JP2005321494A - 液晶表示装置用カラーフィルタの検査方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】液晶表示装置用カラーフィルタ上に形成された蛍光発光型樹脂構造物13に紫外線又はX線14を照射することによって蛍光を発生させ、該蛍光を撮像して画像処理し、上記蛍光発光型樹脂構造物の形状の良否を判定する。
【選択図】図1
Description
図4、及び図5に示すように、液晶表示装置に用いられるカラーフィルタ(4)は、ガラス基板(40)上にブラックマトリックス(41)、着色画素(42)、及び透明導電膜(43)が順次に形成されたものである。
図4、及び図5はカラーフィルタを模式的に示したもので、着色画素(42)は12個表されているが、実際のカラーフィルタにおいては、例えば、対角17インチの画面に数百μm程度の着色画素が多数個配列されている。
ブラックマトリックス(41)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(42)は、例えば、赤色、緑色、青色のフィルタ機能を有するものであり、透明導電膜(43)は、透明な電極として設けられたものである。
ブラックマトリックスは、カラーフィルタの着色画素の位置を定め、大きさを均一なものとし、また、表示装置に用いられた際に、好ましくない光を遮蔽し、表示装置の画像をムラのない均一な、且つコントラストを向上させた画像にする機能を有している。
或いは、ガラス基板(40)上に、ブラックマトリックス形成用の黒色感光性樹脂を用いてフォトリソグラフィ法によってブラックマトリックス(41)を形成するといった方法がとられている。
また、透明導電膜(43)の形成は、着色画素が形成されたブラックマトリックス基板上に、例えば、ITO(Indium Tin Oxide)を用いスパッタ法によって透明導電膜を形成するといった方法がとられている。
また、余分なパターンの残存は、例えば、異物などによって発生したもので、パターンが余分に形成されてしまったものである。
カラーフィルタ用の外観検査機は、ハロゲンランプ或いはキセノンランプを光源として用い、カラーフィルタの表面或いは裏面より光を照射し、CCDカメラにより撮像し、画像処理によって形状の良否を判定し、形状欠陥を検出するように構成されている。
液晶表示装置の改善や、多様な液晶表示装置の開発、実用に伴い、液晶表示装置に用いられるカラーフィルタには、上記基本的な機能に付随して下記のような、種々な機能が付加されるようになった。
従来の液晶表示装置に於いては、基板間にギャップを形成するために、スペーサーと呼ばれるガラス又は合成樹脂の透明球状体粒子(ビーズ)を散布している。このスペーサーは透明な粒子であることから、画素内に液晶と一諸にスペーサーが入っていると、黒色表示時にスペーサーを介して光がもれてしまい、また、液晶材料が封入されている基板間にスペーサーが存在することによって、スペーサー近傍の液晶分子の配列が乱され、この部分で光もれを生じ、コントラストが低下し表示品質に悪影響を及ぼす、などの問題を有していた。
図3は、このような液晶表示装置用カラーフィルタの部分断面図である。図3に示すように、液晶表示装置用カラーフィルタ(7)は、ガラス基板(40)上にブラックマトリックス(41)、着色画素(42)、及び透明導電膜(43)が順次に形成され、ブラックマトリックス(41)上方の透明導電膜(43)上にスペーサー機能を有する突起部としてのフォトスペーサー(44)が形成されている。このような液晶表示装置用カラーフィルタ(7)を用いた液晶表示装置には、フォトスペーサー(44)が画素内を避けた位置に形成されているので、上記コントラストの改善がみられる。
従来の液晶表示装置に於いては、液晶分子を一様に配向させるために、液晶を挟持する両基板に設けられた透明導電膜上に、予めポリイミドを塗布し、その表面に一様なラビング処理をしておく。
しかし、多くの液晶表示装置に用いられているTN型液晶においては、原理的に広い視野角を得ることは困難であり、中間調表示状態では斜め視角において光がもれ、コントラストが低下し表示品質が悪化する。すなわち、コントラストが良好な視野角は狭いといった問題を有していた。
図6に示す例では、一画素が2分割されたものとなり、一画素内で液晶分子の傾斜方向が2方向になり視野角特性の優れた液晶表示装置となる。
また、図8(a)、(b)は、別な一例の一画素を拡大して示す平面図、及び断面図である。図8(a)、(b)に示すように、この別な例は、平面形状が円形の配向制御突起(93)が形成されたカラーフィルタである。
このようなカラーフィルタを用いた液晶表示装置は、電圧印加時に液晶分子は、いわば無限の方向に傾斜する、すなわち、一画素が無限に分割されたものとなり、図8(c)に示すように、視野角特性の優れた液晶表示装置となる。
3)高信頼性機能、これは、着色画素のもつ耐熱性、耐湿性、及び耐薬品性などの性能を補うために、また、着色画素からの溶出物のバリアとして着色画素上に保護層(オーバーコート層)を形成し、信頼性を高めたものである。
4)透過・反射併用機能、これは、着色画素が透過表示の分光特性を有する着色画素と、反射表示の分光特性を有する着色画素に2分割されており、一着色画素に透過・反射併用機能をもてせたものである。
5)分光特性調整機能、反射表示の着色画素に透明部を設けることによって、着色部の色光と透明部の白色光が混色し、反射表示の着色画素の分光特性を反射表示用として適切な分光特性に調節されたものとする分光特性調整機能である。
また、フォトスペーサー及び/又は配向制御突起をカラーフィルタ(4)上に形成した際に発生する形状欠陥は、前記ブラックマトリックス及び着色画素の場合と同様に、パターン欠けと余分なパターンの残存に大別される。
従って、これらフォトスペーサー及び配向制御突起の形状に関しては、品質保証が十分に行われているとはいえないといった問題がある。
例えば、CCDカメラでの撮像に際し、走査速度を遅くして分解能を高めれば、形状欠陥の検出のエラーは減少することになる。
検査機の分解能を高めることによって、確かに上記フォトスペーサー及び配向制御突起の形状欠陥の検出のエラーは減少するものの、例えば、着色画素の周縁部のギザツキを欠陥として検出してしまうといった、別なエラーが発生し易くなる。結果として、形状欠陥の検出のエラーの合計が減少することはない。
すなわち、走査速度を遅くするといった、検査の効率を犠牲にしても、形状欠陥の検出のエラーを減少させることは困難なことである。
この技法は、液晶表示装置の基板間のスペーサー表面或いは内部に無機系蛍光体を含有させ、紫外線又はX線を照射することによって、蛍光を発生させたスペーサーの分布の偏りを検出するといった技法である。しかし、この技法は半透明パターンの形状欠陥を検出するものではない。
これにより、フォトスペーサー及び/又は配向制御突起が形成された液晶表示装置用カラーフィルタの該形状の品質保証を確かなものとする。
従って、形状の良否の判定に、例えば、従来のカラーフィルタ用の外観検査機を用いても形状欠陥の検出におけるエラーは激減する。
また、蛍光の発光で形状の良否の判定を行うので、着色画素の周縁部のギザツキを欠陥として検出してしまうといった別なエラーの発生は皆無となる。
図1は、本発明における液晶表示装置用カラーフィルタの検査方法において用いられる外観検査機の一例を模式的に示す説明図である。図1に示すように、液晶表示装置用カラーフィルタの外観検査機は、載置台(11)、紫外線又はX線光源(14)、撮像手段(15)、画像処理部(16)で構成されている。
この蛍光を撮像手段(15)によって撮像し、画像処理部(16)で画像処理を行い、蛍光発光型樹脂構造物の形状の良否を判定する。
従って、形状の良否の判定に、例えば、前記カラーフィルタ用の外観検査機を用いても形状欠陥の検出におけるエラーは激減する。すなわち、高い信頼性をもって形状欠陥を検出することができる。
暗室内で検査を行うことにより、例えば、前記着色画素の周縁部のギザツキを欠陥として検出してしまうといった別なエラーの発生は皆無となる。
外観検査機(17)は載置台(11)、撮像手段(15)、画像処理部(16)で構成され、また、紫外線照射装置(30)は載置台(31)、紫外線光源(32)で構成されている。
十分な照射を行った後に、直ちに白太矢印で示すように、隣接する外観検査機(17)の載置台(11)上にカラーフィルタ(12)を異載し、発光の残光を撮像手段(15)によって撮像し、画像処理部(16)で画像処理を行い、蛍光発光型樹脂構造物の形状の良否を判定する。
また、蛍光の発生が十分でない感光性樹脂、或いは蛍光の発生がない感光性樹脂を蛍光発光型樹脂構造物(13)の形成に用いる際には、その感光性樹脂に無機系蛍光体を添加して用いる。
無機系蛍光体としては、例えば、BaMg2 A16O27:Eu2+、Mn2+CeMgAl11O19Tb2+などのアルミン酸塩系蛍光体は青〜緑の安定した発光が高効率で得られる。
11、31・・・載置台
12・・・本発明におけるカラーフィルタ
14・・・紫外線又はX線光源
15・・・撮像手段
16・・・画像処理部
13・・・蛍光発光型樹脂構造物
17・・・カラーフィルタ用の外観検査機
40・・・ガラス基板
41・・・ブラックマトリックス
41A・・・ブラックマトリックスのマトリックス部
41B・・・ブラックマトリックスの額縁部
42・・・着色画素
43・・・透明導電膜
44・・・フォトスペーサー
80・・・MVA−LCD
21・・・液晶分子
20・・・TFT側基板
22a、22b、23・・・配向制御突起
83、93・・・配向制御突起
Claims (3)
- 液晶表示装置用カラーフィルタの検査方法において、液晶表示装置用カラーフィルタ上に形成された蛍光発光型樹脂構造物に紫外線又はX線を照射することによって蛍光を発生させ、該蛍光を撮像して画像処理し、上記蛍光発光型樹脂構造物の形状の良否を判定することを特徴とする液晶表示装置用カラーフィルタの検査方法。
- 前記蛍光発光型樹脂構造物がフォトスペーサーであることを特徴とする請求項1記載の液晶表示装置用カラーフィルタの検査方法。
- 前記蛍光発光型樹脂構造物が配向制御突起であることを特徴とする請求項1記載の液晶表示装置用カラーフィルタの検査方法。
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