(57)【要約】【課題】本発明はカラーフィルタ基板の自動欠陥検査装置で、前記カラーフィルタ基板上の欠陥を平面の面積サイズ判定だけでなく、同時に高さ方向の欠陥判定を行うことで、極めて効率のよい欠陥検査が行える立体欠陥検査装置を提供することを目的とする。【解決手段】カラーフィルタ基板の平面方向と高さ方向の欠陥を同時に検出する立体欠陥検査装置であって、前記カラーフィルタ基板を載置しＸＹ平面上を搬送させる搬送手段と、前記カラーフィルタ基板上をカメラと光源が同期かつ軸移動可能な撮像手段と、前記撮像手段により得られた撮像データに対して演算処理を行う画像処理手段と、前記画像処理手段で得られた立体欠陥データにより前記カラーフィルタ基板の合否判定を行う手段を具備することを特徴とする立体欠陥検査装置である。【選択図】図２
2012225824.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カラーフィルタ基板の平面方向と高さ方向の欠陥を同時に検出する立体欠陥検査装置であって、
前記カラーフィルタ基板を載置しＸＹ平面上を搬送させる搬送手段と、
前記カラーフィルタ基板上をカメラと光源が同期かつ軸移動可能な撮像手段と、
前記撮像手段により得られた撮像データに対して演算処理を行う画像処理手段と、
前記画像処理手段で得られた立体欠陥データにより前記カラーフィルタ基板の合否判定を行う手段を具備することを特徴とする立体欠陥検査装置。
【請求項２】
前記カメラがエリアセンサカメラまたはラインセンサカメラであることを特徴とする請求項１に記載の立体欠陥検査装置。
【請求項３】
前記カメラが複数台具備されてなることを特徴とする請求項１または２に記載の立体欠陥検査装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の立体欠陥検査装置を用いて、前記前記カラーフィルタ基板の欠陥検査の対象領域を、２箇所の異なるカメラ位置から撮像し、得られた画像データから高さ方向の立体欠陥データを演算することを特徴とする立体欠陥検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置用カラーフィルタの欠陥検査方法に関わり、特に自動検査機においてその欠陥種別を自動的に判定する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に液晶表示装置用カラーフィルタ基板は、例えば図５に示すような、クロムまたは酸化クロム膜をパターンエッチングして形成したブラックマトリクス（ＢＭ：遮光部）１５、および赤色、緑色、青色の透明着色層からなる赤色画素１２、緑色画素１３、青色画素１４を透明基板（ガラス基板）１１上に形成し、その上に透明電極層（ＩＴＯ層）１６を形成し、さらにスペーサー１７が設けられた構造からなっている。このような構成のカラーフィルタ基板１０の製造過程で生じる欠陥（キズ、異物、突起、白欠陥など）を検査する欠陥検査機は、以下の方式のものが主流となっている。
【０００３】
例えば特許文献１では、以下のような提案がされている。図６に示すように、光源２として白色光またはレーザー光を利用し、その光源２からの光をカラーフィルタ基板１０上の赤色、緑色、青色の透明着色層からなる各画素パターンに照射する。次いで、画素パターンより反射、透過もしくは散乱した光を電荷結合素子（ＣＣＤ）を用いたカメラ１で受け、光から変換された電気信号を処理して欠陥検出を行うものである。
【０００４】
このような欠陥検査装置において、従来の自動欠陥検査では平面の欠陥サイズのみで判定を行い、別途、面積サイズを基にレビュー機にてレビュー測定して高さ管理を行っている。しかしながら、実際のカラーフィルタ基板は面積サイズも大小様々であり、また、高さ方法の欠陥の有無も様々で一様ではない。このような状況にもかかわらず、実際の検査はあらゆる状況を想定して、全てのカラーフィルタ基板の検査に、別途、レビュー機で高さ測定を行っている為、効率が悪いなどの問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−２２１０４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、自動欠陥検査装置にて平面の面積サイズ判定だけでなく、同時に高さ方向の欠陥判定を行うことで、極めて効率のよい欠陥検査が行える立体欠陥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】
【０００７】
本発明は上記課題を解決するためのものであり、本発明の請求項１に係る発明は、カラーフィルタ基板の平面方向と高さ方向の欠陥を同時に検出する立体欠陥検査装置であって、
前記カラーフィルタ基板を載置しＸＹ平面上を搬送させる搬送手段と、
前記カラーフィルタ基板上をカメラと光源が同期かつ軸移動可能な撮像手段と、
前記撮像手段により得られた撮像データに対して演算処理を行う画像処理手段と、
前記画像処理手段で得られた立体欠陥データにより前記カラーフィルタ基板の合否判定を行う手段を具備することを特徴とする立体欠陥検査装置である。
【０００８】
本発明の請求項２に係る発明は、前記カメラがエリアセンサカメラまたはラインセンサ
カメラであることを特徴とする請求項１に記載の立体欠陥検査装置である。
【０００９】
本発明の請求項３に係る発明は、前記カメラが複数台具備されてなることを特徴とする請求項１または２に記載の立体欠陥検査装置である。
【００１０】
本発明の請求項４に係る発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の立体欠陥検査装置を用いて、前記前記カラーフィルタ基板の欠陥検査の対象領域を、２箇所の異なるカメラ位置から撮像し、得られた画像データから高さ方向の立体欠陥データを演算することを特徴とする立体欠陥検査方法である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の立体欠陥検査装置を用いた検査の自動化により、平面の面積サイズ判定だけでなく、同時に高さ方向の欠陥判定を行うことができ、カラーフィルタ基板の検査処理速度が向上する。また、不良の傾向解析が自動化・高速化されるため、不良原因の早期解析により製造工程へのフィードバックが迅速に行えるようになる
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の検査装置の一実施例の概略図（平面図、側面図）。
【図２】本発明の立体欠陥検出判定フロー。
【図３】本発明の高さ方向の情報取得方法の概略図。
【図４】本発明のステレオ視による高さ方向の情報算出の模式図。
【図５】カラーフィルタ基板の構造を示す一実施例の概略断面図。
【図６】従来の検査装置の一実施例の側面概略図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の欠陥検査方法の判定の形態を、以下に図面を用いて説明する。
【００１４】
図１は本発明の検査装置の一実施例の概略図を示す。図１（ａ）は平面図であり、図１（ｂ）は側面図を示す。図２は本発明の立体欠陥検出判定フローを示す。図３は本発明の高さ方向の情報取得方法の概略図を示す。図３（ａ）は検査対象となるＰに対して、カメラがＡ点及びＢ点の異なる２箇所に位置する時の、それぞれの撮像Ａ´及びＢ´をＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の３次元に示した図である。図３（ｂ）はＸ軸、Ｚ軸の２次元に示した図である。図４は本発明のステレオ視による高さ方向の情報を算出するための模式図である。図５はカラーフィルタ基板の構造を示す一実施例の概略断面図である。図６は従来の検査装置の一実施例の側面概略図を示す。
【００１５】
一般に従来のカラーフィルタ基板（ＣＦ基板）１０の構造は、図５に示すように、ガラス基板１１上に赤色画素１２、緑色画素１３、青色画素１４およびブラックマトリクス（ＢＭ）１５が形成され、その上に透明電極層（ＩＴＯ層）１６が積層され、さらにスペーサー１７が設けられた構造からなっている。
【００１６】
本発明の立体欠陥検査装置２０は、図１（ｂ）の側面図に示すように、ＣＦ基板１０が搬送ステージ３に載置され、その上部に設置された同期かつ軸移動可能な光源２とカメラ１により、前記ＣＦ基板１０の検査対象領域の立体欠陥を検出する装置である。図１（ａ）の平面図で示すように、上記の同期かつ軸移動可能な光源２とカメラ１は、画素の横列３０（第一列Ｒ１）、画素の縦列４０（第一列Ｌ１）の位置からスタートして、画素（Ｌ１，Ｒ１）から順次画素（Ｌｎ，Ｒ１）へとＴ方向に移動して、画素の横列Ｒ１の検査対象領域を検査する。検査が終了すると、次に、Ｓ方向に移動して画素の横列Ｒ２の検査を前記横列Ｒ１の検査と同様に行う。この動作を繰り返すことで前記ＣＦ基板１０の全面を検査する。なお、上記の光源２とカメラ１は１台に限定するものではないが、検査処理時間をより短縮するに複数台具備されることがより好ましい。また、さらに検査処理時間をより短縮するに、カメラ１はエリアセンサカメラまたはラインセンサカメラが好ましい。
【００１７】
図２に示す発明の立体欠陥検出判定フローにより、本発明の検査方法のより具体的な説明とする。
【００１８】
本発明の立体欠陥検査方法は、前記ＣＦ基板１０の検査対象領域Ｐを異なる２つのポジション（図３の位置Ａ、位置Ｂ）から、一台の同じカメラ１または別々のカメラ１にて撮像するステレオ視法を用いることを特徴としている。この場合、例えば位置Ａ（１ポジション目）の撮像データから得られ画像を基本画像としてメインに使用し、画素の横列Ｒ１の撮像データを基準にしてＲ２との周期的なパターンの比較を行い、その双方が異なる場合に欠陥と判定し、一定領域内の欠陥をまとめて面積サイスの欠陥の判定とする。
【００１９】
一方、高さ方向の欠陥については、上記の面積サイズの欠陥判定で、欠陥と判定された画素に対して、位置Ｂ（２ポジション目）の撮像データから得られる画像を参照画像として、位置Ａと位置Ｂの撮像データから視差を求めて高さ情報を算出して高さの欠陥とし、最後に前記面積ザイスの欠陥と高さの欠陥とを結合させて欠陥の検出を終了する。
【００２０】
上記の位置Ａと位置Ｂの撮像データから視差を求めて高さ情報を算出する方法につい低下に説明する。図４の模式図から、△ＰＡ´Ｂ´と△ＰＡＢは相似関係であることから、以下の式（１）が成り立つ。
ｄ：（ｄ−Ｘａ＋Ｘｂ）＝Ｚｐ:（Ｚｐ−ｆ）          式（１）
従って、点Ｐでの高さ情報であるＺ座標値Ｚｐは以下の式（２）より得られる。
Ｚｐ＝ｄｆ／（Ｘａ−Ｘｂ）                         式（２）
なお、式（１）および式（２）中で、ｄはカメラ間距離（位置Ａと位置Ｂとの間隔）、ｆはカメラの焦点距離、Ｘａは位置ＡのＸ座標値、Ｘｂは位置ＢのＸ座標値、Ｚｐは位置ＰのＺ座標値を表す。
【００２１】
上記のように本発明は、検査対象領域の同位置を異なる２つのカメラ位置（位置Ａ、位置Ｂ）から撮像することを特徴とする。この方法により一方の位置（位置Ａ）から得られた基本画像と、他方の位置（位置Ｂ）から得られた参照画像を結合することで、面積サイズの欠陥のみならず高さ方法の欠陥を同時に検出することができる。すなわち、位置Ａによる基本画像を用いて、画素の横列Ｒ１の撮像データを基準にしてＲ２との周期的なパターンの比較を行うことで欠陥を判定し、同様にしてＲ３、Ｒ４、・・・Ｒｎと一定領域内の欠陥をまとめて面積ザイスの欠陥の検出を行い、また、同時に、位置Ｂの画像を参照画像として、位置Ａと位置Ｂの撮像データから視差を求めて高さ情報を算出して高さの欠陥を検出し、一台の自動欠陥検査装置によりＣＦ基板全体の欠陥を立体的に検出することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２２】
ＣＦ基板の検査において、本発明の立体欠陥検査装置を用いることにより、平面の面積サイズ判定だけでなく、同時に高さ方向の欠陥判定を行うことができ、ＣＦ基板の検査処理速度が向上する。また、不良の傾向解析が自動化・高速化されるため、不良原因の早期解析により製造工程へのフィードバックが迅速に行えるようになる
【符号の説明】
【００２３】
１          カメラ
２          光源
３          搬送ステージ
１０        ＣＦ基板
１１      ガラス基板
１２      赤色画素
１３      緑色画素
１４      青色画素
１５      ブラックマトリクス（ＢＭ）
１６      ＩＴＯ層
１７      スペーサー
２０      欠陥検査装置
２１      位置Ａのカメラ光軸
２２      位置Ｂのカメラ光軸
２３      視差
３０      画素の横列（Ｒ１，Ｒ２・・・Ｒｎ）
４０      画素の縦列（Ｌ１，Ｌ２・・・Ｌｎ）
Ａ        カメラの１ポジション（位置Ａ）
Ｂ        カメラの２ポジション（位置Ｂ）
Ａ´      カメラ位置Ａでの撮像位置
Ｂ´      カメラ位置Ｂでの撮像位置
Ｐ        ＣＦ基板の検査対象領域
Ｓ        スキャン方向
Ｔ        カメラ・光源の可動方向
Ｍ        ＣＦ基板の移動方向
ｄ        カメラ間距離（位置Ａと位置Ｂとの間隔）
ｆ        カメラの焦点距離
【図２】
2012225824.tif 000003
【図３】
2012225824.tif 000004
【図４】
2012225824.tif 000005
【図５】
2012225824.tif 000006
【図６】
2012225824.tif 000007
【図１】
2012225824.tif 000008