(57)【要約】【課題】液晶カラーフィルタの任意の製造工程において、各着色層の色をインラインで、１回の操作により確実に全色を測定できるようにする。【解決手段】ＲＧＢの各着色層を形成する透光性のパターン領域が、縦横それぞれの方向に所定のピッチで配列されている透明基板に、１色以上の着色層又はその形成材料が被着されたディスプレイ部材について色を測定する際、ライン状分光器の分光器視野Ａを、前記パターン領域の配列方向に対して斜めに配置して前記色を測定する。【選択図】　　　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＲＧＢの各色層を形成するパターン領域が、縦横それぞれの方向に所定のピッチで配列されている基板に、１色以上の色層又はその形成材料が被着されたディスプレイ部材について色を測定するディスプレイ部材の色測定方法であって、
ライン状の視野に沿って分光特性が得られるライン状分光器を使用し、その分光器視野を、前記パターン領域の配列方向に対して斜めに配置して前記色を測定することを特徴とするディスプレイ部材の色測定方法。
【請求項２】
前記ディスプレイ部材には、前記パターン領域に対して、ＲＧＢの各色層が縦方向には同色で、横方向には所定の順番で１ピッチずつずらして形成され、
前記分光器視野を、前記パターン領域の配列に対して、（縦ピッチ／横ピッチ）が±１／６の少なくとも一方の傾斜で配置することを特徴とする請求項１に記載のディスプレイ部材の色測定方法。
【請求項３】
前記分光器視野を、２×３×横ピッチ以上に亘って配置することを特徴とする請求項１又は２に記載のディスプレイ部材の色測定方法。
【請求項４】
前記ディスプレイが、ＲＧＢの各色層が透光性のパターン領域に形成される着色層である、液晶ディスプレイ用のカラーフィルタ又はその製造工程途中の中間部材であることを特徴とする請求項１乃至３に記載のディスプレイ部材の色測定方法。
【請求項５】
ＲＧＢの各色層を形成するパターン領域が、縦横それぞれの方向に所定のピッチで配列されている基板に、１色以上の色層又はその形成材料が被着されたディスプレイ部材について色を測定するディスプレイ部材の色測定装置であって、
ライン状の視野に沿って分光特性が得られるライン状分光器を使用し、その分光器視野を、前記パターン領域の配列方向に対して斜めに配置して入力される分光結果から演算により前記色を測定する演算手段を備えたことを特徴とするディスプレイ部材の色測定装置。
【請求項６】
前記ディスプレイ部材には、前記パターン領域に対して、ＲＧＢの各色層が縦方向には同色で、横方向には所定の順番で１ピッチずつずらして形成され、
前記分光器視野を、前記パターン領域の配列に対して、（縦ピッチ／横ピッチ）が±１／６の少なくとも一方の傾斜で配置することを特徴とする請求項５に記載のディスプレイ部材の色測定装置。
【請求項７】
前記分光器視野を、２×３×横ピッチ以上に亘って配置することを特徴とする請求項５又は６に記載のディスプレイ部材の色測定装置。
【請求項８】
前記ディスプレイが、ＲＧＢの各色層が透光性のパターン領域に形成される着色層である、液晶ディスプレイ用のカラーフィルタ又はその製造工程途中の中間部材であることを特徴とする請求項５乃至７に記載のディスプレイ部材の色測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、ディスプレイ部材の色測定方法及び装置、特に液晶ディスプレイ用カラーフィルタの製造工程においてインラインで色測定する際に適用して好適な、ディスプレイ部材の色測定方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、液晶ディスプレイにおいては、カラー表示を実現するために、液晶表示面に対して着色する機能を持つカラーフィルタ（以下、液晶カラーフィルタともいう）が用いられている。このカラーフィルタは、染料や顔料により着色された樹脂材からなるＲＧＢの各着色層を、所定の規則で配列されている透光性の微小なパターン領域に被着して形成されている。
【０００３】
液晶カラーフィルタの製造方法の一例を、図９の工程図を用いて説明する。このカラーフィルタは、いわゆるフォトリソグラフィ技術により製造されており、まず（１）素ガラス（透明基板）を用意し、（２）その表面全体にクロム膜をスパッタリングにより堆積させる。次いで、（３）クロム膜の全体にレジストを塗布し、該レジストを所定のマスクパターンで露光した後、（４）レジストを現像することにより露光部分のレジスト膜以外を除去し、（５）露出されたクロム膜をエッチングにより除去し、更に、（６）残っていたレジスト膜を剥離することにより、透光性のパターン領域の境界を構成する遮光性のブラックマトリクスＭを形成する。
【０００４】
その後、（７）上記ブラックマトリクスＭが完全に被われるように、Ｒ（赤）の感光性着色剤を全面塗布し、（８）Ｒ着色層の配列に対応したマスクパターンを用いて露光した後、（９）露光部分以外の感光性着色剤を除去する現像を行なうことによりＲ着色層を形成する。
【０００５】
その後、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各着色層についても、前記（７）〜（９）に相当する各工程の処理を行なうことにより、ＲＧＢの各着色層が所定の規則で配列形成された液晶カラーフィルタを作成することができる。
【０００６】
以上のように製造される液晶カラーフィルタは、ディスプレイ自体の色特性に大きく関与するため、その色（例えば、ｘｙ色度）を測定し、製品管理することが重要である。従来、液晶カラーフィルタの色管理では顕微鏡型の分光装置を用いて色測定を行なっていた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来のように顕微鏡型の分光装置を使用して色測定を行なう場合には、液晶カラーフィルタの製造時にインラインで色測定を行なうことができないため、各色毎に感光性着色剤を塗布し、露光し、現像した後に検査を行なっていた。
【０００８】
そのため、塗布直後の段階で感光性着色剤の色度が基準から外れていた場合には、その後に行なう露光、現像の作業が無駄になるという問題があると共に、測定する際には対象物をその都度分光装置の所へ持って行かなければならないために、測定作業に人手がかかるという問題があった。
【０００９】
本発明は、前記従来の問題点を解決するべくなされたもので、例えば液晶カラーフィルタの場合であれば、任意の製造工程において、被着されたＲＧＢの各着色層又はその形成材料の色をインライン測定することができると共に、全色を確実に測定することができるディスプレイ部材の色測定方法及び装置を提供することを課題とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ＲＧＢの各色層を形成するパターン領域が、縦横それぞれの方向に所定のピッチで配列されている基板に、１色以上の色層又はその形成材料が被着されたディスプレイ部材について色を測定するディスプレイ部材の色測定方法であって、ライン状の視野に沿って分光特性が得られるライン状分光器を使用し、その分光器視野を、前記パターン領域の配列方向に対して斜めに配置して前記色を測定することにより、前記課題を解決したものである。
【００１１】
本発明は、又、ＲＧＢの各色層を形成するパターン領域が、縦横それぞれの方向に所定のピッチで配列されている基板に、１色以上の色層又はその形成材料が被着されたディスプレイ部材について色を測定するディスプレイ部材の色測定装置であって、ライン状の視野に沿って分光特性が得られるライン状分光器を使用し、その分光器視野を、前記パターン領域の配列方向に対して斜めに配置して入力される分光結果から演算により前記色を測定する演算手段を備えたことにより、同様に前記課題を解決したものである。
【００１２】
即ち、本発明においては、例えばＲＧＢの各着色層を形成するための透光性のパターン領域が、縦横それぞれの方向に所定のピッチで配列されている透明基板に、順次各着色層を形成して、最終的に全色揃った液晶カラーフィルタを製造する場合には、１色以上の着色層又はその形成材料が被着された段階のディスプレイ部材について、ライン状分光器の分光器視野を、前記パターン領域の配列方向に対して斜めに配置して色を測定するようにしたので、製造工程の任意の段階で各色をインライン測定できると共に、周期的に配列された全ての着色層の形成が完了した段階では、１次元の視野の中に測定したい色（セル）を確実に含めることができるため、１回の操作により全色を確実に測定することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１４】
図１は、本発明に係る第１実施形態のディスプレイ部材の色測定装置の要部を示す、ブロック図を含む概略側面図である。
【００１５】
本実施形態の色測定装置は、液晶カラーフィルタの製造工程において、ＲＧＢの各着色層を形成するための透光性のパターン領域が、縦横それぞれの方向に所定のピッチで配列形成されているガラス基板（透明基板）に１色目の材料が塗布（被着）された後に適用される。ここで、ディスプレイ部材は、前記図９の工程（６）でクロム膜からなるブラックマトリクスが形成されたガラス基板に少なくとも１色の着色層又はその材料を被着した工程（７）以降の状態のもので、工程途中の中間部材の他に最終製品の液晶カラーフィルタも含む。
【００１６】
本実施形態の色測定装置は、図中白抜き矢印で示す搬送方向に、ガラス基板をベースにしたディスプレイ部材Ｄを搬送する搬送ラインに沿って配設され、該搬送ラインの上方に配置されたライン状分光器１０と、該ライン状分光器１０の分光器視野からレンズ１０Ａを介して入力された分光データ列（分光結果）を基に測定結果を演算するコンピュータからなる演算部（演算手段）２０と、演算された測定結果等を表示する表示部２４と、装置全体の動作等を制御するための制御部３０とを備えている。
【００１７】
又、本実施形態の色測定装置は、搬送ラインの下側に、前記ライン状分光器１０のレンズ１０Ａと対向する位置に透過光源４０が設置されていると共に、搬送されてくるディスプレイ部材Ｄの先端位置を検出するための第１、第２、第３の各光ファイバ式光電センサ（位置センサ）５０、５２、５４が、上流側から順に所定の間隔を置いて配置されており、これら各光電センサ５０、５２、５４からはそれぞれセンサコントローラ５０Ａ、５２Ａ、５４Ａを介して検出信号が前記制御部３０にそれぞれ入力されるようになっている。
【００１８】
そして、この制御部３０では、各光電センサ５０〜５４から入力される検出信号に基づいて、搬送機６０（ハードウェアの図示は省略）に対して、ディスプレイ部材Ｄを所定位置に位置決めし、その搬送を停止させる搬送指令信号を出力する。又、この搬送機６０から位置決め完了の指令信号が入力されると、前記演算部２０に測定開始指令信号を出力して前記ライン状分光器１０による分光データ列の取込み測定を開始すると共に、該分光器１０をその１軸移動機構１２により搬送方向に直交する方向に移動制御することが可能になっている。又、この制御部３０では、製品毎の色測定位置に関する情報がプリセットされており、生産管理システム７０（詳細は省略）から、対象のディスプレイ部材Ｄを構成するガラスサイズ等の情報が入力されると、該ガラスサイズから測定位置を決定する演算が行なわれるようになっている。
【００１９】
本実施形態では、前記ライン状分光器１０の分光器視野を、前記ディスプレイ部材Ｄに形成されているパターン領域の配列方向に対して斜めに配置して、形成されている着色層等の色を測定するようになっている。この一次元の分光器視野の配置の仕方を図２を用いて説明する。
【００２０】
この図２には、完成された液晶カラーフィルタのイメージを示し、枠部分が遮光性のブラックマトリクスＭに相当し、該ブラックマトリクスＭにより縦方向と横方向にそれぞれ一定のピッチで仕切られて配列されている部分が透光性のパターン領域に相当し、各パターン領域には、横方向にＲ、Ｂ、Ｇの符号により示すように、それぞれの色に対応する着色層がこの順番で周期的に繰り返し形成されていると共に、縦方向には同色の着色層が配列されている。
【００２１】
本実施形態では、太い直線Ａで示す一次元の分光器視野が、図示するようにＲ、Ｂ、Ｇの各着色層に対応するパターン領域の配列に対して、３×横ピッチ対１／２×縦ピッチの傾斜、即ち（縦ピッチ／横ピッチ）＝＋１／６の傾斜角になるように配置され、且つ横方向へは６（＝２×３）×横ピッチ以上に亘って配置されるようになっている。
【００２２】
このように、分光器視野Ａをパターン領域の配列に対して斜めの配置にすることにより、製造された液晶カラーフィルタに対しては、図２中央部分に位置する３周期分のＧの着色層に注目すると分かるように、両サイドの２箇所のＧでは、分光器視野ＡがブラックマトリクスＭにかかっている最悪の状態であるにも拘らず、その中間に位置するＧは全範囲を完全に測定することができている。従って、本実施形態の測定装置によれば、１回の測定操作により、ＲＧＢの全着色層について、少なくとも１つは横方向のピッチ全幅に亘って確実に色測定することができるため、測定漏れが生じることを防止できる。
【００２３】
このライン状分光器１０によるＲＧＢの色測定は、前記演算部２０において、例えばＪＩＳ　Ｚ８７２２の（４）式により規定されているｘｙ色度値（色度座標）を、分光器視野に沿って配列されているＣＣＤ等の撮像素子からなる画素を単位とする色度列として演算により測定することができる。従って、このように取得された色度列より、予め決定されているＲＧＢの各色に対応する色度に近い値をそれぞれ抽出し、各色毎に抽出された色度の平均値や最頻値を測定色度として、予め設定してある基準値と比較し、良否の判定を行なうことができる。
【００２４】
又、本実施形態では、ライン状分光器１０を用いていることから、液晶カラーフィルタの製造工程においてインライン測定することができるため、任意の工程において容易に色測定を行なうことができる。このライン状分光器１０としては、例えば特開平６−３４５２５号公報に開示されているような分光測光装置を利用することができる。但し、これに限定されず、一次元の分光器視野の全範囲に亘って、撮像される一次元画像について分光データを取得できる装置であれば任意である。即ち、視野がライン状で、そのラインに沿って、例えば所定ピッチ毎に分光特性が得られる分光器であれば制限されない。
【００２５】
次に、本実施形態の作用を、図３のフローチャートを用いて説明する。
【００２６】
本実施形態では、図４に矩形で示すディスプレイ部材Ｄにおける測定位置のイメージを×印で示すように、搬送方向に３行、搬送方向の直交方向に３列の計９点の測定位置について測定するものとする。この測定位置の行と列の各位置は、前述したように使用しているガラスサイズにより予め前記制御部３０に設定されている情報から求められる。又、図５には、測定装置による測定時のイメージを斜視図で示す。
【００２７】
まず、制御部３０ではディスプレイ部材Ｄ、即ち液晶カラーフィルタの製造に使用しているガラスのサイズを取得し（ステップ１）、そのサイズ情報から図４に示した搬送方向と直交する方向の１〜３列の各測定位置を算出する（ステップ２）。なお、搬送方向の測定位置は、前記第１〜第３の各光電センサ５０〜５４の設置間隔として設定されている。
【００２８】
次いで、ディスプレイ部材Ｄ（測定ガラス）の搬送を開始し（ステップ３）、第１光電センサ５０からの信号入力があったら（ステップ４）、該ディスプレイ部材Ｄ（ガラス）の搬送を停止し（ステップ５）、前記ライン状分光器１０を第１列目の測定位置へ移動し（ステップ６）、前記透過光源４０の照射下で該分光器１０により分光透過率を取得する（ステップ７）。その後、ライン状分光器１０を移動機構１２により第２列目の測定位置に移動して分光透過率を測定し（ステップ８、９）、更に、第３列目の測定位置に移動して分光透過率を取得する（ステップ１０、１１）。その後、前記ステップ３〜ステップ１１までの各操作を、２行目、３行目の搬送方向の各測定位置についても同様に実行した後、全９点の測定位置についてのｘｙ色度を算出し（ステップ１２、１３）、測定結果についての色度値のずれが、予め設定されている基準内か否かを判定し（ステップ１４）、その結果を表示部２４に表示し（ステップ１５、１６）、次のサンプルについて、前記ステップ１からの操作を開始する。
【００２９】
以上のように、本実施形態によれば、図２にイメージを示した液晶カラーフィルタの色測定を、各測定位置に対して１回の測定操作によりＲ、Ｇ、Ｂの全色を確実に色測定することができ、しかもインラインで測定することができる。
【００３０】
又、本実施形態の色測定装置は、インライン測定が可能であることから、図６のフローチャートにカラーフィルタの製造工程の特徴を示したように、Ｒフィルタ形成のために感光性Ｒ着色剤を塗布した直後にＲ測色工程を入れ、前記図３のフローチャートに示したと同様の方法で、Ｒの色測定を行なうことができる。このように単独色の測定を行なうことにより、この段階で不良品が発生していた場合に、その後の露光、現像の各工程を行なう無駄を排除することができる。
【００３１】
これは、次のＧフィルタ形成、Ｂフィルタ形成においても、それぞれＧ測色工程、Ｂ測色工程として示したように、同様に各色について無駄を排除することができる。
【００３２】
なお、以上のように感光性着色剤の塗布直後に各色の測定を行なう場合は、透過光源４０からの測定光による感光性着色剤の露光を防止するために、例えば４２０ｎｍ以下の短波長成分をカットするためのフィルタを該光源４０とディスプレイ部材Ｄとの間に挿入することが有効である。
【００３３】
図７は、本発明に係る第２実施形態の色測定装置の要部を示す、前記図５に相当する概略斜視図である。
【００３４】
本実施形態の色測定装置は、ディスプレイ部材Ｄの搬送方向に直交する方向の各測定位置に対応させて３台のライン状分光器１０を配置した以外は、前記第１実施形態の色測定装置と実質的に同一である。
【００３５】
従って、前記第１実施形態では、第１〜第３列目の測定位置について順次測定を行なう必要があったのに対し、本実施形態によれば、１回の操作で済ませることができる。
【００３６】
又、本実施形態では、ライン状分光器１０をディスプレイ部材Ｄの幅方向に移動させる必要がないので、該ディスプレイ部材Ｄの先端が第１〜第３の各光電センサ５０〜５４をそれぞれ通過したタイミングで停止させることなく測定することができる利点もある。
【００３７】
以上、本発明について具体的に説明したが、本発明は、前記実施形態に示したものに限られるものでなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。
【００３８】
例えば、前記実施形態では、ライン状分光器１０の分光器視野を＋１／６に傾斜させる場合を示したが、これに限定されないことはいうまでもない。逆に−１／６に配置するようにしてもよく、更に前記図２に相当する図８に示すように、２台のライン状分光器１０を用意し、それぞれ±１／６に配置するようにしてもよい。
【００３９】
又、前記第１及び第２実施形態では、いずれもサンプル（ディスプレイ部材）Ｄを搬送方向に移動させ、３つの光電センサにより位置決めして測定する場合を示したが、これに限定されず、１つの光電センサで位置決めし、ライン状分光器１０を搬送方向に移動させて測定するようにしてもよい。
【００４０】
又、前記光電センサによっては、ディスプレイ部材の先端を検出する場合を説明したが、予め所定位置に形成した位置決め用の測定ポイントを測定するようにしてもよい。
【００４１】
又、前記実施形態では、ディスプレイ部材が液晶カラーフィルタ又はその製品途中の中間部材である場合を説明したが、これに限定されず、ＲＧＢの各色層が自発光する発色層が形成されているＰＤＰ（Ｐｌａｓｍａ　Ｄｉｓｐｌａｙ　Ｐａｎｅｌ）であってもよい。
【００４２】
又、色測定を行なう測定位置は、前記実施形態に示したように３行×３列に限定されないことは言うまでもない。
【００４３】
又、色測定に使用する表色系も、ｘｙ色度座標に対応するＸＹＺ表色系に限らず、Ｌａｂ表色系やＣＭＹ表色系等であってもよい。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明したとおり、本発明によれば、例えば液晶カラーフィルタの場合であれば、任意の製造工程において、被着されたＲＧＢの各着色層やその形成材料の色をインライン測定することができると共に、全色を確実に測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る第１実施形態の色測定装置の要部を示す、ブロック図を含む概略側面図
【図２】液晶カラーフィルタに対するライン状分光器の分光器視野の位置関係の特徴を示す説明図
【図３】実施形態の作用を示すフローチャート
【図４】液晶カラーフィルタにおける測定位置のイメージを示す説明図
【図５】第１実施形態におけるライン状分光器による色測定時のイメージを示す概略斜視図
【図６】カラーフィルタ製造途中で色測定を行なう場合の特徴を示すフローチャート
【図７】第２実施形態におけるライン状分光器による色測定時のイメージを示す概略斜視図
【図８】液晶カラーフィルタに対するライン状分光器の分光器視野の位置関係の変形例を示す説明図
【図９】液晶カラーフィルタの製造工程の特徴を示す工程図
【符号の説明】
Ａ…分光器視野
Ｄ…ディスプレイ部材
Ｍ…ブラックマトリクス
１０…ライン状分光器
４０…透過光源
５０、５２、５４…光電センサ
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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