(57)【要約】  【課題】結晶の粒度分布から、結晶粒子散布工程における異常の有無と、かかる異常の原因と、を特定し、当該異常の原因に対応する処理を実行する。  【解決手段】  ＭｇＯ粒子の粒度分布から、スラリー散布工程における異常の有無と、その原因と、を特定し、検出された異常の内容に対応する処理を実行することが可能なＰＤＰ製造装置１を提供する。ＰＤＰ製造装置１は、散布装置２０における散布条件を制御するための散布制御部１１１と、検査装置３０の撮像する画像から、ＭｇＯ粒子の粒度分布を検出するための画像解析部１１２と、異常を検出するための異常検出部１１３と、ステージ２０５、３１０を駆動させるための駆動制御部１１４と、を有する異常検出装置１０を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に、表面にＭｇＯの結晶粒子を付着させた保護層を有するプラズマディスプレイパネルの製造方法であって、
前記結晶粒子を、保護層の表面に散布する過程と、
前記結晶粒子が散布された保護層の表面を撮像する過程と、
前記撮像された画像から、前記結晶粒子の分布状態を解析する過程と、
前記結晶粒子を散布する過程における異常を検出する過程と、を有する
ことを特徴とするプラズマディスプレイパネル製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載のプラズマディスプレイパネルの製造方法であって、
前記異常を検出する過程は、異常が検出された場合に、当該異常の原因をさらに特定し、
前記製造方法は、前記異常の原因に基づいて、対応付けられた処理を実行する過程をさらに有する
ことを特徴とするプラズマディスプレイパネル製造方法
【請求項３】
請求項２に記載のプラズマディスプレイパネルの製造方法であって、
前記対応付けられた処理を実行する過程は、
異常の検出と、当該異常の原因と、を利用者に警告する処理を実行する
ことを特徴とするプラズマディスプレイパネル製造方法。
【請求項４】
請求項２または３に記載のプラズマディスプレイパネルの製造方法であって、
前記対応付けられた処理を実行する過程は、
異常を解消するための回復動作を実行する
ことを特徴とするプラズマディスプレイパネル製造方法。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項に記載のプラズマディスプレイパネルの製造方法であって、
前記分布状態を解析する過程は、前記画像における前記結晶粒子の孤立点の数と、前記孤立点の表面被覆率と、を算出し、
前記異常を検出する過程は、前記孤立点の数と、表面被覆率と、の値から、異常の有無と、当該異常の原因と、を特定する
ことを特徴とするプラズマディスプレイパネル製造方法。
【請求項６】
請求項４または５に記載のプラズマディスプレイパネルの製造方法であって、
前記回復動作は、
前記結晶粒子を散布する過程において使用されるノズルのクリーニング処理である
ことを特徴とするプラズマディスプレイパネル製造方法。
【請求項７】
請求項４から６のいずれか一項に記載のプラズマディスプレイパネルの製造方法であって、
前記回復動作は、
前記結晶粒子を散布する過程における結晶粒子散布速度の変更処理である
ことを特徴とするプラズマディスプレイパネル製造方法。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか一項に記載のプラズマディスプレイパネルの製造方法であって、
前記保護層の表面を撮像する過程は、前記保護層の表面に７５度以上の入射角で入射する、Ｓ偏光照明光が用いられる
ことを特徴とするプラズマディスプレイパネル製造方法。
【請求項９】
請求項１または８のいずれか一項に記載のプラズマディスプレイパネルの製造方法であって、
前記保護層の表面を撮像する過程は、前記結晶粒子の最大粒径以上の焦点深度を持つ対物レンズが用いられる
ことを特徴とするプラズマディスプレイパネル製造方法。
【請求項１０】
基板上に、表面にＭｇＯの結晶粒子を付着させた保護層を有するプラズマディスプレイパネルを製造する製造装置であって、
前記結晶粒子を、保護層の表面に散布する散布手段と、
前記結晶粒子が散布された保護層の表面を撮像する撮像手段と、
前記撮像された画像から、前記結晶粒子の分布状態を解析する解析手段と、
前記結晶粒子を散布する過程における異常の有無と、当該異常の原因と、を特定する検出手段と、
前記検出手段が異常を検出した場合に、当該異常の原因に基づいて、対応付けられた処理を行う制御手段と、を備える
ことを特徴とする製造装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の製造装置であって、
前記制御手段の実行する処理は、
異常の検出と、当該異常の原因と、を利用者に警告する処理である
ことを特徴とする製造装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の製造装置であって、
表示手段をさらに備え、
前記警告する処理は、前記表示手段に、異常が検出されたことと、当該異常の原因と、を表示させる処理である
ことを特徴とする製造装置。
【請求項１３】
請求項１０から１２のいずれか一項に記載の製造装置であって、
前記制御手段の実行する処理は、
異常を解消するための回復動作を実行する処理である
ことを特徴とする製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズマディスプレイパネルの製造方法および製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
放電空間を介して対向する一対のガラス基板からなるプラズマディスプレイパネル（Ｐｌａｓｍａ  Ｄｉｓｐｌａｙ  Ｐａｎｅｌ；以下、ＰＤＰと称する）には、表示面側のガラス基板の内面に、放電ギャップを介して対向する複数の放電電極と、放電電極の一端に積層するバス電極と、が形成されている。これらの電極は誘電体層によって被覆され、当該誘電体層は、さらに保護層によってさらに被覆される。保護層は、誘電体層を保護すると共に、２次電子を放出してプラズマを安定に発生・持続させる役割を担う。そこで、保護層の材料には、高い２次電子放出係数、耐スパッタ性、可視光に対する透明性が得られる酸化マグネシウム（以下、ＭｇＯと記載する）が用いられる。
【０００３】
しかしながら、近年、ＰＤＰの高精細化やフレームレートの高速化に伴って、放電の形成時間の遅れ（形成遅延）や、複数の放電セル間での放電形成時間のばらつき（統計遅延）等による動画性能の劣化が問題となってきている。
【０００４】
このようなＰＤＰの動画性能を向上させるために、放電開始時に高エネルギー順位の発光が得られるＭｇＯの単結晶粉体を溶剤に分散させ、スプレー法によって保護層の表面上に散布する、特許文献１に示されるような技術が知られている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１０３２３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
スプレー法におけるＭｇＯの散布では、溶剤に分散させたスラリー状の結晶ＭｇＯ粉体を、基板上に均一な密度で散布する必要性があるため、特許文献１では、塗工前に事前に透明青板ガラスを用いて、塗工条件を調節している。
【０００７】
しかしながら、溶剤にはスプレー後に揮発し易いアルコール系のものが用いられるため、スラリーの濃度がタンク内で徐々に変動し、散布工程中にむらが生じてしまう可能性がある。さらに、スプレーガンと基板との相対移動速度や、塗工環境の温度、湿度、風向き等が変動することによって、付着状態に影響を及ぼしてしまう問題があった。
【０００８】
本発明では、スプレー直後に基板上の結晶ＭｇＯ粒子の分散状態を検出して、スラリー散布工程における異常の発生の有無と、かかる異常の原因と、を特定して、基板上における結晶ＭｇＯ粉体の均一な付着状態を維持することが可能な技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決すべく、本発明では、スラリーの散布条件を制御して、結晶ＭｇＯ粉体の均一な付着状態を維持することが可能な技術を提供する。
【００１０】
例えば、本発明は、基板上に、表面にＭｇＯの結晶粒子を付着させた保護層を有するプラズマディスプレイパネルの製造方法であって、前記結晶粒子を、保護層の表面に散布する過程と、前記結晶粒子が散布された保護層の表面を撮像する過程と、前記撮像された画像から、前記結晶粒子の分布状態を解析する過程と、前記結晶粒子を散布する過程における異常を検出する過程と、を有することを特徴とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態の例について、図面を参照して説明する。
【００１２】
まず、ＰＤＰ製造装置１の製造するＰＤＰ５０の基板の構成について説明する。図１は、本実施形態に係るＰＤＰ製造装置１の製造するＰＤＰ５０の内部構造を示す分解斜視図である。図面に対して上側が表示面側となる。図２は、ＰＤＰ５０の前面基板５１を背面基板５２側から見た平面図と、平面図におけるＡ−Ａ’断面に相当する前面基板５１の側面図である。図３は、ＰＤＰ５０の前面基板５１を示す斜視図であり、図面に対して下側が表示面側となる。
【００１３】
ＰＤＰ５０は、一対の基板の前面基板５１と、背面基板５２とを、内部に放電空間を形成するように対向して張り合わせてなる面放電型の装置であり、プラズマ放電による発光を利用して、表示面に画像を表示する。
【００１４】
背面基板５２は、ガラス基板５２１と、誘電体層５２２と、隔壁５２３と、から構成されている。
【００１５】
ガラス基板５２１は、例えば板状のガラス材からなり、その表示面側には、直線状に延びる複数のアドレス電極５２５が、一定の間隔で並列に形成されている。アドレス電極５２５は、例えば、ＣｕやＡｌ等を主成分とする低抵抗金属膜をフォトリソグラフ工程によって、ガラス基板５２１上に約３００μｍの間隔で形成された配線パターンであり、ここへ電圧パルスが印加される。
【００１６】
誘電体層５２２は、ガラス基板５２１と、ガラス基板５２１上に形成されたアドレス電極５２５と、を被覆して、アドレス電極５２５の損耗を防止するとともに、電荷を蓄積する。誘電体層５２２は、例えば、低融点のガラス粉末を主成分とするフリットペーストをスクリーン印刷法等によって塗布し、焼成して形成される。
【００１７】
隔壁５２３は、誘電体層５２２の表示面側における表面を被覆し、アドレス電極５２５と平行の、約１５０μｍの高さを持つストライプ状のパターンである。隔壁５２３に形成される溝内部には、蛍光体層５２４が形成されている。蛍光体層５２４は、例えば、蛍光体粉末とバインダー樹脂を含む、赤、緑、青の３原色の蛍光体ペーストを、スクリーン印刷法で周期的に各溝内部に充填し、焼成して形成することが可能である。
【００１８】
前面基板５１は、ガラス基板５１１と、誘電体層５１２と、保護層５１３と、を有する。ガラス基板５１１は、例えば、板状ガラス材からなり、放電電極５１５と、バス電極５１４とが、図２に示すように背面側の表面にフォトリソグラフ行程によってパターニングされている。
【００１９】
放電電極５１５には、例えば、透明導電膜であるＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ；インジウムスズ酸化物）が用いられ、対向する背面基板５２のアドレス電極５２５と直交し、一定間隔で直交する両方向への凸部を有する、直線状の配線パターンである。バス電極５１４は、例えば、Ｃｒ／Ｃｕ／Ｃｒの積層構造の低抵抗金属材料からなり、放電電極５１５上に約５００μｍの間隔で直線状に形成されている。
【００２０】
誘電体層５１２は、ガラス基板５１１と、ガラス基板５１１上に形成された放電電極５１５と、バス電極５１４と、を被覆する、厚さ約１０〜２０μｍの焼成ガラスペーストである。
【００２１】
保護層５１３は、例えば、電子ビーム蒸着法やスパッタ法によってＭｇＯより形成される薄膜であり、誘電体層５１２全体を被覆する。保護層５１３は、ＰＤＰ５０の内部空間内での放電によって生じるイオンの衝突から、誘電体層５１２を保護して２次電子を放出する。
【００２２】
図３に示すように、保護層５１３の背面側表面には、ＭｇＯ粒子５５１がスプレー法により散布されている。保護層５１３表面に付着したＭｇＯ粒子５５１は、低電圧で放電を発生させる２次電子放出層として機能する。また、ＭｇＯ粒子５５１は、中心粒径が１μｍ（積算５０％値）、粒度分布は０．３〜３μｍの範囲で、概ね六面体の結晶粒である。これらは、保護層５１３の表面上において、巨視的には均一な状態でランダムに散布されており、微視的には１平方ｍｍあたり６００００個程度（スラリー中のＭｇＯ粒子の重量比率から算出した理論値）が付着している。
【００２３】
ＰＤＰ５０は、以上に説明したような前面基板５１と、背面基板５２とを張り合わせ、不活性ガスを充填することによって構成される。その際、前面基板５１と、背面基板５２との間には、放電空間が生じ、その最小単位は、放電セル４００である。
【００２４】
放電セル４００は、単色の画素であり、その色は背面基板５２の蛍光体層５２４に依存する。放電セル４００の放電は、バス電極５１４と、アドレス電極５２５によって制御され、ＰＤＰ５０は、隣接する放電電極５１５の間で放電を行うことにより、各画素単位でプラズマ発光を得ることが可能である。放電セル４００の範囲の保護層５１３表面には、理論値で約９０００個程度のＭｇＯ粒子５５１が付着していると考えられる。
【００２５】
上記のようなＰＤＰ５０の前面基板５１に、ＭｇＯ粒子５５１を散布するためのＰＤＰ製造装置１について説明する。図４は、本実施形態に係るＰＤＰ製造装置１の構成を示す概略図である。
【００２６】
ＰＤＰ製造装置１は、ＰＤＰ５０の保護層５１３上に、結晶ＭｇＯ粉体を含有するスラリーを散布するための散布装置２０と、形成された結晶膜の分散状態を検出するための検査装置３０と、検出された結晶膜の分散状態から、散布装置２０で異常が発生しているか否かを判断するための、異常検出装置１０と、を備えている。
【００２７】
散布装置２０は、タンク２０１と、加圧ポンプ２０２と、レギュレータ２０３と、スプレーガン２０４と、ステージ２０５と、を有する。
【００２８】
タンク２０１には、結晶ＭｇＯ粉体を含有するスラリーが充填されている。また、タンク２０１は、内部にスラリーを撹拌するための撹拌子（図示しない）を有する。
【００２９】
スラリーは、結晶ＭｇＯ粉体として中心粒径が１μｍ（積算５０％値）程度、粒度分布が０．３〜３μｍ程度の範囲に制御された微小なＭｇＯ粒子５５１を、特定の重量比率でイソプロピルアルコール中に分散させたものである。タンク２０１の内部では、撹拌子が常時回転して、スラリー中に分散しているＭｇＯ粒子５５１の凝集と沈降を抑制し、スラリーの濃度を一定に保っている。さらに、タンク２０１は、後段の加圧ポンプ２０２、スプレーガン２０４に接続される。
【００３０】
加圧ポンプ２０２は、例えば、スクリュー、ダイヤフラム等の加圧手段を有し、輸送管を介して接続されるタンク２０１と、スプレーガン２０４との間で、スラリーを常に一定の圧力で循環させる。
【００３１】
レギュレータ２０３は、スプレーガン２０４と、異常検出装置１０と、に接続されている。レギュレータ２０３は、異常検出装置１０の散布制御部１１１からの命令を受け付けて、スプレーガン２０４に所定の流量の不活性ガス（例えば、窒素ガス）を供給する。
【００３２】
スプレーガン２０４は、タンク２０１と、加圧ポンプ２０２と、に接続されている。スプレーガン２０４は、タンク２０１から送液されるスラリーを、レギュレータ２０３より供給される不活性ガスの圧力を用いて、ノズル２０４１よりＰＤＰ５０の保護層５１３へと噴霧する。
【００３３】
ステージ２０５は、スプレーガン２０４の有するノズル２０４１の下部に配置され、スラリーの塗工に際して、所定の位置にＰＤＰ５０が搭載される。ステージ２０５は、例えば、図示しないモータ等により、異常検出装置１０の駆動制御部１１４からの指示を受け付けて、ノズル２０４１と、ＰＤＰ５０と、の距離を変更するためのＺ（上下）方向と、スプレーガン２０４のノズル位置に対応するＰＤＰ５０の基板上の座標位置を変更するためのＸ（右左）方向、Ｙ（前後）方向と、へ変位する。
【００３４】
検査装置３０は、撮像カメラ３０１と、検出系３０１０と、照明系３０２０と、ステージ３１０と、を有する。
【００３５】
撮像カメラ３０１は、対物レンズ３０５と、結像レンズ３０３と、の組合せによって拡大された前面基板５１の背面側表面である保護層５１３を、サンプリング位置で２次元撮像する。サンプリング位置は、ランダムに選択される点であるが、任意で設定することが可能であり、１つの前面基板５１に対し、複数箇所設けられるのが望ましい。
【００３６】
検出系３０１０は、結像レンズ３０３と、偏光板３０４と、対物レンズ３０５と、からなる。対物レンズ３０５の開口数は０．２８、焦点距離は２０ｍｍであり、結像レンズ３０３の焦点距離は２００ｍｍである。従って、保護層５１３の表面は、１０倍の光学倍率で拡大観察され、撮像カメラ３０１で撮像される。なお、撮像カメラ３０１の撮像領域６００は、６４０μｍ×４８０μｍ（ＸＹ平面）であり、画素寸法は、ＸＹ方向共に１μｍに相当する。偏光板３０７は、Ｐ偏光方向の散乱光成分のみを検出する。
【００３７】
照明系３０２０は、ミラー３０６と、偏光板３０７と、コリメートレンズ３０８と、照明光源３０９と、からなる。ミラー３０６は、照明光束の偏光状態を保存し、観察光軸に対する照明光束の入射角を一定の角度θ（本実施形態では８０度に設定される）に調節して、検出系３０１０へと入射させる。偏光板３０７は、照明光をＳ偏光として前面基板５１の背面側表面に照射する。コリメートレンズ３０８は、照明光源３０９から出射される光束を概ね平行光束として、前面基板５１に効率よく照射するために設けられている。照明光源３０９には、ハロゲンランプや、メタルハライドランプ、発光ダイオード等の光源を使用することができる。
【００３８】
本願の検査装置３０では、直交ニコル方式の照明・検出原理を採用しているため、検出系３０１０の偏光板３０４の偏光軸はＸ軸と平行、照明系３０２０の偏光板３０７はＹ軸と平行となるように調節されており、互いの偏光軸は直交する状態となっている。
【００３９】
本実施形態における観察対象である前面基板５１の背面側表面には、ＭｇＯより形成された薄膜である、保護層５１３が製膜されているため、その表面に照射された照明光の大半は正反射する。一方で、ＭｇＯ粒子５５１に照射された照明光は散乱し、検出系３０１０の偏光板３０４によって散乱後のＰ偏光成分のみが撮像カメラ３０１に入射する。従って、撮像領域６００内では、保護層５１３表面に付着したＭｇＯ粒子５５１のみを輝点として顕在化することが可能である。
【００４０】
なお、保護層５１３表面におけるＳ偏光成分の光の反射率Ｒｓは、保護層５１３の屈折率ｎと照射光の入射角θとを用いて、以下の式（１）によって求めることができる。
【００４１】
Ｒｓ＝（（ｃｏｓθ−ｎ ｃｏｓα）／（ｃｏｓθ＋ｎ ｃｏｓα））２  ・・・（１）
α：ｓｉｎ−１（ｓｉｎθ／ｎ）
【００４２】
ここで、本実施形態の検査装置３０では、入射角θは８０度に設定されているから、照明光の波長λを可視域の中心波長（５５０ｎｍ）とし、その時の保護層５１３の屈折率ｎを１．７とすると、反射率Ｒｓは、約６０％である。
【００４３】
照明光の入射角θを８５度まで大きくした場合、反射率Ｒｓは約７８％と、急激に増加するため、入射角θが大きい程、ＭｇＯ粒子５５１の弁別性は高くなると考えられる。よって、光学系の実装構造等を考慮すると、照明光の入射角θは、保護層５１３表面における照明光の反射率が５０％以上となる７５度以上に設定するのが適当であると考えられる。
【００４４】
また、幾何光学的には、対物レンズ３０５の焦点深度ＤＯＦは、次のような式（２）によって求めることができる。
【００４５】
ＤＯＦ＝±λ／（２×ＮＡ２）  ・・・（２）
λ：可視域の中心波長（５５０ｎｍ）
ＮＡ：対物レンズの開口数
【００４６】
ここで、本実施形態における対物レンズ３０５の開口数は０．２８であるから、焦点深度ＤＯＦは、±３．５μｍであることがわかる。
【００４７】
従って、スラリー中に含まれるＭｇＯ粒子５５１の最大粒径は、対物レンズ３０５の焦点深度ＤＯＦ（前述の場合、±３．５μｍの最大振幅である７μｍ）以下となっていることが望ましい。これにより、ＭｇＯ粒子５５１の粒径の差異に左右されずに、ほぼ同一の観察条件で、ＭｇＯ粒子５５１を観察することが可能である。
【００４８】
ステージ３１０は、図５に示すように、対物レンズ３０５の下部に配置され、撮像カメラ３０１による撮像に際して、所定の位置にＰＤＰ５０が搭載される。ステージ３１０は、図示しないモータ等により、異常検出装置１０の駆動制御部１１４からの駆動指示を受け付けて、対物レンズ３０５の焦点をＰＤＰ５０の表面に合わせるためのＺ（上下）方向と、対物レンズ３０５に対応するＰＤＰ５０の基板上の座標位置を変更するためのＸ（右左）方向、Ｙ（前後）方向と、へ変位する。また、ステージ２０５と、ステージ３１０と、を別々に設けずに、１つのステージを両装置で用いるような構成としても良い。
【００４９】
ここで、撮像カメラ３０１が実際に保護層５１３を撮像した場合の画像である撮像領域６００について説明する。図６は、前面基板５１の保護層５１３表面を任意のサンプリング位置で撮像した画像である撮像領域６００を、簡略化して示した模式図である。
【００５０】
本実施形態の撮像カメラ３０１は、例えば、観察対象を８ビットグレースケール（２５６階調の濃淡表示）で撮像する。図６に示すように、撮像カメラ３０１の撮像領域６００には、保護層５１３の表面上に付着したＭｇＯ粒子５５１ａ〜５５１ｊが、輝点として観察される。
【００５１】
輝点となるＭｇＯ粒子５５１の輝度は、例えば、最大径が１μｍ程度のＭｇＯ粒子５５１ｅ、５５１ｆでは２０〜３０階調、最大径が５μｍ程度のＭｇＯ粒子５５１ａ、５５１ｇ、５５１ｈでは、１５０〜２００階調程度の画素濃度で検出される。一方、保護層５１３の表面は０〜５階調と暗く、このような輝度差を利用して、ＭｇＯ粒子５５１を弁別することが可能である。画像を弁別するための処理に関しては、後述する。
【００５２】
図４に戻って、異常検出装置１０は、制御部１１と、記憶部１２と、表示部１３と、を有する。
【００５３】
制御部１１は、散布制御部１１１と、画像解析部１１２と、異常検出部１１３と、駆動制御部１１４と、を備えている。
【００５４】
散布制御部１１１は、レギュレータ２０３に、スプレーガン２０４への不活性ガスの供給命令示を出力して、これを制御する。
【００５５】
画像解析部１１２は、検査装置３０の撮像カメラ３０１で撮像された画像を取得して、予め定められた閾値（例えば、１０階調）で２値化し、各輝点（孤立点）を抽出する。そして、異常検出部１１３は、孤立点の数と、各孤立点の面積の合計値と、を算出し、さらに、孤立点の面積の合計値と、撮像領域６００全体の面積（６４０μｍ×４８０μｍ）と、の比率を、ＭｇＯ粒子５５１の表面被覆率として算出する。
【００５６】
異常検出部１１３は、例えば、図７に示すような、記憶部１２の相関テーブル記憶領域１２１に予め格納される相関テーブル１２１０を参照して、孤立点数と、表面被覆率と、の値から、異常の有無と、異常がある場合にはかかる異常の原因と、を特定し、例えば、利用者への警告や、ノズルのクリーニング等、異常の原因に対応する制御を実行する。
【００５７】
駆動制御部１１４は、ステージ２０５に搭載される前面基板５１のスラリー散布位置と、ステージ３１０に搭載される前面基板５１を撮像する際のサンプリング位置と、を調節するために、各ステージを駆動させる図示しないモータを制御する。さらに、駆動制御部１１４は、ステージ２０５の駆動方向と、速度とを、記憶部１２の駆動情報記憶領域１２２に格納する。
【００５８】
ステージ２０５の駆動速度は、例えば、別途センサを設けて、サンプリング位置を通過する際の速度のみをモニタリングし、サンプリング位置に対応付けて格納すれば良い。また、ステージ２０５とステージ３１０との駆動方向や速度は、予め設定されたものを用いても良いし、任意で設定することが可能な構成としても良い。
【００５９】
記憶部１２は、相関テーブル記憶領域１２１と、駆動情報記憶領域１２２と、を有する。
【００６０】
図７は、相関テーブル１２１０を示す概略図、図８は、孤立点数と表面被覆率との相関を示す相関図である。
【００６１】
相関テーブル記憶領域１２１は、相関テーブル１２１０を予め記憶する。相関テーブル１２１０は、例えば、図８に示すような相関図として表すことが可能である。
【００６２】
相関図１２１１は、画像解析部１１２が撮像領域６００から検出する孤立点数を縦軸、表面被覆率を横軸にとり、両者の相関から、２次元の座標の領域区分によって、スラリー散布工程における異常の有無と、かかる異常の原因と、を推測するためのグラフである。
【００６３】
本実施形態に係る異常検出装置１０の相関図１２１１において、異常検出のために定義される座標領域は、座標領域８００〜８０５の６つに区分されている。また、各座標領域は、それぞれスラリー散布工程における異常の原因と対応付けられている。よって、異常検出部１１３は、保護層５１３表面のサンプリング位置における撮像領域６００の孤立点数と、表面被覆率と、の値が、どの座標領域にプロットされるかによって、スラリー散布工程における異常の有無と、かかる異常の原因と、を特定することができる。
【００６４】
座標領域８００は、例えば、スラリー散布工程に異常が無く、良品と判断される孤立点数と表面皮膚率の範囲である。この領域にプロットされる撮像領域６００は、正常にスラリーの散布が実行され、異常検出部１１３によって、スラリー散布工程における異常は無かったと判断される。
【００６５】
なお、本実施形態では、座標領域８００におけるＭｇＯ粒子５５１の孤立点数は、８００〜１２００を正常値として定義しているが、良品と判断される前面基板５１の撮像領域６００（６４０μｍ×４８０μｍ）における孤立点数の理論値は、１８０００程度である。このように、実測値と理論値とに齟齬が生じる原因は、散布後のＭｇＯ粒子に若干の凝集が生じることが考えられる。また、粒径１μｍ未満のＭｇＯ粒子が、対物レンズ３０５の空間解像力の限界以下の距離内（本例では約１μｍ）に複数個存在した場合、光学像として解像できずに１個の粒子として検出してしまう可能性もある。
【００６６】
以下に説明する座標領域８０１〜８０５は、正常値を有する座標領域８００以外の領域であるため、異常検出部１１３は、以下の座標領域にプロットされる撮像領域６００について、スラリー散布工程に異常ありと判断する。
【００６７】
例えば、座標領域８０１は、正常値と比較して、孤立点数と表面被覆率とが高い。よって、異常の原因としては、例えば、ステージ２０５の駆動速度低下や、タンク２０１中溶剤が蒸発による、スラリー中のＭｇＯ粒子５５１の高濃度化である。
【００６８】
座標領域８０２は、正常値と比較して、孤立点数が低く、表面被覆率が高い。従って、異常の原因としては、例えば、タンク２０１中スラリーの、ＭｇＯ粒子の凝集である。
【００６９】
座標領域８０３は、正常値と比較すると、孤立点数、表面被覆率共に低い。このような場合の異常の原因は、例えば、タンク２０１中のスラリーに、ＭｇＯ粒子の沈降が生じていることである。
【００７０】
座標領域８０４は、正常値と比較して、孤立点数が高く、表面被覆率が低い。異常の原因としては、タンク２０１中スラリーの、ＭｇＯ粒子の粒度分布変化であり、具体的には、ＭｇＯ粒子の微小化である。
【００７１】
座標領域８０５は、座標領域８００〜８０４を除いた領域である。この領域にプロットされる値の算出された撮像領域６００について、異常検出部１１３は、スラリー散布工程においてスプレーガン２０４のノズル２０４１に目詰まりが生じていた可能性があると判断し、後述するノズル２０４１のクリーニング処理を実行する。
【００７２】
相関テーブル記憶領域１２１は、以上のような相関図１２１１の座標領域８００〜８０４についての情報を、相関テーブル１２１０として記憶している。相関テーブル１２１０は、各レコードに、孤立点数格納フィールド１２１０ａと、表面被覆率格納フィールド１２１０ｂと、異常情報格納フィールド１２１０ｃと、異常原因情報格納フィールド１２１０ｄと、制御内容格納フィールド１２１０ｅと、を有する。
【００７３】
孤立点数格納フィールド１２１０ａには、孤立点の数が、検出単位（ここでは１個）ごとに格納されている。もちろん、格納する孤立点数の単位は上記に限定されず、特定の範囲（例えば、１０ごと）であってもよい。
【００７４】
表面被覆率格納フィールド１２１０ｂには、撮像領域６００上の孤立点の面積の合計値と、撮像領域６００全体の面積（６４０μｍ×４８０μｍ）と、の比率である、ＭｇＯ粒子５５１の表面被覆率（％）が格納されている。
【００７５】
異常情報格納フィールド１２１０ｃには、撮像領域６００のスラリー散布工程が、正常なものであったか否かを判断するための、異常の有無に関する情報が格納されている。
【００７６】
異常原因情報格納フィールド１２１０ｄには、撮像領域６００のスラリー散布工程に異常があったと判断された場合に、かかる異常の原因を特定するための異常原因情報が格納されている。
【００７７】
制御内容格納フィールド１２１０ｅには、撮像領域６００のスラリー散布工程に異常があったと判断された場合に、かかる異常を解消するために、ＰＤＰ製造装置１が実行する制御内容が格納される。
【００７８】
異常を解消するためにＰＤＰ製造装置１が実行する制御内容としては、例えば、利用者が行う回復作業については、警告の実行である。これにより、利用者に異常を解消するための作業を行うように促すことが可能である。また、ＰＤＰ製造装置１が行う回復作業については、製造装置１は、実際の回復動作を実行する。
【００７９】
具体的には、スラリー中にＭｇＯ粒子５５１の沈降が異常原因として推測される場合、例えば、撹拌子の機能不全等が考えられるため、散布装置２０を利用者が点検する必要がある。また、異常原因としてスラリー中のＭｇＯ粒子５５１の凝集や微小化、濃度の上昇が考えられる場合には、利用者によるスラリーの交換が必要である。これらの回復作業は、利用者が実行するため、異常検出装置１０は、スラリーの散布工程に異常があることと、異常原因情報格納フィールド１２１０ｄに格納されるかかる異常の原因と、を利用者に知らせるための警告を実行する。
【００８０】
これに対して、異常の原因がノズルの目詰まりや、ステージの速度低下と推測された場合には、ＰＤＰ製造装置１は、実際の回復動作として、ノズル２０４１のクリーニングや、ステージ２０５の高速化をそれぞれ実行する。
【００８１】
もちろん、回復作業は、上述のものに限られず、利用者とＰＤＰ製造装置１と、のどちらが実行することとしても良い。例えば、異常原因としてＭｇＯ粒子５５１の凝集や微小化、濃度の上昇が予測される場合には、ＰＤＰ製造装置１は、警告を実行せず、スラリーの交換を自動的に行うような構成としても良い。また、ＰＤＰ製造装置１は、回復動作と、警告と、を同時に実行しても良い。
【００８２】
駆動情報記憶領域１２２には、駆動制御部１１４の制御するステージ２０５の移動方向と、速度と、を示す駆動情報が、サンプリング位置ごとに格納される。
【００８３】
表示部１３は、少なくとも警告画面等の各画像を表示するためのディスプレイ装置を備え、ディスプレイ装置は、ＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ  Ｒａｙ  Ｔｕｂｅ）、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）等から選択される。
【００８４】
ここで、異常検出装置１０のハードウェア構成について説明する。図１０は、異常検出装置１０の電気的な構成を示すブロック図である。
【００８５】
図１０に示すように、異常検出装置１０は、各装置を集中的に制御するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）１と、各種データを書換え可能に記憶するメモリ２と、各種のプログラム、プログラムの生成するデータ等を格納する外部記憶装置、ここでは、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ）３と、表示装置４と、これらを接続するバス５と、を備える。異常検出装置１０は、例えば、ＨＤＤ３に記憶されている所定のプログラムを、メモリ２に読み込み、ＣＰＵ１で実行することにより実現可能である。
【００８６】
以上のように構成される本実施形態におけるＰＤＰ製造装置１での処理について、図９に示すフローチャートを用いて説明する。図９は、本実施形態におけるＰＤＰ製造装置１の実行する処理を示すフローチャートである。
【００８７】
制御部１１は、まず、スラリーを保護層５１３の表面へ噴霧する（Ｓ１０１）。例えば、
散布制御部１１１は、散布装置２０のレギュレータ２０３に、所定の流量の不活性ガスの供給命令を出力して、図５に示すように、ステージ２０５に搭載される前面基板５１の保護層５１３へ、スラリーを散布させる。また、駆動制御部１１４は、ステージ２０５をＸＹ平面方向へ等速で移動させ、予め定められるサンプリング位置を通過する際に、駆動方向と、速度とを、記憶部１２の駆動情報記憶領域１２２に格納する。
【００８８】
次に、制御部１１は、保護層５１３表面の撮像画像を取得する（Ｓ１０２）。例えば、まず、駆動制御部１１４は、スラリー散布後の前面基板５１が搭載されるステージ３１０を、サンプリング位置が撮像カメラ３０１の撮像点に合致するように、ＸＹＺ方向に移動させる。次に、駆動制御部１１４は、画像解析部１１２に画像取得指示を出力する。画像解析部１１２は、画像取得指示を受け付けると、撮像カメラ３０１より保護層５１３表面の撮像画像を取得する。図５に示すように、サンプリング位置が複数設けられている場合には、サンプリング座標５５ａ〜５５ｅで、ステップ１０２の処理をそれぞれ繰り返す。
【００８９】
さらに、制御部１１は、撮像画像から、孤立点数と表面被覆率を算出する（Ｓ１０３）。例えば、画像解析部１１２は、ステップ１０２で取得した画像を、予め定められた閾値（本実施形態では、１０階調とする）で２値化し、２値化画像を生成する。次に、画像解析部１１２は、２値化画像から輝点（孤立点）を抽出して、孤立点の数と、孤立点の面積の合計と、を算出する。続いて、画像解析部１１２は、孤立点の面積の合計と、撮像領域６００全体の面積（６４０μｍ×４８０μｍ）と、の比率から、表面被覆率を算出し、異常検出部１１３へと出力する。
【００９０】
ここで、図５に示すように、１つの前面基板５１に対して、サンプリング位置が複数設定されている場合には、以下のステップにおいて、複数のサンプリング位置における各々の孤立点数、表面被覆率について、各平均値を用いることが可能である。もちろん、その他どのような方法によって、前面基板５１の基準となる孤立点数、表面被覆率を算出しても良い。また、全てのサンプリング位置における孤立点数、表面被覆率の各々に対して、以下のステップを実行し、最も多くプロットされた座標領域の結果を、制御に反映することも可能である。
【００９１】
次に、異常検出部１１３は、ステップ１０３において算出された孤立点数と、表面被覆率と、の値を満足するレコードが、相関テーブル１２１０にあるか否かを検出する（Ｓ１０４）。例えば、異常検出部１１３は、画像解析部１１２から孤立点数と、表面被覆率と、の値を受け付けると、相関テーブル１２１０を参照して、孤立点数格納フィールド１２１０ａに格納される孤立点数が、ステップ１０３で画像解析部１１２が算出した孤立点数と一致するレコードを抽出する。次に、異常検出部１１３は、抽出したレコードの中から、表面被覆率格納フィールド１２１０ｂにステップ１０３で算出した表面被覆率が格納されるレコードを、さらに抽出する。抽出されたレコードが１つ以上ある場合には、ステップ１０５（ＹＥＳ）へ、条件に合致するレコードが存在せず、抽出されなかった場合には、ステップ１０６（ＮＯ）へと進む。
【００９２】
異常検出部１１３は、抽出されたレコードが１つ以上存在した場合（ステップ１０４でＹＥＳ）、当該レコードの異常情報格納フィールド１２１０ｃを参照して、スラリー散布工程において異常が生じているか否かを判断する（Ｓ１０５）。異常情報が異常ありを示すものあった場合には、ステップ１０７へ進み、異常情報が異常なしを示すものでなかった場合には、処理を終了する。
【００９３】
ここで、異常検出部１１３は、ステップ１０４で複数のレコードが抽出された場合には、ステップ１０５において異常情報が異常なしを示すものであったと判断して、処理を終了する。この際、利用者に複数のレコードが抽出されたことを、警告するような構成としても良い。このような構成によって、利用者は、スラリーの散布状態に異常が生じ始めている可能性があることを、より早い段階で知ることが可能である。
【００９４】
異常検出部１１３は、条件に合致するレコードが存在しなかった場合（ステップ１０４でＮＯ）、ノズル２０４１のクリーニング処理を実行する（Ｓ１０６）。例えば、異常検出部１１３は、散布制御部１１１に、レギュレータ２０３への不活性ガスの供給命令を出力する。レギュレータ２０３は、散布制御部１１１からの不活性ガスの供給命令を受け付けると、スプレーガン２０４へ通常の散布の際よりも高い圧力で不活性ガスを供給して、ノズル２０４１をフラッシング洗浄し、処理を終了する。
【００９５】
異常検出部１１３は、異常情報が異常ありを示すものあった場合（ステップ１０５でＹＥＳ）、抽出したレコードの制御内容格納フィールド１２１０ｅを参照して、制御内容がステージ２０５の高速化であるか否かを判断する（Ｓ１０７）。制御内容がステージ２０５の高速化である場合には、ステップ１０８へ進み、ステージ２０５の高速化でない場合には、ステップ１０９へと進む。
【００９６】
異常検出部１１３は、制御内容がステージ２０５の高速化であった場合には（ステップ１０７でＹＥＳ）、サンプリング位置を通過した際のステージ２０５の速度が、予め定められた基準値よりも低いか否かを判断する（Ｓ１０８）。具体的には、異常検出部１１３は、記憶部１２の駆動情報記憶領域１２２を参照して、スラリー散布工程において、前面基板５１のサンプリング位置が、ノズル２０４１の下部を通過した場合に、ステージ２０５の駆動速度が予め設定される基準値よりも低いか否かを判断する。そして、駆動速度が基準値よりも低かった場合には（ステップ１０８でＹＥＳ）、異常検出部１１３は、駆動制御部１１４に、ステージ２０５の高速化指示（例えば、１０％程度）を出力して、ステップ１１０へと進む。ステージ２０５の駆動速度が、予め定められた基準値以上であった場合には（ステップ１０８でＮＯ）、異常検出部１１３は、スラリーに含まれるＭｇＯ粒子の濃度が上昇していると判断して、ステップ１０９へと進む。
【００９７】
駆動制御部１１４は、高速化指示を受け付けると（ステップ１０８でＹＥＳ）、ステージ２０５の移動速度を上昇させて（Ｓ１１０）、処理を終了する。また、処理を終了する前にステップ１０９へと進み、さらに警告を実行しても良い。
【００９８】
異常検出部１１３は、制御内容がステージ２０５の高速化でなかった場合（ステップ１０７でＮＯ）、および、サンプリング位置におけるステージ２０５の速度が基準値以上であった場合には（ステップ１０８でＮＯ）、スラリー散布工程における異常の有無と、かかる異常の原因と、を利用者に知らせる警告を実行する（Ｓ１０９）。例えば、異常検出部１１３は、異常の発生と、異常原因情報格納フィールド１２１０ｄに格納される異常原因情報が示す、かかる異常の原因と、を表示部１３に表示して利用者に知らせ、処理を終了する。表示部１３には、さらに異常を解消するための回復作業の内容や、手順等を表示しても良い。また、警告は、別途設けるアラーム等によって警報を鳴らし、利用者に知らせるような構成としても良い。
【００９９】
なお、ＰＤＰ製造装置１は、ステップ１０９における警告を行うと共に、異常を解消するための回復動作をさらに実行するような構成としても良い。例えば、散布装置２０は、異常原因情報格納フィールド１２１０ｄに格納される異常原因が、ＭｇＯの微小化を示すものであった場合に、自動的にタンク２０１内のスラリーの交換をさらに行うことが可能な構成としても良い。
【０１００】
また、サンプリング位置が複数設定され、同一基板上での結果が複数の座標領域にわたっている場合には、異常検出部１１３は、利用者に塗布ムラがある旨をさらに警告するようにしても良い。
【０１０１】
さらに、制御部１１は、孤立点数や表面被覆率の経時変化を、記憶部１２に記憶させて、時系列順に表示部１３に表示可能な構成としても良い。これにより、利用者は、タンク２０１内のスラリーや、散布状態の経時変化を知ることが可能である。
【０１０２】
以上のような構成により、本実施形態に係るＰＤＰ製造装置１は、ＰＤＰ５０の製造工程において、インラインでＭｇＯ５５１の粒度分布を監視して、スラリー散布工程における異常の有無と、かかる異常の原因と、を検出して、利用者への警告および回復動作を実行することが可能である。また、利用者は、早期に異常を認識することが可能であるため、歩留まりを高い水準で維持し、高品位なＰＤＰ５０を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０３】
【図１】ＰＤＰ製造装置１の製造するＰＤＰ５０の内部構造を示す分解斜視図である。
【図２】ＰＤＰ５０の前面基板５１を背面基板５２側から見た平面図と、平面図におけるＡ−Ａ’断面に相当する前面基板５１の側面図である。
【図３】ＰＤＰ５０の前面基板５１を示す斜視図である。
【図４】本実施形態に係るＰＤＰ製造装置１の構成を示す概略図である。
【図５】ＰＤＰ製造装置１の実行する、スラリー散布工程と、粒子分布検出工程と、を示す概略図である。
【図６】保護層５１３上の任意のサンプリング位置で撮像した画像である撮像領域６００を、簡略化して示した模式図である。
【図７】相関テーブル１２１０を示す概略図である。
【図８】孤立点数と表面被覆率との相関を示す相関図である。
【図９】ＰＤＰ製造装置１の実行する処理を示すフローチャートである。
【図１０】異常検出装置１０の、電気的な構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【０１０４】
１：ＰＤＰ製造装置、１０：異常検出装置、１１：制御部、１２：記憶部、１３：表示部、２０：散布装置、３０：検査装置、１１１：散布制御部、１１２：画像解析部、１１３：異常検出部、１１４：駆動制御部、１２１：相関テーブル記憶領域、１２２：駆動情報記憶領域、２０５・３１０：ステージ。
【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】
2009187795.tif 000009
【図８】
2009187795.tif 000010
【図９】
2009187795.tif 000011
【図１０】
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