JP2016218355A - Surface level difference measurement method, surface level difference measurement device, and method for manufacturing liquid crystal display device - Google Patents

Surface level difference measurement method, surface level difference measurement device, and method for manufacturing liquid crystal display device Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To measure the height of a minute shaped part with greater accuracy in a surface level difference measurement method and surface level difference measurement device using white light interferometry or in a method for manufacturing a liquid crystal display device.SOLUTION: Provided is a surface level difference measurement method using white light interferometry, wherein two shape data obtained from a measurement area a1 in the vicinity of a minute shaped part PS and a measurement area a2 that includes areas adjacent to the measurement area a1 are synthesized, with shape data about the measurement area a2 that is based on the shape data of the measurement area a1 adopted with regard to the vicinity of a columnar spacer PS, and the height of the minute shaped part PS is derived from the synthesized shape data.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、被測定物表面に設けられた微小形状部の高さの測定、特に、液晶表示装置の製造における基板間を保持する柱状スペーサの高さの測定に関する。   The present invention relates to the measurement of the height of a minute shape portion provided on the surface of an object to be measured, and more particularly to the measurement of the height of a columnar spacer that holds between substrates in the manufacture of a liquid crystal display device.

液晶表示装置は、アレイ状に配列するTFT(Thin Film Transistor)と画素電極を備えるTFTアレイ基板(以下、アレイ基板)とカラーフィルタなどを備える対向基板(カラーフィルタ基板:以下、CF基板)との一対の基板間に狭持された液晶材料を備えた液晶パネルにより構成されている。この液晶パネルにおける一対の基板間の距離を一定に保持する方法として、フォトリソグラフィ工程によってアレイ基板上もしくはCF基板上の所定位置に柱状スペーサ(ポストスペーサ:PSとも呼ばれる)を形成する方法が汎用されている。   A liquid crystal display device includes a TFT array substrate (hereinafter referred to as an array substrate) including TFTs (Thin Film Transistors) arranged in an array and a pixel electrode, and a counter substrate (color filter substrate: hereinafter referred to as a CF substrate) including color filters. The liquid crystal panel is provided with a liquid crystal material sandwiched between a pair of substrates. As a method of maintaining a constant distance between a pair of substrates in this liquid crystal panel, a method of forming columnar spacers (also referred to as post spacers: PS) at predetermined positions on an array substrate or a CF substrate by a photolithography process is widely used. ing.

また、近年の液晶表示装置においては、低消費電力化の流れから、高開口率化(画素開口領域の比率を高くすること)した設計が採用されることが多く、CF基板に配置される遮光層によって遮光される遮光領域が最小化されている。また、表示画像の高精細化の流れから、画素のサイズも小さく設計されることが多くなっている。そのような製品においては、上記のCF基板に配置される遮光領域内に設けられる柱状スペーサについても、形成領域として平面方向でのサイズ(円形の場合には径)を小さく設計される必要があり、サイズの小さい柱状スペーサを複数の画素あたりの配置する比率を高く配置する設計が多く採用されてきている。   Further, in recent liquid crystal display devices, a design with a high aperture ratio (increasing the ratio of the pixel aperture region) is often adopted due to the trend of lower power consumption, and the light shielding disposed on the CF substrate. The light shielding area shielded by the layer is minimized. In addition, with the trend toward higher definition of display images, the pixel size is often designed to be small. In such a product, the columnar spacer provided in the light shielding region disposed on the CF substrate also needs to be designed to have a small size (diameter in the case of a circle) in the plane direction as a formation region. Many designs have been adopted in which small columnar spacers are arranged at a high ratio per pixel.

一方、液晶表示装置における液晶パネルの製造工程において、液晶パネル内に液晶を注入する液晶注入工程として、真空注入方式と滴下注入(ODF:One Drop Fillingとも呼ばれる)方式が一般的である。滴下注入方式では、シールパターンが形成された基板に、液晶材料を滴下した後、対向基板を真空中で貼り合わせ、更にシールパターンを硬化させることで液晶パネルを形成する。特許文献1においては、液晶表示装置の使用温度に応じた液晶の体積変化により生ずる不具合である重力不良と低温発泡に対して、柱状スペーサが弾性変形の範囲で液晶の体積変化に追従できるよう、液晶パネルの状態で柱状スペーサが適正範囲に圧縮されることが有効であることが開示されている。更に、この柱状スペーサの圧縮量を適正にするためには、上記の滴下注入方式において柱状スペーサの高さに応じて、液晶材料の滴下量を最適化することが有効であることが開示されている。   On the other hand, in the manufacturing process of a liquid crystal panel in a liquid crystal display device, a vacuum injection method and a drop injection (also called One Drop Filling) method are generally used as a liquid crystal injection step for injecting liquid crystal into the liquid crystal panel. In the dropping injection method, after a liquid crystal material is dropped on a substrate on which a seal pattern is formed, a counter substrate is bonded in a vacuum, and the seal pattern is further cured to form a liquid crystal panel. In Patent Document 1, the columnar spacer can follow the change in volume of the liquid crystal within the range of elastic deformation against the failure of gravity and low temperature foaming, which are defects caused by the change in volume of the liquid crystal according to the use temperature of the liquid crystal display device. It is disclosed that it is effective that the columnar spacers are compressed to an appropriate range in the state of the liquid crystal panel. Further, it is disclosed that in order to make the compression amount of the columnar spacers appropriate, it is effective to optimize the dropping amount of the liquid crystal material according to the height of the columnar spacers in the above-described dropping injection method. Yes.

また、この液晶材料の滴下量を厳密に管理するためには、柱状スペーサの高さの製造ばらつきも考慮する必要があり、対策としては、液晶材料の滴下工程の前に、柱状スペーサの高さを実測して、その測定値を液晶材料の滴下量に反映している。柱状スペーサの高さの測定としては、比較的簡便な微小形状部の高さの測定方法として、光干渉法を用いた段差測定装置が用いられる場合が多いが、柱状スペーサの形成される基板表面の凹凸の影響や、測定装置にセットした際の基板の傾斜といった幾つかの要因によって測定値が大きく変動し、精度良く検査することができないという問題が生じていた。特に、先にも説明したとおり、測定対象となる柱状スペーサは、平面方向でのサイズを小さく設計され、画素サイズに占める比率も小さくなってきており、この比較的サイズの小さい柱状スペーサを測定するに際し、段差測定装置の対物レンズを高倍率として、柱状スペーサを拡大して測定した場合には、柱状スペーサ高さの基準となる基板表面の高さについての測定データが局所的なデータとなり、上記説明した基板表面の凹凸の影響や測定装置にセットした際の基板の傾斜などの影響により精度よく測定することができない。逆に、低倍率のレンズにより測定した場合には、柱状スペーサに対応するイメージセンサ(CCD素子)の解像度が不十分となって、やはり精度良く測定することができないことになる。   In addition, in order to strictly control the dropping amount of the liquid crystal material, it is necessary to consider the manufacturing variation of the height of the columnar spacer. As a countermeasure, the height of the columnar spacer is required before the dropping step of the liquid crystal material. Is actually measured and the measured value is reflected in the dropping amount of the liquid crystal material. As a method for measuring the height of the columnar spacer, a step measuring device using an optical interference method is often used as a relatively simple method for measuring the height of a minute shape portion, but the substrate surface on which the columnar spacer is formed The measurement value greatly fluctuates due to several factors such as the influence of the unevenness of the substrate and the inclination of the substrate when it is set in the measuring apparatus, which causes a problem that the inspection cannot be performed with high accuracy. In particular, as described above, the columnar spacers to be measured are designed to have a small size in the plane direction, and the ratio of the columnar spacers to the pixel size is also small, and this relatively small columnar spacer is measured. In this case, when the objective lens of the level difference measuring device is set to a high magnification and the columnar spacer is enlarged and measured, the measurement data on the height of the substrate surface serving as a reference for the columnar spacer height becomes local data, It is impossible to measure with high accuracy due to the influence of the unevenness of the substrate surface described above and the influence of the inclination of the substrate when it is set on the measuring device. On the other hand, when the measurement is performed with a low-magnification lens, the resolution of the image sensor (CCD element) corresponding to the columnar spacer becomes insufficient, and the measurement cannot be performed with high accuracy.

そこで、この様な検査精度上の問題を解決するために、特許文献2においては、測定対象物の位置を検出する予備測定部と、当該測定対象物の高さ測定を行う主測定部と、からなる光干渉方式の段差測定装置をスペーサ用突起(柱状スペーサ)の高さ測定に用いることにより、測定対象物のスペーサ用突起(柱状スペーサ)の形成される基板の位置決めを自動的かつ高精度に実施できる寸法測定方法が開示されている。   Therefore, in order to solve such a problem in inspection accuracy, in Patent Document 2, a preliminary measurement unit that detects the position of the measurement object, a main measurement unit that measures the height of the measurement object, By using the optical interference type step measuring device consisting of for measuring the height of spacer protrusions (columnar spacers), the positioning of the substrate on which the spacer protrusions (columnar spacers) of the measurement object are formed is automatically and highly accurate. Discloses a dimension measurement method that can be implemented.

特開2008−65077号公報JP 2008-65077 A 特開2004−20202号公報JP 2004-20202 A

しかしながら、特許文献1に開示される液晶表示装置の製造方法においては、先にも説明したとおり、柱状スペーサの高さ自体のばらつきや測定精度の問題により、液晶材料の滴下量を最適化することができない。更に、特許文献2の段差測定装置を用いる場合にも、基板表面の凹凸の影響や、測定装置にセットした際の基板の傾斜による測定への悪影響は回避できるかもしれないが、サイズの小さい柱状スペーサに対して、イメージセンサ(CCD素子)の解像度が不十分となることによる測定精度の悪化に対しては有効な対策となっていない。   However, in the method of manufacturing a liquid crystal display device disclosed in Patent Document 1, as described above, the amount of liquid crystal material dropped is optimized due to variations in the height of columnar spacers themselves and measurement accuracy. I can't. Furthermore, even when using the level difference measuring device of Patent Document 2, it may be possible to avoid the influence of unevenness on the surface of the substrate and the adverse effect on the measurement due to the inclination of the substrate when set in the measuring device, but the columnar shape is small in size. It is not an effective measure against the deterioration of measurement accuracy due to insufficient resolution of the image sensor (CCD element) with respect to the spacer.

また、上記の微小形状部の段差の測定方法および測定装置における測定精度の問題については、液晶表示装置の製造方法における柱状スペーサの高さ測定に限られない課題である。   In addition, the problem of measurement accuracy in the method for measuring a difference in level of the minute shape portion and the measurement apparatus is not limited to the height measurement of the columnar spacer in the method for manufacturing the liquid crystal display device.

本発明は、上記説明の様な課題を解決するためになされたものであり、その目的は、微小形状部の高さを、より正確に測定することのできる段差測定方法、或いは段差測定装置を提供すること、或いは、液晶表示装置の製造方法において、微小形状部である柱状スペーサの高さを、より正確に測定し、更に、得られた柱状スペーサの高さの測定値により、滴下する液晶量を決定することで、使用温度に応じた液晶の体積変化により生ずる不具合を改善し、信頼性の高い液晶表示装置を製造することができる製造方法を提供することである。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a level difference measuring method or level difference measuring apparatus that can measure the height of a minute shape portion more accurately. In the method of providing or manufacturing the liquid crystal display device, the height of the columnar spacer which is a minute shape portion is more accurately measured, and further, the liquid crystal to be dropped by the measured value of the height of the obtained columnar spacer By determining the amount, it is to provide a manufacturing method capable of improving a defect caused by a volume change of the liquid crystal according to the use temperature and manufacturing a highly reliable liquid crystal display device.

本発明の白色干渉方式を用いた表面段差測定方法においては、測定対象となる微小形状部近傍の第1測定領域と、この第1測定領域に隣接した領域を含む第2測定領域とで得られた2つの形状データを合成して、この微小形状部近傍については第1測定領域の形状データにもとづいた第1測定領域と第2測定領域を併せた領域における形状データとし、この合成された形状データより前記微小形状部の高さを導出するものである。   In the surface level difference measuring method using the white interference method of the present invention, it is obtained by the first measurement region in the vicinity of the minute shape portion to be measured and the second measurement region including the region adjacent to the first measurement region. The two shape data are synthesized, and the vicinity of the minute shape portion is used as the shape data in the region combining the first measurement region and the second measurement region based on the shape data of the first measurement region. The height of the minute shape portion is derived from the data.

白色干渉方式を用いた表面段差測定方法、表面段差測定装置、或いは液晶表示装置の製造方法において、測定対象となる微小形状部が比較的小さい場合や、測定装置のコスト面や技術面から、高解像度のイメージセンサ(CCD素子)を用いられない場合などにおいても、微小形状部の高さをより正確に測定することができる。   In a method for measuring a surface level difference, a surface level difference measuring device, or a liquid crystal display device using a white light interference method, the measurement target is very small when the minute shape portion is relatively small, or from the cost and technical aspects of the measuring device. Even when a resolution image sensor (CCD element) cannot be used, the height of the minute shape portion can be measured more accurately.

本発明の実施の形態1の段差測定装置の概略側面図である。It is a schematic side view of the level | step difference measuring apparatus of Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1における測定対象となるカラーフィルタ基板の拡大平面図である。It is an enlarged plan view of the color filter substrate used as the measuring object in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1の段差測定装置の動作説明図である。It is operation | movement explanatory drawing of the level | step difference measuring apparatus of Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1の段差測定装置により得られた形状プロファイルデータの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the shape profile data obtained by the level | step difference measuring apparatus of Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1の段差測定装置の動作説明図である。It is operation | movement explanatory drawing of the level | step difference measuring apparatus of Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1の段差測定装置により得られた形状プロファイルデータの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the shape profile data obtained by the level | step difference measuring apparatus of Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1の段差測定装置が行う信号処理についての説明図である。It is explanatory drawing about the signal processing which the level | step difference measuring apparatus of Embodiment 1 of this invention performs. 本発明の実施の形態1の段差測定装置が行う信号処理についての説明図である。It is explanatory drawing about the signal processing which the level | step difference measuring apparatus of Embodiment 1 of this invention performs. 本発明の実施の形態2の段差測定装置の概略側面図である。It is a schematic side view of the level | step difference measuring apparatus of Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態2における測定対象となるカラーフィルタ基板の拡大平面図である。It is an enlarged plan view of the color filter board | substrate used as the measuring object in Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態2の段差測定装置の動作説明図である。It is operation | movement explanatory drawing of the level | step difference measuring apparatus of Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態2の段差測定装置により得られた形状プロファイルデータの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the shape profile data obtained by the level | step difference measuring apparatus of Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態2の段差測定装置が行う信号処理についての説明図である。It is explanatory drawing about the signal processing which the level | step difference measuring apparatus of Embodiment 2 of this invention performs. 本発明の実施の形態3の液晶表示装置における液晶パネルの平面図である。It is a top view of the liquid crystal panel in the liquid crystal display device of Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施の形態3の液晶表示装置における液晶パネルの断面図である。It is sectional drawing of the liquid crystal panel in the liquid crystal display device of Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施の形態3における液晶パネルの製造方法における組み立て工程を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the assembly process in the manufacturing method of the liquid crystal panel in Embodiment 3 of this invention.

実施の形態1.
以下、本実施形態1の白色干渉方式の表面段差測定装置と、その表面段差測定装置を用いた表面段差測定方法の一例として液晶表示装置におけるカラーフィルタの形成されるカラーフィルタ基板(以下、CF基板)120上に設けられた柱状スペーサPSの高さを測定する測定方法について説明を行う。
Embodiment 1 FIG.
Hereinafter, as an example of the surface level difference measuring device of the white interference method according to the first embodiment and the surface level difference measuring method using the surface level difference measuring device, a color filter substrate (hereinafter referred to as a CF substrate) on which a color filter is formed in a liquid crystal display device. ) A measurement method for measuring the height of the columnar spacer PS provided on 120 will be described.

まず、本実施形態1の表面段差測定装置200の構成について、図1を参照して説明する。なお、本明細書における図は模式的なものであり、示された構成要素の正確な大きさなどを反映するものではない。また、以降の図においては、図中、既出の図において説明したものと同一の構成要素には同一の符号を付し、適宜その説明を省略する。ここで、被測定物としては、液晶表示装置に用いられるCF基板120であり、測定対象の段差としては、このCF基板120表面に形成される微小形状の突起である柱状スペーサPSとCF基板120表面との間に形成される段差、つまり、CF基板120表面を基準とした微小形状部である柱状スペーサPSの高さである。   First, the structure of the surface level | step difference measuring apparatus 200 of this Embodiment 1 is demonstrated with reference to FIG. Note that the drawings in the present specification are schematic and do not reflect the exact size of the components shown. In the following drawings, the same components as those described in the previous drawings are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted as appropriate. Here, the object to be measured is a CF substrate 120 used in a liquid crystal display device, and the steps to be measured are columnar spacers PS and CF substrate 120 which are minute projections formed on the surface of the CF substrate 120. This is the height of the columnar spacer PS which is a step formed between the surface and the minute shape portion with reference to the surface of the CF substrate 120.

表面段差測定装置200は、図1に示す様に、CF基板120を載せるステージSTと、水平に対して45°に傾斜させたハーフミラーHMと、このハーフミラーHMの側方に配置されるハロゲンランプを用いた白色光光源LSと、このハーフミラーHMの上方に配置される結像レンズLZCと、結像レンズLZCの上方に配置されるイメージセンサとしてのCCD素子CCと、切り替え機構(図示省略)を備えてハーフミラーHMの下方において切り替え可能に設けられる2つの干渉計ユニットである低倍干渉計ユニットIMUaと高倍干渉計ユニットIMUbとをそれぞれ備えて構成される。なお、ここでは、CCD素子CCの解像度としては、一般的な解像度となる1024×1024のタイプとした。   As shown in FIG. 1, the surface level difference measuring apparatus 200 includes a stage ST on which the CF substrate 120 is placed, a half mirror HM inclined at 45 ° with respect to the horizontal, and a halogen disposed on the side of the half mirror HM. A white light source LS using a lamp, an imaging lens LZC disposed above the half mirror HM, a CCD element CC as an image sensor disposed above the imaging lens LZC, and a switching mechanism (not shown) ) And two interferometer units provided so as to be switchable below the half mirror HM, and a low-magnification interferometer unit IMUa and a high-magnification interferometer unit IMUb, respectively. Here, the CCD element CC has a resolution of 1024 × 1024 which is a general resolution.

また、低倍干渉計ユニットIMUaと高倍干渉計ユニットIMUbについては、図1においては、低倍干渉計ユニットIMUaがハーフミラーHMおよびCCD素子CCの下方に配置されて、低倍干渉計ユニットIMUaを介した光をCCD素子CCが受光する状態を示しているが、図1中に双方向の矢印で示したとおり、高倍干渉計ユニットIMUbがハーフミラーHMおよびCCD素子CCの下方に配置されるように配置を切り替えることができる構成とされている。切り替え機構としては、具体的には、低倍干渉計ユニットIMUaと高倍干渉計ユニットIMUbを互いに水平方向に並列配置してスライド機構により交換する方法や、光学顕微鏡における対物レンズの倍率切り替えに一般的に採用される回転式の対物レンズの切り替え機構(レボルバ)の様に、両者を互いに点対称に配置して回転機構により交換する方法などが選択できる。   As for the low-magnification interferometer unit IMUa and the high-magnification interferometer unit IMUb, in FIG. 1, the low-magnification interferometer unit IMUa is arranged below the half mirror HM and the CCD element CC. As shown in FIG. 1, the high-power interferometer unit IMUb is arranged below the half mirror HM and the CCD element CC. It is set as the structure which can switch arrangement | positioning to. Specifically, the switching mechanism is generally used for a method in which the low-magnification interferometer unit IMUa and the high-magnification interferometer unit IMUb are arranged in parallel in the horizontal direction and exchanged by a slide mechanism, or for switching the magnification of an objective lens in an optical microscope. As in the rotary objective lens switching mechanism (revolver) employed in the above, a method of arranging both of them symmetrically with respect to each other and exchanging them with the rotation mechanism can be selected.

更に、これら低倍干渉計ユニットIMUaと高倍干渉計ユニットIMUbの詳細な構成としては、基本的には、両者ともにミロー式干渉計(Mirau interferometer)を用いたものであり、低倍干渉計ユニットIMUaにおいては、ハーフミラーHMおよびCCD素子CCの下方に配置される状態において、ハーフミラーHMの下方に配置される低倍率用の対物レンズLZ1aと、対物レンズLZ1aの下方に水平に配したビームスプリッタBSaおよびこのビームスプリッタBSaと対物レンズLZ1a間に配置した微小な反射ミラーRMaからなる干渉計IMaと、この干渉計IMaを光軸方向に微小移動することで測定光路(測定距離)を可変するピエゾアクチュエータ(図示省略)をそれぞれ備えて構成される。高倍干渉計ユニットIMUbについても、低倍率用の対物レンズLZ1aに換えて高倍率用の対物レンズLZ1bを備える点が異なるが、他の構成は低倍干渉計ユニットIMUaと同様の構成であるビームスプリッタBSbおよび微小な反射ミラーRMbからなる干渉計IMbを備えて構成される。   Further, as detailed configurations of the low-magnification interferometer unit IMUa and the high-magnification interferometer unit IMUb, basically, both use a Milau interferometer, and the low-magnification interferometer unit IMUa. , In the state of being disposed below the half mirror HM and the CCD element CC, the low-magnification objective lens LZ1a disposed below the half mirror HM and the beam splitter BSa disposed horizontally below the objective lens LZ1a And an interferometer IMa including a minute reflecting mirror RMa disposed between the beam splitter BSa and the objective lens LZ1a, and a piezo actuator that changes the measurement optical path (measurement distance) by minutely moving the interferometer IMa in the optical axis direction. (Not shown). The high-magnification interferometer unit IMUb is different from the low-magnification objective lens LZ1a in that it includes a high-magnification objective lens LZ1b, but the other configuration is a beam splitter having the same configuration as the low-magnification interferometer unit IMUa. An interferometer IMb including a BSb and a minute reflecting mirror RMb is provided.

また、表面段差測定装置200は、以上説明を行った白色光光源LS、CCD素子CC、低倍干渉計ユニットIMUaおよび高倍干渉計ユニットIMUbにより構成される測定光学系と、CF基板120を載せるステージSTについて、CF基板120表面における所望の測定対象となる柱状スペーサPSと上記測定光学系の位置を一定の位置関係に相対移動するために、測定光学系かステージSTの何れかをXY軸方向(CF基板120の表面に対し平行な方向)に移動する移動機構を備える。   Further, the surface level difference measuring apparatus 200 is a stage on which the measurement optical system including the white light source LS, the CCD element CC, the low magnification interferometer unit IMUa and the high magnification interferometer unit IMUb described above and the CF substrate 120 are mounted. For ST, in order to relatively move the position of the columnar spacer PS to be measured on the surface of the CF substrate 120 and the measurement optical system to a fixed positional relationship, either the measurement optical system or the stage ST is moved in the XY axis direction ( A moving mechanism that moves in a direction parallel to the surface of the CF substrate 120 is provided.

更に、表面段差測定装置200は、コンピュータ処理機能を内蔵した制御ユニットCUを備えており、表面段差測定装置200の測定方法のための各構成の移動に関するシーケンス制御や所定のデータ処理などを実行する。また、制御ユニットCUは、上記のシーケンス制御を行う動作制御ユニットや、CCD素子CCから得る信号を処理(画像処理)する信号処理部、測定状態を監視する表示画面(モニタ画面)DSPを備える。   Furthermore, the surface level difference measuring apparatus 200 includes a control unit CU with a built-in computer processing function, and executes sequence control and predetermined data processing related to movement of each component for the measurement method of the surface level difference measuring apparatus 200. . The control unit CU also includes an operation control unit that performs the above-described sequence control, a signal processing unit that processes (image processing) a signal obtained from the CCD element CC, and a display screen (monitor screen) DSP that monitors a measurement state.

次に、本実施形態1における表面段差測定装置200を用いてCF基板120上の柱状スペーサPSの高さを測定する動作(作用)について、図2〜図8を用いて説明を行う。まず、被測定物となるCF基板120の構造について、図2のCF基板120についての平面図を用いて簡単に説明を行う。   Next, the operation (action) of measuring the height of the columnar spacer PS on the CF substrate 120 using the surface level difference measuring apparatus 200 according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. First, the structure of the CF substrate 120 to be measured will be briefly described using the plan view of the CF substrate 120 in FIG.

図2に示すとおり、一般的な液晶表示装置の製造工程の途中で行われる柱状スペーサPSの高さ測定工程における被測定物として用いられるCF基板120は、透明基板であるガラス基板121表面に、赤、緑、青などの特定の波長範囲の光を選択的に透過するフィルタであるカラーフィルタ124(それぞれ赤、緑、青に対応して、カラーフィルタ124R、124G、124Bとする)と、これら複数のカラーフィルタ124R〜124B間を遮光する遮光層であるブラックマトリクス(Black Matrix:BM)125と、測定対象となる柱状スペーサPSが形成されている。なお、詳細には、CF基板120表面においては、柱状スペーサPSよりも下層であって、カラーフィルタ124R〜124B、BM125の表面を覆い配置される透明導電膜よりなる共通電極が形成される。ここで測定される柱状スペーサPSの高さは、正確に言えば、この共通電極表面からの高さとなるが、高さ測定自体には大きく影響しないことから、ここでは共通電極の図示を省略している。   As shown in FIG. 2, the CF substrate 120 used as an object to be measured in the step of measuring the height of the columnar spacer PS performed in the middle of the manufacturing process of a general liquid crystal display device is formed on the surface of the glass substrate 121 that is a transparent substrate. Color filters 124 (color filters 124R, 124G, and 124B corresponding to red, green, and blue, respectively) that are filters that selectively transmit light in a specific wavelength range such as red, green, and blue, and these A black matrix (BM) 125, which is a light shielding layer that shields light between the plurality of color filters 124R to 124B, and a columnar spacer PS to be measured are formed. Specifically, on the surface of the CF substrate 120, a common electrode made of a transparent conductive film which is lower than the columnar spacer PS and covers the surfaces of the color filters 124R to 124B and the BM 125 is formed. The height of the columnar spacer PS measured here is precisely the height from the surface of the common electrode, but does not greatly affect the height measurement itself, so the illustration of the common electrode is omitted here. ing.

また、図示されるとおり、測定対象となる柱状スペーサPSは、カラーフィルタ124R〜124Bの3つの画素のカラーフィルタ124より構成される一つの絵素に対して、1ヵ所(1個)の割合で柱状スペーサPSが配置されている。更に、この柱状スペーサPSのうち、1つの柱状スペーサPSxを測定対象とした場合を例にとって、以下説明を行う。   Further, as shown in the drawing, the columnar spacer PS to be measured is in a ratio of one (one) to one picture element constituted by the color filters 124 of the three pixels of the color filters 124R to 124B. Columnar spacers PS are arranged. Further, the following description will be made by taking as an example a case where one columnar spacer PSx of the columnar spacers PS is an object to be measured.

次に、本実施形態1における表面段差測定装置200による柱状スペーサPSの高さ測定における動作の特徴としては、低倍率用の対物レンズLZ1aを備えた低倍干渉計ユニットIMUaによって、ミロー式干渉計の動作原理を用いて柱状スペーサPSx近傍の概ね1絵素から2絵素単位の範囲内のCF基板120表面の三次元表面形状プロファイル(相対的な高さデータ)を得る工程と、高倍率用の対物レンズLZ1bを備えた高倍干渉計ユニットIMUbによって、ミロー式干渉計の動作原理を用いて柱状スペーサPSxのごく近傍の範囲内のCF基板120表面の三次元表面形状プロファイルを得る工程と、それぞれ得られた2種類の三次元表面形状プロファイルのデータを所定の信号処理方法を用いて合成することにより、1つの三次元表面形状プロファイルのデータを生成する工程と、得られた1つの三次元表面形状プロファイルのデータより、柱状スペーサPSの高さHpsに相当するデータを抽出する工程とを備えることにある。   Next, as a feature of the operation in the height measurement of the columnar spacer PS by the surface level difference measuring apparatus 200 in the first embodiment, a Milo interferometer is provided by a low-magnification interferometer unit IMUa including a low-magnification objective lens LZ1a. A step of obtaining a three-dimensional surface profile (relative height data) of the surface of the CF substrate 120 in the range of approximately one picture element to two picture elements in the vicinity of the columnar spacer PSx using the operation principle of FIG. Obtaining a three-dimensional surface shape profile of the surface of the CF substrate 120 within a range very close to the columnar spacer PSx using the principle of operation of a Millo interferometer by the high-magnification interferometer unit IMUb having the objective lens LZ1b of By synthesizing the obtained two types of three-dimensional surface shape profile data using a predetermined signal processing method, Generating a data dimension surface shape profile, from the data of one three-dimensional surface shape profiles obtained is to comprise a step of extracting data corresponding to the height Hps of the columnar spacer PS.

各工程に関して、より具体的に説明を行うと、低倍干渉計ユニットIMUaによって三次元表面形状プロファイルを得る工程と、高倍干渉計ユニットIMUbによって三次元表面形状プロファイルを得る工程については、特に実施する順番、つまり、何れを先に行っても良いが、ここでは、先ず、低倍干渉計ユニットIMUaによって三次元表面形状プロファイルを得る工程より説明を行う。   More specifically, with respect to each step, a step of obtaining a three-dimensional surface shape profile by the low magnification interferometer unit IMUa and a step of obtaining a three-dimensional surface shape profile by the high magnification interferometer unit IMUb are particularly performed. The order, that is, whichever may be performed first, will be described first from the step of obtaining a three-dimensional surface shape profile by the low-magnification interferometer unit IMUa.

低倍干渉計ユニットIMUaによって三次元表面形状プロファイルを得る工程においては、先にCF基板120の説明に用いた図2において、測定対象となる柱状スペーサPSxに対して、近傍の概ね1絵素(絵素は赤、緑、青の3つの画素を単位とする)から2絵素単位の範囲として、点線で囲われた測定領域a1に対して、低倍干渉計ユニットIMUaと表面段差測定装置200により三次元表面形状プロファイルを抽出する。また、図3の模式図にて、表面段差測定装置200において、この低倍干渉計ユニットIMUaを用いた測定において要部の構成となる低倍率用の対物レンズLZ1aおよびCCD素子CCと、測定対象となる柱状スペーサPSxとCF基板120の位置関係を示す。なお、図3は、図2に示した断面線X1−X2での断面図に概ね対応した模式図としているが、柱状スペーサPSx自体は断面線X1−X2上に配置されていないので正確な断面図を示すものではなく、表面段差測定装置200における測定範囲と柱状スペーサPSxを含むCF基板120との垂直方向での位置関係を説明するために側面図的に図示されたものである。   In the step of obtaining the three-dimensional surface shape profile by the low-magnification interferometer unit IMUa, in FIG. 2 used for the description of the CF substrate 120, the pixel spacer PSx to be measured is approximately one pixel in the vicinity ( The picture element is a unit of three pixels of red, green, and blue) to two picture element units, and the low magnification interferometer unit IMUa and the surface level difference measuring device 200 for the measurement area a1 surrounded by a dotted line. To extract a three-dimensional surface shape profile. In the schematic diagram of FIG. 3, in the surface level difference measuring apparatus 200, the objective lens LZ1a for low magnification and the CCD element CC, which are the main components in the measurement using the low magnification interferometer unit IMUa, and the measurement object The positional relationship between the columnar spacer PSx and the CF substrate 120 is shown. Note that FIG. 3 is a schematic diagram that substantially corresponds to the cross-sectional view taken along the cross-sectional line X1-X2 shown in FIG. 2, but the columnar spacer PSx itself is not arranged on the cross-sectional line X1-X2, and therefore has an accurate cross-section. The figure is not shown, but is shown as a side view for explaining the positional relationship in the vertical direction between the measurement range in the surface level difference measuring apparatus 200 and the CF substrate 120 including the columnar spacer PSx.

この低倍干渉計ユニットIMUaを用いて行う測定の測定領域a1は、図2に示されるとおり、柱状スペーサPSxを含んだ領域であって、カラーフィルタ124Rからカラーフィルタ124G、カラーフィルタ124B、次の繰り返し単位のカラーフィルタ124Rまでの4行分のカラーフィルタ124と、2列分のカラーフィルタ124の計8つのカラーフィルタ124の領域に設定される。   As shown in FIG. 2, the measurement area a1 of the measurement performed using the low-magnification interferometer unit IMUa is an area including the columnar spacer PSx. The color filter 124R to the color filter 124G, the color filter 124B, The color filter 124 for four rows up to the color filter 124R of the repetition unit and the color filter 124 for two columns are set in a total of eight color filters 124 regions.

また、この様に設定したことに関しては次の様な理由がある。図3に示されるとおり、カラーフィルタ124R、カラーフィルタ124G、カラーフィルタ124Bについては、異なる厚みに設定される場合が多いことから、この様に異なる色の配列される方向に4行分に設定することで、測定領域a1における両側で、同じ色のカラーフィルタ124(ここでは、カラーフィルタ124Rと、次の繰り返し単位のカラーフィルタ124R)が配置されることで、これら両側の位置で概ねカラーフィルタ124R〜124Bの形成されるガラス基板121表面からの高さが同じとなる。従って、これら測定領域a1における両側における同じ高さの部分について測定された高さデータを適宜校正に用いることで、CF基板120表面の基準となる面方向が、より正確に特定される。   There are the following reasons for this setting. As shown in FIG. 3, the color filter 124R, the color filter 124G, and the color filter 124B are often set to different thicknesses, and thus are set to four rows in the direction in which different colors are arranged in this way. Thus, the color filters 124 of the same color (here, the color filter 124R and the color filter 124R of the next repeating unit) are arranged on both sides in the measurement region a1, so that the color filter 124R is approximately at the positions on both sides. The height from the surface of the glass substrate 121 on which .about.124B is formed is the same. Therefore, by using the height data measured for the same height portions on both sides in the measurement region a1 as appropriate for calibration, the plane direction serving as a reference for the surface of the CF substrate 120 can be specified more accurately.

また、図3において、対物レンズLZ1a部分で交差する2本の点線でCCD素子CCの両端からCF基板120までの光路を示しているが、この2本の点線で挟まれる範囲内が検査範囲に対応するものとして概念的に示しており、2本の点線がCF基板120に当接する部分が、図2に示される測定領域a1の境界を示す点線に対応する。また、この図3中の2本の点線で示されるとおり、カラーフィルタ124Rから、次の繰り返し単位のカラーフィルタ124Rまでの範囲が、CCD素子CCに配列して配置される各検出センサでの抽出データに対応する。   In FIG. 3, the optical path from both ends of the CCD element CC to the CF substrate 120 is shown by two dotted lines intersecting at the objective lens LZ1a. The range between the two dotted lines is the inspection range. It is conceptually shown as corresponding, and the portion where the two dotted lines contact the CF substrate 120 corresponds to the dotted line indicating the boundary of the measurement region a1 shown in FIG. Further, as indicated by two dotted lines in FIG. 3, the range from the color filter 124R to the color filter 124R of the next repeating unit is extracted by each detection sensor arranged in the CCD element CC. Corresponds to data.

以上の様な位置関係で低倍干渉計ユニットIMUaによって測定領域a1のCF基板120表面の三次元表面形状プロファイルを得ることになるが、ミロー式干渉計の動作原理を用いて三次元表面形状プロファイルを得る方法についは、公知の方法であることから、図1の各構成の動作として簡単に説明を行う。測定時には、白色光光源LSの白色光が、ハーフミラーHMを介して低倍干渉計ユニットIMUaの低倍率用の対物レンズLZ1aに入射する。白色光は対物レンズLZ1aにより集束されるが、ビームスプリッタBSaにより半分の光量が反射されて反射ミラーRMaに入射するとともに、残りの半分の光量は、ビームスプリッタBSaを透過して下方へ出射する。また、測定領域a1のCF基板120表面を反射した光と反射ミラーRMaを反射した光は、再びビームスプリッタBSaに戻り、ここで干渉縞が発生する。   With the above positional relationship, the low-magnification interferometer unit IMUa obtains the three-dimensional surface shape profile of the surface of the CF substrate 120 in the measurement region a1, but the three-dimensional surface shape profile is obtained using the principle of operation of the Millo interferometer. Since the method of obtaining is a known method, the operation of each component in FIG. 1 will be briefly described. At the time of measurement, white light from the white light source LS is incident on the low-magnification objective lens LZ1a of the low-magnification interferometer unit IMUa via the half mirror HM. The white light is focused by the objective lens LZ1a, but half the amount of light is reflected by the beam splitter BSa and enters the reflection mirror RMa, and the remaining half amount of light is transmitted through the beam splitter BSa and emitted downward. In addition, the light reflected from the surface of the CF substrate 120 in the measurement region a1 and the light reflected from the reflection mirror RMa return to the beam splitter BSa again, where interference fringes are generated.

干渉縞の輝度が最も大きくなるのはビームスプリッタBSaから反射ミラーRMaまでの距離とCF基板120表面で反射した光の光路長が一致する場合である。この干渉縞は結像レンズLZCによりCCD素子CC上に結像する。従って、ピエゾアクチュエータを用いて干渉計IMaを光軸方向に微小移動しながら、干渉計IMaの位置ごとの干渉縞の輝度データを画像として取り込む測定処理を行う。続いて、この測定された干渉計IMaの位置に応じて抽出された画像データから、逆にCCD素子CC上の各検出センサに対応した干渉計IMaの位置ごとの輝度情報のデータに捕らえなおし、各検出センサに対応した干渉中心(輝度が最大)となる干渉計IMaの位置を求めるデータ処理を行う。そして、この輝度が最大となる干渉計IMaの位置をZ軸情報として、CCD素子CC上に二次元マトリクスに配列する各検出センサに対応した二次元XY軸に対してプロットすることで、CF基板120表面の三次元表面形状プロファイルを得ることができる。   The luminance of the interference fringe is maximized when the distance from the beam splitter BSa to the reflection mirror RMa matches the optical path length of the light reflected by the CF substrate 120 surface. The interference fringes are imaged on the CCD element CC by the imaging lens LZC. Therefore, a measurement process is performed to capture the luminance data of the interference fringes for each position of the interferometer IMa as an image while finely moving the interferometer IMa in the optical axis direction using the piezoelectric actuator. Subsequently, from the image data extracted according to the measured position of the interferometer IMa, the brightness information data for each position of the interferometer IMa corresponding to each detection sensor on the CCD element CC is recaptured. Data processing is performed to determine the position of the interferometer IMa that is the interference center (luminance is maximum) corresponding to each detection sensor. Then, by plotting the position of the interferometer IMa at which the luminance becomes maximum as Z-axis information with respect to the two-dimensional XY axes corresponding to the respective detection sensors arranged in a two-dimensional matrix on the CCD element CC, the CF substrate A three-dimensional surface shape profile of 120 surfaces can be obtained.

続いて、以上の様な測定とデータ処理を行うことで低倍干渉計ユニットIMUaによって得られた測定領域a1のCF基板120表面の三次元表面形状プロファイルについて、図4を用いて説明を行う。先ず、図4(a)は、本実施の形態1における柱状スペーサPSxの高さ測定に関するデータ処理を概念的に説明するため、CF基板120表面の三次元表面形状プロファイルを柱状スペーサPSxの段差部分を含んだ二次元形状プロファイルlp1に簡略化して示したもので、CCD素子CCの検出センサの一次元の素子数である1024個に対応した位置、P,P〜P1024で示している。また、図4(b)は、より正確に測定領域a1のCF基板120表面の三次元表面形状プロファイルLp1を現したもので、図4(a)との対応関係としては、図4(b)におけるP,P〜P1024を付した実線で示される二次元形状プロファイルlp1が、図4(a)に該当することになる。 Subsequently, a three-dimensional surface shape profile of the surface of the CF substrate 120 in the measurement region a1 obtained by the low magnification interferometer unit IMUa by performing the above measurement and data processing will be described with reference to FIG. First, FIG. 4A illustrates a three-dimensional surface shape profile on the surface of the CF substrate 120 as a step portion of the columnar spacer PSx in order to conceptually explain data processing regarding the height measurement of the columnar spacer PSx in the first embodiment. Is a simplified two-dimensional shape profile lp1 including the positions of P 1 , P 2 to P 1024 corresponding to 1024 elements which are the number of one-dimensional elements of the detection sensor of the CCD element CC. . FIG. 4B shows the three-dimensional surface shape profile Lp1 of the surface of the CF substrate 120 in the measurement region a1 more accurately. The correspondence with FIG. 4A is shown in FIG. A two-dimensional shape profile lp1 indicated by a solid line with P 1 , P 2 to P 1024 in FIG. 4 corresponds to FIG.

また、この低倍干渉計ユニットIMUaにより得られるCF基板120表面の三次元表面形状プロファイルLp1については、このまま、このデータにおける柱状スペーサPSxの段差部に対応する凹凸プロファイルを柱状スペーサPSxの高さとして用いた場合には、一般的な従来の白色干渉方式の表面段差測定装置での測定データと同様となる。この低倍干渉計ユニットIMUaにより得られる三次元表面形状プロファイルLp1では、図4(a)に示される二次元形状プロファイルlp1、図4(b)に示される三次元表面形状プロファイルLp1の柱状スペーサPSxの段差部に対応する凹凸プロファイル部分において、特に柱状スペーサPSxの端部に相当する部分において鈍った形状となっている。これは、柱状スペーサPSxが微細な場合、具体的には、概ね1絵素から2絵素単位の範囲に設定される測定領域a1と比較して柱状スペーサPSxの占める比率が小さい場合においては、柱状スペーサPSx部分に対応するCCD素子CCの各検出センサの実質的な解像度が不十分となることで顕著となる。   Further, regarding the three-dimensional surface shape profile Lp1 of the surface of the CF substrate 120 obtained by the low-magnification interferometer unit IMUa, the uneven profile corresponding to the step portion of the columnar spacer PSx in this data is used as the height of the columnar spacer PSx. When used, it is the same as the measurement data in a general conventional white interference type surface level difference measuring device. In the three-dimensional surface shape profile Lp1 obtained by the low-magnification interferometer unit IMUa, the two-dimensional shape profile lp1 shown in FIG. 4A and the columnar spacer PSx of the three-dimensional surface shape profile Lp1 shown in FIG. In the uneven profile portion corresponding to the step portion, the shape corresponding to the end portion of the columnar spacer PSx is dull. This is because, when the columnar spacer PSx is fine, specifically, when the ratio of the columnar spacer PSx is small compared to the measurement region a1 set in the range of approximately one picture element to two picture elements, This becomes conspicuous when the substantial resolution of each detection sensor of the CCD element CC corresponding to the columnar spacer PSx becomes insufficient.

本実施の形態1の表面段差測定装置200による柱状スペーサPSxの高さ測定の場合には、この低倍干渉計ユニットIMUaにより得られる三次元表面形状プロファイルLp1をそのまま用いるのではなく、上記説明した低倍干渉計ユニットIMUaによって三次元表面形状プロファイルを得る工程とは別途行われる高倍干渉計ユニットIMUbによって三次元表面形状プロファイルを得る工程により得られた三次元表面形状プロファイルのデータも活用して、柱状スペーサPSxの高さ測定が行われる。続いて、この高倍干渉計ユニットIMUbによって三次元表面形状プロファイルを得る工程について説明を行う。   In the case of measuring the height of the columnar spacer PSx by the surface level difference measuring apparatus 200 of the first embodiment, the three-dimensional surface shape profile Lp1 obtained by the low-magnification interferometer unit IMUa is not used as it is, but has been described above. Utilizing the data of the three-dimensional surface shape profile obtained by the step of obtaining the three-dimensional surface shape profile by the high magnification interferometer unit IMUb separately from the step of obtaining the three-dimensional surface shape profile by the low magnification interferometer unit IMUa, The height of the columnar spacer PSx is measured. Subsequently, a process of obtaining a three-dimensional surface shape profile by the high power interferometer unit IMUb will be described.

高倍干渉計ユニットIMUbによって三次元表面形状プロファイルを得る工程おいては、CF基板120を示す図5(a)において、測定対象となる柱状スペーサPSxに対して、ごく近傍の範囲として、点線で囲われた測定領域a2に対して、高倍干渉計ユニットIMUbと表面段差測定装置200により三次元表面形状プロファイルを抽出する。また、図5(b)の模式図にて、表面段差測定装置200において、この高倍干渉計ユニットIMUbを用いた測定において要部の構成となる高倍率用の対物レンズLZ1bおよびCCD素子CCと、測定対象となる柱状スペーサPSxとCF基板120の位置関係を示す。   In the step of obtaining a three-dimensional surface shape profile by the high-magnification interferometer unit IMUb, in FIG. 5A showing the CF substrate 120, the column spacer PSx to be measured is surrounded by a dotted line as a very close range. A three-dimensional surface shape profile is extracted from the measurement region a2 by the high magnification interferometer unit IMUb and the surface level difference measuring device 200. 5B, in the surface level difference measuring apparatus 200, a high-magnification objective lens LZ1b and a CCD element CC, which are main components in measurement using the high-magnification interferometer unit IMUb, The positional relationship between the columnar spacer PSx to be measured and the CF substrate 120 is shown.

この高倍干渉計ユニットIMUbを用いて行う測定の測定領域a2は、図5(a)および図5(b)に示されるとおり、柱状スペーサPSxを含んだ領域であって、低倍干渉計ユニットIMUaを用いて行う測定の測定領域a1に比べて、一次元的に言えば1/3程度の長さ範囲、二次元的に言えば1/9程度の面積範囲の領域に設定される。なお、上記の比率は一例であって、当該測定領域の中で、柱状スペーサPSxの占める領域と、高さ測定の基準となる柱状スペーサPSx以外のCF基板120表面が占める領域の割合について、ある程度、両者の高さについての正確な情報が得られることが必要なことから、一次元的に言えば1対1程度の長さ比率、二次元的に言えば1対3程度の面積比率か、それ以上の比率を柱状スペーサPSx以外のCF基板120表面が占める程度の拡大率で高倍干渉計ユニットIMUbを用いて行う測定の測定領域が設定されることが好ましい。   The measurement region a2 of measurement performed using the high-magnification interferometer unit IMUb is a region including the columnar spacer PSx as shown in FIGS. 5A and 5B, and the low-magnification interferometer unit IMUa. Compared to the measurement area a1 of the measurement performed using, the area is set to a length range of about 1/3 in one dimension, and the area range of about 1/9 in two dimensions. The above ratio is an example, and the ratio of the area occupied by the columnar spacer PSx to the area occupied by the surface of the CF substrate 120 other than the columnar spacer PSx serving as a height measurement reference in the measurement area is somewhat. Since it is necessary to obtain accurate information about the heights of the two, the length ratio is about 1 to 1 in one dimension, the area ratio is about 1 to 3 in two dimensions, It is preferable to set a measurement area for measurement using the high-magnification interferometer unit IMUb with an enlargement ratio such that the surface of the CF substrate 120 other than the columnar spacer PSx occupies a higher ratio.

以上の様な位置関係で高倍干渉計ユニットIMUbによって測定領域a2のCF基板120表面の三次元表面形状プロファイルを得ることになるが、三次元表面形状プロファイルを得る動作原理については、先に説明した低倍干渉計ユニットIMUaによる測定と同様であることから説明を省略する。以上の様に低倍干渉計ユニットIMUaを用いた場合と同様に高倍干渉計ユニットIMUbによって測定とデータ処理を行うことによって得られた測定領域a2におけるCF基板120表面の三次元表面形状プロファイルについて、図6を用いて説明を行う。   The three-dimensional surface shape profile of the surface of the CF substrate 120 in the measurement region a2 is obtained by the high-magnification interferometer unit IMUb in the positional relationship as described above. The operation principle for obtaining the three-dimensional surface shape profile has been described above. Since it is the same as the measurement by the low-magnification interferometer unit IMUa, the description is omitted. As described above, the three-dimensional surface shape profile of the surface of the CF substrate 120 in the measurement region a2 obtained by performing measurement and data processing with the high magnification interferometer unit IMUb as in the case of using the low magnification interferometer unit IMUa. This will be described with reference to FIG.

図6(a)および図6(b)は、図4(a)および図4(b)と同様に、それぞれ、測定領域a1のCF基板120表面の三次元表面形状プロファイルについて、柱状スペーサPSxの段差部分を含んだ二次元形状プロファイルhp1に簡略化して示したものと、より正確に測定領域a2のCF基板120表面の三次元表面形状プロファイルHp1を現したものであり、図6(a)および図6(b)の対応関係についても、図6(b)におけるP,P〜P1024を付した実線で示される二次元形状プロファイルhp1が、図6(a)に該当することになる。 6 (a) and 6 (b) are similar to FIGS. 4 (a) and 4 (b), respectively, regarding the three-dimensional surface profile of the surface of the CF substrate 120 in the measurement region a1, the columnar spacer PSx. A simplified two-dimensional shape profile hp1 including a stepped portion and a more accurate three-dimensional surface shape profile Hp1 of the surface of the CF substrate 120 in the measurement region a2 are shown in FIG. 6B, the two-dimensional shape profile hp1 indicated by the solid lines with P 1 , P 2 to P 1024 in FIG. 6B corresponds to FIG. 6A. .

また、この高倍干渉計ユニットIMUbにより得られるCF基板120表面の三次元表面形状プロファイルHp1では、図6(a)に示される二次元形状プロファイルhp1、図6(b)に示される三次元表面形状プロファイルHp1の柱状スペーサPSxの段差部に対応する凹凸プロファイル部分において、柱状スペーサPSxの端部に相当する部分も含めて、柱状スペーサPSxの形状をより正確に再現した形状となっている。これは、柱状スペーサPSx部分に対応するCCD素子CCの各検出センサの実質的な解像度が向上したことによるものである。   Further, in the three-dimensional surface shape profile Hp1 of the surface of the CF substrate 120 obtained by the high power interferometer unit IMUb, the two-dimensional shape profile hp1 shown in FIG. 6A and the three-dimensional surface shape shown in FIG. In the uneven profile portion corresponding to the step portion of the columnar spacer PSx of the profile Hp1, the shape of the columnar spacer PSx is reproduced more accurately including the portion corresponding to the end portion of the columnar spacer PSx. This is because the substantial resolution of each detection sensor of the CCD element CC corresponding to the columnar spacer PSx portion is improved.

続いて、上記説明のとおり、低倍干渉計ユニットIMUaと高倍干渉計ユニットIMUbによりそれぞれ得られた三次元表面形状プロファイルLp1と三次元表面形状プロファイルHp1の2種類の三次元表面形状プロファイルのデータを所定の信号処理方法を用いて合成することにより、1つの三次元表面形状プロファイルのデータを生成する工程について、図7および図8を用いて説明する。なお、以下で説明する所定の信号処理については、表面段差測定装置200が備えるCCD素子CCから得る信号を処理(画像処理)する信号処理部を有する制御ユニットCUが行う。   Subsequently, as described above, data of two types of three-dimensional surface shape profiles of the three-dimensional surface shape profile Lp1 and the three-dimensional surface shape profile Hp1 obtained by the low magnification interferometer unit IMUa and the high magnification interferometer unit IMUb, respectively. A process of generating data of one three-dimensional surface shape profile by combining using a predetermined signal processing method will be described with reference to FIGS. The predetermined signal processing described below is performed by a control unit CU having a signal processing unit that processes (image processing) a signal obtained from the CCD element CC included in the surface level difference measuring apparatus 200.

先ずは、低倍干渉計ユニットIMUaより得られた三次元表面形状プロファイルLp1について、柱状スペーサPSxの大きさ(平面方向でのサイズ)に対して実質的な解像度が不十分である柱状スペーサPSx部分については、先に説明した合成データには活用せず、データを削除する処理行う。具体的には、図7(a)では、説明簡略化のため、二次元形状プロファイルlp1で、この削除処理を説明するが、図示される様に、二次元形状プロファイルlp1より、CCD素子CCの検出センサの一次元の素子数である1024個に対応した位置、P,P〜P1024のうち、柱状スペーサPSx近傍の測定データとなるP〜Pn+340の341個のデータを削除するデータ処理を行い、二次元形状プロファイルnlpが得られる(なお、nは、上記の柱状スペーサPSx近傍の測定データの範囲に対応した素子位置で決まる任意の整数である)。二次元形状プロファイルnlpにおいては、P〜Pn−1,n+341〜P1024のデータを有していることとなる。 First, for the three-dimensional surface shape profile Lp1 obtained from the low-magnification interferometer unit IMUa, the columnar spacer PSx portion whose substantial resolution is insufficient with respect to the size (size in the planar direction) of the columnar spacer PSx. Is not used for the composite data described above, and the data is deleted. Specifically, in FIG. 7A, for the sake of simplification of explanation, this deletion process will be described using a two-dimensional shape profile lp1. Of the positions corresponding to 1024, which is the number of one-dimensional elements of the detection sensor, P 1 , P 2 to P 1024 , 341 pieces of data of P n to P n + 340 that become measurement data in the vicinity of the columnar spacer PSx are deleted. Data processing is performed to obtain a two-dimensional shape profile nlp (where n is an arbitrary integer determined by the element position corresponding to the measurement data range in the vicinity of the columnar spacer PSx). The two-dimensional shape profile nlp has data of P 1 to P n−1 and P n + 341 to P 1024 .

なお、この削除する範囲は、高倍干渉計ユニットIMUbより得られたデータを後に割り当てて合成を行うことから、高倍干渉計ユニットIMUbの測定領域a2に対応させる。本実施の形態1の例では、低倍干渉計ユニットIMUaの測定領域a1に対して一次元的に言えば1/3程度の長さ範囲としていることから、ここでは、1024個のP〜P1024のデータのうち、概ね1/3となる341個のデータとして設定している。適宜、低倍干渉計ユニットIMUaの測定領域a1に対する高倍干渉計ユニットIMUbの測定領域a2の比率に応じて削除範囲を決定すれば良い。 Note that the range to be deleted corresponds to the measurement region a2 of the high-power interferometer unit IMUb because the data obtained from the high-power interferometer unit IMUb is assigned later for synthesis. In the example of the first embodiment, the length range is about 1/3 in a one-dimensional manner with respect to the measurement region a1 of the low-magnification interferometer unit IMUa, and here, 1024 P 1 to P 1 to Of the P 1024 data, the data is set as 341 data, which is approximately 1/3. The deletion range may be appropriately determined according to the ratio of the measurement area a2 of the high magnification interferometer unit IMUb to the measurement area a1 of the low magnification interferometer unit IMUa.

実際のデータ処理としては低倍干渉計ユニットIMUaより得られたデータは、図7(b)で示したとおり、三次元表面形状プロファイルLp1であることから、その三次元表面形状プロファイルLp1より、柱状スペーサPSx近傍の1/9程度の面積範囲の測定データを削除し、図7(b)に示されるとおり、三次元表面形状プロファイルNLp1が得られる。   As actual data processing, the data obtained from the low-magnification interferometer unit IMUa is the three-dimensional surface shape profile Lp1 as shown in FIG. 7B. Measurement data in an area range of about 1/9 in the vicinity of the spacer PSx is deleted, and a three-dimensional surface shape profile NLp1 is obtained as shown in FIG. 7B.

続いて、図8(a)に示すとおり、二次元形状プロファイルnlpのデータに対して、高倍干渉計ユニットIMUbより得られた二次元形状プロファイルhp1のデータを合成する。合成するに際して、両者のデータは、倍率の違い、即ち、測定領域a1と測定領域a2の違いから実質的な解像度が異なるデータとなっていることから、解像度を一致させて合成するのが良い。基本的には、一方のデータの解像度を他方のデータの解像度に併せ込む方法が選択できるが、ここでは、CCD素子CCの解像度に対しての柱状スペーサPSxの大きさ(平面方向でのサイズ)が比較的大きいことから、ある程度正確に測定された高倍干渉計ユニットIMUbより得られた二次元形状プロファイルhp1のデータの方の解像度を落とし、一次元的に言えば1/3、二次元的に言えば1/9のデータ数に変換して、PSx近傍のデータが削除された二次元形状プロファイルnlpにおける柱状スペーサPSx近傍のデータに当てはめる。   Subsequently, as shown in FIG. 8A, the data of the two-dimensional shape profile hp1 obtained from the high-magnification interferometer unit IMUb is synthesized with the data of the two-dimensional shape profile nlp. At the time of combining, the two data are data having substantially different resolutions due to the difference in magnification, that is, the difference between the measurement region a1 and the measurement region a2, and therefore it is preferable to combine the data with the same resolution. Basically, a method of combining the resolution of one data with the resolution of the other data can be selected. Here, the size of the columnar spacer PSx with respect to the resolution of the CCD element CC (size in the planar direction) is selected. Is relatively large, the resolution of the data of the two-dimensional shape profile hp1 obtained from the high-magnification interferometer unit IMUb measured to a certain degree of accuracy is reduced. In other words, the number of data is converted to 1/9 and applied to the data in the vicinity of the columnar spacer PSx in the two-dimensional shape profile nlp from which the data in the vicinity of PSx has been deleted.

より具体的には、合成された二次元形状プロファイルhlpを図8(a)に示しているが、二次元形状プロファイルhlpにおける1024個データとなるXP,XP〜XP1024に対して、XP〜XPn−1,XPn+341〜XP1024のデータについては、二次元形状プロファイルnlpにおけるP〜Pn−1,n+341〜P1024のデータをそのまま当てはめる。更に、XP〜XPn+340のデータについては、二次元形状プロファイルhp1における1024個のP,P〜P1024のデータについて、341個のXP〜XPn+340データ数に併せて、データ圧縮処理を行う。圧縮処理としては、単純に3個の素子ごとのデータをXP〜XPn+340に対して順に割り当てるか、或いは、隣接した3個の素子単位で平均値をXP〜XPn+340に対して順に割り当てても良い。より、高度な演算を行って高精度な圧縮処理を行うとすれば、例えば、P,P〜P1024のデータより、データ間を補間外挿した仮想的な連続曲線データを作成した後、再度、341個の等間隔に分割して、XP〜XPn+340に対して割り当てても良い。 More specifically, the combined two-dimensional shape profile hlp is shown in FIG. 8 (a), with respect XP 1, XP 2 ~XP 1024 as the 1024 data in the two-dimensional shape profile hlp, XP As for the data of 1 to XP n−1 and XP n + 341 to XP 1024 , the data of P 1 to P n−1 and P n + 341 to P 1024 in the two-dimensional shape profile nlp are applied as they are. Furthermore, the data for XP n ~XP n + 340, about 1024 pieces of data P 1, P 2 to P 1024 in the two-dimensional shape profile hp1, along with the 341 amino XP n ~XP n + 340 number of data, data compression I do. As compression processing, data for each of the three elements is simply assigned in order to XP n to XP n + 340 , or an average value is assigned in order to XP n to XP n + 340 in units of three adjacent elements. May be. If more advanced calculation is performed and high-precision compression processing is performed, for example, after creating virtual continuous curve data in which data is interpolated and extrapolated from the data of P 1 , P 2 to P 1024 Again, it may be divided into 341 equal intervals and assigned to XP n to XP n + 340 .

また、高倍干渉計ユニットIMUbより得られたデータと低倍干渉計ユニットIMUaより得られたデータは異なる光学系より得られたデータであることから、解像度以外に、高さ絶対値や水平度がずれている場合がある。そこで、図8(a)において、二次元形状プロファイルnlpと二次元形状プロファイルhp1における両者を合成する際の境界部付近のデータについて、図中点線の楕円形で囲われた領域で、それぞれ、二次元形状プロファイルnlpにおいては、境界領域Ba11、境界領域Ba12と、二次元形状プロファイルhp1においては、境界領域Ba21、境界領域Ba22とで示しているが、これら境界領域において、合成した際に互いに隣接される領域間のデータをレベル併せする処理を行うと良い。   In addition, since the data obtained from the high-magnification interferometer unit IMUb and the data obtained from the low-magnification interferometer unit IMUa are data obtained from different optical systems, in addition to the resolution, the height absolute value and the horizontality are It may be off. Therefore, in FIG. 8 (a), the data in the vicinity of the boundary when combining both the two-dimensional shape profile nlp and the two-dimensional shape profile hp1 are two regions in the region surrounded by the dotted ellipse in the figure. In the two-dimensional shape profile hp1, the boundary region Ba11 and the boundary region Ba12 are shown in the three-dimensional shape profile nlp, and the boundary region Ba21 and the boundary region Ba22 are shown in the two-dimensional shape profile hp1. It is preferable to perform processing for leveling data between regions.

具体的には、二次元形状プロファイルhp1のP,P〜P1024のデータより、XP〜XPn+340に変換処理する際に、先に説明を行った解像度の変換処理を行ったのち、例えば、二次元形状プロファイルnlp側における境界領域Ba11における所定範囲(例えば、10ヶ所程度を規定)の平均値に対して、隣接する二次元形状プロファイルhp1側の境界領域Ba21における所定範囲(例えば、10ヶ所程度を規定)の平均値を比較して、両者を一致させる補正値を二次元形状プロファイルhp1側の境界領域Ba21に設定し、同様に、二次元形状プロファイルnlp側における境界領域Ba12における所定範囲(例えば、10ヶ所程度を規定)の平均値に対して、隣接する二次元形状プロファイルhp1側の境界領域Ba22における所定範囲(例えば、10ヶ所程度を規定)の平均値を比較して、両者を一致させる補正値を二次元形状プロファイルhp1側の境界領域Ba22に設定する。続いて、この様にして得られた二次元形状プロファイルhp1のデータの両端付近の境界領域Ba21および境界領域Ba22における2つの補正値を元にして、二次元形状プロファイルhp1における一端から他端における各データに2つの補正値間で線形に等配分した補正値を順次加えたデータに変換して、XP〜XPn+340のデータとする。 Specifically, after converting the data of P 1 , P 2 to P 1024 of the two-dimensional shape profile hp1 to XP n to XP n + 340 , after performing the resolution conversion processing described above, For example, a predetermined range (for example, 10) in the boundary region Ba21 on the adjacent two-dimensional shape profile hp1 side with respect to an average value of a predetermined range (for example, defining about 10 places) in the boundary region Ba11 on the two-dimensional shape profile nlp side. A correction value for comparing the two values is set in the boundary region Ba21 on the two-dimensional shape profile hp1 side, and similarly, a predetermined range in the boundary region Ba12 on the two-dimensional shape profile nlp side. Adjacent two-dimensional shape profile hp1 side with respect to the average value (for example, defining about 10 locations) Predetermined range (for example, defines the order of 10 places) in the boundary region BA22 by comparing the average value of, setting a correction value for matching both the two-dimensional shape profile hp1 side of the boundary area BA22. Subsequently, based on the two correction values in the boundary region Ba21 and the boundary region Ba22 near both ends of the data of the two-dimensional shape profile hp1 obtained in this way, each of the two-dimensional shape profile hp1 from one end to the other end The data is converted into data obtained by sequentially adding correction values that are linearly equally distributed between two correction values to obtain data of XP n to XP n + 340 .

以上の様にすることで、合成された二次元形状プロファイルhlpにおいて、二次元形状プロファイルnlpからのXP〜XPn−1,XPn+341〜XP1024のデータに対して、二次元形状プロファイルhp1からのXP〜XPn+340が、境界部で、概ね段差なくつながるとともに、XP〜XPn+340自体も連続したデータとなる。なお、上記のデータ処理に関する説明は、理解し易くするために、二次元形状プロファイルで行ったたが、三次元プロファイルに対しても、処理するデータがマトリクスデータとなるだけで、同様のデータ処理、すなわち、三次元表面形状プロファイルHp1のデータに対しての解像度の変換処理とレベル併せ処理を行い、三次元表面形状プロファイルNLp1に対して合成する処理を行うことができ、図8(b)に示すとおり、合成された三次元表面形状プロファイルHLp1を得ることができる。 By the way described above, in the combined two-dimensional shape profile hlp, against the data in XP 1 ~XP n-1, XP n + 341 ~XP 1024 from the two-dimensional shape profile nlp, from the two-dimensional shape profile hp1 XP n to XP n + 340 are connected to each other at the boundary portion without any level difference, and XP n to XP n + 340 itself are also continuous data. In addition, for the sake of easy understanding, the above description regarding the data processing has been made with the two-dimensional shape profile. However, for the three-dimensional profile, only the data to be processed is matrix data. That is, it is possible to perform resolution conversion processing and level combination processing for the data of the three-dimensional surface shape profile Hp1, and to perform processing for combining with the three-dimensional surface shape profile NLp1, as shown in FIG. As shown, a synthesized three-dimensional surface shape profile HLp1 can be obtained.

以上の様にして得られた、三次元表面形状プロファイルHLp1においては、柱状スペーサPSxの端部に相当する部分も含めて、柱状スペーサPSxの形状をより正確に再現したデータとなっているとともに、CF基板120表面における柱状スペーサPSx近傍の概ね1絵素から2絵素単位の範囲の少なくとも複数の画素における同一の色のカラーファイルタ(本実施形態1ではカラーフィルタ124Rと、次の繰り返し単位のカラーフィルタ124R)の形成領域を含んだ測定データとなっている。   In the three-dimensional surface shape profile HLp1 obtained as described above, it is data that more accurately reproduces the shape of the columnar spacer PSx, including the portion corresponding to the end of the columnar spacer PSx, The color filter of the same color in at least a plurality of pixels in the range of approximately one picture element to two picture elements in the vicinity of the columnar spacer PSx on the surface of the CF substrate 120 (in the first embodiment, the color filter 124R and the next repeat unit) The measurement data includes the formation region of the color filter 124R).

従って、これら三次元表面形状プロファイルHLp1を用いて、例えば、測定領域a1における両側における同じ高さの部分について測定された高さデータを適宜校正に用いてCF基板120表面の基準となる面方向を特定したうえで、当該面方向に対して垂直方向を高さ方向の基準として、柱状スペーサPSxを含まない領域範囲を指定して、当該領域内の平均高さを算出し、柱状スペーサPSx形成範囲内の領域範囲を指定して、当該領域内の平均高さを算出し、これらの平均高さの差を取るなど、一般的な公知の表面段差測定装置でも行われるデータ処理を行うことより、柱状スペーサPSxの高さを導出することができる。   Therefore, using these three-dimensional surface shape profiles HLp1, for example, height data measured for the same height portions on both sides in the measurement region a1 is used for calibration as appropriate, and the surface direction serving as a reference for the surface of the CF substrate 120 is determined. After specifying, a region range not including the columnar spacer PSx is specified using the direction perpendicular to the surface direction as a reference in the height direction, the average height in the region is calculated, and the columnar spacer PSx formation range By performing the data processing that is also performed by a general well-known surface level difference measuring device, such as calculating the average height in the area, taking the difference between these average heights, specifying the area range within, The height of the columnar spacer PSx can be derived.

また、上記説明においては、低倍干渉計ユニットIMUaと高倍干渉計ユニットIMUbによりそれぞれ得られた三次元表面形状プロファイルLp1と三次元表面形状プロファイルHp1の2種類の三次元表面形状プロファイルのデータを合成するに際して、低倍干渉計ユニットIMUaより得られたデータの解像度に、高倍干渉計ユニットIMUbより得られた高解像度のデータを併せる信号処理を行った例を用いたが、CCD素子の解像度が低い場合や、更に、柱状スペーサの大きさ(平面方向でのサイズ)が比較的大きい場合など、解像度が高い合成データを得る必要がある場合には、高倍干渉計ユニットIMUbより得られたデータを解像度どおり合成データに用いて、低倍干渉計ユニットIMUaより得られたデータの方に対して、データ間に補間データを入れるなど、仮想的に解像度を高くするデータ処理を行って、高倍干渉計ユニットIMUbより得られたデータの解像度に併せる変換処理を行うと良い。   In the above description, the data of two types of three-dimensional surface shape profiles, the three-dimensional surface shape profile Lp1 and the three-dimensional surface shape profile Hp1, obtained by the low magnification interferometer unit IMUa and the high magnification interferometer unit IMUb, respectively, are synthesized. In this case, an example was used in which signal processing was performed in which the high resolution data obtained from the high magnification interferometer unit IMUb was combined with the resolution of the data obtained from the low magnification interferometer unit IMUa, but the resolution of the CCD element was low. In some cases, or when it is necessary to obtain composite data with a high resolution, such as when the size of the columnar spacer (size in the planar direction) is relatively large, the data obtained from the high-power interferometer unit IMUb is resolved. For the data obtained from the low-magnification interferometer unit IMUa Such as between the data put interpolated data by performing data processing to increase the virtually resolution, it may perform conversion processing to match the high-magnification interferometer unit resolution of the resulting data from IMUb.

以上説明のとおり、本実施の形態1の表面段差測定装置200においては、高倍干渉計ユニットIMUbによって、測定対象となる段差部である柱状スペーサPSxに対して近傍の柱状スペーサPSx部分を含んだ測定領域a1において、CF基板120表面の三次元表面形状プロファイルHp1を得る工程と、低倍干渉計ユニットIMUaより得られた三次元表面形状プロファイルLp1より柱状スペーサPSx近傍の測定データを削除して、少なくとも測定領域a1に隣接した領域を含んだ領域である測定領域a2より測定領域a1を除いた測定領域についてのCF基板120表面の三次元表面形状プロファイルNLp1を得る工程と、これら、三次元表面形状プロファイルHp1と三次元表面形状プロファイルNLp1を合成して、少なくとも柱状スペーサPSx近傍については三次元表面形状プロファイルHp1の比較的高い解像度のデータにもとづいた測定領域a1におけるCF基板120表面の三次元表面形状プロファイルHLp1を得る工程と、この三次元表面形状プロファイルHLp1より柱状スペーサPSxの高さを導出する工程を含んでいる。以上の方法を採用することにより、本実施の形態1の表面段差測定装置200と表面段差測定方法においては、測定対象となる柱状スペーサPSxの画素と比較しての大きさ(平面方向でのサイズ)が比較的小さい場合や、測定装置のコスト面や技術面から、高解像度のCCD素子を用いられない場合においても、柱状スペーサPSxの高さを正確に測定することができる。   As described above, in the surface level difference measuring apparatus 200 according to the first embodiment, the high magnification interferometer unit IMUb performs measurement including a columnar spacer PSx portion adjacent to the columnar spacer PSx that is the level difference portion to be measured. In the region a1, a step of obtaining a three-dimensional surface shape profile Hp1 of the surface of the CF substrate 120, and deleting measurement data in the vicinity of the columnar spacer PSx from the three-dimensional surface shape profile Lp1 obtained from the low magnification interferometer unit IMUa, Obtaining a three-dimensional surface shape profile NLp1 of the surface of the CF substrate 120 for the measurement region excluding the measurement region a1 from the measurement region a2 that is a region including the region adjacent to the measurement region a1, and these three-dimensional surface shape profiles Synthesize Hp1 and 3D surface profile NLp1 In the vicinity of the columnar spacer PSx, a step of obtaining the three-dimensional surface shape profile HLp1 of the surface of the CF substrate 120 in the measurement region a1 based on relatively high resolution data of the three-dimensional surface shape profile Hp1, and the three-dimensional surface shape profile A step of deriving the height of the columnar spacer PSx from HLp1 is included. By adopting the above method, in the surface level difference measuring apparatus 200 and the surface level difference measuring method of the first embodiment, the size (size in the planar direction) compared to the pixel of the columnar spacer PSx to be measured. ) Is relatively small, or the height of the columnar spacer PSx can be accurately measured even when a high-resolution CCD element cannot be used due to the cost and technical aspects of the measuring apparatus.

なお、上記説明を行った実施の形態1の表面段差測定装置200においては、柱状スペーサPSx近傍の概ね1絵素から2絵素単位の範囲内の三次元表面形状プロファイルを得る工程と柱状スペーサPSxのごく近傍の範囲内の三次元表面形状プロファイルを得る工程の切り替えを、低倍干渉計ユニットIMUaと高倍干渉計ユニットIMUbの切り替えにより行う例を用いて説明を行ったが、基本的には対物レンズ以外の光学系については実質的に同じ条件、構成で、倍率のみを変えて測定することができれば良いことから、例えば、低倍率用の対物レンズLZ1aと高倍率用の対物レンズLZ1bのみを切り替えする装置構成としても良く、この様な構成においても、実施の形態1と同様の効果が得られる。   In the surface level difference measuring apparatus 200 according to the first embodiment described above, the step of obtaining a three-dimensional surface shape profile in the range of approximately one picture element to two picture elements in the vicinity of the pillar spacer PSx and the pillar spacer PSx. The process of obtaining a three-dimensional surface shape profile within a very close range has been described using an example of switching between the low magnification interferometer unit IMUa and the high magnification interferometer unit IMUb. For optical systems other than lenses, it is only necessary to change the magnification under substantially the same conditions and configuration. For example, only the objective lens LZ1a for low magnification and the objective lens LZ1b for high magnification are switched. In such a configuration, the same effect as in the first embodiment can be obtained.

また、実施の形態1の表面段差測定装置200においては、低倍干渉計ユニットIMUaと高倍干渉計ユニットIMUbの2種類の倍率の対物レンズを含む光学系を備えた装置構成とした例を用いて説明を行ったが、装置としては、3種類以上の倍率の対物レンズ、或いは、その対物レンズを含む光学系を備えた構成として、柱状スペーサPSxの大きさ(平面方向でのサイズ)や画素における占める比率などに応じて、適当な2種類の異なる倍率の対物レンズ或いは光学系を選択して、その2種類の対物レンズ或いは光学系を順に切り替えて、実施の形態1と同様の測定を行っても良く、この様な構成においても、実施の形態1と同様の効果が得られ、より最適な測定が選択できる点で、より好ましい。   In addition, in the surface level difference measuring apparatus 200 of the first embodiment, an example in which an apparatus configuration including an optical system including an objective lens having two types of magnifications, a low magnification interferometer unit IMUa and a high magnification interferometer unit IMUb is used. As described above, the apparatus includes an objective lens with three or more magnifications or an optical system including the objective lens, and the size of the columnar spacer PSx (size in the plane direction) and the pixel Two types of objective lenses or optical systems having different magnifications are selected in accordance with the proportions occupied, and the two types of objective lenses or optical systems are sequentially switched, and the same measurement as in the first embodiment is performed. Even in such a configuration, the same effect as in the first embodiment can be obtained, and a more optimal measurement can be selected, which is more preferable.

実施の形態2.
続いて、本実施形態2の白色干渉方式の表面段差測定装置と、その表面段差測定装置を用いた段差測定方法の一例として液晶表示装置におけるカラーフィルタの形成されるCF基板120上に設けられた柱状スペーサPSの高さを測定する測定方法について説明を行う。なお、ここでは、実施の形態1からの変更点に重点をおいて説明を行う。
Embodiment 2. FIG.
Subsequently, the white interference type surface level difference measuring apparatus of the second embodiment and a step difference measuring method using the surface level difference measurement apparatus were provided on a CF substrate 120 on which a color filter in a liquid crystal display device is formed. A measurement method for measuring the height of the columnar spacer PS will be described. Here, description will be made with emphasis on the changes from the first embodiment.

まず、本実施形態2の表面段差測定装置300の構成について、図9を参照して説明する。実施形態2においても、液晶表示装置に用いられるCF基板120を被測定物とし、CF基板120上に形成される柱状スペーサPSの高さを測定する例で説明を行う。   First, the structure of the surface level | step difference measuring apparatus 300 of this Embodiment 2 is demonstrated with reference to FIG. In the second embodiment as well, an example will be described in which the CF substrate 120 used in the liquid crystal display device is an object to be measured, and the height of the columnar spacer PS formed on the CF substrate 120 is measured.

本実施形態2の表面段差測定装置300は、図9に示す様に、CF基板120を載せるステージSTと、水平に対して45°に傾斜させたハーフミラーHMと、このハーフミラーHMの側方に配置されるハロゲンランプを用いた白色光光源LSと、このハーフミラーHMの上方に配置される結像レンズLZCと、結像レンズLZCの上方に配置されるイメージセンサとしてのCCD素子CCとを備える点は、実施の形態1の表面段差測定装置200と同様である。本実施形態2の表面段差測定装置300においては、ハーフミラーHMの下方において1つの干渉計ユニットIMUを備えて構成される。CCD素子CCの解像度については、実施の形態1の表面段差測定装置200と同様に1024×1024のタイプとした。   As shown in FIG. 9, the surface level difference measuring apparatus 300 according to the second embodiment includes a stage ST on which the CF substrate 120 is placed, a half mirror HM inclined at 45 ° with respect to the horizontal, and a side of the half mirror HM. A white light source LS using a halogen lamp arranged in the above, an imaging lens LZC arranged above the half mirror HM, and a CCD element CC as an image sensor arranged above the imaging lens LZC. The point provided is the same as the surface level difference measuring apparatus 200 of the first embodiment. The surface level difference measuring apparatus 300 according to the second embodiment includes one interferometer unit IMU below the half mirror HM. The resolution of the CCD element CC is 1024 × 1024 type, similar to the surface level difference measuring apparatus 200 of the first embodiment.

更に、干渉計ユニットIMUの詳細な構成としては、実施の形態1の表面段差測定装置200と同様にミロー式干渉計を用いたものであり、ハーフミラーHMおよびCCD素子CCの下方に配置される状態において、ハーフミラーHMの下方に配置される対物レンズLZ2と、対物レンズLZ2の下方に水平に配したビームスプリッタBSおよびこのビームスプリッタBSと対物レンズLZ2間に配置した微小な反射ミラーRMからなる干渉計IMと、この干渉計IMを光軸方向に微小移動することで測定光路(測定距離)を可変するピエゾアクチュエータ(図示省略)をそれぞれ備えて構成される。また、この干渉計ユニットIMUが備える対物レンズLZ2については、実施の形態1の表面段差測定装置200における高倍干渉計ユニットIMUbが備える高倍率用の対物レンズLZ1bと同等の高倍率用の対物レンズを選択している。   Further, as a detailed configuration of the interferometer unit IMU, a Milo type interferometer is used similarly to the surface level difference measuring apparatus 200 of the first embodiment, and is arranged below the half mirror HM and the CCD element CC. In this state, the objective lens LZ2 is disposed below the half mirror HM, the beam splitter BS is disposed horizontally below the objective lens LZ2, and the minute reflecting mirror RM is disposed between the beam splitter BS and the objective lens LZ2. An interferometer IM and a piezo actuator (not shown) that varies the measurement optical path (measurement distance) by moving the interferometer IM in the optical axis direction are configured. For the objective lens LZ2 provided in the interferometer unit IMU, a high-magnification objective lens equivalent to the high-magnification objective lens LZ1b provided in the high-magnification interferometer unit IMUb in the surface level difference measuring apparatus 200 of the first embodiment is used. Selected.

また、表面段差測定装置300においても、以上説明を行った白色光光源LS、CCD素子CC、低倍干渉計ユニットIMUにより構成される測定光学系と、CF基板120を載せるステージSTについて、CF基板120表面における所望の測定対象となる柱状スペーサPSと上記測定光学系の位置を一定の位置関係に相対移動するために、測定光学系かステージSTの何れかをXY軸方向(CF基板120の表面に対し平行な方向)に移動する移動機構を備える。   Also in the surface level difference measuring apparatus 300, the CF substrate is the same as the stage ST on which the measurement optical system constituted by the white light source LS, the CCD element CC, and the low magnification interferometer unit IMU described above and the CF substrate 120 are mounted. In order to relatively move the position of the columnar spacer PS to be measured on the surface 120 and the measurement optical system in a fixed positional relationship, either the measurement optical system or the stage ST is moved in the XY axis direction (the surface of the CF substrate 120). A moving mechanism that moves in a direction parallel to the direction.

更に、表面段差測定装置300についても、コンピュータ処理機能を内蔵した制御ユニットCUを備えており、表面段差測定装置300の測定方法のための各構成の移動に関するシーケンス制御や所定のデータ処理などを実行する。また、制御ユニットCUは、上記のシーケンス制御を行う動作制御ユニットや、CCD素子CCから得る信号を処理(画像処理)する信号処理部、測定状態を監視する表示画面(モニタ画面)DSPを備える。なお、本実施の形態2の制御ユニットCUが行う各構成の具体的な移動や、所定のデータ処理の具体的な内容については、実施の形態1の制御ユニットCUが行うものとは異なっているが、以下で別途、表面段差測定装置300の測定動作(作用)説明の際に詳細説明を行うことから、ここでは説明を省略する。   Furthermore, the surface level difference measuring apparatus 300 also includes a control unit CU with a built-in computer processing function, and executes sequence control and predetermined data processing related to movement of each component for the measurement method of the surface level difference measuring apparatus 300. To do. The control unit CU also includes an operation control unit that performs the above-described sequence control, a signal processing unit that processes (image processing) a signal obtained from the CCD element CC, and a display screen (monitor screen) DSP that monitors a measurement state. The specific movement of each component performed by the control unit CU of the second embodiment and the specific contents of the predetermined data processing are different from those performed by the control unit CU of the first embodiment. However, a detailed description will be given below in the description of the measurement operation (action) of the surface level difference measuring apparatus 300, and the description thereof will be omitted here.

次に、本実施形態2における表面段差測定装置300を用いてCF基板120上の柱状スペーサPSの高さを測定する動作(作用)について、図10〜図13を用いて説明を行う。なお、被測定物となるCF基板120の構造については、実施の形態1と同じであることから説明を省略するが、本実施形態2においても、図10に示されるとおり、測定対象となる柱状スペーサPSのうち、1つの柱状スペーサPSxの高さを測定する例について説明を行う。   Next, the operation (action) of measuring the height of the columnar spacer PS on the CF substrate 120 using the surface level difference measuring apparatus 300 according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. Note that the structure of the CF substrate 120 to be measured is the same as that of the first embodiment, and thus the description thereof will be omitted. In this second embodiment as well, as shown in FIG. An example of measuring the height of one columnar spacer PSx among the spacers PS will be described.

次に、本実施形態2における表面段差測定装置300による柱状スペーサPSの高さ測定における動作の特徴としては、柱状スペーサPSx近傍の概ね1絵素から2絵素単位の範囲内のCF基板120表面を測定領域a10として、この測定領域a10について、柱状スペーサPSxを含んだ領域と他の領域(柱状スペーサPSxを含まない領域)からなる複数の測定領域に分割して、個々の測定領域に対応して、柱状スペーサPSxと測定光学系の位置を先に説明を行った移動機構により順に相対移動しながら、高倍率用の対物レンズLZ2を備えた干渉計ユニットIMUによって、ミロー式干渉計の動作原理を用いて、それぞれの測定領域ごとの複数の三次元表面形状プロファイル(相対的な高さデータ)を得る工程と、それぞれ得られた複数の三次元表面形状プロファイルのデータを所定の信号処理方法を用いて合成することにより、1つの三次元表面形状プロファイルのデータを生成する工程と、得られた1つの三次元表面形状プロファイルのデータより、柱状スペーサPSの高さHpsに相当するデータを抽出する工程とを備えることにある。以下で、各工程に関して、より具体的に説明を行う。   Next, as a feature of the operation in the height measurement of the columnar spacer PS by the surface level difference measuring apparatus 300 according to the second embodiment, the surface of the CF substrate 120 in the range of approximately one picture element to two picture elements in the vicinity of the columnar spacer PSx. The measurement region a10 is divided into a plurality of measurement regions consisting of a region including the columnar spacer PSx and another region (a region not including the columnar spacer PSx), and corresponds to each measurement region. The principle of operation of the Millo interferometer is achieved by the interferometer unit IMU provided with the high-magnification objective lens LZ2 while sequentially moving the positions of the columnar spacer PSx and the measurement optical system in order by the moving mechanism described above. To obtain a plurality of three-dimensional surface shape profiles (relative height data) for each measurement region, and A step of generating data of one three-dimensional surface shape profile by synthesizing data of a plurality of three-dimensional surface shape profiles using a predetermined signal processing method, and data of one obtained three-dimensional surface shape profile A step of extracting data corresponding to the height Hps of the columnar spacer PS. Hereinafter, each step will be described in more detail.

先ず、干渉計ユニットIMUによって、複数の測定領域ごとの複数の三次元表面形状プロファイルを得る工程より説明を行う。図10(a)において、測定対象となる柱状スペーサPSxに対して、柱状スペーサPSx近傍の概ね1絵素から2絵素単位の範囲内の測定領域a10を点線で囲い、複数に分割する境界を一点鎖線で示しており、より詳細には、図10(b)において、測定領域a10と、複数に分割された測定領域a11〜測定領域a33として示している。本実施形態2における表面段差測定装置300においては、一例として、測定領域a10を9つの測定領域(測定領域a11〜測定領域a33)に分割しており、測定領域a22が柱状スペーサPSxを含んだ領域となる。   First, the process of obtaining a plurality of three-dimensional surface shape profiles for each of a plurality of measurement regions by the interferometer unit IMU will be described. In FIG. 10A, with respect to the columnar spacer PSx to be measured, a measurement area a10 in the range of approximately one picture element to two picture elements in the vicinity of the columnar spacer PSx is surrounded by a dotted line, and a boundary that is divided into a plurality is divided. More specifically, in FIG. 10B, the measurement area a10 and the measurement areas a11 to a33 divided into a plurality of areas are shown. In the surface level difference measuring apparatus 300 according to the second embodiment, as an example, the measurement region a10 is divided into nine measurement regions (measurement region a11 to measurement region a33), and the measurement region a22 includes a columnar spacer PSx. It becomes.

また、図11の模式図にて、表面段差測定装置300において、この干渉計ユニットIMUa用いた測定において要部の構成となる対物レンズLZ2およびCCD素子CCと、測定対象となる柱状スペーサPSxとCF基板120の位置関係を示す。なお、図11は、図10(a)に示した断面線X1−X2での断面図に概ね対応した模式図としているが、実施の形態1において用いた図3の模式図と同様に正確な断面図を示すものではなく、表面段差測定装置300における測定範囲と柱状スペーサPSxを含むCF基板120との垂直方向での位置関係を説明するために側面図的に図示されたものである。   In the schematic diagram of FIG. 11, in the surface level difference measuring apparatus 300, the objective lens LZ2 and the CCD element CC, which are the main components in the measurement using the interferometer unit IMUa, and the columnar spacers PSx and CF to be measured. The positional relationship of the board | substrate 120 is shown. 11 is a schematic diagram that generally corresponds to the cross-sectional view taken along the cross-sectional line X1-X2 shown in FIG. 10A, but is as accurate as the schematic diagram of FIG. 3 used in the first embodiment. It is not a cross-sectional view, but is a side view for explaining the positional relationship in the vertical direction between the measurement range in the surface level difference measuring apparatus 300 and the CF substrate 120 including the columnar spacer PSx.

また、図中において、対物レンズLZ2およびCCD素子CCの構成について、実線で示される部分と破線で示される部分が図示されているが、移動を示す矢印を示しているとおり、各測定領域a11〜測定領域a33に応じて、対物レンズLZ2およびCCD素子CCの構成が、CF基板120上の柱状スペーサPSxに対して相対移動して、順に、個々の測定領域a11〜測定領域a33におけるCF基板120表面の三次元表面形状プロファイルを得ることになる。   In addition, in the drawing, regarding the configuration of the objective lens LZ2 and the CCD element CC, a portion indicated by a solid line and a portion indicated by a broken line are shown, but as shown by arrows indicating movement, each measurement region a11- The structures of the objective lens LZ2 and the CCD element CC are moved relative to the columnar spacer PSx on the CF substrate 120 according to the measurement region a33, and the surface of the CF substrate 120 in each measurement region a11 to measurement region a33 in turn. The three-dimensional surface shape profile is obtained.

以上の様な位置関係で順に干渉計ユニットIMUによって測定領域a11〜測定領域a33のCF基板120表面の三次元表面形状プロファイルを得ることになるが、ここでも、実施の形態1における低倍干渉計ユニットIMUa或いは高倍干渉計ユニットIMUbが行うのと同様にミロー式干渉計の動作原理を用いて三次元表面形状プロファイルを得るので良いことから詳細説明は省略する。   The interferometer unit IMU sequentially obtains a three-dimensional surface shape profile of the surface of the CF substrate 120 in the measurement region a11 to measurement region a33 in the positional relationship as described above. Here too, the low magnification interferometer in the first embodiment is used. Since the three-dimensional surface shape profile can be obtained using the operation principle of the Millo interferometer in the same manner as that performed by the unit IMUa or the high magnification interferometer unit IMUb, detailed description thereof will be omitted.

続いて、上記説明のとおり、干渉計ユニットIMUを順に相対移動して測定領域を変えて測定を行い、それぞれ得られた複数の三次元表面形状プロファイルのデータを所定の信号処理方法を用いて合成することにより、1つの三次元表面形状プロファイルのデータを生成する工程について、図12および図13を用いて説明する。なお、以下で説明する所定の信号処理については、表面段差測定装置200が備えるCCD素子CCから得る信号を処理(画像処理)する信号処理部を有する制御ユニットCUが行う。   Subsequently, as described above, the interferometer units IMU are sequentially moved relative to each other to perform measurement while changing the measurement region, and a plurality of obtained three-dimensional surface shape profile data are synthesized using a predetermined signal processing method. Thus, a process of generating data of one three-dimensional surface shape profile will be described with reference to FIGS. The predetermined signal processing described below is performed by a control unit CU having a signal processing unit that processes (image processing) a signal obtained from the CCD element CC included in the surface level difference measuring apparatus 200.

先ず、干渉計ユニットIMUaによって得られた測定領域a11〜測定領域a33のCF基板120表面の三次元表面形状プロファイルについて、図12を用いて説明を行う。図12は、本実施の形態2における柱状スペーサPSxの高さ測定に関するデータ処理を概念的に説明するため、CF基板120表面の三次元表面形状プロファイルを柱状スペーサPSxの段差部分を含んだ一列に並んだ測定領域a12,測定領域a22,測定領域a32における二次元形状プロファイルhp2〜hp4に簡略化して示したものである。ここで、図12(a)が、測定領域a12における二次元形状プロファイルhp2を、図12(b)が、測定領域a22における二次元形状プロファイルhp3を、図12(c)が、測定領域a32における二次元形状プロファイルhp4をそれぞれ示したものである。   First, the three-dimensional surface shape profile of the surface of the CF substrate 120 in the measurement regions a11 to a33 obtained by the interferometer unit IMUa will be described with reference to FIG. FIG. 12 conceptually illustrates the data processing relating to the height measurement of the columnar spacer PSx in the second embodiment, and the three-dimensional surface shape profile of the surface of the CF substrate 120 is arranged in a line including the step portion of the columnar spacer PSx. The two-dimensional shape profiles hp <b> 2 to hp <b> 4 in the measurement region a <b> 12, the measurement region a <b> 22, and the measurement region a <b> 32 are shown in a simplified manner. 12A shows the two-dimensional shape profile hp2 in the measurement region a12, FIG. 12B shows the two-dimensional shape profile hp3 in the measurement region a22, and FIG. 12C shows the two-dimensional shape profile hp3 in the measurement region a32. Each of the two-dimensional shape profiles hp4 is shown.

また、二次元形状プロファイルhp2〜hp4においては、実施の形態1における二次元形状プロファイルlp1や二次元形状プロファイルhp1と同様にCCD素子CCの検出センサの一次元の素子数である1024個に対応した位置、P,P〜P1024で示している。 Further, the two-dimensional shape profiles hp2 to hp4 correspond to 1024 which is the number of one-dimensional elements of the detection sensor of the CCD element CC, similarly to the two-dimensional shape profile lp1 and the two-dimensional shape profile hp1 in the first embodiment. The positions are indicated by P 1 , P 2 to P 1024 .

続いて、図13(a)に示すとおり、測定領域a12,測定領域a22,測定領域a32において得られた3つの二次元形状プロファイルhp2〜hp4のデータを所定の信号処理方法を用いて合成し、1つの三次元表面形状プロファイルのデータを生成する。合成するに際して、3つの二次元形状プロファイルhp2〜hp4のデータは、対物レンズLZ2を用いた干渉計ユニットIMUにより共通して測定されることから、倍率に違いがなく、解像度も同じデータとなっていることから、特に解像度を変更する必要がなく、そのまま合成することができる。従って、3つの二次元形状プロファイルhp2〜hp4を合成して形成される二次元形状プロファイルhhpは、1次元的な解像度で言えば、実質的な解像度が3倍の解像度の3072個のデータとなる。   Subsequently, as shown in FIG. 13A, the data of the three two-dimensional shape profiles hp2 to hp4 obtained in the measurement region a12, the measurement region a22, and the measurement region a32 are synthesized using a predetermined signal processing method. Data of one three-dimensional surface shape profile is generated. When combining, the data of the three two-dimensional shape profiles hp2 to hp4 are measured in common by the interferometer unit IMU using the objective lens LZ2, so that there is no difference in magnification and the resolution is the same data. Therefore, it is not particularly necessary to change the resolution, and it can be synthesized as it is. Therefore, the two-dimensional shape profile hhp formed by synthesizing the three two-dimensional shape profiles hp2 to hp4 is 3072 data having a resolution that is three times the actual resolution in terms of one-dimensional resolution. .

より具体的な合成処理としては、合成された二次元形状プロファイルhhpを図13(a)に示しているが、二次元形状プロファイルhhpにおける3072個データとなるXP,XP〜XP3072に対して、XP〜XP1024のデータについては、二次元形状プロファイルhp2におけるP〜P1024のデータを、XP1025〜XP2048のデータについては、二次元形状プロファイルhp3におけるP〜P1024のデータを、XP2049〜XP3072のデータについては、二次元形状プロファイルhp4におけるP〜P1024のデータを、それぞれ当てはめる。 More specific synthesis process, a synthesized two-dimensional shape profile hhp is shown in FIG. 13 (a), with respect XP 1, XP 2 ~XP 3072 as the 3072 data in the two-dimensional shape profile hhp The data of XP 1 to XP 1024 is the data of P 1 to P 1024 in the two-dimensional shape profile hp2, and the data of XP 1025 to XP 2048 is the data of P 1 to P 1024 in the two-dimensional shape profile hp3. For the data of XP 2049 to XP 3072, the data of P 1 to P 1024 in the two-dimensional shape profile hp4 is respectively applied.

なお、二次元形状プロファイルhp2〜hp4のデータについては、全て共通の干渉計ユニットIMUにより、測定面に対して水平移動して得られたデータであることから、解像度に加えて水平度も概ね一致し、合成する際に補正をする必要性は低い。必要に応じて補正を行う場合には、例えば、図13(a)において、二次元形状プロファイルhp2〜hp4のデータにおける3つのデータを合成する際の境界部付近のデータについて、図中点線の楕円形で囲われた領域で、それぞれ、二次元形状プロファイルhp2においては境界領域BA11、二次元形状プロファイルhp3においてはBA20とBA21、二次元形状プロファイルhp4においては、境界領域BA30とで示しているが、これら境界領域において、合成した際に互いに隣接される領域間のデータをレベル併せする処理を行うと良い。   Since the data of the two-dimensional shape profiles hp2 to hp4 are all data obtained by horizontally moving with respect to the measurement surface by the common interferometer unit IMU, the horizontality in addition to the resolution is approximately one. Therefore, there is little need for correction when synthesizing. When correction is performed as necessary, for example, in FIG. 13A, for the data near the boundary when combining the three data in the data of the two-dimensional shape profiles hp2 to hp4, The two-dimensional shape profile hp2 is a boundary region BA11, the two-dimensional shape profile hp3 is BA20 and BA21, and the two-dimensional shape profile hp4 is a boundary region BA30. In these boundary areas, it is preferable to perform a process for leveling data between areas adjacent to each other when they are combined.

具体的には、例えば、柱状スペーサPSx部分を含んだ測定領域a22のデータとなる二次元形状プロファイルhp3をベースとするのであれば、二次元形状プロファイルhp3におけるP〜P1024のデータについては、XP1025〜XP2048にそのまま当てはめる。更に、二次元形状プロファイルhp2のP,P〜P1024のデータより、XP〜XP1024に変換処理する際に、例えば、二次元形状プロファイルhp2側における境界領域BA11における所定範囲(例えば、10ヶ所程度を規定)の平均値に対して、隣接する二次元形状プロファイルhp3側の境界領域BA20における所定範囲(例えば、10ヶ所程度を規定)の平均値を比較して、両者を一致させる補正値を二次元形状プロファイルhp2側の境界領域BA11を含む全てのデータに、加えたデータに変換して、XP〜XP1024のデータとする。同様に、二次元形状プロファイルhp4のP,P〜P1024のデータより、XP2049〜XP3072に変換処理する際に、隣接する境界領域BA21と境界領域BA30のデータより補正値を算出して、二次元形状プロファイルhp4のデータに加えたデータに変換してXP〜XP1024のデータとする。 Specifically, for example, if the data is based on the two-dimensional shape profile hp3 that is the data of the measurement region a22 including the columnar spacer PSx portion, the data of P 1 to P 1024 in the two-dimensional shape profile hp3 is: as it is fit to XP 1025 ~XP 2048. Furthermore, when converting the data of P 1 , P 2 to P 1024 of the two-dimensional shape profile hp2 into XP 1 to XP 1024 , for example, a predetermined range in the boundary region BA11 on the two-dimensional shape profile hp2 side (for example, Comparing the average value of the predetermined range (for example, specifying about 10 locations) in the boundary area BA20 on the adjacent two-dimensional shape profile hp3 side with the average value of about 10 locations) The values are converted into data added to all the data including the boundary area BA11 on the two-dimensional shape profile hp2 side to obtain data of XP 1 to XP 1024 . Similarly, when converting the data of P 1 , P 2 to P 1024 of the two-dimensional shape profile hp4 into XP 2049 to XP 3072 , correction values are calculated from the data of the adjacent boundary areas BA21 and BA30. Thus, it is converted into data added to the data of the two-dimensional shape profile hp4 to obtain data of XP 1 to XP 1024 .

以上の様にすることで、合成された二次元形状プロファイルhhpにおいて、二次元形状プロファイルhp2からのXP〜XP1024、二次元形状プロファイルhp3からのXP1025〜XP2048、二次元形状プロファイルhp4からのXP2049〜XP3072のそれぞれが、境界部で、概ね段差なくつながった連続したデータとなる。 In the above-described manner, in the synthesized two-dimensional shape profile hhp, XP 1 to XP 1024 from the two-dimensional shape profile hp2, XP 1025 to XP 2048 from the two-dimensional shape profile hp3, and two-dimensional shape profile hp4 Each of the XP 2049 to XP 3072 is continuous data that is connected substantially without a step at the boundary.

なお、上記のデータ処理に関する説明は、理解し易くするために、二次元形状プロファイルで行ったたが、三次元プロファイルに対しても、処理するデータがマトリクスデータとなるだけで、同様のデータ処理、すなわち、複数に分割された測定領域a11〜測定領域a33に対応した9つの三次元プロファイルに対して、適宜、レベル併せ処理を行い、互いに合成する処理を行うことができる。以上の様な処理を行うことにより、三次元プロファイルに対しても、図13(b)に示すとおり、3072×3072の解像度のデータよりなる合成された三次元表面形状プロファイルHHp1を得ることができる。   In addition, for the sake of easy understanding, the above description regarding the data processing has been made with the two-dimensional shape profile. However, for the three-dimensional profile, only the data to be processed is matrix data. In other words, it is possible to appropriately perform level combination processing on the nine three-dimensional profiles corresponding to the measurement regions a11 to a33 divided into a plurality of pieces and combine them with each other. By performing the processing as described above, a synthesized three-dimensional surface shape profile HHp1 composed of data with a resolution of 3072 × 3072 can be obtained for a three-dimensional profile as shown in FIG. 13B. .

以上の様にして得られた、三次元表面形状プロファイルHHp1においては、柱状スペーサPSxの端部に相当する部分も含めて、柱状スペーサPSxの形状をより正確に再現したデータとなっているとともに、CF基板120表面における柱状スペーサPSx近傍の概ね1絵素から2絵素単位の範囲の少なくとも複数の画素における同じ色のカラーファイルタ(本実施形態1ではカラーフィルタ124Rと、次の繰り返し単位のカラーフィルタ124R)の形成領域を含んだ測定データとなっている。   The three-dimensional surface shape profile HHp1 obtained as described above is data that more accurately reproduces the shape of the columnar spacer PSx, including the portion corresponding to the end of the columnar spacer PSx. The color filter of the same color in at least a plurality of pixels in the range of approximately one picture element to two picture elements in the vicinity of the columnar spacer PSx on the surface of the CF substrate 120 (in the first embodiment, the color filter 124R and the color of the next repeating unit) The measurement data includes the formation region of the filter 124R).

従って、これら三次元表面形状プロファイルHHp1を用いて、実施の形態1と同様に、例えば、測定領域a11、測定領域a31、測定領域a13、測定領域a33などにおける同じ高さの部分について測定された高さデータを適宜校正に用いてCF基板120表面の基準となる面方向を特定したうえで、当該面方向に対して垂直方向を高さ方向の基準として、柱状スペーサPSxを含まない領域範囲を指定して、当該領域内の平均高さを算出し、柱状スペーサPSx形成範囲内の領域範囲を指定して、当該領域内の平均高さを算出し、これらの平均高さの差を取るなど、一般的な公知の表面段差測定装置でも行われるデータ処理を行うことより、柱状スペーサPSxの高さを導出することができる。   Therefore, using these three-dimensional surface shape profiles HHp1, as in the first embodiment, for example, heights measured for the same height portions in the measurement region a11, the measurement region a31, the measurement region a13, the measurement region a33, etc. After specifying the surface direction to be used as the reference for the surface of the CF substrate 120 using the length data for calibration, the region range not including the columnar spacer PSx is specified using the direction perpendicular to the surface direction as the reference for the height direction. Then, the average height in the region is calculated, the region range in the columnar spacer PSx formation range is specified, the average height in the region is calculated, and the difference between these average heights is taken. The height of the columnar spacer PSx can be derived by performing data processing that is also performed by a general known surface level difference measuring device.

以上説明のとおり、本実施の形態2の表面段差測定装置300においては、高倍干渉計ユニットIMUによって、測定対象となる段差部である柱状スペーサPSxに対して近傍の柱状スペーサPSx部分を含んだ所定領域を測定領域a22として、CF基板120表面の三次元表面形状プロファイルを得る工程と、移動した高倍干渉計ユニットIMUによって、測定領域a22を除いた測定領域11〜測定領域33までの少なくとも測定領域a22に隣接した領域を含む所定領域についてのCF基板120表面の三次元表面形状プロファイルを得る工程と、これら測定領域11〜測定領域33の全ての三次元表面形状プロファイルを合成して、少なくとも柱状スペーサPSx近傍については高倍干渉計ユニットIMUにより得られた三次元表面形状プロファイルの比較的高い解像度のデータにもとづいた測定領域a10におけるCF基板120表面の三次元表面形状プロファイルHHp1を得る工程と、この三次元表面形状プロファイルHHp1より柱状スペーサPSxの高さを導出する工程を含んでいる。以上の方法を採用することにより、本実施の形態2の表面段差測定装置300と表面段差測定方法においては、測定対象となる柱状スペーサPSxの画素と比較しての大きさ(平面方向でのサイズ)が比較的小さい場合や、測定装置のコスト面から、高解像度のCCD素子を用いられない場合においても、柱状スペーサPSxの高さを正確に測定することができる。   As described above, in the surface level difference measuring apparatus 300 according to the second embodiment, the high-power interferometer unit IMU includes a predetermined columnar spacer PSx portion that is adjacent to the columnar spacer PSx that is the level difference portion to be measured. Using the region as the measurement region a22, a step of obtaining a three-dimensional surface shape profile of the surface of the CF substrate 120 and the moved high-magnification interferometer unit IMU at least the measurement region a22 to the measurement region 33 excluding the measurement region a22. A step of obtaining a three-dimensional surface shape profile of the surface of the CF substrate 120 for a predetermined region including a region adjacent to the region, and synthesizing all three-dimensional surface shape profiles of these measurement regions 11 to 33 to obtain at least a columnar spacer PSx. 3D table obtained by high magnification interferometer unit IMU A step of obtaining a three-dimensional surface shape profile HHp1 of the surface of the CF substrate 120 in the measurement region a10 based on relatively high resolution data of the shape profile, and a step of deriving the height of the columnar spacer PSx from the three-dimensional surface shape profile HHp1. Is included. By adopting the above method, in the surface level difference measuring apparatus 300 and the surface level difference measuring method of the second embodiment, the size (size in the planar direction) compared to the pixel of the columnar spacer PSx to be measured. ) Is relatively small, or the height of the columnar spacer PSx can be accurately measured even when a high-resolution CCD element cannot be used due to the cost of the measuring apparatus.

また、本実施の形態2の表面段差測定装置300においては、一つの高倍干渉計ユニットIMUによって、上記作用効果が得られることから、装置構成が単純化され、省スペースにて、実施の形態1と同様の効果を得ることができる。また、信号処理において解像度の変換を行う必要がなく、高い解像度の三次元表面形状プロファイルを得ることができることから、信号処理プログラムを単純化して低コストでの装置化を実現することができる。   Further, in the surface level difference measuring apparatus 300 of the second embodiment, the above-described effects can be obtained by one high-magnification interferometer unit IMU. Therefore, the apparatus configuration is simplified, and the first embodiment can be saved in a small space. The same effect can be obtained. Further, since it is not necessary to perform resolution conversion in signal processing and a high-resolution three-dimensional surface shape profile can be obtained, it is possible to simplify the signal processing program and realize a low-cost apparatus.

なお、上記説明を行った実施の形態2の表面段差測定装置300においては、測定領域a10を9つの測定領域a11〜測定領域a33に分割して、各測定領域において得られた三次元表面形状プロファイルを合成したが、柱状スペーサPSxを含んだ領域と他の領域(柱状スペーサPSxを含まない領域)からなる複数の測定領域に分割すれば良い。例えば、最小限は柱状スペーサPSxを含んだ領域と柱状スペーサPSxを含まない領域の2つの測定領域に分割しても良く、3分割、6分割、更に9分割よりも更に細かく分割して測定を行っても良く、実施の形態2と同様の効果が得られる。   In the surface level difference measuring apparatus 300 according to the second embodiment described above, the measurement area a10 is divided into nine measurement areas a11 to a33, and the three-dimensional surface shape profile obtained in each measurement area. However, what is necessary is just to divide | segment into the several measurement area | region which consists of the area | region containing columnar spacer PSx and another area | region (area | region which does not contain columnar spacer PSx). For example, the measurement may be divided into two measurement areas, that is, a region including the columnar spacer PSx and a region not including the columnar spacer PSx, or may be divided into three, six, or even nine divisions for measurement. The same effect as in the second embodiment can be obtained.

また、測定精度の観点から、柱状スペーサPSxが複数の測定領域の境界に配置されないことが、より望ましいことから、柱状スペーサPSxの配置、柱状スペーサPSxの大きさ(平面方向でのサイズ)に対して、正確な高さ測定を行うために必要な実質的な解像度などを考慮し、適宜、分割数を設定すると良い。なお、本発明は柱状スペーサPSxが境界に配置される場合を全く排除するものではなく、柱状スペーサPSxが複数の測定領域に跨って配置される場合においても、上記実施の形態2で得られる基本的な発明の効果については得ることができる。   Further, from the viewpoint of measurement accuracy, it is more desirable that the columnar spacers PSx are not arranged at the boundaries of the plurality of measurement regions. Therefore, the arrangement of the columnar spacers PSx and the size of the columnar spacers PSx (size in the planar direction) Thus, the number of divisions may be set as appropriate in consideration of the substantial resolution necessary for accurate height measurement. Note that the present invention does not completely exclude the case where the columnar spacer PSx is arranged at the boundary, and the basic structure obtained in the second embodiment is also obtained when the columnar spacer PSx is arranged across a plurality of measurement regions. The effects of the invention can be obtained.

実施の形態3.
続いて、本発明を液晶表示装置とその製造方法に適用した場合の実施形態となる実施の形態3について説明を行う。図14および図15は、本発明の実施の形態3における液晶表示装置を構成する液晶パネルの概略図である。以下、この液晶パネルの構成について。図14および図15を用いて説明する。図14は液晶パネル全体を示した平面図、図15は図14における断面線A−Bでの断面図を示したものである。なお、先にも述べたとおり模式的な図であり、示された構成要素の正確な大きさなどを反映するものではない。特に、CF基板120と対向配置されるアレイ基板110間に配置される構成については、説明の便宜上、双方の基板の厚みに比べて、基板間の距離や基板面に垂直方向の長さなどを誇張して図示している。また、図面が煩雑とならないよう、発明の主要部以外の省略や構成の一部簡略化などを適宜行っている。
Embodiment 3 FIG.
Subsequently, Embodiment 3 which is an embodiment when the present invention is applied to a liquid crystal display device and a manufacturing method thereof will be described. 14 and 15 are schematic views of a liquid crystal panel constituting the liquid crystal display device according to Embodiment 3 of the present invention. Hereinafter, the configuration of this liquid crystal panel. This will be described with reference to FIGS. 14 and 15. FIG. 14 is a plan view showing the entire liquid crystal panel, and FIG. 15 is a sectional view taken along a sectional line AB in FIG. In addition, it is a schematic diagram as described above, and does not reflect the exact size of the components shown. In particular, with respect to the configuration disposed between the array substrate 110 and the CF substrate 120 facing the CF substrate 120, the distance between the substrates, the length in the direction perpendicular to the substrate surface, and the like are compared with the thickness of both substrates for convenience of explanation. It is exaggerated. Further, omission of parts other than the main part of the invention and simplification of a part of the configuration are appropriately performed so that the drawings are not complicated.

ここでは、一例として、液晶の動作モードがTN(Twisted Nematic)モードで、スイッチング素子に薄膜トランジスタ(TFT:Thin Film Transistor)を用いた液晶パネルに本発明を適用した場合について説明する。   Here, as an example, a case will be described in which the present invention is applied to a liquid crystal panel in which a liquid crystal operation mode is a TN (Twisted Nematic) mode and a thin film transistor (TFT) is used as a switching element.

また、この液晶パネル10は、TFTなどのスイッチング素子と画素電極がアレイ状に配列するアレイ基板であるTFTアレイ基板(以下、アレイ基板)110と、このアレイ基板110と対向配置される対向基板であるカラーフィルタ基板(CF基板)120と、画像を表示する表示領域100に対応する領域を囲うように配置され、CF基板120とアレイ基板110との間の間隙を密封するシールパターン133を備えている。また、このシールパターン133により密封され、CF基板120とアレイ基板110との間の間隙の少なくとも表示領域100に対応する領域に液晶層130が狭持されている。よって、シールパターン133は、表示領域100に対応する領域の外側を額縁状に囲うように配置される額縁領域101に形成されることになる。   The liquid crystal panel 10 includes a TFT array substrate (hereinafter referred to as an array substrate) 110, which is an array substrate in which switching elements such as TFTs and pixel electrodes are arranged in an array, and a counter substrate disposed to face the array substrate 110. A color filter substrate (CF substrate) 120 and a seal pattern 133 are disposed so as to surround a region corresponding to the display region 100 for displaying an image and seal a gap between the CF substrate 120 and the array substrate 110. Yes. Further, the liquid crystal layer 130 is sandwiched between at least the region corresponding to the display region 100 in the gap between the CF substrate 120 and the array substrate 110 by being sealed by the seal pattern 133. Therefore, the seal pattern 133 is formed in the frame region 101 arranged so as to surround the outside of the region corresponding to the display region 100 in a frame shape.

また、アレイ基板110およびCF基板120の外形は何れも矩形となっており、アレイ基板110の外形の方が、CF基板120の外形よりも大きく、CF基板120の外形端面より一部突出する突出部を有して重ね合わせ配置されている。   In addition, the outer shape of each of the array substrate 110 and the CF substrate 120 is rectangular, and the outer shape of the array substrate 110 is larger than the outer shape of the CF substrate 120 and partially protrudes from the outer end surface of the CF substrate 120. It has a portion and is arranged in an overlapping manner.

なお、図14の平面図では、CF基板120の下に配置されるアレイ基板110の構成を図示するために、図中左上の一部のみCF基板120を図示し、それ以外の領域では、CF基板120の図示を省略してアレイ基板110の構成を図示している。実際の構成としては、CF基板120は、シールパターン133により囲まれる領域の外側の図中破線で示される領域まで設けられている。   In the plan view of FIG. 14, in order to illustrate the configuration of the array substrate 110 disposed below the CF substrate 120, the CF substrate 120 is shown only in a part of the upper left in the drawing, and in other regions, the CF substrate 120 is illustrated. The configuration of the array substrate 110 is illustrated with the substrate 120 omitted. As an actual configuration, the CF substrate 120 is provided up to a region indicated by a broken line in the drawing outside the region surrounded by the seal pattern 133.

また、図中では、画像を表示する表示領域100となる矩形領域を点線で囲み、額縁領域101との境界としている。なお、ここで使用した額縁領域101については、液晶パネル10のアレイ基板110上、CF基板120上、或いは両基板間に挟まれる領域において、表示領域100外側に位置する表示領域100を取り囲む額縁状の領域、即ち表示領域100を除く全ての領域のことを意味し、表示領域100についても、液晶パネル10のアレイ基板110上、CF基板120上、或いは両基板間に挟まれる領域の全てにおいて使用することとし、本明細書中においては全て同様の意味にて使用する。   Further, in the figure, a rectangular area that is a display area 100 for displaying an image is surrounded by a dotted line to be a boundary with the frame area 101. The frame region 101 used here is a frame shape surrounding the display region 100 located outside the display region 100 on the array substrate 110 of the liquid crystal panel 10, the CF substrate 120, or a region sandwiched between the two substrates. In other words, the display area 100 is used in all areas except for the display area 100 on the array substrate 110, the CF substrate 120, or between the two substrates. In the present specification, they are all used with the same meaning.

更にアレイ基板110とCF基板120間には、基板間に所定の一定距離の間隙を形成し保持する柱状スペーサPSが表示領域100内に多数配置される。なお、本実施の形態3においては、特に本発明の効果が有効に発揮される適用例として、高精細の表示が可能な画素サイズが比較的小さく、更に、低消費電力となる画素開口率の高い仕様の液晶パネルに適用し、この柱状スペーサPSの大きさ(平面方向でのサイズ)が小さく、また、画素における占める比率についても小さくなっている。また、このシールパターン133により密封され、柱状スペーサPSにより保持されたCF基板120とアレイ基板110との間の間隙の少なくとも表示領域100に対応する領域に液晶層140が狭持されている。   Further, a large number of columnar spacers PS are formed in the display region 100 between the array substrate 110 and the CF substrate 120 to form and hold a gap of a predetermined distance between the substrates. Note that in the third embodiment, as an application example in which the effect of the present invention is particularly effectively exhibited, the pixel size that enables high-definition display is relatively small, and furthermore, the pixel aperture ratio that achieves low power consumption. When applied to a liquid crystal panel with high specifications, the size of the columnar spacers PS (size in the planar direction) is small, and the proportion of the pixels in the pixel is also small. Further, the liquid crystal layer 140 is sandwiched in at least a region corresponding to the display region 100 in the gap between the CF substrate 120 and the array substrate 110 which is sealed by the seal pattern 133 and held by the columnar spacer PS.

上述のアレイ基板110は、透明基板であるガラス基板111の一方の面に液晶を配向させる配向膜112、配向膜112の下部に設けられ液晶を駆動する電圧を印加する画素電極113、画素電極113に電圧を供給するスイッチング素子であるTFT114、TFT114を覆う絶縁膜115、TFT114に信号を供給する配線である複数のゲート配線117およびソース配線118、TFT114に供給される信号を外部から受け入れる端子116、端子116から入力された信号をCF基板120側へ伝達するためのトランスファ電極(図示省略)、端子116から入力された信号をゲート配線117およびソース配線118やトランスファ電極へ伝達する周辺配線(図示省略)などを有している。   The above-described array substrate 110 includes an alignment film 112 that aligns liquid crystal on one surface of a glass substrate 111 that is a transparent substrate, a pixel electrode 113 that is provided below the alignment film 112 and that applies a voltage for driving the liquid crystal, and the pixel electrode 113. TFT 114 that is a switching element that supplies voltage to the TFT, an insulating film 115 that covers the TFT 114, a plurality of gate wirings 117 and source wirings 118 that are signals that supply signals to the TFT 114, and a terminal 116 that receives a signal supplied to the TFT 114 from the outside, A transfer electrode (not shown) for transmitting a signal input from the terminal 116 to the CF substrate 120 side, and a peripheral wiring (not shown) for transmitting a signal input from the terminal 116 to the gate wiring 117, the source wiring 118, and the transfer electrode. ) Etc.

TFT114については、アレイ基板110上の表示領域100において、それぞれ縦横に複数本配列して設けられるゲート配線117とソース配線118の各交差部近傍に設けられる。画素電極113については、ゲート配線117とソース配線118により囲まれる各画素領域内にマトリクス状に配列して形成される。また、端子116、トランスファ電極、周辺配線については、額縁領域101に形成される。また、ガラス基板111の他方の面には偏光板131を有している。   The TFTs 114 are provided in the vicinity of the intersections of the gate lines 117 and the source lines 118 provided in a plurality of rows and columns in the display region 100 on the array substrate 110. The pixel electrode 113 is formed in a matrix form in each pixel region surrounded by the gate wiring 117 and the source wiring 118. Further, the terminal 116, the transfer electrode, and the peripheral wiring are formed in the frame region 101. In addition, a polarizing plate 131 is provided on the other surface of the glass substrate 111.

一方、上述のCF基板120は、透明基板であるガラス基板121の一方の面に液晶を配向させる配向膜122、配向膜122の下部に配置され、アレイ基板110上の画素電極113との間に電界を生じ液晶を駆動する共通電極123、共通電極123下部に複数配列して設けられるカラーフィルタ124および複数のカラーフィルタ124間を遮光するため、或いは表示領域100に対応する領域外側に配置される額縁領域101を遮光するために設けられる遮光層であるブラックマトリクス(Black Matrix:BM)125などを有しており、CF基板120のガラス基板121の他方の面、すなわち、カラーフィルタ124、BM125などの設けられる面と反対側の面には偏光板132を有している。   On the other hand, the above-mentioned CF substrate 120 is disposed under one of the alignment film 122 and the alignment film 122 for aligning liquid crystal on one surface of the glass substrate 121 that is a transparent substrate, and between the pixel electrode 113 on the array substrate 110. A common electrode 123 that generates an electric field and drives a liquid crystal, a plurality of color filters 124 that are arranged below the common electrode 123 and a plurality of color filters 124 are shielded from light, or arranged outside the region corresponding to the display region 100. It has a black matrix (BM) 125 that is a light shielding layer provided to shield the frame region 101, and the other surface of the glass substrate 121 of the CF substrate 120, that is, a color filter 124, a BM 125, and the like. A polarizing plate 132 is provided on the surface opposite to the surface on which the film is provided.

なお、図中においては、CF基板120表面に形成される配向膜122について、主に表示領域100内の柱状スペーサPSの形成部分以外の領域に形成された状態で図示されているが、柱状スペーサPSおよび柱状スペーサPSsの形成後に配向膜122とする配向膜材料は塗布されることから、柱状スペーサPSおよび柱状スペーサPSsの表面にも配向膜材料は塗布されていることになる。然しながら、柱状スペーサPSおよび柱状スペーサPSsの表面に形成される配向膜材料自体は比較的薄く形成されることや、柱状スペーサPSおよび柱状スペーサPSsの表面では配向処理された配向膜としての実質的な機能を有さないことから、配向膜122としての図示を省略している。   In the drawing, the alignment film 122 formed on the surface of the CF substrate 120 is illustrated in a state where it is formed mainly in a region other than the portion where the columnar spacer PS is formed in the display region 100. Since the alignment film material used as the alignment film 122 is applied after the formation of the PS and the columnar spacer PSs, the alignment film material is also applied to the surfaces of the columnar spacer PS and the columnar spacer PSs. However, the alignment film material itself formed on the surfaces of the columnar spacers PS and the columnar spacers PSs is formed to be relatively thin, or the surface of the columnar spacers PS and the columnar spacers PSs is substantially used as an alignment film subjected to alignment treatment. Since it does not have a function, illustration as the alignment film 122 is omitted.

更に、この液晶パネル10は、後述する製造フロー(製造方法)に関する説明部分において別途詳細に説明を行うが、この一対の基板であるアレイ基板110およびCF基板120の何れか一方の基板表面に液晶が複数の液滴として配置された後に両方の基板間に挟まれることによりシールパターン133により囲まれる領域内に封止されて形成される滴下注入(ODF:One Drop Filling)方式により製造される。   Further, the liquid crystal panel 10 will be described in detail separately in a description part related to a manufacturing flow (manufacturing method) described later, but a liquid crystal is formed on the surface of one of the pair of substrates, the array substrate 110 and the CF substrate 120. After being disposed as a plurality of droplets, the substrate is sandwiched between both substrates, and is manufactured by a drop drop (ODF) method in which the substrate is sealed in a region surrounded by the seal pattern 133.

従って、シールパターン133は、閉ループ形状であり真空注入方式で製造される液晶パネルの様に液晶を注入するための開口部である注入口は形成されておらず、別途注入口を封止するための封止材も設けられていないといった構造的な特徴を備えている。また、シールパターン133の材質は、導電性粒子を混在させた光硬化型シール剤(光硬化型樹脂)によりなる。   Accordingly, the seal pattern 133 has a closed loop shape, and an injection port that is an opening for injecting liquid crystal is not formed unlike a liquid crystal panel manufactured by a vacuum injection method. It has a structural feature that no sealing material is provided. The material of the seal pattern 133 is made of a photocurable sealing agent (photocurable resin) mixed with conductive particles.

更にトランスファ電極と共通電極123は、シールパターン133中に混在される導電性粒子により電気的に接続されており、端子116から入力された信号が共通電極123に伝達される。導電性粒子としては、弾性変形可能なものが導通の安定の点で好ましく、例えば、表面に金メッキがされた球形の樹脂を用いると良い。この他に、液晶パネル10は、駆動信号を発生する制御基板134、制御基板134を端子116に電気的に接続するFFC(Flexible Flat Cable)135などを備えている。   Further, the transfer electrode and the common electrode 123 are electrically connected by conductive particles mixed in the seal pattern 133, and a signal input from the terminal 116 is transmitted to the common electrode 123. As the conductive particles, those that can be elastically deformed are preferable from the viewpoint of stable conduction. For example, a spherical resin whose surface is gold-plated may be used. In addition, the liquid crystal panel 10 includes a control board 134 that generates a drive signal, an FFC (Flexible Flat Cable) 135 that electrically connects the control board 134 to the terminal 116, and the like.

更に、液晶パネル10の表示面の反対側であるアレイ基板110に対向して光源となるバックライトユニット(図示せず)が配置されており、更に、液晶パネル10とバックライトユニット間には光の偏光状態や指向性などを制御する光学シートが配置されている。液晶パネル10は、これら部材と共に表示面となる表示領域100におけるCF基板120の外側の部分が開放された筐体(図示せず)の中に収納され、本実施の形態3の液晶表示装置は構成される。   Further, a backlight unit (not shown) serving as a light source is disposed facing the array substrate 110 on the opposite side of the display surface of the liquid crystal panel 10, and light is further interposed between the liquid crystal panel 10 and the backlight unit. An optical sheet for controlling the polarization state, directivity, etc. is disposed. The liquid crystal panel 10 is housed in a housing (not shown) in which the outer portion of the CF substrate 120 in the display area 100 serving as a display surface is opened together with these members, and the liquid crystal display device of the third embodiment is Composed.

<液晶表示装置の製造フロー>
本発明に係る実施の形態3の液晶表示装置の製造方法として、上記の様な構成の液晶パネルを有する液晶表示装置の製造フローについて、図16に示すフローチャートを用いて説明する。通常、液晶パネルは最終形状よりも大きなマザー基板から、液晶パネルを1枚或いは複数枚切り出して(多面取りとも呼ばれる)製造される。図16におけるステップS1〜S9(S10途中まで)のプロセスは、マザー基板の状態でのプロセスである。
<Manufacturing flow of liquid crystal display device>
As a manufacturing method of the liquid crystal display device according to the third embodiment of the present invention, a manufacturing flow of the liquid crystal display device having the liquid crystal panel having the above-described configuration will be described with reference to the flowchart shown in FIG. Usually, a liquid crystal panel is manufactured by cutting out one or a plurality of liquid crystal panels (also referred to as multi-face drawing) from a mother substrate larger than the final shape. The processes of steps S1 to S9 (until S10) in FIG. 16 are processes in the state of the mother substrate.

まず、ステップS1の基板準備工程においてマザーアレイ基板およびマザーCF基板に対して配線、電極、柱状スペーサPS、その他の構成の形成が行われる。すなわち、マザーアレイ基板においては、図14或いは図15に示したゲート配線117、ソース配線118、TFT114および画素電極113などを作り込む工程を行うが、これらの作り込みは一般的な液晶パネルにおけるアレイ基板の製造方法と同様であるので、製造方法に関する詳細な説明は省略する。   First, in the substrate preparation process in step S1, wiring, electrodes, columnar spacers PS, and other configurations are formed on the mother array substrate and the mother CF substrate. That is, in the mother array substrate, a process of forming the gate wiring 117, the source wiring 118, the TFT 114, the pixel electrode 113 and the like shown in FIG. 14 or FIG. 15 is performed. Since it is the same as the manufacturing method of a board | substrate, the detailed description regarding a manufacturing method is abbreviate | omitted.

一方、マザーCF基板においては、BM125、カラーフィルタ124、或いは、柱状スペーサPSなどを作り込む工程を行うが、これらの作り込みは一般的な液晶パネルにおけるCF基板の製造方法と同様であるので、製造方法に関する詳細な説明は省略する。特に本発明において測定対象となる柱状スペーサPSについては、比較的、大きさ(平面方向でのサイズ)の小さい仕様であるものの公知の感光性樹脂膜の塗布形成と、形成された感光性樹脂膜の写真製版技術を用いたパターニング加工を利用して形成することができる。   On the other hand, in the mother CF substrate, a process of forming the BM 125, the color filter 124, the columnar spacer PS, or the like is performed. Since these processes are the same as the manufacturing method of the CF substrate in a general liquid crystal panel, A detailed description of the manufacturing method is omitted. In particular, the columnar spacer PS to be measured in the present invention has a relatively small specification (size in the planar direction), but is formed by applying a known photosensitive resin film, and the formed photosensitive resin film. The patterning process using the photoengraving technique can be used.

以上のとおり、マザーアレイ基板およびマザーCF基板を準備した後、まず、基板洗浄工程において、以上の様に準備されたマザーアレイ基板およびマザーCF基板に対して、基板を洗浄する基板洗浄工程を行う。次に、ステップS2の配向膜材料塗布工程において、マザーアレイ基板およびマザーCF基板の片側表面に、配向膜材料の塗布形成を行う。この工程ではマザーアレイ基板およびマザーCF基板の互いに向かい合う主面に、例えば、フレキソ印刷法により有機材で構成される配向膜材料を転写塗布し、ホットプレートなどにより焼成処理し乾燥させる工程を含んでいる。   As described above, after preparing the mother array substrate and the mother CF substrate, first, in the substrate cleaning process, the substrate cleaning process for cleaning the substrate is performed on the mother array substrate and the mother CF substrate prepared as described above. . Next, in the alignment film material application process in step S2, the alignment film material is applied and formed on one surface of the mother array substrate and the mother CF substrate. This step includes a step of transferring and applying an alignment film material made of an organic material, for example, by flexographic printing to the main surfaces of the mother array substrate and the mother CF substrate facing each other, and baking and drying with a hot plate or the like. Yes.

次に、ステップS3の配向処理工程において、配向膜材料に対して、例えばラビング処理を行い、配向膜材料表面を配向処理して配向膜112および配向膜122を形成する。なお、マザーCF基板上に形成された柱状スペーサPS上は配向膜122により覆われる。   Next, in the alignment processing step of step S3, for example, a rubbing process is performed on the alignment film material, and the alignment film material surface is aligned to form the alignment film 112 and the alignment film 122. The columnar spacers PS formed on the mother CF substrate are covered with the alignment film 122.

―次に、ステップS4の柱状スペーサ高さ測定工程において、実施の形態1で説明を行った表面段差測定装置200或いは実施の形態2で説明を行った表面段差測定装置300を用いて、マザーCF基板上に形成された柱状スペーサPSの高さ測定を行った。測定は、マザーCF基板上の場所による高さバラツキも考慮して、所定の複数の場所について柱状スペーサPSの高さ測定を行った。   -Next, in the step of measuring the height of the columnar spacer in step S4, the mother CF is used by using the surface level difference measuring device 200 described in the first embodiment or the surface level difference measuring device 300 described in the second embodiment. The height of the columnar spacer PS formed on the substrate was measured. In the measurement, the height of the columnar spacer PS was measured at a plurality of predetermined locations in consideration of height variation depending on the location on the mother CF substrate.

次に、ステップS5のシール剤塗布工程において、シールディスペンサ装置を用いて、マザーアレイ基板或いはマザーCF基板の主面に、シール剤をペーストとしてディスペンサノズルより吐出して塗布する。シール剤は、液晶パネルの表示領域を囲うように塗布され、シールパターン133を形成する。次に、ステップS6の液晶滴下工程において、シールパターン133が形成された方の基板のシールパターン133で囲まれた領域内に液晶材料を滴下する。この液晶材料の滴下量は、ステップS4において測定した柱状スペーサPSの高さに基づいて決定される。特に液晶の滴下量は、液晶パネルとなった状態で、柱状スペーサPSが所定範囲に圧縮されるために必要な滴下量が、シールパターン133で囲まれた領域の面積と柱状スペーサPSの高さを考慮して設定される。   Next, in the sealing agent application process in step S5, the sealing agent is applied as a paste from a dispenser nozzle to the main surface of the mother array substrate or the mother CF substrate using a seal dispenser device. The sealant is applied so as to surround the display area of the liquid crystal panel to form a seal pattern 133. Next, in the liquid crystal dropping process of step S6, a liquid crystal material is dropped into a region surrounded by the seal pattern 133 on the substrate on which the seal pattern 133 is formed. The dropping amount of the liquid crystal material is determined based on the height of the columnar spacer PS measured in step S4. In particular, the amount of liquid crystal dripped is the amount of dripping necessary for the columnar spacer PS to be compressed within a predetermined range in the state where the liquid crystal panel is formed. Is set in consideration of

次に、ステップS7の真空貼り合わせ工程において、マザーアレイ基板とマザーCF基板とを真空状態で貼り合わせてマザーセル基板を形成する。次に、ステップS8のUV(紫外線)照射工程でマザーセル基板に紫外線を照射し、シール剤を仮硬化させる。その後、ステップS9において加熱によりアフターキュア工程を行い、シール剤を完全に硬化させて、硬化したシールパターン133を得る。   Next, in the vacuum bonding process of step S7, the mother array substrate and the mother CF substrate are bonded together in a vacuum state to form a mother cell substrate. Next, the mother cell substrate is irradiated with ultraviolet rays in the UV (ultraviolet) irradiation process of step S8 to temporarily cure the sealant. Thereafter, in step S9, an after-curing process is performed by heating, and the sealant is completely cured to obtain a cured seal pattern 133.

次に、ステップS10のセル分断工程において、マザーセル基板をスクライブラインに沿って切断し、個々の液晶セルに分断する。以上の様に分断された個々の液晶セルに対して、ステップS11の偏光板貼り付け工程、ステップS12の制御基板実装工程などを実行し、一連の製造工程が完了し、図14および図15のとおり、液晶パネル10が完成する。   Next, in the cell dividing step of step S10, the mother cell substrate is cut along the scribe line to be divided into individual liquid crystal cells. For each of the liquid crystal cells divided as described above, a polarizing plate attaching process in step S11, a control board mounting process in step S12, and the like are executed, and a series of manufacturing processes is completed. As described above, the liquid crystal panel 10 is completed.

更に、液晶パネル10の反視認側となるアレイ基板110の裏面側に位相差板などの光学フィルムを介して、バックライトユニットを配設し、樹脂や金属などよりなるフレーム(筐体)内に、液晶パネル10およびこれら周辺部材を適宜収納し、最終的な本発明を適用した液晶表示装置が完成する。   Further, a backlight unit is disposed on the back side of the array substrate 110 on the side opposite to the viewing side of the liquid crystal panel 10 via an optical film such as a phase difference plate, and placed in a frame (housing) made of resin or metal. Then, the liquid crystal panel 10 and these peripheral members are appropriately accommodated, and the final liquid crystal display device to which the present invention is applied is completed.

以上の様に製造された液晶表示装置は次の様に動作する。例えば、外部回路である制御基板134から画像信号や制御信号などの電気信号が入力されると、画素電極113および共通電極123に駆動電圧が加わり、駆動電圧に合わせて液晶の分子の方向が変わる。その結果、各画素の光透過率が制御される。そして、バックライトユニットの発する光がアレイ基板110、液晶層130およびCF基板120を介することで、外部へ各画素の光透過率に応じて透過或いは遮断されることにより、液晶パネル10の表示領域100にカラー画像などが表示される。   The liquid crystal display device manufactured as described above operates as follows. For example, when an electric signal such as an image signal or a control signal is input from the control board 134 which is an external circuit, a driving voltage is applied to the pixel electrode 113 and the common electrode 123, and the direction of liquid crystal molecules changes according to the driving voltage. . As a result, the light transmittance of each pixel is controlled. The light emitted from the backlight unit passes through the array substrate 110, the liquid crystal layer 130, and the CF substrate 120, and is transmitted or blocked to the outside according to the light transmittance of each pixel. A color image or the like is displayed at 100.

以上説明のとおり、本実施の形態3の液晶表示装置においては、比較的、大きさ(平面方向でのサイズ)が小さく、更に画素における占める比率についても小さい柱状スペーサPSが用いられることとなる、高精細度の表示を可能とするために画素サイズが比較的小さく、更に、低消費電力とするために画素開口率の高い仕様の液晶表示装置であるにも関わらず、この柱状スペーサPSの高さを実施の形態1の表面段差測定装置200或いは実施の形態2の表面段差測定装置300を用いて正確に測定することができ、更に、その柱状スペーサPSの高さの測定結果を用いて、それに合わせて滴下する液晶量を決定することで、適正な液晶量となることにより、液晶パネルとなった状態での柱状スペーサPSの圧縮量が適正範囲の圧縮量となる液晶表示装置を製造することができ、結果として、使用温度に応じた液晶の体積変化により生ずる不具合が改善された信頼性の高い液晶表示装置を製造することができる。   As described above, in the liquid crystal display device according to the third embodiment, the columnar spacers PS that are relatively small in size (size in the planar direction) and that have a small proportion of pixels are used. Although the pixel size is relatively small to enable high-definition display and the liquid crystal display device has a high pixel aperture ratio in order to reduce power consumption, the columnar spacer PS has a high height. Can be accurately measured using the surface level difference measuring device 200 of the first embodiment or the surface level difference measuring device 300 of the second embodiment, and further, using the measurement result of the height of the columnar spacer PS, By determining the amount of liquid crystal dripped in accordance with this, the amount of compression of the columnar spacer PS in the state of the liquid crystal panel becomes the amount of compression in the appropriate range by becoming an appropriate amount of liquid crystal. It is possible to manufacture the liquid crystal display device, as a result, it is possible inconvenience caused by the liquid crystal of the volume change in response to the operating temperature to produce a liquid crystal display device with high improved reliability.

以上説明のとおり、実施の形態3においては、実施の形態1の表面段差測定装置200或いは実施の形態2の表面段差測定装置300を液晶表示装置の製造における特に柱状スペーサPSの高さ測定と、その高さ測定結果を活用した例について説明を行ったが、実施の形態1の表面段差測定装置200或いは実施の形態2の表面段差測定装置300を、その他の被測定物の表面に設けられた微小形状部の高さを測定する際に用いても構わない。特に、微小形状部の大きさ(平面方向でのサイズ)が比較的小さい場合に有効であって、実施の形態1或いは実施の形態2において得られる効果と同様の効果を得ることができる。   As described above, in the third embodiment, the surface level difference measuring device 200 according to the first embodiment or the surface level difference measuring device 300 according to the second embodiment is measured by the height measurement of the columnar spacer PS particularly in the manufacture of the liquid crystal display device. Although an example using the height measurement result has been described, the surface level difference measuring device 200 of the first embodiment or the surface level difference measuring device 300 of the second embodiment is provided on the surface of another object to be measured. You may use when measuring the height of a micro shape part. In particular, it is effective when the size of the minute shape portion (size in the planar direction) is relatively small, and the same effect as that obtained in the first embodiment or the second embodiment can be obtained.

10 液晶パネル、100 表示領域、101 額縁領域、
110 アレイ基板、120 CF基板、
111,121 ガラス基板、112,122 配向膜、
113 画素電極、114 TFT、115 絶縁膜、116 端子、
117 ゲート配線、118 ソース配線、123 共通電極、
124,124R,124G,124B カラーフィルタ、125 BM、
130 液晶層、131,132 偏光板、133 シールパターン、
134 制御基板、135 FFC、
200,300 表面段差測定装置、
PS,PSx 柱状スペーサ、Hps 柱状スペーサ高さ、
ST ステージ、LS 白色光光源、HM ハーフミラー、
LZC 結像レンズ、CC CCD素子、
IMUa 低倍干渉計ユニット、IMUb 高倍干渉計ユニット、
IMU 干渉計ユニット、BSa,BSb,BS ビームスプリッタ、
LZ1a,LZ1b,LZ2 対物レンズ、RMa,RMb,RM 反射ミラー、
IMa,IMb,IM 干渉計、CU 制御ユニット、DSP 表示画面、
a1,a2,a10,a11〜a33 測定領域、
lp1,hp1,nlp1,hlp1,hp2,hp3,hp4,hhp1
二次元形状プロファイル、
Lp1,Hp1,NLp1,HLp1,HHp1 三次元形状プロファイル、
Ba11〜Ba30,BA11〜BA22 境界領域。
10 liquid crystal panel, 100 display area, 101 frame area,
110 array substrate, 120 CF substrate,
111, 121 glass substrate, 112, 122 alignment film,
113 pixel electrode, 114 TFT, 115 insulating film, 116 terminal,
117 gate wiring, 118 source wiring, 123 common electrode,
124, 124R, 124G, 124B Color filter, 125 BM,
130 liquid crystal layer, 131, 132 polarizing plate, 133 seal pattern,
134 control board, 135 FFC,
200,300 Surface level difference measuring device,
PS, PSx Columnar spacer, Hps Columnar spacer height,
ST stage, LS white light source, HM half mirror,
LZC imaging lens, CC CCD element,
IMUa low magnification interferometer unit, IMUb high magnification interferometer unit,
IMU interferometer unit, BSa, BSb, BS beam splitter,
LZ1a, LZ1b, LZ2 objective lens, RMa, RMb, RM reflecting mirror,
IMa, IMb, IM interferometer, CU control unit, DSP display screen,
a1, a2, a10, a11 to a33 measurement area,
lp1, hp1, nlp1, hlp1, hp2, hp3, hp4, hhp1
Two-dimensional shape profile,
Lp1, Hp1, NLp1, HLp1, HHp1 three-dimensional shape profile,
Ba11 to Ba30, BA11 to BA22 Boundary region.

Claims (8)

被測定物表面に設けられた微小形状部の高さを測定するための白色干渉方式を用いた表面段差測定方法であって、
当該微小形状部近傍の前記微小形状部を含んだ第1測定領域における前記被測定物表面についての第1の三次元表面形状データを得る工程と、
少なくとも前記第1測定領域に隣接した領域を含む第2測定領域における前記測定物表面についての第2の三次元形状データを得る工程と、
前記第1の三次元表面形状データおよび前記第2の三次元表面形状データを合成して、少なくとも前記微小形状部近傍については前記第1の三次元表面形状データにもとづいた前記第1測定領域と前記第2測定領域を併せた領域における前記測定物表面についての第3の三次元表面形状データを得る工程と、
前記第3の三次元表面形状データより前記微小形状部の高さを導出する工程と、
を含むことを特徴とする表面段差測定方法。
A surface level difference measuring method using a white interference method for measuring the height of a minute shape portion provided on the surface of a measured object,
Obtaining first three-dimensional surface shape data for the surface of the object to be measured in a first measurement region including the minute shape portion in the vicinity of the minute shape portion;
Obtaining second three-dimensional shape data about the surface of the measurement object in a second measurement region including at least a region adjacent to the first measurement region;
The first three-dimensional surface shape data and the second three-dimensional surface shape data are synthesized, and at least in the vicinity of the minute shape portion, the first measurement region based on the first three-dimensional surface shape data and Obtaining third three-dimensional surface shape data about the surface of the object to be measured in the region including the second measurement region;
Deriving the height of the minute shape portion from the third three-dimensional surface shape data;
A method for measuring a level difference in surface.
前記微小形状部は、液晶表示装置におけるカラーフィルタの形成されるカラーフィルタ基板上に設けられた柱状スペーサであり、
前記第2測定領域が、少なくとも複数画素の同一の色の前記カラーフィルタを含む範囲であることを特徴とする請求項1に記載の表面段差測定方法。
The minute shape part is a columnar spacer provided on a color filter substrate on which a color filter is formed in a liquid crystal display device,
The surface level difference measuring method according to claim 1, wherein the second measurement region is a range including at least the color filters of the same color of a plurality of pixels.
前記第1の三次元表面形状データを得る工程と、前記第2の三次元表面形状データを得る工程とは、互いに異なる倍率の対物レンズを用いた白色干渉方式により行われ、
前記第1の三次元表面形状データを得る工程において用いられる対物レンズの倍率が、前記第2の三次元表面形状データを得る工程において用いられる対物レンズの倍率に比べて高いことを特徴とする請求項1或いは請求項2に記載の表面段差測定方法。
The step of obtaining the first three-dimensional surface shape data and the step of obtaining the second three-dimensional surface shape data are performed by a white interference method using objective lenses having different magnifications.
The magnification of the objective lens used in the step of obtaining the first three-dimensional surface shape data is higher than the magnification of the objective lens used in the step of obtaining the second three-dimensional surface shape data. Item 3. The surface level difference measuring method according to Item 1 or Item 2.
前記第1の三次元表面形状データを得る工程と、前記第2の三次元表面形状データを得る工程とは、共通の対物レンズを用いた白色干渉方式により行われ、
前記測定物表面に設けられた微小形状部に対して前記対物レンズを相対移動することで、前記第1測定領域および前記第2測定領域間の変更を行うことを特徴とする請求項1或いは請求項2の何れかに記載の表面段差測定方法。
The step of obtaining the first three-dimensional surface shape data and the step of obtaining the second three-dimensional surface shape data are performed by a white light interference method using a common objective lens,
The change between the first measurement area and the second measurement area is performed by moving the objective lens relative to a minute shape portion provided on the surface of the measurement object. Item 3. A method for measuring a surface level difference according to any one of Items 2 to 3.
被測定物表面に設けられた微小形状部の高さを測定するための白色干渉方式を用いた表面段差測定装置であって、
水平に対して傾斜して配置されるハーフミラーと、前記ハーフミラーの側方に配置された白色光光源と、前記ハーフミラーの上方に配置されるイメージセンサと、前記ハーフミラーの下方において切り替え可能に設けられ互いに異なる倍率の複数の対物レンズを備えた干渉計ユニットとを備えた測定光学系と、
前記複数の対物レンズの何れかを用いて、それぞれ得られた複数の三次元表面形状データに対して、所定の信号処理方法を用いて合成して一つの三次元表面形状データを作成するデータ処理を行う制御ユニットと、
を備えることを特徴とする表面段差測定装置。
A surface level difference measuring device using a white interference method for measuring the height of a minute shape portion provided on the surface of a measured object,
Switchable between a half mirror disposed at an angle to the horizontal, a white light source disposed on the side of the half mirror, an image sensor disposed above the half mirror, and a lower portion of the half mirror. A measurement optical system including an interferometer unit provided with a plurality of objective lenses having different magnifications,
Data processing for synthesizing a plurality of three-dimensional surface shape data respectively obtained using any of the plurality of objective lenses using a predetermined signal processing method to create one three-dimensional surface shape data A control unit for performing
A surface level difference measuring apparatus comprising:
前記データ処理においては、前記複数の三次元表面形状データを合成して前記一つの三次元表面形状データとする際に、少なくとも前記微小形状部近傍については、前記複数の三次元表面形状データを得るのに用いられた前記複数の対物レンズのうち、相対的に高い倍率の対物レンズにより得られた三次元表面形状データにもとづいて前記一つの三次元表面形状データを得ることを特徴とする請求項5に記載の表面段差測定装置。   In the data processing, when combining the plurality of three-dimensional surface shape data into the one three-dimensional surface shape data, the plurality of three-dimensional surface shape data is obtained at least near the minute shape portion. The one-dimensional surface shape data is obtained on the basis of the three-dimensional surface shape data obtained by an objective lens having a relatively high magnification among the plurality of objective lenses used for the above-mentioned purpose. 5. The surface level difference measuring apparatus according to 5. 被測定物表面に設けられた微小形状部の高さを測定するための白色干渉方式を用いた表面段差測定装置であって、
水平に対して傾斜して配置されるハーフミラーと、前記ハーフミラーの側方に配置された白色光光源と、前記ハーフミラーの上方に配置されるイメージセンサと、前記ハーフミラーの下方に設けられる対物レンズを備えた干渉計ユニットとを備えた測定光学系と、
前記被測定物表面に設けられた微小形状部と前記測定光学系の位置を相対移動する移動機構と、
前記移動機構による前記相対移動を行い前記測定物表面における異なる測定領域に対して前記測定光学系を用いて測定することにより得られた複数の三次元表面形状データに対して、所定の信号処理方法を用いて合成して一つの三次元表面形状データを作成するデータ処理を行う制御ユニットと、
を備えることを特徴とする表面段差測定装置。
A surface level difference measuring device using a white interference method for measuring the height of a minute shape portion provided on the surface of a measured object,
A half mirror disposed to be inclined with respect to the horizontal, a white light source disposed on a side of the half mirror, an image sensor disposed above the half mirror, and a lower portion of the half mirror. A measurement optical system including an interferometer unit including an objective lens;
A moving mechanism for relatively moving the position of the measurement optical system and the minute shape portion provided on the surface of the object to be measured;
A predetermined signal processing method for a plurality of three-dimensional surface shape data obtained by performing the relative movement by the moving mechanism and measuring different measurement regions on the surface of the measurement object using the measurement optical system. A control unit that performs data processing to create one three-dimensional surface shape data by combining using
A surface level difference measuring apparatus comprising:
画像を表示する表示領域を備え、前記表示領域内にスイッチング素子と画素電極がアレイ状に配列するアレイ基板と、前記アレイ基板と液晶層を介して対向配置され、カラーフィルタを備えたカラーフィルタ基板と、前記カラーフィルタ基板および前記アレイ基板の何れかの基板表面上に配置され、前記アレイ基板および前記カラーフィルタ基板の基板間のギャップを保持する柱状スペーサと、前記基板間に挟持された液晶とを有した液晶表示装置の製造方法であって、
前記前記カラーフィルタ基板および前記アレイ基板の何れかの基板表面上に前記柱状スペーサを形成した後、前記柱状スペーサの高さを請求項1から請求項4の何れかに記載の表面段差測定方法、或いは、請求項5から請求項7の何れかに記載の表面段差測定装置により測定する工程と、
前記カラーフィルタ基板および前記アレイ基板の何れかの基板表面上に、前記測定工程により測定された前記柱状スペーサの高さをもとに算出された滴下量の液晶材料を滴下する工程と、
前記カラーフィルタ基板と前記アレイ基板とを貼り合わせる工程と、
を備えたことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
A color filter substrate having a display region for displaying an image, an array substrate in which switching elements and pixel electrodes are arranged in an array in the display region, and a color filter disposed opposite to the array substrate via a liquid crystal layer A columnar spacer disposed on the surface of any one of the color filter substrate and the array substrate and holding a gap between the array substrate and the color filter substrate; and a liquid crystal sandwiched between the substrates. A method of manufacturing a liquid crystal display device having
The surface level difference measuring method according to any one of claims 1 to 4, wherein the columnar spacer is formed on the surface of any one of the color filter substrate and the array substrate, and then the height of the columnar spacer is determined. Alternatively, the step of measuring with the surface level difference measuring device according to any one of claims 5 to 7,
Dropping a liquid crystal material in a dropping amount calculated based on a height of the columnar spacer measured by the measuring step on the surface of any one of the color filter substrate and the array substrate;
Bonding the color filter substrate and the array substrate;
A method for manufacturing a liquid crystal display device, comprising:
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113160155A (en) * 2021-04-09 2021-07-23 深圳市华星光电半导体显示技术有限公司 Method and device for determining highest point of auxiliary spacer, electronic equipment and storage medium
JP2023524760A (en) * 2020-05-04 2023-06-13 エーエスエムエル ネザーランズ ビー.ブイ. Systems and methods for generating level data about the surface of a substrate

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050088663A1 (en) * 2003-10-27 2005-04-28 De Groot Peter J. Scanning interferometry for thin film thickness and surface measurements
JP2008511014A (en) * 2004-09-09 2008-04-10 シャープ株式会社 LCD panel substrates
JP2012112705A (en) * 2010-11-22 2012-06-14 Kosaka Laboratory Ltd Surface shape measuring method
JP2013142865A (en) * 2012-01-12 2013-07-22 Japan Display Central Co Ltd Liquid crystal display device and method for manufacturing the same

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050088663A1 (en) * 2003-10-27 2005-04-28 De Groot Peter J. Scanning interferometry for thin film thickness and surface measurements
JP2008511014A (en) * 2004-09-09 2008-04-10 シャープ株式会社 LCD panel substrates
JP2012112705A (en) * 2010-11-22 2012-06-14 Kosaka Laboratory Ltd Surface shape measuring method
JP2013142865A (en) * 2012-01-12 2013-07-22 Japan Display Central Co Ltd Liquid crystal display device and method for manufacturing the same

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2023524760A (en) * 2020-05-04 2023-06-13 エーエスエムエル ネザーランズ ビー.ブイ. Systems and methods for generating level data about the surface of a substrate
JP7443565B2 (en) 2020-05-04 2024-03-05 エーエスエムエル ネザーランズ ビー.ブイ. System and method for generating level data about the surface of a substrate
CN113160155A (en) * 2021-04-09 2021-07-23 深圳市华星光电半导体显示技术有限公司 Method and device for determining highest point of auxiliary spacer, electronic equipment and storage medium
CN113160155B (en) * 2021-04-09 2023-11-28 深圳市华星光电半导体显示技术有限公司 Auxiliary spacer highest point determination method and device, electronic equipment and storage medium

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