(57)【要約】【課題】  平面表示装置の表示欠陥検出方法に関し、ＦＰＤの表示欠陥である階調不良を機械的に精度良く且つ短時間で検出する。【解決手段】  信号源からデータ信号を平面表示装置側に伝送する方法を用いたｎビット階調表示の平面表示装置におけるデータ伝送不良により発生する階調不良を、表示させた画像のうち、隣り合う階調である〔２n-1 −１〕階調と２n-1 階調の２パターンのみを検査することで階調の良不良を判定する。【選択図】          図１
2005315776.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
信号源からデータ信号を平面表示装置側に伝送する方法をもちいたｎビット階調表示の平面表示装置におけるデータ伝送不良により発生する階調不良を、表示させた画像のうち、隣り合う階調である〔２n-1 −１〕階調と２n-1 階調の２パターンのみを検査することで階調の良不良を判定することを特徴とする平面表示装置の表示欠陥検出方法。
【請求項２】
信号源からデータ信号を平面表示装置側に伝送する方法をもちいたｎビット階調表示の平面表示装置におけるデータ伝送不良により発生する階調不良を、表示させた画像のうち、全ビットのデータが異なる２つの階調パターンのみを検査することで階調の良不良の判定を可能とすることを特徴とする平面表示装置の表示欠陥検出方法。
【請求項３】
上記２つの階調パターンを検査する際に、少なくとも検査対象となる２つの階調パターンを上記平面表示装置の表示画像の中心部から上下左右１００画素以内の範囲に表示させて撮像装置により取り込み、取り込んだ画像のうち、検査対象となる２つの階調のみの光量を比較することで階調の良不良を判定することを特徴とする請求項１または２に記載の平面表示装置の表示欠陥検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は平面表示装置の表示欠陥検出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の表示欠陥検出方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＬＣＤ（液晶表示装置）やＰＤＰ（プラズマディプレイパネル）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】
図９参照  
図９は、液晶表示装置の製品選別検査の一例を示す工程図であり、まず、アレイ工程を終了したのち、アレイテスタを用いたＴＦＴ機能等の電気諸特性の検査を含めたアレイ最終検査を行う。
【０００４】
次いで、セル工程を終了したのち、画質・外観に関するセル最終検査を行うが、このセル最終検査においては目視検査が主であるが、近年、一部の自動化も試みられている。
最後に、モジュール工程終了のち、画質・外観に関するモジュール最終検査を行い、輝度ムラ検査、階調不良検査、及び、フリッカ（ちらつき）検査を行っている。
【０００５】
この場合の輝度ムラ検査とは、液晶パネルに一色のベタパターンを表示させた状態で、輝点・線欠陥，白点，黒点，ギャップムラ，筋ムラ，配向不良，光漏れ等を検査するものであり、従来においては目視検査が主流であり、一部では、エリアイメージセンサによって液晶パネルに表示した画像を取り込んで自動的に輝度ムラ検査を行うことが試みられていた。
【０００６】
しかし、この様なエリアイメージセンサを用いた自動検査では取得した画像の品質が低いため、多様で微妙なムラの検出ができないという問題があったが、本発明者等はリニアイメージセンサを用いて高品質の画像を取得することで多様で微妙なムラの検出に成功している（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
次に、階調不良検査について説明する。
ＦＰＤに画像を表示させる方法としては、信号源からデータ信号をＦＰＤ側に伝送する方法があり、例えば、８ｂｉｔのＦＰＤの場合、赤, 緑, 青( Ｒ, Ｇ, Ｂ) の各信号に２５６階調( ８ｂｉｔ) のデータを伝送する。
即ち、８ｂｉｔのＦＰＤでは、２５６階調×３( ＲＧＢ) ＝７６８パターンの信号が伝送されることになる。
【０００８】
このような画像表示において、ＦＰＤのデータ伝送不良により７６８パターンの何れかの階調が異常となり、誤った色表示になる場合があるが、このような不良は表示階調に影響を及ぼすものであることから階調不良とも呼ばれている。
【０００９】
ＦＰＤの表示検査では、階調不良を検査するために全ての階調を表示させ検査を行っているが、現在の階調不良の検査は、上述のように人間による目視による官能検査に頼っているのが現状である。
【００１０】
現在の階調不良検査においては、例えば、まず、Ｒ, Ｇ, Ｂ( ０, ０, ０) ：黒を画面全面表示させ画像を目視検査し、次にＲ, Ｇ, Ｂ( １, １, １) 、Ｒ, Ｇ, Ｂ( ２, ２, ２) ・・・・、最後にＲ, Ｇ, Ｂ( ２５５, ２５５, ２５５) ：白と順番に２５６パターンを１パターンずつ全画面表示させ検査する方法があり、実際の検査では階調ボリュームを回すことで階調を０〜２５５まで変更出来るようにし、簡単に作業ができるようにしている。
【００１１】
また、他の階調不良検査としては、表示画面の左端から順にＲ, Ｇ, Ｂ( ０, ０, ０) ：黒、Ｒ, Ｇ, Ｂ( １, １, １) 、Ｒ, Ｇ, Ｂ( ３, ３, ３) ・・・Ｒ, Ｇ, Ｂ( ２５５, ２５５, ２５５) ：白と階段状に表示されるようなパターンを一枚の画面に表示させ、表示させた画像を目視検査する方法がある。
【００１２】
或いは、目視検査方法を容易にするために、表示するパターンに変化を加えた方法も提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００１−２８１０９６号公報
【特許文献２】特開２０００−２８３８８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
上述のように目視による階調不良検出には様々な方法が存在するが、階調不良は特異なパターンを用いた人間の目視検査であり良否判定が非常に困難なものも存在するため、人間による検査自体が問題視されている。
【００１４】
また、階調不良検出には多くの表示パターンを検査する必要があるとされているため、検査時間や検査方法の問題から検査装置での自動化は非常に困難であり、そのような階調不良検査装置は製品化されていないのが現状である。                                
【００１５】
したがって、本発明は、ＦＰＤの表示欠陥である階調不良を機械的に精度良く且つ短時間で検出することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
図１は本発明の原理的構成図であり、ここで図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。
図１参照
上記課題を解決するために、本発明は、平面表示装置の表示欠陥検出方法において、信号源からデータ信号を平面表示装置側に伝送する方法を用いたｎビット階調表示の平面表示装置におけるデータ伝送不良により発生する階調不良を、表示させた画像１のうち、隣り合う階調である〔２n-1 −１〕階調と２n-1 階調の２パターンのみを検査することで階調の良不良を判定することを特徴とする。
【００１７】
このように、全階調パターンを検査するのではなく、隣り合う階調である〔２n-1 −１〕階調と２n-1 階調の２パターン、８ビット階調表示の場合には１２７階調と１２８階調の２パターンのみの検査で、確実に且つ短時間で階調不良の検出を行うことが可能になる。
【００１８】
或いは、表示させた画像１のうち、全ビットのデータが異なる２つの階調パターンのみを検査することで階調の良不良の判定を可能とするようにしても良い。
即ち、全ビットのデータが異なる２つの階調パターンは、隣接する〔２n-1 −１〕階調と２n-1 階調との組合せだけではないので、他の組合せを用いて検査しても良いものである。
【００１９】
この場合、２つの階調パターンを検査する際に、少なくとも検査対象となる２つの階調パターンを平面表示装置の表示させた画像１の中心部から上下左右１００画素以内の範囲に表示させて撮像装置により取り込み、取り込んだ画像のうち、検査対象となる２つの階調のみの光量を比較すれば良い。
なお、この場合の画素とは、Ｒ，Ｇ，Ｂを１セットとして１画素とする。
【００２０】
なお、表示する画像は、Ｒ，Ｇ，Ｂの単独のカラー表示でも良いし、Ｒ，Ｇ，Ｂを同時に光らせるモノクロ表示でも良く、Ｒ，Ｇ，Ｂの色毎に変更することによって階調不良の不良色判定も可能になる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、全表示パターンを検査する必要があったとされている階調不良検査を、２パターンのみの表示を取り込むことで確実な階調不良の良否判定を機械的に行うことを可能とするとともに、装置検査時間の短縮も可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明においては、平面表示装置の表示画像の中央部に検査対象となる２つの階調パターン、、典型的には、ｎビット階調表示の場合には、隣り合う階調である〔２n-1 −１〕階調と２n-1 階調の２パターンを表示させ、表示させた画像のうち、少なくとも検査対象となる２つの階調パターンを撮像装置により取り込み、取り込んだ２つの階調の光量を比較することによって、階調の良不良を自動的に判定するものである。
【実施例１】
【００２３】
ここで、図２乃至図８を参照して、本発明の実施例の階調不良検出方法を説明する。
図２参照  
図２は階調不良発生原因の説明するためのＦＰＤの駆動回路の概略的構成図であり、ＦＰＤのデータ信号ａ、制御信号ｂ、クロック信号ｃの伝送方法について示したものであり、データ信号ａ、制御信号ｂ、及び、クロック信号ｃは、信号制御回路部１１にて同期をとり、データ線駆動回路部（ソースドライバＩＣ）１２及びアドレス線駆動回路部（ゲートドライバＩＣ）１３に伝送される。
【００２４】
このような駆動方法において、階調不良は、信号制御回路部１１内に不具合があった場合に生じる不良とされており、信号制御回路部１１において入力データ信号ａ1 に対し出力データ信号ａ2 が全く異なったデータとなる不良であり、データ不良によって、表示部１４に表示された画像が異常となるものである。
【００２５】
図３参照  
図３は、１６７７７２１６（＝２５６3 ）色表示のＦＰＤ、いわゆる８ｂｉｔＦＰＤのデータ信号について説明したものであり、０階調であるＲ，Ｇ，Ｂ（０，０，０）黒は、８ｂｉｔデータ信号では上位ｂｉｔより( ０，０，０，０，０，０，０，０) となり、１２７階調Ｒ，Ｇ，Ｂ（１２７，１２７，１２７）は（０，１，１，１，１，１，１，１）、１２８階調Ｒ，Ｇ，Ｂ（１２８，１２８，１２８）は（１，０，０，０，０，０，０，０）、２５５階調Ｒ，Ｇ，Ｂ（２５５，２５５，２５５）白は（１，１，１，１，１，１，１，１）となる。
これは、データ信号は２進数であるため各ｂｉｔが０もしくは１で構成されるためである。
【００２６】
ＦＰＤの表示不良である階調不良は、信号制御回路部１１の異常により１〜８ｂｉｔの何れかのｂｉｔがＯＮ状態( １になった状態) 、或いは、ＯＦＦ状態( ０になった状態) のままになるため、データ異常を引き起こす不良であるので、図４を参照して階調不良を説明する。
【００２７】
図４参照  
図４は、信号制御回路部の異常により上位３ｂｉｔ目がＯＮ状態になっている場合を示しており、０階調であるＲ，Ｇ，Ｂ（０，０，０）黒は、８ｂｉｔデータ信号では上位ｂｉｔより( ０，０，０，０，０，０，０，０) となるべきであるが、信号制御回路部の異常により上位３ｂｉｔ目が常時ＯＮ状態であるので、入力値（０，０，０，０，０，０，０，０）に対し出力値は（０，０，１，０，０，０，０，０）となり、このデータは、３２階調Ｒ，Ｇ，Ｂ（３２，３２，３２）と同様のデータとなる。
【００２８】
ＦＰＤの階調不良により異常となるｂｉｔは不特定であるため、検査する階調も特定出来ず、全パターンを検査する必要があるとされていたが、本発明者は、このような階調不良を鋭意研究した結果、階調不良に一定の規則性があることを発見したので、図５を参照して説明する。
【００２９】
図５参照  
図５は、上位１〜８ｂｉｔ目にそれぞれ常時ＯＮ状態異常が発生した場合、どういう画像を出力するかを図示したものであり、実際には、各ビット不良毎に８枚の画像を表示させるものであるが、ここでは比較し易くするために１枚の画像に纏めて表示したものである。
【００３０】
図５から確認出来る最大のポイントは、網掛け部で示した階調不良部には周期性があり、その周期の反転が全ｂｉｔ共通して確認出来るラインは太線Ａであることである。
即ち、上位８ｂｉｔ目の異常の場合は出力異常が１階調毎、上位７ｂｉｔ目の異常の場合は、２階調毎、上位６ｂｉｔ目の異常の場合は４階調毎等と、出力異常が２8-m 階調毎に現れることであり、丁度真ん中の太線Ａを境に隣接する階調である１２７階調と１２８階調との間で必ずどちらかに階調不良が発生する。
【００３１】
図６参照  
図６は、図５における１２３階調〜１３２階調までを拡大して実際に表示される階調を数値的に表示したものであり、例えば、階調１２３は８ｂｉｔデータ（０，１，１，１，１，０，１，１）となるが、上位１ｂｉｔ目にＯＮ異常が生じた場合（１，１，１，１，１，０，１，１）と上位１ｂｉｔ目が１となり、２５１階調のデータに相当するため、上位１ｂｉｔ目がＯＮ異常であるＦＰＤは、１２３階調を入力しても２５１階調が表示されることとなる。
【００３２】
以上のことから、階調不良を検出するためには、１２７階調Ｒ，Ｇ，Ｂ（１２７，１２７，１２７）８ｂｉｔデータ（０，１，１，１，１，１，１，１）と、１２８階調Ｒ，Ｇ，Ｂ（１２８，１２８，１２８）８ｂｉｔデータ（１，０，０，０，０，０，０，０）の２パターンの表示に異常が無ければ、そのＦＰＤは良品であると判断することが可能であることがわかる。
【００３３】
このような真ん中の隣接する１２７階調と１２８階調の２パターンの比較で階調不良の判定を可能にするための絶対条件とは、一番階調差に少ない上位８ｂｉｔ目の異常における正常表示である場合の１２８階調と異常表示である１２９階調との間の１階調の微少な差を装置で判定可能であることが挙げられ、目視による判定は非常に困難である。
【００３４】
図７参照  
図７は、上述の特許文献１に示したリニアイメージセンサを用いた撮像装置で取り込んだ画像パターンであり、１２７階調と１２８階調を有した画像パターンであり、横軸は横方向の画素位置を示しており、横軸の１〜５０画素が１２７階調パターン部、横軸５１〜１００画素が階調１２８パターン部であり、縦軸は光量を示している。
【００３５】
図に示すように、多少のばらつきはあるものの、１〜５０画素においては６３．０の光量を示し、５１〜１００画素においては６４．０の光量を示しているように、撮像装置で取り込んだ画像パターンにおいては明瞭に１階調の差を階段状に示しているので、実際の装置で１階調の差を識別することは可能であることが確認できた。
【００３６】
これは、取得した画像品質が高精細なリニアリメージサンサを用いて画像検査を行うことによってはじめて確認できたものであり、従来の輝度ムラ検査に用いていたリニアイメージセンサの場合には画像品質が不十分であるので、このような１階調の差の識別は不可能であった。
【００３７】
次に、図８を参照して、具体的な階調不良検出方法を説明する。
図８参照  
まず、液晶パネルに所定の１２７階調と１２８階調とが隣接する検出パターンを表示させる。
この場合、液晶パネル全体ではかなり輝度のバラツキがあるため、輝度の安定している液晶パネルの中央部において、且つ、できるだけ微小領域について検査することが望ましい。
【００３８】
次いで、画像中央の２Ｘ×Ｙの画素のみを取り出し、各画素の光量を測定し、Ｙラインのデータから数ライン（ｎ個）を抜取り、数ラインについて
Σ（ｉラインの１２８階調のＸ個の画素の光量の和）（ｉ＝１→ｎ）−Σ（ｉラインの１２７階調のＸ個の画素の光量の和）（ｉ＝１→ｎ）
を算出して、正常データの差と比較することによって良否を判定する。
この場合、Ｘとしては１〜５０、ｎとしては１〜５０が好適である。
【００３９】
因に、図７に示した光量の場合には、光量の差は概ねＸ×ｎ（＝６４×Ｘ×ｎ−６３×Ｘ×ｎ）となり、異常がある場合には、２Ｘ×ｎとなるので、異常を有意に検出することができる。
【００４０】
また、正常の場合の１２７階調と１２８階調の差と、上位８ｂｉｔ目の異常の場合の１２７階調と１２９階調の差との比較が可能であるので、それより差の大きくなる上位７ビット目以下の異常の場合も当然に検出することが可能になる。
【００４１】
そして、正常の場合の１２７階調と１２８階調の差と、異常の場合の１２７階調と不良階調の差との比較をすることによって、階調不良の良否判定のみならず、不良を引き起こしているｂｉｔ箇所を特定することが可能になる。
【００４２】
なお、上記の実施例においては、ＯＮ異常として説明してきたが、ＯＦＦ異常の場合にも、階調不良の現れる表示パターンが図５と左右反転するだけで、全く同様な手法で検査することが可能である。
【００４３】
以上、本発明の実施例を説明したが、本発明は実施例に記載された構成・条件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、上記の実施例の説明においては、表示画面の中央部に１２７ビットと１２８ビットが隣接するよう検査用パターンを設定しているが、必ずしも画面の中央部である必要はない。
【００４４】
また、階調不良を検出する２パターンは、全てのｂｉｔデータが反転する階調同士であり尚かつ隣り合う階調である１２７階調と１２８階調と決定し説明したが、全てのｂｉｔデータが反転する他の階調同士、例えば、０階調ＲＧＢ（０，０，０）＝（０，０，０，０，０，０，０，０）と２５５階調（２５５，２５５，２５５）＝（１，１，１，１，１，１，１，１）、或いは、１５階調ＲＧＢ（１５，１５，１５）＝（０，０，０，０，１，１，１，１）と２４０階調（２４０，２４０，２４０）＝（１，１，１，１，０，０，０，０）、或いは、８５階調ＲＧＢ（８５，８５，８５）＝（０，１，０，１，０，１，０，１）と（２５５，２５５，２５５）＝（１，０，１，０，１，０，１，０）のような２パターンであっても良く、それを、表示画面の中央部に隣接するような検出パターンとして設定すれば良い。
【００４５】
また、上記の実施例の説明においては、Ｒ，Ｇ，Ｂを全て点灯した場合として説明しているが、例えば、赤表示ＲＧＢ（１２７，０，０）とＲＧＢ（１２８，０，０）、緑表示ＲＧＢ（０，１２７，０）とＲＧＢ（０，１２８，０）、或いは、青表示ＲＧＢ（０，０，１２７）とＲＧＢ（０，０，１２８）のように、色毎に変更することで階調不良の不良色判定も可能となる。
【００４６】
また、上記の実施例の説明においては、８ｂｉｔ階調表示の場合として説明しているが、８ｂｉｔ階調表示に限られるものではなく、１０ｂｉｔ階調表示等の他の階調表示の場合にも同様に適用されるものである。
【００４７】
即ち、ｎｂｉｔ階調表示の場合には、異常がある場合には、真ん中の隣り合う〔２n-1 −１〕階調と２n-1 階調とのどちらかに階調不良が現れるので、この〔２n-1 −１〕階調と２n-1 階調の２パターンのみを検査すれば良い。
なお、ｎが大きくなるにつれて、より高表示品質の撮像装置を用いる必要がある。
【００４８】
或いは、ｎｂｉｔ階調表示の場合にも隣り合う階調同士ではなく、全てのｂｉｔデータが反転する他の階調同士を検査するようにしても良いものである。
【００４９】
また、上記の実施例においては、現在の画像品質の関係から撮像装置としてリニアイメージセンサを用いた撮像装置を用いているが、精度が向上すればエリアイメージセンサを用いても検査は可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明の活用例としては、液晶表示装置の階調不良検査が典型的なものであるが、液晶表示装置の階調不良検査に限られるものではなく、ＰＤＰ等の他の平面画像装置の階調不良検査にも適用されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の原理的構成の説明図である。
【図２】階調不良発生原因を説明するためのＦＰＤの駆動回路の概略的構成図である。
【図３】８ｂｉｔＦＰＤのデータ信号の説明図である。
【図４】信号制御回路部の異常により上位３ｂｉｔ目がＯＮ状態になっている場合の階調不良データ信号の説明図である。
【図５】階調不良の信号データの特徴の説明図である。
【図６】図５における１２３階調〜１３２階調までを拡大して階調を数値的に表示した階調不良の説明図である。
【図７】撮像装置で取り込んだ隣合う階調における光量の実測例の説明図である。
【図８】本発明の実施例における具体的な階調不良検出方法の説明図である。
【図９】液晶表示装置の製品選別検査の一例を示す工程図である。
【符号の説明】
【００５２】
１  表示させた画像
１１  信号制御回路部
１２  データ線駆動回路部
１３  アドレス線駆動回路部
１４  表示部
【図１】
2005315776.tif 000003
【図２】
2005315776.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2005315776.tif 000008
【図７】
2005315776.tif 000009
【図８】
2005315776.tif 000010
【図９】
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