(57)【要約】【課題】装置構成上の物理的制約を緩和し、且つ、表示パネル上の異物や傷等の位置をパネルの層間単位で正確に測定する表示パネル検査装置及びそれを用いた表示パネル検査方法を提供する。【解決手段】表示パネル検査装置は、液晶表示パネルを支持するステージと、ステージに支持された液晶表示パネルの表面に光を照射する照明光源と、照明光源により照射された液晶表示パネルの表面を撮像する撮像手段と、を有する表示パネル検査装置であって、照明光源は、照射する光の液晶表示パネル表面への入射角度が変化可能に構成されている【選択図】図１
2007256106.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示パネルを支持するステージと、
上記ステージに支持された表示パネルの表面に光を照射する光照射手段と、
上記光照射手段により照射された表示パネルの表面を撮像する撮像手段と、
を有する表示パネル検査装置であって、
上記光照射手段は、照射する光の表示パネル表面への入射角度が変化可能に構成されていることを特徴とする表示パネル検査装置。
【請求項２】
請求項１に記載された表示パネル検査装置において、
上記光照射手段及び上記撮像手段と、上記ステージと、が相対移動可能に構成されていることを特徴とする表示パネル検査装置。
【請求項３】
請求項１に記載された表示パネル検査装置において、
上記光照射手段は、レーザ光源で構成されていることを特徴とする表示パネル検査装置。
【請求項４】
請求項１に記載された表示パネル検査装置において、
上記撮像手段は、撮像素子列を有するラインセンサカメラで構成されていることを特徴とする表示パネル検査装置。
【請求項５】
請求項１に記載された表示パネル検査装置において、
上記光照射手段は、上記表示パネル表面をライン状に照射するように構成されていることを特徴とする表示パネル検査装置。
【請求項６】
請求項１に記載された表示パネル検査装置において、
上記光照射手段は、上記表示パネル表面をスポット状に照射するように構成されていることを特徴とする表示パネル検査装置。
【請求項７】
請求項１に記載された表示パネル検査装置において、
上記撮像手段は、上記表示パネルからの反射光及び／又は透過光を受光することにより表示パネルを撮像することを特徴とする表示パネル検査装置。
【請求項８】
請求項１に記載された表示パネル検査装置において、
上記光照射手段は、それぞれ上記表示パネルの略同一部分に光を照射し、且つ、該光照射手段から照射される光の表示パネルへの入射角がそれぞれ異なるように複数配設されていると共に、
上記撮像手段は、それぞれ上記光照射手段により異なった入射角で照射された上記表示パネルの略同一部分を撮像するように複数配設されていることを特徴とする表示パネル検査装置。
【請求項９】
表示パネルをステージで支持するステップと、
上記ステージで支持した表示パネルの表面に光を所定の入射角で光照射手段により照射し、その後順次入射角を変化させるステップと、
上記所定の入射角で光を照射した後、さらに入射角を順次変化させて光を照射した表示パネルの表面を撮像手段によりそれぞれ撮像するステップと、
上記撮像した表示パネルの表面の画像を解析するステップと、
を備えた表示パネル検査方法。
【請求項１０】
請求項９に記載された表示パネル検査方法において、
上記撮像手段として撮像素子列を有するラインセンサカメラ又はエリアセンサカメラを用い、
上記表示パネルの異なった位置における画像を、上記撮像素子列のそれぞれ異なった素子で撮像することにより識別して検査する表示パネル検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示パネル検査装置及びそれを用いた表示パネル検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、表示装置の表示部、例えば液晶表示装置の液晶表示パネル等に発生する表示ムラや傷、或いは、表示パネルを構成するガラス基板や偏光板等の表面に付着した異物等を検出するために、人間による目視検査や装置による検査が実施されている。
【０００３】
ところで、表示パネルは積層された複数の基板等で構成されているのが一般的である。このような構造の表示パネルは、図１５に示すように、その表面だけでなく、層間にも異物（Ａ，Ｂ）の付着や傷等が発生してしまう。このように基板の上下に異物等が発生した場合、従来の表示パネル検査装置では、表示パネルを一方向から光照射し、且つ、照射された表示パネルを一方向に配置したＣＣＤカメラ等で撮像している。このような場合、焦点深度が大きいカメラで撮像したとしても、異なった異物Ａ，Ｂの像がそれぞれ同一の方向から来るために、その上下の正確な位置を区別することができない。
【０００４】
また、図１６のように、斜め方向から光を照射して乱反射を利用しても、異物Ａ，Ｂの上下の正確な位置を区別することは難しい。さらに、図１７のように直行する反射光による像を撮像しても、上下の異物Ａ，Ｂの像が同一光路上にあれば、それらを区別することができない。
【０００５】
このような装置に対し、図１８のように、焦点深度を小さく設定した複数のＣＣＤカメラを用いて上下の異物Ａ，Ｂをそれぞれ撮像するものが知られている。このような検査装置は、カメラ位置を変更して、一方の異物が焦点深度に入ると、それが鮮明な画像となり、他方の異物が焦点深度から外れると、それがぼやけた画像となることで、それぞれの異物Ａ，Ｂの位置関係を区別することができる。しかしながら、このような構成の検査装置は、ＣＣＤカメラに焦点位置を変更する機能が必要であるし、撮像に通常より長い時間を必要とするため検査の効率が悪いという問題がある。
【０００６】
このような従来の検査装置の問題を解決する技術として、特許文献１には、 センサ受光面を内側に向け、法線が仮想半円筒面の中心軸を通り、かつ中心軸方向に平行に仮想半円筒面に配置された複数個のリニアイメージセンサで構成し、これらのセンサヘッドをＬＣＤパネルの画素素子に位置付けして画素素子の輝度分布を測定するものが開示されている。そして、これによれば、ＬＣＤパネルの輝度分布を、正確にかつ高速に測定し、輝度分布測定装置も併せて小型、簡素化にし、検査工程を効率的に運用することができる、と記載されている。
【特許文献１】特開2001-281096号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に示した技術では、仮想半円筒を構成するように、又、仮想半球面の内側に、その入射面を仮想半球の中心に向けるようにしかセンサを配置できない、という問題がある。また、これらは透過型の液晶や自発光型ＥＬ液晶など、液晶側から光を放出するものにしか用いることができない、という問題もある。
【０００８】
本発明は、斯かる諸点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、装置構成上の物理的制約を緩和し、且つ、表示パネル上の異物や傷等の位置をパネルの層間単位で正確に測定することができる表示パネル検査装置及びそれを用いた表示パネル検査方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る表示パネル検査装置は、表示パネルを支持するステージと、ステージに支持された表示パネルの表面に光を照射する光照射手段と、光照射手段により照射された表示パネルの表面を撮像する撮像手段と、を有する表示パネル検査装置であって、光照射手段は、照射する光の表示パネル表面への入射角度が変化可能に構成されていることを特徴とする。
【００１０】
このような構成によれば、光照射手段が照射する光の表示パネル表面への入射角度が変化可能に構成されているため、表示パネルに付着した異物等がパネルの上下又はパネルの異なった層間に位置していても、それらを区別して撮像することができる。すなわち、ある入射角で光を表示パネルに照射した場合にパネルの上下等の異物がその同一光路上に位置していて像が重なってしまったとしても、照射光の入射角を変化させることにより、いずれそれらの像が異なった光路上に分かれる。そして、これらの像をそれぞれ撮像することにより、容易に且つ正確に表示パネルに付着した異物等の位置や大きさ等をパネル上下又は層間単位で識別することができる。
【００１１】
また、本発明に係る表示パネル検査装置は、光照射手段及び撮像手段と、ステージと、が相対移動可能に構成されていてもよい。
【００１２】
このような構成によれば、光照射手段及び撮像手段と、ステージと、を相対移動させることで、表示パネルの表面全体に亘り光照射及び撮像を順次行うことができる。従って、表示パネルの検査効率が良好となる。
【００１３】
さらに、本発明に係る表示パネル検査装置は、光照射手段が、レーザ光源で構成されていてもよい。
【００１４】
このような構成によれば、光照射手段がレーザ光源で構成されているため、照射光が指向性及び集光性を持つ。従って、照射光が伝播中に広がらず、且つ、狭い領域に集光するため、表示パネルの上下や異なった層間の異物等をそれぞれより良好に識別することができる。
【００１５】
また、本発明に係る表示パネル検査装置は、撮像手段がラインセンサカメラで構成されていてもよい。
【００１６】
このような構成によれば、撮像手段がラインセンサカメラで構成されているため、撮像した画像を高速且つ連続して取り込むことができる。従って、照射光の入射光を変化させて表示パネルに照射し、さらに順次走査していく本表示パネルの検査において、効率的な処理を行うことができる。
【００１７】
さらに、本発明に係る表示パネル検査装置は、光照射手段が表示パネル表面をライン状に照射するように構成されていてもよい。
【００１８】
このような構成によれば、光照射手段からの光が入射角を変えながら表示パネル表面をライン状に照射する。従って、パネル表面の単位時間当たりの照射領域が大きくなり、表示パネルの検査効率が良好となる。
【００１９】
また、本発明に係る表示パネル検査装置は、光照射手段が表示パネル表面をスポット状に照射するように構成されていてもよい。
【００２０】
このような構成によれば、光照射手段からの光が入射角を変えながら表示パネル表面をスポット状に照射する。従って、パネル表面の所望の領域の検査効率が良好となる。
【００２１】
さらに、本発明に係る表示パネル検査装置は、撮像手段が、表示パネルからの反射光及び／又は透過光を受光することにより表示パネルを撮像するように構成されていてもよい。
【００２２】
このような構成によれば、撮像手段が表示パネルからの反射光及び／又は透過光を受光することにより表示パネルを撮像するため、光照射手段を撮像する表示パネルの表面側又は裏面側のいずれにも設置できる。従って、装置構成上の物理的制約を緩和させることができる。
【００２３】
また、本発明に係る表示パネル検査装置は、光照射手段が、それぞれ表示パネルの略同一部分に光を照射し、且つ、光照射手段から照射される光の表示パネルへの入射角がそれぞれ異なるように複数配設されていると共に、撮像手段は、それぞれ光照射手段により異なった入射角で照射された表示パネルの略同一部分を撮像するように複数配設されていてもよい。
【００２４】
このような構成によれば、複数配設された光照射手段から順次表示パネルの略同一部分に照射させることで、表示パネルに対して入射角を高速で変化させることができる。さらに、複数配設された光照射手段からそれぞれ順次照射された光を、複数配設された撮像手段のそれぞれが撮像するため、表示パネルの表面を広範囲に亘り同時に検査することができる。
【００２５】
本発明に係る表示パネル検査方法は、表示パネルをステージで支持するステップと、ステージで支持した表示パネルの表面に光を所定の入射角で光照射手段により照射し、その後順次入射角を変化させるステップと、所定の入射角で光を照射し、さらに入射角を順次変化させて光を照射した表示パネルの表面を撮像手段によりそれぞれ撮像するステップと、撮像した表示パネルの表面の画像を解析するステップと、を備えたことを特徴とする。
【００２６】
表示パネル上又はその層間の異物や傷等の位置を三次元的に特定する為には三角測量が有効であるが、この三角測量を用いる場合には多方面（多角度）からの撮像データを必要とする。ここで、このような表示パネル検査方法によれば、光照射手段が表示パネル表面への入射角度を変化させて光を照射するため、表示パネルに付着した異物等がパネルの上下又はパネルの異なった層間に位置していても、それらを区別して撮像し、多方面からのデータを得ることができる。従って、容易に且つ正確に表示パネルに付着した異物等の位置や大きさ等をパネル上下又は層間単位で識別することができる。
【００２７】
また、本発明に係る表示パネル検査方法は、撮像手段として撮像素子列を有するラインセンサカメラ又はエリアセンサカメラを用い、表示パネルの異なった位置における画像を、撮像素子列のそれぞれ異なった素子で撮像することにより識別して検査してもよい。
【００２８】
このような構成によれば、表示パネルの異なった位置における画像を、ラインセンサカメラ又はエリアセンサカメラの撮像素子列のそれぞれ異なった素子で撮像することにより識別するため、表示パネルに付着した異物等を層間単位で正確に識別することができる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明の表示パネル検査装置及びそれを用いた表示パネル検査方法によれば、装置構成上の物理的制約を緩和し、且つ、表示パネル上の異物や傷等の位置をパネルの層間単位で正確に測定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明の実施形態について、図を用いて詳細に説明する。また、検査対象の表示パネルとして、液晶表示パネルを例にして説明する。
【００３１】
（実施形態１）
（表示パネル検査装置１０の構成）
図１に、本実施形態１に係る表示パネル検査装置１０の断面図を示す。図２に、本実施形態に係る表示パネル検査装置１０の平面図を示す。表示パネル検査装置１０は、検査対象の液晶表示パネル１１の表示面の所定エリアに光を照射する照明光源（光照射手段）１２、照明光源１２で照射された液晶表示パネル１１の所定エリアの画像を撮影することにより、画像データを得るラインセンサカメラ（撮像手段）１３、液晶表示パネル１１を支持して照明光源１２及びラインセンサカメラ１３に対して液晶表示パネル１１を相対的に移動させるステージ１４、ステージ１４の下面に配置されて下方からの光を遮蔽するシャッター１５、及び、ラインセンサカメラ１３、ステージ１４及びシャッター１５に接続された不図示のコンピュータで構成されている。
【００３２】
照明光源１２は、ステージ１４の上方に複数設けられている。照明光源１２は、それぞれライン状に整形されたレーザ光を照射するレーザ光源やライン状光を照射するＬＥＤ等で構成されている。照明光源１２としてレーザ光を用いた場合、その周波数と感度比率、及び、周波数と発光強度は、その特性効率が良好となるものが選択される。ＬＥＤ光源を用いる場合は、白色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、青色ＬＥＤ、赤色ＬＥＤ、赤外ＬＥＤ又は紫外ＬＥＤ等を用いることができる。照明光源１２は、検査対象の液晶表示パネル１１の駆動方向に垂直な向きに延びるように設けられている。照明光源１２は、互いに平面視で平行になるように且つライン状の照射光を検査対象の液晶表示パネル１１の略同一部分に照射するように設けられている。照明光源１２は、それぞれ検査対象の液晶表示パネル１１の幅より長く形成されている。複数の照明光源１２は、それぞれ独立して構成されており、それぞれ単独に移動させることができる。複数の照明光源１２は、検査対象の液晶表示パネル１１の同一部分にそれぞれ照射光が向かうように配設されている。照明光源１２は、それぞれその入射角が検査対象の液晶表示パネル１１に対して約０°のものから約９０°のものまで配設されている。
【００３３】
ラインセンサカメラ１３は、ステージ１４の上方に、且つ、照明光源１２と平行に並ぶように複数設けられている。これらのラインセンサカメラ１３は、検査対象の液晶表示パネル１１の駆動方向に垂直な向きに延びるように設けられている。ラインセンサカメラ１３は、互いに平面視で平行になるように且つ撮像面を検査対象の液晶表示パネル１１の略同一部分に向くように設けられている。ラインセンサカメラ１３は、それぞれ検査対象の液晶表示パネル１１の幅より長く形成されている。ラインセンサカメラ１３は、それぞれ撮像素子列を有しており、この素子列は図３〜５に模式的に示すように、ライン状に配列された複数の矩形で示す撮像素子１６により構成されている。
【００３４】
これらの撮像素子１６は、それぞれ重心（中心）に垂直な方向の光軸を有していることから、ラインセンサカメラ１３は各素子の重心を通るセンサ軸上に光軸を有することになる。従って、高い検査精度を得るためには、このラインセンサカメラ１３が有する上記センサ軸と、ライン状に整形されたレーザ光を照射するレーザ光源や、ライン状光を照射する蛍光灯からなる照明光源１２の長手方向に輝度が高い位置を通る光源軸とを、正確に平行にすることが要求される。
【００３５】
撮像素子１６には、検査対象の液晶表示パネル１１よりも解像度の良いもの、即ち、撮影画像の画素数よりも画像撮影部の画素数が多いものを用いるのが好ましい。画像データが多くなり、検査精度が良好となるためである。
【００３６】
上述の照明光源１２及びラインセンサカメラ１３は、図１に示すように検査対象の液晶表示パネル１１の照射・撮像部分を中心として略円弧状に配設されている。尚、照明光源１２及びラインセンサカメラ１３はこのように配設されていなくてもよい。即ち、これら複数の照明光源１２及びラインセンサカメラ１３は、各々独立して配置構成が可能であり、それらの照射方向及び撮像方向が検査対象の液晶表示パネル１１の略同一部分を向いていればどのように配設されていてもよい。
【００３７】
ステージ１４は、液晶表示パネル１１を支持するステージ１４、及び、ステージ１４を水平面内で移動させる不図示のステージ駆動部で構成される。ステージ駆動部はステージ１４を平面方向及び上下方向に駆動させることにより、照射光に対する検査対象の液晶表示パネル１１のＸＹ座標及びＺ座標の位置決めを行う。
【００３８】
コンピュータは、各種演算処理を行うＣＰＵ、基本プログラムや各種情報を記憶するＲＯＭ及びＲＡＭ等（いずれも不図示）で構成されている。
【００３９】
シャッター１５は、少なくとも検査対象の液晶表示パネル１１より表面積が大きく形成されており、下方からの光を遮蔽するためにステージ１４の下面に配置されている。
【００４０】
（表示パネル検査装置１０を用いた表示パネル検査方法）
次に、表示パネル検査装置１０を用いた表示パネル検査方法を説明する。
【００４１】
まず、検査対象となる液晶表示パネル１１がステージ１４上にロードされる。液晶表示パネル１１は、厚さが例えば０．５ｍｍ〜０．７ｍｍの無アルカリガラス等で形成された貼り合わせ基板上に、例えば厚さ０．２〜０．３ｍｍのポリビニルアルコール等で形成された偏光板が設けられている。液晶表示パネル１１は、製造ラインから自動的にロードされてもよく、作業者が適宜、ステージ１４上に載置してもよい。
【００４２】
次いで、ＣＰＵが最初の検査箇所が照射・撮像位置にセットされるようにステージ１４を移動させる。
【００４３】
次に、複数配列された照明光源１２のうち、液晶表示パネル１１の表面に入射角０°で光照射する照明光源１２から照射を開始し、続いて照射光の入射角が小さい照明光源１２から順に入射角９０°のものまで、液晶表示パネル１１の同一部分に光を照射していく。照射された光は、それぞれ液晶表示パネル１１で反射されて、複数配列されたラインセンサカメラ１３へ向かう。
【００４４】
ここで、このときの液晶表示パネル１１の照射及び撮像の様子を、模式図３〜５を用いて説明する。例えば、液晶表示パネル１１の構成要素であるガラス基板１７の表面に異物Ａ、ガラス基板１７の裏面に異物Ｂ及び異物Ｃがあるとする。上述のように入射角を変化させて液晶表示パネル１１に光を照射させるが、図３に示すように、ある角度では異物Ａの反射光と異物Ｂの反射光とがラインセンサカメラ１３の撮像素子１６の同一部分（撮像素子１６（３），（４），（５））に到達してしまう。ところが、本実施形態１の表示パネル検査装置１０は、照明光源１２が複数配列されているため、入射角を変化させて液晶表示パネル１１の同一部分に照射させることができる。従って、図４及び図５に示すように、入射角を変化させている過程で、例えば異物Ａの反射光がラインセンサカメラ１３の撮像素子１６（１２），（１３），（１４）及び（２３），（２４），（２５）へ、異物Ｂの反射光がラインセンサカメラ１３の撮像素子１６（１１），（１２），（１３）へ、異物Ｃの反射光がラインセンサカメラ１３の撮像素子１６（１６），（１７），（１８）へ、それぞれ分かれて到達する。このようにして除々に照明光源１２の入射角を変化させていくと、ある角度において異物Ａ、Ｂ及びＣで反射した光がそれぞれ完全に撮像素子１６の別々の部分へ分けて到達する。このようにして、ラインセンサカメラ１３でパネル表面や層間で異なる位置にある複数の異物等をそれぞれ区別して撮像し、その画像データを得ることができる。
【００４５】
液晶表示パネル１１の表面の同一部分についての検査が終了すると、ステージ１４を駆動させて、パネルの別の部分を同様に検査し、全表面について検査が終了するまで同様の操作を行う。
【００４６】
このように区別して撮像された液晶表示パネル１１の画像から得られた画像データは画像解析手段によって解析されて、その結果が不図示のディスプレイに表示され、これにより異物等の位置を三次元的に識別することができる。ここで、異物等の位置の識別には、画像データをもとに三角測量を用いる。
【００４７】
以上の検査結果が把握されると、検査対象の液晶表示パネル１１がステージ１４からアンロードされて、検査が終了する。
【００４８】
（実施形態２）
（表示パネル検査装置２０の構成）
図６に本実施形態２に係る表示パネル検査装置２０の断面図を、図７に平面図を示す。尚、実施形態１と同様の構成要素に関しては、同符号を付し、その説明を省略する。
【００４９】
表示パネル検査装置２０は、検査対象の液晶表示パネル１１の表示面の所定エリアに光を照射する照明光源２１、照明光源（光照射手段）２１で照射された液晶表示パネル１１の所定エリアの画像を撮影することにより、画像データを得るラインセンサカメラ（撮像手段）２２、液晶表示パネル１１を支持して照明光源２１及びラインセンサカメラ２２に対して液晶表示パネル１１を相対的に移動させるステージ１４、及び、ラインセンサカメラ２２及びステージ１４に接続された不図示のコンピュータで構成されている。
【００５０】
照明光源２１は、ステージ１４の下方に複数設けられている。照明光源２１は、それぞれライン状に整形されたレーザ光を照射するレーザ光源やライン状光を照射するＬＥＤ光源で構成されている。照明光源２１としてレーザ光を用いた場合、その周波数と感度比率、及び、周波数と発光強度は、その特性効率が良好となるものが選択される。ＬＥＤ光源を用いる場合は、白色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、青色ＬＥＤ、赤色ＬＥＤ、赤外ＬＥＤ又は紫外ＬＥＤ等を用いることができる。照明光源２１は、検査対象の液晶表示パネル１１の駆動方向に垂直な向きに延びるように設けられている。照明光源２１は、互いに平面視で平行になるように且つライン状の照射光を検査対象の液晶表示パネル１１の略同一部分に照射するように設けられている。照明光源２１は、それぞれ検査対象の液晶表示パネル１１の幅より長く形成されている。複数の照明光源２１は、それぞれ独立して構成されており、それぞれ単独で移動させることができる。複数の照明光源２１は、検査対象の表示パネルの同一部分にそれぞれ照射光が向かうように配設されている。照明光源２１は、それぞれその入射角が検査対象の液晶表示パネル１１表面に対して約０°のものから約９０°のものが、液晶表示パネル１１の法線方向から両側に配設されている。
【００５１】
ラインセンサカメラ２２は、ステージ１４の上方に、且つ、検査対象の液晶表示パネル１１を挟んで照明光源２１と平行に並ぶように複数設けられている。これらのラインセンサカメラ２２は、検査対象の液晶表示パネル１１の駆動方向に垂直な向きに延びるように設けられている。ラインセンサカメラ２２は、互いに平面視で平行になるように且つ撮像面を検査対象の液晶表示パネル１１の略同一部分に向くように設けられている。ラインセンサカメラ２２は、それぞれ検査対象の液晶表示パネル１１の幅より長く形成されている。ラインセンサカメラ２２は、それぞれ撮像素子列を有しており、この素子列は図８に模式的に示すように、ライン状に配列された複数の矩形で示す撮像素子１６により構成されている。
【００５２】
上述の照明光源２１及びラインセンサカメラ２２は、図６に示すように検査対象の液晶表示パネル１１の照射・撮像部分を中心として略円状に配設されている。尚、照明光源２１及びラインセンサカメラ２２はこのように配設されていなくてもよい。即ち、これら複数の照明光源２１及びラインセンサカメラ２２は、各々独立して配置構成が可能であり、それらの照射方向及び撮像方向が液晶表示パネル１１の略同一部分を向いていればどのように配設されていてもよい。
【００５３】
（表示パネル検査装置２０を用いた表示パネル検査方法）
次に、表示パネル検査装置２０を用いた表示パネル検査方法を説明する。
【００５４】
まず、検査対象となる液晶表示パネル１１がステージ１４上にロードされる。液晶表示パネル１１は、製造ラインから自動的にロードされてもよく、作業者が適宜、ステージ１４上に載置してもよい。
【００５５】
次いで、ＣＰＵが最初の検査箇所が照射・撮像位置にセットされるようにステージ１４を移動させる。
【００５６】
次に、複数配列された照明光源２１のうち、パネル法線方向の両側の照明光源群のうちの一方において、液晶表示パネル１１の表面に入射角９０°で光照射する照明光源２１から照射を開始し、続いて照射光の入射角が大きい照明光源２１から順に入射角０°のものまで照射する。続いて、隣接して配設された他方の照明光源群の照明光源２１から照射を開始し、液晶表示パネル１１の表面に入射角９０°で光照射する照明光源から光を照射した後、照射を終了する。
【００５７】
照射された光は、それぞれ液晶表示パネル１１を透過して、ステージ１４上方に複数配列されたラインセンサカメラ２２へ向かう。
【００５８】
このときの液晶表示パネル１１の照射及び撮像の様子は、実施形態１で説明した通りであり、図８に示すように、入射角を変化させて、異物Ａ、異物及び異物Ｃをそれぞれラインセンサカメラ２２の異なった撮像素子１６に画像を取り込ませるようにする。こうして、ラインセンサカメラ２２でパネル表面や層間で異なる位置にある複数の異物等をそれぞれ区別して撮像し、その画像データを得る。
【００５９】
液晶表示パネル１１の表面の同一部分についての検査が終了すると、ステージ１４を駆動させて、液晶表示パネル１１の別の部分を同様に検査し、全表面について検査が終了するまで同様の操作を行う。
【００６０】
このように区別して撮像された液晶表示パネル１１の画像から得られた画像データは画像解析手段によって解析されて、その結果が不図示のディスプレイに表示され、これにより異物等の位置を三次元的に識別することができる。また、このとき、実施形態１と同様にして、異物等の位置決定には三角測量を用いる。
【００６１】
以上の検査結果が把握されると、検査対象の液晶表示パネル１１がステージ１４からアンロードされて、検査が終了する。
【００６２】
（実施形態３）
（表示パネル検査装置３０の構成）
図９に本実施形態３に係る表示パネル検査装置３０の断面図を、図１０に平面図を示す。尚、実施形態１と同様の構成要素については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００６３】
表示パネル検査装置３０は、検査対象の液晶表示パネル１１の表示面の所定エリアに光を照射する照明光源（光照射手段）３１、照明光源３１で照射された液晶表示パネル１１の所定エリアの画像を撮影することにより、画像データを得るラインセンサカメラ（撮像手段）３２、液晶表示パネル１１を支持して照明光源３１及びラインセンサカメラ３２に対して液晶表示パネル１１を相対的に移動させるステージ１４、ステージ１４の下面に配置されたシャッター１５、及び、ラインセンサカメラ３２、ステージ１４及びシャッター１５に接続された不図示のコンピュータで構成されている。
【００６４】
照明光源３１は、ステージ１４の上方に設けられている。照明光源３１は、スポット状の光を照射するレーザ光源やＬＥＤ光源等で構成されている。照明光源３１としてレーザ光を用いた場合、その周波数と感度比率、及び、周波数と発光強度は、その特性効率が良好となるものが選択される。ＬＥＤ光源を用いる場合は、白色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、青色ＬＥＤ、赤色ＬＥＤ、赤外ＬＥＤ又は紫外ＬＥＤ等を用いることができる。照明光源３１は、液晶表示パネル１１の照射予定部分を中心に回転可能に構成されており、パネル表面に対して照射光の入射角を約０°から約９０°まで変化させることができる。
【００６５】
尚、照明光源３１は、照射光の入射角が異なった複数のものがそれぞれ液晶表示パネル１１の同一の部分を照射するように配設されていてもよい。
【００６６】
ラインセンサカメラ３２は、ステージ１４の上方に、且つ、照明光源３１から照射されて液晶表示パネル１１の表面で反射された光を受光する位置に設けられている。ラインセンサカメラ３２は、撮像素子列を有しており、この素子列は、ライン状に配列された複数の撮像素子１６により構成されている。
【００６７】
（表示パネル検査装置３０を用いた表示パネル検査方法）
次に、表示パネル検査装置３０を用いた表示パネル検査方法を説明する。
【００６８】
まず、検査対象となる液晶表示パネル１１がステージ１４上にロードされる。液晶表示パネル１１は、製造ラインから自動的にロードされてもよく、作業者が適宜、ステージ１４上に載置してもよい。
【００６９】
次いで、ＣＰＵが最初の検査箇所が照射・撮像位置にセットされるようにステージ１４を移動させる。
【００７０】
次に、液晶表示パネル１１の表面に入射角０°で光照射する位置で照明光源３１から光の照射を開始し、順に入射角が９０°になるまで、液晶表示パネル１１の同一部分に光を照射していく。照射された光は、それぞれ液晶表示パネル１１で反射されて、ラインセンサカメラ３２へ向かう。
【００７１】
このときの液晶表示パネル１１の照射及び撮像の様子は、実施形態１で説明した通りであり、図３〜５に示すように、入射角を変化させて、異物Ａ、異物及び異物Ｃをそれぞれラインセンサカメラ３２の異なった撮像素子１６に画像を取り込ませるようにする。こうして、ラインセンサカメラ３２でパネル表面や層間で異なる位置にある複数の異物等をそれぞれ区別して撮像し、その画像データを得る。
【００７２】
液晶表示パネル１１の表面の同一部分についての検査が終了すると、ステージ１４を駆動させて、液晶表示パネル１１の別の部分を同様に検査し、全表面について検査が終了するまで同様の操作を行う。
【００７３】
このように区別して撮像された液晶表示パネル１１の画像から得られた画像データは画像解析手段によって解析されて、その結果が不図示のディスプレイに表示され、これにより異物等の位置を三次元的に識別することができる。また、このとき、実施形態１と同様にして、異物等の位置決定には三角測量を用いる。
【００７４】
以上の検査結果が把握されると、検査対象の液晶表示パネル１１がステージ１４からアンロードされて、検査が終了する。
（実施形態４）
（表示パネル検査装置４０の構成）
図１１に本実施形態４に係る表示パネル検査装置４０の断面図を、図１２に平面図を示す。尚、実施形態３と同様の構成要素については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００７５】
表示パネル検査装置４０は、検査対象の液晶表示パネル１１の表示面の所定エリアに光を照射する照明光源（光照射手段）４１、照明光源４１で照射された液晶表示パネル１１の所定エリアの画像を撮影することにより、画像データを得るラインセンサカメラ（撮像手段）４２、液晶表示パネル１１を支持して照明光源４１及びラインセンサカメラ４２に対して液晶表示パネル１１を相対的に移動させるステージ１４、及び、ラインセンサカメラ４２及びステージ１４に接続された不図示のコンピュータで構成されている。
【００７６】
照明光源４１は、ステージ１４の下方に設けられている。照明光源４１は、スポット状の光を照射するレーザ光源やＬＥＤ光源等で構成されている。照明光源４１としてレーザ光を用いた場合、その周波数と感度比率、及び、周波数と発光強度は、その特性効率が良好となるものが選択される。ＬＥＤ光源を用いる場合は、白色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、青色ＬＥＤ、赤色ＬＥＤ、赤外ＬＥＤ又は紫外ＬＥＤ等を用いることができる。照明光源４１は、液晶表示パネル１１の照射予定部分を中心に回転可能に構成されており、パネル表面に対して照射光の入射角を約０°から約９０°まで変化させることができる。
【００７７】
尚、照明光源４１は、照射光の入射角が異なった複数のものがそれぞれ液晶表示パネル１１の同一の部分を照射するように配設されていてもよい。
【００７８】
ラインセンサカメラ４２は、ステージ１４の上方に、且つ、照明光源４１から照射されて液晶表示パネル１１を透過した光を受光する位置に設けられている。ラインセンサカメラ４２は、撮像素子列を有しており、この撮像素子列はライン状に配列された撮像素子１６により構成されている。
【００７９】
（表示パネル検査装置４０を用いた表示パネル検査方法）
次に、表示パネル検査装置４０を用いた表示パネル検査方法を説明する。
【００８０】
まず、検査対象となる液晶表示パネル１１がステージ１４上にロードされる。液晶表示パネル１１は、製造ラインから自動的にロードされてもよく、作業者が適宜、ステージ１４上に載置してもよい。
【００８１】
次いで、ＣＰＵが最初の検査箇所が照射・撮像位置にセットされるようにステージ１４を移動させる。
【００８２】
次に、液晶表示パネル１１の表面に入射角０°で光照射する位置で照明光源４１から光の照射を開始し、順に入射角が９０°になるまで、液晶表示パネル１１の同一部分に光を照射していく。照射された光は、それぞれ液晶表示パネル１１を透過して、ラインセンサカメラ４２へ向かう。
【００８３】
このときの液晶表示パネル１１の照射及び撮像の様子は、実施形態２で説明した通りであり、図８に示すように、入射角を変化させて、異物Ａ、異物及び異物Ｃをそれぞれラインセンサカメラ４２の異なった撮像素子１６に画像を取り込ませるようにする。こうして、ラインセンサカメラ４２でパネル表面や層間で異なる位置にある複数の異物等をそれぞれ区別して撮像し、その画像データを得る。
【００８４】
液晶表示パネル１１の表面の同一部分についての検査が終了すると、ステージ１４を駆動させて、液晶表示パネル１１の別の部分を同様に検査し、全表面について検査が終了するまで同様の操作を行う。
【００８５】
このように区別して撮像された液晶表示パネル１１の画像から得られた画像データは画像解析手段によって解析されて、その結果が不図示のディスプレイに表示され、これにより異物等の位置を三次元的に識別することができる。また、このとき、実施形態１と同様にして、異物等の位置決定には三角測量を用いる。
【００８６】
以上の検査結果が把握されると、検査対象の液晶表示パネル１１がステージ１４からアンロードされて、検査が終了する。
【００８７】
上記実施形態１〜４では、撮像手段としてラインセンサカメラ１３，２２，３２，４２を用いたが、２次元、通常のデジタルカメラ等に使用されるエリアセンサカメラを代わりに用いてもよい。その場合の表示パネル検査装置５０の断面図を図１３に示す。また、図１４に表示パネル検査装置５０の平面図を示す。表示パネル検査装置５０は、実施形態１と同様に、検査対象の液晶表示パネル１１の表示面の所定エリアに光を照射する照明光源（光照射手段）５１、照明光源５１で照射された液晶表示パネル１１の所定エリアの画像を撮影することにより、画像データを得る撮像手段（表示パネル検査装置５０ではエリアセンサカメラ５２）、液晶表示パネル１１を支持して照明光源５１及び撮像手段５２に対して液晶表示パネル１１を相対的に移動させるステージ１４、ステージ１４の下面に配置されて下方からの光を遮蔽するシャッター１５、及び、撮像手段５２、ステージ１４及びシャッター１５に接続された不図示のコンピュータで構成されている。撮像手段であるエリアセンサカメラ５２は、それぞれ矩形状に形成された複数のカメラ群で構成されており、それらがステージ１４の上方に、且つ、照明光源５１とそれぞれ複数の列をなして平行に並ぶように設けられている。
【００８８】
また、表示パネル検査装置５０を用いた表示パネル検査方法も、実施形態１と同様に実施することができる。すなわち、まず、検査対象となる液晶表示パネル１１がステージ１４上にロードされる。次いで、ＣＰＵが最初の検査箇所が照射・撮像位置にセットされるようにステージ１４を移動させる。次に、複数配列された照明光源１２のうち、液晶表示パネル１１の表面に入射角０°で光照射する照明光源１２から照射を開始し、続いて照射光の入射角が小さい照明光源１２から順に入射角９０°のものまで、液晶表示パネル１１の同一部分に光を照射していく。照射された光は、それぞれ液晶表示パネル１１で反射されて、複数配列されたエリアセンサカメラ５２へ向かう。こうして、エリアセンサカメラ５２でパネル表面や層間で異なる位置にある複数の異物等をそれぞれ区別して撮像し、その画像データを得ることができる。液晶表示パネル１１の表面の同一部分についての検査が終了すると、ステージ１４を駆動させて、パネルの別の部分を同様に検査し、全表面について検査が終了するまで同様の操作を行う。このように区別して撮像された液晶表示パネル１１の画像から得られた画像データは画像解析手段によって解析されて、その結果が不図示のディスプレイに表示され、これにより異物等の位置を三次元的に識別することができる。以上の検査結果が把握されると、検査対象の液晶表示パネル１１がステージ１４からアンロードされて、検査が終了する。
【００８９】
また、表示パネル検査装置５０は、実施形態２と同様に、検査対象の液晶表示パネル１１に対して照明光源５１とエリアセンサカメラ５２とがそれぞれ反対側に位置するように構成されていてもよい。
【００９０】
尚、液晶表示パネル処理ラインから検査対象の液晶表示パネル１１を自動的にロードおよびアンロード可能とすることにより、表示パネル検査装置をインライン化することができる。
【００９１】
さらに、本実施形態では、ステージ１４を順次駆動させたが、これに限定されず、照明光源の順次駆動でもよい。
【００９２】
また、順次駆動でなくてもよく、ランダム駆動でパネル全範囲に亘って検査を行ってもよい。
【００９３】
さらに、照明光源１２，２１，３１，４１とラインセンサカメラ１３，２２，３２，４２及びエリアセンサカメラ５２とは、それぞれステージ１４に対して反対方向に配置するものに限らず、同じ方向に配置されていてもよい。さらに、照明光源１２，２１，３１，４１とラインセンサカメラ１３，２２，３２，４２及びエリアセンサカメラ５２とは、それぞれステージ１４の垂線方向で左側及び右側に分けた領域において、同じ側（左側と左側、又は、右側と右側）に配置されていてもよい。照射光の表示パネル上での乱反射を利用するためである。
【００９４】
また、本実施形態では、表示パネルとして、液晶表示パネルを例に挙げたが、これに限定されず、ＰＤＰ（plasma display panel；プラズマディスプレイパネル）、有機ＥＬ（organic electroluminescence ）、又は、ＳＥＤ（surface-conduction electron-emitter display；表面電界ディスプレイ）等のその他の表示パネルについても用いることができる。
【００９５】
（作用効果）
本実施形態に係る表示パネル検査装置１０，２０，３０，４０は、液晶表示パネル１１を支持するステージ１４と、ステージ１４に支持された液晶表示パネル１１の表面に光を照射する照明光源１２，２１，３１，４１と、照明光源１２，２１，３１，４１により照射された液晶表示パネル１１の表面を撮像する撮像手段１３，２２，３２，４２と、を有する表示パネル検査装置であって、照明光源１２，２１，３１，４１は、照射する光の液晶表示パネル１１表面への入射角度が変化可能に構成されていることを特徴とする。
【００９６】
このような構成によれば、照明光源１２，２１，３１，４１が照射する光の液晶表示パネル１１表面への入射角度が変化可能に構成されているため、液晶表示パネル１１に付着した異物等がパネルの上下又はパネルの異なった層間に位置していても、それらを区別して撮像することができる。すなわち、ある入射角で光を液晶表示パネル１１に照射した場合にパネルの上下等の異物がその同一光路上に位置していて像が重なってしまったとしても、照射光の入射角を変化させることにより、いずれそれらの像が異なった光路上に分かれる。そして、これらの像をそれぞれ撮像することにより、容易に且つ正確に液晶表示パネル１１に付着した異物等の位置や大きさ等をパネル上下又は層間単位で識別することができる。
【００９７】
また、本実施形態に係る表示パネル検査装置０，２０，３０，４０は、照明光源１２，２１，３１，４１及び撮像手段１３，２２，３２，４２と、ステージ１４と、が相対移動可能に構成されていてもよい。
【００９８】
このような構成によれば、照明光源１２，２１，３１，４１及び撮像手段１３，２２，３２，４２と、ステージ１４と、を相対移動させることで、液晶表示パネル１１の表面全体に亘り光照射及び撮像を順次行うことができる。従って、液晶表示パネル１１の検査効率が良好となる。
【００９９】
さらに、本実施形態に係る表示パネル検査装置１０，２０，３０，４０は、照明光源１２，２１，３１，４１が、レーザ光源で構成されていてもよい。
【０１００】
このような構成によれば、照明光源１２，２１，３１，４１がレーザ光源で構成されているため、照射光が指向性及び集光性を持つ。従って、照射光が伝播中に広がらず、且つ、狭い領域に集光するため、液晶表示パネル１１の上下や異なった層間の異物等をそれぞれより良好に識別することができる。
【０１０１】
また、本実施形態に係る表示パネル検査装置１０，２０，３０，４０は、撮像手段１３，２２，３２，４２がラインセンサカメラで構成されていてもよい。
【０１０２】
このような構成によれば、撮像手段１３，２２，３２，４２がラインセンサカメラで構成されているため、撮像した画像を高速且つ連続して取り込むことができる。従って、照射光の入射光を変化させて液晶表示パネル１１に照射し、さらに順次走査していく本液晶表示パネル１１の検査において、効率的な処理を行うことができる。
【０１０３】
さらに、本実施形態に係る表示パネル検査装置１０，２０，３０，４０は、照明光源１２，２１，３１，４１が液晶表示パネル１１表面をライン状に照射するように構成されていてもよい。
【０１０４】
このような構成によれば、照明光源１２，２１，３１，４１からの光が入射角を変えながら液晶表示パネル１１表面をライン状に照射する。従って、パネル表面の単位時間当たりの照射領域が大きくなり、液晶表示パネル１１の検査効率が良好となる。
【０１０５】
また、本実施形態に係る表示パネル検査装置１０，２０，３０，４０は、照明光源１２，２１，３１，４１が液晶表示パネル１１表面をスポット状に照射するように構成されていてもよい。
【０１０６】
このような構成によれば、照明光源１２，２１，３１，４１からの光が入射角を変えながら液晶表示パネル１１表面をスポット状に照射する。従って、パネル表面の所望の領域の検査効率が良好となる。
【０１０７】
さらに、本実施形態に係る表示パネル検査装置１０，２０，３０，４０は、撮像手段１３，２２，３２，４２が、液晶表示パネル１１からの反射光及び／又は透過光を受光することにより液晶表示パネル１１を撮像するように構成されていてもよい。
【０１０８】
このような構成によれば、撮像手段１３，２２，３２，４２が液晶表示パネル１１からの反射光及び／又は透過光を受光することにより液晶表示パネル１１を撮像するため、照明光源１２，２１，３１，４１を撮像する液晶表示パネル１１の表面側又は裏面側のいずれにも設置できる。従って、装置構成上の物理的制約を緩和させることができる。
【０１０９】
また、本実施形態に係る表示パネル検査装置１０，２０，３０，４０は、照明光源１２，２１，３１，４１が、それぞれ液晶表示パネル１１の略同一部分に光を照射し、且つ、照明光源１２，２１，３１，４１から照射される光の液晶表示パネル１１への入射角がそれぞれ異なるように複数配設されていると共に、撮像手段１３，２２，３２，４２は、それぞれ照明光源１２，２１，３１，４１により異なった入射角で照射された液晶表示パネル１１の略同一部分を撮像するように複数配設されていてもよい。
【０１１０】
このような構成によれば、複数配設された照明光源１２，２１，３１，４１から順次液晶表示パネル１１の略同一部分に照射させることで、液晶表示パネル１１に対して入射角を高速で変化させることができる。さらに、複数配設された照明光源１２，２１，３１，４１からそれぞれ順次照射された光を、複数配設された撮像手段１３，２２，３２，４２のそれぞれが撮像するため、液晶表示パネル１１の表面を広範囲に亘り同時に検査することができる。
【０１１１】
本実施形態に係る表示パネル検査方法は、液晶表示パネル１１をステージ１４で支持するステップと、ステージ１４で支持した液晶表示パネル１１の表面に光を所定の入射角で照明光源１２，２１，３１，４１により照射し、その後順次入射角を変化させるステップと、所定の入射角で光を照射し、さらに入射角を順次変化させて光を照射した液晶表示パネル１１の表面を撮像手段１３，２２，３２，４２によりそれぞれ撮像するステップと、撮像した液晶表示パネル１１の表面の画像を解析するステップと、を備えたことを特徴とする。
【０１１２】
表示パネル上又はその層間の異物や傷等の位置を三次元的に特定する為には三角測量が有効であるが、この三角測量を用いる場合には多方面（多角度）からの撮像データを必要とする。ここで、このような表示パネル検査方法によれば、照明光源１２，２１，３１，４１が液晶表示パネル１１表面への入射角度を変化させて光を照射するため、液晶表示パネル１１に付着した異物等がパネルの上下又はパネルの異なった層間に位置していても、それらを区別して撮像し、多方面からのデータを得ることができる。従って、容易に且つ正確に表示パネルに付着した異物等の位置や大きさ等をパネル上下又は層間単位で識別することができる。
【０１１３】
また、本実施形態に係る表示パネル検査方法は、撮像手段１３，２２，３２，４２，５２として撮像素子１６列を有するラインセンサカメラ４２又はエリアセンサカメラ５２を用い、液晶表示パネル１１の異なった位置における画像を、撮像素子列のそれぞれ異なった撮像素子１６で撮像することにより識別して検査してもよい。
【０１１４】
このような構成によれば、液晶表示パネル１１の異なった位置における画像を、ラインセンサカメラ４２又はエリアセンサカメラ５２の撮像素子列のそれぞれ異なった素子で撮像することにより識別するため、液晶表示パネル１１に付着した異物等を層間単位で正確に識別することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１１５】
以上説明したように、本発明は、表示パネル検査装置及びそれを用いた表示パネル検査方法について有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１１６】
【図１】本実施形態１に係る表示パネル検査装置１０の断面図である。
【図２】本実施形態１に係る表示パネル検査装置１０の平面図である。
【図３】上下の異物Ａ及びＢの反射光が重なり合う状態を示す表示パネル検査装置１０，３０の模式図である。
【図４】図３の状態から照射光の入射角を変化させたときの上側の異物Ａの反射光の経路を示す表示パネル検査装置１０，３０の模式図である。
【図５】図３の状態から照射光の入射角を変化させたときの下側の異物Ｂ及びＣの反射光の経路を示す表示パネル検査装置１０，３０の模式図である。
【図６】本実施形態２に係る表示パネル検査装置２０の断面図である。
【図７】本実施形態２に係る表示パネル検査装置２０の平面図である。
【図８】上下の異物Ａ及びＢの透過光が分かれた状態を示す表示パネル検査装置２０，４０の模式図である。
【図９】本実施形態３に係る表示パネル検査装置３０の断面図である。
【図１０】本実施形態３に係る表示パネル検査装置３０の平面図である。
【図１１】本実施形態４に係る表示パネル検査装置４０の断面図である。
【図１２】本実施形態４に係る表示パネル検査装置４０の平面図である。
【図１３】表示パネル検査装置５０の断面図である。
【図１４】表示パネル検査装置５０の平面図である。
【図１５】表面及び裏面に異物ＡとＢとが付着した表示パネルを構成するガラス基板の断面図である。
【図１６】斜め方向から光を照射して乱反射を利用する従来の一般的な表示パネル検査装置の模式図である。
【図１７】直行する反射光による像を撮像することにより検査を行う従来の一般的な表示パネル検査装置の模式図である。
【図１８】焦点深度を小さく設定した複数のＣＣＤカメラを用いて撮像することにより検査を行う従来の一般的な表示パネル検査装置の模式図である。
【符号の説明】
【０１１７】
１０，２０，３０，４０，５０  表示パネル検査装置
１１  液晶表示パネル
１２，２１，３１，４１，５１  照明光源
１３，２２，３２，４２  撮像手段（ラインセンサカメラ）
５２  撮像手段（エリアセンサカメラ）
１４  ステージ
１５  シャッター
１６  撮像素子
１７  ガラス基板
【図１】
2007256106.tif 000003
【図２】
2007256106.tif 000004
【図３】
2007256106.tif 000005
【図４】
2007256106.tif 000006
【図５】
2007256106.tif 000007
【図６】
2007256106.tif 000008
【図７】
2007256106.tif 000009
【図８】
2007256106.tif 000010
【図９】
2007256106.tif 000011
【図１０】
2007256106.tif 000012
【図１１】
2007256106.tif 000013
【図１２】
2007256106.tif 000014
【図１３】
2007256106.tif 000015
【図１４】
2007256106.tif 000016
【図１５】
2007256106.tif 000017
【図１６】
2007256106.tif 000018
【図１７】
2007256106.tif 000019
【図１８】
2007256106.tif 000020