JP3287872B2 - カラーフィルターの検査方法 - Google Patents
カラーフィルターの検査方法Info
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Description
査方法に関し、とくにカラー液晶表示装置に使用するカ
ラーフィルターの突起等の異常個所を検査する方法に関
する。
ス等の透明な基板を数μm程度のギャップを設けてその
間に液晶物質を封入し、電極間に印加した電圧によって
液晶を一定の方向に配向させることによって形成される
透明部分と不透明部分によって画像を表示している。カ
ラー液晶表示装置はいずれかの透明電極基板上に光の三
原色に対応する赤(R)、緑(G)、青(B)の三色の
カラーフィルターを設けており、液晶のシャッター作用
によって3原色を加色して所望の色を表示している。
は、透明基板、着色層、保護膜、透明導電膜という順に
積層されたものが知られており、RGBの三原色の位置
に対向する電極あるいは薄膜トランジスタを形成した透
明基板とを数μmの間隔を保持し液晶物質を封入して液
晶表示装置を形成している。
によって単純マトリックス方式とアクティブマトリック
ス方式があるが、最近ではパーソナルコンピュータなど
の表示装置用には画質に優れ、それぞれの画素を確実に
制御することが可能であり、また動作速度も速いアクテ
ィブマトリックス方式の採用が進められている。
置では各画素毎に薄膜トランジスタ(TFT)素子をガ
ラス基板上に形成し、各素子のスイッチング作用によっ
て各画素の液晶のシャッター作用を制御している。これ
らの素子の対極には一様な透明電極が形成されている。
示装置用のカラーフィルターは、640×400ないし
は640×480の画素から構成されており、さらに高
精細化が図られる傾向にある。そして、TFT素子に対
向するカラーフィルターには各表示画素毎にRGBの3
色の着色層が形成されているので、640×400画素
の液晶表示装置用のカラーフィルターでも合計768,
000個の着色画素を有しており、これらの数多くの着
色画素を対角線の長さが25cm程度の基板上に形成し
ているが、微細で数多くの着色画素を形成することは容
易なことではない。
例を示す断面図であるが、ガラス等の透明基板31上に
金属クロム、あるいは合成樹脂により、各着色画素を区
画するブラックマトリックス32を形成する(A)。次
いで第1色目例えば赤色の顔料を分散した感光材料を塗
布してフォトマスクを用いて露光した後に現像して赤の
着色層33を形成する(B)。次いで緑の着色層34お
よび青の着色層35を第2色目、第3色目として同様に
形成する(C)。着色層上には着色層を保護する透明な
合成樹脂からなる保護膜36を形成する(D)。保護膜
上には液晶に電圧を印加するためのITO膜等の透明電
極膜37を形成する(E)。
は極めて清浄な環境の中で製造されており、製造工程に
おいても異物の除去に注意が払われており、異物を機械
的に除去したり純水などによる洗浄を行い着色層や保護
膜等に異物が付着することを防止しているが、完全に異
物の付着を防止することは事実上不可能である。
に異物38が混入すると図3の(F)に示すように突起
39が形成される。カラーフィルターに混入した異物に
よる突起は液晶表示装置を組み立てた際に、液晶の旋光
性を周囲と比べて異常なものとしたり、あるいは対向す
るTFT等の基板の電気回路とカラーフィルターの電極
とが接触して電気的に短絡し、表示画像を異常なものと
することがおこる。したがって、異物の混入したカラー
フィルターは製品として使用することができなくなる
が、突起の原因となる異物を除去すれば、液晶表示装置
に使用した場合にも液晶の旋光性の異常はみられなくな
り、表示装置としての品質に悪影響を与えないものとす
ることができるので、異物の発見とその除去を確実に行
うことが求められている。
色層あるいは保護膜に混入した異物は、カラーフィルタ
ーに配向層を形成して対向板と組み立てて液晶を充填し
た後は、液晶の旋光性の異常等から比較的容易に発見す
ることができるが、カラーフィルターの着色層あるいは
保護膜に混入する異物による突起状物は一般には液晶表
示装置の液晶を挟持する間隔である数μmの約半分の3
μm程度のものであるので、カラーフィルター単独では
カラーフィルターに斜めの方向から強力な光を照射して
反射光の異常を目視によって確認する方法、あるいはカ
ラーフィルターに光を照射し、反射光をCCD等を使用
した撮像管で撮影し、カラーモニター上で拡大して観察
する方法によって行われていたが、これらの検査を目視
による方法では、突起の発見は容易でなく、また検査に
長時間を要するので、突起を確実に発見することができ
る自動検査装置による検査方法が求められていた。
4(a)に示すように、CCDラインセンサ41とハロ
ゲンランプなどからなる白色光光源42を一直線上に配
置し、CCDラインセンサと光源の間のカラーフィルタ
ーと光軸とを相対的に移動し、CCDラインセンサで得
られる信号43のうち一定レベルを越える信号異常信号
44を突起として検出する方法や、図4(b)に示すよ
うに、CCDラインセンサ41とハロゲンランプなどの
白色光からなる光源42を一直線上に配置するととも
に、光軸上にハーフミラー45および反射光源46を設
け、CCDラインセンサと光源の間のカラーフィルター
と光軸とを相対的に移動し、CDDラインセンサで得ら
れる信号のうち低下個所47を突起として検出する方法
が行われていたが、白色光では高さが10μm以下の微
細な突起を検出することが困難であり、また着色画素の
色によって検出可能な突起に差があり、突起を正確に検
査することは困難であった。
ターの着色画素あるいは保護膜等に混入した異物あるい
は突起等による異常個所を検出する方法において、カラ
ーフィルターを、単色光の光源を用いて照射し、反射光
もしくは透過光をCCDラインセンサによって検出する
とともに、検出信号を比較信号と合成して正確に突起等
の異常による信号を検出する方法であり、比較信号と検
出信号を同時に得るために、単色光を発する光源とCC
Dラインセンサを有する検出装置を2組設置して、欠陥
のないカラーフィルターを比較信号検出部に設置し、検
査対象のカラーフィルターをカラーフィルター検査部に
設置し、検出信号と比較信号を合成して欠陥部の検出を
行っても良い。比較データは検出装置を2組設けなくて
も、CCDラインセンサによって検出したデータの記憶
手段を設け、CCDラインセンサの現在の検出値と直前
のラインの検出値とを比較することによって検出しても
良い。
(赤)、G(緑)、B(青)の3原色で構成されている
ので、いずれの色の画素部分の異常も充分に発見するこ
とができるような波長の単色光を選ぶことが好ましい
が、顔料あるいは染料による染色によって得られた着色
画素では、青の着色画素部分の欠陥の異常を発見するこ
とが困難であるので、単色光には青に相当する400〜
600nmにピークを有する単色光を用いることが好ま
しく、これらの波長の光は、高圧水銀灯によって得られ
る光をフィルターを使用して低域および広域の成分を除
去することによって得ることができる。
素あるいは保護膜等に混入した異物あるいは突起等の異
常個所を検査する際に、単色光の光源を用いてカラーフ
ィルターを照射し、反射光もしくは透過光を光検出器を
用いて検出し、検出器の信号を比較信号と比較すること
によって、異常個所を検出したので、白色光では検出が
困難であった異常個所を容易に発見することが可能であ
り、比較信号として異常個所のない比較カラーフィルタ
ーについて試料カラーフィルターの同一の位置を同時に
検出した際に得られる信号と比較したり、あるいは光検
出器をCCDラインセンサとし、現在の検出値を直前の
ラインの検出値と比較することによって、さらに異常個
所の発見の精度を高めることが可能となる。
本発明のカラーフィルターの検査方法に用いる検査装置
のブロック図である。試料カラーフィルター1と比較カ
ラーフィルター2が試料載置台3に取り付けられてお
り、試料載置台は試料の各部分の検査を可能とする試料
載置台駆動装置4が結合されている。
は、光源5によって単色光とした光を光ファイバー6な
どの光路を通じて試料用光学系7および比較用光学系8
へ供給している。カラーフィルターによって反射した光
は、光学系を通じてCCDラインセンサ9によって検出
されて、画像補正回路10によってエッジ強調等の処理
をして、欠陥検出装置11に供給される。
2、試料画像表示装置13、欠陥画像表示装置14が結
合されており、比較カラーフィルターによって得られた
信号と試料カラーフィルターから得られた信号とを合成
して欠陥の検出を行うとともに、各表示画像および信号
の合成によって得られる欠陥画像を表示しており、さら
に、欠陥位置を正確に表示および印字する欠陥個所出力
装置15が設けられている。また、主制御装置16は検
査装置の各部を制御するとともに、外部機器とのインタ
ーフェース、あるいはマンマシンインターフェース機能
を果たす。さらに、検査装置には、上記したような反射
光によって検出する方法に代えて、カラーフィルターを
載置した試料載置台の下部の透過用光源17から光ファ
イバー18で導いて透過光によってカラーフィルターを
検査しても良い。
信号波形の一例を示すが、試料カラーフィルター信号波
形21には、突起等による異常を反映した信号波形異常
個所22が形成されている。一方、比較カラーフィルタ
ー信号波形23とを合成することによって、異常個所の
みを明確とした合成信号波形24が得られる。また、こ
のようにして観察した試料カラーフィルターと比較カラ
ーフィルターの画像の合成画像には、欠陥部分が明瞭に
表示され、同時に異常個所の記録等を行うことができ
る。
ス基板(コーニング社製7059材)を充分に洗浄し、
その上に、赤色感光性樹脂を1.2μmの膜厚になるよ
うに塗布し、その後温度70℃で30分間オ−ブン中で
乾燥させ、水銀ランプを用いて露光し、水によるスプレ
ー現像を1分間行い、赤色画素を形成すべき領域に赤色
のレリーフ画像を形成し、さらに150℃で30分間、
加熱硬化させた。同様の工程を繰り返して、緑色画素を
形成すべき領域に緑色のレリーフ画素を形成し、青色画
素を形成すべき領域に青色のレリーフ画素を形成して着
色層を形成した。
ゴム(株)、オプトマーSS8265)をスピンコータ
ーで前記着色層上に2.0μmの厚さに塗布した。次い
で180℃30分間加熱して保護膜を形成した。
の球形粒子を混入して突起を形成した。この基板を試料
とするとともに、凹凸や突起のない基板を比較試料と
し、高圧水銀灯の光をフィルターを用いて546nmに
ピークを有する単色光のみとした光源の光を光ファイバ
ーによって光学系に誘導し、試料および比較カラーフィ
ルターの同一の個所を照射して反射光によって検出した
ところ高さが5〜10μmの突起を明瞭に検出すること
ができた。
射される白色光を用いた点以外は実施例1と同様の条件
で検査したところ、高さが10μm以下の突起について
は検出することができなかった。
護膜等に混入した異物あるいは突起等の異常個所を、単
色光の光源を用いてカラーフィルターを照射し、反射光
もしくは透過光を光検出器を用いて検出することによっ
て、異常個所を検出したので、白色光では検出が困難で
あった突起などの異常個所を容易に発見することが可能
であり、カラーフィルターの検査工程を自動化するとと
もに、検査速度を高めることができ、また、比較信号を
異常個所のない比較カラーフィルターの試料カラーフィ
ルターの同一の個所の信号として、得られた両者の検出
信号を比較すること、あるいは光検出器をCCDライン
センサとして直前の検出ラインの信号と比較することに
よって、さらに異常個所の発見の精度を高めることがで
きる。
検査装置の1例のブロック図を示す図。
図。
手段を示す図。
ー、3…試料載置台、4…試料載置台駆動装置、5…光
源、6…光ファイバー、7…試料用光学系、8…比較用
光学系、9…CCDラインセンサ、10…画像補正回
路、11…欠陥検出装置、12…比較画像表示装置、1
3…試料画像表示装置、14…欠陥画像表示装置、15
…欠陥個所出力装置、16…主制御装置、17…透過用
光源、18…光ファイバー、21…試料カラーフィルタ
ー信号波形、22…信号波形異常個所、23…比較カラ
ーフィルター信号波形、24…合成信号波形、31…透
明基板、32…ブラックマトリックス、33…赤の着色
層、34…緑の着色層、35…青の着色層、36…保護
膜、37…透明電極膜、38…突起、39…、40…、
41…CCDラインセンサ、42…白色光源、43…信
号、44…異常信号、45…ハーフミラー、46…反射
光源、47…低下個所
Claims (3)
- 【請求項1】 カラーフィルターの着色画素あるいは保
護膜等に混入した異物あるいは突起等の異常個所を検出
するカラーフィルターの検査方法において、高圧水銀灯
から得られる光をフィルターを用いて546nmにピー
クを有する単色光のみとした光源を用いてカラーフィル
ターを照射し、反射光もしくは透過光を光検出器を用い
て検出し、光検出器の出力を比較信号と比較して異常個
所を検出することを特徴とするカラーフィルターの検査
方法。 - 【請求項2】 比較信号を、他の検出器によって異常個
所がない比較カラーフィルターの同一の位置を照射した
際に検出される信号とし、試料カラーフィルターの検出
信号と比較信号を合成することによって異常個所を検出
することを特徴とする請求項1記載のカラーフィルター
の検査方法。 - 【請求項3】 検出器をCCDラインセンサとし、CC
Dラインセンサの現在の検出値の直前ラインの検出値を
比較信号とし、現在の検出信号を比較信号と比較するこ
とを特徴とする請求項1記載のカラーフィルターの検査
方法。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP8707192A JP3287872B2 (ja) | 1992-04-08 | 1992-04-08 | カラーフィルターの検査方法 |
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH05288640A JPH05288640A (ja) | 1993-11-02 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112697739A (zh) * | 2020-12-07 | 2021-04-23 | 山东省科学院海洋仪器仪表研究所 | 光谱法海水cod传感器的标定校准方法及cod传感器 |
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JP4987323B2 (ja) * | 2006-03-03 | 2012-07-25 | Ntn株式会社 | カラーフィルタ欠陥修正装置およびカラーフィルタ欠陥修正方法 |
JP5407442B2 (ja) * | 2009-03-11 | 2014-02-05 | 凸版印刷株式会社 | カラーフィルタ汚れ欠陥の選別方法 |
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1992
- 1992-04-08 JP JP8707192A patent/JP3287872B2/ja not_active Expired - Fee Related
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