JP6589371B2

JP6589371B2 - 表面段差測定方法、表面段差測定装置および液晶表示装置の製造方法

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Publication number: JP6589371B2
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Inventors: 貴史田口
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Publication date: 2019-10-16
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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。

液晶表示装置は、アレイ状に配列するＴＦＴ（ＴｈｉｎＦｉｌｍＴｒａｎｓｉｓｔｏｒ）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。

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。

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：ＯｎｅＤｒｏｐＦｉｌｌｉｎｇ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。

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。

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。

特開２００８−６５０７７号公報特開２００４−２０２０２号公報

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。

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。

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。

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り、これら２つの形状データを得るそれぞれの工程は、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、第１測定領域より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、第２測定領域より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ものである。

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。

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。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。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。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。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。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。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。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。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。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。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。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。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。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。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。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。

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。

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。

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。

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。

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（Ｍｉｒａｕｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｅｒ）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。

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。

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。

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。

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（ＢｌａｃｋＭａｔｒｉｘ：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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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_１，Ｐ_２〜Ｐ_１０２４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_１，Ｐ_２〜Ｐ_１０２４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。

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。

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。

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。

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。

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。

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_１，Ｐ_２〜Ｐ_１０２４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。

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。

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。

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_１，Ｐ_２〜Ｐ_１０２４のうち、柱状スペーサＰＳｘ近傍の測定データとなるＰ_ｎ〜Ｐ_{ｎ＋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_１〜Ｐ_ｎ−１，Ｐ_{ｎ＋３４１}〜Ｐ_１０２４のデータを有していることとなる。

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_１〜Ｐ_１０２４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。

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。

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。

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_１，ＸＰ_２〜ＸＰ_１０２４に対して、ＸＰ_１〜ＸＰ_ｎ−１，ＸＰ_{ｎ＋３４１}〜ＸＰ_１０２４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_１〜Ｐ_ｎ−１，Ｐ_{ｎ＋３４１}〜Ｐ_１０２４のデータをそのまま当てはめる。更に、ＸＰ_ｎ〜ＸＰ_{ｎ＋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_１，Ｐ_２〜Ｐ_１０２４のデータについて、３４１個のＸＰ_ｎ〜ＸＰ_{ｎ＋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_ｎ〜ＸＰ_{ｎ＋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_ｎ〜ＸＰ_{ｎ＋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_１，Ｐ_２〜Ｐ_１０２４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_ｎ〜ＸＰ_{ｎ＋３４０}に対して割り当てても良い。

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。

具体的には、二次元形状プロファイルｈｐ１のＰ_１，Ｐ_２〜Ｐ_１０２４のデータより、ＸＰ_ｎ〜ＸＰ_{ｎ＋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_ｎ〜ＸＰ_{ｎ＋３４０}のデータとする。

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_１〜ＸＰ_ｎ−１，ＸＰ_{ｎ＋３４１}〜ＸＰ_１０２４のデータに対して、二次元形状プロファイルｈｐ１からのＸＰ_ｎ〜ＸＰ_{ｎ＋３４０}が、境界部で、概ね段差なくつながるとともに、ＸＰ_ｎ〜ＸＰ_{ｎ＋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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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_１，Ｐ_２〜Ｐ_１０２４で示している。

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。

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_１，ＸＰ_２〜ＸＰ_３０７２に対して、ＸＰ_１〜ＸＰ_１０２４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_１〜Ｐ_１０２４のデータを、ＸＰ_１０２５〜ＸＰ_２０４８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_１〜Ｐ_１０２４のデータを、ＸＰ_２０４９〜ＸＰ_３０７２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_１〜Ｐ_１０２４のデータを、それぞれ当てはめる。

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。

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_１〜Ｐ_１０２４のデータについては、ＸＰ_１０２５〜ＸＰ_２０４８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_１，Ｐ_２〜Ｐ_１０２４のデータより、ＸＰ_１〜ＸＰ_１０２４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_１〜ＸＰ_１０２４のデータとする。同様に、二次元形状プロファイルｈｐ４のＰ_１，Ｐ_２〜Ｐ_１０２４のデータより、ＸＰ_２０４９〜ＸＰ_３０７２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_１〜ＸＰ_１０２４のデータとする。

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_１〜ＸＰ_１０２４、二次元形状プロファイルｈｐ３からのＸＰ_１０２５〜ＸＰ_２０４８、二次元形状プロファイルｈｐ４からのＸＰ_２０４９〜ＸＰ_３０７２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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

ここでは、一例として、液晶の動作モードがＴＮ（ＴｗｉｓｔｅｄＮｅｍａｔｉｃ）モードで、スイッチング素子に薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：ＴｈｉｎＦｉｌｍＴｒａｎｓｉｓｔｏｒ）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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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（ＢｌａｃｋＭａｔｒｉｘ：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。

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。

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：ＯｎｅＤｒｏｐＦｉｌｌｉｎｇ）方式により製造される。

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。

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（ＦｌｅｘｉｂｌｅＦｌａｔＣａｂｌｅ）１３５などを備えている。

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。

＜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。

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。

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。

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。

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。

―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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

１０液晶パネル、１００表示領域、１０１額縁領域、
１１０アレイ基板、１２０ＣＦ基板、
１１１，１２１ガラス基板、１１２，１２２配向膜、
１１３画素電極、１１４ＴＦＴ、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、１２５ＢＭ、
１３０液晶層、１３１，１３２偏光板、１３３シールパターン、
１３４制御基板、１３５ＦＦＣ、
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、ＣＣＣＣＤ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。

Claims

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、
を含み、
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
ことを特徴とする表面段差測定方法。
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。
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。
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３に記載の表面段差測定装置。
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または請求項２に記載の表面段差測定方法、或いは、請求項３または請求項４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。