JP2017156517A - Defect mode classification system of display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は表示装置の画素修正装置およびその応用に関し、特に、欠陥モード分類システムに関する。 The present invention relates to a pixel correction device for a display device and its application, and more particularly to a defect mode classification system.
液晶表示装置は、一般に2つの透明基板の間に配置された、カラーフィルタ(Color Filter:CF)および薄膜トランジスタ(Thin Film Transistor:TFT)を含む。 The liquid crystal display device generally includes a color filter (CF) and a thin film transistor (TFT) disposed between two transparent substrates.
液晶表示装置用カラーフィルタ基板の製造工程において、収率を改善するためにカラーフィルタ基板中の欠陥を修正している(特許文献1〜10)。一般に、対向基板に設けられていた液晶表示装置用カラーフィルタは、ガラス基板上に、ブラックマトリックス、着色層、透明導電層、スペーサおよび配向制御用突起が複数の工程で形成されている。カラーフィルタの製造工程において、代表的な不良の一つとして、「異物」が付着する欠陥が挙げられる。この異物には、レジスト材料の硬化片や、摩耗・劣化によって生じる金属片、あるいは埃など様々な種類がある。カラーフィルタ製造の中間工程において欠陥が発生した場合、欠陥部をレーザーで除去した後、各構成層に対応した修正インクを塗布して硬化させることにより良品となる欠陥修正方法がある。また、カラーフィルタの高さのある欠陥に対する修正方法として、”テープ研磨”という手法がある。テープ研磨は、例えば、特許文献1に開示されているように、突起欠陥部を研磨テープで研磨することにより、突起を除去し、良品化する修正方法である。 In the manufacturing process of a color filter substrate for a liquid crystal display device, defects in the color filter substrate are corrected in order to improve the yield (Patent Documents 1 to 10). Generally, in a color filter for a liquid crystal display device provided on a counter substrate, a black matrix, a colored layer, a transparent conductive layer, a spacer, and an alignment control protrusion are formed on a glass substrate in a plurality of steps. In a color filter manufacturing process, one of typical defects is a defect to which “foreign matter” adheres. There are various types of foreign substances such as a cured piece of resist material, a metal piece caused by wear and deterioration, and dust. When a defect occurs in an intermediate process of manufacturing a color filter, there is a defect correction method in which a defective portion is removed by applying a correction ink corresponding to each constituent layer and curing after removing the defective portion with a laser. Further, as a method for correcting a defect having a color filter height, there is a technique called “tape polishing”. For example, as disclosed in Patent Document 1, tape polishing is a correction method in which protrusions are removed with a polishing tape to remove protrusions and make them non-defective.
良品か否かを判断する際に、人(作業者、オペレータ)は、製品情報、欠陥面積、欠陥高さ、透過照明・反射照明による顕微鏡観察の全ての情報から判定を行っているため、稼働率が低下する。 When judging whether or not it is a non-defective product, humans (operators and operators) make judgments based on product information, defect area, defect height, and all information of microscopic observation using transmitted / reflected illumination. The rate drops.
実際に良品化される欠陥は一部(上流の検査機で検出した全欠陥の5%程度)でしかない。自動欠陥検査装置で検出した欠陥のうちから、突起異物を選択する方法は、自動欠陥検査装置によって検出された欠陥を有するカラーフィルタ基板を一度欠陥修正機に投入し、欠陥毎にCCDエリアセンサで欠陥部を撮像し、撮像した画像を確認した後、修正可否を判断しているために、修正可否判断に要する時間がかかっており、稼働率が上げられない。 Only a few defects (about 5% of all defects detected by the upstream inspection machine) are actually good products. The method of selecting the protrusion foreign matter from the defects detected by the automatic defect inspection apparatus is that a color filter substrate having defects detected by the automatic defect inspection apparatus is once inserted into the defect correction machine, and a CCD area sensor is used for each defect. Since it is determined whether or not correction is possible after imaging the defective part and confirming the captured image, it takes time to determine whether or not correction is possible, and the operating rate cannot be increased.
欠陥とされる突起異物は例えば、直径数μm〜10μm以上で高さ数μm〜3μm以上の突起異物である。欠陥の面積は上記自動欠陥検出装置によって検出できるが、突起異物の高さは、上記自動欠陥検出装置では検出できない。近年自動欠陥検出装置に焦点深度を利用した高さ判別の機能を持たせた自動高さ検出装置も開発されているが、高さ判別に要する時間(判定時間)がネックとなって採用には至っていない。 For example, the protruding foreign matter that is a defect is a protruding foreign matter having a diameter of several μm to 10 μm or more and a height of several μm to 3 μm or more. The area of the defect can be detected by the automatic defect detection device, but the height of the protruding foreign matter cannot be detected by the automatic defect detection device. In recent years, an automatic height detection device has also been developed, which has a height discrimination function using depth of focus. However, the time required for height discrimination (judgment time) has become a bottleneck. Not reached.
また、金属異物が欠陥中に含まれる場合、突起欠陥部を修正する研磨テープが金属異物によって切断されてしまうためテープ研磨による欠陥の修正ができない。現在は、顕微鏡画像から人が、金属異物が欠陥中に含まれるか否かを確認することにより修正可否の判断を行っている。 Moreover, when a metal foreign material is contained in a defect, since the polishing tape which corrects a projection defect part will be cut | disconnected by a metal foreign material, the defect correction by tape grinding | polishing cannot be performed. Currently, a person determines whether or not correction is possible by checking whether or not a metal foreign object is included in a defect from a microscope image.
修正後、画素修正装置では、上記に示すように自動欠陥検出装置によって検出された欠陥サイズ(面積)と修正後の突起異物高さとから欠陥の良否判定(OK、NG)を行っている。 After the correction, the pixel correction device determines whether or not the defect is good (OK, NG) from the defect size (area) detected by the automatic defect detection device and the height of the protruding foreign matter after the correction as described above.
さらに、歩留り改善、良品率向上のために、製品情報、欠陥面積、欠陥高さ、透過照明・反射照明による顕微鏡観察の全ての情報から欠陥のモードを特定することで、欠陥の発生した製造工程、装置に対してフィードバックを行っている。 Furthermore, in order to improve yield and yield rate, the defect manufacturing process is identified by identifying the defect mode from all information of product information, defect area, defect height, microscopic observation with transmitted / reflected illumination. , Feedback is provided to the device.
このように表示装置の画素修正装置では、下記(a)〜(c)に示すように人(作業者、オペレータ)による判断が多く、また判断の必要がない欠陥に対しても処理を行っているため、稼働率が上げられないという課題がある。
(1)修正要否判定
− 突起欠陥部のサイズ(面積)、高さ情報及び顕微鏡画像から金属/非金属を判断
→ 高さが規格NGで非金属の欠陥を修正対象
(2)欠陥良否判定
− 突起欠陥部のサイズ(面積)、高さ情報及び顕微鏡画像(欠陥モード)から、欠陥部に対するOK、NGの良否判定
(3)モード分類
− 突起欠陥部のサイズ(面積)、高さ情報及び顕微鏡画像(透過/反射、倍率切替えなど)から、全270モードから該当するモードを選択
顕微鏡画像から得られる情報としては、下記の情報がある。
a.倍率情報:x2、x5、x10、x20、x50など接眼レンズの倍率情報
b.照明情報:透過、反射の被検体に対しての照明の当て方に関する情報
c.焦点情報:顕微鏡のフォーカス位置情報(ジャストフォーカスのポイントからの距離)
d.照度情報:照明の明るさの情報
As described above, in the pixel correction device of the display device, as shown in the following (a) to (c), there are many judgments by humans (operators, operators), and processing is performed even for defects that do not need to be judged. Therefore, there is a problem that the operation rate cannot be increased.
(1) Determination of necessity of correction-Judgment of metal / nonmetal from projection defect size (area), height information and microscopic image → Height of standard NG for nonmetal defect to be corrected (2) Defect quality determination -OK / NG judgment for defect part from size (area), height information and microscopic image (defect mode) of protrusion defect part (3) Mode classification-Size (area) of protrusion defect part, height information and Information obtained from a microscope image (transmission / reflection, magnification switching, etc.) obtained from a selected microscope image by selecting a mode corresponding to all 270 modes includes the following information.
a. Magnification information: magnification information of the eyepiece such as x2, x5, x10, x20, x50 b. Illumination information: Information on how illumination is applied to a transmission / reflection object c. Focus information: Microscope focus position information (distance from the just focus point)
d. Illuminance information: Information on the brightness of the lighting
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、効率的な画素(欠陥)修正作業を行う事が可能となる欠陥モード分類システムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such a problem, and an object of the present invention is to provide a defect mode classification system capable of performing efficient pixel (defect) correction work.
上記課題を解決するための本発明の一局面は、カラーフィルタおよび薄膜トランジスタの画素欠陥モードを分類し、欠陥の修正を行なうための欠陥モード分類システムであって、欠陥モード分類システムは、少なくとも、欠陥のサイズおよび位置情報を取得するための欠陥検査機と、欠陥を異なる撮像条件で撮像可能な撮像手段および前記欠陥の高さ測定手段を備える画素修正装置と、欠陥のモードを特定するためのモード分類器と、欠陥検査機の取得データおよび前記画素修正装置の取得データを、前記モード分類器に転送可能な通信機器とを具備する、欠陥モード分類システムである。 One aspect of the present invention for solving the above problems is a defect mode classification system for classifying pixel defect modes of color filters and thin film transistors and correcting defects, the defect mode classification system including at least a defect A defect inspecting machine for acquiring size and position information, a pixel correcting device including an imaging means capable of imaging a defect under different imaging conditions and a height measuring means of the defect, and a mode for specifying a defect mode A defect mode classification system comprising: a classifier; a communication device capable of transferring acquired data of a defect inspection machine and acquired data of the pixel correction device to the mode classifier.
本発明によれば、効率的な画素(欠陥)修正作業を行う事が可能となる欠陥モード分類システムを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a defect mode classification system that enables efficient pixel (defect) correction work.
図1に、本発明の一実施形態に係る欠陥モード分類システムの概要を示す。欠陥モード分類システムは、カラーフィルタおよび薄膜トランジスタの画素欠陥モードを分類し、欠陥の修正を行なうための欠陥モード分類システムである。欠陥モード分類システムは、少なくとも、欠陥のサイズおよび位置情報を取得するための欠陥検査機と、欠陥を異なる撮像条件で撮像可能な撮像手段および前記欠陥の高さ測定手段を備える画素修正装置と、欠陥のモードを特定するためのモード分類器と、欠陥検査機の取得データおよび画素修正装置の取得データを、モード分類器に転送可能な通信機器とを具備する。 FIG. 1 shows an outline of a defect mode classification system according to an embodiment of the present invention. The defect mode classification system is a defect mode classification system for classifying pixel defect modes of color filters and thin film transistors and correcting defects. The defect mode classification system includes at least a defect inspection machine for acquiring defect size and position information, a pixel correction apparatus including an imaging unit capable of imaging a defect under different imaging conditions, and a height measurement unit of the defect, A mode classifier for specifying a defect mode; and a communication device capable of transferring the acquired data of the defect inspection machine and the acquired data of the pixel correction device to the mode classifier.
図1に示すように、画素修正装置は、上流の欠陥検査機のデータ(欠陥座標、欠陥サイズ(面積))を上位のサーバーから自装置に取込む(ダウンロード)することが可能である。 As shown in FIG. 1, the pixel correction device can take (download) data (defect coordinates, defect size (area)) of an upstream defect inspection machine from its upper server to its own device.
図1に示す画素修正装置は、研磨テープユニット、レーザーリペアユニット、レボルバー式の顕微鏡(x2、x5、x10、x20、x50(5つの倍率))、照明ユニット(透過、反射)、異物高さ測定ユニット(接触式)及びガラス基板ステージを含む。 1 includes a polishing tape unit, a laser repair unit, a revolver microscope (x2, x5, x10, x20, and x50 (5 magnifications)), an illumination unit (transmission and reflection), and foreign object height measurement. A unit (contact type) and a glass substrate stage are included.
照明ユニット及び顕微鏡は、PCまたはコントロールBOX上で切替えができ、PC上に顕微鏡で撮像した欠陥画像を映し出し観察することができる。観察している欠陥が金属異物を含まず、高さだけがある欠陥であれば、研磨テープユニットでテープ研磨を行い、良品に修正することができる。 The illumination unit and the microscope can be switched on the PC or the control BOX, and the defect image captured by the microscope can be projected and observed on the PC. If the observed defect does not include a metal foreign object and has only a height, it can be corrected to a non-defective product by performing tape polishing with a polishing tape unit.
画素修正装置に製品(ガラス基板)投入後に、ガラス基板ステージ上の各ポイント(例えば、□50mm単位)にフォーカスマップを設けることにより、全てのポイントでジャストフォーカスの位置で顕微鏡画像の撮像が可能となる。 After the product (glass substrate) is put into the pixel correction device, a focus map is provided at each point on the glass substrate stage (for example, □ 50 mm unit), so that a microscope image can be taken at the just focus position at all points. Become.
ジャストフォーカスの位置で撮像し、撮像した画像を自動でキャプチャ(静止画)にする機能を設けることで、顕微鏡の画像を自動で保存が可能である。 By providing a function of capturing at the just focus position and automatically capturing the captured image (still image), the microscope image can be automatically stored.
図1の画素修正装置は、顕微鏡の撮像条件(倍率情報、照明情報、焦点情報、照度情報)を下記の通り設定可能である。
倍率情報:x2、x5、x10、x20、x50(5つの倍率)
照明情報:透過、反射(2光学系)
焦点情報:ジャストフォーカスの位置±5mm
※ジャストフォーカスの位置は、最初に設定するフォーカスマップの位置設定で決定される。
照度情報:0〜9999のボリューム値
また、上記に示す全ての情報に対して組合せ可能な機能を有する。
The pixel correction apparatus of FIG. 1 can set the imaging conditions (magnification information, illumination information, focus information, illuminance information) of the microscope as follows.
Magnification information: x2, x5, x10, x20, x50 (5 magnifications)
Illumination information: Transmission, reflection (2 optical systems)
Focus information: Just focus position ± 5mm
* The just focus position is determined by the first focus map position setting.
Illuminance information: Volume value of 0 to 9999, and a function that can be combined with all the information shown above.
画素修正装置は、上流の欠陥検査機のデータ(欠陥座標、欠陥サイズ(面積))及び、自装置で取得したデータ(顕微鏡画像及び顕微鏡の撮像条件)を機械学習、人工知能のアルゴリズムを有した機器(以下、モード分類器と称す)に保存、転送が可能である。 The pixel correction device has machine learning and artificial intelligence algorithms for upstream defect inspection machine data (defect coordinates, defect size (area)) and data (microscope image and microscope imaging conditions) acquired by itself. It can be stored and transferred to a device (hereinafter referred to as a mode classifier).
モード分類器では、事前に対象となる画像及びデータ(教師画像または教師データ)を学習する。
このとき、最低でもN=10のデータで学習を行い、モデルを作成する。
モデルを作成した後、分類対象となる画像及びデータをモデルに入れることで、該当する結果(モード)を出力する。モード分類器の学習機能は、インラインまたはオフラインの何れでも可能である。
The mode classifier learns the target image and data (teacher image or teacher data) in advance.
At this time, learning is performed with at least N = 10 data to create a model.
After creating the model, the image and data to be classified are put into the model, and the corresponding result (mode) is output. The learning function of the mode classifier can be either inline or offline.
本発明の実施形態に係るモード分類器では(1)修正要否判定、(2)欠陥良否判定、(3)モード分類の各々に適応したモデルの作成が可能である。(複数のモデル作成が可能である。) The mode classifier according to the embodiment of the present invention can create a model adapted to each of (1) correction necessity determination, (2) defect quality determination, and (3) mode classification. (Multiple models can be created.)
図2には、モード分類システムの動作フローを示す。モード分類システムの動作は、図2に示すように、初めに、ガラス基板が投入されると、顕微鏡で欠陥を撮像し、任意の条件で自動保存する(S1)。次に、欠陥の画像を処理することによって欠陥部の面積を測定する(S2)。接触式高さ測定機で欠陥の高さを測長する(S3)。修正要否判定を行う(S4)。次に、修正要と判断した対象の欠陥に対して研磨テープ修正を行い(S5)、最後に基板を払い出す。このときのデータの授受に関してはEthernet(登録商標)経由で行うことができる。
また、図2中の(1)修正要否判定、(2)欠陥良否判定、(3)モード分類に関しては、上流の欠陥検査機データ及び画素修正装置のデータをモード分類器で学習させ、学習によって得られたモデルに、対象の画像またはデータを入れて分類を行う。分類を行うことで、(1)に関しては金属、非金属の特定、(2)に関しては欠陥の良否(OK、NG)の判定、(3)に関しては、270のモードから該当するモード1つを出力する。
これにより、人手で判定、判断している項目の自動化を実現し、効率的な画素(欠陥)修正作業を行う事が可能となる。
FIG. 2 shows an operation flow of the mode classification system. As shown in FIG. 2, the operation of the mode classification system is as follows. First, when a glass substrate is inserted, a defect is imaged with a microscope and automatically stored under arbitrary conditions (S1). Next, the area of the defective part is measured by processing the image of the defect (S2). The height of the defect is measured with a contact-type height measuring machine (S3). It is determined whether correction is necessary (S4). Next, the polishing tape is corrected for the target defect determined to be corrected (S5), and finally the substrate is dispensed. Data exchange at this time can be performed via Ethernet (registered trademark).
Further, regarding (1) correction necessity determination, (2) defect quality determination, and (3) mode classification in FIG. 2, the upstream defect inspection machine data and pixel correction device data are learned by the mode classifier, and learning is performed. Classification is performed by putting the target image or data into the model obtained by the above. By classifying (1), it is possible to identify metals and non-metals, (2) to determine the quality of defects (OK, NG), and (3) to select one mode from 270 modes. Output.
As a result, it is possible to automate items that are manually determined and judged, and to perform efficient pixel (defect) correction work.
上記モードは、例えば、以下のように定義できる。
(1)修正要否判定(3モード)
(モード1)黒系の金属(反射で見たときに、黒系の異物の中に金属異物が埋め込まれている)
(モード2)白系の金属(反射で見たときに、透明樹脂系の中に金属異物が埋め込まれている)
(モード3)その他非金属
の3モードに分類される。分類結果に応じて修正要否を判定する。
金属欠陥と同定する際には、例えば、反射画像で輝度値が256階調中200以上あるものを金属欠陥と同定できる。
(b)欠陥良否判定(約20モード)
製品の要求仕様に応じて、例えば、約20モードに分類できる。分類結果に応じて欠陥良否を判定する。
例えば、異物、ホワイトピンホール、膜キズなどである。
(c)モード分類(約270モード)
発生する不良に応じて任意に分類でき、例えば、種別(第一分類)、状態(第二分類)、色(第三分類)等で分類できる。詳細に分類することによって、例えば製造工程の改善等に活用できる。
例えば、RGB工程で発生している不良には、レジストカス(第一分類)−ゲル状(第二分類)−赤色(R)(第三分類)というモードがある。
The mode can be defined as follows, for example.
(1) Correction necessity determination (3 modes)
(Mode 1) Black metal (When viewed by reflection, metal foreign matter is embedded in black foreign matter)
(Mode 2) White metal (when viewed by reflection, metal foreign matter is embedded in the transparent resin system)
(Mode 3) It is classified into other non-metallic three modes. The necessity of correction is determined according to the classification result.
When identifying a metal defect, for example, a reflection image having a luminance value of 200 or more in 256 gradations can be identified as a metal defect.
(B) Defect quality determination (about 20 modes)
Depending on the required specifications of the product, for example, it can be classified into about 20 modes. Defect quality is determined according to the classification result.
For example, foreign substances, white pinholes, film scratches and the like.
(C) Mode classification (about 270 modes)
It can be arbitrarily classified according to the defect that occurs, and for example, it can be classified by type (first classification), state (second classification), color (third classification), and the like. By classifying in detail, for example, it can be used to improve the manufacturing process.
For example, the defects occurring in the RGB process include a mode of resist residue (first classification) -gel (second classification) -red (R) (third classification).
本発明は、カラーフィルタおよび薄膜トランジスタを備える表示装置の製造工程や検査工程に適用できる。 The present invention can be applied to a manufacturing process or an inspection process of a display device including a color filter and a thin film transistor.
Claims (9)
前記欠陥モード分類システムは、少なくとも、
前記欠陥のサイズおよび位置情報を取得するための欠陥検査機と、
前記欠陥を異なる撮像条件で撮像可能な撮像手段および前記欠陥の高さ測定手段を備える画素修正装置と、
前記欠陥のモードを特定するためのモード分類器と、
前記欠陥検査機の取得データおよび前記画素修正装置の取得データを、前記モード分類器に転送可能な通信機器とを具備する、欠陥モード分類システム。 A defect mode classification system for classifying pixel defect modes of color filters and thin film transistors and correcting defects,
The defect mode classification system includes at least:
A defect inspection machine for obtaining the size and position information of the defect;
A pixel correction device including an imaging unit capable of imaging the defect under different imaging conditions and a height measurement unit of the defect;
A mode classifier for identifying the mode of the defect;
A defect mode classification system comprising: a communication device capable of transferring acquired data of the defect inspection machine and acquired data of the pixel correction device to the mode classifier.
前記撮像倍率を可変させる手段と、
透過光学系および反射光学系の2系統で照射可能な照明手段と、
前記撮像手段の焦点位置を可変させる手段と、
前記照明手段の照度を可変させる手段とを具備する、請求項1に記載の欠陥モード分類システム。 The imaging means of the pixel correction device is
Means for varying the imaging magnification;
Illumination means capable of irradiating with two systems of a transmission optical system and a reflection optical system;
Means for varying the focal position of the imaging means;
The defect mode classification system according to claim 1, further comprising means for varying the illuminance of the illumination means.
前記焦点位置を可変させる手段は、ジャストフォーカスに対して±5mm変位可能な機構を有し、
前記照度を可変させる手段は、ボリューム値で0〜9999まで可変な機能を有し、
これらの撮像条件を組み合わせて撮像する機能を有する、請求項2に記載の欠陥モード分類システム。 The means for changing the imaging magnification has a magnification mechanism of x2, x5, x10, x20, x50,
The means for changing the focal position has a mechanism that can be displaced ± 5 mm with respect to the just focus,
The means for varying the illuminance has a variable function from 0 to 9999 in volume value,
The defect mode classification system according to claim 2, which has a function of imaging by combining these imaging conditions.
欠陥部に対しての修正要否判定、欠陥の良否判定、欠陥のモード分類が可能である、請求項5から請求項8のいずれかに記載の欠陥モード分類システム。 The mode classifier is:
The defect mode classification system according to any one of claims 5 to 8, wherein a defect necessity determination, defect quality determination, and defect mode classification are possible for a defective portion.
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