(57)【要約】【課題】  光学フィルム貼り合わせ前に異物の有無を検査する。【解決手段】  ＴＦＴとカラーフィルタとを製造した後、貼り合わせ処理、液晶注入処理、封止処理、異物検査処理、偏光板貼り付け処理を行って液晶セルを完成させる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
微細なパターンを形成した基板のパターン形成面と反対の面に対して所定角度で光を照射し、反対の面からの散乱光を入力として正立像を得、正立像に基づいて異物の有無を検査することを特徴とする光学的検査方法。
【請求項２】
微細なパターンを形成した基板のパターン形成面と反対の面に対して所定角度で光を照射する光源手段（１）と、反対の面からの散乱光を入力として正立像を得るテレセントリックレンズアレイ（２）と、正立像を受光するラインセンサ（３）と、正立像に基づいて異物の有無を検査する画像処理手段とを含むことを特徴とする光学的検査装置。
【請求項３】
テレセントリックレンズアレイ（２）の列数は、最大入射角をθ、レンズ半径をr、レンズと基板との間の距離をWDとするとき、arctan（（２N−1）r/WD）≧θを満たす最小の整数Nである請求項２に記載の光学的検査装置。
【請求項４】
テレセントリックレンズアレイ（２）の最大入射角は１０度以上２０度以下である請求項３に記載の光学的検査装置。
【請求項５】
ラインセンサ（３）の素子サイズは３０μm角以上５０μm角以下である請求項２に記載の光学的検査装置。
【請求項６】
微細なパターンを形成した１対の基板を、パターン形成面を互いに対向させて貼り合わせ、基板のパターン形成面と反対の面に対して所定角度で光を照射し、反対の面からの散乱光を入力として正立像を得、正立像に基づいて異物の有無を検査し、異物が存在しないことを示す検査結果に応答して、基板のパターン形成面と反対の面に光学フィルムを貼り合わせることを特徴とする光学フィルム貼り合わせ製品製造方法。
【請求項７】
微細なパターンを形成した１対の基板を、パターン形成面を互いに対向させて貼り合わせ、次いで基板のパターン形成面と反対の面に光学フィルムを貼り合わせて光学フィルム貼り合わせ製品を製造する装置であって、
１対の基板の貼り合わせ後、光学フィルムの貼り合わせ前の工程に、微細なパターンを形成した基板のパターン形成面と反対の面に対して所定角度で光を照射する光源手段と、反対の面からの散乱光を入力として正立像を得るテレセントリックレンズアレイと、正立像を受光するラインセンサと、正立像に基づいて異物の有無を検査する画像処理手段とを設けてなることを特徴とする光学フィルム貼り合わせ製品製造装置。
【請求項８】
テレセントリックレンズアレイの列数は、最大入射角をθ、レンズ半径をr、レンズと基板との間の距離をWDとするとき、arctan（（２N−1）r/WD）≧θを満たす最小の整数Nである請求項７に記載の光学フィルム貼り合わせ製品製造装置。
【請求項９】
テレセントリックレンズアレイの最大入射角は１０度以上２０度以下である請求項８に記載の光学フィルム貼り合わせ製品製造装置。
【請求項１０】
ラインセンサの素子サイズは３０μm角以上５０μm角以下である請求項７に記載の光学フィルム貼り合わせ製品製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶張り合わせパネルなどの光学フィルム貼り合わせ製品の製造途中に好適に適用される光学的検査方法およびその装置、およびこの光学的検査方法およびその装置が適用される光学フィルム貼り合わせ製品製造方法およびその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、液晶貼り合わせパネルなどの貼り合わせ基板が提案され、種々の分野で利用されている。そして、貼り合わせ基板を製造する方法も提案され、実用に供されている。
先ず、貼り合わせ基板の一例としてのＴＦＴカラー液晶基板の製造工程を説明する。
【０００３】
液晶基板製造工程、アレイ工程では、パネルを複数面取りするマザーガラスと呼ばれるガラスを基板として、洗浄、成膜、レジスト塗布、露光、現像、エッチング、レジスト剥離という工程を複数回繰り返して微細なパターンを形成する。そして、このパターン形成面（以下、表面と称する）の異物やパターン欠陥は製品のキラー欠陥となるため、各工程内、工程間で何度も検査がなされている。これはカラーフィルタ工程でもほぼ同じである。これに対し、裏面は数ミクロン程度の異物が製品欠陥になることはなく 検査が不要であると考えられており、したがって、裏面はほとんど検査されていなかった。
【０００４】
アレイ工程、カラーフィルタ工程から、それぞれの基板がセル工程に送られ、2枚の基板を貼り合わせる。この後、基板どうしの間に液晶を注入して封止し、偏光板を貼り付けて液晶セルを完成させる。このようにして製造された液晶セルは、パターン面に異物、パターン欠陥が存在しないことが保証される。
【０００５】
また、表面状態を検査する装置として、照明手段の光軸と検出手段の光軸の双方を被検面に対して傾け、照明手段が、照明手段の光軸と検出手段の光軸とを含む平面にほぼ平行な方向に偏光した直線偏光光を被検面に入射させるようにしたものが提案されている（特許文献１参照）。
【０００６】
さらに、検査ステージに保持された試料の表面に対して光を照射するレーザパターンプロジェクタと、試料表面からの散乱光を受光するリニアアレーセンサとを有し、受光した散乱光強度に基づいて試料表面における異物の有無を検査する装置も提案されている（特許文献２参照）。
【０００７】
さらに、照明光源と、レンズアレイと、ラインセンサとを含み、検出した散乱光の位置および光強度に基づいて異物の位置および大きさを検出する装置も提案されている（特許文献３参照）。
【特許文献１】特許第３２５３１７７号公報
【特許文献２】特開２００１−２７２３５５号公報
【特許文献３】特開２００４−５３９７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来の貼り合わせ基板の製造工程において、特に液晶セルの完成後においては、異物の検査が行われていないので、最後に偏光板を貼り合わす工程で、異物などが混入することにより製品欠陥が生じてしまうという不都合がある。
【０００９】
製品欠陥は偏光板を貼り合わせた後の点灯検査によってはじめて偏光板を貼り合わす工程で異物などが混入したことがわかり、偏光板を剥がして廃棄し、貼り合わせ基板を洗浄した後に再度偏光板を貼り合わすことになり、偏光板の無駄、および工程の無駄が生じてしまう。
【００１０】
また、偏光板を貼り合わせる前に検査員による目視検査を行うことも考えられるが、ある程度以上の大きさの異物しか検出することができず、また、見過ごしが生じてしまうという不都合がある。
【００１１】
また、特許文献１から特許文献３の何れかの検査装置では、十分な小型化、軽量化、低コスト化を達成することができないのみならず、十分な検査精度を得ることができない。
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、十分な小型化、軽量化、低コスト化を達成することができるとともに、十分な検査精度を得ることができる光学的検査方法およびその装置を提供することを第１の目的とし、この光学的検査方法およびその装置を用いる光学フィルム貼り合わせ製品製造方法およびその装置を提供することを第２の目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の光学的検査方法は、微細なパターンを形成した基板のパターン形成面と反対の面に対して所定角度で光を照射し、反対の面からの散乱光を入力として正立像を得、正立像に基づいて異物の有無を検査する方法である。
【００１３】
この場合には、従来全く検査されていなかった、基板のパターン形成面と反対の面における異物の有無を精度よく検査することができ、しかも、十分な小型化、軽量化、低コスト化を達成することができる。
【００１４】
本発明の光学的検査装置は、微細なパターンを形成した基板のパターン形成面と反対の面に対して所定角度で光を照射する光源手段と、反対の面からの散乱光を入力として正立像を得るテレセントリックレンズアレイと、正立像を受光するラインセンサと、正立像に基づいて異物の有無を検査する画像処理手段とを含むものである。
【００１５】
この場合には、従来全く検査されていなかった、基板のパターン形成面と反対の面における異物の有無を精度よく検査することができ、しかも、十分な小型化、軽量化、低コスト化を達成することができる。
【００１６】
そして、テレセントリックレンズアレイの列数が、最大入射角をθ、レンズ半径をr、レンズと基板との間の距離をWDとするとき、arctan（（２N−1）r/WD）≧θを満たす最小の整数Nであることが好ましい。なぜならば、テレセントリックレンズアレイの列数がこの最小の整数Nよりも少なければ感度が低くなり、逆に、テレセントリックレンズアレイの列数がこの最小の整数Nよりも多ければ感度の向上は殆ど期待できないにも拘らず大型化するからである。
【００１７】
また、テレセントリックレンズアレイの最大入射角は10度以上２０度以下であることが好ましい。なぜならば、最大入射角が１０度未満であれば感度が低くなり、逆に、最大入射角が２０度よりも大きければ、収差が大きくなってしまって感度が飽和状態に近づき、感度の向上は殆ど期待できないからである。
【００１８】
さらに、ラインセンサの素子サイズは３０μm角以上５０μm角以下であることが好ましい。なぜならば、素子サイズが３０μm角未満であれば感度が低くなり、かつ検査速度が遅くなってしまい、逆に、素子サイズが５０μm角よりも大きければ、位置分解能が劣化して、異物の存在座標精度が悪くなってしまうからである。
【００１９】
本発明の光学フィルム貼り合わせ製品製造方法は、微細なパターンを形成した１対の基板を、パターン形成面を互いに対向させて貼り合わせ、基板のパターン形成面と反対の面に対して所定角度で光を照射し、反対の面からの散乱光を入力として正立像を得、正立像に基づいて異物の有無を検査し、異物が存在しないことを示す検査結果に応答して、基板のパターン形成面と反対の面に光学フィルムを貼り合わせる方法である。
【００２０】
この場合には、異物が存在しない場合にのみ光学フィルムを貼り合わせることができるので、異物が存在した状態で光学フィルムを貼り合わせることによる不良品の発生を未然に防止することができる。
【００２１】
本発明の光学フィルム貼り合わせ製品製造装置は、微細なパターンを形成した１対の基板を、パターン形成面を互いに対向させて貼り合わせ、次いで基板のパターン形成面と反対の面に光学フィルムを貼り合わせて光学フィルム貼り合わせ製品を製造する装置であって、
１対の基板の貼り合わせ後、光学フィルムの貼り合わせ前の工程に、微細なパターンを形成した基板のパターン形成面と反対の面に対して所定角度で光を照射する光源手段と、反対の面からの散乱光を入力として正立像を得るテレセントリックレンズアレイと、正立像を受光するラインセンサと、正立像に基づいて異物の有無を検査する画像処理手段とを設けてなるものである。
【００２２】
この場合には、異物が存在しない場合にのみ光学フィルムを貼り合わせることができるので、異物が存在した状態で光学フィルムを貼り合わせることによる不良品の発生を未然に防止することができる。
【００２３】
そして、テレセントリックレンズアレイの列数が、最大入射角をθ、レンズ半径をr、レンズと基板との間の距離をWDとするとき、arctan（（２N−1）r/WD）≧θを満たす最小の整数Nであることが好ましい。なぜならば、テレセントリックレンズアレイの列数がこの最小の整数Nよりも少なければ感度が低くなり、逆に、テレセントリックレンズアレイの列数がこの最小の整数Nよりも多ければ感度の向上は殆ど期待できないにも拘らず大型化するからである。
【００２４】
また、テレセントリックレンズアレイの最大入射角は１０度以上２０度以下であることが好ましい。なぜならば、最大入射角が１０度未満であれば感度が低くなり、逆に、最大入射角が２０度よりも大きければ、収差が大きくなってしまって感度が飽和状態に近づき、感度の向上は殆ど期待できないからである。
【００２５】
さらに、ラインセンサの素子サイズは３０μm角以上５０μm角以下であることが好ましい。なぜならば、素子サイズが３０μm角未満であれば感度が低くなり、かつ検査速度が遅くなってしまい、逆に、素子サイズが５０μm角よりも大きければ、位置分解能が劣化して、異物の存在座標精度が悪くなってしまうからである。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の光学的検査方法は、基板のパターン形成面と反対の面における異物の有無を精度よく検査することができ、しかも、十分な小型化、軽量化、低コスト化を達成することができるという特有の効果を奏する。
【００２７】
本発明の光学的検査装置は、基板のパターン形成面と反対の面における異物の有無を精度よく検査することができ、しかも、十分な小型化、軽量化、低コスト化を達成することができるという特有の効果を奏する。
【００２８】
本発明の光学フィルム貼り合わせ製品製造方法は、異物が存在した状態で光学フィルムを貼り合わせることによる不良品の発生を未然に防止することができるという特有の効果を奏する。
【００２９】
本発明の光学フィルム貼り合わせ製品製造装置は、異物が存在した状態で光学フィルムを貼り合わせることによる不良品の発生を未然に防止することができるという特有の効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、添付図面を参照して、本発明の光学的検査方法およびその装置、および光学フィルム貼り合わせ製品製造方法およびその装置の実施の形態を詳細に説明する。
【００３１】
図１は本発明の光学フィルム貼り合わせ製品製造方法の一実施形態を説明する工程図である。なお、図１においては、液晶基板製造工程を例にとっている。
【００３２】
この液晶基板製造工程は、ガラス基板に対して、洗浄処理、成膜処理、レジスト塗布処理、露光処理、現像処理、エッチング処理、レジスト剥離処理をこの順に複数回反復し、その後、配向膜塗布処理、ラビング処理、スペーサ塗布処理を行ってＴＦＴ製造を行う。
また、ガラス基板に対して、洗浄処理、成膜処理、レジスト塗布処理、露光処理、現像処理、エッチング処理、レジスト剥離処理をこの順に複数回反復し、その後、配向膜塗布処理、ラビング処理を行ってカラーフィルタ製造を行う。
【００３３】
以上のようにＴＦＴとカラーフィルタとを製造した後、貼り合わせ処理、液晶注入処理、封止処理、異物検査処理、偏光板貼り付け処理を行って液晶セルを完成させる。
異物検査処理は以下において詳細に説明するが、他の処理は従来公知であるから、詳細な説明は省略する。
【００３４】
図２は異物検査処理に使用される異物検査装置の一実施形態を概略的に示す側面図、図３は同上の正面図、図４は同上の主要部の平面図である。
【００３５】
この異物検査装置は、ガラス基板のパターン形成面と反対の面５に対して所定角度で光を照射するライン照明１と、反対の面からの散乱光を入力として正立像を得るテレセントリックレンズアレイ２と、正立像を受光する長尺ラインセンサ３と、正立像に基づいて異物の有無を検査する画像処理部（図示せず）とを有している。
【００３６】
前記テレセントリックレンズアレイ２は、半径がｒのテレセントリックレンズ２ａが複数個配列されてなるものであり、好ましくは、図４に示すように、配列列数がNに設定されている。
【００３７】
また、前記テレセントリックレンズアレイ２の入射面とガラス基板のパターン形成面と反対の面との間の距離がWDに設定され（図２参照）、この状態でのテレセントリックレンズの入射角がｒθであり（図２参照）、テレセントリックレンズアレイ２の最大入射角がθである（図３参照）。
【００３８】
そして、テレセントリックレンズ２ａの配列列数Nは、arctan（（２N−1）r/WD）≧θを満足する最小の整数に設定されることが好ましい。なぜならば、テレセントリックレンズアレイ２の列数（テレセントリックレンズ２ａの配列列数）がこの最小の整数Nよりも少なければ感度が低くなり、逆に、テレセントリックレンズアレイ２の列数がこの最小の整数Nよりも多ければ感度の向上は殆ど期待できないにも拘らず大型化するからである。
【００３９】
また、テレセントリックレンズアレイ２の最大入射角は１０度以上２０度以下であることが好ましい。なぜならば、最大入射角が１０度未満であれば感度が低くなり、逆に、最大入射角が２０度よりも大きければ、収差が大きくなってしまって感度が飽和状態に近づき、感度の向上は殆ど期待できないからである。
【００４０】
さらに、ラインセンサ３の素子サイズは３０μm角以上５０μm角以下であることが好ましい。なぜならば、素子サイズが３０μm角未満であれば感度が低くなり、かつ検査速度が遅くなってしまい、逆に、素子サイズが５0μm角よりも大きければ、位置分解能が劣化して、異物の存在座標精度が悪くなってしまうからである。
【００４１】
図５は異物検査装置の一実施形態を概略的に示す斜視図である。
この異物検査装置は、基台１１上に、検査対象基板（光学フィルム貼り付け前の基板）１３を支承し、支承された検査対象基板１３を挟んで、かつ互いに対向するように基台１１上にスライダ１２を設け、さらに、スライダ１２に支承されて所定方向に往復動する検査ヘッド１４を有している。
【００４２】
なお、検査ヘッド１４には、図２、図３に示すようなライン照明１が照明系として、テレセントリックレンズアレイ２および長尺ラインセンサ３が検出系として組み込まれている。
【００４３】
ただし、検査ヘッド１４を往復動させる代わりに、検査対象基板１３を往復動させることが可能である。
【００４４】
また、図５には図示されていないが、正立像に基づいて異物の有無を検査する画像処理部（図示せず）を有している。
【００４５】
上記の構成の異物検査装置の作用は次のとおりである。
【００４６】
基台１１上に検査対象基板１３を支承し、検査ヘッド１４の位置をスライダ１２により設定し、この状態で、ライン照明１により検査対象基板１３を照明し、検査対象基板１３からの散乱光を入力としてテレセントリックレンズアレイ２により正立像を得、長尺ラインセンサ３により受光する。そして、受光光強度を表す長尺ラインセンサ３からの出力信号を画像処理部（図示せず）に供給する。
【００４７】
ここで、異物が全く存在していなければ、長尺ラインセンサ３が受光する光の強度は全範囲にわたって低いが、異物が存在していれば、長尺ラインセンサ３が受光する光の強度は、異物の存在位置に対応して著しく高くなり、残余の範囲は低い。
【００４８】
次いで、検査ヘッド１４の位置をスライダ１２により変更し、この状態で上記と同様の処理を行う。
【００４９】
そして、検査ヘッド１４の位置をスライダ１２により変更する処理を検査対象基板１３の全範囲について行う。
【００５０】
画像処理部においては、例えば、長尺ラインセンサ３からの出力信号を予め設定された閾値と比較することによって、異物の有無、および該当する場合には異物の位置（長尺ラインセンサ３の素子位置、および検査ヘッド位置により定まる位置）を検出することができる。
【００５１】
ここで、異物の有無に対応する光強度の差が十分に大きいので、閾値の設定は簡単に行うことができる。
【００５２】
そして、異物が存在しないことが検出された場合にのみ、偏光板（光学フィルム）の貼り合わせを行って、異物に起因する不良品の発生を未然に防止することができる。
逆に、異物が存在することが検出された場合には、異物を除去する処理（例えば、洗浄処理など）を行った後、再び異物の有無の検査を行えばよい。
【００５３】
図６は液晶セルの構成を概略的に示す拡大部分断面図である。
【００５４】
なお、図示の液晶セルは、カラーフィルタ側、およびＴＦＴ側の双方に異物が存在する状態で偏光板を貼り付けようとした状態である。
【００５５】
しかし、図１の光学フィルム貼り合わせ製品製造方法を採用すれば、偏光板の貼り合わせ前に異物の有無を検査するのであるから、不良品の発生を未然に防止することができる。
【００５６】
また、図５の異物検査装置は、検査対象基板の一方の面を検査した後に、検査対象基板を裏返して他方の面を検査する必要があるが、検査対象基板の両方の面を同時に検査できるように、検査対象基板の上方および下方に検査ヘッドを設けることが好ましく、この場合には、検査のための所要時間をほぼ半減することができる。
【００５７】
図７は、異物検出処理により得られる信号の一例を示す図であり、異物が存在する位置のみに対応させて著しく大きい信号が得られることが分かる。なお、図７は、１0μm程度の異物を検出した場合を示している。
【００５８】
したがって、異物が存在する場合の信号と異物が存在しない場合の信号とを識別するための閾値の設定は簡単である。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の光学フィルム貼り合わせ製品製造方法の一実施形態を説明する工程図である。
【図２】異物検査処理に使用される異物検査装置の一実施形態を概略的に示す側面図である。
【図３】同上の正面図である。
【図４】同上の主要部の平面図である。
【図５】異物検査装置の一実施形態を概略的に示す斜視図である。
【図６】液晶セルの構成を概略的に示す拡大部分断面図である。
【図７】異物検出処理により得られる信号の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００６０】
１    ライン照明
２    テレセントリックレンズアレイ
３    長尺ラインセンサ
【図１】
2006329945.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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