专利名称：滤色片基板检查方法及检查装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及在液晶显示装置的装配工序之前检查附着在液晶显示装置中所利用的基板上的微小异物的方法和装置。
背景技术：
众所周知，液晶显示装置是如下的显示装置在2张基板之间封入液晶，在设置于这2张基板的电极间施加电压来按照每个像素驱动上述液晶，使其光学性质变化，从而控制光的透过和遮断来进行画面显示。作为这些基板，通常使用以玻璃板为基材，在该基材上设置液晶驱动用的电极的基板。设置于这2张基板之中的一方的基板的电极是透明的，例如利用ITO的薄膜。设置于另一方的基板的电极根据液晶驱动形式不同而不同，例如是按照每个像素配列的大量的透明电极或反射电极，配列有与这些大量的电极分别连接的大量TFT。此外，这些基板上有时设置有对显示光进行着色的滤色片膜。滤色片膜由与上述像素相对应地配列的大量着色膜构成，例如，红(R)、绿(G)、蓝(B)的着色膜与各自的像素相对应地配列。通过利用具有相关的滤色片膜的基板，能够进行彩色画面的显示。另外，具备滤色片膜的基板有时也称为“滤色片”。此外，因此，构成液晶显示装置的这些基板经过玻璃板的表面清洗工序、电极的附膜工序及其图案形成工序、或者再加上TFT形成工序和滤色片膜形成工序等大量的复杂的工序而制造。这些基板的各制造工序通常在无尘室内进行，但是即便如此，在这些复杂的制造工序的某一个中，有时在基板上附着微小异物。异物的由来被认为是无尘室内的空气中浮游的尘埃。在组装液晶显示装置时，基板上附着的异物有时会损伤对置的基板表面。因此，附着了异物的基板作为不合格品从液晶显示装置组装工序除去，只能进行修补或者回收玻璃基材而再利用，或者直接废弃。但是，在这些异物之中，已知损伤对置的基板的异物为径30μπι以上。此外，根据制造的液晶显示装置不同，有时径20μπι以上的异物也会损伤对置的基板。因此，异物大小比这小时，直接作为合格品来用于液晶显示装置的组装。但是，这些异物之中有些具有导电性。若使用附着了这样的导电性异物的基板来对液晶显示装置进行组装，则对置的2张上述基板的电极之间发生短路，难以进行正常的画面显示。而且，该短路在导电性异物的径小于20 μ m时也会发生。在此，将附着在基板上的异物区分为导电性的情况与非导电性的情况，导电性的情况下无论其径大小均从液晶显示装置组装工序除去，非导电性的情况下仅在其径比 20 μ m或30 μ m大时需要从液晶显示装置组装工序除去。这是因为，如果对导电性和非导电性不作区别而将附着有径较小的异物的基板一起除去，则能够作为合格品使用的基板也被除去，成品率明显降低。此外，如果对导电性和非导电性不作区别而将附着有径较小的异物的基板一起用于液晶显示装置组装工序，则被组装的液晶显示装置成为不合格品，结果增大了损失。但是，检查这样的微小异物的导电性的有无是非常困难的。由于这些导电性异物也是来自无尘室内的空气中浮游的尘埃，其表面有时被氧化了。而且，在液晶显示装置组装工序中异物表面的氧化皮膜被破坏而露出导电性的内部，从而引起短路，使液晶显示装置组装前的基板制造工序中的该检查更加困难。而且，该检查必须不使基板制造工序延迟地迅速且高效地进行。假设耗费时间进行检查，则该检查工序成为瓶颈工序，基板制造工序整体显著延迟。例如，专利文献1及2记载有检查附着在基板上的异物的有无有及其高度的方法， 但是这些方法无法检查导电性的有无。此外，专利文献3记载有对液晶显示装置进行组装后，检查其电极之间的短路的有无的方法，但是该方法将短路的液晶显示装置整体作为不合格品来处理。在先技术文献专利文献1 日本特开2004-177192号公报专利文献2 日本特开2006-300892号公报专利文献3 日本特开平11-73132号公报
发明内容
本发明是基于以上的情况而做出的，其目的在于，提供一种从导电性的观点出发检查附着在基板上的异物的方法，特别是提供一种在基板制造工序中利用而高效地检查的方法。此外，本发明同时提供一种适用于该检查方法的检查装置。S卩，为达到上述目的，首先，本发明提供一种检查方法，检查附着在液晶显示装置用的基板上的异物中是否含有金属元素，关于检查对象的上述基板上预先检测到的多个异物的检查，每隔规定张数对上述基板的无异物的部位预先测定1次荧光X射线光谱，将其作为比较用光谱而保持，测定上述基板的异物所附着的部位的荧光X射线光谱，与比较用光谱进行比较的基础上，判定上述异物是否含有金属元素，并且使用上述比较用光谱对被判别为不含有金属异物的部位的单独或者多个数据进行处理，从而使基板固有的荧光X射线光谱高精度化，提高金属异物的检查精度和检查速度。接着，根据本发明，还是为了达成上述目的，提供一种检查装置，检测液晶显示装置用的基板上附着的含有金属元素的异物，具备把持机构，把持上述液晶显示装置用的基板；检查头，搭载有荧光X射线分析部件；移动机构，使上述检查头与上述基板的规定位置对准；检查单元，比较存在异物的部位和不存在异物的部位的荧光X射线光谱，检查上述异物中是否包含金属元素；控制单元，控制这些把持机构、检查头、移动机构及检查单元。发明的效果即，根据上述发明，从导电性的观点出发对基板上附着的异物进行检查，而且能够在基板制造工序中利用并高效且快速地进行检查。
图1是本发明的实施方式的检查装置的上面模式图。图2是从侧面观察包括本发明的实施方式的检查装置的检查头在内的主要部分的模式图。图3是本发明的实施方式的检查装置的荧光X射线光谱数据处理及金属异物判定流程图。图4是本发明的实施方式的检查装置的动作流程图。符号的说明10…检查装置、IOa…滤色片搬运单元、1 Ia…把持机构、1 Ib…直动机构、12···检查头、13…检查头移动机构、14···分析单元、15…判定单元、16…控制单元、17…滤色片、21… X射线发生装置、22···Χ射线光学元件、23···光学显微镜、24···Χ射线检测器、31···摄像机部件、32···显微镜光源、33···异物、34···显微镜光源。
具体实施例方式以下，参照附图详细说明本发明的一实施方式。图1是从上面观察执行荧光X射线检查的滤色片的检查装置10时的模式图。另外，以下说明以滤色片为检查对象物的情况，但是检查对象物不局限于滤色片，可以将以玻璃板为基材的用于液晶显示装置的基板作为检查对象物。在本发明的实施方式的检查装置10的荧光X射线检查之前，作为检查对象物的滤色片17通过其他光学检查装置等对整个面进行检查，确定了异物缺陷的位置及大小，该异物缺陷的位置及大小大的信息已经成为能够在检查装置10中利用的状态。通过上游工序，被搬运到检查装置10的滤色片搬运单元IOa上的滤色片17被把持机构Ila以使其膜面朝上的方式把持并固定。把持机构Ila在滤色片17的搬运路径的两侧配置合适的个数，把持滤色片17的端部。进一步地，把持机构Ila沿着配置在搬运路径的两侧的直动机构lib直线往复运动，由此，滤色片17在检查装置10内被向箭头A的方向搬运。作为直动机构11b，为确保移动的直线性，可以通过使用导轨或作为驱动机构使用滚珠螺杆和电机来实现。作为驱动机构，可以用线性电机或同步带和电机的组合等来代替。滤色片17的尺寸较大的情况下，仅靠把持机构Ila和直动机构lib来稳定支持滤色片17通常是困难的，所以滤色片搬运单元IOa也可以具备搬运用辊或空气托浮机构，从下面支承滤色片17。在本实施方式中，构成为在后述的检查装置主要部分附近使用空气托浮机构，在其以外的检查装置10的搬入部附近及搬出部附近使用搬运用辊。检查头12被检查头移动机构13支持在滤色片搬运单元IOa上，且能够沿着与滤色片17的搬运方向垂直的方向(箭头B的方向)移动。作为检查头移动机构13，与直动机构lib同样，可以组合导轨、滚珠螺杆和电机、线性电机、同步带和电机等来构成。在本实施方式中，滤色片搬运单元IOa将滤色片17朝一个方向搬运，检查头12能够沿着与其垂直的方向移动，从而检查头12构成为能够移动到滤色片17上的任意的位置， 但是滤色片搬运单元IOa也可以构成为使滤色片沿着XY方向移动，还可以构成为检查头12 在滤色片上沿着XY方向移动。控制单元16根据通过其他光学检查装置等得到的滤色片17上的异物缺陷大小及位置坐标的信息，控制滤色片搬运单元IOa和检查头移动机构13的驱动，使检查头12与异物缺陷的位置对准。该位置对准之后，通过检查头12及检查单元(由分析单元14和判定单元15构成)，进行含有异物的金属元素的检查(具体在后面叙述)。控制单元16根据需要，也进行这些检查头12、分析单元14和判定单元15的动作的控制。这时控制单元16可以将通过其他光学检查装置等确定的全部异物作为检查对象，也可以对异物的大小设定规定的基准来选择作为检查对象的异物。另外，可能损伤构成液晶显示装置的对置基板的大小的异物通过其他光学检查装置等被检测出时，将该基板从制造工序除去，或者进行修补，所以通常是根据规定的基准的大小将较小的异物作为检查对象而選択。作为对控制单元16输入异物缺陷的大小及位置的信息的输入单元，可以使用LAN 通信、串行通信、数字I/O接口，及软(注册商标)盘等各种记录介质。图2是从侧面观察本发明的实施方式的检查头12的主要部分的模式图。检查头 12具备X射线发生装置21、X射线光学元件22、光学显微镜23和X射线检测器24。根据通过其他光学检查装置等确定的异物的位置信息将检查头12对准时，由于滤色片搬运单元IOa及检查头移动机构13的对准精度的原因，有时不能使检查头12与异物的某一位置对准。特别是，对于一边长达数m的滤色片，用能够在其整个面的任意的位置移动的移动机构与大小数十μ m 数μ m的异物对准，通过检查头12的荧光X射线光谱测定进行分析实际上是很困难的。在此，本实施方式的检查装置10通过在检查头12上具备作为撮像单元的摄像机 31和具有显微镜光源32的光学显微镜23，在移动到滤色片17上的应检查的异物33的位置之后，取得异物33所在的部位附近的图像，对该图像进行图像处理而提取异物缺陷，根据光学显微镜23的当前位置和图像内的异物位置来详细地决定异物33的坐标。当然，检查头12对异物的位置坐标的的对准精度足够时，在检查头12上也可以不具备摄像机部件 27。光学显微镜23可以如图2所示与X射线发生装置21、X射线光学元件22及X射线检测器M固定并一体地移动，也可以独立地分别移动。接着，检查头I2移动到由光学显微镜23详细地決定的异物33的坐标。更详细地说，检查头12移动到在检查头12的X射线发生装置21发生的X射线能够通过X射线光学元件22并收敛照射到异物33的坐标的位置。从X射线照射的异物33发生异物33中含有元素所特有的荧光X射线；34，所以通过X射线检测器M测定该荧光X射线。作为用于将在X射线发生装置21发生的X射线收敛到微小面积的X射线光学元件22，在本例中例如使用复毛细管(poly-capillary)型的元件，将该元件直接安装到X射线发生装置21，以没有X射线的泄露。在X射线发生装置21发生的X射线通过复毛细管型 X射线光学元件22，例如收敛到50 μ m径以下微小截面积，向滤色片17上的应检查的异物 33照射。例如X射线发生装置21将钼(Mo)金属作为X射线目标物发生X射线时，本实施例的X射线光学元件具有能够将能量17. 5keV的X射线聚光到径15 μ m,或者将能量8. OkeV 的X射线聚光到径25 μ m的性能。此外，作为X射线发生装置1中的发生X射线的金属目标物，例如可以使用从元素序号42的钼(Mo)到47的银(Ag)，或者从元素序号74的钨(W)到79的金(Au)的各元素的单质或包含多个的合金，或者其(或者它们的)层叠膜。X射线检测器M将测定的荧光X射线的能量及强度的信息发送给分析单元14。分析单元14根据这些信息，分析异物33中含有的元素的种类及含有量并发送给判定单元15。在判定单元15中，与预先设定的判定基准进行比较，即使一种元素超过判定基准，该滤色片也被判定为不合格。判定为不合格时，优选为通过控制单元16中并设的显示装置的画面等的各种显示、警报灯、警报音等引起注意。在X射线发生装置21发生的X射线通过X射线光学元件22，从而收敛到上述的较小的照射面积。X射线光学元件22的内部构成为排气成真空，或者置换为氦，由此防止通过内部的X射线的衰减。从试件基板17上的被X射线照射的异物33放出的荧光X射线 34被X射线检测器M捕获，通过分析单元14变换为相对于荧光X射线能量的X射线光子数的直方图(histogram)，然后发送到判定单元15。这样，根据在光学显微镜23捕获的异物33的荧光X射线的光子能量直方图(光谱)的解析，进行被X射线照射了的部位的元素分析。此外，通过将异物33到X射线检测器M的距离设为5mm以下，从异物33发生的特性X射线能量1. OkeV的X射线也能抑制在空气中的衰减，从而能够检测。但是，从X射线发生装置21向异物33照射的X射线不仅照射异物33，也照射其周围的滤色片17，所以X射线检测器M检测从异物33和滤色片17这两者发生的荧光X射线。在此，构成滤色片17的玻璃基板、滤色片膜和电极等中含有的金属元素和异物33中含有的金属元素可能是共通的元素。这种情况下，该金属元素特有的荧光X射线的信号被淹没在噪音中，存在遗漏掉异物33中含有金属元素这一情况的可能性。为了回避这种遗漏，在本实施方式中，进行如下的处理。即，通过检查头12测定滤色片17上完全没有异物和缺陷的合格品部位的荧光X射线光谱，先保持该数据，与在有异物33的部位测定的荧光X射线光谱进行比较，在此基础上进行合格与否的判定。该比较用的合格品部位的荧光X射线光谱测定，有时在各个存在异物的部位的测定前后在异物附近的合格品部位进行。但是，为了尽量缩短检查所花的时间，该合格品部位的荧光X射线光谱的取得优选为尽量少的次数。在此，说明本发明所使用的检测的准确度。X射线的检测是通过检测器计数进入检测器的X射线的光子，将该数(N)的计测精度作为计测统计误差(1σ)，求出N的平方根。 此外，X射线的计测一定会观测到直接从检测器或者从电子电路发生的背景噪音。来自异物33的荧光X射线的计测强度是从包含异物33的计测值(Ni)和不包含异物33的计测值 (NO)的差(Nl-NO)求出的，但是各个计测值包含(Ni和(NO的计测统计误差(Ιο)。因此，利用(1)式来判断来自异物33的荧光X射线强度是以η σ的水准计测的。η = (N 1 - N O) / (V~N 1 +V"N O) ...........( 1 )η = 1时在正态分布函数中能够以68%的概率判定异物33为金属，η = 2时为 95%, η = 3时为99. 7%0作为例子，Nl和NO分别为1000和900时，η = 1. 6，Nl和NO为 500和400时，η = 2. 4，即，即使来自异物33的计测强度(Int = Ν1-Ν0)相同，由于后者背景荧光X射线噪音强度较低，所以是准确的检测。此外，计测强度(Int = Ν1-Ν0)是来自异物33的荧光X射线强度，是与金属粒子的重量大致成正比的值。接着，说明使用多个点的数据来抑制基板中含有的元素的影响的方法。作为在此使用的荧光X射线检测器，使用能量分散型(ED)检测器，此外，在多信道分析器(multi-channel analyser)中，光谱以数字蓄积在分析单元14的存储器中。因此，这里叙述的运算是非常高速进行的。基板上存在多个点的计测数据时，即使不对各测定点进行无异物33的比较用光谱的计测，也能够推测来自基板的荧光X射线光谱。另外，在此，基板的种类使用已知的种类。例如，在玻璃的情况下，通常组成为碱金属(Na，K等)、碱土类金属(Ca，Ba等)和铝(Al)及硅(Si)。因此，在进行微粒子的荧光X射线测定时，异物33为不是这些元素的过渡金属元素(Cr，Fe，Co，Ni，Cu等)时，能够判断为构成异物33的元素以外是来自基板本来的元素的荧光X射线。因此，含有微粒子的测定中，检测到基板中不含有的元素时，能够判断为基板中含有的元素的荧光X射线光谱是来自基板的。例如，多个异物33的含有元素与基板本来的元素相同的情况下，比较多个光谱， 例如比较与铝(Al)相对应的光谱的荧光X射线强度，假设数值最小的是基板本来的荧光X 射线强度，通过式⑴计算η值。同样地，最大的Al荧光X射线的η值为阈值nt (例如nt =2.0)以上的情况下，将最低的Al荧光X射线强度作为来自基板的荧光X射线强度。全部计测的η值在阈值nt以下时，将无异物33的部位的比较用光谱作为来自基板的荧光X 射线强度。通过这样求出来自基板的荧光X射线强度，不需要测定成为基准的来自基板的荧光X射线光谱，测定点数减少，从而与始终对异物33的有无2点进行计测的情况相比，能够高速地计测。图3中示出上述的测定流程例。在本实施方式中，首先，在步骤Pl中，对于包含已经测定的比较用光谱的已计测的M+1个数据的金属元素1 (例如铝)提取最小值htl (min, x，y)(步骤 P1)。接着，将从M+1个数据提取的最小值htl(min，χ, y)作为比较用光谱计算相对于测定的M个异物的计测数据的η值并制作TableO (步骤P》。进而，计算M个测定数据之中 η彡1.0的数据数KO (步骤Ρ3)。接着，在包含Intl (min, x, y)的M+1个计测数据之中提取L个最小值Intl (m, χ, 7)，根据1^个^^1(!11，χ, y)计算构成平均值Intl(a)和标准偏差Sigl (a)(步骤P4)，将该值作为比较光谱，计算测定的M个数据的η值，制作Tablel (步骤Ρ5)。计算M个数据之中η > 1. 0的数据的个数Kl (步骤Ρ6)，对Kl和步骤Ρ3中计算出的KO进行比较(步骤Ρ7)，进行比较光谱的评价。如果Kl的个数比KO的个数多，则判断为根据L个计测数据计算出的比较光谱比最初测定的比较用光谱作为滤色片的光谱精度更高，每次得到新的计测值就进行更新(步骤Ρ8)。基于针对新制作的M个测定数据的η值的Table，根据最初的测定点计算与异物的金属元素有关的不同量并输出(步骤P9)，提高判断异物33中包含金属元素的精度。另外，上述的Table的一例如下所示。(表 1)
权利要求
1.一种检查方法，检查液晶显示装置用的基板上附着的异物中是否含有金属元素，其特征在于，包括以下步骤测定上述基板的异物所附着的部位的荧光X射线光谱， 在与上述比较用光谱进行了比较的基础上，判定上述异物是否含有金属元素，并且使用上述比较用光谱对被判别为不含有金属异物的部位的单独或者多个数据进行处理，从而使基板固有的荧光X射线光谱高精度化，提高金属异物的检查精度和检查速度。
2.一种检查装置，检测液晶显示装置用的基板上附着的含有金属元素的异物，其特征在于，具备把持机构，把持上述液晶显示装置用的基板；检查头，搭载有荧光X射线分析部件；移动机构，使上述检查头与上述基板的规定位置对准；检查单元，比较存在异物的部位和不存在异物的部位的荧光X射线光谱，检查上述异物中是否包含金属元素；以及控制单元，控制这些把持机构、检查头、移动机构及检查单元。
全文摘要
本发明涉及一种检查方法及装置，从导电性的观点出发检查液晶显示装置上附着的异物。该方法检查液晶显示装置用的基板上附着的异物中是否含有金属元素，每隔检查对象的上述基板的规定张数对不存在异物的部位测定1次预先测定的比较用荧光X射线光谱和上述基板的异物所附着的1个或多个部位的荧光X射线光谱，对多个X射线光谱进行数据处理，从而高精度地判定上述异物是否含有金属元素。
文档编号G01N21/958GK102297874SQ201110106069
公开日2011年12月28日 申请日期2011年4月27日 优先权日2010年4月28日
发明者中野朝雄, 崔海龙, 稻叶克彦, 野野口雅弘, 齐藤纯一 申请人:凸版印刷株式会社, 株式会社理学