JP2006125936A - 光学検査装置および光学検査方法、並びにカラーフィルタの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 カラーフィルタのムラを精度よく検査することができる光学検査装置を提供する。
【解決手段】 カラーフィルタ１６の透過光量変化または反射光量変化に敏感な波長帯域の光を透過する光学フィルタ１２を用いて生成した検査画像と、透過光量変化または反射光量変化に鈍感な波長帯域の光を透過する光学フィルタ１２を用いて生成した参照画像とに基づいて、カラーフィルタ１６のムラを検査する検査手段を備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、光を透過または反射する検査対象における透過光量または反射光量のムラを検査する光学検査装置および光学検査方法に関し、特に、液晶ディスプレイ（Liquid Crystal Display；略称ＬＣＤ）などに備わるカラーフィルタ等の光学検査装置に好適な光学検査装置および光学検査方法に関するものである。

ＬＣＤは、カラー表示を可能とするためにカラーフィルタを備えている。ＬＣＤの製造工程には、カラーフィルタを成膜する工程が含まれている。しかしながら、成膜工程において、着色された色材（感光性レジスト）の基板上への塗布量が不均一であると、カラーフィルタの透過光量または反射光量が変化し、観測される透過光に周囲に比べて明るさが異なる部分、すなわちスジムラやシミムラ等が生じて不良品となってしまう。それゆえ、カラーフィルタには、スジムラやシミムラ等の欠陥が存在する不良品を出荷しないように全数検査することが求められている。

近年、従来よりもＬＣＤの品質に対する要求が厳しくなってきており、製造工程で行われる検査の基準も同様に厳格化の傾向にある。そのため、製造工程で発生するＬＣＤの不良品数は増加傾向にあり、その結果、ＬＣＤの単価も上昇している。そこで、製造工程で発生するカラーフィルタのムラを短時間に精度よく発見できる技術が強く求められている。

カラーフィルタのムラを検査する技術としては、例えば、特許文献１において、光源が発する光をカラーフィルタに照射して得られた透過光を撮像した検査画像と、光源のみを撮像した参照画像とに基づいて、カラーフィルタのムラを抽出したムラ画像を生成し、このムラ画像に基づいてムラを検出する方法が開示されている。

また、特許文献２においては、被検査物の表面異質欠陥を検出する検査装置が開示されている。すなわち、上記検査装置は、被検査物の正常部と欠陥部との吸光差が最小となる波長近傍にピーク透過率をもつ第１光学バンドパスフィルタ、および上記吸光差が最大となる波長近傍にピーク透過率をもつ第２光学バンドパスフィルタを備えており、欠陥の検査は、光源を被検査物に照射して得られた透過光を第１光学バンドパスフィルタにより透過して撮像した検査画像と、上記透過光を第２光学バンドパスフィルタにより透過して撮像した参照画像とに基づいて、被検査物の欠陥を抽出した欠陥画像を生成し、これに基づいて欠陥を検出することにより行われている。
特開２０００−１１１４９２号公報（平成１２（２０００）年４月２１日公開） 特開平３−２８７０５３号公報（平成３（１９９１）年１２月１７日公開）

しかしながら、上記従来技術では、検査画像と参照画像の明るさが極端に異なるため、精度良くムラを検出することができないという問題点がある。
すなわち、特許文献１に記載の技術では、検査画像は、参照画像に比べて基板の透過率とカラーフィルタの透過率だけ暗くなっているが、参照画像は光源のみを撮像したものであるため、検査画像と参照画像の明るさが極端に異なってしまい、精度良くムラを検出することができない。

また、特許文献２に記載の技術では、異質欠陥は被検査物の正常部と欠陥部との吸光差が最小となる波長近傍では正常部とほぼ同じ明るさを持ち、被検査物の正常部と欠陥部との吸光差が最大となる波長近傍では正常部と比べて相当暗くなるため、検査画像と参照画像の明るさが極端に異なってしまい、精度良くムラを検出することができない。

係る問題を解消するための手段としては、参照画像を撮像する際に光源の照度を低下させたり、減光フィルタ（Neutral Density フィルタ：略称ＮＤフィルタ）を挿入したり、露光時間を短くしたり、あるいは絞りを小さくすること等により、撮像条件を変え、参照画像の明るさを低下させること等が考えられる。しかしながら、このような撮像条件の変化は、参照画像に新たなムラを混入させる可能性があるため、好ましくない。また、撮像条件を変化させるための手段も別途必要となり、装置が複雑化してしまう。

なお、特許文献１の構成では、１つ目の問題として、カラーフィルタの透過光をそのまま撮像しているため、ムラによる透過光量変化が小さく、ムラの検出を見逃してしまうという問題がある。また、２つ目の問題として、ムラ画像にはカラーフィルタ以外のムラ、すなわち、基板のたわみや厚さ変動に起因するムラも含まれているため、カラーフィルタのムラ検査を誤る可能性があるという問題がある。

ただし、１つ目の問題は、特許文献２の構成による２つの光学バンドパスフィルタが、欠陥による透過光量変化を大きくできる効果を有するため解消されると考えられる。また、２つ目の問題は、特許文献２では、検査画像および参照画像の撮像が、特許文献２の構成による２つの光学バンドパスフィルタを切り替えるだけで行われ、ムラ画像はカラーフィルタ以外のムラを含まないため、解消されると考えられる。

しかしながら、特許文献２に記載の装置は、欠陥の種類ごとに２つの光学バンドパスフィルタを必要とする。例えば、ＬＣＤは赤色、緑色、青色の３種類のカラーフィルタを用いるため、６つの光学バンドパスフィルタを備えなければならず、また、６つの光学バンドパスフィルタを切り替える切り替え手段も複雑かつ大型化せざるを得ない。その上、６枚の光学バンドパスフィルタ毎に撮像する時間が必要となり、欠陥検査時間は大幅に増加する。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、カラーフィルタの透過光量等の変化に敏感な波長帯域の光を透過する光学フィルタと、カラーフィルタの透過光量等の変化に鈍感な波長帯域の光を透過する光学フィルタとを用いることによって、精度よく、見逃すことなくカラーフィルタのムラを検出可能な光学検査装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明に係る光学検査装置は、撮像手段と、検査対象の透過光量変化または反射光量変化に敏感な波長帯域の光を透過する第１光学フィルタと、上記透過光量変化または反射光量変化に対して鈍感な波長帯域の光を透過する第２光学フィルタとを切り替える切り替え手段と、検査対象の透過光量変化または反射光量変化に関し、上記第１光学フィルタを用いて上記撮像手段が撮像した検査画像と、上記第２光学フィルタを用いて上記撮像手段が撮像した参照画像とに基づいて、上記検査対象における透過光量または反射光量のムラを検査する検査手段と、を備えていることを特徴としている。

ここで、上記透過光量変化または反射光量変化に敏感な波長帯域とは、検査対象が透過する波長帯域と重なりが小さいか、あるいは重なりが無い波長帯域のことをいう。一方、上記透過光量変化または反射光量変化に鈍感な波長帯域とは、上記透過光量変化または反射光量変化に敏感な波長帯域以外の波長帯域をいう。例えば、赤色フィルタを検査する場合、赤色フィルタの透過光量変化に敏感な波長帯域とは、赤色波長以外の波長帯域である。赤色フィルタに色ムラが存在すると、赤色の波長帯域の透過光量または反射光量が色ムラの存在に起因して変化する割合よりも、赤色波長以外の波長帯域の透過光量または反射光量が色ムラの存在に起因して変化する割合の方が大きい。

そこで、赤色フィルタが透過した光に若干含まれる赤色の波長帯域以外の波長帯域の光を、当該光を透過することができる光学フィルタに通し、当該光学フィルタを透過した光に基づいて検査画像を生成するとともに、赤色の波長帯域以外の波長帯域の光を透過しない光学フィルタに通し、当該光学フィルタを透過した光に基づいて参照画像を生成すれば、検査画像には検査対象の色ムラが十分に含まれ、参照画像には検査対象の色ムラがほとんど含まれないことになる。

そのため、上記構成によれば、第１光学フィルタは、検査対象の色ムラに起因する検査対象の透過光量または反射光量変化に敏感な波長帯域の光を透過し、第２光学フィルタは、検査対象の色ムラに起因する検査対象の透過光量または反射光量変化に敏感な波長帯域の光を透過しないため、検査画像は検査対象のムラを十分に含むが、参照画像は検査対象のムラをほとんど含まないことになる。また、検査画像、参照画像は、ともに検査対象および光学フィルタを透過した光に基づいて生成されるので、検査画像と参照画像の明るさが極端に異なることはなく、検査画像と参照画像の明るさは概ね等しくなる。

したがって、検査対象のムラを精度よく、見逃すことなく検出することができる。

さらに、第１光学フィルタと第２光学フィルタとを切り替える切り替え手段を備えているので、撮像手段は一つあれば足りる。したがって、装置の構成を複雑化することなく、低コストの光学検査装置を提供することができる。

また、本発明に係る光学検査装置は、撮像手段と、Ｎ種類（Ｎは２以上の自然数）の検査対象の各々と、検査対象の透過光量変化または反射光量変化に敏感な互いに異なる波長帯域の光を透過するＮ種類の光学フィルタとが１対１の対応関係となるように、検査対象に応じてＮ種類の光学フィルタを切り替える切り替え手段と、上記Ｎ種類の検査対象の内の特定検査対象の透過光量変化または反射光量変化に関し、上記切り替え手段によって選択した対応する特定光学フィルタを用いて、上記撮像手段が撮像した検査画像と、上記特定光学フィルタ以外の任意の光学フィルタを用いて撮像した参照画像とに基づいて、上記検査対象における透過光量または反射光量のムラを検査する検査手段と、を備えていることを特徴としている。

上記構成によれば、Ｎ種類の検査対象のそれぞれに対応させて、検査対象の透過光量変化または反射光量変化に敏感な波長帯域の光を透過する光学フィルタを選択し、残りの光学フィルタから、検査対象の透過光量変化または反射光量変化に鈍感な波長帯域の光を透過する光学フィルタを選択すればよい。例えば、カラーフィルタを検査対象とする場合は、赤色、緑色、青色の３種類のカラーフィルタを検査するために３種類の光学フィルタを備えれば足りる。そのため、特許文献２に記載された発明のように、検査対象数の２倍の数の光学バンドパスフィルタを用いる必要はない。

したがって、複数種類の検査対象のムラを精度よく、見逃すことなく検査できるとともに、装置の構造を簡略化することができ、検査時間の大幅な短縮を図ることもできる。
さらに、光学フィルタの数を従来より減らせるため、装置を小型化することができる。

また、本発明に係る光学検査装置では、上記特定光学フィルタ以外の任意の光学フィルタとして、その波長帯域と特定光学フィルタの波長帯域との重なりが最も少ない光学フィルタを、上記切り替え手段によって選択することが好ましい。

上記構成によれば、上記特定光学フィルタが透過する波長帯域の光と、上記特定光学フィルタ以外の任意の光学フィルタが透過する波長帯域の光とを明確に区別して取り出すことができる。

したがって、複数種類の検査対象のムラをより精度よく、見逃すことなく検査できる。

また、本発明に係る光学検査装置では、上記検査対象の透過光量変化または反射光量変化に敏感な波長帯域は、上記検査対象の透過率が低い波長帯域であることが好ましい。

上記構成によれば、第１光学フィルタは、検査対象の色ムラに起因する検査対象の透過光量または反射光量変化に敏感な波長帯域の光を透過し、第２光学フィルタは、検査対象の色ムラに起因する検査対象の透過光量または反射光量変化に敏感な波長帯域の光を透過しないため、検査画像は検査対象のムラを十分に含むが、参照画像は検査対象のムラをほとんど含まないことになる。

したがって、検査対象のムラを精度よく、見逃すことなく検出することができる。

また、本発明に係る光学検査装置では、カラーフィルタを検査対象とすることが好ましい。

上記構成によれば、ＬＣＤを構成する赤色、緑色、緑色のカラーフィルタを全て検査対象とすることができる。
したがって、ＬＣＤのカラーフィルタのムラを精度よく、見逃すことなく検査することができる。

また、本発明に係る光学検査装置では、上記カラーフィルタの透過率が低い波長帯域は、以下に記載した波長のいずれかであることが好ましい。

（ａ）３８０ｎｍ以上５７０ｎｍ以下の全範囲または一部。

（ｂ）３８０ｎｍ以上４７０ｎｍ以下の全範囲もしくは一部、または、５８０ｎｍ以上８００ｎｍ以下の全範囲もしくは一部。

（ｃ）５３０ｎｍ以上８００ｎｍ以下の全範囲または一部。

上記構成によれば、上記カラーフィルタの透過率が低い波長帯域が（ａ）の場合は、赤色カラーフィルタのムラに起因して赤色カラーフィルタの透過光量または反射光量が変化する波長帯域の光を透過することができる。

したがって、赤色カラーフィルタのムラを精度よく、見逃すことなく検出することができる。

また、上記カラーフィルタの透過率が低い波長帯域が（ｂ）の場合は、緑色カラーフィルタの透過光量または反射光量が変化する波長帯域の光を透過することができる。

したがって、緑色のカラーフィルタのムラを精度よく、見逃すことなく検出することができる。

また、上記カラーフィルタの透過率が低い波長帯域が（ｃ）の場合は、青色カラーフィルタの透過光量または反射光量が変化する波長帯域の光を透過することができる。

したがって、青色カラーフィルタのムラを精度よく、見逃すことなく検出することができる。

また、本発明に係る光学検査装置では、上記検査対象における透過光量または反射光量のムラ以外のノイズに関し上記検査画像の画素値と上記参照画像の画素値とが概ね等しくなるように、光源の分光特性または各光学フィルタの透過率の少なくとも一つが調整されていることが好ましい。

上記構成によれば、蛍光ランプに起因する波長依存性のムラ等の影響を排除できるため、検査対象のムラ以外のムラ（例えば光源の輝度ムラ等）は、検査画像と参照画像に同等に含まれることになり、検査画像と参照画像の相違点は、検査対象のムラを含むか否かとなる。

したがって、検査対象のムラをより精度よく、見逃すことなく検出することができる。

また、本発明に係る光学検査装置では、上記光学フィルタは、バンドパスフィルタであることが好ましい。

上記構成によれば、検査対象が透過した光の中から、バンドパスフィルタの中心波長付近の光を効率良く取り出すことができ、また、有限幅の波長帯域の光のみを取り出すことができる。

したがって、上記検査対象の透過光量変化または反射光量変化に敏感な波長帯域の光を透過することが可能となる。

また、本発明に係る光学検査装置では、上記バンドパスフィルタは、干渉フィルタであることが好ましい。

上記干渉フィルタは、透過分光特性に入射角依存性があり、任意の波長を数ナノメートルから数１０ナノメートルのバンド幅で取り出すことができる。

したがって、上記検査対象の透過光量変化または反射光量変化に敏感な波長帯域の光をより正確に透過することが可能となる。

また、本発明に係る光学検査装置では、上記バンドパスフィルタは、色ガラスフィルタであってもよい。

上記色ガラスフィルタは、透過分光特性に入射角依存性がなく、干渉フィルタ程には狭帯域のバンドパス特性を有しないが、上記バンドパスフィルタとして安価であるという利点を持っている。

したがって、光学検査装置の製造コストを低下させることができる。

また、本発明に係る光学検査方法は、検査対象の透過光量変化または反射光量変化に敏感な波長帯域の光を透過する第１光学フィルタを用いて、検査対象の透過光または反射光を撮像する検査画像生成ステップと、上記透過光量変化または反射光量変化に対して鈍感な波長帯域の光を透過する第２光学フィルタを用いて、検査対象の透過光または反射光を撮像する参照画像生成ステップと、上記検査画像および参照画像に基づいて、上記検査対象における透過光量または反射光量のムラに関するムラデータを取得するムラ検出ステップと、を備えることを特徴としている。

上記構成によれば、第１光学フィルタは、検査対象の色ムラに起因する検査対象の透過光量または反射光量変化に敏感な波長帯域の光を透過し、第２光学フィルタは、検査対象の色ムラに起因する検査対象の透過光量または反射光量変化に敏感な波長帯域の光を透過しないため、検査画像は検査対象のムラを十分に含むが、参照画像は検査対象のムラをほとんど含まないことになる。また、検査画像、参照画像は、ともに検査対象および光学フィルタを透過した光に基づいて生成されるので、検査画像と参照画像の明るさが極端に異なることはなく、検査画像と参照画像の明るさは概ね等しくなる。

したがって、検査対象のムラを精度よく、見逃すことなく検出することができる。

また、本発明に係る光学検査方法は、Ｎ種類（Ｎは２以上の自然数）の検査対象の各々と１対１の対応関係を持ち、検査対象の透過光量変化または反射光量変化に敏感な互いに異なる波長帯域の光を透過するＮ種類の光学フィルタの中から選択した特定光学フィルタを用いて、Ｎ種類の検査対象の内、上記特定光学フィルタに対応する特定検査対象の透過光または反射光を撮像する検査画像生成ステップと、上記特定光学フィルタ以外の任意の光学フィルタを用いて、上記特定検査対象の透過光または反射光を撮像する参照画像生成ステップと、上記検査対象における透過光量または反射光量のムラを検査するムラ検出ステップと、を備えることを特徴としている。

上記構成によれば、複数種類の検査対象のそれぞれに対応させて、検査対象の透過光量変化または反射光量変化に敏感な波長帯域の光を透過する光学フィルタを選択し、残りの光学フィルタから、検査対象の透過光量変化または反射光量変化に鈍感な波長帯域の光を透過する光学フィルタを選択すればよい。例えば、カラーフィルタを検査対象とする場合は、赤色、緑色、青色の各フィルタを検査するために３種類の光学フィルタを備えれば足りる。そのため、特許文献２に記載された発明のように、検査対象数の２倍の数の光学バンドパスフィルタを用いる必要はない。

したがって、複数種類の検査対象のムラを精度よく、見逃すことなく検査できるとともに、装置の構造を簡略化することができ、検査時間の大幅な短縮を図ることもできる。

また、本発明に係るカラーフィルタの製造方法は、第１から第Ｎカラーフィルタ（Ｎは２以上の自然数）について、カラーフィルタを１種類ずつ成膜する成膜ステップと、上記成膜ステップによって成膜したＮ種類のカラーフィルタの各々と１対１の対応関係を持ち、カラーフィルタの透過光量変化または反射光量変化に敏感な互いに異なる波長帯域の光を透過するＮ種類の光学フィルタの中から選択した特定光学フィルタを用いて、Ｎ種類のカラーフィルタの内、上記特定光学フィルタに対応する特定カラーフィルタの透過光または反射光を撮像する検査画像生成ステップと、上記特定光学フィルタ以外の任意の光学フィルタを用いて、上記特定カラーフィルタの透過光または反射光を撮像して参照画像を生成する参照画像生成ステップと、上記検査画像および参照画像に基づいて、カラーフィルタにおける透過光量または反射光量のムラを検査するムラ検出ステップと、を備え、上記検査画像生成ステップ、参照画像生成ステップおよびムラ検出ステップを、Ｎ種類のカラーフィルタの上記成膜ステップの各実行後に、実行することを特徴としている。

上記構成によれば、カラーフィルタの成膜直後に逐次ムラの検査が行われる。

したがって、直前に行われた成膜工程の良否をすぐに判定することができる。

また、本発明に係るカラーフィルタの製造方法は、第１から第Ｎ（Ｎは２以上の自然数）の全てのカラーフィルタを二次元的に配列して成膜する成膜ステップと、上記成膜ステップによって成膜したＮ種類のカラーフィルタの各々と１対１の対応関係を持ち、カラーフィルタの透過光量変化または反射光量変化に敏感な互いに異なる波長帯域の光を透過するＮ種類の光学フィルタの中から選択した特定光学フィルタを用いて、Ｎ種類のカラーフィルタ全体の透過光または反射光を撮像する画像生成ステップと、上記Ｎ種類のカラーフィルタ全体の透過光または反射光を撮像した画像から、上記特定光学フィルタを用いて撮像した第１の画像を選択し、その第１の画像から上記特定カラーフィルタが成膜された領域に関する検査画像を生成するとともに、上記特定光学フィルタ以外の任意の光学フィルタを用いて撮像した第２の画像を選択し、その第２の画像から上記特定カラーフィルタが成膜された領域に関する参照画像を生成する画像選択ステップと、上記検査画像および参照画像に基づいて、カラーフィルタにおける透過光量または反射光量のムラを検査するムラ検出ステップと、を備えていることを特徴としている。

上記構成によれば、Ｎ種類のカラーフィルタを検査するためにＮ回の撮像を行い、その中から検査画像と参照画像を選択し、検査すれば足りる。

したがって、Ｎ種類のカラーフィルタについて、検査を一度行うだけでよいという利点を有する。

また、上記構成によれば、例えば赤色フィルタに対応する特定光学フィルタを用いて撮像したカラーフィルタ全体の画像における赤色フィルタが成膜された領域は、赤色フィルタのムラを十分に含んでいるが、上記画像の赤色フィルタが成膜された領域以外は、緑色および青色フィルタのムラを概ね含んでいない。

したがって、Ｎ種類のカラーフィルタ全体を一度に撮像することに問題はなく、上記画像の赤色フィルタが成膜された領域は、赤色フィルタを検査するときに検査画像として用いることができ、上記画像の赤色フィルタが成膜された領域以外は、緑色または青色フィルタを検査するときに参照画像として用いることができる。

以上のように、本発明に係る光学検査装置は、撮像手段と、光学フィルタの切り替え手段と、検査手段とを備える構成である。

それゆえ、検査画像は、検査対象のムラを十分に含むが、参照画像は検査対象のムラをほとんど含まないことになり、検査画像と参照画像の明るさを概ね等しくすることができる。したがって、検査対象のムラを精度よく、見逃すことなく検出することができるという効果を奏する。

また、本発明に係る光学検査装置は、撮像手段と、Ｎ種類の光学フィルタを切り替える切り替え手段と、検査手段を備える構成である。

それゆえ、複数種類の検査対象のそれぞれに対応させて、検査対象の透過光量変化または反射光量変化に敏感な波長帯域の光を透過する光学フィルタを選択し、残りの光学フィルタから、検査対象の透過光量変化または反射光量変化に鈍感な波長帯域の光を透過する光学フィルタを選択すればよく、検査対象数の２倍の数の光学バンドパスフィルタを用いる必要はない。

したがって、複数種類の検査対象のムラを精度よく、見逃すことなく検査できるとともに、装置の構造を簡略化することができ、検査時間の大幅な短縮を図ることができるという効果を奏する。

本発明の一実施の形態について図１〜図９に基づいて説明すれば、以下のとおりである。

（光学検査装置）
図１は、本実施の形態に係る光学検査装置１の構成の概略を示す構成図である。図１に示すように、光学検査装置１は、ランプハウス１１、光学フィルタ１２、光学フィルタ切り替え装置（切り替え手段）１３、カメラ（撮像手段）１４、画像処理装置（検査手段）１５、テーブル１８を備えて構成されている。カラーフィルタ１６（検査対象）およびカラーフィルタ１６が形成された基板１７は、テーブル１８上に載置される。

光学フィルタ１２は、ランプハウス１１から照射され、基板１７、カラーフィルタ１６を透過してきた光を透過するものである。

なお、本明細書中で使用される場合、用語「透過」は、「ろ過」と交換可能に使用される。

図１に示すように、光学フィルタ１２は、第１光学フィルタ１２ａと、第２光学フィルタ１２ｂとから構成されていても構わない。ただし、これに限定されるものではなく、本発明にかかる光学検査装置は、透過させる光の波長帯域が互いに異なる３枚以上の光学フィルタを備えていても構わない。

図１においては、第１光学フィルタ１２ａはカラーフィルタ１６の透過光量の変化に敏感な波長帯域の光を透過する光学フィルタとして用いられ、第２光学フィルタ１２ｂは、カラーフィルタ１６の透過光量の変化に鈍感な波長帯域の光を透過する光学フィルタとして用いられる。

ただし、これに限られるものではなく、カラーフィルタ１６の波長帯域が変われば、光学フィルタ切り替え装置１３によって切り替えることにより、第１光学フィルタ１２ａをカラーフィルタ１６の透過光量の変化に鈍感な波長帯域の光を透過する光学フィルタとして用い、第２光学フィルタ１２ｂを、カラーフィルタ１６の透過光量の変化に敏感な波長帯域の光を透過する光学フィルタとして用いることも可能である。

上記光学フィルタ１２としては、例えば、干渉フィルタ、色ガラスフィルタ、ダイクロイックフィルタ、エッジフィルタ等を用いることができるが、任意の波長を数ナノメートルから数１０ナノメートルのバンド幅で取り出すことができるため、狭帯域のバンドパス特性を有する干渉フィルタが好ましく用いられる。

上記ランプハウス１１は、カラーフィルタ１６を照明するためのものであり、基板１７の下面を照射する。ランプハウス１１の種類は特に限定されるものではなく、例えば、内部に蛍光ランプ、ハロゲンランプあるいは発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ：略称ＬＥＤ）等が内蔵された光源を用いることができる。また、基板１７の下面が均一な照度となるように、均一な輝度を有する面光源であることが望ましい。

上記カメラ１４は、光学フィルタ１２によって透過されたカラーフィルタ１６の透過光または反射光に基づいて検査画像および参照画像を撮像するものである。カメラ１４の種類は特に限定されるものではなく、上記の撮像ができるものであればよい。例えば、エリアセンサカメラやラインセンサカメラを用いることができる。ラインセンサカメラを用いる場合は、カラーフィルタ１６の全面を検査できるように、ラインセンサに対してテーブル１８を稼動できるようにすればよい。

上記画像処理装置１５は、後述するように、検査画像と参照画像とに基づいてカラーフィルタ１６のムラを検査するものである。すなわち、画像処理装置１５は、検査画像と参照画像とを入力し、この２つの画像に基づいて、カラーフィルタ１６のムラを検出し、カラーフィルタ１６を良品または不良品のいずれかに判定するものである。

上記基板１７は、ガラス、プラスチック等からなり、カラーフィルタ１６の成膜が行われる部材である。

上記テーブル１８は基板を支持するものである。

ここで、従来の検査装置では、上述のように、検査画像と参照画像の明るさが極端に異なるため、精度良くムラを検出することができないという問題点がある。

そこで、光学検査装置１では、カラーフィルタ１６のムラに起因するカラーフィルタ１６の透過光量変化または反射光量変化に敏感な波長帯域を透過する第１光学フィルタ１２ａを用いて生成した検査画像と、上記透過光量変化または反射光量変化に鈍感な波長帯域の光を透過する第２光学フィルタ１２ｂを用いて生成した参照画像とに基づいて、カラーフィルタのムラを検査する構成となっている。

上記検査画像は、ランプハウス１１から放射された光が、基板１７、カラーフィルタ１６、カラーフィルタ１６の透過光量の変化に敏感な波長帯域の光を透過する第１光学フィルタ１２ａ、を順に透過した光をカメラ１４が取り込むようにして、カメラ１４がカラーフィルタ１６を撮像して得られるものである。

一方、上記参照画像は、ランプハウス１１から放射された光が、基板１７、カラーフィルタ１６、上記透過光量変化に鈍感な波長帯域の光を透過する第２光学フィルタ１２ｂを順に透過した光をカメラ１４が取り込むようにして、カメラ１４がカラーフィルタ１６を撮像して得られるものである。

なお、図１では、光学検査装置１を、カラーフィルタ１６の透過光量変化を検出する構成として説明したが、光学検査装置１は、カラーフィルタ１６の反射光量変化を検出する構成であっても構わない。カラーフィルタ１６の反射光量変化を検出する場合、光源は、光源から出射され、カラーフィルタ１６によって反射された反射光が第１光学フィルタ１２ａまたは第２光学フィルタ１２ｂに入射することができる位置に設置すればよい。

カラーフィルタ１６にムラが含まれている場合は、カラーフィルタ１６の透過光量または反射光量が変化する。そこで、カラーフィルタ１６の透過光量または反射光量の変化に敏感な波長帯域の光を透過し、検査に供することが必要である。検査画像の生成の際には、検査対象となるカラーフィルタ１６の透過光量変化または反射光量変化に敏感な波長帯域の光を透過する第１光学フィルタ１２ａが選択されるので、上記検査画像は、検査するカラーフィルタ１６のムラを十分に含むものとなる。一方、参照画像の生成の際には、検査するカラーフィルタ１６の透過光量変化または反射光量変化に鈍感な波長帯域の光を透過する第２光学フィルタ１２ｂが選択されるので、上記参照画像は、検査するカラーフィルタ１６のムラをほとんど含まないものとなる。

ここで、上記透過光量変化または反射光量変化に敏感な波長帯域とは、検査対象が透過する波長帯域と重なりが小さいか、あるいは重なりが無い波長帯域のことをいう。一方、上記透過光量変化または反射光量変化に鈍感な波長帯域とは、上記透過光量変化または反射光量変化に敏感な波長帯域以外の波長帯域をいう。例えば、赤色フィルタを検査する場合、赤色フィルタの透過光量変化に敏感な波長帯域とは、赤色波長以外の波長帯域である。

上記構成によれば、第１光学フィルタ１２ａは、検査対象の色ムラに起因する検査対象の透過光量または反射光量変化に敏感な波長帯域の光を透過し、第２光学フィルタ１２ｂは、検査対象の色ムラに起因する検査対象の透過光量または反射光量変化に敏感な波長帯域の光を透過しないため、検査画像は検査対象のムラを十分に含むが、参照画像は検査対象のムラをほとんど含まないことになる。

また、検査画像は、検査対象であるカラーフィルタ１６および第１光学フィルタ１２ａを透過した光に基づいて生成され、参照画像は、カラーフィルタ１６および第２光学フィルタ１２ｂを透過した光に基づいて生成されるので、検査画像と参照画像の明るさが極端に異なることはなく、検査画像と参照画像の明るさは概ね等しくなる。

したがって、検査対象のムラを精度よく、見逃すことなく検出することができる。

また、検査画像と参照画像の明るさを概ね等しくすることができるため、カメラ１４のダイナミックレンジを小さくすることができ、光学検査装置１の製造コストを低下させることができる。

上記カメラ１４は複数備えていても構わないが、光学フィルタ切り替え装置１３が、第１光学フィルタ１２ａ、第２光学フィルタ１２ｂ等を適宜切り替えるので、一つあれば、波長帯域の異なる各種のカラーフィルタ１６について、それぞれ検査画像および参照画像を取得することができる。したがって、装置を小型化することができる。

さらに、上述したように、参照画像を撮像する際に光源の照度を低下させたり、ＮＤフィルタを挿入したりすることにより撮像条件を変化させる必要はないため、参照画像に新たなムラを混入させることはなく、装置を複雑化させることもない。

なお、本実施の形態では、検査対象をカラーフィルタとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、ブラウン管のシャドウマスクや繊維巻玉等のように、検査対象のムラや、付着した汚れ、検査対象自身に含有されている不純物、異物などの存在によって透過光量または反射光量が変化するものであれば、検査対象とすることが可能である。

図２は、光学フィルタ１２および光学フィルタ切り替え装置１３の詳細を示す構成図である。本実施形態においては、図２に示すように、光学フィルタ１２は、赤色、緑色、青色の３種類のカラーフィルタ１６に対して、敏感な波長帯域の光を透過するように、３種類の光学フィルタ（第１干渉フィルタ１２１，第２干渉フィルタ１２２，第３干渉フィルタ１２３）から構成されているが、これに限定されるものではなく、Ｎ種類（Ｎは２以上の自然数）の検査対象がある場合は、検査対象と同数のＮ種類の光学フィルタ１２を備えることができる。

第１干渉フィルタ１２１は、赤色フィルタの透過光量変化または反射光量変化に敏感な波長帯域の光を透過する干渉フィルタである。第２干渉フィルタ１２２は、緑色フィルタの透過光量変化または反射光量変化に敏感な波長帯域の光を透過する干渉フィルタである。第３干渉フィルタ１２３は、青色フィルタの透過光量変化または反射光量変化に敏感な波長帯域を透過する干渉フィルタである。

上記光学フィルタ切り替え装置１３は、カラーフィルタ１６の種類に応じて光学フィルタ１２を切り替えて、一つの光学フィルタを選択するものである。本実施形態においては、光学フィルタ切り替え装置１３は、モータ１３１、回転軸１３２、ホルダ１３３から構成され、第１干渉フィルタ１２１，第２干渉フィルタ１２２，第３干渉フィルタ１２３を回転軸１３２の周りに回転させることにより、カメラ１４との対向関係を切り替えることができる。

ホルダ１３３は、本実施形態では、３種類の干渉フィルタ１２１，１２２，１２３を同心円周上に配置して固定している。また、図２においては、ホルダ１３３は円形として記載されているが、特に円形に限られるものではなく、光学フィルタ１２を固定でき、各フィルタの位置を相対的に変更することができる構成であれば構わない。

モータ１３１は、動力を発生し、回転軸１３２に動力を伝達するためのものである。モータの種類としては、特に限定されるものではない。回転軸１３２は、モータから伝達された動力により回転し、ホルダ１３３を回転させるものである。

モータ１３１が回転すると、その回転が回転軸１３２を介して、ホルダ１３３に伝達され、ホルダ１３３を回転させる。このようにして、光学フィルタ切り替え装置１３は、３種類の干渉フィルタ１２１，１２２，１２３のうち任意の一つを、カラーフィルタ１６とカメラ１４との間に挿入することができる。なお、他の実施形態においては、モータ１３１を使用せずに手動でホルダ１３３を回転させ、光学フィルタ１２の位置を変更することも可能である。また、ホルダ１３３を回転させて光学フィルタ１２の位置を変更するのではなく、光学フィルタ１２の位置は固定しておき、カラーフィルタ１６の位置を変更可能とする構成としても構わない。

上記構成によれば、Ｎ種類の検査対象のそれぞれに対応させて、検査対象の透過光量変化または反射光量変化に敏感な波長帯域の光を透過する光学フィルタ１２を選択し、残りの光学フィルタ１２から、検査対象の透過光量変化または反射光量変化に鈍感な波長帯域の光を透過する光学フィルタ１２を選択すればよい。

この場合、検査画像を取得するための光学フィルタ１２と、参照画像を取得するための光学フィルタ１２とにおいては、透過させる光の波長帯域の重なりが少ない方が好ましい。

例えば、カラーフィルタ１６を検査対象とする場合は、赤色、緑色、青色の各フィルタを検査するために、透過させる光の波長帯域が互いに異なる３種類の光学フィルタを備えれば足りる。この場合には、例えば、赤色のカラーフィルタ１６を検査するために、検査画像の取得時には、上記第１干渉フィルタ１２１を用い、参照画像の取得時には、残りの第２干渉フィルタ１２２および第３干渉フィルタ１２３のどちらでも用いることができるが、第２干渉フィルタ１２２と第３干渉フィルタ１２３のうち、第１干渉フィルタ１２１との波長帯域の重なりが最も少ない方を選択することが好ましい。

このように、本発明によれば、特許文献２に記載された発明のように、検査対象数の２倍の数の光学バンドパスフィルタを用いる必要はなく、検査対象の種類が複数の時には、検査対象の種類数と同数の光学フィルタを用意すればよい。

したがって、複数種類の検査対象のムラを精度よく、見逃すことなく検査できるとともに、装置の構造を簡略化することができ、検査時間の大幅な短縮を図ることもできる。

図３は、画像処理装置１５が青色のカラーフィルタ１６のムラを検出する手順を示すフローチャートである。

図３に基づいて、例えば青色のカラーフィルタ１６を検査する場合の画像処理装置１５の処理内容を説明する。この場合、基板１７上に既に赤色および緑色のカラーフィルタ１６が成膜され検査も終えているとする。なお、カラーフィルタ１６の製造工程については後述する。

まず、上記検査画像から上記参照画像を画素毎に減算し、ムラ画像を生成する（Ｓ１１）。上述したように、このムラ画像は、青色のカラーフィルタ１６のムラを十分に含む画像である。次に、ムラ画像に生じているムラ以外のノイズを除去するために平滑化処理を行う（Ｓ１２）。平滑化処理としては、ムラ画像をメディアンフィルタ、ローパスフィルタ等で透過することが有効である。さらに、青色のカラーフィルタ１６以外の領域をマスクして、検査対象を青色フィルタ１６の領域のみに限定する（Ｓ１３）。このマスク処理の詳細については、後述する。

次に、平滑化処理した画像のムラを強調するために、閾値判定、１次微分、２次微分等を行ってムラ領域を抽出し、ムラの存在場所やその大きさなどを特定する（Ｓ１４）。続いて、ムラの種類に応じて、ムラ量の各種特徴パラメータを測定する（Ｓ１５）。例えば、線状ムラならば、線のコントラスト、線の長さ、線の方向、線の幅等を測定する。縞状ムラならば、線状ムラのパラメータに追加して、縞ピッチ、縞本数等を測定する。最後に、測定したムラの特徴パラメータに基づいて、最終的な判断、すなわち良品あるいは不良品の判定を行う（Ｓ１６）。

なお、本実施形態では、ムラ画像の生成処理として減算を用いたが、これに限定されるものではない。例えば、検査画像を参照画像で画素毎に除算してもよい。あるいは、減算と除算を組み合わせて、検査画像から参照画像を画素毎に減算し、その減算結果を参照画像で画素毎に除算してもよい。

本実施形態において、カラーフィルタ１６は、基板１７上に成膜されている。ＬＣＤ用カラーフィルタには、４種類すなわち、赤色、緑色、青色、黒色の膜が存在する。黒色膜は、いわゆるブラック・マトリクスとよばれ、マトリクス状に配列された画素電極部以外の部分の光を遮るための遮光膜である。なお、黒色フィルタの透過率は極めてゼロに近いため、ほとんど光を透過しない。したがって、透過光量または反射光量の変化によるムラは発生しないため、黒色フィルタのムラを検査する工程を省いてもよい。

本実施形態の光学検査装置１では、３種類すなわち、赤色、緑色、青色のカラーフィルタ１６を検査している。上記構成によれば、ＬＣＤを構成するカラーフィルタが全て検査対象となる。したがって、ＬＣＤのカラーフィルタのムラを検査することができる。

なお、本実施形態においては、検査対象をＬＣＤのカラーフィルタとして説明したが、ＬＣＤ以外のカラーフィルタを検査対象とすることもできる。例えば、ＣＣＤ等のカラーフィルタを検査対象とすることが可能である。

上記検査対象の透過光量変化または反射光量変化に敏感な波長帯域は、上記検査対象の透過率が低い波長帯域であることが好ましい。

例えば、赤色フィルタ１６の透過率が低い波長帯域は、３８０ｎｍ以上５７０ｎｍ以下の全範囲または一部である。係る波長帯域の光を透過する光学フィルタ１２を用いることにより、赤色フィルタ１６の透過率が低い波長帯域の光を透過することができる。したがって、赤色フィルタ１６のムラを精度よく検出することができる。光学フィルタ１２としては、具体的には、中心波長５００ｎｍ、半値全幅４０ｎｍのバンドパスフィルタ等が好適に用いられる。例えば、メレスグリオ株式会社製の干渉フィルタ（製品番号０３ＦＩＶ０３８）を用いればよい。

また、緑色フィルタ１６の透過率が低い波長帯域は、３８０ｎｍ以上４７０ｎｍ以下の全範囲もしくは一部、または、５８０ｎｍ以上８００ｎｍ以下の全範囲もしくは一部である。係る波長帯域の光を透過する光学フィルタ１２を用いることにより、緑色フィルタ１６の透過率が低い波長帯域の光を透過することができる。したがって、緑色フィルタ１６のムラを精度よく検出することができる。光学フィルタ１２としては、具体的には、中心波長６５０ｎｍ、半値全幅４０ｎｍのバンドパスフィルタ等が好適に用いられる。例えば、メレスグリオ株式会社製の干渉フィルタ（製品番号０３ＦＩＶ０４８）を用いればよい。

さらに、青色フィルタの透過率が低い波長帯域は、５３０ｎｍ以上８００ｎｍ以下の全範囲または一部である。係る波長帯域の光を透過する光学フィルタ１２を用いることにより、青色フィルタ１６の透過率が低い波長帯域の光を透過することができる。したがって青色フィルタ１６のムラを精度よく検出することができる。光学フィルタ１２としては、具体的には、中心波長６００ｎｍ、半値全幅４０ｎｍのバンドパスフィルタ等が好適に用いられる。例えば、メレスグリオ株式会社製の干渉フィルタ（製品番号０３ＦＩＶ０４６）を用いればよい。

なお、上記「透過率が低い」とは、透過率の絶対値が低いことを意味する。したがって、本発明に係る光学検査装置は、検査対象において周辺よりも透過率が高くなり、領域内外で透過率差が生じることによりムラとして感応されるシミムラであっても、検査対象において周辺よりも透過率が低くなり、領域内外で透過率差が生じることによりムラとして感応されるスジムラであっても検出することができる。

また、上記「中心波長」とは、半値全幅の中心点の波長のことである（ＪＩＳ工業用語大辞典第５版、日本規格協会）。例えば、上記中心波長６００ｎｍ、半値全幅４０ｎｍのバンドパスフィルタでは、帯域下限波長が５８０ｎｍ、帯域上限波長が６２０ｎｍであり、中心波長は、この帯域のちょうど中心の６００ｎｍとなる。

上述のように、上記検査画像は、検査するカラーフィルタ１６のムラを十分に含むものとなり、上記参照画像は、検査するカラーフィルタ１６のムラをほとんど含まないものとなる。また、上記参照画像は、検査するカラーフィルタ１６のムラ以外の光量変化を上記検査画像と同等に含んでいることが好ましい。

ここで、検査するカラーフィルタ１６のムラ以外の光量変化とは、ランプハウス１１の輝度ムラ、基板１７のたわみや厚さ変動に起因するムラ、カメラ１４の画素毎の感度ムラ等である。また、例えば、光源のうち、蛍光ランプの分光特性はフラットではなく、何本かの強調される線スペクトルが存在するため、蛍光ランプに起因する波長依存性のムラも発生しうる。

検査画像を撮像する際に用いる光学フィルタ１２は、上述のようにカラーフィルタ１６の透過光量または反射光量の変化に敏感な波長帯域（以下、「検査波長帯域」という）の光を透過するものであり、参照画像を撮像する際に用いる光学フィルタ１２は、上述のように、カラーフィルタ１６の透過光量または反射光量の変化に鈍感な波長帯域（以下、「参照波長帯域」という）の光を透過するものである。したがって、検査波長帯域と参照波長帯域は異なるものである。それゆえ、光源の検査波長帯域のムラと、参照波長帯域のムラとは、一般に異なっている。同様に、基板１７のたわみや厚さ変動に起因する検査波長帯域のムラと、参照波長帯域のムラとは、一般に異なっており、カメラ１４の画素毎の検査波長帯域の感度ムラと、参照波長帯域の感度ムラも、一般に異なっている。

しかしながら、カラーフィルタ１６のムラ以外に起因するカラーフィルタ１６の光量変化が、検査画像と参照画像とで異なっていると、カラーフィルタ１６のムラを検査する際の精度低下の要因となりうる。そのため、参照画像は、検査するカラーフィルタ１６のムラ以外の光量変化を検査画像と同等に含んでいることが好ましい。結果として、光学検査装置１では、カメラ１４が撮像して得た画像の或る着目画素について、上記検査対象における透過光量または反射光量のムラ以外のノイズに関し検査画像の画素値と参照画像の画素値とが概ね等しくなるように、光源の分光特性または各光学フィルタ１２の透過率の少なくとも一つを調整することが好ましい。

例えば、
１）上記第３干渉フィルタ１２３の透過率分光特性は、青色フィルタ１６のムラに敏感であること、
２）第３干渉フィルタ１２３を赤色フィルタ１６の参照画像撮影に用いる場合は、赤色フィルタ１６のムラに鈍感であること、
３）第３干渉フィルタ１２３を赤色フィルタ１６の参照画像撮影に用いる場合は、赤色フィルタ１６の検査画像と、赤色フィルタ１６の参照画像との差が、赤色フィルタ１６のムラだけであること、つまり、赤色フィルタの検査画像と参照画像は、赤色フィルタ１６のムラ以外のムラを同等に含むこと、
４）第３干渉フィルタ１２３を緑色フィルタ１６の参照画像撮影に用いる場合は、緑色フィルタ１６のムラに鈍感であること、
５）第３干渉フィルタ１２３を緑色フィルタ１６の参照画像撮影に用いる場合は、緑色フィルタ１６の検査画像と、緑色フィルタ１６の参照画像との差が、緑色フィルタ１６のムラだけであること、つまり、緑色フィルタの検査画像と参照画像は、緑色フィルタ１６のムラ以外のムラを同等に含むこと、
の５つの条件をできるだけ満足するように調整することが望ましい。

上記構成によれば、蛍光ランプに起因する波長依存性のムラ等の影響を排除できるため、検査対象のムラ以外のムラ（例えば蛍光ランプに起因する波長依存性のムラ等）は、検査画像と参照画像に同等に含まれることになり、検査画像と参照画像の相違点は、検査対象のムラを含むか否かとなる。

したがって、検査対象のムラをより精度よく、見逃すことなく検出することができる。

なお、カメラ１４の画素毎の感度ムラや、基板１７のたわみや厚さの変動に起因するムラは、検査画像と参照画像との減算によりキャンセルすることができる。

また、上記分光特性または各光学フィルタ１２の透過率の少なくとも一つを調整すること以外に、一般的な画像検査で行われているような調整（キャリブレーション）を行っても構わない。例えば、シェーディング補正等である。

（光学検査装置の動作）
次に、図４および図５に基づき、図１に示した光学検査装置１の動作を説明する。図４は、赤色、緑色、青色のカラーフィルタ（第１〜第３カラーフィルタ）１６が基板１７上に１種類成膜される毎に、成膜されたカラーフィルタ１６を検査する手順を示すフローチャートである（Ｓ２１〜Ｓ２７）。上記のように黒色フィルタのムラを検査する工程は省いてもよいため、省略している。

なお、カラーフィルタ１６を基板１７に成膜する方法としては、特に限定されるものではなく、従来公知の方法を用いることができる。従来公知の方法としては、例えば、スピンコート法を挙げることができる。スピンコート法では、上記ガラス基板の全面に、所定の色の顔料を分散させた感光性樹脂をスピンナーによってコーティングして乾燥させ、その後、この感光性樹脂を露光・現像して、所定の色の色画素パターンを得る。この工程を、４回、すなわち赤色、緑色、青色、黒色の４色について繰り返し、カラーフィルタパターンを形成する。また、ガラス基板上の所定の位置のみに赤色、緑色、青色のインクを印刷して色画素パターンを形成するインクジェット法等を用いることもできる。

次に、図４に示した手順のうち、赤色フィルタ（第１カラーフィルタ）１６を成膜し、検査する手順を、図５に基づきさらに詳しく説明する。

まず、赤色フィルタ（第１カラーフィルタ）１６を基板１７に成膜する（Ｓ３１：成膜ステップ）。次に、光学フィルタ切り替え装置１３が、光学フィルタ１２の中から第１干渉フィルタ１２１を選択して切り替える（Ｓ３２）。第１干渉フィルタ１２１は、赤色フィルタ１６の透過光量変化または反射光量変化に敏感な波長帯域を透過する光学フィルタである。第１干渉フィルタ１２１をセットする位置については特に限定されるものではないが、赤色フィルタ（第１カラーフィルタ）１６の全面を光学的にカバーできる位置にセットすればよい。例えば、赤色フィルタ（第１カラーフィルタ）１６を透過したすべての光が第１干渉フィルタ１２１を透過して観察される位置にセットすればよい。また、第１干渉フィルタ１２１を赤色フィルタ（第１カラーフィルタ）１６の一部のみに重なるようにセットし、第１干渉フィルタ１２１を赤色フィルタ（第１カラーフィルタ）１６上で走査しながら順次観察を行っていくことも可能である。

さらに、カメラ１４は、ランプハウス１１から放射された光が、基板１７、赤色のカラーフィルタ１６、第１干渉フィルタ１２１を順に透過した光に基づいて、赤色フィルタ（第１カラーフィルタ）１６を撮像して、検査画像を生成する（Ｓ３３：検査画像生成ステップ）。次に、光学フィルタ切り替え装置１３は、光学フィルタ１２の中から第１干渉フィルタ１２１以外の干渉フィルタを選択して切り替える（Ｓ３４）。つまり、画像処理装置１５が赤色フィルタ（第１カラーフィルタ）１６のムラを最も精度よく検出できるように、赤色フィルタ（第１カラーフィルタ）１６の透過光量変化または反射光量変化に鈍感な波長帯域の光を透過する第２干渉フィルタ１２２あるいは第３干渉フィルタ１２３のいずれかを選択すればよい。

続いて、カメラ１４は、ランプハウス１１から放射された光が、基板１７、赤色フィルタ（第１カラーフィルタ）１６、選択した第２干渉フィルタ１２２あるいは第３干渉フィルタ１２３を順に透過した光に基づいて、赤色フィルタ（第１カラーフィルタ）１６を撮像して、参照画像を生成する（Ｓ３５：参照画像生成ステップ）。このようにして、カメラ１４は、赤色フィルタ（第１カラーフィルタ）を検査するために、２回の撮像を行い、検査画像と参照画像を生成する。次に、画像処理装置１５が、既に説明したように、検査画像と参照画像に基づいて赤色フィルタ（第１カラーフィルタ）１６のムラを検出する（Ｓ３６：ムラ検出ステップ）。

上記構成によれば、カラーフィルタの成膜直後に逐次ムラの検査が行われる。
したがって、直前に行われた成膜工程の良否をすぐに判定することができる。

なお、図５では、検査画像の生成後に参照画像を生成する構成として説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、参照画像を先に生成後、検査画像を生成しても構わない。

以上、赤色フィルタ（第１カラーフィルタ）１６のムラを検査する手順について説明したが、図４に示したように、赤色フィルタ（第１カラーフィルタ）１６の検査終了後、緑色フィルタ（第２カラーフィルタ）１６を成膜し、緑色フィルタ（第２カラーフィルタ）１６の透過光量変化または反射光量変化に敏感な波長帯域の光を透過する第２干渉フィルタ１２２を選択して検査画像を生成し、緑色フィルタ（第２カラーフィルタ）１６の透過光量変化または反射光量変化に鈍感な波長帯域の光を透過する第２干渉フィルタ１２２以外の干渉フィルタを選択して参照画像を生成し、図５に示した手順と同様の手順を行うことで、緑色フィルタ（第２カラーフィルタ）１６の検査を行うことができる。

同様に、緑色フィルタ（第２カラーフィルタ）１６の検査終了後、青色フィルタ（第３カラーフィルタ）１６を成膜し、青色フィルタ（第３カラーフィルタ）１６の透過光量変化または反射光量変化に敏感な波長帯域の光を透過する第３干渉フィルタ１２３を選択して検査画像を生成し、青色フィルタ（第３カラーフィルタ）１６の透過光量変化または反射光量変化に鈍感な波長帯域の光を透過する第３干渉フィルタ１２３以外の干渉フィルタを選択して参照画像を生成し、図５に示した手順と同様の手順を行うことで、青色フィルタ（第３カラーフィルタ）１６の検査を行うことができる。

なお、図４に示すカラーフィルタ成膜工程は、赤色、緑色、青色フィルタの順に成膜を行っているが、本発明はこれに限定されるものではなく、カラーフィルタ１６はどのような順番で成膜してもよい。また、赤色、緑色、青色以外のカラーフィルタ（第４〜第Ｎカラーフィルタ、Ｎは５以上の自然数）１６を成膜する手順を含んでいても構わない。

（カラーフィルタのマスク処理）
次に、図６および図７に基づいて、上記マスク処理について説明する。図６は、カラーフィルタ１６の配列の模式図を示すものである。赤色、緑色、青色フィルタは、２次元行列的に配列されており、紙面左側から右側へ列が並び、上側から下側へ行が並んでいる。図６では、第１列から３列おきに赤色フィルタ、第２列から３列おきに緑色フィルタ、第３列から３列おきに青色フィルタを並べている。また、赤色、緑色、青色フィルタ以外の領域は、上述したブラック・マトリクスであり、黒色フィルタが成膜されている。

図７は、上記マスク処理の詳細を示すものであり、一例として青色フィルタを検査する場合のマスク領域をハッチングで示している。この場合、マスク領域には緑色フィルタと赤色フィルタとが含まれている。すなわち、光学検査装置１は、青色フィルタ検査時は、マスク領域を検査対象領域から除外すればよいことになる。

図７では、青色フィルタを検査する場合について説明したが、赤色フィルタまたは緑色フィルタを検査する場合も同様にして実施すればよい。

（光学検査装置の他の動作）
次に、図８および図９に基づいて、図１に示した光学検査装置１の他の動作を説明する。図８は、全てのカラーフィルタ１６を基板１７上に成膜後、カラーフィルタ１６のムラを検査する場合の光学検査装置１の動作を示すフローチャートである（Ｓ４１〜４５）。

まず、赤色、緑色、青色のカラーフィルタ（第１〜第３カラーフィルタ）１６および黒色フィルタを順次成膜する（Ｓ４１〜Ｓ４４：成膜ステップ）。成膜終了後、赤色、緑色、青色のカラーフィルタ（第１〜第３カラーフィルタ）１６の検査が行われる（Ｓ４５）。

次に、図９に基づいて、図８に示した手順のうち、赤色、緑色、青色のカラーフィルタを検査する手順を詳しく説明する。

すべてのカラーフィルタ１６および黒色フィルタの成膜終了後、切り替え装置１３は、第１干渉フィルタ１２１を選択して切り替える。（Ｓ５１）。

次に、カメラ１４は、ランプハウス１１から放射された光が、基板１７、赤色フィルタ（第１カラーフィルタ）１６、第１干渉フィルタ１２１を順に透過した光に基づいて、赤色フィルタ（第１カラーフィルタ）１６を撮像して、第１画像を生成する（Ｓ５２：画像生成ステップ）。

次に、切り替え装置１３は、第２干渉フィルタ１２２を選択して切り替える（Ｓ５３）。

さらに、カメラ１４は、ランプハウス１１から放射された光が、基板１７、緑色フィルタ（第２カラーフィルタ）１６、第２干渉フィルタ１２２を順に透過した光に基づいて、緑色フィルタ（第２カラーフィルタ）１６を撮像して、第２画像を生成する（Ｓ５４：画像生成ステップ）。

次に、切り替え装置１３は、第３干渉フィルタ１２３を選択して切り替える（Ｓ５５）。

さらに、カメラ１４は、ランプハウス１１から放射された光が、基板１７、青色フィルタ（第３カラーフィルタ）１６、第３干渉フィルタ１２３を順に透過した光に基づいて、青色フィルタ（第３カラーフィルタ）１６を撮像して、第３画像を生成する（Ｓ５６：画像生成ステップ）。

このようにして、カメラ１４は、第１画像から第３画像を生成する。画像処理装置１５は、この第１画像から第３画像の中から、検査画像と参照画像を以下のように選択する（Ｓ５７：画像選択ステップ）。

第１画像内の赤色フィルタが成膜された領域（以下、赤色フィルタ領域という）は、赤色フィルタのムラを十分に含んでいる。一方、第１画像内の赤色フィルタが成膜された領域以外（以下、赤色フィルタ領域外という）は、第１干渉フィルタ１２１が緑色および青色フィルタの透過光量変化には鈍感であるため、緑色および青色フィルタのムラを概ね含まないものとなる。したがって、第１画像の赤色フィルタ領域は、赤色フィルタ（第１カラーフィルタ）を検査するときに検査画像として用いることができる。

また、第１検査画像の赤色フィルタ領域外は、緑色フィルタ（第２カラーフィルタ）または青色フィルタ（第３カラーフィルタ）を検査するときに参照画像として用いることができる。

同様に、第２画像の緑色フィルタ領域は、緑色フィルタ（第２カラーフィルタ）を検査するときに検査画像として用いることができ、第２画像の緑色フィルタ領域外は、赤色フィルタ（第１カラーフィルタ）または青色フィルタ（第３カラーフィルタ）を検査するときに参照画像として用いることができる。

さらに、第３画像の青色フィルタ領域は、青色フィルタ（第３カラーフィルタ）を検査するときに検査画像として用いることができ、第３画像の青色フィルタ領域外は、赤色フィルタ（第１カラーフィルタ）または緑色フィルタ（第２カラーフィルタ）検査するときに参照画像として用いることができる。

続いて、画像処理装置１５は、選択された検査画像と参照画像に基づいて、ムラの検出を行う（Ｓ５８：ムラ検出ステップ）。

このように、全てのカラーフィルタを成膜後にまとめて検査する場合は、例えば本実施形態においては、第１画像から第３画像まで３つの画像を生成するだけで、赤色フィルタ、緑色フィルタ、青色フィルタ（第１〜第３カラーフィルタ）を検査する場合の各検査画像と各参照画像を、すべて得ることができる。

それゆえ、成膜工程の良し悪しが最終検査工程まで進まないと分からないため、不良発見が遅れるという欠点はあるが、検査を一度だけで済ませることができるという利点がある。

なお、図８および図９に示すカラーフィルタ成膜工程は、３種類の赤色、緑色、青色フィルタの順に成膜を行っているが、本発明はこれに限定されるものではなく、カラーフィルタ１６はどのような順番で成膜してもよい。また、赤色、緑色、青色以外のカラーフィルタ（第４〜第Ｎカラーフィルタ、Ｎは５以上の自然数）を成膜する手順を含んでいても構わない
また、図８および図９では、カラーフィルタ１６の透過光量を撮像する構成として説明したが、カラーフィルタ１６の反射光量を撮像してもよい。この場合は、カラーフィルタ１６の反射光量のムラを検査することになる。

本発明は、上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても、本発明の技術的範囲に含まれる。

本発明にかかる光学検査装置は、検査対象の透過光量変化または反射光量変化に敏感な波長帯域を透過する光学フィルタを用いることにより、検査画像と参照画像の明るさを概ね等しくすることができるため、透過光量または反射光量もムラを精度よく検出することができる。したがって、本発明は、カラーフィルタ等の光学検査装置として利用でき、これらの製造工程の管理手段としても利用できる。

本発明にかかる光学検査装置の構成の一例を示す構成図である。 本発明にかかる光学検査装置の光学フィルタおよび光学フィルタ切り替え装置の詳細を示す斜視図である。 検査対象における透過光量または反射光量のムラを検査する手順を示すフローチャートである。 カラーフィルタを基板上に成膜する毎に、成膜されたカラーフィルタを検査する手順を示すフローチャートである。 画像処理装置がカラーフィルタのムラを検出する詳細手順を示すフローチャートである。 カラーフィルタの配列を示す模式図である。 カラーフィルタのマスク処理の詳細を示す図である。 カラーフィルタを基板上に成膜後、すべてのカラーフィルタをまとめて検査する手順を示すフローチャートである。 カラーフィルタを基板上にすべて成膜後、画像処理装置がカラーフィルタのムラを検出する詳細手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 光学検査装置
１２ 光学フィルタ
１２ａ 第１光学フィルタ
１２ｂ 第２光学フィルタ
１３ 光学フィルタ切り替え装置（切り替え手段）
１４ カメラ（撮像手段）
１５ 画像処理装置（検査手段）
１６ カラーフィルタ（検査対象）
１２１ 第１干渉フィルタ（光学フィルタ）
１２２ 第２干渉フィルタ（光学フィルタ）
１２３ 第３干渉フィルタ（光学フィルタ）
Ｓ３１ 成膜ステップ
Ｓ３３ 検査画像生成ステップ
Ｓ３５ 参照画像生成ステップ
Ｓ３６ ムラ検出ステップ
Ｓ４１ 成膜ステップ
Ｓ４２ 成膜ステップ
Ｓ４３ 成膜ステップ
Ｓ４４ 成膜ステップ
Ｓ５２ 画像生成ステップ
Ｓ５４ 画像生成ステップ
Ｓ５６ 画像生成ステップ
Ｓ５７ 画像選択ステップ
Ｓ５８ ムラ検出ステップ

Claims (14)

1. 撮像手段と、
   検査対象の透過光量変化または反射光量変化に敏感な波長帯域の光を透過する第１光学フィルタと、上記透過光量変化または反射光量変化に対して鈍感な波長帯域の光を透過する第２光学フィルタとを切り替える切り替え手段と、
   検査対象の透過光量変化または反射光量変化に関し、上記第１光学フィルタを用いて上記撮像手段が撮像した検査画像と、上記第２光学フィルタを用いて上記撮像手段が撮像した参照画像とに基づいて、上記検査対象における透過光量または反射光量のムラを検査す
   る検査手段と、を備えることを特徴とする光学検査装置。
2. 撮像手段と、
   Ｎ種類（Ｎは２以上の自然数）の検査対象の各々と、検査対象の透過光量変化または反射光量変化に敏感な互いに異なる波長帯域の光を透過するＮ種類の光学フィルタとが１対１の対応関係となるように、検査対象に応じてＮ種類の光学フィルタを切り替える切り替え手段と、
   上記Ｎ種類の検査対象の内の特定検査対象の透過光量変化または反射光量変化に関し、上記切り替え手段によって選択した対応する特定光学フィルタを用いて、上記撮像手段が撮像した検査画像と、上記特定光学フィルタ以外の任意の光学フィルタを用いて撮像した参照画像とに基づいて、上記検査対象における透過光量または反射光量のムラを検査する検査手段と、を備えることを特徴とする光学検査装置。
3. 上記特定光学フィルタ以外の任意の光学フィルタとして、その波長帯域と特定光学フィルタの波長帯域との重なりが最も少ない光学フィルタを、上記切り替え手段によって選択することを特徴とする請求項２に記載の光学検査装置。
4. 上記透過光量変化または反射光量変化に敏感な波長帯域は、上記検査対象の透過率が低い波長帯域であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の光学検査装置。
5. 上記検査対象はカラーフィルタであることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の光学検査装置。
6. 上記カラーフィルタの透過率が低い波長帯域は、以下の（ａ）から（ｃ）に記載した波長のいずれかであることを特徴とする請求項５に記載の光学検査装置。
   （ａ）３８０ｎｍ以上５７０ｎｍ以下の全範囲または一部
   （ｂ）３８０ｎｍ以上４７０ｎｍ以下の全範囲もしくは一部、または、５８０ｎｍ以上８００ｎｍ以下の全範囲もしくは一部
   （ｃ）５３０ｎｍ以上８００ｎｍ以下の全範囲または一部
7. 上記検査対象における透過光量または反射光量のムラ以外のノイズに関し上記検査画像の画素値と上記参照画像の画素値とが概ね等しくなるように、光源の分光特性または各光学フィルタの透過率の少なくとも一つが調整されていることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の光学検査装置。
8. 上記光学フィルタは、バンドパスフィルタであることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の光学検査装置。
9. 上記バンドパスフィルタが干渉フィルタであることを特徴とする請求項８に記載の光学検査装置。
10. 上記バンドパスフィルタが色ガラスフィルタであることを特徴とする請求項８に記載の光学検査装置。
11. 検査対象の透過光量変化または反射光量変化に敏感な波長帯域の光を透過する第１光学フィルタを用いて、検査対象の透過光または反射光を撮像する検査画像生成ステップと、
    上記透過光量変化または反射光量変化に対して鈍感な波長帯域の光を透過する第２光学フィルタを用いて、検査対象の透過光または反射光を撮像する参照画像生成ステップと、
    上記検査画像および参照画像に基づいて、上記検査対象における透過光量または反射光量のムラに関するムラデータを取得するムラ検出ステップと、を備えることを特徴とする光学検査方法。
12. Ｎ種類（Ｎは２以上の自然数）の検査対象の各々と１対１の対応関係を持ち、検査対象の透過光量変化または反射光量変化に敏感な互いに異なる波長帯域の光を透過するＮ種類の光学フィルタの中から選択した特定光学フィルタを用いて、Ｎ種類の検査対象の内、上記特定光学フィルタに対応する特定検査対象の透過光または反射光を撮像する検査画像生成ステップと、
    上記特定光学フィルタ以外の任意の光学フィルタを用いて、検査対象の透過光または反射光を撮像する参照画像生成ステップと、
    上記検査対象における透過光量または反射光量のムラを検査するムラ検出ステップと、を備えることを特徴とする光学検査方法。
13. 第１から第Ｎカラーフィルタ（Ｎは２以上の自然数）について、カラーフィルタを１種類ずつ成膜する成膜ステップと、
    上記成膜ステップによって成膜したＮ種類のカラーフィルタの各々と１対１の対応関係を持ち、カラーフィルタの透過光量変化または反射光量変化に敏感な互いに異なる波長帯域の光を透過するＮ種類の光学フィルタの中から選択した特定光学フィルタを用いて、Ｎ種類のカラーフィルタの内、上記特定光学フィルタに対応する特定カラーフィルタの透過光または反射光を撮像する検査画像生成ステップと、
    上記特定光学フィルタ以外の任意の光学フィルタを用いて、上記特定カラーフィルタの透過光または反射光を撮像して参照画像を生成する参照画像生成ステップと、
    上記検査画像および参照画像に基づいて、カラーフィルタにおける透過光量または反射光量のムラを検査するムラ検出ステップと、を備え、
    上記検査画像生成ステップ、参照画像生成ステップおよびムラ検出ステップを、Ｎ種類のカラーフィルタの上記成膜ステップの各実行後に、実行することを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
14. 第１から第Ｎ（Ｎは２以上の自然数）の全てのカラーフィルタを二次元的に配列して成膜する成膜ステップと、
    上記成膜ステップによって成膜したＮ種類のカラーフィルタの各々と１対１の対応関係を持ち、カラーフィルタの透過光量変化または反射光量変化に敏感な互いに異なる波長帯域の光を透過するＮ種類の光学フィルタの中から選択した特定光学フィルタを用いて、Ｎ種類のカラーフィルタ全体の透過光または反射光を撮像する画像生成ステップと、
    上記Ｎ種類のカラーフィルタ全体の透過光または反射光を撮像した画像から、上記特定光学フィルタを用いて撮像した第１の画像を選択し、その第１の画像から上記特定カラーフィルタが成膜された領域に関する検査画像を生成するとともに、上記特定光学フィルタ以外の任意の光学フィルタを用いて撮像した第２の画像を選択し、その第２の画像から上記特定カラーフィルタが成膜された領域に関する参照画像を生成する画像選択ステップと、
    上記検査画像および参照画像に基づいて、カラーフィルタにおける透過光量または反射光量のムラを検査するムラ検出ステップと、を備えていることを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
    

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