(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
カラーフィルタをマスク基板上に重ね合わせ、カラーフィルタ中の一色のカラーフィルタ層部分のみを光透過させ、その他の色のカラーフィルタ層部分を遮光するように位置合わせし、背後から光を照射して当該一色のカラーフィルタ層について色むらを検査するための色むら検査装置であって、
内部に光源が内蔵され上面が光照射面となった検査台と、
この検査台の上面に載置されたマスク基板を固定するためのマスク基板固定手段と、
マスク基板上に重ね合わされたカラーフィルタを上から押圧してカラーフィルタを固定保持するためのカラーフィルタ保持部と、
このカラーフィルタ保持部が先端に取り付けられたアームと、
このアームの後端が取り付けられアームを介して前記カラーフィルタのマスク基板に対する位置合わせを行ってマスク基板に形成された光透過部とカラーフィルタ内の所定色部分とを一致させるための位置合わせ手段とを備え、
前記位置合わせ手段が、マスク基板の縦方向および横方向にカラーフィルタをそれぞれ移動させるスライド調整部と、前記マスク基板上を中心として前記アームの後端を円弧状に移動させてマスク基板上に重ね合わせたカラーフィルタがマスク基板と平行になるように載置角度を調整するようにした角度調整部とを有することを特徴とする、カラーフィルタの色むら検査装置。
【請求項２】
前記スライド調整部が、縦方向粗動調整部と、縦方向微動調整部と、横方向粗動調整部と、横方向微動調整部とからなる請求項１記載の色むら検査装置。
【請求項３】
前記スライド調整部を構成する横方向粗動調整部、縦方向微動調整部、横方向微動調整部および縦方向粗動調整部がこの順で下から積載されており、前記アームが縦方向粗動調整部に取り付けられている請求項１または２記載の色むら検査装置。
【請求項４】
前記横方向微動調整部および縦方向粗動調整部の間に前記角度調整部が設けられている請求項３記載の色むら検査装置。
【請求項５】
前記縦方向微動調整部および横方向微動調整部が、互いに縦方向または横方向にスライド自在に係合した上板および下板と、この上板および下板のいずれかに取り付けられ上板または下板をそれらのスライド方向に微動させるマイクロメーターヘッド部とを備えたものである請求項２ないし４のいずれかに記載の色むら検査装置。
【請求項６】
前記角度調整部が、前記マスク基板上に中心を有する円弧状のレールと、このレールに沿って移動する移動台とを備えた請求項１記載の色むら検査装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶カラー・デイスプレイ装置等に使用するカラーフィルタの色むら検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
カラーフィルタは、通常、ガラス板等の透明基板上に、レッド（Ｒ）、グリーン（Ｇ）およびブルー（Ｂ）の各色のカラーフィルタ層を形成し、さらに各カラーフィルタ層の境界部にブラックマトリックス層を形成して製造される。
上記カラーフィルタ層は、一般に感光性インキをスピンコーターにて透明基板上に塗布し、乾燥、露光、現像、硬化させるフォトリソグラフィー法にて形成される。ところが、このようにして製造される各カラーフィルタ層には、塗布むらや温度むら等によって色むらができやすい。このような色むらのあるカラーフィルタは、不良品として製品から除去しなければならない。
【０００３】
そのため、最終的に製造されたカラーフィルタについて色むら検査を行い、ＲＧＢのいずれのカラーフィルタ層において色むらの発生の有無を確認し、色むらが発生したカラーフィルタ層の工程をチェックする必要がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
色むらの有無を検査するには、各カラーフィルタ層について（すなわち、各色ごとに）色むらを検査する必要がある。そのため、カラーフィルタの色むら検査にあたっては、一色のカラーフィルタ層の部分だけで光透過するように当該色のカラーフィルタ層部分を光透過性とし、その他の部分をマスク基板を使用して遮光する。すなわち、マスク基板をカラーフィルタと重ね合わせ、検査する色のカラーフィルタ層とマスク基板内の光透過部とを一致させ、背後から光を照射して、目視にて当該色のカラーフィルタ層について色むらの有無を検査する。
【０００５】
図８および図９は、マスク基板３上にカラーフィルタ４を重ね合わせ、カラーフィルタ層５１について色むら検査ができる状態を示している。マスク基板３にはカラーフィルタ４の透明基板５０と同様な透明基板５４の表面にブラックマトリックス層５７と同じ材料で作られた遮光層５５が形成されている。この遮光層５５には各色のカラーフィルタ層に対応する位置でかつ当該カラーフィルタ層よりもやや広い大きさのスリット部５６（光透過部）が形成されている。
【０００６】
一方、カラーフィルタ４には、ストライプ状にＲ，Ｇ，Ｂの各カラーフィルタ層５１，５２，５３が並設され、さらに各カラーフィルタ層５１，５２，５３の間隙およびそれらの周囲にはブラックマトリックス層５７が形成されている。
そして、カラーフィルタ層５１の色むら検査を行うには、マスク基板３のスリット部５６の上にカラーフィルタ層５１が配置されるように、マスク基板３とカラーフィルタ４との位置決めを行わなければならない。
従来、カラーフィルタ４の色むら検査では、検査員がカラーフィルタ４とマスク基板３とを重ね合わせ、手でカラーフィルタ４を動かしながら前記カラーフィルタ層５１とマスク基板３のスリット部５６とを一致させていた。
【０００７】
ところが、カラーフィルタ層５１，５２，５３は、幅約１００μｍのストライプ状で構成され、かつそれらが約１０〜２０μｍの間隔で並設されおり、きわめて微細なパターンである。
そのため、カラーフィルタ４とマスク基板３とを手で動かして位置合わせする従来の方法では、位置合わせが非常に困難であり、その結果検査作業に多くの時間がかかり、効率が悪かった。
そこで、本発明の目的は、カラーフィルタとマスク基板との位置合わせが容易になり、検査の作業性および効率を向上させることができるカラーフィルタ用色むら検査装置を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、カラーフィルタの色むら検査において最も困難なカラーフィルタとマスク基板との位置合わせを簡単にかつ確実に行えるようにするために鋭意研究を重ねた結果、簡単な手動操作にて位置合わせを行える機構を備えた色むら検査装置の開発に成功し、本発明を完成するに至った。
【０００９】
すなわち、本発明の色むら検査装置は、カラーフィルタをマスク基板上に重ね合わせ、カラーフィルタ中の一色のカラーフィルタ層部分のみを光透過させ、その他の色のカラーフィルタ層部分を遮光するように位置合わせし、背後から光を照射して当該一色のカラーフィルタ層について色むらを検査するための色むら検査装置であって、内部に光源が内蔵され上面が光照射面となった検査台と、この検査台の上面に載置されたマスク基板を固定するためのマスク基板固定手段と、マスク基板上に重ね合わされたカラーフィルタを上から押圧してカラーフィルタを固定保持するためのカラーフィルタ保持部と、このカラーフィルタ保持部が先端に取り付けられたアームと、このアームの後端が取り付けられアームを介して前記カラーフィルタのマスク基板に対する位置合わせを行ってマスク基板に形成された光透過部とカラーフィルタ内の所定色部分とを一致させるための位置合わせ手段とを備え、前記位置合わせ手段が、マスク基板の縦方向および横方向にカラーフィルタをそれぞれ移動させるスライド調整部と、前記マスク基板上を中心として前記アームの後端を円弧状に移動させてマスク基板上に重ね合わせたカラーフィルタがマスク基板と平行になるように載置角度を調整するようにした角度調整部とを有することを特徴とする。
【００１０】
このように、本発明では、マスク基板上に重ねたカラーフィルタを保持部で押さえ、この保持部がアームに取り付けられているので、前記位置合わせ手段によってアームを介してカラーフィルタを縦方向および横方向にスライドさせたり、あるいはカラーフィルタの載置角度を調整したりできるので、従来のように手でカラーフィルタを動かしながら位置合わせするのに比べて、作業が著しく容易になる。
前記スライド調整部は、縦方向粗動調整部と、縦方向微動調整部と、横方向粗動調整部と、横方向微動調整部とからなるのが好ましい。従って、位置合わせにあたっては、粗動調整部で大まかな調整を行い、微動調整部で微細な調整を行うことができる。
【００１１】
前記スライド調整部では、横方向粗動調整部、縦方向微動調整部、横方向微動調整部および縦方向粗動調整部をこの順で下から積載し、前記アームの後端を縦方向粗動調整部に取り付けている。このように積載することにより、装置をコンパクト化することができる。
前記縦方向微動調整部および横方向微動調整部としては、互いに縦方向または横方向にスライド自在に係合した上板および下板と、この上板または下板をスライドさせるマイクロメーターヘッド部とを備えたものが使用可能である。従って、マイクロメーターヘッド部を操作することによって、アームを正確に所定位置に微動させることが可能となり、微細な位置合わせが容易になる。
【００１２】
また、前記角度調整部は、前記マスク基板上に中心を有する円弧状のレールと、このレールに沿って移動する移動台とを備えているのが好ましい。かかる角度調整部によって、マスク基板とカラーフィルタとの角度のずれを簡単に修正することができ、角度がずれて他の色のカラーフィルタ層を透過した光で、色むらの検査が妨げられるのを防止することができる。
前記移動台には、前記したように縦方向粗動調整部を介してアームを取り付けてもよく、あるいは直接アームを取り付けてもよい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明のカラーフィルタ用色むら検査装置を詳細に説明する。
図１は本発明のカラーフィルタ用色むら検査装置の一実施形態を示す斜視図である。
図１において、１は検査台であり、内部に光源が内蔵され上面が光照射面２となっている。この光照射面２上に、図２に示すようにマスク基板３を置き、このマスク基板３上に検査用のカラーフィルタ４を重ね合わせる。なお、図１では、１枚の透明基板に２つのカラーフィルタ４，４が形成されている。
【００１４】
図１に示すように、光照射面２のコーナー部にはＬ字形のマスク基板位置決め具５が設けられ、この位置決め具５にマスク基板３の角部を押し当てる。また、位置決め具５に対して対角線上の反対側にはマスク基板固定具６（マスク基板固定手段）が設けられている。このマスク基板固定具６は、比較的重量のある部材でつくられており、図２に示すようにＬ字形の内側に設けられた薄板部６１の内面がマスク基板３の端面に当接して、上記位置決め具５と共にマスク基板３が不用意に動かないように固定している。
【００１５】
マスク基板３上に重ね合わされる検査用カラーフィルタ４は、カラーフィルタ保持部７によって動かないように上から押圧され固定保持される。カラーフィルタ保持部７は、図３に示すように、棒体７１と、この棒体７１の下面に設けられたゴム弾性体７２とからなる。棒体７１はその上面両側部に立設した一対のガイドバー７５，７５によってアーム８の先端８ａに保持されると共に、棒体７１の上面中央部に設けた押圧部７３によって下向きに押圧される。この押圧部７３は内部にコイルバネ（図示せず）が内蔵されており、このバネの弾性力によって棒体７１をカラーフィルタ４に押圧している。押圧力はナット７４を調節することによって調整可能である。
以上の構成により、アーム８を動かすことにより、このアーム先端８ａに取り付けられた保持部７を介してカラーフィルタ４を自由に動かすことができるようになる。
【００１６】
アーム８の先端８ａは、図３に示すように蝶番４０によってアーム８の本体８ｂと接続されており、これによってカラーフィルタ保持部７を有するアーム先端８ａを上方に回動させて持ち上げることができる。従って、カラーフィルタ４の着脱が容易になる。一方、検査時にアーム先端８ａが不用意に持ち上がらないようにロック部４１が蝶番４０と共に設けられる。このロック部４１はいかなる機構でもよいが、例えば図３に示すように長手方向に長孔４２が形成されたスライド片４３をアーム先端８ａにスライドさせてアーム先端８ａをロックすることができる（図２はロック状態を示している）。ロックを解除する場合には、スライド片４３を矢印Ｃ方向にスライドさせればよい。
【００１７】
アーム８の後端は、図１に示すように位置合わせ手段９に取り付けられている。この位置合わせ手段は、マスク基板３に形成された光透過部とカラーフィルタ４内の所定色部分とを一致させるためのものであって、図４および図５に示すように、検査台１の前面に付設されたテーブル１０上に設置されている。より詳しく説明すると、位置合わせ手段９は、横方向粗動調整部１１と、縦方向微動調整部１２と、横方向微動調整部１３と、角度調整部１４と、縦方向粗動調整部１５とからなり、この順序でテーブル１０上に設置されている。そして、最上段の縦方向粗動調整部１５の上部にはアーム８が取り付けられる。
ここで、横方向とは図１に示す矢印Ａの方向（すなわち、テーブル１０の長手方向）を意味し、縦方向とは矢印Ｂの方向（すなわち、テーブル１０の幅方向）を意味するものとする。
【００１８】
横方向粗動調整部１１は、アーム８を横方向に移動させて、カラーフィルタ４のおおよその位置決めを行うためのものである。かかる横方向粗動調整部１１は、テーブル１０上に横方向に沿って敷設されたレール１６と、このレール１６と係合しレール１６に沿って移動するスライド台１７とからなる。レール１６とスライド台１７とをスライド自在に係合するために、例えばノングリースタイプのベアリング式のリニアガイドが設けられる。
かかる横方向粗動調整部１１には、図５に示すようにスライドロック３９が付設される（便宜上、図４ではスライドロック３９を省略している）。
【００１９】
スライド台１７の上部に設けられる縦方向微動調整部１２は、互いに縦方向にスライド自在に係合した上板１８および下板１９と、この下板１９に取り付けられ上板１８をそれらのスライド方向に微動させるマイクロメーターヘッド部２０とを有する。そして、マイクロメーターヘッド部２０の先端部は、上板１８の側部に付設された当接板１８ａに当接または固定されているため、つまみ２０ａを回すことにより、上板１８を下板１９に対して微動させることができる。微動範囲は約５〜１０μｍであるのがよい。
上板１８と下板１９とは、図５に示すようにボールベアリング２１にて互いにスライド自在に係合する。また、上板１８には該上板１８を固定するためのロック用つまみ２２が設けられている。
【００２０】
次の横方向微動調整部１３では、前記上板１８が下板となって、その上面に横方向にスライド自在に第２の上板２４が係合する。その他は、縦方向微動調整部と実質的に同じである。すなわち、上板１８に対して第２の上板２４を微動させるためのマイクロメーターヘッド部２５が上板１８の側部に設けられる。
上板１８と第２の上板２４とは、ボールベアリング２３によってスライド自在に係合する。また、上板２４には該上板２４を固定するためのロック用つまみ２６が設けられている。
【００２１】
前記第２の上板２４の上面には角度調整部１４が設けられる。すなわち、第２の上板２４上面に取り付けられたプレート２７の上面には、図６に示すように円弧状レール２８が敷設され、前記アーム８が積載された移動台２９がレール２８に移動可能に取り付けられる。上記円弧状レール２８はその円弧の中心がマスク基板３上、好ましくはマスク基板３の中心にあるように設定するのがよい。
また、プレート２７の上面には上記円弧状レール２８と共に横方向に平行にラック３０が敷設される。このラック３０に係合するピニオン（図示せず）が内蔵された操作部３１の前面には、前記ピニオンに接続されたハンドル３２が設けられる。
【００２２】
操作部３１の後端はＵ字形の切り欠き部３３が設けられる。そして、移動台２９に突設されたピン３４がこの切り欠き部３３内に収容されている。
前記移動台２９には、縦方向粗動調整部１５を介してアーム８が取り付けられている。上記縦方向粗動調整部１５は互いに係合するラック３５とピニオン（図示せず）とから構成される。ラック３５はアーム８の下部に取り付けられると共に、ピニオン収容ケース３６は図４に示すようにスペーサー３７を介して移動台２９上に取り付けられる。また、ピニオン収容ケース３６の側面にはピニオンに接続されたハンドル３８が取り付けられる。
【００２３】
次に、本発明の色むら検査装置を用いて、カラーフィルタ４の色むらを検査する方法を説明する。
まず、アーム先端８ａに設けたスライド片４３を図２に示す矢印Ｃ方向にスライドさせてアーム先端８ａのロックを外し、カラーフィルタ保持部７を上方に持ち上げる。ついで、マスク基板３を検査台１の光照射面２上に載置し、位置決め具５で位置決めした後、固定具６を位置決め具５の対角線上の反対側に配置して固定する。
そして、マスク基板３の上面にカラーフィルタ４を配置し、カラーフィルタ保持部７をカラーフィルタ４上に下ろして、カラーフィルタ４をマスク基板３上に押圧して固定する。そして、マスク基板３に対するカラーフィルタ４のおよその位置合わせを行うため、横方向粗動調整部１１および縦方向粗動調整部１５を操作する。
【００２４】
横方向粗動調整部１１では、図５に示すスライドロック３９をゆるめ、レール１６に沿って位置合わせ手段９全体を移動させ、カラーフィルタ４を横方向に移動させる。そして、およその所定位置に到達すると、スライドロック３９を締めて、横方向粗動調整部１１を動かないようにロックする。
一方、縦方向粗動調整部１５では、ピニオンに連結したハンドル３８を回してラック３５を移動させてラック３５上に取り付けられたアーム８を縦方向にスライドさせて、カラーフィルタ４をおよその所定位置に移動させる。
【００２５】
縦方向および横方向の粗動による調整が完了した後、カラーフィルタ４がマスク基板３と平行でない場合には、角度調整部１４にてカラーフィルタ４の載置角度を調整する。すなわち、図６に示すように角度調整用のハンドル３２を左右いずれかに回しながらラック３０に沿って操作部３１を横方向に移動させる。このとき、図７に示すように、操作部３１先端のＵ字形切り欠き部３３内には、移動台２９から突設したピン３４が収容されているため、操作部３１を横方向に移動させると［例えば図７に示す(i) の位置から(ii)または(iii) の位置に移動させると］、移動台２９も横方向に移動するが、移動台２９は円弧状レール２８上に載せられているため、ピン３４がＵ字形切り欠き部３３から抜け出す方向に移動しながら、移動台２９は円弧状レール２８に沿って円弧を描きながら移動する。移動台２９の移動角度θは６０°（すなわち(i) の中心線に対して±３０°）程度でよい。
【００２６】
このようにしてカラーフィルタ４をマスク基板３と平行に揃えた後、縦方向および横方向へ微動調整を行う。縦方向微動調整部１２では、図４に示すように下板１９に取り付けられたマイクロメーターヘッド部２０のつまみ２０ａを回して上板１８を微動させて、カラーフィルタ４の縦方向の位置を微調整する。
また、横方向微動調整部１３では、上記上板１８に取り付けられたマイクロメーターヘッド部２５のつまみを回して、上板１８上にスライド自在に載置された第２の上板２４を微動させ、カラーフィルタ４の横方向の位置を微調整する。
【００２７】
これらの調整の結果、図８および図９に示すように、カラーフィルタ４の透明基板５０の表面に交互にストライプ上に形成されたＲＧＢ３色のカラーフィルタ層５１，５２，５３のうちの１つのカラーフィルタ層５１は、マスク基板３の透明基板５４上に設けた遮光層５５内のスリット部５６と一致し、下からの光はスリット部５６を経てカラーフィルタ層５１を透過する。従って、検査時に上から視認できる光は単色のカラーフィルタ層５１を透過した光のみであり、他のカラーフィルタ層５２，５３を透過した光が混じり合うことがない。また、カラーフィルタ層５１の一部がマスク基板３の遮光層５５の部分と重なっていないので、カラーフィルタ層５１の全領域において光は透過する。従って、カラーフィルタ層５１の色むら検査を高精度で行うことができる。他のカラーフィルタ層５２，５３の場合も同様にして位置調整を行って、色むら検査を行うことができる。
【００２８】
なお、マスク基板３の固定には、固定具６を使用したが、接着剤や粘着テープを用いて固定してもよく、本発明におけるマスク基板固定手段とは、このような接着剤や粘着テープ等をも含む概念である。
また、以上の説明では、位置合わせ手段９を構成する横方向粗動調整部１１、縦方向微動調整部１２、横方向微動調整部１３、角度調整部１４および縦方向粗動調整部１５をこの順で下から積載したが、積載順序はこの順に限定されるものではなく、必要に応じて適宜変更可能である。
さらに、マイクロメーターヘッド部２０，２５の取り付け位置は図４および図５に示した位置に限定されるものではない。
また、位置合わせ手段９のうち、粗動調整部は設けずに、アームを手で粗動させるようにしてもよい。
【００２９】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、カラーフィルタに形成された各カラーフィルタ層の色むら検査時に必要とされるカラーフィルタとマスク基板との位置合わせが容易になり、検査の作業性および効率が向上するという効果がある。
【００３０】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の色むら検査装置の一実施態様を示す斜視図である。
【図２】マスク基板３の固定状態を示す部分断面図である。
【００３１】
【図３】カラーフィルタ保持部を有するアームの先端部分を示す斜視図である。
【図４】位置合わせ手段の一例を示す側面図である。
【図５】図４に示す位置合わせ手段の正面図である。
【図６】図４に示す位置合わせ手段の要部を示す平面図である。
【００３２】
【図７】角度調整部の動作を示す説明図である。
【図８】マスク基板と位置合わせされたカラーフィルタ４の平面図である。
【図９】図８の拡大断面図である。
【符号の説明】
１    検査台
２    光照射面
３    マスク基板
４    カラーフィルタ
６    マスク基板固定具
７    カラーフィルタ保持部
８    アーム
９    位置合わせ手段
１１    横方向粗動調整部
１２    縦方向微動調整部
１３    横方向微動調整部
１４    角度調整部
１５    縦方向粗動調整部
【図１】
0003854727.tif 000002
【図２】
0003854727.tif 000003
【図３】
0003854727.tif 000004
【図４】
0003854727.tif 000005
【図５】
0003854727.tif 000006
【図６】
0003854727.tif 000007
【図７】
0003854727.tif 000008
【図８】
0003854727.tif 000009
【図９】
0003854727.tif 000010