(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基板上に少なくとも複数の着色フィルタが形成されたカラーフィルタ基板の外観検査を行う検査方法において、前記着色フィルタの反射照明の散乱を防止するため表面を平滑化した状態で自動外観検査機を用いて反射、透過照明による比較検査を行い反射系黒欠陥や、反射系白欠陥や、透過系の白欠陥の外観検査を行うことを特徴とするカラーフィルタの検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カラー液晶ディスプレイ及び有機ＥＬカラー表示装置等に使用されるカラーフィルタの検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、大型カラーテレビ、ノートパソコン、携帯用電子機器の増加に伴い、液晶ディスプレイ、特にカラー液晶ディスプレイの需要の増加はめざましいものがある。
一般に、液晶表示ディスプレイパネルにおいて、現在最も広く使用されている液晶セル駆動方式は、ＴＮ（ねじれネマティック）方式とＳＴＮ（超ねじれネマティック）方式による縦電界駆動型であり、近年、横電界駆動型（ＩＰＳ）による液晶セル駆動方式の開発も進んでいる。
【０００３】
カラー液晶ディスプレイ及び有機ＥＬカラー表示装置等に用いられるカラーフィルタ基板は、透明基板上に、ブラックマトリックス、赤色フィルタ、緑色フィルタ、青色フィルタからなる着色画素、透明電極及び柱状スペーサーが形成されたものである。
【０００４】
以下カラーフィルタの製造方法について説明する。
図６（ａ）〜（ｆ）に一般的なカラーフィルタの製造方法の一例を工程順に示す。
まず、透明基板１１上にアクリル系樹脂にカーボンブラック等の黒色顔料を分散した黒色感光性樹脂をスピンナーにて塗布し、黒色感光性樹脂層２１を形成し（図６（ａ）参照）、パターン露光、現像等のパターニング処理を行って、ブラックマトリクス２１ｂを形成する（図６（ｂ）参照）。
【０００５】
次に、アクリル系の感光性樹脂に赤色顔料を分散した赤色感光性樹脂溶液をスピンナーを用いてブラックマトリクス２１ｂが形成された透明基板１１上に塗布して赤色感光性樹脂層を形成し、所定の露光マスクを使ってパターン露光、現像等の一連のパターニング処理を行って、赤色フィルタ３１Ｒを形成する（図６（ｃ）参照）。
【０００６】
次に、アクリル系の感光性樹脂に緑色顔料を分散した緑色感光性樹脂溶液をスピンナーを用いてブラックマトリクス２１ｂ及び赤色フィルタ３１Ｒが形成された透明基板１１上に塗布して緑色感光性樹脂層を形成し、所定の露光マスクを使ってパターン露光、現像等の一連のパターニング処理を行って、緑色フィルタ３２Ｇを形成する（図６（ｄ）参照）。
【０００７】
次に、アクリル系の感光性樹脂に青色顔料を分散した青色感光性樹脂溶液をスピンナーを用いてブラックマトリクス２１ｂ、赤色フィルタ３１Ｒ及び緑色フィルタ３２Ｇが形成された透明基板１１上に塗布して青色感光性樹脂層を形成し、所定の露光マスクを使ってパターン露光、現像等の一連のパターニング処理を行って、青色フィルタ３３Ｂを形成し、ブラックマトリクス２１ｂが形成された透明基板上に赤色フィルタ３１Ｒ、緑色フィルタ３２Ｇ及び緑色フィルタ３３Ｂからなる着色フィルタ層３０を形成する（図６（ｅ）参照）。
【０００８】
次に、スパッタリング等により酸化インジウム錫膜からなる透明電極４１を形成する。さらに、アクリル系樹脂を主成分とする感光性樹脂溶液をスピンナーで塗布して透明樹脂感光層を形成し、パターン露光、現像等の一連のパターニング処理を行って、加熱硬化して柱状スペーサー５１を形成し、カラーフィルタ基板１００を得ることができる（図６（ｆ）参照）。
【０００９】
上記カラーフィルタ基板を作製する製造途中工程において、各着色フィルタが形成されたカラーフィルタ基板に対して自動外観検査を行う場合がある。
ここで言う自動外観検査とは、各着色フィルタが同一パターンの集合体であることを利用して、隣接した同一パターンを比較検査することにより行うものである。
【００１０】
カラーフィルタの黒欠陥をより正確に検出するために、カラーフィルタを透過光及び反射光にて照射し、撮像手段にて撮影して得られた信号を画像処理することにより欠陥を検出するカラーフィルタの欠陥検査装置及び検査方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【００１１】
各着色フィルタ上の異物、レジストカス、ハーフ白抜け等は反射検査において輝度値が正常部より低くなることから反射系黒色欠陥として、透明電極ピンホール、金属異物は反射検査において輝度値が正常部より高くなることから反射系白色欠陥として、各着色フィルタの白抜け等は透過検査において輝度値が正常部より高くなることから透過系白色欠陥としてそれぞれ抽出される。
【００１２】
カラーフィルタ基板の自動外観検査では、各着色フィルタが同一パターンの集合体であることを利用して、隣接した同一パターン輝度値を比較することにより各種の欠陥を抽出している。
各着色フィルタの欠陥の抽出原理は、あくまで輝度値の比較であるから、正常部の輝度値が適切であることが正常な検査を行う上での前提となる。
【００１３】
しかし、カラーフィルタ基板を作製する製造工程では、着色レジスト及びプロセス条件のバラツキ等が原因で、各着色フィルタの表面状態が異なる場合がある。
着色フィルタの表面状態が異なると、検査に用いる反射照明が散乱することにより、イメージセンサで捕らえた正常部の輝度値にバラツキが発生し、結果として欠陥検査にバラツキが生じ、欠陥検査が正常に行えないと言う事態が起こる。
このような場合、着色フィルタ上の異物、レジストカス、ハーフ白抜け等の反射検査における黒色欠陥は、正常部と輝度値の差（コントラスト）が発生せず、欠陥として認識できないという状態が発生し、問題となっている。
【特許文献１】特開２００３−３４４２９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は、上記問題点に鑑み考案されたもので、透明基板上に少なくとも複数の着色フィルタが形成されたカラーフィルタ基板の外観検査を行う検査方法において、着色フィルタの表面を一定の平滑面にした状態で外観検査を行うカラーフィルタの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】
【００１５】
本発明に於いて上記課題を達成するために、本発明では、透明基板上に少なくとも複数の着色フィルタが形成されたカラーフィルタ基板の外観検査を行う検査方法において、前記着色フィルタの反射照明の散乱を防止するため表面を平滑化した状態で自動外観検査機を用いて反射、透過照明による比較検査を行い反射系黒欠陥や、反射系白欠陥や、透過系の白欠陥の外観検査を行うことを特徴とするカラーフィルタの検査方法としたものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のカラーフィルタの検査方法によれば、カラーフィルタ基板を作製する製造工程で、表面状態がバラツイた着色フィルタの反射照明の散乱を防止するため表面を平滑化した状態で自動外観検査機を用いて反射、透過照明による比較検査を行い反射系黒欠陥や、反射系白欠陥や、透過系の白欠陥の外観検査を行うため、安定した反射系自動外観検査を行うことができ、異物、レジストカス、ハーフ白抜け等の反射系黒欠陥と反射系白欠陥とを良好に検出できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
図１及び図２は本発明のカラーフィルタの検査方法の一実施例を示す説明図である。
これは、着色フィルタ形成、平滑化処理、自動外観検査を所定の色数だけ繰り返して行うカラーフィルタの検査方法の事例である。
まず、透明基板１１上にアクリル系樹脂にカーボンブラック等の黒色顔料を分散した黒色感光性樹脂溶液をスピンナーにて塗布し、黒色感光性樹脂層２１を形成し（図１（ａ）参照）、パターン露光、現像等のパターニング処理を行って、ブラックマトリクス２１ｂを形成する（図１（ｂ）参照）。
ここで、透明基板１１としては、低膨張ガラス、ノンアルカリガラス、石英ガラス等のガラス基板及びプラスチックフィルム等が利用できる。
【００１８】
次に、アクリル系の感光性樹脂に赤色顔料（例えば、ジアントラキノン系顔料）を分散した赤色感光性樹脂溶液をスピンナーを用いてブラックマトリクス２１ｂが形成された透明基板１１上に塗布し、赤色感光性樹脂層を形成し、所定の露光マスクを使ってパターン露光、現像等の一連のパターニング処理を行って、赤色フィルタ３１Ｒを形成する（図１（ｃ）参照）。
【００１９】
次に、赤色フィルタ３１Ｒ表面の平滑化処理を行って、自動外観検査機を用いて、赤色フィルタ３１Ｒの反射、透過照明による比較検査を行い、赤色フィルタ３１Ｒ上の異物、レジストカス、ハーフ白抜け等の反射系黒欠陥と、反射系白欠陥と、透過系の白欠陥を検査する。
ここで、赤色フィルタ３１Ｒ表面の平滑化処理としては、加熱処理、物理研磨、化学研磨等の手法が適用できる。
また、赤色フィルタ３１Ｒ表面を平滑化した状態で外観検査を行うため、異物、レジストカス、ハーフ白抜け等の反射系黒欠陥と反射系白欠陥とが良好に検出される。
【００２０】
次に、アクリル系の感光性樹脂に緑色顔料（例えば、フタロシアニングリーン系顔料）を分散した緑色感光性樹脂溶液をスピンナーを用いてブラックマトリクス２１ｂ及び赤色フィルタ３１Ｒが形成された透明基板１１上に塗布し、緑色感光性樹脂層を形成し、所定の露光マスクを使ってパターン露光、現像等の一連のパターニング処理を行って、緑色フィルタ３２Ｇを形成する（図１（ｄ）参照）。
【００２１】
次に、緑色フィルタ３２Ｇ表面の平滑化処理を行って、自動外観検査機を用いて、緑色フィルタ３２Ｇの反射、透過照明による比較検査を行い、緑色フィルタ３２Ｇ上の異物、レジストカス、ハーフ白抜け等の反射系黒欠陥と、反射系白欠陥と、透過系の白欠陥を検査する。
ここで、緑色フィルタ３２Ｇ表面の平滑化処理としては、加熱処理、物理研磨、化学研磨等の手法が適用できる。
また、緑色フィルタ３２Ｇ表面を平滑化した状態で外観検査を行うため、異物、レジストカス、ハーフ白抜け等の反射系黒欠陥と反射系白欠陥とが良好に検出される。
【００２２】
次に、アクリル系の感光性樹脂に青色顔料（例えば、フタロシアニンブルー系顔料）を分散した青色感光性樹脂溶液をスピンナーを用いてブラックマトリクス２１ｂ、赤色フィルタ３１Ｒ及び緑色フィルタ３２Ｇが形成された透明基板１１上に塗布し、青色感光性樹脂層を形成し、所定の露光マスクを使ってパターン露光、現像等の一連のパターニング処理を行って、青色フィルタ３３Ｂを形成する（図２（ｅ）参照）。
【００２３】
次に、青色フィルタ３３Ｂ表面の平滑化処理を行った後、自動外観検査機を用いて、青色フィルタ３３Ｂの反射、透過照明による比較検査を行い、青色フィルタ３３Ｂ上の異物、レジストカス、ハーフ白抜け等の反射系黒欠陥と、反射系白欠陥と、透過系の白欠陥を検査する。
ここで、青色フィルタ３３Ｂ表面の平滑化処理としては、加熱処理、物理研磨、化学研磨等の手法が適用できる。
また、青色フィルタ３３Ｂ表面を平滑化した状態で外観検査を行うため、異物、レジストカス、ハーフ白抜け等の反射系黒欠陥と反射系白欠陥とが良好に検出される。
【００２４】
図３は本発明のカラーフィルタの検査方法の他の実施例を示す説明図である。
これは、所定の色数の着色フィルタ形成した後、一括平滑化処理を行って、各着色フィルタの自動外観検査を行うカラーフィルタの検査方法の事例である。
まず、透明基板１１上にアクリル系樹脂にカーボンブラック等の黒色顔料を分散した黒色感光性樹脂溶液をスピンナーにて塗布し、黒色感光性樹脂層２１を形成し（図３（ａ）参照）、パターン露光、現像等のパターニング処理を行って、ブラックマトリクス２１ｂを形成する（図３（ｂ）参照）。
ここで、透明基板１１としては、低膨張ガラス、ノンアルカリガラス、石英ガラス等のガラス基板及びプラスチックフィルム等が利用できる。
【００２５】
次に、アクリル系の感光性樹脂に赤色顔料（例えば、ジアントラキノン系顔料）を分散した赤色感光性樹脂溶液をスピンナーを用いてブラックマトリクス２１ｂが形成された透明基板１１上に塗布し、赤色感光性樹脂層を形成し、所定の露光マスクを使ってパターン露光、現像等の一連のパターニング処理を行って、赤色フィルタ３１Ｒを形成する（図３（ｃ）参照）。
【００２６】
次に、アクリル系の感光性樹脂に緑色顔料（例えば、フタロシアニングリーン系顔料）を分散した緑色感光性樹脂溶液をスピンナーを用いてブラックマトリクス２１ｂ及び赤色フィルタ３１Ｒが形成された透明基板１１上に塗布し、緑色感光性樹脂層を形成し、所定の露光マスクを使ってパターン露光、現像等の一連のパターニング処理を行って、緑色フィルタ３２Ｇを形成する（図３（ｄ）参照）。
【００２７】
次に、アクリル系の感光性樹脂に青色顔料（例えば、フタロシアニンブルー系顔料）を分散した青色感光性樹脂溶液をスピンナーを用いてブラックマトリクス２１ｂ、赤色フィルタ３１Ｒ及び緑色フィルタ３２Ｇが形成された透明基板１１上に塗布し、青色感光性樹脂層を形成し、所定の露光マスクを使ってパターン露光、現像等の一連のパターニング処理を行って、青色フィルタ３３Ｂを形成し、着色フィルタ層３０を作製する（図３（ｅ）参照）。
【００２８】
次に、赤色フィルタ３１Ｒ、緑色フィルタ３２Ｇ及び青色フィルタ３３Ｂからなる着色フィルタ層３０の一括平滑化処理を行って、自動外観検査機を用いて、赤色フィルタ３１Ｒ、緑色フィルタ３２Ｇ及び青色フィルタ３３Ｂの反射、透過照明による比較検査を行い、赤色フィルタ３１Ｒ、緑色フィルタ３２Ｇ及び青色フィルタ３３Ｂ上の異物、レジストカス、ハーフ白抜け等の反射系黒欠陥と、反射系白欠陥と、透過系の白欠陥を検査する。ここで、赤色フィルタ３１Ｒ、緑色フィルタ３２Ｇ及び青色フィルタ３３Ｂ表面の一括平滑化処理としては、加熱処理、物理研磨、化学研磨等の手法が適用できる。
また、赤色フィルタ３１Ｒ、緑色フィルタ３２Ｇ及び青色フィルタ３３Ｂ表面が平滑化されているため、異物、レジストカス、ハーフ白抜け等の反射系黒欠陥と反射系白欠陥とが良好に検出される。
【実施例１】
【００２９】
まず、無アルカリガラスからなる透明基板１１上にアクリル系樹脂にカーボンブラックを分散した黒色感光性樹脂溶液をスピンナー等により塗布、乾燥して、１〜１．６μｍ厚の黒色感光性樹脂層２１を形成し（図１（ａ）参照）、パターン露光、現像等のパターニング処理を行って、ピッチ１５０μｍ、線幅２０μｍのブラックマトリクス２１ｂを形成した（図１（ｂ）参照）。
【００３０】
次に、アクリル系の感光性樹脂にジアントラキノン系顔料を分散した赤色感光性樹脂溶液をスピンナーを用いて塗布して赤色感光性樹脂層を形成し、所定の露光マスクを使ってパターン露光、現像等の一連のパターニング処理を行って、膜厚１．２〜１．７μｍ、パターン幅１４０μｍの赤色フィルタ３１Ｒを形成した（図１（ｃ）参照）。
【００３１】
次に、赤色フィルタ３１Ｒが形成された透明基板１１を７０℃で加熱処理して、赤色フィルタ３１Ｒ表面の平滑化処理を行った。
平滑化処理前後の赤色フィルタ３１Ｒの表面形状のＳＥＭ写真を図４（ａ）及び（ｂ）に示す。
図４（ａ）及び（ｂ）のＳＥＭ写真から分かるように、平滑化処理後の赤色フィルタ３１Ｒの表面形状が平滑化されているのが確認された。
【００３２】
次に、赤色フィルタ３１Ｒの平滑化処理を行った後、自動外観検査機を用いて、赤色フィルタ３１Ｒの反射、透過照明による比較検査を行い、赤色フィルタ３１Ｒ上の異物、レジストカス、ハーフ白抜け等の反射系黒欠陥と、反射系白欠陥と、透過系の白欠陥を検査した。
また、赤色フィルタ３１Ｒ表面を平滑化した状態で外観検査を行うため、異物、レジストカス、ハーフ白抜け等の反射系黒欠陥と反射系白欠陥とが良好に検出された。
【００３３】
次に、アクリル系の感光性樹脂にフタロシアニングリーン系顔料を分散した緑色感光性樹脂溶液を赤色フィルタ３１Ｒが形成された透明基板１１上にスピンナーを用いて塗布して緑色感光性樹脂層を形成し、所定の露光マスクを使ってパターン露光、現像等の一連のパターニング処理を行って、膜厚１．２〜１．７μｍ、パターン幅１４０μｍの緑色フィルタ３２Ｇを形成した（図１（ｄ）参照）。
【００３４】
次に、赤色フィルタ３１Ｒ及び緑色フィルタ３２Ｇが形成された透明基板１１を７０℃で加熱処理して、緑色フィルタ３２Ｇ表面の平滑化処理を行った。
平滑化処理前後の緑色フィルタ３２Ｇの表面形状のＳＥＭ写真を図５（ａ）及び（ｂ）に示す。
図５（ａ）及び（ｂ）のＳＥＭ写真から分かるように、平滑化処理後の緑色フィルタ３２Ｇの表面形状が平滑化されているのが確認された。
【００３５】
次に、緑色フィルタ３２Ｇの平滑化処理を行った後、自動外観検査機を用いて、緑色フィルタ３２Ｇの反射、透過照明による比較検査を行い、緑色フィルタ３２Ｇ上の異物、レジストカス、ハーフ白抜け等の反射系黒欠陥と、反射系白欠陥と、透過系の白欠陥を検査した。
また、緑色フィルタ３２Ｇ表面を平滑化した状態で外観検査を行うため、異物、レジストカス、ハーフ白抜け等の反射系黒欠陥と反射系白欠陥とが良好に検出された。
【００３６】
次に、アクリル系の感光性樹脂にフタロシアニンブルー系顔料を分散した青色感光性樹脂溶液を赤色フィルタ３１Ｒ及び緑色カラーフィルタ３２Ｇが形成された透明基板１１上にスピンナーを用いて塗布して青色感光性樹脂層を形成し、所定の露光マスクを使ってパターン露光、現像等の一連のパターニング処理を行って、膜厚１．２〜１．７μｍ、パタ
ーン幅１４０μｍの青色フィルタ３３Ｂを形成し、赤色フィルタ３１Ｒ、緑色フィルタ３２Ｇ及び青色フィルタ３３Ｂからなる着色カラーフィルタ層３０を形成した（図２（ｅ）参照）。
【００３７】
次に、赤色フィルタ３１Ｒ、緑色フィルタ３２Ｇ及び青色フィルタ３３Ｂが形成された透明基板１１を７０℃で加熱処理して、青色フィルタ３３Ｂ表面の平滑化処理を行った。
【００３８】
次に、青色フィルタ３３Ｂ表面の平滑化処理を行った後、自動外観検査機を用いて、青色フィルタ３３Ｂの反射、透過照明による比較検査を行い、緑色フィルタ３２Ｇ上の異物、レジストカス、ハーフ白抜け等の反射系黒欠陥と、反射系白欠陥と、透過系の白欠陥を検査した。
ここで、青色フィルタ３３Ｂ表面を平滑化した状態で外観検査を行うため、異物、レジストカス、ハーフ白抜け等の反射系黒欠陥と反射系白欠陥とが良好に検出された。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】（ａ）〜（ｄ）は、本発明のカラーフィルタの検査方法の一実施例の工程の一部を示す説明図である。
【図２】（ｅ）は、本発明のカラーフィルタの検査方法の一実施例の工程の一部を示す説明図である。
【図３】（ａ）〜（ｅ）は、本発明のカラーフィルタの検査方法の他の実施例の工程を示す説明図である。
【図４】（ａ）は、平滑化処理前の赤色フィルタ３１Ｒの表面形状を示すＳＥＭ写真である。（ｂ）は、平滑化処理後の赤色フィルタ３１Ｒの表面形状を示すＳＥＭ写真である。
【図５】（ａ）は、平滑化処理前の緑色フィルタ３２Ｇの表面形状を示すＳＥＭ写真である。（ｂ）は、平滑化処理後の緑色フィルタ３２Ｇの表面形状を示すＳＥＭ写真である。
【図６】（ａ）〜（ｆ）は、カラーフィルタの製造工程の一例を示す模式構成断面図である。
【符号の説明】
【００４０】
１１……透明基板
２１……黒色感光性樹脂層
２１ｂ……ブラックマトリクス
３０……着色フィルタ層
３１Ｒ……赤色フィルタ
３２Ｇ……緑色フィルタ
３３Ｂ……青色フィルタ
４１……透明電極
５１……柱状スペーサ
１００……カラーフィルタ基板
【図１】
0004765522.tif 000002
【図２】
0004765522.tif 000003
【図３】
0004765522.tif 000004
【図４】
0004765522.tif 000005
【図５】
0004765522.tif 000006
【図６】
0004765522.tif 000007