JP2004117241A - ディスプレイ部材の色測定方法及び装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】液晶カラーフィルタの任意の製造工程において、各着色層の色をインラインで測定できるようにする。
【解決手段】RGBの各着色層を形成する透光性のパターン領域が、縦横それぞれの方向に所定のピッチで配列されている透明基板に、1色以上の着色層又はその形成材料が被着されたディスプレイ部材について色を測定する際、ライン状分光器の分光器視野を、前記パターン領域の横の配列方向に平行に配置すると共に、前記パターン領域の縦の配列方向に、縦ピッチ×(整数値+0.5)の間隔を隔てた2箇所A1、A2の各位置において、前記色を測定する。
【選択図】 図2
【解決手段】RGBの各着色層を形成する透光性のパターン領域が、縦横それぞれの方向に所定のピッチで配列されている透明基板に、1色以上の着色層又はその形成材料が被着されたディスプレイ部材について色を測定する際、ライン状分光器の分光器視野を、前記パターン領域の横の配列方向に平行に配置すると共に、前記パターン領域の縦の配列方向に、縦ピッチ×(整数値+0.5)の間隔を隔てた2箇所A1、A2の各位置において、前記色を測定する。
【選択図】 図2
Description
【0001】
【発明が属する技術分野】
本発明は、ディスプレイ部材の色測定方法及び装置、特に液晶カラーフィルタの製造工程においてインラインで色測定する際に適用して好適な、ディスプレイ部材の色測定方法及び装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、液晶ディスプレイにおいては、カラー表示を実現するために、液晶表示面に対して着色する機能を持つカラーフィルタが用いられている。このカラーフィルタは、染料や顔料により着色された樹脂材からなるRGBの各着色層を、所定の規則で配列されている透光性の微小なパターン領域に被着して形成されている。
【0003】
液晶カラーフィルタの製造方法の一例を、図16の工程図を用いて説明する。このカラーフィルタは、いわゆるフォトリソグラフィ技術により製造されており、まず(1)素ガラス(透明基板)を用意し、(2)その表面全体にクロム膜をスパッタリングにより堆積させる。次いで、(3)クロム膜の全体にレジストを塗布し、該レジストを所定のマスクパターンで露光した後、(4)レジストを現像することにより露光部分のレジスト膜以外を除去し、(5)露出されたクロム膜をエッチングにより除去し、更に、(6)残っていたレジスト膜を剥離することにより、透光性のパターン領域の境界を構成する遮光性のブラックマトリクスMを形成する。
【0004】
その後、(7)上記ブラックマトリクスMが完全に被われるように、R(赤)の感光性着色剤を全面塗布し、(8)R着色層の配列に対応したマスクパターンを用いて露光した後、(9)露光部分以外の感光性着色剤を除去する現像を行なうことによりR着色層を形成する。
【0005】
その後、G(緑)、B(青)の各着色層についても、前記(7)〜(9)に相当する各工程の処理を行なうことにより、RGBの各着色層が所定の規則で配列形成された液晶カラーフィルタを作成することができる。
【0006】
以上のように製造される液晶カラーフィルタは、ディスプレイ自体の色特性に大きく関与するため、その色(例えば、xy色度)を測定し、製品管理することが重要である。従来、液晶カラーフィルタの色管理では顕微鏡型の分光装置を用いて色測定を行なっていた。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記のように顕微鏡型の分光装置を使用して色測定を行なう場合には、液晶カラーフィルタの製造時にインラインで色測定を行なうことができないため、各色毎に感光性着色剤を塗布し、露光し、現像した後に検査を行なっていた。
【0008】
そのため、塗布直後の段階で感光性着色剤の色度が基準から外れていた場合には、その後に行なう露光、現像の作業が無駄になるという問題があると共に、測定する際には対象物をその都度分光装置の所へ持って行かなければならないために、測定作業に人手がかかるという問題があった。
【0009】
本発明は、前記従来の問題点を解決するべくなされたもので、例えば液晶カラーフィルタの場合であれば、任意の製造工程において、被着されたRGBの各着色層又はその形成材料の色をインライン測定することができると共に、少ない測定操作により全色を確実に測定することができるディスプレイ部材の色測定方法及び装置を提供することを課題とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明は、RGBの各色層を形成するパターン領域が、縦横それぞれの方向に所定のピッチで配列されている基板に、1色以上の色層又はその形成材料が被着されたディスプレイ部材について色を測定するディスプレイ部材の色測定方法であって、ライン状の視野に沿って分光特性が得られるライン状分光器を使用し、その分光器視野を、前記パターン領域の横の配列方向に平行に配置すると共に、該ライン状分光器により前記パターン領域の縦の配列方向に所定の間隔を隔てた2箇所の各位置において、前記色を測定することにより、前記課題を解決したものである。
【0011】
本発明は、又、RGBの各色層を形成するパターン領域が、縦横それぞれの方向に所定のピッチで配列されている基板に、1色以上の色層又はその形成材料が被着されたディスプレイ部材について色を測定するディスプレイ部材の色測定装置であって、ライン状の視野に沿って分光特性が得られるライン状分光器を使用し、その分光器視野を、前記パターン領域の横の配列方向に平行に配置すると共に、該ライン状分光器により前記パターン領域の縦の配列方向に所定の間隔を隔てた2箇所の各位置において取得される分光結果から、演算により前記色を測定する演算手段を備えたことにより、同様に前記課題を解決したものである。
【0012】
即ち、本発明においては、例えばRGBの各着色層を形成するための透光性のパターン領域が、縦横それぞれの方向に所定のピッチで配列されている透明基板に、順次各着色層を形成して、最終的に全色揃った液晶カラーフィルタを製造する場合には、1色以上の着色層又はその形成材料が被着された段階のディスプレイ部材について、ライン状分光器の分光器視野を、前記パターン領域の横の配列方向に平行にすると共に、該パターン領域の縦の配列方向に所定の間隔を隔てた2箇所の各位置において色を測定するようにしたので、製造工程の任意の段階で各色をインライン測定できると共に、全ての着色層の形成が完了した段階では、上記2箇所に対する測定操作により全色を確実に測定することができる。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【0014】
図1は、本発明に係る第1実施形態のディスプレイ部材の色測定装置の要部を示す、ブロック図を含む概略側面図である。
【0015】
本実施形態の色測定装置は、液晶カラーフィルタの製造工程において、RGBの各着色層を形成するための透光性のパターン領域が、縦横それぞれの方向に所定のピッチで配列形成されているガラス基板(透明基板)に1色目の材料が塗布(被着)された後のディスプレイ部材に適用される。ここで、ディスプレイ部材は、前記図16の工程(6)でクロム膜からなるブラックマトリクスが形成されたガラス基板に少なくとも1色の着色層又はその形成材料(感光性着色剤)を被着した工程(7)以降の状態のもので、工程途中の中間部材の他に最終製品の液晶カラーフィルタも含む。
【0016】
本実施形態の色測定装置は、図中白抜き矢印で示す搬送方向に、ガラス基板をベースにしたディスプレイ部材Dを搬送する搬送ラインに沿って配設され、該搬送ラインの上方に配置されたライン状分光器10と、該ライン状分光器10の分光器視野からレンズ10Aを介して入力された分光データ列(分光結果)を基に測定結果を演算するコンピュータからなる演算部(演算手段)20と、演算された測定結果等を表示する表示部24と、装置全体の動作等を制御するための制御部30とを備えている。
【0017】
又、本実施形態の色測定装置は、搬送ラインの下側に、前記ライン状分光器10のレンズ10Aと対向する位置に透過光源40が設置されていると共に、搬送されてくるディスプレイ部材Dの先端位置を検出するための第1、第2、第3の各光ファイバ式光電センサ(位置センサ)50、52、54が、上流側から順に所定の間隔を置いて配置されており、これら各光電センサ50、52、54からはそれぞれセンサコントローラ50A、52A、54Aを介して検出信号が前記制御部30にそれぞれ入力されるようになっている。
【0018】
そして、この制御部30では、後述するキャリブレーションの段階で基準ガラス(基準透明基板)を移動させる指令信号を搬送機60(ハードウェアの図示は省略)に出力したり、各光電センサ50〜54から入力される検出信号に基づいて、該搬送機60に対して、ディスプレイ部材Dを所定位置に位置決めし、その搬送を停止させる搬送指令信号を出力する。又、この搬送機60から位置決め完了の指令信号が入力されると、前記演算部20に測定開始指令信号を出力して前記ライン状分光器10による分光データ列の取込み(測定)を開始すると共に、該分光器10をその1軸移動機構12により搬送方向に直交する方向に移動制御することが可能になっている。又、この制御部30では、製品毎の色測定位置に関する情報がプリセットされており、生産管理システム70(詳細は省略)から、対象のディスプレイ部材Dを構成するガラスサイズやガラス種等の情報が入力されると、ガラスサイズから測定位置を決定する演算が行なわれるとともに、ガラス種を基に後述するキャリブレーションが行なわれるようになっている。
【0019】
本実施形態では、前記ライン状分光器10の分光器視野を、前記ディスプレイ部材Dに形成されているパターン領域の横の配列方向に平行に配置すると共に、前記パターン領域の縦の配列方向に所定の間隔を隔てた2箇所の各位置において、形成されている着色層等の色を測定するようになっている。この一次元の分光器視野の配置と測定の仕方を図2を用いて説明する。
【0020】
この図2には、完成された液晶カラーフィルタのイメージを示し、枠部分が遮光性のブラックマトリクスMに相当し、該ブラックマトリクスMにより縦方向と横方向にそれぞれ一定のピッチで仕切られて配列されている部分が透光性のパターン領域に相当し、各パターン領域には、横方向にR、B、Gの符号により示すように、それぞれの色に対応する着色層がこの順番で周期的に繰り返し形成されていると共に、縦方向には同色の着色層が配列されている。
【0021】
本実施形態では、太い直線Aで示す一次元の分光器視野が、図示するようにR、B、Gの各着色層に対応するパターン領域の横の配列方向に平行に配置されていると共に、1回目をA1と2回目をA2で示すように、パターン領域の縦の配列方向に縦ピッチ×(整数値+0.5)の所定の間隔を隔てた2箇所の各位置において、色の測定が行われるようになっている。又、この視野Aは、3(=12×3)×横ピッチ(1周期)以上の長さになるように配置される。
【0022】
このように、分光器視野Aをパターン領域の横の配列方向に対して平行に配置し、上記2箇所で測定することにより、製造された液晶カラーフィルタに対しては、図2に示すように、仮に1箇所目の分光器視野A1がブラックマトリクスMの上に全部かかっている最悪の状態であったとしても、2箇所目の分光器視野A2は、必ず縦方向に整数ピッチ離れたパターン領域の中心に位置するようにできるので、2回の測定のうち少なくとも1回は必ず測定することがでる。従って、本実施形態の測定装置によれば、2回の測定操作により、RGBの全着色層について横方向のピッチ全幅に亘って確実に色測定することができるため、測定漏れが生じることを防止できる。
【0023】
このライン状分光器10によるRGBの色測定は、前記演算部20において、例えばJIS Z8722の(4)式により規定されているxy色度値(色度座標)を、分光器視野に沿って配列されているCCD等の撮像素子からなる画素を単位とする色度列として演算により測定することができる。従って、このように取得された色度列より、予め決定されているRGBの各色に対応する色度に近い値をそれぞれ抽出し、各色毎に抽出された色度の平均値や最頻値を測定色度として、予め設定してある基準値と比較し、良否の判定を行なうことができる。なお、色測定の具体的な方法については後に詳述する。
【0024】
又、本実施形態では、ライン状分光器10を用いていることから、液晶カラーフィルタの製造工程においてインライン測定することができるため、任意の工程において容易に色測定を行なうことができる。このライン状分光器10としては、例えば特開平6−34525号公報に開示されているような、測定領域から導かれる一次元像を回析格子で分光した後、2次元フォトセンサ上に結像させて分光強度を検出し、それを基に一次元の分光分布を解析する分光測光装置を利用することができる。但し、これに限定されず、一次元の分光器視野の全範囲に亘って、撮像される一次元画像について分光データ(分布)を取得できる装置であれば任意である。即ち、視野がライン状で、そのラインに沿って、例えば所定ピッチ毎に分光特性が得られる分光器であれば制限されない。
【0025】
次に、本実施形態の作用を、図3のフローチャートを用いて説明する。
【0026】
本実施形態では、図4に矩形で示すディスプレイ部材Dにおける測定位置のイメージを×印で示すように、搬送方向に3行、搬送方向の直交方向に3列の計9点の測定位置について測定するものとする。この測定位置の行と列の各位置は、前述したように使用しているガラスサイズにより予め前記制御部30に設定されている情報から求められる。又、図5には、測定装置による測定時のイメージを斜視図で示す。前記図1では省略したが、本実施形態では前記第1〜第3の各光電センサ50〜54は、パターン領域の縦ピッチ×(整数値+0.5)の間隔を隔てて設置した2組のセンサによりそれぞれ構成されている。
【0027】
まず、制御部30ではディスプレイ部材D、即ち液晶カラーフィルタの製造に使用しているガラス基板のサイズを取得し(ステップ1)、そのサイズ情報から図4に示した搬送方向と直交する方向の1〜3列の各測定位置を算出する(ステップ2)。なお、搬送方向の測定位置は、前記第1〜第3の各光電センサ50〜54の設置間隔として設定されている。
【0028】
次いで、各測定位置における測定条件の差によるバラツキが生じないようにキャリブレーションを行なう(ステップ3)。このステップ3について以下に詳述する。
【0029】
図6は、キャリブレーションを説明するための概略斜視図である。この図6(A)には、前記図5に相当する測定時のイメージが示されている。
【0030】
前述した如く、本実施形態では、搬送ラインに沿って配設されている透過光源40による照明の下で、前記ライン状分光器10によりディスプレイ部材Dの透過光を測定するようになっている。この透過光源40は、搬送方向に直交する方向、即ち搬送されるディスプレイ部材Dの幅方向に延在された長尺状のライン光源からなり、このようなライン光源では、特に長さ方向の場所によって光源強度が異なっていることが多く、しかもそれが経時的に変化していく。
【0031】
又、上記のようにライン状分光器10によってディスプレイ部材Dの透過光を測定することから、該ディスプレイ部材Dを構成しているガラス基板(透明基板)の種類によっても光の透過特性(分光透過率)が異なるため、ガラスによる誤差が生じないように予め校正(キャリブレーション)することが重要である。ここでは、図示するように、上記ガラス基板と同一素材の基準となる4種類の素ガラス(基準透明基板)A〜Dが、搬送ラインから外れた位置の前記透過光源40上の空き領域からなる校正部40Aに設置したり、該校正部40Aから退避させたりできるようになっている。又、この校正部40Aにおいては、素ガラスA〜Dは透過光源40に対して測定時のディスプレイ部材と同一高さになるように並列に設置され、ガラス種が指定されると前記ライン状分光器10により、該当するガラス基板から自動的に透過光を受光できるようになっている。
【0032】
本実施形態では、ディスプレイ部材Dの色測定に先立って、図7に示すフローチャートに従って、ガラスの種類と光源強度のバラツキに対するキャリブレーションを行なう。
【0033】
まず、対象となっているガラス基板(素ガラス)の種類を前記生産管理システム70から取得したら(ステップ31)、便宜上図6(B)に示すようにライン状分光器10を指定ガラス種(A〜Dのいずれか)の校正部へ移動させる(ステップ32)と共に、光源40上部の校正部40Aに設置してあったガラスA〜Dの基準ガラスを該光源40上部から退避させ(ステップ33)、同位置における光源のみについての基準光源分光データを取得する(ステップ34)。次いで、同図(C)に示すように、上記ステップ33で退避させてあった基準ガラスを透過光源40の上部(校正部)に移動させ(ステップ35)、取得されたガラス種に対応する基準ガラス(この例ではガラスB)について前記ライン状分光器10により基準ガラス分光データを取得する(ステップ36)。
【0034】
その後、同図(D)に示すように、ライン状分光器10をディスプレイ部材Dが無い状態の第1列目の測定位置に移動させ(ステップ37)、第1列目の第1光源分光データを取得し(ステップ38)、得られた第1光源分光データと前記ステップ34で得られた基準光源分光データの比率から、前記ステップ36で得られた基準ガラス分光データを補正して第1基準分光透過率とする(ステップ39)。
【0035】
この補正について具体的に説明する。いま、前記ステップ34で取得された基準光源分光データAが、図8(A)に示す実線(イメージ)であったとする。この図の縦軸は分光エネルギ、横軸は波長に対応している。
【0036】
又、前記ステップ36で取得された基準ガラス分光データBが同図(B)に、前記ステップ38で取得された第1光源分光データCが同図(C)に、それぞれ示す実線であったとする。
【0037】
校正部40Aと第1列目における光源の強度が完全に同一であれば、両者の比(C÷A)は波長全域に亘って1になるが、実際には同図(C)に基準光源分光データAを波線で併記したようにずれている場合には、両者の比(C÷A)は同図(D)に実線で示すように完全に1にはならない。
【0038】
そこで、この光源強度の違いによる影響を排除するために、前記ステップ39では校正部40Aで得られた基準ガラス分光データBを上記比により補正して、第1列目に使用する第1基準ガラス分光データとしている。この補正後の第1基準分光データの図示は省略するが、B×C÷Aの演算を実行していることに相当する。
【0039】
以上のように第1列目についての処理が終了した後、ライン状分光器10を第2列目の測定位置に移動させ(ステップ40)、該測定位置における基準分光透過率を同様の方法により補正して第2基準分光透過率とし(ステップ41、42)、更に第3列目の測定位置についても同様に補正して第3基準分光透過率とする(ステップ43〜45)。
【0040】
以上詳述したステップ3のキャリブレーションが終了した後、ディスプレイ部材D(測定ガラス)の搬送を開始し(ステップ4)、第1光電センサ50の1つ目からの信号入力があったら(ステップ5)、該ディスプレイ部材D(ガラス)の搬送を停止し(ステップ6)、前記ライン状分光器10を第1列目の測定位置へ移動し(ステップ7)、前記透過光源40の照射下で該分光器10により第1分光透過率を取得する(ステップ8)。
【0041】
この第1分光透過率をRフィルタの場合を例に説明すると、第1列目の測定位置で実際に取得された測定ポイント分光データDが図9(A)に示す実線であったとすると、これは第1光源データCが得られる光源下で取得されているため、D÷(C÷A)により同図(B)に示すような実線Eに補正し、更にこの実線データを前記基準ガラス分光データで除算(E÷B)し、最終的に同図(C)に実線でイメージを示す第1分光透過率Fを取得することができる。即ち、このステップ8では、前記ステップ39におけるキャリブレーション結果を使用し、F=D÷(B×C÷A)の演算を実行し、第1分光透過率を取得している。
【0042】
その後、ライン状分光器10を移動機構12により第2列目の測定位置に移動して同様に第2分光透過率を取得し(ステップ9、10)、更に、第3列目の測定位置に移動して同様に第3分光透過率を取得する(ステップ11、12)。以上のように1行目の処理が終了した後、前記ステップ4〜ステップ12までの各操作を、2行目、3行目の搬送方向の各測定位置についても同様に実行して各行の第1〜第3の分光透過率を取得した後、全9点の測定位置についてのxy色度を算出する(ステップ13、14)。
【0043】
このステップ14の全測定位置の色度算出について詳述すると、例えば第1行、第1列目の測定位置について、前記ステップ8で取得された第1分光透過率を使用し、図10に示すフローチャートに従って、xy色度値(図中、色度xy)の算出を行なう。
【0044】
即ち、前記演算部20において、第1行、第1列目の測定位置について、分光器視野Aの全域から取得された分光結果である上記色に基づく第1分光透過率Fから、一次元の色度列を構成するxy色度値を算出する(ステップ131)。これは、ライン状分光器10の受光部を構成する視野方向に配列されている画素を単位に、視野方向と直交する方向に配列されている画素により、検出される分光結果(強度)から得られる分光透過率に基づいて、前記JISの規定に従って算出することができる。
【0045】
このように、上記色度列の全長に亘って全画素についてxy色度値が算出された後、全色度値について、図11に示すような色度xyの二次元座標(xy色度図)におけるヒストグラムを算出する(ステップ132)。この二次元座標には、RGBの各色毎にそれぞれ決まっている基準色度値を中心とする所定の判定範囲が予め設定されており、算出されたヒストグラムについて、各判定範囲内で最大値を算出し(ステップ133)、算出された最大値をヒストグラムに生成している極大値とし、該極大値に当たる各xy色度値をRGB各色の測定値とする(ステップ134)。
【0046】
図12(A)は、RGBの各着色層が形成された段階で色測定を行なっている場合の、2箇所の分光器視野A1、A2とディスプレイ部材(カラーフィルタ)Dとの関係を、同図(B)は各分光器視野A1、A2に対応した色度列と、一方の色度列を構成する画素単位の色度値(x1,y1)、(x2,y2)等の配列イメージを示し、同図(C)は2箇所目の分光器視野A2について画素単位の累積度数(出現頻度)で表わしたxy色度値のヒストグラムのイメージを示したものである。但し、同図(A)では、前記図2の場合と同様であり、縦方向には同色の着色層が配列されていることから、図中最上段にのみRGBの記号を付して色を表わしている。
【0047】
上記図12(C)には、RGBの記号を付したように、各色については丸で囲った前記判定範囲が設定されており、それぞれの範囲内にはRGBの各色について明瞭なピーク(極大値)のヒストグラムが得られていることが示されている。なお、このヒストグラムでRGB以外の小さなピークはブラックマトリクスによる黒色を表わしている。
【0048】
以上記述したステップ15の全測定位置の色度算出が終了した後、算出されたxy色度値に基づく測定結果について、色度ずれが予め設定されている基準内か否かを判定し(ステップ16)、良否の結果を表示部24に表示し(ステップ17、18)、次のサンプルについて、前記ステップ1からの操作を開始する。
【0049】
以上のように、本実施形態によれば、図2にイメージを示した液晶カラーフィルタの色をインラインで測定することができるとともに、各測定位置に対して2回の測定操作によりR、G、Bの全色を確実に測定することができる。
【0050】
又、本実施形態の色測定装置は、インライン測定が可能であることから、図13のフローチャートにカラーフィルタの製造工程の特徴を示したように、Rフィルタ形成のために感光性R着色剤を塗布した直後にR測色工程を入れ、前記図3のフローチャートに示したと同様の方法で、Rの色測定を行なうことができる。このように単独色の測定を行なうことにより、この段階で不良品が発生していた場合に、その後の露光、現像の各工程を行なう無駄を排除することができる。
【0051】
これは、次のGフィルタ形成、Bフィルタ形成においても、それぞれG測色工程、B測色工程として示したように、塗布直後に色測定を行なうことにより、同様に各色について無駄を排除することができる。
【0052】
因に、図14は、R着色層形成後、感光性G着色剤を全面塗布した段階で色測定を行なった場合の前記図12に相当するものである。この図14(C)には、R以外はGが全面塗布されているため、Gのヒストグラムが大きく得られていることが分かる。
【0053】
なお、以上のように感光性着色剤の塗布直後に各色の測定を行なう場合は、透過光源40からの測定光による感光性着色剤の露光を防止するために、例えば420nm以下の短波長成分をカットするためのフィルタを該光源40とディスプレイ部材Dとの間に挿入することが有効である。
【0054】
図15は、本発明に係る第2実施形態の色測定装置の要部を示す、前記図5に相当する概略斜視図である。
【0055】
本実施形態の色測定装置は、ディスプレイ部材Dの搬送方向に直交する方向の各測定位置に対応させて3台のライン状分光器10を配置した以外は、前記第1実施形態の色測定装置と実質的に同一である。
【0056】
従って、前記第1実施形態では、第1〜第3列目の測定位置について順次測定を行なう必要があったのに対し、本実施形態によれば、1回の操作で済ませることができる。
【0057】
又、本実施形態では、ライン状分光器10をディスプレイ部材Dの幅方向に移動させる必要がないので、該ディスプレイ部材Dの先端が2つ1組の第1〜第3の各光電センサ50〜54をそれぞれ通過したタイミングで停止させることなく測定することができる利点もある。
【0058】
以上、本発明について具体的に説明したが、本発明は、前記実施形態に示したものに限られるものでなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。
【0059】
例えば、前記実施形態では、1箇所目と2箇所目の分光器視野A1、A2を設定するために、搬送方向の各測定位置にそれぞれ2つのセンサを設置する場合を示したが、これに限定されず、逆に2台の分光器を、センサの場合と同一の間隔で配設するようにしてもよい。
【0060】
又、前記実施形態では、各測定位置から得られる色度列毎にxy色度値を算出する場合を示したが、前記1箇所目と2箇所目の分光器視野A1、A2に対応する測定位置から得られる複数の色度列を単位にxy色度値を算出するようにしてもよい。
【0061】
又、前記第1及び第2実施形態では、いずれもサンプル(ディスプレイ部材)Dを搬送方向に移動させ、各2つからなる3つの光電センサにより位置決めして測定する場合を示したが、これに限定されず、1つの光電センサで位置決めし、ライン状分光器10を搬送方向に移動させて測定するようにしてもよい。
【0062】
又、色測定を行なう測定位置は、前記実施形態に示したように3行×3列に限定されないことは言うまでもない。
【0063】
又、色測定はxy色度値に限らず、xy色度座標に対応するXYZ表色系から導かれるLab表色系やCMY表色系等の表色系による色測定であってもよい。
【0064】
【発明の効果】
以上説明したとおり、本発明によれば、例えば液晶カラーフィルタの場合であれば、任意の製造工程において、被着されたRGBの各着色層やその形成材料の色をインライン測定することができると共に、2箇所に対する測定操作により全色を確実に測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る第1実施形態の色測定装置の要部を示す、ブロック図を含む概略側面図
【図2】液晶カラーフィルタに対するライン状分光器の分光器視野の位置関係の特徴を示す説明図
【図3】実施形態の作用を示すフローチャート
【図4】液晶カラーフィルタにおける測定位置のイメージを示す説明図
【図5】第1実施形態におけるライン状分光器による色測定時のイメージを示す概略斜視図
【図6】キャリブレーション時の動作を説明するための概略斜視図
【図7】キャリブレーションの処理手順を示すフローチャート
【図8】キャリブレーション処理時に取得されるデータのイメージを示す線図
【図9】キャリブレーション処理時に取得されるデータと分光透過率等との関係を示す線図
【図10】xy色度値算出の処理手順を示すフローチャート
【図11】RGBの各基準色度と最大値判定範囲の関係を示す線図
【図12】RGB3層の色測定のイメージを示す説明図
【図13】カラーフィルタ製造途中で色測定を行なう場合の特徴を示すフローチャート
【図14】R層形成後、G層塗布直後の色測定のイメージを示す説明図
【図15】第2実施形態におけるライン状分光器による色測定時のイメージを示す概略斜視図
【図16】液晶カラーフィルタの製造工程の特徴を示す工程図
【符号の説明】
A…分光器視野
D…ディスプレイ部材
M…ブラックマトリクス
10…ライン状分光器
40…透過光源
50、52、54…光電センサ
【発明が属する技術分野】
本発明は、ディスプレイ部材の色測定方法及び装置、特に液晶カラーフィルタの製造工程においてインラインで色測定する際に適用して好適な、ディスプレイ部材の色測定方法及び装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、液晶ディスプレイにおいては、カラー表示を実現するために、液晶表示面に対して着色する機能を持つカラーフィルタが用いられている。このカラーフィルタは、染料や顔料により着色された樹脂材からなるRGBの各着色層を、所定の規則で配列されている透光性の微小なパターン領域に被着して形成されている。
【0003】
液晶カラーフィルタの製造方法の一例を、図16の工程図を用いて説明する。このカラーフィルタは、いわゆるフォトリソグラフィ技術により製造されており、まず(1)素ガラス(透明基板)を用意し、(2)その表面全体にクロム膜をスパッタリングにより堆積させる。次いで、(3)クロム膜の全体にレジストを塗布し、該レジストを所定のマスクパターンで露光した後、(4)レジストを現像することにより露光部分のレジスト膜以外を除去し、(5)露出されたクロム膜をエッチングにより除去し、更に、(6)残っていたレジスト膜を剥離することにより、透光性のパターン領域の境界を構成する遮光性のブラックマトリクスMを形成する。
【0004】
その後、(7)上記ブラックマトリクスMが完全に被われるように、R(赤)の感光性着色剤を全面塗布し、(8)R着色層の配列に対応したマスクパターンを用いて露光した後、(9)露光部分以外の感光性着色剤を除去する現像を行なうことによりR着色層を形成する。
【0005】
その後、G(緑)、B(青)の各着色層についても、前記(7)〜(9)に相当する各工程の処理を行なうことにより、RGBの各着色層が所定の規則で配列形成された液晶カラーフィルタを作成することができる。
【0006】
以上のように製造される液晶カラーフィルタは、ディスプレイ自体の色特性に大きく関与するため、その色(例えば、xy色度)を測定し、製品管理することが重要である。従来、液晶カラーフィルタの色管理では顕微鏡型の分光装置を用いて色測定を行なっていた。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記のように顕微鏡型の分光装置を使用して色測定を行なう場合には、液晶カラーフィルタの製造時にインラインで色測定を行なうことができないため、各色毎に感光性着色剤を塗布し、露光し、現像した後に検査を行なっていた。
【0008】
そのため、塗布直後の段階で感光性着色剤の色度が基準から外れていた場合には、その後に行なう露光、現像の作業が無駄になるという問題があると共に、測定する際には対象物をその都度分光装置の所へ持って行かなければならないために、測定作業に人手がかかるという問題があった。
【0009】
本発明は、前記従来の問題点を解決するべくなされたもので、例えば液晶カラーフィルタの場合であれば、任意の製造工程において、被着されたRGBの各着色層又はその形成材料の色をインライン測定することができると共に、少ない測定操作により全色を確実に測定することができるディスプレイ部材の色測定方法及び装置を提供することを課題とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明は、RGBの各色層を形成するパターン領域が、縦横それぞれの方向に所定のピッチで配列されている基板に、1色以上の色層又はその形成材料が被着されたディスプレイ部材について色を測定するディスプレイ部材の色測定方法であって、ライン状の視野に沿って分光特性が得られるライン状分光器を使用し、その分光器視野を、前記パターン領域の横の配列方向に平行に配置すると共に、該ライン状分光器により前記パターン領域の縦の配列方向に所定の間隔を隔てた2箇所の各位置において、前記色を測定することにより、前記課題を解決したものである。
【0011】
本発明は、又、RGBの各色層を形成するパターン領域が、縦横それぞれの方向に所定のピッチで配列されている基板に、1色以上の色層又はその形成材料が被着されたディスプレイ部材について色を測定するディスプレイ部材の色測定装置であって、ライン状の視野に沿って分光特性が得られるライン状分光器を使用し、その分光器視野を、前記パターン領域の横の配列方向に平行に配置すると共に、該ライン状分光器により前記パターン領域の縦の配列方向に所定の間隔を隔てた2箇所の各位置において取得される分光結果から、演算により前記色を測定する演算手段を備えたことにより、同様に前記課題を解決したものである。
【0012】
即ち、本発明においては、例えばRGBの各着色層を形成するための透光性のパターン領域が、縦横それぞれの方向に所定のピッチで配列されている透明基板に、順次各着色層を形成して、最終的に全色揃った液晶カラーフィルタを製造する場合には、1色以上の着色層又はその形成材料が被着された段階のディスプレイ部材について、ライン状分光器の分光器視野を、前記パターン領域の横の配列方向に平行にすると共に、該パターン領域の縦の配列方向に所定の間隔を隔てた2箇所の各位置において色を測定するようにしたので、製造工程の任意の段階で各色をインライン測定できると共に、全ての着色層の形成が完了した段階では、上記2箇所に対する測定操作により全色を確実に測定することができる。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【0014】
図1は、本発明に係る第1実施形態のディスプレイ部材の色測定装置の要部を示す、ブロック図を含む概略側面図である。
【0015】
本実施形態の色測定装置は、液晶カラーフィルタの製造工程において、RGBの各着色層を形成するための透光性のパターン領域が、縦横それぞれの方向に所定のピッチで配列形成されているガラス基板(透明基板)に1色目の材料が塗布(被着)された後のディスプレイ部材に適用される。ここで、ディスプレイ部材は、前記図16の工程(6)でクロム膜からなるブラックマトリクスが形成されたガラス基板に少なくとも1色の着色層又はその形成材料(感光性着色剤)を被着した工程(7)以降の状態のもので、工程途中の中間部材の他に最終製品の液晶カラーフィルタも含む。
【0016】
本実施形態の色測定装置は、図中白抜き矢印で示す搬送方向に、ガラス基板をベースにしたディスプレイ部材Dを搬送する搬送ラインに沿って配設され、該搬送ラインの上方に配置されたライン状分光器10と、該ライン状分光器10の分光器視野からレンズ10Aを介して入力された分光データ列(分光結果)を基に測定結果を演算するコンピュータからなる演算部(演算手段)20と、演算された測定結果等を表示する表示部24と、装置全体の動作等を制御するための制御部30とを備えている。
【0017】
又、本実施形態の色測定装置は、搬送ラインの下側に、前記ライン状分光器10のレンズ10Aと対向する位置に透過光源40が設置されていると共に、搬送されてくるディスプレイ部材Dの先端位置を検出するための第1、第2、第3の各光ファイバ式光電センサ(位置センサ)50、52、54が、上流側から順に所定の間隔を置いて配置されており、これら各光電センサ50、52、54からはそれぞれセンサコントローラ50A、52A、54Aを介して検出信号が前記制御部30にそれぞれ入力されるようになっている。
【0018】
そして、この制御部30では、後述するキャリブレーションの段階で基準ガラス(基準透明基板)を移動させる指令信号を搬送機60(ハードウェアの図示は省略)に出力したり、各光電センサ50〜54から入力される検出信号に基づいて、該搬送機60に対して、ディスプレイ部材Dを所定位置に位置決めし、その搬送を停止させる搬送指令信号を出力する。又、この搬送機60から位置決め完了の指令信号が入力されると、前記演算部20に測定開始指令信号を出力して前記ライン状分光器10による分光データ列の取込み(測定)を開始すると共に、該分光器10をその1軸移動機構12により搬送方向に直交する方向に移動制御することが可能になっている。又、この制御部30では、製品毎の色測定位置に関する情報がプリセットされており、生産管理システム70(詳細は省略)から、対象のディスプレイ部材Dを構成するガラスサイズやガラス種等の情報が入力されると、ガラスサイズから測定位置を決定する演算が行なわれるとともに、ガラス種を基に後述するキャリブレーションが行なわれるようになっている。
【0019】
本実施形態では、前記ライン状分光器10の分光器視野を、前記ディスプレイ部材Dに形成されているパターン領域の横の配列方向に平行に配置すると共に、前記パターン領域の縦の配列方向に所定の間隔を隔てた2箇所の各位置において、形成されている着色層等の色を測定するようになっている。この一次元の分光器視野の配置と測定の仕方を図2を用いて説明する。
【0020】
この図2には、完成された液晶カラーフィルタのイメージを示し、枠部分が遮光性のブラックマトリクスMに相当し、該ブラックマトリクスMにより縦方向と横方向にそれぞれ一定のピッチで仕切られて配列されている部分が透光性のパターン領域に相当し、各パターン領域には、横方向にR、B、Gの符号により示すように、それぞれの色に対応する着色層がこの順番で周期的に繰り返し形成されていると共に、縦方向には同色の着色層が配列されている。
【0021】
本実施形態では、太い直線Aで示す一次元の分光器視野が、図示するようにR、B、Gの各着色層に対応するパターン領域の横の配列方向に平行に配置されていると共に、1回目をA1と2回目をA2で示すように、パターン領域の縦の配列方向に縦ピッチ×(整数値+0.5)の所定の間隔を隔てた2箇所の各位置において、色の測定が行われるようになっている。又、この視野Aは、3(=12×3)×横ピッチ(1周期)以上の長さになるように配置される。
【0022】
このように、分光器視野Aをパターン領域の横の配列方向に対して平行に配置し、上記2箇所で測定することにより、製造された液晶カラーフィルタに対しては、図2に示すように、仮に1箇所目の分光器視野A1がブラックマトリクスMの上に全部かかっている最悪の状態であったとしても、2箇所目の分光器視野A2は、必ず縦方向に整数ピッチ離れたパターン領域の中心に位置するようにできるので、2回の測定のうち少なくとも1回は必ず測定することがでる。従って、本実施形態の測定装置によれば、2回の測定操作により、RGBの全着色層について横方向のピッチ全幅に亘って確実に色測定することができるため、測定漏れが生じることを防止できる。
【0023】
このライン状分光器10によるRGBの色測定は、前記演算部20において、例えばJIS Z8722の(4)式により規定されているxy色度値(色度座標)を、分光器視野に沿って配列されているCCD等の撮像素子からなる画素を単位とする色度列として演算により測定することができる。従って、このように取得された色度列より、予め決定されているRGBの各色に対応する色度に近い値をそれぞれ抽出し、各色毎に抽出された色度の平均値や最頻値を測定色度として、予め設定してある基準値と比較し、良否の判定を行なうことができる。なお、色測定の具体的な方法については後に詳述する。
【0024】
又、本実施形態では、ライン状分光器10を用いていることから、液晶カラーフィルタの製造工程においてインライン測定することができるため、任意の工程において容易に色測定を行なうことができる。このライン状分光器10としては、例えば特開平6−34525号公報に開示されているような、測定領域から導かれる一次元像を回析格子で分光した後、2次元フォトセンサ上に結像させて分光強度を検出し、それを基に一次元の分光分布を解析する分光測光装置を利用することができる。但し、これに限定されず、一次元の分光器視野の全範囲に亘って、撮像される一次元画像について分光データ(分布)を取得できる装置であれば任意である。即ち、視野がライン状で、そのラインに沿って、例えば所定ピッチ毎に分光特性が得られる分光器であれば制限されない。
【0025】
次に、本実施形態の作用を、図3のフローチャートを用いて説明する。
【0026】
本実施形態では、図4に矩形で示すディスプレイ部材Dにおける測定位置のイメージを×印で示すように、搬送方向に3行、搬送方向の直交方向に3列の計9点の測定位置について測定するものとする。この測定位置の行と列の各位置は、前述したように使用しているガラスサイズにより予め前記制御部30に設定されている情報から求められる。又、図5には、測定装置による測定時のイメージを斜視図で示す。前記図1では省略したが、本実施形態では前記第1〜第3の各光電センサ50〜54は、パターン領域の縦ピッチ×(整数値+0.5)の間隔を隔てて設置した2組のセンサによりそれぞれ構成されている。
【0027】
まず、制御部30ではディスプレイ部材D、即ち液晶カラーフィルタの製造に使用しているガラス基板のサイズを取得し(ステップ1)、そのサイズ情報から図4に示した搬送方向と直交する方向の1〜3列の各測定位置を算出する(ステップ2)。なお、搬送方向の測定位置は、前記第1〜第3の各光電センサ50〜54の設置間隔として設定されている。
【0028】
次いで、各測定位置における測定条件の差によるバラツキが生じないようにキャリブレーションを行なう(ステップ3)。このステップ3について以下に詳述する。
【0029】
図6は、キャリブレーションを説明するための概略斜視図である。この図6(A)には、前記図5に相当する測定時のイメージが示されている。
【0030】
前述した如く、本実施形態では、搬送ラインに沿って配設されている透過光源40による照明の下で、前記ライン状分光器10によりディスプレイ部材Dの透過光を測定するようになっている。この透過光源40は、搬送方向に直交する方向、即ち搬送されるディスプレイ部材Dの幅方向に延在された長尺状のライン光源からなり、このようなライン光源では、特に長さ方向の場所によって光源強度が異なっていることが多く、しかもそれが経時的に変化していく。
【0031】
又、上記のようにライン状分光器10によってディスプレイ部材Dの透過光を測定することから、該ディスプレイ部材Dを構成しているガラス基板(透明基板)の種類によっても光の透過特性(分光透過率)が異なるため、ガラスによる誤差が生じないように予め校正(キャリブレーション)することが重要である。ここでは、図示するように、上記ガラス基板と同一素材の基準となる4種類の素ガラス(基準透明基板)A〜Dが、搬送ラインから外れた位置の前記透過光源40上の空き領域からなる校正部40Aに設置したり、該校正部40Aから退避させたりできるようになっている。又、この校正部40Aにおいては、素ガラスA〜Dは透過光源40に対して測定時のディスプレイ部材と同一高さになるように並列に設置され、ガラス種が指定されると前記ライン状分光器10により、該当するガラス基板から自動的に透過光を受光できるようになっている。
【0032】
本実施形態では、ディスプレイ部材Dの色測定に先立って、図7に示すフローチャートに従って、ガラスの種類と光源強度のバラツキに対するキャリブレーションを行なう。
【0033】
まず、対象となっているガラス基板(素ガラス)の種類を前記生産管理システム70から取得したら(ステップ31)、便宜上図6(B)に示すようにライン状分光器10を指定ガラス種(A〜Dのいずれか)の校正部へ移動させる(ステップ32)と共に、光源40上部の校正部40Aに設置してあったガラスA〜Dの基準ガラスを該光源40上部から退避させ(ステップ33)、同位置における光源のみについての基準光源分光データを取得する(ステップ34)。次いで、同図(C)に示すように、上記ステップ33で退避させてあった基準ガラスを透過光源40の上部(校正部)に移動させ(ステップ35)、取得されたガラス種に対応する基準ガラス(この例ではガラスB)について前記ライン状分光器10により基準ガラス分光データを取得する(ステップ36)。
【0034】
その後、同図(D)に示すように、ライン状分光器10をディスプレイ部材Dが無い状態の第1列目の測定位置に移動させ(ステップ37)、第1列目の第1光源分光データを取得し(ステップ38)、得られた第1光源分光データと前記ステップ34で得られた基準光源分光データの比率から、前記ステップ36で得られた基準ガラス分光データを補正して第1基準分光透過率とする(ステップ39)。
【0035】
この補正について具体的に説明する。いま、前記ステップ34で取得された基準光源分光データAが、図8(A)に示す実線(イメージ)であったとする。この図の縦軸は分光エネルギ、横軸は波長に対応している。
【0036】
又、前記ステップ36で取得された基準ガラス分光データBが同図(B)に、前記ステップ38で取得された第1光源分光データCが同図(C)に、それぞれ示す実線であったとする。
【0037】
校正部40Aと第1列目における光源の強度が完全に同一であれば、両者の比(C÷A)は波長全域に亘って1になるが、実際には同図(C)に基準光源分光データAを波線で併記したようにずれている場合には、両者の比(C÷A)は同図(D)に実線で示すように完全に1にはならない。
【0038】
そこで、この光源強度の違いによる影響を排除するために、前記ステップ39では校正部40Aで得られた基準ガラス分光データBを上記比により補正して、第1列目に使用する第1基準ガラス分光データとしている。この補正後の第1基準分光データの図示は省略するが、B×C÷Aの演算を実行していることに相当する。
【0039】
以上のように第1列目についての処理が終了した後、ライン状分光器10を第2列目の測定位置に移動させ(ステップ40)、該測定位置における基準分光透過率を同様の方法により補正して第2基準分光透過率とし(ステップ41、42)、更に第3列目の測定位置についても同様に補正して第3基準分光透過率とする(ステップ43〜45)。
【0040】
以上詳述したステップ3のキャリブレーションが終了した後、ディスプレイ部材D(測定ガラス)の搬送を開始し(ステップ4)、第1光電センサ50の1つ目からの信号入力があったら(ステップ5)、該ディスプレイ部材D(ガラス)の搬送を停止し(ステップ6)、前記ライン状分光器10を第1列目の測定位置へ移動し(ステップ7)、前記透過光源40の照射下で該分光器10により第1分光透過率を取得する(ステップ8)。
【0041】
この第1分光透過率をRフィルタの場合を例に説明すると、第1列目の測定位置で実際に取得された測定ポイント分光データDが図9(A)に示す実線であったとすると、これは第1光源データCが得られる光源下で取得されているため、D÷(C÷A)により同図(B)に示すような実線Eに補正し、更にこの実線データを前記基準ガラス分光データで除算(E÷B)し、最終的に同図(C)に実線でイメージを示す第1分光透過率Fを取得することができる。即ち、このステップ8では、前記ステップ39におけるキャリブレーション結果を使用し、F=D÷(B×C÷A)の演算を実行し、第1分光透過率を取得している。
【0042】
その後、ライン状分光器10を移動機構12により第2列目の測定位置に移動して同様に第2分光透過率を取得し(ステップ9、10)、更に、第3列目の測定位置に移動して同様に第3分光透過率を取得する(ステップ11、12)。以上のように1行目の処理が終了した後、前記ステップ4〜ステップ12までの各操作を、2行目、3行目の搬送方向の各測定位置についても同様に実行して各行の第1〜第3の分光透過率を取得した後、全9点の測定位置についてのxy色度を算出する(ステップ13、14)。
【0043】
このステップ14の全測定位置の色度算出について詳述すると、例えば第1行、第1列目の測定位置について、前記ステップ8で取得された第1分光透過率を使用し、図10に示すフローチャートに従って、xy色度値(図中、色度xy)の算出を行なう。
【0044】
即ち、前記演算部20において、第1行、第1列目の測定位置について、分光器視野Aの全域から取得された分光結果である上記色に基づく第1分光透過率Fから、一次元の色度列を構成するxy色度値を算出する(ステップ131)。これは、ライン状分光器10の受光部を構成する視野方向に配列されている画素を単位に、視野方向と直交する方向に配列されている画素により、検出される分光結果(強度)から得られる分光透過率に基づいて、前記JISの規定に従って算出することができる。
【0045】
このように、上記色度列の全長に亘って全画素についてxy色度値が算出された後、全色度値について、図11に示すような色度xyの二次元座標(xy色度図)におけるヒストグラムを算出する(ステップ132)。この二次元座標には、RGBの各色毎にそれぞれ決まっている基準色度値を中心とする所定の判定範囲が予め設定されており、算出されたヒストグラムについて、各判定範囲内で最大値を算出し(ステップ133)、算出された最大値をヒストグラムに生成している極大値とし、該極大値に当たる各xy色度値をRGB各色の測定値とする(ステップ134)。
【0046】
図12(A)は、RGBの各着色層が形成された段階で色測定を行なっている場合の、2箇所の分光器視野A1、A2とディスプレイ部材(カラーフィルタ)Dとの関係を、同図(B)は各分光器視野A1、A2に対応した色度列と、一方の色度列を構成する画素単位の色度値(x1,y1)、(x2,y2)等の配列イメージを示し、同図(C)は2箇所目の分光器視野A2について画素単位の累積度数(出現頻度)で表わしたxy色度値のヒストグラムのイメージを示したものである。但し、同図(A)では、前記図2の場合と同様であり、縦方向には同色の着色層が配列されていることから、図中最上段にのみRGBの記号を付して色を表わしている。
【0047】
上記図12(C)には、RGBの記号を付したように、各色については丸で囲った前記判定範囲が設定されており、それぞれの範囲内にはRGBの各色について明瞭なピーク(極大値)のヒストグラムが得られていることが示されている。なお、このヒストグラムでRGB以外の小さなピークはブラックマトリクスによる黒色を表わしている。
【0048】
以上記述したステップ15の全測定位置の色度算出が終了した後、算出されたxy色度値に基づく測定結果について、色度ずれが予め設定されている基準内か否かを判定し(ステップ16)、良否の結果を表示部24に表示し(ステップ17、18)、次のサンプルについて、前記ステップ1からの操作を開始する。
【0049】
以上のように、本実施形態によれば、図2にイメージを示した液晶カラーフィルタの色をインラインで測定することができるとともに、各測定位置に対して2回の測定操作によりR、G、Bの全色を確実に測定することができる。
【0050】
又、本実施形態の色測定装置は、インライン測定が可能であることから、図13のフローチャートにカラーフィルタの製造工程の特徴を示したように、Rフィルタ形成のために感光性R着色剤を塗布した直後にR測色工程を入れ、前記図3のフローチャートに示したと同様の方法で、Rの色測定を行なうことができる。このように単独色の測定を行なうことにより、この段階で不良品が発生していた場合に、その後の露光、現像の各工程を行なう無駄を排除することができる。
【0051】
これは、次のGフィルタ形成、Bフィルタ形成においても、それぞれG測色工程、B測色工程として示したように、塗布直後に色測定を行なうことにより、同様に各色について無駄を排除することができる。
【0052】
因に、図14は、R着色層形成後、感光性G着色剤を全面塗布した段階で色測定を行なった場合の前記図12に相当するものである。この図14(C)には、R以外はGが全面塗布されているため、Gのヒストグラムが大きく得られていることが分かる。
【0053】
なお、以上のように感光性着色剤の塗布直後に各色の測定を行なう場合は、透過光源40からの測定光による感光性着色剤の露光を防止するために、例えば420nm以下の短波長成分をカットするためのフィルタを該光源40とディスプレイ部材Dとの間に挿入することが有効である。
【0054】
図15は、本発明に係る第2実施形態の色測定装置の要部を示す、前記図5に相当する概略斜視図である。
【0055】
本実施形態の色測定装置は、ディスプレイ部材Dの搬送方向に直交する方向の各測定位置に対応させて3台のライン状分光器10を配置した以外は、前記第1実施形態の色測定装置と実質的に同一である。
【0056】
従って、前記第1実施形態では、第1〜第3列目の測定位置について順次測定を行なう必要があったのに対し、本実施形態によれば、1回の操作で済ませることができる。
【0057】
又、本実施形態では、ライン状分光器10をディスプレイ部材Dの幅方向に移動させる必要がないので、該ディスプレイ部材Dの先端が2つ1組の第1〜第3の各光電センサ50〜54をそれぞれ通過したタイミングで停止させることなく測定することができる利点もある。
【0058】
以上、本発明について具体的に説明したが、本発明は、前記実施形態に示したものに限られるものでなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。
【0059】
例えば、前記実施形態では、1箇所目と2箇所目の分光器視野A1、A2を設定するために、搬送方向の各測定位置にそれぞれ2つのセンサを設置する場合を示したが、これに限定されず、逆に2台の分光器を、センサの場合と同一の間隔で配設するようにしてもよい。
【0060】
又、前記実施形態では、各測定位置から得られる色度列毎にxy色度値を算出する場合を示したが、前記1箇所目と2箇所目の分光器視野A1、A2に対応する測定位置から得られる複数の色度列を単位にxy色度値を算出するようにしてもよい。
【0061】
又、前記第1及び第2実施形態では、いずれもサンプル(ディスプレイ部材)Dを搬送方向に移動させ、各2つからなる3つの光電センサにより位置決めして測定する場合を示したが、これに限定されず、1つの光電センサで位置決めし、ライン状分光器10を搬送方向に移動させて測定するようにしてもよい。
【0062】
又、色測定を行なう測定位置は、前記実施形態に示したように3行×3列に限定されないことは言うまでもない。
【0063】
又、色測定はxy色度値に限らず、xy色度座標に対応するXYZ表色系から導かれるLab表色系やCMY表色系等の表色系による色測定であってもよい。
【0064】
【発明の効果】
以上説明したとおり、本発明によれば、例えば液晶カラーフィルタの場合であれば、任意の製造工程において、被着されたRGBの各着色層やその形成材料の色をインライン測定することができると共に、2箇所に対する測定操作により全色を確実に測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る第1実施形態の色測定装置の要部を示す、ブロック図を含む概略側面図
【図2】液晶カラーフィルタに対するライン状分光器の分光器視野の位置関係の特徴を示す説明図
【図3】実施形態の作用を示すフローチャート
【図4】液晶カラーフィルタにおける測定位置のイメージを示す説明図
【図5】第1実施形態におけるライン状分光器による色測定時のイメージを示す概略斜視図
【図6】キャリブレーション時の動作を説明するための概略斜視図
【図7】キャリブレーションの処理手順を示すフローチャート
【図8】キャリブレーション処理時に取得されるデータのイメージを示す線図
【図9】キャリブレーション処理時に取得されるデータと分光透過率等との関係を示す線図
【図10】xy色度値算出の処理手順を示すフローチャート
【図11】RGBの各基準色度と最大値判定範囲の関係を示す線図
【図12】RGB3層の色測定のイメージを示す説明図
【図13】カラーフィルタ製造途中で色測定を行なう場合の特徴を示すフローチャート
【図14】R層形成後、G層塗布直後の色測定のイメージを示す説明図
【図15】第2実施形態におけるライン状分光器による色測定時のイメージを示す概略斜視図
【図16】液晶カラーフィルタの製造工程の特徴を示す工程図
【符号の説明】
A…分光器視野
D…ディスプレイ部材
M…ブラックマトリクス
10…ライン状分光器
40…透過光源
50、52、54…光電センサ
Claims (16)
- RGBの各色層を形成するパターン領域が、縦横それぞれの方向に所定のピッチで配列されている基板に、1色以上の色層又はその形成材料が被着されたディスプレイ部材について色を測定するディスプレイ部材の色測定方法であって、
ライン状の視野に沿って分光特性が得られるライン状分光器を使用し、その分光器視野を、前記パターン領域の横の配列方向に平行に配置すると共に、該ライン状分光器により前記パターン領域の縦の配列方向に所定の間隔を隔てた2箇所の各位置において、前記色を測定することを特徴とするディスプレイ部材の色測定方法。 - 前記ディスプレイ部材が、前記パターン領域に対して、RGBの各色層が縦方向には同色で、横方向には所定の順番で1ピッチずつずらして形成され、
前記ライン状分光器により測定する前記2箇所を隔てる所定の間隔が、縦ピッチ×(整数値+0.5)であることを特徴とする請求項1に記載のディスプレイ部材の色測定方法。 - 前記ライン状分光器が、ディスプレイ部材の搬送ラインに沿って配設され、
該搬送ラインの所定位置に、搬送されるディスプレイ部材の位置を検出する2つの位置センサが、前記所定の間隔を隔てて設置され、
各位置センサが出力する検出信号に基づいて前記ライン状分光器による前記2箇所における色の測定を順次実行することを特徴とする請求項1に記載のディスプレイ部材の色測定方法。 - 前記ライン状分光器が、ディスプレイ部材の搬送ラインに沿って、前記所定の間隔を隔てて2台配設され、
該搬送ラインの所定位置に、搬送されるディスプレイ部材の位置を検出する位置センサが設置され、
該位置センサが出力する検出信号に基づいて前記2台のライン状分光器による前記2箇所における色の測定を同時に実行することを特徴とする請求項1に記載のディスプレイ部材の色測定方法。 - 前記ライン状分光器により前記ディスプレイ部材からの光を受光し、その分光器視野に対応して得られる分光結果に基づいて、一次元の色度列を構成するxy色度値を算出し、算出されたxy色度値に基づいて前記RGBの各色を測定することを特徴とする請求項1に記載のディスプレイ部材の色測定方法。
- 1台のライン状分光器により、測定位置をずらして取得された複数の色度列について、前記xy色度値を算出することを特徴とする請求項5に記載のディスプレイ部材の色測定方法。
- 複数台のライン状分光器により、それぞれ異なる測定位置から取得された複数の色度列について、前記xy色度値を算出することを特徴とする請求項5に記載のディスプレイ部材の色測定方法。
- 前記ディスプレイ部材が、RGBの各色層が透光性のパターン領域に形成される着色層である、液晶ディスプレイ用カラーフィルタ又はその製造工程途中の中間部材であることを特徴とする請求項1に記載のディスプレイ部材の色測定方法。
- RGBの各色層を形成するパターン領域が、縦横それぞれの方向に所定のピッチで配列されている基板に、1色以上の色層又はその形成材料が被着されたディスプレイ部材について色を測定するディスプレイ部材の色測定装置であって、
ライン状の視野に沿って分光特性が得られるライン状分光器を使用し、その分光器視野を、前記パターン領域の横の配列方向に平行に配置すると共に、該ライン状分光器により前記パターン領域の縦の配列方向に所定の間隔を隔てた2箇所の各位置において取得される分光結果から、演算により前記色を測定する演算手段を備えたことを特徴とするディスプレイ部材の色測定装置。 - 前記ディスプレイ部材が、前記パターン領域に対して、RGBの各色層が縦方向には同色で、横方向には所定の順番で1ピッチずつずらして形成され、
前記ライン状分光器により測定する前記2箇所を隔てる所定の間隔が、縦ピッチ×(整数値+0.5)であることを特徴とする請求項9に記載のディスプレイ部材の色測定装置。 - 前記ライン状分光器が、ディスプレイ部材の搬送ラインに沿って配設され、
該搬送ラインの所定位置に、搬送されるディスプレイ部材の位置を検出する2つの位置センサが、前記所定の間隔を隔てて設置され、
各位置センサが出力する検出信号に基づいて前記ライン状分光器による前記2箇所における色の測定が順次実行されるようになっていることを特徴とする請求項9に記載のディスプレイ部材の色測定装置。 - 前記ライン状分光器が、ディスプレイ部材の搬送ラインに沿って、前記所定の間隔を隔てて2台配設され、
該搬送ラインの所定位置に、搬送されるディスプレイ部材の位置を検出する位置センサが設置され、
該位置センサが出力する検出信号に基づいて前記2台のライン状分光器による前記2箇所における色の測定が同時に実行されるようになっていることを特徴とする請求項9に記載のディスプレイ部材の色測定装置。 - 前記ライン状分光器により前記ディスプレイ部材からの光を受光し、その分光器視野に対応して得られる分光結果に基づいて、一次元の色度列を構成するxy色度値を算出し、算出されたxy色度値に基づいて前記RGBの各色を測定する演算を、前記演算手段において実行することを特徴とする請求項9に記載のディスプレイ部材の色測定装置。
- 1台のライン状分光器により、測定位置をずらして取得された複数の色度列について、前記xy色度値を算出することを特徴とする請求項13に記載のディスプレイ部材の色測定装置。
- 複数台のライン状分光器により、それぞれ異なる測定位置から取得された複数の色度列について、前記xy色度値を算出することを特徴とする請求項13に記載のディスプレイ部材の色測定装置。
- 前記ディスプレイ部材が、RGBの各色層が透光性のパターン領域に形成される着色層である、液晶ディスプレイ用カラーフィルタ又はその製造工程途中の中間部材であることを特徴とする請求項7に記載のディスプレイ部材の色測定装置。
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- 2002-09-27 JP JP2002282622A patent/JP2004117241A/ja active Pending
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