(57)【要約】【課題】基板のたわみを発生させず良好に単色での色ムラ等を検出でき、またカラーフィルタ膜面への異物の付着やキズの発生によるカラーフィルタの損失を低減するカラーフィルタ検査用マスクおよびカラーフィルタ検査方法を提供することを目的とする。【解決手段】本発明に係るカラーフィルタ検査用マスク２０は、透明基板５上に複数色の着色層７を有するカラーフィルタ３０に当接しカラーフィルタ３０の着色層７を１色ごとに検査するためのカラーフィルタ検査用マスク２０であって、着色層７の１色部のみに対応する開口部１１を備えた遮光層２、カラーフィルタ検査用マスク２０の表面が着色層７と接触しないように開口部１１外の領域に形成されるスペーサ３を備え、スペーサ３は少なくとも一つ以上のスペーサがカラーフィルタ３０の有効表示領域と対向する領域に配置される複数のスペーサを備えて構成される。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基板上に複数色の着色層を有するカラーフィルタに当接し前記カラーフィルタの着色層を１色ごとに検査するためのカラーフィルタ検査用マスクであって、
前記着色層の１色部のみに対応する開口部を備えた遮光層と、
自検査用マスクの表面が前記着色層と接触しないように前記開口部外の領域に形成されるスペーサと、を備え、
前記スペーサは少なくとも一つ以上のスペーサが前記カラーフィルタの有効表示領域と対向する領域に配置される複数のスペーサを含む、
カラーフィルタ検査用マスク。
【請求項２】
前記スペーサは前記カラーフィルタの遮光層と重なる位置に配置される、
請求項１に記載のカラーフィルタ検査用マスク。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のカラーフィルタ検査用マスクを前記カラーフィルタに当接し第１の色の前記着色層を検査する工程と、
前記カラーフィルタ検査用マスクをずらして第２の色の前記着色層を検査する工程と、を備える、
カラーフィルタの検査方法。
【請求項４】
前記検査は前記カラーフィルタおよび前記カラーフィルタ検査用マスクを介して得られる透過光を画像処理し所定の装置を用いて判定する、
請求項３に記載の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、主としてカラーテレビやパーソナルコンピュータおよび携帯電話などのディスプレイ等に用いられるカラー液晶ディスプレイの構成部材であるカラーフィルタの検査に用いるカラーフィルタ検査用マスクおよび当該マスクを用いたカラーフィルタの検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、フラットパネルディスプレイに用いられるカラーフィルタの色ムラを検出する方法としては、Ｒｅｄ，Ｇｒｅｅｎ，Ｂｌｕｅの３色のパターンが反復するカラーフィルタの着色部周期に対して、１／３の周期で開口を設けたマスクを用い、当該マスクをカラーフィルタに重ね合わせた上で、カラーフィルタからの透過光を目視にて観察していた。
【０００３】
カラーフィルタは、透明基板上に着色部や該着色部の保護膜、電極となるＩＴＯ膜が形成されており、一方検査用のマスクは透明基板上に開口部を有する遮光膜を形成してなる。
【０００４】
上述したマスクを用いてカラーフィルタの色ムラ検査を行う場合、カラーフィルタの膜面（着色部表面）とマスク膜面（遮光層表面）を対向配置させないと、カラーフィルタやマスクを構成する各透明基板の板厚によって視差が生じて正確な検査を行うことができない。また、カラーフィルタの膜面とマスク膜面との間隔をできる限り小さくかつ一定にしておかないと、反射などにより、他の色の光の回り込みが発生したりこの間隔の干渉により干渉縞が発生し正確な検査を行うことができない。
【０００５】
そのため、通常のマスクを用いた色ムラ検査においては、カラーフィルタにマスクを重ね、カラーフィルタ膜面とマスク膜面を有効表示領域も含めて直接接触させて検査を行っていた。
【０００６】
また、特許文献１，２において、有効表示領域で非接触とする方法が提案されている。
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−２５５２３４号公報
【特許文献２】特開２００２−２６７５７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、従来の有効表示領域も含めて直接カラーフィルタ膜面とマスク膜面を接触させる検査方法では、マスク膜面に付着した異物がカラーフィルタに転写されたり、マスク表面の異物によってカラーフィルタが傷つけられる場合があり、カラーフィルタを損失する可能性があった。
【０００９】
また、特許文献１の構成では、有効表示領域外のマスクの周辺部にのみスペーサを配置していることから、基板にたわみを生じる。この様にたわみを生じた場合にも基板中央部でマスクがカラーフィルタと接触することを防止する為にはスペーサの高さを大幅に高くする必要がある。その結果、基板周辺部では、マスクとカラーフィルタ間のギャップが大きくなってしまい、表面反射による光の回り込みによる検査精度の劣化を生じてしまう。この問題を改善する為に、特許文献２の様に表面反射防止の機能をつける方法も開示されているが、この方法を用いたとしても、カラーフィルタ全面にわたって最適な検査を行うことは困難であった。
【００１０】
本発明は上述した問題を解決するためになされたものであり、基板のたわみを発生させず良好に単色での色ムラ等を検出でき、またカラーフィルタ膜面への異物の付着やキズの発生によるカラーフィルタの損失を低減するカラーフィルタ検査用マスクおよびカラーフィルタ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】
【００１１】
本発明に係るカラーフィルタ検査用マスクは、透明基板上に複数色の着色層を有するカラーフィルタに当接し前記カラーフィルタの着色層を１色ごとに検査するためのカラーフィルタ検査用マスクであって、着色層の１色部のみに対応する開口部を備えた遮光層、自検査用マスクの表面が着色層と接触しないように開口部外の領域に形成されるスペーサを備え、スペーサは少なくとも一つ以上のスペーサがカラーフィルタの有効表示領域と対向する領域に配置される複数のスペーサを含んで構成される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、カラーフィルタ検査用マスクのスペーサはマスクの周辺部のみでなくカラーフィルタの有効表示領域と対向する領域にも形成されるため、基板のたわみを発生させずマスクとカラーフィルタ間のギャップを小さくすることができ、良好に単色での色ムラ等を検出する検査を行うことが可能となる。また、スペーサを備えることにより直接接触させる場合と比べてカラーフィルタとカラーフィルタ検査用マスクの接触面が小さくなるため、検査時におけるカラーフィルタ膜面の損傷を低減することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、この発明をその実施の形態を示す図面に基づいて具体的に説明する。
【００１４】
（構成）
図１は、本発明に係るカラーフィルタ３０とカラーフィルタ検査用マスク２０の断面模式図である。カラーフィルタ３０は、透明基板５上にブラックマトリクス層（遮光層）６と複数色の着色層７を有する。着色層７は３色で形成され、Ｒ着色層７Ｒ，Ｇ着色層７Ｇ，Ｂ着色層７Ｂを有する。
【００１５】
なお、本発明で検査対象とされるカラーフィルタ３０は、透明基板５に複数の着色層７を備えていれば、特に図１に示された構成に限定されるものではなく、着色層７に保護膜が形成されたり、ＩＴＯ膜が形成されたりする構成のカラーフィルタについても良好に検査が実施できるものである。
【００１６】
カラーフィルタ検査用マスク２０は、カラーフィルタ３０に当接しカラーフィルタ３０の着色層７を１色ごとに検査するためのものである。カラーフィルタ検査用マスク２０は、透明基板１の表面に遮光層２を有し、部分的に遮光層２を有さない開口部１１が形成されている。開口部１１は着色層７の１色部のみに対応するように形成される。開口部１１の開口幅４は着色層７の開口幅８に対し狭く形成されている。
【００１７】
また、カラーフィルタ検査用マスク２０は、カラーフィルタ検査用マスク２０の表面が着色層７と接触しないように、すなわちカラーフィルタ３０とのギャップを制御するために、開口部外の領域である遮光層２の部分にスペーサ３を備え、スペーサ３は少なくとも一つ以上のスペーサがカラーフィルタ３０の有効表示領域と対向する領域に配置される複数のスペーサを備える。図１において、スペーサ３はカラーフィルタ３０における着色層７を有し液晶ディスプレイを構成した際に表示に係る領域、すなわち有効表示領域と対向する領域に配置されている。
【００１８】
スペーサ３は検査時にカラーフィルタ３０のブラックマトリクス層６と重なる位置に配置される。ブラックマトリクス層６に接触させることにより、カラーフィルタ３０の着色層７にカラーフィルタ検査用マスク２０が接触しない程度の微小で均一な間隔を形成するものである。スペーサ３は感光性樹脂膜を露光パターニングして形成される。高さは、５〜２０μｍ程度のものを用いることができ、本実施の形態では７μｍ±２μｍとなる様に形成した。
【００１９】
また、カラーフィルタ検査用マスク２０の開口部１１は、図１に示すように着色パターンを構成する色のうちいずれか一色に対応する位置、図１においてはＲ着色層７Ｒの色に対応する位置に配置されている。
【００２０】
通常、カラーフィルタ３０上の着色パターンは、行列状に並んだ画素に対して、Ｒ，Ｇ，Ｂの３色がこの順序でストライプ状に、あるいは１行毎に１色ずつずらした千鳥格子状に規則的に形成されている場合がほとんどである。このため、カラーフィルタ検査用マスク２０が上記のような位置に開口を有していれば、他の色、上記の例に対してはＧ着色層７Ｇ，Ｂ着色層７Ｂの色の検査の際にも使用することができる。万が一、カラーフィルタ３０がこのような規則的パターンではなく、不規則な着色パターンを有する場合には、全ての色に対する検査を行うためには各色毎に本発明のカラーフィルタ検査用マスク２０を用意する必要が出てくる。
【００２１】
また、検査対象色以外の色の干渉を防止するために、カラーフィルタ検査用マスク２０の開口幅４とカラーフィルタ３０の開口幅８を正確に合わせる必要があるため、カラーフィルタ検査用マスク２０およびカラーフィルタ３０には、透明基板周辺の表示領域以外の部分にアライメントマークを設けることが望ましい。例えば、図３のようにカラーフィルタ検査用マスク２０に１種類のアライメントマーク１２を配置し、カラーフィルタ３０側に複数種類すなわちＲ用のアライメントマーク１３，Ｇ用のアライメントマーク１４，Ｂ用のアライメントマーク１５を配置する。あるいは、カラーフィルタ検査用マスク２０側にＲ，Ｇ，Ｂ用を配置し、カラーフィルタ３０側を１種類としても良く、マスク／カラーフィルタ双方ともＲ，Ｇ，Ｂ用を設けても良い。
【００２２】
（検査方法）
本発明の検査方法においては、図２に示すように、カラーフィルタ検査用マスク２０の膜面とカラーフィルタ３０の膜面とを対向させて配置し、カラーフィルタ検査用マスク２０のスペーサ３を透明基板５のブラックマトリクス層６に当接し、カラーフィルタ３０の後方に光源を配置する。この状態でカラーフィルタ検査用マスク２０の開口部１１より１色ずつ着色層７を通過して出力される、すなわちカラーフィルタ３０およびカラーフィルタ検査用マスク２０を介して得られる検査対象色透過光１０を観察し、色ムラを検査する。例えば、最初にＲ着色層７Ｒを検査した後、カラーフィルタ検査用マスク２０をずらしてＧ着色層７Ｇを検査し、さらにカラーフィルタ検査用マスク２０をずらしてＢ着色層７Ｂを検査する。
【００２３】
アライメントマーク１２〜１５が形成されていれば、アライメントマーク１２をアライメントマーク１３→１４→１５に順次合わせることにより、１色ずつカラーフィルタ検査用マスク２０をずらして検査する。
【００２４】
なお、検査対象色透過光１０をＣＣＤカメラなどでコンピュータへ取り込み、透過光を強調するような画像処理を行い、モニターへ表示させるなど所定の装置を用いることにより検査しても良い。さらには、アライメントマーク１２〜１５が設けられていればアライメントの自動化が可能となり、上述した画像処理による検査と合わせてインラインでの検査としても良い。
【００２５】
（効果）
本発明においては、図２に示すようにカラーフィルタ検査用マスク２０のスペーサ３はマスクの周辺部のみでなくカラーフィルタ３０の有効表示領域と対向する領域にも形成されるため、スペーサ３によってカラーフィルタ検査用マスク２０とカラーフィルタ３０が、検査中は常に微小で且つ一定の距離に保持され、たわみが生じないため、カラーフィルタ３０全面にわたり正確に且つ迅速に検査を行うことが可能である。
【００２６】
また、本実施の形態において、スペーサ３はカラーフィルタ３０の遮光部であるブラックマトリクス層６へ接触するように設けられており、スペーサ３の接触部で何らかの表面状態の悪化が起こった場合も表示に悪影響を与えず、歩留まりを向上させることができる。すなわち、検査時にカラーフィルタ検査用マスク２０をカラーフィルタ３０と重ね合わせた際、カラーフィルタ３０表面の特に着色層７への異物付着や、キズの発生などを防止することが可能である。その場合、所定の距離を保つことができれば良いことからスペーサ３は数行毎に、あるいは数画素毎に間引いた配置とすることもできる。
【００２７】
なお、本実施の形態では、スペーサ３はカラーフィルタ３０の遮光部に重なる部分に配置したが、これに限られず表示領域内の着色層７に重なる様に配置しても良い。スペーサ３を備えることにより、直接接触させる場合と比べてカラーフィルタ３０とカラーフィルタ検査用マスク２０の接触面が小さくなるため、検査時におけるカラーフィルタ膜面の損傷を低減することが可能である。但し、上述したようにカラーフィルタ３０の遮光部に重なる部分に配置した方が、より歩留まりを向上させることが可能である。
【００２８】
また、カラーフィルタ検査用マスク２０の開口幅４は着色層７の開口幅８に対し狭くなっており、カラーフィルタ検査用マスク２０のスペーサ３によってカラーフィルタ検査用マスク２０とカラーフィルタ３０が微小で且つ一定の距離で保持されるため、図２のようにカラーフィルタ３０の着色領域７Ｒを透過したバックライト光９は、対向するカラーフィルタ検査用マスク２０の開口部４を通過した検査対象色透過光１０のみとなる。このように、遮光マスクの開口幅４を着色層７の開口幅８より小さくし、かつスペーサ３により遮光マスクとカラーフィルタの距離を微小且つ一定にすることで、検査対象であるＲ着色層７Ｒ以外の着色領域、すなわちＧ着色層７Ｇ，Ｂ着色層７Ｂの干渉を受けずに鮮明に検査が可能である。
【００２９】
なお、上述したように、検査対象色透過光１０をＣＣＤカメラなどでコンピュータへ取り込み、透過光を強調するような画像処理を行いモニターへ表示させることにより、より高度な単色でのムラ検査が可能となる。
【００３０】
さらには、アライメントマーク１２〜１５が設けられていれば、アライメントの自動化が可能となり、上述した画像処理による検査と合わせてインラインでの検査が可能となり、検査の高度化と迅速化が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明に係るカラーフィルタおよびカラーフィルタ検査用マスクの構成を示す図である。
【図２】本発明に係る透過光の影響を表す概念図である。
【図３】本発明に係るアライメントマークの構成を示す図である。
【符号の説明】
【００３２】
１，５  透明基板、２  遮光層、３  スペーサ、４，８  開口幅、６  ブラックマトリクス層、７  着色層、７Ｒ  Ｒ着色層、７Ｇ  Ｇ着色層、７Ｂ  Ｂ着色層、８  カラーフィルタ開口幅、９  バックライト光、１０  検査対象色透過光、１２，１３，１４，１５  アライメントマーク、２０  カラーフィルタ検査用マスク、３０  カラーフィルタ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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