JPH11148884A

JPH11148884A - カラーフィルタ基板の検査装置

Info

Publication number: JPH11148884A
Application number: JP31510197A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Ohashi; 剛大橋
Original assignee: Advanced Display Inc
Current assignee: Advanced Display Inc
Priority date: 1997-11-17
Filing date: 1997-11-17
Publication date: 1999-06-02

Abstract

(57)【要約】【課題】従来のカラーフィルタ基板の検査装置では、
なだらかに変化する色ムラの検出が難しく、赤、緑、青
色の混色によって、この変化が一層緩慢になるので、色
ムラが視認されにくかった。【解決手段】カラーフィルタ基板５に光を照射する
光源６とカラーフィルタ基板５を介して対向して配置さ
れ、カラーフィルタ基板５を透過した光を集光する下レ
ンズ１０と、この下レンズ１０に対向して配置され、下
レンズ１０で集光された光を平行な光にする上レンズ９
を備え、カラーフィルタ基板５の透過率の変化を下レン
ズ１０で急峻にさせて、それを上レンズ９で見易いよう
に平行光にして検査を行って、検査の精度及び効率を上
げるものである。

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、カラー液晶表示
装置などに用いられるカラーフィルタ基板の検査装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】図７は、一般的なカラーフィルタ基板を
表わす図である。図において、１は透明基板、２はブラ
ックマトリクス、３Ｒ、３Ｇ、３Ｂは、３色の着色層、
４は対向電極であり、これら１〜４はカラーフィルタ基
板５を構成する。着色層の膜厚ムラなどによって生じる
カラーフィルタ基板５の色ムラ、透過率ムラは、液晶表
示装置の表示品位に影響を与え、後工程での歩留まり低
下の原因になるので、製造コスト削減の観点から、事前
にカラーフィルタ基板５単体の状態で検査することが好
ましい。図８は、従来のカラーフィルタ基板の検査装置
を表わす図である。図において、５はカラーフィルタ基
板、６は白色光を出射する光源、７は基板置台、８は検
査者の目視点であり、光源６から出射され、カラーフィ
ルタ基板５を透過した光を目視観察することで、着色層
の膜厚ムラを評価することができる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のように
光源６からの出射光を直接評価する検査方法では、次の
ような問題点がある。カラーフィルタ基板５の色ムラ検査は、透過光の色差
を目視によって判断するため、なだらかに変化する色ム
ラの検出が難しい。カラーフィルタ基板の色ムラ、透過率ムラは、主とし
て局所的な膜厚変化に起因するにもかかわらず、白色と
して検査すると、赤、緑、青色の混色によって、この局
所的変化が緩慢になるので、色ムラが視認されにくい。なお、局所的変化は、赤、緑、青の単色検査でも、不具
合部分を特定しやすい。

【０００４】この発明は、このような課題を解決するた
めになされたものであり、カラーフィルタ基板の色ム
ラ、透過率ムラ検査の精度、効率を向上させることがで
きるカラーフィルタ基板の検査装置を得ることを目的と
している。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明に係わるカラー
フィルタ基板の検査装置においては、カラーフィルタ基
板に光を照射する光源とカラーフィルタ基板を介して対
向して配置され、カラーフィルタ基板を透過した光を集
光する第一のレンズと、この第一のレンズに対向して配
置され、第一のレンズで集光された光を平行な光にする
第二のレンズを備えたものである。また、光源は、白色
光源、赤色光源、緑色光源及び青色光源のいずれかとし
たものである。

【０００６】また、カラーフィルタ基板に白色の光を照
射する光源とカラーフィルタ基板を介して対向して配置
され、カラーフィルタ基板を透過した光を集光する第一
のレンズと、この第一のレンズに対向して配置され、第
一のレンズで集光された光を平行な光にする第二のレン
ズと、光源とカラーフィルタ基板との間に赤、青及び緑
のいずれかの色のフィルタを備えたものである。さら
に、赤、緑、青の各色の領域を繰り返すように配列した
着色層を有するカラーフィルタ基板に光を照射する光源
とカラーフィルタ基板を介して対向して配置され、カラ
ーフィルタ基板を透過した光を集光する第一のレンズ
と、この第一のレンズに対向して配置され、第一のレン
ズで集光された光を平行な光にする第二のレンズと、カ
ラーフィルタ基板と第一のレンズの間に配置され、着色
層の一色に対応した透過領域が設けられたマスクを備え
たものである。

【０００７】また、マスクは、着色層の任意の色に対応
した透過領域が得られるようにずらして用いられるもの
である。加えて、マスクには、アライメントマークが設
けられているものである。また、第二のレンズを透過し
た光を撮像する撮像部を備えたものである。

【０００８】

【発明の実施の形態】実施の形態１．図１は、この発明
の実施の形態１によるカラーフィルタ基板の検査装置を
示す図である。図において、５〜８は上記従来装置と同
一のものであり、その説明を省略する。９は光発散レン
ズである上レンズ、１０は光集光レンズである下レンズ
である。図２は、カラーフィルタ基板の色ムラ部の透過
率と位置の関係を示す図である。図２（ａ）は、カラー
フィルタ基板上で見たときの位置と透過率の関係、図２
（ｂ）は、上レンズ上で見たときの位置と透過率の関係
を示している。図において、横軸は位置を示し、縦軸は
透過率を示す。このように構成されたカラーフィルタ基
板の検査装置においては、光源６から出射された白色光
は、カラーフィルタ基板５を通り、光集光レンズである
下レンズ１０で縮小され、光発散レンズである上レンズ
９で平行光となる。これらの上下レンズ９、１０は次の
ような作用効果を有する。

【０００９】カラーフィルタ基板５上の距離、例えば図
１のＡ−Ｂ間は、下レンズ１０により縮小されるので、
上レンズ９の上では、短く見える。カラーフィルタ基板
５上のＡ−Ｂ間にムラがあったとすると、図２のとお
り、透過率が位置によって変わり、カラーフィルタ基板
上の透過率の位置に対する傾き角αは、上レンズ９の上
では、縮小されて、透過率の位置に対する傾き角βと急
峻になる。目視検査では、輝度の絶対値を把握すること
は難しいが、輝度の相対的変化を検出する能力は極めて
高い。従って、輝度のなだらかな変化の視認よりも、急
峻な変化の視認の方が、判定の容易化、検査処理能力の
向上につながる。また、縮小させることにより、光源の
輝度を低くできるため、検査光源の低消費電力化、光源
の選択範囲が広がる。

【００１０】検査者の目視点が変わった場合、縮小光の
ままでは、色ムラ、透過率ムラの見え方が変わってしま
い、色ムラ、透過率ムラの判定が困難となる。従って、
光発散レンズである上レンズ９を用い、目視点で平行光
とすることにより、検査者の目視点の変動があっても、
色ムラ、透過率ムラの判定を行えるようにした。また、
実際の液晶表示装置と光の方向が同じになるため、カラ
ーフィルタ基板と、液晶表示装置の色ムラ、透過率ムラ
検査の相関がとれ、判定が正確になる。なお、上レンズ
９を凹レンズ、下レンズ１０を凸レンズとすれば、本シ
ステムが達成可能である。

【００１１】実施の形態２．実施の形態１では、白色光
源を使用する例を示したが、この光源を赤色、緑色、青
色光源に、取り替えることも可能である。赤色、緑色、
青色光源を使用する理由を図３によって説明する。図３
は、カラーフィルタ基板の赤、緑、青色の着色層の透過
率特性の一例を示す図である。図において、横軸は波
長、縦軸は透過率を示す。

【００１２】図３に示すとおり、各色の透過率特性が異
なるため、各色の透過率特性に合わせたスペクトル特性
をもつ光源を用いて検査すると、視認しやすくなる。赤
色光源は、緑、青の波長領域の輝度が低いため、カラー
フィルタ基板の赤の透過率が、緑、青に比べて、相対的
に高くなる。そのため、赤色光源では、赤色の色ムラ、
透過率ムラの検査が容易となる。同様に、緑色光源の場
合は、カラーフィルタ基板の緑色の色ムラ、透過率ムラ
の検査が容易となる。青色光源の場合も同様に、カラー
フィルタ基板の青色の色むら、透過率ムラの検査が容易
となる。なお、白色光源は、カラーフィルタ基板の色ム
ラ、透過率ムラが単色ではなく、２色以上発生している
場合に検査が容易となる。

【００１３】実施の形態３．実施の形態２では、光源を
取り替えて検査を行ったが、簡易的な方法として、赤、
緑、青のフィルタを白色光源の上に乗せて使用しても同
じ効果が期待できる。フィルタを乗せないときは白色光
源、赤のフィルタを乗せたときは赤色光源、緑のフィル
タを乗せたときは緑色光源となり、青のフィルタを乗せ
たときは青色光源となる。一つの光源で、フィルタをか
えるだけで、色ムラ、透過率ムラの検査が容易となる。

【００１４】実施の形態４．実施の形態１では、人手に
よる検査をおこなっているが、ＣＣＤカメラで画像を読
み取り、画像処理して自動検査することも可能である。
特に、縮小して、検査面積を低減することで、通常の自
動検査に比べて、処理速度が向上する。また、検査の処
理速度を一定とすれば、ＣＣＤの数量を少なくすること
ができる。

【００１５】実施の形態５．図４は、この発明の実施の
形態５によるカラーフィルタ基板の検査装置を示す図で
ある。図において、５〜１０は図１におけるものと同一
のものである。１１はカラーフィルタ基板上に配置され
たマスクである。実施の形態５は、実施の形態１のカラ
ーフィルタ基板５と下レンズ１０の間に特開平７−９２
４６２号公報に示されたようなマスク１１を配置する。
マスク１１は単色毎の表示を行うように、他の２色を遮
るように遮光部を設けておく。

【００１６】図５は、カラーフィルタ基板とマスクの断
面を示す図である。図において、１〜５は図７における
ものと同一のものであり、１１は図４におけるものと同
一のものである。１４はマスク１１を構成する透明基
板、１５は遮光部、１６は光透過領域を示す。カラーフ
ィルタ基板５の上に、一定の間隔を空けてマスク１１を
配置する。マスク１１は、例えば、５ｍｍのソーダ基板
を用いる。カラーフィルタ基板５と、マスク１１のギャ
ップは、１０〜１００μｍ程度とれば、異物や、基板の
たわみなどによってカラーフィルタ基板５をキズつける
ことなく、検査が可能となる。

【００１７】図３のような透過率特性を、カラーフィル
タ基板が示すので、実施の形態２で説明したとおり、単
色の色ムラ、透過率ムラが視認しやすくなる。マスク１
１を一色毎にずらすことにより、赤色、緑色、青色の全
色の色ムラ、透過率ムラ検査が、一つのマスクで可能と
なる。遮光部１５の面積を増加させると、位置あわせが
容易、もしくは、マスク１１とカラーフィルタ基板５間
のギャップのマージンが増えるので、検査が容易とな
り、検査速度も向上する。さらに、遮光部１５の面積を
増加させても、光を縮小させているため、暗くならない
という特徴もある。

【００１８】マスク１１及びカラーフィルタ基板５に、
例えば、アライメントマークを設けることにより、簡単
に位置あわせをすることが可能となる。図６は、マスク
とカラーフィルタ基板のアライメントマークを示す図で
ある。図において、１７はマスク１１側のアライメント
マーク、１８はカラーフィルタ基板５側のアライメント
マークである。マスク１１側のアライメントマーク１７
の中心をカラーフィルタ基板５側のアライメントマーク
１８に合わせることにより、アライメントが可能とな
る。マスク１１をずらすことにより、他の色もアライメ
ントすることが可能となる。

【００１９】

【発明の効果】この発明は、以上説明したように構成さ
れているので、以下に示すような効果を奏する。カラー
フィルタ基板に光を照射する光源とカラーフィルタ基板
を介して対向して配置され、カラーフィルタ基板を透過
した光を集光する第一のレンズと、この第一のレンズに
対向して配置され、第一のレンズで集光された光を平行
な光にする第二のレンズを備え、カラーフィルタ基板の
透過率の変化を急峻にさせて検査の精度及び効率を上げ
ることができる。また、光源は、白色光源、赤色光源、
緑色光源及び青色光源のいずれかとしたので、光源と同
じ色の着色層の検査が容易となる。

【００２０】また、カラーフィルタ基板に白色の光を照
射する光源とカラーフィルタ基板を介して対向して配置
され、カラーフィルタ基板を透過した光を集光する第一
のレンズと、この第一のレンズに対向して配置され、第
一のレンズで集光された光を平行な光にする第二のレン
ズと、光源とカラーフィルタ基板との間に赤、青及び緑
のいずれかの色のフィルタを備えたので、一つの光源に
フィルタを加えるだけで、フィルタと同じ色の着色層の
検査が容易となる。さらに、赤、緑、青の各色の領域を
繰り返すように配列した着色層を有するカラーフィルタ
基板に光を照射する光源とカラーフィルタ基板を介して
対向して配置され、カラーフィルタ基板を透過した光を
集光する第一のレンズと、この第一のレンズに対向して
配置され、第一のレンズで集光された光を平行な光にす
る第二のレンズと、カラーフィルタ基板と第一のレンズ
の間に配置され、着色層の一色に対応した透過領域が設
けられたマスクを備えたので、マスクの透過領域に対応
した色の検査が容易となる。

【００２１】また、マスクは、着色層の任意の色に対応
した透過領域が得られるようにずらして用いられるの
で、同じマスクを用いて任意の色の検査が容易になる。
加えて、マスクには、アライメントマークが設けられて
いるので、マスクを位置合わせするのが容易となる。

【００２２】また、第二のレンズを透過した光を撮像す
る撮像部を備えたので、画像処理して検査することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態１によるカラーフィル
タ基板の検査装置を示す図である。

【図２】カラーフィルタ基板の色ムラ部の透過率と位
置の関係を示す図である。

【図３】カラーフィルタ基板の着色層の透過率特性の
一例を示す図である。

【図４】この発明の実施の形態５によるカラーフィル
タ基板の検査装置を示す図である。

【図５】図４のカラーフィルタ基板とマスクの断面を
示す図である。

【図６】マスクとカラーフィルタ基板のアライメント
マークを示す図である。

【図７】一般的なカラーフィルタ基板を示す図であ
る。

【図８】従来のカラーフィルタ基板の検査装置を示す
図である。

【符号の説明】

５カラーフィルタ基板、６光源、８作業者の
目視点、９上レンズ、１０下レンズ、１１マ
スク、１５遮光部、１６光透過領域、１７マ
スク側アライメントマーク、１８カラーフィルタ基板
側アライメントマーク。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】透明基板上に赤、緑、青の各色の領域を
繰り返すように配列した着色層を有するカラーフィルタ
基板を検査するカラーフィルタ基板の検査装置におい
て、上記カラーフィルタ基板に光を照射する光源、この
光源とカラーフィルタ基板を介して対向して配置され、
上記カラーフィルタ基板を透過した光を集光する第一の
レンズ、この第一のレンズに対向して配置され、上記第
一のレンズで集光された光を平行な光にする第二のレン
ズを備えたことを特徴とするカラーフィルタ基板の検査
装置。
【請求項２】光源は、白色光源、赤色光源、緑色光源
及び青色光源のいずれかであることを特徴とする請求項
１記載のカラーフィルタ基板の検査装置。
【請求項３】透明基板上に赤、緑、青の各色の領域を
繰り返すように配列した着色層を有するカラーフィルタ
基板を検査するカラーフィルタ基板の検査装置におい
て、上記カラーフィルタ基板に白色の光を照射する光
源、この光源とカラーフィルタ基板を介して対向して配
置され、上記カラーフィルタ基板を透過した光を集光す
る第一のレンズ、この第一のレンズに対向して配置さ
れ、上記第一のレンズで集光された光を平行な光にする
第二のレンズ、上記光源とカラーフィルタ基板との間に
赤、青及び緑のいずれかの色のフィルタを備えたことを
特徴とするカラーフィルタ基板の検査装置。
【請求項４】透明基板上に赤、緑、青の各色の領域を
繰り返すように配列した着色層を有するカラーフィルタ
基板を検査するカラーフィルタ基板の検査装置におい
て、上記カラーフィルタ基板に光を照射する光源、この
光源とカラーフィルタ基板を介して対向して配置され、
上記カラーフィルタ基板を透過した光を集光する第一の
レンズ、この第一のレンズに対向して配置され、上記第
一のレンズで集光された光を平行な光にする第二のレン
ズ、上記カラーフィルタ基板と第一のレンズの間に配置
され、上記着色層の一色に対応した透過領域が設けられ
たマスクを備えたことを特徴とするカラーフィルタ基板
の検査装置。
【請求項５】マスクは、着色層の任意の色に対応した
透過領域が得られるようにずらして用いられることを特
徴とする請求項４記載のカラーフィルタ基板の検査装
置。
【請求項６】マスクには、アライメントマークが設け
られていることを特徴とする請求項４または請求項５記
載のカラーフィルタ基板の検査装置。
【請求項７】第二のレンズを透過した光を撮像する撮
像部を備えたことを特徴とする請求項１〜請求項６のい
ずれか一項記載のカラーフィルタ基板の検査装置。