(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に複数面付けでカラーフィルタ層を有するカラーフィルタの多面付板の各カラーフィルタ層の面付け領域に対応した複数の開口部を有するとともに、少なくとも裏面側において波長５５０ｎｍの光に対する反射率が５０％以下であるマスク板と、
該マスク板の裏面側に配設された平面光源と、
前記マスク板を介して前記平面光源と対向するように配設された検出カメラと、を備え、
前記マスク板は、カラーフィルタの多面付板の各カラーフィルタ層の面付け領域に対応した複数の開口部を有するとともに、少なくとも裏面側において波長５５０ｎｍの光に対する反射率が５０％以下である遮光用マスク板の表面に、カラーフィルタの多面付板の各カラーフィルタ層の面付け領域に対応した複数の開口部を有するとともに、前記カラーフィルタの多面付板を保持するための複数のピンを少なくとも１個はカラーフィルタの多面付板の各カラーフィルタ層の形成領域間の中心部を保持するような位置となるように表面に複数備え、かつ、前記カラーフィルタの多面付板を所定位置に載置するための位置決めピンを表面の周辺部に備える位置決め用マスク板を重ねたものであり、
前記位置決め用マスク板の前記開口部の数は前記遮光用マスク板の前記開口部の数と同じであり、前記位置決め用マスク板の前記開口部の大きさは前記遮光用マスク板の前記開口部の大きさよりも大きく、前記遮光用マスク板は前記開口部がカラーフィルタの多面付板の各カラーフィルタ層の面付け領域と同じ大きさで同じ位置にあり、前記開口部の大きさおよび／または位置が異なる交換可能な複数種のものからなることを特徴とするカラーフィルタの検査装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はカラーフィルタの検査装置に係り、特に基板上に複数面付けでカラーフィルタ層を有する大面積のカラーフィルタ多面付板においてカラーフィルタ層の欠陥検査を高い信頼性で行うことが可能なカラーフィルタの検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、フラットディスプレイとして、モノクロあるいはカラーの液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）が使用されている。カラーの液晶ディスプレイには、３原色の制御を行うためにアクティブマトリックス方式および単純マトリックス方式とがあり、いずれの方式においてもカラーフィルタが用いられている。そして、液晶ディスプレイは、構成画素部を３原色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）とし、液晶の電気的スイッチングにより３原色の各光の透過を制御してカラー表示が行われる。
【０００３】
このカラーフィルタは、例えば、透明基板上にＲ，Ｇ，Ｂの各着色パターンからなる着色層、各画素の境界部分に位置するブラックマトリックス、保護層および透明電極層からなるカラーフィルタ層を備えている。このようなカラーフィルタは、染色基材を基板上に塗布し、フォトマスクを介して露光・現像して形成したパターンを染色する染色法、感光性レジスト内に予め着色顔料を分散させておき、フォトマスクを介して露光・現像する顔料分散法、印刷インキで各色を印刷する印刷法、および、基板上にパターンニングされた透明電極を使用して電着により各色の着色層を形成する電着法等により形成することができる。
【０００４】
上述のようないずれの方法により形成したカラーフィルタも、白抜け等の欠陥がカラーフィルタ層に存在しないことを全数検査することが要求されている。
【０００５】
一方、表示画面の大型化、および、製造コストの低減の要求による製造段階での多面付化により、カラーフィルタ製造において使用される基板はより大きな面積の基板へと移行している。そして、多面付で製造されるカラーフィルタは、各々のカラーフィルタに分割される前段階の多面付状態において上記の欠陥検査が行われる。
【０００６】
図４は、多面付で製造されるカラーフィルタの従来の検査装置を説明するための図である。図４に示される検査装置６１では、カラーフィルタ層５３を４面付けで基板５２上に備えるカラーフィルタの多面付板５１がステージ６２上に載置され、ステージ６２の裏面側に配設された平面光源６７から検査光がカラーフィルタの多面付板５１に照射される。そして、ステージ６２を介して平面光源６７と対向するように配設された検出カメラ６９によりカラーフィルタ層５３を透過した光を測定し、欠陥個所に起因する部分的な輝度変化が検出される。尚、この図４では、ステージ６２およびカラーフィルタ多面付板５１は、切断面が示されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の検査装置６１を構成するステージ６２は、図５に示されるようにカラーフィルタの多面付板５１の周辺部のカラーフィルタ層非形成領域に対応する枠形状をなすものであり、このステージ６２に載置されたカラーフィルタの多面付板５１は、その周辺部のみがステージ６２で支持され、中央部は支持されていない状態となる。したがって、図４に示されるように、カラーフィルタの多面付板５１の中央部は、その自重によって平面光源６７方向にたわみを生じる。そして、このようなたわみ現象がカラーフィルタの多面付板５１に生じると、検査対象である多面付板５１と平面光源６７の間隙量が一定とならず、焦点のぼけによる検出感度の低下、光の回り込み等による疑似欠陥が発生するという問題がある。そして、上述のような基板の大面積化に伴ってカラーフィルタの多面付板５１のたわみ現象が更に大きくなるため、上記の問題はより深刻なものとなる。また、基板５２のカラーフィルタ層非形成領域のうち、ステージ６２上に位置していない十字状の領域５２ａを透過して、強い光が直接検出カメラに入るので、検出光量の分解能が低くなるという問題もある。
【０００８】
本発明は、上述のような事情に鑑みてなされたものであり、基板上に複数面付けでカラーフィルタ層を有する大面積のカラーフィルタの欠陥検査を高い信頼性で行うことができるカラーフィルタの検査装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するために、本発明は基板上に複数面付けでカラーフィルタ層を有するカラーフィルタの多面付板の各カラーフィルタ層の面付け領域に対応した複数の開口部を有するとともに、少なくとも裏面側において波長５５０ｎｍの光に対する反射率が５０％以下であるマスク板と、該マスク板の裏面側に配設された平面光源と、前記マスク板を介して前記平面光源と対向するように配設された検出カメラと、を備え、前記マスク板は、カラーフィルタの多面付板の各カラーフィルタ層の面付け領域に対応した複数の開口部を有するとともに、少なくとも裏面側において波長５５０ｎｍの光に対する反射率が５０％以下である遮光用マスク板の表面に、カラーフィルタの多面付板の各カラーフィルタ層の面付け領域に対応した複数の開口部を有するとともに、前記カラーフィルタの多面付板を保持するための複数のピンを少なくとも１個はカラーフィルタの多面付板の各カラーフィルタ層の形成領域間の中心部を保持するような位置となるように表面に複数備え、かつ、前記カラーフィルタの多面付板を所定位置に載置するための位置決めピンを表面の周辺部に備える位置決め用マスク板を重ねたものであり、前記位置決め用マスク板の前記開口部の数は前記遮光用マスク板の前記開口部の数と同じであり、前記位置決め用マスク板の前記開口部の大きさは前記遮光用マスク板の前記開口部の大きさよりも大きく、前記遮光用マスク板は前記開口部がカラーフィルタの多面付板の各カラーフィルタ層の面付け領域と同じ大きさで同じ位置にあり、前記開口部の大きさおよび／または位置が異なる交換可能な複数種のものからなるような構成とした。
【００１３】
上記のような本発明では、マスク板、あるいは、マスク板が備えるピンによって、カラーフィルタの多面付板が保持され、これによりカラーフィルタの多面付板中央部のたわみ現象が有効に防止され、多面付板と平面光源との間隙量が一定となり、また、カラーフィルタ層の面付け領域以外の領域では、平面光源からの検査光がマスク板によって遮断されるので、強い光が直接検出カメラに入ることが防止される。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の最良の実施形態について説明する。
【００１５】
図１は本発明のカラーフィルタの検査装置の一実施形態を説明するための概略構成図である。図１に示される検査装置１は、カラーフィルタの多面付板２１を保持するためのマスク板１１（図１では、マスク板１１およびカラーフィルタの多面付板２１は切断面が示されている）、このマスク板１１の裏面側の下方に配設された平面光源１７、マスク板１１の表面側上方に配設されマスク板１１を介して平面光源１７と対向する検出カメラ１９とを備えている。
【００１６】
また、図２は図１に示される検査装置を構成するマスク板１１と、このマスク板１１に保持されれカラーフィルタ多面付板２１とを説明するための斜視図である。図２に示されるように、カラーフィルタの多面付板２１はカラーフィルタ層２３を４面付けで基板２２上に備えるものであり、マスク板１１は、このカラーフィルタの多面付板２１の各カラーフィルタ層２３に対応した４つの開口部１２を備えている。すなわち、マスク板１１は、周辺マスク部１１ａと、各開口部１２を仕切る十字状の内側マスク部１１ｂから構成されている。
【００１７】
このようなマスク板１１は、カラーフィルタの多面付板２１を保持するための複数のピン１３をその表面に備えており、このピン１３の少なくとも１個は、カラーフィルタ多面付板２１の各カラーフィルタ層２３の形成領域間の中心部を保持するような位置に配設されている。図示例では、マスク板１１の中央部（内側マスク部１１ｂの中央部）に１個のピンを備え、マスク板１１の周辺マスク部１１ａの所定箇所に８個のピンを備えている。これらのピン１３により、図１に示されるようにカラーフィルタの多面付板２１がマスク板１１上に保持されるので、自重によるカラーフィルタの多面付板２１の中央部のたわみ現象の発生を防止でき、多面付板と平面光源との間隙量Ｓを一定とすることができる。したがって、焦点のぼけによる検出感度の低下、光の回り込み等による疑似欠陥の発生が防止される。
【００１８】
また、平面光源１７から照射された検査光のうち、マスク板１１の開口部１２を通過した検査光のみがカラーフィルタ多面付板２１のカラーフィルタ層２３に照射される。したがって、平面光源１７から照射された検査光が基板２２のカラーフィルタ層非形成領域を透過して直接検出カメラ１９に入ることが防止され、検出光量の分解能を上げることができる。
【００１９】
上記のマスク板１１は、金属、樹脂等により形成することができ、その厚みはカラーフィルタ多面付板を保持したときにたわみを生じないものであればよく、例えば、０．５〜５ｍｍ程度とすることができる。そして、マスク板１１は、検査光の不要な反射を防止するために、少なくとも裏面側において波長５５０ｎｍの光に対する反射率が５０％以下のものである。このような反射防止は、マスク板１１の材料に黒アルマイト処理をしたアルミ板、ゴム板、金属板につや消し黒塗料を塗布したもの、多層クロム等を使うことにより付与できる。
【００２０】
マスク板１１に設けるピン１３は、カラーフィルタ２１の重量により変形することがなく、かつ、カラーフィルタ２１の基板２２に傷をつけないような材料により形成することができ、例えば、ポリアセタール、フッ素樹脂、ポリカーボネート、フェノール樹脂、ナイロン、ポリエチレン等を用いて形成することができる。また、ピン１３の高さは０〜２０ｍｍ程度の範囲で設定することができ、ピン１３の形状は、円柱形状、円錐形状、角錐形状等とすることができる。このピン１３の配設間隔（Ｐ1 ，Ｐ2 ）は、カラーフィルタ多面付板２１の厚み、剛性、重量等を考慮して設定することができ、例えば、５〜１００ｍｍ程度の配設間隔とすることができる。
【００２１】
また、図示例では、マスク板１１は、ピン１３上に保持するカラーフィルタ多面付板２１を所定位置に正確に載置するための位置決めピン１４（図示例では８個）をマスク板１１の周辺マスク部１１ａの所定箇所に備えている。この位置決めピン１４は、上述のピン１３と同様に、カラーフィルタ２１の基板２２に傷をつけないような材料により形成することができ、例えば、ポリアセタール、フッ素樹脂、ポリカーボネート、フェノール樹脂、ナイロン、ポリエチレン等を用いて形成することができる。また、位置決めピン１４の高さは１〜４０ｍｍ程度の範囲で設定することができ、その形状は、円柱形状、円錐形状、円柱形状の基部に円錐形状の頂部を形成した形状等とすることができる。
【００２２】
本発明の検査装置１を構成する平面光源１７は、マスク板１１を介してカラーフィルタ多面付板２１に検査光を照射するためのものである。このような平面光源１７としては、インバータ蛍光灯等の公知の光源を使用することができる。また、平面光源１７の配設位置は、多面付板との間隙量Ｓが０．５〜８０ｍｍの範囲内で一定となるように設定することができる。
【００２３】
本発明の検査装置１を構成する検出カメラ１９は、カラーフィルタ層２３を透過した光を測定し、欠陥個所に起因する部分的な輝度変化を検出するためのものであり、ＣＣＤカメラ、撮像管等を使用することができる。この検出カメラ１９は、通常、カラーフィルタの多面付板２１の上方に０．５〜３ｍ程度の距離を設けて配設することができる。
【００２４】
上述の実施形態では、計９個のピン１３がマスク板１１の表面に設けられているが、ピン１３の配設位置および配設個数は、カラーフィルタの多面付板２１のたわみ防止が可能なように適宜設定することができる。
【００２５】
次に、本発明のカラーフィルタの検査装置に使用できるマスク板の他の態様について説明する。
【００２６】
図３は本発明のカラーフィルタの検査装置に使用するマスク板の他の態様を説明するための斜視図である。図３に示されるマスク板３１は、遮光用マスク板３２と位置決め用マスク板３６とからなるものである。
【００２７】
遮光用マスク板３２は、上記のカラーフィルタの多面付板２１の各カラーフィルタ層２３に対応した４つの開口部３３を備えるものであり、周辺マスク部３２ａと、各開口部３３を仕切る十字状の内側マスク部３２ｂから構成されている。この遮光用マスク板３２は、上述のマスク板１１と同様に、金属、樹脂等により形成することができ、その厚みはカラーフィルタ多面付板を保持したときにたわみを生じないものであればよく、例えば、０．５〜５ｍｍ程度とすることができる。そして、遮光用マスク板３２は、検査光の不要な反射を防止するために、少なくとも裏面側において波長５５０ｎｍの光に対する反射率が５０％以下のものである。このような反射防止は、遮光用マスク板３２の材料に黒アルマイト処理をしたアルミ板、ゴム板、金属板につや消し黒塗料を塗布したもの、多層クロム等を使うことにより付与できる。
【００２８】
また、位置決め用マスク板３６は、上記のカラーフィルタの多面付板２１の各カラーフィルタ層２３に対応した４つの開口部３７を備えるものであり、周辺マスク部３６ａと、各開口部３７を仕切る十字状の内側マスク部３６ｂから構成されている。この位置決め用マスク板３６は、上述のマスク板１１と同様に、金属、樹脂等により形成することができ、その厚みは、上述の遮光用マスク板３２に重ねられた状態でカラーフィルタ多面付板を保持したときにたわみを生じないものであればよく、例えば、０．５〜５ｍｍ程度とすることができる。そして、位置決め用マスク板３６は、カラーフィルタの多面付板２１を保持するための複数のピン３８と、ピン３８上に保持するカラーフィルタ多面付板２１を所定位置に正確に載置するための位置決めピン３９を備えている。ピン３８の少なくとも１個は、カラーフィルタ多面付板２１の各カラーフィルタ層２３の形成領域間の中心部を保持するような位置に配設されている。図示例では、周辺マスク部３６ａの所定箇所に１６個のピンを備え、内側マスク部３６ｂに５個のピンを備えている。また、位置決めピン３９は、周辺マスク部３６ａの所定箇所に８個設けられている。これらのピン３８、位置決めピン３９は、上述のマスク板１１におけるピン１３、位置決めピン１４と同様にして形成することができる。
【００２９】
上述のような遮光用マスク板３２と位置決め用マスク板３６からなるマスク板３１は、遮光用マスク板３２の表面に位置決め用マスク板３６を重ねた状態で使用される。そして、このマスク板３１では、位置決め用マスク板３６の複数のピン３８によってカラーフィルタの多面付板２１がマスク板３１上に保持されるので、自重によるカラーフィルタの多面付板２１の中央部のたわみ現象の発生を防止でき、多面付板と平面光源との間隙量Ｓを一定とすることができる。したがって、焦点のぼけによる検出感度の低下、光の回り込み等による疑似欠陥の発生が防止される。
【００３０】
また、マスク板３１では、位置決め用マスク３６の開口部３７を大きめに設定することにより、面付数および基板サイズが同じカラーフィルタ多面付板の検査時には、必要に応じて遮光用マスク板３２のみを各品種ごとに交換するだけでよく、位置決め用マスク３６は共通して使用することができる。そして、面付あるいは基板サイズが変わる場合のみ、位置決め用マスク３６を他の設定の位置決め用マスク３６に換えることができる。
【００３１】
尚、上述の実施形態では、４面付けのカラーフィルタを検査するための検査装置の例を挙げたが、本発明の検査装置は、他の面付け数、面付け位置のカラーフィルタについても対応可能なことは勿論であり、カラーフィルタのカラーフィルタ層の面付け領域に対応した開口部を設けたマスク板を使用して、同様に検査装置を構成することができる。この場合も、マスク板の表面に設けるピンの配設位置および配設個数は、カラーフィルタの多面付板のたわみ防止が可能なように設定することができる。
【００３２】
【実施例】
次に、実施例を示して本発明を更に詳細に説明する。
【００３３】
まず、コーニング（株）製７０５９ガラス（厚み１．１ｍｍ）上に顔料分散法によりＲ，Ｇ，Ｂの各着色パターンからなる着色層、各画素の境界部分に位置するブラックマトリックスを形成し、図２に示されるようなカラーフィルタ層が４面付けされたカラーフィルタの多面付板を作製した。この多面付板の各部位の寸法は下記のようにした。
【００３４】
・外形寸法        ：  ｌ1 ＝４６５ｍｍ，ｌ2 ＝３６０ｍｍ
・カラーフィルタ層：  ｗ1 ＝２０．８ｍｍ，ｗ2 ＝１５．６ｍｍ
一方、厚み２ｍｍのゴム板を用いて、図２に示されるような４面付けに対応したマスク板を作製した。このマスク板の各部位の寸法は下記のようにした。尚、カラーフィルタ多面付板保持用のピンおよび位置決め用のピンは超高分子ポリエチレンを用いて形成した。
【００３５】
・外形寸法    ：  Ｌ1 ＝５００ｍｍ，Ｌ2 ＝４００ｍｍ
・開口部寸法  ：  Ｗ1 ＝２０．８ｍｍ，Ｗ2 ＝１５．６ｍｍ
・ピン配設間隔：  Ｐ1 ＝３０ｍｍ，Ｐ2 ＝３０ｍｍ
・ピンの高さ  ：  ２ｍｍ
このマスク板の裏面側下方に平面光源としてカラービュアーを配設し、マスク板の表面側上方に検出カメラとしてＣＣＤエリアセンサーを配設して本発明のカラーフィルタの検査装置を作製した。尚、平面光源は、ピンに保持されたカラーフィルタ多面付板との間隙が５ｍｍとなるように配設し、検出用カメラは、ピンに保持されたカラーフィルタ多面付板の上方２ｍの距離に配設した。
【００３６】
この検査装置に上記のカラーフィルタ多面付板を載置した。この状態でのカラーフィルタ多面付板のたわみは観察されなかった。
【００３７】
次いで、平面光源から検査光をマスク板を介してカラーフィルタ多面付板に照射し、検出カメラにより欠陥個所に起因する部分的な輝度変化の検出を行ったところ、製造工程において付着したゴミによる色ムラを検出することができ、この際、焦点のぼけによる検出感度の低下、光の回り込み等による疑似欠陥の発生、あるいは、強い光が直接検出カメラに入ることによる検出光量の分解能の低下はみられなかった。
【００３８】
一方、比較として、厚み２ｍｍのゴム板を用いて、図４に示されるようなステージを作製した。このステージの各部位の寸法は下記のようにした。
【００３９】
・外形寸法    ：  Ｌ´1 ＝５００ｍｍ，Ｌ´2 ＝４００ｍｍ
・開口部寸法  ：  Ｗ´1 ＝４８．６ｍｍ，Ｗ´2 ＝３８．２ｍｍ
このステージの裏面側下方に平面光源としてカラービュアーを配設し、ステージの表面側上方に検出カメラとしてＣＣＤエリアセンサーを配設して従来のカラーフィルタ検査装置を作製した。尚、平面光源は、ステージの当接するように保持されたカラーフィルタ多面付板との間隙が５ｍｍとなるように配設し、検出用カメラは、ステージ上に保持されたカラーフィルタ多面付板の上方２ｍの距離に配設した。
【００４０】
この検査装置に上記のカラーフィルタ多面付板を載置した。この状態でのカラーフィルタ多面付板のたわみは、最大２ｍｍが観察された。
【００４１】
次いで、平面光源から検査光をカラーフィルタ多面付板に照射し、検出カメラにより欠陥個所に起因する部分的な輝度変化の検出を行ったところ、上記のカラーフィルタのたわみ現象に起因する焦点のぼけによる検出感度の低下、光の回り込み等による疑似欠陥の発生、および、カラーフィルタ層非形成領域を透過した光が直接検出カメラに入ることによる検出光量の分解能の低下がみられ、不良部分の特定が困難であった。
【００４２】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によればマスク板と、このマスク板の裏面側に配設された平面光源と、上記マスク板を介して平面光源と対向するように配設された検出カメラとを備え、マスク板は、基板上に複数面付けでカラーフィルタ層を有するカラーフィルタの多面付板の各カラーフィルタ層の面付け領域に対応した複数の開口部を有するとともに、少なくとも裏面側において波長５５０ｎｍの光に対する反射率が５０％以下であるマスク板とするので、マスク板、あるいは、マスク板の表面に複数設けられたピンによってカラーフィルタの多面付板が保持されてカラーフィルタの多面付板中央部のたわみ現象が有効に防止され、多面付板と平面光源との間隙量が一定となり、これにより、焦点のぼけによる検出感度の低下、光の回り込み等による疑似欠陥の発生が防止され、さらに、カラーフィルタ層の面付け領域以外の領域では、平面光源からの検査光がマスク板によって遮断されるので、強い光が直接検出カメラに入ることが防止され、検出光量の分解能を上げることができ、基板上に複数面付けでカラーフィルタ層を有する大面積のカラーフィルタの欠陥検査を高い信頼性で行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のカラーフィルタの検査装置の一実施形態を示す概略構成図である。
【図２】図１に示される検査装置を構成するマスク板と、カラーフィルタ多面付板とを説明するための斜視図である。
【図３】本発明のカラーフィルタの検査装置に使用できる他のマスク板を説明するための斜視図である。
【図４】多面付で製造されるカラーフィルタの従来の検査装置を説明するための図である。
【図５】図４に示される検査装置を構成するステージを説明するための斜視図である。
【符号の説明】
１…カラーフィルタの検査装置
１１，３１…マスク板
３２…遮光用マスク板
３６…位置決め用マスク板
１２，３３，３７…開口部
１３，３８…ピン
１４，３９…位置決めピン
２１，５１…カラーフィルタ（多面付板）
２２，５２…基板
２３，５３…カラーフィルタ層
６１…従来のカラーフィルタの検査装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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