JPH10142101A - 着色膜の検査方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 カラーフィルターのような着色部分を有する
被検査体の着色膜の濃度ムラ等を光検出器で検出する際
に、高い精度で検出する方法を提供する。 【解決手段】 被検査体の着色膜の色と補色の関係にあ
る色フィルターまたは当該補色を構成するスペクトル波
長の一部を有する補色フィルターを光源と被検査体の間
または被検査体と光検出器の間に挿入して測定すること
により光検出器の感度を高めて測定することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、着色膜の検査方
法に係わり、特にカラーフィルター作成時に塗布する着
色感材塗膜において着色膜の厚みムラを高い精度で簡便
に検出することが可能な着色膜の検査方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、フラットディスプレイとして、モ
ノクロあるいはカラーの液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）が
使用されている。カラーの液晶ディスプレイには、３原
色の制御を行うためにアクティブマトリックス方式およ
び単純マトリックス方式とがあり、いずれの方式におい
てもカラーフィルターが用いられている。そして、液晶
ディスプレイは、構成画素部を３原色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）と
し、液晶の電気的スイッチングにより３原色の各光の透
過を制御してカラー表示が行われる。このカラーフィル
ターは、例えば透明基板上にＲ，Ｇ，Ｂの各色パターン
からなる着色層（着色膜）、各画素の境界部分に位置す
るブラックマトリックス、保護膜および透明電極層から
なるカラーフィルター層を備えている。このようなカラ
ーフィルターはスジムラやシミムラ等の欠陥が存在する
不良品を出荷しないように全数検査することが要求され
ている。カラーフィルターの製法は感光性着色樹脂を塗
布し、紫外光を使って露光、現像を繰り返すため、塗布
時の着色膜の部分的な膜厚の変化が最終的な製品の品質
を決定することになるからである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記のような着色膜の
欠陥検査は、従来は目視で行われていたが、最近では自
動検査装置が種々開発されている。この様な自動検査装
置としては、例えば、カラーフィルターの下面から検査
光を照射してその透過光を光検出器にて受光して欠陥を
検出するものがある。

【０００４】しかし、従来の自動検査装置において着色
膜の検査を行う場合に、光源に蛍光灯などの白色光を用
いて、着色膜を透過してきた光を検出する場合には光検
出器の感度の問題から人間の目で感知できるような微少
の変化に対しては検出できないことが多かった。本発明
は、上述のような事情に鑑みてなされたものであり、着
色膜の厚みムラ検査を高い信頼性で行うことができる検
査方法を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
る本発明の要旨の第１は、基板上に形成された着色膜に
透過光をあて、当該基板を透過してきた光の強度を検出
して着色膜の部分的な膜厚の変化を測定する際に、検査
光源と被検査体との間に検査しようとする着色膜の補色
の一部分を透過するような補色フィルターを使用するこ
とを特徴とする着色膜の検査方法、にある。また、本発
明の要旨の第２は、基板上に形成された着色膜に透過光
をあて、当該基板を透過してきた光の強度を検出して着
色膜の部分的な膜厚の変化を測定する際に、被検査体と
光検出器との間に検査しようとする着色膜の補色の一部
分を透過するような補色フィルターを使用することを特
徴とする着色膜の検査方法、にある。このような検査方
法とすることにより、所定以上の光強度変化を生じた着
色膜の領域を高い精度で検出することができる。

【０００６】ここで、本発明で補色の一部と呼んでいる
色フィルター（以下「補色フィルター」という。）は、
赤色膜を検査するときには赤色の補色であるシアンもし
くはシアンを構成するスペクトル波長の一部である緑
色、青色を言い、青色膜を検査するときには黄色もしく
は緑色、赤色を言い、緑色膜を検査するときにはマゼン
タ色もしくは青色、赤色をさすが、厳密な色純度を持つ
ことは必要でなく、当該スペクトル波長領域を超えない
広い範囲の色が使用できる。上記のような本発明では、
例えば赤色の着色膜の検査の場合、普通の蛍光灯等で検
査すると６００から７００ｎｍの光は着色膜の濃度もし
くは膜厚を変えても光検出器の測定値はほとんど変化せ
ず、通常部に対する異常部の４００から７００ｎｍのト
ータルの透過光強度は微少な変化率しか得られない。そ
れに対して、補色フィルターを使い４００ｎｍから６０
０ｎｍのみを検出すると、通常時の透過光量に対して異
常時の透過光量の変化が際立って強調され、微少な変化
が検出できることとなる。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、図１を参照して本発明の最
良の実施形態について説明することとする。図１は、本
発明の着色膜の検査方法に使用するカラーフィルターの
検査装置の一例を説明するための概略構成図である。図
１に示される検査装置１は、着色膜が形成された被検査
体１０を搬送するための搬送部２、この搬送部２上を搬
送される被検査体１０に光を当てる光源３、被検査体と
光源の間に設置し光源の光の選択波長部分を透過する補
色フィルター４、被検査体を透過してきた光を検出する
光検出器５、この光検出器からの画像信号を電気的に処
理して着色膜の異常部分を検出する検査処理部６、およ
び検査処理部６で処理された画像を表示するための画像
表示部７とを備えている。なお、被検査体１０は、基板
１０ｂ上に着色膜１０ａが形成されており通常は液晶用
のカラーフィルター等が対象となる。

【０００８】搬送部２は被検査体１０を一定の速度で搬
送するためのものであり、光検出器５がラインセンサー
の場合には図示例のようなコロ搬送装置２ａのほかにス
テージ搬送などとすることができ、光検出器５がエリア
センサーの場合には検査時に一瞬停止するようなステー
ジ搬送系とすることができ、これらの搬送方式は被検査
体１０の製造ラインおよび検査ライン等を考慮して適宜
選択することができる。また、被検査体１０に搬送速度
ムラの影響が及ぶことを防止するために、搬送部２にエ
ンコーダを取り付け、光検出器の入力と同期を取るよう
にしてもよい。このような搬送部２による被検査体１０
の搬送速度は、例えば０．５から１０．０ｍ／分程度の
範囲で設定することができる。

【０００９】光源３は被検査体の下方もしくは上方から
被検査体に検査光を照射するものであり、例えば高周波
蛍光灯、ハロゲンランプのライン照明等を使用すること
ができる。ただし、現像前の着色膜の測定のためには紫
外線をカットしていることが好ましい。また、補色フィ
ルター４は被検査体の補色の一部を透過するものであ
り、セロファン紙、樹脂製カラーフィルター、色ガラス
等を使用することができる。光検出器５は被検査体１０
を透過してきた光を検出するものであり、例えばＣＣＤ
ラインセンサー、ＣＣＤエリアセンサー等を使用するこ
とができる。

【００１０】図２は、本発明の着色膜の検査方法を使用
するカラーフィルターの検査装置の他の一例を説明する
ための概略構成図である。図２に図示される検査装置１
は、着色膜が塗布された被検査体１０を搬送するための
搬送部２、この搬送部２上を搬送される被検査体１０に
光を当てる光源３、被検査体１０と光検出器５の間に設
置し光源の光の選択波長部分を透過する補色フィルター
４、被検査体を透過してきた光を検出する光検出器５、
この光検出器からの画像信号を電気的に処理して着色膜
の異常部分を検出する検査処理部６、および検査処理部
６で処理された画像を表示するための画像表示部７とを
備えている。

【００１１】搬送部２は被検査体１０を一定の速度で搬
送するためのものであり、光検出器５がラインセンサー
の場合には図示例のようなコロ搬送装置２ａのほかにス
テージ搬送などとすることができ、光検出器５がエリア
センサーの場合には検査時に、一瞬停止するようなステ
ージ搬送系とすることができ、被検査体１０の製造ライ
ンおよび検査ライン等を考慮して適宜選択することがで
きる。また、被検査体１０に搬送速度ムラの影響が及ぶ
ことを防止するために、搬送部２にエンコーダをを取り
付け、光検出器の入力と同期を取るようにしてもよい。
このような搬送部２による被検査体１０の搬送速度は、
例えば０．５から１０．０ｍ／分程度の範囲で設定する
ことができる。

【００１２】光源３は被検査体の下方もしくは上方から
被検査体に検査光を照射するものであり、例えば高周波
蛍光灯、ハロゲンランプのライン照明等を使用すること
ができる。また、補色フィルター４は被検査体の補色の
一部を透過するものであり、セロファン紙、樹脂製カラ
ーフィルター、色ガラス等を使用することができ、光検
出器５に取り付けることもできる。光検出器５は被検査
体１０を透過してきた光を検出するものであり、例えば
ＣＣＤラインセンサー、ＣＣＤエリアセンサー等撮像カ
メラに使用するものを使用することができる。

【００１３】図３は、従来の着色膜の検査方法での赤色
カラーフィルターの分光透過率曲線である。図３におい
て、は赤色の着色膜において異常のない通常部の透過
率曲線、は透過率が低くなってしまった異常部の透過
率曲線、は透過率が高くなってしまった異常部の透過
率曲線である。赤色の着色膜の検査の場合、普通の白色
蛍光灯等で検査すると、６００から７００ｎｍの波長域
の光は着色層の濃度、もしくは膜厚を変えてもほとんど
変化せず、通常部に対する異常部の４００から７０
０ｎｍのトータルの透過光強度は１：１．０５程度の微
少な変化率しか得られない。それに対して、図４のよう
なシアンの補色フィルターを使い４００ｎｍから６００
ｎｍのみを検出すると、通常時の透過光量に対して異
常時の透過光量の変化が１：２程度に強調され、微少
な変化が検出できることとなる。この場合、使用する補
色フィルターはシアンだけではなく、その一部である、
図５に図示する４００〜５００ｎｍの青色、５００〜６
００ｎｍの緑色または４５０ｎｍ〜５５０ｎｍ等で同様
の効果を得ることができる。要するに、シアン色のスペ
クトル波長のいずれかの部分を使用していれば良いとい
うことになる。

【００１４】同様に青色のフィルターを検査するときに
は補色である黄色のフィルター、その一部である赤色、
緑色のフィルターを使用して同様の効果を得ることがで
きる、緑色のフィルターを検査するときには補色である
マゼンタ色のフィルター、その一部である赤色、青色の
フィルターを使用して同様の効果をえることができる。
また、フィルターには、ＣＣＤの分光感度に対する感度
を調整するためのライトバランスフィルターやＩＲカッ
トフィルター、ＵＶカットフィルターを複合して使用す
ることができる。本発明によって強調されて検出された
画像信号から不良部分を抽出するには、検査処理部にて
さらに電気的に微分処理、コンボリューション、統計処
理をおこなうこと等によって強調して、２値化、３値化
等の処理によって抽出することができる。上述のよう
に、本発明の着色膜の検査方法は検査光として着色膜の
補色光またはその一部波長領域を有する光を使用するこ
とによって着色膜の微少な濃度異常を高い感度で検出す
ることができる。

【００１５】

【実施例】 （実施例１）コーニング株式会社製「７０５９ガラス」
（３６０ｍｍ×４６５ｍｍ）基板、厚み０．７ｍｍに、
Ｃｒ膜をブラックマトリクス状に形成し、その後、赤色
画素を形成するために顔料分散型感光性樹脂（富士ハン
ト株式会社製「カラーモザイク」）の赤色感材をスピン
コート法により塗布した。この着色層には塗布直前に部
分的に感材を滴下することにより「スジムラ」を、塗布
後に溶剤を滴下することによって「染みムラ」を形成し
た。この「スジムラ」部が透過率が低くなってしまった
部分、「染みムラ」部が透過率が高くなってしまった部
分の不良部に相当することになる。この状態の塗布基板
を使い下方からシアン色（図４のスペクトル波長を示す
もの）の補色フィルターを付けた高周波蛍光灯で照射
し、光検出器として上方においたＣＣＤラインセンサー
（日本エレクトロセンサリデバイス株式会社製）で透過
光量を計測しながら、基板をコロ搬送で送り、基板前面
の透過光量分布を求めた。この時の正常時の値を１２８
になるように光検出器の感度を調節した値を表１に示
す。なお、使用したＣＣＤラインセンサー（カメラ）の
出力は、０〜２５５の２５６段階（８ビット）で表示さ
れ、通常の良品部が１２８になるようにカメラの絞りを
調節した。

【表１】

【００１６】（比較例１）一方、比較例１として、上記
検査機のシアンの補色フィルターを取り除き、可視域全
体の透過光量をやはり正常部分を１２８になるように測
定した結果を表２に示す。

【表２】

【００１７】（実施例２）また、実施例２として、高周
波蛍光灯上の補色フィルターを緑色（図５Ｇのスペクト
ル波長を示すもの）にしたときの同様な結果を表３に示
す。

【表３】

【００１８】（比較例２）また、比較例２として、高周
波蛍光灯上の補色フィルターを赤色にしたときの同様な
結果を表４に示す。

【表４】

【００１９】各表に示されるように、シアン色の補色フ
ィルターを使用した、実施例１の場合には正常部と異常
部の透過率差は４０〜５０となり、明確に両者を区別す
ることができた。それに対して比較例１の場合、両者の
差は２〜３となり、ＣＣＤセンサーの検出ばらつき、条
件安定性を鑑みた場合に、正常部と異常部の両者を検査
工程中で区別するのは難しいと思われる。実施例２では
実施例１と同様に赤色の濃度に対して敏感であり、差は
３７〜４８であった。比較例２では、逆に赤色の濃度に
対して鈍感であり、差は０〜１となり正常部と異常部の
両者を検査工程中で区別することは不可能であった。

【００２０】

【発明の効果】以上、詳説したように、本発明によれ
ば、光検出器と光源の間または被検査体と光検出器との
間に検査しようとしている着色膜の補色もしくは補色の
一部を透過するような補色フィルターを入れることによ
り、通常の白色光の検査では検出できないような変化の
小さい透過率変化に対しても敏感に検出を行うことがで
き、ＬＣＤ用カラーフィルターの製造時の部分的な透過
率変化を高い精度で検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の着色膜の検査方法を使用するカラー
フィルターの検査装置の実施例を説明するための概略構
成図である。

【図２】 本発明の着色膜の検査方法を使用するカラー
フィルターの検査装置の他の実施例を説明するための概
略構成図である。

【図３】 従来の着色膜の検査方法での赤色カラーフィ
ルターの分光透過率曲線である。

【図４】 本発明で使用した補色フィルター シアンの
分光透過率曲線を示す図である。

【図５】 本発明で使用した補色フィルター 青、緑の
分光透過率曲線を示す図である。

【符号の説明】

１ 検査装置 ２ 搬送部 ３ 光源 ４ 補色フィルター ５ 光検出器 ６ 検査処理部 ７ 画像表示部 １０ 被検査体 １０ａ 着色膜 １０ｂ 基板

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板上に形成された着色膜に透過光をあ
   て、当該基板を透過してきた光の強度を検出して着色膜
   の部分的な膜厚の変化を測定する際に、検査光源と被検
   査体との間に検査しようとする着色膜の補色の一部分を
   透過するような補色フィルターを使用することを特徴と
   する着色膜の検査方法。
2. 【請求項２】 前記補色フィルターの透過スペクトル
   が、赤色膜を検査するときにはシアン、青色膜を検査す
   るときには黄色、緑色膜を検査するときにはマゼンタ色
   であることを特徴とする請求項１に記載の着色膜の検査
   方法。
3. 【請求項３】 前記補色フィルターの透過スペクトル
   が、赤色膜を検査するときには緑色もしくは青色、青色
   膜を検査するときには緑色もしくは赤色、緑色膜を検査
   するときには青色もしくは赤色であることを特徴とする
   請求項１記載の着色膜の検査方法。
4. 【請求項４】 基板上に形成された着色膜に透過光をあ
   て、当該基板を透過してきた光の強度を検出して着色膜
   の部分的な膜厚の変化を測定する際に、被検査体と光検
   出器との間に検査しようとする着色膜の補色の一部分を
   透過するような補色フィルターを使用することを特徴と
   する着色膜の検査方法。
5. 【請求項５】 前記補色フィルターの透過スペクトル
   が、赤色膜を検査するときにはシアン、青色膜を検査す
   るときには黄色、緑色膜を検査するときにはマゼンタ色
   であることを特徴とする請求項４に記載の着色膜の検査
   方法。
6. 【請求項６】 前記補色フィルターの透過スペクトル
   が、赤色膜を検査するときには緑色もしくは青色、青色
   膜を検査するときには緑色もしくは赤色、緑色膜を検査
   するときには青色もしくは赤色であることを特徴とする
   請求項４記載の着色膜の検査方法。