(57)【要約】【課題】  フラットパネルディスプレイ用のガラス基板のパターンと周辺部の欠陥を画像処理で検出する際、ガラス基板の自重による撓みにより撮像画像に焦点ズレと照明透過光のゆがみによる階調乱れが生じ、検出精度が低下、不安定化している。【解決手段】  ガラス基板５を載置架台４の載置板３上に載置する。画像処理手段１２はラインセンサカメラ１と照明発光部８とをガラス基板５の検査対象エリアに移動させる。高さ検出センサ２はガラス基板５の撓みをラインセンサカメラ１の高さとして測定する。高さ制御機構１１はこの測定結果を撓みの無い高さと比較し、給気量を制御して載置架台４の密閉空間６の内部圧力を制御し、載置板３を変形させてガラス基板５の撓みを物理的に補正する。その後、画像処理手段１２は、ラインセンサカメラ１で照明発光部８からの透過光を撮像し、撮像した画像を処理して当該検査エリアのパターンと周辺部の欠陥の有無を判定する。【選択図】  図２
2006038775.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フラットパネルディスプレイを構成する加工された透明基板を載置する載置架台と、前記載置された透明基板に発生した撓みを検出する撓み検出手段と、前記検出された撓み量に応じて前記透明基板の撓みを物理的に補正する撓み補正手段と、前記撓みを補正した透明基板に照明手段からの光を透過させて撮像する撮像手段と、前記撮像した画像の処理により前記透明基板の加工部の欠陥の有無を検査する画像処理手段とを、備えたことを特徴とするフラットパネルディスプレイ用透明基板の画像検査装置。
【請求項２】
前記載置架台は、透明基板を載置する透明な載置板を有して密閉空間を形成し、前記撓み補正手段は、前記密閉空間の内部圧力を制御して前記載置板を板面の垂直方向に変形させることにより前記透明基板の撓みを補正する圧力制御手段を有してなることを特徴とする請求項１記載のフラットパネルディスプレイ用透明基板の画像検査装置。
【請求項３】
前記載置架台は、透明基板を載置する縁部に前記透明基板を吸着して密閉空間を形成する吸着手段を有し、前記撓み補正手段は、前記密閉空間の内部圧力を制御して前記透明基板を板面の垂直方向に変形させることにより前記透明基板の撓みを補正する圧力制御手段を有してなることを特徴とする請求項１記載のフラットパネルディスプレイ用透明基板の画像検査装置。
【請求項４】
前記撮像手段及び照明手段を同期して走査しながら複数に分割した前記透明基板の検査エリアに移動する移動手段を備えると共に、前記撓み検出手段は、前記移動された検査エリア毎に透明基板に発生した撓みを検出するものであり、前記撓み補正手段は、前記検出された撓み量に応じて前記移動された検査エリア毎に前記透明基板の撓みを物理的に補正するものであり、前記撮像手段は、前記撓みを補正した透明基板に照明手段からの光を透過させて前記検査エリア毎に撮像するものであり、前記画像処理手段は、前記撮像した画像の処理により前記透明基板の加工部の欠陥の有無を前記検査エリア毎に検査するものであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１に記載のフラットパネルディスプレイ用透明基板の画像検査装置。
【請求項５】
前記撮像手段及び照明手段を同期して走査しながら複数に分割した前記透明基板の検査エリアに移動する移動手段を備えると共に、前記撓み検出手段は、前記透明基板の中心部に発生した撓みを検出するものであり、前記撓み補正手段は、前記検出された撓み量に応じて前記透明基板の中心部の撓みを物理的に補正するものであり、前記撮像手段は、前記中心部の撓みを補正した透明基板に前記検査エリア毎に照明手段からの光を透過させて撮像するものであり、前記画像処理手段は、前記撮像した画像の処理により前記透明基板の加工部の欠陥の有無を前記検査エリア毎に検査するものであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１に記載のフラットパネルディスプレイ用透明基板の画像検査装置。
【請求項６】
前記撓み検出手段は、始めにのみ前記透明基板の中心部に発生した撓みを検出する手段と、前記移動された検査エリア毎に透明基板に発生した撓みを検出する手段とを兼ねるものであり、前記撓み補正手段は、始めにのみ前記検出された撓み量に応じて前記透明基板の中心部の撓みを補正する手段と、前記移動された検査エリア毎に前記透明基板の撓みを物理的に補正する手段とを兼ねるものであり、前記撮像手段は、前記検査エリア毎に撓み補正した透明基板に照明手段からの光を透過させて前記検査エリア毎に撮像するものであり、前記画像処理手段は、前記撮像した画像の処理により前記透明基板の加工部の欠陥の有無を前記検査エリア毎に検査するものであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１に記載のフラットパネルディスプレイ用透明基板の画像検査装置。
【請求項７】
前記照明手段は、載置架台の内部に配置され、前記撮像手段は、透明基板の前方に配置されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１に記載のフラットパネルディスプレイ用透明基板の画像検査装置。
【請求項８】
前記撮像手段は、載置架台の内部に配置され、前記照明手段は、透明基板の前方に配置されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１に記載のフラットパネルディスプレイ用透明基板の画像検査装置。
【請求項９】
フラットパネルディスプレイを構成する加工された透明基板を載置架台に載置する載置工程と、前記載置された透明基板に発生した撓みを検出する撓み検出工程と、前記検出された撓み量に応じて前記透明基板の撓みを物理的に補正する撓み補正工程と、前記撓みを補正した透明基板に照明手段からの光を透過させて撮像手段により撮像する撮像工程と、前記撮像した画像の処理により前記透明基板の加工部の欠陥の有無を検査する画像処理工程とを、有することを特徴とするフラットパネルディスプレイ用透明基板の画像検査方法。
【請求項１０】
前記撓み補正工程では、透明基板を載置する透明な載置板を有して形成されている前記載置架台の密閉空間の内部圧力を制御して前記載置板を板面の垂直方向に変形させることにより前記透明基板の撓みを補正する圧力制御工程を有してなることを特徴とする請求項９記載のフラットパネルディスプレイ用透明基板の画像検査方法。
【請求項１１】
前記撓み補正工程では、透明基板を載置する前記載置架台の縁部に前記透明基板を吸着して形成される密閉空間の内部圧力を制御して前記透明基板を板面の垂直方向に変形させることにより前記透明基板の撓みを補正する圧力制御工程を有してなることを特徴とする請求項９記載のフラットパネルディスプレイ用透明基板の画像検査方法。
【請求項１２】
前記載置工程の後に、前記撮像手段及び照明手段を同期して走査しながら複数に分割した前記透明基板の検査エリアに移動する移動工程を設け、前記撓み検出工程から前記画像処理工程までは、前記移動された検査エリアについて実行し、最後に前記移動工程から前記画像処理工程までを全ての検査エリアについて繰り返し実行する繰り返し工程を設けることを特徴とする請求項９乃至１１のいずれか１に記載のフラットパネルディスプレイ用透明基板の画像検査方法。
【請求項１３】
前記撓み検出工程では、前記透明基板の中心部に発生した撓みを検出し、前記撓み補正工程では、前記検出された撓み量に応じて前記透明基板の中心部の撓みを物理的に補正し、この撓み補正工程の後に、前記撮像手段及び照明手段を同期して走査しながら複数に分割した前記中心部の撓みを補正した透明基板の検査エリアに移動する移動工程を設け、前記撮像工程から前記画像処理工程までは、前記移動された検査エリアについて実行し、最後に前記移動工程から前記画像処理工程までを全ての検査エリアについて繰り返し実行する繰り返し工程を設けることを特徴とする請求項９乃至１１のいずれか１に記載のフラットパネルディスプレイ用透明基板の画像検査方法。
【請求項１４】
前記載置工程の後に、前記透明基板の中心部に発生した撓みを検出する中心部撓み検出工程と、前記検出された撓み量に応じて前記透明基板の中心部の撓みを物理的に補正する中心部撓み補正工程と、前記撮像手段及び照明手段を同期して走査しながら複数に分割した前記中心部の撓みを補正した透明基板の検査エリアに移動する移動工程とを設け、前記撓み検出工程から前記画像処理工程までは、前記移動された検査エリアについて実行し、最後に前記移動工程から前記画像処理工程までを全ての検査エリアについて繰り返し実行する繰り返し工程を設けることを特徴とする請求項９乃至１１のいずれか１に記載のフラットパネルディスプレイ用透明基板の画像検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、プラズマディスプレイ及び液晶ディスプレイ等のフラットパネルディスプレイを構成する透明基板の画像検査装置及ぴ画像検査方法に係り、詳しくは、フラットパネルディスプレイを構成する透明基板の自重による撓みを補正して検査精度を向上させか、つ安定させるフラットパネルディスプレイ用透明基板の画像検査装置及び画像検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在実用化されているフラットパネルディスプレイ（以下、ＦＰＤ（Flat Panel Display）とも呼ぶ）は、内部に複数の薄膜状の電極回路パターンと障壁パターンをもつ。このパターンは、ＦＰＤ製造工程の電極パターン形成及び障壁パターン形成工程にてＦＰＤ用ガラス基板上に印刷、露光、現像、エッチング等の作業を用いて形成される。従来、このようなパターン形成工程における欠陥検査は、パターンが微細であることから、多くの場合目視検査では行わず、自動検査機によってなされている。前記自動検査機は、画像検査機や外観検査機と称され、ガラス基板に形成されたパターン及びパターン周辺部に光を照射する工程と、光が照射されたパターン及びパターン周辺部を撮像し階調を示す撮像信号を生成する工程と、撮像信号からパターン及びパターン周辺部の欠陥となる欠損、突起等を検出する工程とを具備している。
【０００３】
以下、図面を参照して従来の画像検査機の構成と動作を説明する。図６は従来の画像検査機の立体図、図７は図６の従来の画像検査機の断面図を含む機械的構成と電気的構成とを示す構成図である。従来の画像検査機は、パターン加工が施されたガラス基板５、これを載置する載置架台４、照明発光部８、ガラス基板５を挟んで照明発光部８と対称位置に配置されたラインセンサカメラ１、ラインセンサカメラ１付近からガラス基板５までの距離を測定する高さ検出センサ２、ラインセンサカメラ１を上下させ測定されたラインセンサカメラ１とガラス基板５間の距離を一定に維持する高さ維持機構１５、及びラインセンサカメラ１の取り込んだ画像を撮像信号として取り出し、撮像信号から得られる画像の処理によって欠陥を抽出する画像処理手段１２で構成されている。
【０００４】
この画像検査機の動作では、高さ検出センサ２の高さ測定により高さ維持機構１５がラインセンサカメラ１の高さをガラス基板５の表面に追従させることでラインセンサカメラ１の焦点を維持しながら、ラインセンサカメラ１と照明発光部８を走査し、ラインセンサカメラ１が照明発光部８からの透過光によりガラス基板に加工されているパターン及びパターン周辺部の撮像を行い、画像処理手段１２が撮像した画像を処理することで欠陥の抽出を行う。
【０００５】
撮像した画像による欠陥の抽出技術の例としては、下記の特許文献１に、シャドウマスクの欠陥検査方法及び装置が記載されている。この従来技術では、シャドウマスクを透明な載置台上に載置して下から光を照射し、光と対称位置に配置されたラインセンサカメラにてシャドウマスクを上から撮像すると、シャドウマスクの欠陥部分には、光の回折状態の違いにより階調差が発生するので、階調差の発生した撮像信号を処理することにより、欠陥を抽出している。
【特許文献１】特開平１１−９４７５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した従来の画像検査機には、ＦＰＤに用いるガラス基板が自重により撓むという問題がある。このガラス基板を載置する透明な載置板も変形するため、ガラス基板の撓みを防ぐことは困難である。近年、ＦＰＤは大型化しているため、この問題が顕著になってきている。このため、上述の従来技術では、ガラス基板の撓みを測定し、その撓みの分だけラインセンサカメラの位置を一定の値に補正する方法を採っているが、ガラス基板の撓みや載置板の変形を物理的に補正するわけではないので、以下に説明するような問題には対応できない。即ち、ガラス基板のパターンの精細度が向上すると、ラインセンサカメラを構成するＣＣＤ素子に長さ方向に対応するガラス基板の撓みや載置板の変形によリ、焦点がズレたり照明透過光の方向が変化したりして、検査精度の低下や不安定化を招くという問題である。
【０００７】
図７の従来の画像検査機の断面図に示すように、照明発光部８からの透過光８ａを使用してパターン及ぴパターン外周部を撮像する場合、パターン及びパターン外周部には、透過光８ａを遮る構造の梁等を設置することができないため、ガラス基板５の外周部のみでガラス基板５を支える載置板３を設置することになる。そのため、プラズマディスプレイ用の基板であれば、縦横１メートルの透明なガラス基板５を載置板３に搭載することになるが、この場合、ガラス自重はおよそ７ｋｇになり、ガラス基板５の中央部は、ガラスの自重により約３ミリの撓みを生じる。プラズマディスプレイパネルの電極検査では、電極幅と放電距離及び非放電距離が大よそ１００マイクロメートル程度であり、電極幅の５０％程度以上の欠損を確実に検出するためには、ラインセンサカメラの１画素は１０マイクロメートル以下が必要になり、一般的なラインセンサカメラの画素数４０９６から視野範囲は、４０．９６ミリメートル相当になる。
【０００８】
このことから、図８に示すように、例えば、ガラス基板の長さ５００ミリメートルに対しての３ミリの撓みは、ラインセンサカメラ１の画素１７に対して、４０．９６ミリメートルの視野範囲で、２４６マイクロメートルの撓み１６ａとなる。ラインセンサカメラ１とガラス基板５の間の距離（高さ）は、高さ検出センサ２により或る一点で測定される高さにより一定に維持されるが、ラインセンサカメラ１の画素１７の長さに対してガラス基板５の左の高さをＬ１とすると、中央部の高さはＬ１＋（撓み１６ａ）／２となり、右の高さはＬ１＋（撓み１６ａ）となる。このように、ラインセンサカメラ１の画素１７の長さに対してガラス基板５の中央部と左右との高さのずれを補正できないため、ガラス基板５の左右で焦点ズレを起こし、欠陥部と非欠陥部の輝度階調に影響を与える。
【０００９】
また、図９に示すように、ガラス基板５とガラス基板５に対する照明発光部８からの光の照射角８ａがガラス基板５の撓みにより異なる方向の出射角８ｂに変化し、撮像信号の階調差に影響を与える。画像処理手段１２による欠陥検出では、撮像信号で得られる画像の階調差により、パターン及びパターン周辺部の欠陥部と正常部の判定を行っている。このため、ガラス基板５の撓みが、この階調差に影響を与えると、欠陥部と正常部の階調差が少なくなり、誤判定が発生する。
【００１０】
この発明は、上述の事情に鑑みてなされたものであって、フラットパネルディスプレイ用の透明基板の自重による撓みにより発生する撮像手段の焦点ズレや撮像信号の階調差に対する影響を無くして、撮像手段の焦点精度の向上と照明出射角の安定を図ると共に、撮像画像を安定させ、欠陥検出精度を向上させ、かつ安定させることができるフラットパネルディスプレイ用透明基板の画像検査装置及び画像検査方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述の課題を解決するための請求項１記載の発明は、フラットパネルディスプレイを構成する加工された透明基板を載置する載置架台と、前記載置された透明基板に発生した撓みを検出する撓み検出手段と、前記検出された撓み量に応じて前記透明基板の撓みを物理的に補正する撓み補正手段と、前記撓みを補正した透明基板に照明手段からの光を透過させて撮像する撮像手段と、前記撮像した画像の処理により前記透明基板の加工部の欠陥の有無を検査する画像処理手段とを、備えたことを特徴とするフラットパネルディスプレイ用透明基板の画像検査装置である。
【００１２】
また、請求項２記載の発明は、請求項１記載のフラットパネルディスプレイ用透明基板の画像検査装置に係り、前記載置架台は、透明基板を載置する透明な載置板を有して密閉空間を形成し、前記撓み補正手段は、前記密閉空間の内部圧力を制御して前記載置板を板面の垂直方向に変形させることにより前記透明基板の撓みを補正する圧力制御手段を有してなることを特徴としている。
【００１３】
また、請求項３記載の発明は、請求項１記載のフラットパネルディスプレイ用透明基板の画像検査装置に係り、前記載置架台は、透明基板を載置する縁部に前記透明基板を吸着して密閉空間を形成する吸着手段を有し、前記撓み補正手段は、前記密閉空間の内部圧力を制御して前記透明基板を板面の垂直方向に変形させることにより前記透明基板の撓みを補正する圧力制御手段を有してなることを特徴としている。
【００１４】
また、請求項４記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか１に記載のフラットパネルディスプレイ用透明基板の画像検査装置に係り、前記撮像手段及び照明手段を同期して走査しながら複数に分割した前記透明基板の検査エリアに移動する移動手段を備えると共に、前記撓み検出手段は、前記移動された検査エリア毎に透明基板に発生した撓みを検出するものであり、前記撓み補正手段は、前記検出された撓み量に応じて前記移動された検査エリア毎に前記透明基板の撓みを物理的に補正するものであり、前記撮像手段は、前記撓みを補正した透明基板に照明手段からの光を透過させて前記検査エリア毎に撮像するものであり、前記画像処理手段は、前記撮像した画像の処理により前記透明基板の加工部の欠陥の有無を前記検査エリア毎に検査するものであることを特徴としている。
【００１５】
また、請求項５記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか１に記載のフラットパネルディスプレイ用透明基板の画像検査装置に係り、前記撮像手段及び照明手段を同期して走査しながら複数に分割した前記透明基板の検査エリアに移動する移動手段を備えると共に、前記撓み検出手段は、前記透明基板の中心部に発生した撓みを検出するものであり、前記撓み補正手段は、前記検出された撓み量に応じて前記透明基板の中心部の撓みを物理的に補正するものであり、前記撮像手段は、前記中心部の撓みを補正した透明基板に前記検査エリア毎に照明手段からの光を透過させて撮像するものであり、前記画像処理手段は、前記撮像した画像の処理により前記透明基板の加工部の欠陥の有無を前記検査エリア毎に検査するものであることを特徴としている。
【００１６】
また、請求項６記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか１に記載のフラットパネルディスプレイ用透明基板の画像検査装置に係り、前記撓み検出手段は、始めにのみ前記透明基板の中心部に発生した撓みを検出する手段と、前記移動された検査エリア毎に透明基板に発生した撓みを検出する手段とを兼ねるものであり、前記撓み補正手段は、始めにのみ前記検出された撓み量に応じて前記透明基板の中心部の撓みを補正する手段と、前記移動された検査エリア毎に前記透明基板の撓みを物理的に補正する手段とを兼ねるものであり、前記撮像手段は、前記検査エリア毎に撓み補正した透明基板に照明手段からの光を透過させて前記検査エリア毎に撮像するものであり、前記画像処理手段は、前記撮像した画像の処理により前記透明基板の加工部の欠陥の有無を前記検査エリア毎に検査するものであることを特徴としている。
【００１７】
また、請求項７記載の発明は、請求項１乃至６のいずれか１に記載のフラットパネルディスプレイ用透明基板の画像検査装置に係り、前記照明手段は、載置架台の内部に配置され、前記撮像手段は、透明基板の前方に配置されていることを特徴としている。
【００１８】
また、請求項８記載の発明は、請求項１乃至６のいずれか１に記載のフラットパネルディスプレイ用透明基板の画像検査装置に係り、前記撮像手段は、載置架台の内部に配置され、前記照明手段は、透明基板の前方に配置されていることを特徴としている。
【００１９】
また、請求項９記載の発明は、フラットパネルディスプレイを構成する加工された透明基板を載置架台に載置する載置工程と、前記載置された透明基板に発生した撓みを検出する撓み検出工程と、前記検出された撓み量に応じて前記透明基板の撓みを物理的に補正する撓み補正工程と、前記撓みを補正した透明基板に照明手段からの光を透過させて撮像手段により撮像する撮像工程と、前記撮像した画像の処理により前記透明基板の加工部の欠陥の有無を検査する画像処理工程とを、有することを特徴とするフラットパネルディスプレイ用透明基板の画像検査方法である。
【００２０】
また、請求項１０記載の発明は、請求項９記載のフラットパネルディスプレイ用透明基板の画像検査方法に係り、前記撓み補正工程では、透明基板を載置する透明な載置板を有して形成されている前記載置架台の密閉空間の内部圧力を制御して前記載置板を板面の垂直方向に変形させることにより前記透明基板の撓みを補正する圧力制御工程を有してなることを特徴としている。
【００２１】
また、請求項１１記載の発明は、請求項９記載のフラットパネルディスプレイ用透明基板の画像検査方法に係り、前記撓み補正工程では、透明基板を載置する前記載置架台の縁部に前記透明基板を吸着して形成される密閉空間の内部圧力を制御して前記透明基板を板面の垂直方向に変形させることにより前記透明基板の撓みを補正する圧力制御工程を有してなることを特徴としている。
【００２２】
また、請求項１２記載の発明は、請求項９乃至１１のいずれか１に記載のフラットパネルディスプレイ用透明基板の画像検査方法に係り、前記載置工程の後に、前記撮像手段及び照明手段を同期して走査しながら複数に分割した前記透明基板の検査エリアに移動する移動工程を設け、前記撓み検出工程から前記画像処理工程までは、前記移動された検査エリアについて実行し、最後に前記移動工程から前記画像処理工程までを全ての検査エリアについて繰り返し実行する繰り返し工程を設けることを特徴としている。
【００２３】
また、請求項１３記載の発明は、請求項９乃至１１のいずれか１に記載のフラットパネルディスプレイ用透明基板の画像検査方法に係り、前記撓み検出工程では、前記透明基板の中心部に発生した撓みを検出し、前記撓み補正工程では、前記検出された撓み量に応じて前記透明基板の中心部の撓みを物理的に補正し、この撓み補正工程の後に、前記撮像手段及び照明手段を同期して走査しながら複数に分割した前記中心部の撓みを補正した透明基板の検査エリアに移動する移動工程を設け、前記撮像工程から前記画像処理工程までは、前記移動された検査エリアについて実行し、最後に前記移動工程から前記画像処理工程までを全ての検査エリアについて繰り返し実行する繰り返し工程を設けることを特徴としている。
【００２４】
また、請求項１４記載の発明は、請求項９乃至１１のいずれか１に記載のフラットパネルディスプレイ用透明基板の画像検査方法に係り、前記載置工程の後に、前記透明基板の中心部に発生した撓みを検出する中心部撓み検出工程と、前記検出された撓み量に応じて前記透明基板の中心部の撓みを物理的に補正する中心部撓み補正工程と、前記撮像手段及び照明手段を同期して走査しながら複数に分割した前記中心部の撓みを補正した透明基板の検査エリアに移動する移動工程とを設け、前記撓み検出工程から前記画像処理工程までは、前記移動された検査エリアについて実行し、最後に前記移動工程から前記画像処理工程までを全ての検査エリアについて繰り返し実行する繰り返し工程を設けることを特徴としている。
【発明の効果】
【００２５】
以上説明したように、この発明の構成によれば、第１の効果は、撮像されるフラットパネルディスプレイ用透明基板の自重による撓みを物理的に補正するようにしたので、撮像対象の透明基板が平坦になり、この透明基板を走査するラインセンサカメラ等の撮像手段の長さ方向に対する中央部と左右とで常に一定の距離を維持することができる。そのため、焦点の合った撮像が可能となり、検査精度が向上し、かつ安定する。
【００２６】
第２の効果は、撮像されるフラットパネルディスプレイ用透明基板の自重による撓みを物理的に補正して平坦にするようにしたので、照射した照明の入射光の角度を透明基板を透過後も一律に維持することができる。そのため、撮像の輝度が安定し、検査精度が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
この発明は、フラットパネルディスプレイ用透明基板の画像による欠陥検査において、透明基板の自重による撓みにより発生する撮像手段の焦点ズレや撮像信号の階調差に対する影響を無くして、撮像手段の焦点精度の向上と照明光（透過光）の出射角の安定を図ると共に、撮像画像を安定させ、欠陥検出精度を向上させ、かつ安定させるという目的を、ガラス基板面とラインセンサカメラとの高さを測定する機能と、測定された高さデータを使用し、載置架台内部の密閉空間の圧力を制御することにより、載置架台の載置板を変形させてその上に載置したガラス基板の自重の影響で生じた撓みを物理的に補正したり、載置架台に吸着したガラス基板の自重の影響で生じた撓みを物理的に直接補正したりして、ガラス基板面を平坦にする機能とを、設けることで実現した。この発明の用途は特に限定しないが、プラズマディスプレイ又は液晶ディスプレイ等に用いる透明基板の欠陥検査に用いるのが好適である。
以下、図面を参照して、この発明の実施の形態について説明する。説明は、実施例を用いて具体的に行う。
【実施例１】
【００２８】
図１は、この発明の第１実施例である画像検査装置の機械的構成を示す立体図であり、図２は、図１の断面図を含むこの例の画像検査装置の機械的構成と電気的構成を示す構成図である。この例の画像検査装置は、下記のように構成されている。
【００２９】
ＦＰＤを構成するパターン加工を施されたガラス基板５を搭載し、検査する台として載置架台４を設ける。載置架台４は、ガラス基板５を載置する透明ガラス製の載置板３を有し、載置架台４内部に密閉空間６を有する。密閉空間６の内部には、検査照明となる照明発光部８と照明発光部８を走査しながら移動させるリニアモータ７ｂを設置する。この密閉空間６の内部圧力を制御するために、給気機構部９及び排気機構部１０と、内部圧力をモニタする圧力計１３とを有する。載置板３は、ガラス基板５の自重による割れを防ぐための強度と内部圧力による弾性変形が生じる厚さとを有するものとする。
【００３０】
ラインセンサカメラ１は、ガラス基板５の上方にリニアモータ７ａにより照明発光部８と同期して走査しながら移動可能に配置され、照明発光部８からの透過光によりガラス基板５上のパターン及びパターン周辺部を撮像し、撮像した画像を撮像信号として画像処理手段１２に送出する。リニアモータ７ａとリニアモータ７ｂとは、画像処理手段１２からの指令により、ラインセンサカメラ１と照明発光部８とを指定の検査エリアに移動させる。検査エリアとはラインセンサカメラ１の撮像範囲毎に複数に分割されたガラス基板５の検査対象エリアである。高さ検出センサ２は、ラインセンサカメラ１の極近くに配置され、ガラス基板５とラインセンサカメラ１の高さを測定する。高さ制御機構１１は、画像処理手段１２から撓み補正の指令を受けて、高さ検出センサ２からの測定結果を取り込み、載置架台４の圧力を圧力計１３の測定結果を基に制御してガラス基板５の自重による撓みを載置板３の変形により補正するために、給気機構部９の給気量を制御する。画像処理手段１２は、高さ制御機構１１から撓み補正が完了した旨の通知を受けた後、撮像信号を取り込み、この撮像信号から得られる画像の処理、即ち、画像の階調差により、ガラス基板５上のパターン及びパターン周辺部の欠陥部と正常部の判定を行い、欠陥部を検出する。
【００３１】
続いて、この例の画像検査装置の動作例を説明する。図３は、その動作の一例を示す処理手順図であり、Ｓ１〜Ｓ９は処理のステップを表す。まず、ガラス基板５のパターン及びパターン外周部を検査するため、ガラス基板５を載置架台４の載置板３上に載置する（Ｓ１）。次に、画像処理手段１２は、リニアモータ７ａ，７ｂに指令して、ラインセンサカメラ１と照明発光部８とを、最初の検査対象エリアに同期して移動させる（Ｓ２）。この移動が完了すると、画像処理手段１２は高さ制御機構１１にガラス基板５の撓み補正を指令する。次に、高さ制御機構１１は、高さ検出センサ２によって、ガラス基板５の自重による撓みをガラス基板５とラインセンサカメラ１との高さとして測定する（Ｓ３）。
【００３２】
次に、高さ制御機構１１は、高さ検出センサ２で測定した高さの値を撓みが無い場合の高さと比較し、撓みが予め設定された範囲内であるか否かを判定する（Ｓ４）。ここで撓みにより、ラインセンサカメラ１とガラス基板５間が設定範囲を越えて広くなっている場合には、、高さ制御機構１１は、給気機構部９の給気量を増加させ、載置架台４の密閉空間６の内部圧力を高め、ガラス基板５の自重で変形した載置板３を上昇させて、この撓みを補正する（Ｓ５）。この補正の結果、逆に、ラインセンサカメラ１とガラス基板５が設定範囲を越えて狭くなってしまった場合には、、高さ制御機構１１は、給気機構部９の給気量を削減することによって、載置架台４の密閉空間６の内部圧力を低くし、載置板３を低くする（Ｓ５）。これにより、ラインセンサカメラ１とガラス基板５との高さを予め設定された範囲内に収束させる。
【００３３】
このようにして、ガラス基板５との高さを予め設定された範囲内に収束させた後、高さ制御機構１１は撓み補正が完了した旨を画像処理手段１２に通知する。これを受けて画像処理手段１２は、ラインセンサカメラ１によって、照明発光部８からの透過光により当該検査エリアのパターン及びパターン外周部を撮像し、撮像した画像を取り込む（Ｓ６）。次に、画像処理手段１２は、取り込んだ画像を処理してパターン及びパターン外周部の欠陥の有無を検査する（Ｓ７）。次に、画像処理手段１２は、当該検査エリアが最終の検査エリアか否かを判断し（Ｓ８）、最終の検査エリアでなければ、次の検査エリアを指定して（Ｓ９）ステップＳ２に戻り、ラインセンサカメラ１及び照明発光部８を同期して走査しながら次の検査エリアに移動させる。その後は、ステップＳ７までの上記の処理を最終の検査エリアまで繰り返し実行する。
【実施例２】
【００３４】
この発明の第２実施例を説明する。この例の画像検査装置の機械的構成及び電気的構成は、図１及び図２と同様である。この例の画像検査装置が第１実施例と異なる点は、高さ制御機構１１で行うガラス基板の撓みの物理的な補正動作が、第１実施例のように検査エリア毎ではなく、最初にガラス基板の中心点でのみ行うことである。
【００３５】
図４は、この例の動作の一例を説明する処理手順図であり、Ｓ１１〜Ｓ１９は処理のステップを表す。まず、ガラス基板５のパターン及びパターン外周部を検査するため、ガラス基板５を載置架台４の載置板３上に載置する（Ｓ１１）。次に、画像処理手段１２がリニアモータ７ａに指令してラインセンサカメラ１をガラス基板５の中心部に移動させ、高さ制御機構１１に撓み補正を指令する。これを受けて、高さ制御機構１１は、ガラス基板５の自重による撓みを測定するため、ガラス基板５とラインセンサカメラ１との高さを高さ検出センサ２によって測定する（Ｓ１２）。
【００３６】
次に、高さ制御機構１１は、高さ検出センサ２で測定した高さの値を撓みが無い場合の高さと比較し、撓みが予め設定された範囲内であるか否かを判定する（Ｓ１３）。ここで撓みにより、ラインセンサカメラ１とガラス基板５間が設定範囲を越えて広くなっている場合には、、高さ制御機構１１は、給気機構部９の給気量を増加させ、載置架台４の密閉空間６の内部圧力を高め、ガラス基板５の自重で変形した載置板３を上昇させて、この撓みを補正する（Ｓ１４）。この補正の結果、逆に、ラインセンサカメラ１とガラス基板５が設定範囲を越えて狭くなってしまった場合には、、高さ制御機構１１は、給気機構部９の給気量を削減することによって、載置架台４の密閉空間６の内部圧力を低くし、載置板３を低くする（Ｓ１４）。これにより、ガラス基板５の中心部でのラインセンサカメラ１との高さを予め設定された範囲内に収束させる。
【００３７】
このようにしてガラス基板５の中心部でのラインセンサカメラ１との高さが予め設定された範囲内に収束させた後、高さ制御機構１１は撓み補正が完了した旨を画像処理手段１２に通知する。これを受けて画像処理手段１２は、リニアモータ７ａ，７ｂに指令して、ラインセンサカメラ１と照明発光部８とを、最初の検査対象エリアに同期して移動させる（Ｓ１５）。移動後、画像処理手段１２は、ラインセンサカメラ１によって、照明発光部８からの透過光により当該検査エリアのパターン及びパターン外周部を撮像し、撮像した画像を取り込む（Ｓ１６）。次に、画像処理手段１２は、取り込んだ画像を処理してパターン及びパターン外周部の欠陥の有無を検査する（Ｓ１７）。次に、画像処理手段１２は、当該検査エリアが最終の検査エリアか否かを判断し（Ｓ１８）、最終の検査エリアでなければ、次の検査エリアを指定して（Ｓ１９）ステップＳ１５に戻り、ラインセンサカメラ１及び照明発光部８を同期して走査しながら次の検査エリアに移動させる。その後は、ステップＳ１８までの上記の処理を最終の検査エリアまで繰り返し実行する。
【００３８】
この実施例は、ガラス基板の撓みが中心点から点対称であり、載置板も中心点から点対称に変形することを前提として、中心点でのみガラス基板の撓みを載置板の変形により物理的に補正する。これにより、各検査エリアでのガラス基板の撓み補正を省略して、検査時間の短縮を図ることができる。
【実施例３】
【００３９】
図５は、この発明の第３実施例である画像検査装置の機械的構成を示す立体図である。この実施例は、上述した載置板３の機能をガラス基板５で兼用する実施例である。即ち、載置架台４上の縁部の周囲の一部又は全部に吸引機構１４を設け、載置架台４上にガラス基板５を搭載し、吸引機構１４で載置架台４に気密に固定する。載置架台４とガラス基板５とで載置架台４内部に密閉空間６を作り、第１実施例や第２実施例に示したように、高さ制御機構１１による密閉空間６の内部圧力を制御可能にして、ガラス基板５の撓み補正を可能にする。以上の機械的構成を除いては、図１の機械的構成及び電気的構成と同様であり、その動作例は、第１実施例又は第２実施例と同様であって容易に類推可能なので、その説明は省略する。
【００４０】
以上、この発明の実施例を図面により詳述してきたが、具体的な構成はこの実施例に限るものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても、この発明に含まれる。例えば、上述の第１実施例と第２実施例を同時に実施しても良い。即ち、第２実施例のように、始めにガラス基板の中心点で撓み補正を行った後に、第１実施例のように各検査エリア毎に、高さ測定と、この測定結果による物理的な撓み補正を行うようにしても良い。この場合、結果エリア毎の撓み補正は不要若しくは短時間に実行できるようになる。
【００４１】
また、上述の実施例では、載置架台の内部に照明発光部を配置し、この載置架台に載置されたガラス基板の上方にラインセンサカメラを配置する場合を例に説明したが、載置架台の内部にラインセンサカメラを配置し、この載置架台に載置されたガラス基板の上方に照明発光部を配置する場合についても、同様に実施することが可能である。また、ガラス基板を載置架台に水平に載置する場合を例に説明したが、傾斜させて載置するような場合にも同様に適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
この発明は、フラットパネルディスプレイとしてはプラズマディスプレイや液晶ディスプレイに限らず、例えば、有機パネルディスプレイ等のフラットパネルディスプレイに広く適用可能である。また、透明基板としてはガラス基板に限らず、例えば、樹脂基板やガラスと樹脂の複合基板等を用いたフラットパネルディスプレイにも広く適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】この発明の第１実施例である画像検査装置の機械的構成を示す立体図である。
【図２】同画像検査装置の断面図を含む機械的構成及び電気的構成を示す構成図である。
【図３】同画像検査装置の動作の一例を示す処理手順図である。
【図４】この発明の第２実施例である画像検査装置の動作の一例を示す処理手順図である。
【図５】この発明の第３実施例である画像検査装置の機械的構成を示す立体図である。
【図６】従来の画像検査機の機械的構成を示す立体図である。
【図７】同画像検査機の断面図を含む機械的構成及び電気的構成を示す構成図である。
【図８】同画像検査機における光の出射角を説明する図である。
【図９】同画像検査機におけるラインセンサカメラ素子とガラス基板の配置図である。
【符号の説明】
【００４４】
１  ラインセンサカメラ（撮像手段）
２  高さ検出センサ（撓み検出手段）
３  載置板
４  載置架台
５  ガラス基板（透明基板）
６  密閉空間
７ａ，７ｂ  リニアモータ（移動手段）
８  照明発光部（照明手段）
９  給気機構部（圧力制御手段）
１０  排気機構部（圧力制御手段）
１１  高さ制御機構（圧力制御手段）
１２  画像処理手段
１４  吸引機構（吸着手段）
【図１】
2006038775.tif 000003
【図２】
2006038775.tif 000004
【図３】
2006038775.tif 000005
【図４】
2006038775.tif 000006
【図５】
2006038775.tif 000007
【図６】
2006038775.tif 000008
【図７】
2006038775.tif 000009
【図８】
2006038775.tif 000010
【図９】
2006038775.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成16年7月30日(2004.7.30)
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
この発明は、プラズマディスプレイ及び液晶ディスプレイ等のフラットパネルディスプレイを構成する透明基板の画像検査装置及び画像検査方法に係り、詳しくは、フラットパネルディスプレイを構成する透明基板の自重による撓みを補正して検査精度を向上させ、かつ安定させるフラットパネルディスプレイ用透明基板の画像検査装置及び画像検査方法に関する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
図７の従来の画像検査機の断面図に示すように、照明発光部８からの透過光８ａを使用してパターン及びパターン外周部を撮像する場合、パターン及びパターン外周部には、透過光８ａを遮る構造の梁等を設置することができないため、ガラス基板５の外周部のみでガラス基板５を支える載置板３を設置することになる。そのため、プラズマディスプレイ用の基板であれば、縦横１メートルの透明なガラス基板５を載置板３に搭載することになるが、この場合、ガラス自重はおよそ７ｋｇになり、ガラス基板５の中央部は、ガラスの自重により約３ミリの撓みを生じる。プラズマディスプレイパネルの電極検査では、電極幅と放電距離及び非放電距離が大よそ１００マイクロメートル程度であり、電極幅の５０％程度以上の欠損を確実に検出するためには、ラインセンサカメラの１画素は１０マイクロメートル以下が必要になり、一般的なラインセンサカメラの画素数４０９６から視野範囲は、４０．９６ミリメートル相当になる。