(57)【要約】【課題】規則性ピッチがカラーフィルタの色画素パターンピッチよりも大きいＰＳ付きのカラーフィルタにおいて、ＰＳの有無を検査するＰＳ付きカラーフィルタの検査方法を提供すること。【解決手段】液晶のギャップ制御用に形成された複数種類のフォトリソスペーサー（ＰＳ）で、前記複数種類のＰＳが形成されている規則性ピッチがカラーフィルタのＲＧＢパターンピッチよりも大きい複数種類のＰＳ付きのカラーフィルタにおいて、前記複数種類のＰＳ付きのカラーフィルタをラインカメラで撮像し、その画像データをカラーフィルタのＲＧＢピッチにて比較処理を行うことで前記ＰＳの有無を検査することを特徴とするＰＳ検査方法を用いる。【選択図】図１
2009074903.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カラーフィルタの色画素パターンのピッチが、液晶のギャップ制御用に形成されたフォトリソスペーサーの規則性パターンのピッチの整数倍でないフォトリソスペーサー付きカラーフィルタの検査方法であって、
前記フォトリソスペーサー付きのカラーフィルタを撮像素子で撮像する工程、画像データをカラーフィルタの色画素パターンのピッチにて比較処理を行う工程、比較処理した画像からフォトリソスペーサー領域及び欠陥領域を検出する工程を有することを特徴とするフォトリソスペーサー付きカラーフィルタの検査方法。
【請求項２】
請求項１に記載のフォトリソスペーサー付きカラーフィルタの検査方法において、画像データを比較処理した後、二値化処理によってフォトリソスペーサー領域及び欠陥領域を抽出することを特徴とするフォトリソスペーサー付きカラーフィルタの検査方法。
【請求項３】
前記二値化処理は、ある補正輝度値の閾値により二値化する第一の二値化手段と、ある補正輝度値領域とそれ以外の領域で二値化する第二の二値化手段とにより処理されることを特徴とする請求項２記載の検査装置。
【請求項４】
比較処理によって抽出された欠陥候補情報に、面積による制約条件を課し、この制約条件を満足した欠陥候補をＰＳ由来の欠陥と判定し、さらに、予め設定した単位領域内において、ＰＳ由来の欠陥の面積の総和、または、ＰＳ由来の欠陥の個数を単位領域ごとに取得し、その結果に基づいてＰＳの有無を検査する請求項１ないし３に記載のフォトリソスペーサー付きカラーフィルタの検査方法。
【請求項５】
カラーフィルタの色画素パターンのピッチが、液晶のギャップ制御用に形成されたフォトリソスペーサーの規則性パターンのピッチの整数倍でないフォトリソスペーサー付きカラーフィルタ検査装置であって、
検査対象物を走査しながら撮像する撮像手段と、撮像素子により得られた画像データを画像パターンのピッチごとの画像領域に区分けする手段と、各画像領域で対応する比較画素ごとに補正輝度値を定める比較処理手段と、得られた補正輝度値を二値化する手段と、二値化画像から欠陥領域及びフォトリソスペーサー領域を検出する手段とを具備するフォトリソスペーサー付きカラーフィルタ検査装置。
【請求項６】
前記二値化する手段は、ある補正輝度値の閾値により二値化する第一の二値化手段と、ある補正輝度値領域とそれ以外の領域で二値化する第二の二値化手段と、からなることを特徴とする請求項５記載のフォトリソスペーサー付きカラーフィルタ検査装置。
【請求項７】
前記二値化画像から特定の条件を満たすフォトリソスペーサー領域のみを抽出するラベリング手段を具備することを特徴とする請求項５又は６記載のフォトリソスペーサー付きカラーフィルタ検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶のギャップ制御用に形成された複数種類のフォトリソスペーサー（ＰＳ）で、前記複数種類のＰＳが形成されている規則性ピッチがカラーフィルタの色画素（ＲＧＢ）パターンピッチよりも大きい複数種類のＰＳ付きのカラーフィルタにおける検査方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
カラーフィルタの検査方法は、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のパターンが規則的に形成されていることを利用して、カメラで撮像して得られた画像データをＲＧＢのピッチで比較処理を行うことによって周期的なパターンを除去するとともに、周期性に反する部分を欠陥として検出する方法が一般に用いられている。したがって、ＰＳのピッチがＲＧＢピッチと等しければ、ＲＧＢのピッチによる比較処理でＰＳについても検査可能である（比較処理の方法としては特許文献２等参照）。
【０００３】
ところが、液晶の用途が大画面テレビ、モバイル、車載品など多種多様となるにつれて、カラーフィルタについても用いられる液晶の用途に特化した様々な品種が要求されるようになってきた。これらの中には複数種類のＰＳが形成され、それらの規則性ピッチがＲＧＢピッチよりもずっと大きいものが存在する。
【０００４】
このような品種のカラーフィルタを比較処理で検査するためには、ＲＧＢピッチよりも大きなＰＳのピッチにて比較処理を行うことが考えられるが、比較処理を行うピッチが大きくなり過ぎると、結像手段であるレンズの収差の影響により、画像中央部と端の方ではピッチが完全に一致しなくなることや、被写体であるカラーフィルタの搬送精度の誤差の影響が無視できなくなることで、大量の擬似欠陥を検出してしまう問題がある。また、比較ピッチが大きくなると、注目画素と比較対照となる画素との距離が大きくなるため、比較画素のデータが取得されるまでの時間が掛かり、その分大量のメモリが必要となってしまい、検査装置のコストが高くなってしまう。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−９９６２３
【特許文献２】特開２００６−２９８７６
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上記の問題を鑑みなされたものであり、その課題とするところは、液晶のギャップ制御用に形成されたフォトリソスペーサー（ＰＳ）で、前記複数種類のＰＳが形成されている規則性ピッチがカラーフィルタの色画素パターンピッチよりも大きい複数種類のＰＳ付きのカラーフィルタにおいて、比較ピッチが小さいＲＧＢピッチによる比較処理により、ＲＧＢピッチよりも大きいピッチで形成されているＰＳの有無及びを検査するＰＳ付きカラーフィルタの検査方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するためになされた請求項１に係る発明は、カラーフィルタの色画素パターンのピッチが、液晶のギャップ制御用に形成されたフォトリソスペーサーの規則性パターンのピッチの整数倍でないフォトリソスペーサー付きカラーフィルタの検査方法であって、前記フォトリソスペーサー付きのカラーフィルタを撮像素子で撮像する工程、画像データをカラーフィルタの色画素パターンのピッチにて比較処理を行う工程、比較処理した画像からフォトリソスペーサー領域及び欠陥領域を検出する工程を有することを特徴とするフォトリソスペーサー付きカラーフィルタの検査方法である。ここで欠陥領域とは、異物の存在、カラーフィルタ色画素の欠損等を言う。
また請求項２に係る発明は、請求項１に記載のフォトリソスペーサー付きカラーフィルタの検査方法において、画像データを比較処理した後、二値化処理によってフォトリソスペーサー領域及び欠陥領域を抽出することを特徴とするフォトリソスペーサー付きカラーフィルタの検査方法である。
また請求項３に係る発明は、前記二値化処理は、ある補正輝度値の閾値により二値化する第一の二値化手段と、ある補正輝度値領域とそれ以外の領域で二値化する第二の二値化手段とにより処理されることを特徴とする請求項２記載の検査装置である。
また請求項４に係る発明は、比較処理によって抽出された欠陥候補情報に、面積による制約条件を課し、この制約条件を満足した欠陥候補をＰＳ由来の欠陥と判定し、さらに、予め設定した単位領域内において、ＰＳ由来の欠陥の面積の総和、または、ＰＳ由来の欠陥の個数を単位領域ごとに取得し、その結果に基づいてＰＳの有無を検査する請求項１ないし３に記載のフォトリソスペーサー付きカラーフィルタの検査方法である。
【０００８】
さらにまたフォトリソスペーサー付きカラーフィルタの検査装置に係る発明として、請求項５に係る発明は、カラーフィルタの色画素パターンのピッチが、液晶のギャップ制御用に形成されたフォトリソスペーサーの規則性パターンのピッチの整数倍でないフォトリソスペーサー付きカラーフィルタ検査装置であって、検査対象物を走査しながら撮像する撮像手段と、撮像素子により得られた画像データを画像パターンのピッチごとの画像領域に区分けする手段と、各画像領域で対応する比較画素ごとに補正輝度値を定める比較処理手段と、得られた補正輝度値を二値化する手段と、二値化画像から欠陥領域及びフォトリソスペーサー領域を検出する手段とを具備するフォトリソスペーサー付きカラーフィルタ検査装置である。
また請求項６に係る発明として、前記二値化する手段は、ある補正輝度値の閾値により二値化する第一の二値化手段と、ある補正輝度値領域とそれ以外の領域で二値化する第二の二値化手段と、からなることを特徴とする請求項５記載のフォトリソスペーサー付きカラーフィルタ検査装置である。
また請求項７に係る発明として、前記二値化画像から特定の条件を満たすフォトリソスペーサー領域のみを抽出するラベリング手段を具備することを特徴とする請求項５又は６記載のフォトリソスペーサー付きカラーフィルタ検査装置である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、カラーフィルタの色画素パターンのピッチが、液晶のギャップ制御用に形成されたＰＳの規則性パターンのピッチの整数倍でないＰＳ付きのカラーフィルタ、特に複数種類のＰＳが形成されている、規則性ピッチがカラーフィルタの色画素パターンピッチよりも大きい複数種類のＰＳ付きのカラーフィルタにおいても、色画素パターンのピッチでの比較処理により前記ＰＳの有無や欠陥・異物等の検査することが可能となった。
【００１０】
また、撮像した画像データから、比較処理を行うことにより、ＰＳの検査及び欠陥検査を同時に行うことが可能となる。特に、二値化処理を行うことによって、輝度値の違いからこれらを峻別することができた。また、ニ値化処理した画像からＰＳ領域面積等によりを誤検出されたＰＳ領域を除去することで、検出精度を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しつつ説明する。以下の説明では、色画素パターンとして赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のパターンを用いたが、もちろんこれに限られない。また、フォトリソスペーサー（ＰＳ）についても、説明では２種類のＰＳ付きカラーフィルタを例として用いたが、ＰＳが１種類のみ、あるいはさらに種類が多い場合でも、カラーフィルタの色画素パターンのピッチが、ＰＳ全体の規則性パターンのピッチの整数倍でないものであれば同様に発明の作用効果を奏するものである。
【００１２】
図１は、本発明における検査装置の実施形態の一例を示した図である。本発明のＰＳ検査方法は、カラーフィルタを搬送手段１により等速でＹ方向に搬送する。カラーフィルタ２に向け照明３が照射され、その反射光を撮像手段であるラインカメラ４で捕らえる。このような撮像手段を用いて走査し、カラーフィルタの検査領域を撮像する。各Ｙ座標に対応するＸ座標方向のライン画像が順次撮像され、画像データが画像処理ユニット５の画像入力部５１に送られる。
【００１３】
画像処理ユニットは画像入力部５１、比較処理部５２、ラベリング処理部５３を具備する。撮像素子により得られた画像データは比較処理部に送られ、カラーフィルタの色画素ピッチ（画像パターンのピッチ）ごとの画像領域に区分けする手段と、各画像領域で対応する比較画素ごとに補正輝度値を定める比較処理手段と、得られた補正輝度値を二値化する手段（二値化手段）を有する。また、ラベリング処理部は、二値化画像から欠陥領域を検出する手段を有する。
【００１４】
次に、本発明の検査方法について詳細に説明する。比較処理部５２では、図２のような画像データに対して、図中で色画素のピッチを表しているΔＸ、ΔＹを比較ピッチとし、ΔＸ、ΔＹで囲まれた領域を比較画像領域とする比較処理を行う。ここで比較処理とは、注目画素と各比較画素領域において対応する比較画素群（例えば注目画素及び注目画素と±ΔＸ、±ΔＹだけ隔てた比較画素群）との比較により、比較画像領域内の正常領域の輝度値を平坦化するように比較画素領域の各画素の補正輝度値を定める処理である。
【００１５】
補正輝度値を定める方法としては、注目画素を含めた比較画素群の輝度値から中間値を持つ画素を選択し、これを基準となる輝度値（標準輝度値）とする方法や、あらかじめ設定した閾値以内であれば基準の輝度値を補正輝度値とする方法等がある（特許文献２等も参照）。また標準輝度値となる値は統計でいう中央値を求めて決定しても良い。ここで決定された標準輝度値は、新たに設定される補正輝度値の範囲の中央値（以下、補正標準輝度値）となるように設定する。例えば、実施例で示すように０から２５５の間の数値範囲で輝度値が表されている場合には、１２８を補正標準輝度値として設定することができる。従って、標準輝度値からの差分だけ、補正標準輝度値からずれることとなる。また前述のように、標準輝度値からの差分量が一定値以下の場合、補正輝度値が補正標準輝度値となるように設定しても良い。これにより、各比較画素において異物や欠陥などのない画素では、補正標準輝度値もしくはこれに近い値を持つことになる。ただし、色画素ピッチと異なる周期を持つＰＳ配置箇所は、補正輝度値からずれるため、比較処理後の画像（比較処理画像）においても現れることになる（図３参照）。
【００１６】
以上のように比較処理を行うと、異物や欠陥の存在がある場合、及び色画素ピッチよりも大きな（あるいは色画素ピッチと異なる）周期パターンを有するＰＳが比較画像上に表示される。ここでさらに検出箇所が異物や欠陥の場合と、ＰＳの場合で分けるために、二値化処理を行う。第一の二値化手段では、比較処理画像に対して補正標準輝度値よりある閾値以上の大きな補正輝度値を持つ画素（白欠陥）及びある閾値以下の小さな補正輝度値を持つ画素（黒欠陥）の場合と、それ以外の輝度値の場合とで二値化する。例えば、補正標準輝度値Ａ、閾値α＞０とすると、Ａ±αをその境界とすることができる。もちろん黒欠陥と白欠陥とで閾値が異なるものであっても良い。
【００１７】
次に、第二の二値化手段として、比較処理画像に対して補正輝度値がある領域内に存在する画素と、それ以外の領域の補正輝度値を持つ画素とで二値化する。例えば、設定値をβ＞γ＞０として、Ａ−β−γ＜Ｎ１＜Ａ−β＋γとＡ＋β−γ＜Ｎ２＜Ａ＋β＋γの二つの領域Ｎ１，Ｎ２に該当する画素と、それ以外の画素で二値化する。ただし、Ａ＋α＞Ａ＋β＋γとすることが好ましい。これは領域が大きすぎると前述の欠陥を検出してしまうためである。第二の二値化手段の場合も、もちろん補正標準輝度値以上と以下の領域で範囲が異なるものであっても良い。適当な設定値を設定し、このような第二の二値化処理を行うことによって、ＰＳ由来の補正輝度値の変化のみを検出することができる。これは、ＰＳは一般的に透明度が高いために、欠陥の場合ほど輝度値の変化を生じないためである。
【００１８】
以上のように、本発明では２種類の二値化手段によって、欠陥部分とＰＳ部分を分けて表示することができる。この各検出画像に対して検出箇所をマークするラベリング処理を行うことにより、ＰＳの有無、及び欠陥の有無を検査することができる。なお、前記２値画像にラベリング処理を適用する前に膨張／収縮などの論理フィルタ処理を含んでも良い。このラベリング処理では、例えば第二の二値化処理によって表示された領域の面積が、実際のＰＳの大きさと比較して大きい場合は、ＰＳ由来のものではないとして排除する。このことにより、ＰＳの有無の検出制度を向上させることができる。
【００１９】
そして、例えば実施例の図５中に示した点線のように単位領域を設定し、各領域内で欠陥の面積の総和、または、個数をカウントし、その結果に基づいて、各単位領域を通常領域（正常領域）、または、異常領域と判定することができるようになる。
【００２０】
本発明では、以上のように、液晶のギャップ制御用に形成された複数種類のフォトリソスペーサー（ＰＳ）で、前記複数種類のＰＳが形成されている規則性ピッチがカラーフィルタの色画素のパターンピッチと異なるＰＳ配置のカラーフィルタ、特に色画素のパターンピッチよりも大きい複数種類のＰＳ付きのカラーフィルタにおいて、色画素のパターンピッチでの比較処理により前記ＰＳの有無を検査することが可能となった。
【実施例】
【００２１】
以下に本発明の実施例を示す。
図１に示した検査装置を用いて、ＲＧＢの色画素パターンのピッチよりも大きなパターン周期のフォトスペーサ（ＰＳ）がカラーフィルタ上に配置された基板を検査した。ＰＳは、図２に示されているように大小２種類の大きさのものが配置されている（ＰＳ（Ｉ）、ＰＳ（ＩＩ）と記したものが種類の異なるＰＳを示している）。カラーフィルタを搬送手段１により等速でＹ方向に搬送し、カラーフィルタ２に向け照明３が照射され、その反射光を撮像手段であるラインカメラ４でカラーフィルタの検査領域を撮像する。各Ｙ座標に対応するＸ座標方向のライン画像が順次撮像され、画像データが画像処理ユニット５の画像入力部５１に送られる。
【００２２】
画像入力部５１から比較処理部５２に画像データが送られ、ＲＧＢピッチにより区分けされ、比較画像領域ごとに比較処理される。撮像された画像データを比較処理した結果が図３である。注目画素の輝度と注目画素と±ΔＸ、±ΔＹだけ隔てた比較画素群の輝度を比較し、その比較結果が予め設定した閾値以内であれば補正輝度値として１２８とした。ここで補正輝度値は０から２５５の値を取るデータとして格納される。また閾値から外れている場合には、その差分だけ１２８から増減した値とした。
【００２３】
図３では、実際の欠陥部分は白い円で囲った欠陥発生箇所３１に現れているが、本来の欠陥以外にも、ＰＳ（Ｉ）、ＰＳ（ＩＩ）がＲＧＢピッチではないことによる擬似欠陥がうっすらと写っていることが見て取れる。このことから、正常部との輝度差が本来の欠陥と正常部との輝度差に比べて十分小さいので適当な閾値を設けることで、このように本来の欠陥とＰＳ（Ｉ）、ＰＳ（ＩＩ）がＲＧＢピッチではないことにより発生した擬似欠陥が分離可能となることが分かる。
【００２４】
したがって、まず第一の二値化処理として、図３の比較処理画像に対し、１２８±３０を閾値として二値化処理を行い、膨張／収縮処理、ラベリング処理を施すことで本来の欠陥を検出した結果が図４である。次にこれと同時に、同比較処理画像に対し、１４８±１０の２点で挟まれた領域及び１０８±１０の２点で挟まれた領域を設定領域として第二の二値化処理を行うことで、図５のような２値画像を取得した。
【００２５】
図５は、本来の欠陥以外に、図３にうっすらと写っていたＰＳ（Ｉ）、ＰＳ（ＩＩ）がＲＧＢピッチではないことによる擬似欠陥を積極的に検出した２値画像という位置付けになる。さらにラベリング処理部５３において、この２値画像に対して面積による制約条件を課し、この制約条件を満足した欠陥候補のみを抽出し、面積が明らかに異なる、つまり、ＰＳ（Ｉ）、ＰＳ（ＩＩ）由来ではない欠陥候補を除去した。その後、白い点線で表されている、ＰＳの周期パターンで区分けし、各領域内で欠陥の面積の総和及び個数をカウントすることにより、ＰＳについて各単位領域を通常領域及び異常領域と判定し、検査することができた。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施形態を示した説明図である。
【図２】本発明の検査対象であるＰＳ付きカラーフィルタの説明図である。
【図３】比較処理を施した比較処理画像である。
【図４】比較処理画像に対して二値化処理を施した図である。
【図５】本発明の実施によるＰＳの検出画像の説明図である。
【符号の説明】
【００２７】
１    搬送手段
２    カラーフィルタ
３    照明
４    ラインカメラ
５    画像処理ユニット
５１  画像入力部
５２  比較処理部
５３  ラベリング処理部
３１  欠陥発生箇所
【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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