(57)【要約】    【課題】  基板上に形成されたパターンにおける全ての欠陥を自動検出できる表示装置の製造方法、表示装置用基板の検査方法及び表示装置用基板の検査装置を提供する。    【解決手段】  基板１をコンベア６により一定速度で移動させ、照明装置７ａ及び７ｂにより基板１の検査対象部分１ａに光を照射すると共に、ＣＣＤカメラ８ａによりパターンを撮像する。撮像された画像データを画像記憶装置１０に保存し、画像処理装置１１によりパターンエッジ、横方向及び縦方向のセル境界を識別して、１個ずつのセルに切り分ける。セル毎に状態判定を行い、データに変換する。このデータをデータ処理装置１２により、ミクロ欠陥及びマクロ欠陥の良否判定を行い、基板良否判定を行う。この判定結果をモニタ１３に転送し、ミクロ欠陥及びマクロ欠陥共に検査結果として表示すると共に、データ保存装置１４に保存する。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁性基板の一方の面にセルを区画する境界を形成する工程と、前記セル毎に着色材料又は発色材料を被着させる工程と、前記基板の一方の面又は他方の面に光を照射し、その反射光又は透過光のパターンから個々のセルにおける前記着色材料又は発色材料の被着状態を判別することにより欠陥を検出して前記基板を検査する工程と、を有することを特徴とする表示装置の製造方法。
【請求項２】
前記検査工程は、前記着色材料又は発色材料を被着させた前記基板の一方の面又は他方の面に光を照射しながら、前記被着した被着材料を撮像して画像データを得る工程と、この画像データを個々のセルに分割する工程と、前記セル毎の反射光又は透過光のパターンから個々のセルにおける前記着色材料又は発色材料の被着状態を判別する工程と、この判別結果に基づいて前記セルの欠陥を検出する工程と、欠陥であるセルの個数、隣接するセルが共に欠陥である箇所の数及び特定の被着状態であるセルが一定割合以上であるか否かにより前記基板の良否を判定する工程と、を有することを特徴とする請求項１に記載の表示装置の製造方法。
【請求項３】
前記画像データを個々のセルに分割する工程は、セル形成領域と非形成領域との境界を識別する工程と、前記セル形成領域において各セルの垂直方向の境界を識別する工程と、前記セル形成領域において各セルの水平方向の境界を識別する工程と、を有することを特徴とする請求項２に記載の表示装置の製造方法。
【請求項４】
前記セル形成領域と非形成領域との境界を識別する工程は、前記セル形成領域を複数個の輝度加算領域に分割し、１つの輝度加算領域内のセルについて横又は垂直方向に輝度階調を加算した値から輝度加算波形を作成することを特徴とする請求項３に記載の表示装置の製造方法。
【請求項５】
前記セル形成領域において各セルの垂直方向の境界を識別する工程は、前記セル形成領域と非形成領域との境界からの距離の設計値及び各セルの垂直方向における間隔の設計値と、前記輝度加算波形とから識別することを特徴とする請求項４に記載の表示装置の製造方法。
【請求項６】
前記セル形成領域において各セルの水平方向の境界を識別する工程は、前記セル形成領域と非形成領域との境界からの距離の設計値及び各セルの垂直方向における間隔の設計値と、前記輝度加算波形とから識別することを特徴とする請求項４又は５に記載の表示装置の製造方法。
【請求項７】
前記着色材料又は発色材料を被着させた前記基板の一方の面又は他方の面に光を照射しながら、前記被着した被着材料を撮像して画像データを得る工程と、この画像データを個々のセルに分割する工程と、前記セル毎の反射光又は透過光のパターンから個々のセルにおける前記着色材料又は発色材料の被着状態を判別する工程と、この判別結果に基づいて前記セルの欠陥を検出する工程と、欠陥であるセルの個数、隣接するセルが共に欠陥である箇所の数及び特定の被着状態であるセルが一定割合以上であるか否かにより前記基板の良否を判定する工程と、を有することを特徴とする表示装置用基板の検査方法。
【請求項８】
前記画像データを個々のセルに分割する工程は、セル形成領域と非形成領域との境界を識別する工程と、前記セル形成領域において各セルの垂直方向の境界を識別する工程と、前記セル形成領域において各セルの水平方向の境界を識別する工程と、を有することを特徴とする請求項７に記載の表示装置用基板の検査方法。
【請求項９】
前記セル形成領域と非形成領域との境界を識別する工程は、前記セル形成領域を複数個の輝度加算領域に分割し、１つの輝度加算領域内のセルについて横又は垂直方向に輝度階調を加算した値から輝度加算波形を作成することを特徴とする請求項８に記載の表示装置用基板の検査方法。
【請求項１０】
前記セル形成領域において各セルの垂直方向の境界を識別する工程は、前記セル形成領域と非形成領域との境界からの距離の設計値及び各セルの垂直方向における間隔の設計値と、前記輝度加算波形とから識別することを特徴とする請求項９に記載の表示装置用基板の検査方法。
【請求項１１】
前記セル形成領域において各セルの水平方向の境界を識別する工程は、前記セル形成領域と非形成領域との境界からの距離の設計値及び各セルの垂直方向における間隔の設計値と、前記輝度加算波形とから識別することを特徴とする請求項９又は１０に記載の表示装置用基板の検査方法。
【請求項１２】
基板に光を照射しながら、前記基板に被着された着色材料又は発色材料を撮像して画像データを得る撮像装置と、この画像データを一時保存する画像保存装置と、前記画像データを個々のセルに切り分け、前記着色材料又は発色材料の反射光又は透過光パターンを観察して前記着色材料又は発色材料の被着状態を判別する画像処理装置と、前記画像データにおける各セルの被着状態を設計上の配列と異なる場合を欠陥として判定し、前記画像データ中のセルについて欠陥の数、隣接するセルが共に欠陥である数、及び基板上に形成されたセルを一定数毎のブロックで区画した範囲内に、特定の被着状態が一定割合以上であるか否かにより前記基板の良否判定を行うデータ処理装置と、この良否判定結果を表示する表示装置と、前記良否判定結果を保存するデータ保存装置と、を有することを特徴とする表示装置用基板の検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ及び電界放出ディスプレイ等の表示装置の製造方法、表示装置用基板の検査方法及び表示装置用基板の検査装置に関し、特に、マトリクス状又はストライプ状のパターンが形成された基板を使用した表示装置の製造方法、表示装置用基板の検査方法及び表示装置用基板の検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、大型で薄型の壁掛けテレビ向けのカラー液晶ディスプレイ（以下、ＬＣＤという）、プラズマディスプレイ（以下、ＰＤＰという）等の市場が拡大している。以下、ＰＤＰを例に従来技術について説明する。
【０００３】
ＰＤＰを製造する際には、絶縁性基板の表面に、走査電極、維持電極、誘電体層、ブラックストライプ及びカラーフィルタ等を形成して前面基板を作製し、また、透明基板の表面に、データ電極、誘電体層、隔壁及び蛍光体層等を形成して背面基板を作製する。そして、この全面基板と背面基板とを重ね合わせて封着する。その後、前面基板と背面基板との間に形成された放電空間内を排気し、放電ガスを充填する。これによりＰＤＰが作製される。
【０００４】
上述のＰＤＰ作製工程においては、前面基板の場合は、走査電極、維持電極、ブラックストライプ及びカラーフィルタを形成する工程にて、背面基板の場合は、データ電極、隔壁及び蛍光体層を形成する工程にて、マトリクス状又はストライプ状のパターンが形成される。以下、マトリクス状又はストライプ状のパターンを形成する方法について、カラーフィルタ形成工程を例に説明する。
【０００５】
ＰＤＰ用のカラーフィルタを形成する際は、先ず、走査電極又は維持電極と、ブラックストライプとにより格子状に区画されたセルに、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）又はＢ（青）の顔料を含んだ被着材を印刷又は塗布する。そして、この被着材を乾燥した後、検査を行う。一般に、カラーフィルタのパターンは、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３色が個別に形成される。そのため、印刷又は塗布する工程、乾燥工程、及び検査工程が、夫々３回ずつ行われている。
【０００６】
また、従来、カラーフィルタ形成工程においては、検査を自動で行う方法が確立されておらず、検査員による目視検査が実施されていた。カラーフィルタは、視聴者に対して最前面の位置に配置されるため、視聴者に違和感を与える状態は、全て欠陥となる。カラーフィルタの欠陥は、色むら、色抜け、色ずれ、混色及び異物付着等多岐にわたっており、更に、検査対象となる欠陥の特徴も、コントラスト差が高い微小なものからコントラスト差が低く広範囲にわたるものまで、多種、多様である。このため、従来の自動検査方法で、これらの欠陥の全てに対応することは困難であった。
【０００７】
一方、走査電極、維持電極及びデータ電極形成工程においては、これらのパターンの自動検査が行われている。図２１は従来の検査方法及びそれに使用される検査装置を示す模式図である。図２１に示すように、従来のパターンの検査装置は、基板１における被検査面（パターン形成面）と反対の面側に基板１ａに光を照射する照明装置７ｃが設けられており、この照明装置７ｃには電源７ｄが接続されている。また、基板１ａの被検査面（パターン形成面）側にはＣＣＤカメラ８ｂが設けられている。ＣＣＤカメラ８ｂは、画像データを一時的に記憶する画像記憶装置１０と、この画像に処理を加えて欠陥部分を抽出する処理プログラム５８と、を備えた画像処理装置５９に接続されている。
【０００８】
上述の検査装置を使用して、基板１ａに形成されたパターンを検査する際は、照明装置７ｃにより基板１ａに光を照射し、ＣＣＤカメラ８ｂにより基板１ａ表面のパターンを撮影する。撮影されたパターンの画像は、画像処理装置５９にて画像処理が施されて、欠陥が抽出される。図２２は基板に形成されたパターンの欠陥を示す模式図である。従来の画像処理装置５９における処理プログラム５８においては、図２２に示すような被検査パターン５６ａ及び５６ｂを検査する場合、比較パターン５７ａ及び５７ｂを夫々重ね合わせて、これらのパターンの異なる部分を抽出する方法を採用している。
【０００９】
このように２本のパターンの異なる部分を抽出する方法としては、例えば、被検査パターン５６ａの輝度階調から、隣接する比較パターン５７ｂの輝度階調を減算し、輝度が残留する部分を抽出する方法がある（例えば、特許文献１参照）。図２３は特許文献１に記載の検査方法により図２２に示すパターンの検査を行った結果を示す模式図である。図２３に示すように、特許文献１に記載の方法では、２本のパターン間で大幅に異なる部分をしきい値判定し、低階調になる部分５４ｂは白欠陥５４ａとし、高階調になる部分５５ｂは黒欠陥５５ａとして、欠陥認識を行っている。
【００１０】
【特許文献１】特開２００２−２０７９９５号公報  （第３−４頁、第２図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上述の従来の技術には以下に示す問題点がある。特許文献１に記載の検査方法は、微小で高コントラストな欠陥に対しては有効であるが、広範囲にわたって発生する欠陥は検出できない。このため、ＰＤＰ用のカラーフィルタ形成工程において、検査対象とすべき欠陥の全てを検査することができないという問題がある。また、画像の画素単位の列又は行毎に輝度波形（ラインプロファイル）を作成し、輝度波形に現れる繰り返しパターンを比較する画像処理プログラムもあるが、この方法においても、狭い範囲内での比較しか行えないため、特許文献１に記載の方法と同様に、微小で高コントラストの欠陥しか検出できない。
【００１２】
更に、従来の検査方法においては、検査に要する人件費により製造コストが増加するという問題点、及び検査員により判定がばらついて定量的に判定を行うことができないという問題点もある。更にまた、ＬＣＤ及びＰＤＰ等の表示装置、特にＰＤＰは、その作製工程において高温での焼成を複数回行っており、製品上影響がない程度の基板収縮が常時発生しているため、広範囲におよぶパターン比較検査方法では、比較する際にパターンのズレが生じ、検査することが困難であるという問題点もある。
【００１３】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、基板上に形成されたパターンにおける全ての欠陥を自動検出できる表示装置の製造方法、表示装置用基板の検査方法及び表示装置用基板の検査装置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】
【００１４】
本願第１発明に係る表示装置の製造方法は、絶縁性基板の一方の面にセルを区画する境界を形成する工程と、前記セル毎に着色材料又は発色材料を被着させる工程と、前記基板の一方の面又は他方の面に光を照射し、その反射光又は透過光のパターンから個々のセルにおける前記着色材料又は発色材料の被着状態を判別することにより欠陥を検出して前記基板を検査する工程と、を有することを特徴とする。
【００１５】
本発明者は、上述の課題を解決すべく鋭意実験検討を行った結果、パターン形成後の基板を撮像した画像から、表示画素となるセル（画素）を抽出し、１つのセル毎に被着状態判定を行い、表示画面全体に占める欠陥セルの個数、連続性及び規則性と、視聴者に違和感を与える状態とを関連付けることで、良否判定を行う方法を見出した。そこで、本発明においては、基板に光を照射してその反射光又は透過光のパターンから、個々のセルにおける被着状態を分類することにより、コントラスト差が高い微小な欠陥（以下、ミクロ欠陥という）及びコントラスト差が低く広範囲にわたる欠陥（以下、マクロ欠陥という）の両方を検出することができるため、基板上に形成されたセルの全ての欠陥を自動で検出することができる。
【００１６】
前記検査工程は、例えば、前記着色材料又は発色材料を被着させた前記基板の一方の面又は他方の面に光を照射しながら、前記被着した被着材料を撮像して画像データを得る工程と、この画像データを個々のセルに分割する工程と、前記セル毎の反射光又は透過光のパターンから個々のセルにおける前記着色材料又は発色材料の被着状態を判別する工程と、この判別結果に基づいて前記セルの欠陥を検出する工程と、欠陥であるセルの個数、隣接するセルが共に欠陥である箇所の数及び特定の被着状態であるセルが一定割合以上であるか否かにより前記基板の良否を判定する工程と、を有する。
【００１７】
また、前記画像データを個々のセルに分割する工程は、前記セルの外枠を識別する工程と、前記セルの垂直方向の境界を識別する工程と、前記セルの水平方向の境界を識別する工程と、を有していてもよい。本発明者等は、個々のセルを分割する際に、特定のマークから各セルまでの設計寸法値を使用する方法も考案したが、この方法は、基板の収縮等により設計値と実際の測定データとの間に誤差が生じるため、画像データを精度良く個々のセルに分割することはできない。そこで、本発明においては、設計寸法値と、画像画像データを輝度階調に変換して作成した輝度波形と、を組み合わせてセルの分割を行う。これにより、画像データにおけるセルの分割を精度よく行うことができ、高精度の検査が可能となる。
【００１８】
更に、前記セルの外枠を識別する工程は、前記セルを複数個の輝度加算領域に分割し、この領域内のセルについて横又は垂直方向に輝度階調を加算した値から輝度加算波形を作成してもよい。更にまた、前記セルの垂直方向の境界を識別する工程は、前記セルの外枠からの規定の距離及び各セルの垂直方向における規定の間隔と、前記輝度加算波形とから識別することができる。更にまた、前記セルの水平方向の境界を識別する工程は、前記セルの外枠からの規定の距離及び各セルの垂直方向における規定の間隔と、前記輝度加算波形とから識別することができる。
【００１９】
本願第２発明に係る表示装置用基板の検査方法は、前記着色材料又は発色材料を被着させた前記基板の一方の面又は他方の面に光を照射しながら、前記被着した被着材料を撮像して画像データを得る工程と、この画像データを個々のセルに分割する工程と、前記セル毎の反射光又は透過光のパターンから個々のセルにおける前記着色材料又は発色材料の被着状態を判別する工程と、この判別結果に基づいて前記セルの欠陥を検出する工程と、欠陥であるセルの個数、隣接するセルが共に欠陥である箇所の数及び特定の被着状態であるセルが一定割合以上であるか否かにより前記基板の良否を判定する工程と、を有することを特徴とする。
【００２０】
本願第３発明に係る表示装置用基板の検査装置は、基板に光を照射しながら、前記基板に被着された着色材料又は発色材料を撮像して画像データを得る撮像装置と、この画像データを一時保存する画像保存装置と、前記画像データを個々のセルに切り分け、前記着色材料又は発色材料の反射光又は透過光パターンを観察して前記着色材料又は発色材料の被着状態を判別する画像処理装置と、前記画像データにおける各セルの被着状態を設計上の配列と異なる場合を欠陥として判定し、前記画像データ中のセルについて欠陥の数、隣接するセルが共に欠陥である数、及び基板上に形成されたセルを一定数毎のブロックで区画した範囲内に、特定の被着状態が一定割合以上であるか否かにより前記基板の良否判定を行うデータ処理装置と、この良否判定結果を表示する表示装置と、前記良否判定結果を保存するデータ保存装置と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、パターン形成後の基板を撮像した画像から、表示画素となるセル（画素）を抽出し、１つのセル毎に被着状態判定を行い、表示画面全体に占める欠陥セルの個数、連続性及び規則性と、視聴者に違和感を与える状態とを関連付けることにより、コントラスト差が高い微小な欠陥及びコントラスト差が低く広範囲にわたる欠陥の両方を検出することができるため、基板上に形成されたセルの全ての欠陥を自動で検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態に係る表示装置の製造方法について、添付の図面を参照して具体的に説明する。本実施形態においては、ＰＤＰの製造方法を例に説明する。先ず、透明基板の表面に、データ電極及び誘電体層を形成し、その後、例えば井桁状の隔壁を形成する。この隔壁により、セルがマトリクス状に区画される。そして、このセルの内面に蛍光体層を形成して背面基板にする。また、透明基板の表面に、複数の走査電極又は維持電極を、相互に平行に延び交互に配置されるように形成する。次に、この走査電極又は維持電極を覆うように誘電体層を形成し、この誘電体層の上に井桁状のブラックストライプを形成する。このブラックストライプにより、セルがマトリクス状に区画される。そして、このセルに、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）又はＢ（青）の顔料を含んだ被着材を夫々個別に印刷又は塗布することによりパターンを形成し、その後、乾燥させることによりカラーフィルターにする。このカラーフィルター形成工程においては、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）又はＢ（青）、夫々のパターンを形成する度毎に検査を行う。このようにして作製された前面基板と背面基板とを重ね合わせて封着し、前面基板と背面基板との間に形成された放電空間内を排気した後、放電ガスを充填してＰＤＰにする。
【００２３】
以下、本実施形態におけるカラーフィルタ形成工程の基板検査方法について詳細に説明する。また、図１は本実施形態の基板検査装置の構成を示す模式図である。図１に示すように、本実施形態の基板検査装置には、基板１を一方向に移動させるコンベア６が設けられている。このコンベア６には、搬送制御装置９が接続されており、この搬送制御装置９によりコンベア６の移動速度が一定になるように調節する。また、基板１における検査対象部分１ａの上方における移動方向上流側及び下流側には、検査対象部分１ａに、略均一に光を照射する蛍光灯、ハロゲンランプ又はＬＥＤ（Light Emitting Diode）等の照明装置７ａ及び７ｂが設けられている。更に、基板１の検査対象部分１ａの直上には、１次元ＣＣＤカメラ８ａが設けられている。このＣＣＤカメラ８ａは、検査対象部分１ａが撮像視野内に入るように設置されている。そして、ＣＣＤカメラ８ａには、このＣＣＤカメラ８ａが撮像した画像データを一時的に保存する画像記憶装置１０が接続されている。
【００２４】
更にまた、画像記憶装置１０には、画像データから、１つのセルを分割する処理及びそのセルの状態を判定する処理を行う画像処理装置１１が接続されている。この画像処理装置１１には、画像処理装置１１で処理されたデータを基にして検査対象部分１ａのパターンの情報を再構築（以下、マッピングという）し、欠陥の個数及び欠陥の配列から検査対象部分１ａの良否判定を行うデータ処理装置１２が接続されている。そして、このデータ処理装置には、データ処理装置１２で得た検査結果を表示する表示装置１３と、この検査結果を保存するデータ保存装置１４とが接続されている。
【００２５】
なお、本実施形態においては、照明装置７ａ及び７ｂが基板１の被検査面側に配置され、検査対象部分１ａに上方から光を照射する場合について述べたが、本発明はこれに限定されるものではなく、被検査面の反対側の面（透明基板）側に照明装置を配置してもよい。図２は本実施形態の変形例の基板検査装置の構成を示す模式図である。図２に示すように、本実施形態の変形例に係る基板検査装置は、基板１の下方、即ち、透明基板側に照明装置７ｃが配置されている。この照明装置７ｃは、透明基板における検査対象部分１ａに整合する部分１ｂに、下方から略均一に光を照射する。本変形例の基板検査装置は、照明装置７ｃが設けられている位置以外は、前述の実施形態と同様である。
【００２６】
次に、本実施形態の基板検査装置の動作、即ち、基板検査方法について説明する。図３は本実施形態の基板検査方法を示すフローチャートである。本実施形態の基板検査方法においては、先ず、パターン形成後の基板１を被検査面（パターン形成面）を上面にしてコンベア６に載置し、コンベア６によりＣＣＤカメラ８ａに対して一定速度で移動させる。これと共に、照明装置７ａ及び７ｂが基板１の検査対象部分１ａに光を照射する。そして、ＣＣＤカメラ８ａが、コンベア６と連動してデジタル信号を発生するエンコーダ（図示しない）からの信号に基づき、１ライン毎にパターンを撮像する。このとき、コンベア６が一定速度で基板１を移動させ、基板１の全面がＣＣＤカメラ８ａの直下を通過することにより、基板１の全面について撮像を行う（ステップＳ１）。そして、この撮像された画像データを画像記憶装置１０に保存する（ステップＳ２）。
【００２７】
次に、画像記憶装置１０に保存したデータを画像処理装置１１で読み取り、画像に構成する。図４は本実施形態の基板測定方法における撮像された画像を示す平面図であり、図５は図４の拡大平面図であり、図６は図５に示すセルの拡大図である。なお図４乃至６に示す縦線はブラックストライプ３であり、横線は走査電極又は維持電極４（以下、単に電極４という）であり、このブラックストライプ３と電極４とで区画されている部分がセル２ｂである。本実施形態の基板測定方法においては、画像処理装置１１により、図４に示す画像からパターンの端部（パターンエッジ）を識別し、これによりパターン２の位置を識別する（ステップＳ３）。
【００２８】
図７（ａ）及び（ｂ）は本実施形態の基板検査方法におけるパターンエッジ識別方法をその工程順に示す模式図であり、図８は図７の拡大図である。図５に示すパターンエッジ５ａ及び５ｂを識別する場合、先ず、図７（ａ）に示すように、パターン２の中心部を予め登録する。そして、図７（ｂ）及び図８に示すように、この中心部を原点２０にして、垂直方向に一定の幅（輝度加算ライン１６ａ）をもち、水平方向に延びる輝度加算ライン１５ａを設定する。この輝度加算ライン１５ａの幅、即ち、輝度加算ライン幅１６ａの長さは、例えば、セル２ａの長さの３倍程度である。そして、この輝度加算ライン１５ａにおいて、輝度加算ライン幅１６ａ方向、即ち、垂直方向に画素の輝度階調を加算して、図９に示す水平方向輝度波形１７ａとする。そして、この水平方向輝度波形１７ａを形成した後、輝度しきい値１９を設定し、輝度しきい値１９より大きいか、又は輝度しきい値１９より小さい部分が、エッジ検出幅１８以上に連続したとき、その部分をパターンエッジであると認識する。また、加算波形においてパターンエッジとセルとの境界をパターンエッジ認識点５ｃとする。なお、エッジ検出幅１８は、セル２ｂの横幅の３倍以上であることが好ましい。
【００２９】
そして、上述の方法により、複数本の加算波形を形成し、それにより得られた複数個のパターンエッジ認識点５ｃを線で結んで、パターンエッジラインを設定する。本実施形態の基板検査方法においては、このパターンエッジ識別処理を、画像の４辺に対して夫々行い、４辺に設定されたパターンエッジラインで囲まれた部分を、パターン２として認識する。
【００３０】
次に、水平方向にセルの境界を識別する（ステップＳ４）。図１０は本実施形態の基板検査方法における水平方向にセルの境界を分割する方法を示す図である。先ず、図１０に示すように、パターン２におけるパターンエッジ５ａと平行になるように、ＣＣＤカメラ８ａの画素の輝度階調を水平方向輝度加算ライン幅１６ｂの分だけ加算して水平方向輝度加算ライン１５ｂを設定する。そして、前述のステップＳ３と同様の方法で、水平方向輝度加算ライン１５ｂを輝度波形に変換して、水平方向輝度波形１７ｂを作成する。図１１は本実施形態の輝度波形を示す図である。図１１に示すように、この水平方向輝度波形１７ｂは、一般的に、セルの境界線が山又は谷となる。
【００３１】
そして、水平方向輝度波形１７ｂを形成した後、パターンエッジ５ａから最も近いのセル境界を探すため、パターンエッジ５ａからセル境界までの水平方向セル・エッジ間寸法２１を設定して、輝度波形中の山又は谷を探す。このとき、基板の変形又収縮等を考慮して、サーチ範囲２３を設ける。そして、このサーチ範囲２３内にある最大の山又は谷を、セル境界とする。なお、サーチ範囲２３の中に山又は谷が無い場合は、水平方向セル・エッジ間寸法２２を採用する。これにより、パターンの欠落等によるサーチ不良を防止する。
【００３２】
また、次の境界を探す際は、前回の処理を考慮して、水平方向セルピッチ寸法２２を採用し、サーチ範囲２３の中で最大の山又は谷を検索して、境界点を決定する。本実施形態の基板検査方法においては、この動作をパターン２内で繰り返して行い、全ての境界を決定する。そして、対向する辺についても同様の方法でセル境界を決定する。図１２は水平方向のセル境界識別の結果を示す模式図である。図１２に示すように、本実施形態の基板検査方法においては、パターンエッジ５ａから同じ順番の境界点を結ぶことにより、水平方向にセルを分割する。
【００３３】
次に、垂直方向にセル境界を識別する（ステップＳ５）。図１３は本実施形態の基板検査方法における垂直方向にセル境界を分割する方法を示す図である。図１３に示すように、パターン２におけるパターンエッジ５ｂと平行になるように、ＣＣＤカメラ８ａの画素の輝度階調を水平方向輝度加算ライン幅２５の分だけ加算して、垂直方向輝度加算ライン２６を設定する。そして、この垂直方向輝度加算ライン２６を、輝度波形に変換して垂直方向輝度波形２７ａを形成する。図１４は本実施形態の垂直方向輝度輝度波形を示す図である。垂直方向輝度波形２７ａを形成した後、図１４に示すように、パターンエッジ５ｂから最も近いのセル境界を探すため、パターンエッジ５ｂからセル境界までの垂直方向セル・エッジ間寸法２８を設定して、山又は谷を探す。このとき。基板の変形及び収縮等によるマージンとしてサーチ範囲３０を設け、このサーチ範囲３０内にある最大の山又は谷を採用する。サーチ範囲３０内に山又は谷がない場合は、垂直方向セル・エッジ間寸法２９を採用する。
【００３４】
また、次にセル境界を探す際は、前述の処理で採用した垂直方向セルピッチ寸法２９を採用し、サーチ範囲３０内最大の山又は谷を検索して、境界点５ｄを決定する。本実施形態の基板検査方法においては、この動作をパターン２内で繰り返し行い、垂直方向にセル境界を決定する。そして、対向する辺についても同様にセル境界を決定する。図１５は垂直方向にセル境界を識別した結果を示す模式図である。図１５に示すように、パターンエッジ５ｂから同じ順番の境界点を結ぶことで垂直方向にセルを分割する。前述のステップＳ４及びステップＳ５により、垂直方向及び水平方向にセル境界を設定することで、パターン２を１個ずつのセルに分割する。（ステップ  Ｓ６）。
【００３５】
次に、パターン２を個々のセルに分割した後、１つのセル毎に輝度分布等の画像処理方法を使用してその状態を判定する（ステップＳ７）。その後、各セルの状態、サイズ及び座標を分類してデータに変換する（ステップＳ８）。図１５はセル状態の判定方法を示すフローチャートである。図１６に示すように、本実施形態の基板検査方法においては、輝度分布状態により複数種類のセル状態を定義し、セル毎に複数の状態判定を行い適合（ＹＥＳ）になったセルは、状態及びサイズをデータ化する。例えば、状態判定１（ステップＳ１０２）にて適合（ＹＥＳ）になった場合、［状態１＋サイズ］としてデータ化する（ステップＳ２０１）。このとき、１つのセルにおける特定輝度の面積割合をサイズと定義する。また、状態判定１にて不適合（ＮＯ）になったセルは、状態判定２（ステップＳ１０３）にて判定を行い、この判定をｎ回行う。この処理を全てのセルに対して行って、その結果をデータ処理装置へ送信する。
【００３６】
なお、セルの状態判定においては、各セルを被着済セルと、未被着のセルとに分類する。図１７（ａ）乃至（ｅ）は被着済みセルの状態を示す模式図であり、図１８（ａ）乃至（ｄ）は未被着セルの状態を示す模式図である。被着済セルは、図１７（ａ）に示す適正状態３４、図１７（ｂ）に示す色過多状態３５、図１７（ｃ）に示す色不足状態３６、図１７（ｄ）に示す色抜け状態３７、及び図１７（ｅ）に示す異物付着状態被着済３８の５種類程度に分類することが望ましい。一方、未被着セルは、図１８（ａ）に示す未処理状態３９、図１８（ｂ）に示す混色状態大４０、図１８（ｃ）に示す混色状態小４１、及び図１９（ｄ）に示す異物付着状態空４２の４種類程度に分類することが望ましい。
【００３７】
次に、各セルのデータを、データ処理装置１２により、その座標データを基に、パターン２のセル配列と同じになるようにデータ配列（以下、マップという）を構築する（以下、マッピングという）（ステップＳ９）。このマップについて、予め設定した基本のマップ状態と異なる箇所に対して、セルの寸法から各セルの欠陥判定を行う（ステップＳ１０）。そして、パターン２内の欠陥セル総数及び隣接するセルが共に欠陥である部分の数から、ミクロ欠陥の良否判定を行う（ステップＳ１１）。
【００３８】
また、上述のサイズ判定で欠陥にはならないが、パターン２内を一定セル数のブロックで区画したブロック内に、ある割合以上のセル数が存在する場合、マクロ欠陥であると判定する（ステップＳ１２）。ステップＳ１１のミクロ欠陥判定及びステップＳ１２のマクロ欠陥判定と、不良規格とを比較して基板良否判定を行う（ステップＳ１３）。そして、この基板良否判定の結果をモニタ１３に転送し、ミクロ欠陥及びマクロ欠陥共に検査結果として表示する。また、この検査結果は、データ保存装置１４へ送信して保存し、検査動作を完了する。
【００３９】
本実施形態の基板検査方法においては、各セルの状態からミクロ欠陥及びマクロ欠陥の両方が判定可能となる。これにより、視聴者に違和感を与える欠陥の定量化が容易にでき、外観検査の自動化を図ることができる。また、パターンエッジで検査範囲を決めることができるため、特定のマーカーを使用せずにパターン内のセルを切り出すことができるため、多品種に対応することができる。
【００４０】
更に、ＣＣＤカメラを複数台設けて、パターンを分割して撮影することもできる。図１９は複数個のパターンが形成された基板の撮像画像を示す図であり、図２０はそのサーチ方向を示す模式図である。図１９に示すように、基板１、即ち、パターン面２を分割して、複数台のＣＣＤカメラで撮像視野４３、４４、４５、４６及び４７の撮像を行った場合、図２０に示すパターンエッジ５ａ及び５ｂを、特定のエッジサーチ方向４８、４９、５０、５１、５２及び５３でサーチすることにより検査可能となる。これにより、大型又は多面取り基板の検査を容易に歩個なうことができる。
【００４１】
更にまた、セルの切り出しを行う際は、設計寸法値と画像の輝度波形とを併用することにより、基板の収縮によるセル切りだし位置のずれ、及びパターンの欠落がある場合においても、１つのセル毎に分割することが可能である。これにより、異物付着及び抜け等のコントラスト差が高い微小な欠陥、及び被着ムラ等のコントラスト差が低く広範囲にわたる欠陥の両方の検査が同時にできる。
【００４２】
なお、本実施形態においては、ＰＤＰの製造方法を例に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、ＬＣＤ及びＦＥＤ等、ＰＤＰ以外の表示装置にも適用することができる。また、本実施形態においては、透明基板に形成されたカラーフィルタの検査方法について述べたが、本発明の検査対象はこれに限定されるものではなく、着色材料又は発色材料が被着されたセルが形成された絶縁基板であればよく、例えば、ＰＤＰの蛍光体層の検査にも使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本実施形態の基板検査装置の構成を示す模式図である。
【図２】本実施形態の変形例の基板検査装置の構成を示す模式図である。
【図３】本実施形態の基板検査方法を示すフローチャートである。
【図４】本実施形態の基板検査方法において撮像された画像を示す平面図である。
【図５】図４に示す画像の拡大平面図である。
【図６】図５に示す画像におけるセルの拡大図である。
【図７】（ａ）及び（ｂ）は本実施形態の基板検査方法におけるパターンエッジ識別方法をその工程順に示す模式図である。
【図８】図７（ｂ）の拡大図である。
【図９】本実施形態における加算波形を示す図である。
【図１０】本実施形態の基板検査方法における水平方向のセル境界切り分け方法を示す図ある。
【図１１】本実施形態における輝度波形を示す図である。
【図１２】本実施形態の水平方向のセル境界識別の結果を示す模式図である。
【図１３】本実施形態の基板検査方法における垂直方向のセル境界切り分け方法を示す図ある。
【図１４】本実施形態における輝度波形を示す図である。
【図１５】本実施形態の垂直方向のセル境界識別の結果を示す模式図である。
【図１６】セル状態判定方法を示すフローチャートである。
【図１７】（ａ）乃至（ｅ）は本実施形態におけるセル状態の例を示す図である。
【図１８】（ａ）乃至（ｄ）は本実施形態におけるセルの状態の例を示す図である。
【図１９】複数個のパターンが形成された基板の撮像画像を示す図である。
【図２０】複数個のパターンが形成された基板のエッジサーチ方向を示す図である。
【図２１】従来の検査方法及びそれに使用される検査装置を示す模式図である。
【図２２】基板に形成されたパターンの欠陥を示す図である。
【図２３】従来の検査方法による検査結果を示す図である。
【符号の説明】
【００４４】
１；基板
１ａ；検査対象部分
１ｂ；光照射部分
２；パターン
２ｂ；セル
３；ブラックストライプ
４；走査電極又は維持電極
５ａ、５ｂ；パターンエッジ
５ｃ、５ｄ；パターンエッジ認識点
６；コンベア
７ａ、７ｂ、７ｃ；照明装置
７ｄ；電源
８ａ、８ｂ；ＣＣＤカメラ
９；搬送制御装置
１０；画像記憶装置
１１，５９；画像処理装置
１２；データ処理装置
１３；モニタ
１４；データ保存装置
１５ａ、１５ｂ；水平方向輝度加算ライン
１６ａ、１６ｂ；水平方向輝度加算ライン幅
１７ａ、１７ｂ、１７ｃ；水平方向輝度波形
１８；エッジ検出幅
１９；輝度しきい値
２０、４８乃至５３；サーチ方向
２１；水平方向セル・エッジ間寸法
２２；水平方向セルピッチ寸法
２３、３０；サーチ範囲
２４；垂直方向境界線
２５；垂直方向輝度加算ライン
２６；垂直方向輝度加算ライン幅
２７、２７ａ、２７ｂ；垂直方向輝度波形
２８；垂直方向セル・エッジ間寸法
２９；垂直方向セルピッチ寸法
３３；水平方向境界線
３４；適正状態
３５；色過多状態
３６；色不足状態
３７；色抜け状態
３８；異物付着状態
３９；未処理状態
４０；混色状態大
４１；混色状態小
４２；異物付着状態空
４３乃至４７；撮像位置
５４ａ、５４ｂ；処理前の黒欠陥
５５ａ、５５ｂ；処理前の白欠陥
５６ａ、５６ｂ；被検査パターン
５７ａ、５７ｂ；比較パターン
５８；処理プラグラム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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