(57)【要約】【課題】インクジェット方式により製造されたカラーフィルタの欠陥検査方法において、インクジェットの不吐出に起因するハーフ白抜けを検出するのに最適な方法を提供する。【解決手段】着色画素表面で反射される光の強弱を画素内インク量の大小と関連付ける。不吐出ヘッドに対応するハーフ白抜け欠陥を有するセルが正常部のセルより高輝度となり、出現箇所がインクジェットの塗布方向に複数個共通な位置座標である場合に、不吐出欠陥として判定する。【選択図】図１
2009109265.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクジェット方式により製造されたカラーフィルタの検査方法において、
前記カラーフィルタを光源にて照射し、その反射光を撮像手段にて入力後処理した画像の輝度値が正常部よりも高く、かつ、それらの高輝度部の位置座標がインクジェット装置の塗布方向に複数個共通している場合に、不吐出が発生していると判定することを特徴とするカラーフィルタの検査方法。
【請求項２】
請求項１記載の検査方法において、不吐出が発生したと判定した場合に該当するカラーフィルタを不良品として判定することを特徴とするカラーフィルタの検査方法。
【請求項３】
インクジェット方式により製造されたカラーフィルタの検査装置において、
前記カラーフィルタを光源にて照射し、その反射光を撮像手段にて入力後処理した画像の輝度値が正常部よりも高く、かつ、それらの高輝度部の位置座標がインクジェット装置の塗布方向に複数個共通している場合に、不吐出が発生していると判定することを特徴とするカラーフィルタの検査装置。
【請求項４】
請求項３記載の光源が、LEDあるいはハロゲンランプであることを特徴とするカラーフィルタの検査装置。
【請求項５】
請求項３記載の検査装置において、不吐出が発生したと判定した場合に該当するカラーフィルタを不良品として判定することを特徴とするカラーフィルタの検査装置。
【請求項６】
インクジェット方式により製造されたカラーフィルタにおいて、
請求項１または２のいづれか記載の検査方法を使用して製造されたカラーフィルタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェット方式により製造されたカラーフィルタの検査方法およびカラーフィルタの検査装置ならびにカラーフィルタに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、カラーフィルタの製造コストを下げるために、基板サイズの大型化が進んでおり、また、製造方式として、従来のフォトリソグラフィ工程を繰り返す顔料分散法ではインクの使用量が多いため、さらなるコストダウン化のためにインクの使用量の少ないインクジェット装置を用いた方法が開発されている。
【０００３】
インクジェット方式によりカラーフィルタの製造を行う際に、インクジェットヘッドにおいてノズル詰まりやヘッド内への空気異物の混入が発生すると不吐出が発生し、その結果カラーフィルタ上にハーフ白抜け欠陥が発生する。ここでハーフ白抜け欠陥とは、着色層が薄くなった状態の欠陥を指している。この欠陥が多数発生すると製品の良品率を下げてしまう。そこで、ハーフ白抜け欠陥を早い段階で正確に検出し、インクジェットヘッドのメンテナンスを行うことによって欠陥品の発生を抑制することが求められている。
【０００４】
カラーフィルタの検査方法としては、特許文献１に開示されているように、カラーフィルタを透過光および反射光にて照明し、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って、欠陥を検出するカラーフィルタの欠陥検査装置および欠陥検査方法が提案されている。
【０００５】
フォトリソ方式で作成されたカラーフィルタにおいては、各着色フィルタ上の異物、レジストカス等は反射照明による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、また、各着色フィルタの白抜け（ピンホール）等は透過照明による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。
【０００６】
インクジェット方式で製造されたカラーフィルタにおいては、前記欠陥に加えて上述のハーフ白抜け欠陥も検出を行う必要があるが、前記記載の方法ではハーフ白抜け欠陥を抽出できない。
【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】
【０００７】
本発明は、上記問題点に鑑みて成されたものであり、その課題とするところは、インクジェット方式により着色されたカラーフィルタの検査方法において、不吐出によるハーフ白抜け欠陥を検出することができるカラーフィルタの検査方法を提供することである。また、本発明の課題は、インクジェット方式により着色されたカラーフィルタの検査装置において、不吐出によるハーフ白抜け欠陥を検出することができるカラーフィルタの検査装置を提供することである。また、本発明の課題は、インクジェット方式により着色されたカラーフィルタにおいて、不吐出によるハーフ白抜け欠陥を検出することができるカラーフィルタの検査方法を使用して製造されたカラーフィルタを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に記載の発明は、インクジェット方式により製造されたカラーフィルタの検査方法において、前記カラーフィルタを光源にて照射し、その反射光を撮像手段にて入力後
処理した画像の輝度値が正常部よりも高く、かつ、それらの高輝度部の位置座標がインクジェット装置の塗布方向に複数個共通している場合に、不吐出が発生していると判定することを特徴とするカラーフィルタの検査方法である。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１記載の検査方法において、不吐出が発生したと判定した場合に該当するカラーフィルタを不良品として判定することを特徴とするカラーフィルタの検査方法である。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、インクジェット方式により製造されたカラーフィルタの検査装置において、前記カラーフィルタを光源にて照射し、その反射光を撮像手段にて入力後処理した画像の輝度値が正常部よりも高く、かつ、それらの高輝度部の位置座標がインクジェット装置の塗布方向に複数個共通している場合に、不吐出が発生していると判定することを特徴とするカラーフィルタの検査装置である。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、請求項３記載の光源が、LEDあるいはハロゲンランプであることを特徴とするカラーフィルタの検査装置である。
【００１２】
請求項５に記載の発明は、請求項３記載の検査装置において、不吐出が発生したと判定した場合に該当するカラーフィルタを不良品として判定することを特徴とするカラーフィルタの検査装置である。
【００１３】
請求項６に記載の発明は、インクジェット方式により製造されたカラーフィルタにおいて、請求項１または２のいづれか記載の検査方法を使用して製造されたカラーフィルタである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のカラーフィルタの検査方法によれば、インクジェットヘッドにおいて発生した不吐出の検出を行うことができるため、不吐出が発生したカラーフィルタの下流への流出を防ぐことが可能である。またインクジェット工程の直後に検査工程を設置することにより、不具合発生時には速やかにインクジェットヘッドのメンテナンスの指示を送信し、ヘッドの不具合を早期に復旧することに繋げることが出来るため、製造工程全体の安定維持に資するものである。
【００１５】
本発明のカラーフィルタの検査装置によれば、インクジェットヘッドにおいて発生した不吐出の検出を行うことができるため、不吐出が発生したカラーフィルタの下流への流出を防ぐことが可能である。またインクジェット工程の直後に本発明の検査装置を設置、稼動することにより、不具合発生時には速やかにインクジェットヘッドのメンテナンスの指示を送信し、ヘッドの不具合を早期に復旧することに繋げることが出来るため、製造工程全体の安定維持に資するものである。
【００１６】
本発明のカラーフィルタによれば、インクジェットヘッドにおいて発生した不吐出の検出と判定を終えているため、不吐出が発生したカラーフィルタや不吐出起因の欠陥を有する不良品としてのカラーフィルタの下流への流出を防ぐことが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明に係るカラーフィルタの基材は任意のものであって良いが、ガラス基板の様に透明で平面状のものが好ましい。
【００１８】
一般にカラーフィルタは、２次元平面上に分割形成された色別の領域を通して、色の分離または合成を行うための機能を有する部品であって、上記の分割形成された色別の領域
を画素または着色画素と称する。例えば表示のための画素サイズは人間の視覚の適性に応じて、数十〜数百μｍ程度が多いが、これらの微細な着色画素間を光学的に仕切る黒表示物をブラックマトリクスと呼び、表示特性の向上のために使用される。
【００１９】
インクジェット方式により製造されたカラーフィルタにおけるブラックマトリクスは着色画素間を光学的に仕切る本来の役割りに加えて、着色インクの液滴を溜める堰を兼ねたものである。ブラックマトリクスは着色画素の１画素毎に四辺の仕切りを与えるためのセル形状と、１方向に同色を連ねて色別の着色列を垂直方向に並べさせる規制を与えるためのストライプ形状とに分けられるが、本発明の検査方法においては、セル形状のブラックマトリクスを有するカラーフィルタの場合が特に好ましい。ストライプ形状であると着色インクの流動により画素膜厚が平均化され不吐出が検出しづらくなるからである。
【００２０】
本発明のカラーフィルタに含まれる画素部は、インクジェット方式により吐出された着色インクの層であり、吐出直後の液状の着色インクをオーブンやホットプレートにより乾燥したものであることが望ましい。
【００２１】
次に、図面を参照して本発明の検査方法と検査装置を説明する。図１は本発明の検査方法及び検査装置を説明する概念図である。
【００２２】
図１において、１はインクジェット方式により塗布されたカラーフィルタを示している。このカラーフィルタはステージ１１上に載置されており、四角形の表面を有するガラス基板上には先行してブラックマトリクスが形成されており、この表面の一辺から対向する辺に向けてインクジェット方式により塗り分けられた着色層を設けたもので、２は不吐出によるハーフ白抜け欠陥の列を模式的に示している。
【００２３】
カラーフィルタ１を載置するステージ１１としては任意のもので良いが、ステージ表面からの反射ノイズ光を防ぐため、表面黒色のステージを用いることが望ましい。例えば、表面をアルマイト処理して黒色としたアルミニウム製のステージである。
【００２４】
カラーフィルタ１の載置・固定は、例えば、ステージ１１の上面に真空吸着機構を設けて、この機構によって吸着することによって載置・固定することが可能である。また、リフタを使用してステージ上方の中空位置に固定しても良く、クランプによってカラーフィルタ１の端面を把持することによりステージ上方の中空位置に固定することも可能である。このように中空位置に固定することによって、ステージ表面からの反射ノイズ光を防ぐことができる。
【００２５】
また、図１中３は光源を示しており、１０は撮像系を示している。撮像系１０を構成する４はレンズ、５はカメラである。光源３から射出した照明光は、カラーフィルタ１表面で反射され、この反射光がレンズ４を通してカメラ５に入射する。カメラとして通常はラインカメラを使用する。
【００２６】
また、図１中、下部の矢印はステージ１１の移動を示しており、図示しない駆動装置を移動手段として直線状にステージを移動させることができる。このステージ移動に伴い、前記カラーフィルタ１も同じ方向に移動する。この移動は相対的なものであって、ステージ１１を移動させる代わりに、光源３と撮像系１０を移動させても良い。なお、移動手段としては、周知の手段を利用できる。
【００２７】
このように、カラーフィルタ１と撮像系１０を相対的に移動させながら、前記光源３から照明光を照射し、カメラ５によってその反射光強度を測定する。
【００２８】
照明光は、測定色に近い波長の反射光強度を測定するため、白色LED、ハロゲンランプあるいは測定色付近に波長のピークを持つ単色LEDを使用することが望ましい。
【００２９】
カメラ５としては、カラーのラインカメラが好ましく利用できるが、白黒のカメラであっても良い。また、カメラとしては分解能20μｍ以上の高感度カメラを使用することが望ましい。
【００３０】
反射光強度をカメラで捉えた結果の出力はデジタルA/D変換によりデジタル信号化され、256階調の輝度値に変換される。
【００３１】
通常部の輝度値とハーフ白抜け部の輝度値には、通常、差異が生じる。図２に示すように通常部６では着色インクの盛り量はハーフ白抜け部より多く、インク表面の湾曲もハーフ白抜け部より大きくなる傾向がある。このため、光源３からの照明光８による反射光９が拡散傾向を有し、カメラ位置より外れる光の割合が大きくなるため、相対的に暗くなる。一方、ハーフ白抜け部７は図３に示すように通常部よりもインクの盛り量が少なく、インク表面の湾曲が小さくなり、結果として反射光９の拡散傾向が小さいため、カメラに捕捉される光の割合が大きくなり、通常部より相対的に明るくなる。よって、画像処理後の輝度値も通常部よりハーフ白抜け部の方が高くなる。
【００３２】
また、インクジェット方式により塗布されたカラーフィルタの不吐出は、インクジェット装置の塗布方向と同一方向に発生するため、それに伴い発生したハーフ白抜け部が示す高輝度部の位置座標が塗布方向に複数個共通する。
【００３３】
なお、通常部の画素表面が湾曲して反射光の拡散傾向を有するとはいえ、この現象が甚だしい場合は画素内色特性の異常な不均一と判断され、許容されないことは言うまでも無い。本発明は、通常部とハーフ白抜け部とのそれぞれの画素表面の湾曲程度差を利用してカメラ輝度差として捕らえ、欠陥の検出に役立てる方法であって、通常部の画素表面の湾曲が許容範囲内であることは当然である。
【００３４】
これらの現象を利用すると、通常部の輝度値とハーフ白抜け部の輝度値の間に閾値を設け、かつ、その閾値より高い座標が塗布方向に複数個共通した場合に不吐出欠陥として判定される。なお、インキはじき等によるハーフ白抜け欠陥が発生した場合には、塗布方向に複数個共通して発生する可能性がまれであるため、不吐出以外のハーフ白抜け欠陥として判定される。
【００３５】
不吐出欠陥が発生した場合には、該当基板を以降の工程に流さないように設定することができ、またその情報をインクジェット塗工機に送信することにより、インクジェットヘッドのメンテナンスを行うように指示することが可能となる。
【００３６】
上記の方法による検査方法を使用して製造されたカラーフィルタは、インクジェット方式による塗布工程における不吐出が原因で発生したハーフ白抜け欠陥の有無を検査されたものである。すなわち、インクジェットの塗布方向に複数個が共通した不吐出の状況を正しく把握されたカラーフィルタであり、あるいは、必要に応じて良品または不良品の判定による選別仕分けが実施されたカラーフィルタである。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の検査方法及び検査装置を説明する概念図である。
【図２】本発明のハーフ白抜け欠陥を検出する原理を説明するために、通常部におけ  る光源からの照明光とその反射光、および撮像系との関係を示す概念図である。
【図３】本発明のハーフ白抜け欠陥を検出する原理を説明するために、ハーフ白抜け  部における光源からの照明光とその反射光、および撮像系との関係を示す概念図である  。
【符号の説明】
【００３８】
１・・・カラーフィルタ
２・・・不吐出によるハーフ白抜け欠陥
３・・・光源
４・・・レンズ
５・・・カメラ
６・・・通常部
７・・・ハーフ白抜け部
８・・・照明光
９・・・反射光
１０・・撮像系
１１・・ステージ
【図１】
2009109265.tif 000003
【図２】
2009109265.tif 000004
【図３】
2009109265.tif 000005