(57)【要約】【課題】液晶ディスプレイ等の表示装置において、表示装置用の基板の欠陥画素を高い精度で検出できる欠陥検査方法を提供すること。【解決手段】液晶パネルの各画素１２から電気信号を検出して、そのヒストグラムＨａを作成し、上記ヒストグラムＨａに基づいて上記電気信号のばらつきに応じた閾値Ｖ１、Ｖ２を設定し、上記閾値Ｖ１、Ｖ２に基づいて上記複数の画素１２から欠陥画素を検出することを有する。【選択図】      図３
2007078457.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示装置用基板の複数の画素から電気信号を検出して、そのヒストグラムを作成し、
上記ヒストグラムに基づいて上記電気信号のばらつきに応じた閾値を設定し、
かつ上記閾値に基づいて、上記複数の画素から欠陥画素を検出することを特徴とする表示装置用基板の欠陥検査方法。
【請求項２】
上記ヒストグラムに基づいて上記電気信号の代表値と標準偏差を算出し、これら代表値と標準偏差に基づいて上記閾値を設定することを特徴とする請求項１記載の表示装置用基板の欠陥検査方法。
【請求項３】
上記標準偏差に予め決定された定数を乗じた値を上記代表値に加減して、上記閾値を設定することを特徴とする請求項２記載の表示装置用基板の欠陥検査方法。
【請求項４】
上記代表値は、上記電気信号の最頻値または平均値であることを特徴とする請求項２記載の表示装置用基板の欠陥検査方法。
【請求項５】
上記ヒストグラムにおいて、
所定区間に亘って連続して上記画素の度数が０にならない最大の存在領域と、
所定区間に亘って連続して上記画素の度数が０になる非存在領域とが隣接して存在しているとき、
上記存在領域内のうち最も上記非存在領域側に位置する電気信号の値から、上記存在領域から離れる方向に対して、予め決定された値だけずれた電気信号の値を上記閾値として設定することを特徴とする請求項１記載の表示装置用基板の欠陥検査方法。
【請求項６】
上記閾値により、上記複数の画素を二分し、その一方を欠陥画素として検出することを特徴とする請求項１記載の表示装置用基板の欠陥検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置用基板の欠陥画素を検査する方法に係り、特に、液晶表示装置の駆動回路を有する基板において、欠陥画素の検査に用いる閾値の設定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶パネルの欠陥画素を検出する方法として、ＴＦＴ等の駆動回路が形成された段階で各画素に電圧を印加して動作状態を作り出し、その状態で各画素から引き出された信号線にプローブを当てて、画素電圧を直接的に測定して欠陥検出する接触式検査方法や、同じく動作状態を作り出し、液晶駆動基板に対向配置された電気光学素子基板で画素電圧を間接的に測定して欠陥検出をする非接触式検査方法がある。
【０００３】
また、液晶パネルが完成した段階でこの液晶パネルを点灯させ、その表示状態をＣＣＤカメラ等で電気信号として取得し、取得した電気信号に基づいて生成された画像に画像処理を施して欠陥検出する方法もある。
【０００４】
いずれの方法においても、欠陥画素を検出するには、各画素から得られた電気信号に基づいて良品画素と欠陥画素を分離する手法が必要である。
【０００５】
欠陥画素は、良品画素と比べて信号値が大きく異なることが予想される。例えば、パネル全体または小領域で測定された電圧信号についてヒストグラムを作成すると、図６（ａ）に示すように、良品画素の分布の外側に欠陥画素が存在すると考えられる。つまり、このヒストグラムに基づいて良品画素と欠陥画素との間に閾値を設ければ、欠陥画素を検出することができる。
【０００６】
閾値を決める方法として、電気光学素子基板で測定された画素電圧についてヒストグラムを作成し、このヒストグラムに基づいて画素電圧の最頻値または平均値等の代表値Ｖ０を求め、この代表値Ｖ０に一定の電圧δを加減算することで上下限の閾値Ｖ１、Ｖ２を決定する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開平１１−１７４３９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
測定される信号には、その測定状態によりばらつきが生じる。例えばプローブで接触する方法であれば、接触抵抗がノイズ源となる。また、ＣＣＤカメラで画像を取得する方法であれば、ＣＣＤカメラに入力されるパネル全体の光量や、増幅回路のノイズ等が輝度ばらつきの要因となる。さらに、検査対象の液晶パネルの製造プロセス自体が持つばらつきで個体差が生じる場合もある。
【０００８】
つまり、従来のように固定閾値Ｖ１、Ｖ２で複数の液晶パネルに対して欠陥検出を行うと、欠陥画素を見逃したり、逆に良品画素を欠陥画素として検出するといった問題が発生する。図６（ｂ）において、パネルＢでは設定された閾値Ｖ１、Ｖ２によって欠陥画素のみが正しく検出されているが、パネルＡでは欠陥画素だけでなく良品画素も欠陥扱いとなっており、またパネルＣでは欠陥画素が見逃されている。
【０００９】
本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、液晶ディスプレイ等の表示装置において、表示装置用の基板の欠陥画素を高い精度で検出できる欠陥検査方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決する上で、本発明の表示装置用基板の欠陥検査方法は、次のように構成されている。
【００１１】
即ち、表示装置用基板の複数の画素から電気信号を検出して、そのヒストグラムを作成し、上記ヒストグラムに基づいて上記電気信号のばらつきに応じた閾値を設定し、かつ上記閾値に基づいて、上記複数の画素から欠陥画素を検出することを特徴とする表示装置用基板の欠陥検査方法である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、表示装置用基板の欠陥画素を検出する精度を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照しながら本発明を実施するための最良の形態を説明する。
【００１４】
まず、図１〜図３を用いて第１の実施の形態を説明する。
【００１５】
図１は本発明の第１の実施の形態に係る液晶駆動基板とアレイテスタを示す概略図である。
【００１６】
図１において、符号１０は本発明の欠陥検査対象となる液晶パネルの液晶駆動基板であり、符号２０は液晶パネルの欠陥検査に使用するアレイテスタである。
【００１７】
液晶駆動基板１０は、いわゆる液晶対向基板（図示しない）と貼り合わされる前のものであり、その表面には複数、本実施の形態では４つの画素領域１１が設けられている。これらの画素領域１１は、貼り合わせ後の分割により液晶パネルの表示画面となる領域であり、各画素領域１１には複数の画素１２がマトリクス状に配列されている。
【００１８】
図２は同実施の形態に係る液晶パネルを拡大して示す模式図である。
【００１９】
図２に示すように、各画素１２は、液晶材料（図示しない）を駆動するための画素電極１３と、画素電極１３に電荷を充放電するための薄膜トランジスタ１４（以下、「ＴＦＴ」と称する。）から構成される。
【００２０】
各ＴＦＴ１４は、ソース電極１４ａ、ドレイン電極１４ｂ、ゲート電極１４ｃを有している。そして、ソース電極１４ａには信号線１５が接続され、ドレイン電極１４ｂには画素電極１３と補助容量１９が並列に接続され、ゲート電極１４ｃにはゲート線１６が接続されている。
【００２１】
信号線１５とゲート線１６は、隣接する画素１２と画素１２の境界線に沿って格子状に形成されており、これら信号線１５とゲート線１６に対して入力部から電気信号を与えることで、ドレイン電極１４ｂに接続された画素電極１３と補助容量１９に電荷を充放電できるようになっている。
【００２２】
各信号線１５は、液晶駆動基板１０に形成された切り換え回路１７を介して、液晶駆動基板１０の表面端部に一列に形成された複数のパッド１８の何れかに電気的に接続されている。
【００２３】
この切り換え回路１７は、複数の信号線１５を束ね、これらの中から１本の信号線１５を選択してパッド１８に接続させる。そのため、パッド１８の個数は、液晶駆動基板１０に形成された画素電極１３よりも少ない。
【００２４】
図１に示すように、アレイテスタ２０は、いわゆるプローブ接触式テスタであり、複数のテスタ２１により構成されている。各テスタ２１には、それぞれ計測ケーブル２２を介してプローブ２３が接続されており、プローブ２３の先端部を液晶駆動基板１０のパッド１８に接触させることで、切り換え回路１７により選択された１つの画素電極１３の電圧、すなわち画素電圧を検出することができる。
【００２５】
画素電極１３に電圧を与える方法としては、アレイテスタ２０から液晶駆動基板１０の入力部に駆動電圧を与える方法や、別装置を用いて液晶駆動基板１０の入力部に駆動電圧を与える方法等がある。
【００２６】
なお、本実施の形態では、画素１２の画素電圧を検出しているが、これに限定されるものではなく、例えば補助容量１９の帯電量等を検出してもよい。また、液晶駆動基板１０に電気光学素子基板を対向配置し、この電気光学素子基板で各画素１２の光量を電圧に変換して検出してもよい。
【００２７】
次に、図３を参照しながら液晶パネルから欠陥画素を検出する欠陥検査工程について説明する。
【００２８】
液晶パネルから欠陥画素を検出する場合、まずアレイテスタ２０から液晶駆動基板１０の入力部に駆動電圧を与え、各画素１２を動作状態にする。そして、アレイテスタ２０のプローブ２３を液晶駆動基板１０の各パッド１８に接触させ、各画素１２の画素電圧を検出する。
【００２９】
次に、測定した各画素１２の画素電圧についてヒストグラムＨａを作成し、このヒストグラムＨａに基づいて、画素１２を良品画素と欠陥画素に分離する閾値の設定を行う。
【００３０】
図３は同実施の形態に係る閾値の設定方法を説明する説明図である。
【００３１】
図３に示すように、閾値の設定を行う場合、まずヒストグラムＨａにおいて、データがかたまって存在している領域のうち最大となる領域ａ（以下、「第１の領域」と称する。）を良品画素の分布、第１の領域ａの周辺に点在する領域ｂ（以下、「第２の領域」と称する。）を欠陥画素の分布とみなす。
【００３２】
これは、液晶パネルの画素１２のうち、良品画素の画素電圧は概ね近い値をとり、欠陥画素の画素電圧は良品画素の画素電圧に対して大きく異なる値をとるという、経験則に基づいている。
【００３３】
そして、本実施の形態のように、ヒストグラムＨａが近似的に正規分布となる場合、第１の領域ａはヒストグラムＨａの最頻値Ｖ０を中心にして、標準偏差σａを定数α倍した幅の内側にほぼ収まると考えられる。
【００３４】
そこで、本実施の形態では、標準偏差σａに定数αを乗じた値α×σａを最頻値Ｖ０に加減したものを、良品画素と欠陥画素を分離するための上下の閾値Ｖ１、Ｖ２として設定する。
【００３５】
なお、定数αは、予め複数の液晶パネルについて画素電圧を測定し、閾値Ｖ１、Ｖ２が良品画素と欠陥画素を分離できるように、すなわち閾値Ｖ１、Ｖ２が第１の領域ａと第２の領域ｂの間に入るように決定されたものである。
【００３６】
標準偏差σａを下記［数１］、閾値Ｖ１、Ｖ２を下記［数２］に示す。
【数１】
2007078457.tif 000003
【００３７】
ｎａは総画素数、ｖａは各画素１２の画素電圧。
【数２】
2007078457.tif 000004
【００３８】
最頻値Ｖ０と標準偏差σａの算出にあたって注意すべきは、標準偏差σａが第１の領域ａに含まれる良品画素を対象としている点である。そのため、作成されたそのままのヒストグラムＨａに基づいて、最頻値Ｖ０と標準偏差σａを算出すると、欠陥画素のデータが含まれてしまい、望ましくない。
【００３９】
そこで、本実施の形態では、欠陥画素のデータが高々数個程度であると仮定し、得られたデータから、画素電圧の大きい方から所定数のデータと、画素電圧の小さい方から所定数のデータを除外したヒストグラムＨａに基づいて、最頻値Ｖ０と標準偏差σａの算出を行う。
【００４０】
次に、閾値Ｖ１、Ｖ２が設定されたら、再びアレイテスタ２０で各画素１２の画素電圧を測定し、その測定値と閾値Ｖ１、Ｖ２を比較することで、複数の画素１２を２分する。そして、閾値Ｖ１、Ｖ２の間の範囲から外れた画素電圧の画素１２を欠陥画素とみなし、その画素１２の位置情報を作成する。
【００４１】
以上で、液晶パネルから欠陥画素を検出する欠陥検査工程が終了する。欠陥検査工程が終了した液晶パネルは、次のリペア工程に搬出され、得られた位置情報に基づいて欠陥画素のリペアが行われる。
【００４２】
なお、本実施の形態では、閾値Ｖ１、Ｖ２の設定に際し、最頻値Ｖ０と標準偏差σａを用いているが、これに限定されるものではない。すなわち、画素電圧のばらつきの中心を表現することができれば、最頻値Ｖ０の代わりに平均値や中央値等を用いても良いし、また画素電圧のばらつきの程度を表現することができれば、標準偏差σａの代わりに他の母数を用いても良い。
【００４３】
上述した液晶パネルの欠陥検査方法によれば、液晶パネルごとに作成された画素電圧のヒストグラムＨａに基づいて最頻値Ｖ０と標準偏差σａを算出し、これら最頻値Ｖ０と標準偏差σａを用いて閾値Ｖ１、Ｖ２を設定している。すなわち、液晶パネルごとに画素電圧のばらつきに応じた閾値Ｖ１、Ｖ２を設定している。
【００４４】
そのため、各画素１２の画素電圧のばらつきが液晶パネルごとに異なっていても、高い精度で欠陥画素の検出を行うことができる。
【００４５】
次に、図４と図５を用いて本発明の第２の実施の形態を説明する。なお、上記実施の形態と同じ構成については、同じ符号を付してその説明を省略する。また、本実施の形態においても、ヒストグラムＨａにおいて、データがかたまって存在している領域のうち最大となる第１の領域ａを良品画素の分布、第１の領域ａの周辺に点在する第２の領域ｂを欠陥画素の分布とみなすこととする。
【００４６】
図４は本発明の第２の実施の形態に係る欠陥検出工程を示すフローチャート、図５は同実施の形態に係る閾値の設定方法を説明する説明図である。
【００４７】
図４に示すように、液晶パネルから欠陥画素を検出する場合、まずアレイテスタ２０から液晶駆動基板１０の入力部に駆動電圧を与え、各画素１２を動作状態にする。そして、アレイテスタ２０のプローブ２３を液晶駆動基板１０の各パッド１８に接触させ、各画素１２の画素電圧を検出する（ステップＳ１）。
【００４８】
次に、測定した各画素１２の画素電圧についてヒストグラムＨａを作成し（ステップＳ２）、このヒストグラムＨａに基づいて、本発明のポイントとなる、画素１２を良品画素と欠陥画素に分離する閾値の設定を行う。
【００４９】
閾値の設定を行う場合、まずヒストグラムＨａの最頻値Ｖ０を基準として、画素電圧が上昇する方向に向かってデータのカウント数、すなわち画素１２の度数を計数してゆき（ステップＳ３）、画素１２の度数が０となる部分があるか否か、すなわちヒストグラムＨａが途切れているか否かを判断する（ステップＳ４）。
【００５０】
そして、ヒストグラムＨａが途切れている場合には（ステップＳ４のＹＥＳ）、このヒストグラムＨａが途切れた領域の幅が予め指定した電圧区間Δを超えているか否かを判断する（ステップＳ５）。一方、ヒストグラムＨａの度数が途切れていない場合には（ステップＳ４のＮＯ）、再びヒストグラムＨａの最頻値Ｖ０を基準として、画素電圧が上昇する方向に向かって画素１２の度数を計数してゆく（ステップＳ３）。
【００５１】
ヒストグラムＨａが途切れた領域の幅が電圧区間Δを越えていた場合には（ステップＳ５のＹＥＳ）、ヒストグラムＨａが途切れる直前の画素電圧Ｖｍａｘを良品画素の上限の閾値Ｖ１として設定する（ステップＳ６）。一方、ヒストグラムＨａが途切れていた領域の幅が電圧区間Δを超えていない場合には（ステップＳ５のＮＯ）、再びヒストグラムＨａの最頻値Ｖ０を基準として、画素電圧が上昇する方向に向かって画素１２の度数を計数してゆく（ステップＳ３）。
【００５２】
そして、良品画素の上限の閾値Ｖ１が設定されたら、ヒストグラムＨａの最頻値Ｖ０を基準として、画素電圧が下降する方向に向かってデータのカウント数、すなわち画素１２の度数を計数してゆき（ステップＳ７）、ヒストグラムＨａが途切れているか否かを判断する（ステップＳ８）。
【００５３】
そして、ヒストグラムＨａが途切れている場合には（ステップＳ８のＹＥＳ）、このヒストグラムＨａが途切れた領域の幅が電圧区間Δを超えているか否かを判断する（ステップＳ９）。一方、ヒストグラムＨａが途切れていない場合には（ステップＳ８のＮＯ）、再びヒストグラムＨａの最頻値Ｖ０を基準として、画素電圧が下降する方向に向かって画素１２の度数を計数してゆく（ステップＳ７）。
【００５４】
ヒストグラムＨａが途切れた領域の幅が電圧区間Δを超えていた場合には（ステップＳ９のＹＥＳ）、ヒストグラムＨａが途切れる直前の画素電圧Ｖｍｉｎを良品画素の下限の閾値Ｖ２として設定する（ステップＳ１０）。一方、ヒストグラムＨａが途切れた領域の幅が電圧区間Δを越えていない場合には（ステップＳ１０のＮＯ）、再びヒストグラムＨａの最頻値Ｖ０を基準として、画素電圧が上昇する方向に向かって画素１２の度数を検査してゆく（ステップＳ７）。
【００５５】
そして、良品画素の上下限の閾値Ｖ１、Ｖ２が設定されたら、再びアレイテスタ２０から液晶駆動基板１０の入力部に駆動電圧を与え、各画素１２を動作状態にする。そして、アレイテスタ２０のプローブ２３を液晶駆動基板１０の各パッド１８に接触させ、各画素１２の画素電圧を検出する。
【００５６】
そして、検出した各画素１２の画素電圧と良品画素の閾値Ｖ１、Ｖ２とを比較し、閾値Ｖ１、Ｖ２間から外れている画素１２を欠陥画素として検出する（ステップＳ１１）。以上で、液晶パネルから欠陥画素を検出する検出工程が終了する。
【００５７】
すなわち、本実施の形態では、図５に示すように、第１の領域ａに含まれる画素１２のうち最高の画素電圧Ｖｍａｘを基準にして、電圧が上昇する方向に予め指定した電圧区間Δに亘って画素１２がカウントされない場合、この最高の画素電圧Ｖｍａｘに上記Δを加算し、これを良品画素の上限の閾値Ｖ１として設定する。
【００５８】
また、第１の領域ａに含まれる画素１２のうち最低の画素電圧Ｖｍｉｎを基準にして、電圧が下降する方向に予め指定した電圧区間Δに亘って画素１２がカウントされない場合、この最低の画素電圧Ｖｍｉｎから上記Δを減算し、これを良品画素の下限の閾値Ｖ２として設定する。
【００５９】
なお、電圧区間Δは、予め複数の液晶パネルについて画素電圧を測定し、閾値Ｖ１、Ｖ２により良品画素と欠陥画素を分離できるように、すなわち閾値Ｖ１、Ｖ２が第１の領域ａと第２の領域ｂの間に入るように決定されたものである。
【００６０】
閾値Ｖ１、Ｖ２を下記［数３］に示す。
【数３】
2007078457.tif 000005
【００６１】
このようにすれば、画素電極１３の電圧の分布形状に関わらず、適切な閾値Ｖ１、Ｖ２の設定を行えるから、１台の検査装置で分布形状が異なる複数種の液晶パネルの欠陥検査を行うことができる。さらに、予め液晶パネルの種類ごとに画素電圧のばらつきの程度を知っておく必要が無い。
【００６２】
なお、本実施の形態では、閾値Ｖ１、Ｖ２の設定に際し、最頻値Ｖ０を用いているが、これに限定されるものではない。すなわち、良品画素が分布する第１の領域ａ内に存在していれば、どのような値であっても良い。
【００６３】
本発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る液晶駆動基板とアレイテスタを示す概略図。
【図２】同実施の形態に係る液晶パネルを拡大して示す模式図。
【図３】同実施の形態に係る閾値の設定方法を説明する説明図。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係る欠陥検査工程を示すフローチャート。
【図５】同実施の形態に係る閾値の設定方法を説明する説明図。
【図６】従来の閾値の設定方法を説明する説明図。
【符号の説明】
【００６５】
１２…画素、α…定数、Ｈａ…ヒストグラム、Ｖ１…閾値、Ｖ２…閾値、Ｖ０…最頻値、σａ…標準偏差。
【図１】
2007078457.tif 000006
【図２】
2007078457.tif 000007
【図３】
2007078457.tif 000008
【図４】
2007078457.tif 000009
【図５】
2007078457.tif 000010
【図６】
2007078457.tif 000011