(57)【要約】【課題】ベース基材上の識別マークが遮光性の材料で被覆された場合あるいは識別マークとベース基材との間に屈折率の差が少ない場合など、通常の可視光学系では画像認識が難しい場合の識別マークの検知方法を提供することを目的とした。【解決手段】ベース基材１上に形成した誘電体からなる識別マーク2を、マイクロ波発振器10を用いて該誘電体の共振周波数域で加振することで該誘電体を発熱させ、該誘電体近傍に生じた温度分布をサーモグラフィー8で検出することを特徴とするマーク検出方法であって、誘電体とベース基材の共振周波数が異なることを特徴とするのマーク検出方法である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベース基材上に形成した誘電体からなる検出マークを、マイクロ波発振器を用いて該誘電体の共振周波数域で加振することで該誘電体を発熱させ、該誘電体近傍に生じた温度分布をサーモグラフィーで検出することを特徴とするマーク検出方法。
【請求項２】
前記誘電体とベース基材の共振周波数が異なることを特徴とする請求項１記載のマーク検出方法。
【請求項３】
前記ベース基材は、ガラス基板、シリコンウエハ、樹脂フィルムであることを特徴とする請求項１叉は請求項２記載のマーク検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ベース基材上に形成した識別マークの検出方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレイに用いられるカラーフィルタ基板は、基板上に顔料、染料などで着色したポジ型またはネガ型の感光性樹脂、あるいは着色した非感光性樹脂の上に感光性樹脂を塗布し、フォトリシグラフィー法によって所望の着色パターンを形成する方法、あるいは着色顔料をインクジェット装置により基板上に直接堆積するなどの方法により製造されている。
【０００３】
このカラーフィルタ基板の製造プロセスは、上記いずれの方法であっても類似の工程を繰り返す非常に煩雑で工程数も多い。そのため工程内随所での検査工程や出荷梱包等入出庫時には、マザー基板本体あるいは断裁単位ごとに枚葉管理を行う必要がある。
枚葉管理は、該基板上のパターン形成に使用したいずれかの材料を用いて、パターン形成と同時に基板周辺部に特別な識別マークを形成することでなされる。識別マークとして記録される情報としては、カラーフィルタの品種、製造年月日、面番号、表裏方向、上下方向などがあり、識別マークの使用目的に応じて適宜選択するか、組み合わせて使用する。
【０００４】
上記カラーフィルタ基板上の識別マークは、該基板に最初に形成される黒色樹脂を用いたブラックマトリックス形成と同時に形成するのが普通である（特許文献１、特許文献３）。識別マーク自体は、数字、アルファベット、１,２次元バーコード、幾何学記号等の中から、1種類あるいは複数種類を組み合わせて構成するのが好適である。しかる後、赤、青、緑の各着色樹脂を用いて順次着色パターンを形成してカラーフィルタ基板とする。着色画素の上には透明電極やセルギャップを制御するための突起、あるいは液晶の配向を制御するための突起が形成されることもある。場合によっては、加工途中に、後工程で参照する必要から、加工対象の材料を用いた識別マークが基板周辺に追加形成されことがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−１０５８９５号公報
【特許文献２】特開平１１−１０１９０７号公報
【特許文献３】特開平１１−１１９２０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、識別マークはカメラと照明光を組み合わせた光学系を使用してその都度読み取られるが、識別マークが、図２に示すように当該識別マーク2の上に積層された遮光層、例えば赤色着色層3、緑色着色層4、青色着色層5等の種類や状態によっては、裏面から光源9を使って照明しても照明光7が識別マーク2周辺を透過しないため、カメラ８でのマーク読み取りが困難になるという問題がある。
例えば、COA（カラーフィルター  オン  アレイ）では、TFT基板上にカラーフィルタ層を形成するが、識別マークの配置できる範囲が限りなく限定されたり、面付けによっては不可能な場合もある。
【０００７】
また、ベース基材1が可視光７に対して透明であると、識別マーク2を例えば透明導電材料で形成した場合のように、可視光領域の通常の光学系8,9では識別マーク2が画像として
カメラ8では検出しにくくなるという問題がある。タッチパネルでは、透明層しか使用できないような場合がある。
【０００８】
そこで本発明は、識別マークが遮光性の材料で被覆された場合あるいは識別マークとベース基材との間に屈折率の差が少ない場合など、通常の可視光学系では画像認識が難しい場合に識別マークを検知する方法を提供することを目的とした。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を達成するための本発明の第一の様態として、ベース基材上に形成した誘電体からなる検出マークを、マイクロ波発振器を用いて該誘電体の共振周波数域で加振することで該誘電体を発熱させ、該誘電体近傍に生じた温度分布をサーモグラフィーで検出することを特徴とするマーク検出方法としたものである。
【００１０】
係る方法によれば、誘電体組成物の分子運動によって誘電体が発熱する結果、誘電体の形状に対応した温度分布が発生し、サーモグラフィー法により温度分布を可視化することができ、検出マークを読み取ることができる。
【００１１】
本発明の第二の様態として、前記誘電体とベース基材の共振周波数が異なることを特徴とする請求項１記載のマーク検出方法としたものである。
【００１２】
係る発明によれば、マークを組成する誘電体材料だけを選択的に加振して発熱させることができ、画像認識される誘電体マークのコントラストが向上し検知が容易となる。
共振周波数の倍音成分が僅かでもずれていれば、温度差を発生させることが可能である。
【００１３】
本発明の第三の様態として、前記ベース基材は、ガラス基板、シリコンウエハ、樹脂フィルムであることを特徴とする請求項１叉は請求項２記載のマーク検出方法としたものである。
【００１４】
係る発明は、ベース基材として好適な材料を限定列挙したものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、検出対象の識別マークが可視光を遮断する物質で被覆された場合にも、マーク形状を認識することが可能となる。また、検出対象マークが、無色透明であっても、マーク形状を認識することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の構成を模式的に説明する斜視図である。
【図２】認識マークが被覆される様子を模式的に説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明は、可視波長の光で識別マークを検知する従来方法と異なり、識別マークから発せられる赤外領域の光で識別マークを認識しようとするものである。したがって識別マークだけを選択的に温度上昇させて、その温度分布を高解像度で画像認識することが問題となる。
【００１８】
本発明の概念図を図１示した。マイクロ波発振器10を用いたマイクロ波照射により誘電体（識別マーク）2を加熱する。このパターン状に温度が上昇した状態をサーモグラフィー8装置で検出して画像化して誘電体パターンを読み取るものである。
【００１９】
誘電体物質は電磁波の照射に対して、電子分極、イオン分極、配向分極、界面分極など
様々な応答をする。正に帯電している原子核と負に帯電している電子雲からなる原子は、電磁波が作用していないときは原子全体として中性であるが、この原子に電磁波の電界が作用すると原子核に対し、電子雲が変位するのが電子分極である。この電子分極の固有振動数は１０１５Ｈｚ（紫外線領域）付近でマイクロ波によっては誘起されない。
【００２０】
イオン分極は、異種の原子で構成されている分子が、電磁場の下でそれぞれの原子核が弾性的相対的に変位する分極である。その固有振動数は赤外線領域に現れる（１０１２〜１０１３Ｈｚ）。
【００２１】
配向分極は、永久双極子を有する分子が、電界の作用により移動して電界の方向に向きを揃える分極である。固有振動数は１０１１Ｈｚ以下である。
【００２２】
界面分極は、不均質な誘電体でイオンや電子などの荷電部分が移動して、特定の空間領域や界面にたまる分極である。固有振動数は配向分極のそれよりも低くなる。
【００２３】
したがって、誘電体が固有振動数に対応する電磁波の照射があると電磁波のエネルギーを吸収して誘電体自体の温度が上昇する。当然この熱は周囲に拡散することになる。
【００２４】
そこでマイクロ波（赤外）領域にイオン分極に起因する固有振動数を有する誘電体をつかって識別マークを形成し、当該誘電体だけを温度上昇させる。この温度上昇をサーモグラフィーを使って画像認識するというのが本発明の内容である。
【００２５】
ここでは、検出用識別マークは、該マークが形成されたベース基材と該マークを覆う上方積層層の固有振動とは異なる固有振動数を持つ誘電体が望ましい。マイクロ波発振装置で加振する場合、ベース基材や被覆層も同時に加振されてこれらも温度上昇すると識別マークの温度上昇と重なり、識別マークに由来する部分だけのパターン認識が難しくなるからである。
【００２６】
微小な誘電体マークに対しては、顕微仕様の光学系を備えるサーモグラフィーが望ましい。また、温度検出するに当たっては、温度の閾値を適切に設定することで、温度分布を画像的に２値化して、識別マークをデジタル化して読み取ることができる。
【実施例】
【００２７】
次に、本発明を実施例に基づいて、図２を用いて具体的に説明するが、本発明の趣旨を逸脱しない範囲においてこれに限定されるものではない。
【００２８】
＜識別マークの作製＞
ガラス基板1上にＭｇＯ透明材料からなる識別マーク2を形成した。先ずスッパッタリング法によりＭｇＯ膜を１５００Å製膜し、定法のフォトリソ法により文字サイズが１０ポイントの所定の文字パターン「ＸＹＺ」を形成し、次いで２５０度にてアニール処理を施した。尚、ベース基材としては前記ガラス基板に特に限定されず、シリコンウエハ、各種の樹脂フィルムを使用することができる。
【００２９】
＜ＢＭ形成用感光性組成物の調製＞
下記の比率で混合攪拌し、カーボンブラック分散体を調製した
・カーボンブラック分散液：ＴＰＢＫ−２０１６（御国色素社製）    ２８．５重量部
・樹脂：Ｖ２５９−ＭＥ（新日鐵化学社製）                        １０．３重量部
・モノマー：ＤＰＨＡ（日本化薬社製）                            ２．５８重量部
・開始剤：ＯＸＥ−０２（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製）  ０．８６重量部
・溶剤：プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート        ９２．０重量部
エチル−３−エトキシプロピオネート                        ４．３重量部
・レベリング剤：ＢＹＫ−３３０（ビックケミー社製）                １．３重量部
【００３０】
＜ＢＭ層形成＞
識別マーク2を形成したガラス基板1に、上記ＢＭ形成用感光性組成物をスピンコートにより塗膜を形成し、１００℃で３分間乾燥の後、膜厚１．６μmの黒色感光層を作製した。 得られた黒色感光層にＢＭ層形成用フォトマスクを通して高圧水銀灯の光を２００ｍＪ／ｃｍ２照射し、２．５％炭酸ナトリウム水溶液にて３０秒間現像、現像後水洗、乾燥させた後、パターンを定着させるため２３０℃６０分焼成することで、ガラス基板1の所定位置に線幅６μmのブラックマトリックス7を形成した。
【００３１】
＜赤色感光性組成物の調整＞
下記組成の混合物を均一に攪拌混合した後、直径１ｍｍのガラスビースを用いて、サンドミルで５時間分散した後、５μｍのフィルタで濾過して赤色顔料の分散体を作製した。
・赤色顔料：Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｒｅｄ  ２５４                  １８重量部
（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製「イルガーフォーレッド Ｂ-ＣＦ」）
・赤色顔料：Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｒｅｄ  １７７                    ２重量部
（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製「クロモフタールレッド Ａ２Ｂ」）
・分散剤（味の素ファインテクノ社製「アジスパーＰＢ８２１」）          ２重量部
・アクリルワニス（固形分２０％）                                    ５０重量部
【００３２】
その後、下記組成の混合物を均一になるように攪拌混合した後、５μｍのフィルタで濾過して赤色感光性組成物を得た。
・上記分散体                                                        ７２重量部
・樹脂：熱可塑性アクリル系樹脂                                      ２８重量部
・モノマー：ＤＰＨＡ（日本化薬社製）                                １２重量部
・開始剤：Ｉｒｇａｃｕｒｅ９０７                                      ３重量部
（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製）
・増感剤：ＥＡＢ−Ｆ（保土ヶ谷化学社製）                              １重量部
・溶剤：シクロヘキサノン                                          ２５３重量部
【００３３】
＜赤色層形成＞
ブラックマトリックス7が形成されたガラス基板1に、上記赤色感光性組成物をスピンコートにより塗膜を形成し、９０℃で５分間乾燥の後、膜厚３．２μmの赤色感光層を作製した。 得られた赤色感光層に赤層形成用のストライプ状フォトマスクを通して高圧水銀灯の光を３００ｍＪ／ｃｍ２照射し、アルカリ現像液にて６０秒間現像、現像後水洗、乾燥させた後、パターンを定着させるため２３０℃３０分焼成することで、ストライプ形状の赤色層3を形成した。赤色層3は識別マークを被覆するように形成した。
【００３４】
アルカリ現像液は、下記の組成のものを使用した。
・炭酸ナトリウム                                                 １．５重量部
・炭酸水素ナトリウム                                             ０．５重量部
・陰イオン系界面活性剤（花王・ペリレックスＮＢＬ）               ８．０重量部
・水                                                               ９０重量部
【００３５】
＜緑色感光性組成物１の調整＞
下記組成の混合物を均一に攪拌混合した後、直径１ｍｍのガラスビースを用いて、サンドミルで５時間分散した後、５μｍのフィルタで濾過して緑色顔料の分散体を作製した。
・緑色顔料：Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｇｒｅｅｎ  ３６
（東洋インキ製造（株）製「リオノールグリーン ６ＹＫ」）            １６重量部
・黄色顔料：Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｙｅｌｌｏｗ  １５０
（バイエル社製「ファンチョンファーストイエロー  Ｙ-５６８８」）      ８重量部
・分散剤（ビックケミー社製「Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ-１６３」）            ２重量部
・アクリルワニス（固形分２０％）                                 １０２重量部
【００３６】
その後、下記組成の混合物を均一になるように攪拌混合した後、５μｍのフィルタで濾過して緑色感光性組成物１を得た。
・上記分散体                                                     １２８重量部
・樹脂：熱可塑性アクリル系樹脂                                     ２９重量部
・モノマー：ＤＰＨＡ（日本化薬社製）                               １４重量部
・開始剤：Ｉｒｇａｃｕｒｅ９０７                                     ４重量部
（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製）
・増感剤：ＥＡＢ−Ｆ（保土ヶ谷化学社製）                             ２重量部
・溶剤：シクロヘキサノン                                         ２５７重量部
【００３７】
＜緑色層形成＞
ブラックマトリックス2および赤色層3が形成されたガラス基板1に、上記緑色感光性組成物をスピンコートにより塗膜を形成し、９０℃で５分間乾燥の後、膜厚３．２μmの緑色感光層を作製した（特に図示せず）。 得られた緑色感光層に緑層形成用のストライプ状フォトマスクを通して高圧水銀灯の光を３００ｍＪ／ｃｍ２照射し、アルカリ現像液にて６０秒間現像、現像後水洗、乾燥させた後、パターンを定着させるため２３０℃３０分焼成することで、ストライプ形状の緑色層4を形成した。該緑色層は識別マーク上にも形成した。アルカリ現像液は、上記赤色層と同じ組成のものを使用した。
【００３８】
＜青色感光性組成物の調整＞
下記組成の混合物を均一に攪拌混合した後、直径１ｍｍのガラスビースを用いて、サンドミルで５時間分散した後、５μｍのフィルタで濾過して青色顔料の分散体を作製した。
・青色顔料：Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｂｌｕｅ  １５：６
（東洋インキ製造（株）製「リオノールブルーＥＳ」）               ３．６重量部
・分散剤（ゼネカ社製「ソルスバーズ２００００」）                 ０．６重量部
・アクリルワニス（固形分２０％）                               ２２．１重量部
【００３９】
その後、下記組成の混合物を均一になるように攪拌混合した後、５μｍのフィルタで濾過して青色感光性組成物１を得た。
・上記分散体                                                   ２８．３重量部
・樹脂：熱可塑性アクリル系樹脂                                   ９．４重量部
・モノマー：ＤＰＨＡ（日本化薬社製）                             ４．７重量部
・開始剤：Ｉｒｇａｃｕｒｅ９０７（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製）
１．４重量部
・増感剤：ＥＡＢ−Ｆ（保土ヶ谷化学社製）                         ０．２重量部
・溶剤：シクロヘキサノン                                           ２６重量部
２−アセトキシ−１−メトキシプロパン                       １１重量部
酢酸イソペンチル                                           ２０重量部
【００４０】
＜青色層形成＞
ブラックマトリックス2、赤色層3、および緑色層4Ｇが形成されたガラス基板1に、上記青色感光性組成物をスピンコートにより塗膜を形成し、９０℃で５分間乾燥の後、膜厚３．２μmの青色感光層を作製した（特に図示せず）。 得られた青色感光層に青層形成用のストライプ状フォトマスクを通して高圧水銀灯の光を３００ｍＪ／ｃｍ２照射し、アルカリ現像液にて６０秒間現像、現像後水洗、乾燥させた後、パターンを定着させるため２３０℃３０分焼成することで、ストライプ形状の青色層5を形成した。
アルカリ現像液は、上記赤色層と同じ組成のものを使用した。
【００４１】
以上の工程で、ガラス基板1上にブラックマトリックス2、赤色層3、緑色層4および青色層5からなる着色層と、周辺に識別マーク2が形成された（図２参照）。
【００４２】
次に、マイクロ波発生装置10（DGWC10N（株KDS））を使用して、上記で得られたガラス基板1上の文字パターン「ＸＹＺ」を照射した。顕微型のサーモグラフィー装置（ＴＳ９２６０（ＮＥＣ  Ａｖｉｏ赤外テクノロジー））を用いて、当該文字部分を観察したところ「ＸＹＺ」の文字を認識することができた。
【符号の説明】
【００４３】
１，透明基板
２、識別マーク
３、遮光層（赤色着色層）
４、遮光層（青色着色層）
５、遮光層（緑着色画層）
６、透明電極
７、照明光
８、カメラあるいはサーモグラフィーカメラ
９、光源
１０、マイクロ波発振器
【図１】
2011227392.tif 000003
【図２】
2011227392.tif 000004