(57)【要約】【課題】  本発明の目的は、透明電極を視認しながら検査できる検査装置および検査方法を提供することにある。【解決手段】検査装置１０は、基板１２に照射する光１６を発光する光源１４と、光１６の中で、透明電極を含む複数の層における反射率と透明電極を含まない層の反射率とが異なる波長の光のみを透過するフィルター１８と、フィルター１８を透過した光１６を受光するカメラ２０と、を備える。反射率の比が異なる場合に、理想的には最大となる場合にカメラ２２で透明電極を撮影することができる。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁基板を含めて複数の層が形成されており、該複数の層に透明電極を含んだ基板における該透明電極の検査装置であって、
前記基板に照射する光を発光する光源と、
前記光の中で、前記複数の層における反射率と透明電極を含まない該複数の層の反射率とが異なる波長の光のみを透過するフィルターと、
前記フィルターを透過した光を受光する手段と、
を含む検査装置。
【請求項２】
前記フィルターで透過される光の波長において、前記複数の層における反射率と透明電極を含まない該複数の層の反射率との比が１．２以上である請求項１に記載の検査装置。
【請求項３】
前記フィルターで透過される光の波長において、前記複数の層における反射率と透明電極を含まない該複数の層の反射率との比が最大である請求項１に記載の検査装置。
【請求項４】
前記フィルターが、透過する光の波長を変えることができる波長可変フィルターである請求項１乃至３に記載の検査装置。
【請求項５】
絶縁基板を含めて複数の層が形成されており、該複数の層に透明電極を含んだ基板における該透明電極である基板を準備するステップと、
前記基板に対して光を照射するステップと、
前記光の中で、前記複数の層における反射率と透明電極を含まない該複数の層の反射率とが異なる波長の光のみを透過させるステップと、
前記透過させるステップで透過した光を受光するステップと、
を含む透明電極の検査方法。
【請求項６】
前記透過させるステップが、前記複数の層における反射率と透明電極を含まない該複数の層の反射率との比が１．２以上の波長の光を透過させる請求項５に記載の検査方法。
【請求項７】
前記透過させるステップが、前記複数の層における反射率と透明電極を含まない該複数の層の反射率との比が可視光領域において最大である波長の光を透過させる請求項５に記載の検査方法。
【請求項８】
前記透過させるステップが、前記透明電極の厚みによって透過させる光の波長を変化させるステップを含む請求項５乃至７に記載の検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイなどの画像表示素子に使用される透明電極の検査装置および検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレイの大型化および高精細化が進むにつれて、液晶ディスプレイの製造にも高度な技術が求められ、かつ、製造工程においては、不良品が後工程に漏れ流れないように、自工程に要求される品質が確保されている事を確認して後工程に送ることが重要となってきている。
【０００３】
液晶ディスプレイに使用されるアレイ基板は、ＩＴＯ（indium tin oxide）で透明電極を形成している。透明電極は光を透過してしまうため、顕微鏡やＣＣＤカメラでははっきりと認識ことが困難であり、透明電極の形成不良やパターニングした後の残渣を確認することは困難である。したがって、透明電極を形成する工程の途中段階での不透明な状態で検査をおこなっているのが現状である。
【０００４】
透明電極形成後の検査方法として、透明電極のシート抵抗を測定する方法がある。しかし、パターニングした後の透明電極は画素を傷つけたりするため直接測定することができない。
【０００５】
透明電極の検査は、コンピュータによるパターンマッチングなどの周知の画像処理によって自動的におこなう場合がある。この場合、配線やトランジスタなどのパターンの検査を主に行っている。したがって、ＣＣＤカメラで透明電極をはっきり撮影するための工夫はおこなわれていない。
【０００６】
液晶ディスプレイにおいて輝点画素を滅点画素にして、欠陥を目立たないようにする方法がある。この場合、輝点画素の透明電極をカットすることによって、画素の透明電極に電圧が印加されないようにしている。このとき、透明電極のカットは自動でおこなわれており、透明電極のカットの状態を検査することは困難である。
【０００７】
特許文献１に透明導電膜に電圧を印加しながら光を照射し、反射光に透明電極で発生した電界の光強度変化成分を重畳して、反射光の強度を測定することによって、透明導電膜の欠陥を検査する装置が開示されている。２個の偏光子をクロスニコルの状態にし、電界による光の位相変化を光の強度変化としてＣＣＤで可視化することができる。透明導電膜に電圧を印加する必要があり、また、電圧の印加と光の照射とを同期させる必要があり、装置などが複雑になってしまうおそれがある。
【０００８】
【特許文献１】特開２００３−２６２５６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、透明電極を視認しながら検査できる検査装置および検査方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る検査装置の要旨は、絶縁基板を含めて複数の層が形成されており、該複数の層に透明電極を含んだ基板における該透明電極の検査装置であって、前記基板に照射する光を発光する光源と、前記光の中で、前記複数の層における反射率と透明電極を含まない該複数の層の反射率とが異なる波長の光のみを透過するフィルターと、前記フィルターを透過した光を受光する手段と、を含む。
【００１１】
前記フィルターで透過される光の波長において、前記複数の層における反射率と透明電極を含まない該複数の層の反射率との比は１．２以上である。
【００１２】
前記フィルターで透過される光の波長において、前記複数の層における反射率と透明電極を含まない該複数の層の反射率との比は最大である。
【００１３】
前記フィルターは、透過する光の波長を変えることができる波長可変フィルターである。
【００１４】
絶縁基板を含めて複数の層が形成されており、該複数の層に透明電極を含んだ基板における該透明電極である基板を準備するステップと、前記基板に対して光を照射するステップと、前記光の中で、前記複数の層における反射率と透明電極を含まない該複数の層の反射率とが異なる波長の光のみを透過させるステップと、前記透過させるステップで透過した光を受光するステップと、を含む。
【００１５】
前記透過させるステップが、前記複数の層における反射率と透明電極を含まない該複数の層の反射率との比が１．２以上の波長の光を透過させるステップを含む。
【００１６】
前記透過させるステップが、前記複数の層における反射率と透明電極を含まない該複数の層の反射率との比が可視光領域において最大である波長の光を透過させるステップを含む。
【００１７】
前記透過させるステップは、前記透明電極及びその他の層の厚みによって透過させる光の波長を変化させるステップを含む。
【発明の効果】
【００１８】
本発明は、フィルターによって複数の層における反射率と透明電極を含まない層の反射率との比が最大となる波長の光のみを透過させることによって、透明電極を撮影することができ、透明電極の形状や厚みを検査することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明の実施形態について図面を用いて説明する。基板としては、液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイなどのアレイ基板などである。アレイ基板は、ガラスなどの絶縁基板の上に複数の層が積層されており、その中に透明電極の層が含まれる。以下、本明細書においては複数の層は絶縁基板を含める。液晶ディスプレイのアレイ基板であれば、透明電極の上に配向膜が形成されるが、本明細書では配向膜を形成する前のアレイ基板を用いて説明を行う。配向膜の形成後においても同様である。
【００２０】
図１に示すように、検査装置１０は、基板１２に照射する光１６を発光する光源１４と、光１６の中で、透明電極を含む複数の層における反射率と透明電極を含まない複数の層の反射率とが異なる波長の光を透過するフィルター１８と、フィルター１８を透過した光１６を受光するカメラ２０と、を備える。
【００２１】
また検査装置１０は、基板１２を裁置するステージ２６と、光１６の幅や焦点を調節するレンズ２４と、光１６を反射および透過させるためのハーフミラー２２とを備える。
【００２２】
光源１４は、発光する光１６の波長が可視光領域の波長をすべて含むものである。フィルター１８で透明電極などの厚みに対応した波長の光１６を透過させて、透明電極を見るためである。
【００２３】
フィルター１８は、上述したように反射率が異なる波長の光１６を透過するものであり、いわゆるバンド・パス・フィルターである。発明者の実験により、１．２倍以上のコントラストが発生すると透明電極を認識できる。この場合、上記両反射率の比が１．２以上であればよく、カメラ２０で透明電極を撮影することができる。なお、反射率の比は、上記反射率の内、大きい反射率を小さい反射率で割ったものである。また、上記実験は、透明電極を認識できるかの実験であるため、１．２以上であればどのような数値でもよい。したがって、反射率の比が最大となる場合に、最もよくカメラ２０で透明電極を撮影することができる。この理由について以下に説明する。
【００２４】
図２に各波長における反射率の違いを示す。図２の実線は図３（ｂ）の場合の反射率であり、図２の点線は図３（ａ）の場合の反射率である。図３（ａ）と図３（ｂ）とでは、最上位層として透明電極３０ａがあるか否かの違いがある。なお、図３（ａ），（ｂ）において、複数の層は、透明電極３０ａ、Ｓｉ３Ｎ４層３０ｂ、ガラス基板３０ｃであるが、透明電極３０ａの上下に他の層がある場合など任意である。
【００２５】
アレイ基板１２は複数の層が積層されているため、図３（ａ），（ｂ）に示すように、層同士の境界で反射光１６ｂ、１６ｃが生じる。各層の厚みおよび光１６の波長に応じて、反射光１６ｂ、１６ｃ同士の位相が揃ったりずれたりし、反射光１６ｂ、１６ｃ同士が干渉を生じる。したがって、図２に示すように、反射率は波長に対して波を描くように変化する。なお、図３（ａ），（ｂ）において、入射光１６ａと反射光１６ｂ、１６ｃの光路がずれているが、実際には反射光１６ｂ、１６ｃは、入射光１６ａと同一の光路を反対方向に進む。
【００２６】
図２に示すように、透明電極３０ａがある場合と無い場合とでは反射率が異なる。それらの反射率の比が可視光領域で１．２以上、理想的には最大になると、透明電極３０ａとその下の層であるＳｉ３Ｎ４層３０ｂとのコントラストが大きくなる。図４（ａ）に示すように、従来であれば透明電極３０ａはＳｉ３Ｎ４層３０ｂに対してはっきりと区別することができなかった。本発明であれば、上述したようにコントラストが最も大きくなるため、図４（ｂ）に示すように、透明電極３０ａをはっきりと撮影できる。例えば、図５に反射率の比のグラフを示しているが、この場合、５４０ｎｍの波長をフィルター１８で透過させれば最もよく透明電極をはっきりと撮影でき、その周辺の波長においても透明電極が認識できる。
【００２７】
アレイ基板の設計段階において、透明電極およびその他の層の厚みが決定されるので、その厚みから図２に示すような反射率を計算によって求めることができる。したがって、最も反射率が高くなる波長の光１６を透過させるフィルター１８を決定することができる。
【００２８】
カメラ２０はＣＣＤやＣＭＯＳカメラなどを使用する。カメラ２０は、フィルター１８を透過した光１６のみを受光し、画像データを生成するものである。本発明は、画像データを画像処理して、所望の透明電極３０ａの形状であるか否かを判断するコンピュータ、および、画像データを表示するモニターを含み得る。
【００２９】
図１に示すハーフミラー２２を設けるのは、基板１２に対して光源１４とカメラ２０とを同じ方向に設けることはできないためである。光１６は基板１２に対して垂直に照射し、垂直に反射させる。
【００３０】
レンズ２４は、光源１４から発した拡散する光１６の進行方向を定めたり、基板１２の映像をカメラ２０に結像したりするためのものである。
【００３１】
ステージ２６は、任意の方向に移動が可能であり、ステージ２６を移動させることによって、基板における光１６の当たる位置を移動させることができる。
【００３２】
次に、本発明における検査方法について説明する。（１）複数の層が形成されており、最上位の層が透明電極であるアレイ基板１２などを準備し、ステージ２６上に裁置する。（２）アレイ基板１２の各層の厚みから、最も反射率が高くなる波長の光１６を透過させるフィルター１８を求め、準備する。（３）光源１４で光１６を発光させ、その光１６をレンズ２４およびハーフミラー２２を介して基板１２まで導く。そのとき、ステージ２６を移動させて、基板１２の所望の位置に対して光１６を照射する。（４）基板１２に光１６が照射されると、基板１２における各層で光１６が反射する。
【００３３】
（５）光１６の中で、複数の層における反射率と透明電極を含まない層の反射率との比が１．２、理想的には最大となる波長の光１６のみをフィルター１８によって透過させる。上述したように、特定の波長のみを透過させるのは、透明電極をカメラ２０で撮影できるようにするためである。（６）透過した光１６をカメラ２０で撮影する。
【００３４】
（７）カメラ２０で光１６を撮影することによって、透明電極の形状を含む画像データを生成する。この画像データは、コンピュータによって画像処理をおこない、透明電極が欠損などがなく、所望の形状になっているか否かなどを検査する。または、モニターに画像データを映し出し、透明電極の形状を検査する。
【００３５】
ステージ２６は移動可能なため、ステージ２６を移動させ、上記の方法によって、基板１２の各部に形成された透明電極を検査する。
【００３６】
本発明は、上述したようなフィルター１８によって所望の波長の光１６のみを透過させることによって、透明電極をカメラ２０で撮影することができる。透明電極を形成後に、透明電極の不良を発見することが可能となる。透明電極の欠陥のリペアが可能であり、不良の透明電極を含んだアレイ基板１２などが、製造の後行程に流入することを防止することができる。
【００３７】
液晶ディスプレイにおいて、輝点となっている画素の透明電極をカットして滅点とし、画素の欠陥を目立たさなくする方法がある。この場合、本発明を使用することによって、透明電極を鮮明に見ることができるため、透明電極のカットを確認することができる。
【００３８】
また、透明電極を撮影することができるため、透明電極の正確な寸法などを計測することも可能となる。透明電極を撮影した場合、撮影した部分で透明電極の膜厚に差（違い）があると、他の膜との反射率比が変化するため画像に濃淡ができる。この濃淡を利用して膜厚分布を測定することも可能となる。
【００３９】
さらに、特許文献１とは異なり、透明電極に電圧を印加する必要はなく、簡単に検査することができる。また、特許文献１では偏光子を使用しているため、偏光軸方向に振動している光ならばすべて波長の光を透過してしまうため、本発明のように簡単に透明電極を撮影することはできない。
【００４０】
以上、本発明について実施形態を説明したが、本発明の実施形態は上述の内容には限定されない。例えば、図１に示すフィルター１８は、透過する波長を変化させることができるフィルターにしてもよい。フィルターとしては周知の波長可変フィルターを使用する。
【００４１】
波長可変フィルターを使用することによって、透過させたい光１６の波長を変化させることができる。この場合、アレイ基板の各層の厚みが変わるごとに最適なフィルターに取り替える必要はない。
【００４２】
透明電極以外の層の厚みが一定であれば、フィルターで透過させた波長より透明電極の膜厚を測定することができる。したがって、波長可変フィルターが透過させる波長を調節し、透明電極を撮影できるようにすることによって、透明電極の膜厚が測定できる。膜厚を測定することによって、製造装置の調整をおこなうことも可能である。
【００４３】
本発明において光源１４は可視光の波長をすべて含むが、波長可変フィルターを用いることによって、透明電極の形状だけではなく、厚みなども検査できる利点がある。この利点は、単一の波長の光を発する光源では得られないものである。
【００４４】
また、図１におけるフィルター１８の位置は、カメラ２０の手前にあるが、光源１４からカメラ２０までの光路の途中であれば、どこにフィルター１８を設けてもよい。
【００４５】
図１ではカメラ２０を使用したが、カメラ２０以外に顕微鏡を使用してもよい。
【００４６】
また、図１ではハーフミラー２２を使用して垂直に光１６を照射する構成であったが、図１の構成に限定されることはない。例えば、ハーフミラー２２を使用しない構成であってもよい。この場合、光１６は基板１２に対して斜め方向から照射することになるが、レンズによって基板１２への光１６の入射角度をそろえることが必要である。
【００４７】
その他、本発明は、主旨を逸脱しない範囲で当業者の知識に基づき種々の改良、修正、変更を加えた態様で実施できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の検査装置の構成を示す図である。
【図２】波長と反射率との関係を示すグラフである。
【図３】反射を示す図であり、（ａ）は透明電極を含む場合の反射であり、（ｂ）は透明電極を含まない場合の反射である。
【図４】透明電極の見え方を示す図であり、（ａ）は従来の透明電極が見えない場合であり、（ｂ）は本発明によって透明電極が見る場合である。
【図５】図２に対応した波長と反射率との関係を示す図である。
【符号の説明】
【００４９】
１０：検査装置
１２：基板
１４：光源
１６：光
１８：フィルター
２０：カメラ
２２：ハーフミラー
２４：レンズ
【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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