JPH0798574A

JPH0798574A - 液晶検査装置

Info

Publication number: JPH0798574A
Application number: JP24263893A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Hakamata; 博之袴田
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 1993-09-29
Filing date: 1993-09-29
Publication date: 1995-04-11

Abstract

(57)【要約】【目的】液晶表示装置の検査工程を作業者による調整
のばらつきや測定むらを防ぎ、省力化する。【構成】表示パターン発生部６から発生されたパター
ンを液晶駆動部１２に与え、電圧調整装置５により液晶
駆動部１２に駆動電圧を与えることによって、液晶表示
パネル１１にパターンが表示され、光学系３１を介して
ＣＣＤカメラ３０でそのパターンを読取り、画像処理装
置４によって液晶表示パネル１１の輝度，フリッカ，欠
陥画素の有無などを測定し、コンピュータ７は検出調整
項目に合わせて表示パターン発生部６から発生されるパ
ターンを指示すると同時に、電圧調整装置５に電圧を変
動するように指示する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は液晶検査装置に関し、
特に、液晶表示パネルを正常に表示させる液晶駆動電圧
を測定し、かつ液晶表示パネルの表示異常を測定するよ
うな液晶検査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置は、産業の紙とも呼ばれ、
携帯型テレビや携帯型コンピュータなどに用いられ、そ
の需要は年々伸び続けているが、その反面、生産性が低
く価格低下もなかなか捗らないという問題を抱えてい
る。その原因の１つとして、現在目視に頼らざるを得な
い検査工程に多大な人員を要することが挙げられる。液
晶表示装置は、液晶表示パネルと液晶駆動部の２つの部
分により構成されるが、液晶駆動部の駆動電圧の調整
は、液晶表示パネルが正常な表示をするために必要な液
晶検査工程の１つである。また、光を透過してはいけな
いときに透過してしまったり、透過しなくてはいけない
ときに透過しないといった異常表示のある液晶表示装置
は不良として取り除かなければならず、異常表示の測定
も重要な液晶検査工程の１つである。

【０００３】以下に、まず、液晶表示パネルの基本的な
構成からその表示特性が液晶表示パネルごとに異なる例
を２つ掲げ、液晶駆動部の調整が必要となる理由につい
て説明する。

【０００４】図５はＴＦＴ型液晶表示パネル２０の中の
１つの画素の電気的な構成を示す図である。ＴＦＴ型液
晶表示パネルのそれぞれの画素は、実際の表示に貢献す
る液晶２１と、それを挟む液晶電極２２と、ＴＦＴ２３
と呼ばれるスイッチング素子から構成される。ＴＦＴ２
３ではゲート電極にスイッチング信号が印加されている
間、ソース電極とドレイン電極間は抵抗が小さくなり、
実質的に導通状態になる。その結果、ドレイン電極に接
合された液晶電極に、ソース電極に印加されている表示
信号が印加される。ゲート電極にスイッチング電圧が印
加されなくなると、ソース電極とドレイン電極間は抵抗
が大きくなり、実質的に絶縁状態になる。その結果、ド
レイン電極に接合された液晶電極に印加された表示信号
は、次のスイッチング信号が印加されるまで保持される
ことになる。ＴＦＴ２３はゲート電極に与えられるスイ
ッチング信号の電圧が低いと正常に導通状態に変化せ
ず、逆に高いと正常に絶縁状態に変化しないという特性
をもっている。ＴＦＴ２３の各素子間でこの特性にばら
つきがあるため、個々の液晶表示パネルごとで正常に動
作するゲート電極に与えるスイッチング信号の電圧を測
定し、設定しなくてはならない。

【０００５】図６は液晶電極間に印加する表示信号電圧
と、その結果得られる光の透過率特性の変化の一般的な
関係を示す図である。液晶電極間に電圧を全く印加しな
い０Ｖの状態ではほぼ完全に光を透過し、電圧を印加す
るごとに透過率が減少し、ある値以上では透過率は減少
しなくなる。液晶表示装置では、この特性を利用して表
示を行なうが、実際には液晶材料の劣化を防ぐため、液
晶に印加する表示信号の電圧極性をフィールドごとに正
負反転させるという反転駆動という方式が用いられる。

【０００６】反転駆動を行なう場合、透過率の変化する
様子が０Ｖを中心としてではなく、あるオフセット電圧
を中心に対称となっているため、正確にこのオフセット
電圧を中心に印加電圧を正確に判定しないと、異常な表
示画面や反転ごとにフリッカと呼ばれるちらつきが現わ
れてしまう。悪いことに、この液晶表示パネルの光の透
過特性は個々の液晶表示装置で微妙に異なるため、正常
に動作するオフセット電圧も個々の液晶表示装置ごとに
測定，調整しなくてならない。

【０００７】また、異常表示は、その原因が様々である
が、たとえば、画素単位での異常表示ではＴＦＴ２３の
動作不良や液晶電極間への異物の混入などが考えられ
る。ＴＦＴ２３の動作不良の場合、液晶電極間に電荷が
蓄積されないため電圧が印加されず、光を透過してはい
けないのに透過してしまったり、逆に、電荷が集積され
たままとなり、光を透過しなくはならないのに透過しな
いというような異常表示となる。異常表示のある液晶表
示装置は異常箇所を修復できる場合、修復して製品にす
ることが可能なため修復工程に回される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従来では、正常に動作
する液晶表示装置のスイッチング電圧やオフセット電圧
を測定するのに作業者がボリュームなどを手動で調整し
ながら表示状態を目視で行なっている。また、同様にし
て異常表示の測定も、作業者の目視検査によらざるを得
ない。これらの検査工程は、液晶表示装置の生産工程に
おいて最も人手を要する工程の１つであり、液晶表示装
置の生産性を低下させている。

【０００９】それゆえに、この発明の主たる目的は、作
業者による調整のばらつきや測定むらを防ぎ、検査工程
の省略化を図ることのできるような液晶検査装置を提供
することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
液晶表示パネルにパターンを表示し、そのパターンを撮
像し、その撮像出力を画像処理して液晶表示パネルの異
常を検査する液晶検査装置であって、液晶表示パネルに
供給される液晶駆動電圧を変化させながら、画像処理に
よって液晶表示パネルの異常表示の有無および異常位置
を測定する測定手段を備えて構成される。

【００１１】請求項２に係る発明では、請求項１の測定
手段は、液晶駆動電圧を変化させながら、液晶表示パネ
ルの輝度やフリッカなどの変化を測定する。

【００１２】請求項３に係る発明では、請求項１の測定
手段は、請求項１または２の測定結果に基づいて、液晶
表示パネルが正常な表示となる液晶駆動電圧を測定す
る。

【００１３】請求項４に係る発明では、液晶表示パネル
はＴＦＴ型液晶表示パネルであって、測定手段はＴＦＴ
型液晶表示パネルが正常な表示となるゲート電圧および
オフセット電圧を判断する。

【００１４】

【作用】この発明に係る液晶検査装置は、液晶表示パネ
ルに供給される液晶駆動電圧を変化させたときに、表示
されるパターンを撮像し、その撮像出力を画像処理する
ことによって、液晶表示パネルの異常表示の有無や異常
位置を測定する。

【００１５】

【実施例】図１はこの発明の一実施例の構成を示す図で
ある。図１において、測定対象となる液晶表示装置は、
液晶表示パネル１１と液晶駆動部１２とからなり、液晶
表示パネル１１には下方から光源（バックライト）２か
ら光が照射され、液晶表示パネル１１の像が光学系３１
を介してＣＣＤカメラ３０に撮像される。ＣＣＤカメラ
３０の撮像出力は画像処理装置４に与えられる。画像処
理装置４は撮像信号に基づいて、表示状態の測定を行な
い、その結果をコンピュータ７に出力する。一方、コン
ピュータ７は測定項目に合わせて表示パターンを変える
ために、表示パターン発生部６に表示するパターンの指
令信号を出力する。コンピュータ７は画像処理装置４か
ら受け取ったデータに基づいて、電圧調整装置５にデー
タを出力し、電圧調整装置５から液晶駆動部１２に印加
する電圧を変動させ、輝度やフリッカの変化の様子を画
像処理装置４に再度計測させる。この処理を繰返し、正
常に動作する電圧を測定する。

【００１６】次に、各部の詳細な動作について説明す
る。画像処理装置４はＣＣＤカメラ３０から画像１フレ
ーム分を５１２画素×５１２画素のフレームメモリに輝
度２５６階調に変換して取り込む。なお、フレームメモ
リは図示しないが画像処理装置４に内蔵されている。画
像１フレーム分が取り込まれるため、走査線１本ごとに
２つのフィールドの画像が交互に取り込まれていること
になる。このとき、液晶表示パネル１１自体の走査線数
とＣＣＤカメラ３０上に結ぶ像の走査線数が一致するよ
うに、光学系３１が調整されている。次に、画像処理装
置４は液晶表示パネル１１の像がフレームメモリ上のど
の部分に取り込まれているかを判断し、測定範囲を決定
する。

【００１７】たとえば、輝度を測定する場合、像全体の
輝度を測定するならば、全測定範囲の輝度を合計して測
定結果とし、像の一部分（たとえば中央部分）の輝度を
測定するならば、その部分の範囲を指定してその部分の
みの輝度を合計して測定結果とすることも可能である。

【００１８】また、フリッカの測定をする場合、たとえ
ば液晶表示パネルがフィールドごとに反転駆動されてい
るとき、走査線数ごとに２つのフィールド画面が交互に
取り込まれているので、フィールドごとに輝度を合計
し、それぞれのフィールドの輝度合計の差を測定結果と
する。２つのフィールドの輝度が一致しているとき、フ
リッカがない状態となる。また、異常表示もフレームメ
モリ上のデータを処理することにより測定可能である。

【００１９】電圧調整装置５はコンピュータ７から与え
られる指令信号をＤ／Ａ変換し、スイッチング電圧を０
Ｖから２０Ｖの範囲で変化させ、オフセット電圧を１Ｖ
から８Ｖの範囲で変化させる。なお、これ以外にも、ボ
リュームやトリマなどをステッピングモータなどの回転
駆動力により回転させて電圧を変化させるようにしても
よい。

【００２０】表示パターン発生部６は画像処理装置４と
同様にして、５１２×５１２ビットのフレームメモリを
内蔵していて、このフレームメモリの内容をビデオ信号
に変換してパターンを発生させるものであり、フレーム
メモリに記憶されている内容を書換えることにより、異
なるパターンを発生させることが可能となる。

【００２１】図２はこの発明の一実施例の動作を説明す
るためのフローチャートである。図２を参照して、コン
ピュータ７による実際の測定方法について説明する。測
定は、図２（ａ）に示すようにオフセット電圧測定、
スイッチング電圧測定、異常点灯の順に行なわれ
る。オフセット電圧を測定するための準備として、コン
ピュータ７は図２（ｂ）に示すようにスイッチング電圧
を予めわかっているおおよその値に設定するように電圧
調整装置５に指令信号を送る。表示パターン発生部６に
はフリッカの最も出やすい走査線２本ごとに液晶電極間
に電圧を印加させるパターンを発生するようにコンピュ
ータ７から指令が与えられる。コンピュータ７からオフ
セット電圧を測定開始電圧に設定するように電圧調整装
置５に指令を与えると、コンピュータ７は画像処理装置
４にフィールド間の輝度差を測定するように指令信号を
与える。オフセット電圧を少し変化させるように指令を
与えるたびに、フィールド間の輝度差測定結果を受け取
るという動作が測定終了電圧になるまで繰返され、オフ
セット電圧を変化させたときのフィールド間輝度差の変
化の様子がコンピュータ７によって測定される。

【００２２】図３はこの発明の一実施例によって測定さ
れたオフセット電圧とフィールド間輝度差の関係をグラ
フに示した図である。図３において、フィールド間輝度
差が正から負に変化する時点の０になる時点のオフセッ
ト電圧を正常な値として判定すると、コンピュータ７は
オフセット電圧を正常な値に設定するように電圧調整装
置５に指令信号を与える。これによって、オフセット電
圧の測定が終了する。

【００２３】次に、スイッチング電圧を測定する。表示
パターン発生部６は表示画素すべてに電圧が印加された
状態になるパターンを発生する。オフセット電圧を測定
するときと同様にして、コンピュータ７は電圧調整装置
５によってスイッチング電圧を変化させながら、画像処
理装置４によって画面の輝度を測定させる。

【００２４】図４はスイッチング電圧と輝度との関係を
グラフに示した例である。図４において、ある範囲内で
は輝度が一定となり、コンピュータ７はこのスイッチン
グ電圧範囲を正常な範囲として判定する。この例では像
の一部の輝度しか測定していないが、像全体の輝度変化
を測定すれば、液晶表示パネル１１内でのＴＦＴの特性
のばらつきの様子も測定可能である。コンピュータ７は
スイッチング電圧を正常な値に設定するように電圧調整
装置５に指令信号を与え、スイッチング電圧の測定を終
了する。

【００２５】以上の測定結果を用いて、正常な表示を行
なう電圧になるように電圧調整装置５を再度設定する
と、コンピュータ７は異常表示の有無を測定するため
に、表示パターン発生部６にすべての画素が光を透過す
る状態になるパターンを発生するように指令を与える。
画像処理装置４は光の透過率の低い画素の有無を測定
し、光の透過率の低い画素があればその表示パネル１１
内での位置を結果としてコンピュータ７に送る。応じ
て、ＣＰＵ７はすべての画素が光を透過しない状態にな
るパターンを発生するように表示パターン発生部６に指
令信号を出力する。画像処理装置４は光の透過率の高い
画素の有無を判定し、同様にその結果をコンピュータ７
に送る。これらの測定結果から、コンピュータ７は液晶
表示パネル１１の異常点灯の有無を判定する。最後に、
これらの結果をコンピュータ７の画面上や外部記憶装置
などに出力して検査を終了する。

【００２６】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、液晶
表示パネルに供給される液晶駆動電圧を変化させながら
画像処理によって表示パネルの異常表示の有無や異常位
置を測定するようにしたので、液晶表示パネルの検査工
程における省力化が期待でき、作業者の体調や気分によ
り生ずる作業むらがなくなり、安定した品質の製品が期
待できる。さらに、撮像手段を用いることにより、液晶
表示パネルの検査対象の範囲を自由に変えることがで
き、しかも短時間に測定することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例の全体の構成を示すブロッ
ク図である。

【図２】この発明の一実施例の動作を説明するためのフ
ローチャートである。

【図３】この発明の一実施例によるオフセット電圧とフ
ィールド間輝度差の関係をグラフに示した図である。

【図４】この発明の一実施例によるスイッチング電圧と
輝度との関係をグラフに示した図である。

【図５】従来のＴＦＴ型液晶表示部の構成を示す図であ
る。

【図６】液晶電極間電圧と光の透過特性を示す図であ
る。

【符号の説明】

２光源３ＴＦＴ４画像処理装置５電圧調整装置６表示パターン発生部７コンピュータ１１液晶表示パネル１２液晶駆動部１３液晶１４液晶電極３０ＣＣＤカメラ３１光学系

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】液晶表示パネルにパターンを表示し、そ
のパターンを撮像し、その撮像出力を画像処理して前記
液晶表示パネルの異常を検査する液晶検査装置であっ
て、前記液晶表示パネルに供給される液晶駆動電圧を変化さ
せながら画像処理によって、該液晶表示パネルの異常表
示の有無および異常位置を測定する測定手段を備えた、
液晶検査装置。
【請求項２】前記測定手段は、前記液晶駆動電圧を変
化させながら前記液晶表示パネルの輝度やフリッカなど
の変化を測定することを特徴とする、請求項１の液晶検
査装置。
【請求項３】前記測定手段は、前記測定結果に基づい
て前記液晶表示パネルが正常な表示となる液晶駆動電圧
を測定することを特徴とする、請求項１または２の液晶
検査装置。
【請求項４】前記液晶表示パネルはＴＦＴ型液晶表示
パネルであって、前記測定手段は、前記ＴＦＴ型液晶表示パネルが正常な
表示となるゲート電圧およびオフセット電圧を判断する
ことを特徴とする、請求項３の液晶検査装置。