(57)【要約】【課題】液晶表示器などのように周期的に明滅している表示パネルの表示欠陥を、その明滅の影響をうけることなく高速かつ高感度に検査できる平面表示パネルの検査装置および平面表示パネルの検査方法を提供する。【解決手段】複数の受光部６ａを直線上に配列してなるラインセンサ６と、この受光部６ａに平面表示パネル２の像を結像させる光学系６ｂとを有し、ラインセンサ６を、平面表示パネル２に対して前記直線に直角方向Ｙに走査させることで、平面表示パネル２における表示欠陥の有無を光学的に検出する平面表示パネル２の検査装置１であって、前記ラインセンサ６が、走査方向Ｙに並べられた複数の直線ｌ１  〜ｌＮ  上にそれぞれ配列することで２次元方向に並べられた複数の受光部６ａを有し、かつ、各受光部６ａによって測定した光の測定値を、走査速度に合わせて走査方向下流側に隣接する受光部側に転送してこの下流側の受光部による測定値と順次累積する機能を有することで、平面表示パネル２上の同じ部分からの光をそれぞれ複数回測定した測定値の累積値によって平面表示パネル２の各部分の検査を可能とする。【選択図】      図２
2004252260.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の受光部を直線上に配列してなるラインセンサと、この受光部に平面表示パネルの像を結像させる光学系とを有し、ラインセンサを、平面表示パネルに対して前記直線に直角方向に走査させることで、平面表示パネルにおける表示欠陥の有無を光学的に検出する平面表示パネルの検査装置であって、
前記ラインセンサが、
走査方向に並べられた複数の直線上にそれぞれ配列することで２次元方向に並べられた複数の受光部を有し、かつ、
各受光部によって測定した光の測定値を、走査速度に合わせて走査方向下流側に隣接する受光部側に転送してこの下流側の受光部による測定値と順次累積する機能を有することで、
平面表示パネル上の同じ部分からの光をそれぞれ複数回測定した測定値の累積値によって平面表示パネルの各部分の検査を可能とすることを特徴とする平面表示パネルの検査装置。
【請求項２】
複数の受光部を直線上に配列してなるラインセンサと、この受光部に平面表示パネルの像を結像させる光学系とを有し、ラインセンサを、平面表示パネルに対して前記直線に直角方向に走査させることで、平面表示パネルにおける表示欠陥の有無を光学的に検出する平面表示パネルの検査装置において、
走査方向に等間隔に並べられた複数の直線上にそれぞれ受光部を配列することで２次元方向に並べられた複数の受光部を有するラインセンサを用いて、
走査速度に合わせた定期的な読み込みタイミングで全受光部による測定値を読み込むと共に、
ある読み込みタイミングにおいて１つの直線上に配列された各受光部によって測定した光の測定値を、
次の読み込みタイミングにおいて走査方向下流側の隣接する直線上に配列された別の受光部によって測定した光の測定値に順次累積することで、
平面表示パネル上の同じ部分からの光をそれぞれ複数回測定して各測定値の累積値を求め、
これらの累積値によって平面表示パネルの各部分の検査を行なうことを特徴とする平面表示パネルの検査方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、平面表示パネルの検査装置および平面表示パネルの検査方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ブラウン管に代わる小型かつ軽量の表示装置として、液晶表示パネルやプラズマディスプレイなどの平面表示パネルを用いた平面表示装置（ＦＰＤ）が注目されるに至っている。そして、このＦＰＤの中心部を構成する平面表示パネルの品質を検査する装置として、ＣＣＤアレイセンサなどよりなるラインセンサを用いた検査装置が開発され、この種の検査装置に関する出願も多数行われるに至っている。
【０００３】
一般的に平面表示パネルの検査装置は、複数の受光部を直線上に配列してなるラインセンサと、この受光部に平面表示パネルの像を結像させる光学系とを有している。そして、ラインセンサをその受光部の並ぶ方向に直角な方向にスキャンすることにより平面表示パネルの各部における表示欠陥の有無を光学的に検出するように構成している。つまり、ラインセンサは走査方向に１列に並べられた複数の受光部を有しており、このラインセンサのスキャンによって平面表示パネルの全面の画像を取り込み、これによって欠陥検査を行っていた。
【０００４】
ところで、前記平面表示パネルを用いたＦＰＤは、一般的に各素子に対して行および列ごとに時分割的に実効値の異なる所定の波形の電圧を順次印加することにより表示内容を定めている。
【０００５】
図３は前記平面液晶パネルの一つの素子に対する駆動信号とパネルの各素子における輝度の変化との関係を示す図である。そして、図３（Ａ）は駆動信号、図３（Ｂ）は素子の輝度の変化を示している。つまり、各素子の表示内容は図３（Ａ）に示すように、例えば６０Ｈｚの周波数で、時点ｔ１  ，ｔ３  ，ｔ５  ，ｔ７  ，ｔ９  ，ｔ１１，ｔ１３から時点ｔ２  ，ｔ４  ，ｔ６  ，ｔ８  ，ｔ１０，ｔ１２，ｔ１４の間の短い時間に与えられた正負のパルス信号の波高値によって定められるものである。
【０００６】
一方、各素子は図３（Ｂ）に示すように、与えられたパルス信号の高さ（波高値）に応じた明度を表示する。つまり、正常な素子は与えられたパルス信号を保持するようにして実線に示すような明度を表示することが可能である。しかしながら、欠陥のある素子はパルス信号を保持することができないなどの問題が生じ、例えば仮想線に示すように、表示内容に周期的な明滅変化が生じる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の平面表示パネルの検査装置では、上述の例のように対象欠陥の明るさが周期的に時間変化している場合において、前記ラインセンサがスキャン取り込み時間を測定対象の明滅周期（ｔ１  〜ｔ５  ，ｔ５  〜ｔ９  …）より早くすると、画像を取り込むタイミングによっては、取得する欠陥の出力値が変化することがあった。
【０００８】
図３（Ｃ）は前記明滅周期（ｔ１  〜ｔ５  ，ｔ５  〜ｔ９  …）の半分の時間（ｔ１  〜ｔ３  ，ｔ３  〜ｔ５  …）で、図３（Ｂ）の仮想線で示すような明度の変化をする素子を測定した場合の検出値を示す図である。図３（Ｃ）から分かるように、時間（ｔ１  〜ｔ３  ）の間の測定値と、時間（ｔ３  〜ｔ５  ）の間の測定値は大きく異なっており、取り込むタイミングによっては測定値に大きさ差が生じることが分かる。
【０００９】
つまり、素子の欠陥によって周期的な明滅が生じていたとしても、その症状が現れていない期間（ｔ１  〜ｔ４  ）に欠陥のある素子を測定した場合には、これを正常な素子と区別できないことになり、正確な欠陥検出を行うことができなかった。ゆえに、従来の平面表示パネルの検査装置では、再現性良く測定を行うためには点滅する平面表示パネルの素子（１画素点滅領域）の走査方向の長さを幅Ｌとすると、以下の式（１）に示すように、走査速度Ｖは明滅周期Ｔと幅Ｌによって決まってしまい、これより早く走査することができなかった。
Ｖ＝Ｌ／Ｔ                                              …  式（１）
【００１０】
また、精度の高い測定を行うためには各素子からの十分の光量を受光する必要となるが、そのためには各部からの光をできるだけ長く受光する必要が生じ、この点からも前記走査速度Ｖには限界が生じていた。
【００１１】
本発明は、上述の事柄を考慮に入れてなされたものであって、その目的は、液晶表示器などのように周期的に明滅している表示パネルの表示欠陥を、その明滅の影響をうけることなく高速かつ高感度に検査できる平面表示パネルの検査装置および平面表示パネルの検査方法を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、第１発明の平面表示パネルの検査装置は、複数の受光部を直線上に配列してなるラインセンサと、この受光部に平面表示パネルの像を結像させる光学系とを有し、ラインセンサを、平面表示パネルに対して前記直線に直角方向に走査させることで、平面表示パネルにおける表示欠陥の有無を光学的に検出する平面表示パネルの検査装置であって、前記ラインセンサが、走査方向に並べられた複数の直線上にそれぞれ配列することで２次元方向に並べられた複数の受光部を有し、かつ、各受光部によって測定した光の測定値を、走査速度に合わせて走査方向下流側に隣接する受光部側に転送してこの下流側の受光部による測定値と順次累積する機能を有することで、平面表示パネル上の同じ部分からの光をそれぞれ複数回測定した測定値の累積値によって平面表示パネルの各部分の検査を可能とすることを特徴としている。（請求項１）
【００１３】
したがって、本発明の平面表示パネルの検査装置を用いることにより、平面パネル上の同じ部分からの光を、走査方向に並べたラインセンサの素子の数だけ繰り返し受光し、その受光した光量の累算値を求めることができる。つまり、正確な検査を行うためには、平面パネル上の同じ部分からの光を、その明滅周期またはこれよりも長い所定時間の間連続して受光させる必要があるが、本発明を用いることにより、走査方向に一列に並べられたラインセンサに比べて、走査方向に並べられた素子の数だけ高速に走査させることができる。
【００１４】
また、前記走査方向に並べられた素子の数だけ同じ部分からの光を何度も受光できるので感度が高くなる。つまり、再現性が良くなり、より安定した検査を行うことができる。
【００１５】
本発明の平面表示パネルの検査方法は、複数の受光部を直線上に配列してなるラインセンサと、この受光部に平面表示パネルの像を結像させる光学系とを有し、ラインセンサを、平面表示パネルに対して前記直線に直角方向に走査させることで、平面表示パネルにおける表示欠陥の有無を光学的に検出する平面表示パネルの検査装置において、走査方向に等間隔に並べられた複数の直線上にそれぞれ受光部を配列することで２次元方向に並べられた複数の受光部を有するラインセンサを用いて、走査速度に合わせた定期的な読み込みタイミングで全受光部による測定値を読み込むと共に、ある読み込みタイミングにおいて１つの直線上に配列された各受光部によって測定した光の測定値を、次の読み込みタイミングにおいて走査方向下流側の隣接する直線上に配列された別の受光部によって測定した光の測定値に順次累積することで、平面表示パネル上の同じ部分からの光をそれぞれ複数回測定して各測定値の累積値を求め、これらの累積値によって平面表示パネルの各部分の検査を行なうことを特徴としている。（請求項２）
【００１６】
言い換えるなら、集光レンズを通して２次元の光センサアレイに平面表示パネルの表面の像を結像するように構成した検査光学系を複数並べ、これらをこの並びに垂直な方向、かつ、センサの各素子の並び方向縦横のいずれかの方向（通常短辺方向）に一定速度で移動しつつ、平面表示パネルの全面を測定する検査装置であって、センサの１素子とサンプル上で光学的に共役な領域分だけ移動する毎に各センサの１ラインで蓄えられた信号を次の測定進行方向後ろ側に相当する側へ送り、送られた側は送られてきた信号を合わせて、次のタイミングまで信号を蓄積し、最終ラインでセンサライン数分蓄積された信号を出力し、これを元に欠陥検出を行なうことを特徴とするものである。したがって、１点に対する信号蓄積時間を長くしながら、測定の進行速度を高速にできる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の平面表示パネルの検査装置１の第１実施例を示す図である。図１において、２は測定対象の平面表示パネルの一例としての液晶パネル、３は液晶パネル２をセットする載置台、４はこの載置台３の裏面側から液晶パネル２に均一な光を平面的に照射する光源、５は載置台３に対して液晶パネル２の表示面と平行する方向Ｙに摺動自在に形成されたスライド機構、６はこのスライド機構５に設置されたラインセンサ、７は各部を制御する演算処理装置である。
【００１８】
液晶パネル２は一般的にその周囲に表示内容を示す電気信号を授受するためのコネクタ部２ａを有しており、前記載置台３は前記液晶パネル２のコネクタ部２ａに対して電気的に接触するためのコネクタ部３ａ（プローバ）を有している。
【００１９】
一方、スライド機構５は例えば複数のラインセンサユニット６Ａ，６Ｂ，…を並べて固定することで、１直線上（１列）に並べられたラインセンサ６を保持するブラケット５ａと、このブラケット５ａを液晶パネル２から所定の距離だけ離して固定するための保持部材５ｂと、この保持部材５ｂを両矢印Ｙに示す走査方向に移動させることでラインセンサ６を液晶表示面２ｂに対して走査するためのモータ５ｃとを有している。
【００２０】
前記各ラインセンサユニット６Ａ，６Ｂ，…はラインセンサ６の受光部であるセンサ本体６ａと、液晶表示面２ｂをラインセンサユニットの各受光部に結像させるための光学系としての集光レンズ６ｂとを有しており、全てのラインセンサユニット６Ａ，６Ｂ，…がまとめて１列のラインセンサ６を形成する。
【００２１】
また、前記ラインセンサ６は例えば、走査方向Ｙに並べられた複数の直線上にそれぞれ配列することで２次元方向に並べられた複数の受光部を有し、かつ、各受光部によって測定した光の測定値を、走査速度に合わせて走査方向下流側に隣接する受光部側に転送してこの下流側の受光部による測定値と順次累積する機能を有するものである。
【００２２】
演算処理装置７は例えばパソコンであり、前記各部３〜６を適宜制御して、液晶パネル２の検査プログラムＰを実行する演算処理部７ａと、記憶部７ｂとを有する。
【００２３】
図２は本発明の平面表示パネル２の画素１０と、ラインセンサ６の各受光部による測定エリア１１の関係を示す図である。なお、図２では、測定エリア１１…は辺の長さｄの正方形である例を示し、また、説明を容易とするように、この測定エリア１１…はこれに対応するラインセンサ６の受光部を示すものとして受光部１１…としても説明する。図２において、Ｌは一つの画素１０の走査方向の幅、ｌ１  〜ｌＮ  は複数の受光部１１を直線的に配列するライン、Ｖはラインセンサ６の走査速度を示している。
【００２４】
前記ラインセンサ６は矢印Ｙ方向に走査すると同時に、各受光部１１…によって測定した光の測定値を、走査速度に合わせて走査方向下流側（図示上側）に隣接する受光部側に転送してこの下流側の受光部による測定値と順次累積する機能を有するものである。
【００２５】
すなわち、例えばラインセンサ６が１ラインを取り込む取込時間をｔとし、ラインセンサ６をｄ／ｔの速度で走査させると、ｎ番目のラインｌｎ  が点滅画素１０からの光を取り込み始めて、１ライン分のデータを取り込み終えるのはｔ秒後であるため、ラインセンサ６は取込開始から距離ｄだけ図示下方に進んだ位置に移動していることになる。
【００２６】
このとき、次のｎ＋１番目のラインｌｎ＋１  （走査方向下流側に隣接するライン）はｔ秒前にｎ番目のラインｌｎ  があった位置に移動しているので、このタイミングで点滅画素１０からの光を取り込み始めると、ｎ＋１番目のラインｌｎ＋１  はｔ秒前にｎ番目のラインｌｎ  上の受光部１１が受光したのと全く同じ部分からの光を再び取り込むことができる。これをラインｌ１  〜ｌＮ  の数Ｎだけ繰り返す。
【００２７】
一方、ラインセンサ６は各ラインｌ１  〜ｌｎ  においてそれぞれ電荷に変換して１ライン分取り込んだ光量データを、それぞれ例えばＣＣＤ素子によって走査方向下流側（図示上側）に隣接する受光部側に電荷移動させて、下流側に隣接するラインに位置する各受光部１１によって取り込まれる光量データを順次累積する。このようにして順次累算した光量データは、最後のラインｌＮ  において受光部１１が受光した光量データと加算してラインセンサ６の出力とする。
【００２８】
本発明のようにＮ個のラインｌ１  〜ｌＮ  で順番にｔ秒の定期的な遅延をかけて、それぞれのラインｌ１  〜ｌＮ  が同一の画像を取り込み、それを次々と積算することができるラインセンサ６を用いると、実質的に画素点灯領域Ｌを測定している時間は、１ライン目ｌ１  の受光部が点滅画素（明滅している領域）１０を取り込み始め、最終ラインｌＮ  のセンサが明滅領域１０を読み終わるまでの時間である。
【００２９】
すなわち、前記検査装置１は平面表示パネル上の同じ部分からの光をそれぞれＮ回測定した測定値の累積値を求めることになるから、ラインセンサ６による総取り込み時間Ｔｔｏｔａｌ  は以下の式（２）に示すようにＮ倍となる。
Ｔｔｏｔａｌ  ＝ｔ×Ｎ                                        …  式（２）
【００３０】
また、センサラインｌ１  〜ｌＮ  の数がＮのラインセンサを用いるので、周期的に時間変化する欠陥を安定して取り込める最大スピードＶｍａｘ  は明滅周期をＴ秒として以下の式（３）に示すようになる。
Ｖｍａｘ  ＝（ｄ／Ｔ）×Ｎ＋（Ｌ−ｄ）／Ｔ                  …  式（３）
【００３１】
つまり、Ｎラインのセンサラインｌ１  〜ｌＮ  を有するラインセンサを用いることで、従来の１ラインのラインセンサを用いた場合に比べて、はるかに高速に走査することができると共に、同じ速度でセンサを走査した場合の検出感度はＮ倍となり、測定感度を大幅に向上することができる。ゆえに、光源４として用いる光の強度が１／Ｎ程度であっても、十分に安定した平面表示パネル２の各部分の検査を可能とする。
【００３２】
本発明の平面表示パネルの検査装置１を用いることにより、図３（Ｂ）に示すような周期的な明滅変化をする素子を検出した場合、時間ｔ１  〜ｔ５  ，ｔ５  〜ｔ９  …の間の光の検出値を累積したラインセンサ６の出力値によって判断できる。すなわち、図３（Ｂ）の実線に示すような健全な素子を検出した場合には、符号ＬＯＫに示すレベルの出力値を得ることができ、仮想線に示すような周期的な明滅変化をする素子を検出した場合には、符号ＬＮＧに示すレベルの出力値を得ることができる。
【００３３】
したがって、演算処理部７はラインセンサ６の出力値のレベルＬＯＫ，ＬＮＧを監視することで、検出した素子が健全な素子であるか問題のある素子であるかを判断することができる。
【００３４】
また、本例では、Ｎラインのセンサラインｌ１  〜ｌＮ  にそれぞれ配列されることで２次元方向に並べられた複数の受光部１１…を有し、かつ、各受光部１１…によって測定した光の測定値を、走査速度に合わせて走査方向下流側に隣接する受光部側に転送してこの下流側の受光部による測定値と順次累積する機能を有するラインセンサ６を用いているので、演算処理部７は測定値を累積するための演算を全く行なう必要がなく、より高速な演算処理を行うように構成している。
【００３５】
そして、ラインセンサ６などのイメージセンサでは一般的にＣＣＤを用いた電荷の移動による測定値の出力を簡素化された回路を用いて行っているので、積算処理に複雑な回路を必要としておらず、回路構成の簡略化を図ることができる。しかしながら、本発明はこのラインセンサ６の構成に限定されるものではない。
【００３６】
すなわち、等間隔に並べられたセンサラインｌ１  〜ｌＮ  を有するものであれば、２次元方向に並べられた複数の受光部１１…によって測定した光の測定値の全てをラインセンサ６（場合によってはエリアセンサ）から読み出して、ラインセンサ６の外部において累積演算を行うことも可能である。この場合、累積演算を行なう回路は複雑になるもののＣＣＤによる電荷転送に比べて正確な累積演算を行なうことができ、それだけ検査精度を向上することができる。
【００３７】
【発明の効果】
本発明では、液晶パネルの品位を検査するにあたり、周期的に明るさが変動する測定対象を高精度に、安定した出力で高速に検査できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の平面表示パネルの検査装置の全体的な構成を示す図である。
【図２】本発明の平面表示パネルの検査方法を説明する図である。
【図３】液晶表示パネルの特性とラインセンサの出力との関係を説明する図である。
【符号の説明】
１…液晶パネルの異物検査装置、２…平面表示パネル、６…ラインセンサ、６ａ…受光部（センサ本体）、６ｂ…光学系（集光レンズ）、７…演算処理部、１１…測定エリア、ｌ１  〜ｌＮ  …直線、Ｙ…走査方向。
【図１】
2004252260.tif 000003
【図２】
2004252260.tif 000004
【図３】
2004252260.tif 000005