JP2008026147A - Inspection device for color filter, and inspection method for the color filter - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、カラーフィルタの検査装置及びカラーフィルタの検査方法に関し、特に、色ムラを検査するのに好適な画像の生成に関する。 The present invention relates to a color filter inspection apparatus and a color filter inspection method, and more particularly to generation of an image suitable for inspecting color unevenness.
液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイなどに使用されるカラーフィルタは、ガラスなどの透明基板上にブラックマトリクス（ＢＭ）の層、光の三原色である赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の各色の層（ＲＧＢ層）が形成され、異なる色の着色層が所定の周期的パターンで繰り返し配列されてなる構造を有する。ＲＧＢ層は、例えばスピンコート、ダイコート塗布法などによって各色のインクを塗布した後、フォトリソグラフィによるパターニング工程を経て形成されたり、インクジェットにより塗布されて形成される。 Color filters used for liquid crystal displays, organic EL displays, etc. are made of a black matrix (BM) layer on a transparent substrate such as glass, red (R), green (G), and blue (B), which are the three primary colors of light. Each color layer (RGB layer) is formed, and has a structure in which colored layers of different colors are repeatedly arranged in a predetermined periodic pattern. The RGB layer is formed by applying each color ink by, for example, spin coating, die coating method or the like and then performing a patterning process by photolithography or applying by ink jet.
上記方法で製造されたカラーフィルタは、塗布工程における塗布量の不均一性や乾燥工程における条件の不均一性などに起因する色ムラが生じ得るため、色ムラを検査することが必要となる。 The color filter manufactured by the above method may cause color unevenness due to non-uniformity in the coating amount in the coating process and non-uniformity in the conditions in the drying process, so it is necessary to inspect the color unevenness.
そのため、従来から、検査対象であるカラーフィルタを例えばモノクロカメラで撮像することにより、明暗を諧調で現した輝度画像（モノクロ画像）を得て、目視や画像処理により色ムラ検査をすることが行われてきた。また、ＲＧＢの着色層毎のムラを検査し易いようにするため、Ｒ、Ｇ、Ｂのいずれか一色に対応した特定の波長の光を主として透過させるバンドパスフィルタを装着してＣＣＤカメラで撮像することにより、ＲＧＢ毎の単色の輝度画像（モノクロ画像）を得ることも行われている（例えば、特許文献１、特許文献２）。
For this reason, conventionally, a color image to be inspected is imaged with, for example, a monochrome camera to obtain a luminance image (monochrome image) that expresses light and dark, and color unevenness inspection is performed by visual inspection or image processing. I have been. In addition, in order to make it easy to inspect the unevenness of each of the RGB colored layers, a bandpass filter that mainly transmits light of a specific wavelength corresponding to any one of R, G, and B is attached and imaged with a CCD camera. By doing so, a monochromatic luminance image (monochrome image) for each RGB is also obtained (for example,
例えば、特許文献１では、蛍光灯などの透過照明下で、ＲＧＢの各色の光透過特性の波長分散と近似した波長分散を備えた光透過特性を有するバンドパスフィルタを介して、ＣＣＤカメラなどの撮像装置を用いてカラーフィルタ全体を撮像することにより、目視により色ムラの検査をすることが提案されている。
For example, in
また、特許文献２では、蛍光灯などの透過照明下で、検査対象となる色の着色層の吸収率が高い波長帯域の光を透過させるバンドパスフィルタを介して、ラインセンサを用いたＣＣＤカメラで、ライン毎に順次撮像することも行われている。
ところが、従来のようにＲＧＢの色毎にバンドパスフィルタを通して検査対象のカラーフィルタを撮像する方法では、光源側の波長の分布、バンドパスフィルタの特性、撮像側の感度などの影響を受けるため、精度の高い画像を取得することが困難であるという問題がある。また、カラーフィルタの各画素は微小領域であるため、カラーフィルタ全体を一度に撮像したり、ライン毎に撮像したりするのでは、全画素を対象として精度の高い画像を取得することが困難であるという問題もある。 However, the conventional method of imaging the color filter to be inspected through the bandpass filter for each RGB color is affected by the wavelength distribution on the light source side, the characteristics of the bandpass filter, the sensitivity on the imaging side, etc. There is a problem that it is difficult to obtain a highly accurate image. In addition, since each pixel of the color filter is a very small area, it is difficult to acquire a high-accuracy image for all the pixels if the entire color filter is imaged at once or for each line. There is also the problem of being.
そこで本発明は、上記問題を解決するためになされたもので、１枚のカラーフィルタ全体（全画素）に対しても、ＲＧＢの各色について、従来よりも精度の高い輝度画像を得ることができ、それにより従来よりも高精度な色ムラ検査を行うことができるカラーフィルタの検査装置及びカラーフィルタの検査方法の提供を目的とする。 Therefore, the present invention has been made to solve the above-described problem, and it is possible to obtain a luminance image with higher accuracy than the conventional one for each color of RGB even for the entire color filter (all pixels). Accordingly, it is an object of the present invention to provide a color filter inspection apparatus and a color filter inspection method capable of performing a color unevenness inspection with higher accuracy than before.
上記目的を達成するために、本発明に係るカラーフィルタの検査装置は、光の三原色Ｒ、Ｇ、Ｂのいずれかの色に着色された画素が、透明基板面に周期的パターンで交互に繰り返されて配列されてなるカラーフィルタの検査装置であって、前記各画素内の分光透過率を測定して分光透過率データを出力する分光透過率測定部と、ＲＧＢ毎の選択波長帯域を設定する選択波長帯域設定部と、前記設定された選択波長帯域と前記分光透過率データとに基づいて、各画素の前記選択波長帯域内の分光透過率の代表値を算出する透過率代表値算出部と、前記算出された各画素の透過率代表値に基づいて、前記カラーフィルタの検査対象領域全体についてのＲＧＢ毎の透過率画像データを各々生成する透過率画像データ生成部と、前記画像データ生成部によりＲＧＢ毎に各々生成された前記透過率画像データを外部に出力する画像データ出力部と、を具備することを特徴とする。 In order to achieve the above object, the color filter inspection apparatus according to the present invention is configured such that pixels colored in one of the three primary colors R, G, and B are alternately repeated in a periodic pattern on the transparent substrate surface. A color filter inspection apparatus configured to measure a spectral transmittance in each pixel and output spectral transmittance data, and to set a selected wavelength band for each RGB A selected wavelength band setting unit; a transmittance representative value calculating unit that calculates a representative value of the spectral transmittance within the selected wavelength band of each pixel based on the set selected wavelength band and the spectral transmittance data; A transmittance image data generating unit that generates transmittance image data for each of RGB for the entire inspection target region of the color filter based on the calculated transmittance representative value of each pixel; and the image data generating unit Characterized by comprising an image data output unit for outputting the transmission picture data which has been respectively produced more for each RGB to the outside.
また、本発明のカラーフィルタの検査方法は、光の三原色Ｒ、Ｇ、Ｂのいずれかの色に着色された画素が、透明基板面に周期的パターンで交互に繰り返されて配列されてなるカラーフィルタの検査方法であって、ＲＧＢ毎の選択波長帯域を設定する選択波長帯域設定ステップと、前記各画素内の分光透過率を測定して分光透過率データを出力するステップと、前記設定された選択波長帯域と前記分光透過率データとに基づいて、各画素の選択波長帯域内の分光透過率の代表値を算出して記憶装置に記憶させるステップと前記記憶された各透過率代表値に基づいて、ＲＧＢ毎の透過率画像データを各々生成して記憶装置に記憶させるステップと、前記記憶装置に記憶させた前記各透過率画像データを外部に出力するステップと、を有することを特徴とする。 The color filter inspection method of the present invention is a color in which pixels colored in one of the three primary colors R, G, and B are alternately arranged in a periodic pattern on a transparent substrate surface. A method for inspecting a filter, wherein a selected wavelength band setting step for setting a selected wavelength band for each of RGB, a step of measuring spectral transmittance in each pixel and outputting spectral transmittance data, and the set Based on the selected wavelength band and the spectral transmittance data, a step of calculating a representative value of the spectral transmittance within the selected wavelength band of each pixel and storing it in a storage device, and on the basis of each stored transmittance representative value Generating transmittance image data for each RGB and storing them in a storage device, and outputting each of the transmittance image data stored in the storage device to the outside. And butterflies.
本明細書において、画素（「絵素」とも称する）とは、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）のいずれか１色に着色された着色領域を指す。赤色に着色された画素のことをＲ画素とも称し、緑色に着色された画素のことをＧ画素とも称し、青色に着色された画素のことをＢ画素とも称する。 In this specification, a pixel (also referred to as “picture element”) refers to a colored region colored in any one of red (R), green (G), and blue (B). Pixels colored in red are also referred to as R pixels, pixels colored in green are also referred to as G pixels, and pixels colored in blue are also referred to as B pixels.
このように本発明によれば、検査対象の全画素について画素内の分光透過率を測定し、その透過率に基づいてＲＧＢ毎の透過率画像を作成するので、従来よりも精度の高い画像をＲＧＢの各色について得ることができ、それにより従来よりも高精度な色ムラ検査を行うことができるカラーフィルタの検査装置及びカラーフィルタの検査方法を提供することができる。 As described above, according to the present invention, the spectral transmittance within a pixel is measured for all the pixels to be inspected, and a transmittance image for each RGB is created based on the transmittance. It is possible to provide a color filter inspection apparatus and a color filter inspection method that can be obtained for each color of RGB, and that can perform color unevenness inspection with higher accuracy than before.
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づき説明する。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.
図１は、本発明の実施形態に係るカラーフィルタ検査装置の構成を概略的に示す図、図２は、このカラーフィルタ検査装置の光学系を詳細に示す図である。また、図３は、カラーフィルタ検査装置により測定される測定スポットを視覚的に示す図であり、さらに、図４は、このカラーフィルタ検査装置の光学系によるカラーフィルタに対しての走査の軌跡を模式的に示す図である。また、図５は、図３の測定スポットの移動軌跡を詳細に示す図である。 FIG. 1 is a diagram schematically illustrating a configuration of a color filter inspection apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a diagram illustrating in detail an optical system of the color filter inspection apparatus. FIG. 3 is a diagram visually showing measurement spots measured by the color filter inspection apparatus. Further, FIG. 4 shows the scanning trajectory of the color filter by the optical system of the color filter inspection apparatus. It is a figure shown typically. FIG. 5 is a diagram showing in detail the movement locus of the measurement spot in FIG.
まず、本発明の実施形態において検査対象となるカラーフィルタ３の構成について、図４に基づき簡単に説明する。図４に、その一部を模式的に示すように、本実施形態の検査対象であるカラーフィルタ３は、Ｒ画素、Ｇ画素、Ｂ画素が、ストライプ状に多数回繰り返されて配列されたストライプ配列とされている。カラーフィルタ（カラーフィルタ基板）３は、ＬＣＤ用のもので、例えば、縦横１メートルの矩形である。各画素は、例えば１００μｍ×３００μｍの矩形であるから、カラーフィルタの全画素数は数百万個にもなる。
First, the configuration of the
図１及び図２に示すように、この実施形態に係るこのカラーフィルタ検査装置１は、カラーフィルタの色ムラ検査を行うための装置であって、顕微分光測光装置２と計測制御装置５とから構成される。
As shown in FIGS. 1 and 2, the color
顕微分光測光装置２は、カラーフィルタ（カラーフィルタ基板）３を支持するステージ１５と、カラーフィルタ３に光を照射する光源７と、光源７の光の出射部に配置されたＮＣＢフィルタ９と、光源７から出射された光がカラーフィルタ３を透過した透過光を取り込む測定部１７と、光源７及び測定部１７をＸ軸、Ｙ軸の２軸に駆動するガントリ型の駆動機構１２とを主に備える。
The
ステージ１５は、図１及び図２に示すように、コロコンベア１６を有しており、このコロコンベア１６を通じてカラーフィルタ３をＸ軸方向に搬送可能に支持する。カラーフィルタ３は、このようなステージ１５が備える搬送機構によって例えば製造ライン内を搬送される。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
ガントリ型の駆動機構１２は、ガントリ本体部１１、光源駆動部１３及び測定装置駆動部１４によって構成される。ガントリ本体部１１は、ステージ１５に支持されたカラーフィルタ３に対して、相対的に光源７及び測定部１７をＸ軸方向に一体で移動させる。光源駆動部１３及び測定装置駆動部１４は、ステージ１５に支持されたカラーフィルタ３に対して、相対的に光源７及び測定部１７をＹ軸方向に移動させる。
The gantry
光源７は、例えばハロゲン照明装置などによって構成されている。また、光源７としては、この他メタルハライド照明装置、キセノン照明装置、水銀灯などを適用することもできる。ＮＣＢフィルタ９は、光源７から出射される光の短波長成分を多く透過させ、長波長成分が透過するのを抑えるために設けられている。これにより、光源７の出射光の短波長成分の相対的な不足を解消することが可能となる。
The
測定部１７は、図２に示すように、結像部１９、導光規制部材２３、自動焦点装置２１、エリアセンサ１８などを備える顕微鏡２０と、分光測光装置（分光器）２５とから構成される。エリアセンサ１８は、顕微鏡２０により捕捉される画像領域を検出する。自動焦点装置１２は、振動やカラーフィルタ３のたわみなどに起因するフォーカスずれに対して、ジャストフォーカス位置を維持するために設けられている。また、光源７の光の出射部に上記のＮＣＢフィルタ９を取り付けられていることで、Ｒで±６０μｍ、Ｇで±９０μｍ、Ｂで±６０μｍ程度まで、フォーカス制御範囲を広げることができ、これにより、フォーカスずれによる測定データの誤差を低減することができる。
As shown in FIG. 2, the
導光規制部材２３は、スリットまたは矩形や円形の導光規制部２３ａを有し、この導光規制部２３ａは、カラーフィルタ３側からの透過光の光束スポット径を小さくするために設けられている。すなわち、この導光規制部２３ａのスリット幅は、図３に示すように、カラーフィルタ３の遮光部（ブラックマトリクス）３１に各々区画された画素３３の開口幅（ＲＧＢのいずれかに着色された領域の幅）ｔに対し、光源スポット２７内の測定スポット２９の大きさが小さくなるように定められている。
The light
これにより、カラーフィルタ３側からの透過光を測定部１７側に取り込む場合において、遮光部（ブラックマトリクス）３１及び測定対象の画素に隣接する画素の影響を取り除くことができる。また、この構成により、一つの画素に対する着色面の断面形状が不均一であることなどを検出することが可能である。ここで、画素３３の開口幅より測定スポット２９のスポットの大きさを小さくしているものの、後に述べるように、測定されたデータの平均化を図ることで、画素の着色部分のみを選択的に測定することが可能となる。なお、このような構成に代えて、各画素３３の開口幅に対し、光源スポット２７内の測定スポット２９の大きさが同一になるように、導光規制部２３ａのスリット幅を設定してもよい。この場合も前記同様、遮光部３１及び測定対象の画素に隣接する画素の影響を取り除くことが可能となる。
Thereby, when the transmitted light from the
分光測光装置２５は、顕微鏡２０により捕捉されたカラーフィルタ３側からの透過光の波長毎の透過率を示した分光透過率を測定し、測定した分光透過率データを、計測制御装置５側に出力する。すなわち、分光測光装置２５は、画素内の所定箇所の分光透過率を測定し分光透過率データを出力する分光透過率測定部である。
The
計測制御装置５は、分光測光装置２５側の駆動機構系の動作制御、分光測光装置２５側から入力された分光透過率データを基にした各種のデータ処理、色ムラの検査処理などを行う装置である。計測制御装置５は、これらの処理を行うプログラムやデータが格納されたメモリやハードディスク等の記憶装置と、結果を表示できるディスプレイと、プログラムを実行できるＭＰＵ等を備えたＰＣ（Personal Computer）などのコンピュータ装置である。
The
すなわち、計測制御装置５は、ステージ１５に支持されたカラーフィルタ３に対し、図４に示すように、そのカラーフィルタ３のＲ画素、Ｇ画素、Ｂ画素が順次走査される方向（図４中のＹ方向）に測定部１７を移動させる。また、計測制御装置５は、一つの画素３３に対し、顕微鏡２０による測定スポット２９を複数設定する。ここで、計測制御装置５は、図５に示すように、一つの画素３３に対しての顕微鏡２０による測定スポット２９ａ、２９ｂ、２９ｃ、２９ｄが互いに重なり合う（ラップする）間隔で測定スポットを定める。これにより、一つの画素３３が走査される方向において、未検査部分が生じることが回避される。なお、カラーフィルタ３に対して測定部１７を移動させる方向を、図６に示すように、同色に着色された画素を連続的に走査する方向（図６中のＸ方向）に測定部１７を移動させるようにしてもよい。
That is, the
また、計測制御装置５は、カラーフィルタの基板面に沿って各画素の分光透過率を連続的に高速で測定できるように、実際の測定開始前に、カラーフィルタ３に対し、測定部１７及び光源７を等速で１方向に動かし、分光測光装置２５にて定時間間隔でサンプリング測定を行う。さらに、計測制御装置５は、分光測光装置の測定スポット２９の大きさ（図３、図４参照）、上記のサンプリング時間、測定部１７及び光源７（光源駆動部１３及び測定装置駆動部１４）の移動速度を設定する。
In addition, the
ここで、例えば、画素開口幅：２００μｍ、測定範囲（測定開始から終了までの距離）１００ｍｍ、測定スポット径１００μｍ、サンプリング時間２０ｍｓ、測定部１７及び光源７の移動速度が１ｍｍ／ｓであった場合、測定時間は、測定部１７及び光源７の移動速度と測定範囲より１００／１＝１００ｓとなり、測定点数は、測定時間とサンプリング時間より１００／０．０２＝５０００点となる。測定ピッチは、測定点数と測定範囲より１００／５０００＝２０μｍとなる。このことから、上記の条件では２０μｍ毎に測定を行っており、この条件であれば測定スポット２９の大きさが重なるように測定しているので測定抜けが生じるおそれがない。
Here, for example, when the pixel aperture width is 200 μm, the measurement range (distance from the start to the end of measurement) is 100 mm, the measurement spot diameter is 100 μm, the sampling time is 20 ms, and the moving speed of the
また、計測制御装置５は、そのメインメモリ上で実行されるプログラムとして実現されたデータ処理部１００及び色ムラ検査部２００を備えている。
In addition, the
次に、データ処理部１００の構成および機能を図７〜図１１に基づき説明する。
Next, the configuration and function of the
図７は、データ処理部１００の構成の一例を機能的に示すブロック図である。図７に一例を示すように、データ処理部１００は、データ受付部１０１と、選択波長帯域設定部１０６と、記憶部１０２と、透過率代表値算出部１０３と、透過率画像生成部１０４と、透過率画像出力部１０５と、から主に構成される。データ受付部１０１は、計測制御装置５側からの分光透過率データを取得し、その測定箇所の属する画素を識別する画素番号（画素ＩＤ）と対応させて記憶部１０２に記憶させる機能を有する。選択波長帯域設定部１０６は、ＲＧＢ毎に選択波長帯域を設定して記憶部１０２に記憶させる機能を有する。記憶部１０２は、画素や測定箇所に関する画素番号やカラーフィルタ３上のＸＹ座標などの情報を予め関連付けて格納したマスターデータ、選択波長帯域などの設定データ、測定した分光透過率データ、算出した透過率代表値、生成した透過率画像データ等、処理に必要な種々のデータを記憶し、必要に応じて読み出せる記憶装置である。透過率代表値算出部１０３は、色（Ｒ、Ｇ、Ｂのいずれか）に対応して予め選択波長帯域設定部１０６により設定された選択波長帯域と各画素の分光透過率データとに基づいて、その画素の透過率の代表値を算出する機能を有する。透過率画像データ生成部１０４は、記憶部１０２に記憶された各画素の透過率代表値に基づいて、検査対象領域全体についてのＲＧＢの色種別毎の透過率画像データを生成する機能を有する。画像データ出力部１０５は、画像データ生成部１０４により生成された透過率画像データを、例えば色ムラ検査部２００や計測制御装置５の表示装置（ＣＲＴ）に出力する機能を有する。
FIG. 7 is a block diagram functionally illustrating an example of the configuration of the
図８は、ＲＧＢの色種別毎（Ｒ、Ｇ、Ｂ毎）の透過率画像データを生成する方法およびデータの流れを概念的に示す図である。図８において、符号Ｒ１１とＲ２１とＲ３１とは同一の画素のデータであることを示し、各々対応していることを表わしている。同様に、符号Ｒ１２とＲ２２とＲ３２とは対応し、符号Ｇ１１とＧ２１とＧ３１とは対応し、符号Ｇ１２とＧ２２とＧ３２とは対応し、符号Ｂ１１とＢ２１とＢ３１とは対応し、符号Ｂ１２とＢ２２とＢ３２とは対応している。 FIG. 8 is a diagram conceptually illustrating a method for generating transmittance image data for each RGB color type (for each R, G, and B) and a data flow. In FIG. 8, the symbols R11, R21, and R31 indicate the same pixel data, indicating that they correspond to each other. Similarly, codes R12, R22, and R32 correspond, codes G11, G21, and G31 correspond, codes G12, G22, and G32 correspond, codes B11, B21, and B31 correspond, and codes B12 and B22 and B32 correspond to each other.
図８に示すように、データ処理部１００により、カラーフィルタ３上の、Ｒ画素Ｒ１１、Ｒ１２、……、Ｇ画素Ｇ１１，Ｇ１２、……、Ｂ画素Ｂ１１，Ｂ１２、……、について各々測定された分光透過率データは、ＲＧＢのそれぞれに対応した選択波長帯域の透過率代表値Ｒ２１、Ｒ２２、……、Ｇ２１、Ｇ２２、……、Ｂ２１、Ｂ２２、……に各々変換される。さらに、それらの値に基づいてＲＧＢ毎に分別した透過率画像データが生成される。すなわち、各Ｒ画素の透過率代表値Ｒ２１、Ｒ２２、……を、カラーフィルタ３上の各Ｒ画素の相対位置を再現できるように配列したＲ透過率画像データが生成される。同様に、各Ｇ画素の透過率代表値Ｇ２１、Ｇ２２、……、を、カラーフィルタ３上の各Ｇ画素の相対位置を再現できるように配列したＧ透過率画像データが生成される。同様に、各Ｂ画素の透過率代表値Ｂ２１、Ｂ２２、……、を、カラーフィルタ３上の各Ｂ画素の相対位置を再現できるように配列したＢ透過率画像データが生成される。図８においては、カラーフィルタ３の一部分しか図示していないが、Ｒ透過率画像データ、Ｇ透過率画像データ、Ｂ透過率画像データは、検査対象領域全体について生成される。例えば、カラーフィルタ３全体を検査対象領域とする場合には、カラーフィルタ３全体について、Ｒ透過率画像データ、Ｇ透過率画像データ、Ｂ透過率画像データが生成される。
As shown in FIG. 8, the
図８の右上に縮小して示された３つのグラフは、計測制御装置５が測定部１７から受け取った分光透過率データの一例をグラフ化して示すもので、図９〜図１１は、これらのグラフを拡大して示す図である。図９はＲ画素の分光透過率データ、図１０はＧ画素の分光透過率データ、図１１はＢ画素の分光透過率データをそれぞれ示している。横軸は波長（ｎｍ）、縦軸は透過率を表している。図９〜図１１において、２本の破線は、選択波長帯域設定部１０６によりＲＧＢ毎に設定された選択波長帯域の下限値及び上限値を示している。
The three graphs shown in a reduced size in the upper right of FIG. 8 are graphs showing examples of spectral transmittance data received from the
選択波長帯域とは、その波長域内の透過率のみを、その色の透過率データとして扱うために、ＲＧＢ毎（色種別毎）に予め任意に選択され設定される波長域のことである。例えば、選択波長帯域は、Ｒ（赤色）の場合、図９に破線で示すように６３０〜６７０ｍｍであり、Ｇ（緑色）の場合、図１０に破線で示すように、５１０〜５５０ｍｍであり、Ｂ（青色）の場合、図１１に破線で示すように、例えば４５０〜４９０ｍｍである。本実施形態によれば、選択波長帯域設定部１０６により、各色に対応する波長帯域を、測定開始前に任意に設定できることとしているので、カラーフィルタ３の検査仕様に合わせた色検査を行うことが可能となる。
The selected wavelength band is a wavelength range that is arbitrarily selected and set in advance for each RGB (for each color type) in order to handle only the transmittance within the wavelength range as the transmittance data of the color. For example, in the case of R (red), the selected wavelength band is 630 to 670 mm as shown by a broken line in FIG. 9, and in the case of G (green), it is 510 to 550 mm as shown by a broken line in FIG. In the case of B (blue), as shown by a broken line in FIG. According to the present embodiment, since the wavelength band corresponding to each color can be arbitrarily set by the selection wavelength
透過率代表値算出部１０３は、詳細には、データ受付部１０１を介して記憶部１０２に記憶された分光透過率データを、その画素の色種別に応じた選択波長帯域内の波長の透過率データだけで絞り込み、その範囲内の例えば最大値を、その画素の透過率の代表値として算出する。その画素の透過率の代表値としては、最大値に限らず、平均値を用いてもよい。
More specifically, the transmittance representative
例えば、図８に符号Ｒ１１で示すように、カラーフィルタ３上の赤色（Ｒ）に着色されたＲ画素の場合、測定した分光透過率データは、図９に実線の曲線で示す値の分布をしているので、赤色の選択波長帯域外の透過率は無視される。よって、図９に破線で示す範囲内での透過率の最大値が、この画素の代表値として算出され、図８に符号Ｒ２１で示すように、選択波長帯域の透過率代表値は、０．９８７となる。なお、図４で示すように１画素について複数（例えば３箇所）の測定箇所の分光透過率データを取得しているので、透過率代表値算出部１０３は、それらも加味して、画素毎の透過率代表値を算出し、画素番号と対応付けて記憶部１０２に記憶させる。他の画素の場合も同様である。
For example, as indicated by reference numeral R11 in FIG. 8, in the case of an R pixel colored red (R) on the
透過率画像データ生成部１０４は、図８に示すように、全画素について、画素番号と対応付けて記憶された透過率代表値の中から、Ｒ画素の値のみを抽出して画素番号に対応させて所定の順序で配列したＲ透過率画像データを作成する。同様に、透過率画像データ生成部１０４は、Ｇ透過率画像データ、Ｂ透過率画像データを生成する。
As shown in FIG. 8, the transmittance image
図８に示すように、Ｒ透過率画像データ、Ｇ透過率画像データ、及びＢ透過率画像データは、赤色、緑色、及び青色ごとに区分されるとともにカラーフィルタ３上の各画素の配列の相対位置を維持して並べられた２次元配列である。すなわち、カラーフィルタ３の相対位置に対応させて画像表示装置（ＣＲＴ）などに表示し得るように並べられている。なお、図８の例では、透過率画像データの各要素の値は、透過率代表値のままで、１未満の値となっているが、透過率の有効桁数に応じて整数化した値（図８の例では１０００倍した値）を透過率画像データの各要素の値としてもよい。また、扱い易いように所定の値の範囲の諧調（たとえば８ビットで表現可能な２５６階調）を表わす数値に変換してもよい。
As shown in FIG. 8, the R transmittance image data, the G transmittance image data, and the B transmittance image data are classified into red, green, and blue, and the relative arrangement of each pixel on the
以上のようにして生成したＲＧＢ毎の透過率画像データ（Ｒ透過率画像データ、Ｇ透過率画像データ、Ｂ透過率画像データ）は、ＲＧＢの色種別に対応して任意に選択され設定された波長帯域の透過率の値を並べたものだから、いずれも、各色についての明暗を諧調で現した輝度画像（モノクロ画像、グレースケール画像などとも称する）として扱うことのできる画像データである。 The transmittance image data for each RGB generated as described above (R transmittance image data, G transmittance image data, B transmittance image data) is arbitrarily selected and set corresponding to the RGB color type. Since the values of transmittance in the wavelength band are arranged, each is image data that can be handled as a luminance image (also referred to as a monochrome image, a gray scale image, or the like) that expresses the brightness and darkness of each color in gradation.
したがって、例えば、透過率画像データ出力部１０５を通じてＲ透過率画像データが計測制御装置５の表示装置（ＣＲＴ）などに出力された場合、カラーフィルタ３上検査対象全域にわたってＲ着色層の色ムラを目視などでも容易に把握することが可能となる。また、このような透過率画像データは、各画素の配列に対応した配列情報を有するので、カラーフィルタ３の全面に対して色ムラが生じている部位などを把握でき、これにより、色ムラの発生部位の傾向性などを得ることなども可能となる。
Therefore, for example, when the R transmittance image data is output to the display device (CRT) of the
次に、透過率画像データ生成部１０４により生成された透過率画像データが透過率画像データ出力部１０５を通じて色ムラ検査部２００に出力される場合について説明を行う。
Next, a case where the transmittance image data generated by the transmittance image
色ムラ検査部２００は、図１２に示すように、カラーフィルタ３の色ムラに関する要素の良否を自動判定する機能を有する。すなわち、同図１２に示すように、色ムラ検査部２００は、入力された対象画像に混入されているノイズを除去する平滑化処理を行う前処理部２１４と、前処理後の対象画像（被検査画像）に基づいて最小限の空間フィルタを用いて対象画像の色ムラを強調して強調画像を作成する色ムラ強調部（強調手段）２１６と、上側閾値と下側閾値を設定する閾値設定部２１８と、設定された上側閾値を用いて前記強調画像を２値化して色ムラ強分布画像を作成する色ムラ強分布抽出部２２０と、設定された下側閾値を用いて前記強調画像を２値化して色ムラ弱分布画像を作成する色ムラ弱分布抽出部２２２と、色ムラ強分布画像中の色ムラに対応する色ムラ弱分布の色ムラの領域のみをラベリングして候補領域が抽出された候補領域ラベリング画像を作成する色ムラ候補選定部２２４と、抽出された候補領域に関して形状データを算出する色ムラ候補形状データ解析部２２６と、算出された形状データから色ムラの良否を判定する形状データ判定部２２８と、該判定部２２８に判定条件を設定する形状データ判定条件設定部２３０とを備えている。
As shown in FIG. 12, the color
この色ムラ検査部２００によれば、ムラの形状に応じて多数の空間フィルタを用いる強調処理を行う必要がないので、短い処理時間で検査を行うことができる。また、適切な閾値の設定が容易であり、不感帯（検査できない領域）を小さくすることができるので、未検出を少なくすることができ、また、ムラの強さと形状を使って判定することができるので、誤検出を少なくすることができる。さらに、フィルタのサイズを小さくすることができるので、被検査画像における未検査領域を小さくすることができ、また、色ムラの形状も計測することができる。
According to the color
なお、色ムラ検査部としては、この色ムラ検査部２００に限られず、色ムラを判定するための手段として知られている種々のものを用いることもできる。
Note that the color unevenness inspection unit is not limited to the color
次に、このように構成されたカラーフィルタ検査装置１によるカラーフィルタ３の検査の方法を上記した図１〜図１２に加え、図１３に示すフローチャートに基づきその説明を行う。
Next, a method for inspecting the
まず、測定スポット２９のスポットの大きさ、サンプリング時間、測定部１７の移動速度、ＲＧＢ毎の選択波長帯域が設定され、それらの設定値は、必要に応じて後に読み出せるように、記憶部１０２に保存される（ステップ１［Ｓ１］）。次に、設定した移動速度で、カラーフィルタ３に対する測定部１９の相対移動が開始され（Ｓ２）、自動焦点装置２１による焦点合わせが行われる（Ｓ３）。この後、カラーフィルタ３に対して測定部１７を、例えば図４及び図５に示すように相対的に移動させつつ、設定した測定スポットの大きさ及びサンプリング時間で測定を行い、図９〜１１にその一例を示す分光透過率データが得られる（Ｓ４）。
First, the spot size of the
この分光透過率データを基に、上記したように、透過率代表値算出部１０３によって画素毎に選択波長帯域の透過率代表値が算出され、画素番号に対応付けて記憶部１０２に記憶される（Ｓ５）。全画素について測定が終了していなければ（Ｓ６のＮｏ）、Ｓ４に戻って次の測定箇所を測定する。
Based on this spectral transmittance data, as described above, the transmittance representative
検査対象領域の全画素について測定が終了したら（Ｓ６のＹｅｓ）、透過率画像データ生成部１０４によって、図８および図１３に示すように、記憶された各画素の透過率代表値に基いて、検査対象領域全体についてのＲＧＢ毎の透過率画像データ、すなわち、Ｒ透過率画像データ、Ｇ透過率画像データ、及びＢ透過率画像データが、それぞれ生成され、それぞれ所定のファイル形式で記憶部１０２に保存される（Ｓ７）。例えば、１枚のカラーフィルタ３の全体（ＲＧＢ着色層の全域）を検査対象領域とした場合には、１枚のカラーフィルタ３の全Ｒ画素、全Ｂ画素、全Ｇ画素について、各画素の透過率代表値がそれぞれ対応付けられて図８のように並べられたＲ透過率画像データ、Ｇ透過率画像データ、及びＢ透過率画像データが生成され、保存される。
When the measurement is completed for all the pixels in the inspection target region (Yes in S6), as shown in FIGS. 8 and 13, the transmittance image
この後、必要に応じて、例えばＲ透過率画像データが記憶部１０２から読み出されて、例えば色ムラ検査部２００に出力されて（Ｓ８）、カラーフィルタ３の色ムラに関する良否が自動判定される（Ｓ９）。
Thereafter, if necessary, for example, R transmittance image data is read from the
以上のようにして、カラーフィルタ検査装置１によるカラーフィルタ３の検査が行われる。
As described above, the
本実施形態のカラーフィルタ検査装置１によれば、カラーフィルタ３全体について、微小な測定スポット２９を連続的に１回走査して測定を行うだけで、カラーフィルタ３全体についてのＲＧＢ毎の透過率画像データを生成することができ、これにより、カラーフィルタ３のＲＧＢ毎の色ムラ検査を行うことができる。
According to the color
本実施形態によれば、測定された分光透過率データを処理する際、ＲＧＢ毎に選択された帯域の透過率を用いているので、色度を用いるよりは低精度であるが、すべての画素について、顕微分光により測定しているので、顕微分光を用いないでカメラにより撮像して検査する方法や、一部分の画素について選択的に測定してカラーフィルタ全体を代表させる検査方法に比べれば、十分高精度にカラーフィルタの検査をすることができる。 According to the present embodiment, when processing the measured spectral transmittance data, since the transmittance of the band selected for each RGB is used, it is less accurate than using chromaticity. Is measured with microspectroscopic light, it is sufficient compared to the method of inspecting by imaging with a camera without using microspectroscopic light or the method of selectively measuring a part of pixels and representing the entire color filter. The color filter can be inspected with high accuracy.
したがって、１枚のカラーフィルタ全体に対しても、従来よりも精度の高い画像をＲＧＢの各色について得ることができ、それにより従来よりも高精度な色ムラ検査を行う場合ことができるカラーフィルタの検査装置及びカラーフィルタの検査方法を提供することができる。 Therefore, an image with higher accuracy than that of the conventional color filter can be obtained for one color filter as a whole with respect to each color of RGB, so that color unevenness inspection with higher accuracy than in the past can be performed. An inspection apparatus and a color filter inspection method can be provided.
以上、本発明を実施の形態により具体的に説明したが、本発明は前記実施形態にのみ限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。すなわち、分光測定装置２の光検出素子部分については、特に詳細に説明を行わなかったが、この光検出素子部分には、フォトダイオードアレイ、裏面入射型ＣＣＤリニアイメージセンサ電子冷却型ＣＣＤエリアイメージセンサなどを使用することができる。これにより、分光測光装置２自体の測定時間が速くなり、ＲＧＢ各画素の分光透過率をより高速に測定することができる。また、上記した自動焦点装置２１の動作原理に、赤外光によるパターン投影法及び半導体個体レーザによるナイフエッジ法を使用してもよい。さらに、顕微鏡２０の鏡筒部分にダブルポートを設置し、その上部出口の一方に分光測光装置２５を、もう一方にＣＣＤカメラなどを取り付けるようにしてもよい。この場合、ユーザが測定箇所を確認しながら検査を行うことができ、検査精度の信頼性を高めることができる。
Although the present invention has been specifically described above by the embodiments, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. That is, although the light detection element portion of the
また、本実施形態では、各画素を順次測定しながら、逐次、選択波長帯域内の各画素の透過率代表値を算出するように説明したが、検査対象領域の全画素について測定をし終えてから、全画素についてまとめて各画素の透過率代表値を算出するようにしてもよい。その場合には、ＲＧＢ毎の選択波長帯域の設定は、透過率代表値を算出する直前でかまわない。 Further, in the present embodiment, it has been described that the transmittance representative value of each pixel in the selected wavelength band is sequentially calculated while measuring each pixel sequentially. However, measurement has been completed for all the pixels in the inspection target region. Therefore, the transmittance representative value of each pixel may be calculated collectively for all the pixels. In this case, the selection wavelength band for each RGB may be set immediately before calculating the transmittance representative value.
１…カラーフィルタ検査装置、２…顕微分光測光装置、３…カラーフィルタ、５…計測制御装置、７…光源、１７…測定部、２５…分光測光装置、３３…画素、１００…データ処理部、１０２…記憶部、１０３…透過率代表値算出部、１０４…透過率画像データ生成部、１０５…透過率画像データ出力部、１０６…選択波長帯域設定部、２００…色ムラ検査部。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記各画素内の分光透過率を測定して分光透過率データを出力する分光透過率測定部と、
ＲＧＢ毎の選択波長帯域を設定する選択波長帯域設定部と、
前記設定された選択波長帯域と前記分光透過率データとに基づいて、各画素の前記選択波長帯域内の分光透過率の代表値を算出する透過率代表値算出部と、
前記算出された各画素の透過率代表値に基づいて、前記カラーフィルタの検査対象領域全体についてのＲＧＢ毎の透過率画像データを各々生成する透過率画像データ生成部と、
前記画像データ生成部によりＲＧＢ毎に各々生成された前記透過率画像データを外部に出力する画像データ出力部と、
を具備することを特徴とするカラーフィルタの検査装置。 A color filter inspection device in which pixels colored in any of the three primary colors R, G, and B of light are arranged in a repeating pattern alternately on a transparent substrate surface,
A spectral transmittance measuring unit that measures spectral transmittance in each pixel and outputs spectral transmittance data;
A selection wavelength band setting unit for setting a selection wavelength band for each of RGB,
Based on the set selected wavelength band and the spectral transmittance data, a transmittance representative value calculation unit that calculates a representative value of the spectral transmittance within the selected wavelength band of each pixel;
Based on the calculated transmittance representative value of each pixel, a transmittance image data generating unit that respectively generates transmittance image data for each RGB for the entire inspection target region of the color filter;
An image data output unit for outputting the transmittance image data generated for each RGB by the image data generation unit to the outside;
An inspection apparatus for a color filter, comprising:
をさらに具備す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検査装置。 A color unevenness inspection unit that analyzes the transmittance image data output from the transmittance image data output unit and determines the quality of color unevenness of the color filter;
The color filter inspection apparatus according to claim 1, further comprising:
ＲＧＢ毎の選択波長帯域を設定する選択波長帯域設定ステップと、
前記各画素内の分光透過率を測定して分光透過率データを出力するステップと、
前記設定された選択波長帯域と前記分光透過率データとに基づいて、各画素の選択波長帯域内の分光透過率の代表値を算出して記憶装置に記憶させるステップと
前記記憶された各透過率代表値に基づいて、ＲＧＢ毎の透過率画像データを各々生成して記憶装置に記憶させるステップと、
前記記憶装置に記憶させた前記各透過率画像データを外部に出力するステップと、
を有することを特徴とするカラーフィルタの検査方法。 A method for inspecting a color filter in which pixels colored in any of the three primary colors R, G, and B of light are arranged alternately and repeatedly in a periodic pattern on a transparent substrate surface,
A selection wavelength band setting step for setting a selection wavelength band for each of RGB,
Measuring spectral transmittance in each pixel and outputting spectral transmittance data;
Based on the set selected wavelength band and the spectral transmittance data, calculating a representative value of the spectral transmittance within the selected wavelength band of each pixel and storing it in a storage device; and each stored transmittance Generating transmittance image data for each RGB based on the representative values and storing them in a storage device;
Outputting each of the transmittance image data stored in the storage device to the outside;
A method for inspecting a color filter, comprising:
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| JP2006199025A JP2008026147A (en) | 2006-07-21 | 2006-07-21 | Inspection device for color filter, and inspection method for the color filter |
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