(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
照明手段と、照明手段から液状蛍光体層に照射され反射した光のうち入射光入射角度と略同じ角度で反射した光を主として撮像する撮像手段と、信号処理手段とを有し、撮像手段で得られた反射光量と曲率半径係数とから液状蛍光体層の曲率半径を求め、前記曲率半径と液状蛍光体層の両側の隔壁の上部間隔と該隔壁の高さから、液状蛍光体層の高さを算出することを特徴とする、ディスプレイパネルの検査方法。
【請求項２】
液状蛍光体層と交差する方向へ、基板と照明手段および撮像手段とを相対移動させながら液状蛍光体層毎の反射光量を測定する、請求項１に記載のディスプレイパネルの検査方法。
【請求項３】
照明手段と、照明手段から液状蛍光体層に照射され反射した光のうち入射光入射角度と略同じ角度で反射した光を主として撮像する撮像手段と、信号処理手段と、少なくとも曲率半径係数と液状蛍光体層の両側の隔壁の上部間隔を入力する条件入力手段とを有し、撮像手段で得られた反射光量と入力された曲率半径係数と隔壁上部間隔と隔壁高さから、少なくとも液状蛍光体層の曲率半径、液状蛍光体層の高さのいずれかを算出することを特徴とするディスプレイパネルの検査装置。
【請求項４】
液状蛍光体層と交差する方向へ、基板と照明手段および撮像手段とを相対移動させる走査手段を更に有することを特徴とする、請求項３に記載のディスプレイパネルの検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディスプレイパネルの検査方法および装置に関し、とくに、プラズマディスプレイパネルに代表される平面ディスプレイパネルにおいて、基板に形成される液状蛍光体層のパターン（とくに、曲率半径や高さ）を精度良く検査できるようにした検査方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プラズマディスプレイパネルの背面板には、通常、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）用の蛍光体が、ストライプ状に順に繰り返し塗着されているが、各蛍光体が均一に塗着されていなければ、表示の輝度及び色調が不均一となる色ムラが生じたり、あるいは、塗着抜けにより発光状態におかれ得ない暗点が存在する等の不具合が生じる。
【０００３】
このような蛍光体の塗着状態に不具合を持つ背面板を、前面板と貼り合わせることを防ぐために、また、塗着状態に不具合が発生した場合、直ちに製造工程の不具合箇所を修正して不良製品を造らないようにするためにも、蛍光体の塗着後速やかに検査を行うことが必要となってくる。
【０００４】
プラズマディスプレイパネルの背面板に塗布された液状蛍光体の塗布状態を検査するには、例えば特許文献１に記載の技術が適用できる。この技術は測定面に光を入射し、その反射光を捉え、得られた反射光量を測定することにより塗布量を検査するものである。
【特許文献１】特開２００３−７５２９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、上記特許文献１に記載の技術には、未だ、誤検出が多いという問題が残されている。すなわち、測定面に光を入射し、その反射光を捉え、得られた反射光量の強度変化を測定することにより塗布量のムラを検査する方法では、塗布量に対して反射光量は指数関数的に変化する。塗布ムラの検査においては、一般的に得られた信号に対してハイパスフィルタをかけ、しきい値を越えた変化をムラとして検出する。このため、塗布量に対して得られる反射光強度の感度が不均一であると、誤検出の原因となる。特に、基板全体で緩やかな塗布ムラをもった基板の場合、塗布量が多い部分で、感度が高くなり誤検出の発生につながる。誤検出が多発すると、その都度ラインを止めて実際の欠陥かどうかを確認する必要があるため、製造設備の稼働率が低下することとなる。
【０００６】
そこで本発明の課題は、従来技術における上記のような問題点を解決し、基板全体で緩やかな塗布ムラをもった基板であっても的確に精度良く検査できる検査方法および装置を提供し、製造設備の稼働率を高めて製造コストを下げることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明においては、曲面の検査方法として、照明手段と、照明手段から被測定曲面に照射され反射した光のうち入射光入射角度と略同じ角度で反射した光を主として撮像する撮像手段と、信号処理手段とを有し、撮像手段で得られた反射光量と曲率半径係数から被測定曲面の曲率半径を求めることを特徴とする方法を基本的な技術思想としている。
【０００８】
とくに本発明に係る技術思想は、前述したような平面ディスプレイパネルにおける、基板に形成される液状蛍光体層のパターン（とくに、曲率半径や高さ）の検査に最適なものである。すなわち、本発明に係るディスプレイパネルの検査方法は、照明手段と、照明手段から液状蛍光体層に照射され反射した光のうち入射光入射角度と略同じ角度で反射した光を主として撮像する撮像手段と、信号処理手段とを有し、撮像手段で得られた反射光量と曲率半径係数とから液状蛍光体層の曲率半径を求め、前記曲率半径と液状蛍光体層の両側の隔壁の上部間隔と該隔壁の高さから、液状蛍光体層の高さを算出することを特徴とする方法からなる。
【０００９】
このディスプレイパネルの検査方法においては、液状蛍光体層と交差する方向へ、基板と照明手段および撮像手段とを相対移動させながら液状蛍光体層毎の反射光量を測定することができる。
【００１０】
本発明においては、曲面の検査装置として、照明手段と、照明手段から被測定曲面に照射され反射した光のうち入射光入射角度と略同じ角度で反射した光を主として撮像する撮像手段と、信号処理手段と、少なくとも曲率半径係数を入力する条件入力手段とを有し、撮像手段で得られた反射光量と曲率半径係数から被測定曲面の曲率半径を求めることを特徴とする装置を基本的な技術思想としている。
【００１１】
また、本発明に係るディスプレイパネルの検査装置は、照明手段と、照明手段から液状蛍光体層に照射され反射した光のうち入射光入射角度と略同じ角度で反射した光を主として撮像する撮像手段と、信号処理手段と、少なくとも曲率半径係数と液状蛍光体層の両側の隔壁の上部間隔を入力する条件入力手段とを有し、撮像手段で得られた反射光量と入力された曲率半径係数と隔壁上部間隔と隔壁高さから、少なくとも液状蛍光体層の曲率半径、液状蛍光体層の高さのいずれかを算出することを特徴とする装置からなる。
【００１２】
このディスプレイパネルの検査装置においては、液状蛍光体層と交差する方向へ、基板と照明手段および撮像手段とを相対移動させる走査手段を更に有する構成とすることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係るディスプレイパネルの検査方法および装置によれば、基板全体で液状蛍光体層の緩やかな塗布ムラをもった基板に対しても、目視に近い感度で誤検出の少ない、精度の高い検査を行うことが可能となる。その結果、誤検出の確認の必要がなくなり、製造設備の稼働率を高めて製造コストを下げることが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に、本発明の望ましい実施の形態を、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施態様に係るディスプレイパネルの検査装置、とくに、プラズマディスプレイパネルの検査装置を示している。図１において、１は、検査に供されるプラズマディスプレイパネル（以下、ＰＤＰと略称することもある。）の背面板（基板）を示しており、このＰＤＰ背面板１には、図２に示すように、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）用の蛍光体３０５、３０６、３０７がストライプ状に順に繰り返し塗着されている。
【００１５】
プラズマディスプレイパネル３００としては、図３に示すように、背面ガラス基板３０１上に、アドレス電極３０２が配置された誘電体層３０３上に、隔壁３０４間にＲＧＢ蛍光体３０５、３０６、３０７がストライプ状に順に繰り返し塗着されたＰＤＰ背面板１の上方に、表示電極３０９が配置された誘電体層３１０と保護膜３１１が介装された前面ガラス基板３０８が設けられ、前記蛍光体層と前面板との空間には、放電ガスを封入した構成となっている。
【００１６】
表示電極３０９とアドレス電極３０２との間に印加した電圧により放電ガスがプラズマ化することで紫外線が発生し、それによって選択された位置の蛍光体層が発色され、各蛍光体の発色の組み合わせにより所望の色表示が行われるようになっている。
【００１７】
プラズマ３１２は、前記蛍光体層と前面板との空間に発生するが、この空間の形状により、発生する紫外線量が変化、すなわち、表示光量が変化する。つまり、蛍光体形状が不均一であると、色ムラ発生の原因となるため、蛍光体層の形状を均一にし、前記空間の形状を均一に保つ必要がある。
【００１８】
ＰＤＰ背面板１へのＲＧＢ蛍光体３０５、３０６、３０７の塗着方法には、スクリーン印刷、ノズル塗布などがある。スクリーン印刷は、図４に示した側面図のように、まず、所定幅の開口部４０３が、ピッチＰの３倍のピッチで設けられたマスクスクリーン４０２を、ＰＤＰ背面板１に対して位置合わせをし、隔壁間４０４と対向するように配置する。次に、所定発光色の蛍光体とバインダーとを混合した蛍光体ペースト４０５（液状蛍光体）を図４のように開口部から吐出して隔壁間４０４に落とし込む。このとき、蛍光体ペースト４０５として、上述のようにプラズマが発生する空間を設けるために、固形分濃度を１０〜５０％にしたものを用いる。この蛍光体ペーストを開口部からガラス基板側へ吐出するために、スキージ４０１を矢印の方向に移動させる。隔壁間の空隙に吐出する蛍光体ペーストの量はスキージ４０１の移動速度、角度、押し込み量で調節可能である。
【００１９】
ノズル塗布による方法では、図５に示した側面図のように口金５０１にピッチＰの３倍のピッチで設けられた吐出孔５０３を、ＰＤＰ背面板１に対して位置合わせし隔壁間５０４と対向するように配置する。次に、圧力印加孔５０２から圧力を印加し、吐出孔５０３から蛍光体ペースト５０５を吐出させ隔壁間５０４に落とし込みながら、口金５０１を隔壁間５０４に平行に（図５では紙面奥行き方向に）移動させ、基板全面について蛍光体ペースト５０５を塗着する。なお、使用する蛍光体ペーストは、上述のスクリーン印刷で用いるものと同様である。また、隔壁間の空隙に吐出する蛍光体ペーストの量は印加する圧力により調節可能である。
【００２０】
次に、蛍光体ペーストを乾燥、焼成することで、バインダー成分を除去し、所定の形状の蛍光体層を形成する。図６（ａ）に蛍光体ペースト塗着直後のＰＤＰ背面板の断面図（塗着される蛍光体ペーストの量が大（６０１ａ）、小（６０１ｂ）それぞれの場合）を、図６（ｂ）に乾燥、焼成後のＰＤＰ背面板の断面図（塗着される蛍光体ペーストの量が大（６０２ａ）、小（６０２ｂ）それぞれの場合）を示す。この図からわかるように、塗着される蛍光体ペーストの量が変化した場合には、焼成、乾燥後の蛍光体層の形状が変化し、色ムラ、塗着抜け等の欠陥が発生する。塗着される蛍光体ペーストの量が変化する原因としては、スクリーン印刷ではスクリーンの目詰まり、スキージの傷や蛍光体塗布装置の調整不良、ノズル塗布においてはノズル孔の詰まりや印加する圧力の変化が考えられる。これらに起因する欠陥は、一度発生するとその後全ての基板にわたって連続的に発生する連続欠陥となり、収率を大幅に下げる原因となるので、蛍光体ペーストの塗着後速やかに、つまり蛍光体層が液状のうちに検査を行うことが必要となってくる。
【００２１】
なお、ＰＤＰのリブ間隔は２００〜５００μｍ程度である。この間隔であれば、塗布された液状蛍光体層の表面は表面張力のため、図６ａに示すとおり円弧になる。また、液状蛍光体層の塗布について、上に凸となる条件で塗布した場合、隔壁頂部に液状蛍光体が付着し欠陥となる場合があるため、必ず凹状に塗布する。
【００２２】
図７（ａ）は、ノズル塗布法で塗布した基板について、共焦点レーザー変位計で隔壁の溝を横切るようにスキャンし、それぞれの溝での液状蛍光体層の高さをプロットしたグラフである。なお、液状蛍光体層の高さとは液状蛍光体層凹部の最下点と誘電体との距離である。
【００２３】
塗布量の少ないストライプ７０１ａ、７０２ａ、７０３ａのうち、製品化後に最も暗く見えるのは、最も液状蛍光体層高さが低い７０１ａではなく、周辺との差の大きい７０２ａである（つまり、移動平均線７０４に対して最も差の大きい７０２ａ）。これは、「マッハ効果」と呼ばれる目視の特性によるもので、なだらかな変化に対しては感度が低いが、周辺との急激な差に対しては感度が高いということに起因する。
【００２４】
図７（ｂ）に示すとおり、図７（ａ）のグラフを移動平均で正規化したグラフに対してしきい値を設定することで、目視の感度と検査の感度とを合わせることができる。この処理は、地合の変化を除去する際に一般的に使用されるものであり、ハイパスフィルタと同様の効果を持つ。
【００２５】
実際には共焦点レーザー変位計はスキャンの速度が遅い、振動の影響を受けやすいという問題があるため、本発明におけるように基板に光を入射し、その反射光を捉え、得られた反射光量を測定する方式による検査が望ましい。
【００２６】
ＰＤＰ背面板１へのＲＧＢ蛍光体３０５、３０６、３０７の塗着における上記のような欠陥が、図１に示した検査装置により検査される。再び図１を参照して説明するに、搬送ローラ等を備えた搬送手段２によりＰＤＰ背面板１が搬送され、搬送手段２は駆動制御手段３によって制御される。搬送手段２の上方には、点灯制御装置５によって制御される照明手段４と、撮像手段６が配置されている。駆動制御手段３は、撮像手段６の撮像範囲をＰＤＰ背面板１の全面にわたって走査させるためのもので、ＰＤＰ背面板１を一定速度で搬送する。照明手段４は、ＰＤＰ背面板１上に塗着された液状蛍光体層に光を照射し、その正反射光は撮像手段６に至る。照明手段４としては、ＬＥＤ照明、ハロゲンランプを使用した光ファイバ照明等が使用可能であるが、冷却ファンが不必要で発塵しないという理由からＬＥＤ照明が望ましい。撮像手段６は、ＰＤＰ背面板１上のある範囲を画素に分割して、その画素ごとの正反射光強度を測定して映像信号に変換し、画像処理装置７に送信する。これらの撮像手段では、受光素子が一次元に配列されて内蔵されており、蛍光体層の方向に沿って、一次元的に映像を出力できるようになっている。画像処理装置７は、液状蛍光体層に発生する欠陥を検出するためのもので、撮像手段６で撮像された映像信号を入力し、画像処理技術により画像解析を行い欠陥を検出する。画像処理装置７により処理された画像は、表示装置８に表示できるようになっている。
【００２７】
図８に撮像手段６から出力される映像信号（以下、輝度信号とする）と基板との対比を示す。正常に塗布され、表面形状がフラット形状の液状蛍光体８００、８０２を含む溝ｂ、ｈからは大きい輝度信号が、正常に塗布されなかった液状蛍光体８０１、８０３を含む溝ｅ、ｋからは小さい値の輝度信号がそれぞれ得られ、液状蛍光体を塗布していない溝ａ、ｃ、ｄ、ｆ、ｇ、ｉ、ｊ、ｌからは溝ｅ、ｋと同等の輝度が得られることを示している。ここで輝度信号波形８２０において液状蛍光体を塗布された溝、あるいは塗布されるべき溝の位置に対応した部分の輝度の頂点をそれぞれ８１０、８１１、８１２、８１３とし、以降輝度ピークと記す。
【００２８】
ＰＤＰにおいては、液状蛍光体は所定の間隔で塗布されていることから、得られた輝度信号波形の輝度の頂点８１０、８１１、８１２、８１３は、液状蛍光体の塗布間隔に対応してある周期的な間隔で出現することとなる。よって輝度波形８２０に対し、あるＮ番目の輝度ピークより周期分だけ離れた点の輝度ピークをＮ＋１番目の輝度ピークとして抜き出し、これを全輝度ピークについて繰り返すことにより、基板上の各溝に塗布された液状蛍光体からの輝度ピークの値が得られる。これら輝度ピークの値を各溝毎の代表輝度とし、これらを順に連ねることにより、上記頂点８１０、８１１、８１２、８１３に対応する輝度ピーク８３０、８３１、８３２、８３３を有する輝度ピーク波形８４０を得る。
【００２９】
次に液状蛍光体層の状態と、輝度ピークとの関係を図９に示す（図９（ａ）は液状蛍光体層の塗布状態、図９（ｂ）は対応する塗布状態における塗布量と輝度ピークとの関係を示している）。図９に示すとおり、９０４ａのように隔壁間の空隙を蛍光体ペーストで埋め尽くした状態、つまり液状蛍光体層の上面が平面となるとき、輝度ピークは最大となる。この状態より蛍光体ペーストの吐出量が少なくなった場合には、液状蛍光体層の上面は表面張力のため９０３ａのように凹状の円弧となる。さらに蛍光体ペーストの吐出量が少なくなる程に円弧の半径が小さくなり（例えば、９０２ａの状態）、映像信号も小さくなっていき、全く蛍光体ペーストがない場合（例えば、９０１ａの状態）には、映像信号は９０１ｂのように最小値となる。
【００３０】
次に図７で使用した基板に対して、輝度ピーク波形を測定した結果を図１０（ａ）に示す。この輝度ピーク波形に対して、前述と同様に目視と感度を合わせるため移動平均値で正規化したグラフを図１０（ｂ）に示す。グラフ右側の信号バラツキが大きくなっているのは、図９（ｂ）の感度曲線の影響を受けたためであり、塗布量が多い部分で感度が極めて高くなるためである。図１０（ｂ）において、１０２ｂと１０３ｂの信号の大小が入れ替わっており、１０２ｂを検出するようにしきい値を設定すると、本来検出してはならない１０３ｂを誤検出する。
【００３１】
本発明者らは、この誤検出を無くすため鋭意検討の結果、輝度ピークと液状蛍光体層凹部の曲率半径と比例することを実験により導き出し、曲率半径から液状蛍光体層高さと液状蛍光体層充填率が測定できることを想到し、本発明に到達した。
【００３２】
輝度ピークＫｄは、液状蛍光体層凹部の曲率半径Ｒに比例するため、下記式（１）が成り立つ。なお、曲率半径定数Ｃは、基板条件、光学系条件、光源強度、ペースト反射率から決定される定数であり、同一の測定系であれば一定である。
Ｋｄ＝Ｃ・Ｒ  ・・・・（１）
この式より、事前に共焦点レーザー変位計で測定し液状蛍光体層凹部の曲率半径Ｒが既知の溝の輝度ピークを測定し、その時のＫｄから曲率半径定数Ｃを求めることで、各溝の輝度ピークＫｄから曲率半径Ｒを求めることが可能である。
【００３３】
次に、曲率半径Ｒと基板条件から式（２）（数１）により液状蛍光体層高さｈｐを求めることができる。
【００３４】
【数１】
0004705417.tif 000002
【００３５】
さらに、式（３）（数２）から充填率Ｖを求めることができる。この充填率は蛍光体ペーストの吐出量と比例する。このため、例えば圧空で吐出量の制御を行っているノズル塗布法であれば、この充填率を測定することで、容易に所定の充填率に調整することが可能である。
【００３６】
【数２】
0004705417.tif 000003
【００３７】
なお、上記式（２）、（３）中の基板条件（図１１）は以下の通りである。
Ｒ：ペースト表面の曲率半径
ｗ：上部隔壁間隔
ｗ’：下部隔壁間隔
ｋ：隔壁高さ
【００３８】
このように、本発明においては、基板全体で緩やかな塗布ムラをもった基板に対しても、目視に近い感度で誤検出の少ない、精度の高い検査を行うことが可能となる。
【００３９】
なお、図１２に、本発明に係る検査装置での検査対象となるプラズマディスプレイパネル背面板の一例を示す。この例では、縦方向に延びる隔壁３０４とともに、横方向に延びる横隔壁３１３が設けられている。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の一実施態様に係るプラズマディスプレイパネルの検査装置の概略構成図である。
【図２】プラズマディスプレイパネル背面板の概略平面図である。
【図３】プラズマディスプレイパネルの部分縦断面図である。
【図４】スクリーン印刷によるプラズマディスプレイパネル背面板への蛍光体ペースト塗着の例を示す縦断面図である。
【図５】ノズル塗布によるプラズマディスプレイパネル背面板への蛍光体ペースト塗着の例を示す縦断面図である。
【図６】（ａ）は、プラズマディスプレイパネル背面板の蛍光体ペースト塗着工程直後の部分縦断面図であり、（ｂ）は、プラズマディスプレイパネル背面板の乾燥、焼成後の部分縦断面図である。
【図７】（ａ）は、共焦点レーザー変位計で液状蛍光体層の高さをプロットしたグラフであり、（ｂ）は、（ａ）のグラフを移動平均で正規化したグラフである。
【図８】撮像手段から出力される映像信号と基板との対比を示す図である。
【図９】液状蛍光体層の状態と輝度ピークとの関係を示す図である。
【図１０】（ａ）は、液状蛍光体層毎の輝度ピークをプロットしたグラフであり、（ｂ）は、（ａ）のグラフを移動平均で正規化したグラフである。
【図１１】基板条件等を示す図である。
【図１２】本発明に係る検査装置での検査対象となるプラズマディスプレイパネル背面板の一例を示す部分斜視図である。
【符号の説明】
【００４１】
１  プラズマディスプレイパネル
２  搬送手段
４  駆動制御装置
５  点灯制御装置
６  撮像手段
７  画像処理手段
８  表示装置
９  制御装置
３０１  背面ガラス基板
３０２  アドレス電極
３０３  誘電体層
３０４  隔壁
３０５  蛍光体（Ｒ色）
３０６  蛍光体（Ｇ色）
３０７  蛍光体（Ｂ色）
３０８  前面ガラス基板
３０９  表示電極
３１０  誘電体層
３１１  保護膜
３１２  プラズマ
３１３  横隔壁
４０１  スキージ
４０２  印刷スクリーン
４０３  印刷スクリーンの開口部
４０４  隔壁間
４０５  蛍光体ペースト
５０１  口金
５０２  圧力印加孔
５０３  吐出孔
５０４  隔壁間
５０５  蛍光体ペースト
６０１ａ、６０２ａ、液状蛍光体層
６０１ｂ、６０２ｂ、乾燥、焼成後の蛍光体層
【図１】
0004705417.tif 000004
【図２】
0004705417.tif 000005
【図３】
0004705417.tif 000006
【図４】
0004705417.tif 000007
【図５】
0004705417.tif 000008
【図６】
0004705417.tif 000009
【図７】
0004705417.tif 000010
【図８】
0004705417.tif 000011
【図９】
0004705417.tif 000012
【図１０】
0004705417.tif 000013
【図１１】
0004705417.tif 000014
【図１２】
0004705417.tif 000015