JP7105925B2 - ディスプレイユニットの異物検査システム - Google Patents

Description

本発明は、ディスプレイユニットの異物流入の有無を検査するディスプレイユニットの異物検査システムに関する。

ディスプレイユニットはディスプレイパネルにフィルムを付着させて製造できるが、この製造過程で気泡、埃などのような異物がフィルムとパネルとの間に流入したりする。

このように流入した異物はディスプレイユニットを通してディスプレイされる映像に欠点領域を形成するので、異物が流入したディスプレイユニットは出庫前に不良品として分類する必要がある。

現在、最も普遍化されたディスプレイユニットは、液晶パネルの両面に各透過軸が垂直に付着する液晶ディスプレイユニットである。

このような液晶ディスプレイユニットは、一面側に光を照射するとその光は他面側に光が進行して透過されるが、この時、フィルムと液晶パネルとの間に異物が流入している場合には、その光は散乱するようになる。

したがって、このような液晶ディスプレイユニットの異物流入の有無を検査する時は、液晶ディスプレイユニットの一面に光を照射した後、他面側で透過される光が散乱するか否かに基づいて異物が流入したか否かを判断することができる。

ただし、ますます利用増加の傾向にある有機発光ディスプレイユニットの場合には、液晶ディスプレイの異物流入の有無を検査できる透過光学系を用いることが困難な面がある。

液晶ディスプレイパネルの場合には、液晶層を挟んで両側に透明な基板が配置されるのに対し、有機発光ディスプレイユニットが備える有機発光ディスプレイパネルは、有機発光層を挟んで一側には不透明な基板が配置され、他の一側は視認側で透明な基板が配置されるからである。

すなわち、有機発光ディスプレイユニットは一側から他側に光を透過させることが困難なため、透過光学系ではない他の方式の異物検査装置が必要なのが現状である。

本発明の実施例は、透過光学系を用いなくても有機発光ディスプレイユニットの異物流入の有無を検査できるシステムを提供しようとする。

本発明の実施例は、有機発光ディスプレイパネルを備えるディスプレイユニットに入射光を提供する照明ユニットと、入射光がディスプレイユニットから反射して提供される反射光を受けてディスプレイユニットの異物流入の有無を検出する異物検出部とを含むディスプレイユニットの異物検査システムを提供する。

本実施例において、ディスプレイユニットは、有機発光ディスプレイパネル上に配置される４分の１波長板（Ｑｕａｒｔｅｒ Ｗａｖｅ Ｐｌａｔｅ、ＱＷＰ）と、４分の１波長板上に配置される偏光板とを含むことができる。

本実施例において、異物検出部は、反射光が提供されると判断されると、ディスプレイユニットに異物が流入したと判定することができる。

本実施例において、照明ユニットは、ディスプレイユニットに対して９０゜より小さい傾斜入射角を有する入射光を提供することができる。

本実施例において、反射光を受けてディスプレイユニットを撮影する撮影ユニットと、撮影ユニットからディスプレイユニットのイメージを受けてディスプレイユニットの異物流入の有無を検出する制御部とを含むことができる。

本発明の実施例によれば、透過光学系を用いなくても有機発光ディスプレイユニットの異物流入の有無を検査することができる。

本発明の一実施例によるディスプレイユニットの構造および外光の進行経路を概略的に示す模式図である。 本発明の一実施例によるディスプレイユニットに異物が流入した時の外光の進行経路を概略的に示す模式図である。 本発明の一実施例によるディスプレイユニットの異物検査システムの構成を概略的に示す模式図である。 多様なサイズの異物が流入したディスプレイユニットに対して、本発明の一実施例によるディスプレイユニットの異物システムを用いて異物を検出した結果を示す図である。

本発明は、添付した図面とともに詳細に後述する実施例を参照すれば明確になる。しかし、本発明は、以下に開示される実施例に限定されるものではなく、互いに異なる多様な形態で実現され、単に本実施例は本発明の開示が完全になるようにし、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者に発明の範疇を完全に知らせるために提供されるものであり、本発明は請求項の範疇によってのみ定義される。一方、本明細書で使われた用語は、実施例を説明するためのものであり、本発明を制限しようとするものではない。本明細書において、単数形は、文章で特に言及しない限り、複数形も含む。明細書で使われる「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」および／または「含んでいる（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」は、言及された構成要素、段階、動作および／または素子は、１つ以上の他の構成要素、段階、動作および／または素子の存在または追加を排除しない。第１、第２などの用語は多様な構成要素を説明するのに使われるが、構成要素は用語によって限定されてはならない。用語は１つの構成要素を他の構成要素から区別する目的でのみ使われる。

図１は、本発明の一実施例によるディスプレイユニットの構造および外光の進行経路を概略的に示す模式図であり、図２は、本発明の一実施例によるディスプレイユニットに異物が流入した時の外光の進行経路を概略的に示す模式図である。

図１を参照すれば、本発明の一実施例によるディスプレイユニット１０は、有機発光ディスプレイパネル１１を備えることができる。このようなディスプレイユニット１０は、外部（Ｏｕｔｓｉｄｅ）から入射した外光Ｌ＿Ｏが反射して再度外部で視認されないようにするために、有機発光ディスプレイパネル１１上に配置される４分の１波長板（Ｑｕａｒｔｅｒ Ｗａｖｅ Ｐｌａｔｅ、ＱＷＰ）１２と、４分の１波長板１２上に配置される偏光板１３とを含むことができる。

４分の１波長板１２は、波長λの透過光に対して互いに垂直方向に振動する２つの偏光成分の間にλ／４の光路差が発生するように作られた光学的異方性の薄板を含むことができる。４分の１波長板１２の内部で光の振動方向が入射光の振動方向に対して９０度となるように線偏光が垂直に入射すると、４分の１波長板１２を透過した光は円偏光になり、逆に円偏光が入射すると、４分の１波長板１２を透過した光は線偏光になる。

偏光板１３は一定方向に延伸され、二色性染料で染色されたポリビニルアルコール（Ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ ａｌｃｏｈｏｌ、ＰＶＡ）フィルムを偏光子として含み、このような偏光子には延伸によって特定方向の透過軸（図中の透過軸方向は「ＰＡ」と表記することとする）が形成され、透過軸方向と同一の方向に振動する光のみ透過する。

一方、ディスプレイユニット１０は、有機発光ディスプレイパネル１１、偏光板１３、および４分の１波長板１２が互いに密着して積層された構造を有することができるが、図１では、光の進行経路を説明するために各部分が互いに離隔した形態で示されている。

ディスプレイユニット１０に入射する外光Ｌ＿Ｏは、その進行方向と垂直なすべての方向に振動する光が混合した状態を有することができる。

このような外光Ｌ＿Ｏが偏光板１３に入射すると、偏光板１３の透過軸方向ＰＡと同一の方向に振動する光のみ透過、すなわち第１線偏光Ｌ１になって偏光板１３を透過する。

偏光板１３を透過した第１線偏光Ｌ１は４分の１波長板１２に入射する。図１に示されるように、第１線偏光Ｌ１が４分の１波長板１２に入射すると、第１円偏光Ｌ２になって４分の１波長板１２を透過する。第１円偏光Ｌ２は右円偏光または左円偏光であってもよいし、図１には左円偏光として示した。

４分の１波長板１２を透過した第１円偏光Ｌ２は有機発光ディスプレイパネル１１に入射する。図１に示されるように、第１円偏光Ｌ２が有機発光ディスプレイパネル１１に入射すると、有機発光ディスプレイパネル１１の表面によって反射して、入射した第１円偏光Ｌ２とは反対方向に第２円偏光Ｌ３になる。図１では、左円偏光として有機発光ディスプレイパネル１１の表面に入射して反射するので、反射による第２円偏光Ｌ３は右円偏光として示した。

有機発光ディスプレイパネル１１の表面によって反射した第２円偏光Ｌ３は４分の１波長板１２に入射する。図１に示されるように、第２円偏光Ｌ３が４分の１波長板１２に入射すると、第２線偏光Ｌ４になって４分の１波長板１２を透過する。

このような第２線偏光Ｌ４は、偏光板１３の透過軸方向ＰＡ（第１線偏光Ｌ１の振動方向と同一）とは垂直な方向に振動するが、偏光板１３に入射すると、偏光板１３の透過軸方向ＰＡと垂直な方向に振動するので、偏光板１３を透過できず、偏光板１３にそのまま吸収される。

図２を参照して、有機発光ディスプレイパネル１１と４分の１波長板１２との間に異物Ｆが流入した場合、外光の進行経路を説明する。

外光Ｌ＿Ｏが入射して偏光板１３－４分の１波長板１２を透過する過程は同一であるので、４分の１波長板１２を透過した後の過程を中心に説明する。

４分の１波長板１２を透過した第１円偏光Ｌ２は有機発光ディスプレイパネル１１に入射する。ただし、異物Ｆが流入しているので、図２に示されるように、第１円偏光Ｌ２は異物Ｆに到達する。異物Ｆに到達した第１円偏光Ｌ２も異物Ｆによって反射するとはいえ、有機発光ディスプレイパネル１１の表面のように平坦な表面ではないので、図２に示されるように、完全に反対に対応するのではない不完全な第２円偏光Ｌ３’になる。

異物Ｆによって反射した不完全な第２円偏光Ｌ３’は４分の１波長板１２に入射する。図２に示されるように、不完全な第２円偏光Ｌ３’が４分の１波長板１２に入射すると、第２線偏光Ｌ４’になって４分の１波長板１２を透過する。

ただし、このような第２線偏光Ｌ４’は、第１円偏光Ｌ２と完全に反対に対応するのではない不完全な第２円偏光Ｌ３’に基づいて、４分の１波長板１２を通して偏光されたものであるので、異物が流入しなかった時の第２線偏光Ｌ４とは異なる方向に振動する。具体的には、ここでの第２線偏光Ｌ４’は、偏光板１３の透過軸方向ＰＡ（第１線偏光Ｌ１の振動方向と同一）とは垂直でない方向に振動することができ、このような第２線偏光Ｌ４’が偏光板１３に入射すると、偏光板１３の透過軸方向ＰＡと垂直でない方向に振動するので、偏光板１３を透過する。このように偏光板１３を透過した透過光Ｌ５は外部で視認される。

図３は、本発明の一実施例によるディスプレイユニットの異物検査システムの構成を概略的に示す模式図である。

図３を参照すれば、本発明の一実施例によるディスプレイユニットの異物検査システム１００（以下、「システム」と略称することもある）は、照明ユニット１１０と、異物検出部１２０とを含むことができる。

照明ユニット１１０は、有機発光ディスプレイパネル１１を備えるディスプレイユニット１０に入射光Ｌ＿Ｏを提供することができる。このような照明ユニット１１０は、入射光を提供する光源を含むことができる。

このような照明ユニット１１０は、ディスプレイユニット１０に対して９０゜より小さい傾斜入射角を有する入射光Ｌ＿Ｏを提供することが好ましい。後述する異物検出部１２０の撮像装置は、ディスプレイユニット１０を通して反射する光を撮像しなければならないため、ディスプレイユニット１０を基準として一側に照明ユニット１１０とともに配置される必要があり、この時、入射光と反射光の光干渉を最小化するためには、入射光の入射角をディスプレイユニット１０に対して９０゜より小さくすることが有利であるからである。

異物検出部１２０は、入射光Ｌ＿Ｏがディスプレイユニット１０から反射して提供される反射光Ｌ５を受けてディスプレイユニットの異物流入の有無を検出することができる。このような異物検出部１２０は、ディスプレイユニットを撮影する撮影ユニットと、撮影ユニットからディスプレイユニットのイメージを受けてディスプレイユニットの異物流入の有無を検出する制御部とを含むことができる。

ディスプレイユニット１０に異物が流入しなかった場合、撮影ユニットは、ディスプレイユニット１０から別の反射光を受けないままイメージを撮影したはずであるので、当該ディスプレイユニットのイメージ全面には明暗区分が明確に形成される領域がないはずであることから、この時、制御部は、ディスプレイユニットに異物が流入しなかったと判断することができる。

ディスプレイユニット１０に異物が流入した場合であれば、撮影ユニットは、ディスプレイユニット１０から反射光を受けてイメージを撮影し、このように撮影されて取得された当該ディスプレイユニットのイメージは、全面のうち、反射光を受けた領域が明るく、反射光を受けていない領域が暗く現れる。これによって、ディスプレイユニットのイメージは明暗区分が明確に形成される領域が存在するはずであることから、この時、制御部は、ディスプレイユニットに異物が流入したと判断することができ、特に明るく撮影された領域と対応する領域に異物が流入したと判断することができる。

具体的には、ディスプレイユニット１０に異物Ｆが流入しなかった場合には、図１に示されるように、外光Ｌ＿Ｏが入射しても、偏光板１３－４分の１波長板１２－有機発光ディスプレイパネル１１－４分の１波長板１２の順に光が進行するが、第２線偏光Ｌ４が偏光板１３を透過できないので、撮影ユニットは、ディスプレイユニット１０から反射光を受けないままディスプレイユニット１０を撮影する。そして、ディスプレイユニット１０に異物Ｆが流入した場合には、図２に示されるように、外光Ｌ＿Ｏが入射して偏光板１３－４分の１波長板１２－異物Ｆ－４分の１波長板１２－外部（Ｏｕｔｓｉｄｅ）に進行して、反射光Ｌ５として撮影ユニットに到達できるため、撮影ユニットは、ディスプレイユニット１０から反射光Ｌ５を受けたままディスプレイユニット１０を撮影する。

図４は、多様なサイズの異物が流入したディスプレイユニットに対して、本発明の一実施例によるディスプレイユニットの異物システムを用いて異物を検出した結果を示した。

具体的には、４５０μｍ～２７００μｍの間の多様なサイズの異物が流入したディスプレイユニットに対して９０゜より小さい傾斜入射角を有する入射光を提供した後、ディスプレイユニットを撮像した。そして、図４には、撮像によって取得された加工前イメージ（Ｒａｗ ｉｍａｇｅ）と、加工前イメージ（Ｒａｗ ｉｍａｇｅ）を白黒処理して明暗対比をより高めた加工後イメージ（Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｉｍａｇｅ）を示した。

顕微鏡によって確認される異物が形成された領域は、加工前イメージの対応する領域でも、加工後イメージの対応する領域でも、明暗対比が確実に現れることが確認された。これによって、実際に本発明の実施例のシステムを用いると、工程中に顕微鏡などを用いなくても異物流入の有無を検知できることを確認することができる。

本発明の実施例によれば、透過光学系を用いなくても有機発光ディスプレイユニットの異物流入の有無を検査することができる。

同時に、本発明の実施例によれば、有機発光ディスプレイユニット１０が外光が入射して反射するのを防止するための４分の１波長板１２および偏光板１３を含んでいる構造でも、反射光学系を用いて異物流入の有無を容易に検査することができる。

たとえ本発明が上述した好ましい実施例に関して説明されたが、発明の要旨と範囲を逸脱することなく多様な修正や変形をすることが可能である。したがって、添付した特許請求の範囲には、本発明の要旨に属する限り、かかる修正や変形を含む。

１０：ディスプレイユニット
１１：有機発光ディスプレイパネル
１２：４分の１波長板
１３：偏光板
１００：ディスプレイユニットの異物検査システム
１１０：照明ユニット
１２０：異物検出部

Claims (3)

1. 有機発光ディスプレイパネルと、前記有機発光ディスプレイパネル上に配置される４分の１波長板と、前記４分の１波長板上に配置される偏光板とを備えるディスプレイユニットの上側に配置され、前記ディスプレイユニットの方へ入射光を提供する照明ユニットと、
   前記照明ユニットの一側に配置された異物検出部であって、前記入射光が前記ディスプレイユニットから反射して提供される反射光を受けて前記ディスプレイユニットの異物流入の有無を検出する異物検出部と、
   を含むディスプレイユニットの異物検査システムであって、
   前記異物検出部は、
   前記反射光が提供されると判断されると、前記ディスプレイユニットに異物が流入したと判定する、ディスプレイユニットの異物検査システム。
2. 前記照明ユニットは、
   前記ディスプレイユニットに対して９０゜より小さい傾斜入射角を有する前記入射光を提供する、請求項１に記載のディスプレイユニットの異物検査システム。
3. 前記異物検出部は、
   前記ディスプレイユニットを撮影する撮影ユニットと、
   前記撮影ユニットからディスプレイユニットのイメージを受けて前記ディスプレイユニットの異物流入の有無を検出する制御部とを含む、請求項１又は２に記載のディスプレイユニットの異物検査システム。

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