(57)【要約】【課題】  カラーフィルタの色ムラを精度よく検査する。【解決手段】  光源４からの光をパネル２の内面に形成されたカラーフィルタに照射する。分光測定装置８は、カラーフィルタの透過スペクトルを自動測定する。演算装置６は測定された透過スペクトルから輝度値および色度値を算出し色ムラを検出する。【選択図】  図１
2006138670.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透過率特性が互いに異なる少なくとも２種以上のフィルタを備えたカラーフィルタの色ムラ検査装置であって、前記カラーフィルタに光を照射する光源と、前記カラーフィルタの透過スペクトルを自動測定する分光測定装置と、前記透過スペクトルから輝度値および色度値を算出し色ムラを検出する演算装置とを備えることを特徴とするカラーフィルタの色ムラ検査装置。
【請求項２】
前記演算装置は、前記透過スペクトルから算出した前記輝度値および前記色度値に対して強調処理を行う請求項１に記載のカラーフィルタの色ムラ検査装置。
【請求項３】
前記演算装置は、前記フィルタの透過率特性において透過率が低い波長域の透過スペクトルを用いて算出した輝度値に基づいてこのフィルタの色ムラを検出する請求項１に記載のカラーフィルタの色ムラ検査装置。
【請求項４】
前記演算装置は、前記フィルタの透過率特性において透過率が大きく変化する波長域の透過スペクトルを用いて算出した色度値に基づいてこのフィルタの色ムラを検出する請求項１に記載のカラーフィルタの色ムラ検査装置。
【請求項５】
前記分光測定装置の測定領域内に２種以上の前記フィルタが同時に含まれる場合、測定位置を変えて２回以上の測定を行い、２回以上の測定で得た透過スペクトルを平均して得た透過スペクトルから輝度値および色度値を算出し色ムラを検出する請求項１に記載のカラーフィルタの色ムラ検査装置。
【請求項６】
前記カラーフィルタが、赤、緑、青の各波長帯域の光をそれぞれ透過させる３種のフィルタからなる、カラーブラウン管用のパネルに形成されたカラーフィルタである請求項１に記載のカラーフィルタの色ムラ検査装置。
【請求項７】
透過率特性が互いに異なる少なくとも２種以上のフィルタを備えたカラーフィルタの色ムラ検査方法であって、前記カラーフィルタの透過スペクトルを自動測定し、前記測定により得た前記透過スペクトルから輝度値および色度値を算出し色ムラを検出することを特徴とするカラーフィルタの色ムラ検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はカラーフィルタの色ムラを検査する検査装置及び検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
カラーブラウン管の製造工程では、蛍光面を形成する工程として、ブラックコーティング工程、マイクロフィルタ工程、スクリーンコーティング工程などがある。このうち、カラーフィルタを形成するマイクロフィルタ工程では、カラーフィルタを形成した後、周期的なパターンで形成された青（Ｂ）、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）の各フィルタに生じた欠陥を調べる検査工程が行われる。この検査工程では、一般に、白色光などの光源をカラーフィルタ裏面より照射し、カラーフィルタを透過した光をカラーフィルタの表面側から検査者が目視観察することにより、塗布または乾燥などの製造条件の変動により発生した色ムラや点状の欠陥の有無を検査している。
【０００３】
この検査方法では、カラーフィルタの色ムラの変化を人間の目視観察で確認することは困難であるため、検査者の個人差や体調状態により検査精度にばらつきが生じるという問題がある。
【０００４】
特許文献１には、光源と検査対象のカラーフィルタとの間に補色フィルタを配して、分光色光ではなく間接的な無彩色を目視検査することにより、同一色内の明暗の有無の判定を容易にする検査方法が提案されている。
【特許文献１】特開平７−２０９１９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、カラーフィルタのわずかな膜厚変化が色ムラ不良を生じるようなフィルタについては、特許文献１の方法でも、人間の感度では判断が難しく、高精度で色むらを検査することは非常に難しい。また、周期的パターンで形成された複数色のフィルタからなるカラーフィルタでは異なる色のフィルタの各色ムラを同時に検査することができないという問題もある。
【０００６】
本発明は、上述の欠点を鑑みてなされたものであり、精度よく色ムラを検査することが可能なカラーフィルタの色ムラ検査装置及び検査方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のカラーフィルタの色ムラ検査装置は、透過率特性が互いに異なる少なくとも２種以上のフィルタを備えたカラーフィルタの色ムラ検査装置であって、前記カラーフィルタに光を照射する光源と、前記カラーフィルタの透過スペクトルを自動測定する分光測定装置と、前記透過スペクトルから輝度値および色度値を算出し色ムラを検出する演算装置とを備えることを特徴とする。
【０００８】
本発明のカラーフィルタの色ムラ検査方法は、透過率特性が互いに異なる少なくとも２種以上のフィルタを備えたカラーフィルタの色ムラ検査方法であって、前記カラーフィルタの透過スペクトルを自動測定し、前記測定により得た前記透過スペクトルから輝度値および色度値を算出し色ムラを検出することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、カラーフィルタの色ムラを高精度で検査することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
上記の本発明の色ムラ検査装置において、前記演算装置は、前記透過スペクトルから算出した前記輝度値および前記色度値に対して強調処理を行うことが好ましい。これにより、前記輝度値および前記色度値のわずかな変化を容易に検出することができるので、色ムラの検査精度が向上する。
【００１１】
また、前記演算装置は、前記フィルタの透過率特性において透過率が低い波長域の透過スペクトルを用いて算出した輝度値に基づいてこのフィルタの色ムラを検出することが好ましい。あるいは、前記演算装置は、前記フィルタの透過率特性において透過率が大きく変化する波長域の透過スペクトルを用いて算出した色度値に基づいてこのフィルタの色ムラを検出することが好ましい。検査対象であるカラーフィルタの特性に合わせて輝度値及び色度値の検出に最適な波長域を選択することにより、高精度の色ムラ検査が可能になる。
【００１２】
前記分光測定装置の測定領域内に２種以上の前記フィルタが同時に含まれる場合、測定位置を変えて２回以上の測定を行い、２回以上の測定で得た透過スペクトルを平均して得た透過スペクトルから輝度値および色度値を算出し色ムラを検出することが好ましい。これにより、測定位置の違いによる検査精度のばらつきを抑えることができる。
【００１３】
前記カラーフィルタが、赤、緑、青の各波長帯域の光をそれぞれ透過させる３種のフィルタからなる、カラーブラウン管用のパネルに形成されたカラーフィルタであることが好ましい。これにより、カラーフィルタの検査精度が向上するので、カラーブラウン管の製造歩留まりを改善できる。
【００１４】
以下、本発明の一実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１５】
図１に本発明が適用されたカラーフィルタの色ムラ検査装置の構成を示す。内面にカラーフィルタが形成されたカラーブラウン管用パネル２は、カラーフィルタが形成された面を下向きにしてステージ１上に設置される。白色光を発する光源（例えばハロゲンランプ）を用いた光源装置４からの光を、パネル２のカラーフィルタが形成された側の面に向けて照射する。カラーフィルタ及びパネル２を透過した光は、分光測定装置８のレンズ９に入射し、分光受光素子である受光ヘッド１０上に収束される。受光ヘッド１０はカラーフィルタの分光感度データを検出し、検出された分光感度データは、例えば光ファイバのようなケーブルで分光計算装置７に伝送され、分光計算装置７にて演算処理され、透過スペクトルデータに変換されて保存される。透過スペクトルは、通常、高精度の測定をするために、測定波長域範囲３００ｎｍ〜８００ｎｍを０．５ｎｍの細かい間隔で計測される。図示されていないが、分光測定装置８は測定スピードを向上させるために複数個設置されていることが望ましい。
【００１６】
ステージ１、光源装置４および分光測定装置８は駆動装置３によりモータ制御され、Ｘ軸，Ｙ軸，Ｚ軸の各方向に自由に独立して移動することが可能である。モータ制御により測定位置を自由に変え、パネル２に形成されたカラーフィルタの全面の透過スペクトルを自動計測する。ここで、Ｚ軸とはパネル２が用いられるブラウン管の管軸を意味し、カラーフィルタが形成された面の中心での法線方向にほぼ一致する。Ｘ軸は、パネル２の長辺と平行で且つＺ軸と直交する軸を意味し、Ｙ軸は、パネル２の短辺と平行で且つＸ軸及びＺ軸と直交する軸を意味する。
【００１７】
図２に示すように、カラーフィルタが青（Ｂ）、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）の各色光を透過させるストライプ状の３種のフィルタが周期的に繰り返し配置されたパターンを有し、且つ測定領域（測定視野）１１が各色フィルタのストライプ幅より大きい場合には、測定領域１１内に２種以上のフィルタが同時に含まれるので、測定位置によって青（Ｂ）、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）の各フィルタを透過した光の混在比率が異なってしまう。従って、測定位置によって透過スペクトルデータが異なってしまうという問題が生じる。この問題を解決するために、本装置では、例えばカラーフィルタが図２のような幅Ｐのストライプ状フィルタの繰り返しパターンである場合には、ストライプの長手方向（例えばＹ軸方向）と直交する方向（例えばＸ軸方向）に、その繰り返しピッチ（即ち、ストライプ幅）Ｐずつ測定領域１１を移動させて、フィルタの種類数（本例では３）と同じ回数の測定を行い、得られた透過スペクトルデータを平均する。これにより、青（Ｂ）、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）の各フィルタを透過した光の混在比率が測定位置によらずに一定である透過スペクトルデータを取得することが可能である。
【００１８】
演算装置６は、分光計算装置７で算出された透過スペクトルに基づき色ムラ検査に最適な輝度値及び色度値の算出処理を行う。処理結果は色ムラ検査結果として表示装置５に表示され検査者に伝える。
【００１９】
次に、透過スペクトルを基に、色ムラ検査に最適な輝度値及び色度値を算出し、色ムラを検査する方法について詳しく説明する。
【００２０】
まず、本装置によるカラーフィルタの透過スペクトルの自動測定では、図３に示すようにパネル２のカラーフィルタが形成された矩形領域を、短辺をｍ個に分割し、長辺をｎ個に分割することにより、合計ｍ×ｎ個のエリア１２に分割する。そして、各エリア１２毎に透過スペクトルを求める。得られた透過スペクトルから等色関数を用いて三刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚを求め、さらにこれをＣＩＥ（国際照明委員会）が定義するＣＩＥ表示系の一つであるＹｕ*ｖ*色空間を用いて、Ｙ，ｕ*，ｖ*にて表現する。
【００２１】
一般にごくわずかな膜厚の変化があれば色ムラが生じるが、色ムラと判断された場合の色度値の変化はごくわずかである。従って、上記のようにして得た色度値及び輝度値からの色ムラ検査をしても、その精度はよくない。そこで、本装置では、わずかな色度値および輝度値の変化を検査者が認識できるように強調処理計算を実施する。まず、ｍ×ｎ個のエリア１２のそれぞれについてのＹ，ｕ*，ｖ*の平均値Ｙavr，ｕ*avr，ｖ*avrを求める。ｉを１〜ｎの整数、ｊを１〜ｍの整数として、位置（ｉ，ｊ）のエリア１２についてのＹ，ｕ*，ｖ*をＹｉｊ，ｕ*ｉｊ，ｖ*ｉｊとすれば、平均値Ｙavr，ｕ*avr，及びｖ*avrを用いて以下の演算を行うことにより、Ｙｉｊ，ｕ*ｉｊ，ｖ*ｉｊを強調する。ここで、ｋは強調倍率である。
【００２２】
Ｙｉｊ＝（Ｙｉｊ−Ｙavr）×ｋ＋Ｙavr
ｕ*ｉｊ＝（ｕ*ｉｊ−ｕ*avr）×ｋ＋ｕ*avr
ｖ*ｉｊ＝（ｖ*ｉｊ−ｖ*avr）×ｋ＋ｖ*avr
【００２３】
Ｙｕ*ｖ*色空間表色系で表現されたデータのままでは表示装置５に色を直接画面表示することができない。そこで、位置（ｉ，ｊ）のエリア１２における色データＹｉｊ，ｕ*ｉｊ，ｖ*ｉｊを、表示装置５で表示できるようにＣＩＥが定義するＲＧＢ表色系で表現されたデータに変換して、Ｒｉｊ，Ｇｉｊ，Ｂｉｊを算出する。ｍ×ｎ個の全エリア１２のデータをＲＧＢ表色系によるデータへ変換し、変換された全データのうちの最大値ＲＧＢｍａｘを求める。次いで、各エリアのＲＧＢ表色系によるＲｉｊ，Ｇｉｊ，Ｂｉｊを、以下の演算を行うことにより、０〜２５５の階調表示に換算する。
【００２４】
Ｒｉｊ＝Ｒｉｊ／ＲＧＢｍａｘ×２５５
Ｇｉｊ＝Ｇｉｊ／ＲＧＢｍａｘ×２５５
Ｂｉｊ＝Ｂｉｊ／ＲＧＢｍａｘ×２５５
【００２５】
上記により得たｍ×ｎ個のエリア１２のそれぞれでのＲｉｊ、Ｇｉｊ、ＢｉｊおよびＹｉｊを用いて表示装置５に色表示し、検査者に色ムラ検査結果を伝える。この検査結果は強調処理された色度値および輝度値に基づいており、画面を目視することにより高精度での色ムラ検査が可能である。
【００２６】
図４は、カラーフィルタを構成する青（Ｂ）フィルタ、赤（Ｒ）フィルタ、緑（Ｇ）フィルタの各透過率特性１３，１５，１４の一例を示している。このように各フィルタの透過波長域が互いに重なり合っている場合において、各フィルタが色ムラを有していると、この色ムラを精度よく検出するのが一般に困難である。この問題に対して、本装置では、演算装置６が演算処理に使用するスペクトルの波長域を自由に選択できるようになっている。形成されたカラーフィルタの特性に合わせて、色ムラを最も検出しやすい波長域を選択することが可能である。
【００２７】
輝度値から色ムラを検査する場合は、輝度変化が大きい波長域、すなわち膜厚の変化が顕著に表れる透過率が低い波長域での透過スペクトルを用いる。例えば青（Ｂ）フィルタの色ムラを検査する場合は、青（Ｂ）フィルタの透過率特性１３が小さな透過率を有する領域であって、かつ、赤（Ｒ）フィルタの透過率特性１５が大きな透過率を有し、その結果、赤（Ｒ）の輝度変化の影響が少ない波長域１６を選択する。これにより、青フィルタの色ムラを波長域１６での輝度値変化に基づいて検出することができる。
【００２８】
色度値から色ムラを検査する場合は、色度変化が大きい波長域、すなわち透過率の変化が顕著に表れる波長域での透過スペクトルを用いる。例えば青（Ｂ）フィルタの色ムラを検査する場合は、青（Ｂ）フィルタの透過率特性１３において透過率の変化が大きい波長域１７を選択する。これにより、青フィルタの色ムラを波長域１７での色度値変化に基づいて検出することができる。
【００２９】
検査結果は、図５に示すように、表示装置５の表示画面１８に、青（Ｂ）フィルタ１９、赤（Ｒ）フィルタ２１、緑（Ｇ）フィルタ２０ごとのパネル全体図として表示される。検査者は、これを見ることで青、赤、緑の３つのフィルタの色ムラを一画面で同時に視認することができる。色ムラは例えば線状模様３０ａや周囲と輝度の階調が異なる領域を有する輝度ムラ模様３０ｂとして表示させることができ、直感的に理解できる。本装置では、各フィルタごとにそのフィルタの色ムラ検出に最適な波長域を選択し、更に輝度値および色度値の強調処理演算を実施しているので、従来の目視のみによる検査より大幅に検査精度が向上する。
【００３０】
本装置は、例えば図６に示すようなカラーフィルタの形成システムに組み込むことができる。カラーフィルタが形成される前のパネル２がシステムの投入口２２に投入される。次いで、識別表示付与装置２３は、個々のパネルを識別するための番号、バーコード、又は各種記号などの表示をパネル２に付与する。次いで、フィルタ形成装置２４はパネルの内面にカラーフィルタを周知の方法で形成する。その後、パネルは本発明の色ムラ検査装置２５でカラーフィルタの色ムラが検査された後、システムの搬出口２６より搬出される。
【００３１】
このような形成システムにおいて、フィルタ形成装置２４は、各パネルに固有の識別表示データと、そのパネルに対するカラーフィルタの形成条件に関するプロセスデータとをデータ記録装置２７に送信する（矢印２８）。また、色ムラ検査装置２５は、各パネルに固有の識別表示データと、そのパネルに形成されたカラーフィルタの色ムラ検査結果に関するデータとをデータ記録装置２７に送信する（矢印２９）。ここで、色ムラ検査結果に関するデータとは、例えば、色ムラの評価区分を自動的に数値化したデータ、又はこれをランク付けしたデータを用いることができる。かくして、データ記録装置２７には、カラーフィルタの形成条件に関するプロセスデータとカラーフィルタの色ムラ検査結果データとが、パネルに付与された識別表示データを介することにより相互に関連付けられて、多数蓄積される。
【００３２】
このようなカラーフィルタの形成システムによれば、不良発生要因の解明方法の一つであるデータマイニングなどの手法を用いることにより、色ムラ不良の発生要因およびカラーフィルタの品質決定要因と各種製造プロセス条件との関連を究明することができ、製造プロセス条件の変更や改善を容易且つ迅速に行えるようになる。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明の利用分野は特に制限はないが、カラーブラウン管の製造工程でパネル内面に形成されるカラーフィルタの検査工程に特に好ましく利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】図１は本発明の一実施の形態に係るカラーフィルタの色ムラ検査装置の構成図である。
【図２】図２は本発明の一実施の形態に係るカラーフィルタの色ムラ検査装置における測定領域を示す図である。
【図３】図３は本発明の一実施の形態に係るカラーフィルタの色ムラ検査装置において、カラーフィルタを測定する際のエリア分割の一例を示した図である。
【図４】図４は、カラーフィルタを構成する３種のフィルタの透過率特性の一例を示す図である。
【図５】図５は本発明の一実施の形態に係るカラーフィルタの色ムラ検査装置において、表示装置に表示された色ムラ検査結果の一例を示す図である。
【図６】図６は本発明の一実施の形態に係るカラーフィルタの色ムラ検査装置を用いたカラーフィルタ形成システムの概略構成図である。
【符号の説明】
【００３５】
１  ステージ
２  パネル
３  駆動装置
４  光源装置
５  表示装置
６  演算装置
７  分光計算装置
８  分光測定装置
９  レンズ
１０  受光ヘッド
１１  測定領域（測定視野）
１２  エリア
【図１】
2006138670.tif 000003
【図２】
2006138670.tif 000004
【図３】
2006138670.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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