(57)【要約】【課題】  個人差、個人の状態差の影響を受けることなく、色むらの有無、程度などを精度よく検査する。【解決手段】  モアレを除去できるように集光光学系３４の焦点を調節して撮像装置３５により基板３１を撮像し、撮像データに基づいて色むらの有無、程度などを検査する。【選択図】  図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
カラー皮膜が形成された基板に対して光源により光を照射し、カラー皮膜が形成された基板面を、焦点調節可能な集光光学系を通して撮像装置により撮像し、撮像結果に基づいて色むらを検査する方法であって、
検査開始時に、基板を元に、集光光学系の焦点を自動調整することを特徴とする色むら検査方法。
【請求項２】
カラー皮膜が透光性のあるカラー皮膜であり、基板が透光性のある基板であり、集光光学系が基板およびカラー皮膜を透過した光を集光するものである請求項１に記載の色むら検査方法。
【請求項３】
カラー皮膜が透光性のあるカラー皮膜であり、基板が透光性のある基板であり、集光光学系がカラー皮膜で反射した光を集光するものである請求項１に記載の色むら検査方法。
【請求項４】
カラー皮膜が透光性のあるカラー皮膜であり、基板が透光性のある基板であり、光源が基板を基準として互いに反対側に配置されてあり、集光光学系が基板およびカラー皮膜を透過した光、カラー皮膜で反射した光を集光するものである請求項１に記載の色むら検査方法。
【請求項５】
基板を基準として互いに反対側に配置された光源が、択一的に、基板に対して光を照射するものである請求項４に記載の色むら検査方法。
【請求項６】
集光光学系の焦点の自動調整は、モアレを除去するように行われる請求項１から請求項５の何れかに記載の色むら検査方法。
【請求項７】
集光光学系の焦点の自動調整は、基板の被測定面を中心とする被写界深度の外になるように行われる請求項１から請求項５の何れかに記載の色むら検査方法。
【請求項８】
カラー皮膜が形成された基板に対して光を照射する光源と、カラー皮膜が形成された基板面を、焦点調節可能な集光光学系を通して撮像する撮像装置と、撮像結果に基づいて色むらを検査する検査手段とを含む色むら検査装置であって、
検査開始時に、基板を元に、集光光学系の焦点を自動調整する焦点自動調整手段を含むことを特徴とする色むら検査装置。
【請求項９】
カラー皮膜が透光性のあるカラー皮膜であり、基板が透光性のある基板であり、集光光学系が基板およびカラー皮膜を透過した光を集光するものである請求項８に記載の色むら検査装置。
【請求項１０】
カラー皮膜が透光性のあるカラー皮膜であり、基板が透光性のある基板であり、集光光学系がカラー皮膜で反射した光を集光するものである請求項８に記載の色むら検査装置。
【請求項１１】
カラー皮膜が透光性のあるカラー皮膜であり、基板が透光性のある基板であり、光源が基板を基準として互いに反対側に配置されてあり、集光光学系が基板およびカラー皮膜を透過した光、カラー皮膜で反射した光を集光するものである請求項８に記載の色むら検査装置。
【請求項１２】
基板を基準として互いに反対側に配置された光源が、択一的に、基板に対して光を照射するものである請求項１１に記載の色むら検査装置。
【請求項１３】
焦点自動調整手段は、モアレを除去するように集光光学系の焦点の自動調整を行うものである請求項８から請求項１２の何れかに記載の色むら検査装置。
【請求項１４】
焦点自動調整手段は、基板の被測定面を中心とする被写界深度の外になるように集光光学系の焦点の自動調整を行うものである請求項８から請求項１２の何れかに記載の色むら検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カラーフィルターの製造工程などにおいて、基板上に形成されたカラー皮膜の色むらの有無、程度などを検査するための方法およびその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、フラットパネルディスプレイに用いられるカラーフィルターの製造工程などにおいて、顔料分散の不均一や、成分凝集、膜厚変動による色むらが発生する事が知られている。その色むらが生じたままで製造作業を継続するという不都合の発生を防止するために、カメラと光源とを用いて、色むらの有無、程度などを検査することが行われていた。
【０００３】
また、ＬＣＤなどの被検査表示素子の表示画面を、ＣＣＤなどを備えた撮像装置で撮像して、被検査表示素子の良否を検査する方法が提案されている（特許文献１参照）。特許文献１の方法は、撮像画像にモアレが発生したことを目視により認識した場合に、撮像装置のレンズのピント（フォーカス）を調整することによって、ＬＣＤパネルの周波数特性をキャンセルして、モアレを除去する方法である。
【特許文献１】特開平８−１４９３５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の方法を採用して色むらの有無、程度などを検査する場合には、モアレを除去することによって色むらの有無、程度、位置などを精度よく検査できると思われるが、モアレが発生したことをオペレータが目視により認識するので、必然的に個人差が生じ、また、撮像装置のレンズのピント（フォーカス）を調整する程度についても、オペレータが目視しながらピントを調整するので、必然的に個人差が生じ、この結果、オペレータが変わると色むらの有無、程度などの検査結果がばらついてしまうという不都合がある。具体的には、モアレを十分には除去できなかったり、色むらまでも除去されたりするという不都合がある。
【０００５】
また、オペレータが変わらない場合であっても、例えば、朝と夕方とでは視力、集中力などが変化するので、検査結果がばらついてしまうという不都合がある。
【０００６】
さらに、カラー皮膜の色、基板上のパターン、カラー皮膜の積層順序が品種毎に異なる為、モアレの発生条件が変化するという不都合がある。
【０００７】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、個人差、品種による差、個人の状態差の影響を受けることなく、色むらの有無、程度などを精度よく検査することができる色むら検査方法およびその装置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】
【０００８】
本発明の色むら検査方法は、カラー皮膜が形成された基板に対して光源により光を照射し、カラー皮膜が形成された基板面を、焦点調節可能な集光光学系を通して撮像装置により撮像し、撮像結果に基づいて色むらを検査する方法であって、
検査開始時に、基板を元に、集光光学系の焦点を自動調整する方法である。
【０００９】
この構成を採用すれば、検査開始時に集光光学系の焦点を自動調整することによって、カラー皮膜が透光性のあるカラー皮膜であり、基板が透光性のある基板である場合の色むらの有無、程度などを精度よく検査することができる。
【００１０】
ただし、透過光で検出可能なむら（カラー皮膜の厚みむらなどに起因する、むら部を透過する光と正常部を透過する光の波長および／または強度が違う。）の場合、集光光学系が基板及びカラー皮膜を透過した光を集光するものであることが好ましい。
【００１１】
また、反射光で検出可能なむら（カラー皮膜の劣化むらなどに起因する、むら部で反射する光と正常部で反射する光の波長および／または強度が違う。）の場合、集光光学系がカラー皮膜で反射した光を集光するものであることが好ましい。
【００１２】
さらに、透過光固有のむら、及び反射光固有のむらを同時に測定する場合、光源が基板を基準とし、互いに対称的に配置された光学系を形成し、択一的に基板に対して、光を照射する事により、カラー皮膜を透過する光のむら及びカラー皮膜で反射される光のむらを検査することが出来る。また、択一的な検査方法の為、集光光学系の台数を増やすことなく検査できる。しかも、連続的に切り替えることにより、一度にカラー皮膜を透過する光のむら及びカラー皮膜で反射される光のむらを検査することが出来、合成した結果を算出することも出来る。
【００１３】
また、集光光学系の焦点の自動調整は、モアレを除去するように行われることが好ましく、モアレが存在しない状態での撮像結果から色むらの有無、程度などを精度よく検査することができる。さらに、集光光学系の焦点の自動調整は、基板の被測定面を中心とする被写界深度の外になるように行われることがさらに好ましく、モアレが存在しない状態での撮像結果から色むらの有無、程度などを精度よく検査することができる。
【００１４】
本発明の色むら検査装置は、カラー皮膜が形成された基板に対して光を照射する光源と、カラー皮膜が形成された基板面を、焦点調節可能な集光光学系を通して撮像する撮像装置と、撮像結果に基づいて色むらを検査する検査手段とを含むものであって、
検査開始時に、基板を元に、集光光学系の焦点を自動調整する焦点自動調整手段を含むものである。
【００１５】
この構成を採用すれば、検査開始時に集光光学系の焦点を自動調整することによって、カラー皮膜が透光性のあるカラー皮膜であり、基板が透光性のある基板である場合の色むらの有無、程度などを精度よく検査することができる。
ただし、透過光で検出可能なむら（カラー皮膜の厚みむらなどに起因する、むら部を透過する光と正常部を透過する光の波長および／または強度が違う。）の場合、集光光学系が基板及びカラー皮膜を透過した光を集光するものであることが好ましい。
【００１６】
また、反射光で検出可能なむら（カラー皮膜の劣化むらなどに起因する、むら部で反射する光と正常部で反射する光の波長および／または強度が違う。）の場合、集光光学系が基板またはカラー皮膜で反射した光を集光するものであることが好ましい。
【００１７】
さらに、透過光固有のむら、及び反射光固有のむらを同時に測定する場合、光源が基板を基準とし、互いに対称的に配置された光学系を形成し、択一的に基板に対して、光を照射する事により、カラー皮膜を透過する光のむら及びカラー皮膜で反射される光のむらを検査することが出来る。また、択一的な検査方法の為、集光光学系の台数を増やすことなく検査できる。しかも、連続的に切り替えることにより、一度にカラー皮膜を透過する光のむら及びカラー皮膜で反射される光のむらを検査することが出来、合成した結果を算出することも出来る。
【００１８】
また、焦点自動調整手段は、モアレを除去するように集光光学系の焦点の自動調整を行うものであることが好ましく、モアレが存在しない状態での撮像結果から色むらの有無、程度などを精度よく検査することができる。さらに、集光光学系の焦点の自動調整は、基板の被測定面を中心とする被写界深度の外になるように集光光学系の焦点の自動調整を行うものであることがさらに好ましく、モアレが存在しない状態での撮像結果から色むらの有無、程度などを精度よく検査することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の色むら検査方法は、色むらの有無、程度、位置などを精度よく検査することができるという特有の効果を奏する。
【００２０】
本発明の色むら検査装置も、色むらの有無、程度、位置などを精度よく検査することができるという特有の効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、添付図面を参照して、本発明の色むら検査方法およびその装置の実施の形態を詳細に説明する。
【００２２】
図１は本発明の色むら検査方法が適用される、フラットパネルディスプレイ用のカラーフィルター製造装置の主要部を示す概略図である。
【００２３】
本カラーフィルター製造装置は、ガラスなど、透光性のある基板上に透光性のあるカラー皮膜を塗布する塗布装置１と、塗布されたカラー皮膜を乾燥させる乾燥器２と、乾燥されたカラー皮膜の色むらの有無、程度、位置などを検査する色むら検査装置３とを有している。
【００２４】
例えば、カラーフィルターの場合、少なくとも３原色をマトリックス状に配置してなるものであるから、塗布装置１と、乾燥器２と、色むら検査装置３とが色毎に設けられている。
【００２５】
図２は色むら検査装置３を詳細に示す概略図である。
【００２６】
本色むら検査装置３は、カラー皮膜が形成された基板３１を水平方向に搬送する搬送装置３２と、所定位置において下方から基板３１に光を照射する光源３３と、基板３１を透過した光を受光するように配置された集光光学系３４および撮像装置３５と、撮像装置３５により得られた画像データに基づいて所定の画像処理を行う画像処理装置３６と、画像処理結果などに基づいて搬送装置３２、集光光学系３４などに対する指令データを生成して供給する制御装置３７と、基板３１の搬送距離を検出するエンコーダー３８とを有している。なお、３０は、プログラマブルロジックコントローラーである。
【００２７】
前記搬送装置３２は、例えば、複数のコンベヤローラーを有し、一部の原動コンベヤローラーを回転駆動することにより、基板３１を所定方向に送り、残余の従動ローラーにより基板３１をスムーズに案内するものである。ただし、上流側コンベヤと下流側コンベヤとで構成されていることが好ましく、この場合には、上流側コンベヤと下流側コンベヤとの間隙において基板３１に光を照射し、かつ基板３１を透過した光を受光させることができる。
【００２８】
前記光源３３は、点光源、線光源、面光源の何れであってもよい。
【００２９】
前記集光光学系３４は、モータなどを駆動源として焦点距離を調節可能なものである。
【００３０】
前記撮像装置３５は、１次元の撮像装置、２次元の撮像装置の何れであってもよい。また、撮像装置３５としては、ラインセンサー、ＣＣＤカメラ、ＣＭＯＳカメラなどが例示できる。
【００３１】
また、前記集光光学系３４および前記撮像装置３５は、色むらに起因する微弱な輝度値の差を検出できるように、外光を遮断できる遮光ケーシング（図示せず）に収容されている。
【００３２】
前記画像処理装置３６は、例えば、エンコーダー３８からの搬送距離検出出力を入力とし、撮像装置３５による撮像データを合成して基板３１の全範囲に対応する画像データを生成する処理、生成された画像データをマトリックス状に細分化する処理、マトリックス毎の平均輝度、および輝度偏差を算出する処理、算出された輝度偏差と所定の閾値とを比較する処理などを行うものである。そして、前記画像処理装置３６は、撮像装置３５からの生撮像データを入力として所定の前処理を行う前処理装置からのデータに基づいて必要な処理を行うものであってもよい。
【００３３】
なお、所定の閾値は、例えば、モアレが存在する場合には、撮像装置により撮影された画像内の最大輝度と最小輝度との差が大きく、逆にモアレが存在しない場合には、撮像装置により撮影された画像内の最大輝度と最小輝度との差が小さいため、経験的に求めることができる（図４、および図５参照）。具体的には、例えば、撮像画像の輝度（例えば、十字の線上の輝度をヒストグラムで表しておき、モアレが存在する位置にポインターを移動させて輝度差を測定し（ヒストグラムで確認し）、測定された輝度差を元に閾値を決定する。
【００３４】
前記制御装置３７は、例えば、画像処理装置３６における比較結果などを入力として、必要な場合に、焦点を調節する指令を集光光学系３４に供給し、搬送装置３２に基板搬送指令を供給し、撮像装置３５に撮像指令を供給するものである。そして、制御装置３７と画像処理装置３６とは、共に１台のコンピュータで構成することも可能である。
次いで、図３に示すフローチャートを参照して、色むら検査装置をさらに説明する。
【００３５】
搬送装置３２に基板３１がセットされたことを図示しないセンサーにより検出したことに応答して、ステップＳＰ１において、制御装置３７から画像処理装置３６に対して処理開始指令を供給する。次いで、ステップＳＰ２において、制御装置３７から撮像装置３５に対して撮像指令を供給する。次いで、ステップＳＰ３において、撮像装置３５によって撮像を行う。次いで、ステップＳＰ４において、前処理装置によって画像入出力を行う。次いで、ステップＳＰ５において、画像処理装置３６によって画像のマトリックス化を行う。次いで、ステップＳＰ６において、画像処理装置３６によって各マトリックスの輝度偏差を計算する。次いで、ステップＳＰ７において、輝度偏差と所定の閾値とを比較する。
【００３６】
そして、ステップＳＰ７において輝度偏差が所定の閾値よりも大きいと判定された場合には、ステップＳＰ８において、制御装置３７から集光光学系３４に対して焦点調節指令を供給する。次いで、ステップＳＰ９において、集光光学系３４が焦点を調節し、ステップＳＰ１０において、制御装置３７から撮像装置３５に対して撮像指令を供給する。具体的には、図６に示すように、基板３１の表面にピントを合わせた状態における被写界深度の外にピントを合わせるように、集光光学系３４が焦点を調節する。
【００３７】
次いで、ステップＳＰ１１において、焦点が調節された集光光学系３４を通して撮像装置３５によって撮像を行う。その後、再び、ステップＳＰ４の処理を行う。
【００３８】
逆に、ステップＳＰ７において輝度偏差が所定の閾値よりも大きくないと判定された場合には、ステップＳＰ１２において、制御装置３７から搬送装置３２に対して、次のエリアの撮像のために必要な距離だけ基板３１を搬送する指令を供給する。次いで、ステップＳＰ１３において、搬送装置３２によって、次のエリアの撮像のために必要な距離だけ基板３１を搬送する。その後、再び、ステップＳＰ２の処理を行う。
【００３９】
なお、図３のフローチャートには示していないが、基板３１の全範囲が撮像されたことを条件として、輝度偏差などを用いて従来公知の処理を行って色むらの有無、程度などを検査し、検査結果を表示し、基板３１を次工程へ搬出するとともに、一連の処理を終了し、次の基板３１の搬入に備えるようにしている。ただし、全ての基板３１に対して上記一連の処理を行なうと効率が低下することになるので、品種が変わる毎に上記一連の処理を行なうことが好ましい。
【００４０】
以上の説明から分かるように、モアレを除去できるように集光光学系３４の焦点を調節して撮像し、撮像データに基づいて色むらの有無、程度、位置などを検査するので、検査精度を高めることができる。具体的には、色むらがモアレの影響により検出困難であっても（図７参照）、モアレを除去するように集光光学系３４の焦点を調整することにより、色むらを確実に検出することが可能となる（図８参照）。
【００４１】
上記実施形態においては、輝度偏差と所定の閾値とを比較し、比較結果に基づいて集光光学系３４の焦点を調節する（具体的には、例えば、全てのマトリックスの輝度偏差が閾値を越えないように集光光学系３４の焦点を調節する）ようにしているが、撮影された画像の指定エリアの輝度偏差を設定した閾値と比較し、輝度偏差が設定した閾値内に入るように集光光学系３４の焦点を調節することが可能である。
【００４２】
図９は本発明の色むら検査装置の他の実施形態を示す概略図である。
本色むら検査装置が図２の色むら検査装置と異なる点は、所定位置において上方から基板３１に光を照射する光源３９をさらに設けた点、光源３３、３９のそれぞれの光放射側に光シャッター３３ａ、３９ａをさらに設けた点のみである。
【００４３】
前記光シャッター３３ａ、３９ａは、光源からの光を基板３１に照射する状態と光源からの光の照射を確実に阻止できる状態とを選択できるものであればよく、機械的シャッター、液晶シャッターなど従来公知の種々のものが使用可能である。また、撮像装置３５は、一方の光源に起因する光のみを受光する必要があるので、少なくとも一方が光源からの光の照射を確実に阻止するように制御されることもあり得る。
【００４４】
また、光源にＬＥＤ、ストロボ、レーザーダイオード等を用いれば、上記の各種シャッターは必要とせず、光源の点灯を制御する事で、同様の効果が得られる。
【００４５】
上記の構成の色むら検査装置によれば、反射光に基づく色むら、および透過光に基づく色むらを、基板３１を一度所定方向に搬送するだけで、精度よく検査することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の色むら検査方法が適用される、フラットパネルディスプレイ用のカラーフィルター製造装置の主要部を示す概略図である。
【図２】色むら検査装置を詳細に示す概略図である。
【図３】色むら検査装置の処理の一例を説明するフローチャートである。
【図４】モアレが存在する状態における複数のマトリックスの輝度偏差と所定の閾値との関係を示す概略図である。
【図５】モアレが存在しない状態における複数のマトリックスの輝度偏差と所定の閾値との関係を示す概略図である。
【図６】集光光学系のピントを基板表面に設定した状態における被写界深度と、調節後の焦点位置とを示す概略図である。
【図７】集光光学系のピントを基板表面に設定した状態における撮像例を示す図である。
【図８】集光光学系のピントを基板表面からずらせた状態における撮像例を示す図である。
【図９】本発明の色むら検査装置の他の実施形態を示す概略図である。
【符号の説明】
【００４７】
３１  基板
３３  ３９  光源
３４  集光光学系
３５  撮像装置
３６  検査手段
【図１】
2006234470.tif 000003
【図２】
2006234470.tif 000004
【図３】
2006234470.tif 000005
【図４】
2006234470.tif 000006
【図５】
2006234470.tif 000007
【図６】
2006234470.tif 000008
【図７】
2006234470.tif 000009
【図８】
2006234470.tif 000010
【図９】
2006234470.tif 000011