JPH09258197A - ガラス基板の表裏欠陥識別方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ガラス基板の欠陥を検出し、これが表面と裏
面のいずれに存在するかを識別する。 【解決手段】 ガラス基板１に対してほぼ４５°の入射
角でレーザビームＬ_T を投射して、表面に光スポットＳ
_P を、また表面で屈折したレーザビームＬ_T により、裏
面に光スポットＳ_P'をそれぞれ形成し、これらが一定間
隔をなすので、光表面の欠陥Ｋ_H の散乱光Ｓ_H と、裏面
の欠陥Ｋ_R の散乱光Ｓ_R とを、ＣＣＤセンサの特定の２
素子ｅ_H,ｅ_R にそれぞれ結像して、２素子の欠陥信号Ｄ
_H,Ｄ_R の有無により、欠陥Ｋ_H と欠陥Ｋ_R とを識別す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、液晶パネル用の
ガラス基板の表面と裏面に存在する欠陥を識別する方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶パネルを構成するＴＦＴ基板は、ガ
ラス基板を素材としてその表面に多数のＴＦＴ素子が形
成される。この表面に傷などの欠陥が存在すると、その
部分にはＴＦＴ素子が良好に形成されず、従ってＴＦＴ
基板の品質を阻害するので、欠陥検査装置により欠陥の
有無を検査して所要の措置がとられている。欠陥検査装
置においては、検出光学系により、ガラス基板に対して
レーザビームを投射し、欠陥の散乱光を受光器に受光し
て欠陥を検出し、その検出信号をデータ処理部により処
理して、欠陥のサイズを算出し、これに欠陥の存在する
座標値を付加した欠陥データが出力されている。

【０００３】ガラス基板の欠陥には各種のものがあり、
その代表的なものには、その表面または裏面に存在する
異物とスクラッチ傷、および基板の内部に存在する気泡
の３種がある。これらのうち、表面の異物とスクラッチ
傷は、形成されるＴＦＴ素子の品質を阻害するので、不
都合な欠陥であるが、裏面の異物とスクラッチ傷や、内
部の気泡は、余程大きくない限り弊害が無いため無視で
きる。このように、３種の欠陥は、種別によってＴＦＴ
に対する影響が異なるので、これらの種別を特定するこ
とが必要であるが、上記の欠陥検査装置では、種別を判
定する機能がない。これに対して、この発明の発明者に
より、各欠陥を検出し、その種別を判定する方法が考案
され、「ガラス基板の欠陥種別判定方法」として特許出
願される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】さて、上記の欠陥検査
装置は、表面と裏面のいずれの欠陥をも検出するもので
あり、また上記の欠陥種別判定方法も、やはり両面のい
ずれの欠陥をも検出するものである。しかしながら、表
面の欠陥はＴＦＴ素子の品質を阻害するのでしかるべき
措置がなされるが、裏面の欠陥はＴＦＴに直接関係しな
いので無害であり、基板の管理のためにはこれらを識別
することが必要である。従来では、表面の欠陥と裏面の
欠陥を識別する有効な方法は、いまだ実用されていな
い。この発明は、ガラス基板の欠陥を検出し、これが表
面と裏面のいずれに存在するかを確実に識別することを
課題とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明は、上記の課題
を解決したガラス基板の表裏欠陥識別方法であって、投
光系によりガラス基板に対してほぼ４５°の入射角でレ
ーザビームＬ_T を投射して、その表面に光スポットＳ_P
を形成し、表面で屈折したレーザビームＬ_T により、裏
面に光スポットＳ_P'を形成する。投光系と対称的に、ほ
ぼ４５°の受光角に設けた受光系の空間フィルタによ
り、両光スポットＳ_P,Ｓ_P'の、表面と裏面による正反射
光Ｌ_H,Ｌ_R を遮断し、光スポットＳ_P の位置にある欠陥
Ｋ_H の散乱光Ｓ_H と、光スポットＳ_P'の位置にある欠陥
Ｋ_R の散乱光Ｓ_R を、結像レンズにより、ＣＣＤイメー
ジセンサの、両光スポットＳ_P,Ｓ_P'に対応する２個の特
定の素子ｅ_H,ｅ_R に結像する。両素子ｅ_H,ｅ_R がそれぞ
れ出力する欠陥信号Ｄ_H,Ｄ_Rの有無を、それぞれ "１"
、 "０" として、下記の各識別条件： （Ｄ_H ： "１" ，Ｄ_R ： "０" ）；Ｋ_H ………条件(1) （Ｄ_H ： "１" ，Ｄ_R ： "１" ）；Ｋ_H ………条件(2) （Ｄ_H ： "０" ，Ｄ_R ： "１" ）；Ｋ_R ………条件(3) により、表面の欠陥Ｋ_H と裏面の欠陥Ｋ_R とを識別する
ものである。

【０００６】

【発明の実施の形態】図１により、この発明の表裏欠陥
識別方法の原理を説明する。図１において、ガラス基板
１の厚さをｈ、ＴＦＴを形成する表面をＨ、Ｈに存在す
る欠陥をＫ_H 、裏面をＲ、Ｒに存在する欠陥をＫ_R とす
る。基板１に対してレーザビームＬ_T を、４５°の入射
角θ₁ で投射して、表面Ｈに光スポットＳ_P を形成す
る。また、レーザビームＬ_T は表面Ｈで屈折して裏面Ｒ
に投射されてこれにも光スポットＳ_P'を形成する。この
場合、両光スポットＳ_P,Ｓ_P'の形成位置は、表面Ｈによ
るレーザビームＬ_T の屈折角と、基板１の厚さｈにより
決まる一定間隔ｄだけ離間する。両光スポットＳ_P,Ｓ_P'
の、表面Ｈと裏面Ｒによる正反射光Ｌ_H,Ｌ_R を空間フィ
ルタＦにより遮断する。欠陥Ｋ_H が光スポットＳ_P の位
置に存在すると散乱光Ｓ_H を散乱し、欠陥Ｋ_R が光スポ
ットＳ_P'の位置に存在すると散乱光Ｓ_R を散乱する。両
散乱光Ｓ_H,Ｓ_R を、受光角θ₂ が４５°の結像レンズを
通してＣＣＤセンサに受光すると、両欠陥Ｋ_H,Ｋ_R の映
像が、両光スポットＳ_P,Ｓ_P'の間隔ｄに対応する間隔
ｄ’だけ離間した、ＣＣＤセンサの２個の特定の素子ｅ
_H,ｅ_R に結像され、両素子ｅ_H,ｅ_R は欠陥Ｋ_H,Ｋ_R に対
する欠陥信号Ｄ_H,Ｄ_R をそれぞれ出力する。そこで、両
欠陥信号Ｄ_H,Ｄ_R の有無を、それぞれ "１" 、 "０" と
すると、前記の識別条件： （Ｄ_H ： "１" ，Ｄ_R ： "０" ）；Ｋ_H ………条件(1) （Ｄ_H ： "０" ，Ｄ_R ： "１" ）；Ｋ_R ………条件(3) が成立することは明らかである。ただし、両欠陥Ｋ_H,Ｋ
_R が、光スポットＳ_P,Ｓ_P'の位置に同時に存在するとき
は、 （Ｄ_H ： "１" ，Ｄ_R ： "１" ）；Ｋ_H ………条件(2) が成立するが、裏面の欠陥Ｋ_R は無視され、表面の欠陥
Ｋ_H が識別されるので問題はない。また、欠陥Ｋ_H のサ
イズが大きいためなどにより、散乱光Ｓ_H の強度が大き
いときは、これが表面Ｈで屈折されて裏面Ｒで反射さ
れ、光スポットＳ_P'と同じように、表面Ｈで再屈折して
素子ｅ_R に結像される場合がある。この場合も、両欠陥
信号Ｄ_H,Ｄ_R はともに "１" となるので、条件(2) が成
立する。以上により、表面の欠陥Ｋ_H と裏面の欠陥Ｋ_R
とが確実に識別される。なお、このことは試行実験によ
り確認されている。

【０００７】

【実施例】図２は、この発明の一実施例の欠陥検出・表
裏識別装置１０の構成を示す。ただしこの実施例は、前
記した「ガラス基板の欠陥種別判定方法」により欠陥種
別が区別されたガラス基板に適用する構成とする。図２
において、欠陥検出・表裏識別装置１０は、検出光学系
２と、ガラス基板１を載置するＸＹステージ３、制御部
４、データ処理部５、および欠陥データメモリ６とによ
り構成される。

【０００８】検出光学系２は投光系21と受光系22よりな
り、投光系21のレーザダイオード（ＬＤ）211 が発生す
るレーザビームＬ_T は、集束レンズ212 により集束さ
れ、ついでシリンドリカルレンズ213 によりＸ方向が集
束され、基板１に対してほぼ４５°の入射角θ₁ で投射
されて、表面ＨにＸ方向の幅ｗとＹ方向の長さｌを有す
る光帯Ｌ_B を形成し、さらに表面Ｈで屈折して裏面Ｒに
光帯Ｌ_B'を形成する。両光帯Ｌ_B,Ｌ_B'の表面Ｈと裏面Ｒ
のそれぞれによる正反射光Ｌ_H,Ｌ_R は、集光レンズ221
を経てミラー222,223 により順次に反射され、結像レン
ズ224 によりＣＣＤリニアセンサ225 のいずれかの素子
ｅに結像され、結像した素子ｅの出力信号は、制御部４
のフォーカス制御回路41に入力し、これが出力するフォ
ーカス制御信号により移動機構42を駆動し、検出光学系
２をＺ移動して受光系22の焦点合わせがなされる。一
方、両欠陥Ｋ_H,Ｋ_R の散乱光Ｓ_H,Ｓ_R は、集光レンズ22
1により集光されて、結像レンズ226 を経てＣＣＤイメ
ージセンサ227 に受光される。ＣＣＤイメージセンサ22
7 には、光帯Ｌ_B,Ｌ_B'に対応する幅ｗ’と長さｌ’の範
囲に素子ｅが縦横に配列されており、両散乱光Ｓ_H,Ｓ_R
は横方向の前記した特定の素子ｅ_H,ｅ_R に正しく結像さ
れる。

【０００９】識別対象のガラス基板１は、予め前記した
「ガラス基板の欠陥種別判定方法」により表面、裏面お
よび内部の各欠陥がともに検出されて、欠陥種別が区別
され、また各欠陥のＸＹ座標値が判明している。これら
のうちの異物とスクラッチ傷のＸＹ座標値が欠陥データ
メモリ６に予め記憶される。

【００１０】データ処理部５は、画像メモリ51と、マイ
クロプロセッサ（ＭＰＵ）52、 プリンタ53よりなり、Ｍ
ＰＵ52には表裏識別プログラムＰＧ１、データ編集プロ
グラムＰＧ２、制御信号発生プログラムＰＧ３が設定さ
れる。欠陥データメモリ６に記憶されている異物とスク
ラッチ傷のＸＹ座標値は、ＰＧ３により読出され、これ
が発生する制御信号が制御部４のＸＹ移動制御回路43に
与えられ、ＸＹステージ３に載置された基板１はＸまた
はＹ方向にステップ移動し、異物またはスクラッチ傷は
光帯Ｌ_B またはＬ_B'の位置に停止する。

【００１１】異物またはスクラッチ傷の散乱光Ｓ_H,Ｓ_R
は、前記によりＣＣＤイメージセンサ227 の縦横方向の
特定の素子ｅ_H,ｅ_R に結像され、これが横列ごとに順次
にスキャンされて両素子ｅ_H,ｅ_R より欠陥信号Ｄ_H,Ｄ_R
が出力され、画像メモリ51に記憶される。ＭＰＵ52にお
いては、ＰＧ１により画像メモリ51の横列ごとの欠陥信
号Ｄ_H,Ｄ_R の有無が検出され、前記の識別条件(1) 〜
(3) により、異物またはスクラッチ傷が表面Ｈに存在す
るのか、裏面Ｒに存在するのかが識別され、識別データ
はＰＧ２により編集されてプリンタ53によりプリントさ
れる。

【００１２】

【発明の効果】以上の説明のとおり、この発明の表裏欠
陥識別方法は、ガラス基板に対してほぼ４５°の入射角
で投射されたレーザビームＬ_T により、表面に形成され
た光スポットＳ_P と、表面で屈折したレーザビームＬ_T
により、裏面に形成された光スポットＳ_P'とが一定間隔
をなすことに着目し、表面の欠陥Ｋ_H の散乱光Ｓ_H と、
裏面の欠陥Ｋ_R の散乱光Ｓ_R とを、ＣＣＤセンサの特定
の２素子に結像し、それぞれの欠陥信号Ｄ_H,Ｄ_R の有無
により、欠陥Ｋ_H と欠陥Ｋ_R とを確実に識別するもの
で、液晶用のガラス基板の製造・管理に寄与する効果に
は、大きいものがある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 図１は、この発明の表裏欠陥識別方法の原理
説明図である。

【図２】 図２は、この発明の一実施例の欠陥検出・表
裏識別装置の構成図である。

【符号の説明】 １…ガラス基板、２…検出光学系、21…投光系、211 …
ＬＤ、212 …集束レンズ、213 …シリンドリカルレン
ズ、22…受光系、222,223 …ミラー、224,226 …結像レ
ンズ、225 …ＣＣＤリニアセンサ、227 …ＣＣＤイメー
ジセンサ、３…ＸＹステージ、４…制御部、41…フォー
カス制御回路、42…移動機構、43…ＸＹ移動制御回路 ５…データ処理部、51…画像メモリ、52…ＭＰＵ、53…
プリンタ、６…欠陥データメモリ、１０…この発明によ
る欠陥検出・表裏識別装置、Ｈ…基板の表面、Ｒ…基板
の裏面、Ｋ_H …表面の欠陥、Ｋ_R …裏面の欠陥、Ｌ_T …
レーザビーム、Ｓ_P …表面の光スポット、Ｓ_P'…裏面の
光スポット、Ｌ_B …表面の光スポット、Ｌ_B'…裏面の光
スポット、Ｌ_H,Ｌ_R …正反射光、Ｓ_H …欠陥Ｋ_H の散乱
光、Ｓ_R …欠陥Ｋ_R の散乱光、ｅ_H,ｅ_R …ＣＣＤイメー
ジセンサの特定の２素子。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】液晶パネル用のガラス基板の、ＴＦＴを形
   成する表面に存在する欠陥Ｋ_H と、裏面に存在する欠陥
   Ｋ_R を識別対象とし、投光系により該ガラス基板に対し
   てほぼ４５°の入射角でレーザビームＬ_T を投射して、
   該表面に光スポットＳ_P を形成し、該表面で屈折した該
   レーザビームＬ_T により、該裏面に光スポットＳ_P'を形
   成し、該投光系と対称的に、ほぼ４５°の受光角に設け
   た受光系の空間フィルタにより、該両光スポットＳ_P,Ｓ
   _P'の、該表面と裏面による正反射光Ｌ_H,Ｌ_R を遮断し、
   該光スポットＳ_P の位置にある欠陥Ｋ_H の散乱光Ｓ_H
   と、該光スポットＳ_P'の位置にある欠陥Ｋ_R の散乱光Ｓ
   _R を、結像レンズにより、ＣＣＤイメージセンサの、該
   両光スポットＳ_P,Ｓ_P'に対応する２個の特定の素子ｅ_H,
   ｅ_R に結像し、該両素子ｅ_H,ｅ_R がそれぞれ出力する欠
   陥信号Ｄ_H,Ｄ_R の有無を、それぞれ"１" 、 "０" とし
   て、下記の各識別条件： （Ｄ_H ： "１" ，Ｄ_R ： "０" ）；Ｋ_H ………条件(1) （Ｄ_H ： "１" ，Ｄ_R ： "１" ）；Ｋ_H ………条件(2) （Ｄ_H ： "０" ，Ｄ_R ： "１" ）；Ｋ_R ………条件(3) により、前記ガラス基板の表面の欠陥Ｋ_H と裏面の欠陥
   Ｋ_R とを識別することを特徴とする、ガラス基板の表裏
   欠陥識別方法。