JP2015194348A - 検査システム、検査方法 - Google Patents

Abstract

【課題】透明電極層に積層されたパターンについて、重複領域の検査を好適に行える検査システム等を提供する。
【解決手段】検査システム１は、透明基材１１の両面でＩＴＯによる透明電極層１２上に金属層１３のパターンを形成したフィルム１０の検査を行うものである。検査システム１は、フィルム１０の上面側、下面側に設けられ、フィルム１０に検査光を照射する光源２ａ、２ｂと、フィルム１０の上面側に設けられた撮影装置４と、撮影装置４によるフィルム１０の撮影画像に基づいて金属層１３のパターンの検査を行う検査装置５と、を具備し、光源２ａは検査光として青色光を照射し、検査装置５は、光源２ａから照射されフィルム１０から反射した検査光を撮影装置４で受光して撮影を行った撮影画像に基づいて、両面の金属層１３のパターンの重複領域において、上面の金属層１３のパターンの欠陥３０の検出を行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＩＴＯ(Indium Tin Oxide,酸化インジウム錫)や、その他の材料からなる透明電極層上のパターンの検査を行う検査システムおよび検査方法に関する。

タッチパネルでは、ＩＴＯや、その他の材料からなる透明電極層を表示領域に対応する部分に形成したフィルムが用いられる。この透明電極層は、タッチパネルへの接触を検出するために設けられる。

一方、タッチパネルの表示領域を囲む周辺領域では、透明電極層からの信号を取り出すことが必要なので、上記のフィルムにおいて周辺領域に対応する部分には、透明電極層上に銀合金などの金属層を積層した配線のパターンが設けられる。

金属層のパターンに欠けや抜け（ピンホール）、キズ、断線等の欠陥があり、パターンが形成されない箇所があると、透明電極層からの信号がうまく取り出せない。そこで、フィルムの製造時には、撮影画像に基づく金属層のパターンの検査が行われる。

このような検査の例として、特許文献１には、複数の配線パターンが積層された半導体パッケージ用多層配線基板において、最上層の配線パターンを光学的に抽出する検査装置の例が記載されている。また、特許文献２には、タッチパネルの表示領域のＩＴＯ電極パターンと周辺領域の金属パターンの検査を行う検査装置が記載されている。

特開2006-7826号公報 特開2011-53204号公報

上記のフィルムとしては、タッチパネルの薄型化等の目的から、透明基材の両面に透明電極層や金属層を形成したものが用いられることがある。このようなフィルムの両面の金属層のパターンを検査する場合、これらのパターンの平面上の重複部分とその近傍（以下、重複領域という）の検査が問題となる。

例えば透過光によるフィルムの撮影を行う場合、両面のパターンが検査光を遮蔽するので、撮影画像上では両面のパターンを区別できない。また、重複部分では、一方の面のパターンに前記の欠陥があっても、他方の面のパターンが正常であれば検査光はフィルムを透過せず、欠陥が撮影画像上で現れない。

一方、反射光によるフィルムの撮影を行う場合も、例えば検査光に通常の白色光等を用いると、両面のパターンが検査光を反射するので撮影画像上で両面のパターンを区別するのは難しい。また、重複部分では、一方の面のパターンに前記の欠陥があっても、他方の面のパターンが正常であれば検査光がこのパターンを反射し、この場合も上記の欠陥が撮影画像上で現れにくくなる。

特許文献１、２は、撮影画像からパターンの検査を行うものであるが、上記のような問題を解決するものではなかった。

本発明は、上記の問題に鑑みてなされたもので、透明電極層に積層されたパターンについて、重複領域の検査を好適に行える検査システム等を提供することを目的とする。

前述した課題を解決するための第１の発明は、透明基材の両面の透明電極層上にパターンが形成された被検査物について、前記パターンの検査を行う検査システムであって、前記被検査物の一方の面側に設けられ、前記被検査物に検査光を照射する第１の光源と、前記被検査物の一方の面側に設けられた撮影装置と、前記撮影装置による前記被検査物の撮影画像に基づいて前記パターンの検査を行う検査装置と、を具備し、前記第１の光源は、検査光として青色光を照射し、前記検査装置は、前記第１の光源から照射され前記被検査物から反射した検査光を前記撮影装置で受光して撮影を行った撮影画像に基づいて、両面の前記パターンの重複領域の前記一方の面のパターンにおいて、前記パターンが形成されない欠陥箇所の検出を行うことを特徴とする検査システムである。

青色光を検査光に用いて反射光による被検査物の撮影を行う場合、一方の面のパターンが存在しない箇所や、一方の面のパターンに欠陥がありパターンが形成されない箇所では、他方の面においてこれらの箇所に対応する位置にパターンが形成されている場合でも、透明電極層が青色光を吸収することにより、上記一方の面のパターンとの間で撮影装置での受光量に差が生じ、撮影画像におけるコントラストが大きくなる。従って、撮影画像から一方の面のパターンを抽出しその欠陥を検出するのが容易になる。

前記被検査物の他方の面側に設けられ、前記被検査物に検査光を照射する第２の光源を更に具備し、前記検査装置は、前記第２の光源から照射され前記被検査物を透過した検査光を前記撮影装置で受光して撮影を行った撮影画像に基づいて、前記重複領域以外の前記欠陥箇所の検出を行うことが望ましい。
このように、透過光による被検査物の撮影画像から重複領域以外の検査ができ、重複領域と併せて被検査物全体の検査ができる。また透過光による撮影を行うことで、撮影画像上でコントラストが出やすくなり、パターンの抽出および欠陥の検出に好適である。また撮影装置は共用するので装置も簡易に構成できる。

第２の発明は、透明基材の両面の透明電極層上にパターンが形成された被検査物について、前記パターンの検査を行う検査方法であって、前記被検査物の一方の面側に設けられた第１の光源から、前記被検査物に検査光として青色光を照射し、前記被検査物の一方の面側に設けられた撮影装置が、前記第１の光源から照射され前記被検査物から反射した検査光を受光して撮影を行い、検査装置が、前記第１の光源から照射され前記被検査物から反射した検査光を前記撮影装置で受光して撮影を行った撮影画像に基づいて、両面の前記パターンの重複領域の前記一方の面のパターンにおいて、前記パターンが形成されない欠陥箇所の検出を行うことを特徴とする検査方法である。

前記被検査物の他方の面側に設けられた第２の光源から、前記被検査物に検査光を照射し、前記撮影装置が、前記第２の光源から照射され前記被検査物を透過した検査光を受光して撮影を行い、前記検査装置が、前記第２の光源から照射され前記被検査物を透過した検査光を前記撮影装置で受光して撮影を行った撮影画像に基づいて、前記重複領域以外の前記欠陥箇所の検出を行うことが望ましい。

本発明により、透明電極層に積層されたパターンについて、重複領域の検査を好適に行える検査システム等を提供することができる。

検査システム１を示す図 両面の金属層１３のパターンの重複領域を示す図 反射光による重複領域の撮影画像を模式的に示す図 反射光による重複領域の撮影画像を模式的に示す図 検査光の反射を示す図 検査手順を示すフローチャート 重複領域以外の透過光による撮影画像を模式的に示す図 検査システム１ａを示す図

以下、図面に基づいて本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。

［第１の実施形態］
（１．検査システム）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る検査システム１を示す図である。この検査システム１は、被検査物であるフィルム１０を撮影し、撮影画像に基づいてフィルム１０の検査を行うものであり、光源２ａ、２ｂ、ハーフミラー３、撮影装置４、検査装置５等を有する。

光源２ａ（第１の光源）、２ｂ（第２の光源）はフィルム１０に検査光を照射するものである。光源２ａは反射光によるフィルム１０の撮影を行うために用いられ、フィルム１０の上面（一方の面）側に設けられる。光源２ｂは透過光によるフィルム１０の撮影を行うために用いられ、フィルム１０の下面（他方の面）側に設けられる。

光源２ａ、２ｂには、例えばＬＥＤランプが用いられる。特に本実施形態では、光源２ａとして青色光を照射するものを用いる。青色光は例えば４００ｎｍ〜５００ｎｍの波長範囲の光である。光源２ｂについては、例えば白色光を照射するものを用いることができる。

ハーフミラー３は検査光の反射と透過を行うもので、フィルム１０の上面側に設けられる。ハーフミラー３の上下方向は、フィルム１０の法線方向に対し４５度の角度で傾斜して配置される。

撮影装置４はフィルム１０の撮影を行うものであり、フィルム１０の上面側で、ハーフミラー３の上方に配置される。撮影装置４は、例えばＣＣＤ（Charge Coupled Device）カメラ等の受光部と対物レンズ等を有する。ただし、撮影装置４はフィルム１０を撮影できればよく、これに限ることはない。

検査装置５は、撮影装置４でフィルム１０を撮影した撮影画像を用いてフィルム１０の検査を行うものである。検査装置５としては、制御部、記憶部、通信部等を有する一般的なコンピュータを用いることができる。

本実施形態では、光源２ａ、ハーフミラー３、撮影装置４により、同軸落射照明下でのフィルム１０の撮影が行われる。すなわち、光源２ａはハーフミラー３の側方に設けられており、ハーフミラー３へ向けて検査光ａを照射する。検査光ａはハーフミラー３により下方に反射してフィルム１０に入射する。フィルム１０から反射した検査光ａは、入射時と略同軸上を上方へと向かい、ハーフミラー３を透過して撮影装置４で受光される。これにより反射光によるフィルム１０の撮影が行われる。

一方、光源２ｂはフィルム１０に向かって上方に検査光ｂを照射する。フィルム１０を透過した検査光ｂはハーフミラー３も透過し、撮影装置４で受光される。これにより透過光によるフィルム１０の撮影が行われる。

（２．フィルム１０）
図２はフィルム１０の一部を示す図であり、図２（ａ）はフィルム１０の鉛直方向断面を示す。また、図２（ｂ）はフィルム１０の上面の金属層１３のパターン、図２（ｃ）はフィルム１０の下面の金属層１３のパターンを示す。

フィルム１０はタッチパネルに用いられるもので、ＰＥＴ（Polyethylene
terephthalate）等の樹脂やガラスなどによる透明基材１１の両面に、ＩＴＯからなる透明電極層１２や銀合金などの金属層１３を設けたものである。

前記したように、タッチパネルの表示領域に対応する部分ではフィルム１０に透明電極層１２のみ設けられるが、タッチパネルの表示領域を囲む周辺領域に対応する部分では、図２に示すように、透明電極層１２からの信号を取り出すため、透明電極層１２上に金属層１３のパターンが形成される。

図２では、特にフィルム１０の両面の金属層１３のパターンの重複領域が示されている。ここで、重複領域とは、両面のパターンが厳密に平面上で重なる重複部分だけでなく、その近傍も含んだ領域を指すものとする。

図２の例では、重複領域の一部で、上面の金属層１３のパターンに欠けや抜け（ピンホール）、キズ、断線等の欠陥３０があり、パターンが形成されない箇所がある。

（３．フィルム１０の撮影画像）
図３（ａ）は、光源２ａからの青色光を用いた、反射光によるフィルム１０の撮影画像を模式的に示す図である。この撮影画像では、検査光を反射するフィルム１０の上面の金属層１３のパターン（図２参照）に対応する箇所４１が明るく現れる。

一方、両面に金属層１３のパターンを有しない箇所４２は、光源２ａからの検査光を透過するので暗く現れる。また、本実施形態では、下面にのみ金属層１３のパターンを有する箇所４３、および前記の欠陥３０の箇所も、上記の箇所４２と同程度に暗く現れ、上面の金属層１３のパターンの箇所４１に対するコントラストが大きくなる。

従って、例えば撮影画像に対し二値化等の画像処理を行うことにより、図３（ｂ）に示すようにフィルム１０の上面の金属層１３のパターンの箇所４１を抽出し、図３（ｃ）に示す正のパターンと比較する等によって欠陥３０の検出が行える。

一方、図４（ａ）は、光源２ａからの検査光を白色光とした場合の反射光によるフィルム１０の撮影画像を模式的に示す図である。

この撮影画像では、前記とは異なり、下面にのみ金属層１３のパターンを有する箇所４３、および欠陥３０の箇所が明るく現れる。従って、上面の金属層１３のパターンの箇所４１とのコントラストが小さくなる。

従って、撮影画像に対し二値化等の画像処理を行うと、図４（ｂ）に示すように、上面の金属層１３のパターンに対応する箇所４１だけでなく下面にのみ金属層１３のパターンを有する箇所４３も抽出されたり、欠陥３０が現れなかったりする恐れがある。結果、欠陥３０の検出漏れや、下面にのみ金属層１３のパターンを有する箇所４３が上面の金属層１３のパターンの欠陥と誤認識される要因になる。

このような差が生じるのは、１つにはＩＴＯによる透明電極層１２が青色光を吸収する特性を有しているためである。

すなわち、図５（ａ）の矢印ｃに示すように、下面にのみ金属層１３のパターンを有する箇所４３や欠陥３０の箇所では、検査光ｃがこれらの箇所を透過して下面の金属層１３で反射され、撮影装置４で受光される。検査光ｃは、経路中に存在する透明電極層１２を透過する際に吸収されるので、撮影装置４で受光される量が少なくなり、結果これらの箇所が撮影画像上で暗く現れる。

一方、検査光として白色光を用いた場合、図５（ｂ）に示すように検査光ｄは上記と同様の経路を辿って撮影装置４で受光されるが、経路中の透明電極層１２での吸収量は少なく、撮影画像上では、下面にのみ金属層１３のパターンを有する箇所４３や欠陥３０の箇所も、上面の金属層１３のパターンと同様明るく現れることになる。

（４．検査方法）
以上を踏まえ、検査システム１における検査方法について図６を参照して説明する。図６は検査手順を示すフローチャートである。

本実施形態では、まず、フィルム１０を搬送しながら光源２ａからフィルム１０に青色光による検査光を照射し、撮影装置４にて反射光によるフィルム１０の撮影を行う（Ｓ１）。フィルム１０はリール２１から巻き出されて搬送ローラー２３で搬送され、リール２２で巻き取られる。フィルム１０の撮影画像は検査装置５に送信される。

検査装置５は、反射光によるフィルム１０の撮影画像から、フィルム１０の両面の金属層１３のパターンの重複領域における、フィルム１０の上面の金属層１３のパターンの欠陥３０の検出を行う（Ｓ２）。フィルム１０の撮影画像や欠陥３０の検出方法については前記した通りである。

次に、フィルム１０を先程とは逆方向に搬送しつつ、光源２ｂからフィルム１０に検査光を照射し、撮影装置４にて透過光によるフィルム１０の撮影を行う（Ｓ３）。フィルム１０はリール２２から巻き出されて搬送ローラー２３で搬送され、リール２１で巻き取られる。フィルム１０の撮影画像は検査装置５に送信される。

検査装置５は、透過光によるフィルム１０の撮影画像から、前記した重複領域以外における、フィルム１０の上面の金属層１３のパターンの欠陥３０の検出を行う（Ｓ４）。

図７（ａ）は、重複領域以外のフィルム１０の一部を示す鉛直方向断面図であり、図７（ｂ）は、透過光によるフィルム１０の撮影画像を模式的に示す図である。

透過光による撮影時には、フィルム１０の上面の金属層１３のパターンが光源２ｂからの検査光を遮蔽するので、撮影画像では、上面の金属層１３のパターンに対応する箇所４１が暗く現れる。

一方、両面に金属層１３のパターンを有しない箇所４２と、上面の金属層１３のパターンに欠陥３０が生じている箇所は検査光を透過させるので、撮影画像において明るく現れ、上面の金属層１３のパターンの箇所４１に対するコントラストが大きくなる。従って、前記した重複領域の場合と同様、欠陥３０の検出が行える。

このようにして、フィルム１０の一方の面の金属層１３のパターンについて、重複領域とそれ以外の領域の検査が行われる。本実施形態では、フィルム１０の両面につき上記の検査を行うものとし、フィルム１０の他方の面について検査未実施の場合は（Ｓ５；Ｎｏ）、フィルム１０の上下面を反転した上でリール２１にセットしなおし（Ｓ６）、上記のＳ１〜Ｓ４の処理を繰り返す。こうしてフィルム１０の両面につきＳ１〜Ｓ４の処理を行えば（Ｓ５；Ｙｅｓ）、検査を終了する。

以上説明したように、本実施形態では、青色光を検査光に用いて反射光によるフィルム１０の撮影を行うので、上面の金属層１３のパターンが存在しない箇所や、上面の金属層１３のパターンに欠陥３０がありパターンが形成されない箇所があると、下面においてこれらの箇所に対応する位置にパターンが形成されている場合でも、透明電極層１２が青色光を吸収することにより、上面の金属層１３のパターンとの間で撮影装置４での受光量に差が生じ、撮影画像におけるコントラストが大きくなる。従って、撮影画像から上面の金属層１３のパターンを抽出しその欠陥３０を検出するのが容易になる。

また、本実施形態では、撮影装置４にて透過光によるフィルム１０の撮影を行うことで、重複領域以外の検査ができ、重複領域と併せてフィルム１０全体の検査ができる。透過光による撮影を行う場合は、金属層１３のパターンが検査光をほぼ完全に遮蔽するので、撮影画像上でコントラストが出やすくなり、パターンの抽出および欠陥３０の検出に好適である。また撮影装置４は共用するので装置も簡易に構成できる。ただし、反射光による撮影を行う撮影装置と透過光による撮影を行う撮影装置を分けてもよい。

その他、例えば本実施形態では被検査物をタッチパネルに用いるフィルム１０としたが、被検査物は透明基材１１の両面で透明電極層１２上にパターンが積層されるものであればよく、上記のパターンも金属層１３によるものに限ることはない。

また、本実施形態では、透過光によるフィルム１０の撮影を行うことで、重複領域以外のフィルム１０の上面の金属層１３のパターンの欠陥検出を行ったが、両面の金属層１３のパターンの欠陥検出を同時に行うこともできる。ただし、この場合は検出した欠陥３０がどちらの面の金属層１３のパターンで生じているのか別途調べる必要がある。

さらに、本実施形態では透明電極層１２をＩＴＯからなるものとしたが、透明電極層１２を、青色光を吸収する特性を有するその他の材料から形成する場合もあり、その場合でも本実施形態の検査システム等は有効である。このような材料の例としては、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化錫などの金属の酸化物等がある。

［第２の実施形態］
図８は第２の実施形態に係る検査システム１ａを示す図である。第２の実施形態の検査システム１ａは、重複領域以外のフィルム１０の上面の金属層１３のパターンの欠陥検出（Ｓ３、Ｓ４）を、光源２ａからの反射光による撮影画像から行うものであり、光源２ｂが省略される点で第１の実施形態と異なる。

すなわち、前記の図７（ａ）に示したフィルム１０を反射光によって撮影すると、フィルム１０の上面の金属層１３のパターンが光源２ａからの検査光を反射し、撮影画像上で上面の金属層１３のパターンに対応する箇所４１が明るく現れる。

一方、両面に金属層１３のパターンを有しない箇所４２や上面の金属層１３のパターンに欠陥３０が生じている箇所は検査光を透過するので、撮影画像において暗く現れる。結果、図７（ｂ）の撮影画像と明暗が逆になった撮影画像が得られ、上記の箇所と、上面の金属層１３のパターンに対応する箇所４１との間でコントラストが生じる。

この場合も、前記と同じく欠陥３０の検出を行うことができ、装置構成も簡単であり低コストである利点もある。さらに、一回の走査で、重複領域とそれ以外の領域についてフィルム１０の上面の金属層１３のパターンの検査を行うことも可能である。

以上、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されない。当業者であれば、本願で開示した技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

１、１ａ；検査システム
２ａ、２ｂ；光源
３；ハーフミラー
４；撮影装置
５；検査装置
１０；フィルム
１１；透明基材
１２；透明電極層
１３；金属層
３０；欠陥

Claims (4)

1. 透明基材の両面の透明電極層上にパターンが形成された被検査物について、前記パターンの検査を行う検査システムであって、
   前記被検査物の一方の面側に設けられ、前記被検査物に検査光を照射する第１の光源と、
   前記被検査物の一方の面側に設けられた撮影装置と、
   前記撮影装置による前記被検査物の撮影画像に基づいて前記パターンの検査を行う検査装置と、
   を具備し、
   前記第１の光源は、検査光として青色光を照射し、
   前記検査装置は、前記第１の光源から照射され前記被検査物から反射した検査光を前記撮影装置で受光して撮影を行った撮影画像に基づいて、両面の前記パターンの重複領域の前記一方の面のパターンにおいて、前記パターンが形成されない欠陥箇所の検出を行うことを特徴とする検査システム。
2. 前記被検査物の他方の面側に設けられ、前記被検査物に検査光を照射する第２の光源を更に具備し、
   前記検査装置は、前記第２の光源から照射され前記被検査物を透過した検査光を前記撮影装置で受光して撮影を行った撮影画像に基づいて、前記重複領域以外の前記欠陥箇所の検出を行うことを特徴とする請求項１記載の検査システム。
3. 透明基材の両面の透明電極層上にパターンが形成された被検査物について、前記パターンの検査を行う検査方法であって、
   前記被検査物の一方の面側に設けられた第１の光源から、前記被検査物に検査光として青色光を照射し、
   前記被検査物の一方の面側に設けられた撮影装置が、前記第１の光源から照射され前記被検査物から反射した検査光を受光して撮影を行い、
   検査装置が、前記第１の光源から照射され前記被検査物から反射した検査光を前記撮影装置で受光して撮影を行った撮影画像に基づいて、両面の前記パターンの重複領域の前記一方の面のパターンにおいて、前記パターンが形成されない欠陥箇所の検出を行うことを特徴とする検査方法。
4. 前記被検査物の他方の面側に設けられた第２の光源から、前記被検査物に検査光を照射し、
   前記撮影装置が、前記第２の光源から照射され前記被検査物を透過した検査光を受光して撮影を行い、
   前記検査装置が、前記第２の光源から照射され前記被検査物を透過した検査光を前記撮影装置で受光して撮影を行った撮影画像に基づいて、前記重複領域以外の前記欠陥箇所の検出を行うことを特徴とする請求項３記載の検査方法。

Images