LCD(液晶ディスプレイ)

LCDの寸法測定

スマートフォンに代表されるモバイル機器から大型テレビにまで幅広く使用されているLCDは高精細化と大画面化の両方の面から、より高精度な寸法管理が要求されており、新東Sプレシジョンの製品はこのLCD製造工程の幅広い分野での測定に使用されています。
特にTFT*1パネルやカラーフィルターの長寸法測定(トータルピッチ測定)でトップレベルの実績を誇り、高精細LCDで使用されるLTPS*2TFT の線幅・重ね合わせ測定(CD・オーバーレイ測定)にも対応しています。

  • *1 TFT;薄膜トランジスタ(Thin Film Transistor)
  • *2 LTPS;低温ポリシリコン(Low Temperature Poly-Silicon)

LCD製造フロー

ガラス基板工程

TFTパネルやカラーフィルターのベースとなるガラス基板(ベアガラス)を製作します。

ベアガラス作成
TFTパネル工程

ガラス基板に電極を何層も重ねて、画素(ピクセル)毎に映像を制御する薄膜トランジスター(TFT)を形成します。

フォトマスク作成→TFT形成(ゲート層形成、ソース/ドレン層形成、コンタクトホール形成)→ITO形成
カラーフィルター工程

ガラス基板の画素(ピクセル)毎にRGBの色を付けていきます。

フォトマスク作成→BM形成→RGB形成→ITO形成→フォトスペーサ形成
セル工程

液晶材料を挟んでTFTパネルとカラーフィルターを貼り合せ、ディスプレイサイズにカットします。

配向処理→シール材形成→液晶滴下→貼り合わせ→パネル切断
モジュール工程

周辺部品の取り付け、組立てを行いディスプレイが完成します。

駆動制御用IC取り付け→バックライト取り付け→組み立て・ディスプレイ完成

ガラス基板工程

ベアガラス作成工程での測定

TFTパネル、カラーフィルターのベースとなるベアガラスを作成する工程で、ベアガラスの各種寸法測定を行います。

測定概要
ベアガラス作成工程での測定

ベアガラスの外形寸法、コーナーの直角度、ガラス端面(エッジ)の直進性から、ガラス厚さの均一性の測定まで、1台の装置で全て測定が可能です。

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TFTパネル工程

フォトマスク作成工程での測定

ガラス基板上へのTFTやITOのパターン形成には、フォトマスクと呼ばれるガラスの原版をもとにパターンを焼き付けて形成する「フォトリソグラフィー」という技術が用いられます。このフォトマスクの作成工程ではパターンの位置精度の測定(トータルピッチ測定)と線幅測定(CD測定)を行います。微細なTFTパターンの原版となるフォトマスクには、TFTパネルそのものより高いレベルの寸法管理が求められます。

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TFT形成工程での測定

ガラス基板上に一つ一つの画素の映像を制御するTFTを形成します。
TFTは何層にも重ねられた微細な電極により構成されています。ここでは、TFTパターンの全体的な位置精度の測定(トータルピッチ測定)と各電極の線幅や重ね合わせ精度の測定(CD・オーバーレイ測定)を行います。

ITO形成工程での測定

TFTの形成後、各画素にITO(透明電極)がつけられます。
ITOはバックライトの光を透過させる必要があるため、透明な材料が使われています。ここではITOの幅やTFTとの重ね合わせ精度の測定(CD・オーバーレイ測定)を行います。

測定概要
TFTパネル工程
トータルピッチ測定

各ディスプレイの表示エリア(TFTパターンエリア)ごとに配置された管理マークの位置を高精度に測定し、パターン間の距離や位置ずれ(歪み)を確認をします。測定データは露光装置にフィードバックさ れ露光誤差の補正に使用されるため、測定機には絶対的な信頼性が要求されます。

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CD・オーバーレイ測定

TFTを構成するゲート、ソース、ドレン、ITOなどの各レイヤーやコンタクトホールのCD・オーバーレイ測定を行います。μ-Masterは自社製の高解像度顕微鏡と複雑なパターンを正確に検出するソフトウェアとで、高精細LTPS-の測定も確実に行います。(SMICシリーズでもCD・オーバーレイ測定対応仕様が可能です。)

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カラーフィルター工程

フォトマスク作成工程の測定

ガラス基板上へのBM、RGB及びフォトスペーサのパターン形成には、フォトマスクと呼ばれる原版をもとにパターンに焼き付けて形成する「フォトリソグラフィー」という技術が用いられます。フォトマスクの作成工程ではパターンの位置精度の測定(トータルピッチ測定)とパターン線幅測定(CD測定)を行います。原版となるフォトマスクには、製品より高いレベルの寸法管理が求められます。

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BM形成工程での測定

R/G/Bの色を仕切る壁の役割を果たすBM (ブラックマトリクス)をガラス基板に格子状に形成します。BMの開口部はバックライトの光を通す窓であり、そのBM幅、開口幅の測定を行います。また、セル工程でTFTパネルと貼り合せる際に位置ずれが生じないよう、BMパターン全体の位置測定(トータルピッチ測定)を行います。

RGB形成工程での測定

BMの形成後、フォトリソグラフィーによるパターン形成を3回繰り返し、BMの開口部にRGBの色をつけます。このRGBを通して光が出射されるため、RGBの色が混在しないようRGBの幅、BM開口部に対する位置ずれを測定します。

フォトスペーサ(PS)形成工程での測定

ITOの形成後、TFTパネルとの貼り合せギャップの均一性を保つための突起を形成します。この突起はフォトリソグラフフィー技術により作られるためフォトスペーサ(PS)ともいわれ、このPSの位置、幅を測定します。

測定概要
カラーフィルター工程

各ディスプレイの表示エリア(BMパターンエリア)ごとに配置された管理マークの位置を高精度に測定し、パターン間の距離や位置ずれ(歪み)を確認をします。測定データは露光装置にフィードバックされ露光誤差の補正に使用されるため、測定機には絶対的な信頼性が要求されます。

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BM幅、開口幅の測定はトータルピッチ測定と合わせて行われます。RGBの測定ではカラー画像処理機能を用いることにより、RGBの幅とBMに対するずれ量を測定します。

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セル工程

シール材形成工程での測定

TFTパネルとカラーフィルターを貼り合せるため、各ディスプレイの表示エリアの周辺部にスクリーン印刷または塗布によりシール材を形成します。シール材の内側には液晶材料が入るため確実に封止できる様、シール材の均一性を測定します。

貼り合せ工程での測定

TFTパネルとカラーフィルターを貼りあわせたあと、ずれがないかを測定します。
双方のパネルにつけられた貼り合わせ誤差のマークの嵌め合いを測定することから、一般的に嵌合測定といわれています。

測定概要
シール材形成工程での測定

シール材の線幅、高さ及び断面形状を複数個所測定し、全体の均一性を確認します。高さ及び断面形状測定は自社製のレーザオートフォーカス変位計によって測定され、断面形状の2Dまたは3Dのグラフィック表示も可能です。印刷用スクリーンマスクの測定にも対応します。

TFTパネル、カラーフィルター双方の貼り合わせ誤差のマークの中心位置ずれを測定することにより、貼り合わせ誤差を確認します。複数の箇所でこの測定をすることにより、シフトや回転の量と傾向を算出します。

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