンズ４３の焦点に位置する複数のＣＣＤ受光セルの出力の平均値で取得領域の光強度を表すものである。
【００４０】
この第２の実施の形態においては、まず、相対的に低解像度の画像取込みセンサヘッド４０によって、平面表示パネルの画像を取得して表示欠陥の検査を行い、その結果、表示欠陥の見つかった所のみ、高解像度の画像取込みセンサヘッド３０を用いて表示欠陥の検査を行うものである。
【００４１】
この様に、第２の実施の形態においては、低解像度の画像取込みセンサヘッド４０によって表示欠陥の検査を行い、表示欠陥の見つかった所のみ高解像度の画像取込みセンサヘッド３０を用いて表示欠陥の検査を行っているので、検査時間を大幅に短縮することができ、また、低解像度の画像取込みセンサヘッド４０では不可能な表示欠陥の原因の究明も期待できる。
【００４２】
以上、本発明の各実施の形態を説明してきたが、本発明は各実施の形態に記載した構成に限られるものではなく、各種の変更が可能である。
例えば、上記の各実施の形態に示した装置構成は単なる一例であり、平面表示パネルの表示面の法線を重力方向と垂直にセットでき、Ｘ方向に移動可能で、且つ、ＹＺ方向に移動・スキャン可能であればどのような構成でも良い。
また、画像取込みセンサヘッドの設置も、表示面がスキャン可能であればどの様な方向でも良い。
【００４３】
また、上記の各実施の形態においては、平面表示パネルをセットしたセットステージを移動・スキャンしているが、セットステージは固定して、画像取込センサヘッドを移動・スキャン可能にした構造でも良いものである。
【００４４】
また、上記の各実施の形態においては、ＣＣＤラインセンサユニットを７本所定の撮像角度になるように配置しているが、７本に限られるものではなく、５本でも３本でも良く、さらには、１本のみで画像取込センサヘッドを構成しても良いものである。
また、リニアイメージセンサは、ＣＣＤ型に限られるものではなく、ＣＭＯＳ或いはフォトトランジスタ等を用いたものであっても良い。
【００４５】
また、上記の各実施の形態においては、平面表示パネルの画像サイズに応じてＺ方向にステップ的に移動してＹ方向のスキャンを行っているが、ＣＣＤラインセンサユニットをＺ方向の長さに応じて複数本配置して、特に、千鳥カケ状に配置した画像取込センサヘッドを用いても良いものであり、それによって、１度のＹ方向のスキャンによりパネル全体の画像を取得することができ、スループットがさらに向上する。
【００４６】
また、上記の第１の実施の形態においては、画像取込センサヘッドを一種類のみ用いる場合、ロッドレンズアレイを備えた高解像度の画像取込センサヘッドとしているが、このような構成に限られるものではなく、図７に示した凸レンズを備えた相対的に低解像度の画像取込センサヘッドを用いても良いものである。
【００４７】
また、画像取込みセンサヘッドを複数個配置し、各画像取込みセンサヘッドの対応箇所毎に平面表示装置の表示パターンを切り替えることによって、１度のＹ方向の動きで種々の表示パターン検査が可能になる構成としても良いものである。
【００４８】
例えば、ある画像取込みセンサヘッドの対応箇所では平面表示装置のＲ（赤）ドットのみ点灯させ、次の画像取込みセンサヘッドの対応箇所では平面表示装置のＧ（緑）ドットのみ点灯させ、さらに次の画像取込みセンサヘッドの対応箇所では平面表示装置のＢ（青）ドットのみ点灯させることによって、Ｒ，Ｇ，Ｂに対応する画像を一度のスキャン工程で取得することができる。
【００４９】
また、上記の各実施の形態においては、Ｌ字状のセットステージ１１を用いて平面表示パネルモジュール１２をセットしているが、必ずしもＬ字状である必要はなく、平板状の部材に平面表示パネルモジュール１２の上部をネジ締め等で固定し、下部をフリーの状態にしても良いものである。
【００５０】
【発明の効果】
本発明によれば、表面表示装置の表示面の法線を重力方向と垂直になるように設置する構造としているので、平面表示装置の撓み発生を容易に防止することができ、それによって、簡単な装置構成で、カメラの焦点ズレや検査位置ズレ等を引き起こすことなく精確な表示品位検査を短時間で行うことが可能になり、ひいては、大画面の表面表示装置の低コスト化に寄与するところが大きい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の原理的構成の説明図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態の平面表示装置用検査装置の概略的斜視図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態における平面表示パネルモジュールのセット状態の説明図である。
【図４】画像取込みセンサヘッドの概略的断面図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態に用いるＣＣＤラインセンサユニットの説明図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態の平面表示装置用検査装置の概略的斜視図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態に用いるＣＣＤラインセンサユニットの説明図である。
【図８】従来の平面表示装置用品位検査装置の概略的斜視図である。
【図９】撓み発生のメカニズムの説明である。
【符号の説明】
１  平面表示装置
２  平面表示パネル
３  照明光源
４  筐体
５  撮像手段
６  Ｌ字状ステージ
７  固定部材
８  ベーステーブル
１１  セットステージ
１２  平面表示パネルモジュール
１３  底板
１４  壁板
１５  スライド固定部材
２１  ベーステーブル
２２  Ｙ制御部
２３  Ｚ制御部
２４  調整ユニット
２５  支柱
２６  支柱
３０  画像取込みセンサヘッド
３１  ＣＣＤラインセンサユニット
３２  筐体
３３  ＣＣＤラインセンサ
３４  ロッドレンズアレイ
３５  信号処理回路
３６  筐体
４０  画像取込みセンサヘッド
４１  ＣＣＤラインセンサユニット
４２  ＣＣＤラインセンサ
４３  凸レンズ
４４  レンズホルダ
４５  信号処理回路
４６  筐体
５１  ベーステーブル
５２  Ｘ制御部
５３  Ｙ制御部
５４  ＸＹステージ
５５  平面表示パネルモジュール
５６  画像取込みセンサヘッド
５７  固定支柱
６１  液晶表示パネル
６２  スペーサ
６３  線状光源
６４  リフレクタ
６５  導光板
６６  反射板
６７  拡散板
６８  シールドケース
７０  角度カメラ
【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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【図８】
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【図９】
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