塗工膜の欠陥検査装置及び検査方法

【課題】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用いられるカラーフィルターの製造工程における、塗膜コーテングでのスリットダイの搬送方向に発生している膜厚ムラを、膜厚ムラ検査装置の測定搬送時に発生している搬送擬似ムラと容易に、区別、判別することができる装置、方法を提供する。
【解決手段】透明基板８に製膜された塗工膜の欠陥を検査する装置、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の搬送方向と垂直方向にスライト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することによって、透明基板８の搬送方向に発生する疑似搬送ムラを容易に判別でき、膜厚ムラや濃度ムラを的確に検査できる長所を有する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−２１９１０８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第一の発明は、透明基板８に製膜された塗工膜の欠陥を検査する装置（図４、図５）であって、撮像用センサーカメラ９と、撮像用センサーカメラ９に向け照射する透過照明光源１０と、透明基板８を載置し、搬送する機能を有するコンベア装置１１とを具備し、透明基板８は撮像用センサーカメラ９と透過照明光源１０との間を搬送され、撮像用センサーカメラ９は搬送方向５と垂直方向１２に複数並設され、搬送方向５と垂直方向１２にスライドできる機能を有することを特徴とする検査装置である。
【０００９】
第二の発明は、透明基板８に製膜された塗工膜の欠陥を検査する方法であって、透明基板８をコンベア装置１１に載置し、搬送し、透過照明光源１０から、透明基板８を介し、搬送方向５と垂直方向１２に複数並設した撮像用センサーカメラ９に向け照射し、撮像用センサーカメラ９を搬送方向５と垂直方向１２にスライドし透明基板８を撮像して検査用画像データを得ることを特徴とする検査方法である。
【００１０】
第三の発明は、搬送された透明基板８を、複数の撮像用センサーカメラ９をスライドして撮像して得られた画像データを、短形処理により画像補正処理する手段を有することを特徴とする第一の発明に記載の検査装置（図７）である。
【００１１】
第四の発明は、検査用画像データを、短形処理により画像補正処理することを特徴とする第二の発明に記載の検査方法である。
【発明の効果】
【００１２】
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にスライト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。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】従来の代表的なカラーフィルタの構成略図。
【図２】従来の膜厚ムラ検査装置の概略斜視図。
【図３】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。
【図４】第一の発明に係る装置を上から観た模式図。
【図５】第一の発明に係る装置を横から観た模式図。
【図６】本発明に係るムラ欠陥検査機の動作フロー図
【図７】第三の発明に係る透明基板撮像時の装置の動作模式図。
【図８】第三の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。
【図９】第三の発明に係る撮像画像の短形処理の補正前の模式図。
【図１０】第三の発明に係る撮像画像の短形処理の補正後の模式図。
【図１１】補正矩形処理に関する関係式の説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
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を的確に検査できる方法の実施の形態を説明する。
【００１５】
（図４）は、第一の発明に係る装置を上から観た模式図であり、塗工膜の欠陥を検査する装置であって、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にスライトさせながら透明基板８を撮像できるようになっている検査装置である。
【００１６】
（図５）は、第一の発明に係る装置を横から観た模式図であり、塗工膜の欠陥を検査する装置であって、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、移動方向とは垂直方向１２に透明基板８をスライト搬送できるようになっており、同時に透明基板８を撮像できる検査装置である。
【００１７】
（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、撮像画像の基板端またはカラーフィルターパターンのエッジの検出であり、（１）の撮像画像について、複数箇所のエッジを検出する（ｎ番目を使用）。
（３）段階は、（２）で検出したエッジより１次の傾き補正関数（式）を求める。
（４）段階は、撮像画像の矩形処理であり、（３）の補正式を用いて（１）の撮像画像を補正する。
（５）段階は、ムラ、欠陥検出処理であり、（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、搬送ムラと膜厚ムラの判別であり、（５）で検出されたムラ、欠陥について判別を行う。
【００１８】
（図７）は、第三の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。
【００１９】
（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。
【００２０】
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成って写っている。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に一直線に写つり出される。
【００２１】
（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で写っている、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成って写っていた透明基板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写っている。
【００２２】
（図１１）は、補正前の撮像画面で平行四辺形であった透明基板８を補正後には、長方形にした矩形補正処理に関する関係式の説明図である。
【００２３】
本発明における透明基板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。長方形の透明基板８を撮像した画像は（図８）のように平行四辺形となる。
【００２４】
本発明における撮像画面（図９）から透明基板８の端またはカラーフイルターパターンのエッジを検出し、１次の傾き補正関数を求めて撮像画像の矩形補正処理を行う（図１１）。
【００２５】
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、欠陥の検出処理判別を行う。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短冊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試料基板８の膜厚ムラ６である。
【００２６】
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を検出する。複数のＹ軸の座標（Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３、Ｙ４、Ｙ５、、、）についてＸ軸方向にエッジの検出処理を行い得られたエッジ（Ｘ１^‘、Ｘ２^‘、Ｘ３^‘、Ｘ４^‘、Ｘ５^‘、、、）とする。
（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^‘）とするとｘ^‘＝ｘ−ｙ／ａ、ｙ^‘＝ｙの関係式が得られる。
（４）（３）で求めた式を用いて撮像画像の矩形補正処理を行う。
【符号の説明】
【００２７】
１ＲＲ画素、１ＧＧ画素、１ＢＢ画素、１ＢＭブラックマトリックス
２ＩＴＯ
３ＰＳ
４ＡＳＶ
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

【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基板に製膜された塗工膜の欠陥を検査する装置であって、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を具備し、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垂直方向に複数並設され、搬送方向と垂直方向にスライドできる機能を有することを特徴とする検査装置。
【請求項２】
透明基板に製膜された塗工膜の欠陥を検査する方法であって、透明基板をコンベア装置に載置し、搬送し、透過照明光源から、透明基板を介し、搬送方向と垂直方向に複数並設した撮像用センサーカメラに向け照射し、撮像用センサーカメラを搬送方向と垂直方向にスライドし透明基板を撮像して検査用画像データを得ることを特徴とする検査方法。
【請求項３】
搬送された透明基板を、複数の撮像用センサーカメラをスライドして撮像して得られた画像データを、短形処理により画像補正処理する手段を有することを特徴とする請求項１に記載の検査装置。
【請求項４】
検査用画像データを、短形処理により画像補正処理することを特徴とする請求項２に記載の検査方法。

【図２】