(57)【要約】  フラットパネルディスプレイの画素位置を決定するために、画素を励起することなく、フラットパネルディスプレイのゲートラインおよびデータラインに信号が印加される。ゲートラインおよびデータラインは、パネル画素と同じ周期性またはピッチを有するが、ゲートラインおよびデータラインはカメラ画素よりも狭い寸法を有するので、より鮮明かつはっきりとした信号を提供する。ゲートラインとデータラインとの交点は、画素の位置についての情報を提供する。画素位置は、ダイナミック画素マップを生成するために後続的に用いられる。拡張された演算技術は、画素位置を用いて、画像センサヘッドの倍率、ならびに、その画像センサヘッドの画素平面に対するパネル画素平面の回転角およびオフセットを決定する。
2012503797.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検出ヘッドの位置に対するフラットパネルディスプレイの位置を決定するための方法であって、
前記フラットパネルディスプレイは、複数のデータラインおよびゲートラインに結合された複数の画素を含み、
前記方法は、
前記複数のゲートラインに第１の信号を印加するステップと、
前記第１の信号に対する前記ゲートラインの応答を捕捉するステップと、
前記複数のデータラインに第２の信号を印加するステップと、
前記第２の信号に対する前記データラインの応答を捕捉するステップと、
前記第１および第２の応答を組み合わせて、組み合わされた応答を生成するステップと、
前記組み合わされた応答を用いて、前記ゲートラインと前記データラインとの交点を決定するステップとを備え、
前記交点は、前記画素の位置を表わし、
前記方法は、
前記画素の位置を用いて、前記検出ヘッドに対する前記フラットパネルディスプレイのオフセットおよび回転の値を決定するステップをさらに備える、方法。
【請求項２】
前記画素を励起せずに、前記第１および第２の信号を同時に印加するステップをさらに備える、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
第１の期間の間に前記第１の信号を印加するステップと、
第２の期間の間に前記第２の信号を印加するステップとをさらに備え、
前記第２の期間は、前記第１の期間とは重なり合わない、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記検出ヘッドは、撮像カメラを含み、
前記ゲートラインの応答は、第１の電圧画像を用いて捕捉され、
前記データラインの応答は、第２の電圧画像を用いて捕捉される、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記検出ヘッドは、電子ビーム信号に対する応答を検出するように動作する検出器を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記画素上のサイトの画像を捕捉するステップと、
前記パネルの繰り返し特性のテンプレートを抽出するステップと、
前記検出ヘッドの画素空間において前記テンプレートを定義するステップと、
前記捕捉された画像サイトから前記テンプレートの画像を構築するステップと、
前記テンプレートの実際の位置と前記テンプレートの予測位置との間の差を演算するステップとをさらに備え、
前記テンプレートの前記実際の位置は、前記テンプレートの画像によって定義され、
前記テンプレートの予測位置は、前記パネルの前記繰り返し特性の既知の位置によって定義され、
前記方法は、
前記差が所定条件を満たすまで、前記テンプレートの予測位置に対する前記テンプレートの画像の位置を変更するステップをさらに備え、
前記差は、前記所定条件が満たされた場合に、前記検出ヘッドに対する前記パネルのＸＹオフセットを特徴付ける、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記繰り返しパターンはパネル画素である、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記パネル上の基準画素を選択するステップと、
前記テンプレート画像上において前記基準画素の位置を決定するステップと、
前記画像テンプレート上における前記基準画素の予測位置と前記基準画素の位置との差を演算するステップと、
前記画像テンプレート上における前記基準画素の予測位置と前記基準画素の位置との差が所定条件を満たすまで、前記テンプレート画像の位置を変更するステップとをさらに備え、
前記画像テンプレート上における前記基準画素の予測位置と前記基準画素の位置との差は、前記所定条件が満たされた場合に、前記検出ヘッドに対する前記パネルのＸＹオフセットを特徴付ける、請求項６に記載の方法。
【請求項９】
前記サイト内の複数のサブ領域を選択するステップと、
前記テンプレート画像上において選択された前記複数のサブ領域の位置を決定するステップと、
前記画像テンプレート上においける選択された前記複数のサブ領域の予測位置と選択された前記複数のサブ領域の対応する位置との差を演算するステップと、
前記画像テンプレート上における選択された前記複数のサブ領域の予測位置と選択された前記複数のサブ領域の対応する位置との差が所定条件を満たすまで、前記テンプレートの画像の位置を変更するステップとをさらに備え、
前記画像テンプレート上における選択された前記複数のサブ領域の予測位置と選択された前記複数のサブ領域の対応する位置との差は、前記所定条件が満たされた場合に、前記検出ヘッドに対する前記パネルのＸＹオフセットを特徴付ける、請求項６に記載の方法。
【請求項１０】
前記条件は、前記差が既知の値より小さいときに満たされる、請求項６に記載の方法。
【請求項１１】
前記条件は、前記差が既知の値より大きいときに満たされる、請求項６に記載の方法。
【請求項１２】
前記捕捉された画像サイト内の領域を選択するステップと、
前記選択された領域の画像を、前記選択された領域の画像が前記パネルの前記繰り返し特性に従って繰り返されることが予測される位置に横方向に配置するステップと、
前記領域の実際の位置と予測される位置との間の差が第２の条件を満たすまで、横方向移動の方向に対して、選択された領域の画像の角度位置をシフトするステップとをさらに備え、
前記パネルと前記検出ヘッドとの間の回転角度は、前記条件が満たされる場合に、前記選択された領域のもとの場所、前記選択された領域の予測場所および前記選択された領域の画像位置によって定義される、請求項６に記載の方法。
【請求項１３】
前記差は、相互相関アルゴリズムに従って演算される、請求項６に記載の方法。
【請求項１４】
前記差は、累積絶対値誤差（sum of absolute difference）アルゴリズムに従って演算される、請求項６に記載の方法。
【請求項１５】
フラットパネルディスプレイの画素位置を決定するように動作する装置であって、
前記フラットパネルディスプレイは、複数のデータラインおよびゲートラインを含み、
前記装置は、
第１の信号を前記複数のゲートラインに供給するとともに、第２の信号を前記複数のデータラインに供給するように動作する信号生成器と、
前記第１の信号に対する前記ゲートラインの応答を捕捉するとともに、前記第２の信号に対する前記データラインの応答をさらに補足するように動作する検出ヘッドと、
前記第１および第２の応答を組み合わせて組み合わされた応答を生成し、
前記組み合わされた応答を用いて、前記ゲートラインとデータラインとの交点を決定し、前記交点は前記画素の位置を表わし、
前記画素の位置を用いて、前記検出ヘッドに対する前記フラットパネルディスプレイのオフセットおよび回転の値を決定するように動作するコンピュータシステムとを備える、装置。
【請求項１６】
前記信号生成器は、前記画素を励起せずに、前記第１および第２の信号を同時に供給するように動作する、請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
前記信号生成器は、第１の期間の間に前記第１の信号を供給し、第２の期間の間に前記第２の信号を供給するように動作し、
前記第２の期間は、前記第１の期間と重ならない、請求項１５に記載の装置。
【請求項１８】
前記検出ヘッドは、撮像カメラを含み、
前記ゲートラインの応答は、第１の電圧画像を用いて捕捉され、
前記データラインの応答は、第２の電圧画像を用いて捕捉される、請求項１５に記載の装置。
【請求項１９】
前記検出ヘッドは、電子ビーム信号に対する応答を検出するように動作する検出器を含む、請求項１５に記載の装置。
【請求項２０】
前記コンピュータシステムは、さらに、
前記パネルの繰り返し特性のテンプレートを抽出し、
前記検出ヘッドの画素空間において前記テンプレートを定義し、
前記検出ヘッドによって捕捉されたサイト画像から、前記テンプレートの画像を構築し、
前記テンプレートの実施の位置と前記テンプレートの予測位置との間の差を演算するように動作し、
前記テンプレートの実施の位置は、前記テンプレートの画像によって定義され、
前記テンプレートの予測位置は、前記パネルの前記繰り返し特性の既知の位置によって定義され、
前記コンピュータシステムは、さらに、
前記差が所定条件を満たすまで、前記テンプレートの予測位置に対する前記テンプレートの画像の位置を変更するように動作し、
前記差は、前記所定条件が満たされた場合に、前記検出ヘッドに対する前記パネルのＸＹオフセットを特徴付ける、請求項１５に記載の装置。
【請求項２１】
前記繰り返しパターンは、パネル画素である、請求項２０に記載の装置。
【請求項２２】
前記コンピュータシステムは、さらに、
前記パネル上の基準画素を選択し、
前記テンプレート画像上において前記基準画素の位置を決定し、
前記画像テンプレート上における前記基準画素の予測位置と前記基準画素の位置との差を演算し、
前記画像テンプレート上における前記基準画素の予測位置と前記基準画素の位置との差が所定条件を満たすまで、前記テンプレート画像の位置を変更するように動作し、
前記画像テンプレート上における前記基準画素の予測位置と前記基準画素の位置との差は、前記所定条件が満たされた場合に、前記検出ヘッドに対する前記パネルのＸＹオフセットを特徴付ける、請求項２０に記載の装置。
【請求項２３】
前記コンピュータシステムは、さらに、
前記サイトにおける複数のサブ領域を選択し、
前記テンプレート画像上において前記選択された複数のサブ領域の位置を決定し、
前記画像テンプレート上における前記選択された複数のサブ領域の予測位置と前記選択された複数のサブ領域の対応する位置との差を演算し、
前記画像テンプレート上における前記選択された複数のサブ領域の予測位置と前記選択された複数のサブ領域の対応する位置との差が所定条件を満たすまで、前記テンプレートの画像の位置を変更するように動作し、
前記画像テンプレート上における前記選択された複数のサブ領域の予測位置と前記選択された複数のサブ領域の対応する位置との差は、前記所定条件が満たされた場合に、前記検出ヘッドに対する前記パネルのＸＹオフセットを特徴付ける、請求項２０に記載の装置。
【請求項２４】
前記条件は、前記差が既知の値より小さいときに満たされる、請求項２０に記載の装置。
【請求項２５】
前記条件は、前記差が既知の値より大きいときに満たされる、請求項２０に記載の装置。
【請求項２６】
前記コンピュータシステムは、さらに、
前記補足された画像サイト内の領域を選択し、
前記選択された領域の画像を、前記選択された領域の画像が前記パネルの前記繰り返し特性に従って繰り返されることが予測される位置に横方向に配置し、
前記領域の実際の位置と予測される位置との間の差が第２の条件を満たすまで、横方向移動の方向に対して、選択された領域の画像の角度位置をシフトするように動作し、
前記パネルと前記検出ヘッドとの間の回転角度は、前記条件が満たされる場合に、前記選択された領域のもとの場所、前記選択された領域の予測場所および前記選択された領域の画像位置によって定義される、請求項２０に記載の装置。
【請求項２７】
前記差は、相互相関アルゴリズムに従って演算される、請求項２０に記載の装置。
【請求項２８】
前記差は、累積絶対値誤差アルゴリズムに従って演算される、請求項２０に記載の装置。
【請求項２９】
フラットパネルディスプレイの複数のパネルにおいて形成される複数の画素の位置を特定する方法であって、
前記方法は、
前記パネルの第１の１つの少なくとも第１の端部に沿って配置された画素が、前記パネルの第１の１つの前記少なくとも第１の端部に沿って位置付けられていない少なくとも画素のサブセットによって示される第２の電圧画像コントラストとは異なる第１の電圧画像コントラストを示すように、前記パネルの第１の１つに電圧信号を供給するステップと、
前記第１および第２の画像コントラストの間の差を用いて、前記パネルの第１の１つの前記画素の位置を特定するステップとを備える、方法。
【請求項３０】
前記パネルの第１の１つの少なくとも第２の端部に沿って配置された画素が前記第２の電圧画像コントラストとは異なる第３の電圧画像コントラストを示すように、前記パネルの第１の１つに第２の電圧信号を供給するステップと、
前記第３および第２の画像コントラストの間の差を用いて、前記パネルの第１の１つの画素の位置を特定するステップとをさらに備える、請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
フラットパネルディスプレイの１つ又はより多くのパネルにおいて形成される複数の画素の位置を特定するように動作する装置であって、
前記装置は、
前記パネルの第１の１つに電圧信号を供給するように動作する信号生成器と、
前記パネルの第１の１つの画素の電圧画像を捕捉するように動作する検出ヘッドとを備え、
前記補足された電圧画像は、前記パネルの第１の１つの少なくとも第１の端部に沿って配置された画素に関連する第１のコントラストを示し、
前記補足された電圧画像は、前記パネルの第１の１つの少なくとも第１の端部に沿って位置付けられない画素の少なくとも１つのサブセットに関連する第２のコントラストを示し、
前記第１のコントラストは前記第２のコントラストとは異なり、
前記装置は、
前記第１および第２のコントラストの間の差を用いて、前記パネルの第１の１つの画素の位置を特定するように適合されるコンピュータシステムをさらに備える、装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願との相互参照
本出願は、２００８年９月２５日に出願され、「自動ダイナミック画素マップ補正および駆動信号較正（Automatic Dynamic Pixel Map Correction And Drive Signal Calibration）」と題された、米国仮出願番号６１／１００２４１の利益を主張し、その内容は、その全体の参照によってここに引用される。
【０００２】
発明の背景
本発明は、フラットパネルディスプレイの製造中、より特定的には、液晶ディスプレイパネルのアレイ製造ステップ中の欠陥検出に関する。
【背景技術】
【０００３】
フラットパネル液晶ディスプレイ（liquid crystal display：ＬＣＤ）の製造において、薄いガラスの大きな透明な平面が、薄膜トランジスタ（thin film transistor：ＴＦＴ）アレイの堆積のための基板として用いられる。通常、いくつかの独立したＴＦＴアレイが１つのガラス基板内に含まれ、しばしばＴＦＴパネルと称される。あるいは、アクティブマトリックスＬＣＤまたはＡＭＬＣＤは、いずれの画素またはサブ画素においてトランジスタまたはダイオードを利用するディスプレイのクラスをカバーし、したがって、そのようなガラス基板プレートは、ＡＭＬＣＤパネルとも称され得る。フラットパネルディスプレイは、ＯＬＥＤ技術を用いても製造され得、典型的にガラス上に製造されるが、プラスチックまたは他の基板プレート上にも製造され得る。
【０００４】
ＴＦＴパターン堆積は、複数のステージで実行され、各ステージにおいては、（金属、インジウム錫酸化物（indium tin oxide：ＩＴＯ）、結晶シリコン、アモルファスシリコンどの）特定の材料が、予め定められたパターンに従って前の層（またはガラス）の上部に堆積される。各ステージは、典型的に、堆積、マスキング、エッチング、剥離などのような多くのステップを含む。
【０００５】
これらのステージの各々の間、ならびに各ステージにおける様々なステップにおいて、最終ＬＣＤ製品の電気的および／または光学的性能に影響を与える多くの製造欠陥が生じ得る。図１を参照して、そのような欠陥は、限定されないが、ＩＴＯ１１２内への金属突出１１０、金属１１６内へのＩＴＯ突出１１４、いわゆるマウスバイト１１８、開回路１２０、トランジスタ１２４における短絡１２２、外来微粒子１２８、および画素１２８の下方の残留物を含む。画素１２８の下方のアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）残留物は、アンダーエッチングまたはリソグラフィの問題からもたらされ得る。他の欠陥は、マスクの問題、オーバーエッチングなどを含む。
【０００６】
最終の液晶フラットパネルにおいては、液晶（ＬＣ）材料の薄膜が、２つのガラスシートの間に配置される。一方のガラスシートは、電極のパターン化された二次元ＴＦＴアレイを含む。各電極は、１００ミクロンのオーダの大きさであり得、パネルの端部に沿って配置された駆動回路を介してそれに印加される固有の電圧を有し得る。最終製品においては、各個別の電極によって創出される電界は、ＬＣ材料に結合されるとともに、その画素化された領域における伝達された光の量を変化させる。この効果は、概して二次元アレイ全体に渡って与えられる場合、最終フラットパネル上の可視画像をもたらす。
【０００７】
ＴＦＴパターン化および堆積プロセスが厳重に制御されたとしても、ＴＦＴアレイにおける欠陥発生は不可避的である。これは、生産歩留まりを制限するとともに、製造コストに悪影響を与える。ＬＣＤパネルに関連する製造コストの大部分は、（一般的にカラーフィルタアレイを搭載する）上部ガラスプレートと（ＴＦＴアレイを搭載する）下部ガラスプレートとの間に、ＬＣ材料が注入されるときに生じる。したがって、この製造ステップの前に、画像品質問題を特定しかつ補正することが重要である。液晶材料の注入の前にＬＣＤパネルを検査する課題は、ＬＣ材料を用いないと、検査するために利用可能な可視画像がないことである。ＬＣ材料の堆積前に、所与の画素サイトに存在する唯一の信号は、（画素との物理的接触がないもの仮定して）、特定の画素に関連する電極上の電圧によって生成される電界である。
【０００８】
この制限を克服するために、フォトン・ダイナミック社（Photon Dynamics, Inc）は、アレイテスタまたはアレイチェッカ（ＡＣ）とも称される、電気光学検査および試験システムを開発した。アレイテスタは、たとえば、米国特許番号４，９８３，９１１、５，０９７，２０１、および５，１２４，６３５に記載されるような電圧画像センサ（voltage imaging sensor：ＶＩＯＳ）の使用を通して、ＬＣディスプレイにおける欠陥を特定し得る。試験されるべきパネルにおける画素電極は、たとえば、米国特許番号５，２３５，２７２および５，４５９，４１０に記載されるように、特定のパターンを用いて電気的に駆動される。試験中のパネルが電気的に駆動されると、欠陥に関連するいくつかの画素電極は、通常の画素電極とは異なった電気的振舞いをし得る。そのような違いは、電圧画像センサおよび関連する画像処理ソフトウェアを用いて検出され得る。異なる駆動パターンの組み合わせの使用を通して、多くの欠陥の種類および場所が推定され得る。
【０００９】
図２および図３Ａは、ガラスプレート１０上を移動してその上の欠陥を検出するカメラ３５および変調器１５の斜視図および正面図である。図３Ｂは、パネル上の画素電極からの電界を検出するための位置に配置されたカメラ３５および変調器１５の正面図である。図３Ａ〜図３Ｂに示されるように、パターン化されたガラスプレート１０を試験するために、（フォトンダイナミクス（Photon Dynamics）によって開発された）、変調器１５を含む画像センサヘッドが、検査されるべき被試験パネル（panel under test：ＰＵＴ）の領域上を物理的に移動し、そして、パネルの表面の数ミクロン以内まで引き下げられる。パネル上の画素電極アレイは、特定の駆動パターンを用いて電気的に駆動される。パネル画素電極３０と変調器１５との間の小さな空隙２５は、パターン化されたガラスプレート１０上の駆動された各画素電極３０からの電界を変調器１５に結合させて、パネルの一時的な可視表示（または電圧画像）を創出する。この可視表示は、その後、欠陥を特定するために画像センサヘッドのカメラ３５によって捕捉される。検査領域２０の後、変調器１５は、パネル上の他の領域に移され、プロセスが繰り返される。このステップアンドリピートプロセスを通して、ＰＵＴ全体が、欠陥について検査されかつ試験される。図２Ｂおよび図２Ｃにおいては、ＬＣ変調器１５は、ＬＣ材料４５および平面ガラス５０を含むものとして示される。
【００１０】
ガラスプレートは、非常に大きく（たとえば、世代７の大きさのプレートは、各側面が２メートルに近い）、しばしば、複数のパネルに分割される。たとえば、図２のガラスプレート１０は、６つのパネル１８を含むように示される。公知のように、各パネルは、液晶ディスプレイを駆動するために必要とされる薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）アレイ回路を含む。パネルの試験は、典型的に、特定のパターンおよびシーケンスの駆動電圧の印加に対するＴＦＴ回路の応答を観察することによって達成される。ＴＦＴ応答は、−電気光学変調器を用いて、ＴＦＴ応答、またはより特定的には画素電極の電界を検出する−フォトンダイナミクスのＶＩＯＳ、または、電子ビームを用いてＴＦＴ応答を検出するＡＫＴのセンサヘッドのような画像センサヘッドを用いて観察されかつ記録される。（ＶＩＯＳをも散る場合は）ＣＣＤカメラ、または（電子ビームを用いる場合は）検出器のような撮像装置が、観察された応答を記録するために用いられる。図２に示されるように、画像センサヘッドは、典型的に、被試験パネル（ＰＵＴ）よりも小さい。ガラスプレート上の全てのパネルを試験するために、画像センサヘッドは、パネルに対して移動しなければならず、各位置において、上述のように画像を取得する。フォトンダイナミクスのＶＩＯＳシステムは、パネルの欠陥の電圧マップ（voltage map：ＶＭ）画像を生成する。電圧マップは、パネルの座標空間における、検出された各欠陥の座標を特定し、修復および再調査システムのような、他のシステムによって容易に再配置され得るようにする。
【００１１】
図４は、ＬＣＤパネル１８上に配置された画像センサ３５の上面概略図である。ＬＣＤパネル１８は、Ｘpanel−Ypanel座標軸によって特定される平面に沿って配置されるように示される。画像センサ３５は、Ｘsensor−Ysensor座標軸によって特定される平面に沿って配置されるように示される。一方の平面を他方の平面に対して配置するために、（ｉ）（画素７０のような）既知のＬＣＤ画素と（画素６０のような）既知の画像センサ画素との間のＸおよびＹオフセット、ならびに（ｉｉ）画像センサのＸ−Ｙ軸とＬＣＤパネルのＸ−Ｙ軸との間の回転角のような、３つの自由度が必要とされる。
【００１２】
図５は、先行技術において公知であるような、電圧マップを生成するためのシステムのさまざまな要素間の制御およびデータの流れを示す。パターン生成器１００は、ＰＵＴに対する駆動パターンを提供する。その後、ＶＩＯＳ１０２は、そのＣＣＤカメラを用いて、ＰＵＴの電圧画像を生成する。生成された電圧画像は、測定画像および較正画像を含む。プレートの試験の開始において、機械的画素マップ（mechanical pixel map：ＭＰＭ）、光学補正データ、および位置調整情報が、それに応答してダイナミック画素マップ１０６を生成するコンピュータに供給される。ＭＰＭは、パネルおよびプレートの位置調整マークおよび幾何学情報から抽出される。ダイナミック画素マップ（dynamic pixel map：ＤＰＭ）は、測定画像および較正画像とともに、その後、電圧マップを生成するための画像処理コンピュータ１０４によって用いられる。
【００１３】
図６Ａは、パネル１５０の上面概略図であり、先行技術において公知であるように、パネルの対角線上に対向する２つの角に配置された、パネルアライメントマスク１５２および１６２を含む。アクティブ表示領域１６０内の画素は、パッド２００，２０２，２０４，２０６に結合された信号ラインを用いて活性化される。また、パネルスクライブライン１５６も図６に示される。ＬＣＤ画素電極についての幾何学情報は、画素サイズおよびＸおよびＹの画素アレイのピッチ、ならびにアライメントマークに対するそれらの位置関係を含む。図６Ｂは、行１７２，１７４と列１８２，１８４，１８６，１８８との交点に配置された８つの画素を含むものとして示される、アクティブ表示領域１６０の領域１７０の拡大図である。各パネルについて、試験システムは、アライメントマークの相対位置および方向を測定し、そしてパネルのＸ，Ｙ位置および回転を演算する。システムの機構の典型的な精度は、およそ２０μｍであり、一方典型的なＬＣＤ画素電極は、およそ１００μｍ×３００μｍ幅である。光補正データは、システムの設定の間蓄積される。このような光補正データは、たとえば、（ｉ）画像センサヘッド全体に対する撮像カメラの回転および位置、（ｉｉ）試験システム内のＸ−Ｙ方向における画像センサヘッドの移動に対する画像センサヘッドのホームポジションおよび回転、（ｉｉｉ）ひずみのような他の光学情報、および（ｉｖ）ステージ誤差を含む。ＤＰＭは、これらの情報を用いて生成される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
ＤＰＭは、ＡＣを案内して各ＬＣＤ画素電極の中央位置を見出すための仮想座標系を提供し、それにより、ＶＭ画像が真の電圧情報を提示できるようにする。ＶＭ画像は、欠陥の正確な性質を決定するために、追加的な処理を受ける。このように、ＤＰＭの精度は、電圧値に影響を与え、したがって欠陥検出性能にも影響を与える。
【００１５】
典型的に、ＤＰＭは、ＬＣＤ画素電極の寸法範囲内、たとえば、１００〜１０μｍの範囲内まで正確でなくてはならない。図５に示されるような、従来のＤＰＭ処理シーケンスは、測定またはＬＣＤ画素アレイ自体の画像から抽出される位置データの自動取り込みをすることができない。たとえば、１つの公知の方法においては、ユーザが、ＬＣＤ画素電極アレイの電圧画像に一致するように、手動で理想ＤＰＭグリッドを調整する。この方法は、試験されるいずれのプレートについて繰り返されるので、退屈で時間を消費する。しばしば、時間制約のために、この方法は一度だけ実行され、結果として得られるマップは、たとえ前の結果が妥当でなくても、後続のプレートに対して再使用される。精度は、ユーザの一貫性および判断にも依存する。
【００１６】
隣接するＬＣＤ画素間の十分な信号コントラストを提供することは、他よりも、特定のＬＣＤパネル構成を達成するために容易である。従来の格子状パターンが、２つの分離したゲート入力（「偶数ゲート（gate even）」ＧＥ２００および「奇数ゲート（gate odd）」ＧＯ２０２）および２つの分離したデータ入力（「偶数データ（data even）」ＤＥ２０４および「奇数データ（data odd）」ＤＯ２０６）を駆動するために用いられる短絡バーを含む、２ゲート２データ（2-gate-2-data：２Ｇ２Ｄ）パネル１５０（図６Ａ参照）に適用され得る。アレイ試験および処理の後で、かつ最終フラットパネルディスプレイ製品えの組立ての前に、パネルは、パネルスクライブライン１５６に沿って切断され、短絡バーパターンおよびアライメントマークが取り除かれる。図７は、ゲートライン２０８を駆動するための単一の短絡バーおよびデータ入力ライン２１０を駆動するための単一の短絡バーを含む、１ゲート１データ（１Ｇ１Ｄ）パネル１８０の上面概略図である。１Ｇ２Ｄのような他のパターンも可能である。
【００１７】
図８Ａは、図６Ａに示されるパネル１５０のような、２Ｇ２Ｄパネルに印加され、格子状パターンを生成する電圧信号を示す。図８Ｂは、図８Ａの格子状駆動信号に応答した、隣接画素間のコントラストを示す。２Ｇ２Ｄパネルにおいては、アレイの行および列を交互に駆動する、２つの独立したデータ駆動信号および２つの独立したゲート駆動信号があるので、１つのデータ／ゲート対（たとえば、ＧＯ２０２およびＤＯ２０４）は、第２のデータ／ゲート対（ＧＥ２００およびＤＥ２０６）とは異なるパターンおよびシーケンスで駆動され得る。より具体的には、奇数の行および列はハイで駆動され、一方偶数の行および列はローで駆動され得る。たとえば、１つのＬＣＤ画素電極は、ＸおよびＹ方向のその近隣が負に帯電されている間に正に帯電され、負に帯電された画素の各々は、ＸおよびＹにおいて、同様に正に帯電された画素によって取り囲まれる。したがって、各画像センササイトについてのピーク平均電圧は、ＣＣＤ電圧画像から演算され得、それによって、ＤＰＭを調節するために用いられる結果を提供する。結果として、格子状パターンにおいて、ＸおよびＹの両方向の隣接するＬＣＤ画素電極は、互いに区別され得る。このアプローチの１つの欠点は、（ｉ）ＬＣＤパネルの特定の種類に限定されること、および（ｉｉ）所望の精度を達成するために、非常に多くのデータサンプルおよび／または追加的な信号−ノイズフィルタリングアルゴリズムが必要とされることであり、−これらの両方は、より多くの時間を必要とする。図８Ｃは、ＸＸまたはＹＹ方向のいずれかに沿って、図８Ｂの画素によって受信された電圧を示す。図８Ｄは、図８Ｃのパネル画素の応答を記録する、関連したカメラ画素を示す。図８Ｅは、図８Ｄのカメラ画素の出力信号を示す。信号の劣化に寄与するさまざまな要因によって、正味の信号は、図８Ｂ〜図８Ｅに示されるよりは明白ではないかもしれないが、依然として読み取り可能である。
【００１８】
ＬＣＤ画素電極は、比較的鮮明な物理的境界を有するが、画素を取り囲む支援回路は、非常に狭い（たとえば、およそ１０から２０μｍ幅のラインが、およそ同じまたはより少ないスペースにある）。画素間の距離もまた短く、すなわち、数十μｍである。このような短い距離は、画素内の電荷を隣接する支援回路に流出させてしまうかもしれない。ＬＣＤ画素電極の電荷は、電極の端部において、局部的な電界効果も生じさせ、それは隣接する電極における電荷の分布を変形し、したがって、撮像カメラによって映し出され得るように、全体の信号の不均一な分布をもたらす。
【００１９】
図７のパネル１８０のような、１Ｇ１Ｄパネルの単一のゲートおよびデータ駆動入力は、全てが同じように応答するＬＣＤ画素電極をもたらす。図９Ａは、１Ｇ１Ｄパネルに印加されるゲートおよびデータ電圧信号を示す。図９Ｂは、図９Ａの駆動信号に応答する、画素間のコントラストを示す。図９Ｂから理解されるように、画素は互いに容易には区別できない。図９Ｃは，ＸＸまたはＹＹ方向のいずれかに沿った図９Ｂの画素によって受容された電圧を示す。図９Ｄは、図９Ｃのパネル画素の応答を記録する、関連したカメラ画素を示す。図９Ｅは、図９Ｄのカメラ画素の出力信号を示す。信号の劣化に寄与するさまざまな要因によって、１つのＬＣＤ画素電極から他のＬＣＤ画素電極への信号は、事実上区別することができない。
【００２０】
ＬＣＤ画素電極の画像または測定は、回転パラメータについて、プレートまたはパネルのアライメントマークよりは信頼できる値を提供するが、ＬＣＤ画素アレイからの情報の精度は、画像または測定の解像度が、ＬＣＤ画素電極を互いに区別することができるか否かによって影響される。画像または測定の解像度は、さらに、いくつかの影響要因に依存する。第１は、位置決めシステムの光学系である。第２は、隣接するＬＣＤ画素電極間の信号コントラストである。第３は、不完全な材料および／または電気的効果による、所与の１つの画素電極にわたるおよび画素電極間の信号の歪みである。第４は、不完全な位置決めシステムによる、所与の１つの画素電極にわたるおよび画素電極間の信号の劣化である。
【００２１】
画像または測定の解像度は、ＬＣＤ画素電極およびカメラＣＣＤ画素の相対サイズ、ならびにカメラ画素電極とＬＣＤ画素電極との間に存在する光学系についての強い依存性を有する。ＣＣＤ画素は、典型的には、およそ１０から１５μｍの大きさであり、一方その投影された画像は、およそ３０から４０μｍの大きさである。ＬＣＤ画素電極は、典型的には、約１２１μｍ×３６３μｍの大きさである。したがって、もし光学系が良好に配置されていれば、ＬＣＤ画素電極は、カメラおよびその光学系によって、互いに容易に区別することができるであろう。しかしながら、ＬＣＤ画素電極およびカメラ画素電極の両方は通常のアレイであり、２つのアレイは異なるピッチおよび周期性を有しているので、特にそれぞれのアレイのピッチが互いに対してそろっていない場合は、モアレ、または干渉パターンが生じる。さらに、一方のアレイの他方に対するわずかな回転は、干渉パターンを生じる。これは、アレイ内のＬＣＤ画素電極からの不均一信号強度をもたらす。
【００２２】
検査および試験における１つの試みは、センサのデジタルカメラに対するＬＣＤ画素電極の位置を決定し、捕捉された可視表示または電圧画像がさらに処理されて欠陥情報を抽出できるようにすることである。画像が処理されて欠陥が検出されると、ＬＣＤ画素電極と欠陥との間のマッピング情報が用いられ、再調査および修復システムのような、他のシステムにおけるさらなる使用のために、欠陥および位置を特定し得る。電圧画像からの詳細な欠陥情報の抽出は、ＬＣＤ画素電極位置の正確な知識を必要とする。さらに、ＬＣＤ画素電極の場所を決定することは、画像センサヘッド上の基準位置に対する画像センサヘッドのカメラアレイの物理的相関関係またはマッピング、および、パネル上の位置に対するセンサヘッドの位置の後続的な関連付けまたはマッピングを必要とする。
【００２３】
センサヘッド全体に対するシステムの撮像カメラのマッピングは、典型的には、初期設定において完了され、その後、時々、たとえば数ヶ月に１回チェックされる、システムの較正手順の一部である。しかしながら、パネルに対するセンサヘッドの場所を決定することは、各パネルの試験の前に完了されなければならない。さらに、典型的なＴＦＴ画素電極は、およそ１００μｍ×３００μｍである。したがって、ＬＣＤ画素の位置の精度は、たとえば、１０から１００μｍの範囲内で決定されなくてはならない。多くの製品の大量生産の場合のように、フラットパネルディスプレイの製造メーカは、高スループットまたは高速タクトタイム（TACT time）をますます必要とする。したがって、パネルの位置調整または較正にかかる時間は、理想的には短くされ続けられるべきである。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
発明の簡単な要約
本発明の１つの実施形態に従う、検出ヘッドの位置に対するフラットパネルディスプレイの位置を決定する方法は、一部分に、パネル上に形成される画素に結合された多数のゲートラインに第１の信号を印加すること、第１の信号に対するゲートラインの応答を捕捉すること、パネルを形成する画素に結合された多数のデータラインに第２の信号を印加すること、第２の信号に対するデータラインの応答を捕捉すること、第１および第２の応答を組み合わせて組み合わされた応答を生成すること、および、組み合わされた応答を用いてゲートラインとデータラインとの交点を決定することを含む。交点は、画素の位置を表わす。いくつかの実施形態においては、方法は、画素の位置を用いて、検出ヘッドに対するフラットパネルディスプレイのオフセットおよび角度の値を決定することをさらに含む。
【００２５】
本発明の１つの実施形態に従う、フラットパネルディスプレイの画素位置を決定するように動作する装置は、一部分に、信号生成器と、検出ヘッドと、コンピュータシステムとを含む。信号生成器は、パネルを形成する画素に結合された多数のゲートラインおよびデータライン、第１の信号に対するゲートラインおよびデータラインの応答を捕捉するように動作する検出ヘッド、およびコンピュータシステムに信号を供給するように動作する。コンピュータシステムは、ゲートラインおよびデータラインの応答を組み合わせて組み合わされた応答を生成するモジュールと、その組み合わされた応答を用いてゲートラインとデータラインとの交点を決定するモジュールとを有する。交点は、画素の位置を表わす。いくつかの実施形態においては、装置は、画素の位置を用いて、検出ヘッドに対するフラットパネルディスプレイのオフセットおよび回転の値を決定するモジュールをさらに含む。
【００２６】
本発明の１つの実施形態に従う、フラットパネルディスプレイの多数のパネルにおいて形成される画素の位置を特定する方法は、一部分に、パネルの少なくとも１つの端部に沿って配置される画素が、パネルのその端部に沿って位置付けられていない残余の画素のサブセットの画像コントラストとは異なった画像コントラストを示すように、パネルの１つに電圧を供給すること、および、その画像コントラスト間の違いを用いてパネルの画素の位置を特定することを含む。
【００２７】
本発明の１つの実施形態に従う、フラットパネルディスプレイの１つまたはより多くのパネル上に形成された画素の位置を特定するように動作する装置は、一部分に、信号生成器と、検出ヘッドと、コンピュータシステムとを含む。信号生成器は、少なくとも１つのパネルに電圧信号を供給する。検出ヘッドは、パネル上に配置された画素の、１つまたはより多くの電圧画像を捕捉する。捕捉された電圧画像は、パネルの少なくとも１つの端部に沿って配置された画素に関連した第１のコントラストを示す。捕捉された電圧画像は、パネルの残余の画素に関連した第２のコントラストを示す。コンピュータシステムは、第１および第２のコントラスト間の違いを用いて、パネルの画素の位置を特定する。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】先行技術において知られているような、フラットパネル上の多くの例示的な欠陥を示す図である。
【図２】先行技術において知られているような、欠陥を検出するためにパターン化されたガラスプレート上を移動する、例示的なカメラおよび例示的な変調器を示す図である。
【図３Ａ】パターン化されたガラスプレート上を移動する、図２の例示的なカメラおよび例示的な変調器の正面図である。
【図３Ｂ】欠陥を検出するためにパターン化されたガラスプレート上の近傍に配置された、図２の例示的なカメラおよび例示的な浮遊式変調器を示す図である。
【図４】ＬＣＤパネルの上方に配置された画像センサの上面概略図である。
【図５】先行技術において知られているような、電圧マップを生成するためのシステムのさまざまな要素間の制御およびデータの流れを示す図である。
【図６Ａ】ＴＦＴアレイ、パネル基準マーク、およびアレイを試験するために用いられる２Ｇ２Ｄ短絡バーを含む、例示的なパネルを示す図である。
【図６Ｂ】図６Ａのパネルの領域の拡大図である。
【図７】ＴＦＴアレイ、パネル基準マーク、およびアレイを試験するために用いられる１Ｇ１Ｄ短絡バーを含む、例示的なパネルを示す図である。
【図８Ａ】先行技術において知られているような、格子状パターンを生成するために、図６Ａの２Ｇ２Ｄパネルに印加される例示的な電圧を示す図である。
【図８Ｂ】図８Ａに示される例示的な電圧の印加からもたらされる、画素電極の格子状パターン電圧マップを示す図である。
【図８Ｃ】ＸＸまたはＹＹ方向のいずれかに沿った図８Ｂの画素によって受容される例示的な電圧を示す図である。
【図８Ｄ】図８Ｃのパネル画素の応答を記録する関連したカメラ画素を示す図である。
【図８Ｅ】図８Ｄのカメラ画素の出力信号を示す図である。
【図９Ａ】先行技術において知られているような、図７に示される１Ｇ１Ｄパネルに印加される例示的な電圧を示す図である。
【図９Ｂ】図９Ａに示される例示的な電圧の印加からもたらされる、画素電極の空間電圧マップを示す図である。
【図９Ｃ】ＸＸまたはＹＹ方向のいずれかに沿った図９Ｂの画素によって受容される電圧を示す図である。
【図９Ｄ】図９Ｃのパネル画素の応答を記録する関連したカメラ画素を示す図である。
【図９Ｅ】図９Ｄのカメラ画素の例示的な出力信号を示す図である。
【図１０Ａ】本発明の１つの実施例に従う、フラットパネルディスプレイの画素の位置を決定するために印加される信号の例示的なタイミング図である。
【図１０Ｂ】本発明の１つの実施形態に従う、図１０Ａに示される電圧を受けるゲートラインおよびデータラインの例示的な画像である。
【図１０Ｃ】本発明の１つの実施形態に従う、図１０Ａに示される電圧を受けるゲートラインおよびデータラインの例示的な画像である。
【図１０Ｄ】本発明の１つの実施形態に従う、図１０Ａに示される電圧を受けるゲートラインおよびデータラインの例示的な画像である。
【図１０Ｅ】本発明の１つの実施形態に従う、図１０Ａに示される電圧を受けるゲートラインおよびデータラインの例示的な画像である。
【図１０Ｆ】本発明の１つの実施形態に従う、図１０Ａに示される電圧を受けるゲートラインおよびデータラインの例示的な画像である。
【図１０Ｇ】本発明の１つの実施形態に従う、図１０Ａに示される電圧を受けるゲートラインおよびデータラインの例示的な画像である。
【図１１Ａ】本発明の１つの例示的な実施形態に従う、電圧信号を用いて駆動されるデータラインおよびゲートラインを有するフラットパネルの一部のスクリーンショットである。
【図１１Ｂ】ＸおよびＹ方向に沿って撮影された、図１１Ａの画像の強度プロファイルである。
【図１１Ｃ】ＸおよびＹ方向に沿って撮影された、図１１Ａの画像の強度プロファイルである。
【図１２Ａ】本発明の１つの例示的な実施形態に従う、フラットパネル平面とカメラ平面との間のオフセットの量を決定するための例示的なプロセスを示す図である。
【図１２Ｂ】本発明の１つの例示的な実施形態に従う、フラットパネル平面とカメラ平面との間のオフセットの量を決定するための例示的なプロセスを示す図である。
【図１２Ｃ】本発明の１つの例示的な実施形態に従う、フラットパネル平面とカメラ平面との間のオフセットの量を決定するための例示的なプロセスを示す図である。
【図１３Ａ】本発明の１つの例示的な実施形態に従う、フラットパネル平面とカメラ平面との間の回転角を決定するための例示的なプロセスを示す図である。
【図１３Ｂ】本発明の１つの例示的な実施形態に従う、フラットパネル平面とカメラ平面との間の回転角を決定するための例示的なプロセスを示す図である。
【図１３Ｃ】本発明の１つの例示的な実施形態に従う、フラットパネル平面とカメラ平面との間の回転角を決定するための例示的なプロセスを示す図である。
【図１３Ｄ】本発明の１つの例示的な実施形態に従う、フラットパネル平面とカメラ平面との間の回転角を決定するための例示的なプロセスを示す図である。
【図１４】本発明の１つの例示的な実施形態に従う、電圧マップを生成するためのシステムのさまざまな要素間の制御およびデータの流れを示す図である。
【図１５】本発明の１つの例示的な実施形態に従って用いられる、画像処理コンピュータ６００を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
発明の詳細な説明
本発明の１つの実施形態に従えば、フラットパネル上に形成される画素の位置は、フラットパネル上および欠陥を検出するために用いられるカメラのような検出ヘッドの座標空間において、比較的迅速に決定される。画素位置を決定するために、２Ｇ２Ｄ、１Ｇ１Ｄまたはその他であり得るパネルの種類にかかわらず、パネルの画素の位置（または、より具体的には、画素における特徴点、たとえば、中心または角の位置）を表わす、より鮮明で、よりはっきりとした信号を提供するように設計された信号駆動パターンがパネルに印加される。その後、フラットパネル画素電極についての位置情報が抽出され、カメラの画素の座標空間において評価される。カメラの画素に対するＬＣＤ画素のオフセットおよび回転の決定は自動化され、それによって、タクトタイムを改善する。パネルの画素位置と検出ヘッドによって捕捉された画像とを用いてパネルから抽出される欠陥情報は、再調査または修復システムのような他のシステムへ引き続いて移植される。
【００３０】
以下においては、パネル画素電極の語句は、ＬＣＤ画素（またはＬＣＤ画素電極）と相互変換可能に用いられて、試験を受けるパネル上に形成されるＴＦＴ電極回路を称することが理解される。画像センサ画素、カメラ画素、またはＣＣＤ画素もまた相互変換可能に用いられ、パネル画素電極の画像を捕捉する（カメラとも称される）画像センサアレイの一部を称することも理解される。さらに、ＬＣＤ空間はＬＣＤの画素電極座標によって定義され、ＣＣＤ空間は関連するカメラのＣＣＤ座標によって定義されることが理解される。以下の説明はＣＣＤカメラまたはＣＣＤ画素を参照して提供されるが、本発明の実施形態は、ＣＭＯＳなどの他のセンサアレイを含むカメラセンサにも、等しく適用することがさらに理解される。
【００３１】
本発明の１つの実施形態に従えば、画素を励起することなく、信号駆動パターンがゲートラインおよびデータラインに印加される。ゲートラインおよびデータラインは、パネル画素と同じ周期性またはピッチを有するが、ゲートラインおよびデータラインはカメラ画素よりも狭い寸法を有するので、それらはより鮮明でかつよりはっきりとした信号を提供する。ゲートラインとデータラインとの交点は、画素の位置についての情報を提供する。画素位置は、後続的に用いられて、ダイナミック画素マップ（dynamic pixel map：ＤＰＭ）を生成する。
【００３２】
図１０Ａは、本発明の１つの例示的な実施形態に従う、パネルのゲートラインおよびデータラインに印加される駆動パターンを示す。さまざまな駆動電圧のタイミングは、選択されたフレームレートにおける画像のカメラの記録と関連する。図１０Ａに示されるように、データラインはフレーム１の間、正の電圧に駆動され、一方ゲートラインは接地電位に保持される。フレーム１の期間の満了前に、カメラが起動されて、図１０Ｂのような画像が記録される。図１０Ｅにおける５つの点線は、図１０Ａに示される電圧パターンを受ける、５つの例示的なデータラインを示す。
【００３３】
フレーム２の間、データラインは接地電位が供給され、一方、ゲートラインは非ゼロ電圧で駆動される。フレーム２の満了の前でかつ駆動電圧がゲートラインを帯電した後に、カメラが起動されて、図１０Ｃに示すような他の画像が記録される。図１０Ｆにおける２つの点線は、図１０Ａに示される電圧パターンを受ける、２つの例示的なゲートラインを示す。
【００３４】
ゲートおよびデータ駆動パターンは、何回か繰り返されて、図１０Ｂおよび図１０Ｃに示されるものと同様の画像が集められる。これらの結果は、その後組み合わされて、図１０Ｄに示されるような合成画像を形成する。図１０Ｇは、図１０Ｅおよび図１０Ｆのデータラインおよびゲートラインの１０個の交点を示す。これらの１０個の交点は、ＬＣＤ画素の角の位置を定義する（または、代替的には、それらは、ＬＣＤ画素の中心の位置を決定するために用いられる）。ゲートラインおよびデータラインのドライバ間の異なるシーケンス、ゲートラインおよびデータラインのドライバ間の異なるタイミング、または異なる電圧を有し得る他のゲート／データライン駆動パターンが用いられてもよい。他の実施形態においては、ゲートラインおよびデータラインは、画素が帯電（励起）されないかぎり、同時に駆動されてもよい。さらに、図１０Ｄに示される合成画像は、多くの異なる手法で生成されてもよい。たとえば、１つの実施形態においては、多数のデータラインおよびゲートラインは、それらが関連する画像の捕捉および処理が可能となるように、独立して駆動される。その後、これらの画像が組み合わされて、それらの交点を位置付ける。他の実施形態においては、データラインの画像は、ゲートラインの画像と組み合わされて、それらの交点を位置付ける。
【００３５】
図１１Ａは、本発明の１つの例示的な実施形態に従う、電圧信号を用いて駆動されるデータラインおよびゲートラインを有するフラットパネルの一部のスクリーンショットである。図１１Ｂおよび図１１Ｃは、Ｘ方向（データライン）およびＹ方向（ゲートライン）に沿って撮影された図１１Ａの画像の強度プロファイルである。図１１Ｂおよび図１１Ｃにおける周期的な最大は、データラインおよびゲートラインの位置をそれぞれ表わす。データラインとゲートラインとの交点の場所は、それがデータ信号とゲート信号との合計であるので、合成デジタル画像におけるラインに沿った強度最大の位置によって特定することができる。
【００３６】
データライン幅およびゲートライン幅は、カメラ画素幅よりも小さいので、それらの信号の大部分は単一のカメラ画素内に分配され、そのため、モアレ効果によるいかなる電位シフトも比較的容易に認識される。さらに、ゲートラインおよびデータラインは、全体的にパネル画素電極より小さい断面を有しており、かつ、互いに遠くに離れているので、それらはより小さい電荷密度および低減された電界干渉効果を有する。したがって、本発明の実施形態に従えば、集中した電荷により生じるフリンジ領域効果は大幅に弱められる。
【００３７】
本発明の他の実施形態に従えば、拡張された演算技術は、（画像センサによって測定されたピッチと、パネルの幾何学的仕様とを比較することによって）、パネル画素位置を用いたカメラ画素平面に対するパネル画素平面の回転角およびオフセットの決定とともに、画像センサヘッドの倍率の決定を可能とする。言い換えれば、上述のようなまたは他の技術（たとえば、チェッカーボードまたはライブ駆動パターニング（live driving patterning））を用いて決定されたパネル画素位置は、ステージ誤差、光学系による誤差などを補正するために用いられ得る。これは、ひいては、ステージおよび光学系の要件の緩和を可能とする。
【００３８】
図１２Ａは、−画素３０２1，３０２2，３０２3が成形され、それらの位置がパネル３００のＸＹ平面と撮像カメラとの間のオフセットおよび回転角を決定するために用いられる−多くの例示的なシェブロン（Chevron）（登録商標）を有するＬＣＤパネル３００を示す。画素のような、パネルの繰り返し特性のテンプレートが、サイトの画像から抽出される。サイトは、その画像が撮像カメラによるシングルショット内に捕捉され得るパネルの領域を称するように理解される。（たとえば、撮像カメラがスキャンを開始する）パネルの角にたとえば位置する画素３０２1のようなＬＣＤ画素が、基準画素として選択される。対応するカメラ画素３０２1の予測位置も、図１２Ａに示される。次に、図１２Ｂに示されるような、繰り返されるＬＣＤ画素電極の画像テンプレート３５０が構築される。図１２Ｂにおける各正方形は、カメラ画素を表わす。カメラ画素３０２2の位置は、点線の正方形を用いて図１２Ｂに示される。次に、コンバータシステムを用いて、テンプレート３５０が、（基準画素の位置に基づいた）予測場所に位置付けられ、テンプレートの実際の場所とその予測場所との間の差を演算する。テンプレートは、その後、条件が満たされるまで、規則的な手法でシフトされる。この条件は、たとえば、テンプレートの実際の場所とその予測場所との間の差が、しきい値によって定められる最小値に対応した場合に、満たされ得る。このような最小の差は、多くの手法で見出され得る。たとえば、テンプレートは、固定ステップで、開始点から４方向にシフトされてもよく、または、最小に対する差の収束を探索する計算を用いて決定されるインクリメントおよび方向にシフトされてもよい。任意の他の画素形状が用いられてもよいし、任意の他の画素が基準画素電極として用いられてもよいことが理解される。（図１２Ｃに示されるような、カメラ画素の実際の位置３０２1と予測位置３０２2との差に対応する）テンプレートの実際の場所とその予測場所との間の差は、そのような条件が満たされる場合に、Ｘ−Ｙ平面におけるＬＣＤとカメラとの間のオフセットを表わす。図１２Ａを参照して、基準ＬＣＤ画素電極の位置は、しばしば、ＬＣＤ画素サイズの少なくとも半分（典型的には、５０から１００μｍ）以内であることが知られている。本発明の実施形態に従えば、ＸＹオフセットは、二次元補間が用いられる場合は、カメラ画素サイズと同じまたはより小さいものとして決定され得る。本発明の他の実施形態に従えば、オフセットを決定するために、多くのサブ領域、たとえば５つが、パネル上のサイトから選択される。選択領域に位置付けられる画素の測定位置と予測位置との間の平均偏差は、その後、オフセットを決定するために用いられる。
【００３９】
図１３Ａ〜図１３Ｄは、本発明の他の例示的な実施形態に従う、ＬＣＤパネルとカメラ画像アレイとの間の回転角を決定するための方法を概略的に示す。オフセットの測定と同様に、方法は、ＬＣＤ画素アレイの繰り返しパターンを用いる。回転を決定するために、図１３Ａのような、ＬＣＤ画像サイト４００が捕捉される。次に、捕捉された画像領域内のサブ領域４０２のようなサイトサブ領域が、基準サイトとして選択される。サブ領域は、たとえば、サイト画像の１つの角に配置され得、１００カメラ画素幅に対して、たとえば、１００×１００のカメラ画素である領域にわたる。次に、図１３Ｃに示されるように、基準サブ領域画像の画像４０４が、画像４０４が繰り返されると予測される位置に、（たとえば、カメラのＸ軸に沿って）横方向に配置される。図１３Ｃは、パネルおよびＣＣＤカメラのＸ−Ｙ座標軸も示す。その後、基準サブ領域４０２と、その予測される場所におけるサブ領域画像４０４との間の差が演算される。基準サブ領域は、その後、条件が満たされるまで、（たとえば、カメラのＹ軸に沿った）横移動方向に対して９０°の方向に、規則的な手法でシフトされる。この条件は、たとえば、この差が、しきい値によって定められる最小値に対応する場合に満たされ得る。図１３Ｄにおいてαとして示される回転角は、最小値を生じる基準サブ領域画像４０４の最終場所、基準画像４０２のもとの場所、および基準画像４０４の予測場所によって定められる。本明細書で説明されるような回転角アプローチの精度は、部分的に、２つのサブ領域間の距離、サブ領域の大きさ、および補間分解能によって定められる。１つの例においては、約０．０５５分または２μｍの精度が達成される。最小偏差は、多くの手法によって見出され得る。たとえば、基準画像は、たとえば、開始点から４方向に固定ステップでシフトされてもよく、または、最小に対する差の収束を探索する計算を用いて決定されるインクリメントおよび方向にシフトされてもよい。基準サブ領域は、異なる大きさを有してもよいし、異なるサイトに配置されてもよいことが理解される。
【００４０】
図１４は、本発明の１つの例示的な実施形態に従う、電圧マップを生成するためのシステム５００のさまざまな要素間の制御およびデータの流れを示す。パターン生成器４００は、試験におけるパネルの画素駆動パターンおよびライン駆動パターンを提供する。その後、ＶＩＯＳは、ＣＣＤカメラまたはその他であり得るそのカメラを用いて、試験における電圧画像、較正画像、および測定画像を生成する。画像処理コンピュータ５０６は、このデータを用いて、パネル画素の位置とともに、Ｘ−Ｙ平面におけるカメラの画像平面に対するパネルのオフセットおよび回転の量を決定する。ダイナミック画素マップ生成器５０８は、画像処理コンピュータ５０６からこの構成を受け、それに応じて、機械的画素マップ（ＭＰＭ）、光学補正データ、および位置調整情報を演算する。画像処理コンピュータ５０６は、ダイナミック画素マップ生成器５０８から、演算された機械的画素マップ（ＭＰＭ）、光学補正データ、および位置調整情報を受けて、電圧マップを生成する。
【００４１】
画像を用いたオフセットおよび回転についての演算回数は、初期画像の信号コントラストの品質に依存する。ＬＣＤパネルは繰り返しアレイを含むので、多くの信号拡張アルゴリズムのうちの任意の１つが適用され得る。より複雑なアルゴリズムまたはいくつかのアルゴリズムの直列適用が、低い信号コントラストを有する画像に対して必要とされる。
【００４２】
オフセットまたは角度のいずれかを決定するための画像の比較は、相互相関アルゴリズム、累積絶対値誤差（sum of absolute differences）アルゴリズム、または他の類似のアルゴリズムによって実行され得る。公知のように、相互相関は、以下で定義されるように、２つの画像Ｉ1（ｘ，ｙ），Ｉ2（ｘ，ｙ）の類似性の測定である。
【００４３】
【数１】
2012503797.tif 000003
【００４４】
ここで、ｎは各画像における画素の数であり、μ1，μ2，σ1およびσ2は２つの画像の平均および標準偏差である。パラメータｒは、−１と１との間で変化する。２つの画像が同じで場合は、ｒ＝１である。
【００４５】
図１３Ｃを参照して、２つの示されたサブ領域間の距離がＬＣＤ画素サイズの倍数である場合、２つのサブ領域の相互相関は、回転がないときに最大になる。回転がある場合、ピーク相互相関は、サブ領域画像４０４についての新しい場所にシフトされる。したがって、回転角は、サブ領域画像４０４のオフセットを見出すことによって検出される。相互相関がオフセットおよび回転を決定するために用いられる場合、最小点を見出す代わりに、最大点が探索される。
【００４６】
相互相関を実行することは時間がかかり得る。他の実施形態に従えば、オフセットまたは回転を決定するための画像の比較は、以下に定められる累積絶対値誤差（ＳＡＤ）を用いて達成され得る。
【００４７】
【数２】
2012503797.tif 000004
【００４８】
公知のように、ＳＡＤは０から無限大まで変化し得る。２つの画像が類似しているほど、ＳＡＤの値はより小さくなる。２つの画像が同じである場合、ＳＡＤ＝０である。図１３Ｄを参照して、回転誤差は、サブ領域４０４の最小ＳＡＤの場所を見出すことによって検出され得る。ＳＡＤアルゴリズムは高速であるが、相互相関アルゴリズムよりは精度が劣る。
【００４９】
図１５は、本発明の１つの実施形態に従って用いられる、画像処理コンピュータ６００を示す。画像処理コンピュータ６００は、バスサブシステム６０４を介して多くの周辺装置と通信する少なくとも１つのプロセッサ６０２を含むものとして示される。これらの周辺装置は、一部にメモリサブシステム６０８およびファイル記憶サブシステム６１０を含む記憶サブシステム６０６、ユーザインターフェース入力装置６１２、ユーザインターフェース出力装置６１４、ならびにネットワークインターフェースサブシステム６１６を含む。入出力装置は、データ処理システム６０２とのユーザ相互作用を可能にする。
【００５０】
ネットワークインターフェースサブシステム６１６は、他のコンピュータシステム、ネットワーク、および記憶リソース６０４へのインターフェースを提供する。ネットワークは、インターネット、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、広域ネットワーク（ＷＡＮ）、ワイヤレスネットワーク、イントラネット、プライベートネットワーク、公衆ネットワーク、スイッチドネットワーク、またはその他の適当な通信ネットワークを含み得る。ネットワークインターフェースサブシステム６１６は、他のソースからデータを受信するため、およびコンピュータ（データ処理装置）から他のソースへデータを送信するためのインターフェースとして機能する。ネットワークサブシステム６１６の実施形態は、イーサネット（登録商標）カード、モデム（電話、衛星、ケーブル、ＩＳＤＮなど）、（非同期）デジタル加入者回線（digital subscriber line：ＤＳＬ）ユニットなどを含む。
【００５１】
ユーザインターフェース入力装置６１２は、キーボードや、マウス、トラックボール、タッチパッド、またはグラフィックスタブレットのようなポインティングデバイス、スキャナ、バーコードスキャナ、ディスプレイに組み込まれたタッチスクリーン、音声認識システム、マイクロフォンのような音声入力装置、および他の種類の入力装置を含み得る。一般的に、入力装置の語句の使用は、処理装置へ情報を入力するための全ての可能な種類の装置および手法を含むことが意図される。
【００５２】
ユーザインターフェース出力装置６１４は、表示サブシステム、プリンタ、ファックス機、または音声出力装置のような非可視表示を含み得る。表示サブシステムは、ブラウン管（ＣＲＴ）、液晶ディスプレイ（liquid crystal display：ＬＣＤ）のようなフラットパネル装置、または投影装置であり得る。一般的に、出力装置の語句の使用は、処理装置から情報を出力するための全ての可能な種類の装置および手法を含むことが意図される。
【００５３】
記憶サブシステム６０６は、本発明の実施形態に従う機能を提供する基本プログラムおよびデータ構造を記憶するように構成され得る。たとえば、本発明の１つの実施形態に従えば、本発明の機能を実現するソフトウェアモジュールが、記憶サブシステム６０６内に記憶され得る。これらのソフトウェアモジュールは、プロセッサ６０２によって実行され得る。記憶サブシステム６０６は、本発明に従って用いられるデータを記憶するための保存場所も提供し得る。記憶サブシステム６０６は、たとえば、メモリサブシステム６０８およびファイル／ディスク記憶サブシステム６１０を含み得る。
【００５４】
メモリサブシステム６０８は、プログラム実行の間の指令およびデータの記憶のための主ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）６１８、ならびに、固定された指令が記憶された読取専用メモリ（ＲＯＭ）６２０を含む、多くのメモリを含み得る。ファイル記憶サブシステム６１０は、プログラムファイルおよびデータファイルについての持続性（不揮発性）記憶を提供し、ハードディスクドライブ、関連したリムーバブル媒体を伴ったフロッピディスクドライブ、コンパクトディスク読取専用メモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）ドライブ、光学ドライブ、リムーバブル媒体カートリッジ、および他の類似の記憶媒体を含み得る。
【００５５】
バスサブシステム６０４は、処理装置の様々な要素およびサブシステムが互いに通信できるようにするための機構を提供する。バスサブシステム６０４は、単一バスとして概略的に示されるが、バスサブシステムの代替的な実施形態は、マルチバスを利用し得る。
【００５６】
処理装置は、パーソナルコンピュータ、ポータブルコンピュータ。ワークステーション、ネットワークコンピュータ、メインフレーム、キオスク、または他のいかなるデータ処理システムを含む様々な種類のものであり得る。コンピュータシステ６００の説明は、一例として意図されるのみであることが理解される。図１５に示されたシステムよりも多くの要素、またはより少ない要素を有する多くの他の構成が可能である。
【００５７】
本発明の実施形態は、多くの利点を提供する。第１に、上述のように、ゲート／データラインと周囲の画素領域との間のより高いコントラストが、従来技術よりも正確な、パネルとカメラとの間のオフセットおよび回転の測定を可能にする。第２に、ゲートライン、データラインおよびそれらの交点は、パネル画素電極と同じ周期性またはピッチを有するので、これらのラインの電圧画像は、パネル画素電極のピッチおよび周期性だけでなく、パネル画素電極中心の場所も、公知技術よりも精度の高く決定するために用いられ得る。第３に、画像センサヘッドによって測定されるような画素ピッチとパネルの幾何学的仕様との比較は、画像センサヘッドの光学倍率の測定を提供する。これは、ひいては、センサヘッドの光学要件の緩和を可能にする。
【００５８】
本発明の他の実施形態に従えば、パネル端部が検出される。これを達成するために、パネル内の全てのＬＣＤ画素が、パネルの最外部周辺とパネル自体の活性化領域（たとえば、図６Ａ、図６Ｂおよび図７参照）との間の高いコントラストを生成する電圧で帯電される。このような態様でパネルを駆動することは、パネル端部（ずなわち、活性化領域の境界）の鮮明な描写を可能とする。画像処理アルゴリズムおよび機械的画素マップを用いて、このような実施形態は、格子状パターンを用いることができない場合（たとえば、１Ｇ１Ｄパネル）に、画素中心の場所を決定するために用いられ得る。このような実施形態においては、プローブフレームが駆動電圧を供給する接触パッドが、活性化領域の近くに位置付けられる。パネルの一方側に全体の活性化領域を見ることができない場合は、パネルの残りの端部が、画素マップを決定するために用いられ得る。
【００５９】
上記の説明は、ＶＩＯＳ技術を用いる電気光学試験法を参照して与えられるが、本発明の実施形態は、複雑でかつ高価な較正プレートを必要とする電子ビーム技術を用いるＴＦＴアレイを試験することにも等しく適用可能である。さらに、データライン信号およびゲートライン信号は、印加電圧の関数として線形に変化するので、本発明の実施形態は、電子ビームテスタ、ＶＩＯＳテスタなどにおける、電圧感度較正のために用いられ得る。
【００６０】
本発明に従えば、ゲートラインおよびデータラインへの電圧印加に応答して得られる電圧画像は、典型的に良好な信号コントラストを有するので、マッピングプロセスは、十分に高速であり、全体のタクトタイムを大きく悪化することなく、パネルごとに適用され得る。マッピングプロセスがプレートごとに、かつより少なく実行される従来の方法とは異なり、本発明の実施形態は、マッピングにおける自動動的調整を提供する。言い換えれば、本発明の実施形態は、プレート内で生じる調整を提供する。従来の方法は、オフセットおよび回転の計算、ならびに最終ＤＰＭを達成するために、およそ、たとえば４から５秒を必要とし、一方、本発明の実施形態は、たとえば、１秒またはそれ未満で、より精度の高い演算を実行することができる。
【００６１】
本発明の上記の実施形態は、例示的であって限定するものではない。さまざまな代替物および均等物が可能である。他の追加、減少、または修正が本開示を考慮して明白であり、添付の特許請求の範囲の範囲内となることが意図される。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図８Ｄ】
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【図８Ｅ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図９Ｄ】
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【図９Ｅ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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【図１０Ｄ】
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【図１０Ｅ】
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【図１０Ｆ】
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【図１０Ｇ】
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【図１１Ａ−１１Ｃ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１２Ｃ】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１３Ｃ】
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【図１３Ｄ】
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【図１４】
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【図１５】
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【国際調査報告】
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