JP3794298B2 - 検査装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶パネルの計量系検査及び計数検査を行う検査装置及び検査方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶ライトバルブ等の液晶装置は、ガラス基板、石英基板等の２枚の基板間に液晶を封入して構成される。液晶ライトバルブでは、一方の基板に、例えば薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor、以下、ＴＦＴと称す）等の能動素子をマトリクス状に配置し、他方の基板に対向電極を配置して、両基板間に封止した液晶層の光学特性を画像信号に応じて変化させることで、画像表示を可能にする。
【０００３】
ＴＦＴを配置したＴＦＴ基板と、ＴＦＴ基板に対向配置される対向基板とは、別々に製造される。両基板は、パネル組立工程において高精度に貼り合わされた後、液晶が封入される。
【０００４】
パネル組立工程においては、先ず、各基板工程において夫々製造されたＴＦＴ基板と対向基板との対向面、即ち、対向基板及びＴＦＴ基板の液晶層と接する面上に配向膜が形成され、次いでラビング処理が行われる。次に、一方の基板上の端辺に接着剤となるシール部が形成される。ＴＦＴ基板と対向基板とをシール部を用いて貼り合わせ、アライメントを施しながら圧着硬化させる。シール部の一部には注入口が設けられており、この注入口を介して液晶を封入する。
【０００５】
一般的には、貼り合わせ工程までは、生産性及び歩留まりの点から、ＴＦＴ基板は、マザーガラス基板上で複数同時に形成される。マザーガラス基板上に形成された各ＴＦＴ基板上に夫々対向基板を貼り合わせて液晶を封入し、セルを形成する。スクライブ工程においては、マザーガラス基板を各セル毎に切れ込みを入れ、この切れ込みを利用して各セルを分断して、液晶パネルチップを得る。
【０００６】
液晶パネルチップの外部接続端子へFPCなどのフラットケーブルを圧着した後、パネルチップ保護のために樹脂などのケースを接着して、液晶パネルとする。
【０００７】
こうして完成された液晶パネルに対して、パネル表示特性検査が行われる。パネル表示特性検査としては、例えば、透過率コントラスト測定等の計量系検査と、点欠陥等の計数検査及び面ムラ等の官能検査等の目視表示特性検査とがある。一般的には、各検査工程は、夫々独立して別工程として行われている。
【０００８】
このようなパネル表示特性検査においては、以下の課題がある。
【０００９】
即ち、
（１）各検査工程が分割されていることから、検査ロット全体の品質は分かるが、個体毎の品質を把握することができない。
【００１０】
（２）各検査工程間の仕掛品が在庫として滞留してしまう。
【００１１】
（３）サンプルホールドタイミング等のパネルの駆動タイミングが製造上のばらつきなどでずれると、表示画像がずれてゴースト等が発生する。パネルの最適駆動タイミングは厳密にはパネル毎に異なるが、個々のタイミング調整は不可能であり、検査も不正確になってしまう。
【００１２】
（４）投影検査は目視検査であることから、検査に熟練を要する上、判定の曖昧さや見落としか発生する虞がある。
【００１３】
（５）各検査による判定結果をパネルに識別表示するために、検査工程であるにもかかわらず、印字等の付帯作業が必要になる。
【００１４】
そこで、これらの課題を解決するために、近年、自動検査装置が実用化されている。自動検査装置においては、透過率コントラスト測定等の計量系検査及び点欠陥及び面ムラ等の目視表示特性検査とが行われる。
【００１５】
これらの検査を自動化することによって、検査に熟練を要しなくなる等の利点がある。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、自動検査装置を採用した場合でも、上述した（１）〜（５）の全ての課題を解決することはできない。即ち、自動検査装置による検査においても、目視検査と同様に、パネル毎に異なる最適タイミングを個々に調整することができず、最適な検査を行うことができない。また、パネルの設置方法及び判定ランク毎のパネル分類を手作業で行う必要があり、検査が自動化された場合でも工数は削減されない。更に、画像を用いる検査では、検査毎に、画像取込み処理を実行し、取込んだ画像を用いて判定までの各工程を実施する必要があり、検査に長時間を要するという問題点があった。
【００１７】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、パネル毎に異なる最適タイミングを個々に調整することを可能にすることができる検査装置及び検査方法を提供することを目的とする。
【００１８】
また、本発明は、パネルの設置方法及び判定ランク毎のパネル分類を自動化することができる検査装置及び検査方法を提供することを目的とする。
【００１９】
また、本発明は、１回の画像取込み処理により画像を複数の検査で利用することで、検査に要する時間を短縮することができる検査装置及び検査方法を提供することを目的とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る検査装置は、表示パネルの画像を取込む画像取込み手段と、前記表示パネルの計量系検査を行う計量系検査手段と、前記画像取込み手段が取込んだ画像を利用して、前記表示パネルの計数検査を行う計数検査手段と、前記画像取込み手段、計量系検査手段及び前記計数検査手段に前記表示パネルを搬送する搬送手段とを具備したことを特徴とする。
【００２１】
このような構成によれば、画像取込み手段によって表示パネルの画像が取込まれる。計量系検査手段は表示パネルの計量系検査を行う。計数検査手段は表示パネルの計数検査を行う。この場合には、計数検査手段は、画像取込み手段が取込んだ画像を利用する。従って、計量系検査毎に画像取り込みを行う必要はなく、検査時間を短縮することができる。
【００２２】
本発明に係る検査装置は、中が黒で背景が中間調のウィンドウパターン画面を表示して、表示パネルのゴースト現象が最小となるような水平方向の駆動回路の最適駆動タイミングを検出する最適タイミング検査手段と、前記表示パネルの透過率、コントラスト比又は電圧透過率特性の計量系検査を行う計量系検査手段と、前記最適タイミング検査手段が検出した最適駆動タイミングを利用して、前記表示パネルの表示画像を取込む画像取込み手段及び前記表示パネルの欠陥の計数検査を行う計数検査手段と、を具備したことを特徴とする。
【００２３】
このような構成によれば、最適タイミング検査手段によって表示パネル最適駆動タイミングが検出される。計量系検査手段は表示パネルの計量系検査を行い、計数検査手段は表示パネルの計数検査を行う。計数検査時には、最適タイミング検査手段が検出した最適駆動タイミングが利用される。これにより、各検査の精度を向上させることができる。
【００２４】
本発明に係る検査装置は、表示パネルのＩＤを検出するＩＤ読取手段と、前記表示パネルの画像を取込む画像取込み手段と、前記表示パネルの計量系検査を行う計量系検査手段と、前記表示パネルの計数検査を行う計数検査手段と、前記画像取込み手段、前記計量系検査手段及び前記計数検査手段に前記表示パネルを搬送する搬送手段と、前記ＩＤ読取手段が検出したＩＤによって、前記表示パネル毎に前記計量系検査手段及び前記計数検査手段の検査結果を得る判定手段とを具備したことを特徴とする。
【００２５】
このような構成によれば、ＩＤ読取手段によって表示パネルのＩＤが検出される。計量系検査手段は表示パネルの計量系検査を行い、計数検査手段は表示パネルの計数検査を行う。これらの計量系検査及び計数検査時には、ＩＤ読取手段が読み取ったＩＤが利用され、各検査結果は表示パネル毎に管理制御される。
【００２６】
本発明に係る検査装置は、前記表示パネルの画像を取込む画像取込み手段と、前記表示パネルの計量系検査を行う計量系検査手段と、前記表示パネルの計数検査を行う計数検査手段と、前記画像取込み手段、前記計量系検査手段及び前記計数検査手段に前記表示パネルを搬送する搬送手段と、前記計量系検査手段及び前記計数検査手段の検査結果に基づいて前記表示パネルを分類する判定手段と、前記判定手段の判定結果に基づいて検査後の前記表示パネルに検査結果の分類を示す表示を印字する印字手段とを具備したことを特徴とする。
【００２７】
このような構成によれば、計量系検査手段は表示パネルの計量系検査を行い、計数検査手段は表示パネルの計数検査を行う。判定手段は、各検査結果に基づいて表示パネルを分類する。印字手段は、この分類に従って、表示パネルに検査結果の分類を示す表示を印字する。これにより、検査者は、印字された表示によって、検査結果に応じた分類を把握することができる。
【００２８】
本発明に係る検査装置は、前記表示パネルの画像を取込む画像取込み手段と、前記表示パネルの計量系検査を行う計量系検査手段と、前記表示パネルの計数検査を行う計数検査手段と、前記画像取込み手段、前記計量系検査手段及び前記計数検査手段に前記表示パネルを搬送する搬送手段と、前記計量系検査手段及び前記計数検査手段の検査結果に基づいて前記表示パネルを分類する判定手段と、前記判定手段の判定結果に基づいて検査後の前記表示パネルを格納するトレイを決定するトレイ決定手段と、前記トレイ決定手段の決定に従って、検査後の前記表示パネルを分類に応じたトレイに移動させる除材手段とを具備したことを特徴とする。
【００２９】
このような構成によれば、計量系検査手段は表示パネルの計量系検査を行い、計数検査手段は表示パネルの計数検査を行う。判定手段は、各検査結果に基づいて表示パネルを分類する。トレイ決定手段は、この分類に従って、検査後の表示パネルを格納するトレイを決定する。この決定に従って、除材手段は検査後の表示パネルを分類に応じたトレイに移動させる。これにより、検査結果に応じた分類及び格納が自動的に行われる。
【００３０】
前記除材手段は、検査後の前記表示パネルを上下に積層された複数のトレイに移動させて格納することを特徴とする。
【００３１】
このような構成によれば、複数のトレイを配置する場所の面積が狭くてもよい。
【００３２】
前記トレイ決定手段は、前記表示パネルの判定結果として新たな分類が生じた場合には、前記上下に積層された複数のトレイのうち最も上に位置する空きトレイを前記新たな分類用のトレイとして決定することを特徴とする。
【００３３】
このような構成によれば、表示パネルの検査結果が新たな分類である場合には、分類が決められていないトレイのうち最も上に位置するトレイが新たな分類用のトレイとして決定される。即ち、トレイは予め分類が決められておらず、分類が少ない場合等のように無駄にトレイが使用されることを防止することができる。
【００３４】
前記計数検査手段は、画像の点欠陥を検査する点欠陥検査手段と画像の面欠陥を検査する面欠陥手段との少なくとも一方を含むことを特徴とする。
【００３５】
このような構成によれば、画像の点欠陥及び面欠陥を検査する場合に、既に取込まれている画像を利用することができるので、これらの処理時間を短縮することができる。
【００３６】
前記計数検査手段は、前記画像取込み手段による画像取込み、前記最適タイミング検査手段による最適駆動タイミングの検出及び前記ＩＤ読取手段によるＩＤの検出以後に、前記計数検査に複数の検査が含まれる場合にはこれらの複数の検査を並列処理することを特徴とする。
【００３７】
このような構成によれば、計数検査が並列処理されるので、処理に要する時間を短縮することができる。
【００３８】
本発明に係る検査方法は、表示パネルのＩＤを検出するＩＤ読取手順と、前記表示パネルの最適駆動タイミングを検出する最適タイミング検査手順と、前記表示パネルの画像を取込む画像取込み手順と、前記ＩＤ、最適駆動タイミング及び取込み画像を利用して、前記表示パネルの計量系検査を行うと共に、前記表示パネルの計数検査を行う計量系検査及び計数検査手順とを具備したことを特徴とする。
【００３９】
このような構成によれば、ＩＤ読取手順において表示パネルのＩＤが検出され、最適タイミング検査手順によって最適駆動タイミングが検出され、画像取込み手順によって表示パネルの画像が取込まれる。これらのＩＤ、最適駆動タイミング及び取込み画像を利用して、表示パネルの計量系検査を行うと共に、表示パネルの計数検査を行う。従って、計量系検査及び計数検査時に、最適な駆動タイミングで検査が行われて検査精度が向上し、既に取込まれた画像を利用するので検査時間が短縮され、ＩＤを用いて各検査結果を表示パネル毎に判定保持することができる。
【００４０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。図１は本発明の第１の実施の形態に係る検査装置を示すブロック図である。図２は液晶装置の画素領域を構成する複数の画素における各種素子、配線等の等価回路図である。図３はＴＦＴ基板等の素子基板をその上に形成された各構成要素と共に対向基板側から見た平面図であり、図４は素子基板と対向基板とを貼り合わせて液晶を封入する組立工程終了後の液晶装置を、図３のＨ−Ｈ'線の位置で切断して示す断面図である。また、図５は液晶装置を詳細に示す断面図である。
【００４１】
先ず、図２乃至図５を参照して、検査対象となる液晶パネルの構造について説明する。
【００４２】
液晶パネルは、図３及び図４に示すように、ＴＦＴ基板等の素子基板１０と対向基板２０との間に液晶５０を封入して構成される。素子基板１０上には画素を構成する画素電極等がマトリクス状に配置される。図２は画素を構成する素子基板１０上の素子の等価回路を示している。
【００４３】
図２に示すように、画素領域においては、複数本の走査線３ａと複数本のデータ線６ａとが交差するように配線され、走査線３ａとデータ線６ａとで区画された領域に画素電極９ａがマトリクス状に配置される。そして、走査線３ａとデータ線６ａの各交差部分に対応してＴＦＴ３０が設けられ、このＴＦＴ３０に画素電極９ａが接続される。
【００４４】
ＴＦＴ３０は走査線３ａのＯＮ信号によってオンとなり、これにより、データ線６ａに供給された画像信号が画素電極９ａに供給される。この画素電極９ａと対向基板２０に設けられた対向電極２１との間の電圧が液晶５０に印加される。また、画素電極９ａと並列に蓄積容量７０が設けられており、蓄積容量７０によって、画素電極９ａの電圧はソース電圧が印加された時間よりも例えば３桁も長い時間の保持が可能となる。蓄積容量７０によって、電圧保持特性が改善され、コントラスト比の高い画像表示が可能となる。
【００４５】
図５は、一つの画素に着目した液晶パネルの模式的断面図である。
【００４６】
ガラスや石英等の素子基板１０には、ＬＤＤ構造をなすＴＦＴ３０が設けられている。ＴＦＴ３０は、チャネル領域１ａ、ソース領域１ｄ、ドレイン領域１ｅが形成された半導体層に絶縁膜２を介してゲート電極をなす走査線３ａが設けられてなる。ＴＦＴ３０上には第１層間絶縁膜４を介してデータ線６ａが積層され、データ線６ａはコンタクトホール５を介してソース領域１ｄに電気的に接続される。データ線６ａ上には第２層間絶縁膜７を介して画素電極９ａが積層され、画素電極９ａはコンタクトホール８を介してドレイン領域１ｅに電気的に接続される。
【００４７】
走査線３ａ（ゲート電極）にＯＮ信号が供給されることで、チャネル領域１ａが導通状態となり、ソース領域１ｄとドレイン領域１ｅとが接続されて、データ線６ａに供給された画像信号が画素電極９ａに与えられる。
【００４８】
また、半導体層にはドレイン領域１ｅから延びる蓄積容量電極１ｆが形成されている。蓄積容量電極１ｆは、誘電体膜である絶縁膜２を介して容量線３ｂが対向配置され、これにより蓄積容量７０を構成している。画素電極９ａ上にはポリイミド系の高分子樹脂からなる配向膜１６が積層され、所定方向にラビング処理されている。
【００４９】
一方、対向基板２０には、ＴＦＴアレイ基板のデータ線６ａ、走査線３ａ及びＴＦＴ３０の形成領域に対向する領域、即ち各画素の非表示領域において第１遮光膜２３が設けられている。この第１遮光膜２３によって、対向基板２０側からの入射光がＴＦＴ３０のチャネル領域１ａ、ソース領域１ｄ及びドレイン領域１ｅに入射することが防止される。第１遮光膜２３上に、対向電極（共通電極）２１が基板２０全面に亘って形成されている。対向電極２１上にポリイミド系の高分子樹脂からなる配向膜２２が積層され、所定方向にラビング処理されている。
【００５０】
そして、素子基板１０と対向基板２０との間に液晶５０が封入されている。ＴＦＴ３０は所定のタイミングでデータ線６ａから供給される画像信号を画素電極９ａに書き込む。書き込まれた画素電極９ａと対向電極２１との電位差に応じて液晶５０の分子集合の配向や秩序が変化して、光を変調し、階調表示を可能にする。
【００５１】
図３及び図４に示すように、対向基板２０には表示領域を区画する額縁としての第２遮光膜４２が設けられている。第２遮光膜４２は例えば第１遮光膜２３と同一又は異なる遮光性材料によって形成されている。
【００５２】
第２遮光膜４２の外側の領域に液晶を封入するシール材４１が、素子基板１０と対向基板２０間に形成されている。シール材４１は対向基板２０の輪郭形状に略一致するように配置され、素子基板１０と対向基板２０を相互に固着する。シール材４１は、素子基板１０の１辺の一部において欠落しており、貼り合わされた素子基板１０及び対向基板２０相互の間隙には、液晶５０を注入するための液晶注入口７８が形成される。液晶注入口７８より液晶が注入された後、液晶注入口７８を封止材７９で封止するようになっている。
【００５３】
素子基板１０のシール材４１の外側の領域には、データ線駆動回路６１及び実装端子６２が素子基板１０の一辺に沿って設けられており、この一辺に隣接する２辺に沿って、走査線駆動回路６３が設けられている。素子基板１０の残る一辺には、画面表示領域の両側に設けられた走査線駆動回路６３間を接続するための複数の配線６４が設けられている。また、対向基板２０のコーナー部の少なくとも１箇所においては、素子基板１０と対向基板２０との間を電気的に導通させるための導通材６５が設けられている。
【００５４】
図１において、給材部８１には、図２乃至図５に示す液晶パネルが与えられる。給材部８１は液晶パネルを搬送部８２に給材する。給材部８１は、積層された図示しないトレイを有する。プラスチック成形された各トレイには液晶パネルが複数配列されるようになっている。給材部８１は、トレイが積み重ねられて設置される図示しない給材トレイ部を有している。各トレイ上には、検査する液晶パネル（以下、検査モジュールという）を例えば５列×４行で２０枚並べられている。給材部８１は、トレイ上の検査モジュールを搬送部８２に給材する。
【００５５】
搬送部８２は、液晶パネルを各検査部に自動搬送する。なお、搬送部８２は、各検査部間では、ループ状に移動する図示しないパレット搬送系によって液晶パネルを搬送するようになっている。また、搬送部８２は、全ての検査が終了した液晶パネルを除材部８３に搬送する。
【００５６】
なお、搬送部８２による各パレットからトレイ又は各検査部へのパネルセットは、ＸＹロボット又はスカラロボットを使用して、真空吸着することによって行われる。
【００５７】
除材部８３は検査終了後の液晶パネルを検査装置から除材する。本実施の形態においては、除材部８３は、検査によって良否又はランク判定された液晶パネルを分類して各トレイ上に載置するようになっている。
【００５８】
検査部としては、ＩＤ読取部８４、画像処理部８５、最適駆動タイミング設定部８６、計量系検査部８７、点欠陥検査部８８、面欠陥検査部８９及び印字部９０を有する。これらの検査部は、管理制御部９１によって管理制御されるようになっている。
【００５９】
ＩＤ読取部８４は、検査モジュールである液晶パネルの識別番号を読み取るようになっている。予め前工程によって、液晶パネルのＦＰＣ（フレキシブルプリント板）等にパネル識別記号を印字しておく。ＩＤ読取部８４は、搬送部８２による搬送路上に配置され、例えば、バーコードリーダー等によってパネル上の識別記号を読み取る。
【００６０】
なお、この場合には、印字面積を最小限にするために、２次元バーコードを使用するのが好ましい。また、識別記号をパネル上に印字することができない場合には、ＩＤ読取部８４を用いることなく、個々のパネルを搭載する搬送系のパレットにICタグなどの識別表示を付して装置内での識別用として用いてもよい。
【００６１】
検査モジュールのＩＤを認識することで、各検査部におけるパネル検査データを個体管理することが可能となる。
【００６２】
画像処理部８５は、画像を必要とする各検査工程のために、パネルの投影画面を数値化して取込むようになっている。図６は図１中の画像処理部８５の具体的な構成を示す説明図である。
【００６３】
搬送部８２によって、画像処理部８５の所定の検査位置に検査モジュールである液晶パネル１００が配置されるようになっている。検査位置においては実機と同様の光学系を用いた投影機構が設けられている。即ち、高圧水銀ランプ等を用いた光源１０３から、入射光学系１０６を通して、入射偏光板１０７、出射偏光板１０８で挟まれた液晶パネル１００へ光を入射して、投射光学系１０９からスクリーン１０１へ液晶パネル１００の表示画面を投影する。このとき、使用する光の波長は白色光でも良いが、波長によって検出感度が異なる欠陥を検出するために、緑色光、赤色光、青色光を使い分けても構わない。
【００６４】
液晶パネル１００近傍にはＬＣＤドライバ１０４が配置される。
【００６５】
ＬＣＤドライバ１０４は、電気信号を液晶パネル１００に伝達するための図示しないプローブ機構を有しており、液晶パネル１００を図示しない画像入力ボードからの画像信号に応じて駆動することができるようになっている。これにより、スクリーン１０１上に画像が投影される。
【００６６】
ＣＣＤ等のカメラ１０２は、スクリーン１０１の表示画面を取り込んで数値化するようになっている。
【００６７】
なお、投影機構は、パネルの搬送系と同様にパネルを水平に設置することで、精度の高い位置出しを可能にしている。また、図６ではスクリーン１０１を液晶パネル１００の上方向に配置して、画像投射方向を垂直方向としたが、反射ミラーを用いて９０度方向変換して水平方向へ投射するようにしてもよいことは明らかである。
【００６８】
また、ＣＣＤカメラ１０２としては、パネルの画素数に依存するが、例えば、横１３００×縦１０００画素の白黒カメラを用いる。また、中間調表示でわずかに周辺より輝度の高い欠陥を検出するために処理する階調数は、１０２４階調（１０ビット以上）あることが望ましい。３板用液晶ブロジェクタでは、１枚のパネルは白黒であるので、デバイスとしてのパネル検査用に用いるＣＣＤカメラはカラーである必要はない。
【００６９】
カメラ１０２からのカメラ出力は画像処理パソコン１０５に供給される。画像処理パソコン１０５は図示しないメモリを備えており、カメラ出力に所定の画像信号処理を施すと共に、処理画像を各種検査に用いるために、液晶パネルのＩＤに対応させて表示画面データとして記憶保持するようになっている。
【００７０】
図１において最適駆動タイミング設定部８６は、パネル駆動時の最適駆動タイミングを検出して、検出結果を以後の検査に適用するようになっている。
【００７１】
水平方向の駆動回路を内蔵したＴＦＴ液晶パネルにおいては、製造プロセスの相違によってトランジスタ特性が異なり、機種や個体毎に、特に水平方向サンプルホルダの駆動タイミングが異なる場合がある。この場合、表示画面のパターン切り替り部分にゴースト現象と呼ぶ影が発生する。そこで、最適駆動タイミング設定部８６は、駆動タイミングを自動的にずらしながら、ゴースト現象が最小となるタイミングを得ることで、最適タイミングを取得する。
【００７２】
例えば、最適駆動タイミング設定部８６は、液晶パネルを図示しない蛍光管等のバックライト上に配置した状態で、ゴーストが見えやすいパターンを表示させる。ゴーストを検出するパターンとしては、中が黒で背景が中間調のウィンドウパターン画面等がある。最適駆動タイミング設定部８６は、液晶パネルに表示された画像をＣＣＤカメラで撮像して、撮像画像からゴースト値を算出する。ゴースト値は、ウィンドウパターンに隣接する背景部（ゴースト発生部）の輝度Ａと、離れた場所の背景の輝度Ｂとを用いて、下記（１）式によって表すことができる。
【００７３】
ゴースト値＝（Ａ−Ｂ）／Ｂ×１００ （％） …（１）
計量系検査部８７は、液晶パネルの計量系検査を実行する。例えば、計量系検査部８７は、透過率、コントラスト比及びＴＶ特性等を測定する。計量系検査部８７は、実機に近い図示しない光学系を具備しており、検査台上の液晶パネルに、実機に近い入射光を照射して、透過光を測定する。なお、透過光の測定器として照度計または、輝度計を使用すると、高い精度の測定が可能となる。
【００７４】
また、実際のプロジェクタ（実機）は、使用するパネルサイズによって光学系による入射光の角度分布が異なる。そこで、実機に近い入射光を得るために、計量系検査部８７の光学系に、パネルサイズに応じて最大入射角度が可変の機構を設けることにより、パネルサイズに拘わらず入射光の角度分布を実機と近似させることができる。
【００７５】
計量系検査部８７は、パネル有無による照度の差を透過率として取得し、白表示と黒表示との差をコントラスト比データとして取得する。また、計量系検査部８７は、ビデオ電圧を徐々に変化させた際の照度を測定することによって、電圧透過率特性（ＴＶカーブ）を得るようになっている。
【００７６】
点欠陥検査部８８は、ＣＣＤカメラ等によって位置及び階調情報に変換された表示画面データを画像処理して、点欠陥検査を実施する。本実施の形態においては、点欠陥検査部８８は、画像処理部８５の画像処理パソコン１０５に保持されている処理画像の表示画面データが後述する管理制御部９１から与えられて、点欠陥処理を実行するようになっている。従って、本実施の形態においては、点欠陥検査部８８において画像取込み装置は不要であり、また、点欠陥処理に際して画像取込み処理は不要である。
【００７７】
面欠陥検査部８９は、点欠陥検査部８８と同様に、予め画像処理パソコン１０５に格納されている画像データを画像処理して面欠陥の検出、判定を実施するようになっている。
【００７８】
印字部９０は、各種検査の検査判定結果の情報（判定情報）が与えられて、判定情報に基づく表示を液晶パネル等に印字するようになっている。例えば、印字部９０は、判定情報に基づいて、検査モジュールの部分に、インクジェットプリンタ等を用いて判定結果又はそれに類する記号やバーコード等の表示を印字する。なお、印字の色が黒の文字の場合には、透明なＦＰＣ部分に印字すると視認しやすく好ましい。
【００７９】
管理制御部９１は、各検査部等を管理制御すると共に、各検査部からの情報を収集して、検査判定結果の判定情報を得るための所定の処理を行うようになっている。本実施の形態においては、管理制御部９１は、点欠陥処理及び面欠陥処理時には、画像処理部８５が記憶保持している表示画面データを利用するようになっている。
【００８０】
次に、このように構成された実施の形態の動作について図７乃至図１８のフローチャートを参照して説明する。図７乃至図９は被検査物である液晶パネルの搬送を説明するためのものであり、図１０乃至図１８は検査工程を説明するためのものである。
【００８１】
検査工程が開始されると、図７のステップＳ11において、ハンドワーク等により、検査モジュールである液晶パネルをパレット上に載置する。次に、ステップＳ12においてトレイを給材部８１にセットする。
【００８２】
次に、ステップＳ13において給材を開始する。図８はステップＳ13の給材部における給材を説明するためのものである。図８のステップＳ21において、給材部８１の給材トレイ部の最上段のトレイから、ロボット等によって、パネルを吸着保持して（ステップＳ22）、所定場所に移動させる（ステップＳ23）。なお、１つのトレイ上の液晶パネルの全てが移動されて空になると、引き続き、次の段のトレイからパネルが取り出される。
【００８３】
給材部８１によって給材されたトレイ上の液晶パネルは搬送部８２によって各検査部に搬送される。各検査は図１０のフローチャートに従って行われる。先ず、搬送部８２は図７のステップＳ13において、トレイをＩＤ読取部８４に搬送する。図１０のステップＳ41に示すように、給材トレイから液晶パネルが取り出されて、ステップＳ42においてパネルの識別ＩＤがＩＤ読取部８４によって読み取られる。
【００８４】
図１１はＩＤ読み取り処理を示している。図１１のステップＳ51において、管理制御部９１から開始信号が与えられると、ＩＤ読取部８４は、バーコードリーダーを下に移動させ（ステップＳ52）、ステップＳ53において識別記号を読み取る。次に、ステップＳ54において、ＩＤ読取部８４は読み取った各液晶パネルのＩＤを管理制御部９１に出力する。以後、搬送される液晶パネルに対して順次ＩＤの読み取り及び情報の転送が行われる。
【００８５】
次に、図７のステップＳ14において、搬送部８２は、検査モジュールを計量系検査部８７に搬送する。図１０のステップＳ43において、計量系検査部８７は計量系の各種検査を行う。図１２は計量系検査工程を示している。
【００８６】
図１２のステップＳ61において、管理制御部９１から開始信号が与えられると、計量系検査部８７は、パネルを配置しない状態で照度測定を行い（ステップＳ62）、ステップＳ63においてパネルを検査台に配置して、全白画像の照度測定を行う（ステップＳ63）。次に、計量系検査部８７は、ステップＳ65において全黒画像の照度測定を行い、ステップＳ66において電圧可変時の照度測定を行う。計量系検査部８７は、ステップＳ67において測定結果を管理制御部９１に出力する。
【００８７】
管理制御部９１は、計量系検査部８７の測定結果に基づいて、透過率、コントラスト比及びＴＶ特性を算出する。
【００８８】
次に、図７のステップＳ15において、搬送部８２は、検査モジュールを最適駆動タイミング設定部８６に搬送する。図１０のステップＳ44において、最適駆動タイミング設定部８６は最適タイミングを検出する。図１３は最適タイミング検出処理を示している。
【００８９】
図１３のステップＳ71において、管理制御部９１から開始信号が与えられると、最適駆動タイミング設定部８６は、ステップＳ72において、液晶パネルを所定のタイミングで駆動する。次に、この状態で、駆動タイミング設定部８６は、液晶パネルに中黒で背景が中間調のウィンドウパターンを表示させる（ステップＳ73）。次に、ステップＳ74において、ＣＣＤカメラにより画像を取込み、ウィンドウ周辺の輝度差（ゴースト）を算出する（ステップＳ75）。駆動タイミング設定部８６は、ゴーストの算出結果に基づいて、ステップＳ76，Ｓ79において、タイミングを変更する。駆動タイミング設定部８６は、ステップＳ73〜Ｓ76の処理を、設定タイミングまで繰返す。駆動タイミング設定部８６は、ステップＳ77において、ゴーストが最小値となるタイミングを、最適タイミングとして検出する。最適駆動タイミング設定部８６は、ステップＳ78において測定結果を管理制御部９１に出力する。
【００９０】
次に、図７のステップＳ16において、搬送部８２は、検査モジュールを画像処理部８５に供給する。図１０のステップＳ45において、画像処理部８５は投影画像を複数枚取込む。図１４は画像取込み処理を示している。
【００９１】
図１４のステップＳ81において、管理制御部９１から開始信号が与えられると、画像処理部８５は、ステップＳ82において、液晶パネルに画像を表示させて、ＣＣＤカメラ１０２によって画像を撮像する（ステップＳ83）。撮像された画像はステップＳ84において、画像処理パソコン１０５に記憶保持される。次に、画像処理部８５は、液晶パネルに表示させるパターンを変化させて（ステップＳ86）、同様の処理を繰返す。
【００９２】
次に、図７のステップＳ17において、搬送部８２は、検査モジュールを各欠陥検査部８８，８９に搬送する。図１０のステップＳ46において、先ず、点欠陥検査部８８は点欠陥を検出する。図１５は点欠陥検査処理を示している。
【００９３】
図１５のステップＳ91において、管理制御部９１から開始信号が与えられると、点欠陥検査部８８は、ステップＳ92において、画像処理部８５において取込み済みの画面データ読み出す。画像処理パソコン１０５からの画面データは管理制御部９１を介して点欠陥検査部８９に供給される。
【００９４】
点欠陥検査部８８は、例えば、以下の（Ａ１）乃至（Ｃ１）に示すアルゴリズムによって点欠陥処理を行う。
【００９５】
（Ａ１）元画面を５×５画素等の単位で平均化し、元画面と差を算出して輝度ムラを補正する。
【００９６】
（Ｂ１）元画面を判定規格で２値化して、白レベルとなるものを輝点候補とする。
【００９７】
（Ｃ１）各輝点候補の輝度値と面積を調べ、規格輝度以上で、規格面積以上のものを輝点と判定する。
【００９８】
黒点の場合には（Ｂ１）の２値化時に黒レベルとなるものについて同様に処理を行う。
【００９９】
即ち、点欠陥検査部８８は、ステップＳ93において、設定閾値で元画面を２値化し、ステップＳ94で黒部をマスクして、元画面から白部を抜き出し、ステップＳ95で抜き出し部を判定規格と比較し、ステップＳ96で輝点部検出、判定を行う。更に、点欠陥検査部８８は、ステップＳ97において、設定閾値で元画面を２値化し、ステップＳ98で白部をマスクして、元画面から黒部を抜き出し、ステップＳ99で抜き出し部を判定規格と比較し、ステップＳ100 で黒点部検出、判定を行う。次に、点欠陥検査部８８は、ステップＳ101 において、別ファイルを選択して処理をステップＳ92に戻し、最終画面ファイルまで同様の処理を繰返す。点欠陥検査部８８は、ステップＳ102 において測定結果を管理制御部９１に出力する。
【０１００】
次に、図１０のステップＳ47において、面欠陥検査部８９は面欠陥を検出する。図１６は面欠陥検査処理を示している。
【０１０１】
図１６のステップＳ111 において、管理制御部９１から開始信号が与えられると、面欠陥検査部８９は、ステップＳ112 において、画像処理部８５において取込み済みの画面データを読み出す。画像処理パソコン１０５からの画面データは管理制御部９１を介して面欠陥検査部８９に供給される。
【０１０２】
面欠陥検査部８９は、例えば、以下（Ａ２）乃至（Ｅ２）に示すアルゴリズムによって面欠陥処理を行う。下記アルゴリズムは、欠陥のうち、たとえば、シミ、ムラと呼ばれる比較的小面積の輝度変化についてのアルゴリズムを示している。
【０１０３】
（Ａ２）元画面の輝度ムラを補正する。
【０１０４】
（Ｂ２）画面を、５×５画素等の核となるサイズで平均化してブロック化する。
【０１０５】
（Ｃ２）周囲のブロックと比較して、差が大きいブロックをムラ候補とする（Ｄ２）核サイズを７×７，９×９等の数種類に設定して、（Ｂ２），（Ｃ２）を実施する。
【０１０６】
（Ｅ２）結果画像に適当な係数を乗じて加算し、最終結果とする。
【０１０７】
（Ｆ２）結果画像の中で、判定規格以上となる部分のピーク数値と面積を元にシミムラの判定を行う。
【０１０８】
即ち、面欠陥検査部８９は、ステップＳ113 において、設定画素数を単位として元画面を平均化し、ステップＳ114 において隣接領域（ブロック）との差を算出し、ステップＳ115 において、結果を判定規格と比較し、ステップＳ116 においてムラ部を検出する。次に、面欠陥検査部８９は、ステップＳ117 ，Ｓ122 において、設定画素数を変更して処理をステップＳ113 に戻し、最大設定まで同様の処理を繰返す。次に、面欠陥検査部８９は、ステップＳ118 において各設定画素数毎の検出結果を合算し、ステップＳ119 でムラ部を判定する。次に、面欠陥検査部８９は、ステップＳ120 ，Ｓ123 において、別ファイルを選択して処理をステップＳ112 に戻し、最終画面ファイルまで同様の処理を繰返す。面欠陥検査部８９は、ステップＳ121 において測定結果を管理制御部９１に出力する。
【０１０９】
図１０のステップＳ48は、管理制御部９１における判定処理を示している。図１７は結果判定処理を示すフローチャートである。
【０１１０】
図１０のフローチャートでは、全ての検査終了後に行われるように記載されているが、判定処理を各検査の終了毎に行うようにしてもよい。図１７は判定処理を各検査結果の受信毎に行われるものとして示してある。
【０１１１】
図１７のステップＳ131 において、管理制御部９１は検査結果に基づく判定処理を開始する。管理制御部９１は、ステップＳ132 において各検査部の受信結果を受信して、夫々判定を行う。管理制御部９１は、判定結果に基づいて、各液晶パネルをランク分けし（ステップＳ133 ）、液晶パネル毎にランクデータを保持する（ステップＳ134 ）。
【０１１２】
次に、図７のステップＳ18において、搬送部８２は、検査モジュールを印字部９０に搬送する。図１０のステップＳ49において、印字部９０は判定結果に基づく印字を行う。図１８は結果印字処理を示している。
【０１１３】
図１８のステップＳ142 において、印字部９０は、管理制御部９１から判定結果を受信すると、ステップＳ143 においてインクジェットプリンタ等の印字装置に検査モジュールである液晶パネルを移動させ、判定結果に基づいてランクを示す印字を行う（ステップＳ144 ）。
【０１１４】
次に、図７のステップＳ19において、搬送部８２は、検査モジュールを除材部８３に搬送する（図１０のステップＳ50）。除材部８３は、搬送された検査モジュールを除材する。図９は除材処理を示している。
【０１１５】
検査終了後、除材部８３は除材を開始する。除材部８３は、管理制御部９１から除材する液晶パネルのランクを受信する（ステップＳ32）。除材部８３は、判定ランク毎に格納するトレイを設定し、ランクに応じたトレイに検査済みの液晶パネルを載置可能なように、トレイの移動等を行う（ステップＳ33）。除材部８３は、ステップＳ34において、ランクに応じたトレイに液晶パネルをセットする。除材部８３は、ステップＳ35において、セットした液晶パネルのトレイ内での位置の情報及びトレイの番号等の情報を管理制御部９１に出力する。
【０１１６】
なお、除材部８３は、予めトレイをランク毎に作成しておく例を説明したが、ランクが新たに発生した時点で、最も上の空きトレイをそのランク用として決定してもよい。この場合には、判定結果の分布が予測できない場合においても、必要トレイ数が少なくて済む可能性がある。
【０１１７】
また、図１０においては、各検査を順次行うものとして説明した。しかし、ＩＤ認識、画像取込み、最適タイミング検査後の各検査については、並列処理によって実施することができることは明らかである。この場合でも、ＩＤ認識、画像取込み及び最適タイミングの検査結果を利用して、他の検査を行うことができる。並列処理によって検査時間を著しく短縮することが可能である。
【０１１８】
このように、本実施の形態においては、パネル毎に異なる最適タイミング情報を各検査部において利用することができることから、検査の最適化を図ることができる。また、各検査部で得られた情報を管理制御部において一括して処理していることから、検査部間での分類仕分け作業が不要となる。また、個々のパネルの欠陥情報を一括して処理することができることから、前工程への品質情報のフィードバックが容易となる。取込んだ画像を、画像を必要とする複数の検査で利用しており、各検査毎に画像取込みを行う必要がないので、全検査時間を短縮することが可能である。また、計量系検査、点欠陥検査及び面欠陥検査を分割して処理することができ、検査時聞を短縮することができる。また、個体を識別し、個体毎にランクを印字することができ、分類等の付帯作業を自動化することができる。
【０１１９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、パネル毎に異なる最適タイミングを個々に調整することを可能にすることができ、また、パネルの設置方法及び判定ランク毎のパネル分類を自動化することができ、更に、１回の画像取込み処理により画像を複数の検査で利用することで、検査に要する時間を短縮することができるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る検査装置を示すブロック図。
【図２】液晶装置の画素領域を構成する複数の画素における各種素子、配線等の等価回路図。
【図３】ＴＦＴ基板等の素子基板をその上に形成された各構成要素と共に対向基板側から見た平面図。
【図４】素子基板と対向基板とを貼り合わせて液晶を封入する組立工程終了後の液晶装置を、図３のＨ−Ｈ'線の位置で切断して示す断面図。
【図５】液晶装置を詳細に示す断面図。
【図６】図１中の画像処理部８５の具体的な構成を示す説明図。
【図７】実施の形態の動作を説明するためのフローチャート。
【図８】実施の形態の動作を説明するためのフローチャート。
【図９】実施の形態の動作を説明するためのフローチャート。
【図１０】実施の形態の動作を説明するためのフローチャート。
【図１１】実施の形態の動作を説明するためのフローチャート。
【図１２】実施の形態の動作を説明するためのフローチャート。
【図１３】実施の形態の動作を説明するためのフローチャート。
【図１４】実施の形態の動作を説明するためのフローチャート。
【図１５】実施の形態の動作を説明するためのフローチャート。
【図１６】実施の形態の動作を説明するためのフローチャート。
【図１７】実施の形態の動作を説明するためのフローチャート。
【図１８】実施の形態の動作を説明するためのフローチャート。
【符号の説明】
８１…給材部
８２…搬送部
８３…除材部
８４…ＩＤ読取部
８５…画像処理部
８６…最適駆動タイミング設定部
８７…計量系検査部
８８…点欠陥検査部
８９…面欠陥検査部
９０…印字部
９１…管理制御部

Claims (3)

1. 中が黒で背景が中間調のウィンドウパターン画面を表示して、表示パネルのゴースト現象が最小となるような水平方向の駆動回路の最適駆動タイミングを検出する最適タイミング検査手段と、
   前記表示パネルの透過率、コントラスト比又は電圧透過率特性の計量系検査を行う計量系検査手段と、
   前記最適タイミング検査手段が検出した最適駆動タイミングを利用して、前記表示パネルの表示画像を取込む画像取込み手段及び前記表示パネルの欠陥の計数検査を行う計数検査手段と、
   を具備したことを特徴とする検査装置。
2. 前記計数検査手段は、表示画像の前記点欠陥を検査する点欠陥検査手段と表示画像の面欠陥を検査する面欠陥手段との少なくとも一方を含むことを特徴とする請求項１に記載の検査装置。
3. 前記計数検査手段は、前記画像取込み手段による画像取込み、前記最適タイミング検査手段による最適駆動タイミングの検出及び前記ＩＤ読取手段によるＩＤの検出以後に、前記計数検査に複数の検査が含まれる場合にはこれらの複数の検査を並列処理することを特徴とする請求項１に記載の検査装置。

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