JP2017156659A - カラーフィルタの欠陥検査装置および欠陥検査方法 - Google Patents

Abstract

【課題】検査対象のカラーフィルタを構成する着色画素の色と欠陥の種類に合せて、欠陥を検出し易い波長領域の光を使用し、欠陥を高感度で検出可能な欠陥検査装置および欠陥検査方法を提供することを課題とする。【解決手段】光を照射する光源部４０と、検査対象の着色画素を透過した光源部からの光を撮像して撮像データを取得する撮像部５０と、記憶部６１と、撮像データ処理部６２と、演算部６３と、操作部６４と、表示部６５と、検査対象の欠陥が白欠陥と黒欠陥の場合とに分け、それらの場合毎に、着色画素の色を識別することによって、光源部から出射する光の色を設定する光源制御部６６と、を備えた制御ユニット６０と、を備えており、白欠陥を検査する場合は、光源部から出射される光は着色画素の色と補色関係にある光であり、黒欠陥を検査する場合は、着色画素と同一色または白色であることを特徴とするカラーフィルタの欠陥検査装置。【選択図】図１

Description

本発明は、液晶ディスプレイ用のカラーフィルタの欠陥検査装置および欠陥検査方法に関する。

液晶ディスプレイ用のカラーフィルタを製造する際に、カラーフィルタには様々な欠陥が発生する。そのため様々な検査方法や検査装置を使用して、その欠陥を検出している。

検査装置に使用する検査光としては、白色光源または白色光源に補色フィルタを使用した光源を用いて検査を行っている。
白色光は、幅広い波長領域で光強度の分布を有しているため、赤、緑、青の各色の画素に対して、必要な輝度を確保して検査を実施できる。
また、補色光を用いた場合、検査対象の画素を光が通り難くなるため暗くなる。そのため、白欠陥があると目立ち易くなり、検出が容易になる。

補色光を検査に使用した技術としては、例えば、特許文献１には、赤色、緑色、青色の着色画素で構成されるカラーフィルタの製造工程で発生する欠陥、特に、白抜け（ピンホール）を外観検査する際に、その欠陥の検査能力を向上させて検査することができるカラーフィルタの外観検査方法および外観検査装置として、赤色、緑色、青色の着色画素で構成されるカラーフィルタを照射する透過検査用の光源として、赤色、緑色、青色の光を選択的に照射できる光源を用い、赤色の画素を検査する時には緑色と青色の光をカラーフィルタに照射して透過光を撮像して得られた撮像データを比較処理する事によって欠陥の有無を判定し、緑色の画素を検査する時には青色と赤色の光をカラーフィルタに照射して透過光を撮像して得られた撮像データを比較処理する事によって欠陥の有無を判定し、青色の画素を検査する時には赤色と緑色の光をカラーフィルタに照射して透過光を撮像して得られた撮像データを比較処理する事によって欠陥の有無を判定することを特徴とする外観検査方法とその検査方法を使用した外観検査装置が開示されている。

しかしながら、検査する画素の補色光を用いて検査するため、検査対象の画素が暗くなるため、白抜け（ピンホール）は検出し易くなる反面、異物の付着やフィルター層に埋め込まれた黒欠陥は逆に検出し難くなる問題がある。

特開２０１０−２５６１１３号公報

上記の問題点に鑑み、本発明は、検査対象のカラーフィルタを構成する着色画素の色と欠陥の種類に合せて、欠陥を検出し易い波長領域の光を使用し、高感度で欠陥を検出可能とするカラーフィルタの欠陥検査装置およびカラーフィルタの欠陥検査方法を提供することを課題とする。

上記の課題を解決する手段として、本発明の請求項１に記載の発明は、複数の着色画素で構成されたカラーフィルタの欠陥検査装置であって、
カラーフィルタに光を照射する光源部と、
検査対象の着色画素を透過した光源部からの光を撮像して撮像データを取得する撮像部と、
カラーフィルタを光源部と撮像部の間で保持、搬送させる搬送部と、
撮像データを記憶する記憶部と、撮像データ処理部と、演算部と、欠陥検査装置を操作する操作部と、操作部の指示に従って情報を表示する表示部と、検査対象の欠陥が白欠陥と黒欠陥の場合とに分け、それらの場合毎に、着色画素の色を識別することによって、光源部から出射する光の色を設定する光源制御部と、を備えた制御ユニットと、を備えており、
白欠陥を検査する場合は、光源部から出射される光は着色画素の色と補色関係にある光であり、黒欠陥を検査する場合は、光源部から出射される光は着色画素と同一色または白色であることを特徴とするカラーフィルタの欠陥検査装置である。

また、請求項２に記載の発明は、前記光源部が、検査対象の前記着色画素の色と補色関係にある光を出射する第一光源と、前記着色画素の色と同一色または白色の光を出射する第二光源と、を備え、
前記撮像部が、第一光源からの光を撮像する第一撮像部と、第二光源からの光を撮像する第二撮像部と、を備えていることを特徴とする請求項１に記載のカラーフィルタの欠陥検査装置である。

また、請求項３に記載の発明は、前記光源部の光源が、赤色発光ダイオードと、緑色発光ダイオードと、青色発光ダイオードと、を備えていることを特徴とする請求項２に記載のカラーフィルタの欠陥検査装置である。

また、請求項４に記載の発明は、複数の着色画素で構成されたカラーフィルタの欠陥検査方法であって、
黒欠陥を検査する工程と、白欠陥を検査する工程と、を備えており、
黒欠陥を検査する工程は、検査対象の着色画素と補色関係にある光をカラーフィルタに照射して、撮像画像データを取得する工程１と、
取得した撮像画像データを記憶する工程２と、
記憶した撮像画像データを比較処理することにより欠陥の有無を判定する工程３と、を備えており、
白欠陥を検査する工程は、検査対象の着色画素と同一色または白色の光をカラーフィルタに照射して、撮像画像データを取得する工程４と、
取得した撮像画像データを記憶する工程５と、
記憶した撮像画像データを比較処理することにより欠陥の有無を判定する工程６と、を備えており、
カラーフィルタの全ての色について、工程１〜工程６を繰り返すことを特徴とするカラーフィルタの欠陥検査方法である。

また、請求項５に記載の発明は、前記黒欠陥を検査する工程と、前記白欠陥を検査する工程と、を同時に実施することを特徴とする請求項４に記載のカラーフィルタの欠陥検査方法である。

本発明のカラーフィルタの欠陥検査装置およびカラーフィルタの欠陥検査方法によれば、黒欠陥を検出し易くするために、検査対象の着色画素の色と同一または白色の光を使用して撮像データを取得し、その撮像データを比較処理する事によって、欠陥を高感度で検出することができる。また白欠陥を検出し易くするために、査対象の着色画素の色と補色関係にある光を使用して撮像データを取得し、その撮像データを比較処理する事によって、欠陥を高感度で検出することができる。

本発明の欠陥検査装置の構成の一例を示す説明図。

＜欠陥検査装置＞
本発明のカラーフィルタの欠陥検査装置を、図１を用いて説明する。
本発明の欠陥検査装置１００は、複数の着色画素で構成されたカラーフィルタの欠陥検査装置であって、カラーフィルタに光を照射する光源部４０と、検査対象の着色画素を透過した光源部４０からの光を撮像して撮像データを取得する撮像部５０と、カラーフィルタを光源部４０と撮像部５０の間で保持、搬送させる搬送部３０と、撮像データを記憶する記憶部６１と、撮像データ処理部６２と、演算部６３と、欠陥検査装置１００を操作する操作部６４と、操作部６４の指示に従って情報を表示する表示部６５と、検査対象の欠陥が白欠陥と黒欠陥の場合とに分け、それらの場合毎に、着色画素の色を識別することによって、光源部４０から出射する光の色を設定する光源制御部６６と、を備えた制御ユニット６０と、を備えている。

白欠陥を検査する場合は、光源部４０から出射される光は着色画素の色と補色関係にある光であり、黒欠陥を検査する場合は、光源部４０から出射される光は着色画素と同一色の光または白色光であることが特徴である。

また、光源部４０は、着色画素の色と補色関係にある光を出射する第一光源４０Ａと着色画素の色と同一色の光または白色光を出射する第二光源４０Ｂの２つの光源を備えていても良いし、赤、緑、青の各色の光を発光可能な１つの光源であっても良い。
後者の場合は、着色画素の色と補色関係にある光、および着色画素の色と同一色の光または白色光を、時分割制御して切り替えることが可能にしておけば良い。

また、撮像部５０は、被検査物のカラーフィルタ１０の全幅（カラーフィルタ１０の搬送方向に直交する方向の長さ）に亘って撮像できるようになっていれば良い。図１に例示したように、第一光源４０Ａからの光を撮像する第一撮像装置５０Ａと、第二光源４０Ｂからの光を撮像する第二撮像装置５０Ｂを備えていても良いし、更に多数の撮像装置を備えていても良い。第一光源４０Ａからの光と第二光源４０Ｂからの光を時分割的に制御して、１台の撮像装置で撮像できるようにしても良い。

以下に、本発明の欠陥検査装置および欠陥検査方法について図１を用いて更に詳しく説明する。
（搬送部）
本発明の欠陥検査装置１００の搬送部３０は、被検査物であるカラーフィルタ１０を保持し、光源部４０と撮像部５０の間を搬送する手段である。図１にはロールコンベアを例示したが、搬送用ステージ上にカラーフィルタ１０を載置して搬送用ステージを搬送させる手段であっても良い。またはカラーフィルタ１０を固定し、光源部４０と撮像部５０を移動させる仕組みであっても良い。搬送部３０には、カラーフィルタ１０の受け渡し機構およびアライメント機構が備えられている。

（光源部）
光源部４０は、図１に例を示すように、被検査物であるカラーフィルタ１０を搬送する搬送部３０の下方に設けられており、カラーフィルタ１０の裏面に下方から垂直に透過検査光を照射する。

光源部４０は、赤色、緑色、青色の光を発光する光源を選択し、組み合わせた透過検査
光を照射できるようになっている。例えば、各色の単色、各２色の組合せ、全３色の組合せ（白色）、などの透過検査光を照射できる。また各光源は、それらの発光面を撮像部５０に向けて均等に分散して配置されている。

光源を選択し、組み合わせることによって、透過検査光を、白欠陥の検査の場合は、検査対象の着色画素の色と補色関係にある光にし、黒欠陥の検査の場合は、検査対象の着色画素の色と同一色または白色の光にする操作は、制御ユニット６０に備えられた光源制御部６６が行う。

光源部４０の具体的な光源としては、赤色、緑色、青色の光源を使用できる。例えば、ピーク波長６３０ｎｍの赤色発光ダイオード、ピーク波長５２０ｎｍの緑色発光ダイオード、ピーク波長４６０ｎｍの青色発光ダイオード、などを例示することができる。

また、図１には光源部４０が第一光源４０Ａと第二光源４０Ｂの２つの光源を備えた場合を例示しているが、これに限定する必要はない。更に多数の光源を備えていても良いし、一つの光源であっても良い。

（撮像部）
本発明の欠陥検査装置１００の撮像部５０は、図１に例を示すように、被検査物であるカラーフィルタ１０を搬送する搬送部３０の上方に設けられており、カラーフィルタ１０を透過した透過光を撮像し、その撮像データを、制御ユニット６０を構成する撮像データ処理部６２に送る。撮像データ処理部６２では、送られて来た撮像データを処理し、欠陥を判定する。

撮像部５０は、図１には第一撮像装置５０Ａと第二撮像装置５０Ｂの２台の撮像装置からなる場合を例示したが、これに限定する必要はない。更に多数の撮像装置を備えていても良いし、一台の撮像装置であっても良い。ただし、撮像部５０がカラーフィルタ１０の搬送方向に直交する全幅に亘って一度に撮像できることが望ましい。１台の撮像装置でカラーフィルタ１０の全幅を２回以上に分割して撮像することも可能である。

しかしながら、欠陥検査装置の処理時間を短縮するため、一度に撮像できるようにする必要があるため、１台の撮像装置が撮像可能な範囲に合せて、必要な台数を、カラーフィルタ１０の幅方向に並列に設置することが望ましい。

（制御ユニット）
本発明の欠陥検査装置１００の制御ユニット６０は、記憶部６１と、撮像データ処理部６２と、演算部６３と、操作部６４と、表示部６５と、光源制御部６６と、を備えている。

記憶部６１は、ハードディスクドライブ、磁気ディスク装置、半導体記憶装置などの記憶装置である。
操作部６４は、キーボード、マウス、各種ボタンなどである。
表示部６５は、モニタ、表示ランプなどである。
撮像部５０で取得された撮像データは、撮像データ処理部６２で処理される。撮像データ処理部６２図示していない比較処理部と、２値化処理部と、欠陥検出部と、判定部と、を備えている。

撮像部５０、光源部４０、搬送部３０は、制御ユニット６０に接続されており、演算部６３からの信号によって制御される。また、撮像部５０、光源部４０、搬送部３０等の制御は、演算部６３によるソフトウェア制御でなく、それぞれ専用のハードウェア制御であっても良い。

＜欠陥検査方法＞
次に、本発明のカラーフィルタの欠陥検査方法について、説明する。
本発明の欠陥検査方法は、複数の着色画素で構成されたカラーフィルタの欠陥検査方法である。

本発明の欠陥検査方法は、黒欠陥を検査する工程と、白欠陥を検査する工程と、を備えている。
黒欠陥を検査する工程は、検査対象の着色画素と補色関係にある光をカラーフィルタに照射して、撮像部により撮像データを取得する工程１と、取得した撮像データを記憶部に記憶する工程２と、記憶した撮像データを比較処理することにより欠陥の有無を判定する工程３と、を備えており、白欠陥を検査する工程は、検査対象の着色画素と同一色または白色の光をカラーフィルタに照射して、撮像データを取得する工程４と、取得した撮像データを記憶する工程５と、記憶した撮像データを比較処理することにより欠陥の有無を判定する工程６と、を備えており、カラーフィルタを構成する全ての色について、工程１〜工程６を繰り返す。

（黒欠陥を検査する工程）
黒欠陥を検査する工程では、着色画素の色と補色関係にある光を光源部がカラーフィルタに照射する。光源部から発せられる色は、光源制御装置によって制御することができる。

カラーフィルタに照射され、透過してくる透過検査光を撮像部が撮像して撮像データを取得し、その撮像データを制御ユニットの記憶部に記憶する。撮像データ処理部の比較処理部は、隣接する同じ色の着色画素の撮像データを比較し、判定部は欠陥を判定する。
このようにして順次、撮像データを取得し、記憶し、欠陥を判定し、その結果を記憶することを繰り返すことによってカラーフィルタの欠陥検査を実施する。

（白欠陥を検査する工程）
白欠陥を検査する工程では、着色画素と同一色光または白色光をカラーフィルタに照射することにより、黒欠陥を検査する工程におけるのと同様にして、白欠陥の有無を判定することが可能である。

また本発明の欠陥検査方法は、黒欠陥を検査する工程と白欠陥を検査する工程を同時に実施しても良い。

１０・・・カラーフィルタ
３０・・・搬送部
４０・・・光源部
４０Ａ・・・第一光源
４０Ｂ・・・第二光源
５０・・・撮像部
５０Ａ・・・第一撮像装置
５０Ｂ・・・第二撮像装置
６０・・・制御ユニット
６１・・・記憶部
６２・・・撮像データ処理部
６３・・・演算部
６４・・・操作部
６５・・・表示部
６６・・・光源制御部
１００・・・欠陥検査装置

Claims (5)

1. 複数の着色画素で構成されたカラーフィルタの欠陥検査装置であって、
   カラーフィルタに光を照射する光源部と、
   検査対象の着色画素を透過した光源部からの光を撮像して撮像データを取得する撮像部と、
   カラーフィルタを光源部と撮像部の間で保持、搬送させる搬送部と、
   撮像データを記憶する記憶部と、撮像データ処理部と、演算部と、欠陥検査装置を操作する操作部と、操作部の指示に従って情報を表示する表示部と、検査対象の欠陥が白欠陥と黒欠陥の場合とに分け、それらの場合毎に、着色画素の色を識別することによって、光源部から出射する光の色を設定する光源制御部と、を備えた制御ユニットと、を備えており、
   白欠陥を検査する場合は、光源部から出射される光は着色画素の色と補色関係にある光であり、黒欠陥を検査する場合は、光源部から出射される光は着色画素と同一色または白色であることを特徴とするカラーフィルタの欠陥検査装置。
2. 前記光源部が、検査対象の前記着色画素の色と補色関係にある光を出射する第一光源と、前記着色画素の色と同一色または白色の光を出射する第二光源と、を備え、
   前記撮像部が、第一光源からの光を撮像する第一撮像部と、第二光源からの光を撮像する第二撮像部と、を備えていることを特徴とする請求項１に記載のカラーフィルタの欠陥検査装置。
3. 前記光源部の光源が、赤色発光ダイオードと、緑色発光ダイオードと、青色発光ダイオードと、を備えていることを特徴とする請求項２に記載のカラーフィルタの欠陥検査装置。
4. 複数の着色画素で構成されたカラーフィルタの欠陥検査方法であって、
   黒欠陥を検査する工程と、白欠陥を検査する工程と、を備えており、
   黒欠陥を検査する工程は、検査対象の着色画素と補色関係にある光をカラーフィルタに照射して、撮像画像データを取得する工程１と、
   取得した撮像画像データを記憶する工程２と、
   記憶した撮像画像データを比較処理することにより欠陥の有無を判定する工程３と、を備えており、
   白欠陥を検査する工程は、検査対象の着色画素と同一色または白色の光をカラーフィルタに照射して、撮像画像データを取得する工程４と、
   取得した撮像画像データを記憶する工程５と、
   記憶した撮像画像データを比較処理することにより欠陥の有無を判定する工程６と、を備えており、
   カラーフィルタの全ての色について工程１〜工程６を繰り返すことを特徴とするカラーフィルタの欠陥検査方法。
5. 前記黒欠陥を検査する工程と、前記白欠陥を検査する工程と、を同時に実施することを特徴とする請求項４に記載のカラーフィルタの欠陥検査方法。

Images