(57)【要約】【課題】信頼性の高い蛍光体層の検査が可能な検査装置およびこの検査装置を用いた検査方法を提供する。【解決手段】検査装置は、紫外光照射部１５およびＣＣＤカメラ１４を備えている。紫外光照射部１５は、前面基板１１０と、この前面基板上に形成されているとともに、複数の画素領域を区画する遮光層、および各画素領域に形成された蛍光体層を含む蛍光面１６０と、を有した検査対象物１０１の蛍光面に対向して配置されるとともに、蛍光面に紫外光を照射する。ＣＣＤカメラ１４は、前面基板１１０に対して紫外光照射部１５の反対側に配置されているとともに、紫外光の照射により蛍光を放出する蛍光体層を前記遮光層を介して撮影する。【選択図】      図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基板と、この透明基板上に形成されているとともに、複数の画素領域を区画する遮光層、および前記各画素領域に形成された蛍光体層を含む蛍光面と、を有した検査対象物の前記蛍光面に対向して配置されるとともに、前記蛍光面に紫外光を照射する紫外光照射部と、
前記透明基板に対して前記紫外光照射部の反対側に配置されているとともに、前記紫外光の照射により蛍光を放出する蛍光体層を前記遮光層を介して撮影する撮影部と、
を備えていることを特徴とする検査装置。
【請求項２】
前記撮影部で撮影された蛍光体層の画像の情報を基に画像処理する画像処理部をさらに備えていることを特徴とする請求項１に記載の検査装置。
【請求項３】
前記画像処理部で画像処理された蛍光体層の情報を表示する表示部をさらに備えていることを特徴とする請求項２に記載の検査装置。
【請求項４】
透明基板と、この透明基板上に形成されているとともに、複数の画素領域を区画する遮光層、および前記各画素領域に形成された蛍光体層を含む蛍光面と、を有した検査対象物の前記蛍光面側から紫外光を照射する工程と、
前記透明基板に対して前記蛍光面と反対側から、前記紫外光の照射により蛍光を放出する蛍光体層を前記遮光層を介して撮影する工程と、
を備えていることを特徴とする検査方法。
【請求項５】
前記撮影された蛍光体層の画像の情報を基に画像処理する工程をさらに備えていることを特徴とする請求項４に記載の検査方法。
【請求項６】
前記画像処理された蛍光体層の情報を表示する工程をさらに備えていることを特徴とする請求項５に記載の検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば、ＦＥＤなどの表示パネルの前面基板に形成した蛍光面の検査装置および検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、表示装置として、電子放出素子を多数並べ、蛍光面と対向配置させた平面型表示装置の開発が進められている。薄型の表示装置としては、電界放出型の電子放出素子から放出された電子ビームにより蛍光体を発光させるフィールドエミッションディスプレイ（以下、ＦＥＤと称する）、および表面伝導型電子放出素子の電子ビームにより蛍光体を発光させる表面伝導電子放出ディスプレイ（以下、ＳＥＤと称する）が知られている。
【０００３】
例えば、ＦＥＤは、一般に、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有し、これらの基板は、矩形枠状の側壁を介して周縁部同士を互いに接合することにより真空外囲器を構成している。真空外囲器の内部は、真空度が１０−４Ｐａ程度以下の高真空に維持されている。また、背面基板および前面基板に加わる大気圧荷重を支えるために、これらの基板の間には複数の支持部材が配設されている。
【０００４】
前面基板には、赤、緑、青の複数の蛍光体層を含む蛍光面が形成されている。背面基板には、蛍光体層を励起して発光させる電子を放出する多数の電子放出素子が設けられている。例えば、電子放出素子および蛍光体層はそれぞれ一対一で対応して設けられ、画素を構成している。また、背面基板には多数の走査線および信号線がマトリクス状に形成され、各電子放出素子に接続されている。
【０００５】
蛍光面にはアノード電圧が印加され、電子放出素子から出た電子ビームがアノード電圧により加速されて蛍光面に衝突することにより、蛍光体層が発光し映像が表示される。このようなＦＥＤでは、前面基板と背面基板との隙間を数ｍｍ以下に設定することができ、現在のテレビやコンピュータのディスプレイとして使用されている陰極線管（ＣＲＴ）と比較して、軽量化、薄型化を達成することができる。
【０００６】
蛍光面形成工程では最初に遮光層を形成し、遮光層パターンの検査後に、蛍光層を印刷等により遮光層上に形成する。この際、蛍光層のパターンが抜けたり、蛍光層の有効範囲内にピンホールが生じたり、エッジ形状が許容範囲を超えていびつになる等の画素欠陥が生じる場合がある。このため、蛍光層の画素欠陥の有無を検査する必要がある。
【０００７】
ディスプレイパネルのブラックマトリクスや蛍光体のように規則的に配列されたパターンの画素欠陥を全面検出する方式として、ラインセンサを用いた画像入力装置から得られた画像をもとに、画像処理装置を用い隣接する画素の形状を比較する隣接比較方式で検査する手法が一般的に用いられている。
【０００８】
蛍光体はそれ自体は無色透明のものが多く、可視光照明では蛍光体の欠点を認識できない場合が多い。このような蛍光体層の検査装置として、例えば、ガラス基板上に設けられた蛍光体層と対向しているとともに、この蛍光体層に紫外光を照射する紫外光照射部と、同じく蛍光体層と対向しているとともに、紫外光が照射されたことにより蛍光を放出する蛍光体層を撮影するカメラと、を備えた検査装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００１−２２１７１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、上記した従来の検査装置には、以下の点で問題がある。  
蛍光体層は印刷等により遮光層の上に形成されるが、この際に蛍光体層の各画素のエッジ形状がいびつになる場合がある。  
このようないびつな形状の蛍光体層の画素欠点を検査するのに、上記の検査装置では、カメラは蛍光体層と対向して設けられているため、いびつな蛍光体層のエッジの形状がそのまま撮影される。この場合、いびつなエッジ形状を有する蛍光体層を検査することになり、一般的に用いられている隣接比較方式では欠陥の画素（蛍光体層）と判断される確率が高くなる。このため、遮光層を介して見た場合に、正常な画素（蛍光体層）であるにもかかわらず、あたかも欠陥の画素と判断されてしまうことが生じ、欠陥検査の信頼性を著しく低下させる事になる。  
この発明は以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、信頼性の高い蛍光体層の検査が可能な検査装置およびこの検査装置を用いた検査方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するため、本発明の態様に係る検査装置は、透明基板と、この透明基板上に形成されているとともに、複数の画素領域を区画する遮光層、および前記各画素領域に形成された蛍光体層を含む蛍光面と、を有した検査対象物の前記蛍光面に対向して配置されるとともに、前記蛍光面に紫外光を照射する紫外光照射部と、前記透明基板に対して前記紫外光照射部の反対側に配置されているとともに、前記紫外光の照射により蛍光を放出する蛍光体層を前記遮光層を介して撮影する撮影部と、を備えていることを特徴としている。
【００１１】
また、本発明の他の態様に係る検査方法は、透明基板と、この透明基板上に形成されているとともに、複数の画素領域を区画する遮光層、および前記各画素領域に形成された蛍光体層を含む蛍光面と、を有した検査対象物の前記蛍光面側から紫外光を照射する工程と、前記透明基板に対して前記蛍光面と反対側から、前記紫外光の照射により蛍光を放出する蛍光体層を前記遮光層を介して撮影する工程と、を備えていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１２】
この発明によれば、信頼性の高い蛍光体層の検査が可能な検査装置およびこの検査装置を用いた検査方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照しながらこの発明の実施の形態に係るＦＥＤの蛍光体層の検査装置およびこの検査装置を用いた検査方法について詳細に説明する。始めに、この検査装置によって検査される蛍光体層についてＦＥＤの構成と併せて説明する。
【００１４】
図１ないし図４に示すように、ＦＥＤは、それぞれ矩形状の透明基板として、前面基板１１０、および背面基板１２０を備え、これらの基板は所定の間隔を置いて対向配置されている。背面基板１２０は前面基板１１０よりも大きな寸法に形成されている。そして、前面基板１１０および背面基板１２０は、矩形枠状の側壁１８０を介して周縁部同士が接合され、内部が高真空に維持された偏平な矩形状の真空外囲器１００を構成している。
【００１５】
真空外囲器１００の内部には、前面基板１１０および背面基板１２０に加わる大気圧荷重を支えるため、複数の板状のスペーサ１４０が設けられている。これらのスペーサ１４０は、真空外囲器１００の一辺と平行な方向にそれぞれ延在しているとともに、前記一辺と直交する方向に沿って所定の間隔を置いて配置されている。なお、スペーサ１４０は板状に限らず、柱状のものを用いてもよい。
【００１６】
前面基板１１０の内面には蛍光面１６０が形成されている。この蛍光面１６０は、赤、緑、青の蛍光体層Ｒ、Ｇ、Ｂ、およびこれらの蛍光体層間に位置した遮光層２００を並べて構成されている。より詳しくは、図５に示すように、遮光層２００は、前面基板１１０内面の画像表示領域を複数の画素領域に区画するようマトリクス状に形成されている。遮光層２００を形成する際、フォトリソグラフィ法等の精度の高い製造方法を用いて形成する。複数の蛍光体層Ｒ、Ｇ、Ｂは、各画素領域に形成されている。
【００１７】
蛍光体層Ｒ、Ｇ、Ｂは、蛍光体材料を遮光層２００に重ねて印刷することにより形成され、その周縁部は、遮光層２００に部分的に重なっている。また、蛍光面１６０上には、たとえばアルミニウムからなるメタルバック層１７０およびバリウムからなるゲッター膜２７０が順に重なって形成されている。ここで、図５に示した蛍光体層Ｒは、エッジがギザギザであり、いびつな形状の状態を示したものである。
【００１８】
背面基板１２０の内面上には、蛍光面１６０の蛍光体層Ｒ、Ｇ、Ｂを励起する電子放出源として、それぞれ電子ビームを放出する多数の電子放出素子２２０が設けられている。これらの電子放出素子２２０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。
【００１９】
詳細に述べると、背面基板１２０の内面上には、導電性カソード層２４０が形成され、この導電性カソード層上には多数のキャビティ２５０を有した二酸化シリコン膜２６０が形成されている。二酸化シリコン膜２６０上には、モリブデンやニオブ等からなるゲート電極２８０が形成されている。
【００２０】
そして、背面基板１２０の内面上において各キャビティ２５０内にはモリブデンなどからなるコーン状の電子放出素子２２０が設けられている。導電性カソード層とゲート電極は、それぞれ直交する方向にストライプ状に形成されており、背面基板１２０の周縁部には、これら導電性カソード層およびゲート電極に電位を供給する多数本の走査線２３０ａおよび信号線２３０ｂが形成されている。また、背面基板１２０には、一対の電極３００が装着されている。
【００２１】
前記のように構成されたＦＥＤにおいて、映像信号は、単純マトリックス方式に形成された電子放出素子２２０とゲート電極２８０に入力される。電子放出素子２２０を基準とした場合、最も輝度の高い状態の時、＋１００Ｖのゲート電圧が印加される。また、蛍光面１６０には＋１０ｋＶが印加される。これにより、電子放出素子２２０から電子ビームが放出される。電子放出素子２２０から放出される電子ビームの大きさは、ゲート電極２８０の電圧によって変調され、この電子ビームが蛍光面１６０の蛍光体層Ｒ、Ｇ、Ｂを励起して発光させることにより画像を表示する。
【００２２】
このように蛍光面１６０には高電圧が印加されるため、前面基板１１０、背面基板１２０、側壁１８０、およびスペーサ１４０用のガラスには、高歪点ガラスが使用されている。背面基板１２０と側壁１８０との間は、低融点ガラス１９０によって封着されている。また、前面基板１１０と側壁１８０との間は、導電性を有する低融点封着材としてインジウム（Ｉｎ）を含んだ封着層２１０によって封着されている。
【００２３】
次に、上記ＦＥＤを構成する蛍光体層Ｒ、Ｇ、Ｂの検査装置について詳細に説明する。
【００２４】
図６および図７に示すように、蛍光体層Ｒ、Ｇ、Ｂを検査する検査装置１は、検査対象物１０１を収納する検査室１０を備えている。ここで、検査対象物１０１は、前面基板１１０およびこの前面基板上に形成された蛍光面１６０を有している。検査室１０内には、図示しない移動機構により上下方向に移動可能な第１ステージ１１と、この第１ステージの下方に離間して対向配置された第２ステージ１２が設けられている。検査対象物１０１は、蛍光面１６０を下向きにして、第１ステージ１１、第２ステージ１２間に配置され、支持部材１３によって支持されている。
【００２５】
第１ステージ１１には、撮影部としてのＣＣＤカメラ１４が設けられている。第１ステージ１１は移動手段として機能し、ＣＣＤカメラ１４を、この第１ステージに沿って水平方向に移動させることができる。第２ステージ１２には、紫外光照射部１５が設けられている。第２ステージ１２は、移動手段として機能し、紫外光照射部１５を、この第２ステージに沿って水平方向に移動させることができる。第２ステージ１２は、紫外光照射部１５をＣＣＤカメラ１４に追従させ、常にＣＣＤカメラと対向するように移動させることができる。なお、ＣＣＤカメラ１４は、前面基板１１０に対して紫外光照射部１５の反対側に配置されている。
【００２６】
紫外光照射部１５は、蛍光面１６０の任意の領域に紫外光を照射することができる。ＣＣＤカメラ１４は、紫外光が照射されることにより蛍光を放出する蛍光体層Ｒ、Ｇ、Ｂを遮光層２００を介して撮影することができる。ここでいう蛍光とは、紫外光の照射によって蛍光体層Ｒ、Ｇ、Ｂが励起され、それが基底状態に遷移する際に生じる光であり、その光とは可視光である。
【００２７】
また、検査装置１は、制御部２０、表示部としてのモニタ３０、および画像処理部４０を有している。制御部２０は、第１配線１６を介してＣＣＤカメラ１４に接続されているとともに、第２配線１７を介して紫外光照射部１５に接続されている。画像処理部４０は、制御部２０およびモニタ３０に接続されているとともに、第１配線１６を介してＣＣＤカメラ１４に接続されている。
【００２８】
制御部２０は、ＣＣＤカメラ１４および紫外光照射部１５に駆動信号を伝送し、これらＣＣＤカメラおよび紫外光照射部を稼動させる。画像処理部４０は制御部２０から伝送される駆動信号によって稼動し、ＣＣＤカメラ１４によって撮影された蛍光体層Ｒ、Ｇ、Ｂの画像の情報を基に画像処理および格納する。また、画像処理部４０は画像処理した蛍光体層Ｒ、Ｇ、Ｂの情報をモニタ３０に伝送する。これにより、モニタ３０は、ＣＣＤカメラ１４によって撮影された蛍光体層Ｒ、Ｇ、Ｂの情報を表示画面３１に表示する。ここで、蛍光体層Ｒ、Ｇ、Ｂの情報とは、画素（蛍光体層）の欠陥の有無の情報の他、蛍光体層の画像等である。また、本実施の形態において、検査装置１は画素（蛍光体層Ｒ、Ｇ、Ｂ）の欠陥の有無を自動で検出するように構成されている。
【００２９】
次に、上記のように構成された検査装置１を用いて蛍光体層Ｒ、Ｇ、Ｂを検査する方法について詳述する。  
まず、上述した検査対象物１０１を用意し、検査室１０内に搬入する。検査室１０内に搬入された検査対象物１０１は、蛍光面１６０が紫外光照射部１５に対向するように支持部材１３によって支持される。その後、ＣＣＤカメラ１４を前面基板１１０に対向して配置する。
【００３０】
続いて、制御部２０から紫外光照射部１５に駆動信号が伝送され、この紫外光照射部は蛍光面１６０に紫外光を照射する。紫外光が照射された蛍光面１６０の蛍光体層Ｒ、Ｇ、Ｂは、蛍光を放出する。この際、制御部２０からＣＣＤカメラ１４に駆動信号が伝送され、このＣＣＤカメラにより、蛍光を放出する蛍光体層Ｒ、Ｇ、Ｂを撮影する。撮影した蛍光体層Ｒ、Ｇ、Ｂの画像の情報は、画像処理部４０に伝送される。画像処理部４０は撮影された蛍光体層Ｒ、Ｇ、Ｂの画像の情報を基に画像処理および格納する。モニタ３０は、画像処理された蛍光体層Ｒ、Ｇ、Ｂの情報を表示画面３１に表示する。本実施の形態において、ＣＣＤカメラ１４は全ての蛍光体層Ｒ、Ｇ、Ｂを撮影し、画像処理部４０は撮影された全ての蛍光体層の画像の情報を基に画像処理する。このため、表示画面３１には全画素（蛍光体層Ｒ、Ｇ、Ｂ）の欠陥の有無の情報が表示される。
【００３１】
オペレータは、表示画面３１に表示された画素（蛍光体層Ｒ、Ｇ、Ｂ）の欠陥の有無の情報から、蛍光体層の欠陥の有無を判断することができる。その他、表示画面３１に蛍光体層Ｒ、Ｇ、Ｂの画像を表示させ、目視することにより、蛍光体層の形状を検査することもできる。すなわち、表示画面３１に表示される蛍光体層Ｒ、Ｇ、Ｂが正規の形状およびパターンで配列されているか検査することができる。これにより、画素（蛍光体層Ｒ、Ｇ、Ｂ）の欠陥の有無を判断することができる。
【００３２】
特に、本実施の形態では、前面基板１１０側から遮光層２００を介して蛍光体層Ｒ、Ｇ、Ｂを撮影するため、実際の表示画素を検査でき、従来のように蛍光面１６０側から撮影した場合と比較して、不良と判断される製品の個数を低減でき、製品歩留まりを高めることができる。なお、画素（蛍光体層Ｒ、Ｇ、Ｂ）の欠陥の有無を検査する際は、隣接比較方式、あるいはパターンマッチング方式を用いて自動で行う。
【００３３】
ここで、隣接比較方式とは、隣接する蛍光体層Ｒ、Ｇ、Ｂの形状を比較することにより検査する手法である。パターンマッチング方式とは、基準となるパターン形状に合っているか比較することにより検査する手法である。  
検査の結果、画素に欠陥の有る場合は破棄される。
【００３４】
以上のように構成された、検査装置およびこの検査装置を用いた検査方法によれば、紫外光照射部１５は、検査対象物の蛍光面１６０に対向して配置され、ＣＣＤカメラ１４は、前面基板１１０に対して紫外光照射部１５の反対側に配置されている。ＣＣＤカメラ１４を用いて遮光層２００越しに蛍光体層Ｒ、Ｇ、Ｂを撮影することで、遮光層によって区画された蛍光体層の輪郭が正規の形状であるか検査することができる。
【００３５】
蛍光体層Ｒ、Ｇ、Ｂを印刷により形成すると、蛍光体層のエッジ（遮光層と重なった蛍光体層）の形状がいびつになる場合もあるが、ＣＣＤカメラ１４は、遮光層２００の開口した画素領域に位置した蛍光体層Ｒ、Ｇ、Ｂのみを撮影する。すなわち、ＣＣＤカメラ１４は、前面基板１１０を通して見える実際の蛍光体層Ｒ、Ｇ、Ｂの撮影が可能である。
【００３６】
遮光層２００は高い精度で形成され、且つ、遮光層形成後に遮光層の画素欠陥の有無の検査をして遮光層が良好であることを確認している。また、遮光層２００の各画素領域が同一形状であれば、蛍光体層Ｒ、Ｇ、Ｂ検査での画素周縁部形状は隣接する画素どうし、許容範囲内の整った同一形状となる。これにより、本来検出すべき欠陥である、蛍光体層Ｒ、Ｇ、Ｂの抜け・ピンホールまたは許容範囲を超えていびつな形状の蛍光体層のみを検出する事が可能となる。
【００３７】
遮光層２００に重なる蛍光体層Ｒ、Ｇ、Ｂのエッジの形状がいびつであった場合でも、無条件に不良の画素（蛍光体層）と判断するのではなく、表示画面３１に表示され、実際に見える蛍光体層の画像が正常であれば、良好な画素（蛍光体層）であると判断できる。
【００３８】
また、蛍光体層Ｒ、Ｇ、Ｂの一部が抜けて形成された場合等は、蛍光体層の画像が一部かけて表示画面３１に表示されるため、不良の画素（蛍光体層）であると判断できる。このため、蛍光体層Ｒ、Ｇ、Ｂのエッジの形状に左右されること無く、製品としての画素（蛍光体層）の欠陥の有無を正確に判断することができる。
【００３９】
検査装置１は画像処理部４０を有しているため、画素（蛍光体層Ｒ、Ｇ、Ｂ）の欠陥の有無を自動で検査することが可能である。検査装置１は表示部３０を有しているため、画素（蛍光体層Ｒ、Ｇ、Ｂ）の欠陥の有無を判断することができる。
【００４０】
前面基板１１０および背面基板１２０を貼り合わせる前に検査装置１を用いて蛍光面１６０を検査するため、不良が発生した場合、不良の画素を有した検査対象物１０１（前面基板）のみを破棄すれば良い。  
上記したことから、信頼性の高い蛍光体層の検査が可能な検査装置およびこの検査装置を用いた検査方法を得ることができる。
【００４１】
以下、本発明の効果をより詳しく説明するため、上述した実施の形態の検査装置と異なる検査装置を用いて蛍光面１６０を検査する場合について考察する。  
他の検査装置としては、検査対象物１０１を収納可能な検査室と、この検査室内部を真空排気する真空ポンプと、収納された検査対象物の蛍光面と対向しているとともに、この蛍光面に電子ビームを放出する電子銃と、前面基板１１０に対して電子銃の反対側に配置されているとともに、蛍光を放出する蛍光体層Ｒ、Ｇ、Ｂを撮影するＣＣＤカメラと、で構成されている。  
上記の検査装置は、高価な電子銃を複数並べて構成されている。また、この検査装置は、検査室および真空ポンプも必要不可欠である。このため、装置構成が大掛かりになる。すなわち、装置構成が高価となり、ひいては製品価格の高騰につながることになる。
【００４２】
なお、この発明は、上述した実施の形態に限定されることなく、この発明の範囲内で種々変形可能である。例えば、紫外光照射部１５は、検査対象物の蛍光面１６０と対向した全領域に設けた構成としても良い。  
また、この発明は、ＦＥＤに限定されることなく、ＳＥＤやＰＤＰ等、他の表示装置の蛍光体層の検査装置および検査方法にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】この発明の実施の形態に係るＦＥＤ全体を示す斜視図。
【図２】図１に示した線Ａ１−Ａ１に沿った断面図。
【図３】図２に示した前面基板を拡大して示した図。
【図４】図３に示した線Ａ２−Ａ２に沿った蛍光面の平面図。
【図５】図３に示した線Ａ３−Ａ３に沿った蛍光面の平面図。
【図６】上記ＦＥＤの蛍光面の検査に用いる検査装置を示す断面図。
【図７】図６に示した検査装置を用いた検査工程を示した概略図。
【符号の説明】
【００４４】
１…検査装置、１０…検査室、１３…支持部材、１４…ＣＣＤカメラ、１５…紫外光照射部、２０…制御部、３０…モニタ、４０…画像処理部、１００…真空外囲器、１０１…検査対象物、１１０…前面基板、１２０…背面基板、１６０…蛍光面、２００…遮光層、Ｒ，Ｇ，Ｂ…蛍光体層。
【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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