JP4930180B2

JP4930180B2 - カラーフィルタの欠陥検査方法

Info

Publication number: JP4930180B2
Application number: JP2007125665A
Authority: JP
Inventors: 良太増田; 俊介山中
Original assignee: Toppan Inc
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 2007-05-10
Filing date: 2007-05-10
Publication date: 2012-05-16
Anticipated expiration: 2027-05-10
Also published as: JP2008281754A

Description

本発明は、カラーフィルタの欠陥検査方法に係り、特に、成長型共通欠陥を容易に検出可能なカラーフィルタの検査方法に関する。

携帯型機器や薄型テレビなどの高性能化に伴い、液晶ディスプレイの需要が急速に増加しており、コストダウンに対する要求もしだいに高くなっている。カラー液晶ディスプレイは、ガラス基板、液晶材料、偏光板、カラーフィルタなどの材料から構成されているが、なかでもカラーフィルタは、カラー液晶ディスプレイに高精細度や高品質表示が求められる場合に重要な部材として用いられており、製品価格に占める割合が高いため、より一層の低価格化が求められている。

液晶ディスプレイ用カラーフィルタは、透明ガラス基板上に遮光パターンである隔壁（以下、カラーフィルタ基板においては、ブラックマトリクス又はＢＭとする。）で区切られた領域にＲ／Ｇ／Ｂの各着色層を配列させて設けることによって構成されている。

このような液晶ディスプレイ用カラーフィルタは、その製造工程において、露光マスクの破損や露光マスクに付着した異物に起因して、同一のマスクを用いて製造されたすべてのカラーフィルタに共通して生ずる同一座標欠陥（以下、共通欠陥と呼ぶ）を有することがある。このような共通欠陥を検出する検査装置として、様々なものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

例えば、図５に示すフロー図におけるように、ＣＣＤラインセンサを用いた欠陥検査装置を用いて共通欠陥を検出する方法がある。この方法において、欠陥検査装置により共通欠陥が検出されると、オペレータにより欠陥の良品／不良品の判別（欠陥面積の測定）が行われ、不良品については露光機の運転を停止し、使用した露光マスクを洗浄し、又は別の露光マスクと交換し、不良要因を除いて再度露光機の運転を開始する。

許容し得る欠陥が検出されたが、良品と判定されたカラーフィルタは、その欠陥につき良品座標欠陥登録を行い、その後の他のカラーフィルタの検査において同一座標の欠陥は良品欠陥と判断し、特に不良除去処理を行うことなく、検査工程におけるカラーフィルタの流動を続行していた。

しかし、このような従来の方法では、例えば、着色樹脂をコートした際に付着した異物による露光マスクの破損に起因する欠陥が良品欠陥と判断された場合、そのような破損は、何ら解消されない。そのため、露光工程を繰り返していくうちに、そのような欠陥部の異常が広がってしまう場合がある。このような欠陥は、成長型共通欠陥と呼ばれる。しかし、上述の従来の方法では、成長型共通欠陥も同一の座標にあるため良品欠陥と判断されてしまい、その結果、不良品が流出することになる。
特開２００５−１２８０２６

本発明は、上記事情の下になされ、いわゆる成長型共通欠陥を容易に検出可能なカラーフィルタの検査方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明は、カラーフィルタ基板を欠陥検査装置に供し、共通欠陥を検出する工程、この共通欠陥が良品欠陥であるかどうかを判定し、良品欠陥である場合に良品座標登録する工程、前記良品座標登録された共通欠陥の検出濃度を基準共通欠陥濃度として記録する工程、設定された数のカラーフィルタ基板を順次欠陥検査装置に供し、良品座標登録された座標に共通欠陥を検出した場合、その共通欠陥の欠陥濃度を求め、それらを平均して比較共通欠陥濃度を求める工程、及び前記基準共通欠陥濃度と比較共通欠陥濃度の差分が設定された差分を超えた場合に前記良品座標登録を解除する工程を具備することを特徴とするカラーフィルタの欠陥検査方法を提供する。

この場合、前記設定された数であるＮ枚のカラーフィルタ基板について、１枚目の基板〜Ｎ枚目の基板の欠陥濃度を平均して比較共通欠陥濃度を求めた後、順次、１枚のカラーフィルタ基板の検査完了ごとに、２枚目以降のＮ枚の基板の欠陥濃度を平均して比較共通欠陥濃度を求め、前記基準共通欠陥濃度と比較共通欠陥濃度の差分が設定された差分を超えた場合に、その時点で前記良品座標登録を解除することができる。

本発明によると、設定された数のカラーフィルタ基板について平均値である比較共通欠陥濃度を求め、それと基準共通欠陥濃度との差分が設定された差分を超えた場合に良品座標登録を解除するようにしているため、従来、良品欠陥として見過ごされていた成長型共通欠陥を容易に検出することが可能となった。

以下、発明を実施するための最良の形態について説明する。

図１は、ダイコート法によるカラーフィルタの製造方法を示す断面図である。ダイコート法によるカラーフィルタの製造方法では、通常、図１（ａ）に示すように、ガラス基板１上にブラックマトリクス２を形成した後、このブラックマトリクス２により区分された領域に、ダイコータを用いて赤色着色膜３を形成する。次いで、図１（ｂ）に示すように、露光マスク４を通して露光を行った後、現像及びポストベークを行い、図１（ｃ）に示すように、赤色画素５を形成する。

以下、同様にして、現像により生じた空隙部に、図１（ｄ）に示すように、緑色画素６及び青色画素７を形成した後、透明電極層（ＩＴＯ層）及びフォトスペーサー（いずれも図示せず）を形成して、カラーフィルタ基板が構成される。

図２は、露光工程において着色樹脂膜に異物が付着した場合に欠陥が発生する現象を示す。即ち、図２（ａ）に示すように、赤色着色膜３表面に異物８が付着すると、プロキシミティ露光では赤色着色膜３と露光マスク４との間隔が５０〜１００μｍと極めて狭いため、この異物８は露光マスク４に接触して、露光マスク４の露光部にキズ（破損）９または汚れを発生させてしまう。或いは異物８が露光マスク４に付着する場合もある。

これにより、その後に、図２（ｂ）に示すように、キズ９又は異物を有する同一の露光マスク４を用いて、別のガラス基板１’上のブラックマトリクス２’により区分された領域に形成された赤色着色膜３’を露光し、上述した図１（ｃ）に示すように現像すると、赤色画素に白抜け欠陥が発生してしまう。このような白抜け欠陥は、同一の露光マスク４を用いて露光されたどの基板についても同一座標に発生してしまう。

図３は、カラーフィルタ基板の欠点検査を行うためのＣＣＤラインセンサ欠陥検査装置を示す図である。図３において、カラーフィルタ基板１１は、コンベア１２上を搬送されつつ、光源１３から照明され、ラインセンサ１４により受光して欠陥が検出される。検出された欠陥信号は、ラインセンサ１４に接続された画像処理装置により処理され、得られた欠陥位置や欠陥画素数等の検査結果は、画像処理装置に接続されたコンピュータに保存される。

図２（ｂ）に示すような同一の露光マスクを用いて複数のカラーフィルタ基板について連続して同一の位置に発生した欠陥は、図３に示す検査機により共通欠陥として認識され、検査情報として保存される。この際に、この欠陥に対し、「共通欠陥フラグ」、「基板内Ｘ座標」、「基板内Ｙ座標」、「欠陥画素数」、「欠陥濃度」が記録される。なお、「欠陥画素数」とは、ＣＣＤカメラの映像素子単位で認識された欠陥面積のことであり、「欠陥濃度」は、ＣＣＤカメラの諧調（例えば、１〜２^８（＝２５６）階調）により表される。「欠陥濃度」は、欠陥部位の平均値、最大値、最小値の情報を記録する。

オペレータは、検査装置内の顕微鏡等を利用して欠陥の良否判断をし、製品品質に影響のない欠陥であれば、その部位に対し良品座標登録を行う。このとき、登録データとして「基板内Ｘ座標」、「基板内Ｙ座標」、「欠陥画素数」、「欠陥濃度」を記録する。この欠陥濃度を「基準共通欠陥濃度」と呼ぶ。

その後、検査装置は、複数のカラーフィルタ基板について順次、検査を行い、良品座標登録された座標に対し欠陥が検出された場合、良品欠陥と判断し、異常検知せずにそのまま基板の処理工程を続行する。このようにして共通欠陥の発生時に欠陥を良品判断した場合、従来の対応法では、着色樹脂のコート時に表面に付着した異物やそれにより生じた露光マスクの破損等は、事実上解消されてはいない。このため、生産を続けていくうちに欠陥部の異常状態が広がって、良品欠陥のレベルを超えて不良品レベルとなる場合がある。しかし、良品座標登録をされた欠陥は、良品扱いされるため発見できず、不良品流出を促してしまう。これは、上述した成長型共通欠陥である。

本実施形態では、図４に示すように、共通欠陥について良品座標登録を行い、「基準共通欠陥濃度」を記録した後、後続の基板について引き続き検査を行い、良品座標登録された座標に共通欠陥を検出すると、設定された数であるＮ枚の基板ごとにその欠陥濃度を求め、Ｎ枚の基板（１枚目の基板〜Ｎ枚目の基板）についての欠陥濃度を平均して、「比較共通欠陥濃度」を算出する。また、引き続き１枚の検査完了ごとに、それ以前のＮ枚の基板（２枚目の基板〜Ｎ＋１枚目の基板）について、更にＮ枚の基板（３枚目の基板〜Ｎ＋２枚目の基板）について、順次、「比較共通欠陥濃度」を算出する。

そして、「基準共通欠陥濃度」と「比較欠陥濃度」を差分し、設定された数値以上の差分値が認められたら、その時点で「成長型共通欠陥」と判断し、良品座標登録を解除し、異常検知を行う。

以上のようにして、着色樹脂のコート時に表面に付着した異物による露光マスクの破損に起因する「成長型共通欠陥」が検出されると、露光マスクは洗浄して異物を除去して再使用するか、又は別の露光マスクと交換される。

このようにして、本実施形態に係る欠陥検出方法によると、従来、良品欠陥として見過ごされていた「成長型共通欠陥」を容易に検出できるため、良質のカラーフィルタ基板を歩留まりよく製造することが可能である。

本発明の一実施形態に係るダイコート法によるカラーフィルタの製造工程を示す断面図である。ダイコート法によるカラーフィルタの製造工程における成長型共通欠陥の発生を説明する断面図である。本発明の一実施形態に用いるＣＣＤラインセンサ欠陥検査装置を示す図である。本発明の一実施形態に係る成長型共通欠陥の検出方法を説明する図である。従来のＣＣＤラインセンサを用いた欠陥検査装置を用いて共通欠陥を検出する方法を示すフロー図である。

符号の説明

１，１’…ガラス基板、２，２’…ブラックマトリクス、３，３’…赤色着色膜、４…露光マスク、５…赤色画素、６…緑色画素、７…青色画素、８…異物、９…キズ、１１…カラーフィルタ基板、１２…コンベア、１３…光源、１４…ラインセンサ。

Claims

カラーフィルタ基板を欠陥検査装置に供し、共通欠陥を検出する工程、この共通欠陥が良品欠陥であるかどうかを判定し、良品欠陥である場合に良品座標登録する工程、前記良品座標登録された共通欠陥の検出濃度を基準共通欠陥濃度として記録する工程、設定された数のカラーフィルタ基板を順次欠陥検査装置に供し、良品座標登録された座標に共通欠陥を検出した場合、その共通欠陥の欠陥濃度を求め、それらを平均して比較共通欠陥濃度を求める工程、及び前記基準共通欠陥濃度と比較共通欠陥濃度の差分が設定された差分を超えた場合に前記良品座標登録を解除する工程を具備することを特徴とするカラーフィルタの欠陥検査方法。
前記設定された数であるＮ枚のカラーフィルタ基板について、１枚目の基板〜Ｎ枚目の基板の欠陥濃度を平均して比較共通欠陥濃度を求めた後、順次、１枚のカラーフィルタ基板の検査完了ごとに、２枚目以降のＮ枚の基板の欠陥濃度を平均して比較共通欠陥濃度を求め、前記基準共通欠陥濃度と比較共通欠陥濃度の差分が設定された差分を超えた場合に、その時点で前記良品座標登録を解除することを特徴とする請求項１に記載のカラーフィルタの欠陥検査方法。