JP5316198B2 - 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、カラーフィルタの白抜け欠陥を検査する際に、その欠陥の検出能力を向上させて検査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。

液晶表示装置に用いられる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、次に、ブラックマトリックスが形成されたガラ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、フォトスペーサー、配向制御用突起などを順次に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は遮光性を有し、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の形成は、例えば、黒色感光性樹脂を用いたフォトリソグラフィ法によって形成するといった方法がとられている。

また、着色画素は、例えば、赤色、緑色、青色の色再現のフィルタ機能を有するものであり、このブラックマトリックスが形成されたガラス基板上に、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の塗布膜を設け、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、透明導電膜の形成は、着色画素及びブラックマトリックスが形成されたガラス基板上に、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。

また、フォトスペーサー、及び配向制御用突起などの形成は、上記ブラックマトリックス、或いは着色画素の形成と同様にフォトリソグラフィ法によって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。また、狭域（点）欠陥は、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。

上記検査には、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種の検査がある。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）、反射光源（１３Ａ）、反射撮像カメラ（１４Ａ）、透過光源（１３Ｂ）、透過撮像カメラ（１４Ｂ）、撮像データ処理部（１５）などからなる制御ユニット（１６）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撮像カメラ（１４Ａ）で受光させ、その撮像データを制御ユニット（１６）の撮像データ処理部（１５）へと伝送する。
また、透過光源（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撮像カメラ（１４Ｂ）で受光させ、その撮像データを撮像データ処理部（１５）へと伝送する。撮像データ処理部（１５）では伝送された撮像データを処理し欠陥を判定する。制御ユニット（１６）の演算部は、撮像カメラ、光源などを制御する。記憶部は撮像データ及び欠陥の座標データなど欠陥情報を保存する。

図２に示すように、この一例における反射撮像カメラ（１４Ａ）は、反射撮像カメラ（１）（１４Ａ（１））〜反射撮像カメラ（８）（１４Ａ（８））の８個の反射撮像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、反射光源（１３Ａ）は、反射光源（１）（１３Ａ（１））〜反射光源（８）（１３Ａ（８））の８個の反射光源で構成されており、上記反射撮像カメラ（１）（１４Ａ（１））〜反射撮像カメラ（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、透過撮像カメラ（１４Ｂ）は、透過撮像カメラ（１）（１４Ｂ（１））〜透過撮像カメラ（８）（１４Ｂ（８））の８個の透過撮像カメラで構成されており、上記反射撮像カメラ（１）（１４Ａ（１））〜反射撮像カメラ（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、透過光源（１３Ｂ）は、透過光源（１）（１３Ｂ（１））〜透過光源（８）（１３Ｂ（８））の８個の透過光源で構成されており、各々が定盤（１１）の下方にて透過撮像カメラ（１）（１４Ｂ（１））〜透過撮像カメラ（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。
この反射光源及び透過光源の光源としては、可視領域にて略等しい相対強度をもつ白色光源が広く用いられている。

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、反射撮像カメラ（１４Ａ）及び透過撮像カメラ（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、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。
反射撮像カメラ（１４Ａ）及び透過撮像カメラ（１４Ｂ）の撮像素子としては、例えば、ラインセンサーが用いられることが多い。

図３は、撮像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３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３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４（ａ）は、図３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４（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、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（比較処理）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（撮像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判定する。

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領域を着色画素上の検査画素と称する。また、例えば、欠陥を複数に分割した際には、その１領域を欠陥の検査画素と称する。

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）の欠陥の有無を判定する。

図４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判定されることになる。この明るさは、撮像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）の明るさの差が大きな複数の第ｉ検査画素（Ｋｉ）で構成される領域を欠陥と判定するようにしておく。

自動外観検査装置で検出された欠陥は、例えば、自動外観検査装置の後工程に設置された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することができる。
図５は、作業員が欠陥を確認する際に使用するレビュー装置の一例の概略を示す側面図である。図５に示すように、このレビュー装置は、定盤（１１）、検査ステージ（１２）、顕微鏡（１４Ｃ）、モニター（１７）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、定盤（１１）上で静止した状態で欠陥の確認を受ける。レビュー装置は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向への移動機構（図示せず）によって、定盤（１１）上方の顕微鏡（１４Ｃ）を任意のＸＹ座標位置へ移動させることが出来るようになっている。

レビュー装置は、通信手段によって自動外観検査装置の制御ユニット（１６）に接続されており、制御ユニット（１６）に保存された、前記欠陥の座標データを基に、顕微鏡（１４Ｃ）をカラーフィルタ（被検査体）（１０）上の欠陥上方の位置に移動させることが出来るようになっている。

顕微鏡（１４Ｃ）は、撮像素子としてエリアセンサーを備えており、内蔵する照明装置からの検査光をカラーフィルタ（被検査体）（１０）に照射し、オートフォーカスで焦点を合わせ欠陥の映像を取得し、取得した映像をモニター（１７）上に表示することができる。
作業員は、レビュー装置のモニター（１７）上に表示される映像を観視して、自動外観検査装置が検出した欠陥を確認する。

一般的な着色画素の大きさは、幅（ａ）（６０〜１２０μｍ）×長さ（ｂ）（１００〜３００μｍ）□の大きさであり、修正の対象となる欠陥の大きさは、２０〜１２０μｍφ程度のものである。また、現状の自動外観検査装置は、大きさ略１０μｍφ以上の欠陥を検出できる性能を有したものである。

特開平７−２１８４４８号公報 特開２００７−１９２５６３号公報 特開２００７−１９２６１３号公報 特許第３２８７８７２号公報

本発明は、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、その欠陥の検出能力を向上させて検査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、上記欠陥の検出能力を向上させて検査することのできる外観検査装置を提供することを課題とする。

本発明は、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外観検査装置であって、
前記カラーフィルタを照射する透過検査光源として、赤色、緑色、青色の光を選択的に照射する光源部と、
搬送部の上方に設けられており、カラーフィルタを透過した透過光を撮像する撮像部と、前記カラーフィルタを前記光源部と前記撮像部間で保持、搬送させる搬送部と、
前記撮像部から伝送された撮像データを処理する撮像データ処理部と、
を備える制御ユニットと、を少なくとも具備し、
前記カラーフィルタを
１）前記赤色の着色画素を検査する際には、緑色及び青色の光を前記カラーフィルタに照射し、前記カラーフィルタの透過光を前記撮像部で撮像し、
２）前記緑色の着色画素を検査する際には、青色及び赤色の光を前記カラーフィルタに照射し、前記カラーフィルタの透過光を前記撮像部で撮像し、
３）前記青色の着色画素を検査する際には、赤色及び緑色の光を前記カラーフィルタに照射し、前記カラーフィルタの透過光を前記撮像部で撮像し、
１）から３）より得られた前記赤色、緑色、青色の着色画素の撮像データからＸＹ方向に複数の領域に分割された検査画素を、前記撮像データ処理部で隣接する同じ色の着色画素の検査画素との差分を取る比較処理を行い、所定の閾値を超える明るさを有する前記検査画素を前記着色画素上の欠陥部と判定して、さらに前記欠陥部の検査画素から前記欠陥部の検出サイズを得ることを特徴とする外観検査装置。
である。

また、本発明は、前記赤色、緑色、青色の着色画素内の、対象色の着色画素の検査（対象色検査）と、赤色、緑色、青色の着色画素の検査（通常検査）を行う機能を備えてい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装置である。

また、本発明は、前記赤色、緑色、青色の光を選択的に照射できる光源として、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の３種の発光ダイオードを用いることを特徴とする請求項１および２記載のカラーフィルタの外観検査装置である。

また、本発明は、前記対象色検査と通常検査を、定期的に切り換えて行う機能を備えていることを特徴とする請求項１、請求項２、又は請求項３記載のカラーフィルタの外観検査装置である。

また、本発明は、前記対象色検査と通常検査を、同一のカラーフィルタに対し複数回行う機構を備えていることを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３、又は請求項４記載のカラーフィルタの外観検査装置である。

本発明は、１）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、２）赤色の着色画素を検査する際には、緑色及び青色の光をカラーフィルタ
に照射し、得られ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し、３）緑色の着色画素を検査する際には、青色及び赤色の光をカラーフィルタに照射し、得られ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し、４）青色の着色画素を検査する際には、赤色及び緑色の光をカラーフィルタに照射し、得られ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ので、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、その欠陥の検出能力を向上させて検査する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。

また、本発明は、１）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、２）緑色及び青色の光で得られた撮像データを比較処理し、所定の閾値を超える明るさを有する領域が赤色の着色画素上の欠陥であり、３）青色及び赤色の光で得られた撮像データを比較処理し、所定の閾値を超える明るさを有する領域が緑色の着色画素上の欠陥であり、４）赤色及び緑色の光で得られた撮像データを比較処理し、所定の閾値を超える明るさを有する領域が青色の着色画素上の欠陥であると判定するので、赤色、緑色、青色の着色画素の各々に欠陥部があっても、検査する対象色の着色画素上の欠陥部のみを検出する外観検査方法となる。

また、本発明は、１）透過検査光として、赤色、緑色、青色の光を選択的に照射できる光源部、２）カラーフィルタを透過した透過光を他面側から撮像する撮像部、３）カラーフィルタを光源部と撮像部間で保持、搬送させる搬送部、４）記憶部、撮像データ処理部、演算部、操作部、表示部で構成される制御ユニットを少なくとも具備するので、欠陥の検出能力を向上させて検査することのできる外観検査装置となる。

また、本発明は、赤色、緑色、青色の着色画素内の、対象色の着色画素の検査（対象色検査）と、赤色、緑色、青色の着色画素の検査（通常検査）を行う機能を備えているので、例えば、対象色を稼働している製造工程での欠陥の発生状況を把握と、通常検査を行う製造工程での欠陥の発生状況を把握することが可能な外観検査装置となる。

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一例の平面図である。 検査カメラにて撮像されたカラーフィルタ映像の一例を模式的に示す説明図である。 （ａ）、（ｂ）は、図３に示す着色画素の点線で囲む部分を拡大した説明図である。 欠陥を確認する際に使用するレビュー装置の一例の概略を示す側面図である。 本発明による外観検査装置の一例の概略を示す側面図である。 本発明による外観検査装置の一例の概略を示す平面図である。 （ａ）は、カラーフィルタの分光透過率である。（ｂ）は、発光ダイオードの発光スペクトルである。 上段（ａ）〜（ｃ）は、従来の白色光源を用いた際を説明するものである。下段（ａ）〜（ｃ）は、発光ダイオードの光源を用いた際を説明するものである。 上段（ａ）〜（ｃ）は、赤色の着色画素のみに欠陥部を設けた部分である。中段（ａ）〜（ｃ）は、緑色の着色画素のみに欠陥部を設けた部分である。下段（ａ）〜（ｃ）は、青色の着色画素のみに欠陥部を設けた部分である。 上段（ａ）〜（ｃ）は、赤色の着色画素のみに欠陥部を設けた部分である。中段（ａ）〜（ｃ）は、緑色の着色画素のみに欠陥部を設けた部分である。下段（ａ）〜（ｃ）は、青色の着色画素のみに欠陥部を設けた部分である。

以下に、本発明によるカラーフィルタの外観検査方法及び外観検査装置を、その実施の形態に基づいて説明する。

図６は、本発明による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、この外観検査装置は、光源部（４０）、撮像部（５０）、搬送部（３０）、制御ユニット（６０）で構成されている。
搬送部（３０）上のカラーフィルタ（被検査体）（１０）は、図６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。

光源部（４０）は、搬送部（３０）の下方に設けられており、照射された透過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。光源部（４０）は、赤色、緑色、青色の光を選択し組合わせた透過検査光を照射することができるようになっている。例えば、各色の単色、各２色の組合わせ、全３色の組合わせなど、赤色、緑色、青色の光を選択し組合わせ透過検査光としたものである。

撮像部（５０）は、搬送部（３０）の上方に設けられており、カラーフィルタ（被検査体）（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）へと伝送する。撮像データ処理部（６２）では伝送された撮像データを処理し欠陥を判定する。

本発明における光源部（４０）を構成する赤色、緑色、青色の各色光源としては、各種発光光源を用いることができる。しかし、図７（ｂ）に示すように、赤色、緑色、青色の発光ダイオードの発光スペクトルにおいては、そのピーク波長は、赤色発光ダイオードではピーク波長６３０ｎｍ、緑色発光ダイオードではピーク波長５２０ｎｍ、青色発光ダイオードではピーク波長５６０ｎｍであり、各々、その波長帯域が鋭い立ち上がり特性を示すこと、他の光源よりも狭い波長帯域を示すこと、また、図７（ａ）に示すように、各々、ピーク波長が他の色のフィルタ帯域から外れていることなどからして、自己の色と異なるカラーフィルタの着色画素によって大きく減衰される点で、発光ダイオードを用いることが望ましい。

次に、上記に例示した外観検査装置を用いた、カラーフィルタの外観検査方法の第１例を説明する。この第１例は、従来の外観検査方法と比較して、本発明による外観検査方法は、白抜け（ピンホール）の検出が原理的に著しく向上することを説明する例である。
被検査体としてのカラーフィルタは、赤色、緑色、青色の着色画素で構成されるものであり、その赤色の着色画素に人工的に白抜け（欠陥部）を設けたものを用いている。

また、外観検査装置としては、比較するために、従来の外観検査装置と本発明による外観検査装置の２種の外観検査装置を用いている。従来の外観検査装置には、透過検査光を照射する光源として、可視領域にて略等しい相対強度をもつ白色光源が備えられており、また、本発明による外観検査装置には、上記赤色、緑色、青色の発光ダイオードが光源と
して備えられている。

図９上段（ａ）〜（ｃ）は、従来の白色光源を用いた際を説明するものであり、また、下段（ａ）〜（ｃ）は、赤色、緑色、青色の発光ダイオードの光源を用いた際を説明するものである。上段、下段共に、（ａ）列は、カラーフィルタの着色画素を撮像カメラで撮像した撮像画像、（ｂ）列は、隣接する同色着色画素の明るさを比較処理した画像、（ｃ）列は、２値化処理をした画像を表している。

上段（ａ）は、従来の白色光源を用いた際の撮像画像であるが、上段（ａ）中、符号（２２Ｒ）、（２２Ｇ）、（２２Ｂ）は、各々赤色、緑色、青色の着色画素の撮像画像であり、また、符号（Ｄ１−Ｒａ）は、人工的に赤色の着色画素（２２Ｒ）に設けた白抜け（欠陥部）の撮像画像である。この欠陥部（Ｄ１−Ｒａ）は、３色の着色画素中、赤色の着色画素（２２Ｒ）のみに設けられている。

表１は、この撮像画像の明るさを表したものである。表１中の数値は、撮像カメラが再現する輝度範囲を８ビット（２５６）にて区分した２５６段階を表示した数値であり、数値の大きな方が明るいことを表している。
表１に示すように、赤色の着色画素（２２Ｒ）、緑色の着色画素（２２Ｇ）、青色の着色画素（２２Ｂ）の正常部は、７８〜８８の略等しい明るさとなっている。一方、欠陥部（Ｄ１−Ｒａ）は、２１６であり、その明るさは遙に大きい明るさである。

上段（ｂ）及び（ｃ）は、比較処理及び２値化処理をした画像であるが、各画像では、欠陥部（Ｄ１−Ｒｂ）及び欠陥部（Ｄ１−Ｒｃ）のみが表示されている。上段（ａ）〜（ｃ）にて、各欠陥部の大きさは、欠陥部（Ｄ１−Ｒａ）、欠陥部（Ｄ１−Ｒｂ）、欠陥部（Ｄ１−Ｒｃ）の順に小さなものとなっている。
表２は、２値化処理後に検出した欠陥部の検出サイズを表したものである。上段（ｃ）の欠陥部（Ｄ１−Ｒｃ）の検出サイズは、前述した検査画素に換算し、６検査画素のサイズである。

一方、下段（ａ）は、赤色、緑色、青色の発光ダイオードの光源を用いた際の撮像画像である。被検査体としてのカラーフィルタは、上段（ａ）〜（ｃ）と同一のものである。下段（ａ）にては、赤色、緑色、青色の発光ダイオードの内、緑色の発光ダイオード及び青色の発光ダイオードの光を選択しカラーフィルタを照射している。
これは、本発明においては、赤色の着色画素（２２Ｒ）上にある欠陥部を検査する際には、カラーフィルタを照射する光として、赤色以外の緑色及び青色の光を照射するためである。

表３に示すように、緑色の着色画素（２２Ｇ）及び青色の着色画素（２２Ｂ）の正常部は、１０５及び１１１の略等しい明るさとなっている。また、欠陥部（Ｄ２−Ｒａ）は、２１４であり、表１に示す欠陥部（Ｄ１−Ｒａ）と同程度の大きな明るさである。
一方、赤色の着色画素（２２Ｒ）の正常部は、１６であり、緑色の着色画素（２２Ｇ）及び青色の着色画素（２２Ｂ）の正常部の明るさと比較し、著しく暗い状態である。

これは、光源に赤色の光がないこと、及び照射した緑色及び青色の光は、赤色の着色画素（２２Ｒ）によって減衰しているためである。ここで、表１と表３を対比してみると、従来の白色光源（表１）での欠陥部（Ｄ１−Ｒａ）の明るさ（２１６）と、赤色の着色画素（２２Ｒ）の明るさ（８３）の差よりも、３色の発光ダイオードの光源（表３）での欠
陥部（Ｄ２−Ｒａ）の明るさ（２１４）と、赤色の着色画素（２２Ｒ）の明るさ（１６）の差の方が、大きなものとなっている。

これを、明るさの比で換算すると、欠陥部（Ｄ１−Ｒａ）は２１６／８３≒２．６、欠陥部（Ｄ２−Ｒａ）は２１４／１６≒１３．４となり、コントラストにおいて大幅に相違したものとなる。つまり、３色の発光ダイオードの光を選択して用いることによって、撮像画像が得られた段階で、既に欠陥部を検出する能力が大幅に向上していることが示されている。

下段（ｂ）及び（ｃ）は、比較処理及び２値化処理をした画像であるが、各画像では、欠陥部（Ｄ２−Ｒｂ）及び欠陥部（Ｄ２−Ｒｃ）のみが表示されている。下段（ａ）〜（ｃ）にて、各欠陥部の大きさは、欠陥部（Ｄ２−Ｒａ）≒欠陥部（Ｄ２−Ｒｂ）＞欠陥部（Ｄ２−Ｒｃ）となっている。表２は、２値化処理後に検出した欠陥部の検出サイズを表したものである。下段（ｃ）の欠陥部（Ｄ２−Ｒｃ）の検出サイズは、前述した検査画素に換算し、１５検査画素のサイズである。表２に示すように、従来の白色光源を用いた際の検出サイズの６検査画素に対し、欠陥部の検出能力が大幅に向上している。

尚、上記説明は、赤色の着色画素（２２Ｒ）上に白抜け（欠陥部）が発生した例であるが、緑色の着色画素（２２Ｇ）、青色の着色画素（２２Ｂ）のいずれにおいても、検査する対象色以外の２色の発光ダイオードの光を選択して用いることによって、同様に、欠陥部の検出能力が大幅に向上する効果が得られる。

次に、上記に例示した外観検査装置を用いた、カラーフィルタの外観検査方法の第２例を説明する。この第２例は、赤色、緑色、青色の着色画素の各々に欠陥部があっても、検査する対象色の着色画素上の欠陥部のみを検出する外観検査方法を説明する例である。
被検査体としてのカラーフィルタは、赤色、緑色、青色の着色画素で構成されるものであり、その赤色、緑色、青色の着色画素の各々に人工的に白抜け（欠陥部）を設けたものを用いている。また、外観検査装置としては、赤色、緑色、青色の発光ダイオードが備えられた、上記に例示した外観検査装置を用いている。

図１０上段（ａ）〜（ｃ）は、赤色の着色画素（２２Ｒ）、緑色の着色画素（２２Ｇ）、青色の着色画素（２２Ｂ）が、隣接して設けられたカラーフィルタ上の３色の着色画素の内、赤色の着色画素（２２Ｒ）のみに白抜け（欠陥部）（Ｄ３−Ｒａ）を設けた部分の検査を説明するものである。
また、中段（ａ）〜（ｃ）は、赤色、緑色、青色の着色画素（２２Ｒ、２２Ｇ、２２Ｂ）が、隣接して設けられたカラーフィルタ上の３色の着色画素の内、緑色の着色画素（２２Ｇ）のみに白抜け（欠陥部）（Ｄ３−Ｇａ）を設けた部分の検査を説明するものである。

また、下段（ａ）〜（ｃ）は、赤色、緑色、青色の着色画素（２２Ｒ、２２Ｇ、２２Ｂ）が、隣接して設けられたカラーフィルタ上の３色の着色画素の内、青色の着色画素（２２Ｂ）のみに白抜け（欠陥部）（Ｄ３−Ｂａ）を設けた部分の検査を説明するものである。各色の着色画素上の各欠陥部（Ｄ３−Ｒａ、Ｄ３−Ｇａ、Ｄ３−Ｂａ）の大きさは同一の大きさのものである。
上段、中段、下段共に、（ａ）列は、カラーフィルタの着色画素を撮像カメラで撮像した撮像画像、（ｂ）列は、隣接する同色着色画素の明るさを比較処理した画像、（ｃ）列は、２値化処理をした画像を表している。

この第２例は、赤色の着色画素（２２Ｒ）上の欠陥部のみの検出を説明するものであり、透過検査光としては、赤色、緑色、青色の発光ダイオードの内、緑色の発光ダイオード及び青色の発光ダイオードを選択した光を用い、同一カラーフィルタの上段、中段、下段に相当する部分を同時に照射している。

図１０（ａ）列に示すように、赤色の発光ダイオードは点灯していないので、撮像画像では、各段の赤色の着色画素（２２Ｒ）は暗く、各段の緑色の着色画素（２２Ｇ）、及び青色の着色画素（２２Ｂ）は明るく表示されている。また、各色の着色画素上の各欠陥部（Ｄ３−Ｒａ、Ｄ３−Ｇａ、Ｄ３−Ｂａ）は、当該着色画素よりも明るく表示されている。図１０（ｂ）列に示すように、比較処理後の各欠陥部の大きさは、概ね（Ｄ３−Ｒｂ）＞（Ｄ３−Ｇｂ）≒（Ｄ３−Ｂｂ）を呈している。

表４は、比較処理後の各欠陥部の明るさを表したものである。表４に示すように、得られた赤色の着色画素（２２Ｒ）上の欠陥部（Ｄ３−Ｒｂ）の明るさが約２００であり、明るさ約１１０である他色上の欠陥部とは差があることからして、閾値として１２８を用いて２値化処理を行った。
その結果、図１０（ｃ）列に示すように、上段、すなわち、赤色の着色画素（２２Ｒ）上の欠陥部（Ｄ３−Ｒｃ）のみが欠陥として検出された。尚、この閾値は、予め条件を確認して設定することができ、実際の運用に際しては自動処理を行うことができる。

また、表４には、２値化処理後に検出された欠陥部の検出サイズが表されている。赤色の着色画素（２２Ｒ）上の欠陥部（Ｄ３−Ｒｃ）の検出サイズは１５検査画素である。緑色の着色画素（２２Ｇ）及び青色の着色画素（２２Ｂ）上の欠陥部（Ｄ３−Ｇｃ、Ｄ３−Ｂｃ）の検出サイズはゼロ、つまり、欠陥として検出されていない。

尚、上記説明は、赤色、緑色、青色の着色画素の各々に白抜け（欠陥部）があって、検査する対象色である赤色の着色画素（２２Ｒ）上の欠陥部のみを検出する例であるが、緑色の着色画素（２２Ｇ）、青色の着色画素（２２Ｂ）のいずれにおいても、検査する対象色以外の２色の発光ダイオードの光を選択して用いることによって、同様に、検査する対象色の着色画素上の欠陥部のみを検出することができる。

上記のように、第２例によれば、対象色の着色画素上の欠陥部のみを検出する検査（対象色検査と称す）が可能となる。これにより、例えば、対象色を稼働している製造工程での欠陥の発生状況を把握することが可能となる。

次に、上記に例示した外観検査装置を用いた、カラーフィルタの外観検査方法の第３例を説明する。この第３例は、外観検査装置に備えられた赤色、緑色、青色の発光ダイオードの全てを点灯して白色光とした場合に、従来の白色光源を備えた外観検査装置と同様に、赤色、緑色、青色の着色画素の全ての着色画素上の欠陥を検出する検査（通常検査と称す）が可能であることを説明する例である。

本発明による外観検査装置にて、従来の外観検査装置と同様に、通常検査が可能であることが確認されることによって、例えば、第２例に示す、対象色の着色画素上に発生した欠陥のみを検出する検査（対象色検査）と、通常検査を組み合わせた複合的な外観検査の方法が可能となる。
被検査体としてのカラーフィルタは、第２例におけるカラーフィルタと同一のものである。すなわち、赤色、緑色、青色の着色画素で構成されるものであり、その赤色、緑色、青色の着色画素の各々に人工的に白抜け（欠陥部）を設けたものを用いている。また、外観検査装置としては、赤色、緑色、青色の発光ダイオードが備えられた、上記に例示した外観検査装置を用いている。

図１１上段（ａ）〜（ｃ）は、赤色の着色画素（２２Ｒ）、緑色の着色画素（２２Ｇ）
、青色の着色画素（２２Ｂ）が、隣接して設けられたカラーフィルタ上の３色の着色画素の内、赤色の着色画素（２２Ｒ）のみに白抜け（欠陥部）（Ｄ４−Ｒａ）を設けた部分の検査を説明するものである。
また、中段（ａ）〜（ｃ）は、赤色、緑色、青色の着色画素（２２Ｒ、２２Ｇ、２２Ｂ）が、隣接して設けられたカラーフィルタ上の３色の着色画素の内、緑色の着色画素（２２Ｇ）のみに白抜け（欠陥部）（Ｄ４−Ｇａ）を設けた部分の検査を説明するものである。

また、下段（ａ）〜（ｃ）は、赤色、緑色、青色の着色画素（２２Ｒ、２２Ｇ、２２Ｂ）が、隣接して設けられたカラーフィルタ上の３色の着色画素の内、青色の着色画素（２２Ｂ）のみに白抜け（欠陥部）（Ｄ４−Ｂａ）を設けた部分の検査を説明するものである。各色の着色画素上の各欠陥部（Ｄ４−Ｒａ、Ｄ４−Ｇａ、Ｄ４−Ｂａ）の大きさは同一の大きさのものである。
上段、中段、下段共に、（ａ）列は、カラーフィルタの着色画素を撮像カメラで撮像した撮像画像、（ｂ）列は、隣接する同色着色画素の明るさを比較処理した画像、（ｃ）列は、２値化処理をした画像を表している。

この第３例は、透過検査光として、赤色、緑色、青色の発光ダイオードの全てを点灯した白色光を用い、同一カラーフィルタの上段、中段、下段に相当する部分を同時に照射している。図１１（ａ）列に示すように、３色の発光ダイオードの全てを点灯してるので、撮像画像では、各段共、赤色の着色画素（２２Ｒ）、緑色の着色画素（２２Ｇ）、及び青色の着色画素（２２Ｂ）は略同じ明るさで表示されている。また、各色の着色画素上の各欠陥部（Ｄ４−Ｒａ、Ｄ４−Ｇａ、Ｄ４−Ｂａ）は、当該着色画素よりも明るく表示されている。

また、図１１（ｂ）列に示すように、比較処理後の各欠陥部の大きさは、概ね（Ｄ４−Ｒｂ）≒（Ｄ４−Ｇｂ）≒（Ｄ４−Ｂｂ）を呈している。
表５は、比較処理後の各欠陥部の明るさを表したものである。表５に示すように、欠陥部の明るさが約１５０であることからして、閾値を１２８として２値化処理を行った。その結果、図１１（ｃ）列に示すように、各欠陥部共に検出することができた。

また、表５には、２値化処理後に検出した各欠陥部の検出サイズが表わされている。検出サイズは、各々６、８、９検査画素であり、前記表２に示す、従来の白色光源による検出サイズと同等の検出能力を有することが示されている。

前記第２例及び上記第３例により、対象色に発生した欠陥部のみを検出する検査（対象色検査）と、対象色に限定せずに３色の着色画素上の欠陥部を検出する検査（通常検査）を同一の外観検査装置で行うことが可能となる。これにより、例えば、対象色を稼働している製造工程での欠陥の発生状況を把握と、通常検査を行う製造工程での欠陥の発生状況を把握することが可能となる。

さて、前記図６及び図７にて、本発明による外観検査装置の概略を示したが、搬送部（３０）は、カラーフィルタ（１０）を保持し、光源部（４０）と撮像部（５０）の間を搬送するものである。図６及び図７にては、ロールコンベアを例示したが、搬送部（３０）は、搬送用ステージ上にカラーフィルタを載置して搬送用ステージを搬送させる構造のものでもよい。或いはカラーフィルタ（１０）を固定し、光源部（４０）と撮像部（５０）を移動させる構造のものでもよい。搬送部（３０）には、カラーフィルタの受渡し機構、及びアライメント機構が備えられている。

撮像部（５０）は、一例を図７に示したが、撮像カメラ（１）（５０Ａ（１））〜撮像
カメラ（８）（５０Ａ（８））の８個の撮像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ものである。

制御ユニット（６０）には、記憶部（６１）、撮像データ処理部（６２）、演算部（６３）、操作部（６４）、表示部（６５）で構成される。具体的には、記憶部（６１）はＨＤＤや磁気ディスクなどの記憶媒体、ＲＯＭ、ＲＡＭなどである。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）は、図示せぬ比較処理部、２値化処理部、欠陥検出部、判定部で構成される。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）からの信号で制御される。
各制御は、演算部でのソフトウエア制御ではなく、別途専用ハードウエア制御でもよい。

光源部（４０）は、制御ユニット（６０）によって制御され、赤色、緑色、青色の光を選択的に照射できるようになっている。この各色の光を発光する光源は、各々の発光面を撮像部（５０）へ向けて均等に分散して配置されている。

本発明による外観検査装置を用い、カラーフィルタを外観検査する際の動作としては、以下のものを例示することができる。予め、撮像データの処理に必要な各種パラメータは、記憶部（６１）から撮像データ処理部（６２）に設定しておく。
１）搬送部（３０）の受渡し機構（図示せず）は、カラーフィルタ（被検査体）（１０）を受取る。アライメント機構（図示せず）は、カラーフィルタ（被検査体）の位置合わせを行う。
２）搬送部（３０）は、カラーフィルタ（被検査体）（１０）を保持し、光源部（４０）と撮像部（５０）の間を搬送する。
３）撮像部（５０）は、搬送中のカラーフィルタ（被検査体）（１０）を撮像し、撮像データを取得する。
４）撮像データ処理部（６２）の比較処理部は撮像データを比較処理し、２値化処理部は２値化処理し、欠陥検出部は欠陥を検出し、判定部は欠陥を判定する。
５）表示部（６５）は欠陥及び判定結果を表示する。
６）搬送部（３０）の受渡し機構は、カラーフィルタ（被検査体）（１０）を接続されている搬送機構に搬出する。
尚、外観検査装置へのカラーフィルタの搬入は、接続されている搬送機構により行われる。

背景技術にて説明したように、検出された欠陥はレビュー装置で確認をしている。レビュー装置での確認は、対象色の製造工程での欠陥の発生状況、工程異常の把握に加え、検査対象に発生している全ての欠陥の確認を行っている。
対象色の製造工程での状況を把握する対象色検査の場合には、通常検査の場合と異なり、全ての欠陥の確認を行うことはできない。

従って、常時に通常検査を行い、定期的に対象色検査を行う機能、例えば、時分割検査を行う機能を備えることが好ましい。また、通常検査と対象色検査を同一のカラーフィルタに対して複数回行う機構、例えば、光源部と撮像部の間を複数回搬送する機構を備えることが好ましい。

１０・・・カラーフィルタ（被検査体）
１１・・・定盤
１２・・・検査ステージ
１３Ａ・・・反射光源
１３Ｂ・・・透過光源
１４Ａ・・・反射撮像カメラ
１４Ｂ・・・透過撮像カメラ
１４Ｃ・・・顕微鏡
１５・・・撮像データ処理部
１６・・・制御ユニット
１７・・・モニター
２２・・・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
３０・・・搬送部
４０・・・光源部
５０・・・撮像部
６０・・・本発明の制御ユニット
６１・・・記憶部
６２・・・本発明の撮像データ処理部
６３・・・演算部
６４・・・操作部
６５・・・表示部
Ｄ・・・欠陥
Ｋ・・・検査画素
Ｋｉ・・・着色画素の特定箇所（検査画素）
Ｋ１〜Ｋｎ・・・複数の検査画素
Ｌ×Ｗ・・・カラーフィルタの長さ、幅
ａ×ｂ・・・着色画素の大きさ

Claims (5)

1. 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外観検査装置であって、
   前記カラーフィルタを照射する透過検査光源として、赤色、緑色、青色の光を選択的に照射する光源部と、
   搬送部の上方に設けられており、カラーフィルタを透過した透過光を撮像する撮像部と、前記カラーフィルタを前記光源部と前記撮像部間で保持、搬送させる搬送部と、
   前記撮像部から伝送された撮像データを処理する撮像データ処理部と、
   を備える制御ユニットと、を少なくとも具備し、
   前記カラーフィルタを
   １）前記赤色の着色画素を検査する際には、緑色及び青色の光を前記カラーフィルタに照射し、前記カラーフィルタの透過光を前記撮像部で撮像し、
   ２）前記緑色の着色画素を検査する際には、青色及び赤色の光を前記カラーフィルタに照射し、前記カラーフィルタの透過光を前記撮像部で撮像し、
   ３）前記青色の着色画素を検査する際には、赤色及び緑色の光を前記カラーフィルタに照射し、前記カラーフィルタの透過光を前記撮像部で撮像し、
   １）から３）より得られた前記赤色、緑色、青色の着色画素の撮像データからＸＹ方向に複数の領域に分割された検査画素を、前記撮像データ処理部で隣接する同じ色の着色画素の検査画素との差分を取る比較処理を行い、所定の閾値を超える明るさを有する前記検査画素を前記着色画素上の欠陥部と判定して、さらに前記欠陥部の検査画素から前記欠陥部の検出サイズを得ることを特徴とする外観検査装置。
2. 前記赤色、緑色、青色の着色画素内の、対象色の着色画素の検査（対象色検査）と、赤色、緑色、青色の着色画素の検査（通常検査）を行う機能を備えてい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装置。
3. 前記赤色、緑色、青色の光を選択的に照射できる光源として、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の３種の発光ダイオードを用いることを特徴とする請求項１および２記載のカラーフィルタの外観検査装置。
4. 前記対象色検査と通常検査を、定期的に切り換えて行う機能を備えていることを特徴と
   する請求項１、請求項２、又は請求項３記載のカラーフィルタの外観検査装置。
5. 前記対象色検査と通常検査を、同一のカラーフィルタに対し複数回行う機構を備えていることを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３、又は請求項４記載のカラーフィルタの外観検査装置。

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