(57)【要約】【課題】従来のレーザー光を照射し、フラットディスプレイを形成するガラス基板の表面からの散乱光を観測し、異物を検出する方法ではガラス基板の裏側に付着する異物の検出は困難である。【解決手段】ガラス基板１などの被検査対象物を搭載する吸着機能付作業台４と、その被検査対象物の表面とほぼ平行でその表面を照射するレーザー光を発生するレーザー光源２と、そのレーザー光のスポット形状を観測する受光器３とを設け、そのレーザー光のスポット形状の変化で被検査対象物の裏面に付着または存在する異物１０を検出することである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダイコーターを用いた塗布工程を有するフラットディスプレイの製造工程における異物検出方法において、
フラットディスプレイを形成する被検査対象物を搭載する吸着機能付作業台と、該被検査対象物の表面とほぼ平行で該表面を照射するレーザー光を発生するレーザー光源と、該レーザー光のスポット形状を観測する受光器とを設け、該レーザー光のスポット形状の変化で該被検査対象物の裏面に付着または存在する異物を検出する、
ことを特徴とする、異物検出方法。
【請求項２】
ダイコーターを用いた塗布工程を有するフラットディスプレイの製造工程における異物検出装置において、
フラットディスプレイを形成する被検査対象物を搭載する吸着機能付作業台と、
該被検査対象物の表面とほぼ平行で該表面を照射するレーザー光を発生するレーザー光源と、
該レーザー光のスポット形状を観測し該レーザー光のスポット形状の変化で該被検査対象物の裏面に付着または存在する異物を検出する受光器と、
を備えたことを特徴とする、異物検出装置。
【請求項３】
前記レーザー光を発生するレーザー光源と、
該レーザー光のスポット形状を観測し該レーザー光のスポット形状の変化で前記被検査対象物の裏面に付着または存在する異物を検出する受光器と、
該被検査対象物の表面で発生する該レーザー光源のレーザー光の拡散・散乱光を観測し該被検査対象物の表面の異物を検出し該被検査対象物の上部に設置する他の受光器と、
を備えたことを特徴とする、請求項２に記載の異物検出装置。
【請求項４】
ダイコーターを用いた塗布工程を有し、ブラックマトリックス、ＲＧＢカラーフィルタが形成されたガラス基板を形成要素とするフラットディスプレイにおいて、
ブラックマトリックス、ＲＧＢカラーフィルタの各工程において請求項１の異物検査方法で検査されたガラス基板を形成要素とする、
ことを特徴とする、フラットディスプレイ。
【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（ＬＣＤ）、プラズマディスプレイ（ＰＤＰ）、有機ＥＬディスプレイなどのフラットディスプレイを製造する工程において、フラットディスプレイを形成するガラス基板などに付着または存在する異物の検出方法およびその検出機能を備えた異物検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
フラットディスプレイはガラス基板にＲＧＢのカラーフィルタなどを形成して構成される。一般的なＴＦＴ液晶ディスプレイの構成と製造方法については例えば下記の特許文献１などに紹介されている。
【０００３】
つまり、ＴＦＴ液晶ディスプレイはアレイ基板とフィルター基板からなっている。フィルター基板はガラス基板上に、ブラックマトリックス、Ｒ，Ｇ，Ｂの着色膜からなるカラーフィルター、平坦化樹脂膜ならびに透明電極が形成されている。一方アレイ基板はガラス基板上に、信号線、走査線、ＴＦＴからなる能動素子および画素電極が形成されている。
フィルター基板およびアレイ基板の相対向する面には、それぞれ配向膜が形成されている。そして、フィルター基板とアレイ基板は球状もしくは柱状のスペーサーを挟んでできており、その隙間には液晶が充填されていて、その周辺部はシール材で固着されている。さらに液晶ディスプレイの用途に応じて表裏面に偏光板が貼り付けられる。
【０００４】
また、これらフィルター基板、アレイ基板の製造方法はＬＳＩなどと同様のフォトリソグラフィーを用いている。
フィルター基板のブラックマトリックスの形成はガラス基板上に、フィルムに顔料分散樹脂ブラックレジストをあらかじめ塗布した着色フィルムをラミネートするか、顔料分散樹脂ブラックレジストをスピナー法およびダイコーター法で塗布するかした後、フォトマスクをとおして露光し、その後の現像により所要パターン形状のブラックマトリックスをパターニングする。
【０００５】
以下同様にＲ，Ｇ，Ｂフィルターも着色顔料レジスト膜を塗布して、露光、現像することにより所定パターン形状に形成する。
【０００６】
なお、ダイヘッドのスリットから顔料分散樹脂ブラックレジストなどのペーストを一定の厚さでガラス基板に塗布するダイコーター法については下記の特許文献２などに紹介されている。
【０００７】
このようなフォトリソグラフィー工程において、フラットディスプレイを形成するガラス基板などに何らかの異物が付着または存在するとフラットディスプレイの性能を損なう恐れがあり、またその異物が製造装置に損傷を与えることもある。その結果、製造する工程の品質と安定性を低下させ、製造工程全体の製品歩留まりを低下させることにもなる。そのため、フラットディスプレイ製造工程においてガラス基板などの異物を検出することが重要となる。
【０００８】
そこで、異物検出方法の従来例としては、下記の特許文献３，４に示すようなレーザー光を用いた方法が挙げられる。この方法では被検査対象物の表面にレーザー光を照射し、その表面からの散乱光を被検査対象物の上部においた光検出器で受光し、その強度に応じて異物の識別を行っている。
【０００９】
また、フラットディスプレイ製造においてはガラス基板などの裏面に付着または存在する異物によっても、表面の異物と同様にフラットディスプレイの性能を損ねたり、製造装置に損傷を与えたりする。しかしながら、下記の特許文献３，４ではガラス基板などの被検査対象物の表面に付着または存在する異物の検出は可能であるが、裏面に付着または存在する異物については検出が困難である。
【特許文献１】特開２００２−３５０８６０号公報
【特許文献２】特開２００１−１３７７６４号公報
【特許文献３】特開平６−２５８２３０号公報
【特許文献４】特開２００７−１１３９３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
前述のようなフォトリソグラフィー工程において、フラットディスプレイを形成するガラス基板などに何らかの異物が付着または存在するとフラットディスプレイの性能を損なう恐れがあり、また、特にダイコーター法では、その異物が製造装置であるダイコーターに損傷を与えることもある。その結果、製造する工程の品質と安定性を低下させ、製造工程全体の製品歩留まりを低下させることにもなる。そのため、フラットディスプレイ製造工程においてガラス基板などの異物を検出することが重要となる
【００１１】
上記の特許文献３，４の提案では、ガラス基板などの被検査対象物の表面の異物は検出可能であるが、裏面つまり被検査対象物とその作業台との間に付着または存在する異物の検出は困難である。本発明の課題はガラス基板などの裏面の異物を検出することであり、その結果としてフラットディスプレイの性能を損なうことを防止すると伴に、その異物が製造装置に損傷を与えることも防止し、製造する工程の品質と安定性を向上させ、製造工程全体の製品歩留まりを向上させ、安定品質のフラットディスプレイを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
一般にフラットディスプレイの製造におけるダイコーター法でのレジストの塗布工程では、ガラス基板は吸着機能を有する作業台に吸着して行われる。その場合、ガラス基板の裏側つまりガラス基板と作業台との間に異物があると異物部分が盛り上がるようにガラス基板は緩やかに湾曲する性質がある。
【００１３】
そこで、1つの端面に設置したレーザー光源からガラス基板などの表面にほぼ平行なレーザー光を照射し、もう一方の端面に設置した受光器でレーザー光の形を観測すると、ガラス基板などが平らな場合と湾曲した場合とではレーザー光の単なる明るさの強弱ではなく、レーザー光のスポットの形が変化する現象が観測される。したがって、この現象を観測する事で、ガラス裏面の異物を検出することができる。
【００１４】
つまり、課題を解決するための手段は、ガラス基板などの被検査対象物を搭載する吸着機能付作業台と、その被検査対象物の表面とほぼ平行でその表面を照射するレーザー光を発生するレーザー光源と、そのレーザー光の単なる明るさの強弱ではなく、スポット形状を観測する受光器とを設け、そのレーザー光のスポット形状の変化で被検査対象物の裏面に付着または存在する異物を検出することである。
【発明の効果】
【００１５】
上述したように本発明の異物検出方法はフラットディスプレイのガラス基板などの被検査対象物の裏面に付着または存在する異物を検出することができるので、フラットディスプレイの性能を損なうことを防止でき、また、その異物が製造装置に損傷を与えることも防止でき、製造する工程の品質と安定性を向上させ、製造工程全体の製品歩留まりを向上させることができる。その結果、製造工程全体の製品歩留まりを向上でき、安定品質のフラットディスプレイを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態を図１〜図７に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１７】
図１、図２において、１はフラットディスプレイを形成するガラス基板、２はレーザー光源、３はレーザー光のスポット形状を観測する受光器、４はダイコーター法でのガラス基板をのせる吸着機能付作業台を示す。
受光器３はレーザー光のスポット形状を結像する拡散板とその結像されたレーザー光のスポット形状を撮影するＣＣＤなどのエリアセンサーを備えた画像処理装置から構成される。
【００１８】
図２は図１のＡ―Ａ‘断面図であり、吸着機能付作業台４にはガラス基板１と垂直方向にいくつかの穴が設けられ空気を吸引することにより、ガラス基板１を吸着機能付作業台４に吸着する構造となっている。
【００１９】
また、レーザー光源２はガラス基板１の１つの端面に設置され、他のもう１つの端面に設けられているレーザー受光器３に向けて、ガラス基板の表面上をガラス基板とほぼ平行にレーザー光を照射する構成となっている。レーザー光のスポット形状は略円形、略楕円形、略四角形などで、1ｍｍ程度から数ｍｍ程度の大きさを有している。
【００２０】
図２はガラス基板１の裏側つまりガラス基板と作業台との間に異物１０が存在し、ガラス基板１が吸着機能付作業台４に吸着され、点１１付近で緩やかに湾曲している状態を示してある。異物の大きさは数１０μｍから数１００μｍを想定しているので、ガラス基板１の湾曲の大きさも異物の大きさに応じて数１０μｍから数１００μｍとなる。
【００２１】
この状態で上記レーザー光を照射すると、レーザー光の一部はそのまま直進し、残りの部分はガラス基板１の湾曲により反射・屈折をする。その結果、受光器３には異物がない状態であるレーザー光がつくるスポット形状の像とは異なった像を結像する。
【００２２】
図３はレーザー光のスポット形状の結像画像の概略を示す。図３（Ａ）は異物がなく変形する前の画像、図３（Ｂ）は異物による変形後の画像を示す。
このような、レーザー光の単なる明るさの強弱ではなく、明るさの強弱を伴ったスポット形状の変化を受光器３で観測し画像処理することにより、ガラス基板１の裏側に付着もしくは存在する異物を検出することができる。
【００２３】
以下、図４に受光器３の構成例を示す。
３８はレーザー光のスポット形状を結像する拡散板、３２はレンズ、３３はＣＣＤなどのエリアセンサーを備えるカメラ、３０は画像処理装置を示す。３４は画像フィルター、３５はＣＰＵ、３６はメモリ、３７は出力制御部を示し、画像処理装置３０を構成する。
【００２４】
レーザー光は拡散板３８にあたり、スポットの形状を結像する。その像をレンズ３２を介して、カメラ３３で電気信号に変換する。その明るさの強弱を伴ったスポット形状の信号を画像処理装置３０にて画像処理する。
【００２５】
画像処理装置３０の画像処理動作は次のとおりである。
スポット形状の信号を画像フィルター３４で雑音を取り除く処理をする。そのスポット形状の信号をＣＰＵ３５で、既にメモリ３６に記憶されている異物がない場合のスポット形状の信号と比較することにより、異物の有無を判断する。異物があるとＣＰＵ３５が判断すると出力制御部３７からアラームなどの信号を出力する。
【００２６】
また、上記実施例はガラス基板１のある１点を通る線上における作用の説明であるが、レーザー光源２と受光器３の配置関係を保った状態でガラス基板１の表面上を平行移動させることにより、ガラス基板１全てにわたり、異物の検出を行うことができる。逆にレーザー光源２と受光器３を固定してガラス基板１を平行移動しても同様の効果があることは自明である。
【００２７】
ダイコーターを用いる製造工程においては、ダイコーターのダイヘッドの前部にレーザー光源２と受光器３を取り付け、ダイヘッドと伴に平行移動させることにより、ダイヘッドからの塗布直前に異物を検出でき、本発明の効果がより有効となる。
【実施例２】
【００２８】
図５は本発明の別の実施の形態を示す装置の断面図である。
図１、図２と同様の構成物には同じ番号が付してある。５０，５１は鏡、プリズムなどから構成される反射器を示す。
【００２９】
図１、図２の実施の形態での説明ではレーザー光源２および受光器３をガラス基板１の端部に設置しているが、図５の実施の形態ではガラス基板１の上側にレーザー光源２および受光器３を設置し、反射器５０，５１を設けることによりレーザー光を曲げてある。反射器５０，５１の設置はガラス基板１の表面上をガラス基板１とほぼ平行にレーザー光を照射する位置となっている。
【００３０】
したがって、この構成によりガラス基板１の端部は反射器５０，５１のみの設置でよく、設置空間が少ない製造装置においても本発明の効果が適用できる。
【実施例３】
【００３１】
図６は本発明の他の実施の形態を示す装置の外観図である。
図１、図２と同様の構成物には同じ番号が付してある。２１，３１はそれぞれ追加のレーザー光源、受光器を示す。
【００３２】
図１、図２の実施の形態ではレーザー光源２および受光器３をガラス基板１の端部に１組設置しているが、図６の実施の形態ではレーザー光源２,２１および受光器３,３１を２組相対して設置している。
【００３３】
一般に、レーザー光がガラス基板１の湾曲により反射・屈折した形を拡散板３８に結像させて観測する場合、その反射・屈折した点から拡散板３８までの距離が長いほど大きな変化像を観測できる。逆に反射・屈折した点から拡散板３８までの距離が短い場合は変化像が観測し難くなる。
【００３４】
そこで、図６の例では、受光器３付近に存在し、受光器３では検出し難い異物はレーザー光源２１および受光器３１を設置し受光器３１で検出できるようにしている。同様に受光器３１付近に存在し、受光器３１では検出し難い異物は受光器３で検出できる。
【００３５】
このように、レーザー光源および受光器を２組相対して設置することにより、ガラス基板１のどこに異物が付着または存在しても検出可能となる。
【実施例４】
【００３６】
図７はさらなる実施の形態を示す装置の断面図である。
【００３７】
図１、図２と同様の構成物には同じ番号が付してある。５２，５３，５４はレーザー光の反射器、６０はレーザー光を反射および透過するハーフミラーである。
【００３８】
実施例３においてはレーザー光源および受光器を２組相対して備えることでガラス基板１の裏面に付着または存在する異物の検出が困難となる範囲を防止しているが、本実施の形態ではレーザー光源および受光器１組で同様の効果を得るものである。
【００３９】
その動作を説明する。まずレーザー光源２はレーザー光がガラス基板１とほぼ平行でガラス基板１の表面より上部を照射するように配置する。レーザー光源２から照射されたレーザー光はハーフミラー６０で下向き光と直進光とに分離される。
【００４０】
まず、下向き光は反射器５４で向きを変えられ、ガラス基板１とほぼ平行でその表面を照射する。その後反射器５３で上方向に向きを変え、反射器５２でレーザー光源２の方向に反転する。そして、ハーフミラー６０で反射され、受光器３で結像する。
【００４１】
一方、ハーフミラー６０での直進光は上記と逆のルートを辿る。レーザー光源２から照射され、ハーフミラー６０を直進して、反射器５２で下方に向きを変え、反射器５３で反射し、ガラス基板１とほぼ平行でその表面を照射する。その後反射器５４で上方向に変わり、ハーフミラー６０を通過して受光器３で結像する。
【００４２】
その結果、ガラス基板１の裏面に付着または存在する異物１０に対して左右からのレーザー光を照射できる。したがって、本実施の形態ではレーザー光源および受光器を２組相対して備えて、異物１０の検出が困難となる範囲を防止するのと同様の効果がレーザー光源および受光器１組で得るもので、レーザー光源、受光器が削減でき、より経済的である。
【００４３】
また、上記実施例ではレーザー光源２と受光器３の設置位置はガラス基板１の表面上をガラス基板１とほぼ平行にレーザー光を照射する位置に固定を想定している。しかし、レーザー光源２と受光器３の設置位置をガラス基板１と垂直方向に可動できる構造とし、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、プラズマディスプレイ（ＰＤＰ）、有機ＥＬディスプレイなどのガラス基板１の厚さが異なっても製造工程において、その設置位置を可動させることにより本発明を適用した異物検出装置1台で厚さが異なるガラス基板１への対応が可能となる。
【００４４】
また、本発明はガラス基板１の裏の異物１０を検出するためにレーザー光を用いているが、このレーザー光はガラス基板１の表面にも異物があると表面での異物による拡散・散乱光も発生する。従って、従来例と同様にこの拡散・散乱光を捉まえる他の受光器をガラス基板１の上部に設けることにより、ガラス基板１の表面の異物も検出することができる。
【００４５】
つまり１つのレーザー光源を備え、レーザー光のスポット形状を観測する受光器と拡散・散乱光を観測する他の受光器とを設けることによりガラス基板１などの被検査対象物の表面と裏面とに付着または存在する両方の異物を検出することができ、1つのレーザー光源で従来例の効果と本発明の効果とを併せて発揮することができる。この場合の他の受光器の機能は従来と同様に単なる明るさの検出のみでも良く、また、本発明の受光器と同様の明るさと形状の両者を認識する機能とすると検出精度がさらに良くなる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の実施形態を示す装置の外観図である。
【図２】同装置の図１におけるＡ−Ａ’断面図である。
【図３】同装置の受光器におけるレーザー光のスポット形状説明図である。
【図４】同装置の受光器の構成を示す図である。
【図５】本発明の別の実施形態を示す装置の断面図である。
【図６】本発明の他の実施形態を示す装置の外観図である。
【図７】本発明のさらなるの実施形態を示す装置の断面図である。
【符号の説明】
【００４７】
１  ガラス基板
２，２１  レーザー光源
３，３１  受光器
４  吸着機能付作業台
１０  異物
３０  画像処理装置
３２  レンズ
３３  カメラ
３４  画像フィルター
３５  ＣＰＵ
３６  メモリ
３７  出力制御部
３８  拡散板
５０〜５４  反射器
６０  ハーフミラー
【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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【図６】
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【図７】
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