(57)【要約】【課題】隔壁で周囲を囲まれるパタ−ン２５ａが縦横に形成されるマトリックスパタ−ンをもつ基板２５にペ−ストを塗布するペ−スト塗布装置およびパタ−ン計測方法において、一度の走査で複数のパタ−ン２５ａの底面の深さを測定し、各パタ−ン２５ａに均一のペ−スト量を充填する。【解決手段】点光源ではパタ−ン２５ａの底面が測定できないマトリックスパタ−ンでも、縦横に並べ形成される複数のパタ−ンを斜めに横切るように走査線１１で走査することによって、一走査で複数のパタ−ン２５ａの底面の測定デ−タが得られ、それらのデ−タから確実な測定デ−タが得られるとともに得られたデ−タをフィ−ドバックし、ディスペンサと基板の間隔を保ちながらペ−ストをパタ−ン２５ａに均一の量を充填する。【選択図】　　　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
縦横に並べ形成された周囲が隔壁に囲まれる複数のパタ−ンを有するマトリックスパタ−ンまたは隔壁が一方向に並べ形成され隔壁間にある複数の直線状のパタ−ンを有するストライブパタ−ンを有する基板を載置する載置台と、前記マトリックスパタ−ンあるいはストライブパタ−ンの複数のパタ−ンを含む領域に任意の傾斜角と所定の長さをもつ直線状のレ−ザスポットで走査させ反射する光を収集し複数の前記パタ−ンの位置および深さを測定する非接触変位計と、この非接触変位計と該非接触変位計から所定の位置に離間して取り付けられるとともに前記パタ−ンにペ−ストを塗布するディスペンサを取り付ける塗工ヘッドと、前記非接触変位計で測定される前記マトリックスパタ−ンあるいはストライブパタ−ンの前記パタ−ンに係わる測定デ−タを記憶する記憶装置と、この記憶装置の前記測定デ−タを読みとり前記ディスペンサの先端と前記基板との間隔を一定に保ちながら前記載置台と前記塗工ヘッドとを相対的に移動させるとともに複数の前記パタ−ンに前記ペ−ストの塗布を制御する制御装置とを備えることを特徴とするペ−スト塗布装置。
【請求項２】
前記非接触変位計は、Ｖ溝が形成されるブロックの該Ｖ溝の一傾斜壁に一方向に並べ取り付けられるとともに前記基板にレ−ザ光を投射する複数の半導体レ−ザ素子と、前記ブロックの前記Ｖ溝の他の傾斜壁に取り付けられるとともに前記基板から反射する光を入光する複数のＣＣＤ画素子とを備えることを特徴とする請求項１記載のペ−スト塗布装置。
【請求項３】
前記非接触変位計の傾斜角度を変える機構を備えることを特徴とする請求項１または請求項２記載のペ−スト塗布装置。
【請求項４】
縦横に並べ形成された周囲が隔壁に囲まれる複数のパタ−ンを有するマトリックスパタ−ンまたは隔壁が一方向に並べ形成され隔壁間にある複数の直線状のパタ−ンを有するストライブパタ−ンを有する基板を載置する載置台と、前記マトリックスパタ−ンあるいはストライブパタ−ンの複数のパタ−ンを含む領域に任意の傾斜角と所定の長さをもつ直線状のレ−ザスポットで走査させ反射する光を収集し複数の前記パタ−ンの位置および深さを測定する非接触変位計と、この非接触変位計と該非接触変位計から所定の位置に離間して取り付けられるとともに前記パタ−ンにペ−ストを塗布するディスペンサを取り付ける塗工ヘッドと、前記非接触変位計で測定される前記マトリックスパタ−ンあるいはストライブパタ−ンの前記パタ−ンに係わる測定デ−タを記憶する記憶装置と、この記憶装置の前記測定デ−タを読みとり前記ディスペンサの先端と前記基板との間隔を一定に保ちながら前記載置台と前記塗工ヘッドとを相対的に移動させるとともに複数の前記パタ−ンに前記ペ−ストの塗布を制御する制御装置とを備える塗布装置において、前記直線状のレ−ザスポットの傾斜角Θは、前記複数のパタ−ンを含む領域の水平方向成分Ａ＝Ｘ（Ｘ方向のパタ−ンの１ピッチ寸法）＊３＊ａ（定数）および縦方向成分Ｂ＝Ｙ（Ｙ方向のパタ−ンの１ピッチ寸法）＊ｂ（定数）としたとき、ｔａｎ−１Ａ／Ｂであることを特徴とするパタ−ン計測方法。
【請求項５】
前記ａは、少なくとも２であるとともに前記ｂは少なくとも１であることを特徴とする請求項４記載のパタ−ン計測方法。
【請求項６】
前記直線状のレ−ザスポットの走査で得られる前記パタ−ンの深さデ−タは、前記パタ−ンの底面の深さを測定することを特徴とする請求項４または請求項５記載のパタ−ン計測方法。
【請求項７】
前記基板と前記ディスペンサとの間隔の底面の深さ基準デ−タは、前記底面の深さ測定デ−タの内最も深い測定デ−タを基準とすることを特徴とする請求項４、請求項５または請求項６記載のパタ−ン計測方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラズマディスプレイに使用する基板の隔壁によって形成される複数のパタ−ンにペ−ストを塗布するペ−スト塗布装置に関し、特に塗布するディスペンサと基板との間隔を測定しながらディスペンサの位置制御しパタ−ンにペ−ストを塗布するペ−スト塗布装置およびパタ−ン計測方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、プラズマディスプレイの大型化に伴い、プラズマディスプレイに使用するガラス基板も大きくなり、大型のガラス基板にＲ（赤）、Ｇ（緑）およびＢ（青）の蛍光体を塗布するペ−スト塗布装置には、種々の問題があった。例えば、液晶表示パネル用のガラス基板に比べガラス基板が厚く、表面が平坦なテ−ブルに載置しても基板の表面のうねりが残り、塗布されるペ−ストの塗布量が均一にできないという問題があった。
【０００３】
この問題を解消するために、塗布すべきパタ−ンの底面（基板）と塗布用ディスペンサの先端との距離を予め非接触変位計により測定し、その測定値により非接触変位計からオフセットされた塗工用のディスペンサの高さを制御し、常にパタ−ンの底面と塗工用ディスペンサとのギャップを制御し均一な量のペ−ストをパタ−ンに充填していた。
【０００４】
図６は従来のペ−スト塗布装置の塗工ヘッドの一例を示す図、図７（ａ）および（ｂ）は従来のペ−スト塗布装置におけるパタ−ン計測方法を説明するための基板表面の平面図および断面図である。従来、この種のペ−スト塗布装置は、例えば、図６に示すように、固定ホルダにて取り付けられている塗工ヘッド２０と、塗工ヘッド２０を上下方向に移動させるＺ軸駆動機構２６とを備えている。また、非接触変位計２１は変位計位置調整機構２２を介して塗工ヘッド２０に取り付けられている。一方、塗工ヘッド２０の後段に配置されペ−ストを滴下するディスペンサの先端２４は、予め非接触変位計２１から得られるパタ−ンの測定デ−タにより基板２５との間隔が一定になるよに制御されている。
【０００５】
次に、ストライブパタ−ンが形成された基板にペ−ストを塗布する場合に図６の塗工ヘッド２０の動作について説明する。この基板２５には、ストライブパタ−ンと呼ばれる複数の隔壁が平行に形成されている。そして、隔壁と隔壁との間の溝に、赤、青または緑の蛍光色をもつペ−ストを充填している。また、隔壁の伸びる方向に沿って走査する塗工ヘッド２０が、例えば、図７（ｂ）に示すように、塗工ヘッドのセンタが、例えば、赤のペ−ストを塗布する溝の中心位置にあるとき、非接触変位計からのレ−ザ光２７はそれより前段の青色ペ−ストを塗布すべき溝の底面の中心位置に合わせなければならない。この位置調整は、図６の変位計位置調整機構２２によって非接触変位計２１を微動させ合わせている。この位置合わせが完了したら、塗工ヘッド２０は、隔壁の伸びる方向に移動し隔壁間の溝の底面の深さデ−タを非接触変位計２１が収集する。
【０００６】
しかる後、収集された深さデ−タを基にＺ軸移動機構２６が上下し基板２５と塗工ヘッドのディスペンサの先端２４との間隔を一定に保ちながら、塗工ヘッド２０を移動させ深さデ−タに対応するペ−スト量を滴下しパタ−ンにペ−ストを充填していた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の非接触変位計では、周囲を隔壁で囲まれた短冊状のパタ−ンが基板に縦横に並べ形成されるマトリックスパタ−ンの場合、図８に示すように、非接触変位計２１のレ−ザ走査は横隔壁ｂに遮られ、パタ−ンａの底面の測定デ−タが連続して得られないという問題がある。また、測定点ｅが横隔壁ｂにあるとき、この測定点ｅをパタ−ンａの中心位置に移動しようとしても、変位計位置調整機構２２の調整範囲を越えて位置合わせができないという問題がある。さらに、位置合わせができたとしても、多大な調整工数を必要とする。さらに、非接触変位計２１の位置を微調整する変位計調整機構は高価なもので、運用コストが高くなるという欠点がる。
【０００８】
従って、本発明の目的は、非接触変位計の位置を微調整する高価な機構を必要することなくマトリックスパタ−ンでもパタ−ンが計測できるとともにパタ−ン内に均一にペ−ストを充填できるペ−スト塗布装置およびパタ−ン計測方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の特徴は、縦横に並べ形成された周囲が隔壁に囲まれる複数のパタ−ンを有するマトリックスパタ−ンまたは隔壁が一方向に並べ形成され隔壁間にある複数の直線状のパタ−ンを有するストライブパタ−ンを有する基板を載置する載置台と、前記マトリックスパタ−ンあるいはストライブパタ−ンの複数のパタ−ンを含む領域に任意の傾斜角と所定の長さをもつ直線状のレ−ザスポットで走査させ反射する光を収集し複数の前記パタ−ンの位置および深さを測定する非接触変位計と、この非接触変位計と該非接触変位計から所定の位置に離間して取り付けられるとともに前記パタ−ンにペ−ストを塗布するディスペンサを取り付ける塗工ヘッドと、前記非接触変位計で測定される前記マトリックスパタ−ンあるいはストライブパタ−ンの前記パタ−ンに係わる測定デ−タを記憶する記憶装置と、この記憶装置の前記測定デ−タを読みとり前記ディスペンサの先端と前記基板との間隔を一定に保ちながら前記載置台と前記塗工ヘッドとを相対的に移動させるとともに複数の前記パタ−ンに前記ペ−ストの塗布を制御する制御装置とを備えるペ−スト塗布装置である。
【００１０】
また、前記非接触変位計は、Ｖ溝が形成されるブロックの該Ｖ溝の一傾斜壁に一方向に並べ取り付けられるとともに前記基板にレ−ザ光を投射する複数の半導体レ−ザ素子と、前記ブロックの前記Ｖ溝の他の傾斜壁に取り付けられるとともに前記基板から反射する光を入光する複数のＣＣＤ画素子とを備えることことことが望ましい。さらに、前記非接触変位計の傾斜角度を変える機構を備えることが望ましい。
【００１１】
本発明の他の特徴は、縦横に並べ形成された周囲が隔壁に囲まれる複数のパタ−ンを有するマトリックスパタ−ンまたは隔壁が一方向に並べ形成され隔壁間にある複数の直線状のパタ−ンを有するストライブパタ−ンを有する基板を載置する載置台と、前記マトリックスパタ−ンあるいはストライブパタ−ンの複数のパタ−ンを含む領域に任意の傾斜角と所定の長さをもつ直線状のレ−ザスポットで走査させ反射する光を収集し複数の前記パタ−ンの位置および深さを測定する非接触変位計と、この非接触変位計と該非接触変位計から所定の位置に離間して取り付けられるとともに前記パタ−ンにペ−ストを塗布するディスペンサを取り付ける塗工ヘッドと、前記非接触変位計で測定される前記マトリックスパタ−ンあるいはストライブパタ−ンの前記パタ−ンに係わる測定デ−タを記憶する記憶装置と、この記憶装置の前記測定デ−タを読みとり前記ディスペンサの先端と前記基板との間隔を一定に保ちながら前記載置台と前記塗工ヘッドとを相対的に移動させるとともに複数の前記パタ−ンに前記ペ−ストの塗布を制御する制御装置とを備える塗布装置において、前記直線状のレ−ザスポットの傾斜角Θは、前記複数のパタ−ンを含む領域の水平方向成分Ａ＝Ｘ（Ｘ方向のパタ−ンの１ピッチ寸法）＊３＊ａ（定数）および縦方向成分Ｂ＝Ｙ（Ｙ方向のパタ−ンの１ピッチ寸法）＊ｂ（定数）としたとき、ｔａｎ−１Ａ／Ｂであるパタ−ン計測方法である。
【００１２】
また、前記ａは、少なくとも２であるとともに前記ｂは少なくとも１であることが望ましい。さらに、前記直線状のレ−ザスポットの走査で得られる前記パタ−ンの深さデ−タは、前記パタ−ンの底面の深さを測定することが望ましい。そして、好ましくは、前記基板と前記ディスペンサとの間隔の底面の深さ基準デ−タは、前記底面の深さ測定デ−タの内最も深い測定デ−タを基準とすることである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
次に、本発明について図面を参照して説明する。
【００１４】
図１は本発明の一実施の形態におけるペ−スト塗布装置の構成を示す斜視図である。このペ−スト塗布装置は、図１に示すように、縦横に並べ形成された周囲が隔壁に囲まれる複数のパタ−ンを有するマトリックスパタ−ンまたは隔壁が一方向に並べ形成され隔壁間にある複数の直線の溝状のパタ−ンを有するストライブパタ−ンを有する基板２５を載置する載置台５と、マトリックスパタ−ンあるいはストライブパタ−ンの複数のパタ−ンを含む領域に任意の傾斜角と所定の長さをもつ直線状のレ−ザスポット１ａで走査させ反射する光を収集し複数の前記パタ−ンの位置および深さを測定する非接触変位計１と、この非接触変位計１と該非接触変位計１から所定の位置に離間して取り付けられるとともに前記パタ−ンにペ−ストを塗布するディスペンサを取り付ける塗工ヘッド２と、非接触変位計１で測定される前記マトリックスパタ−ンあるいはストライブパタ−ンの前記パタ−ンに係わる測定デ−タを記憶する記憶装置と、この記憶装置の前記測定デ−タを読みとり前記ディスペンサの先端と前記基板との間隔を一定に保ちながら前記載置台と前記塗工ヘッドとを相対的に移動させるとともに複数の前記パタ−ンに前記ペ−ストの塗布を制御する制御装置７とを備えている。
【００１５】
また、制御装置７は載置台５に対してＸ方向に送り込むピッチ送り機構６を制御するとともに塗工ヘッド２をＹ方向に走査させる走査駆動機構４も制御している。さらに、この制御装置７は、非接触変位計１から得られた測定デ−タを記憶する記憶装置を備え、記憶装置から隔壁２８間の底面の深さに係わる測定デ−タを抽出しＺ軸駆動機構３を制御し塗工ヘッドのディスペンサの先端と基板２５との間隔を一定になるように制御している。一方、塗工ヘッド２のディスペンサのペ−スト滴下のタイミングおよび滴下の停止ならびに充填量の制御は、制御装置７の記憶装置から抽出した測定デ−タを演算処理し制御装置７によって行われる。
【００１６】
図２（ａ）および（ｂ）は図１の非接触変位計を説明するための平面図およびＡＡ断面矢視図である。この非接触変位計は、図２に示すように、Ｖ溝８ａが形成されるブロック８のＶ溝８ａの一傾斜壁に一方向に並べ取り付けられるとともに基板２５に直線状のレ−ザスポット光を投射する複数の半導体レ−ザ素子１３と、ブロック８のＶ溝８ａの他の傾斜壁に取り付けられるとともに基板２５から反射する光を入光する複数のＣＣＤ画素子１２とを備えている。
【００１７】
非接触変位計１の直線状のレ−ザスポット走査線は、図２（ａ）に示すように、マトリックスパタ−ンの横方向（Ｙ方向）に複数のパタ−ン２５ａを含むとともに縦方向（Ｘ方向）に複数のパタ−ンを含む領域を斜めに横切っている。すなわち、レ−ザスポット走査線１１に適切な傾斜角をもたせ、レ−ザスポット走査線１１の長さも任意の長さにすれば、従来、測定が困難とされたマトリックスパタ−ンの複数のパタ−ンの底面の測定ができる。なお、この傾斜角の設定には、ブロック８を旋回させる旋回軸９と同軸に取り付けられたウォ−ムホイ−ル（図示せず）を回転させるウォ−ム（図示せず）を回転させることにより行われる。また、ウォ−ムを回転させる調節ネジ１０が備えられている。
【００１８】
図３（ａ）〜（ｃ）はマトリックスパタ−ンにおけるレ−ザスポット走査線の長さおよび傾斜角を設定する方法を説明するための図である。まず、最小限の３つのパタ−ンのセル数が含まれることを考慮し、Ｘ方向の成分を設定し、Ｙ方向を一つのパタ−ンを含むＹ方向の成分に設定する。しかしながら、パタ−ン塗布方向に１ピッチづつ送り直線走査すると、図３（ａ）に示すように、スポットが隔壁の上を走査し、隔壁間の底面にスポットが届かず底面の深さが測定不可状態になる。
【００１９】
そこで　図３（ｂ）に示すように、Ｘ方向にパタ−ンが６セル含むように設定し、Ｙ方向の成分を１パタ−ンとし、このＸ成分とＹ成分による傾きをもたせ直線走査すると、少なくとも三つの隔壁間の底面の深さの測定が得られる。
【００２０】
これらを考慮すると、図３（ｃ）に示すように、Ｘを水平方向のパタ−ンの１ピッチ寸法とするとき、水平方向成分の長さＡ＝Ｘ＊３＊ａで示され、また、Ｙを縦方向のパタ−ンの１ピッチ寸法とするとき、縦方向成分の長さＢ＝Ｙ＊ｂで示される。マトリックスパタ−ンにおけるレ−ザスポットによる走査線の傾斜角Θは、ｔａｎ−１Ａ／Ｂで決められる。
【００２１】
また、定数ａはすくなくとも２であること、これは、水平方向成分の長さに少なくとも６個のパタ−ンを含むことを意味する。さらに、定数ｂは少なくとも一個のパタ−ンを含むことになる。このことにより、塗布方向に送り込みながら直線走査すれば、隣接する少なくとも３つのパタ−ンの底面の深さが測定できる。このことは、Ｒ、ＧおよびＢの順にペ−ストを塗布するのに、一度の走査で深さデ−タで得られるので極めて好都合である。また、最も深い底面を基準にしペ−ストの充填量を設定することである。
【００２２】
図４はストライブパタ−ンにおけるパタ−ン計測方法を説明するための図である。このストライブパタ−ンを計測する方法は、前述のマトリックスパタ−ンを計測する方法をそのまま適用できる。すなわち、水平方向の成分の長さＡは、１ピッチＸとし、定数を２すれば、Ａ＝６Ｘとなる。一方、隔壁は縦方向のみで水平方向に隔壁がないので、走査線は確実に隔壁間の溝状のパタ−ンの底面を走査する。従って、Ｂの寸法は任意で良い。もし、設定するなるならば、前述のマトリックスパタ−ンの場合と同じ寸法に設定することが望ましい。
【００２３】
この傾斜角をもたせ線状スポットで走査しパタ−ンの底面の深さを測定する利点は、初期的に位置合わせする必要が無くなることである。従来の技術の場合は、点スポットで測定していたので、ディスペンサの位置からオフセットされた非接触変位計のスポットが測定すべき隔壁間の中心位置に来るように変位計位置調整機構で調整しなければならなかった。
【００２４】
図５（ａ）および（ｂ）は図１のペ−スト塗布装置の動作を説明するための図である。次に、傾けられた線走査によるパタ−ン計測機構をもつペ−スト塗布装置の動作を説明する。載置台に真空吸着された基板２５の１番目の空の隔壁間の底面を走査し、非接触変位計１によりパタ−ンの底面の深さを測定する。次に、ピッチ送りにより測定された１番目の隔壁間にディスペンサを位置決めし、記憶装置から最も深さの深いデ−タを抽出し、Ｚ軸駆動機構３により基板２５とディスペンサの先端との間隔を一定にしながら、深さデ−タに対応するペ−ストの滴下量を設定し、塗工ヘッド２を走査駆動機構４により走向させ、ペ−ストをパタ−ンに滴下する。
【００２５】
この１番目の塗布動作と平行して、非接触変位計１は次の２ラインのパタ−ンの底面の深さを測定する。測定されたデ−タは記憶装置に記憶され、再び抽出されこのデ−タによりＺ軸駆動機構３により基板２５とディスペンサの先端との間隔を一定にしながら、深さデ−タに対応するペ−ストの滴下量を設定し、測定済みの２ラインのパタ−ンにペ−ストを滴下する。
【００２６】
このような動作を繰り返して行い、ｎライン目のパタ−ンにペ−ストを充填し基板２５へのペ−スト塗布を完了する。なお、この動作説明では、説明を簡単にするために、一つのディスペンサで説明したが、Ｒ（赤）ペ−スト、Ｇ（緑）ペ−ストおよびＢ（青）の三色のディスペンサをパタ−ンに一致するように並べ配置させ、それぞれのディスペンサの供給弁を切り替えて開閉すれば、各パタ−ンに所望の蛍光色のペ−ストが塗布できることは明らかである。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明は、点光源ではパタ−ンの底面が測定できないマトリックスパタ−ンでも、縦横に並べ形成される複数のパタ−ンを斜めに横切るように線光源で走査することによって、一走査で複数のパタ−ンの底面の測定デ−タが得られ、それらのデ−タから確実な測定デ−タが得られるとともに得られたデ−タをフィ−ドバックし、ディスペンサと基板の間隔を保ちながらペ−ストをパタ−ンに均一の量を充填でき品質の向上が図れるという効果がある。
【００２８】
また、ストライブパタ−ンにおいても、従来のように初期的にスポットの位置合わせが必要が無くなり、調整工数の低減が図られ初期の設備コストの低減が図れると言う効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態におけるペ−スト塗布装置の構成を示す斜視図である。
【図２】図１の非接触変位計を説明するための平面図およびＡＡ断面矢視図である。
【図３】マトリックスパタ−ンにおけるレ−ザスポット走査線の長さおよび傾斜角を設定する方法を説明するための図である。
【図４】ストライブパタ−ンにおけるパタ−ン計測方法を説明するための図である。
【図５】図１のペ−スト塗布装置の動作を説明するための図である。
【図６】従来のペ−スト塗布装置の塗工ヘッドの一例を示す図である。
【図７】従来のペ−スト塗布装置におけるパタ−ン計測方法を説明するための基板表面の平面図および断面図である。
【図８】マトリックスパタ−ンにおける従来のパタ−ン計測方法を説明するための図である。
【符号の説明】
１　　非接触変位計
２　　塗工ヘッド
３　　Ｚ軸駆動機構
４　　走査駆動機構
５　　載置台
６　　ピッチ送り機構
７　　制御装置
８　　ブロック
９　　旋回軸
１０　　調節ネジ
１２　　ＣＣＤ画素子
１３　　半導体レ−ザ素子
【図１】
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【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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【図８】
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