JP2009063298A - カラーフィルタの外観検査方法 - Google Patents

Abstract

【課題】カラーフィルタの異物がガラス基板裏面にあることを検査の段階で特定し、工程内では欠陥ではないと識別するカラーフィルタの外観検査方法。
【解決手段】予め、着色画素２２などの濃度範囲及び判定閾値の数を設定し、次に、不良欠陥Ｄ３の検査画素の濃度を求め、輪郭部Ｒ３を設定し、輪郭検査画素の各濃度を求め、次に、不良欠陥の濃度の平均値が該当内であり、最小値が該当内にない場合、不良欠陥を裏面異物の候補と判定し、次に、輪郭検査画素の各濃度を、各々の濃度範囲毎に集計し、ガラス基板の濃度範囲にある、輪郭検査画素の数が、判定閾値の数以上であれば不良欠陥はガラス基板にあると判定し、不良欠陥を裏面異物と確定判定し、不良欠陥を工程内欠陥の対象から外す。
【選択図】図１１

Description

本発明は、カラーフィルタの外観検査に関するものであり、特に、液晶表示装置用カラーフィルタの製造工程で発生する異物の内、ガラス基板裏面に付着した異物がガラス基板裏面にあることを検査の段階で特定し、ガラス基板裏面に付着した異物は工程内では欠陥ではないと識別することのできるカラーフィルタの外観検査方法に関する。

図７は、液晶表示装置に用いられるカラーフィルタの一例を模式的に示した平面図である。また、図８は、図７に示すカラーフィルタのＸ−Ｘ’線における断面図である。
図７、及び図８に示すように、液晶表示装置に用いられるカラーフィルタ（４）は、ガラス基板（４０）上にブラックマトリックス（４１）、着色画素（４２）、及び透明導電膜（４３）が順次に形成されたものである。
図７、及び図８はカラーフィルタを模式的に示したものであり着色画素の形状を正方形としている。また、着色画素（４２）は１２個表されているが、実際のカラーフィルタにおいては、例えば、対角１７インチの画面に数百μｍ程度の着色画素が多数個配列されている。

液晶表示装置の多くに用いられている、上記構造のカラーフィルタの製造方法としては、先ず、ガラス基板上にブラックマトリックスを形成してブラックマトリックス基板とし、次に、このブラックマトリックス基板上のブラックマトリックスのパターンに位置合わせして着色画素を形成し、更に透明導電膜を位置合わせして形成するといった方法が広く用いられている。
ブラックマトリックス（４１）は、遮光性を有するマトリックス状のものであり、着色画素（４２）は、例えば、赤色、緑色、青色のフィルタ機能を有するものであり、透明導電膜（４３）は、透明な電極として設けられたものである。

ブラックマトリックス（４１）は、着色画素（４２）間のマトリックス部（４１Ａ）と、着色画素（４２）が形成された領域（表示部）の周辺部を囲む額縁部（４１Ｂ）とで構成されている。
ブラックマトリックスは、カラーフィルタの着色画素の位置を定め、大きさを均一なものとし、また、表示装置に用いられた際に、好ましくない光を遮蔽し、表示装置の画像をムラのない均一な、且つコントラストを向上させた画像にする機能を有している。

このブラックマトリックス基板の製造には、ガラス基板（４０）上にブラックマトリックスの材料としてのクロム（Ｃｒ）、酸化クロム（ＣｒＯ_X ）などの金属、もしくは金属化合物を薄膜状に成膜し、成膜された薄膜上に、例えば、ポジ型のフォトレジストを用いてエッチングレジストパターンを形成し、次に、成膜された金属薄膜の露出部分のエッチング及びエッチングレジストパターンの剥膜を行い、Ｃｒ、ＣｒＯ_X などの金属薄膜からなるブラックマトリックス（４１）を形成するといった方法がとられている。
或いは、ガラス基板（４０）上に、ブラックマトリックス形成用の黒色感光性樹脂を用いてフォトリソグラフィ法によってブラックマトリックス（４１）を形成するといった方法がとられている。

また、着色画素（４２）の形成は、このブラックマトリックス基板上に、例えば、顔料などの色素を分散させたネガ型のフォトレジストを用いて塗布膜を設け、この塗布膜への露光、現像によって着色画素を形成するといった方法がとられている。
また、透明導電膜（４３）の形成は、着色画素が形成されたブラックマトリックス基板上
に、例えば、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）を用いスパッタ法によって透明導電膜を形成するといった方法がとられている。

このカラーフィルタの製造工程で発生する外観上の欠陥は、その大きさ（範囲）によって、広域欠陥と狭域（点）欠陥とに２分される。
広域欠陥は色ムラで代表され、色ムラはカラーフィルタ上の広い範囲に及ぶ色濃度の不良である。色ムラは微妙に変化する色の濃淡であり、広い範囲に及んでいるため、目視では確認しやすく、検査装置では検出しにくい。
また、狭域（点）欠陥は、その大きさが微小であるため、検査装置では検出しやすく、目視では確認しにくい。

点欠陥は、ガラス基板の表面側に発生する点欠陥と裏面側に発生する点欠陥に区分される。表面側に発生する点欠陥としては、１）ガラス基板表面に付着した異物、２）現像で剥離できなかった不要なレジスト残り、３）フォトレジスト塗布時又は露光時の不具合で形成できなかった画像部の白抜、などである。
また、裏面側に発生する点欠陥としては、１）ガラス基板裏面に付着した異物、２）ガラス基板裏面の傷、などである。裏面側の点欠陥は、ガラス基板裏面に付着した異物がその大部分を占めている。
このガラス基板裏面に付着した異物は、主に、ガラス基板の搬送時に接触する部材からの発塵物であり半透明である。この発塵物は洗浄装置により取り除くことができるため、工程内では欠陥の対象から外されている。

これらの欠陥項目の検査は、各製造工程毎に行われることが多い。例えば、ブラックマトリックスの形成後には、ブラックマトリックスの製造中に発生した異物、レジスト残り、白抜などの項目の検査が行われる。また各着色画素の形成後には、各着色画素の製造中に発生した異物、レジスト残り、白抜などの項目の検査が行われる。

上記検査は、透過光によるカラーフィルタの透過検査と反射光による反射検査の２種の検査で構成されている。透過検査による方が欠陥を検出し、良否を識別することが正確、容易な欠陥には透過検査が行われる。また、反射検査による方が欠陥を検出し、良否を識別することが正確、容易な欠陥には反射検査が行われる。すなわち、各欠陥の性状により透過検査又は／及び反射検査が行われる。
尚、上記検査においては、検査する欠陥項目、良否を識別する水準などは、品目によって適宜に設定して行われる。

図１は、自動外観検査装置の一例の概略を示す側面図である。また、図２は、その平面図である。図１及び図２に示すように、この自動外観検査装置は、定盤（１１）、検査ステージ（１２）、反射用光源（１３Ａ）、反射用検査カメラ（１４Ａ）、透過用光源（１３Ｂ）、透過用検査カメラ（１４Ｂ）、及び画像処理装置（１５）で構成されている。
検査ステージ（１２）に載置されたカラーフィルタ（被検査体）（１０）は、図１中、白太矢印で示すように、Ｘ軸方向に搬送されながら検査を受ける。

反射用光源（１３Ａ）は、射出された検査光を搬送されてきたカラーフィルタ（被検査体）（１０）の表面に斜め上方から照射する。カラーフィルタ（１０）の表面で反射した反射光を反射用検査カメラ（１４Ａ）で受光させ、その信号を画像処理装置（１５）へと伝送する。
また、透過用光源（１３Ｂ）は、射出された検査光を搬送されてきたカラーフィルタ（被検査体）（１０）の裏面に下方から垂直に照射する。カラーフィルタ（１０）を透過した透過光を透過用検査カメラ（１４Ｂ）で受光させ、その信号を画像処理装置（１５）へと伝送する。画像処理装置（１５）では、伝送された信号を処理し、欠陥を識別する。

図２に示すように、この一例における反射用検査カメラ（１４Ａ）は、反射用検査カメラ（１）（１４Ａ（１））〜反射用検査カメラ（８）（１４Ａ（８））の８個の反射用検査カメラで構成されており、これらは、カラーフィルタ（１０）の搬送方向（Ｘ軸方向）と直角に、すなわち、カラーフィルタ（１０）の幅方向（Ｙ軸方向）に一列に順次に配列されている。
また、反射用光源（１３Ａ）は、反射用光源（１）（１３Ａ（１））〜反射用光源（８）（１３Ａ（８））の８個の反射用光源で構成されており、上記反射用検査カメラ（１）（１４Ａ（１））〜反射用検査カメラ（８）（１４Ａ（８））の配列に対応し、Ｙ軸方向に一列に順次に配列されている。

また、透過用検査カメラ（１４Ｂ）は、透過用検査カメラ（１）（１４Ｂ（１））〜透過用検査カメラ（８）（１４Ｂ（８））の８個の透過用検査カメラで構成されており、上記反射用検査カメラ（１）（１４Ａ（１））〜反射用検査カメラ（８）（１４Ａ（８））の配列に対応し、Ｙ軸方向に一列に順次に配列されている。また、透過用光源（１３Ｂ）は、透過用光源（１）（１３Ｂ（１））〜透過用光源（８）（１３Ｂ（８））の８個の透過用光源で構成されており、各々が定盤（１１）の下方にて透過用検査カメラ（１）（１４Ｂ（１））〜透過用検査カメラ（８）（１４Ｂ（８））の配列に対応し、Ｙ軸方向に一列に順次に配列されている。

図３は、カラーフィルタ（被検査体）（１０）上における、反射用検査カメラと透過用検査カメラによる走査領域を説明する平面図である。図３に示すカラーフィルタ（１０）のサイズは、例えば、幅（Ｗ）１５００ｍｍ×長さ（Ｌ）１８００ｍｍ程度のものである。図１及び図２に示すように、反射用検査カメラ（１４Ａ）及び透過用検査カメラ（１４Ｂ）は固定されており、カラーフィルタ（１０）が検査ステージ（１２）に載置された状態で、白太矢印で示すように、図３中、左方から右方へ移動し、カラーフィルタ（被検査体）（１０）面が走査される。

符号（Ｓｒ（１））は、反射用検査カメラ（１）（１４Ａ（１））及び透過用検査カメラ（１）（１４Ｂ（１））の走査領域を表している。同様に、符号（Ｓｒ（２））〜符号（Ｓｒ（８））は、各々、〔反射用検査カメラ（２）（１４Ａ（２））及び透過用検査カメラ（２）（１４Ｂ（２））〕〜〔反射用検査カメラ（８）（１４Ａ（８））及び透過用検査カメラ（８）（１４Ｂ（８））〕の走査領域を表している。

反射用検査カメラ（１４Ａ）及び透過用検査カメラ（１４Ｂ）のイメージセンサーとしては、例えば、ラインセンサーが用いられることが多い。
図３に示す例は、反射用検査カメラ（１４Ａ（１）〜１４Ａ（８））及び透過用検査カメラ（１４Ｂ（１）〜１４Ｂ（８））の各々が、対応したカラーフィルタ（被検査体）（１０）上の走査領域（Ｓｒ（１）〜Ｓｒ（８））を、図３中、右方から左方への１走査で撮像を終了する例である。
例えば、撮像の解像度を高めるために、１走査領域を図３中、上下に２分割した２走査を、或いは上下に４分割した４走査を行う場合もある。

図４は、検査カメラにて撮像されたカラーフィルタ画像の一例を模式的に示す説明図である。図４に示すように、被検査体としてのカラーフィルタは、ブラックマトリックス（２１）が形成され外観検査の終了したガラス基板上に、赤色、緑色、青色の着色画素（２２）が形成された状態のものである。各色の着色画素（２２）は、その各々が、図４中、Ｙ軸方向に連続して配設されている。またＸ軸方向には、その各色の連続した列が赤色、緑色、青色の順に繰り返し配設されている。赤色の着色画素（Ｐ２）に欠陥（Ｄ）が発生している例である。

図５（ａ）は、図４に示す左端の赤色の着色画素（Ｐ１）の点線で囲む部分を拡大した説明図である。また、図５（ｂ）は、隣接する赤色の着色画素（Ｐ２）の点線で囲む部分を拡大した説明図である。
この検査装置は、同一サイズの着色画素が繰り返し配設されていることを利用し、また、欠陥がランダムに発生することを前提にして、隣接する同色の着色画素（２２）を比較して欠陥を検出する比較方式を採用したものである。図４中、左端の赤色の着色画素（Ｐ１）の特定箇所（Ｋｉ）の明るさ（検査カメラへ入射する光の強さ）と、隣接する赤色の着色画素（Ｐ２）の特定箇所（Ｋｉ）の明るさの差によって欠陥を識別する。

１個の着色画素は、複数の領域（Ｋ１〜Ｋｎ）に分割される。複数に分割された１領域は、検査のために比較する着色画素上の１単位であり、以降、本発明においては、この１領域を検査画素と称する。
先ず、左端の赤色の着色画素（Ｐ１）の第１検査画素（Ｋ１）の明るさと、隣接する赤色の着色画素（Ｐ２）の第１検査画素（Ｋ１）の明るさを比較し、次に、着色画素（Ｐ１）の第２検査画素（Ｋ２）の明るさと、着色画素（Ｐ２）の第２検査画素（Ｋ２）の明るさを比較し、以降、同様に順次に比較を行い、着色画素（Ｐ１）に対する着色画素（Ｐ２）の欠陥の有無を識別する。

図５においては、着色画素（Ｐ１）の第ｉ検査画素（Ｋｉ）の明るさと、着色画素（Ｐ２）の第ｉ検査画素（Ｋｉ）の明るさの差が大きいために欠陥と識別されることになる。この明るさは、検査カメラが再現する輝度範囲を、例えば、８ビット（２５６）にて区分した２５６段階で表示した数値を用い、その数値の差が、予め設定した閾値以上であるとき、着色画素（Ｐ２）の第ｉ検査画素（Ｋｉ）は欠陥と識別するようにしておく。以降、本発明においては、２５６段階で表示した数値を検査画素の濃度、また、数値の範囲を濃度範囲と称する。

自動外観検査装置で不良欠陥と識別された欠陥は、自動外観検査装置の後工程に設置された、例えば、レビュー装置を使用して、作業員がモニターで欠陥を確認し、不良欠陥であると確定判定するようにしている。
欠陥を不良欠陥と識別する規格は、例えば、欠陥面積、欠陥長さなどの項目についてであり、得意先、品目により規定されている。作業員は、予め、自動外観検査装置に規定された欠陥面積閾値、及び規定された欠陥長さ閾値を設定しておき、自動外観検査装置は欠陥を検出した際に、その欠陥面積及び欠陥長さをこれらの閾値と対比し不良欠陥と識別するようになっている。

さて、前記のように、ガラス基板裏面に付着した異物は、洗浄装置により取り除くことができるため、工程内では欠陥の対象から外されている。自動外観検査装置による検査では、このガラス基板裏面に付着した異物の内、ガラス基板表面で、未だ画素が形成されていない画素領域（素ガラス部分）の裏面に付着した異物は検出される。しかし、自動外観検査装置は、検出された異物が、既に画素が形成された画素領域なのか、未だ画素が形成されていない画素領域なのかを認識することはできない。このため、検出された異物がガラス基板裏面に付着した異物であることを特定することはできない。
従って、レビュー装置では、自動外観検査装置が不良欠陥と識別した異物が、ガラス基板裏面に付着した異物であることを確認し、欠陥から除外するといった作業が行われている。

図６は、緑色の着色画素（２２Ｇ）が形成される画素領域（素ガラス部分）に、ガラス基板裏面に付着した異物（Ｄ２）が発生した一例の説明図である。図６は、ガラス基板（２０）上にブラックマトリックス（２１）、赤色の着色画素（２２Ｒ）が順次に形成された段階のものである。緑色の着色画素（２２Ｇ）及び青色の着色画素（２２Ｂ）が形成される画素領域にはガラス基板（２０）が露出している。尚、異物（Ｄ２）はガラス基板の裏面に付着しているが、説明上実線で表している。

図６に示す緑色の着色画素（２２Ｇ）が形成される画素領域の、裏面の異物（Ｄ２）は、自動外観検査装置では欠陥として検出される。しかし、自動外観検査装置は、異物が既に画素が形成された画素領域なのか、未だ画素が形成されていない画素領域なのかを認識することはできない。
つまり、レビュー装置では、自動外観検査装置で検出した異物が、ガラス基板表面に付着した異物であり不良欠陥であるのか、或いは、ガラス基板裏面に付着した異物であり欠陥の対象外であるのか、を確認する負担が残されている。
特許第３２８７８７２号公報

本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、カラーフィルタの製造工程で発生する異物の内、ガラス基板裏面に付着した異物がガラス基板裏面にあることを検査の段階で特定し、工程内では欠陥ではないと識別することのできるカラーフィルタの外観検査方法を提供することを課題とするものである。
これにより、欠陥に該当しない、ガラス基板裏面に付着した異物を有するカラーフィルタを、後工程であるレビュー装置で改めて確認することはなくなり、レビュー装置での負担が低減される。

本発明は、カラーフィルタの異物欠陥を濃度の段階階調として検知するカラーフィルタの外観検査方法であって、カラーフィルタの欠陥の濃度が中間階調の領域にあり、且つその階調を示す数値の最小値が最暗部の濃度範囲になく、しかも該欠陥の周辺部がカラーフィルタの着色層が形成されていないガラス面であることを検知することにより、該欠陥がカラーフィルタのガラス基板裏面に付着した異物と判定し、不良欠陥の識別を解除し、欠陥の対象から外すことを特徴とするカラーフィルタの外観検査方法である。

また、本発明は、カラーフィルタの製造工程で発生する欠陥の検査方法において、
Ａ）予め、１）良品カラーフィルタを検査カメラにて撮像し、撮像した第１色の着色画素における検査画素（良品検査画素）の濃度範囲を設定し、
２）後に、被検査体カラーフィルタを前記検査カメラにて撮像した際に、撮像した着色画素が第１色であることを判定するために必要な第１色の判定閾値として、上記１）で設定した濃度範囲の濃度を有する検査画素（検出検査画素）の数を設定し、
３）上記１）を、第２色の着色画素、第３色の着色画素、ブラックマトリクス、及びガラス基板（未だ着色画素が形成されていない画素領域）の各部位について行い、各々における検査画素（良品検査画素）の濃度範囲を設定し、
４）上記２）を、上記各部位について行い、各々における判定閾値としての検査画素（検出検査画素）の数を設定し、
Ｂ）次に、被検査体カラーフィルタを前記検査カメラにて撮像し、欠陥が不良欠陥と識別された際に、１）不良欠陥を構成する複数の検査画素の濃度を求め、
２）不良欠陥を構成する複数の検査画素の位置情報から、不良欠陥の周囲に一定幅の輪郭部を設定し、輪郭部を構成する複数の検査画素（輪郭検査画素）の各濃度を求め、
Ｃ）次に、前記不良欠陥を構成する複数の検査画素の濃度２５６階調のうちの平均値が４０〜１４０の範囲内にあり、且つ最小値が０〜３０の範囲内にない場合、不良欠陥をガラス基板裏面に付着した異物の候補と判定し、
Ｄ）次に、前記輪郭部を構成する複数の検査画素（輪郭検査画素）の各濃度を、前記Ａ）１）、及び３）にて設定した、第１色の着色画素及び上記各部位の各々の検査画素（良品検査画素）の濃度範囲と対比して、該当する濃度範囲にある濃度を有する検査画素（輪郭検査画素）の数を各々の検査画素（良品検査画素）の濃度範囲毎に集計し、
Ｅ）次に、１）集計して得られた前記ガラス基板の検査画素（良品検査画素）の濃度範囲にある、輪郭部を構成する検査画素（輪郭検査画素）の数が、前記Ａ）４）にて設定した、前記ガラス基板の判定閾値としての検査画素（検出検査画素）の数以上であれば、輪郭部及び不良欠陥は、前記ガラス基板（未だ着色画素が形成されていない画素領域）にあると判定し、
２）不良欠陥をガラス基板裏面に付着した異物の候補から、ガラス基板裏面に付着した異物と確定判定し、不良欠陥の前記識別を解除し、欠陥の対象から外し、
欠陥の検査を行うことを特徴とするカラーフィルタの外観検査方法である。

また、本発明は、上記発明によるカラーフィルタの外観検査方法において、前記不良欠陥の周囲に一定幅の輪郭部における一定幅は、検査画素数で１〜５個の幅であることを特徴とするカラーフィルタの外観検査方法である。

本発明は、Ａ）予め、１）良品カラーフィルタを検査カメラにて撮像し、撮像した着色画素など各部位における検査画素（良品検査画素）の濃度範囲を設定し、２）後に、被検査体カラーフィルタを前記検査カメラにて撮像した際に、撮像した着色画素など各部位を判定するために必要な判定閾値として、上記で設定した各濃度範囲の濃度を有する検査画素（検出検査画素）の数を設定し、Ｂ）次に、被検査体カラーフィルタを撮像し、欠陥が不良欠陥と識別された際に、１）不良欠陥を構成する複数の検査画素の濃度を求め、２）不良欠陥の周囲に一定幅の輪郭部を設定し、輪郭部を構成する複数の検査画素（輪郭検査画素）の各濃度を求め、Ｃ）次に、不良欠陥を構成する複数の検査画素の濃度の平均値が４０〜１４０の範囲内にあり、且つ最小値が０〜３０の範囲内にない場合、不良欠陥をガラス基板裏面に付着した異物の候補と判定し、Ｄ）次に、前記検査画素（輪郭検査画素）の各濃度を、前記Ａ）にて設定した、着色画素など各部位の各々の検査画素（良品検査画素）の濃度範囲と対比して、検査画素（輪郭検査画素）の数を各々の検査画素（良品検査画素）の濃度範囲毎に集計し、Ｅ）次に、１）集計して得られた前記ガラス基板の検査画素（良品検査画素）の濃度範囲にある、検査画素（輪郭検査画素）の数が、前記Ａ）にて設定した、前記ガラス基板の検査画素（検出検査画素）の数以上であれば、輪郭部及び不良欠陥は、前記ガラス基板（未だ着色画素が形成されていない画素領域）にあると判定し、２）不良欠陥をガラス基板裏面に付着した異物の候補から、ガラス基板裏面に付着した異物へと確定判定し、不良欠陥の前記識別を解除し、欠陥の対象から外し、欠陥の検査を行うので、カラーフィルタの製造工程で発生する異物の内、ガラス基板裏面に付着した異物がガラス基板裏面にあることを検査の段階で特定し、工程内では欠陥ではないと識別することのできるカラーフィルタの外観検査方法となる。これにより、欠陥に該当しない、ガラス基板裏面に付着した異物を有するカラーフィルタを、後工程であるレビュー装置で改めて確認することはなくなり、レビュー装置での負担が低減される。

以下に本発明の実施の形態を詳細に説明する。
本発明者は、自動外観検査装置による検査では、１）ガラス基板表面側に発生したレジスト残り、異物などの欠陥は、本発明における検査画素の濃度にて、濃度範囲は０〜３０であり、黒色を呈すること、２）ガラス基板裏面に付着した異物は、ａ）未だ着色画素が形成されていない画素領域（素ガラス部分）の裏面に付着した異物は検出されること、ｂ）本発明における検査画素の濃度にて、濃度範囲は４０〜１４０であり、灰色を呈すること、に着目し、
また、カラーフィルタを検査カメラにて撮像した際に、各色の着色画素、ブラックマトリックスなどにおける検査画素（良品検査画素）の濃度範囲は、各々が重複せずに固有の濃度範囲を有することを利用し、本発明を達成するに至った。

図９は、良品カラーフィルタの着色画素を固体撮像素子を用いた検査カメラにて撮像したカラーフィルタ画像の一例を模式的に示す説明図である。図９に示すように、この良品カラーフィルタは、ブラックマトリックス（２１）が形成され外観検査の終了したガラス基板上に、赤色、緑色、青色の着色画素（２２Ｒ、２２Ｇ、２２Ｂ）が形成された状態のものである。各色の着色画素は、その各々が、図９中、Ｙ軸方向に連続して配設されている。またＸ軸方向には、その各色の連続した列が赤色、緑色、青色の順に繰り返し配設されている。

１個の着色画素は、比較検査のために複数の領域（検査画素）に分割され、分割された検査画素の明るさ（検査カメラへ入射する光の強さ）を比較し検査に用いる。この明るさの程度を表す際には、検査カメラが再現する輝度範囲を、例えば、８ビット（２５６）にて区分した２５６段階で表示した数値が用いられる。本発明においては、この数値を検査画素の濃度と称している。
第１色、例えば、赤色の着色画素の検査画素の明るさは、検査カメラが撮像した赤色の着色画素が分割された検査画素の２５６段階で表示される濃度である。
この濃度は、赤色の着色画素の分光特性と検査カメラの分光感度の積により定まる。

本発明においては、先ず、良品カラーフィルタを検査カメラにて撮像し、撮像した第１色、例えば、赤色の着色画素における検査画素（良品検査画素）の濃度範囲を設定する。表１は、具体的なカラーフィルタの一例における、良品カラーフィルタを構成する赤色の着色画素、緑色の着色画素、青色の着色画素、ブラックマトリクス、及びガラス基板（未だ着色画素が形成されていない画素領域）の濃度範囲を示したものである。表１に示すように、この一例での赤色の着色画素における検査画素（良品検査画素）の濃度は、２５６段階で表示される数値にて、概ね１４１〜１６０の範囲にあるので、１４１〜１６０と設定したものである。

同様に、緑色の着色画素における検査画素（良品検査画素）の濃度範囲は１２１〜１４０と設定し、青色の着色画素における検査画素（良品検査画素）の濃度範囲は１０１〜１２０と設定し、ブラックマトリクスにおける検査画素（良品検査画素）の濃度範囲は８１〜１００と設定し、ガラス基板における検査画素（良品検査画素）の濃度範囲は１６１〜２５５と設定したものである。

また、表２に示すように、被検査体カラーフィルタを撮像した着色画素が赤色であることを判定するために必要な、上記１４１〜１６０の範囲の濃度を有する検査画素（検出検査画素）の数は、精査した結果、５個以上であることを突き止め、赤色の判定閾値として、検査画素（検出検査画素）の数は５個と設定したものである。

同様に、緑色の判定閾値として、検査画素（検出検査画素）の数は５個、青色の判定閾値として、検査画素（検出検査画素）の数は５個、ブラックマトリクスの判定閾値として、検査画素（検出検査画素）の数は５個、ガラス基板の判定閾値として、検査画素（検出検査画素）の数は５個と設定したものである。

表１に示すように、良品カラーフィルタにおける赤色の着色画素、緑色の着色画素、青
色の着色画素、ブラックマトリクス、及びガラス基板の各々の濃度範囲は、相互に重複することなく区分されている。このように各々の濃度範囲が重複せずに明確に区分されていることは、対象となる欠陥が、カラーフィルタを構成するどの部位に発生したものであるかを特定する本発明においては好適なものといえる。

一方、欠陥の濃度範囲に関しては、予め、精査した結果、被検査体カラーフィルタを検査カメラにて撮像した際に、ガラス基板表面に発生するレジスト残り、異物などの欠陥は、検査画素の濃度にて、濃度範囲は０〜３０であるとの知見が得られている。また、ガラス基板裏面に付着した異物は、検査画素の濃度にて、濃度範囲は４０〜１４０であるとの知見が得られている。

本発明によるカラーフィルタの外観検査方法においては、上記検査画素（良品検査画素）の濃度範囲、及び上記検査画素（検出検査画素）の数を設定した後に、被検査体カラーフィルタの検査を行う。
図１０は、上記具体的なカラーフィルタの一例における、被検査体カラーフィルタを検査カメラにて撮像し、欠陥が検出された際のカラーフィルタ画像の一例を示したものである。図１０に示すように、この一例は、ガラス基板（２０）上にブラックマトリックス（２１）、赤色の着色画素（２２Ｒ）が順次に形成された段階のものである。緑色の着色画素（２２Ｇ）及び青色の着色画素（２２Ｂ）の着色画素が形成される画素領域にはガラス基板（２０）が露出している。緑色の着色画素（２２Ｇ）が形成される画素領域（素ガラス部分）に、ガラス基板裏面に付着した異物（Ｄ３）が発生したカラーフィルタを例示したものである。

自動外観検査装置により欠陥として検出された、図１０に示す異物（Ｄ３）は、自動外観検査装置に予め設定した欠陥面積閾値、及び欠陥長さ閾値と対比され、不良欠陥と識別されたものである。
自動外観検査装置は、この段階では、この異物（Ｄ３）を不良欠陥と識別するものの、緑色の着色画素（２２Ｇ）が形成される画素領域（素ガラス部分）に発生した欠陥であるとの特定はしていない。

次に、図１０に示すように、被検査体カラーフィルタを検査カメラにて撮像し、欠陥が検出され、欠陥が不良欠陥と識別された際には、不良欠陥（異物（Ｄ３））を構成する複数の検査画素の濃度を求める。また、不良欠陥（異物（Ｄ３））を構成する複数の検査画素の位置情報から、図１１に示すように、不良欠陥（異物（Ｄ３））の周囲に一定幅（ｋ）の輪郭部（Ｒ３）を設定し、輪郭部（Ｒ３）を構成する複数の検査画素（輪郭検査画素）（Ｅ１〜Ｅｎ）の各濃度を求める。この一定幅（ｋ）は、検査画素数で１〜５個であることが好ましい。検査画素数を多くすると判定の精度は向上するが、５個以内で十分な精度が得られる。

次に、上記により得られた不良欠陥（異物（Ｄ３））を構成する複数の検査画素の濃度の平均値が４０〜１４０の範囲内にあり、且つその最小値が０〜３０の範囲内にない場合、不良欠陥（異物（Ｄ３））をガラス基板裏面に付着した異物の候補と判定する。この判定は、前記、精査した結果から得られた知見を基にしており、この知見は自動外観検査装置に予め設定されている。

次に、上記により得られた検査画素（輪郭検査画素）（Ｅ１〜Ｅｎ）の各濃度を、表１に示す赤色の着色画素、緑色の着色画素、青色の着色画素、ブラックマトリクス、及びガラス基板の各々の検査画素（良品検査画素）の濃度範囲と対比して、該当する濃度範囲にある濃度を有する検査画素（輪郭検査画素）（Ｅ１〜Ｅｎ）の数を各々の検査画素（良品検査画素）の濃度範囲毎に集計する。

表３は、この一例における、該当する濃度範囲にある濃度を有する検査画素（輪郭検査画素）（Ｅ１〜Ｅｎ）の数を各々の検査画素（良品検査画素）の濃度範囲毎に集計したものである。表３に示すように、検査画素（輪郭検査画素）（Ｅ１〜Ｅｎ）の全数は２８個であり、濃度範囲８１〜１００に該当する検査画素（輪郭検査画素）の数は０個、濃度範囲１０１〜１２０に該当する検査画素（輪郭検査画素）の数は０個、以降、０個、３個、２５個であることが示されている。

次に、集計して得られたガラス基板の検査画素（良品検査画素）の濃度範囲（１６１〜２２５）にある、輪郭部（Ｒ３）を構成する検査画素（輪郭検査画素）の数が、表２に示すガラス基板の判定閾値としての検査画素（検出検査画素）の数である５個以上であれば、輪郭部（Ｒ３）及び不良欠陥（異物（Ｄ３））はガラス基板（未だ着色画素が形成されていない画素領域）にあると判定する。

表４は、このような判定を容易に行うために、表２に表３を重ねたものである。表４に示すように、ガラス基板の判定閾値としての検査画素（検出検査画素）の数は５個であるのに対して、検査画素（輪郭検査画素）の数は２５個であるので、輪郭部（Ｒ３）及び不良欠陥（異物（Ｄ３））はガラス基板（未だ着色画素が形成されていない画素領域）にあると判定する。
これにより、不良欠陥（異物（Ｄ３））を、ガラス基板裏面に付着した異物の候補から、ガラス基板裏面に付着した異物へと確定判定し、不良欠陥の前記識別を解除し、欠陥の対象から外す。

自動外観検査装置の一例の概略を示す側面図である。 図１に示す自動外観検査装置の平面図である。 被検査体カラーフィルタ上における、反射用検査カメラと透過用検査カメラによる走査領域を説明する平面図である。 検査カメラにて撮像されたカラーフィルタ画像の一例を模式的に示す説明図である。 （ａ）は、図４に示す左端の赤色の着色画素の点線で囲む部分を拡大した説明図である。（ｂ）は、隣接する赤色の着色画素の点線で囲む部分を拡大した説明図である。 赤色の着色画素に発生した欠陥の一例の説明図である。 液晶表示装置に用いられるカラーフィルタの一例を模式的に示した平面図である。 図７に示すカラーフィルタのＸ−Ｘ’線における断面図である。 良品カラーフィルタの着色画素を固体撮像素子を用いた検査カメラにて撮像したカラーフィルタ画像の一例を模式的に示す説明図である。 被検査体カラーフィルタを検査カメラにて撮像し、欠陥が検出された説明図である。 欠陥を構成する複数の検査画素の位置情報から欠陥の周囲に一定幅の輪郭部を設定する説明図である。

符号の説明

４・・・カラーフィルタ
１０・・・被検査体カラーフィルタ
１１・・・定盤
１２・・・検査ステージ
１３Ａ・・・反射用光源
１３Ｂ・・・透過用光源
１４Ａ・・・反射用検査カメラ
１４Ｂ・・・透過用検査カメラ
１５・・・画像処理装置
２１、４１・・・ブラックマトリックス
２２、４２・・・着色画素
２２Ｒ・・・赤色の着色画素
２２Ｇ・・・緑色の着色画素
２２Ｂ・・・青色の着色画素
２０、４０・・・ガラス基板
４３・・・透明導電膜
Ｄ、Ｄ２・・・欠陥
Ｄ３・・・不良欠陥（ガラス基板裏面に付着した異物）
Ｅ１〜Ｅｎ・・・輪郭部を構成する複数の検査画素（輪郭検査画素）
Ｋ１〜Ｋｎ・・・第１検査画素〜第ｎ検査画素
Ｒ３・・・輪郭部
Ｓｒ・・・反射用検査カメラ及び透過用検査カメラの走査領域

Claims (3)

1. カラーフィルタの異物欠陥を濃度の段階階調として検知するカラーフィルタの外観検査方法であって、カラーフィルタの欠陥の濃度が中間階調の領域にあり、且つその階調を示す数値の最小値が最暗部の濃度範囲になく、しかも該欠陥の周辺部がカラーフィルタの着色層が形成されていないガラス面であることを検知することにより、該欠陥がカラーフィルタのガラス基板裏面に付着した異物と判定し、不良欠陥の識別を解除し、欠陥の対象から外すことを特徴とするカラーフィルタの外観検査方法。
2. カラーフィルタの製造工程で発生する欠陥の検査方法において、
   Ａ）予め、１）良品カラーフィルタを検査カメラにて撮像し、撮像した第１色の着色画素における検査画素（良品検査画素）の濃度範囲を設定し、
   ２）後に、被検査体カラーフィルタを前記検査カメラにて撮像した際に、撮像した着色画素が第１色であることを判定するために必要な第１色の判定閾値として、上記１）で設定した濃度範囲の濃度を有する検査画素（検出検査画素）の数を設定し、
   ３）上記１）を、第２色の着色画素、第３色の着色画素、ブラックマトリクス、及びガラス基板（未だ着色画素が形成されていない画素領域）の各部位について行い、各々における検査画素（良品検査画素）の濃度範囲を設定し、
   ４）上記２）を、上記各部位について行い、各々における判定閾値としての検査画素（検出検査画素）の数を設定し、
   Ｂ）次に、被検査体カラーフィルタを前記検査カメラにて撮像し、欠陥が不良欠陥と識別された際に、１）不良欠陥を構成する複数の検査画素の濃度を求め、
   ２）不良欠陥を構成する複数の検査画素の位置情報から、不良欠陥の周囲に一定幅の輪郭部を設定し、輪郭部を構成する複数の検査画素（輪郭検査画素）の各濃度を求め、
   Ｃ）次に、前記不良欠陥を構成する複数の検査画素の濃度２５６階調のうちの平均値が４０〜１４０の範囲内にあり、且つ最小値が０〜３０の範囲内にない場合、不良欠陥をガラス基板裏面に付着した異物の候補と判定し、
   Ｄ）次に、前記輪郭部を構成する複数の検査画素（輪郭検査画素）の各濃度を、前記Ａ）１）、及び３）にて設定した、第１色の着色画素及び上記各部位の各々の検査画素（良品検査画素）の濃度範囲と対比して、該当する濃度範囲にある濃度を有する検査画素（輪郭検査画素）の数を各々の検査画素（良品検査画素）の濃度範囲毎に集計し、
   Ｅ）次に、１）集計して得られた前記ガラス基板の検査画素（良品検査画素）の濃度範囲にある、輪郭部を構成する検査画素（輪郭検査画素）の数が、前記Ａ）４）にて設定した、前記ガラス基板の判定閾値としての検査画素（検出検査画素）の数以上であれば、輪郭部及び不良欠陥は、前記ガラス基板（未だ着色画素が形成されていない画素領域）にあると判定し、
   ２）不良欠陥をガラス基板裏面に付着した異物の候補から、ガラス基板裏面に付着した異物と確定判定し、不良欠陥の前記識別を解除し、欠陥の対象から外し、
   欠陥の検査を行うことを特徴とするカラーフィルタの外観検査方法。
3. 前記不良欠陥の周囲に一定幅の輪郭部における一定幅は、検査画素数で１〜５個の幅であることを特徴とする請求項２記載のカラーフィルタの外観検査方法。

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