JP2811094B2

JP2811094B2 - カラーフィルタの検査方法

Info

Publication number: JP2811094B2
Application number: JP25436889A
Authority: JP
Inventors: 俊樹出口; 忠宏古川
Original assignee: Kyodo Printing Co Ltd
Current assignee: Kyodo Printing Co Ltd
Priority date: 1989-09-29
Filing date: 1989-09-29
Publication date: 1998-10-15
Anticipated expiration: 2013-10-15
Also published as: JPH03115945A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）この発明は、基板の一面に互いに異なる分光特性をも
つ複数色の色画素を備えたカラーフィルタを検査する技
術に関し、特に、液晶カラー表示パネルにおけるカラー
フィルタの異物による欠陥を自動的に検査する上で有効
な技術に関する。

（従来の技術）フォトマスクあるいはレチクルなどのように、透明な
ガラス基板上にパターンを有するものの表面検査、さら
には、半導体素子を製造するためのウエハの表面の異物
検査には、一般に、散乱光を検出する方法が採られる。
その方法では、検査すべき基板の表面に、レーザ光を照
射し、基板からの直接的な反射光を受光しない位置で散
乱光を検出する。ゴミなどの異物は、比較的に大きな散
乱光を発するので、その散乱光によって異物の存在を検
出することができる。たとえば特開昭63−33648号の公
報が、この種の異物検査装置の一つを示している。

（発明が解決しようとする課題）本発明者等は、こうした散乱光を検出する方法を利用
して、カラーフィルタの欠陥を検査することを検討し
た。

カラーフィルタには、種々の欠陥が見られるが、突起
状の高さをもった異物による欠陥は、液晶表示パネルに
した場合、電気的なショートを生じるおそれがあるの
で、特に重要である。

しかし、この異物による欠陥を前記の方法で検査する
と、異物による欠陥がカラーフィルタの各色画素の端
部、つまり、パターンの段差（この段差は、たとえば１
〜２μｍ程度である。）からの散乱光に埋もれてしま
い、本来の欠陥を検出することができない。

検討によると、高さのある欠陥は、その中央に異物が
あり、その異物を着色材料（色画素の材料で、たとえば
着色樹脂）あるいは／およびトップコート剤（カラーフ
ィルタ表面の保護材料）が取り囲んでいるものが多い。
レーザ光として、従来では、可視域のもの、たとえば波
長が6328ÅのHe−Neレーザを専ら用いているので、ブル
ーとかグリーンの着色材料に異物が埋まっている場合、
異物の部分からの散乱光が光吸収によって小さくなり、
前記段差の部分からの散乱光の中に隠れてしまうことも
ある。

（発明の開示）この発明は、以上のような検討結果を考慮してなされ
たものであり、カラーフィルタにおける異物による欠陥
を、トップコート層形成の前後いずれの場合においても
有効に検出することができ、検査を自動化することがで
きる技術を提供することを目的とする。

この発明では、検出のための光ビームとして赤外域の
光を利用し、しかも、光ビームの照射径を、カラーフィ
ルタの色画素の大きさに近似させるようにする。

カラーフィルタと異物との関係カラーフィルタ10自体は、第１図に示すように、透明
なガラス等の基板12の一面12aに、レッド、グリーン、
ブルーの各色画素14R,14G,14Bと、それらの各色画素の
境界部分に位置する遮光パターン16とを備えている。ま
た、この上に透明なトップコート層が形成される場合も
ある。遮光パターン16は、通常、クロム等の金属材料か
らなり、その厚さは0.1μｍ程度と通常に薄い。それに
対し、各色画素14R,14G,14Bは、たとえばポリイミド等
を基礎にした着色樹脂材料からなり、その厚さは１〜２
μｍ程度である。遮光パターン16は格子形状であり、そ
の格子の内側を各色画素14R,14G,14Bが埋めている。そ
こで、各色画素14R,14G,14Bは、互いに同一の形状であ
り、正方形あるいは長方形をベースとした形をしてい
る。そして、色画素の大きさは、一辺が100〜300μｍ程
度である。なお、遮光パターン16の幅は、数μｍから数
十μｍであり、色画素の大きさに比べれば小さい値であ
る。

こうしたカラーフィルタ10に対し、異物20は、各色画
素14R,14G,14Bの中に埋もれていたり、また、遮光パタ
ーン16上の異物を着色樹脂材料やトップコート層が覆っ
ている場合も多い。図には、ブルーの色画素14Bの中に
異物20が埋もれ、その部分は突起22となっている。異物
20は、数十μｍから数数百μｍの大きさである。欠陥と
なる突起22は、色画素の上方に突き出て、高さ数μｍと
なっている。

検出に用いる光ビームこの発明では、異物20による欠陥（突起22）を散乱光
を利用して検出するが、そのため光ビームとして、赤外
域の光、特に波長700nm以上のものを用いる。赤外域の
レーザ光は好適である。

第２図に波長−分光透過率の特性を示すように、各色
画素がもつブルー、グリーン、レッドの各色は、可視域
に光の吸収域を有するが、赤外域の光については、いず
れの色もほとんど吸収を示さない。なお、カラーフィル
タ表面からの分光反射特性も同様の傾向を示す。そこ
で、検出光として赤外域の光を用いることによって、異
物20による欠陥部分からの散乱光の強度を弱めることな
く、また、色の違いにかかわらず各色画素の端部（パタ
ーンエッジ）からの散乱光の強度をほぼ同等にすること
ができる。

光ビームの照射径と欠陥検出機能との関係種々の実験によると、光ビーム、つまりはレーザビー
ムの照射あるいはスポット径が、欠陥の検出機能に大い
に影響する。第３図から第５図が、その関係を示してい
る。

第３図は、レーザビームのスポット30の径を数μｍと
した場合である。この場合、散乱光を光電変換素子で検
出すると、パターンエッジ部分に対応する信号42のレベ
ルが不安定となり、欠陥である突起22の部分に対応する
信号40とパターンエッジ部分に対応する信号42との間に
レベル差が見出せないことがある。そのため、突起22の
部分をパターンエッジと区別することができず、欠陥を
検出することができない。

ところが、レーザビームのスポット径を各色画素の大
きさに近似させるにつれて、エッジの散乱光は平均化さ
れ、エッジからの急峻な部分がなくなるため、突起22の
部分に対応する信号が検出可能となる。第４図はレーザ
ビームのスポット30の径を色画素の大きさの半分程度に
した場合であり、また、第５図はスポット30の大きさを
さらに大きくし、色画素を外接する程度にした場合であ
る。これらのいずれの場合でも、突起22の部分に対応す
る信号40は、パターンエッジ部分に対応する信号42を背
景にして検出可能な大きさである。検出の上で好ましい
スポット径は、50〜数百μｍ程度であり、各色画素の大
きさに近似させた値である。その中でも、第５図に示す
ように色画素をすっぽりと包み込むような大きさが特に
良い。しかし、レーザビームのスポット径をそれ以上さ
らに大きくすると、S/N比が悪くなり、有効な検出がで
きなくなる。

背景となる信号レベルを低減させる手段この発明では、上に述べたようにレーザビームのスポ
ット径を色画素の大きさに近似させ、欠陥の検出を行う
が、その検出機能をさらに良好にするためには、背景と
なるパターンエッジの部分からの散乱光に対応する信号
レベルを低減することが有効である。

その手段として、まず、散乱光の受光に際して、基板
12の一面12aに対する受光角度および受光方向を調整す
る方法がある。この場合、受講素子あるいは基板のいず
れか一方を揺動させるような機構を付加させることによ
り、その調整を行うことができる。

また、別の手段として、偏光を利用する方法がある。
その場合には、基板12に対し、レーザビームを偏光した
形態で入射し、また、基板12側からの散乱光のみを取り
除くために、偏光板などの検光素子を通して検出するよ
うにする。

カラーフィルタにも種類があり、また、同じもので
も、その生産方式によってパターンエッジなどが異なる
もので、上に述べたどちらかの手段を選んで用いると良
い。

（発明の効果）この発明によれば、散乱光を受光することによって、
カラーフィルタの欠陥、特に異物に基づく突起状の欠陥
を検出することができ、目視で行っていたカラーフィル
タの検査を自動化することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、検査対象であるカラーフィルタの一例を示す
断面図、第２図は、カラーフィルタの分光特性を示す特性図、そ
して、第３図〜第５図は、光ビームの照射径に応じて検出され
る信号を示す図である。 10……カラーフィルタ、12……基板、 14R,14G,14B……色画素、20……異物、22……突起（欠
陥）、30……スポット（光ビーム）、40……突起22の部
分に対応する信号、 42……パターンエッジの部分に対応する信号。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】基板の一面に互いに異なる分光特性をもつ
複数色の色画素を備えたカラーフィルタを検査する方法
であって、前記基板の一面を光ビームで走査し、その基
板の一面からの散乱光を検出することによって、カラー
フィルタの欠陥を検出するカラーフィルタの検査方法に
おいて、前記光ビームとして赤外域の光を利用し、しか
も、光ビームの照射径を、カラーフィルタの色画素の大
きさに近似させたことを特徴とする、カラーフィルタの
検査方法。
【請求項２】前記欠陥は、異物に基づく突起である、請
求項１に記載したカラーフィルタの検査方法。
【請求項３】散乱光の受光に際し、基板の一面に対する
受光角度および受光方向を調整する、請求項１に記載し
たカラーフィルタの検査方法。
【請求項４】基板の一面に対し、光ビームを偏光した形
態で入射し、基板の一面からの散乱光を検光素子を通し
て検出する、請求項１に記載したカラーフィルタの検査
方法。