JP5396950B2

JP5396950B2 - カラーフィルタの検査装置及び検査方法、ならびにカラーフィルタの製造方法

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Publication number: JP5396950B2
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Inventors: 正明梅原
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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、ならびにインクジェット方式で製造されるカラーフィルタの色ムラ調整機能を有する製造方法に関する。

近年、カラーフィルタは液晶表示装置の多色化の手段として多く使用されるようになり、カラーフィルタのコストダウン化の要請も強まっている。これに伴ってカラーフィルタの生産において、基板サイズの大型化が進んでおり、また、従来のフォトリソグラフィ工程を繰り返す顔料分散法では着色塗液の使用量が多いため、さらなるコストダウン化のために着色塗液の使用量の少ないインクジェット装置を用いる方法が開発されている。

カラーフィルタの色ムラが液晶表示画面の表示ムラとして現れ、表示品質の不良となる場合がある。インクジェット方式を用いてカラーフィルタの製造を行う際に、色ムラの発生原因は多種あるが、インクジェットヘッドのノズル配列方向の色ムラは、各ノズル個々の吐出量のばらつきが原因であることが殆どであり、色ムラの発生に対して早期に現象を検知して不良品を回収するとともに、各ノズルの吐出量を調整し、色ムラを低減させる必要がある。

カラーフィルタの色ムラ測定方法としては、特許文献１のように、分光測光装置により輝度データまたは明度データを測定することにより色ムラを数値化する方法がある。しかし、カラーフィルタを撮像する際に、撮像カメラで発生しているバックグラウンドノイズにより輝度値または明度値がランダムに変動するので、測定タイミングによって輝度値または明度値が異なる場合が生じる。撮像カメラのノイズが発生すると、正確な輝度値または明度値が算出されなくなるため、ムラ補正を行う場合に本来の色ムラとは異なるノイズにまで対応して、不都合な補正を行ってしまう可能性が生じ、各画素の色ムラを均一化できない結果となってしまう。

なお、輝度と明度は物体の明るさを表す表現として略同じ意味でも使われるが、カラーフィルタにおいては、通常、発光体の明るさに依存して物体を透過または反射する光の強さを表現する場合に輝度を用い、カラーフィルタ自体の光学的性質としての相対的な明るさを表現する場合に明度を用いることが多い。

特開２００７−２０５８２０号公報

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その課題とするところは、カラーフィルタの色ムラ測定において、計測カメラのバックグラウンドノイズの影響を最小限に抑えることによって、正確な色ムラを検知し、算出し、インクジェット方式により製造されるカラーフィルタの場合は、色ムラを調整することによって、全ての画素が均一に着色され、色度が所望の値に調整されたカラーフィルタを提供することである。

請求項１に係る発明は、カラーフィルタの有効領域の色ムラを検知するための検査装置において、撮像手段と画像処理手段を有し、前記撮像手段は、カメラの視野内に設定した縦横それぞれ複数のカメラ画素から成る領域を有効視野単位とし、前記撮像手段は、前記カラーフィルタの有効領域全体の画像を洩れなく、複数の前記有効視野単位の画像に分割して順次撮像するものであり、前記画像処理手段は、前記撮像手段によって撮像された各有効視野単位の画像において、同一色のカラーフィルタ画素の画像で埋め尽くされた全カメラ画素の集合各々を、該同一色の各々の輝度測定セル領域とし、前記画像処理手段は、前記同一色のカラーフィルタ画素の画像で埋め尽くされた全カメラ画素ごとの輝度値の平均として、前記同一色の各々の輝度測定セル領域内の平均輝度値を算出して、異なる輝度測定セル領域間の前記同一色の平均輝度値の比較をすることにより、前記カラーフィルタの有効領域における色ムラを検知する機能を備えたものであり、前記各有効視野単位の画像は、互いに隣接する複数画素分の前記同一色のカラーフィルタ画素の画像を含み、離散または分離した領域に位置する前記同一色のカラーフィルタ画素の画像を含まない、ことを特徴とするカラーフィルタの検査装置である。
請求項２に係る発明は、前記各々の輝度測定セル領域内の平均輝度値を算出するにあたり、複数回の繰り返し輝度測定を行い、時間的平均化処理も併せて行う、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である。

請求項３に係る発明は、前記撮像手段の一部に照明光源を有し、該照明光源からの透過光により、撮像することを特徴とする請求項１又は２に記載のカラーフィルタの検査装置である。

請求項４に係る発明は、前記撮像手段の一部に照明光源を有し、該照明光源からの反射光により、撮像することを特徴とする請求項１又は２に記載のカラーフィルタの検査装置である。

請求項５に係る発明は、請求項１〜４のいずれかに記載のカラーフィルタの検査装置を用いてカラーフィルタを検査することを特徴とする、色ムラを検知するカラーフィルタの検査方法である。

請求項６に係る発明は、インクジェット方式により製造されるカラーフィルタに関して、請求項１〜４のいずれかに記載のカラーフィルタの検査装置により得られる各輝度測定セル領域ごとの各色の平均輝度値と狙い輝度値との輝度差を算出し、インクジェットヘッドノズルの補正吐出量を求めることにより、色ムラ調整を行うことを特徴とする、カラーフィルタの製造方法である。

請求項７に係る発明は、カラーフィルタの有効領域の色ムラを検知するための検査装置において、撮像手段と画像処理手段を有し、前記撮像手段は、カメラの視野内に設定した縦横それぞれ複数のカメラ画素から成る領域を有効視野単位とし、前記撮像手段は、前記カラーフィルタの有効領域全体の画像を洩れなく、複数の前記有効視野単位の画像に分割して順次撮像するものであり、前記画像処理手段は、前記撮像手段によって撮像された各有効視野単位の画像において、同一色のカラーフィルタ画素の画像で埋め尽くされた全カメラ画素の集合各々を、該同一色の各々の明度測定セル領域とし、前記画像処理手段は、前記同一色のカラーフィルタ画素の画像で埋め尽くされた全カメラ画素ごとの明度値の平均として、前記同一色の各々の明度測定セル領域内の平均明度値を算出して、異なる明度測定セル領域間の前記同一色の平均明度値の比較をすることにより、前記カラーフィルタの有効領域における色ムラを検知する機能を備えたものであり、前記各有効視野単位の画像は、互いに隣接する複数画素分の前記同一色のカラーフィルタ画素の画像を含み、離散または分離した領域に位置する前記同一色のカラーフィルタ画素の画像を含まない、ことを特徴とするカラーフィルタの検査装置である。
請求項８に係る発明は、前記各明度測定セル領域ごとの平均明度値を算出するにあたって、複数回の繰り返し測定を行い、時間的平均化処理も併せて行うことを特徴とする請求項７に記載のカラーフィルタの検査装置である。

請求項９に係る発明は、前記撮像手段の一部に照明光源を有し、該照明光源からの透過光により、撮像することを特徴とする請求項７又は８に記載のカラーフィルタの検査装置である。

請求項１０に係る発明は、前記撮像手段の一部に照明光源を有し、該照明光源からの反射光により、撮像することを特徴とする請求項７又は８に記載のカラーフィルタの検査装置である。

請求項１１に係る発明は、請求項７〜１０のいずれかに記載のカラーフィルタの検査装置を用いてカラーフィルタを検査することを特徴とする、色ムラを検知するカラーフィルタの検査方法である。

請求項１２に係る発明は、インクジェット方式により製造されるカラーフィルタに関して、請求項７〜１０のいずれかに記載のカラーフィルタの検査装置により得られる各明度測定セル領域ごとの各色の平均明度値と狙い明度値との明度差を算出し、インクジェットヘッドノズルの補正吐出量を求めることにより、色ムラ調整を行うことを特徴とする、カラーフィルタの製造方法である。

本発明の請求項１または７に係るカラーフィルタの検査装置によれば、色ムラの発生を着色塗液の塗布後、早期に検知し、不具合品の下流への流出を防ぐことが可能である。また、インクジェット方式により製造されるカラーフィルタに関して、インクジェットヘッドのノズルからの吐出量に異常が生じている場合の異常の個所と程度を知ることができ、復旧対策を決めることが可能となるため、製造工程全体の安定維持に資するものである。

また、本発明の請求項１または７に係るカラーフィルタの検査装置によれば、色ムラを検知する機能を利用して、カラーフィルタの１画素または近接する複数画素単位での色ムラの発生状況を把握することができる。

また、本発明の請求項２または８に係るカラーフィルタの検査装置によれば、色ムラの発生を平面的にも時間的にも平均化処理をして検知することができるため、必要以上に微小な領域の情報に影響されること無く、また、撮像カメラにより検出される色ムラ以外のノイズの影響を大きく受けることが無い。従って、誤検出や過剰検出によるムダを最小限に抑えることができる。

また、本発明の請求項３または４に係るカラーフィルタの検査装置、または、本発明の請求項９または１０に係るカラーフィルタの検査装置によれば、透過光または反射光による照明光を用いることによって、カラーフィルタ基板を均一な照明環境に設置できるので、輝度または明度測定セル領域ごとの各色の平均輝度または明度値の変化を敏感に読み取ることができ、色ムラの検知能力の高い装置とすることができる。

また、本発明のカラーフィルタの検査方法によれば、着色塗液の塗布後、色ムラの発生を早期に検知し、不具合品の下流への流出を防ぐことが可能である。また、インクジェット工程の直後に検査工程を設置することにより、不具合発生時には速やかにインクジェットヘッドのメンテナンスの指示を送信し、ヘッドの不具合を早期に復旧することに繋げることができるため、製造工程全体の安定維持に資するものである。

また、本発明のカラーフィルタの製造方法によれば、インクジェット方式によるカラーフィルタの色ムラ調整をノズルからの吐出量を補正して行うことにより、全ての同一色の着色画素が均一に着色されたカラーフィルタを製造することが可能となる。従って、カラーフィルタとしての要求性能に優れ、色度および明度が所望の値に調整されたカラーフィルタを提供できる。

本発明の検査装置の一例を示す説明図である。本発明の検査装置によりカメラ視野内に捉える画像の一例を示す説明図である。輝度または明度測定セル領域の一例を説明するためのカラーフィルタ画素の拡大図である。輝度または明度測定セル領域の他の例を説明するためのカラーフィルタ画素の拡大図である。

以下、本発明の実施の形態について説明する。
図１は本発明の検査装置の一構成例を模式的に示すための説明図である。撮像手段として以下の要素を含む。画像計測機能を有するエリアＣＣＤ撮像素子をもち、撮像倍率可変のレンズを付けたカメラ１２により、カラーフィルタを表面に形成したカラーフィルタ基板１３上の任意の一部分を撮像できる。カメラ１２が有するマトリクス状の撮像素子の個々が捉える画像データの単位をカメラ画素と称し、撮像対象としてのカラーフィルタを構成する単位のカラーフィルタ画素とは区別する。

撮像対象としてのカラーフィルタを表面に形成したカラーフィルタ基板１３を載置するステージ１４は、この例では、内部に照明光源（図示せず）を含み、カラーフィルタ基板１３への透過光による均一な照明を与える。簡易的には、従来より写真製版等に用いられてきたライトボックスにより、同様の機能を果たすことができるが、ステージとしての平坦性や位置固定機能、照明光源としての明るさや均一性を専用に改良したものが望ましい。他の例で、照明を透過光によらず、反射光にする場合には、別に独立した照明光源をカラーフィルタ基板１３の上方周辺に均等配置し、カラーフィルタ基板の表面を均一に照らす。

本発明の検査装置の撮像手段としては、上記の他に、前記カメラ１２とステージ１４とを平面的に相対移動可能とする第１駆動系１０およびその制御系（図示せず）と、前記ステージ１４とカメラ１２との相対距離を変化させることを可能とする第２駆動系１１およびその制御系（図示せず）、前記カメラ１２の撮像機構を制御するカメラ制御系（図示せず）が含まれる。

また、本発明の検査装置の画像処理手段としては、前記カメラ１２から得られた画像を蓄積、保存する画像記録系と、本発明の輝度または明度測定セル領域の設定と平均輝度または明度値の算出に関わる画像処理系（上記２つの系を併せて図１の１５で示す）によって構成される。

本発明の実施の形態について、色ムラの調整を行うことを特徴とするカラーフィルタの製造方法に関して、対象とされるインクジェット方式により製造されるカラーフィルタを例に説明する。色ムラの検査装置及び検査方法に関しては、他の製法によるカラーフィルタの場合も同様であるが、便宜上、インクジェット方式により製造されるカラーフィルタを例に説明する。

カラーフィルタの色ムラの内、特にインクジェット方式により製造されるカラーフィル
タにおいて、整列配置されたノズル配列方向の色ムラは、各ノズル個々の吐出量のばらつきが原因であることが多く、根本的にこの方向の色ムラを根絶するには、全てのノズルの吐出量を完全に揃えることが最善である。しかし、実際のカラーフィルタにおいては、同一色の一定の領域内に吐出される着色塗液の総量が同一色の他の一定領域と同等であれば、必ずしも色ムラとは認識されないので、個々のノズルの吐出量を全て揃えることは必然とは言えない。

以下に、インクジェットヘッドのノズルの並びとカラーフィルタの同一色の並びの方向が平行である、平行走査法により、カラーフィルタを製造する場合について説明する。同一色の並びの方向に対してインクジェットヘッドのノズルに一定の傾きを持たせるチルト法によりカラーフィルタを製造する場合も同様の考え方を適用できるが、検査装置において色ムラを検知してその原因系との関係を見出すための具体的手段はより複雑になる。

ここで、インクジェットの平行走査法により、ブラックマトリクスの堰の中に着色塗液を埋めていく方法で、カラーフィルタがＸ方向に同一色が配列されるとすれば、インクジェットヘッドのノズルの並びもＸ方向である。３色のストライプ配列のカラーフィルタを例にすれば、インクジェットヘッドのＹ方向の送りは３色分の幅を１ピッチとして、Ｙ方向の１色幅の堰の中に指定色の一定の吐出量を維持しつつＹ方向に塗布することになる。

上記の方法を３回繰り返してブラックマトリクスの堰の中に着色塗液を３色で埋めていく。インクジェットヘッドのノズル配列長を超える領域に対してはＸ方向のシフトを適宜実施することにより、カラーフィルタ基板の有効エリア全体を３色で塗り分けることができる。

検査の際は、まず、カメラ１２がカラーフィルタ基板１３の中心の真上になるように、第１駆動系１０を作動させて、座標原点を設定後、検査開始位置まで再移動し、カメラの視野がカラーフィルタ基板の有効領域で埋まるように、第２駆動系１１を制御する。図２は、カメラ視野内に捉える画像の一例を示す説明図である。カメラ視野の外枠１６の内側に捉えられる画像はブラックマトリクス１７とそれに仕切られるカラーフィルタ画素１８の配列であり、通常は３色Ｒ、Ｇ、Ｂが図のように規則的に配列する。その後、前記カメラ制御系により視野内の画像を撮像するが、視野の周辺部を除いて、縦横それぞれ複数のカメラ画素から成る一定の領域を設定して、例えば図の一点鎖線で囲む領域を有効視野単位２０とする。この有効視野単位２０内のカメラ画素で捉えられる画像データを画像記録系に保存する。そして、この画像データは画像処理系によって、適当な輝度または明度データに変換され、処理される。

カメラ１２が捉える一つの視野内の有効視野単位２０の画像を画像処理の対象とするとともに、カメラは引き続き隣接する視野に移動して撮像する。その際、視野の周辺部はオーバーラップするが、被検査領域全体にわたって複数の有効視野単位に分割して順次撮像し、画像処理する。視野および有効視野単位の大きさは特に限定しないが、あまり大き過ぎるとカメラの解像性が色ムラの検知に不充分となり、また、視野が狭過ぎると、被検査領域全体にわたって分割して順次撮像する視野および有効視野単位の数が極めて増大し、画像処理系の能力が追い着かない。

カメラ視野内の有効視野単位内に捉える画像から、画像処理系がブラックマトリクス１７の開口部を認識する方法としては、予めブラックマトリクス開口部の輝度または明度範囲を取得し、設定しておくか、または、予め既知のものとして登録しておく。そして、このブラックマトリクス開口部の輝度または明度範囲とブラックマトリクス１７の輝度または明度範囲との間に閾値を設定し、閾値を超えている座標をブラックマトリクス開口部とみなす。

さらに、画像処理系による、ブラックマトリクス開口部の色判定方法としては、まずブラックマトリクス開口部の輝度または明度値が最も高い色と最も低い色のどちらを基準とするか選択し、次に選択した基準色が、Ｒ，Ｇ，Ｂのどの色であるか選択し、既知の色配列の並び順（Ｒ、Ｇ、Ｂ順であるかＢ、Ｇ、Ｒ順）より各セルの色を判定する。

図３は、有効視野単位２０から指定の色別に輝度または明度測定セル領域を定め、カメラ画素との関係を説明するためのカラーフィルタ画素１８の拡大図である。ブラックマトリクス開口部にカラーフィルタ画素１８がＲ、Ｇ、Ｂの繰り返しで順にＹ方向に配列している。カメラで取り込む有効視野単位２０の画像から、上に述べたように、ブラックマトリクスと各色の判別をして、例えばＲ色を指定して、Ｒのカラーフィルタ画素１８の内部に対応するカメラ画素１９のみを捉える場合、カメラ画素１９が対応するＲのカラーフィルタ画素１８は有効視野単位２０の中央部に縦に完全形で並ぶ２画素と左右に不完全形で並ぶ４画素が対象となり、必ずしもカラーフィルタ画素の仕切りとは関係なく決まる。このように、各有効視野単位のカメラ画素ごとの輝度または明度測定値を色別に分類し、同一色のカメラ画素の集合から輝度または明度測定セル領域を定める。

カメラ画素１９の数から輝度または明度測定セル領域を定める場合、一般にＸ方向×Ｙ方向でｎ×ｍ個のカメラ画素（ｎ，ｍは正の整数）はカラーフィルタ画素Ｎ×Ｍ個（Ｎ，Ｍは正の整数）に過不足なく収まるとは限らない。図３の例では、カメラ画素１９の数は１３×８となるが、有効視野単位２０を規定しても、色配列の状況により、異なる有効視野単位や異なる色に対しては、輝度または明度測定セル領域のカメラ画素数は必ずしも一定とは限らない。

輝度または明度測定セル領域の他の例を説明するためのカラーフィルタ画素の拡大図を図４に示す。

この例では、図３に示したような、カメラ画素がカラーフィルタ画素に過不足なく収まるもの以外も対象とするのではなく、カメラ画素がカラーフィルタ画素を埋め尽くさない部分を画像処理上は切り捨てる。このように、各有効視野単位のカメラ画素ごとの輝度または明度測定値を色別に分類し、同一色のカメラ画素の集合としたものの中で、特にカラーフィルタの指定色の１画素または近接する同一色のカラーフィルタ画素の複数画素から成る集合体に対応させることのできる部分を限定して、輝度または明度測定セル領域を定める。

輝度または明度測定セル領域の前記他の例に基づいて、カメラ画素１９の数から輝度または明度測定セル領域を定めると、図４の例では、カメラ画素１９の数は８×８となる。これは、カラーフィルタ画素１８のＲ色の２画素分に相当する。カラーフィルタ画素で１画素のみの場合も含めて、一般にＮ×Ｍ個のカラーフィルタ画素を一つの輝度または明度測定セル領域と設定する（Ｎ，Ｍは正の整数）。

なお、インクジェット方式でノズル起因のＸ方向の色ムラについては、その性格上、輝度または明度測定セル領域のＸ方向をあまり大きく設定すると短い幅の色ムラを見落とす恐れが大きくなるので、カラーフィルタ画素でＸ方向の１画素分を輝度または明度測定セル領域のＸ方向に当てることが妥当である。これに対して、輝度または明度測定セル領域のＹ方向はインクジェット方式における塗布方向に当たるので、ノズル起因の色ムラは発生し難く、カラーフィルタ画素でＹ方向の数画素分を輝度または明度測定セル領域のＹ方向に当てることは容易に行える。但し輝度または明度測定セル領域は同一色内で必ず隣接した領域であり、同一色の離散した領域に分離して存在するものではない。

ノズル起因の色ムラは透過光または反射光による微小でなだらかな明暗の差として人の目に検知される現象であり、ノズルからの吐出量が少ない領域では明るく、吐出量の多い領域では暗い方向に変化する。上記の現象は、透過光に対しては、着色塗液層を通る光の吸収の差として自明であり、反射光に対しては、吐出量が多い場合の着色塗液層の盛り上がりが反射光の散乱を引き起こす現象に関係する。着色塗液層の種類と塗液量や照明光の条件により透過光と反射光のいずれを選択するかは異なるが、着色塗液層の表面形状の微妙な差異が色ムラに関係する場合には、反射光による照明がより有効であることが多い。

次に、輝度または明度測定セル領域内における各カメラ画素１９の輝度または明度値Ｄ（ｘ，ｙ）の処理について説明する。カメラ画素の座標位置（ｘ，ｙ）は被検査領域全体の座標系で表現することもできるが、本発明の説明においては、簡単のために、各輝度または明度測定セル領域内のカメラ画素のＸ方向とＹ方向の順序数に置き換えている。輝度値Ｄはカメラで撮像された各カメラ画素の画像データそのままでも良いが、２５６階調表現の輝度レベルに換算した相対値表現を用いる。式１に示すように、同じＸ座標に属するブラックマトリクス開口部の輝度値が色別にＹ方向に加算され、足し込んだカメラの総画素数で除算を行うことにより、Ｘ方向のカメラ画素ごとの平均輝度値Ｘ(ｘ)が得られる。明度値で表現する場合には、１００％フルスケールの数値で明度値Ｄを表し、上記の輝度値の数式と同様の操作により、Ｘ方向のカメラ画素ごとの平均明度値Ｘ(ｘ)が得られる。

ここで、ｍは輝度または明度測定セル領域のＹ方向のカメラ画素数を示す。

式１で求めたＸ方向のカメラ画素ごとの平均輝度または明度値を、同様に式２に示すように、Ｘ方向に加算を行い、輝度または明度測定セル領域のＸ方向のカメラ画素数で除算を行うことにより、一つの輝度または明度測定セル領域全体の平均輝度または明度値Ｌを算出する。

ここで、ｎは輝度または明度測定セル領域のＸ方向のカメラ画素数を示す。

以上のように各輝度または明度測定セル領域内のカメラ画素の輝度または明度値の平均化処理を繰り返して、一つの輝度または明度測定セル領域毎の平均輝度または明度値を順次求めるにあたって、カメラで撮像され変換された各カメラ画素の輝度または明度値にはＣＣＤ素子のバックグラウンドノイズ成分が含まれている。Ｘ方向のノズルからの吐出量に異常がある場合、Ｙ方向に平均化する（式１）の処理によっては、その特徴が消えないが、ランダムに発生するバックグラウンドノイズでは、（式１）の処理により、既にその影響は弱められる。とは言え、バックグラウンドノイズの影響が（式２）で求まる一つの輝度または明度測定セル領域全体の平均輝度または明度値Ｌに及ぶことはある。すなわち、輝度または明度測定セル領域毎の平均輝度または明度値が平面的に平均化処理をした数値であるにも拘らず、ノイズ成分が含まれる。

ＣＣＤ素子のバックグラウンドノイズによる時間ごとの輝度または明度値は特性上正規分布をとるので、同一位置を複数回繰り返し測定を行うと、正規分布の範囲内でランダムに輝度または明度値が算出される。この各測定回の輝度または明度値の平均化処理を上記の輝度または明度測定セル領域毎の平均輝度または明度値においても組み合わせて算出することによって、さらに色ムラ以外のノイズが低減される。

上記のように、輝度または明度測定セル領域毎の各色の平均輝度または明度値を複数回
の繰り返し測定により求めて時間的平均化も行うと、異なる輝度または明度測定セル領域同士の数値比較が容易になり、人の目には見えるが光学的な撮像手段を使って捉えることの難しかった色ムラが捉え易くなる。以上ように、色ムラ以外のノイズを低減して色ムラを検知する機能を備えたカラーフィルタの検査装置とその検査装置を用いて色ムラを検知するカラーフィルタの検査方法を実現することができる。

さらに、以上のように得られた輝度または明度測定セル領域毎の平均輝度または明度値の狙い輝度または明度値との輝度または明度差を算出し、さらにその輝度または明度差をインクジェットヘッドの吐出量に対する輝度または明度の検量線より、輝度または明度測定セル領域への補正吐出量に変換し、各輝度または明度測定セル領域に対応するインクジェットヘッドノズルの補正後の吐出量を求めることにより、色ムラ調整を行うことができる。ここで、前記輝度または明度測定セル領域における、指定色の１画素または近接する同一色のカラーフィルタ画素の複数画素から成る集合体に対応させることのできる部分を、補正後のインクジェットノズルの吐出量を適用する対象領域とした方が実際の色ムラ調整を行い易い。

また、上記の色ムラ調整をカラーフィルタの製造工程の中に組み込んで実施することにより、カラーフィルタの製造を続けながら、カラーフィルタの品質向上を絶えず行うことの可能な製造方法を実現することができる。もちろん、上記の色ムラ調整は、カラーフィルタ基板を１枚処理するごとに必ず必要という訳では無いので、例えば、製造工程の一時中断があって、再開時の初めのみ実施するという運用も現実的である。

本発明における色ムラ調整方法を、輝度測定を含む実施例に基づいて説明する。

インクジェット方式で製造された小型のカラーフィルタの輝度測定セル領域毎の平均輝度値を、隣接する１０の輝度測定セル領域にわたって算出した。各輝度測定セル領域へのインクの吐出量は６６０ｐｌで共通に設定した。表１に示すように、輝度測定セル領域毎の平均輝度値をそれぞれ５回測定したところ、ＣＣＤカメラのバックグラウンドノイズの影響と見られるランダムなバラツキがあった。

表１は測定を５回行った結果の平均輝度値を最終行で示し、１０個の各輝度測定セル領域毎の平面的な平均輝度値をさらに時間的に平均化することで、輝度値のばらつきが緩和されることが判る。なお、表中の平均輝度値の数字はカメラの輝度検出機能に基づく２５６階調表現の輝度レベルに対応する。

次に、得られた輝度測定セル領域毎の平均輝度値の狙い輝度値との輝度差を算出し、さらにその輝度差をインクジェットヘッドの吐出量に対する輝度の検量線より、輝度測定セル領域への補正吐出量に変換し、各輝度測定セル領域に対応するインクジェットヘッドノズルの補正後の吐出量を求めた。なお、この実施例では、補正吐出量１ｐｌあたりの輝度値変化量が−０．０１で、狙い輝度値が１３９．９であるので、表２のように各輝度測定セル領域の補正吐出量を求め、さらに前回の吐出量に補正吐出量を加えて、次回の補正後の吐出量を求めた。

吐出量補正後に作成した基板を測定したところ、全ての輝度測定セル領域の平均輝度値の５回平均値が１３９．９となり、色ムラのないカラーフィルタ基板となった。

１０・・・第１駆動系
１１・・・第２駆動系
１２・・・カメラ
１３・・・カラーフィルタ基板
１４・・・ステージ
１５・・・画像記録系および画像処理系
１６・・・カメラ視野の外枠
１７・・・ブラックマトリクス
１８・・・カラーフィルタ画素
１９・・・カメラ画素
２０・・・有効視野単位

Claims

カラーフィルタの有効領域の色ムラを検知するための検査装置において、
撮像手段と画像処理手段を有し、
前記撮像手段は、カメラの視野内に設定した縦横それぞれ複数のカメラ画素から成る領域を有効視野単位とし、
前記撮像手段は、前記カラーフィルタの有効領域全体の画像を洩れなく、複数の前記有効視野単位の画像に分割して順次撮像するものであり、
前記画像処理手段は、前記撮像手段によって撮像された各有効視野単位の画像において、同一色のカラーフィルタ画素の画像で埋め尽くされた全カメラ画素の集合各々を、該同一色の各々の輝度測定セル領域とし、
前記画像処理手段は、前記同一色のカラーフィルタ画素の画像で埋め尽くされた全カメラ画素ごとの輝度値の平均として、前記同一色の各々の輝度測定セル領域内の平均輝度値を算出して、異なる輝度測定セル領域間の前記同一色の平均輝度値の比較をすることにより、前記カラーフィルタの有効領域における色ムラを検知する機能を備えたものであり、
前記各有効視野単位の画像は、互いに隣接する複数画素分の前記同一色のカラーフィルタ画素の画像を含み、離散または分離した領域に位置する前記同一色のカラーフィルタ画素の画像を含まない、ことを特徴とするカラーフィルタの検査装置。
前記各々の輝度測定セル領域内の平均輝度値を算出するにあたり、複数回の繰り返し輝度測定を行い、時間的平均化処理も併せて行う、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。
前記撮像手段の一部に照明光源を有し、該照明光源からの透過光により、撮像することを特徴とする請求項１又は２に記載のカラーフィルタの検査装置。
前記撮像手段の一部に照明光源を有し、該照明光源からの反射光により、撮像することを特徴とする請求項１又は２に記載のカラーフィルタの検査装置。
請求項１〜４のいずれかに記載のカラーフィルタの検査装置を用いてカラーフィルタを検査することを特徴とする、色ムラを検知するカラーフィルタの検査方法。
インクジェット方式により製造されるカラーフィルタに関して、請求項１〜４のいずれかに記載のカラーフィルタの検査装置により得られる各輝度測定セル領域ごとの各色の平均輝度値と狙い輝度値との輝度差を算出し、インクジェットヘッドノズルの補正吐出量を求めることにより、色ムラ調整を行うことを特徴とする、カラーフィルタの製造方法。
カラーフィルタの有効領域の色ムラを検知するための検査装置において、
撮像手段と画像処理手段を有し、
前記撮像手段は、カメラの視野内に設定した縦横それぞれ複数のカメラ画素から成る領域を有効視野単位とし、
前記撮像手段は、前記カラーフィルタの有効領域全体の画像を洩れなく、複数の前記有効視野単位の画像に分割して順次撮像するものであり、
前記画像処理手段は、前記撮像手段によって撮像された各有効視野単位の画像において、同一色のカラーフィルタ画素の画像で埋め尽くされた全カメラ画素の集合各々を、該同一色の各々の明度測定セル領域とし、
前記画像処理手段は、前記同一色のカラーフィルタ画素の画像で埋め尽くされた全カメラ画素ごとの明度値の平均として、前記同一色の各々の明度測定セル領域内の平均明度値を算出して、異なる明度測定セル領域間の前記同一色の平均明度値の比較をすることにより、前記カラーフィルタの有効領域における色ムラを検知する機能を備えたものであり、
前記各有効視野単位の画像は、互いに隣接する複数画素分の前記同一色のカラーフィルタ画素の画像を含み、離散または分離した領域に位置する前記同一色のカラーフィルタ画素の画像を含まない、ことを特徴とするカラーフィルタの検査装置。
前記各明度測定セル領域ごとの平均明度値を算出するにあたって、複数回の繰り返し測定を行い、時間的平均化処理も併せて行うことを特徴とする請求項７に記載のカラーフィルタの検査装置。
前記撮像手段の一部に照明光源を有し、該照明光源からの透過光により、撮像することを特徴とする請求項７又は８に記載のカラーフィルタの検査装置。
前記撮像手段の一部に照明光源を有し、該照明光源からの反射光により、撮像することを特徴とする請求項７又は８に記載のカラーフィルタの検査装置。
請求項７〜１０のいずれかに記載のカラーフィルタの検査装置を用いてカラーフィルタを検査することを特徴とする、色ムラを検知するカラーフィルタの検査方法。
インクジェット方式により製造されるカラーフィルタに関して、請求項７〜１０のいずれかに記載のカラーフィルタの検査装置により得られる各明度測定セル領域ごとの各色の平均明度値と狙い明度値との明度差を算出し、インクジェットヘッドノズルの補正吐出量を求めることにより、色ムラ調整を行うことを特徴とする、カラーフィルタの製造方法。