TWI421489B - Visual Inspection System - Google Patents

Description

外觀檢查系統

本發明係關於適於藉由攝影裝置攝影面板基板等被檢查物的外觀，而藉由影像處理檢查有無缺陷部位時使用之外觀檢查系統。

從前，藉由攝影部攝影包含複數之液晶顯示用面板之面板基板等被檢查物的外觀，藉由影像處理檢查有無缺陷部位(視覺上不良之點)的外觀檢查系統，已知有本案發明人所提出的專利文獻1所揭示之基板用自動檢查裝置。

此基板用自動檢查裝置(外觀檢查系統)，係具備搬送被檢查基板之搬送部，及檢測出被搬送的被檢查基板的視覺不良點之檢測部，及根據來自此檢測部的檢測資訊自動標示被檢測基板的視覺不良點之標示部之基板用自動檢查系統，而且具備具有：支撐被檢測基板的下面之左右兩側的一對支撐輥機構，及抵接於被支撐於此支撐輥機構的被檢測基板的左右端邊進行被檢測基板的左右方向的位置限制的一對限制輥機構，及卡止於被檢測基板的前後端邊移動被檢測基板之移動機構，及對被移送的被檢測基板的下面吹噴壓力空氣限制被檢測基板往下方撓曲之空氣吹噴機構的搬送部者，可以實現檢查的高速化提高製品的生產性。

〔專利文獻1〕日本專利特開2000-193604號公報

但是，前述之從前的外觀檢查系統(基板用自動檢查裝置)，存在著以下應該要解決的課題。

第一，於來自檢測被檢查基板的視覺不良點之檢出部的檢測資訊，除了視覺不良點的大小或種類等以外，也包含了視覺不良點的位置資訊。此位置資訊，特別是搬送方向(Y座標方向)之位置資訊，雖由附設在搬送機構的編碼器等獲得，但此位置資訊僅係間接檢測出被檢測基板的位置之位置資訊，所以要得到高精度的位置資訊有其限度，對於液晶顯示用面板這樣高度要求位置精度的被檢查物而言無法確保充分的精度。亦即，檢查液晶顯示元件用彩色濾光片之微小著色圖案的缺陷的場合，通常要求數十〔μm〕程度的位置精度，所以無法對應於這樣的檢查用途。

第二，在被要求高度的位置精度之被檢查物，為了提高檢測精度，在搬送機構要求高精度(高精密)且剛性與可信賴性都很高的機械零件，這使搬送機構的成本比率相當程度地增大。特別是如液晶顯示用面板這樣隨著製品逐漸大型化的場合，搬送機構的成本比率變得更大，使得成本增加變得無法忽視。

本發明之目的在於提供解決存在於這樣的背景技術的課題之外觀檢查系統。

本發明，為了解決前述課題，特徵為具備在構成藉由攝影部V攝影被檢查物P的外觀，藉由影像處理檢查有無缺陷部位之外觀檢查系統1時，於被檢查物P上表示，且至少被檢查物P的搬送方向Fy(Y座標方向)之具有對應於Y座標位置的編碼器(encoder)圖案之Y座標圖案部2y的編碼圖案表示部2，及具有在檢測缺陷部位時由藉由攝影部V攝影該編碼圖案表示部2而得的圖案訊號Sp檢測出對應於缺陷部位的位置之至少Y座標位置的檢測處理部4之檢查裝置3。

在此場合，藉由發明之適切的態樣，使用於被檢查物P包含一或二以上之平面面板顯示器Pd…之面板基板Po，可以於此面板基板Po之空白部位Bp表示編碼器圖案表示部2。此外，可以於編碼器圖案表示部2，除了Y座標圖案部2y，還具有表示對應於與Y座標方向成直角的X座標方向之X座標位置的編碼器圖案之X座標圖案部2x。另一方面，編碼器圖案表示部2，亦可使用藉由增量方式可依序檢測的複數圖案要素2e…，亦可使用可藉由絕對(absolute)方式檢測，且分別賦予絕對座標的複數圖案要素2s…。又，於攝影部V，可以使用一或二以上之線形感測器攝影機Vc…，特別是藉由於線形感測器攝影機Vc…使用線形CCD而使攝影部V之解析度(resolution)設定為5〔μm〕以上較佳。

根據相關於具有這樣的構成知本發明的外觀檢查系統1，可以達成如下之顯著效果。

(1)因為具備在被檢查物P上表示之編碼器圖案表示部2，以及由相關於檢測缺陷部位時藉由攝影部V攝影的編碼器圖案表示部2之圖案訊號Sp來檢測出對應於缺陷部位的位置之至少Y座標位置的檢測處理部4的檢查裝置3，所以可以由該被檢查物P自身直接檢測出被檢查物P之缺陷部位的座標位置。亦即，不會受到搬送機構的影響，可以確實且安定地得到高精度的位置資訊。

(2)檢測出被檢查物P之缺陷部位的座標位置時，因為不受到搬送機構的影響，所以於搬送機構並不要求高精度(高精密)且剛性及可信賴性都很高的機械零件。亦即，包含搬送機構的型式選定可以謀求大幅的降低成本，同時對於外觀檢查系統1的小型化，進而輕量化以及省能源性的提高也有所貢獻。

(3)藉由適切的態樣，使用於被檢查物P包含一或二以上之顯示器用平面面板Pd…之面板基板Po，於此面板基板Po之空白部位Bp表示編碼器圖案表示部2的話，可以容易而且低成本地實施表示於顯示器用平面面板Pd…的表面之黑矩陣圖案等表示處理等一起(同時)表示。亦即，相關於本發明之外觀檢查系統1，最適於使用在這樣的面板基板Po。

(4)藉由適切的態樣，於編碼器圖案表示部2，除了 Y座標圖案部2y以外，也包含表示對應於與Y座標方向成直角的X座標方向之X座標位置的編碼器圖案之X座標圖案部2x的話，可以與從前同樣把在攝影部V側進行的X座標位置的設定，與檢測Y座標位置的場合同樣地進行檢測處理，所以針對X座標也可以確實而且安定地得到高精度的位置資訊，同時可以容易且低成本地實施。

(5)藉由適切之態樣，於編碼器圖案表示部2，亦可使用藉由增量方式可依序檢測的複數圖案要素2e…，或者是亦可使用賦予了可藉由絕對(absolute)方式檢測的絕對座標之複數圖案要素2s…，可因應於被檢查物P的大小或形狀(型態)而選擇最適圖案型態。

(6)藉由適切之態樣，於攝影部V，使用一或二以上之線形感測器攝影機Vc…同時，特別是藉由於線形感測器攝影機Vc…使用線形CCD而使攝影部V的解析度設定為5〔μm〕以上的話，即使在檢查液晶顯示元件用彩色濾光片(液晶顯示用面板)之微小著色圖案的缺陷等的場合，也可以確保充裕的解析度，所以可以確實進行高精度的檢查。

其次，舉出相關於本發明的最佳實施型態，根據圖面詳細說明。

首先，參照圖1~圖3說明相關於本實施型態之外觀檢查系統1的構成。又，於外觀檢查系統1，包含檢查裝 置3、及被表示於根據此檢查裝置3之成為檢查對象的被檢查物P上的編碼器圖案表示部2。

首先，針對被檢查物參照圖1及圖2進行說明。例示之被檢查物P，係包含使用於電視顯示器之液晶顯示用面板等之顯示器用平面面板Pd…之面板基板Po，由一枚玻璃板構成。此面板基板Po，使全體形成為矩形，於面內被排列六枚平面面板Pd…，同時於各平面面板Pd…，表示黑矩陣圖案。亦即，此面板基板Po，根據外觀檢查系統1檢查後，被送至特定的切割步驟，由此面板基板po得到六枚單體之平面面板Pd…。因此，面板基板Po之除了各平面面板Pd…的部位成為空白(blank)部位(留白部位)Bp，於此空白部位(留白部位)Bp，通常被標示上製造編號(條碼)11或各種注意記號12等。

另一方面，於此面板基板Po的表面，依照本發明標示上編碼器圖案表示部2。於此編碼器圖案表示部2，包含表示對應於面板基板Po的搬送方向Fy(Y座標方向)之Y座標位置的編碼器圖案之Y座標圖案部2y，及表示對應於與Y座標方向成直角的X座標方向之X座標位置的編碼器圖案之X座標圖案部2x。又，圖1僅表示Y座標圖案部2y之表示態樣，同時圖2表示使用Y座標圖案部2y與X座標圖案部2x雙方之表示態樣。

Y座標圖案部2y如圖2(圖1)所示，平面俯視於左側之空白部位Bpp內，使各圖案要素2s…沿著面板基板Po的左邊Pop隔著一定間隔依序表示。此時，Y座標圖案 部2y，沒有必要沿著面板基板Po的左邊Pop全體設置。亦即，只要對應於各平面面板Pd…的長度而顯示即可，相當餘個平面面板Pd…間的間隔之空白部位Bps…之顯示則無必要。亦即，於此空白部位Bps…，可以表示前述之製品編號11或注意記號12等。例示之圖案要素2s如圖2以抽出圖所示的，在X座標方向上成長的棒(bar)狀，X座標方向長度La選定為1[mm]前後，同時Y座標方向之寬幅Lb為50[μm]前後，此外各圖案要素2s…間之間隔Lc選定為50[μm]前後。接著，於各圖案要素2s…，分別賦予絕對座標。亦即，藉由使圖案要素2s分割於X座標方向作為複數之點d…之連續體，藉由使各點d…，例如以「黑(1)」或者「白(0)」表示，至少賦予N位元之數值之絕對座標。亦即，Y座標圖案部2y，可以藉由絕對方式檢測出。

另一方面，X座標圖案部2x，對於面板基板Po之Y座標方向設於直角方向。亦即，如圖2所示，平面俯視於搬送方向前側之空白部位Bpf內，使各圖案要素2e…沿著面板基板Po的前邊Pof…隔著一定間隔依序表示。此時，X座標圖案部2x與前述Y座標圖案部2y的場合同樣，沒有必要進行相當於各平面面板Pd…間的間隔之空白部位Bps…之表示，但在圖2，顯示在此空白部位Bps…也表示之例。例示之圖案要素2e，如圖2以抽出圖所示的，在Y座標方向上成長的一根棒(bar)狀，Y座標方向長度Ld選定為1[mm]前後，同時X座標方向之寬幅Le為50[μm] 前後，此外各圖案要素2e…間之間隔Lf選定為50[μm]前後。X座標圖案部2x，可以藉由增量方式依序檢測出，從最初的圖案要素2e依序計數而得位置座標。

這樣的X座標圖案部2x以及Y座標圖案部2y，在表示於各平面面板Pd…之黑矩陣圖案的表示處理步驟之中可以一起表示。亦即，此黑矩陣圖案，在面板基板Po的上面，係經過習知的曝光步驟、顯影步驟、蝕刻步驟等而被進行表示處理，可以與此黑矩陣圖案之表示處理一起(同時)進行表示處理。如此般，編碼器圖案顯示部2，可以與平面面板Pd…之黑矩陣圖案等之表示處理一起表示，所以可容易而且低成本地實施。亦即，相關於本發明之外觀檢查系統1，最適於使用在這樣的面板基板Po。

又，例示，係在X座標圖案部2x使用可藉由增量方式依序檢測的複數之圖案要素2e…，在Y座標圖案部2y使用可藉由絕對方式檢測，且分別賦予絕對座標之複數圖案要素2s…，但亦可在X座標圖案部2x使用賦予可藉由絕對方式檢測的絕對座標之圖案要素2s…，亦可在Y座標圖案部2y使用可藉由增量方式檢測的圖案要素2e…。如此般，於X座標圖案部2x或者Y座標圖案部2y可以選擇因應於被檢查物P的大小或形狀(型態)之最適圖案型態。另一方面，這樣的編碼器圖案顯示部2，如圖1所示，僅以Y座標圖案部2y構成亦可，藉由X座標圖案部2x與Y座標圖案部2y雙方來構成亦可。僅以Y座標圖案部2y構成的場合，X座標的設定使用從前的方法即可。 亦即，預先搬送與面板基板Po相同形狀之測試基板，在攝影部V側設定參照的X座標即可。使X座標圖案部2x包含於編碼器圖案顯示部2的話，可以與從前一樣把在攝影部V側進行的X座標位置的設定，與檢測Y座標位置的場合同樣地進行檢測處理，所以對X座標也可以確實而且安定地得到高精度的位置資訊，而且具有容易且可以低成本地實施之優點。

其次，參照圖1及圖3說明檢查裝置3之構成。檢查裝置3，如圖3所示，構成為連接在製造生產線之檢查單元。檢查裝置3，具備裝置頭21，此裝置頭21的上面配設有搬送面板基板Po…之搬送機構22。例示之搬送機構22，使用將複數之搬送輥22r…依序配置之輸送帶機構。如前所述，在檢查裝置3，檢測出面板基板Po之缺陷部位的座標位置時，因為不受到搬送機構22的影響，所以於搬送機構22並不要求高精度(高精密)且剛性及可信賴性都很高的機械零件。亦即，包含搬送機構22的型式選定可以謀求大幅的降低成本，同時對於外觀檢查系統1的小型化，進而輕量化以及省能源性的提高也有所貢獻。又，圖1中，23顯示驅動搬送機構22之搬送驅動部。

另一方面，在搬送機構22的前後方向中間位置，且在此搬送機構22的上方，配設有攝影藉由搬送機構22搬送的面板基板Po…的上面之攝影部V。此攝影部V，具備：支撐框25，及被支撐於此支撐框25，且排列於X座標方向之4台線形感測器攝影機Vc…。在此場合，藉由於 線形感測器攝影機Vc…使用線形CCD，使攝影部V之解析度設定為5[μm]以上。藉此，特別是在檢查液晶顯示元件用彩色濾光片(液晶顯示用面板)之微小著色圖案的缺陷等的場合，也可以確保充分的解析度，可以確實進行高精度的檢查。此外，攝影部V之前方，於搬送機構22之左右兩側配設有夾鉗(clamp)部26p，26p，26q，26q。各夾鉗部26p，26p，26q，26q，例如具備藉由電磁螺線管(solenoid)等而進退位移轉動自如的限制輥26pp，26pp，26qp，26qp，同時配於右側的前後一對夾鉗部26q，26q之限制輥26qp，26qp係對向於面板基板Po的右邊Poq。藉此，面板基板Po藉由搬送機構22搬送至特定的開始位置為止，各夾鉗部26p…，26q…，藉由使位在後退位置之限制輥26pp…，26qp…前進位移至特定的限制位置，可以修正面板基板Po之對左右方向位置以及Y座標方向之角度至正規的位置及角度。

另一方面，31為控制器。控制器31，具有電腦功能，藉由至少具備處理部32及控制部33而實行各種演算處理以及各種控制處理(序列控制)，同時可以執行其他之，一般電腦功能所具備之記憶處理或輸出入處理等。在此場合，於處理部32之輸入側分別連接前述之線形感測器攝影機Vc…。處理部32，具有影像處理藉由各線形感測器攝影機Vc…攝影而得的影像訊號，檢查有無缺陷部位的功能的同時，特別是構成具有由檢測缺陷部位時藉由攝影部V攝影之編碼器圖案表示部2相關的圖案訊號Sp來 檢測出對應於缺陷部位的位置之X座標位置及Y座標位置的功能之檢測處理部4。此外，於控制部33的輸出側連接前述搬送驅動部23以及夾鉗(clamp)部26p，26p，26q，26q。控制部33，具備職司檢查裝置3之全體控制的功能。

其次，參照圖1~圖3以及圖4所示之流程圖說明相關於本實施型態之外觀檢查系統1的動作(功能)。

進行檢查時，在製造步驟製造的面板基板Po…藉由搬送機構22在搬送方向Fy(Y座標方向)上以一定速度被搬送(步驟S1)。接著，面板基板Po被搬送至攝影部V的前面之特定的開始位置時，藉由未圖示之檢測開關檢測出，而藉由各夾鉗部26p…，26q…被驅動控制，使位於後退位置之各限制輥26pp…，26pq…前進位移至特定的限制位置。結果，面板基板Po之對左右方向位置及Y座標方向之角度被修正為正規的位置及角度(步驟S2，S3)。又，此修正亦可在面板基板Po之搬送中進行，亦可使面板基板Po暫時停止而進行。

另一方面，各線形感測器攝影機Vc…，在X座標方向進行掃描，藉由各線形感測器攝影機Vc…攝影而得的影像訊號被提供給處理部32。現在，假設被修正位置及角度的面板基板Po被搬送，而X座標圖案部2x被掃描的場合。藉此，根據X座標圖案部2x圖案訊號Sp(脈衝訊號)被提供給處理部32，所以在處理部32，將此圖案訊號Sp作為此面板基板Po所固有的X座標而讀取，同時對前 次設定的X座標進行改寫設定(步驟S4)。

進而，面板基板Po被搬送，Y座標圖案部2y之圖案要素2s被掃描的話，根據此圖案要素2s的圖案訊號Sp(位元訊號)被提供給處理部32，所以處理部32，由此圖案訊號Sp把圖案要素2s所附的絕對座標，讀取作為面板基板Po之特定的Y座標(步驟S5)。此外，同步於此圖案要素2s的掃描於平面面板Pd之上面也被掃描(步驟S6)。掃描此平面面板Pd的上面而得之影像訊號，被提供給處理部32，藉由影像處理檢查有無缺陷部位。此時，如果被檢測出缺陷部位，此時讀取到的Y座標圖案部2y之圖案要素2s之Y座標成為此缺陷部位的Y座標位置，進而，由與被設定的X座標參照而得的X座標成為此缺陷部位的X座標位置。亦即，如果被檢測出缺陷部位，控制器31，把缺陷部位及對應的座標位置作為缺陷資訊記憶於記憶體(步驟S7、S8)。以下，同樣的掃描處理對於一枚面板基板Po繼續進行(步驟S9，S5…)。另一方面，一枚面板基板Po之檢查結束之後，對於下一個面板基板Po，也從最初開始，亦即由X座標圖案部2x之檢測開始同樣地進行(步驟S10、S1…)。

因而，相關於這樣的本實施型態之外觀檢查系統1的話，因為具備在面板基板Po上表示之編碼器圖案表示部2，以及由相關於檢測缺陷部位時藉由攝影部V攝影的編碼器圖案表示部2之圖案訊號Sp來檢測出對應於缺陷部位的位置之至少Y座標位置的檢測處理部4的檢查裝置3 ，所以可以由該面板基板Po自身直接檢測出面板基板Po之缺陷部位的座標位置。亦即，不會受到搬送機構22的影響，可以確實且安定地得到高精度的位置資訊。此外，檢測出面板基板Po之缺陷部位的座標位置時，因為不受到搬送機構22的影響，所以於搬送機構22並不要求高精度(高精密)且剛性及可信賴性都很高的機械零件。亦即，包含搬送機構22的型式選定可以謀求大幅的降低成本，同時對於外觀檢查系統1的小型化，進而輕量化以及省能源性的提高也有所貢獻。

以上，針對最佳實施型態進行詳細說明，但本發明並不以這樣的實施型態為限，在細部構成、形狀、手法、素材、數量、數值等方面，在不逸脫於本發明要旨的範圍，可以任意變更、追加、削除。

例如，作為被檢查物P，例示包含液晶顯示用面板等複數顯示器用平面面板Pd…之面板基板Po，但面板基板Po自身亦可為一枚之平面面板Pd。此外，相關於本發明之外觀檢查系統1，除了僅塗布黑矩陣圖案的基板或TFT(薄膜電晶體)基板等之例示以外的各種基板類(面板類)，對於顯示器用平面面板Pd以外之各種被檢查物P也同樣可以適用。又，即使是TFT基板也因為其上載設有厚的絕緣層或者於TFT元件之上形成有彩色濾光片或外套，所以同樣可以適用。另一方面，於攝影部V，例示使用一或二以上之線狀感測器攝影機(線狀CCD)Vc的場合，但並不是排除包含一般的影像攝影機之CCD或CMOS等 影像感測器。在此場合，不僅是來自被檢查物P(玻璃基板)的膜形成面(外表面)的攝影而已，也可以從內側面攝影，以特定出外表面之圖案的異物或缺陷。進而，本發明之外觀檢查系統1，並不受限於該名稱，也包含再檢查系統或修正系統等，包含相同功能的所有系統(裝置)。

1‧‧‧外觀檢查系統

2‧‧‧編碼器圖案表示部

2x‧‧‧X座標圖案部

2y‧‧‧Y座標圖案部

2e…‧‧‧圖案要素

2s…‧‧‧圖案要素

3‧‧‧檢查裝置

4‧‧‧檢測處理部

P‧‧‧被檢查物

Pd…‧‧‧顯示器用平面面板

Po‧‧‧面板基板

Bp‧‧‧空白(blank)部位

V‧‧‧攝影部

Vc…‧‧‧線形感測器攝影機

Fy‧‧‧被檢查物之搬送方向

Sp‧‧‧圖案訊號

圖1係顯示相關於本發明的最佳實施型態之外觀檢查系統之主要部之全體構成圖。

圖2係該外觀檢查系統之表示編碼器圖案表示部之面板基板(被檢查物)之平面圖。

圖3係該外觀檢查系統之檢查裝置之外觀立體圖。

圖4係供說明該外觀檢查系統的動作(功能)之用的流程圖。

1‧‧‧外觀檢查系統

2‧‧‧編碼器圖案表示部

3‧‧‧檢查裝置

4‧‧‧檢測處理部

11‧‧‧製品編號

22‧‧‧搬送機構

23‧‧‧搬送驅動部

25‧‧‧支撐框

26p、26q‧‧‧夾鉗部

26pp、26qp‧‧‧限制輥

31‧‧‧控制器

32‧‧‧處理部

33‧‧‧控制部

2y‧‧‧Y座標圖案部

P‧‧‧被檢查物

Pd…‧‧‧顯示器用平面面板

Po‧‧‧面板基板

Pop‧‧‧面板基板Po的左邊

Poq‧‧‧面板基板Po的右邊

Bp‧‧‧空白(blank)部位

Bpp、Bps‧‧‧空白部位

V‧‧‧攝影部

Vc…‧‧‧線形感測器攝影機

Fy‧‧‧被檢查物之搬送方向

Sp‧‧‧圖案訊號

Claims (2)

1. 一種外觀檢查系統，係藉由攝影部攝影被搬送的被檢查物的外觀，藉由影像處理檢查有無缺陷部位之外觀檢查系統，其特徵為具備：作為前述被檢查物，適用包含一或二以上之顯示器用平面面板之面板基板，藉由於此面板基板之空白(blank)部位，顯示使用可藉由增量方式依序檢測的複數圖案要素，或者可藉由絕對(absolute)方式檢測出，且分別賦予絕對座標的複數圖案要素之編碼器圖案，而使具有對應於前述面板基板的搬送方向(Y座標方向)之Y座標位置的Y座標圖案部以及對應於正交前述Y座標方向的X座標方向之X座標位置的X座標圖案部的編碼器(encoder)圖案表示部，與顯示於前述顯示器用平面面板的表面之黑矩陣圖案等的圖案一起形成，同時在檢測缺陷部位時由藉由前述攝影部攝影該編碼器圖案表示部而得的圖案訊號來檢測出對應於前述缺陷部位的位置之至少前述Y座標位置的檢測處理部之檢查裝置。
2. 如申請專利範圍第1項之外觀檢查系統，其中於前述攝影部，使用一或二以上之線形感測器攝影機。