JP4857917B2 - カラーフィルタの外観検査方法及び外観検査装置 - Google Patents

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全域にわたり、一様な状態で発生している広域欠陥である着色画素の色抜けや、２重コートを精度よく容易に検出するカラーフィルタの外観検査方法及び外観検査装置に関する。

図３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４は、図３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３、及び図４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４、及び図５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。
点欠陥には、１）ブラックマトリックスの欠け、着色画素の白抜け（ピンホール）、着色画素のハーフ白抜け、透明導電膜の抜け（ピンホール）などのパターン欠け、２）ブラックマトリックスの残り、着色画素の残り、混色などのパターン残り、３）異物付着（黒欠陥）、４）傷などに大別される。

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ブラックマトリックスの欠け、ブラックマトリックスの残りなどの項目の検査が行われる。また着色画素の形成後には、着色画素の製造中に発生した着色画素の白抜け（ピンホール）、着色画素のハーフ白抜け、着色画素の残り、異物付着（黒欠陥）、色ムラなどの項目の検査が行われる。

上記着色画素の形成後に行われる検査は、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反射検査が行われる。

着色画素の形成後に行われる検査の内、透過検査による外観検査では、上記欠陥項目の内、着色画素の白抜け（ピンホール）、異物付着（黒欠陥）、色ムラ、傷汚れなどの検査が行われる。また反射検査による外観検査では、着色画素のハーフ白抜け、異物付着（黒欠陥）などの検査が行われる。
尚、上記着色画素の形成後に行われる検査においては、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、着色画素の形成後に行われる反射検査にて用いられる自動外観検査装置の一例の概略を示す説明図である。図１に示すように、この自動外観検査装置は、載置台（１１）、ハーフミラー（１２）、光源（１３）、検査カメラ（１４）、画像処理部（１５）で構成されている。以下に、この自動外観検査装置を用いた検査方法について、異物付着（黒欠陥）を例にとり説明する。
光源（１３）から射出された検査光を、ハーフミラー（１２）を介して載置台（１１）に載置されたカラーフィルタ（１０）表面に、上方から垂直に照射する。カラーフィルタ（１０）表面で反射した反射光をハーフミラー（１２）を介して検査カメラ（１４）で受光させ、画像処理部（１５）で処理を行い異物付着（黒欠陥）の良否を識別する、といった検査方法である。

異物付着（黒欠陥）は、赤色、緑色、青色のフィルタ機能を有する着色画素の製造中に、各色の着色画素上に付着した異物、例えば、他色のフォトレジスト微片、自色のフォトレジスト微片、装置内で発生した塵埃、工程内で浮遊する塵埃などである。これらの好ま
しくない異物が付着すると、その部分の濃度は高くなり、黒く観視されるので黒欠陥と称している。

図２（ａ）は、検査カメラ（１４）に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２（ａ）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２（ａ）中、Ｘ軸方向に連続して配設されている。またＹ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。

この検査装置は、異物付着（黒欠陥）がランダムに発生することを前提にして、隣接する着色画素（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２（ａ）中、左端の赤色の着色画素（Ｐ１）の特定箇所（Ｓ１）の明るさ（検査カメラへ入射する反射光の強さ）と、隣接する赤色の着色画素（Ｐ２）の特定箇所（Ｓ１）の明るさの差によって異物付着（黒欠陥）の良否を識別する。

１個の着色画素は、複数の領域（Ｓ１〜Ｓｎ）に分割され、先ず、左端の着色画素（Ｐ１）の第一分割領域（Ｓ１）の明るさと、隣接する着色画素（Ｐ２）の第一分割領域（Ｓ１）の明るさを比較し、次に、着色画素（Ｐ１）の第二分割領域（Ｓ２）の明るさと、着色画素（Ｐ２）の第二分割領域（Ｓ２）の明るさを比較し、続いて、着色画素（Ｐ１）と着色画素（Ｐ２）の第三分割領域（Ｓ３）〜第ｎ分割領域（Ｓｎ）の比較を順次に行い、着色画素（Ｐ１）に対する着色画素（Ｐ２）の異物付着（黒欠陥）の良否を識別する。

検査カメラ（１４）には光検出素子として、例えば、ラインセンサーが装着されており、赤色については、着色画素（Ｐ１）と着色画素（Ｐ２）の第一分割領域（Ｓ１）〜第ｎ分割領域（Ｓｎ）の明るさの比較、着色画素（Ｐ２）と着色画素（Ｐ３）の第一分割領域（Ｓ１）〜第ｎ分割領域（Ｓｎ）の明るさの比較、・・・順次に、着色画素（Ｐｍ−１）と着色画素（Ｐｍ）の第一分割領域（Ｓ１）〜第ｎ分割領域（Ｓｎ）の明るさの比較を白太矢印で示すＸ軸方向へ行う。
同様に、緑色、青色についても上記の検査を行うことによって、カラーフィルタ全域の異物付着（黒欠陥）の検査を行う。
尚、光検出素子がラインセンサーの際には、検査カメラ（１４）にはＹ軸方向への走査が必要となる。

図２（ｂ）は、着色画素（Ｐ２）に異物付着（黒欠陥）（２４）が有る場合の説明図である。図２（ｂ）に示すように、着色画素（Ｐ１）の第一分割領域（Ｓ１）の明るさは、異物付着（黒欠陥）（２４）がないので、正常な明るさであるのに対し、着色画素（Ｐ２）の第一分割領域（Ｓ１）には異物付着（黒欠陥）（２４）が有るために、その明るさは低いものとなる。
この明るさの差が、予め設定した閾値以上であるとき、着色画素（Ｐ２）は異物付着（黒欠陥）の不良と識別される。

図５〜図７は、前記色ムラで代表される広域欠陥における、色ムラ以外の欠陥の例を拡大して示す説明図である。図５に示すように、こ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（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５中、Ｘ軸方向に連続して配設されている。またＹ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。

図５に示すカラーフィルタは、各色の着色画素が所定の位置に形成された正常なカラー
フィルタを表している。図５中、斜線は各色の着色画素の各１層が形成されている状態を表している。

図６は、図５に比較して明らかなように、斜線で示す緑色の着色画素（２２Ｇ）及び青色の着色画素（２２Ｂ）は、所定の位置に形成されているが、赤色の着色画素（２２Ｒ）は所定の位置に形成されていない例である。
図５に示す例は着色画素が３色の例であり、図６に示すように、３色の着色画素の内、ある色の着色画素が所定の位置に形成されていない、色抜け（脱色）と称される欠陥である。

この色抜け（脱色）は、カラーフィルタ全域に発生している広域欠陥の一つであり、カラーフィルタの欠陥としては重欠陥といえる。この色抜け欠陥は、ガラス基板上に着色画素を形成する工程内での、例えば、露光装置において何らかの原因により露光が行われなかった際に、該当するガラス基板を工程内から取り除く作業にミスがあり、未露光の着色フォトレジストが現像処理され、着色画素が形成されない状態のまま、次工程で次色の着色画素が形成されてしまう場合などに発生する。
図６に示すカラーフィルタは、赤色フォトレジストにおいて露光が行われなかった例である。

また、図７は、図５に比較して明らかなように、斜線で示す緑色の着色画素（２２Ｇ）及び青色の着色画素（２２Ｂ）は、所定の位置に形成されているが、赤色の着色画素（２２Ｒ）は２重斜線で示すように、所定の位置に赤色の着色画素（２２Ｒ）の２層が重なった状態に形成されている例である。
図７に示すように、３色の着色画素の内、ある色の着色画素が所定の位置に２重に形成されている、２重コートと称される欠陥である。

この２重コートは、カラーフィルタ全域に発生している広域欠陥の他の一つであり、カラーフィルタの欠陥としては重欠陥といえる。この２重コート欠陥は、ガラス基板上に着色画素を形成する工程内での、例えば、着色フォトレジストの塗布装置において何らかの原因により塗布膜が不良であった際に、該当するガラス基板を工程内から取り除いて着色フォトレジストの塗布膜を剥離除去し、当該塗布装置に再投入するのであるが、再投入時に当該塗布装置とは異なる塗布装置に誤って再投入をしてしまう場合などに発生する。

図７に示すカラーフィルタは、緑色の着色フォトレジストの塗布膜が不良であった例であり、緑色の塗布膜の剥離除去後に、緑色の塗布装置に再投入すべきところ、赤色の塗布装置に誤って再投入をしてしまった例である。

上記色抜けや、２重コートといった広域欠陥を、前記狭域（点）欠陥の検査を行う自動外観検査装置で検出することは困難なことである。自動外観検査装置は、異物付着（黒欠陥）のように、点欠陥がランダムに発生することを前提にして、隣接する着色画素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り、色抜けや、２重コートを比較方式による検査で検出することは難しい。

また、カラーフィルタ上での広い範囲に及ぶ広域欠陥である、前記色ムラを検出する色ムラ検査装置としては、例えば、一定濃度であることが期待されるカラーフィルタ上の部分的な微妙な色の濃度の変化を、その撮像画像から解析、検出する色ムラ検査装置が提案されているが、カラーフィルタ上での広い全域にわたり、同一の一様な状態で発生している色抜けや、２重コートを検出することは困難なことである。
特開平９−１２６９４８号公報 特開２００１−２４２０９３号公報 特開２００１−２４３４７３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外観上の欠陥の内、カラーフィルタ上での広い全域にわたり、一様な状態で発生している広域欠陥である色抜けや、２重コートを精度よく容易に検出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。
また、上記外観検査方法を用いたカラーフィルタの外観検査装置を提供することを課題とする。

本発明は、カラーフィルタの全域に発生する着色画素の色抜け及び２重コートの検査方法において、
Ａ）予め、１）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、撮像した多数個の着色画素から複数個の着色画素で構成する区画を設定し、
２）該区画内の第１色の着色画素を選択し、選択した第１色の着色画素に対応した、前記検査カメラの固体撮像素子の受光素子数を積算して、該区画内の第１色の着色画素に対応した基準素子数（Ｋｉ−１）を設定し、
３）上記２）を、第２色〜第ｎ色の着色画素について行って、該区画内の第２色〜第ｎ色の着色画素に対応した各基準素子数（Ｋｉ−２〜Ｋｉ−ｎ）を設定し、
Ｂ）次に、１）被検査体カラーフィルタの任意の箇所を前記検査カメラにて撮像し、撮像した多数個の着色画素から前記区画を構成する複数個の着色画素と同一複数個の着色画素で構成する区画を設定し、
２）該区画内の前記第１色の着色画素を選択し、選択した第１色の着色画素に対応した、前記検査カメラの固体撮像素子の受光素子数を積算して、該区画内の前記第１色の着色画素に対応した検査素子数（Ｋｅ−１）を算出し、
３）前記検査素子数（Ｋｅ−１）が、基準素子数（Ｋｉ−１）から定めた閾値内であれば、被検査体カラーフィルタは第１色の着色画素において色抜け及び２重コート欠陥のない良品と判定し、該閾値外であれば、被検査体カラーフィルタは第１色の着色画素において色抜け又は２重コート欠陥を有する不良品と判定し、
Ｃ）次に、１）上記Ｂ）−２）を、前記第２色〜第ｎ色の着色画素について行って、該区画内の前記第２色〜第ｎ色の着色画素に対応した各検査素子数（Ｋｅ−２〜Ｋｅ−ｎ）を算出し、
２）上記Ｂ）−３）を、前記第２色〜第ｎ色の着色画素について行って、各検査素子数（Ｋｅ−２〜Ｋｅ−ｎ）が、各基準素子数（Ｋｉ−２〜Ｋｉ−ｎ）から定めた閾値内であれば、被検査体カラーフィルタは各第２色〜第ｎ色の着色画素において色抜け及び２重コート欠陥のない良品と判定し、該閾値外であれば、被検査体カラーフィルタは各第２色〜第ｎ色の着色画素において色抜け又は２重コート欠陥を有する不良品と判定し、
着色画素の色抜け及び２重コート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、閾値が、基準素子数の９０％以上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。

また、本発明は、請求項１又は請求項２記載のカラーフィルタの外観検査を、狭域（点）欠陥検査の前に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、着色画素の色抜け及び２重コートの検査を行うカラーフィルタの外観検査装置であって、
検査を行うための検査載置台と、カラーフィルタを検査部の検査載置台上に精度良く載置
するためのアライメント載置台とを兼ねたアライメント載置台と、透過用光源と、透過用カメラと、画像処理・制御装置に接続し、前記画像処理・制御装置の制御により作動する検出装置とを有し、前記検出装置は、
Ａ）予め、１）検査載置台上に載置した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前記透過用カメラにて撮像し、撮像した多数個の着色画素から複数個の着色画素で構成する区画を設定する設定手段と
２）該区画内の第１色の着色画素を選択し、選択した第１色の着色画素に対応した、前記透過用カメラの固体撮像素子の受光素子数を積算して、該区画内の第１色の着色画素に対応した基準素子数（Ｋｉ−１）を設定する設定手段と
３）上記２）を、第２色〜第ｎ色の着色画素について行って、該区画内の第２色〜第ｎ色の着色画素に対応した各基準素子数（Ｋｉ−２〜Ｋｉ−ｎ）を設定する設定手段と
Ｂ）次に、１）前記良品カラーフィルタに変えて前記検査載置台上に載置した被検査体カラーフィルタの任意の箇所を前記透過用カメラにて撮像し、撮像した多数個の着色画素から前記区画を構成する複数個の着色画素と同一複数個の着色画素で構成する区画を設定し、
２）該区画内の前記第１色の着色画素を選択し、選択した第１色の着色画素に対応した、前記透過用カメラの固体撮像素子の受光素子数を積算して、該区画内の前記第１色の着色画素に対応した検査素子数（Ｋｅ−１）を算出する算出手段と
３）前記検査素子数（Ｋｅ−１）が、基準素子数（Ｋｉ−１）から定めた閾値内であれば、被検査体カラーフィルタは第１色の着色画素において色抜け及び２重コート欠陥のない良品と判定し、該閾値外であれば、被検査体カラーフィルタは第１色の着色画素において色抜け又は２重コート欠陥を有する不良品と判定する判定手段と
Ｃ）次に、１）上記Ｂ）−２）を、前記第２色〜第ｎ色の着色画素について行って、該区画内の前記第２色〜第ｎ色の着色画素に対応した各検査素子数（Ｋｅ−２〜Ｋｅ−ｎ）を算出する算出手段と
２）上記Ｂ）−３）を、前記第２色〜第ｎ色の着色画素について行って、各検査素子数（Ｋｅ−２〜Ｋｅ−ｎ）が、各基準素子数（Ｋｉ−２〜Ｋｉ−ｎ）から定めた閾値内であれば、被検査体カラーフィルタは各第２色〜第ｎ色の着色画素において色抜け及び２重コート欠陥のない良品と判定し、該閾値外であれば、被検査体カラーフィルタは各第２色〜第ｎ色の着色画素において色抜け又は２重コート欠陥を有する不良品と判定する判定手段を設けたことを特徴とする着色画素の色抜け及び２重コートの検査を行うカラーフィルタの外観検査装置である。

本発明によるカラーフィルタの外観検査方法は、予め、良品カラーフィルタを検査カメラにて撮像して検査単位とする区画を設定し、この区画内の着色画素に対応した基準素子数（Ｋｉ−１）を設定し、次に、被検査体カラーフィルタを検査カメラにて撮像して、前記良品カラーフィルタの区画と同一の区画を設定し、この区画内の着色画素に対応した検査素子数（Ｋｅ−１）を算出し、次に、検査素子数（Ｋｅ−１）と基準素子数（Ｋｉ−１）を対比することで色抜け及び２重コートの良否を判定するので、カラーフィルタ上での広い全域にわたり、一様な状態で発生している広域欠陥である色抜けや、２重コートを精度よく容易に検出することができるカラーフィルタの外観検査方法となる。

また、本発明によるカラーフィルタの外観検査方法は、該当する品種の良品カラーフィルタをもとに検査単位とする区画を設定し、この区画内の基準素子数（Ｋｉ−１）と、当該被検査体カラーフィルタの検査素子数（Ｋｅ−１）を対比することで色抜け及び２重コートの良否を判定するので、品種により異なる多様な仕様のカラーフィルタへの適用は容易に行うことができる。

また、本発明においては、基準素子数（Ｋｉ−１）と当該被検査体カラーフィルタの検査素子数（Ｋｅ−１）を対比することで色抜け及び２重コートの良否を判定する場合に、閾値として基準素子数の９０％以上とするので、検査カメラにて区画を設定する際、カラーフィルタと検査カメラの位置関係は位置決めを要しない。
また、本発明によるカラーフィルタの外観検査方法は、外観検査の順序として着色画素の白抜け（ピンホール）や異物付着（黒欠陥）などの狭域（点）欠陥の外観検査よりも前の段階で行うので、重欠陥である色抜け及び２重コート欠陥を早い時点で検出し、排出することができる。

以下に本発明の実施の形態を詳細に説明する。
図８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、撮像した多数個の着色画素から設定した区画の一例を示す説明図である。図８に示す区画は、検査カメラに付随するモニター画面に表示されたものである。この区画は、本発明の検査方法において、良否を判定するためにカラーフィルタ上のサンプル画素を抽出し、検査する際の検査単位となるものである。

図８に示すように、この区画は、ブラックマトリックス（２１）が形成され、ブラックマトリックスの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８中、Ｙ軸方向に連続して２画素配設されている。
またＸ軸方向には、その各色の連続した２画素が赤色、緑色、青色の順に繰り返し配設されている。図８に示す、この良品カラーフィルタは、各色の着色画素が所定の位置に形成された正常なカラーフィルタであり、図８中、斜線は各色の着色画素の各１層が形成されている状態を表している。

検査単位となる区画を構成する着色画素の個数は、特に制約されず、適宜に設定される。また、区画を構成する着色画素の色数は、透過表示用カラーフィルタでは赤色、緑色、青色の３色の場合が多い。１基の表示装置にて、透過表示及び反射表示を併用した表示装置用カラーフィルタでは、例えば、透過表示用に３色、反射表示用に３色の合計６色とな
る。

図８に例として示す区画は、良品カラーフィルタの着色画素を検査カメラにて撮像し、撮像した多数個の着色画素からモニター画面上で１２画素を選択し、区画として設定したものである。

次に、図９は、上記区画内の第１色の着色画素として、赤色（Ｒ）をモニター画面上で選択した状態を表したものであり、赤色の着色画素（２２Ｒ）のみがモニター画面上に表示されている。

次に、良品カラーフィルタの着色画素を撮像した検査カメラの固体撮像素子上の、この第１色（赤色）の着色画素に対応した受光素子数を積算し、基準素子数（Ｋｉ−１）として設定する。図９においては、赤色の着色画素は４個であるので、４個の赤色の着色画素に対応した受光素子数を積算する。
この基準素子数（Ｋｉ−１）は、正常なサイズの着色画素で、正常な膜厚（色濃度）の着色画素が形成されている良品カラーフィルタの検査単位である区画内の、第１色（赤色）の着色画素に対応した受光素子数であり検査基準となるものである。

続いて、第２色〜第ｎ色の着色画素について同様に、区画内の第２色〜第ｎ色の着色画素に対応した各基準素子数（Ｋｉ−２〜Ｋｉ−ｎ）を設定する。
この基準素子数は、カラーフィルタの着色画素のサイズ、撮像倍率、区画内の画素数などにより変動するものであるが、例えば、検査カメラに受光素子数が１Ｍ個程度のエリア型固体撮像素子を用いた際には、４０×１０³ 個程度となる。

また、本願における検査カメラは、正常な膜厚（色濃度）を有する着色画素に対応して受光素子が作動するように調整されているので、例えば、着色画素が色抜けの状態の際には、正常な膜厚（色濃度）を有する着色画素は存在しないために、受光素子は感知せず着色画素に対応した受光素子数はゼロとなる。
また、例えば、着色画素が２重コートの状態の際には、同様に、正常な膜厚（色濃度）を有する着色画素は存在しないために、受光素子は感知せず着色画素に対応した受光素子数はゼロとなる。

次に、図１０は、被検査体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、撮像した多数個の着色画素から設定した区画の一例を示したものである。被検査体カラーフィルタにおける、この区画は、前記良品カラーフィルタの際に検査カメラにて撮像し、撮像した多数個の着色画素から設定した複数個の着色画素と同一の複数個の着色画素で構成する区画である。
図１０に示す区画内の着色画素の個数、色数、配列は、図８に示す区画内の着色画素の個数、色数、配列と同一である。

検査カメラにて被検査体カラーフィルタの着色画素を撮像する際の被検査体カラーフィルタ上の箇所は、特に限定されず任意の箇所でよい。これは、色抜け及び２重コート欠陥は、カラーフィルタ全域に一様に発生する広域欠陥であるためである。

図１０に示す例は、説明上、被検査体カラーフィルタには色抜け及び２重コート欠陥のない、カラーフィルタが良品である場合の例を用いている。
この区画内の、前記良品カラーフィルタの際の第１色の着色画素を選択し、すなわち、赤色の着色画素を選択し、選択した第１色（赤色）の着色画素に対応した、検査カメラの固体撮像素子の受光素子数を積算して、被検査体カラーフィルタにおける区画内の第１色（赤色）の着色画素に対応した検査素子数（Ｋｅ−１）を算出する。

図１１は、設定した区画内の、第１色（赤色）の着色画素に対応した受光素子数を積算した検査素子数（Ｋｅ−１）を示したものである。図１０に示す例は、被検査体カラーフィルタには色抜け及び２重コート欠陥のない、カラーフィルタが良品の例であるので、図１１に示すように、赤色の着色画素に対応した検査素子数（Ｋｅ−１）は、各赤色の着色画素に対応した受光素子数（Ｎ）×４≒４０×１０³ 個となる。すなわち、検査素子数（Ｋｅ−１）≒基準素子数（Ｋｉ−１）であり、図１０に示す被検査体カラーフィルタは、赤色の着色画素において、色抜け及び２重コート欠陥のない良品と判定される。

尚、図１１に示すように、被検査体カラーフィルタの緑色の着色画素、及び青色の着色画素については、検査素子数を算出するための選択を行っていないので、受光素子は感知せず着色画素に対応した受光素子数はゼロとなる。

また、図１２に示す例は、被検査体カラーフィルタにおいて、赤色の着色画素に色抜け欠陥のある場合の例を用いている。前記図１０に示す被検査体カラーフィルタの場合と同様に、この区画は、前記良品カラーフィルタの際に検査カメラにて撮像し、撮像した多数個の着色画素から設定した複数個の着色画素と同一の複数個の着色画素で構成する区画である。
この区画内の、前記良品カラーフィルタの際の第１色の着色画素を選択し、すなわち、赤色の着色画素を選択し、選択した第１色（赤色）の着色画素に対応した、検査カメラの固体撮像素子の受光素子数を積算して、被検査体カラーフィルタにおける区画内の第１色（赤色）の着色画素に対応した検査素子数（Ｋｅ−１）を算出する。

図１２に示す被検査体カラーフィルタにおいては、赤色の着色画素に色抜け欠陥があるので、図１３に示すように、受光素子は感知せず赤色の着色画素に対応した受光素子数はゼロとなる。
各赤色の着色画素に対応した受光素子数（Ｎ＝０）×４＝０個となる。すなわち、検査素子数（Ｋｅ−１）≠基準素子数（Ｋｉ−１）であり、図１２に示す被検査体カラーフィルタは、赤色の着色画素において、色抜け又は２重コート欠陥のある不良品と判定される。

また、図１４に示す例は、被検査体カラーフィルタにおいて、赤色の着色画素に２重コート欠陥のある場合の例を用いている。前記図１２に示す被検査体カラーフィルタにおける色抜け欠陥に代わり、２重コート欠陥があるので、図１５に示すように、受光素子は感知せず赤色の着色画素に対応した受光素子数はゼロとなる。
各赤色の着色画素に対応した受光素子数（Ｎ＝０）×４＝０個となる。すなわち、検査素子数（Ｋｅ−１）≠基準素子数（Ｋｉ−１）であり、図１４に示す被検査体カラーフィルタは、赤色の着色画素において、色抜け又は２重コート欠陥のある不良品と判定される。

上記のように、本発明によるカラーフィルタの外観検査方法は、予め、良品カラーフィルタを検査カメラにて撮像して検査単位とする区画を設定し、この区画内の着色画素に対応した基準素子数（Ｋｉ−１）を設定し、次に、被検査体カラーフィルタを検査カメラにて撮像して、前記良品カラーフィルタの区画と同一の区画を設定し、この区画内の着色画素に対応した検査素子数（Ｋｅ−１）を算出し、次に、検査素子数（Ｋｅ−１）と基準素子数（Ｋｉ−１）を対比することで色抜け及び２重コートの良否を判定するので、カラーフィルタ上での広い全域にわたり、一様な状態で発生している広域欠陥である色抜けや、２重コートを精度よく容易に検出することができる。

また、実際のカラーフィルタの製造においては、カラーフィルタの着色画素のサイズや形状、カラーフィルタの仕上がりサイズ、仕上がりサイズのカラーフィルタを多面付けして製造するガラス基板のサイズなどは、品種により異なり、多様なものである。

本発明によるカラーフィルタの外観検査方法は、該当する品種の良品カラーフィルタをもとに検査単位とする区画を設定し、この区画内の基準素子数（Ｋｉ−１）と、当該被検査体カラーフィルタの検査素子数（Ｋｅ−１）を対比することで色抜け及び２重コートの良否を判定するので、上記品種により異なる多様な仕様のカラーフィルタへの適用は容易に行うことができる。

また、本発明においては、良品カラーフィルタを検査カメラにて撮像して検査単位とする区画を設定する際、及び被検査体カラーフィルタを検査カメラにて撮像して、前記良品カラーフィルタの区画と同一の区画を設定する際のいずれの設定時においても、カラーフィルタと検査カメラの位置関係は位置決めをしていないので、カラーフィルタを撮像する度に撮像される着色画素に対応した受光素子数は変動したものとなる。

この変動量は、中央値の±１０％程度のものである。従って、区画内の基準素子数（Ｋｉ−１）と、当該被検査体カラーフィルタの検査素子数（Ｋｅ−１）を対比することで色抜け及び２重コートの良否を判定する場合には、閾値として基準素子数の９０％以上であることが好ましい。

また、本発明によるカラーフィルタの外観検査方法において対象となる色抜け及び２重コート欠陥は、カラーフィルタ全域にわたり一様な状態で発生する広域欠陥であり、欠陥としては重欠陥といえる。従って、外観検査の順序としては、前記着色画素の白抜け（ピンホール）や、異物付着（黒欠陥）などの狭域（点）欠陥の外観検査よりも前の段階で行うことが好ましい。

図１６は、本発明によるカラーフィルタの外観検査方法を採用した外観検査装置の一例の概略を示す説明図である。図１６は、カラーフィルタの自動外観検査装置（７０）の一例に、本発明による外観検査装置（８０）を組み込んだ例である。図１６中、点線で囲んだ部分が本発明による外観検査装置（８０）の一例である。

元の自動外観検査装置（７０）は、検査部（５０）と基板アライメント部（６０）で構成され、自動外観検査装置（７０）は、着色画素の白抜け（ピンホール）や、異物付着（黒欠陥）などの狭域（点）欠陥の外観検査をする自動外観検査装置である。検査部（５０）は、検査載置台（１１Ａ）、透過用光源（１３Ａ）、透過用検査カメラ（１４Ａ）、反射用光源（１３Ｂ）、反射用検査カメラ（１４Ｂ）、画像処理・制御装置（１６）で構成されている。

透過用光源（１３Ａ）、透過用検査カメラ（１４Ａ）、及び画像処理・制御装置（１６）で着色画素の白抜け（ピンホール）などの透過検査を行い、反射用光源（１３Ｂ）、反射用検査カメラ（１４Ｂ）、及び画像処理・制御装置（１６）で着色画素のハーフ白抜けなどの反射検査を行う。

元の自動外観検査装置（７０）の基板アライメント部（６０）は、アライメント載置台（１１Ｃ）と図示せぬ位置合わせ機構で構成され、カラーフィルタ（１０）を検査部（５０）の検査載置台（１１Ａ）上に精度よく載置するために、自動外観検査装置（７０）の前工程から搬送されて（白太矢印Ｙ１）きたカラーフィルタ（１０）を、基板アライメント部（６０）のアライメント載置台（１１Ｃ）上に一旦載置し、載置した状態で位置合わせ機構により、事前に位置合わせを行う箇所である。

基板アライメント部（６０）で位置合わせされたカラーフィルタ（１０）は、検査部（
５０）に搬送され（白太矢印Ｙ２）、検査載置台（１１Ａ）上に精度よく載置され、検査載置台（１１Ａ）上にて、上記透過検査及び反射検査が行われるようになっている。

図１６に示す、本発明による外観検査装置（８０）は、既存の自動外観検査装置（７０）の基板アライメント部（６０）を活用したものである。これにより、着色画素の白抜け（ピンホール）や異物付着（黒欠陥）などの狭域（点）欠陥の外観検査を行うよりも前の段階で、重欠陥である色抜け及び２重コート欠陥の外観検査をスペースを活用して行うことができる。

図１６に例として示す、本発明による外観検査装置（８０）は、アライメント載置台（１１Ｃ）、透過用光源（１３Ｃ）、透過用検査カメラ（１４Ｃ）、検出装置（１７）、モニター（１８）で構成されている。アライメント載置台（１１Ｃ）は、本発明による検査を行うための検査載置台と、前記カラーフィルタ（１０）を検査部（５０）の検査載置台（１１Ａ）上に精度よく載置するためのアライメント載置台（１１Ｃ）を兼ねている。

本発明における検査は、着色画素の色濃度のコントラストを良好なものとするために、透過検査であることが好ましい。検出装置（１７）は、検査部（５０）の画像処理・制御装置（１６）に接続されており、画像処理・制御装置（１６）の制御により作動するようになっている。検出装置（１７）は、画像処理・制御装置（１６）の指示を受け、検査素子数（Ｋｅ−１）の算出や、検査素子数（Ｋｅ−１）と基準素子数（Ｋｉ−１）を対比し色抜け及び２重コートの良否を判定を行い、その結果を画像処理・制御装置（１６）に伝達する。

図１６に示す、本発明による外観検査装置（８０）を組み込んだ自動外観検査装置（７０）を用い、色抜け及び２重コート欠陥の外観検査を行う手順は、先ず、良品カラーフィルタをアライメント載置台（１１Ｃ）上に載置し、良品カラーフィルタを検査カメラにて撮像して検査単位とする区画を設定し、この区画内の着色画素に対応した基準素子数（Ｋｉ−１）を設定しておく。

次に、図１６に示すように、被検査体カラーフィルタ（１０）をアライメント載置台（１１Ｃ）上に載置し、位置合わせ機構により被検査体カラーフィルタ（１０）の位置合わせを行う。次に、被検査体カラーフィルタ（１０）を透過用検査カメラ（１４Ｃ）にて撮像して、良品カラーフィルタの区画と同一の区画を設定する。検出装置（１７）は、この区画内の着色画素に対応した検査素子数（Ｋ１）を算出し、検査素子数（Ｋｅ−１）と基準素子数（Ｋｉ−１）を対比することで色抜け及び２重コートの良否を判定し、その結果を画像処理・制御装置（１６）に伝達する。

良品の際には、被検査体カラーフィルタ（１０）をアライメント載置台（１１Ｃ）上から検査部（５０）の検査載置台（１１Ａ）上に移載し、検査部（５０）にて引き続き狭域（点）検査をおこなう。
不良の際には、例えば、アラームを発し被検査体カラーフィルタ（１０）は製造ラインから強制排出される。

着色画素の形成後に行われる反射検査にて用いられる自動外観検査装置の一例の概略を示す説明図である。 （ａ）は、検査カメラに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。（ｂ）は、着色画素に異物付着（黒欠陥）が有る場合の説明図である。 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３に示すカラーフィルタのＸ−Ｘ’線における断面図である。 色ムラ以外の広域欠陥の例を拡大して示す説明図である。 色ムラ以外の広域欠陥の例として色抜け欠陥を拡大して示す説明図である。 色ムラ以外の広域欠陥の例として２重コート欠陥を拡大して示す説明図である。 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、撮像した多数個の着色画素から設定した区画の一例を示す説明図である。 区画内の第１色の着色画素として、赤色（Ｒ）をモニター画面上で選択した状態を表したものである。 被検査体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、撮像した着色画素から設定した区画の一例を示したものである。 設定した区画内の、第１色（赤色）の着色画素に対応した受光素子数を積算した検査素子数（Ｋｅ−１）を示したものである。 被検査体カラーフィルタにおいて、赤色の着色画素に色抜け欠陥のある場合の例である。 受光素子数を積算した検査素子数（Ｋｅ−１）を示したものである。 被検査体カラーフィルタにおいて、赤色の着色画素に２重コート欠陥のある場合の例である。 受光素子数を積算した検査素子数（Ｋｅ−１）を示したものである。 本発明によるカラーフィルタの外観検査方法を採用した外観検査装置の一例の概略を示す説明図である。

符号の説明

１０・・・カラーフィルタ（被検査体カラーフィルタ）
１１・・・載置台
１１Ａ・・・検査載置台
１１Ｃ・・・アライメント載置台
１２・・・ハーフミラー
１３・・・光源
１３Ａ・・・透過用光源
１３Ｂ・・・反射用光源
１３Ｃ・・・透過用光源
１４・・・検査カメラ
１４Ａ・・・透過用検査カメラ
１４Ｂ、１４Ｃ・・・反射用検査カメラ
１５・・・画像処理部
１６・・・画像処理・制御装置
１７・・・検出装置
１８・・・モニター
２１、４１・・・ブラックマトリックス
２２、４２・・・着色画素
２４・・・異物付着（黒欠陥）
４０・・・ガラス基板
４３・・・透明導電膜
５０・・・検査部
６０・・・基板アライメント部
７０・・・カラーフィルタの自動外観検査装置
８０・・・本発明による外観検査装置
Ｋｉ−１〜Ｋｉ−ｎ・・・基準素子数
Ｋｅ−１〜Ｋｅ−ｎ・・・検査素子数

Claims (4)

1. カラーフィルタの全域に発生する着色画素の色抜け及び２重コートの検査方法において、
   Ａ）予め、１）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、撮像した多数個の着色画素から複数個の着色画素で構成する区画を設定し、
   ２）該区画内の第１色の着色画素を選択し、選択した第１色の着色画素に対応した、前記検査カメラの固体撮像素子の受光素子数を積算して、該区画内の第１色の着色画素に対応した基準素子数（Ｋｉ−１）を設定し、
   ３）上記２）を、第２色〜第ｎ色の着色画素について行って、該区画内の第２色〜第ｎ色の着色画素に対応した各基準素子数（Ｋｉ−２〜Ｋｉ−ｎ）を設定し、
   Ｂ）次に、１）被検査体カラーフィルタの任意の箇所を前記検査カメラにて撮像し、撮像した多数個の着色画素から前記区画を構成する複数個の着色画素と同一複数個の着色画素で構成する区画を設定し、
   ２）該区画内の前記第１色の着色画素を選択し、選択した第１色の着色画素に対応した、前記検査カメラの固体撮像素子の受光素子数を積算して、該区画内の前記第１色の着色画素に対応した検査素子数（Ｋｅ−１）を算出し、
   ３）前記検査素子数（Ｋｅ−１）が、基準素子数（Ｋｉ−１）から定めた閾値内であれば、被検査体カラーフィルタは第１色の着色画素において色抜け及び２重コート欠陥のない良品と判定し、該閾値外であれば、被検査体カラーフィルタは第１色の着色画素において色抜け又は２重コート欠陥を有する不良品と判定し、
   Ｃ）次に、１）上記Ｂ）−２）を、前記第２色〜第ｎ色の着色画素について行って、該区画内の前記第２色〜第ｎ色の着色画素に対応した各検査素子数（Ｋｅ−２〜Ｋｅ−ｎ）を算出し、
   ２）上記Ｂ）−３）を、前記第２色〜第ｎ色の着色画素について行って、各検査素子数（Ｋｅ−２〜Ｋｅ−ｎ）が、各基準素子数（Ｋｉ−２〜Ｋｉ−ｎ）から定めた閾値内であれば、被検査体カラーフィルタは各第２色〜第ｎ色の着色画素において色抜け及び２重コート欠陥のない良品と判定し、該閾値外であれば、被検査体カラーフィルタは各第２色〜第ｎ色の着色画素において色抜け又は２重コート欠陥を有する不良品と判定し、
   着色画素の色抜け及び２重コート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。
2. 前記閾値が、基準素子数の９０％以上であることを特徴とする請求項１記載のカラーフ
   ィルタの外観検査方法。
3. 請求項１又は請求項２記載のカラーフィルタの外観検査を、狭域（点）欠陥検査の前に行うことを特徴とするカラーフィルタの外観検査方法。
4. 着色画素の色抜け及び２重コートの検査を行うカラーフィルタの外観検査装置であって、
   検査を行うための検査載置台と、カラーフィルタを検査部の検査載置台上に精度良く載置するためのアライメント載置台とを兼ねたアライメント載置台と、透過用光源と、透過用カメラと、画像処理・制御装置に接続し、前記画像処理・制御装置の制御により作動する検出装置とを有し、前記検出装置は、
   Ａ）予め、１）検査載置台上に載置した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前記透過用カメラにて撮像し、撮像した多数個の着色画素から複数個の着色画素で構成する区画を設定する設定手段と、
   ２）該区画内の第１色の着色画素を選択し、選択した第１色の着色画素に対応した、前記透過用カメラの固体撮像素子の受光素子数を積算して、該区画内の第１色の着色画素に対応した基準素子数（Ｋｉ−１）を設定する設定手段と、
   ３）上記２）を、第２色〜第ｎ色の着色画素について行って、該区画内の第２色〜第ｎ色の着色画素に対応した各基準素子数（Ｋｉ−２〜Ｋｉ−ｎ）を設定する設定手段と、
   Ｂ）次に、１）前記良品カラーフィルタに変えて前記検査載置台上に載置した被検査体カラーフィルタの任意の箇所を前記透過用カメラにて撮像し、撮像した多数個の着色画素から前記区画を構成する複数個の着色画素と同一複数個の着色画素で構成する区画を設定し、
   ２）該区画内の前記第１色の着色画素を選択し、選択した第１色の着色画素に対応した、前記透過用カメラの固体撮像素子の受光素子数を積算して、該区画内の前記第１色の着色画素に対応した検査素子数（Ｋｅ−１）を算出する算出手段と、
   ３）前記検査素子数（Ｋｅ−１）が、基準素子数（Ｋｉ−１）から定めた閾値内であれば、被検査体カラーフィルタは第１色の着色画素において色抜け及び２重コート欠陥のない良品と判定し、該閾値外であれば、被検査体カラーフィルタは第１色の着色画素において色抜け又は２重コート欠陥を有する不良品と判定する判定手段と、
   Ｃ）次に、１）上記Ｂ）−２）を、前記第２色〜第ｎ色の着色画素について行って、該区画内の前記第２色〜第ｎ色の着色画素に対応した各検査素子数（Ｋｅ−２〜Ｋｅ−ｎ）を算出する算出手段と、
   ２）上記Ｂ）−３）を、前記第２色〜第ｎ色の着色画素について行って、各検査素子数（Ｋｅ−２〜Ｋｅ−ｎ）が、各基準素子数（Ｋｉ−２〜Ｋｉ−ｎ）から定めた閾値内であれば、被検査体カラーフィルタは各第２色〜第ｎ色の着色画素において色抜け及び２重コート欠陥のない良品と判定し、該閾値外であれば、被検査体カラーフィルタは各第２色〜第ｎ色の着色画素において色抜け又は２重コート欠陥を有する不良品と判定する判定手段を設けたことを特徴とする着色画素の色抜け及び２重コートの検査を行うカラーフィルタの外観検査装置。

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