JP4251056B2 - 電気光学パネルの検査装置及び電気光学パネルの製造方法、並びに組みずれ判定方法 - Google Patents

Description

本発明は、例えば液晶パネルや有機ＥＬ（Electro-Luminescence）パネル等の電気光学パネルを検査する検査装置及び電気光学パネルの製造方法、並びに該検査装置を用いた視野角特性判定方法及び組みずれ判定方法の技術分野に属する。

この種の検査装置では、一対の基板間に液晶等の電気光学物質を挟持してなり、これらを貫くように光を透過させることで、画像表示が可能とされた電気光学パネルにおける点欠陥等の発生状況について検査が行われる（例えば特許文献１参照）。

特開平１１−１７４３９８号公報

しかしながら、上述した検査装置では、電気光学パネル、又は該電気光学パネルにおいて所定の検査パターンを表示させるための検査用駆動信号を供給する検査用駆動回路の接続が検査の都度行われる。このため、種類の異なる複数の電気光学パネルを交換して検査を行う場合は、ステージへの電気光学パネルの設置や該電気光学パネルの位置決めに時間がかかる。特に、複数種類の電気光学パネルを用いて検査を行う場合には、各電気光学パネルのサイズ等に応じてステージに設置するための特殊な治具が必要となることもあり、設置のための手間が煩雑となる。更に、検査の都度、電気光学パネルに対する検査用駆動回路接続にも時間がかかり、これに加えて電気光学パネルの種類に応じて検査用駆動回路や接続部の交換も必要となり、手間がかかると共に煩雑化してしまう。よって、電気光学パネルの検査に膨大な時間や手間を要するという問題点がある。

本発明は、上記問題点に鑑み成されたものであり、液晶パネル等の電気光学パネルを容易に検査することが可能な電気光学パネルの検査装置、並びに該検査装置を用いた視野角特性判定方法及び組みずれ判定方法を提供することを課題とする。

本発明の検査装置は上記課題を解決するために、電気光学パネルの検査装置であって、電気光学パネルを所定位置に保持するパネル保持手段と、前記保持された電気光学パネルの外部回路接続用又は検査用の端子に対して接触する位置に可動であり、前記端子に接触した状態で前記端子に対して検査用駆動信号を供給するプローブと、前記保持された電気光学パネルから出射された表示光を受光して、該受光された表示光における２次元配光分布を測定する２次元配光測定手段とを備える。

本発明の検査装置によれば、パネル保持手段を２次元配光測定手段に対して移動させることによって、電気光学パネルの画像表示領域を所定の位置に配置させる。パネル保持手段は、例えば電気光学パネルの基板面に沿った方向にスライド可能となっており、このような移動は所定の移動機構によって自動的に行うことが可能となっている。

電気光学パネルには、駆動信号が供給される外部回路接続用端子が設けられており、更には該外部回路接続用端子とは別に検査用駆動信号が供給される検査用の端子が設けられている。

プローブは、所定の移動機構部によって、例えば電気光学パネルの画像表示面に対して垂直方向に自動的に移動させることが可能となっている。そして、該移動により、プローブが電気光学パネルの外部回路接続用端子又は検査用の端子に対して電気的に接続されることによって、検査用駆動信号が供給される。電気光学パネルはプローブより供給される検査用駆動信号に基づいて、画像表示領域の画像表示面に所定の検査パターンを表示する。例えば、電気光学パネルは検査パターンの表示を全白表示及び全黒表示として行う。

２次元配光測定手段は、画像表示面からの表示光の２次元配光分布を測定可能な光学系を備える構成とするのが好ましい。この光学系は、例えば文献１（特公平３−４８５８号公報）又は文献２（特開平８−３２０２７３号公報）に開示されているようなものを用いて構成される。パネル保持手段の移動によって電気光学装置の画像表示面は、予めこのような光学系の前側焦点付近に配置されている。また、２次元配光測定手段は、前述の光学系からの光を検出する光検出手段を備えている。光検出手段の光検出面には、前述の光学系によって２次元配光分布を示す像が結像され、当該光検出手段において２次元配光分布が得られる。尚、光検出手段として、例えばＣＣＤ又は（固体）撮像手段或いはテレビジョン撮像手段を用いるのが好ましい。

よって、２次元配光測定手段では、２次元配光分布の測定を自動的に行うことが可能となる。また、パネル保持手段及びプローブによって電気光学パネルの設置を自動的に行うと共に、電気光学パネルへの検査用駆動信号の供給も自動的に行うことが可能である。従って、本発明の検査装置によれば、測定に要する電気光学パネルやプローブの設置に要する手間を大幅に省くことができるため、複数の電気光学パネルの検査を迅速に行うことが可能となる。

本発明の電気光学パネルの検査装置の一態様では、前記保持された電気光学パネルに対して検査光を照射する光源を更に備えており、前記表示光は、前記電気光学パネルを透過又は反射して出射される前記検査光からなる。

この態様によれば、電気光学パネルとして液晶パネルの２次元配光分布を測定することが可能となる。電気光学パネルとして液晶パネルが用いられる場合、該液晶パネルに照射された検査光は、例えば液晶層を介して透過光として、或いは反射型の液晶パネルを用いるとすれば液晶層を介して反射光として、該液晶層から出射される。２次元配光測定手段には、該液晶パネルより透過光又は反射光として出射した表示光が入射される。

本発明の電気光学パネルの検査装置の他の態様では、前記測定された２次元配光分布に基づいて、前記電気光学パネルにおける視野角特性を判定する視野角特性判定手段を更に備える。

この態様では、視野角特性判定手段は、例えば光強度の分布として得られた２次元配光分布に基づいて、各仰角毎にコントラスト比を算出し、算出したコントラスト比に基づいて視野角特性が良好であるか否かについて判定する。好ましくは、視野角特性判定手段は、コントラスト比のピークに対応する仰角が予め定められた基準角度にあれば視野角特性は良好であると判定し、コントラスト比のピークに対応する仰角が予め定められた基準角度でなければ視野角特性は不良であると判定する。この態様によれば、視野角特性を自動的に判定することができ、視野角特性の検査を迅速に行うことが可能となる。

この視野角特性判定手段を備える態様によれば、前記視野角特性判定手段は、前記２次元配光分布の光強度又は該光強度から求めたコントラスト比がピークとなる角度が、予め設定された一又は複数の基準範囲に入っているか否かにより、前記視野角特性を判定するように構成してもよい。

このように構成すれば、視野角特性の判定を適切に行うことが可能となる。視野角特性判定手段は、例えば光強度の分布として得られた２次元配光分布に基づいて、各仰角毎にコントラスト比を算出し、算出したコントラスト比のピーク値を割り出す。該ピーク値に対応する仰角が基準範囲内であれば、視野角特性は良好であると判定し、基準範囲外であれば、視野角特性は不良であると判定する。ここに、視野角特性判定手段は、基準範囲からのずれを算出して、該ずれの値に応じてランク付けを行うようにしてもよい。電気光学パネルをプロジェクタのライトバルブとして用いる場合、該電気光学パネルの前述のずれの値を予め算出しておくことにより、プロジェクタの画像表示において視野角補償フィルム等を用いて前述したずれにより生じる色むらを抑えた高品質な画像表示を行うことができる。

本発明の電気光学パネルの検査装置の他の態様では、前記電気光学パネルは、一対の基板間に電気光学物質が挟持されてなり、前記測定された２次元配光分布に基づいて、前記電気光学パネルにおける前記一対の基板間の組みずれの度合を判定する組みずれ判定手段を更に備える。

この態様によれば、組みずれ判定手段は、例えば光強度の分布として得られた２次元配光分布に基づいて、各仰角毎にコントラスト比を算出し、算出したコントラスト比に基づいて電気光学パネルにおける組みずれの度合が許容範囲内であるか否かについて判定する。

ここに、電気光学パネルを液晶パネルとした場合、画像表示領域には各画素毎に開口領域が設けられている。この開口領域は、一対の基板の各々において規定されている。よって、組みずれが生じると、一対の基板の各々で規定された開口領域の位置が互いにずれるため、表示光は指向性を持った光となる。その結果、２次元配光分布を光強度で表すと、該光強度の分布にも指向性が生じる。

よって、組みずれ判定手段は、好ましくは、算出したコントラスト比のピーク値を割り出し、該ピーク値に対応する仰角が予め定められた基準角度にあれば、組みずれの度合は許容できると判定し、該ピーク値に対応する仰角が予め定められた基準角度になければ、組みずれは許容範囲ではない、即ち組みずれ有りと判定する。従って、この態様によれば、電気光学パネルの組ズレについて自動的に検査することが可能となる。

この組みずれ判定手段を備える態様によれば、前記組みずれ判定手段は、前記２次元配光分布の光強度又は該光強度からもとめたコントラスト比がピークとなる角度が、予め設定された一又は複数の基準範囲に入っているか否かにより、前記組みずれの度合を判定するように構成してもよい。

このように構成すれば、組みずれの判定を適切に行うことが可能となる。組みずれ判定手段は、例えば光強度の分布として得られた２次元配光分布に基づいて、各仰角毎にコントラスト比を算出し、算出したコントラスト比のピーク値を割り出す。該ピーク値に対応する仰角が基準範囲内であれば、組みずれの度合は許容できると判定し、基準範囲外であれば、組みずれは許容範囲ではない、即ち組みずれ有りと判定する。ここに、組みずれ判定手段は、基準範囲からのずれを算出して、該ずれの値に応じてランク付けを行うようにしてもよい。

この組みずれ判定手段を備える態様によれば、前記プローブは、前記検査用駆動信号として前記電気光学パネルを白表示させる白駆動信号を供給し、前記組ずれ判定手段は、前記白駆動信号に応じて白表示している電気光学パネルにおける前記ピークとなる角度を測定するように構成してもよい。

このように構成すれば、組みずれ判定手段はコントラスト比を算出しなくても、組みずれの度合について判定することが可能となる。組みずれ判定手段は、例えば白表示における光強度の分布として得られた２次元配光分布に基づいて、該光強度のピーク値を割り出す。該ピーク値に対応する仰角は、コントラスト比のピーク値と対応する。

本発明の電気光学パネルの検査装置の他の態様では、前記パネル保持手段を、前記電気光学パネルのサイズに応じて交換可能であるように装着するパネル保持手段装着部を更に備える。

この態様によれば、パネル保持手段を交換可能に装着することができるため、電気光学パネルの大きさ等に応じて複数種類のパネル保持手段を用いることが可能となる。従って、種類の異なる複数の電気光学パネルの検査を行う際に、電気光学パネルを容易に設置することができるため、該電気光学パネルの検査を短時間で効率良く行うことが可能となる。

本発明の電気光学パネルの検査装置の他の態様では、前記プローブを、前記電気光学パネルの端子配置に応じて交換可能であるように装着するプローブ装着手段を更に備える。

この態様によれば、電気光学パネルの種類に応じて、プローブを換えることが可能となる。よって、種類の異なる複数の電気光学パネルの検査を行う際にも、該電気光学パネルの種類に応じてプローブを容易に設置することができるため、該電気光学パネルの検査を短時間で効率良く行うことが可能となる。

本発明の電気光学パネルの検査装置の他の態様では、前記パネル保持手段は、前記液晶パネルの基板面に沿った方向にスライド可能に構成されている。

この態様によれば、例えば所定の移動機構部によってパネル保持手段を移動させることにより、パネル保持手段又は電気光学パネルの交換を容易に行うことができると共に、電気光学パネルの位置決めを容易に行うことが可能となる。

本発明の視角特性判定方法は上記課題を解決するために、所定位置に配置された電気光学パネルに検査用駆動信号を供給する工程と、前記電気光学パネルから出射された表示光を受光して、該受光された表示光における２次元配光分布を測定する工程と、前記測定された２次元配光分布に基づいて、前記電気光学パネルにおける視野角特性を判定する工程とを含む。

本発明の視野角特性判定方法によれば、例えば光強度の分布として得られた２次元配光分布に基づいて、各仰角毎にコントラスト比を算出し、算出したコントラスト比に基づいて視野角特性が良好であるか否かについて判定する。よって、視野角特性を自動的に判定することができ、視野角特性の検査を迅速に行うことが可能となる。

本発明の第１の組みずれ判定方法は上記課題を解決するために、一対の基板間に電気光学物質が挟持されてなる電気光学パネルを所定位置に配置して、該電気光学パネルに検査用駆動信号を供給する工程と、前記電気光学パネルから出射された表示光を受光して、該受光された表示光における２次元配光分布を測定する工程と、前記測定された２次元配光分布に基づいて、前記電気光学パネルにおける前記一対の基板間の組みずれの度合を判定する工程とを含む。

本発明の第１の組みずれ判定方法によれば、例えば光強度の分布として得られた２次元配光分布に基づいて、各仰角毎にコントラスト比を算出し、算出したコントラスト比に基づいて電気光学パネルにおける組みずれの度合が許容範囲内であるか否かについて判定する。従って、電気光学パネルの組みずれについて自動的に検査することが可能となる。

本発明の第２の組みずれ判定方法は上記課題を解決するために、一対の基板を貼り合わせてなるパネル構造体を所定位置に配置して、前記パネル構造体における前記基板上の所定の領域に形成された複数の開口領域に検査光を透過させる工程と、前記電気光学パネルから出射された透過光を受光して、該受光された表示光における２次元配光分布を測定する工程と、前記測定された２次元配光分布に基づいて、前記パネル構造体における前記一対の基板間の組みずれの度合を判定する工程とを含む。

本発明の第２の組みずれ判定方法によれば、例えば、液晶セルにおける所謂“空セル”の段階など、電気光学物質として例えば液晶封入前において、組みずれについて検査することが可能となる。

本発明の電気光学パネルの製造方法は、上記の視野角特性判定方法または上記の組みずれ判定方法により電気光学パネルを検査する工程を含むことを特徴とする。

このような構成の製造方法により、電気光学パネルの製造工程における歩留まりを向上させることが可能となる。

本発明のこのような作用及び他の利得は次に説明する実施の形態から明らかにされる。

以下では、本発明の実施の形態について図を参照しつつ説明する。以下の実施形態では、本発明の検査装置において電気光学パネルとして液晶パネルの検査を行うものとする。

＜１：第１実施形態＞
先ず、本発明の検査装置に係る第１実施形態について、図１から図９を参照して説明する。

＜１−１：電気光学パネルの構成＞
まず、本実施形態に係る電気光学パネルの構成について、図１及び図２を参照して説明する。ここに、図１は、ＴＦＴアレイ基板をその上に形成された各構成要素と共に対向基板の側から見た電気光学パネルの平面図であり、図２は、図１のＨ−Ｈ’断面図である。ここでは、電気光学パネルの一例である駆動回路内蔵型のＴＦＴアクティブマトリクス駆動方式の液晶パネルを例にとる。

図１及び図２において、本実施形態に係る電気光学パネルでは、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とが対向配置されている。ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間に液晶層５０が封入されており、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とは、画像表示領域１０ａの周囲に位置するシール領域に設けられたシール材５２により相互に接着されている。

シール材５２は、両基板を貼り合わせるための、例えば紫外線硬化樹脂、熱硬化樹脂等からなり、製造プロセスにおいてＴＦＴアレイ基板１０上に塗布された後、紫外線照射、加熱等により硬化させられたものである。また、シール材５２中には、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間隔（基板間ギャップ）を所定値とするためのグラスファイバ或いはガラスビーズ等のギャップ材が散布されている。

シール材５２が配置されたシール領域の内側に並行して、画像表示領域１０ａの額縁領域を規定する遮光性の額縁遮光膜５３が、対向基板２０側に設けられている。但し、このような額縁遮光膜５３の一部又は全部は、ＴＦＴアレイ基板１０側に内蔵遮光膜として設けられてもよい。

周辺領域のうち、シール材５２が配置されたシール領域の外側に位置する領域には、データ線駆動回路１０１及び外部回路接続端子１０２がＴＦＴアレイ基板１０の一辺に沿って設けられている。また、走査線駆動回路１０４は、この一辺に隣接する２辺に沿い、且つ、前記額縁遮光膜５３に覆われるようにして設けられている。更に、このように画像表示領域１０ａの両側に設けられた二つの走査線駆動回路１０４間をつなぐため、ＴＦＴアレイ基板１０の残る一辺に沿い、且つ、前記額縁遮光膜５３に覆われるようにして複数の配線１０５が設けられている。尚、外部回路接続端子１０２と別に後述する検査用駆動信号が印加される検査用の端子（図示省略）が設けられてもよい。

また、対向基板２０の４つのコーナー部には、両基板間の上下導通端子として機能する上下導通材１０６が配置されている。他方、ＴＦＴアレイ基板１０にはこれらのコーナー部に対向する領域において上下導通端子が設けられている。これらにより、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間で電気的な導通をとることができる。

図２において、ＴＦＴアレイ基板１０上には、画素スイッチング用のＴＦＴや走査線、データ線等の配線が形成された後の画素電極９ａ上に、配向膜が形成されている。他方、対向基板２０上には、対向電極２１の他、格子状又はストライプ状の遮光膜２３、更には最上層部分に配向膜が形成されている。また、液晶層５０は、例えば一種又は数種類のネマティック液晶を混合した液晶からなり、これら一対の配向膜間で、所定の配向状態をとる。更に、ＴＦＴアレイ基板１０及び対向基板２０の各々の対向面の背面側には配向方向に応じた偏光板（図示省略）が設けられる。

＜１−２：画素部における構成＞
以下では、本実施形態における電気光学パネルの画素部における構成について、図３を参照して説明する。ここに図３は、電気光学パネルの画像表示領域１０ａを構成するマトリクス状に形成された複数の画素における各種素子、配線等の等価回路である。

図３において、本実施形態における電気光学パネルの画像表示領域１０ａを構成するマトリクス状に形成された複数の画素には、それぞれ、画素電極９ａと当該画素電極９ａをスイッチング制御するためのＴＦＴ３０とが形成されており、画像信号が供給されるデータ線６ａが当該ＴＦＴ３０のソースに電気的に接続されている。データ線６ａに書き込む画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎは、この順に線順次に供給しても構わないし、相隣接する複数のデータ線６ａ同士に対して、グループ毎に供給するようにしてもよい。

また、ＴＦＴ３０のゲートにゲート電極３ａが電気的に接続されており、所定のタイミングで、走査線１１ａ及びゲート電極３ａにパルス的に走査信号Ｇ１、Ｇ２、…、Ｇｍを、この順に線順次で印加するように構成されている。画素電極９ａは、ＴＦＴ３０のドレインに電気的に接続されており、スイッチング素子であるＴＦＴ３０を一定期間だけそのスイッチを閉じることにより、データ線６ａから供給される画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎを所定のタイミングで書き込む。

画素電極９ａを介して電気光学物質の一例としての液晶に書き込まれた所定レベルの画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎは、対向基板に形成された対向電極との間で一定期間保持される。液晶は、印加される電圧レベルにより分子集合の配向や秩序が変化することにより、光を変調し、階調表示を可能とする。ノーマリーホワイトモードであれば、各画素の単位で印加された電圧に応じて入射光に対する透過率が減少し、ノーマリーブラックモードであれば、各画素の単位で印加された電圧に応じて入射光に対する透過率が増加され、全体として電気光学パネルからは画像信号に応じたコントラストをもつ光が出射する。

ここで保持された画像信号がリークするのを防ぐために、画素電極９ａと対向電極との間に形成される液晶容量と並列に蓄積容量７０を付加する。この蓄積容量７０は、走査線１１ａに並んで設けられ、固定電位側容量電極を含むとともに定電位に固定された容量電極３００を含んでいる。

図１において、走査線駆動回路１０４は、上述の如く走査信号Ｇ１、Ｇ２、…、Ｇｍを所定タイミングで走査線３ａに供給し（図３参照）、データ線駆動回路１０１は、上述の如く画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎを所定タイミングでデータ線６ａに供給する（図３参照）。

＜１−３：検査装置の構成＞
次に、上述したような電気光学パネルの検査を行う検査装置の構成について、図４から図６を参照して説明する。図４は、本実施形態に係る検査装置の概略的な構成を示す図であり、図５は図４に示す検査装置における２次元配光測定手段の概略的な構成を示す図であって、図６（ａ）及び図６（ｂ）は２次元配光測定手段の機能について説明するための模式図である。

図４において、検査装置１は、主要部として、２次元配光測定手段４４、本発明に係る「パネル保持手段」としてのステージ４７、及び複数のプローブ４１４が設けられたプローブユニット４１５を備える。これら２次元配光測定手段４４、ステージ４７、及びプローブユニット４１５は、以下に説明する他の各構成要素と共に筐体４３内に収容されている。

２次元配光測定手段４４は２次元配光分布を測定可能な光学系を備えている。図４には、２次元配光測定手段４４における光学系の光軸４５を示してある。筐体４３内において２次元配光測定手段４４は、ステージ４７の上方に配置される。尚、２次元配光測定手段４４の詳細な構成については後述する。

本実施形態では、次のようにモジュール化された電気光学パネル４０が用いられる。即ち、電気光学パネル４０には、フレキシブルプリント基板４１等が取り付けられ、防塵ガラス（図示せず）等とともにケース内に収容されている。フレキシブルプリント基板４１には例えば外部回路接続端子１０２又は検査用の端子に接続された複数の信号線が配線される。

ステージ４７は、該ステージ４７を移動させる移動機構部４８によって、筐体４３内に水平に支持される。また、ステージ４７の上面には検査対象となる電気光学パネル４０を載置するための凹部４０９が形成されている。また、ステージ４７には、該ステージ４７に載置された電気光学パネル４０の画像表示領域１０ａに後述する光源４６から出射される検査光を導くための開口部４０８が設けられている。

移動機構部４８は、図示しない空気圧制御装置から供給される作動空気圧によって、筐体４３内を水平方向に伸縮移動するピストンロッド４１２を有するエアシリンダ４１３が設けられている。ピストンロッド４１２の先端には、本発明に係る「パネル保持手段装着部」としてのステージ装着部４１１が設けられている。このステージ装着部４１１に、ステージ４７は装脱自在に装着される。

ここに、ステージ４７はピストンロッド４１２の伸縮によって、筐体４３内を図４中矢印Ａで示すように、スライド可能とされている。筐体４３には開閉窓４１９が設けられており、ステージ４７をスライドさせることによって開閉窓４１９を押し開くことにより、電気光学パネル４０をステージ４７上に載置した状態で、筐体４３外に露出させることが可能となる。このように露出させた状態における電気光学パネル４０ａ及び開閉窓４１９ａを、図４中点線にて示してある。

本実施形態では、電気光学パネル４０が筐体４３外に露出した状態で、ステージ４７に対して電気光学パネル４０を装脱させたり、ステージ４７そのものをステージ装着部４１１に対して装脱させることによって、複数種類の電気光学パネルを交換して用いることが可能となる。

プローブユニット４１５は、プローブ移動機構部４９によって筐体２内に支持される。プローブユニット４１５は、フレキシブルプリント基板４１に配線された複数の信号線に対応する複数のプローブ４１４を備えている。図４に示すように、筐体４３内にはパネル駆動装置３９が設けられており、該パネル駆動装置３９から出力される所定の検査用駆動信号はプローブユニット４１５に供給される。そして、プローブユニット４１５は供給された検査用駆動信号を複数のプローブ４１４を介してフレキシブルプリント基板４１における複数の信号線に供給する。

プローブ移動機構部４９は、例えば上述の移動機構部４８と同様の構成となっている。プローブ移動機構部４９は、筐体４３内を垂直方向に伸縮移動するピストンロッド４１７を有するエアシリンダ４１８が設けられている。そして、ピストンロッド４１７の先端には、本発明に係る「プローブ装着手段」としてのプローブユニット装着部４１６が設けられている。このプローブユニット装着部４１６に、プローブユニット４１５が装脱自在に装着される。プローブユニット４１５は、プローブ移動機構部４９におけるピストンロッド４１７の伸縮移動により、筐体４３内を図４中矢印Ｂで示す垂直方向に移動する。そして、該移動によって複数のプローブ４１４から検査用駆動信号の供給がフレキシブルプリント基板４１における複数の信号線に対して行われる。よって、本実施形態では、プローブユニット装着部４１６に対してプローブユニット４１５を装脱させることによって、複数種類のブローブユニット４１５を交換して用いることが可能である。

また、筐体４３内には、電気光学パネル４２に検査光を照射する光源４６が設けられる。光源４６は、ファイバ式としてもよいし、レーザ装置や蛍光管を用いて構成してもよい。図４に示すように、光源４６は電気光学パネル４０の下方即ちステージ４７の下方に配置される。但し、反射型の電気光学パネルに応用する場合には、光源４６はハーフミラー等と共にステージ上方に配置される。

更に、検査装置１には、本発明に係る「視野角特性判定手段」としての検査端末４０２が設けられている。検査端末４０２は、パーソナルコンピュータ、ワークステーション等により構成される。

続いて、図４の他、図５及び図６を参照して２次元配光測定手段４４の構成及び機能について説明する。２次元配光測定手段４４は、例えば上記文献１又は上記文献２に開示されているような２次元配光分布を測定可能な光学系を用いて構成されている。

図５において、この光学系には、対物レンズ５０１、リレーレンズ系５０２、及びフィルタ５０３が含まれている。尚、図５中、前記光学系の光軸４５を示してある。

図４及び図５において、電気光学パネル４０の画像表示領域１０ａにおける画像表示面４２は、図５に示す光学系の対物レンズ５０１の前側焦点付近に配置される。本実施形態では、画像表示面４２が２次元配光分布の測定面とされる。尚、本実施形態では、画像表示面４２における測定スポットの径Ｒは、図５に示す光学系の対物レンズ５０１の形状によって変化する。本実施形態では、測定スポットの径Ｒは好ましくは２００μｍ程度とする。

また、２次元配光測定手段４４には、前述の光学系からの光を検出する光検出手段として、撮像手段５０４が設けられている。尚、光検出手段として例えばＣＣＤを用いてもよい。対物レンズ５０１は、画像表示面４２からの出射光をその角度に応じた位置に集めて後側焦点に結像させる。リレーレンズ系５０２は、対物レンズ５０１によって結像された像をフィルタ５０３を介して撮像手段５０４の光検出面上に縮小して再結像させる。撮像手段５０４によって、光検出面上に再結像された像が撮像され、２次元配光分布が得られる。即ち該撮像手段５０４における光検出面は撮像面となる。尚、図５において、撮像手段５０４の詳細な構成について図示は省略する。

ここで、図６（ａ）及び図６（ｂ）を参照して２次元配光分布について説明する。２次元配光分布は、図６（ａ）において、角度θとして示す仰角及び角度φとして示す方位角に対応する例えば光強度の分布として表される。図６（ａ）に示すように、方位角φは、測定面上に０°位置が規定されており、該０°位置から測定点６００を中心として右回りに、左側（Ｌ）９０°位置、１８０°位置、及び右側（Ｒ）９０°位置が規定される。仰角θは、測定面上の観測点が測定点６００の真上に位置する場合、即ち測定面の法線上に位置する場合を、θ＝０°として、観測点を測定点６００を中心とする同心円上に傾けた場合に、観測点と測定点６００とを結ぶ線が、測定面の法線に対してなす角度を表す。そして、観測点の測定面における位置は方位角φによって規定される。

図６（ｂ）には、撮像面において撮像される２次元配光分布を概略的に示してある。２次元配光分布上では、右回りに方位角φの０°位置、左側（Ｌ）９０°位置、１８０°位置、及び右側（Ｒ）９０°位置が規定される。

ここに、図５において、対物レンズ５０１に入射する、画像表示面４２からの出射光が光軸４５に対してなす角が仰角θに相当する。該仰角θは、対物レンズ５０１によって後側焦点面上の距離ｙに変換され、リレーレンズ系５０２によって撮像面において距離ｙに比例する距離とされる。

よって、例えば図６（ａ）において仰角θ＝６０°における光強度の分布は、方位角φに応じて仰角０°を示す位置を中心とする円として表される。また、仰角θ＝１０°における光強度の分布は、仰角θ＝６０°における光強度の分布を表す円と同心円として、該円より小さい径の円として表される。

＜１−４：検査時の動作＞
次に、図７及び図８を参照して、検査装置１によって行われる電気パネル４０の検査について説明する。図７（ａ）、図７（ｂ）及び図７（ｃ）は夫々、検査装置１おいて測定された２次元配光分布の測定結果の一例を示す図であって、図８は、横軸に仰角並びに縦軸に光強度及びコントラストをとって表された２次元配光分布の測定結果を示す図である。

電気光学パネル４０の検査時、画像表示面４２が検査部４４における光学系の前側焦点位置に配置されるが、移動機構部４８によってステージ４７を自動的に移動させることによって、該位置決めは容易に行うことができる。

また、パネル駆動装置３９から出力される検査用駆動信号が、プローブユニット４１５を介して電気光学パネル４０に供給される。電気光学パネル４０では、供給された検査用駆動信号に基づいて、走査線駆動回路１０４及びデータ線駆動回路１０１より出力される走査信号Ｇ１、Ｇ２、・・・、Ｇｍ及び画像信号Ｓ１、Ｓ２、・・・、Ｓｎが各画素部に供給されることによって、画像表示領域１０ａにおいて画像表示が行われる。本実施形態では、検査用駆動信号に基づいて画像表示領域１０ａにおいて、明状態として全白表示及び暗状態として全黒表示が行われる。

そして、２次元配光測定手段４４によって、全白表示及び全黒表示夫々において２次元配光分布が測定される。２次元配光測定手段４４には画像表示領域１０ａからの表示光が入射され、該表示光を前述した光学系を介して撮像手段５０４によって受光することによって、２次元配光分布の測定が行われる。尚、電気光学パネル４０の表示光は、光源４６から画像表示領域１０ａに照射された検査光の透過光として、当該電気光学パネル４０から出射される。

検査端末４０２は、２次元配光測定手段４４における撮像手段５０４によって撮像された２次元配光分布に基づいて、電気光学パネル４０における視野角特性を判定する。

図７（ａ）には、全黒表示における２次元配光分布の測定結果の一例を示してある。図７（ａ）に示す測定結果について、方位角φが左側（Ｌ）１３５°及び右側（Ｒ）４５°付近における仰角θに応じた光強度の分布は、図８において視角特性曲線８０２として表される。そして、視角特性曲線８０２におけるピーク、即ち光強度が最小となる値に対応する仰角θは画像表示面４２の真正面付近を示す０°付近となる。

ここに、図７（ａ）は、仰角θが左側及び右側に夫々０°から３０°の範囲における２次元配光分布を示すものである。そして、図７（ａ）において、方位角φが左側（Ｌ）１３５°及び右側（Ｒ）４５°付近で仰角θを左側に変化させる場合は、仰角θに応じて２次元配光分布は、仰角０°を示す位置から左側（Ｌ）の方位角１３５°を示す点線に沿って左斜め上に向かう方向に表される。他方、方位角φが左側（Ｌ）１３５°及び右側（Ｒ）４５°付近で仰角θを右側に変化させる場合は、仰角θに応じて２次元配光分布は、仰角０°を示す位置から右側（Ｒ）の方位角４５°を示す点線に沿って右斜め下に向かう方向に表される。更に、図８において、左側に変化させた場合の仰角θを負（−）の値として示してあり、右側に変化させた場合の仰角θを正（＋）の値として示してある。

また、図８において、全白表示における２次元配光分布の測定結果について、方位角φが左側（Ｌ）１３５°及び右側（Ｒ）４５°付近における仰角θに応じた光強度の分布は、視角特性曲線８０４として表される。視角特性曲線８０４におけるピーク、即ち全白表示において光強度が最大となる値に対応する仰角θは画像表示面４２の真正面付近を示す０°付近となる。

図７（ａ）に示す測定結果は、図８に示す視角特性曲線８０４において光強度が最大となる値に対する、図８に示す視角特性曲線８０２における光強度の値が占める割合を各仰角毎に算出して、該割合の分布として表してある。図７（ａ）において、仰角０°即ち画像表示面４２の真正面付近を中心として、同心円状に、右側の仰角０°から３０°付近及び左側の仰角０°から３０°付近の範囲内で、光強度の分布は０［％］から４０［％］へと変化する。尚、図７（ａ）には、前述のように算出された割合が、０［％］となる領域、１０［％］となる領域、２０［％］となる領域、３０［％］となる領域、及び４０［％］となる領域に分けて測定結果が示されている。

また、図７（ｂ）には、各仰角毎に、全白表示における光強度及び全黒表示における光強度の比、即ちコントラスト比を算出して、コントラスト比の分布として表された２次元配光分布の測定結果を、図７（ａ）と同様に示してある。図７（ｂ）に示す測定結果について、方位角φが左側（Ｌ）１３５°及び右側（Ｒ）４５°付近における仰角θに応じたコントラスト比の値は、図８において視角特性曲線８０６として表される。図８に示す視角特性曲線８０６において、仰角０°付近、即ち画像表示面４２の真正面付近において、コントラスト比の値は最大となる。

次に、本実施形態における検査端末４０２による視野角特性の判定について図９を参照して説明する。図９には、視野角特性の判定に係る検査端末４０２の動作を説明するためのフローチャートを示してある。

先ず、検査端末４０２は、撮像手段５０４によって撮像された２次元配光分布に基づいて、各仰角毎にコントラスト比を算出する（ステップＳ１）。尚、この際、検査端末４０２によって、図７（ａ）及び図７（ｂ）並びに図８に示すような２次元配光分布の測定結果を示す出力データが生成される。

続いて、検査端末４０２は算出したコントラスト比の値よりピーク値、即ちコントラスト比の最大値を割り出す（ステップＳ２）。ここでは、検査端末４０２は、コントラスト比のピーク値を１００［％］とみなした場合、該最大値の８０［％］に相当する値を算出し、この値に対応する仰角を割り出す。図８に示す視角特性曲線８０６において、コントラスト比のピーク値８０［％］に相当する値と対応する仰角θは、約−９°及び＋７°である。検査端末４０２は、割り出した値、約−９°及び＋７°を用いて、該−９°以上＋７°以内の角度範囲における中央値を更に算出する。

そして、検査端末４０２は割り出したコントラスト比のピーク値と対応する仰角θが基準範囲内か否かについて判定する（ステップＳ３）。尚、検査端末４０２は、好ましくは、キーボード等の入力装置によって基準範囲を入力可能及び変更可能なように構成されている。入力装置によって入力又は変更された所定の角度範囲が基準範囲として設定される。ここでは、上述した手順によって算出した中央値が基準範囲内か否かについて判定する。

コントラスト比のピーク値と対応する仰角θが基準範囲内である場合（ステップＳ３：ＹＥＳ）、検査端末４０２は視野角特性が良好であると判定する（ステップＳ４）。他方、コントラスト比のピーク値と対応する仰角θが基準範囲外である場合（ステップＳ３：ＮＯ）、検査端末４０２は視野角特性が不良であると判定する（ステップＳ５）。ここでは、検査端末４０２は、前述した中央値が基準範囲内である場合、視野角特性が良好であると判定し、前述した中央値が基準範囲外である場合、視野角特性が不良であると判定する。

その後、視野角特性の判定に係る検査端末４０２の一連の動作が終了される。

尚、検査端末４０２は視野角特性の判定を、予め設定された基準角度に基づいて行ってもよい。該基準角度の設定は基準範囲の設定と同様に行われるのが好ましい。例えば、検査端末４０２は、前述した中央値が、予め定められた基準角度０°であるか否かについて判定する。具体的には、−９°以上＋７°以内の角度範囲における中央値は−１°であるから基準角度とは異なる値となっている。よって、この場合、検査端末４０２によって視野角特性は不良であると判定する。他方、前述した中央値が基準角度０°に等しければ、視野角特性は良好であると判定される。

よって、検査装置１では、２次元配光分布の測定を自動的に行うことが可能となる。また、ステージ４７及びプローブユニット４１５によって電気光学パネル４０の設置を自動的に行うと共に、電気光学パネル４０への検査用駆動信号の供給も自動的に行うことが可能である。従って、検査装置１によれば、測定に要する電気光学パネル４０や複数のプローブ４１４の設置に要する手間を大幅に省くことができるため、複数の電気光学パネルの検査を迅速に行うことが可能となる。

更に、検査装置１における検査端末４０２によって視野角特性を自動的に判定することができ、視野角特性の検査を適切且つ迅速に行うことも可能となる。

＜１−５：変形例＞
次に、以上説明した第１実施形態に係る変形例について説明する。視野角特性の判定を、以下のようなランク付けによって行ってもよい。図１０には、本変形例における検査端末４０２の動作を説明するためのフローチャートを示してある。

検査端末４０２によって、図９におけるステップＳ１からステップＳ３と同様の動作が行われる。尚、第１実施形態と重複する説明は省略する。ここに、ステップＳ１２では、図９におけるステップＳ２と同様、算出したコントラスト比よりピーク値の割り出しが行われる。

コントラスト比のピーク値と対応する仰角が基準範囲内である場合（ステップＳ３：ＹＥＳ）、検査端末４０２は視野角特性が良好であると判定して、”優”としてランク付けを行う（ステップＳ１４）。

他方、コントラスト比のピーク値と対応する仰角が基準範囲外である場合（ステップＳ３：ＮＯ）、検査端末４０２は視野角特性が不良であると判定すると共に、仰角の基準範囲からのずれを算出して、該ずれの値に応じたランク付けを行う（ステップＳ１５）。例えば、検査端末４０２には、”優”のほか、”良”に対応する判定範囲、”可” に対応する判定範囲、及び”不可” に対応する判定範囲が夫々設定される。尚、この設定は上述した基準角度及び基準範囲と同様に行われるのが好ましい。そして、検査端末４０２は、算出したずれの値と各判定範囲とを比較し、該ずれの値が属する判定範囲に対応するランクを割り出すことによって、ランク付けを行う。

その後、検査端末４０２における一連の動作が終了される。

以上説明したように、ランク付けを行った場合、視野角特性の判定を適切に行うことが可能となる。また、電気光学パネルをプロジェクタのライトバルブとして用いる場合、該電気光学パネルの前述のずれの値を予め算出しておくことにより、プロジェクタの画像表示において視野角補償フィルム等を用いて前述したずれにより生じる色むらを抑えた高品質な画像表示を行うことができる。

＜２：第２実施形態＞
次に、本発明の検査装置に係る第２実施形態について説明する。第２実施形態における検査装置は第１実施形態と比較して検査端末の詳細な動作が異なる。よって、以下において、電気光学パネルの構成を図１から図３を参照して説明し、検査装置の構成を図４を参照して説明すると共に、検査装置の動作について図７のほか図１１を参照して説明する。尚、以下において第１実施形態と重複する説明は省略する。図１１には、第２実施形態の検査端末の動作を説明するためのフローチャートを示してある。

図４において、検査端末４０２は、本発明に係る「組みずれ判定手段」を兼ねる。

ここに、図１から図３に示す電気光学パネルの構成によれば、画像表示領域１０ａにおける複数の画素部に対応する複数の開口領域は、ＴＦＴアレイ基板１０側に形成された走査線及びデータ線等の構成によって規定されると共に、対向基板２０側に形成された遮光膜２３の構成によっても規定される。組みずれが生じると、ＴＦＴアレイ基板１０側で規定された複数の開口領域の位置と、対向基板２０側で規定された複数の開口領域の位置とがずれる。その結果、画像表示領域１０ａにおける複数の開口領域を透過する光は、該各画素部の真正面付近よりずれた方向に進行する、指向性を持った光となる。よって、電気光学パネルの表示光について２次元配光分布を光強度で表すと、該光強度の分布にも指向性が生じる。

図７（ｃ）には、組みずれが生じている電気光学パネルにおいて、全白表示で測定された２次元配光分布の一例を、図７（ａ）と同様に示してある。尚、図７（ｃ）には、全白表示において、光強度が最大となる値に対する他の光強度の値が占める割合を各仰角毎に算出して、該割合の分布として表してある。

図７（ｃ）において、仰角０°付近よりずれた位置を中心として、同心円状に、右側の仰角０°から３０°付近及び左側の仰角０°から３０°付近の範囲内で、光強度の分布は９０［％］から６０［％］へと変化する。即ち、光強度が最大となる仰角は、画像表示面４２の真正面付近を示す０°よりずれた角度となる。よって、組みずれが生じている電気光学パネル４０において、全白表示及び全黒表示について夫々２次元配光分布を測定し、該測定結果からコントラスト比を算出すれば、コントラスト比が最大となる仰角も、画像表示面４２の真正面付近を示す０°よりずれた角度となる。

第２実施形態では、このような組みずれについて、検査端末４０２によって判定が行われる。以下に、検査端末４０２における組みずれ判定について説明する。

図１１において、検査端末４０２によって、図９におけるステップＳ１からステップＳ３と同様の動作が行われる。ここに、ステップＳ２２では、図９におけるステップＳ２と同様、算出したコントラスト比よりピーク値の割り出しが行われる。

コントラスト比のピーク値と対応する仰角が基準範囲内である場合（ステップＳ３：ＹＥＳ）、検査端末４０２は組みずれの度合は許容できるとみなし、組みずれは生じていないと判定する（ステップＳ２４）。他方、コントラスト比のピーク値と対応する仰角が基準範囲外である場合（ステップＳ３：ＮＯ）、検査端末４０２は組みずれは許容範囲ではないとみなし、組みずれが生じていると判定する（ステップＳ２５）。

その後、視野角特性の判定に係る検査端末４０２の一連の動作が終了される。

従って、この態様によれば、電気光学パネルの組ズレについて自動的に検査することが可能となる。尚、検査端末４０２は組みずれの判定を、予め設定された基準角度に基づいて行ってもよい。

また、電気光学パネルにおいて全白表示を行って、該全白表示における２次元配光分布を測定すれば、コントラスト比を算出しなくても、組みずれについて検査することが可能となる。図７（ｃ）に示す２次元配光分布によれば、中心位置が仰角０°付近よりずれているか否かを確認することにより、組みずれが生じているか否かを一見して判定することも可能である。この場合、検査端末４０２によって、組みずれの判定が、図１１を参照して説明した手順と同様の手順によって行われてもよい。

＜２−１：変形例＞
次に、以上説明した第２実施形態に係る変形例について説明する。第２実施形態における検査装置では、電気光学パネルに換えて次のようなパネル構造体を用いることも可能である。電気光学パネルとして例えば図１から図３に示す構成を有する液晶パネルの製造工程において、液晶封入前に、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とを貼り合わせてパネル構造体を形成した後、該パネル構造体における組みずれについて検査が行われてもよい。このようにすれば、電気光学パネルの製造工程における歩留まりを向上させることが可能となる。

また、第２実施形態においても、前述した第１実施形態に係る変形例と同様、基準範囲からのずれを算出して、該ずれの値に応じてランク付けを行うようにしてもよい。このようにすれば、組みずれの判定を適切に行うことが可能となる。

以上説明した、第１又は第２実施形態では、電気光学パネルとして透過型や反射型の他、ＩＬＡプロジェクタ等の投射型表示装置にライトバルブとして用いられる液晶パネルを用いてもよい。或いは、液晶パネルに代えて有機ＥＬパネルやＤＭＤ（デジタルミラーデバイス）等を用いることも可能である。

本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨、あるいは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う電気光学パネルの検査装置及び電気光学パネルの製造方法、並びに視野角特性判定方法及び組みずれ判定方法もまた、本発明の技術的範囲に含まれるものである。

電気光学パネルの全体構成を示す平面図である。 図１のＨ−Ｈ’断面図である。 電気光学パネルの画像表示領域を構成するマトリクス状に形成された複数の画素部における各種素子、配線等の等価回路である。 検査装置の概略的な構成を示す図である。 検査装置における２次元配光測定手段の概略的な構成を示す図である。 図６（ａ）及び図６（ｂ）は２次元配光測定手段の機能について説明するための模式図である。 図７（ａ）、図７（ｂ）及び図７（ｃ）は夫々、検査装置おいて測定された２次元配光分布の測定結果の一例を示す図である。 検査装置おいて測定された２次元配光分布の測定結果の他の例を示す図である。 視野角特性の判定を説明するためのフローチャートを示す図である。 第１実施形態の変形例を説明するためのフローチャートを示す図である。 組みずれ判定を説明するためのフローチャートを示す図である。

符号の説明

１…検査装置
４０…電気光学パネル
４４…２次元配光測定手段
４７…ステージ
４１４…プローブ
４１５…プローブユニット

Claims (11)

1. 電気光学パネルの検査装置であって、
   電気光学パネルを所定位置に保持するパネル保持手段と、
   前記保持された電気光学パネルの外部回路接続用又は検査用の端子に対して接触する位置に可動であり、前記端子に接触した状態で前記端子に対して検査用駆動信号を供給するプローブと、
   前記保持された電気光学パネルから出射された表示光を受光して、該受光された表示光における２次元配光分布を測定する２次元配光測定手段とを備え、
   前記測定された２次元配光分布に基づいて、前記電気光学パネルにおける視野角特性を判定する視野角特性判定手段を更に備え、
   前記視野角特性判定手段は、前記２次元配光分布の光強度又は該光強度からもとめたコントラスト比がピークとなる角度が、予め設定された一又は複数の基準範囲に入っているか否かにより、前記視野角特性を判定することを特徴とする検査装置。
2. 前記保持された電気光学パネルに対して検査光を照射する光源を更に備えており、
   前記表示光は、前記電気光学パネルを透過又は反射して出射される前記検査光からなることを特徴とする請求項１に記載の検査装置。
3. 前記電気光学パネルは、一対の基板間に電気光学物質が挟持されてなり、
   前記測定された２次元配光分布に基づいて、前記電気光学パネルにおける前記一対の基板間の組みずれの度合を判定する組みずれ判定手段を更に備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の検査装置。
4. 前記組みずれ判定手段は、前記２次元配光分布の光強度又は該光強度からもとめたコントラスト比がピークとなる角度が、予め設定された一又は複数の基準範囲に入っているか否かにより、前記組みずれの度合を判定することを特徴とする請求項３に記載の検査装置。
5. 前記プローブは、前記検査用駆動信号として前記電気光学パネルを白表示させる白駆動信号を供給し、
   前記組ずれ判定手段は、前記白駆動信号に応じて白表示している電気光学パネルにおける前記ピークとなる角度を測定することを特徴とする請求項４に記載の検査装置。
6. 前記パネル保持手段を、前記電気光学パネルのサイズに応じて交換可能であるように装着するパネル保持手段装着部を更に備えたことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の検査装置。
7. 前記プローブを、前記電気光学パネルの端子配置に応じて交換可能であるように装着するプローブ装着手段を更に備えたことを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の検査装置。
8. 前記パネル保持手段は、前記液晶パネルの基板面に沿った方向にスライド可能に構成されていることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の検査装置。
9. 一対の基板間に電気光学物質が挟持されてなる電気光学パネルを所定位置に配置して、該電気光学パネルに検査用駆動信号を供給する工程と、
   前記電気光学パネルから出射された表示光を受光して、該受光された表示光における２次元配光分布を測定する工程と、
   前記測定された２次元配光分布に基づいて、前記電気光学パネルにおける前記一対の基板間の組みずれの度合を判定する工程と
   を含むことを特徴とする組みずれ判定方法。
10. 一対の基板を貼り合わせてなるパネル構造体を所定位置に配置して、前記パネル構造体における前記基板上の所定の領域に形成された複数の開口領域に検査光を透過させる工程と、
    前記電気光学パネルから出射された透過光を受光して、該受光された表示光における２次元配光分布を測定する工程と、
    前記測定された２次元配光分布に基づいて、前記パネル構造体における前記一対の基板間の組みずれの度合を判定する工程と、
    を含むことを特徴とする組みずれ判定方法。
11. 請求項９または１０に記載の組みずれ判定方法により電気光学パネルを検査する工程を含むことを特徴とする電気光学パネルの製造方法。

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