JP2003098036A

JP2003098036A - カラーフィルタの色ムラ検査方法及び色ムラ検査装置

Info

Publication number: JP2003098036A
Application number: JP2001293186A
Authority: JP
Inventors: Naohiro Akiyama; 直弘秋山; Junichi Saito; 純一斉藤
Original assignee: Toppan Printing Co Ltd
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 2001-09-26
Filing date: 2001-09-26
Publication date: 2003-04-03

Abstract

(57)【要約】【課題】カラーフィルタの色ムラを目視検査する際に、
検査の所要時間が長くなることなく、また、費用もかか
らずに軽度の色ムラ、特に、青色の軽度の色ムラを精度
よく容易に良否判定することのできるカラーフィルタの
色ムラ検査方法、及び色ムラ検査装置を提供すること。【解決手段】カラーフィルタ３１に白色面光源３０光を
照射し、その反射光又は透過光を、カラーフィルタを構
成する青色着色画素のピーク波長略４５０ｎｍ±４０ｎ
ｍを透過させる干渉フィルタ３３を介し検査すること。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、液晶表示
装置に用いられるカラーフィルタの品質検査方法とその
検査装置に関するものであり、特に、カラーフィルタの
色ムラの検査方法及び検査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図７は、液晶表示装置などに用いられる
カラーフィルタの概念を模式的に示した平面図である。
また、図８は、図７に示すカラーフィルタのＸ−Ｘ’線
における断面図である。図７、及び図８に示すように、
液晶表示装置などに用いられるカラーフィルタは、基板
（７０）上にブラックマトリックス（７２）、及び着色
画素（７１）が設けられたものである。

【０００３】ブラックマトリックス（７２）は、遮光性
を有するマトリックス状のものであり、着色画素（７
１）は、例えば、赤色、緑色、青色、３色のフィルタ機
能を有するものである。図７において、着色画素（７
１）は９画素が示されているが、実際のカラーフィルタ
では赤色、緑色、青色、３色の着色画素（７１）は表示
画面となる基板の全面にわたって所定の規則で多数配列
されカラーフィルタを構成している。

【０００４】基板（７０）上に着色画素を形成する方法
としては、フォトリソグラフィ法が広く用いられてい
る。予め、ブラックマトリックスが形成された基板上に
第一色目の、例えば、赤色のフォトレジストを塗布し、
第一色目のフォトマスクを介しての露光、現像、及びポ
ストベークを行い第一色目の赤色着色画素を形成する。
同様にして、第二色目として緑色のフォトレジストを塗
布し、第二色目のフォトマスクを用いて緑色着色画素を
形成する。同様に、第三色目の青色着色画素を形成する
といった方法である。

【０００５】カラーフィルタをフォトリソグラフィ法に
よって製造した際に発生する欠陥としては、異物付着、
パターン不良、色ムラなどがあげられる。上記欠陥の
内、色ムラは良否判定が困難なものであり、良否判定は
必ずしも正確に行われている状態ではない。この色ムラ
は各色着色画素の膜厚に部分的な差が生じ、これが色の
濃淡となって現れたものである。

【０００６】この色ムラは、例えば、塗布工程において
は上記各色フォトレジストの物性の変動、或いは塗布条
件、乾燥条件の変動によってもたらされる。色ムラの現
象は、塗布装置としてスピンコーターを用いた際には、
例えば、基板の中央部から周縁部に向かって放射状に発
生するスジ状のものとなり、また、塗布装置としてスリ
ットコーターを用いた際には、例えば、基板の幅方向に
直線状に発生するスジ状のものとなる。

【０００７】このような色ムラの検査は、例えば、図１
に示すように、光源と拡散板により面光源としたバック
ライト（１０）の前方にカラーフィルタ（１１）を配
し、その透過光を目視（１２）によって検査する方法が
とられる。このような、目視による官能検査によって行
われる色ムラ検査の精度を向上させるために、例えば、
特開平１１−１５３５１５号公報には、検査作業者自身
や周囲の物がカラーフィルタ面に映り込むのを防止する
技術が開示されている。

【０００８】しかし、上記のような色ムラ検査方法は、
赤色、緑色、青色、３色の着色画素で構成されるカラー
フィルタをその儘、すなわち、３色を一括して、同時に
検査するので、重度の色ムラの良否判定は精度よく行え
るものの、軽度の色ムラの良否判定は精度よく行うこと
ができない。

【０００９】図２は、軽度の色ムラの良否判定も精度よ
く行うことができる色ムラ検査方法の一例を示す説明図
である。図２に示すように、この色ムラ検査方法は、光
源と拡散板により面光源としたバックライト（１０）の
前方にカラーフィルタ（１１）を配し、このカラーフィ
ルタ（１１）に検査マスク（１３）を重ね合わせ、その
透過光を目視（１２）によって検査する方法である。こ
の検査マスク（１３）は、所定の規則で多数配列された
赤色、緑色、青色、３色の着色画素の内、２色の着色画
素を隠蔽する遮光部と、残る１色の着色画素を隠蔽しな
い開口部で構成されているものである。

【００１０】検査マスク（１３）をカラーフィルタ（１
１）に重ね合わせ、第一色目の着色画素に検査マスク
（１３）の開口部を位置合わせし、カラーフィルタ（１
１）の第一色目の色ムラを目視（１２）によって検査す
る。次に、第二色目の着色画素に検査マスク（１３）の
開口部を位置合わせし、カラーフィルタ（１１）の第二
色目の色ムラを検査する。続いて、第三色目の検査を行
う。このような検査マスクを重ね合わせて、目視による
検査を行うことによって、軽度の色ムラの良否判定の精
度が向上する。

【００１１】これは、例えば、前記塗布工程において発
生する、基板の中央部から周縁部に向かっての放射状の
スジ状の色ムラが、この検査マスクを用いることにより
２色が隠蔽され、３色の各々が異なる状態で発生したス
ジ状の色ムラが重なった儘の状態ではなく、１色のスジ
状の色ムラが分離された状態で現れるので、軽度の色ム
ラの良否判定の精度が向上するのである。

【００１２】しかし、この検査マスクを用いる方法は、
カラーフィルタの着色画素と検査マスクの開口部を位置
合わせに微妙な調整が必要で、検査の所要時間が長くな
る。また、検査マスクを作成するので費用増となる。加
えて、カラーフィルタと検査マスクとの接触によってカ
ラーフィルタが損傷し、検査工程での不良発生を招くこ
ともある。

【００１３】上記のようなカラーフィルタの色ムラの官
能検査は、着色画素の膜厚の部分的な差が色の部分的な
濃淡として現れたものを検査するので、検査に用いる光
源の分光分布、カラーフィルタの分光分布、分光視感度
が絡み合った積によって色の濃淡として知覚される。実
際には、バックライトとして連続スペクトルを有する白
色面光源を用いた際に、赤色、緑色、青色、３色の着色
画素の分光分布と分光視感度からして、色の濃淡の判定
は緑色、赤色、青色の順に判定しにくいものとなり、判
定の精度がおちる。

【００１４】上記検査マスクを用いる方法を採用するこ
とによって、軽度の色ムラの良否判定の精度が向上し、
良否判定は容易なものとなった。しかし、目視による官
能検査では検査作業者の個人差、経験差などから、軽度
の色ムラの内、特に、青色の良否判定で見逃してしまう
ものがある。尚、色ムラの重度とは、膜厚の部分的な差
（バラツキ）が略±４％以上、色ムラの軽度とは、略±
２％以下のものを指している。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記のよう
な問題点を解決するためになされたものであり、カラー
フィルタの色ムラを目視による官能検査によって検査す
る際に、上記検査マスクを用いた検査方法のように、検
査の所要時間が長くなることなく、また、費用もかから
ずに軽度の色ムラ、特に、青色の軽度の色ムラを精度よ
く容易に良否判定することのできるカラーフィルタの色
ムラ検査方法を提供することを課題とするものである。
また、青色の軽度の色ムラを精度よく容易に良否判定す
ることのできるカラーフィルタの色ムラ検査装置を提供
することを課題とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明は、カラーフィル
タの色ムラ検査方法において、カラーフィルタに白色面
光源光を照射し、その反射光又は透過光を、カラーフィ
ルタを構成する青色着色画素のピーク波長略４５０ｎｍ
±４０ｎｍを透過させる干渉フィルタを介し検査するこ
とを特徴とするカラーフィルタの色ムラ検査方法であ
る。

【００１７】また、本発明は、上記発明によるカラーフ
ィルタの色ムラ検査方法において、前記白色面光源光の
照射（入射）角及び反射角が３０°以下であるを特徴と
するカラーフィルタの色ムラ検査方法である。

【００１８】また、本発明は、カラーフィルタの色ムラ
検査装置において、白色面光源と、カラーフィルタを構
成する青色着色画素のピーク波長略４５０ｎｍ±４０ｎ
ｍを透過させる干渉フィルタを組み合わせたことを特徴
とするカラーフィルタの色ムラ検査装置である。

【００１９】また、本発明は、カラーフィルタの色ムラ
検査方法において、カラーフィルタに白色面光源光を照
射し、その反射光又は透過光を、カラーフィルタを構成
する各色着色画素のピーク波長を透過させる各色に対応
した干渉フィルタを介し検査することを特徴とするカラ
ーフィルタの色ムラ検査方法である。

【００２０】また、本発明は、カラーフィルタの色ムラ
検査装置において、白色面光源と、カラーフィルタを構
成する各色着色画素のピーク波長を透過させる各色に対
応した干渉フィルタを組み合わせたことを特徴とするカ
ラーフィルタの色ムラ検査装置である。

【００２１】

【発明の実施の形態】本発明を一実施の形態に基づいて
以下に説明する。図３は、本発明によるカラーフィルタ
の色ムラ検査方法の一実施例を模式的に示す説明図であ
る。図３に示すように、本発明によるカラーフィルタの
色ムラ検査方法は、白色面光源（３０）からの光をカラ
ーフィルタ（３１）に照射し、カラーフィルタからの反
射光を干渉フィルタ（３３）を介し目視（３２）によっ
て検査する方法である。

【００２２】白色面光源（３０）は、可視領域において
連続スペクトルを有する白色光源と、拡散板により白色
の面光源としたものである。カラーフィルタ（３１）
は、例えば、赤色、緑色、青色、３色の着色画素で構成
されるカラーフィルタであり、このカラーフィルタ（３
１）上には、前記検査マスクのようなものは重ね合わせ
ない。干渉フィルタ（３３）は、カラーフィルタ（３
１）を構成する青色着色画素のピーク波長略４５０ｎｍ
±４０ｎｍを透過させる干渉フィルタである。

【００２３】青色着色画素のピーク波長略４５０ｎｍに
対し、±４０ｎｍを透過させるもので良好な効果が得ら
れるが、略４５０ｎｍに対し、±２０ｎｍ程度であるこ
とがより好ましい。干渉フィルタ（３３）を介すること
によって、青色以外の赤色、緑色をカットすることがで
き前記検査マスクのようなものは不要となる。また、干
渉フィルタ（３３）の透過幅を±４０ｎｍとすることに
よって、青色の色ムラの良否判定の精度が向上するもの
となる。干渉フィルタとしては、具体的には、例えば、
メレスグリオ（ＭＥＬＬＥＳＧＲＩＯ）社製：「０３Ｆ
ＩＶ００４１４５０（４５０／１０ｎｍ）」（商品名）
があげられる。この干渉フィルタは、ピーク波長４５０
ｎｍ、透過幅を±１０ｎｍ程度のものである。

【００２４】図３において、白色面光源（３０）からの
光は、入射角（θ）にてカラーフィルタ（３１）に入射
し、反射角（θ’）にて反射するが、この入射角（θ）
及び反射角（θ’）は、略３０°以下であると鋭い反射
光が得られ色ムラの良否判定に好ましいものとなる。ま
た、入射角（θ）及び反射角（θ’）は、３０°以下で
は０°に近ければ近いほど色ムラの良否判定に好まし
い。尚、この色ムラ検査は暗室のような検査室で行う
が、被検査体であるカラーフィルタ（３１）の背後は、
特に制約されるものではない。

【００２５】本発明によるカラーフィルタの色ムラ検査
方法によれば、前記検査マスクを用いることなく、青色
の軽度の色ムラを精度よく容易に良否判定することので
きる。すなわち、検査作業者の個人差、経験差などがあ
っても、膜厚の部分的な差（バラツキ）が略±２％以下
の色ムラを容易に良否判定することができる。

【００２６】図４は、本発明によるカラーフィルタの色
ムラ検査方法の他の例を模式的に示す説明図である。図
４に示すように、白色面光源（４０）からの光をカラー
フィルタ（４１）の背後より照射し、カラーフィルタか
らの透過光を干渉フィルタ（４３）を介し目視（４２）
によって検査する方法である。白色面光源（４０）、カ
ラーフィルタ（４１）、干渉フィルタ（４３）は図３に
示すものと同一のものである。このような透過光による
色ムラ検査方法によっても、図３に示す反射光による色
ムラ検査方法と同様な精度で、すなわち、検査作業者の
個人差、経験差などがあっても、膜厚の部分的な差（バ
ラツキ）が略±２％以下の色ムラを容易に良否判定する
ことができる。

【００２７】尚、干渉フィルタの大きさが難点となる
が、図５、及び図６に示すように、干渉フィルタ（５
３）、（６３）を白色面光源（５０）、（６０）側に配
しても同様の効果が得られる。

【００２８】また、本発明は、カラーフィルタに白色面
光源光を照射し、その反射光又は透過光を、カラーフィ
ルタを構成する各色着色画素のピーク波長を透過させる
各色に対応した干渉フィルタを介し検査することを特徴
とする。赤色、緑色、青色、３色の着色画素の各々のピ
ーク波長を透過させる３色各色に対応した干渉フィルタ
を介し、各色毎に検査することによって、各色毎の色ム
ラの判定の精度が一層向上したものとなる。

【００２９】

【発明の効果】本発明は、カラーフィルタに白色面光源
光を照射し、その反射光又は透過光を、カラーフィルタ
を構成する青色着色画素のピーク波長略４５０ｎｍ±４
０ｎｍを透過させる干渉フィルタを介し検査するので、
検査の所要時間が長くなることなく、また、費用もかか
らずに軽度の色ムラ、特に、青色の軽度の色ムラを精度
よく容易に良否判定することのできるカラーフィルタの
色ムラ検査方法となる。

【００３０】また、本発明は、白色面光源と、カラーフ
ィルタを構成する青色着色画素のピーク波長略４５０ｎ
ｍ±４０ｎｍを透過させる干渉フィルタを組み合わせた
色ムラ検査装置であるので、検査の所要時間が長くなる
ことなく、また、費用もかからずに軽度の色ムラ、特
に、青色の軽度の色ムラを精度よく容易に良否判定する
ことのできるカラーフィルタの色ムラ検査装置となる。

【００３１】また、本発明は、カラーフィルタに白色面
光源光を照射し、その反射光又は透過光を、カラーフィ
ルタを構成する各色着色画素のピーク波長を透過させる
各色に対応した干渉フィルタを介し検査するカラーフィ
ルタの色ムラ検査方法であるので、各色毎の色ムラの判
定の精度が一層向上したカラーフィルタの色ムラ検査方
法となる。

【００３２】また、本発明は、白色面光源と、カラーフ
ィルタを構成する各色着色画素のピーク波長を透過させ
る各色に対応した干渉フィルタを組み合わせたカラーフ
ィルタの色ムラ検査装置であるので、各色毎の色ムラの
判定の精度が一層向上したカラーフィルタの色ムラ検査
装置となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】色ムラの検査方法の一例を示す説明図である。

【図２】軽度の色ムラの良否判定も精度よく行うことが
できる色ムラ検査方法の一例を示す説明図である。

【図３】本発明によるカラーフィルタの色ムラ検査方法
の一実施例を模式的に示す説明図である。

【図４】本発明によるカラーフィルタの色ムラ検査方法
の他の例を模式的に示す説明図である。

【図５】干渉フィルタを白色面光源側に配した色ムラ検
査方法を模式的に示す説明図である。

【図６】干渉フィルタを白色面光源側に配した色ムラ検
査方法を模式的に示す説明図である。

【図７】液晶表示装置などに用いられるカラーフィルタ
の概念を模式的に示した平面図である。

【図８】図７に示すカラーフィルタのＸ−Ｘ’線におけ
る断面図である。

【符号の説明】

１０・・・バックライト１１、３１、４１、５１、６１・・・カラーフィルタ１２、３２、４２、５２、６２・・・目視１３・・・検査マスク３０、４０、５０、６０・・・白色面光源３３、４３、５３、６３・・・干渉フィルタ７０・・・基板７１・・・着色画素７２・・・ブラックマトリックス

フロントページの続きＦターム(参考） 2G051 AA90 AB02 CA11 CC07 2G086 EE05 EE10 2H048 BA11 BB02 BB42 2H088 FA11 HA12 HA28 MA04 MA20 2H091 FA02Y LA12 LA15 LA18 LA30

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】カラーフィルタの色ムラ検査方法におい
て、カラーフィルタに白色面光源光を照射し、その反射
光又は透過光を、カラーフィルタを構成する青色着色画
素のピーク波長略４５０ｎｍ±４０ｎｍを透過させる干
渉フィルタを介し検査することを特徴とするカラーフィ
ルタの色ムラ検査方法。
【請求項２】前記白色面光源光の照射（入射）角及び反
射角が３０°以下であるを特徴とする請求項１記載のカ
ラーフィルタの色ムラ検査方法。
【請求項３】カラーフィルタの色ムラ検査装置におい
て、白色面光源と、カラーフィルタを構成する青色着色
画素のピーク波長略４５０ｎｍ±４０ｎｍを透過させる
干渉フィルタを組み合わせたことを特徴とするカラーフ
ィルタの色ムラ検査装置。
【請求項４】カラーフィルタの色ムラ検査方法におい
て、カラーフィルタに白色面光源光を照射し、その反射
光又は透過光を、カラーフィルタを構成する各色着色画
素のピーク波長を透過させる各色に対応した干渉フィル
タを介し検査することを特徴とするカラーフィルタの色
ムラ検査方法。
【請求項５】カラーフィルタの色ムラ検査装置におい
て、白色面光源と、カラーフィルタを構成する各色着色
画素のピーク波長を透過させる各色に対応した干渉フィ
ルタを組み合わせたことを特徴とするカラーフィルタの
色ムラ検査装置。