JP2987007B2 - カラーフィルタの異物検出光学系 - Google Patents
カラーフィルタの異物検出光学系Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、カラー表示液晶パネ
ル用のカラーフィルタに対する異物検出光学系に関す
る。
ル用のカラーフィルタに対する異物検出光学系に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】液晶とその制御技術の進歩により、小電
力でかなりの大きさの画面にカラー表示ができる液晶パ
ネルが開発され、これにはカラーフィルタが使用されて
いる。図３(a) はカラーフィルタ１の一例を示すもの
で、ガラス板11の表面にクロームの薄膜12が蒸着され、
これに微細な角孔が規則的な配列で多数穿孔され、各角
孔にＲ，ＧおよびＢで示す３原色の画素13がサイクリッ
クに植設されている。画素13の配列方法には各種がある
が、図はＲＧＢが三角形の頂点となるデルタ配列を示
す。(b) はカラーフィルタ１の断面を示し、各画素が植
設されたカラーフィルタ１の全面に、ポリイミドやアク
リルなどの透明材が微小な厚さでコーティングされ、ト
ップコート14とよばれる保護膜が形成される。このカラ
ーフィルタ１には、図示を省略するが、微小な厚さの配
向膜や液晶膜、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）などが積層
されてカラー液晶パネルが構成される。
力でかなりの大きさの画面にカラー表示ができる液晶パ
ネルが開発され、これにはカラーフィルタが使用されて
いる。図３(a) はカラーフィルタ１の一例を示すもの
で、ガラス板11の表面にクロームの薄膜12が蒸着され、
これに微細な角孔が規則的な配列で多数穿孔され、各角
孔にＲ，ＧおよびＢで示す３原色の画素13がサイクリッ
クに植設されている。画素13の配列方法には各種がある
が、図はＲＧＢが三角形の頂点となるデルタ配列を示
す。(b) はカラーフィルタ１の断面を示し、各画素が植
設されたカラーフィルタ１の全面に、ポリイミドやアク
リルなどの透明材が微小な厚さでコーティングされ、ト
ップコート14とよばれる保護膜が形成される。このカラ
ーフィルタ１には、図示を省略するが、微小な厚さの配
向膜や液晶膜、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）などが積層
されてカラー液晶パネルが構成される。
【０００３】さて、上記のカラーフィルタに異物が存在
し、その大きさが例えば数μｍ以上のときは、画素が不
明瞭となるばりでなく、異物が配向膜や液晶膜を連続的
に突き破ってＴＦＴを破損することがある。ＴＦＴは各
画素に対応した個数が配列されているが、それぞれは回
路的に独立せず、多数個が相互に接続されているので、
１個のＴＦＴの破損は１個のみにとどまらず、接続され
た一連のＴＦＴの動作不良を招く。図４によりカラーフ
ィルタ１に存在する異物を説明する。(a) はトップコー
ト14をコーティングする前の状態を示し、異物をｐと
し、ｐ1 は画素13の中間に、ｐ2 は画素の表面にそれぞ
れ付着した付着異物、またｐ3 は画素の内部に埋没した
埋没異物である。ここで注目すべきは、ｐ3 により画素
の表面が上方に盛り上がって突起２を生じていることで
ある。次に、(b) は、トップコート14がコーティングさ
れ状態で、異物ｐ1,ｐ2,ｐ3 はトップコート中に埋没
し、この場合もトップコートに突起２が発生している。
なお、異物ｐ’はコーティングが終了後、トップコート
14に付着したものである。以上においては、各異物ｐ1
〜ｐ3,ｐ' を球形と仮定したが、一般的には勿論球形で
なくて種々の形状の異形であるが、突起２は単純な山形
またはこれに近い形状をなし、これを山形突起とよぶこ
ととする。
し、その大きさが例えば数μｍ以上のときは、画素が不
明瞭となるばりでなく、異物が配向膜や液晶膜を連続的
に突き破ってＴＦＴを破損することがある。ＴＦＴは各
画素に対応した個数が配列されているが、それぞれは回
路的に独立せず、多数個が相互に接続されているので、
１個のＴＦＴの破損は１個のみにとどまらず、接続され
た一連のＴＦＴの動作不良を招く。図４によりカラーフ
ィルタ１に存在する異物を説明する。(a) はトップコー
ト14をコーティングする前の状態を示し、異物をｐと
し、ｐ1 は画素13の中間に、ｐ2 は画素の表面にそれぞ
れ付着した付着異物、またｐ3 は画素の内部に埋没した
埋没異物である。ここで注目すべきは、ｐ3 により画素
の表面が上方に盛り上がって突起２を生じていることで
ある。次に、(b) は、トップコート14がコーティングさ
れ状態で、異物ｐ1,ｐ2,ｐ3 はトップコート中に埋没
し、この場合もトップコートに突起２が発生している。
なお、異物ｐ’はコーティングが終了後、トップコート
14に付着したものである。以上においては、各異物ｐ1
〜ｐ3,ｐ' を球形と仮定したが、一般的には勿論球形で
なくて種々の形状の異形であるが、突起２は単純な山形
またはこれに近い形状をなし、これを山形突起とよぶこ
ととする。
【０００４】以上の各異物に対して、従来はトップコー
トがコーティングされる前と後に、目視観察によりカラ
ーフィルタの全数検査を行い、検出された異物をできる
かぎり除去して良品とされている。しかし、目視検査は
非能率であり、個人差により検出ムラがある。これに対
して、従来から半導体ＩＣのウェハなどの異物検査に使
用されている表面検査装置を適用することが考えられ
る。しかし、従来の表面検査装置は異物の散乱光を受光
する方式であって、上記の図４(b) のｐ1,ｐ2,ｐ3 のよ
うに、画素13またはトップコート14に埋没した異物は散
乱光を散乱しないため、検出が困難なことが実験により
判明した。これに対して、この発明の発明者により埋没
異物を検出する方法が考案され、先行技術として「平2-
324029号、カラーフィルタの埋没異物検出方法および異
物検査装置」が特許出願されている。図５により上記の
特許出願にかかる埋没異物検出方法を説明する。図５
(a) において、カラーフィルタ１の表面に対して投光角
θT で白色光束ＬT を投射する。表面が平滑であればそ
の正反射光ＬR は投光角θT に等しい正反射角θR の方
向をなすが、山形突起２があると反射方向が変化して軸
ズレ反射光ＬR'となり、その反射角はθR'となる。反射
角θR'の方向に受光器を設け、投射角θT に対する受光
器の最適受光角θr を求める実験がなされ、その結果に
よると、投射角θT を７８°とした場合、受光角θr が
８３°のとき受光された軸ズレ反射光ＬR'がピーク値を
示すことが判明した。図５(b) はカラーフィルタ１の表
面を白色光束ＬT で走査してえられた受光器の検出信号
を示し、各画素13により振幅が変化する波形中に、山形
突起２に対するパルスｐが突出しており、これを適当な
閾値で検出することにより埋没異物ｐを間接的に検出す
るものである。
トがコーティングされる前と後に、目視観察によりカラ
ーフィルタの全数検査を行い、検出された異物をできる
かぎり除去して良品とされている。しかし、目視検査は
非能率であり、個人差により検出ムラがある。これに対
して、従来から半導体ＩＣのウェハなどの異物検査に使
用されている表面検査装置を適用することが考えられ
る。しかし、従来の表面検査装置は異物の散乱光を受光
する方式であって、上記の図４(b) のｐ1,ｐ2,ｐ3 のよ
うに、画素13またはトップコート14に埋没した異物は散
乱光を散乱しないため、検出が困難なことが実験により
判明した。これに対して、この発明の発明者により埋没
異物を検出する方法が考案され、先行技術として「平2-
324029号、カラーフィルタの埋没異物検出方法および異
物検査装置」が特許出願されている。図５により上記の
特許出願にかかる埋没異物検出方法を説明する。図５
(a) において、カラーフィルタ１の表面に対して投光角
θT で白色光束ＬT を投射する。表面が平滑であればそ
の正反射光ＬR は投光角θT に等しい正反射角θR の方
向をなすが、山形突起２があると反射方向が変化して軸
ズレ反射光ＬR'となり、その反射角はθR'となる。反射
角θR'の方向に受光器を設け、投射角θT に対する受光
器の最適受光角θr を求める実験がなされ、その結果に
よると、投射角θT を７８°とした場合、受光角θr が
８３°のとき受光された軸ズレ反射光ＬR'がピーク値を
示すことが判明した。図５(b) はカラーフィルタ１の表
面を白色光束ＬT で走査してえられた受光器の検出信号
を示し、各画素13により振幅が変化する波形中に、山形
突起２に対するパルスｐが突出しており、これを適当な
閾値で検出することにより埋没異物ｐを間接的に検出す
るものである。
【０００５】さて、山形突起２は３次元の山形であるの
で、その断面は左右と前後の両側に傾斜面がある。これ
に対して、上記の実験では左側の傾斜面に対する軸ズレ
反射光ＬR'の最適受光角θr について述べたが、それ以
外の傾斜面はこの受光角θrでは必ずしも検出できない
とされた。そこで、実用されていね埋没異物検査装置で
は、左右の傾斜面を対象とする２組の投受光器を設け、
さらにカラーフィルタ１を回転して０°と９０°の、都
合４方向で受光し、いずれかの方向で山形突起２を検出
するように構成されている。図６は実用の埋没異物検査
装置の光学系の概略構成を示し、２個の投光器３a,３b
を有する投光系３と、２個の受光器４a,４b を有する受
光系４を設け、山形突起２の左側の傾斜面に対して投光
器３a と受光器４a により、また右側の傾斜面に対して
投光器３b と受光器４b により、それぞれの軸ズレ反射
光ＬR'を受光する。カラーフィルタ１は載置台５に載置
され、移動回転機構６によりＸ、Ｙ方向に交互に移動し
て白色光ＬT が全面に亘って走査され、左右の２方向に
対する検査がなされ、これが終了すると、移動回転機構
６によりカラーフィルタ１を９０°回転して、前後の２
方向が検査されている。
で、その断面は左右と前後の両側に傾斜面がある。これ
に対して、上記の実験では左側の傾斜面に対する軸ズレ
反射光ＬR'の最適受光角θr について述べたが、それ以
外の傾斜面はこの受光角θrでは必ずしも検出できない
とされた。そこで、実用されていね埋没異物検査装置で
は、左右の傾斜面を対象とする２組の投受光器を設け、
さらにカラーフィルタ１を回転して０°と９０°の、都
合４方向で受光し、いずれかの方向で山形突起２を検出
するように構成されている。図６は実用の埋没異物検査
装置の光学系の概略構成を示し、２個の投光器３a,３b
を有する投光系３と、２個の受光器４a,４b を有する受
光系４を設け、山形突起２の左側の傾斜面に対して投光
器３a と受光器４a により、また右側の傾斜面に対して
投光器３b と受光器４b により、それぞれの軸ズレ反射
光ＬR'を受光する。カラーフィルタ１は載置台５に載置
され、移動回転機構６によりＸ、Ｙ方向に交互に移動し
て白色光ＬT が全面に亘って走査され、左右の２方向に
対する検査がなされ、これが終了すると、移動回転機構
６によりカラーフィルタ１を９０°回転して、前後の２
方向が検査されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記の光学系は、２組
の投受光系を必要とするため、構成がやや複雑なことが
欠点である。これを簡略化するために、前記した受光器
の最適受光角θr についてさらに検討を行った結果、投
光系と受光系を同一でかつ適切な高角度とすれば、上記
の２組の場合と同様に、１組の投受光系により山形突起
の検出が可能であることが判明した。ただし、左右方向
と前後方向に対しては、従来と同様にカラーフィルタ１
を回転して、０°と９０°の２方向で測定する。なお、
異物検査装置は付着異物についても検出することが必要
で、このために投光系を兼用し、付着異物に対する受光
器を別を設けて２方向で受光する。この場合の検出は付
着異物の散乱光により正反射光の強度が低下することを
利用して行うことができる。この発明は、カラーフィル
タの異物検査装置の光学系を簡略化するためになされた
もので、上記の検討結果に基づき、山形突起２を検出す
る１組の投受光系と、その受光系に付着異物に対する受
光器を付加し、検査装置の移動回転機構６により、カラ
ーフィルタを０°と９０°の２方向に回転し、埋没異物
と付着異物とをともに良好の検出する異物検出光学系を
提供することを目的とする。
の投受光系を必要とするため、構成がやや複雑なことが
欠点である。これを簡略化するために、前記した受光器
の最適受光角θr についてさらに検討を行った結果、投
光系と受光系を同一でかつ適切な高角度とすれば、上記
の２組の場合と同様に、１組の投受光系により山形突起
の検出が可能であることが判明した。ただし、左右方向
と前後方向に対しては、従来と同様にカラーフィルタ１
を回転して、０°と９０°の２方向で測定する。なお、
異物検査装置は付着異物についても検出することが必要
で、このために投光系を兼用し、付着異物に対する受光
器を別を設けて２方向で受光する。この場合の検出は付
着異物の散乱光により正反射光の強度が低下することを
利用して行うことができる。この発明は、カラーフィル
タの異物検査装置の光学系を簡略化するためになされた
もので、上記の検討結果に基づき、山形突起２を検出す
る１組の投受光系と、その受光系に付着異物に対する受
光器を付加し、検査装置の移動回転機構６により、カラ
ーフィルタを０°と９０°の２方向に回転し、埋没異物
と付着異物とをともに良好の検出する異物検出光学系を
提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明はカラーフィル
タの異物検出光学系であって、前記のカラーフィルタの
異物検査装置において、 (1) １組の投光系と受光系を、カラーフィルタの表面の
垂線に関して対称的に配置し、投光系の投光角θT と受
光系の受光角θR を、カラーフィルタの表面に対して７
５°〜８５°の範囲内の同一角度に設定する。 (2) 受光系に対して、受光系に入力した表面の反射光を
２分割するハーフミラーと、ハーフミラーにより２分割
された一方が入力し、表面の正反射光を除去する第１の
空間フィルタを有し、第１の空間フィルタを透過し、正
反射光に対して軸ズレした軸ズレ反射光を受光して、埋
没異物の形成する突起を検出する第１の受光器、および
２分割された他方が入力し、正反射光のみを透過する第
２の空間フィルタを有し、第２の空間フィルタを透過し
た正反射光の強度の低下を検出することにより、付着異
物を検出する第２の受光器とを設けて構成される。
タの異物検出光学系であって、前記のカラーフィルタの
異物検査装置において、 (1) １組の投光系と受光系を、カラーフィルタの表面の
垂線に関して対称的に配置し、投光系の投光角θT と受
光系の受光角θR を、カラーフィルタの表面に対して７
５°〜８５°の範囲内の同一角度に設定する。 (2) 受光系に対して、受光系に入力した表面の反射光を
２分割するハーフミラーと、ハーフミラーにより２分割
された一方が入力し、表面の正反射光を除去する第１の
空間フィルタを有し、第１の空間フィルタを透過し、正
反射光に対して軸ズレした軸ズレ反射光を受光して、埋
没異物の形成する突起を検出する第１の受光器、および
２分割された他方が入力し、正反射光のみを透過する第
２の空間フィルタを有し、第２の空間フィルタを透過し
た正反射光の強度の低下を検出することにより、付着異
物を検出する第２の受光器とを設けて構成される。
【０００８】
【作用】上記の異物検出光学系においては、投光角θT
と受光角θR とがカラーフィルタの表面に対して７５°
〜８５°の範囲内の同一角度として、１組の投光系と受
光系が該表面の垂線に関して対称的に配置される。投光
系よりの白色光束が表面に投射され、移動回転機構によ
りカラーフィルタを０°と９０°の２方向に回転して、
それぞれ全面走査を行う。受光系に受光された反射光に
は、表面の正反射光と、山形突起の左右または前後の両
側の傾斜面による軸ズレ反射光とが含まれており、これ
らはハーフミラーにより２分割される。２分割された一
方は、第１の空間フィルタにより正反射光が除去され、
軸ズレ反射光が第１の受光器により受光されて、０°ま
たは９０°の方向のいずれか、または両方向において山
形突起が検出される。また、他方は第２の空間フィルタ
により、山形突起による軸ズレ反射光または付着異物に
よる散乱光が除去され、正反射光のみが透過して第２の
受光器に受光される。第２の受光器の受光した正反射光
は、軸ズレ反射光または散乱光により強度が低下してい
るので、受光信号にはこの低下に対するパルスが現れ、
これを検出することにより付着異物が検出される。以上
においては、カラーフィルタは０°と９０°の２方向に
回転され、山形突起に対して投光系と第１の受光器によ
り、また付着異物に対して兼用した投光系と第２の受光
器により、２方向の検査がなされて、いずれかの方向ま
たは両方向でそれぞれが検出されるもので、従来に比較
して光学系が著しく簡略化される。
と受光角θR とがカラーフィルタの表面に対して７５°
〜８５°の範囲内の同一角度として、１組の投光系と受
光系が該表面の垂線に関して対称的に配置される。投光
系よりの白色光束が表面に投射され、移動回転機構によ
りカラーフィルタを０°と９０°の２方向に回転して、
それぞれ全面走査を行う。受光系に受光された反射光に
は、表面の正反射光と、山形突起の左右または前後の両
側の傾斜面による軸ズレ反射光とが含まれており、これ
らはハーフミラーにより２分割される。２分割された一
方は、第１の空間フィルタにより正反射光が除去され、
軸ズレ反射光が第１の受光器により受光されて、０°ま
たは９０°の方向のいずれか、または両方向において山
形突起が検出される。また、他方は第２の空間フィルタ
により、山形突起による軸ズレ反射光または付着異物に
よる散乱光が除去され、正反射光のみが透過して第２の
受光器に受光される。第２の受光器の受光した正反射光
は、軸ズレ反射光または散乱光により強度が低下してい
るので、受光信号にはこの低下に対するパルスが現れ、
これを検出することにより付着異物が検出される。以上
においては、カラーフィルタは０°と９０°の２方向に
回転され、山形突起に対して投光系と第１の受光器によ
り、また付着異物に対して兼用した投光系と第２の受光
器により、２方向の検査がなされて、いずれかの方向ま
たは両方向でそれぞれが検出されるもので、従来に比較
して光学系が著しく簡略化される。
【０００９】
【実施例】図１により、この発明の異物検出光学系にお
ける埋没異物の検出原理を説明する。図１のカラーフィ
ルタ１において、画素13またはトップコート14に埋没し
た異物ｐにより、それらの表面に山形突起２が生じてい
る。山形突起２に対して投光角θT で白色光束ＬT を投
射すると、山形突起２の頂点は水平であるので、二点鎖
線で示すように、投光角θT に等しい反射角θR で正反
射光ＬR が反射される。これに対して山形突起２の図示
左側の傾斜面による反射光ＬR'は、傾斜面の傾斜角（位
置により変化する）の２倍だけ左方に軸ズレし、右側の
傾斜面の反射光ＬR'' は傾斜角の２倍だけ右方に軸ズレ
する。従って、軸ズレ反射光ＬR'とＬR'' の広がり角度
は傾斜角の最大値の４倍である。この傾斜角を数値的に
みると、山形突起２の大きさは、底面が例えば約１００
μｍのとき、その高さは数μｍ程度であって、傾斜角の
最大値は高々３〜４度である。従って、広がり角度は２
０度以下となり、これを１個の受光器で受光することが
可能であり、これがこの発明の埋没異物の検出原理であ
る。ただし、正反射光ＬR は軸ズレ反射光ＬR', Ｌr''
に対するノイズとなるから除去することが必要である。
また、検出を確実にするため、従来と同様に０°と９０
°の２方向で検査するものとする。以上により、投光角
θT と同一の受光角θR の方向に第１の受光器を設け、
正反射光ＬR を除去して軸ズレ反射光ＬR'，ＬR'' を受
光することにより、山形突起２を検出することができ
る。ただし、θT ，θR を小さくとると、画素13のエッ
ジの散乱光が受光系に入力してやはりノイズとなるの
で、これらは光学系の構成に支障しない範囲で大きくと
ることが望ましい。以上により、θT ，θR は７５°〜
８５°の範囲内が適切である。つぎに、付着異物につい
ては図示を省略するが、上記ではノイズとなった正反射
光ＬR に着目すると、ＬR は付着異物（埋没異物も同
じ）により散乱されて強度が低下するので、これに対す
る第２の受光器を設け、受光信号に含まれる低下パルス
により付着異物を検出することができる。この場合は、
付着異物の散乱光と軸ズレ反射光ＬR'とＬR'' はノイズ
となるので除去することが必要である。
ける埋没異物の検出原理を説明する。図１のカラーフィ
ルタ１において、画素13またはトップコート14に埋没し
た異物ｐにより、それらの表面に山形突起２が生じてい
る。山形突起２に対して投光角θT で白色光束ＬT を投
射すると、山形突起２の頂点は水平であるので、二点鎖
線で示すように、投光角θT に等しい反射角θR で正反
射光ＬR が反射される。これに対して山形突起２の図示
左側の傾斜面による反射光ＬR'は、傾斜面の傾斜角（位
置により変化する）の２倍だけ左方に軸ズレし、右側の
傾斜面の反射光ＬR'' は傾斜角の２倍だけ右方に軸ズレ
する。従って、軸ズレ反射光ＬR'とＬR'' の広がり角度
は傾斜角の最大値の４倍である。この傾斜角を数値的に
みると、山形突起２の大きさは、底面が例えば約１００
μｍのとき、その高さは数μｍ程度であって、傾斜角の
最大値は高々３〜４度である。従って、広がり角度は２
０度以下となり、これを１個の受光器で受光することが
可能であり、これがこの発明の埋没異物の検出原理であ
る。ただし、正反射光ＬR は軸ズレ反射光ＬR', Ｌr''
に対するノイズとなるから除去することが必要である。
また、検出を確実にするため、従来と同様に０°と９０
°の２方向で検査するものとする。以上により、投光角
θT と同一の受光角θR の方向に第１の受光器を設け、
正反射光ＬR を除去して軸ズレ反射光ＬR'，ＬR'' を受
光することにより、山形突起２を検出することができ
る。ただし、θT ，θR を小さくとると、画素13のエッ
ジの散乱光が受光系に入力してやはりノイズとなるの
で、これらは光学系の構成に支障しない範囲で大きくと
ることが望ましい。以上により、θT ，θR は７５°〜
８５°の範囲内が適切である。つぎに、付着異物につい
ては図示を省略するが、上記ではノイズとなった正反射
光ＬR に着目すると、ＬR は付着異物（埋没異物も同
じ）により散乱されて強度が低下するので、これに対す
る第２の受光器を設け、受光信号に含まれる低下パルス
により付着異物を検出することができる。この場合は、
付着異物の散乱光と軸ズレ反射光ＬR'とＬR'' はノイズ
となるので除去することが必要である。
【００１０】図２はこの発明の異物検出光学系の一実施
例を示し、(a) は全体構成図、(b)は部分図である。図
２(a) において、異物検出光学系は１組の投光系３と受
光系４を、図示のようにカラーフィルタ１の表面の垂線
Ｃに関して対称的に配置して構成される。投光系３はハ
ロゲンランプの光源31と、その白色光をコリメートする
投光レンズ32、および白色光を光束ＬT とするスリット
板33よりなり、スリット板33を通して、載置台５に載置
されたカラーフィルタ１の表面に対して、投光角θT で
白色光束ＬT を投射し、埋没異物と付着異物の検出に兼
用する。受光系４は、表面の反射光を集光する集光レン
ズ41と、集光された反射光を２分割するハーフミラー42
とを設ける。さらに、２分割された一方が入力して、正
反射光ＬR を除去する第１の空間フィルタ43と、これを
透過した軸ズレ反射光ＬR'，ＬR'' を受光する第１の受
光器44を設け、また２分割された他方が入力して、正反
射光ＬR のみが透過する第２の空間フィルタ45と、これ
を透過した正反射光ＬR を受光する第２の受光器45を設
けて構成される。各受光器44,46 はＣＣＤリニアセンサ
を使用して集光レンズ41の結像点に配設し、これらの直
前に第１および第２の空間フィルタ43,45 をそれぞれ配
置する。図２(b) はスリット板33と、第１および第２の
空間フィルタ43,45 の例を示し、スリット板33のスリッ
ト331 は、走査方向の幅ＷX を照射幅に対応した間隔と
し、Ｙ方向の長さＷY をＣＣＤセンサに対応した長さと
するが、これらが山形突起または付着異物の大きさに比
較して過大であると検出感度が低下し、過小であれば走
査時間が長くなり、互いに相反するので実験などにより
適切な値に設定する。また、第１および第２の空間フィ
ルタ43,45 には、軸ズレ反射光ＬR'，ＬR'' のみを透過
する切り欠き431,432 、正反射光ＬR のみを透過する切
り欠き451をそれぞれ設ける。図ではこれらの切り欠き
の形状を矩形としたが、形状と寸法は山形突起と付着異
物の検出性能に大きく影響するので、矩形に限定せず、
上記と同様に実験などにより、これらが良好に検出でき
るように、それぞれを適切に設定する。以上の異物検出
光学系においては、投光系３よりの白色光束ＬT がカラ
ーフィルタ１の表面に投射され、移動回転機構６により
Ｘ，Ｙ方向に移動して全面が走査され、０°と９０°の
２方向に回転してそれぞれ検査される。表面の反射光は
受光系４により受光され、第１および第２の受光器44,4
6 のそれぞれの受光信号に対して所定の処理がなされ、
いずれかの方向または２方向で埋没異物と付着異物が検
出される。
例を示し、(a) は全体構成図、(b)は部分図である。図
２(a) において、異物検出光学系は１組の投光系３と受
光系４を、図示のようにカラーフィルタ１の表面の垂線
Ｃに関して対称的に配置して構成される。投光系３はハ
ロゲンランプの光源31と、その白色光をコリメートする
投光レンズ32、および白色光を光束ＬT とするスリット
板33よりなり、スリット板33を通して、載置台５に載置
されたカラーフィルタ１の表面に対して、投光角θT で
白色光束ＬT を投射し、埋没異物と付着異物の検出に兼
用する。受光系４は、表面の反射光を集光する集光レン
ズ41と、集光された反射光を２分割するハーフミラー42
とを設ける。さらに、２分割された一方が入力して、正
反射光ＬR を除去する第１の空間フィルタ43と、これを
透過した軸ズレ反射光ＬR'，ＬR'' を受光する第１の受
光器44を設け、また２分割された他方が入力して、正反
射光ＬR のみが透過する第２の空間フィルタ45と、これ
を透過した正反射光ＬR を受光する第２の受光器45を設
けて構成される。各受光器44,46 はＣＣＤリニアセンサ
を使用して集光レンズ41の結像点に配設し、これらの直
前に第１および第２の空間フィルタ43,45 をそれぞれ配
置する。図２(b) はスリット板33と、第１および第２の
空間フィルタ43,45 の例を示し、スリット板33のスリッ
ト331 は、走査方向の幅ＷX を照射幅に対応した間隔と
し、Ｙ方向の長さＷY をＣＣＤセンサに対応した長さと
するが、これらが山形突起または付着異物の大きさに比
較して過大であると検出感度が低下し、過小であれば走
査時間が長くなり、互いに相反するので実験などにより
適切な値に設定する。また、第１および第２の空間フィ
ルタ43,45 には、軸ズレ反射光ＬR'，ＬR'' のみを透過
する切り欠き431,432 、正反射光ＬR のみを透過する切
り欠き451をそれぞれ設ける。図ではこれらの切り欠き
の形状を矩形としたが、形状と寸法は山形突起と付着異
物の検出性能に大きく影響するので、矩形に限定せず、
上記と同様に実験などにより、これらが良好に検出でき
るように、それぞれを適切に設定する。以上の異物検出
光学系においては、投光系３よりの白色光束ＬT がカラ
ーフィルタ１の表面に投射され、移動回転機構６により
Ｘ，Ｙ方向に移動して全面が走査され、０°と９０°の
２方向に回転してそれぞれ検査される。表面の反射光は
受光系４により受光され、第１および第２の受光器44,4
6 のそれぞれの受光信号に対して所定の処理がなされ、
いずれかの方向または２方向で埋没異物と付着異物が検
出される。
【００１１】
【発明の効果】以上の説明のとおり、この発明による異
物検出光学系においては、カラーフィルタの画素または
トップコートに埋没した埋没異物、またはそれらの表面
に付着した付着異物は、カラーフィルタを０°と９０°
の２方向に回転し、いずれかの方向または両方向におい
て、投光系と受光系の第１の受光器により埋没異物が、
また兼用した投光系と受光系の第２の受光器により付着
異物がそれぞれ良好に検出されるもので、２組の投受光
系を使用した従来の検査装置に比較して光学系が著しく
簡略化される効果には大きいものがある。
物検出光学系においては、カラーフィルタの画素または
トップコートに埋没した埋没異物、またはそれらの表面
に付着した付着異物は、カラーフィルタを０°と９０°
の２方向に回転し、いずれかの方向または両方向におい
て、投光系と受光系の第１の受光器により埋没異物が、
また兼用した投光系と受光系の第２の受光器により付着
異物がそれぞれ良好に検出されるもので、２組の投受光
系を使用した従来の検査装置に比較して光学系が著しく
簡略化される効果には大きいものがある。
【図１】 この発明の異物検出光学系における埋没異物
の検出原理の説明図である。
の検出原理の説明図である。
【図２】 この発明の異物検出光学系の一実施例を示
し、(a) は全体構成図、(b) は部分図である。
し、(a) は全体構成図、(b) は部分図である。
【図３】 (a) はカラーフィルタの一例を示す図、(b)
はカラーフィルタにコーティングされたトップコートの
説明図である。
はカラーフィルタにコーティングされたトップコートの
説明図である。
【図４】 カラーフィルタに存在する異物の説明図で、
(a) はトップコートがコーティングされる前の状態、
(b) はコーティングされた状態をそれぞれ示す。
(a) はトップコートがコーティングされる前の状態、
(b) はコーティングされた状態をそれぞれ示す。
【図５】 特許出願にかかる先行技術の埋没異物検出方
法の説明図で、(a)は埋没異物による山形突起と、これ
による反射光の反射角の説明図、(b) は受光器の検出信
号の波形の一例を示す図である。
法の説明図で、(a)は埋没異物による山形突起と、これ
による反射光の反射角の説明図、(b) は受光器の検出信
号の波形の一例を示す図である。
【図６】 従来の埋没異物検査装置の光学系の概略構成
図である。
図である。
１…カラーフィルタ、11…ガラス板、12…クロームの薄
膜、13…３原色の画素 14…トップコート、２…山形突起、３…投光系、３a,３
b …投光器、31…光源、32…投光レンズ、33…スリット
板、331 …スリット、４…受光系、４a,４b …受光器、
41…集光レンズ、42…ハーフミラー、43…第１の空間フ
ィルタ、431,432 …切り欠き、44…第１の受光器、45…
第２の空間フィルタ、451 …切り欠き、46…第２の受光
器、５…載置台、６…移動回転機構、ｐ，ｐ1 〜ｐ3,
ｐ' …異物、ＬT …白色光束、ＬR …正反射光、ＬR',
ＬR'' …軸ズレ反射光、θT …投光角、θR …反射角。
膜、13…３原色の画素 14…トップコート、２…山形突起、３…投光系、３a,３
b …投光器、31…光源、32…投光レンズ、33…スリット
板、331 …スリット、４…受光系、４a,４b …受光器、
41…集光レンズ、42…ハーフミラー、43…第１の空間フ
ィルタ、431,432 …切り欠き、44…第１の受光器、45…
第２の空間フィルタ、451 …切り欠き、46…第２の受光
器、５…載置台、６…移動回転機構、ｐ，ｐ1 〜ｐ3,
ｐ' …異物、ＬT …白色光束、ＬR …正反射光、ＬR',
ＬR'' …軸ズレ反射光、θT …投光角、θR …反射角。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 熊沢 豊 東京都千代田区大手町二丁目６番２号 日立電子エンジニアリング株式会社内 (72)発明者 古川 忠宏 東京都文京区小石川四丁目14番12号 共 同印刷株式会社内 (72)発明者 別宮 一郎 東京都文京区小石川四丁目14番12号 共 同印刷株式会社内 (72)発明者 水元 伸二 東京都文京区小石川四丁目14番12号 共 同印刷株式会社内 (56)参考文献 特開 平４−26845（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G01N 21/88 G01M 11/00 G02B 5/20 101 G02F 1/1335 505
Claims (1)
- 【請求項１】 ３原色の画素が配列されたカラーフィル
タを対象とし、該カラーフィルタを載置してＸまたはＹ
方向に移動し、かつ９０°回転する移動回転機構と、該
カラーフィルタの表面に白色光束を投射して走査する投
光系、および該表面の反射光を受光する受光系を具備
し、前記移動回転機構により前記カラーフィルタを回転
し、０°および９０°の２方向で該受光系により該反射
光をそれぞれ受光して、前記画素または該カラーフィル
タにコーティングされたトップコートに埋没した埋没異
物、または付着した付着異物を検出する異物検査装置に
おいて、(1) １組の前記投光系と受光系を前記表面の垂
線に関して対称的に配置し、該投光系の投光角θT と受
光系の受光角θR とを、前記カラーフィルタの表面に対
して７５°〜８５°の範囲内の同一角度に設定し、(2)
前記受光系に対して、該受光系に入力した前記表面の反
射光を２分割するハーフミラーと、該ハーフミラーによ
り２分割された反射光の一方が入力し、該表面の正反射
光を除去する第１の空間フィルタを有し、該第１の空間
フィルタを透過し、前記正反射光に対して軸ズレした軸
ズレ反射光を受光して、前記埋没異物の形成する山形突
起を検出する第１の受光器、および前記２分割された反
射光の他方が入力し、前記正反射光のみを透過する第２
の空間フィルタを有し、該第２の空間フィルタを透過し
た前記正反射光を受光し、該受光信号の強度の低下を検
出することにより、前記付着異物を検出する第２の受光
器とを設けて構成されたことを特徴とする、カラーフィ
ルタの異物検出光学系。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16195292A JP2987007B2 (ja) | 1992-05-28 | 1992-05-28 | カラーフィルタの異物検出光学系 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16195292A JP2987007B2 (ja) | 1992-05-28 | 1992-05-28 | カラーフィルタの異物検出光学系 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05332944A JPH05332944A (ja) | 1993-12-17 |
| JP2987007B2 true JP2987007B2 (ja) | 1999-12-06 |
Family
ID=15745177
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16195292A Expired - Fee Related JP2987007B2 (ja) | 1992-05-28 | 1992-05-28 | カラーフィルタの異物検出光学系 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2987007B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ATE316254T1 (de) * | 2000-09-07 | 2006-02-15 | Heidelberger Druckmasch Ag | Parallelverarbeitender optischer entfernungsmesser |
| JP4704040B2 (ja) * | 2002-09-30 | 2011-06-15 | アプライド マテリアルズ イスラエル リミテッド | 光学的検査のための照明システム |
| JP2012150024A (ja) * | 2011-01-20 | 2012-08-09 | Hitachi High-Technologies Corp | 表面欠陥検査装置及び方法 |
-
1992
- 1992-05-28 JP JP16195292A patent/JP2987007B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05332944A (ja) | 1993-12-17 |
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