JP2006064699A - 基板検査装置及びその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 基板のプリント状態を精密に検査することができる基板検査装置及びその制御方法を提供する。
【解決手段】 本発明は、プリントヘッドによってプリントされた基板のプリント状態を検査する基板検査装置に関し、プリント前の前記基板及びプリント後の前記基板を撮影するカメラユニットと；前記カメラユニットによってプリント前の前記基板を撮影した第１映像及びプリント後の前記基板を撮影した第２映像を受信し相互比較して前記基板のプリント状態の良否を判断する制御部とを含む。
【選択図】 図１

Description

本発明は基板検査装置及びその制御方法に係わり、より詳しくは、基板のプリント状態を検査する基板検査装置及びその制御方法に関する。

一般に、ＴＦＴ−ＬＣＤ（薄膜トランジスター液晶ディスプレイ）及び有機ＥＬＤ（エレクトロルミネセンスディスプレイ）のような平面ディスプレイ装置には画像を形成するディスプレイパネルが装着される。

このようなディスプレイパネルの製造過程はディスプレイパネル用基板にカラーフィルターを形成するプリント工程を含み、最近このようなプリント工程はインクジェット方式を主に使用している。

インクジェット方式は、ディスプレイパネル用基板に形成された複数のピクセル（にオリフィスを有するプリントヘッドを利用してカラーフィルター用インクを噴射しこれを硬化する方式である。

このようなインクジェット方式を利用したプリント工程には透明な基板にプリントされたインクの色相及び位置などを検査する基板検査装置が設けられる。

このような基板検査装置は主にプリントヘッドによって透明な基板にプリント作業を行った状態でプリントされた透明な基板を白地の検査ベースに位置させ、カメラで撮影して映像を獲得する。このように撮影された基板の映像を利用して基板にプリントされたインクの色相及び位置などを検査することによって基板のプリント状態の良好及び不良を判断する。

しかし、このような従来の基板検査装置はプリントされた透明な基板を検査するために白色の背景を有する検査ベースを使用するため、プリント作業等でインクが検査ベースに付くようになる場合が発生することができ、このように検査ベースにインクが付くようになると、検査過程で基板にプリントされた正確な映像を獲得することができないので精密な検査が容易でないという問題点がある。

また、このような従来の基板検査装置は基板へのプリント作業が完了した状態で検査が実施されプリント作業と検査作業が別途に行われるが、プリント作業と検査作業を同時に行うことができれば、別途の検査時間がかからないので作業時間を効果的に短縮させることができる。

したがって、本発明の目的は、基板のプリント状態を精密に検査することができ、作業時間を短縮させることができる基板検査装置及びその制御方法を提供することにある。

前記目的は、本発明によって、プリントヘッドによってプリントされた基板のプリント状態を検査する基板検査装置において、プリント前の前記基板及びプリント後の前記基板を撮影するカメラユニットと；前記カメラユニットによってプリント前の前記基板を撮影した第１映像及びプリント後の前記基板を撮影した第２映像を受信し相互比較して前記基板のプリント状態の良否を判断する制御部とを含むことを特徴とする基板検査装置によって達成される。

ここで、前記カメラユニットと前記プリントヘッドを一体に移送可能に支持する移送部をさらに含むことができる。

前記カメラユニットは、プリント前の前記基板を撮影する第１カメラと、プリント後の前記基板を撮影する第２カメラとを含むことができる。

前記第１カメラは前記プリントヘッドの移送方向の前方に配置され、前記第２カメラは前記プリントヘッドの移送方向の後方に配置されることができる。

前記カメラユニットは、前記プリントヘッドの移送方向の前方及び後方のうちのいずれか一つに配置されプリント前の前記基板を撮影しプリント後の前記基板を撮影するカメラを含むことができる。

前記制御部は前記プリントヘッドによって前記基板にプリントされる基準パターンを含み、前記制御部は前記第２映像から前記第１映像を引いた残り映像と前記基準パターンとを比較して前記基板のプリント状態の良否を判断することができる
前記制御部によって判断された前記基板のプリント状態の良否及び前記第２映像から前記第１映像を引いた残り映像のうちの少なくとも一つを表示するディスプレイ部をさらに含むことができる。

また、前記目的は本発明によって、プリントヘッドによってプリントされた基板のプリント状態を検査する基板検査装置の制御方法において、プリント前の前記基板を撮影する段階と；プリント後の前記基板を撮影する段階と；プリント前の前記基板を撮影した第１映像及びプリント後の前記基板を撮影した第２映像を比較して前記基板のプリント状態の良否を判断する段階とを含むことを特徴とする基板検査装置の制御方法によって達成されることができる。

ここで、前記基板検査装置は前記プリントヘッドの移送方向の前方に配置されプリント前の前記基板を撮影する第１カメラと、前記プリントヘッドの移送方向の後方に配置されプリント後の前記基板を撮影する第２カメラとを含み、前記第１カメラと前記プリントヘッド及び前記第２カメラは一体に移送される段階をさらに含むことができる。

また、前記基板検査装置は前記プリントヘッドの移送方向の前方及び後方のうちのいずれか一つに配置されプリント前の前記基板を撮影しプリント後の前記基板を撮影するカメラを含み、前記プリントヘッド及び前記カメラは一体に移送される段階をさらに含むことができる。

前記プリントヘッドによって前記基板にプリントされる基準パターンを設ける段階と；前記第２映像から前記第１映像を引いた残り映像と前記基準パターンとを比較して前記基板のプリント状態の良否を判断する段階とをさらに含むことができる。

本発明によると、基板のプリント状態を精密に検査することができる。そして、基板のプリント作業及び検査のための基板の撮影を同時に実施して検査作業時間を短縮させることができ、基板が不透明な場合にも容易に使用することができる。

説明に先立って、多様な実施形態において、同一な構成を有する構成要素については同一な符号を使用して代表的に第１実施形態で説明し、その他の実施形態では第1実施形態と異なる構成についてのみ説明する。

以下、添付図面を参照して本発明について詳細に説明する。

（第１実施形態）
図１は本発明の第１実施形態による基板検査装置２０が装着されたプリント工程の斜視図である。

プリント工程は基板５にカラーフィルターを形成する過程としてインクジェット方式を使用する。このようなインクジェット方式のプリント工程は基板５と、基板５の下側に設けられ基板５を移送可能に支持するステージ９と、基板５にプリント作業を遂行するプリントヘッド１０と、プリントヘッド１０を移送可能に支持する移送部２７とを含む。プリント工程にはプリントヘッド１０によってプリントされた基板５のプリント状態を検査するための基板検査装置２０が設けられる。

基板５は板状のガラスで設けられ、ＴＦＴ−ＬＣＤ及び有機ＥＬＤのような平面ディスプレイ装置のディスプレイパネルなどの製作に使用される。基板５には複数のピクセル（図示せず）が等間隔で形成され、各々のピクセル（図示せず）には後述のプリントヘッド１０のオリフィス１３から噴射されたインクがプリントされる。また、基板５にはプリントヘッド１０の移送方向と基板５に形成されたピクセル（図示せず）の配列方向などを整列するように基準点になる複数のアラインマーク６が形成される。基板５は透明に設けられることができ、半透明または不透明に設けられることもできる。また、基板５はディスプレイパネル用だけでなく、プリントヘッド１０のようなインク噴射装置などによってプリントされるように設けられた半導体用基板のような他の種類の基板であることができる。

ステージ９は基板５の下側に設けられ基板５を支持可能に平板形状に設けられる。ステージ９は基板５をプリントヘッド１０に対して整列されるように基板５を移送可能に支持する。ステージ９は基板５のアラインマーク６をプリントヘッド１０の移送方向に対して整列されるように基板５を基板５の板面方向に移送可能に支持することができる。つまり、ステージ９は基板５の板面方向に相互垂直をなす２軸（ｘ、ｙ）方向に移送可能に設けられることができ、基板５の板面方向の横方向軸線（ｚ）方向を中心に回転可能に設けられることもできる。そして、ステージ９の２軸（ｘ、ｙ）移送方向は後述のプリントヘッド１０の２軸（Ｘ、Ｙ）移送方向と異なるように設定されることができ、同一に設定されることもできる。

プリントヘッド１０は基板５のピクセル（図示せず）にインクを噴射するように複数のオリフィス１３を含む。複数のオリフィス１３は、ＴＦＴ−ＬＣＤ用ディスプレイパネルを製造する場合を例として挙げると、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の色相を有するカラーフィルター用インクを噴射する。プリントヘッド１０は移送部２７によって支持されて２軸（Ｘ、Ｙ）方向に移動可能になる。

図１及び図２に示されているように、本発明による基板検査装置２０はプリント前の基板５及びプリントヘッド１０によってプリント後の基板５を撮影するカメラユニット２１と、カメラユニット２１によってプリント前の基板５を撮影した第１映像Ａ及びプリント後の基板５を撮影した第２映像Ｂを受信し相互比較して基板５のプリント状態の良好及び不良のうちのいずれか一つを判断する制御部３０とを含む。基板検査装置２０はカメラユニット２１を移送可能に支持する前述の移送部２７をさらに含む。基板検査装置２０は制御部３０によって判断された基板５のプリント状態の良否などを表示するディスプレイ部３５をさらに含むことができる。

移送部２７はカメラユニット２１及びプリントヘッド１０を移送可能に支持する。しかし、移送部２７はカメラユニット２１及びプリントヘッド１０を各々移送可能に支持するように一対で設けられることもできる。移送部２７はカメラユニット２１及びプリントヘッド１０を２軸（Ｘ、Ｙ）方向に移動可能に支持することができる。移送部２７はほぼ１０μｍ以内の移送距離誤差を有することが好ましく、ＬＭガイド（ＬＩＮＥＡＲ ＭＯＴＩＯＮ ＧＵＩＤＥ）及びボールスクリュー（ＢＡＬＬ ＳＣＲＥＷ）のような移送手段などを使用することができる。従って、移送部２７はカメラユニット２１及びプリントヘッド１０を基板５に設けられたピクセル（図示せず）の配列方向に沿って移送する。つまり、図１に示されているように、まず、移送部２７によってカメラユニット２１及びプリントヘッド１０がＸ方向に移動して基板５を撮影及びプリントする。そして、移送部２７によってカメラユニット２１及びプリントヘッド１０がＹ方向に移動した後、再びＸ方向の反対方向に移動し基板５を撮影及びプリントする。

カメラユニット２１はプリント前の基板５を撮影する第１カメラ２３と、プリント後の基板５を撮影する第２カメラ２５とを含む。カメラユニット２１は移送部２７に支持されプリントヘッド１０と一体に移送可能に設けられる。しかし、カメラユニット２１はプリントヘッド１０とは別途の移送部２７に支持されて移送されることもできる。

第１カメラ２３はプリント前の基板５を撮影するようにプリントヘッド１０の移送方向の前方に配置される。つまり、図１を基準にプリントヘッド１０が右側であるＸ方向に移動する場合には、第１カメラ２３はプリントヘッド１０の右側に配置されたことになる。しかし、プリントヘッド１０が左側であるＸ方向の反対方向に移動する場合には、第１カメラ２３はプリントヘッド１０の左側に配置されたことになる。

第２カメラ２５はプリント前の基板５を撮影するようにプリントヘッド１０の移送方向の後方に配置される。つまり、図１を基準にプリントヘッド１０が右側であるＸ方向に移動する場合には、第２カメラ２５はプリントヘッド１０の左側に配置されたことになる。しかし、プリントヘッド１０が左側であるＸ方向の反対方向に移動する場合には、第１カメラ２３はプリントヘッド１０の右側に配置されたことになる。

制御部３０はプリントヘッド１０によって基板５にプリントされる基準パターンＣを含む。制御部３０は第２映像Ｂから第１映像Ａを引いた残り映像と基準パターンＣとを比較して基板のプリント状態の良否を判断する。つまり、制御部３０は図２に示されているように、第１カメラ２３及び第２カメラ２５から第１映像Ａ及び第２映像Ｂを受信し、第２映像Ｂから第１映像Ａを引いた残り映像と基準パターンＣとを比較して、残り映像と基準パターンが一致すれば良好と判断してディスプレイ部３５に表示し、互いに一致しなければ不良と判断してディスプレイ部３５に表示する。

ディスプレイ部３５は少なくとも一つ設けられ、制御部３０によって判断された基板５のプリント状態の良否及び第２映像Ｂから第１映像Ａを引いた残り映像のうちの少なくとも一つを表示することができる。また、ディスプレイ部３５は第１カメラ２３で撮影された第１映像Ａ及び第２カメラ２５で撮影された第１映像Ａのうちの少なくとも一つを表示することもできる。従って、使用者はディスプレイ部３５を通じて基板５のプリント状態を確認することができる。

このような構成によって、本発明の第１実施形態による基板検査装置２０の制御方法を図３の制御フローチャートを参照して説明すると次の通りである。まず、基板５をステージ９に配置する（Ｓ１）。この時、基板５がステージ９に正しく位置するかを確認することができる。つまり、基板５のアラインマーク６がプリントヘッド１０のプリント作業時に移送方向と一致するようにステージ９を調節すればよい。そして、移送部２７によってカメラユニット２１及びプリントヘッド１０を移送させ（Ｓ３）、カメラユニット２１の第１カメラ２３によってプリント前の基板５の第１映像Ａを獲得し（Ｓ５）、プリントヘッド１０によって基板５にプリント作業を行い（Ｓ７）、カメラユニット２１の第２カメラ２５によってプリント後の基板５の第２映像Ｂを獲得する（Ｓ９）。この時、第１映像Ａ及び第２映像Ｂの獲得とプリント作業はリアルタイムで同時に行われる。その後、第１映像Ａ及び第２映像Ｂを制御部３０に伝達し、第２映像Ｂから第１映像Ａを引いた残り映像と基準パターンＣとを比較して基板のプリント状態の良否を判断し（Ｓ１１）、第２映像Ｂから第１映像Ａを引いた残り映像と基準パターンＣが一致すれば良好とディスプレイ部３５に表示し（Ｓ１３）、そうでなければ不良とディスプレイ部３５に表示する（Ｓ１５）。

従って、本発明の第１実施形態による基板検査装置はカメラユニットによって基板のプリント前の第１映像とプリント後の第２映像を撮影し、第１及び第２映像を相互比較して基板のプリント状態の良否を判断するので、基板のプリント状態を精密に検査することができる。

そして、カメラユニットとプリントヘッドが一体に移送可能に設けられ基板のプリント作業及び検査のための基板の撮影を同時に実施することによって、検査作業時間を短縮させることができる。また、透明な基板だけでなく不透明な基板の場合にも容易に使用することができる。

（第２実施形態）
図４は本発明の第２実施形態による基板検査装置が装着されたプリント工程の斜視図である。この図面に示されているように、第２実施形態による基板検査装置のカメラユニット４１はプリントヘッド１０の移送方向の前方及び後方のうちのいずれか一つに配置されプリント前の基板５及びプリント後の基板５を撮影するカメラ４３を含むことが第１実施形態との差異点である。

カメラ４３はプリントヘッド１０の移送方向の後方に一つ設けられる。カメラ４３は移送部２７によって支持されプリントヘッド１０と一体に移送可能になる。しかし、カメラ４３はプリントヘッド１０の移送方向の前方に一つ設けられることもできる。これによって、カメラ４３は先ず、プリント前の基板５全体を撮影して第１映像Ａを獲得した後、プリントヘッド１０の後方でプリント作業と同時にプリント後の基板５を撮影して第２映像Ｂを獲得する。その後、前述の制御部３０によって基板５の良否を判断する。

このような構成によって、本発明の第２実施形態による基板検査装置の制御方法を説明すると次の通りである。先ず、基板５をステージ９に配置する。そして、移送部２７によってカメラユニット２１及びプリントヘッド１０を移送させ基板５を撮影及びプリントする。つまり、カメラユニット４１のカメラ４３によってプリント前の基板５全体の第１映像Ａを獲得し、プリントヘッド１０によって基板５にプリント作業を行うと同時にカメラユニット４１のカメラ４３によってプリント後の基板５の第２映像Ｂを獲得する。その後、第１映像Ａ及び第２映像Ｂを制御部３０に伝達し、第２映像Ｂから第１映像Ａを引いた残り映像と基準パターンＣとを比較して基板５のプリント状態の良否を判断し、このような判断結果をディスプレイ部３５に表示する。

このように、本発明の第２実施形態による基板検査装置はカメラユニットに一つのカメラを設けることによって第１実施形態に比べて構造が簡単であり製造原価が低廉である。そして、カメラユニットを通じて基板のプリント前の第１映像とプリント後の第２映像を撮影し、第１及び第２映像を相互比較して基板のプリント状態の良否を判断するので、基板のプリント状態を精密に検査することができる。

そして、カメラユニットとプリントヘッドが一体に移送可能に設けられ基板のプリント作業及びプリント後の基板の撮影を同時に実施することによって、検査作業時間を短縮させることができる。また、透明な基板だけでなく不透明な基板の場合にも容易に使用することができる。

本発明の第１実施形態による基板検査装置が装着されたプリント工程の概略的な斜視図である。 本発明の第１実施形態による基板検査装置の制御ブロック図である。 本発明の第１実施形態による基板検査装置の制御フローチャートである。 本発明の第２実施形態による基板検査装置が装着されたプリント工程の概略的な斜視図である。

符号の説明

５ 基板
６ アラインマーク
９ ステージ
１０ プリントヘッド
１３ オリフィス
２０ 基板検査装置
２１、４１ カメラユニット
２３ 第１カメラ
２５ 第２カメラ
２７ 移送部
３０ 制御部
３５ ディスプレイ部
４３ カメラ

Claims (11)

1. プリントヘッドによってプリントされた基板のプリント状態を検査する基板検査装置において、
   プリント前の前記基板及びプリント後の前記基板を撮影するカメラユニットと；
   前記カメラユニットによってプリント前の前記基板を撮影した第１映像及びプリント後の前記基板を撮影した第２映像を受信し相互比較して前記基板のプリント状態の良否を判断する制御部とを含むことを特徴とする基板検査装置。
2. 前記カメラユニットと前記プリントヘッドを一体に移送可能に支持する移送部をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の基板検査装置。
3. 前記カメラユニットは、プリント前の前記基板を撮影する第１カメラと、プリント後の前記基板を撮影する第２カメラとを含むことを特徴とする請求項２に記載の基板検査装置。
4. 前記第１カメラは前記プリントヘッドの移送方向の前方に配置され、前記第２カメラは前記プリントヘッドの移送方向の後方に配置されることを特徴とする請求項３に記載の基板検査装置。
5. 前記カメラユニットは、前記プリントヘッドの移送方向の前方及び後方のうちのいずれか一つに配置されプリント前の前記基板とプリント後の前記基板とを撮影するカメラを含むことを特徴とする請求項２に記載の基板検査装置。
6. 前記制御部は前記プリントヘッドによって前記基板にプリントされる基準パターンを含み、
   前記制御部は前記第２映像から前記第１映像を引いた残り映像と前記基準パターンとを比較して前記基板のプリント状態の良否を判断することを特徴とする請求項１または請求項３に記載の基板検査装置。
7. 前記制御部によって判断された前記基板のプリント状態の良否及び前記第２映像から前記第１映像を引いた残り映像のうちの少なくとも一つを表示するディスプレイ部をさらに含むことを特徴とする請求項６に記載の基板検査装置。
8. プリントヘッドによってプリントされた基板のプリント状態を検査する基板検査装置の制御方法において、
   プリント前の前記基板を撮影する段階と；
   プリント後の前記基板を撮影する段階と；
   プリント前の前記基板を撮影した第１映像及びプリント後の前記基板を撮影した第２映像を比較して前記基板のプリント状態の良否を判断する段階とを含むことを特徴とする基板検査装置の制御方法。
9. 前記基板検査装置は、前記プリントヘッドの移送方向の前方に配置されプリント前の前記基板を撮影する第１カメラと、前記プリントヘッドの移送方向の後方に配置されプリント後の前記基板を撮影する第２カメラとを含み、
   前記第１カメラと前記プリントヘッド及び前記第２カメラは一体に移送される段階をさらに含むことを特徴とする請求項８に記載の基板検査装置の制御方法。
10. 前記基板検査装置は前記プリントヘッドの移送方向の前方及び後方のうちのいずれか一つに配置されプリント前の前記基板を撮影しプリント後の前記基板を撮影するカメラを含み、
    前記プリントヘッド及び前記カメラは一体に移送される段階をさらに含むことを特徴とする請求項８に記載の基板検査装置の制御方法。
11. 前記プリントヘッドによって前記基板にプリントされる基準パターンを設ける段階と；
    前記第２映像から前記第１映像を引いた残り映像と前記基準パターンとを比較して前記基板のプリント状態の良否を判断する段階とをさらに含むことを特徴とする請求項８に記載の基板検査装置の制御方法。

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