(57)【要約】【課題】平板状基板のストライプ状着色膜に生じる直線状微小明部を感度良く検査する検査装置を提供する。【解決手段】ラインセンサカメラにより取得した画像データを反ストライプ方向に加算して輝度投影データを得、既輝度投影データ中の着目データＤ（ｘ）とその近傍データＤ（ｘ−ｍ）、Ｄ（ｘ＋ｍ）を用いて、Ｈ（ｘ）＝（（Ｄ（ｘ）−Ｄ（ｘ−ｍ））＊（Ｄ（ｘ）−Ｄ（ｘ＋ｍ））（Ｄ（ｘ）＞Ｄ（ｘ−ｍ）かつＤ（ｘ）＞Ｄ（ｘ＋ｍ）の場合）、Ｈ＝０（前記に該当しない場合）という評価値Ｈ（ｘ）を得て、あらかじめ設定した閾値Ｈｔｈに対してＨ（ｘ）＞Ｈｔｈが成立したときにこの座標ｘを輝度異常と判定する。【選択図】図１
2009162642.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｘ方向に平行な方向にストライプ状パターンを有する平板状基板を検査する検査装置であって、
前記平板状基板を把持しｘ方向に移動するステージと、
前記平板状基板の所定領域に照明光を照射するライン状照明手段と、
前記平板状基板の前記所定領域を撮像し画像データを取得するラインセンサカメラと、
前記ラインセンサカメラに取り付けられた撮像レンズと、
前記ラインセンサカメラが取得した画像データを記憶し蓄積する画像記憶手段と、
前記画像記憶手段が記憶し蓄積した画像データについて、下記［ａ］〜［ｄ］の処理を行い基板の良否を判定する画像処理手段と、
を有することを特徴とする基板検査装置。
［ａ］前記画像データについて、ストライプの方向と直角なｙ方向に輝度データを加算して画像データのｘ軸への輝度投影データＤ（ｘ）を得る。
［ｂ］ｍをあらかじめ設定された正整数とし、輝度投影データＤ（ｘ）とその近傍の輝度投影データＤ（ｘ−ｍ）およびＤ（ｘ＋ｍ）を用いて、次式により評価値Ｈ（ｘ）を計算する。
Ｄ（ｘ）＞Ｄ（ｘ−ｍ）かつＤ（ｘ）＞Ｄ（ｘ＋ｍ）の場合、
Ｈ（ｘ）＝（（Ｄ（ｘ）−Ｄ（ｘ−ｍ））＊（Ｄ（ｘ）−Ｄ（ｘ＋ｍ））
Ｄ（ｘ）≦Ｄ（ｘ−ｍ）またはＤ（ｘ）≦Ｄ（ｘ＋ｍ）の場合、
Ｈ（ｘ）＝０
［ｃ］評価値Ｈ（ｘ）をあらかじめ設定された閾値Ｈｔｈと比較し、Ｈ（ｘ）＞Ｈｔｈであった場合に、この画像データ中の座標ｘに輝度異常があったと判定する。
［ｄ］輝度異常があった平板状基板を不良品、輝度異常がなかった平板状基板を良品と判定する。
【請求項２】
ｘ方向に平行な方向にストライプ状パターンを有する平板状基板を検査する検査方法であって、
前記平板状基板を把持しｘ方向に移動するステージにより基板を搬送する基板搬送段階と、
前記平板状基板の所定領域にライン状照明手段により照明光を照射する照明段階と、
前記平板状基板の前記所定領域をラインセンサカメラにより撮像し画像データを取得する画像データ取得段階と、
前記画像データ取得段階で取得した画像データを記憶し蓄積する画像記憶段階と、
前記画像記憶手段が記憶し蓄積した画像データについて、下記［ｅ］〜［ｈ］の処理を行い基板の良否を判定する画像処理段階と、
を有することを特徴とする基板検査方法。
［ｅ］前記画像データについて、ストライプの方向と直角なｙ方向に輝度データを加算して画像データのｘ軸への輝度投影データＤ（ｘ）を得る。
［ｆ］ｍをあらかじめ設定された正整数とし、輝度投影データＤ（ｘ）とその近傍の輝度投影データＤ（ｘ−ｍ）およびＤ（ｘ＋ｍ）を用いて、次式により評価値Ｈ（ｘ）を計算する。
Ｄ（ｘ）＞Ｄ（ｘ−ｍ）かつＤ（ｘ）＞Ｄ（ｘ＋ｍ）の場合、
Ｈ（ｘ）＝（（Ｄ（ｘ）−Ｄ（ｘ−ｍ））＊（Ｄ（ｘ）−Ｄ（ｘ＋ｍ））
Ｄ（ｘ）≦Ｄ（ｘ−ｍ）またはＤ（ｘ）≦Ｄ（ｘ＋ｍ）の場合、
Ｈ（ｘ）＝０
［ｇ］評価値Ｈ（ｘ）をあらかじめ設定された閾値Ｈｔｈと比較し、Ｈ（ｘ）＞Ｈｔｈであった場合に、この画像データ中の座標ｘに輝度異常があったと判定する。
［ｈ］輝度異常があった平板状基板を不良品、輝度異常がなかった平板状基板を良品と判定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置用のカラーフィルター基板上の赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各色画素に生じた、直線状の微小な明るい欠陥の光学検査に対するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置用のカラーフィルター基板などの平面状基板の表面には、その製法によって直線状の微小な明るい欠陥（以下では、直線状微小明欠陥とよぶ。）が生じることがあり、そのような欠陥を持つ基板は不良品となる。
【０００３】
この直線状微小明欠陥は、Ｒ、Ｇ、Ｂのいずれかの着色層が所定の光学濃度で形成されるべき箇所において、何らかの原因により着色層の光学濃度が所定値より薄く形成されてしまうことなどにより発生するものである。直線状微小明欠陥の形状は、カラーフィルターのストライプ状パターンのストライプの方向に直線状に伸びた形状であり、そのサイズは、ストライプ方向には１００〜１２００μｍ程度（カラーフィルターの１〜２画素程度）、ストライプ方向に対して直角な方向には３０μｍ〜５００ｍｍ程度（カラーフィルターの１〜１０００画素程度）のものである。
【０００４】
微小欠陥を検出するための検査装置として、特許文献１には、各画素単位で画像データを基準画像と比較して異常を検出するものが提案されている。また、特許文献２には、部分検査を行うことにより高速化を図りつつ、直線状の輝度異常部を検査する方法が提案されている。
【０００５】
特許文献１の技術は、特定の形状の異常を検出するものでないため、判定にはある程度の輝度差が必要で、本願が対象とするような直線状微小明部を検出することは困難であった。また特許文献２の技術は、直線状の形状を対象としてはいても、その形状を利用した輝度投影や近傍比較演算を行うものではないため感度が低く、本願が対象とするような微小明部を検出することは困難であった。
【０００６】
【特許文献１】特開平８−１６０２１５
【特許文献２】特開平１１−７０６４４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このような平面状基板表面の直線状微小明欠陥を、高いコントラストで可視化し、望ましくは良否判定することが望まれていた。本発明はこのような従来の課題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、基板上の微小な直線状微小明欠陥を感度良く検査する検査装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を達成するため、本発明の請求項１においては、ｘ方向に平行な方向にストライプ状パターンを有する平板状基板を検査する検査装置であって、
前記平板状基板を把持しｘ方向に移動するステージと、
前記平板状基板の所定領域に照明光を照射するライン状照明手段と、
前記平板状基板の前記所定領域を撮像し画像データを取得するラインセンサカメラと、
前記ラインセンサカメラに取り付けられた撮像レンズと、
前記ラインセンサカメラが取得した画像データを記憶し蓄積する画像記憶手段と、
前記画像記憶手段が記憶し蓄積した画像データについて、下記［ａ］〜［ｄ］の処理を行い基板の良否を判定する画像処理手段と、
を有することを特徴とする基板検査装置、としたものである。
【０００９】
［ａ］前記画像データについて、ストライプの方向と直角なｙ方向に輝度データを加算して画像データのｘ軸への輝度投影データＤ（ｘ）を得る。
［ｂ］ｍをあらかじめ設定された正整数とし、輝度投影データＤ（ｘ）とその近傍の輝度投影データＤ（ｘ−ｍ）およびＤ（ｘ＋ｍ）を用いて、次式により評価値Ｈ（ｘ）を計算する。
Ｄ（ｘ）＞Ｄ（ｘ−ｍ）かつＤ（ｘ）＞Ｄ（ｘ＋ｍ）の場合、
Ｈ（ｘ）＝（（Ｄ（ｘ）−Ｄ（ｘ−ｍ））＊（Ｄ（ｘ）−Ｄ（ｘ＋ｍ））
Ｄ（ｘ）≦Ｄ（ｘ−ｍ）またはＤ（ｘ）≦Ｄ（ｘ＋ｍ）の場合、
Ｈ（ｘ）＝０
［ｃ］評価値Ｈ（ｘ）をあらかじめ設定された閾値Ｈｔｈと比較し、Ｈ（ｘ）＞Ｈｔｈであった場合に、この画像データ中の座標ｘに輝度異常があったと判定する。
［ｄ］輝度異常があった平板状基板を不良品、輝度異常がなかった平板状基板を良品と判定する。
【００１０】
上記課題を達成するため、本発明の請求項２においては、ｘ方向に平行な方向にストライプ状パターンを有する平板状基板を検査する検査方法であって、
前記平板状基板を把持しｘ方向に移動するステージにより基板を搬送する基板搬送段階と、
前記平板状基板の所定領域にライン状照明手段により照明光を照射する照明段階と、
前記平板状基板の前記所定領域をラインセンサカメラにより撮像し画像データを取得する画像データ取得段階と、
前記画像データ取得段階で取得した画像データを記憶し蓄積する画像記憶段階と、
前記画像記憶手段が記憶し蓄積した画像データについて、下記［ｅ］〜［ｈ］の処理を行い基板の良否を判定する画像処理段階と、
を有することを特徴とする基板検査方法、としたものである。
【００１１】
［ｅ］前記画像データについて、ストライプの方向と直角なｙ方向に輝度データを加算して画像データのｘ軸への輝度投影データＤ（ｘ）を得る。
［ｆ］ｍをあらかじめ設定された正整数とし、輝度投影データＤ（ｘ）とその近傍の輝度投影データＤ（ｘ−ｍ）およびＤ（ｘ＋ｍ）を用いて、次式により評価値Ｈ（ｘ）を計算する。
Ｄ（ｘ）＞Ｄ（ｘ−ｍ）かつＤ（ｘ）＞Ｄ（ｘ＋ｍ）の場合、
Ｈ（ｘ）＝（（Ｄ（ｘ）−Ｄ（ｘ−ｍ））＊（Ｄ（ｘ）−Ｄ（ｘ＋ｍ））
Ｄ（ｘ）≦Ｄ（ｘ−ｍ）またはＤ（ｘ）≦Ｄ（ｘ＋ｍ）の場合、
Ｈ（ｘ）＝０
［ｇ］評価値Ｈ（ｘ）をあらかじめ設定された閾値Ｈｔｈと比較し、Ｈ（ｘ）＞Ｈｔｈであった場合に、この画像データ中の座標ｘに輝度異常があったと判定する。
［ｈ］輝度異常があった平板状基板を不良品、輝度異常がなかった平板状基板を良品と判定する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の検査装置によれば、基板上の直線状微小明欠陥を感度良く検査することが可能になるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を用いて本発明の実施形態について説明する。図１は本発明の実施形態である検査装置の上面模式図であり、図２は光学系部分の側面図である。
【００１４】
上流工程より搬入された検査対象の基板１５は、ステージ１２に把持、固定された後、矢印１６方向に搬送される。このとき基板１５は、基板１５表面に形成されているストライプ状パターンが矢印１６と平行になるような向きで搬送されていくものとする。
【００１５】
ラインセンサカメラ１１は、撮像素子の並びが搬送方向１６と直角をなす方向になるように設置されている。したがってラインセンサカメラ１１の撮像領域は、搬送方向１６と直角をなす方向に細長い矩形状である。
【００１６】
ライン状照明手段１３は基板１５を挟んでラインセンサカメラ１１の反対側に設置して、ラインセンサカメラ１１が基板１５の透過光画像を得ることができるようにする。またライン状照明手段１３は、ラインセンサカメラ１１の視野に照明光を照射できるような位置に配置される。
【００１７】
図１にはライン状照明手段とラインセンサカメラが１台ずつで１組という場合を示しているが、カメラの視野サイズおよび照明手段の照明幅と基板のサイズとの関係で、１組以上の任意の数の光学系を用いることが可能である。また、ライン状照明手段１台に対し、ラインカメラ２台以上が対応するような構成も可能である。
【００１８】
基板１５の所定の撮像対象範囲がラインセンサカメラ１１の視野の下に到達すると、ラインセンサカメラ１１は基板１５の撮像を開始する。ラインセンサカメラ１１は、基板１５が所定距離だけ搬送されるごとに１ライン分の画像データを撮像する。ラインセンサカメラで正確な画像を得るためには、共通の同期信号によって１ラインごとの撮像と搬送のタイミングを合わせることが一般的に行なわれているが、それほど精細な画像が必要でない場合は撮像と搬送を一定速度で行なうようにしてもよい。
【００１９】
得られた１ライン分の画像データは、順次、画像記憶手段１４ａに送られて記憶、蓄積される。基板１５の撮像対象範囲がラインセンサカメラ１１の視野から外れたところで、撮像〜１ライン分の画像データの蓄積という動作を終了する。図１の検査装置の左端に到達した基板は、そのまま下流工程へ搬出されることとなる。
【００２０】
以上の動作で、基板１５の所定の撮像対象範囲ひとつ分の２次元的な画像データ２０が、画像記憶手段１４ａ上に形成された状態となる。この２次元的な画像データ２０の模式図を図３に示す。ここで画像データ２０は、輝度値ｄ（ｘ、ｙ）が、（ＸＭＡＸ）×（ＹＭＡＸ）個の長方形状に配列した構造を持つものとする。また画像データ２０は、ｘ軸の方向が基板１５のストライプ状パターンの方向と平行であり、ｙ軸の方向がストライプ状パターンの方向と直角な方向になっているものとする。
【００２１】
続いて、画像処理手段１４ｂは画像記憶手段１４ａ上の画像データ２０の、ストライプ方向と直角な方向（図３のｙ方向）に輝度値の総和を計算し、ｘ＝０〜ＸＭＡＸについて、１次元の輝度投影データＤ（ｘ）を作成する。すなわち、下記の式［数１］によりＤ（ｘ）を得る。
【数１】
2009162642.tif 000003
【００２２】
本発明の方法および装置では、輝度値ｄ（ｘ、ｙ）を足し込んでいく方向が、ラインセンサカメラ１１の撮像素子の画素の並び方向およびライン状照明手段１３の細長い照明領域の長さ方向と一致している。そのため、撮像素子の画素の感度のばらつき、使用するレンズのシェーディング、照明の明るさのムラなどがあったとしても、輝度投影データＤ（ｘ）上ではｘ＝０〜ＸＭＡＸについて全く同じ条件とすることができるので、直線状微小明欠陥を検出するのに適した良質なデータが得られることになる。
【００２３】
続いて、１次元の輝度投影データ列Ｄ（ｘ）中の、着目データＤ（ｘ）とその近傍データＤ（ｘ−ｍ）、およびＤ（ｘ＋ｍ）を用いて、評価値Ｈ（ｘ）を次のように定義する。
【００２４】
Ｄ（ｘ）＞Ｄ（ｘ−ｍ）かつＤ（ｘ）＞Ｄ（ｘ＋ｍ）の場合、
Ｈ（ｘ）＝（（Ｄ（ｘ）−Ｄ（ｘ−ｍ））＊（Ｄ（ｘ）−Ｄ（ｘ＋ｍ））
Ｄ（ｘ）≦Ｄ（ｘ−ｍ）またはＤ（ｘ）≦Ｄ（ｘ＋ｍ）の場合、
Ｈ（ｘ）＝０
【００２５】
ここでｍは近傍距離であり、あらかじめ設定する正の整数である。一般的には１〜３程度の値をとる。
【００２６】
最後に評価値Ｈ（ｘ）を、あらかじめ設定した閾値Ｈｔｈと比較し、
Ｈ（ｘ）＞Ｈｔｈ
が成立したときにこの座標ｘを輝度異常であると判定する。
【００２７】
また、液晶表示装置用のカラーフィルター基板上にはＲ，Ｇ，Ｂの各色画素を仕切るようにブラックマトリクス（ＢＭ）が形成されているのが一般的である。本発明の検査装置および検査方法を液晶表示装置用のカラーフィルター基板に適用した場合、２次元的な画像データ２０上では、このＢＭ部分はＲ，Ｇ，Ｂの部分に比べて非常に暗く見える、すなわち輝度値ｄ（ｘ、ｙ）が小さいため、画像データ２０上でＢＭ部分を検知するのは容易である。
【００２８】
そこで式［数１］によって１次元の輝度投影データＤ（ｘ）を計算する際に、このＢＭ部分の輝度値ｄ（ｘ、ｙ）を取り除いて輝度投影データＤ（ｘ）を計算してもよい。
【００２９】
また更に、カラーフィルター基板上のＲ、Ｇ、Ｂの各色画素はＢＭによって仕切られ、かつ所定の順番で周期的に並んでいるので、画像データ２０上でＢＭ部分を検知するようにすれば、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色ごとの輝度投影データＤＲ（ｘ）、ＤＧ（ｘ）、ＤＢ（ｘ）を分けて計算することもできる。そのようにすれば、Ｒ、Ｇ、Ｂのいずれか１色の画素にのみ発生している直線状微小明欠陥を検出することも可能である。
【００３０】
輝度異常があると判定した場合には、警報ランプや画像処理手段１４ｂに併設された表示装置画面などの各種表示や、警報音等で注意を喚起することが望ましい。
【実施例】
【００３１】
実施例として、図１のような構成の基板検査装置において、画素数２０４８のラインカメラ１台を用い、カメラは視野幅３４０ｍｍとなるように設置した。レンズはｆ＝５０ｍｍ、Ｆ１．２の３５ｍｍ一眼レフ用レンズとした。またライン状照明手段としては照射幅４００ｍｍのＬＥＤライトに集光用のシリンドリカルレンズを装備したものを用いた。
【００３２】
このような構成の検査装置を用いて、カラーフィルター基板上のストライプ状着色膜を検査し、ストライプ方向に１００〜１２００μｍ程度（カラーフィルターの１〜２画素程度）、ストライプ方向に対して直角な方向に３０μｍ〜５００ｍｍ程度（カラーフィルターの１〜１０００画素程度）の直線状微小明欠陥を検出することができた。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明は平面状基板の上に構築されたストライプ状着色膜の直線状微小明部による不良を感度良く検査する検査装置に関するものである。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の実施形態である検査装置の上面模式図
【図２】本発明の実施形態である検査装置の、カメラおよび照明手段の配置を示した側面模式図
【図３】本発明の実施形態である検査装置の画像記憶手段上の２次元的な画像データを模式的に示した図。
【符号の説明】
【００３５】
１１    ラインセンサカメラとレンズ
１２    ステージ
１３    照明手段
１４ａ  画像記憶手段
１４ｂ  画像処理手段
１５    検査対象基板
１６    搬送方向
２０    ２次元的な画像データ
【図３】
2009162642.tif 000004
【図１】
2009162642.tif 000005
【図２】
2009162642.tif 000006