(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子ディスプレイ装置の画素欠陥検査方法であって、以下の工程を含むことを特徴とする、
電子ディスプレイ装置の表示画面と撮像手段の撮像素子との相対位置を、前記電子ディスプレイ装置の表示画面の画素の開口率をaとしたときにa×ｎが正の整数となるようなｎを用いて前記画素のピッチの１／ｎづつ変化させながら前記撮像手段で前記電子ディスプレイ装置の表示画面を撮像して該表示画面の複数の画像データを得る工程、
前記画素のピッチの１／ｎづつずらしたｎ枚の画像を用いて元の画像データに対して一辺についてｎ倍の解像度の画像を再構成してこの再構成した画像の画素の値について順次移動平均を取り、元の画像データに対して、一辺についてｎ倍の解像度の画像になるように複数の画像データを合成して該複数の画像データのそれぞれに含まれる撮像モアレを低減させた合成画像データを作成する工程、及び、
該合成画像データを用いて前記電子ディスプレイ装置の表示面の画素欠陥を検出する工程。
【請求項２】
前記相対位置を微小量変化させることは、水平及び／または垂直方向へ変化させることであることを特徴とする請求項１記載の電子ディスプレイ装置の画素欠陥検査方法。
【請求項３】
前記相対位置を微小量変化させることを、撮像素子を移動させることにより行うことを特徴とする請求項１記載の電子ディスプレイ装置の画素欠陥検査方法。
【請求項４】
前記相対位置を微小量変化させることを、被写体たる電子ディスプレイを移動させることにより行うことを特徴とする請求項１記載の電子ディスプレイ装置の画素欠陥検査方法。
【請求項５】
前記相対位置を微小量変化を、撮像素子を含むカメラ機構全体を移動させることにより行うことを特徴とする請求項１記載の電子ディスプレイ装置の画素欠陥検査方法。
【請求項６】
前記相対位置を微小量変化させるステップにおいて、１回の微小量変化で元の画像で生じる撮像モアレがもつ空間周波数のうち、１個、あるいは相異なる２個の撮像モアレ空間周波数成分の位相を１８０度反転させ、前記合成画像データを得るステップにおいて、前記微小量変化させるステップにおいて得た画像を元の画像データと合成することを特徴とする請求項１記載の電子ディスプレイ装置の画素欠陥検査方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子ディスプレイ装置の画素欠陥検査方法、および、電子ディスプレイ装置の製造方法に係り、特に、プラズマディスプレイやブラウン管などを撮像して検査する際に、欠陥の検出を容易にして検査の精度向上を図り、その欠陥を定量的に評価しうる画素欠陥検査方法、および、欠陥の修正を容易におこなえる電子ディスプレイ装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自発光型電子ディスプレイの代表的なものとしては、ブラウン管とプラズマディスプレイパネルがあり、これらは、テレビジョン受像機、コンピュータディスプレイなどに広く使用されている。
【０００３】
ところで、これらのディスプレイは、パネル上の蛍光体が発色する方法を取っているため、製造時には、パネルに蛍光体を均一に塗布する必要がある。製造工程で、塗布した蛍光体が欠落していると、発光しない画素欠陥が発生する。このような欠陥は、画面表示をしたときには、黒点として見え、ディスプレイの画像品質をおおきく損なうこととなる。
【０００４】
このため、従来は、蛍光体を塗布したあと、目視で、欠落した画素がないかどうか検査し、かつ、完成したディスプレイに対しても黒点がないかどうかを目視で検査してから、出荷していた。そして、欠陥が発見されたときには、全ての蛍光体を剥離して再び蛍光体を塗布しなおすという作業をおこなっていた。
【０００５】
従来、電子ディスプレイの画素数がそれほど多くないときには、目視検査でもさほどの作業上の困難はなかった。しかしながら、現在の高解像度のディスプレイでは、画素の数が何百万画素のオーダーになっているため、目視検査では、熟練検査員の不足、検査員の高齢化などから欠陥の見逃しが発生する。
【０００６】
また、目視で検査していたため、正確な欠陥位置がわからず、このため、欠落した部分に蛍光体を塗布する修正作業もできず、全ての蛍光体を塗布しなおすという無駄な作業が必要であった。また、目視検査では、画素欠陥の状況を定量的に評価したり、その状況を詳しくレポートすることはできず、欠陥の状況により、製造されたディスプレイを等級分けして出荷することもできなかった。
【０００７】
一方、製品自体の要請としては、無欠陥で高画質化、かつ品質の良い製品が求められているため、製造工程における画素欠陥の自動検出と修正が重要な課題となってきた。このような要請により、電子ディスプレイの製造工程における検査方法としては、固体撮像素子を用いたテレビカメラで、ディスプレイの画面を撮像して、それを画像処理し画素欠陥を自動検出する方法がおこなわれている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
この方法では、固体撮像素子の数がディスプレイの画素数よりも十分大きい場合には問題ないが、ディスプレイの画素数が多くなり、撮像素子の画素数とディスプレイの画素数が同じ程度になると、撮像した画面上にモアレ（撮像モアレ）が発生する。
【０００９】
このモアレは、撮像画像を標本化して画像処理する際に、ディスプレイの表示解像度に対して撮像素子の解像度が不足して、ナイキスト周波数以上の信号成分による折り返しひずみが発生することによるものである。
【００１０】
このため、従来は、撮像レンズをデフォーカスすることにより、ナイキスト周波数以上の信号成分を抑制し、モアレの発生を低減していた。ところが、レンズをデフォーカスすると、黒点のコントラストも低下するため、小さな黒点が検出できないなど、検出精度に悪くなるという問題点があった。
【００１１】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたもので、その目的は、電子ディスプレイを撮像して、その欠陥を検査するにあたり、発生するモアレを低減して、欠陥の発見を容易にして検査精度を向上させ、かつ、その画素欠陥を定量的に評価しうる画素欠陥検査方法を提供することにある。また、その目的は、ディスプレイの欠陥を容易に修正することができ、製造品を客観的に評価しうる電子ディスプレイ製造方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の電子ディスプレイ製造における画素欠陥検査方法に係る発明の第一の構成は、電子ディスプレイを撮像して、その撮像画像により、その電子ディスプレイの画素に生じる欠陥を検査する電子ディスプレイ製造における画素欠陥検査方法において、被写体たる電子ディスプレイと、撮像素子との相対位置を微小量変化させ、複数の撮像した画像データを得て、撮像時に生じる撮像モアレを低減させる様に、前記画像データを合成し、その電子ディスプレイの画素欠陥を検出するようにしたものである。
【００１３】
この検査方法により、被写体と撮像素子の相対位置を画素ピッチの何分の一かにずらして撮像する画素ずらし撮像により、撮像モアレがキャンセルされ、画素欠陥を自動検出することが容易になる。例えば、１／２画素ずらすことにより、撮像モアレの位相は、１８０度変化するので、ずらしてないときと、ずらしたときとの画像を加算することにより、モアレ成分をキャンセルすることができる。
【００１４】
撮像素子を１／２画素ずらすには、たとえば、ピエゾ圧電素子を用いた２軸テーブルに撮像素子を固定しておくことにより、微少に撮像素子を移動させ、画素ずらしをおこなうことができる。また、１／２画素ずらしを水平・垂直方向に行うと、撮像画素数としては、４倍になり、解像度としては、ずらしのないときに比べ、２倍になり、モアレ低減とともに、高解像度化も同時に図ることができる。
【００１５】
上記目的を達成するために、本発明の電子ディスプレイ製造における画素欠陥検査方法に係る発明の第二の構成は、電子ディスプレイを撮像して、その撮像画像により、その電子ディスプレイの画素に生じる欠陥を検査する電子ディスプレイ製造における画素欠陥検査方法において、撮像により得られた画像データに対して空間微分処理をおこなうことにより画素欠陥位置を求めて、その画素欠陥の輝度値と、その画素欠陥の周りとの輝度値との比に定義される欠陥コントラストを求めて、その画素欠陥の定量的評価を行うようにした。
【００１６】
この検査方法では、上記で得られたモアレのない画像を、空間微分処理することにより、画素欠陥（黒点）を強調して検出し、欠陥コントラストを求める。また、その他に、欠陥位置、大きさ、欠陥密度なども自動計算することができる。
【００１７】
上記目的を達成するために、本発明の電子ディスプレイの製造方法に係る発明の構成は、パネルに蛍光体を含む電子ディスプレイの製造方法において、画素単位で蛍光体の欠落を検査し、その欠落が発見された部分に対して蛍光体を補填するようにした。
【００１８】
電子ディスプレイが、プラズマディスプレイ、ブラウン管である場合に、蛍光体塗布の後でこの検査をすると、蛍光体の塗布されていない画素の位置がわかるので、蛍光体のはいったマイクロシリンジを位置決めして、欠落した蛍光体を修正塗布することにより、画素欠陥をなくすことができる。
【００１９】
また、パネルに通電して点灯しておこなう検査工程で、この検査をおこなうことにより、画素欠陥の位置、個数、欠陥コントラスト、密度などから、客観的にディスプレイの等級を決めることができ、それらを記載したシールを添付して出荷すれば、顧客ニーズにあった高品質のディスプレイを提供することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る第１の実施形態を、図１ないし図１４を用いて説明する。
【００２１】
〔電子ディスプレイの製造工程と、画素欠陥検出装置〕
先ず、図１を用いて本発明に係る電子ディスプレイの製造工程を説明する。
【００２２】
図１は、本発明に係る電子ディスプレイ製造工程の全体図である。
【００２３】
ここでは、プラズマディスプレイパネルの場合を例にとるが、他のデバイス、例えば、ブラウン管にも適用可能である。また、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）にも、適用可能であるが、このデバイスの場合は、画素欠陥を修正する工程はない。
【００２４】
蛍光体を塗布するパネルは、背面パネルと呼ばれ、リブ製作工程Ｐ１で、画素を空間的に分離するためのリブ（障壁）を製作する。蛍光体塗布工程Ｐ２では、そのリブとリブの間（すなわち、画素）に蛍光体を塗布する。
【００２５】
次に、蛍光体が欠陥無く塗布されているかどうかを、画素欠陥検査工程Ｐ３で検査する。そして、この検査により得られた画素欠陥情報Ｉ１０を用いて、欠陥修正工程Ｐ４で、欠落している蛍光体の部分にマイクロシリンジ等を使って、不足している蛍光体を追加塗布する。画素欠陥情報Ｉ１０とは、欠陥の位置、大きさ、コントラスト、密度などである。従来の製造方法では、欠陥が見つかった場合には、全ての蛍光体を剥離して、塗り直しをおこなっていたが、この方法によれば欠陥のあった位置だけに着目して、修正するため、歩留まり向上に寄与することができる。
【００２６】
欠陥修正が終わると、組立工程Ｐ５で、プラズマディスプレイパネルの場合は、前面板と組合せ、シールをおこない、真空引きする。この組立工程５の後に、画素欠陥検査工程Ｐ３′で、そのパネルを点灯させた状態で、画素の欠陥を自動検査する。そして、等級判定工程Ｐ７で、得られた画素欠陥情報に基づき、無欠陥のものは、グレード１、１〜２個のものは、グレード２という具合に等級判定する。最後に、シート添付工程Ｐ８で、画素欠陥検査結果シート８を添付して出荷する。ブラウン管の場合は、リブ製作工程Ｐ１がＢＭ（ブラックマトリクス）製作工程となり、組み立て工程Ｐ５では、ファンネル、電子銃と組み合わせることになる。
【００２７】
次に、図２を用いて画素欠陥検査装置の構成を説明する。
【００２８】
図２は、本発明に係る画素欠陥検査装置の構成図である。
【００２９】
この画素欠陥検査装置は、上記の画素欠陥検査工程Ｐ３で使われるものである。
【００３０】
電子ディスプレイ１１は、１回目の画素検査工程Ｐ３では、紫外線照明２８により照明されて蛍光体が発光しており、２回目の画素検査工程Ｐ３′では、パネルを点灯させた状態で検査するため、信号発生器２７により、単色（赤、緑、青）もしくは、白で点灯している。
【００３１】
画素ずらしカメラ１３には、撮像素子１５が、Ｘステージ１６、Ｙステージ１７の上に固定されている。ピエゾ圧電素子１８は、Ｘステージ１６、Ｙステージ１７の個々に取りつけられている。そして、Ｘステージ１６、Ｙステージ１７は、このピエゾ圧電素子１８により、微少距離を正確に移動することができる。
【００３２】
電子ディスプレイ１１の発光状態は、レンズ１２を通して撮像素子１５に投影される。撮像素子１５の出力は、映像信号処理回路２０を通して画像処理装置１４に入力される。入力された映像信号は、Ａ／Ｄ変換回路２１でデジタル化され、画像メモリ２２に記憶される。画像メモリ２２の内容は、コンピュータ２５により解析・計算される。
【００３３】
また、コンピュータ２５の指示により、制御回路２３が動作し、直流電源２４を制御することにより、Ｘステージ１６、Ｙステージ１７を所定距離駆動することができる。さらに、制御回路２３は、映像信号処理回路２０、Ａ／Ｄ変換回路２１、画像メモリ２２のタイミングを役割も担っている。コンピュータ２５は、画素欠陥の位置、コントラスト、大きさ、密度などを計算し、画素欠陥情報Ｉ１０として、外部に出力する。
【００３４】
なお、この図の例では、電子ディスプレイ１１と撮像素子１５の相対距離を変化させるのに、撮像素子を動かしたが、その他にも、電子ディスプレイ１１を動かす方法、また、画素ずらしカメラ１３を動かす方法などが可能である。
【００３５】
〔画素欠陥検査方法〕
次に、図３ないし図１１を用いて本発明に係る電子ディスプレイの画素欠陥検査方法について説明する。
【００３６】
先ず、図３を用いて本発明に係る電子ディスプレイの画素欠陥検査方法の手順の概略について説明する。
【００３７】
図３は、本発明に係る電子ディスプレイの画素欠陥検査方法の手順を示すフローチャートである。
【００３８】
本発明の電子ディスプレイの画素欠陥検査方法では、図２に示した検査装置の方法などによって、検出時に撮像によるモアレをキャンセルするために、ディスプレイと撮像素子の相対位置を、微小量変化して撮像する（Ｓ５１）。例えば、縦横１／２画素ずらしたときには、画素ずらし撮像５１で、４枚の画像が得られる。次に、撮像した数枚の画像を合成する（Ｓ５２）。このようにそれぞれの画像を合成することにより、モアレをキャンセルした画像が得られる。このモアレをキャンセルする原理については、後に詳しく説明する。
【００３９】
次に、得られた画素データに対して、検出性能を上げるため、空間微分処理をおこなう（Ｓ５３）。空間微分処理Ｓ５３とは、画像処理では一般的な技術であり、上下左右の画素値との差分をとることにより、画素値の変化を強調する処理である。この空間微分処理Ｓ５３をおこなうことにより、画素欠陥を強調することができる。そして、空間微分処理をおこなった画像を２値化して（Ｓ５４）、欠陥位置を求める。そして、Ｓ５２で合成された画像に対して、欠陥コントラスト、大きさなどの欠陥情報を算出する。この欠陥情報を算出する過程についても後に説明する。
【００４０】
（Ｉ）モアレ発生とモアレを除去する原理
次に、図４ないし図５を用いてモアレ発生とモアレを除去する原理について説明する。
【００４１】
図４は、検査時のディスプレイの撮像により生じるモアレの様子を示す模式図である。
【００４２】
図５は、モアレを除去する原理を説明するための図である。
【００４３】
上述の様に、画素ピッチに比べて撮像素子の画素ピッチが大きいなどのときには、折り返しひずみなどの要因によりモアレが生じる。この撮像モアレの様子は、撮像倍率や、電子ディスプレイ１の種類、画素ピッチなどにより、各種のものが発生する。撮像モアレは、図４に示されるように、画像上に波模様で発生する。ここで、図３（ａ）は、画像上の撮像モアレ３１の強い部分を黒くして強調したものであり、図３（ｂ）は、（ａ）をＡ−Ａ′断面の画面の明るさ（モアレ波形）の様子を示している。
【００４４】
そして、このパネル上に画素欠陥３２があったとすると、撮像モアレ３１とともに存在するため、空間微分等の画像処理をしても、撮像モアレ３１の微分出力がでてきて、画素欠陥による微分出力との区別が困難な場合が多い。
【００４５】
そこで、モアレをキャンセルするために、被写体たる電子ディスプレイと撮像素子を微小量ずらして撮像する。図５（ａ）に示される様に、画素ずらしをおこなっていないときのモアレ波形４１に対して、画素ピッチの１／２をずらしたときには、位相は、１８０度変化して、モアレ波形４２が出力される。そこで、画像を合成すると、モアレ波形に関しては、元のモアレ波形４１と１／２画素ずらしをおこなったときの波形は合成されることになるため、波形４３は平坦になり、モアレがキャンセルされたことになる。なお、図５は、簡単のために一次元で説明しているが、二次元でも原理は同様である。
【００４６】
また、図５（ｂ）に示される様に、画素ピッチの１／３ずらしたときには、位相は、元の波形４１に対して、１２０度ずれ、モアレ波形４４になり、画素ピッチの２／３ずらしたときには、位相は、元の波形４１に対して、２４０度ずれることになる。したがって、画像を合成することにより、これらの３つの波形を合成すれば、平坦な波形４６が得られて、モアレがキャンセルされることになる。
【００４７】
同様に、画素ピッチの１／ｎずらしたときには、位相は、２π／ｎずれ、それらのｎ個の画像を合成すればモアレがキャンセルされ、合成した画像から撮像モアレが除去できることになる。
【００４８】
（ＩI）モアレ除去と、欠陥検出のための具体的な処理
次に、図６ないし図９を用いて上で説明した原理に基づくモアレを除去して、欠陥を発見する処理をより具体的に説明する。
【００４９】
図６は、画像を合成する処理を説明するための模式図である。
【００５０】
図７は、モアレ波形と、その合成を具体的に示した図である。
【００５１】
図８は、モアレ波形と、その合成波形で、画素欠陥が現れたときの様子を示した図である。
【００５２】
図９は、図８の波形を別々に示した図である。
【００５３】
ここでは、縦横に１／２画素づつずらして、その合成画像を作ることを想定する。
【００５４】
Ｉ１は、画素をずらしていないときの画像（ｌ×ｍ画素）、Ｉ２は、Ｉ１に対して水平方向に１／２画素ずらしたときの画像、Ｉ３は、水平・垂直方向にそれぞれ１／２画素ずらしたときの画像、Ｉ４は、垂直方向にのみ１／２画素ずらしたときの画像である。これら４枚の画像をずらした方向を考えて組み合わせることにより、２ｌ×２ｍの画素数の高解像度な画像Ｉｃを得ることができる。
【００５５】
この画像は、位相が反転したモアレを含んだ画像データが並んでいるため、人間が画像を見る限りでは、モアレはなくなったように見える。これは、人間の目の解像度がディスプレイより低いため、隣同士の画素値が平均化されるためである。
【００５６】
画像処理をおこなうときは、これでは都合が悪いので、図６に示すように、Ａ１１，Ｂ１１，Ｃ１１，Ｄ１１の画素値の平均をとり、Ｅ１１とする。次に、隣のＢ１１，Ａ１２，Ｄ１２，Ｃ１１の画素値の平均をとり、Ｅ１２とする。以下、順次平均を取る場所を移動させていき、移動平均画像Ｉｍを作成する。これによって、モアレが除去でき、従来よりも４倍の画素数を持つ高解像度の画像が作成されたことになる。
【００５７】
同様に、１／ｎ画素ずらして、合成画像を作成すれば、モアレが出ない、分解能ｎの二乗の分解能を持つ高解像度の画像を作成することができる。
【００５８】
この画像処理を理解するために、モアレ波形と欠陥があるときの様子について説明しよう。ここでは、説明を分かり易くするため一次元に簡易化して説明する。いま、画像データが撮像モアレを含んでおり、それぞれ、Ｉ１，Ｉ２の波形で示されるする。ここで、各波形の画素にあたるＡiと、Ｂi+1の平均をとると、Ｅi+1の点になり、合成波形Ｉ５が得られる。このように移動平均処理をした合成波形Ｉ５は、モアレが、元の波形よりも格段に小さくすることができる。
【００５９】
このときには、画素欠陥があると、図８に示すように、その部分だけ暗くなり、出力が小さくなる。これを各波形別に示すと、図９に示すようになる。このように、Ｉ１やＩ２の波形では、欠陥部の検出は困難であるが、移動平均処理を行ったＩ５では、２値化のような簡単な処理でも、欠陥部が検出することができ、検査の精度向上を図ることができる。また、解像度も、上述のように２倍に向上しているので、欠陥が見つけやすくなりその点でも検査の精度向上を図ることができる。
【００６０】
（III）欠陥情報計算処理での欠陥コントラスト
次に、図１０および図１１を用いて欠陥情報計算処理での欠陥コントラストについて説明する。
【００６１】
図１０は、パネル上に生じた欠陥を示す模式図である。
【００６２】
図１１は、欠陥とその周囲の輝度値の様子を示した図である。
【００６３】
空間微分処理Ｓ５３をして、２値化処理Ｓ５４により、図１０に示す様にパネル上に欠陥位置が発見されたとする。例えば、欠陥Ｄ１の欠陥位置が特定されたときには、図１１に示す様に、その周りの輝度値を測定して、欠陥コントラストをする。ここで、欠陥コントラストとは、例えば、図１１の（式１）で定義できる。ここで、Ｖ１は、欠陥のない部分の輝度値で、Ｖ２は、欠陥部分の輝度値（その最小値）である。この定義によれば、欠陥がないときには、０％になり、欠陥の度合いが大きいときには、欠陥コントラストの値も大きくなり、これにより、欠陥の定量的な評価が可能になる。
【００６４】
〔欠陥修正工程での欠陥の修復〕
次に、図１２および図１３を用いて欠陥修正工程Ｐ４で欠陥を修復処理について説明する。
【００６５】
図１２は、プラズマディスプレイパネルの蛍光体塗布工程Ｐ２で蛍光体欠落７１が発生したときの様子を示す図である。図１２（ａ）は、上面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＢ−Ｂ′断面図である。
【００６６】
図１３は、蛍光体修正工程で欠陥を修復するときの様子を示す図である。ここで、図１３（ａ）は、プラズマディスプレイパネルのようなストライプ型に対して、修復するときの斜視図、（ｂ）は、ＣＲＴのようなドット型のときの様子の斜視図である。すなわち、蛍光体欠落７１の部分に蛍光体７３のはいったマイクロシリンジ７２で、不足している蛍光体７０を修正塗布する。
【００６７】
〔画素欠陥検査結果シート〕
最後に、図１４を用いて製品出荷の際に添付される画素欠陥検査結果シートについて説明する。
【００６８】
図１４は、画素欠陥検査結果シートの一例を示す図である。
【００６９】
製品出荷の際には、各々のディスプレイに、これまでの検査によって、得られた情報を画素欠陥検査結果シートに表示して出荷する。この例では、グレード（等級）、画素欠陥位置と欠陥の程度を表す欠陥コントラストなどを記述している。
【００７０】
これにより、各々のグレードに応じて、出荷値段を変えるなどの柔軟な扱いが可能になる。特に、ディスプレイの高精細化が進んでいるため、現実の使用に差し支えない程度の欠陥を許容して出荷しなければならないこともあるため、現実的に有効な手段である。
【００７１】
以下、本発明に係る第２の実施形態を、図１５ないし図２２を用いて説明する。図１５は均一な発光強度のディスプレイ画素とその撮像画像の画素値との関係を、模式的に１次元で表現した図である。ディスプレイ画素のピッチをＨp＝１、発光幅をaＨpとする。aはディスプレイ画素の開口率に相当するもので、ここではa＝０．６とする。撮像画素のピッチｐ＝０．６とする。撮像画素値Ａ１〜Ａ９に対して、０．５Ｈp、すなわち、ディスプレイ画素ピッチの１／２ずらした撮像画素値をＢ１〜Ｂ９に示す。
【００７２】
合成した撮像画素値Ｃ１〜Ｃ１０は、各々、Ｃ１＝（Ａ１＋Ｂ１）／２、Ｃ２＝（Ａ２＋Ｂ２）／２、．．．、Ｃ１０＝（Ａ１０＋Ｂ１０）／２のように、元の撮像画像と１／２ピッチずらした撮像画像を対応する画素ごとに平均したものである。前記実施例において、「画素ずらしをおこなっていないときのモアレ波形４１に対して、画素ピッチの１／２をずらしたときには、位相は、１８０度変化して、モアレ波形４２が出力される。そこで、画像を合成すると、モアレ波形に関しては、元のモアレ波形４１と１／２画素ずらしをおこなったときの波形は合成されることになるため、波形４３は平坦になり、モアレがキャンセルされたことになる。」と記載したように、合成した画像のモアレは抑制されているものの、この例では完全にキャンセルされるまでには至っていない。以下、その原因について明らかにし、完全にモアレをキャンセルする方法について開示する。
【００７３】
図１６は図１５の撮像条件を、フーリエ変換したものである。空間周波数ｕは図１５の横軸「位置」の逆数である。図１６の縦軸はスペクトルＳ（ｕ）であり、対応する空間周波数成分の程度を示すものであり、一般に複素数値を取るが、この例では虚数部分が零であるため実数になる。
【００７４】
以下、モアレの発生メカニズムを明らかにする。空間周波数ｕ＝０〜１／（２ｐ）の部分１００に、幅１／（２ｐ）で部分１００とＮ／ｐ、Ｎ＝整数だけ離れた部分１０１を重ねたときに、部分１０１の中に零ではないスペクトルが存在する場合、部分１００の空間周波数の範囲０〜１／（２ｐ）におけるその非零スペクトルの空間周波数値に対応する空間周波数をもつモアレが発生する。
【００７５】
図１６では、モアレの原因となるスペクトルを楕円で囲み、空間周波数の範囲０〜１／（２ｐ）におけるモアレ空間周波数値を矢印とし、両者の対応関係を示している。
【００７６】
一方、発生するモアレの強さは、部分１０１での非零スペクトルの空間周波数値をｕ'とすれば、図１５の撮像条件ではｓｉｎｃ（ｐｕ'）＝ｓｉｎ（pｐｕ'）／（pｐｕ'）を前記非零スペクトルの値に乗じたものになる。ｓｉｎｃ（ｘ）は図１８のように、｜ｘ｜が大きくなるにつれて、減衰振動する関数であるため、部分１０１での非零スペクトルの｜ｕ'｜が大きくなるにしたがい、それによるモアレは弱くなる。
【００７７】
図１７は前記aを限りなく零に近づけた場合のディスプレイ画素の発光強度とそれに対するスペクトルである。スペクトルの値は図１６と異なり｜ｕ'｜がいくら大きくなっても一定値のままで減衰することはない。ディスプレイ画素開口率の影響は、図１７のスペクトルにｓｉｎｃ（aｕ）を乗じることであり、その結果が図１６のスペクトルと等しいことは自明である。
【００７８】
Ｈp＝１として０、１／ｎ、……、（ｎ−１）／ｎずらして撮像したディスプレイ画素を平均したときのスペクトルは、図１７のスペクトルに（数１）を乗じたものになる。
【００７９】
【数１】
0003755375.tif 000002
【００８０】
図１９は０、１／２ずらして平均したときのスペクトルであり、２ｋ、ｋ＝整数のスペクトル以外は零になる。図２０は０、１／３、２／３ずらして平均したときのスペクトルあり、３ｋ、ｋ＝整数のスペクトル以外は零になる。一般化すると、０、１／ｎ、……、ｎ−１／ｎの場合は、ｎｋ、ｋ＝整数のスペクトル以外は零になる。上記のずらし平均により残る非零スペクトルの空間周波数ｎｋにおいて、ｓｉｎｃ（aｎｋ）＝０になれば、モアレが完全にキャンセルされることになる。このことは、aｎ＝正の整数となるｎにより実現できる。実現上のコストを考えれば、aｎが最小になるｎを選択することが妥当である。図１５、図１６の例では、a＝０．６であるからｎ＝５、すなわち０、１／５、２／５、３／５、４／５ずらして平均すれば、モアレを完全にキャンセルすることができる。
【００８１】
２次元の場合についても、図２１、図２２のようにディスプレイ画素の形状が矩形であれば、水平方向、垂直方向を独立に扱うことができる。これは、１次元のディスプレイ画素開口率の影響ｓｉｎｃ（aｕ）が、２次元ではｓｉｎｃ（aＨpｕ）×ｓｉｎｃ（bＶpｖ）になることから自明である。ここで、aは水平方向のディスプレイ画素開口率、bは垂直方向のディスプレイ画素開口率、Ｈpは水平方向ピッチ、Ｖpは垂直方向ピッチであり、図のように定義する。また、ｕは水平方向の空間周波数、ｖは垂直方向の空間周波数である。
【００８２】
図２１はプラズマディスプレイや液晶ディスプレイの画素配列（矩形配列）の例であり、図２２はブラウン管の画素配列（三角形配列）の例である。いずれの場合も画素配列には関係なく、水平、垂直個別にモアレを完全にキャンセルするｎを前記手段により決定することができる。
【００８３】
一方、ディスプレイ画素の形状が矩形ではない場合は、ディスプレイ画素開口率の影響をｓｉｎｃ関数では表せないため、モアレを完全にキャンセルするｎを求めることはできない。図２３は楕円（１次Ｂｅｓｓｅｌ関数で表せる）であり、通常のブラウン管の画素はこれに近い形状をもつ。図２４は液晶ディスプレイの鍵穴形状の画素であり、ディスプレイ画素開口率の影響を解析的に関数表現することはできない。
【００８４】
ディスプレイ画素開口率の影響がｓｉｎｃ関数ではない画素形状について、本発明に係る異なる一実施形態を、図２５ないし図２７を用いて説明する。
【００８５】
図２５はディスプレイ画素配列が矩形配列の場合のモアレ発生メカニズムを示す図であり、図２６はディスプレイ画素配列が三角形配列の場合のモアレ発生メカニズムを示す図である。水平方向、垂直方向の撮像画素のピッチをｐとする。ディスプレイ画素の水平方向ピッチＨp、垂直方向ピッチＶpは、図２１、図２２の定義とする。図２５、図２６の黒丸は、ディスプレイ画素配列によるスペクトルが非零である空間周波数（ｕ，ｖ）の座標点に対応する。
【００８６】
図１６の１次元の場合と同様に、図２５、図２６においてモアレの発生メカニズムを明らかにする。空間周波数ｕ＝０〜１／（２ｐ）、ｖ＝０〜１／（２ｐ）の部分１０２に、水平幅、垂直幅とも１／（２ｐ）で部分１０２とｕがＮ／ｐ、Ｎ＝整数、ｖがＭ／ｐ、Ｍ＝整数だけ離れた部分１０３を重ねたときに、部分１０３の中に零ではないスペクトルが存在する場合、部分１０２の空間周波数の範囲ｕ＝０〜１／（２ｐ）、ｖ＝０〜１／（２ｐ）におけるその非零スペクトルの空間周波数値に対応する空間周波数をもつモアレが発生する。例えば、図２１、図２２の非零スペクトル１０５は、折り返し１０４により非零スペクトル１０６の空間周波数値をもつモアレのスペクトルになる。
【００８７】
一方、発生するモアレの強さは、部分１０３での非零スペクトルの空間周波数値（ｕ'，ｖ'）におけるディスプレイ画素開口率の影響とｓｉｎｃ（ｐｕ'）×ｓｉｎｃ（ｐｖ'）との積に比例した値になる。｜ｕ'｜あるいは｜ｖ'｜が大きくなるにしたがい、モアレの強さは減衰していく。
【００８８】
予めディスプレイ画素開口率の影響を定量化しておけば、モアレスペクトル１０６の中で最大強度のスペクトルを計算により求めることができる。さらに、最大のモアレスペクトル１０６に対応する部分１０３内の非零スペクトル１０５の空間周波数値（ｕ'1，ｖ'1）も計算で求めることができる。同様にして、２番目に強いモアレスペクトルに対する部分１０３内の非零スペクトル１０５の空間周波数値（ｕ'2，ｖ'2）を求めることができる。
【００８９】
モアレスペクトルの位相を１８０度反転させる画素ずらしはexp{j2pp(hu’+xv’)}=-1であることから、（ｕ'1，ｖ'1）、（ｕ'2，ｖ'2）に対するモアレスペクトルをキャンセルするh、xは、(数２)の１次連立方程式により一意的に求めることができる。ここで、(数２)の画素ずらし比率h、xは、撮像画素ピッチｐに対する比率である。
【００９０】
【数２】
0003755375.tif 000003
【００９１】
前記ディスプレイ画素開口率の影響を定量化する方法を説明する。図２４の液晶ディスプレイの鍵穴形状画素を例に取る。図２７のように適当な大きさの鍵穴形状画素を１つ含む画像データを作成する。画像データは鍵穴形状画素以外の値をすべ零とし、鍵穴形状画素を画像データの概ね中心付近に設置する。この画像データに対してフーリエ変換を施し空間周波数に対するスペクトルデータ（複素数値）を算出する。図２５、図２６のディスプレイ画素配列によるスペクトルに、対応する空間周波数値の前記スペクトルデータを乗じることにより、ディスプレイ画素開口率の影響を定量化することができる。
【００９２】
本実施例では、キャンセルするモアレの選択基準をモアレの強度としているが、それに拘束されるものではなく、選択基準を自由に決定してもかまわない。例えば、特定の空間周波数成分をもつモアレをキャンセルすることも可能である。
【００９３】
【発明の効果】
本発明によれば、電子ディスプレイを撮像して、その欠陥を検査するにあたり、発生するモアレを低減して、欠陥の発見を容易にして検査精度を向上させ、かつ、その画素欠陥を定量的に評価しうる画素欠陥検査方法を提供することができる。また、本発明によれば、ディスプレイの欠陥を容易に修正することができ、製造品を客観的に評価しうる電子ディスプレイ製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る電子ディスプレイ製造工程の全体図である。
【図２】本発明に係る画素欠陥検査装置の構成図である。
【図３】本発明に係る電子ディスプレイの画素欠陥検査方法の手順を示すフローチャートである。
【図４】検査時のディスプレイの撮像により生じるモアレの様子を示す模式図である。
【図５】モアレを除去する原理を説明するための図である。
【図６】画像を合成する処理を説明するための模式図である。
【図７】モアレ波形と、その合成を具体的に示した図である。
【図８】モアレ波形と、その合成波形で、画素欠陥が現れたときの様子を示した図である。
【図９】図８の波形を別々に示した図である。
【図１０】パネル上に生じた欠陥を示す模式図である。
【図１１】欠陥とその周囲の輝度値の様子を示した図である。
【図１２】プラズマディスプレイパネルの蛍光体塗布工程Ｐ２で蛍光体欠落７１が発生したときの様子を示す図である。
【図１３】蛍光体修正工程で欠陥を修復するときの様子を示す図である。
【図１４】画素欠陥検査結果シートの一例を示す図である。
【図１５】均一な発光強度のディスプレイ画素をとその撮像画像の画素値との関係を１次元で表現した図である。
【図１６】図１５の撮像条件に対する空間周波数対スペクトルを示す図である。
【図１７】ディスプレイ画素開口率を限りなく零に近づけた場合のディスプレイ画素の発光強度とそれに対する空間周波数対スペクトルを示す図である。
【図１８】ｓｉｎｃ（ｘ）関数波形を示す図である。
【図１９】０、１／２ピッチずらして平均したときの空間周波数対スペクトルを示す図である。
【図２０】０、１／３、２／３ピッチずらして平均したときの空間周波数対スペクトルを示す図である。
【図２１】矩形の画素が矩形に配列している様子を示す図である。
【図２２】矩形の画素が三角形に配列している様子を示す図である。
【図２３】楕円の画素が三角形に配列している様子を示す図である。
【図２４】鍵穴形状の画素が矩形に配列している様子を示す図である。
【図２５】ディスプレイ画素配列が矩形配列の場合のモアレ発生メカニズムを示す図である。
【図２６】ディスプレイ画素配列が三角形配列の場合のモアレ発生メカニズムを示す図である。
【図２７】ディスプレイ画素開口率の影響を定量化するために用いる画像データの一例を示す図である。
【符号の説明】
Ｐ１・・・リブ製作工程    Ｐ２・・・蛍光体塗布工程    Ｐ３・・・画素欠陥検査工程
Ｐ４・・・欠陥修正工程    Ｐ５・・・組立工程    Ｐ７・・・等級判定工程    Ｐ８・・・シート添付工程    I１０・・・画素欠陥情報
１１・・・電子デイスプレイ    １２・・・レンズ    １３・・・画素ずらしカメラ
１４・・・画像処理装置    １５・・・撮像素子    １６・・・Ｘステージ    １７・・・Ｙステージ    １８・・・ピエゾ圧電素子    ２０・・・映像信号回路    ２１・・・Ａ/Ｄ変換回路    ２２・・・画像メモリ    ２３・・・制御回路    ２４・・・直流回路
２５・・・コンピュータ    ２７・・・信号発生器    ２８・・・紫外線照明    ３１・・・撮像モアレ    ３２・・・画素欠陥    ７１・・・蛍光体欠落    ７２・・・マイクロシリンジ    ７３・・・蛍光体
【図１】
0003755375.tif 000004
【図２】
0003755375.tif 000005
【図３】
0003755375.tif 000006
【図４】
0003755375.tif 000007
【図５】
0003755375.tif 000008
【図６】
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【図７】
0003755375.tif 000010
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
0003755375.tif 000014
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
0003755375.tif 000018
【図１６】
0003755375.tif 000019
【図１７】
0003755375.tif 000020
【図１８】
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【図１９】
0003755375.tif 000022
【図２０】
0003755375.tif 000023
【図２１】
0003755375.tif 000024
【図２２】
0003755375.tif 000025
【図２３】
0003755375.tif 000026
【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
0003755375.tif 000029
【図２７】
0003755375.tif 000030