(57)【要約】【課題】スペーサの配置状態を容易にかつ正確に検査することが可能なスペーサの検査方法、および検査装置を提供する。【解決手段】設置面上に複数設けられたスペーサの配置状態を検査する際、光源により設置面に対して０ないし２０度傾斜した方向からスペーサ３０ａに検査光を照射し、設置面と対向して設けられ撮像装置５４により、スペーサにより散乱された散乱光を撮像し、得られた画像によりスペーサの配置状態を検査する。【選択図】    図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
設置面上に複数設けられたスペーサの配置状態を検査するスペーサの検査方法において、
上記設置面に対して０ないし２０度傾斜した方向から上記スペーサに検査光を照射し、
上記スペーサにより散乱された散乱光を検出し、
上記検出した散乱光に基づいて上記スペーサの配置状態を検査することを特徴とするスペーサの検査方法。
【請求項２】
上記検査光を照射した状態で上記設置面および上記スペーサの撮像し、得られた画像データと、予め用意したスペーサの正しい配置状態を示す基準データとを比較して上記スペーサの配置状態を判定することを特徴とする請求項１に記載のスペーサの検査方法。
【請求項３】
上記設置面と対向して設けられた撮像装置により上記スペーサを撮像することを特徴とする請求項２に記載のスペーサの検査方法。
【請求項４】
上記設置面を複数の領域に分け、上記領域毎に撮像し、得られた領域毎の画像データを合成し、合成された合成画像データと上記基準データとを比較して上記スペーサの配置状態を判定することを特徴とする請求項３に記載のスペーサの検査方法。
【請求項５】
設置面上に複数設けられたスペーサの配置状態を検査するスペーサの検査装置において、
上記設置面に対して０ないし２０度傾斜した方向から上記スペーサに検査光を照射する光源と、
上記設置面と対向して設けられ、上記スペーサにより散乱された散乱光を撮像する撮像装置と、
を備えたことを特徴とするスペーサの検査装置。
【請求項６】
上記撮像装置により撮像された上記スペーサの画像を処理する画像処理装置を備え、この画像処理装置は、スペーサの正しい配置状態を示す基準データを格納したデータ格納部と、上記撮像装置により撮像された上記スペーサの画像データと上記基準データとを比較するデータ比較部と、上記データ比較部による比較結果に応じて上記スペーサの配置状態を判定する判定部と、を備えていることを特徴とする請求項４に記載のスペーサの検査装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、画像表示装置に用いられるスペーサの配置状態を検査するスペーサの検査方法および検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、画像表示装置としてフィールドエミッションディスプレイ（ＦＥＤ）や、プラズマディスプレイ（ＰＤＰ）等が知られている。また、ＦＥＤの一種として、表面導電型電子放出装置（以下、ＳＥＤと称する）の開発が進められている。このＳＥＤは、所定の隙間を置いて対向配置された前面基板および背面基板を備えている。これらの基板は、矩形枠状の側壁を介して周縁部が互いに接合されているとともに、内部を真空にすることにより真空外囲器を構成している。前面基板の内面には３色の蛍光体層が形成され、背面基板の内面には、蛍光体層を励起する電子放出源として、画素毎に対応する多数の電子放出素子が配列されている。
【０００３】
前面基板と背面基板との間には板状のグリッドが配設されている。このグリッドには、電子放出素子に対して整列した位置関係で多数のビーム通過孔が形成されている。また、前面基板と背面基板との間には、これら前面基板および背面基板間の隙間を維持する複数の柱状のスペーサが設けられている。
【０００４】
このようなＳＥＤでは、電子放出素子から放出された電子ビームは、グリッドの対応するビーム通過孔を通り所望の蛍光体層に衝突する。これにより、蛍光体が励起発光され、画像が表示される。
【０００５】
ＳＥＤにおいて、前面基板、背面基板、および側壁によって閉塞された空間、すなわち、真空外囲器の内部は、高い真空度が要求されている。真空度が低い場合、電子放出素子の寿命、ひいては、装置の寿命が低下してしまう。また、前面基板と背面基板間は真空であるため、前面基板、背面基板に対し大気圧が作用する。そこで、前面基板と背面基板との間には多数の板状あるいは柱状のスペーサが配置され、大気圧荷重による基板の破壊を防止しているとともに、基板間の隙間を一定の値に保持している。
複数のスペーサが上述した機能を有効に発揮するためには、これらのスペーサは予め定めた所定の位置に所望数だけ設けられていることが必要となる。スペーサが所定の間隔で正常に配置されていない場合、大気圧により真空外囲器の破壊をもたらす恐れがあり、あるいは、前面基板や背面基板に歪みが発生し、正常な画像の表示を妨げる可能がある。そのため、ＳＥＤの製造工程において、スペーサが正常に配置されているか検査することが望ましい。
【０００６】
このようなスペーサの検査方法として、肉眼による人的な検査や、ＣＣＤカメラなどの撮像装置を使用した方法が考えられる。例えば、特許文献１には、ＰＤＰの製造工程において、背面基板にほぼ直交する方向からＣＣＤライセンサカメラ等により所定幅領域を撮影し、撮影画像データに基づいて背面基板の障壁および障壁間の欠陥を検出する方法が開示されている。
【０００７】
【特許文献１】
特開２０００−１６２１３９号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、スペーサは多数設けられるため、肉眼などの人的な方法では、検査に大変な労力を必要とする。また、撮像装置、同軸落射照明、リング照明などを用いた検査においても、スペーサが前面基板や背面基板の面積に比べて微小であることから、スペーサが設けられている設置面の模様やゴミ等とスペーサとを区別して正確に検査することが困難となる。
【０００９】
この発明は以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、スペーサの配置状態を容易にかつ正確に検査することが可能なスペーサの検査方法、および検査装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、この発明に係るスペーサの検査方法は、設置面上に複数設けられたスペーサの配置状態を検査するスペーサの検査方法において、上記設置面に対して０ないし２０度傾斜した方向から上記スペーサに検査光を照射し、上記スペーサにより散乱された散乱光を検出し、上記検出した散乱光に基づいて上記スペーサの配置状態を検査することを特徴としている。
【００１１】
また、この発明に係るスペーサの検査装置は、設置面上に複数設けられたスペーサの配置状態を検査するスペーサの検査装置において、上記設置面に対して０ないし２０度傾斜した方向から上記スペーサに検査光を照射する光源と、上記設置面と対向して設けられ、上記スペーサにより散乱された散乱光を撮像する撮像装置と、上記撮像装置により撮像された上記スペーサの画像を処理する画像処理装置と、を備えたことを特徴としている。
【００１２】
上記のように構成されたスペーサの検査装置および検査装置方法によれば、設置面に対して０ないし２０度傾斜した方向からスペーサに検査光を照射する。この際、検査の対象となるスペーサは、設置面から突起しているため、スペーサにより検出光が散乱されスペーサの部分が周辺より明るく照明される。そして、スペーサにより散乱された散乱光を検出することにより、スペーサを設置面の模様やゴミ等と区別して正確に検査することができる。これにより、スペーサの配置状態を容易にかつ正確に検査し、人的負担を軽減可能となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照しながら、この発明の実施の形態に係るスペーサの検査方法および検査装置について詳細に説明する。始めに、本検査方法および検査装置により検査する対象となるスペーサを備えた画像表示装置の一例として、ＳＥＤについて説明する。
【００１４】
図１ないし図３に示すように、ＳＥＤは、それぞれ矩形状のガラス板からなる前面基板１０および背面基板１２を備え、これらの基板は約１〜２ｍｍの隙間をおいて対向配置されている。そして、前面基板１０および背面基板１２は、ガラスからなる矩形状の側壁１４を介して周縁部同志が接合され、内部が真空の扁平な真空外囲器１５を構成している。
【００１５】
前面基板１０の内面には画像表示面として機能する蛍光体スクリーン１６が形成されている。この蛍光体スクリーン１６は、赤、青、緑の蛍光体層Ｒ、Ｇ、Ｂ、および遮光層１１を並べて構成され、これらの蛍光体層はストライプ状あるいはドット状に形成されている。また、蛍光体スクリーン１６上には、アルミニウム等からなるメタルバック１７が形成されている。
【００１６】
背面基板１２の内面には、蛍光体スクリーン１６の蛍光体層を励起する電子源として、それぞれ電子ビームを放出する多数の表面伝導型の電子放出素子１８が設けられている。これらの電子放出素子１８は、画素毎に対応して複数列および複数行に配列されている。各電子放出素子１８は、図示しない電子放出部、この電子放出部に電圧を印加する一対の素子電極等で構成されている。また、背面基板１２の内面上には、電子放出素子１８に電位を供給する多数本の配線２１がマトリック状に設けられ、その端部は真空外囲器１５の外部に引出されている。
【００１７】
接合部材として機能する側壁１４は、例えば、低融点ガラス、低融点金属等の封着材２０により、前面基板１０の周縁部および背面基板１２の周縁部に封着され、これらの基板同志を接合している。
【００１８】
図２ないし図４に示すように、ＳＥＤは、前面基板１０および背面基板１２の間に配設されたスペーサ構体２２を備えている。本実施の形態において、スペーサ構体２２は、矩形状の金属板からなるグリッド２４と、グリッドの両面に一体的に立設された多数の柱状のスペーサと、で構成されている。
【００１９】
詳細に述べると、グリッド２４は前面基板１０の内面と対向した第１表面２４ａおよび背面基板１２の内面と対向した第２表面２４ｂを有し、これらの基板と平行に配置されている。そして、グリッド２４には、エッチング等により多数の電子ビーム通過孔２６が形成されている。電子ビーム通過孔２６は、それぞれ電子放出素子１８と対向して配列され、電子放出素子から放出された電子ビームを透過する。
【００２０】
グリッド２４は、例えば鉄−ニッケル系の金属板により厚さ０．１〜０．２５ｍｍに形成されているとともに、その表面には、金属板を構成する元素からなる酸化膜、例えば、Ｆｅ３Ｏ４、ＮｉＦｅ２Ｏ４からなる酸化膜が形成されている。
【００２１】
設置面として機能するグリッド２４の第１表面２４ａ上には、第１スペーサ３０ａが一体的に立設され、隣接する電子ビーム通過孔２６間に位置している。第１スペーサ３０ａの延出端は、メタルバック１７、および蛍光体スクリーン１６の遮光層１１を介して前面基板１０の内面に当接している。また、他の設置面として機能するグリッド２４の第２表面２４ｂ上には第２スペーサ３０ｂが一体的に立設され、隣接する電子ビーム通過孔２６間に位置している。第２スペーサ３０ｂの延出端は、背面基板１２の内面に当接している。ここで、各第２スペーサ３０ｂの延出端は、背面基板１２の内面上に設けられた配線２１上に位置している。
【００２２】
第１および第２スペーサ３０ａ、３０ｂは、それぞれ所定の間隔をおいて配列され、グリッド２４の各表面の全域に渡り所定の配列で設けられている。また、各第１および第２スペーサ３０ａ、３０ｂは、グリッド２４を間に挟んで互いに整列して位置し、グリッド２４と一体に形成されている。第１および第２スペーサ３０ａ、３０ｂの各々は、グリッド２４側から延出端に向かって径が小さくなった先細テーパ状に形成されている。また、第１および第２スペーサ３０ａ、３０ｂは、例えばガラスを主成分として材料により形成されている。
【００２３】
上記のように構成されたスペーサ構体２２は前面基板１０および背面基板１２間に配設されている。そして、第１および第２スペーサ３０ａ、３０ｂは、前面基板１０および背面基板１２の内面に当接することにより、これらの基板に作用する大気圧荷重を支持し、基板間の間隔を所定値に維持している。
【００２４】
ＳＥＤは、グリッド２４および前面基板１０のメタルバック１７に電圧を印加する図示しない電圧供給部を備え、例えば、グリッド２４に１２ｋＶ、メタルバック１７に１０ｋＶの電圧が印加される。
【００２５】
そして、上記ＳＥＤにおいて、画像を表示する場合、配線２１を介して電子放出素子１８を駆動し、任意の電子放出素子から電子ビームを放出するとともに、蛍光体スクリーン１６およびメタルバック１７にアノード電圧を印加する。電子放出素子１８から放出された電子ビームは、アノード電圧により加速され、グリッド２４の電子ビーム通過孔２６を通った後、蛍光体スクリーン１６に衝突する。これにより、蛍光体スクリーン１６の蛍光体層が励起されて発光し、画像を表示する。
【００２６】
次に、以上のように構成されたＳＥＤの製造過程において、スペーサ構体２２を構成するスペーサの配列状態を検査するスペーサの検査方法および検査装置について説明する。
図５および図６に示すように、スペーサの検査装置は、第１および第２スペーサ３０ａ、３０ｂが形成されたスペーサ構体２２を支持する支持台５０、スペーサ構体に検査光を照射する照明装置５２、スペーサ構体の像を撮像する撮像装置５４、および撮像装置により撮像された像を画像処理する画像処理装置５６を備えている。
【００２７】
検査時、スペーサ構体２２は、グリッド２４の一方の表面が水平に位置した状態で支持台５０上に支持される。照明装置５２は、水平に設けられた細長い線状光源５８とこの線状光源を覆ったケース６０とを有している。ケース６０には、線状光源５８に対向して水平に延びたスリット６２が形成されている。そして、照明装置５２は、支持台５０に支持されたスペーサ構体２２の側方に配置されているとともに、スペーサ構体２２の表面に対して照射角度θで検査光を照射するように配置されている。照射角度θは０〜２０度に設定されている。この照射角度θは０度に近い方が好ましく、照明装置５２は、スペーサ構体２２の表面とほぼ平行な方向からスペーサ構体のスペーサに向けて検査光を照射する。
【００２８】
撮像装置５４は、例えばＣＣＤカメラにより構成され、スペーサ構体２２の上方に配置され、スペーサ構体の表面と対向している。画像処理装置５６は、後述するように、スペーサの正しい配置状態を示す基準データを含む種々のデータを格納したＲＡＭ６１と、データ比較部、判定部および制御部を構成したＣＰＵ６３と、を有している。ＣＰＵ６３は、インターフェース６４を介して撮像装置５４に接続されているとともに、出力部６７、インターフェース６５を介してモニタ６６に接続されている。
【００２９】
例えば、スペーサ構体２２のスペーサ３０ａの配列状態を検査する場合、スペーサ３０ａを上に向けた状態でスペーサ構体を支持台５０上に載置する。続いて、照明装置５２により、スペーサ構体２２の上面に対して０ないし２０度傾斜した方向からスペーサ３０ａに検査光を照射する。この際、スペーサ３０ａに照射された検査光はスペーサにより散乱され、散乱光となる。
【００３０】
この状態で、スペーサ３０ａからの散乱光を検出し、検出した散乱光に基づいてスペーサの配置状態を検査する。ここでは、撮像装置５４によりスペーサ３０ａを含むスペーサ構体２２の上面を撮像する。撮像装置５４により撮像されスペーサ３０ａの画像は、画像データとして画像処理装置５６に送られ、ＲＡＭ６１に格納される。ＣＰＵ６３は、データ格納部としてのＲＡＭ６１に格納されている基準データと、撮像装置５４から入力された画像データと、を比較し、スペーサ３０ａの配置状態が正しいか否かを判定する。そして、ＣＰＵ６３は、撮像装置５４により撮像されたスペーサ３０ａの画像および上記の判定結果をモニタ６６に送り表示する。これにより、操作者は、モニタに表示されたスペーサ３０ａの画像、あるいは、判定結果から、スペーサの配列状態を確認することができる。なお、モニタ６６に表示するデータは、スペーサ３０ａの画像および判定結果のいずれか一方としてもよい。
【００３１】
上記のようにしてスペーサ３０ａの配置状態を検査した後、スペーサ構体２２を裏が返して支持台５０上に載置し、上記と同様の工程によりスペーサ３０ｂの配置状態を検査する。
【００３２】
また、検査対象となるスペーサの数が多い場合、スペーサの設置面を複数の領域に分けて検査する方法としてもよい。図７に示すように、例えば、３０インチのＳＥＤに用いるスペーサ構体２２のスペーサを検査する場合、スペーサ構体の表面を長手方向に１６個、幅方向に５個の領域６０ａに分ける。照明装置５２からスペーサ構体２２のスペーサ３０ａに検査光を照射した状態で、撮像装置５４により各領域６０ａを順番に撮像する。続いて、得られた領域毎の画像データを画像処理装置５６により合成し、合成された合成画像データと基準データとを比較してスペーサの配置状態を判定する。そして、得られた合成画像および判定結果の少なくとも一方をモニタ６６に送り表示する。これにより、操作者は、モニタに表示されたスペーサ３０ａの画像、あるいは、判定結果から、スペーサの配列状態を確認することができる。
【００３３】
以上のように構成されたスペーサの検査方法および検査装置によれば、設置面に対して０ないし２０度傾斜した方向からスペーサに検査光を照射する。これにより、設置面で反射され撮像装置５４に至る反射光を極力低減することができる。また、検査の対象となるスペーサは、設置面から突起しているため、スペーサにより検出光が散乱されスペーサの部分が周辺より明るく光る。そして、スペーサにより散乱された散乱光を検出することにより、スペーサを設置面の模様やゴミ等と区別して正確に検査することができる。これにより、スペーサの配置状態を容易にかつ正確に検査し、人的負担を軽減可能となる。その結果、スペーサの検査工程を効率良く行い、ＳＥＤの製造効率向上を図ることが可能となる。同時に、スペーサを用いて製造されるＳＥＤの歩留まりを向上することが可能となる。
【００３４】
なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、上記実施の形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施の形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。
【００３５】
例えば、上述した実施の形態において、撮像した画像を表示し、この画像を人手により観察し、スペーサの配置状態を検査する構成としてもよい。また、本発明の検査方法は、上述したＳＥＤに限定されることなく、ＦＥＤや、ＰＤＰ等の他の画像表示装置に用いられるスペーサの検査にも適用することできる。スペーサは柱状に限らず、板状のスペーサについても上記と同様に検査可能である。
【００３６】
上述した実施の形態では、グリッド上に設けられたスペーサを検査する例について説明したが、本発明はこれに限らず、基板等の他の設置面上に設けられたスペーサの検査にも適用可能である。光源は線状光源に限らず、必要に応じて種々選択可能である。同様に、撮像装置は、ＣＣＤカメラに限らず適宜選択可能である。
【００３７】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、スペーサの配置状態を容易にかつ正確に検査することが可能なスペーサの検査方法、および検査装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】検査対象となるスペーサを備えたＳＥＤを示す斜視図。
【図２】図１の線Ａ−Ａに沿って破断した上記ＳＥＤの斜視図。
【図３】上記ＳＥＤを拡大して示す断面図。
【図４】上記ＳＥＤのスペーサ構体を示す斜視図。
【図５】この発明の実施の形態に係るスペーサの検査装置を示す側面図。
【図６】上記検査装置を示す斜視図。
【図７】スペーサの設置面を複数に分けて検査する方法を概略的に示す平面図。
【符号の説明】
１０…前面基板、    １２…背面基板
１４…側壁、    １５…真空外囲器
１６…蛍光体スクリーン、    １８…電子放出素子
２２…スペーサ構体、    ２４…グリッド
３０ａ…第１スペーサ、  ３０ｂ…第２スペーサ、
５２…照明装置、    ５４…撮像装置、
５６…画像処理装置
【図１】
2004214147.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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