JP5621498B2 - ムラ欠陥の検査方法 - Google Patents

Description

本発明は塗工膜の厚みムラ、色ムラ、濃度ムラ、ごみ欠陥や白抜け欠陥などの検査方法に関する。

近年液晶用カラーフィルターや有機ＥＬなどのディスプレイには、透明な基板上に膜や層をコーティングした部材が使われている。例えばカラーフィルターの製造の場合、ガラス基板上にレジストコートしてフォトマスクを利用して露光後、現像してカラーフィルターパターンを形成するリソグラフィー方式が多用されている。この方式を用いてブラックマトリックス層（ＢＭ）を形成し、同様に赤画像層（１Ｒ）、緑画像層（１Ｇ）、青画像層（１Ｂ）を形成する。その後、透明電極層（ＩＴＯ）、フォトスペーサー（ＰＳ）、アドバンストスーパービュー（ＡＳＶ）を形成してカラーフィルター（図１）を製造している。

これらの層は、スピンコートやスリットダイコート法などで基板上に設けられるが、これらの塗膜には、各種のムラなどの欠陥が発生しており、品質管理のため、欠陥検査が必要となる。これらの従来の検査方法としては、主に２方式あり、光干渉式の膜厚計法や（図１）の白色照明による透過照明下１１でラインセンサーカメラ９により撮像し、得られた画像２３に対して色膜の膜厚のムラを検査する方法（特許文献１）が試みられている。

しかしながら、前者には、測定点での膜厚測定は可能だが、広い範囲の中で、測定点以外のムラを見逃してしまう問題がある。

後者には、透過照明光源１０とセンサーカメラ９の光路の間（光源もしくはセンサーカメラのどちらか）に異物などが付着すると、透明基板８の搬送方向５に搬送ムラ７（擬似ムラ）が発生し、パソコンモニター上２３に搬送ムラ７と膜厚ムラ６が混在し（図２）、目的とする膜厚ムラ６と搬送ムラ７の区別が困難（図３）となってしまうという問題があった。

特開２００４−２１９１０８号

本発明は従来技術の課題を解決するためになされたものであり、透明基板の搬送方向に発生している搬送ムラ（擬似ムラ）を容易に、膜厚ムラと区別、判別することができる塗工膜の欠陥検査及び検査方法を提供することを目的とする。

第一の発明は、透明基板に設けた塗工膜のムラ欠陥を検査するため、撮像用センサーカメラと、撮像用センサーカメラに向け照射する透過照明光源と、透明基板を載置し、搬送する機能を有するコンベア装置と、透明基板は撮像用センサーカメラと透過照明光源との間を搬送され、撮像用センサーカメラは搬送方向と直交する方向に複数並設され、搬送方向と垂直方向にスライドする機能を具備した装置でムラ欠陥を検査する方法であって、ムラ欠陥検査方法が以下のフローであることを特徴とするムラ欠陥の検査方法である。
（１）前記透明基板を前記搬送方向に移動しつつ、センサーカメラを搬送方向に対して直交する方向にスライドさせながらの画像を撮像して、前記透明基板の平行四辺形の画像を得る。
（２）前記画像から、ｎ個の箇所のエッジ座標を検出する。
（３）前記エッジ座標より１次式の傾きを求める。
（４）前記１次式の傾きを用いて、前記画像の傾きを補正した補正画像を得る。
（５）前記補正画像に対してムラ、欠陥の検出処理を行い、検出結果を得る。
（６）前記検出結果から、膜厚のムラと前記透過照明光源と前記撮像センサーカメラの光路の間に付着した異物が付着して発生する搬送ムラについて判別を行う。

本発明は、透明基板８に製膜されたの塗工膜の欠陥を検査する装置（図４、図５及び図７）、方法であって、撮像用センサーカメラ９と透過照明光源１０を透明基板８の搬送方向５と垂直方向１２にスライドさせながら透明基板８を撮像し、その画像データを短形処理により画像補正処理（図６及び図１１）することによって、透明基板８の搬送方向５に発生する疑似搬送ムラ７を容易に判別でき、目的とする膜の厚みムラ６や濃度ムラ６を的確に検査できる長所を有するものである。

従来の代表的なカラーフィルタの構成略図。 従来の膜厚ムラ検査装置の概略斜視図。 従来の膜厚ムラ検査装置の透過照明下でラインセンサーカメラにより撮像し、得られた画像に混在する搬送ムラと膜厚ムラの模式図。 本発明に係る装置を上から観た模式図。 本発明に係る装置を横から観た模式図。 本発明に係るムラ欠陥検査機の動作フロー図。 本発明に係る透明基板撮像時の装置の動作模式図。 本発明に係る透明基板撮像時の撮像画像の模式図。長方形の透明基板を撮像すると画面上では透明基板は平行四辺形の画像となる。 本発明に係る撮像画像の短形処理の補正前の模式図。 本発明に係る撮像画像の短形処理の補正後の模式図。 補正矩形処理に関する関係式の説明図。

本発明による透明基板８の搬送方向５に発生する疑似搬送ムラ７を容易に判別でき、目的とする膜の厚みムラ６や濃度ムラ６を的確に検査する方法の実施の形態を説明する。

（図４）は、本発明に係る塗工膜の欠陥を検査する装置を上から観た模式図であり、撮像用センサーカメラ９と透過照明光源１０および透明基板８を載置し、搬送できるコンベア装置１１を具備し、撮像用センサーカメラ９と透過照明光源１０を同期させて作動、可動するようになっており、透明基板８の搬送方向５と垂直方向１２にスライドさせながら透明基板８を撮像する。

（図５）は、本発明に係る塗工膜の欠陥を検査する装置を横から観た模式図であり、透明基板８を載置し、搬送できるコンベア装置１１が、撮像用センサーカメラ９と透過照明光源１０の可動、移動方向と直交する方向１２に透明基板８をスライド搬送できるようになっており、スライド搬送と同時に透明基板８を撮像する。

（図６）は、本発明に係るムラ欠陥検査機の動作フロー図である。
（１）段階は、センサーカメラをスライドさせながらの画像撮像であり、透明基板を搬送方向に移動しつつ、センサーカメラを搬送方向と垂直方向に移動させながら撮像を行う。
（２）段階は、（１）で得られた撮像画像から、基板端またはカラーフィルターパターンのエッジ座標を検出する。
（３）段階は、（２）で検出したエッジより１次式を求める。
（４）段階は、（３）で求めた一次式の傾きを用いて（１）で得られた撮像画像を補正する。
（５）段階は、（４）で得られた補正画像に対してムラ、欠陥の検出処理を行う。
（６）段階は、（５）で検出されたムラ、欠陥について判別を行う。

（図７）は、本発明に係る透明基板撮像時の装置の動作模式図であり、透明基板８の搬送方向５とは垂直方向１２に、センサーカメラ９と透過照明光源１０を同期させながら位置関係を変えずに長方形の透明基板８を撮像するが、撮像した画像は（図８）のように画面上の透明基板８は平行四辺形の画像が得られる。

（図９）は、本発明における補正処理前の撮像画面で、透過照明光源１０とセンサーカメラ９の光路の間（光源もしくはセンサーカメラのどちらか）に異物などが付着した場合に透明基板８の搬送方向５に沿って、搬送ムラ７が発生し、膜厚ムラ６と搬送ムラ７が撮像画面上で混在している。

この場合は長方形の補正前の撮像画面の中に、搬送ムラ７は画面の長辺と平行に細い帯状の白抜け状で写っている、一方、長方形であった透明基板８の膜厚ムラ６は長方形画面の対角線方向に平行四辺形の形になっている。搬送ムラ７は、透過照明光源１０、センサーカメラ９及び異物の位置関係が変わらないため、補正処理前の撮像画面では、試料基板８の搬送方向５に一直線になっている。

（図１０）は、本発明における補正後の撮像画面であって、補正前に長方形であった撮像画面は、補正後は右にずれた平行四辺形の画面となった。補正前に長方形画面の長辺と平行に細い帯状の白抜け状であった搬送ムラ７は、補正後は平行四辺形の画面の長辺と平行に細い短冊が階段状に繋がって白抜け状となっている、一方、補正前の長方形画面の対角線方向に平行四辺形の形になっていた透明基板８の膜厚ムラ６は、補正後は平行四辺形の画面の上短辺と下短辺に垂直方向に長方形の形になっている。

透明基板８を（図７）のように搬送方向に移動しつつ、センサーカメラ９と透過照明光源１０を同期させ、お互いの位置関係を変えずに移動させ、かつ透明基板の搬送方向５とは垂直方向１２に移動させながら透明基板８を撮像する。撮像した長方形の透明基板８の画像は（図８）のように平行四辺形となる。

次に、撮像画面（図９）は、膜厚ムラ６と搬送ムラ７のある透明基板８を撮像した画像であり、透明基板８の端またはカラーフィルターパターンのエッジの座標を検出し、１次式を求め（図１１）た後、撮像画像の矩形補正処理を行う。

本発明における撮像画像の矩形補正処理で得られた補正処理後の画像（図１０）よりムラ、欠陥を検出して判別を行う。補正処理後の平行四辺形の画像中の平行四辺形の長辺と平行に細い長方形が階段状に繋がって白抜け状で写っているのが搬送ムラ７であり、補正処理後の平行四辺形の画像中の平行四辺形の上短辺と下短辺に垂直方向に長方形の形に写っているのが基板８の膜厚ムラ６である。

本発明における撮像後の矩形補正処理方法は以下のとおりである。
（１）透明基板８の搬送方向５をＹ軸、搬送方向５に垂直な方向１２をＸ軸とする。撮像画像の左側から右側方向に輪郭エッジから複数のＹ軸の座標（Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３、Ｙ４、Ｙ５、 、 、）を検出する。また、Ｘ軸方向についても撮像画像の下側から上側方向にエッジの検出処理を行い複数のＸ軸の座標（Ｘ１‘、Ｘ２‘、Ｘ３‘、Ｘ４‘、Ｘ５‘、 、 、）を検出する。
（２）エッジ座標（Ｘ１‘、Ｙ１）（Ｘ２‘、Ｙ２）（Ｘ３‘、Ｙ３）（Ｘ４‘、Ｙ４）（Ｘ５‘、Ｙ５）、 、 、より１次近似式Ｙ＝ａＸ＋ｂを求める。
（３）撮像画像の補正前の座標を（ｘ、ｙ）とし、平行四辺形から矩形への補正後の座標を（ｘ‘、ｙ‘）とした時、ｘ‘＝ｘ−ｙ／ａおよび、ｙ‘＝ｙとする補正を行なう。
（４）撮像画像について（３）の矩形補正処理を行う。

１Ｒ Ｒ画素、１Ｇ Ｇ画素、１Ｂ Ｂ画素、１ＢＭ ブラックマトリックス
２ ＩＴＯ
３ ＰＳ
４ ＡＳＶ
５ 搬送方向
６ 膜厚ムラ
７ 搬送ムラ
８ 透明基板
９ ラインセンサーカメラ
１０ 透過照明光源
１１ 搬送コロ式コンベアー
１２ カメラと光源を同期させ透明基板搬送方向に対し垂直方向にスライド
１３ 余白部分
２１ 補正前の撮像画像の透明基板のエッジ部
２２ 補正前の撮像画像の透明基板のカラーフィルターのパターンのエッジ部
２３ パソコン、モニター
２４ 補色フィルター

Claims (1)

1. 透明基板に設けた塗工膜のムラ欠陥を検査するため、
   撮像用センサーカメラと、
   撮像用センサーカメラに向け照射する透過照明光源と、
   透明基板を載置し、搬送する機能を有するコンベア装置と、
   透明基板は撮像用センサーカメラと透過照明光源との間を搬送され、撮像用センサーカメラは搬送方向と直交する方向に複数並設され、搬送方向と垂直方向にスライドする機能を具備した装置でムラ欠陥を検査する方法であって、
   ムラ欠陥検査方法が以下のフローであることを特徴とするムラ欠陥の検査方法。
   （１）前記透明基板を前記搬送方向に移動しつつ、センサーカメラを搬送方向に対して直交する方向にスライドさせながらの画像を撮像して、前記透明基板の平行四辺形の画像を得る。
   （２）前記画像から、ｎ個の箇所のエッジ座標を検出する。
   （３）前記エッジ座標より１次式の傾きを求める。
   （４）前記１次式の傾きを用いて、前記画像の傾きを補正した補正画像を得る。
   （５）前記補正画像に対してムラ、欠陥の検出処理を行い、検出結果を得る。
   （６）前記検出結果から、膜厚のムラと前記透過照明光源と前記撮像センサーカメラの光路の間に付着した異物が付着して発生する搬送ムラについて判別を行う。