JPH0950014A - 液晶駆動基盤の検査方法 - Google Patents
液晶駆動基盤の検査方法Info
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- JPH0950014A JPH0950014A JP20118195A JP20118195A JPH0950014A JP H0950014 A JPH0950014 A JP H0950014A JP 20118195 A JP20118195 A JP 20118195A JP 20118195 A JP20118195 A JP 20118195A JP H0950014 A JPH0950014 A JP H0950014A
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Abstract
晶駆動基板の位置関係を一定に保つことは、コストが掛
かる。 【解決手段】 透明電極11と画素電極2とによって液
晶シート10が挟まれるように、モジュレータBと液晶
駆動基板A’とを対面配置し、透明電極11と各画素電
極2との間に所定のパターンの電圧を印加すると共にモ
ジュレータBの各部の光の反射状態を測定し、これによ
って各画素電極2の位置を検出する。そして、この各画
素電極2の位置とモジュレータBの各部の光の反射状態
とに基づいて液晶駆動基板A’の欠陥画素を検出する。
Description
構成する主要な部品である液晶駆動基板の検査方法に関
する。
電極を貼り合わせたガラス基板と液晶駆動基板とをスペ
ーサを介して対面配置し、このガラス基板と液晶駆動基
板との間隙に液晶を封止して構成される。この液晶駆動
基板は、液晶の駆動方法によって種々の構成のものが知
られている。
したアクティブマトリックス方式の液晶駆動基板の構成
例を示す平面図である。同図において、ガラス基板1の
表面には互いに平行な複数本の行配線6,6,…が所定
ピッチを隔てて布線されると共にこれらの行配線と直交
する列配線4,4,…が所定ピッチを隔てて布線されて
いる。そして、ガラス基板1上において各行配線および
各列配線が交差する各交差点毎に、各々1個の画素電極
2およびスイッチング用のTFT3が各々配置されてい
る。ここで、各TFT3は、ソース端子が列配線4に接
続され、ドレイン端子が画素電極2に接続され、ゲート
端子は列配線6に接続されている。行方向に並んだ一連
のTFT3,3,…は、当該行配線6から各々のゲート
端子に所定の電圧が印加されることによって導通状態と
なり、これにより各列配線4に対する各印加電圧が各T
FT3を介して各画素電極2に印加される。ここで、液
晶駆動基板Aは、製造工程の途中のものであり、各TF
T3を静電気等から保護するために、行配線4は全てシ
ョーティングバー5に接続され、列配線6は全てショー
ティングバー7に接続されている。しかし、この液晶駆
動基板Aが液晶表示パネルとして完成する時点では、シ
ョーティングバー5、7は除去され、各々の行配線4お
よび列配線6は分離される。
れた液晶駆動基板Aの検査装置として、電界によって光
の反射率が変化する電気光学特性を有する電気光学素子
(モジュレータ)を用いたものを特開平5−25679
4号公報に開示した。
す図であり、この図において、符号Bはモジュレータで
ある。モジュレータBは、内部に液晶が封入された液晶
シート10の片面に薄膜透明電極11を貼り合わせ、ま
た他面にモジュレータBに照射された光を反射する半導
体反射膜12を蒸着または貼り合わせて構成されてい
る。このモジュレータBは、検査装置に固定されてお
り、液晶駆動基板Aは、このように構成されたモジュレ
ータBに微小間隔(10μm〜20μm)をおいて、か
つ、位置精度良く面対向配置される。そして、モジュレ
ータBの薄膜透明電極11および液晶駆動基板Aのショ
ーティングバー5、7には、電圧印加装置Cによって液
晶駆動基板Aの動作を検査するために必要な所定の電圧
がそれぞれ印加される。そして、モジュレータBの表面
には、ハロゲンランプDによって均一に光が照射され
る。CCDカメラEは、モジュレータBの表面からの反
射光によってモジュレータBの表面を一枚の画像として
捉える。
てモジュレータBに対向して配置されているので、モジ
ュレータBの液晶シート10内に封入された液晶は、薄
膜透明電極11と液晶駆動基板Aの各画素電極2との間
に発生する電界の影響を受ける。この電界の影響によっ
て、液晶シート10内に封入された液晶は、その分子配
向を変化させ、ハロゲンランプDによって照射される光
に対する反射率を変化させる。しかし、列配線4または
行配線6の断線、列配線4と行配線6の短絡等の不良に
よって正常に電圧が印加されない画素電極2に対向する
部分のモジュレータBの光の反射率は、正常に電圧が印
加された画素電極2に対向する部分の光の反射率とは異
なった値となる。
られるモジュレータBの反射光による画像は、液晶駆動
基板Aの画素電極2に印加された電圧を反映させた輝度
分布を有する画像となる。ここで、CCDカメラEとモ
ジュレータBの位置関係は常に一定になっているため、
画像処理装置Fは、CCDカメラEから入力される画像
を各画素電極2について指定されている所定のアドレス
に対応させて所定の処理を施すことができる。つまり、
画像処理装置Fは、CCDカメラEから入力される画像
情報が何番目のアドレスの画素電極2に対応する情報で
あるのを常に認識して所定の処理を行うことができる。
これによって、画像処理装置Fは、各画素電極2毎に動
作状態を検出して液晶駆動基板Aの良否を判定し、この
結果をモニタGに表示する。
晶駆動基板は、基板の外形を高精度に加工する等によっ
て、液晶駆動基板が検査装置に装着された際、モジュレ
ータと液晶駆動基板の相対的な位置が常に一定となるよ
うに構成されている。このようにすることによって、画
像処理装置は、入力されるモジュレータの表面の画像上
の位置とその位置に対向する画素電極の位置(画素電極
を駆動する上で各画素毎に対応づけられているアドレ
ス)とを対応づけて記憶することができる。つまり、モ
ジュレータの表面の特定の位置に欠陥画素が存在した場
合、画像処理装置は、この欠陥画素が液晶駆動基板上の
どのアドレスの画素電極であるかを対応付けることがで
きる。しかし、このように機械的な加工精度によってモ
ジュレータと液晶駆動基板の位置関係を一定に保つこと
は、コストが掛かるという問題があった。また、加工精
度の限界とその偏差のために、モジュレータと液晶駆動
基板の相対的な位置関係にズレが生じる場合があるとい
う問題があった。
もので、被検査物である液晶駆動基板の機械的な加工精
度に頼ることなく、欠陥画素とそのアドレスとを正確に
対応付けることが可能な液晶駆動基板の検査方法を提供
することを目的とする。
基板の検査方法は、上述する問題点を解決するために、
液晶に電界を与えるための複数の画素電極と、これらの
各画素電極に駆動電圧を印加するための回路とが形成さ
れてなる液晶駆動基板を、表面に透明電極が形成され、
かつ、電界強度に依存して光の反射率が変化する液晶シ
ートを有するモジュレータを使用して検査する液晶駆動
基板の検査方法において、 a.前記透明電極と前記画素電極とによって前記液晶シ
ートが挟まれるように、前記モジュレータと、検査しよ
うとする前記液晶駆動基板とを対面配置し、 b.前記モジュレータの透明電極と前記液晶駆動基板の
各画素電極との間に所定のパターンの電圧を印加すると
共に、この電圧印加時における前記モジュレータの各部
の光の反射状態を測定し、 c.前記各画素電極に印加される電圧のパターンと前記
モジュレータの各部の光の反射状態とに基づいて前記各
画素電極の位置を求め、 d.前記モジュレータの各部の光の反射状態と前記各画
素電極の位置とに基づいて、前記液晶駆動基板の欠陥箇
所を検出する、 ことを特徴とする。
は、請求項1記載の検査方法において、上記bの電圧印
加における各々の画素電極に印加される所定の電圧が、
第1の電圧と第2の電圧とが交互に並ぶように電圧を印
加する、ことを特徴とする。
ば、モジュレータの透明電極と液晶駆動基板の各画素電
極との間に所定のパターンの電圧を印加し、この時のモ
ジュレータの各部の光の反射状態を測定することによっ
て、各画素電極の位置が検出される。すなわち、モジュ
レータの各部の反射光に基づく電気的な処理によって各
画素電極の位置が検出されるので、液晶駆動基板の形状
加工精度等に依存してモジュレータと液晶駆動基板との
位置関係を高精度に抑えることなく、欠陥画素を検出す
ることができる。
よる液晶駆動基板の検査方法の一実施例について説明す
る。なお、本実施例で用いる被検査用の液晶駆動基板に
ついて、既に示した図7と構成の同一部分には同一符号
を付してその説明を省略する。また、検査時におけるモ
ジュレータと液晶駆動基板との位置関係は、既に説明し
た図8と同様でありその説明を省略する。
基板A’を示す図である。図において、符号4a、4b
は列配線、6a、6bは行配線、5a、5b、7a、7
bはショーティングバーである。水平方向の左端から一
列おきの列に位置するTFT3の各々のソース端子は、
各々列配線4を介してショーティングバー5aに接続さ
れ、他の列に位置するTFT3の各々のソース端子は、
列配線4bを介してショーティングバー5bに接続され
ている。また、垂直方向の上端から一行おきの行に位置
するTFT3の各々のゲート端子は、行配線6aを介し
てショーティングバー7aに接続され、他の行に位置す
るTFT3の各々のゲート端子は、行配線6bを介して
ショーティングバー7bに接続されている。
基板A’について、本実施例の検査方法を示すフローチ
ャートを図1に示す。以下、このフローチャートに沿っ
て具体的な検査方法を詳しく説明する。 〔ステップS1〕液晶駆動基板の搭載 液晶駆動基板A’は、装着手段(図示略)によってモジ
ュレータBに対して10μm〜20μmの微小距離を隔
てて対面配置させる。そして、ハロゲンランプDによっ
て、均一な強度の光をモジュレータBの表面全体に照射
する。CCDカメラEは、モジュレータBの表面を所定
の位置から順次走査する。そして、各部から得られる反
射光をその強度に対応した電圧に変換することによっ
て、モジュレータBの表面の各部の輝度を表す画像デー
タを形成し、画像処理装置Fに出力する。
Bの表面上の位置とそれに対向する画素電極2の位置
(アドレス)とを正確に対応付けるために、以下に説明
する処理を行う。
透明電極11に後述するバイアス電圧を印加する。そし
て、ショーティングバー5aには電圧E2を印加し、シ
ョーティングバー5bには電圧E1を印加し、また、シ
ョーティングバー7a、7bに正の電圧を印加する。こ
の状態において、各TFT3は「ON」して、、ショー
ティングバー5aに接続された列の画素電極2には電圧
E2が印加され、ショーティングバー5bに接続された
列の画素電極2には電圧E1が印加される。すなわち、
垂直方向の各列の画素電極2には、一列おきに交互に電
圧E2と電圧E1が印加される。
バー7a、7bに負の電圧を印加し、全てのTFT3は
「OFF」状態とされる。この状態において、各画素電
極2とモジュレータBの薄膜透明電極11とは、モジュ
レータBを構成する液晶シート10と半導体反射膜12
および空気を挟んでコンデンサを構成することになる。
したがって、各々の画素電極2に印加された電圧E2、
E1は、このようにTFT3を「OFF」させた状態に
おいて保持される。
ショーティングバー5aに電圧E1を印加し、ショーテ
ィングバー5bに電圧E2を印加する。ここで、電圧印
加装置Cは、ショーティングバー7bに印加する電圧を
負電圧から正電圧に切り換える。これにより、ゲート端
子がショーティングバー7bに接続された水平方向の各
行のTFT3は、再び「ON」となり、画素電極2に
は、先程とは逆の電圧E1あるいは電圧E2が印加され
る。これによって、例えば図3に示すように、水平方向
及び垂直方向に互いに隣合う画素電極2に印加される電
圧は、電圧E2と電圧E1がチェッカーフラッグ状に交互
に並ぶような電圧印加パターンとなる。
て、CCDカメラEは、モジュレータBの表面の各部を
順次走査することによって反射光の強度を検出する。こ
の場合、CCDカメラEのCCD撮像素子の分解能は被
検査基板である液晶駆動基板A’上の画素電極2のピッ
チよりも高解像度に設定されており、CCDカメラE
は、各画素電極2毎にこの反射光の強度を検出し、この
反射光の強度に応じた検出電圧を出力する。この検出電
圧は、画像処理装置Fに入力されて内部のメモリに記憶
されるが、その際に、画像処理装置Fは、反射光を検出
しようとする各々の画素電極2について、その画素電極
2を中心として水平3画素×垂直3画素のフィルタサイ
ズによって空間平滑化処理を施して得られる検出電圧を
記憶する。
素H24の反射光の強度を検出する場合、画素H24を中心
とする合計9(3×3)つの画素(画素H13、H14、H
15、H23、H24、H25、H33、H34、H35)によって畳
み込み演算を行い、その結果空間平滑化処理された検出
電圧を記憶する。この畳み込み演算を各画素について例
えば3回行うことによって、各画素の反射光に含まれる
ノイズが除去され、安定した電圧値として記憶される。
憶した検出電圧を画素H11〜H16について示した図であ
る。この図において、電圧E3よりも高い電圧として示
されている部分は、電圧E2が印加された画素(H11、
H13、H15)の反射光の強度を検出して得られた電圧を
示しており、また、電圧E3よりも低い電圧として示さ
れている部分は、電圧E1が印加された画素(H12、H1
4、H16)の反射光の強度を検出して得られた電圧を示
している。ここで、電圧E3は、モジュレータBの薄膜
透明電極11に印加されたバイアス電圧に対応する電圧
である。このように、CCDカメラEが出力する検出電
圧は、電圧E3を中心に各画素に印加された電圧E1、E
2を反映した繰り返し波形となる。各画素について検出
された検出電圧は、画像処理装置Fによって以下に説明
する画像処理が施され、最終的に各画祖の位置を示す画
素マップデータが算出される。
値化され、図4(b)に示すような絶対値データX1と
される。そして、この絶対値データX1に水平3画素×
垂直3画素のフィルタサイズの畳み込み演算が3回施さ
れ、図4(c)に示す平滑化データX2が算出される。
そして、この平滑化データX2は、絶対値データX1から
減算され、所定のしきい値と比較することによって2値
化される。この結果、図5(a)に示すような各画素の
位置を範囲を持って示すデータX3が算出される。さら
に、この各データX3は、中心を求める処理が施され、
その結果、図5(b)に示すような各画素の中心位置を
概略示すデータX4が算出される。
等の手法を用いて水平方向のラインLが算出される。そ
して、このラインLと上記検出電圧との各交点a0、a
1、‥が算出され、隣合う交点の中心点b0、b1、‥が
各画素の中心座標をして算出される。上述した一連の処
理を各画素H11、H12、‥について求めた検出電圧に施
すことにより、全ての画素H11、H12、‥の中心座標が
算出される。この中心座標を示すデータは、画素マップ
・データRとして画像処理装置Fの内部メモリに記憶さ
れる。
ーション このステップS3において、画像処理装置Fは、モジュ
レータBの電気光学利得(E/Oゲイン)を各画素電極
2について算出する。図6は、モジュレータBの電気光
学特性を示す図である。この図において、モジュレータ
Bの薄膜透明電極11に印加する電圧Eを増大させた場
合、CCDカメラEが検出するモジュレータBの反射光
量Oは、曲線Pに沿って変化する。例えば、電圧Eを電
圧値E0をバイアス電圧とし、電圧E1から電圧E2まで
変化させたとき、CCDカメラEが検出する反射光量O
は、略直線的に反射光量O1から反射光量O2まで変化す
る。この薄膜透明電極11に印加する電圧Eの変化量|
E2−E1|に対する反射光量Oの変化量|O2−O1|の
比|E2−E1|/|O2−O1|がE/Oゲインである。
このE/Oゲインは、先に説明したモジュレータ欠陥部
と正常部とで異なった値となる。
加装置Cは、液晶駆動基板A’の各画素電極2を接地状
態とし、モジュレータBの薄膜透明電極11に電圧E1
を印加する。同時に、この電圧E1は、画像処理装置F
の内部メモリに記憶される。そして、画像処理装置F
は、CCDカメラEが出力する反射光量O1を対応した
電圧EO1を各画素電極2毎に内部のメモリに記憶する。
ここで、画像処理装置Fは、画素マップ・データRが示
す各画素電極2のアドレスに対応させて電圧EO1を内部
メモリに記憶する。
1に電圧E2を印加し、画像処理装置Fは、このときの
反射光量O2に対応する電圧EO2、および電圧E2を内部
メモリに記憶する。画像処理装置Fは、このようにして
記憶した電圧E1、E2および反射光量O1、O2にそれぞ
れ対応した電圧EO1、EO2に基づいてE/Oゲインを求
め、これをE/Oゲイン・データXとして内部メモリに
記憶する。このE/Oゲイン・データXは、以下に説明
するステップS4のイメージ電圧の取得において、各画
素電極2毎に求められた反射光量からイメージ電圧を算
出するときに使われる。
極11にバイアス電圧E0を印加し、ショーティングバ
ー5a、5b、7a、7bには、以下に示すようなパタ
ーンの電圧を順次印加する。 (a)ショーティングバー7a、7bに正電圧(各TF
T3のゲート端子電圧)を印加し、ショーティングバー
5a、5bに電圧Ex(各TFT3のソース端子電圧)
を印加する。 (b)ショーティングバー7a、7bを接地し、ショー
ティングバー5a、5bに電圧Exを印加する。 (c)ショーティングバー7a、7bに正電圧を印加
し、ショーティングバー5a、5bを接地する。
に対応したCCDカメラEの出力電圧が画像処理回路F
に取り込まれる。例えば、上記(a)の電圧印加パター
ンにおいて、画素電極2に電圧Exが印加されたとき、
この画素電極2に対向するモジュレータBの反射光量
は、反射光量Oxとなる。しかし、列配線4aが点xに
おいて断線している画素電極2においては、左側の一列
の画素電極2には電圧得Exが印加されないため、この
部分に対向するモジュレータBの反射光量は、反射光量
Oxになり得ず、他の部分に比較して低い反射光量とな
る。
いて、列配線4aの点xと点yとが短絡している場合、
左上端の画素電極2のみに電圧Exが印加され、この部
分のモジュレータBの反射光量は、反射光量Oxとな
る。この場合、他の画素電極2は、反射光量Oxになり
得ず、低い反射光量となる。さらに、上記(c)の電圧
印加パターンにおいて、点yと点zとが短絡している場
合、上記と同様に左上端の画素電極2のみに電圧Exが
印加され、この部分のモジュレータBの反射光量は、反
射光量Oxとなる。
は、画素電極2への電圧の印加状態を反映した反射光量
となる。画像処理装置Fは、この反射光量に応じて変化
するCCDカメラEの出力電圧を、先に記憶されたE/
Oゲイン・データXを用いてイメージ電圧Eyに変換
し、これを内部メモリに記憶する。
のイメージ電圧Eyが算出され、それらは所定の重み係
数によって加重平均され、その結果が該当する画素電極
2のイメージ電圧Eyとして記憶される。図7は、1つ
の画素電極2を拡大して示した図である。この図におい
て、画素マップ・データRによって示される画素の中心
座標のイメージ電圧Ey0と、垂直方向にそれぞれ上下に
距離rだけ離れた座標のイメージ電圧Ey1,Ey2が求め
られ、以下に示す計算式によってこの画素のイメージ電
圧Eyが算出される。 Ey=(K1・Ey1+K2・Ey2+K3・Ey0)/(K1+K2+K3) ‥‥(1) ただし、K1、K2、K3は重み係数である。また、液晶
駆動基板A’の端に位置する画素のイメージ電圧Ey
は、他の画素のイメージ電圧Eyに対して低く検出され
る傾向がある。このことを考慮して、一番端に位置する
画素において、距離rは、他の画素の場合に対して多少
の補正が加えられる。
は、ステップS4において各々の画素電極2に印加され
た電圧と比較され、その差が所定のしきい値Sに対して
大きいか否かによって2値化される。例えば、|Ex−
Ey|<Sである場合、その画素電極2は、正常画素で
あるとして”0”に対応させ、|Ex−Ey|≧Sである
場合、欠陥画素であるととして”1”に対応させる。こ
のようにして、画像処理装置Fは、画素電極2毎に欠陥
画素と正常画素とを対応させた欠陥画素データTを作成
する。
をモニタGに表示して検査を終了する。または、欠陥画
素数と同時に液晶駆動基板A’の欠陥画素の分布を画像
としてモニタGに表示し、操作員が欠陥画素数とその分
布状態から液晶駆動基板A’の良否を判定することも可
能である。
法は、上記実施例に限定されるものではなく、以下のよ
うな検査方法も本発明の範囲に属する。 (1)上記実施例では、水平方向の各列および垂直方向
の各行の画素電極の列配線及び行配線が、一列あるいは
一行おきに別系統のショーティングバーに接続された液
晶駆動基板の検査方法を説明した。しかし、ショーティ
ングバーと列配線及び行配線との接続関係は、上記実施
例に示すような構成のみではない。例えば、水平方向及
び垂直方向について各々2列おきに別系統のショーティ
ングバーに接続されているような液晶駆動基板の場合に
おいては、別の電圧印加パターンを用いることによっ
て、画素の中心座標を検出して液晶駆動基板に生じる欠
陥画素を判定することが可能である。
が共通で、垂直方向に列配線が共通な液晶駆動基板の検
査方法について説明した。しかし、水平方向に列配線が
共通で、垂直方向に行配線が共通な液晶駆動基板の場合
においても、同様な方法で液晶駆動基板の検査を行うこ
とが可能である。
て、垂直方向に3点をピックアップして当該画素のイメ
ージ電圧を取得した。しかし、画素の形状に応じて水平
方向に3点をピックアップして当該画素のイメージ電圧
を取得することによって、上記検査を行うことが可能で
ある。
は、以下のような効果を奏する。 (1)モジュレータの透明電極と液晶駆動基板の各画素
電極との間に所定のパターンの電圧を印加し、この電圧
印加時における前記モジュレータの各部の光の反射状態
を測定することによって各画素電極の位置を検出するの
で、正確に欠陥画素の位置を検出することが可能であ
る。また、これにより、信頼性の高い検査が実現される
ため、生産される液晶駆動基板の信頼性が向上する。 (2)また、これによって、液晶検査装置に被検査物で
ある液晶駆動基板を装着する場合、液晶駆動基板を高精
度に位置決めをする必要がなくなる。これにより、検査
装置における液晶駆動基板の装着機構の機械精度をある
程度緩めることが可能である。
示すフローチャートである。
る液晶駆動基板の一例を示す正面図である。
晶駆動基板への電圧印加パターンの一例を示す図であ
る。
マップの生成方法を説明する第1の図である。
マップの生成方法を説明する第2の図である。
性の一例を示す図である。
ージ電圧の取得方法を説明する図である。
液晶駆動基板の一構成例を示す正面図である。
主要部の一構成例を示すものである。
Claims (2)
- 【請求項1】 液晶に電界を与えるための複数の画素電
極と、これらの各画素電極に駆動電圧を印加するための
回路とが形成されてなる液晶駆動基板を、表面に透明電
極が形成され、かつ、電界強度に依存して光の反射率が
変化する液晶シートを有するモジュレータを使用して検
査する液晶駆動基板の検査方法において、 a.前記透明電極と前記画素電極とによって前記液晶シ
ートが挟まれるように、前記モジュレータと、検査しよ
うとする前記液晶駆動基板とを対面配置し、 b.前記モジュレータの透明電極と前記液晶駆動基板の
各画素電極との間に所定のパターンの電圧を印加すると
共に、この電圧印加時における前記モジュレータの各部
の光の反射状態を測定し、 c.前記各画素電極に印加される電圧のパターンと前記
モジュレータの各部の光の反射状態とに基づいて前記各
画素電極の位置を求め、 d.前記モジュレータの各部の光の反射状態と前記各画
素電極の位置とに基づいて、前記液晶駆動基板の欠陥箇
所を検出する、 ことを特徴とする液晶駆動基板の検査方法。 - 【請求項2】 上記bの電圧印加において、各々の画素
電極に印加される所定の電圧が、第1の電圧と第2の電
圧とが交互に並ぶように電圧を印加する、 ことを特徴とする請求項1記載の液晶駆動基板の検査方
法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20118195A JP3479171B2 (ja) | 1995-08-07 | 1995-08-07 | 液晶駆動基板の検査方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20118195A JP3479171B2 (ja) | 1995-08-07 | 1995-08-07 | 液晶駆動基板の検査方法 |
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