(57)【要約】【課題】カラーフィルタ基板の検査対象の着色層の表面ムラを精度良く、かつ安定に検査するためのカラーフィルタ基板のムラ検査装置及びムラ検査方法を提供することを目的とする。【解決手段】本発明のカラーフィルタ基板のムラ検査装置は、カラーフィルタ基板の検査対象表面へ検査光を斜め方向に照射する光源１０と、検査対象表面からの斜め方向の反射光を受光する受光部２０と、検査対象表面からの垂直方向の反射光を受光する受光部３０と、を備えるカラーフィルタ基板のムラ検査装置において、前記受光部２０及び前記受光部３０の受光面にカラーフィルタ基板の検査対象の着色層の色成分のみをカットするバンドパス光学フィルタ４０を設けたことを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
カラーフィルタ基板の検査対象表面へ検査光を斜め方向に照射する光源（１０）と、検査対象表面からの斜め方向の反射光を受光する受光部（２０）と、検査対象表面からの垂直方向の反射光を受光する受光部（３０）と、を備えるカラーフィルタ基板のムラ検査装置において、
前記受光部（２０）及び前記受光部（３０）の受光面にカラーフィルタ基板の検査対象の着色層の色成分のみをカットするバンドパス光学フィルタ（４０）を設けたことを特徴とするカラーフィルタ基板のムラ検査装置。
【請求項２】
光源（１０）にてカラーフィルタの検査対象表面へ検査光を照射し、検査対象表面からの斜め方向の反射光を受光部（２０）で、検査対象表面からの垂直方向の反射光を受光部（３０）で、それぞれ受光して、検査対象表面のムラを検査するカラーフィルタ基板のムラ検査方法において、
検査対象表面からの斜め方向の反射光（表面反射成分＋拡散反射成分）を検査対象のカラーフィルタ基板の着色層の色成分のみをカットするバンドパス光学フィルタ（４０）を介して受光部（２０）で、検査対象表面からの垂直方向の反射光（拡散反射成分）を検査対象のカラーフィルタ基板の着色層の色成分のみをカットするバンドパス光学フィルタ（４０）を介して受光部（３０）で、それぞれ受光して、受光部（３０）で受光された成分を受光部（２０）で受光された成分から差し引くことで、表面反射光成分のみをマッピングすることにより、検査対象表面のムラを感度良く検査することを特徴とするカラーフィルタ基板のムラ検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カラーフィルタ基板のカラーフィルタ表面のムラを検査するカラーフィルタ基板のムラ検査装置及びムラ検査方法に関する。
【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。
これらカラー液晶ディスプレイに使用されるカラーフィルタ基板は、パターン精度、分光特性、欠陥レベルに対しても高度のものが要求されている。
【０００３】
カラーフィルタ基板の製造工程において、代表的な不良の一つとして、“ムラ”が挙げられる。多くのムラは、レジストコーティング工程を起点として発生し、コーティングされた着色層の膜厚が不均一である場合、人間の目にムラとして認識される。このため、ムラの発生を正確にモニタリングする技術は、カラーフィルタ基板の品質レベルを高度に維持する上で非常に重要である。
【０００４】
一般的なムラモニタリング装置は、設備費用を抑えるため、照明／撮像素子といった、至極シンプルな装置構成（透過型／反射型によらず）であるケースが大半である。
被検査物の検査対象表面に、斜め方向に光を照射し、光の反射光の強度を計測して表面の異物や傷などを検出する表面検査方法において、反射光の強度を計測する受光部の見込む視野を制限して表面の検査を行う表面検査方法が提案されている（例えば、特許文献1参照）。
【０００５】
これは、受光光学系の、入射光の照射位置から光電気変換器までの反射光の光路内に、検査対象表面からの直接反射光を遮断する直接光遮断部材を設けることにより、計測対象の反射光から、直接反射光を除き、表面の異物等により散乱光のみを計測することにより、検査のＳ／Ｎ比を向上させようとするものである。
このように、表面の異物等からの散乱光のみを計測することにより、検査のＳ／Ｎ比を向上できるが、レジスト表面のわずかなムラを検査するためには、十分な検査精度が得られない。
【０００６】
検査対象の表面ムラを精度良くモニタするため、光学系位置を変更してムラがコントラスト良くモニタできる位置を模索する、といった対応がとられる。これらの対応により、ムラのモニタリング性能を向上させることは可能ではあるが、レジストの色毎に異なるチューニングをする必要がある等、作業負荷が高くなるという問題を有している。
【特許文献１】特開平７−１１０３０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記問題に鑑み考案されたもので、カラーフィルタ基板の検査対象の着色層の表面ムラを精度良く、かつ安定に検査するためのカラーフィルタ基板のムラ検査装置及びムラ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】
【０００８】
本発明に於いて上記課題を達成するために、まず請求項１においては、カラーフィルタ基板の検査対象表面へ検査光を斜め方向に照射する光源１０と、検査対象表面からの斜め
方向の反射光を受光する受光部２０と、検査対象表面からの垂直方向の反射光を受光する受光部３０と、を備えるカラーフィルタ基板のムラ検査装置において、
前記受光部２０及び前記受光部３０の受光面にカラーフィルタ基板の検査対象の着色層の色成分のみをカットするバンドパス光学フィルタ４０を設けたことを特徴とするカラーフィルタ基板のムラ検査装置としたものである。
【０００９】
また、請求項２においては、光源１０にてカラーフィルタの検査対象表面へ検査光を照射し、検査対象表面からの斜め方向の反射光を受光部２０で、検査対象表面からの垂直方向の反射光を受光部３０で、それぞれ受光して、検査対象表面のムラを検査するカラーフィルタ基板のムラ検査方法において、
検査対象表面からの斜め方向の反射光（表面反射成分＋拡散反射成分）を検査対象のカラーフィルタ基板の着色層の色成分のみをカットするバンドパス光学フィルタ４０を介して受光部２０で、検査対象表面からの垂直方向の反射光（拡散反射成分）を検査対象のカラーフィルタ基板の着色層の色成分のみをカットするバンドパス光学フィルタ４０を介して受光部３０で、それぞれ受光して、受光部３０で受光された成分を受光部２０で受光された成分から差し引くことで、表面反射光成分のみをマッピングすることにより、検査対象表面のムラを感度良く検査することを特徴とするカラーフィルタ基板のムラ検査方法としたものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のカラーフィルタ基板のムラ検査装置及びムラ検査方法にて、カラーフィルタ基板の着色層の検査対象表面のムラを検査することで、不要な（ノイズ）成分である内部反射光成分を除去することで、精度の高い検査対象表面のムラ検出が可能となる。
また、本発明のカラーフィルタ基板のムラ検査装置は、従来の検査光学系に着色層の色成分のみをカットするバンドパス光学フィルタを追加するだけで、精度の高い検査対象表面のムラ検出が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態につき説明する。
図１は、本発明の請求項１に係るカラーフィルタ基板のムラ検査装置の一実施例を示す模式構成図を示す。
本発明の請求項１に係るカラーフィルタ基板のムラ検査装置１００は、カラーフィルタ基板の検査対象表面へ検査光を斜め方向に照射する光源１０と、検査対象表面からの斜め方向の反射光を受光する受光部２０と、検査対象表面からの垂直方向の反射光を受光する受光部３０と、受光部２０及び受光部３０の受光面にカラーフィルタ基板の検査対象の着色層の色成分のみをカットするバンドパス光学フィルタ４０と、から構成されている。
光源１０は、可視波長領域に安定した分布を持ち、かつ、着色層を感光しない（ＵＶ領域を含まない）、白色照明などが望ましい。
受光部２０及び受光部３０は、エリアＣＣＤカメラ、ラインＣＣＤカメラ、等が使用でき、特に、カラーフィルタ基板のガラス幅と同じ長さの受光領域を有するラインＣＣＤカメラが好ましい。
バンドパス光学フィルタ４０は、カラーフィルタ基板の検査対象の着色層の色成分のみをカットするバンドパス光学フィルタであって、着色層の色成分のみをカットし、他の可視波長領域を透過するバンドパス光学フィルタ等が使用できる。
【００１２】
本発明の請求項２に係るカラーフィルタ基板のムラ検査方法は、上記カラーフィルタ基板のムラ検査装置１００の光源１０にてカラーフィルタ基板の検査対象表面へ検査光を照射し、検査対象表面からの斜め方向の反射光（表面反射成分＋拡散反射成分）を検査対象のカラーフィルタ基板の着色層の色成分のみをカットするバンドパス光学フィルタ４０を介して受光部２０で、検査対象表面からの垂直方向の反射光（拡散反射成分）を検査対象
のカラーフィルタ基板の着色層の色成分のみをカットするバンドパス光学フィルタ４０を介して受光部３０で、それぞれ受光して、受光部３０で受光された成分を受光部２０で受光された成分から差し引くことで、表面反射光成分のみをマッピングすることにより、検査対象表面のムラを感度良く検査するようにしたものである。
【００１３】
本発明のカラーフィルタ基板のムラ検査装置及びムラ検査方法を考案するに至った経緯について説明する。
コンピュータグラフィック（以下、ＣＧ）における色／質感表現手段として、反射モデル（特に、Ｓｈａｆｅｒの２色性反射モデル）が一般的に用いられている（図２参照）。
本モデルによると、物体からの反射光は、表面反射光成分（光沢成分）と内部反射成分（拡散光）との２つに分離することが可能である。
本発明では、カラーフィルタ基板を反射光学系で撮像した場合に、拡散光成分が既知であることに着目し、表面反射光成分のみの変動を基板面内においてマッピングすることにより、ノイズの影響を受けにくいカラーフィルタ基板の表面ムラの検査方法を提案するものである。
【００１４】
上記Ｓｈａｆｅｒの２色性反射モデルに基づく反射モデルのうち、ここでは使用されることが多く正確な表現が可能であるＰｈｏｎｇモデルに従って説明する。
Ｐｈｏｎｇモデルにおける反射光の強度分布を図３に示す。反射光は、表面反射成分（照明色）では法線に対して正反射（正反射角近傍の狭領域にのみ反射）し、内部反射成分（レジスト色）は等方的に反射する。
参考として、入射角θ1にてカラーフィルタ基板を照明し、観測角度θ2にてカメラ撮像をした場合の、画素値ｋ（θ1）の定義を以下に示す。
ｋ（θ1）＝ｋs（θ1）＋ｋd（θ1）
ｋs（θ1）＝ＡsＣＯＳn（θ1−θ2）
ｋd（θ1）＝ＡdＣＯＳ（θ）
ｋs（θ）；表面反射成分、Ａs；表面反射成分の強度、ｎ；表面反射成分の広がり、
ｋd（θ）；内部反射成分、Ａd；内部反射成分の強度
本発明のカラーフィルタ基板のムラ検査装置１００を用い、上記モデルを利用した本発明のカラーフィルタ基板のムラ検査方法について説明する。
本発明のカラーフィルタ基板のムラ検査装置１００は、光源１０と、前面にバンドパス光学フィルタ４０が設けられた受光部２０と、前面にバンドパス光学フィルタ４０が設けられた受光部３０と、で構成されている。
光源１０は、可視波長領域に安定した分布を持ち、かつ、着色層を感光しない（ＵＶ領域を含まない）、白色照明などが望ましい。表面反射光は、着色層界面で正反射するので、限られた長さのラインＣＣＤカメラにて表面反射光を撮像できるよう、ラインＣＣＤカメラ／ガラス基板と同等の長さを持った照明を選択することが好ましい。
受光部２０及び受光部３０は、カラーフィルタ基板のガラス幅と同じ長さの受光領域を有するラインＣＣＤカメラが好ましい。
バンドパス光学フィルタ４０は、着色層の色成分のみをカットし、他の可視波長領域を透過するバンドパス光学フィルタを指し、一般的な事例として先に記した補色フィルタとは異なる使い方となる。
【００１５】
カラーフィルタ基板のムラ検査方法は、カラーフィルタ基板のムラ検査装置１００の光源１０にて、ガラス基板５１に着色層５２が形成されたカラーフィルタ基板５０の着色層５２の検査対象表面に検査光を照射して、検査対象表面からの斜め方向の反射光（表面反射成分＋拡散反射成分）を検査対象のカラーフィルタ基板の着色層の色成分のみをカットするバンドパス光学フィルタ４０を介して受光部２０で、検査対象表面からの垂直方向の反射光（拡散反射成分）を検査対象のカラーフィルタ基板の着色層の色成分のみをカットするバンドパス光学フィルタ４０を介して受光部３０で、それぞれ受光して、受光部３０
で受光された成分を受光部２０で受光された成分から差し引くことで、表面反射光成分のみをマッピングすることにより、検査対象表面のムラを感度良く検査する。
ここで、カラーフィルタ基板５０は、検査ポイントの平面度が確保できる機構を有する搬送系で移動する。検査ポイントの下に、例えばエアー浮上パッドを配置し、カラーフィルタ基板５０の平面度を保った状態で、別途用意したグリップ用ローラーにてカラーフィルタ基板５０をはさみ、カラーフィルタ基板５０を搬送する。検査は、搬送系で移動するカラーフィルタ基板５０を連続撮像し、撮像された画像より判定する。
カラーフィルタ基板５０に用いられるガラス基板５１は、無アルカリガラスやホウケイ酸塩ガラスが用いられ、厚みは１ｍｍ以下となる（屈折率は１．５程度）。
着色層５２は、基本的に３μｍ以下の厚みで形成され、赤色、緑色、青色等の着色顔料、樹脂（ポリマー）、モノマー、有機溶剤、光開始剤、顔料分散剤、レベリング剤、安定化剤などからなる着色レジストをスピンコート、ロールコート等で塗膜形成したものである。
【００１６】
カラーフィルタ基板５０の着色層５２の測定対象表面に入射した入射光の反射経路を図４に示す。
カラーフィルタ基板５０の着色層５２の測定対象表面に入射した入射光の反射経路は、着色層５２からの反射光１と、着色層５２とガラス基板２１とが接するガラス基板５１表面からの反射光２と、ガラス基板５１裏面からの反射光３が存在する。
この中で、反射光１の成分はＰｈｏｎｇモデルにより、照明色（白色）となり、一方で反射光２及び反射光３の成分については、着色層５２を透過しているため、着色層５２の色となる（ここでは、赤色とする）。
【００１７】
よって、反射光２及び反射光３の成分は、受光部２０の前面に設置したバンドパス光学フィルタ４０により遮断され、反射光１の成分（正確には、レジスト色領域を除去した成分）のみが、受光部２０（ラインＣＣＤカメラ）にて撮像される。
【００１８】
尚、本来であれば、バンドパス光学フィルタ４０により、内部反射成分についても完全に除去されるはずであるが、本発明のカラーフィルタ基板のムラ検査方法では、検査精度を高めるために、検査対象表面からの垂直方向の反射光（拡散反射成分）を受光するための受光部３０（エリアＣＣＤカメラ）とバンドパス光学フィルタ４０を設けている。
受光部３０（エリアＣＣＤカメラ）では、検査対象表面からの垂直方向の反射光（拡散反射成分）を受光しているため、上記受光部２０（ラインＣＣＤカメラ）にて撮像された反射光１の成分から受光部３０（エリアＣＣＤカメラ）で撮像された垂直方向の反射光（拡散反射成分）を差し引くことにより、表面反射光成分のみを抽出することができる。
上記の測定点をＸ、Ｙ方向にマッピングすることにより、カラーフィルタ基板５０の着色層５２表面のムラを３次元画像として表現することが可能になり、カラーフィルタ基板の着色層表面のムラを感度良く検査することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明のカラーフィルタ基板のムラ検査装置の一実施例を示す模式構成図である。
【図２】Ｓｈａｆｅｒの２色性反射モデルの一例を示す説明図である。
【図３】Ｐｈｏｎｇモデルにおける反射光の強度分布の一例を示す説明図である。
【図４】カラーフィルタ基板５０の着色層５２の測定対象表面に入射した入射光の反射経路の一例を示す説明図。
【符号の説明】
【００２０】
１０……光源
２０、３０……受光部
４０……バンドパス光学フィルタ
５０……カラーフィルタ基板
５１……ガラス基板
５２……着色層
１００……カラーフィルタ基板のムラ検査装置
【図１】
2009053016.tif 000003
【図２】
2009053016.tif 000004
【図３】
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【図４】
2009053016.tif 000006