JP2001194313A - 異物検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 例えば、ＬＣＤに使用されているガラス基板
などの透明基板と偏光フィルムとの間に存在している異
物を確実に検出することができる異物検査装置を提供す
ること。 【解決手段】 表面に偏光フィルム９，１０が貼着され
た透明基板４，５に対して、前記偏光フィルム９，１０
の偏光面と平行な偏光面を有する光１８と、前記偏光フ
ィルム９，１０の偏光面と直交する偏光面を有する光１
９とを照射し、そのとき生ずるそれぞれの散乱光１８
ａ，１８ｂ，１９ａに基づく情報を比較することによ
り、前記透明基板４，５と偏光フィルム９，１０との間
に存在する異物２７を検出するようにしている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、表面に偏光フィ
ルムが貼着されたガラス基板などの透明な基板と前記偏
光フィルムとの間に存在する異物を検出する装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、ブラウン管に代わる小型かつ軽量
の表示装置として、液晶表示装置（ＬＣＤ）が注目され
るに至っている。図６は、一般的なＬＣＤ１の構成を概
略的に示すもので、この図に示すように、ＬＣＤ１は、
平面視矩形（例えば長方形）で、セル２とバックライト
３とからなる。そして、セル２は、上下一対の透明なガ
ラス基板４，５と、これらのガラス基板４，５の間に互
いに密接した状態で挟持されるカラーフィルタ６、液晶
７およびカラーフィルタアレー基板８と、ガラス基板
４，５のそれぞれの外面４ａ，５ａに貼着される偏光フ
ィルム９，１０とからなり、上部の偏光フィルム９の表
面９ａがＬＣＤ１の表示画面となっている。また、バッ
クライト３は、下部の偏光フィルム１０の表面１０ａに
密着するようにして設けられている。

【０００３】ところで、上記構成のＬＣＤ１の製造工程
においては、ガラス基板４，５がガラス基板搬送ライン
を通過した後、ガラス基板４，５の外面４ａ，５ａに偏
光フィルム９，１０が貼着されるが、ガラス基板搬送ラ
インを通過中にガラス基板４，５にゴミなどの異物が付
着したり、あるいは、偏光フィルム搬送ラインを通過す
る貼着前の偏光フィルム９，１０にゴミなどの異物が付
着していたりして、偏光フィルム９，１０の表面９ａ，
１０ａのみならず、ガラス基板４と偏光フィルム９の裏
面９ｂとの間やガラス基板５と偏光フィルム１０の裏面
１０ｂとの間に前記異物が入り込む可能性がある。この
ため、従来においては、ガラス基板４の斜め上方からレ
ーザ光を照射して、異物からの散乱光を光検出器によっ
て検出するといったレーザ散乱計測方法を用いて、前記
異物の検査を行うようにしていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記偏
光フィルム９，１０は、その厚みがせいぜい１００μｍ
程度というようにきわめて薄く、したがって、このよう
な薄い偏光フィルム９，１０の表面９ａ，１０ａおよび
裏面９ｂ，１０ｂのいずれの面に異物が付着しているの
かを判別することはきわめて難しいものであった。これ
は、光検出器の焦点深度に起因しており、偏光フィルム
９，１０が薄いほど困難となっていた。特に、ガラス基
板４，５のような透明な基板に貼着された偏光フィルム
９，１０においては、片面側、つまり、偏光フィルム
９，１０の表面９ａ，１０ａ側からの検査しか行うこと
ができず、前記異物が偏光フィルム９，１０の表面９
ａ，１０ａに存在しているのか、それとも、偏光フィル
ム９，１０の裏面９ｂ，１０ｂ、つまり、ガラス基板
４，５と偏光フィルム９，１０の裏面９ｂ，１０ｂとの
間に存在しているのかを容易に判別することができなか
った。

【０００５】上述した課題は、ＬＣＤにおいてのみなら
ず、表面に偏光フィルムが貼着された透明基板において
一般に生じているところである。

【０００６】この発明は、上述の事柄に留意してなされ
たもので、その目的は、例えば、ＬＣＤに使用されてい
るガラス基板などの透明基板と偏光フィルムとの間に存
在している異物を確実に検出することができる異物検査
装置を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に記載の発明は、表面に偏光フィルムが貼
着された透明基板に対して、前記偏光フィルムの偏光面
と平行な偏光面を有する光と、前記偏光フィルムの偏光
面と直交する偏光面を有する光とを照射し、そのとき生
ずるそれぞれの散乱光に基づく情報を比較することによ
り、前記透明基板と偏光フィルムとの間に存在する異物
を検出するようにしている。

【０００８】例えば、ＬＣＤにおいては、透明基板とし
てのガラス基板の一方の面に、偏光フィルムが必ず貼着
されている。この偏光フィルムは、図３に示すように、
入射光の偏光方向により、入射光を透過させたり透過さ
せなかったりする性質を備えている。すなわち、この図
において、光源１４からの光１８が偏光フィルム９の偏
光面と平行な偏光面を有する場合には、符号１８’で示
すように、偏光フィルム９を透過するが、光源１５から
の光１９が偏光フィルム９の偏光面と直交した偏光面を
有する場合には、偏光フィルム９を透過することができ
ない。

【０００９】請求項１に記載の発明では、上述のような
偏光フィルム９（または１０）の性質を巧みに利用し、
表面に偏光フィルムが貼着された透明基板に対して、前
記偏光フィルムの偏光面と平行な偏光面を有する光を照
射したとき、異物が偏光フィルムの表面および裏面にそ
れぞれ存在する場合、その両方の異物からの散乱光が得
られるが、偏光フィルムの偏光面と直交した偏光面を有
する光を照射したときには、異物が偏光フィルムの表面
および裏面にそれぞれ存在していても、偏光フィルムの
表面に存在する異物からしか散乱光が得られない。した
がって、互いに異なる偏光面を有する二つの光を照射し
たときにそれぞれ生ずる散乱光をそれぞれ光検出器で検
出し、各光検出器の出力（散乱光情報）を比較すること
により、偏光フィルムの裏面に存在する異物を判別する
ことができる。

【００１０】そして、請求項２に記載の発明は、表面に
偏光フィルムが貼着された透明基板の裏面側から光を照
射するとともに、偏光フィルム側から偏光フィルムの偏
光面と直交する偏光面を有する光を照射し、そのときそ
れぞれの散乱光に基づく情報を比較することにより、前
記透明基板と偏光フィルムとの間に存在する異物を検出
するようにしている。

【００１１】上記請求項２に記載の発明では、透明基板
の裏面側から光を照射することにより、偏光フィルムの
表裏両面に存在する異物からの散乱光が得られる。そし
て、偏光フィルム側から偏光フィルムの偏光面と直交す
る偏光面を有する光を照射することにより、偏光フィル
ムの表裏両面に異物が存在していても、偏光フィルムの
表面に存在する異物からしか散乱光が得られない。した
がって、透明基板の裏面側および偏光フィルム側からそ
れぞれ光を照射したときにそれぞれ生ずる散乱光をそれ
ぞれ光検出器で検出し、各光検出器の出力（散乱光情
報）を比較することにより、偏光フィルムの裏面に存在
する異物を判別することができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】この発明の実施の形態を、図面を
参照しながら説明する。図１および図２は、この発明の
第１の実施の形態を示す。この実施の形態においては、
検査対象であるＬＣＤは、バックライト３が取り付けら
れる前の段階、すなわち、セル２だけの半製品状態であ
るとし、図１において、符号１Ａで表す。そして、図１
において、１１は互いに垂直な３つの方向、Ｘ方向（図
の左右方向）、Ｙ方向（紙面に垂直な方向）およびＺ方
向（図の上下方向）のそれぞれに自在に移動しうる検査
ステージで、前記ＬＣＤ１Ａを水平に保持するよう構成
されている。

【００１３】そして、この実施の形態においては、二つ
の照射光学系と二つの検出光学系が設けられている。す
なわち、図１において、１２，１３は検査ステージ１１
のＸ方向の両端部側の上方に設けられる照射光学系であ
る。これらの照射光学系１２，１３は、光源１４，１５
と集光レンズアレイ１６，１７とから構成される。そし
て、光源１４，１５は、いずれもレーザ光源よりなる
が、一方の光源１４は、ＬＣＤ１Ａの上部の偏光フィル
ム９の偏光面と平行な偏光面を有する光（例えばｐ偏光
レーザ光）１８を発するように構成されており、他方の
光源１５は、前記偏光フィルム９の偏光面と直交する偏
光面を有する光（例えばｓ偏光レーザ光）１９を発する
ように構成されている。つまり、二つのレーザ光源１
４，１５は、互いの偏光面が９０°異なるｐ偏光レーザ
光１８、ｓ偏光レーザ光１９をそれぞれ発する。そし
て、各集光レンズアレイ１５，１７は、例えばシリンド
リカルレンズなどの屈折率分布レンズをアレイ化したも
のよりなり、ＬＣＤ１Ａの幅（Ｙ方向の長さ）方向を全
体を照射できる程度の長さを有する。なお、集光レンズ
アレイ１５，１７は、レーザ光１８，１９を絞って感度
を向上させるものであり、必ずしも必要ではない。

【００１４】また、図１において、２０，２１は前記検
査ステージ１１の真上に適宜の間隔をおいて照射光学系
１２，１３の間に位置するように設けられる検出光学系
である。これらの検出光学系２０，２１は、光検出器２
２，２３と集光レンズアレイ２４，２５とからなる。光
検出器２２，２３は、例えばＣＣＤアレイセンサよりな
り、Ｙ方向に横設されている。そして、集光レンズアレ
イ２４，２５は、光検出器２２，２３に対応するように
してそれらの下方（検査ステージ１１に近い側）に設け
られ、例えばセルフォックレンズ（商品名）などの屈折
率分布レンズをアレイ化したものよりなる。なお、検出
光学系２０，２１は、ＬＣＤ１Ａの幅方向を全体を検出
できる程度の長さを有している。

【００１５】次に、上記構成の異物検査装置の動作につ
いて、図２をも参照しながら説明する。今、図２に示す
ように、偏光フィルム９の表面９ａおよび裏面９ｂにそ
れぞれ異物２６，２７が存在しているものとする。例え
ば、まず、一方のレーザ光源１４から偏光フィルム９の
偏向面と平行な偏光面を有する光であるｐ偏光レーザ光
１８を、偏光フィルム９の表面９ａ側からＬＣＤ１Ａに
対して照射すると、図において符号１８ａ，１８ｂで示
すように、偏光フィルム９の表面９ａおよび裏面９ｂに
それぞれ存在する異物２６，２７のいずれからも散乱光
が発生し、これらの散乱光１８ａ，１８ｂは、それぞれ
光検出器２２，２３によって検出される。

【００１６】次に、他方のレーザ光源１５から偏光フィ
ルム９の偏向面と直交する偏光面を有する光であるｓ偏
向レーザ光１９を、偏光フィルム９の表面９ａ側からＬ
ＣＤ１Ａに対して照射すると、図において符号１９ａで
示すように、偏光フィルム９の表面９ａに存在する異物
２６からは散乱光が生ずるが、ｓ偏向レーザ光１９は偏
光フィルム９を透過することができないため、偏光フィ
ルム９の裏面９ｂに存在する異物２７から散乱光が生ず
ることがなく、前記異物２６からの散乱光１９ａが例え
ば光検出器２２によって検出される。

【００１７】つまり、偏光フィルム９の表面９ａ、裏面
９ｂに異物２６，２７が存在している場合、偏光フィル
ム９の偏光面と平行な偏光面を有するｐ偏光レーザ光１
８を偏光フィルム９に照射すると、前記表面９ａ、裏面
９ｂ両側の異物２６，２７からの散乱光１８ａが得られ
るのに対し、偏光フィルム９の偏光面と直交する偏光面
を有するｓ偏光レーザ光１９を偏光フィルム９に照射す
ると、前記表面９ａ側の異物２６からしか散乱光１９ａ
が得られない。

【００１８】そこで、偏光フィルム９に対して、ｐ偏光
レーザ光１８を照射したときに得られる散乱光１８ａ，
１８ｂの情報と、ｓ偏光レーザ光１９を照射したときに
得られる散乱光１９ｂの情報とを比較することにより、
偏光フィルム９の裏面９ｂ側に存在する異物２７のみを
特定することができる。

【００１９】そして、ＬＣＤ１Ａにおける偏光フィルム
９を全面的に検査するには、検査ステージ１１をＸ，Ｙ
方向に適宜移動すればよい。なお、図２に示す例におい
て、偏光フィルム１０における異物の検査については、
例えば、セル２だけの半製品状態のＬＣＤ１Ａを裏返し
て、上述したと同様にすることにより、偏光フィルム１
０の裏面１０ｂ側に存在する異物を特定することができ
る。また、上述の実施の形態においては、検出光学系を
二つ２０，２１設けているが、一つの検出光学系のみで
あってもよい。さらに、照射光学系も一つだけ設け、単
一の照射光学系でｐ偏向レーザ光１８とｓ偏向レーザ光
１９とを切り換えて出力できるようにしてってもよい。

【００２０】上述の第１の実施の形態においては、半製
品状態のＬＣＤ１Ａにおける異物の検査であったが、図
６に示すように、セル２とバックライトとが組み合わさ
れた完成品のＬＣＤ１においては、図４および図５に示
すようにして検査するのは好ましい。以下、これを第２
の実施の形態として説明する。

【００２１】図４および図５において、３１，３２はそ
れぞれ照射光学系、検出光学系で、照射光学系３１は、
光源３３と集光レンズアレイ３４とから構成され、検出
光学系３２は、光検出器３５と集光レンズアレイ３６と
から構成されている。

【００２２】そして、前記光源３３は、第１の実施の形
態における光源１５と同様に、偏光フィルム９（図５参
照）の偏光面と直交する偏光面を有する光（例えばｓ偏
光レーザ光）３７を発するように構成されている。ま
た、前記集光レンズアレイ３４は、例えばシリンドリカ
ルレンズなどの屈折率分布レンズをアレイ化したものよ
りなり、ＬＣＤ１の幅（Ｙ方向の長さ）方向を全体を照
射できる程度の長さを有する。

【００２３】また、前記光検出器３５は、前記第１の実
施の形態における光検出器２３と同様に、ＣＣＤアレイ
センサよりなり、Ｙ方向に横設されている。そして、集
光レンズアレイ３６は、光検出器３５に対応するように
してその下方に設けられ、例えばセルフォックレンズ
（商品名）などの屈折率分布レンズをアレイ化したもの
よりなる。なお、検出光学系３２は、ＬＣＤ１の幅方向
を全体を検出できる程度の長さを有している。

【００２４】次に、上記構成の異物検査装置の動作につ
いて、図５をも参照しながら説明する。今、図５
（Ａ），（Ｂ）に示すように、偏光フィルム９の表面９
ａおよび裏面９ｂにそれぞれ異物３８，３９が存在して
いるものとする。この実施の形態においては、セル２の
裏面（下面）側に設けられているバックライト３からの
光４０をも利用する。

【００２５】すなわち、図５（Ａ）に示すように、偏光
フィルム９の表面側に存在する異物３８に対して、バッ
クライト３から光４０およびレーザ光源３３からのｓ偏
光レーザ光３７照射すると、この異物３８においては、
図５（Ａ）において符号３７’，４０’で示すように、
ｓ偏光レーザ光１９およびバックライト光４０が異物３
８に照射されることに起因する散乱光が発生し、これら
の散乱光３７’，４０’は、光検出器３５によって検出
される。一方、図５（Ｂ）に示すように、偏光フィルム
９の裏面９ｂ側に存在する異物３９に対して、前記バッ
クライト３から光４０およびレーザ光源３３からのｓ偏
光レーザ光３７照射すると、バックライト３からの光４
０のみ偏光フィルム９を透過し、ｓ偏光レーザ光３７は
偏光フィルム９を透過することができないため、バック
ライト３からの光４０が異物３９に照射されることに起
因する散乱光４０’のみが発生し、この散乱光４０’が
光検出器３５によって検出される。

【００２６】したがって、この実施の形態においても、
上記第１の実施の形態と同様に、偏光フィルム９の表面
９ａ、裏面９ｂに異物３８，３９が存在している場合、
バックライト３からの光４０を偏光フィルム９に照射す
ると、前記表面９ａ、裏面９ｂ両側の異物３８，３９か
らの散乱光４０’が得られるのに対し、偏光フィルム９
の偏光面と直交する偏光面を有するｓ偏光レーザ光３７
を偏光フィルム９に照射すると、前記表面９ａ側の異物
３８からしか散乱光３７’が得られない。

【００２７】そこで、偏光フィルム９に対して、バック
ライト３からの光４０を照射したときに得られる散乱光
４０’の情報（全異物情報）と、ｓ偏光レーザ光３７を
照射したときに得られる散乱光３７’の情報（表面異物
情報）とを比較することにより、偏光フィルム９の裏面
９ｂ側に存在する異物３９のみを特定することができ
る。

【００２８】なお、上述の実施の形態のいずれにおいて
も、偏光フィルム９，１０がガラス基板４，５に貼着し
たものであったが、この発明は、偏光フィルム９，１０
がガラス基板以外の透明な基板に貼着してあるものにも
適用することができる。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、この発明の異物検
査装置によれば、ガラス基板などの透明基板と偏光フィ
ルムとの間に存在している異物を確実に検出することが
でき、例えばＬＣＤの品質向上に大いに寄与できる。

【００３０】特に、請求項１に記載の発明によれば、半
製品の状態であるＬＣＤを製造工程中において検査する
ことができ、製造工程における歩留りを大いに向上させ
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施の形態における異物検査装置の構成
を概略的に示す斜視図である。

【図２】前記装置の動作を説明するための図である。

【図３】偏光フィルムの特性を説明するための図であ
る。

【図４】第２の実施の形態における異物検査装置の構成
を概略的に示す斜視図である。

【図５】前記装置の動作を説明するための図である。

【図６】ＬＣＤの構成を概略的に示す断面図である。

【符号の説明】

４，５…透明基板、９，１０…偏光フィルム、１８，１
９…照射光、１８ａ，１８ｂ，１９ａ…散乱光、２６，
２７…異物、３７，４０…照射光、３７’，４０’…散
乱光、３８，３９…異物。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 表面に偏光フィルムが貼着された透明基
   板に対して、前記偏光フィルムの偏光面と平行な偏光面
   を有する光と、前記偏光フィルムの偏光面と直交する偏
   光面を有する光とを照射し、そのとき生ずるそれぞれの
   散乱光に基づく情報を比較することにより、前記透明基
   板と偏光フィルムとの間に存在する異物を検出するよう
   にしたことを特徴とする異物検査装置。
2. 【請求項２】 表面に偏光フィルムが貼着された透明基
   板の裏面側から光を照射するとともに、偏光フィルム側
   から偏光フィルムの偏光面と直交する偏光面を有する光
   を照射し、そのときそれぞれの散乱光に基づく情報を比
   較することにより、前記透明基板と偏光フィルムとの間
   に存在する異物を検出するようにしたことを特徴とする
   異物検査装置。