(57)【要約】【課題】プラズマディスプレイパネルの背面基板における種々の隔壁パターンの形状欠陥を、高速で確実に検査する。【解決手段】基板上に、光透過率が異なる複数の層からなり最上部の層の光透過率が他の層の光透過率よりも小さい隔壁を形成する隔壁形成工程と、前記隔壁が形成された基板であるプラズマディスプレイ用基板を検査する検査工程とを有し、前記検査工程において、照明手段により前記プラズマディスプレイ用基板１２の裏面から光を照射し、光軸方向がプラズマディスプレイ用基板１２に対して垂直になるようにプラズマディスプレイ用基板１２の表面側に配置された撮像手段（ラインセンサ１４）により撮像し、撮像した画像を画像処理装置１５により計算処理し、前記隔壁の最上部の層を透過する光による信号が判断できるか否かで前記隔壁の形状を良否判定する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に、光透過率が異なる複数の層からなり最上部の層の光透過率が他の層の光透過率よりも小さい隔壁を形成する隔壁形成工程と、前記隔壁が形成された基板であるプラズマディスプレイ用基板を検査する検査工程とを有し、前記検査工程において、照明手段により前記プラズマディスプレイ用基板の裏面から光を照射し、光軸方向が前記プラズマディスプレイ用基板に対して垂直になるように前記プラズマディスプレイ用基板の表面側に配置された撮像手段により撮像し、撮像した画像を画像処理装置により計算処理し、前記隔壁の最上部の層を透過する光による信号が判断できるか否かで前記隔壁の形状を良否判定することを特徴とするプラズマディスプレイパネルの製造方法。
【請求項２】
隔壁を構成する複数の層のうち、最上部の層の光透過率が３０％以下であり、他の層の光透過率が７０％以上であることを特徴とする請求項１に記載のプラズマディスプレイパネルの製造方法。
【請求項３】
隔壁の最上部の層の厚みが、隔壁の上部に欠陥が生じたときに表示不良となるときの前記欠陥の最小の厚みと同等であることを特徴とする請求項１に記載のプラズマディスプレイパネルの製造方法。
【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に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、表示デバイスには高品質表示や薄型・大画面などの更なる高性能化が要求されるようになってきている。代表的な表示デバイスとしては、ＣＲＴディスプレイ、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）、フィールドエミッションディスプレイ（ＦＥＤ）などが挙げられる。中でも、ＰＤＰは自発光型で美しい画像表示ができ、大画面化が容易などの理由により、視認性に優れた薄型表示デバイスとして注目されている。
【０００３】
プラズマディスプレイ装置に用いられるＰＤＰは、大別して、駆動的にはＡＣ型とＤＣ型があり、放電形式では面放電型と対向放電型の２種類があるが、高精細化、大画面化および製造の簡便性から、現状では、プラズマディスプレイ装置の主流は、３電極構造の面放電型のものである。この面放電型のプラズマディスプレイパネル構造について図面を参照にしながら説明する。
【０００４】
図１に示すように、ＰＤＰは、ガラス製の前面基板１と背面基板２とを、その間に放電空間を形成するように対向配置することにより構成されている。前面基板１上には表示電極を構成する走査電極３と維持電極４とが互いに平行に対をなして複数形成されている。そして、走査電極３および維持電極４を覆うように誘電体層５が形成され、誘電体層５上には保護層６が形成されている。
【０００５】
また、背面基板２上には下地誘電体層７で覆われた複数のデータ電極８が設けられ、その下地誘電体層７上には井桁状の隔壁９が設けられている。また、下地誘電体層７の表面および隔壁９の側面を被覆するように赤色、緑色、青色に発光する蛍光体層１０が設けられている。そして、走査電極３および維持電極４とデータ電極８とが交差するように前面基板１と背面基板２とが対向配置されており、その間に形成される放電空間には、放電ガスとして、例えばネオンとキセノンの混合ガスが封入されている。走査電極３および維持電極４とデータ電極８とが交差する部分には単位発光領域となるセルが形成される。
【０００６】
ＰＤＰの製造方法のうち、走査電極３と維持電極４やデータ電極８などの電極の形成方法としては、真空蒸着法、スパッタリング法、メッキ法、スクリーン印刷法、コーティング法、フィルムラミネート法などによってガラス基板上に電極材料の膜を形成し、これをフォトリソグラフィー法によってパターニングする方法と、スクリーン印刷あるいはオフセット印刷によりパターニングする方法とがある。
【０００７】
また隔壁９の形成方法としてはコーティング法やスクリーン印刷法などにより、ガラス基板上に厚膜を形成し、これをリソグラフィー法によりサンドブラストに耐性がある隔壁パターンをフォトレジストで形成した後に、前記フォトレジストをマスクとして不要部分を削り取るサンドブラスト法、あるいはガラス基板上に感光性ペーストをコーティング法により成膜後にフォトリソグラフィーにより直接パターニングする方法、あるいは隔壁パターンをマスク化したスクリーン印刷を複数回繰り返し、乾燥させるスクリーン印刷法などがある。隔壁パターンには、ストレートリブ構造、ワッフルリブ構造、段違い井桁構造、ミアンダリブ構造などがあり、様々なパターンが知られている。
【０００８】
蛍光体層１０の形成方法としてはディスペンサーによる塗布法や、スクリーン印刷法により隔壁９の間に赤、緑、青各色の蛍光体ペーストを選択的に充填する方法などがあり、通常ペースト塗布後に乾燥工程、焼成工程を経て完成する。
【０００９】
このようなＰＤＰの背面基板形成工程において、隔壁９の形状に欠けや断線などの異常が生じた場合には、蛍光体層１０の形成時に、隣接するセルに所定の色以外の蛍光体材料が混入してしまい、表示させたい色を表現できないといった不良要因になる。または、所望する蛍光体の形状と異なる塗布状態になることが予想され、セルの不灯やムラの原因となることが考えられる。さらには、壁電荷を蓄えるための走査電極３とデータ電極８の間の書き込み放電で、隔壁９の欠けなどの欠陥により、セル間で電荷の移動が簡単に起こるため、選択したセルに電荷を貯めて放電させるということができず、表示したい画像を映し出すことが困難になる。
【００１０】
従来プラズマディスプレイの隔壁パターンの形状検査は、撮像手段により撮像された画像に画像処理をかけることによって、欠陥および欠陥位置を把握する外観検査が行われることがあり、画像処理には、デザインルールチェック法や隣接パターン比較法により自動化されている。しかし、頂上部の欠けなどを、高速かつ確実に検査できる装置は存在しないため、人間による目視検査が行われることが多い。
【００１１】
また、隔壁の頂上部分における欠けなどの形状欠陥の自動検査技術については、平行線上に複数配列で形成された隔壁を撮像する際に、撮像手段の光軸方向と、隔壁を形成した基板の法線とがなす角度が、隔壁内側の距離と、隔壁の高さおよび、形状欠陥の許容限度寸法で決められる角度θとなるように撮像手段を配置することで、照射手段により基板裏面から光を照射したときに、角度θで配置した複数の撮像手段が、基板を透過する光を観察できるか否かで、隔壁の形状欠陥を判断する検査装置が開示されている（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１０−２８３９３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、従来の人間による目視検査では、形状欠陥の見逃しや、判定のバラツキがあるため欠陥の良否判定の精度は低い。また、大きなサイズのプラズマディスプレイパネルの背面基板を目視検査するには、膨大な時間がかかり、作業者に大きな負担となる。また、特許文献１に記載された方法では、隔壁の高さやセルのサイズが変化するたびに角度θを調整する必要がある。また、隔壁パターンの形状において、ストレートリブ構造にのみ有効な手段であり、ワッフルリブ構造や、ミアンダリブ構造など複雑な形状に対しては、撮像手段を多角方向に複数配置する必要があり、設置する精度が求められることや、複数台の撮像手段が必要となるための検査装置のコストが増大すると考えられ、実用面では難がある。
【００１３】
そこで、本発明は、プラズマディスプレイパネルの背面基板における種々の隔壁パターンの形状欠陥を、高速で確実に検査することが可能な検査工程を有するプラズマディスプレイパネルの製造方法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】
【００１４】
上記の目的を達成するために、本発明のプラズマディスプレイパネルの製造方法は、基板上に、光透過率が異なる複数の層からなり最上部の層の光透過率が他の層の光透過率よりも小さい隔壁を形成する隔壁形成工程と、前記隔壁が形成された基板であるプラズマディスプレイ用基板を検査する検査工程とを有し、前記検査工程において、照明手段により前記プラズマディスプレイ用基板の裏面から光を照射し、光軸方向が前記プラズマディスプレイ用基板に対して垂直になるように前記プラズマディスプレイ用基板の表面側に配置された撮像手段により撮像し、撮像した画像を画像処理装置により計算処理し、前記隔壁の最上部の層を透過する光による信号が判断できるか否かで前記隔壁の形状を良否判定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、種々の隔壁パターンの形状欠陥を高速かつ確実に検査することが可能となる。また、撮像手段が垂直方向に１台のみの配置で構成できるため、低コストで検査装置を構成することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１７】
本実施の形態で対象とするプラズマディスプレイパネルの前面基板側の構成は、図１を用いて説明した前面基板１側の構成、すなわち前面基板１上に走査電極３、維持電極４、誘電体層５および保護層６が形成された構成と同じである。背面基板側の構成について、その主要構成を示す部分的な断面図を図２に示す。図２に示すように、背面基板２には、データ電極８が形成され、それを覆うように下地誘電体層７が形成され、さらにそれぞれの放電空間を仕切る隔壁１１が下地誘電体層７上に形成されている。
【００１８】
隔壁１１は光透過率が異なる複数の層からなり、図２では隔壁１１が下層隔壁１１ａと上層隔壁１１ｂとから構成された例を示している。ここで、隔壁１１は、上層隔壁１１ｂの光透過率が、下層隔壁１１ａの光透過率よりも低くなるように形成される。例えば上層隔壁１１ｂの光透過率が３０％以下（０〜３０％）、下層隔壁の光透過率が７０％以上（７０〜１００％）となるように隔壁１１を形成する。通常、隔壁形成後には、各セルにＲ、Ｇ、Ｂ各色に発光する蛍光体を塗布し、蛍光体層１０を形成するが、蛍光体を塗布する前に隔壁１１の状態を検査する。次に、隔壁の状態を検査する方法について説明する。
【００１９】
図３に、本実施の形態で使用する検査装置の概略図を示す。検査対象のプラズマディスプレイ用基板１２は、背面基板２上にデータ電極８、下地誘電体層７および隔壁１１を形成した基板である。図３に示すように、プラズマディスプレイ用基板１２は、ガイドローラー１３などで構成される搬送系に設置される。その後、メタルハライドランプ（光源）１６からの光を、光ファイバなどを通してレンズ１７で平行光にし、プラズマディスプレイ用基板１２の裏面に照射する。照射された光は、プラズマディスプレイ用基板１２の背面基板２に対して光軸が垂直に配置された１台のラインセンサ（撮像手段）１４で撮像され、撮像で得られた信号は画像処理装置１５に送られる。
【００２０】
ここで、通常データ電極８の光透過率は低いため、データ電極８が形成された部分では照射した光が遮断され、ラインセンサ１４では暗く認識される。また、隔壁１１が形成された部分では、下層隔壁１１ａは光透過率が高いため光は透過するが、上層隔壁１１ｂは光透過率が低いために、照射した光は遮断され、ラインセンサ１４では暗く認識されることとなる。一方で、隔壁１１およびデータ電極８を形成していない部分では、照射した光は透過することとなり、ラインセンサ１４では明るく認識される。このような明暗の差をラインセンサ１４で撮像し、得られた信号を画像処理装置１５に送り、画像処理することで、隔壁１１のパターン形状が認識される。ここで、もし隔壁１１の上層に欠けがある場合や、上層隔壁１１ｂと下層隔壁１１ａが完全に抜けてしまっている断線のような欠陥が存在する場合、光透過率の低い上層隔壁１１ｂが存在しないため、光が透過することになり、ラインセンサ１４では隔壁パターンの欠陥部が部分的に明るく認識されることになる。これにより隔壁１１の欠陥の有無を判別できることとなる。
【００２１】
次に、本発明の実施の形態における実施例について説明する。まず、プラズマディスプレイパネルの背面基板２上に下地誘電体層７が形成された後の、隔壁１１の製造方法について説明する。隔壁１１は下地誘電体層７の上に、放電空間を区切る目的で種々の隔壁パターンが形成されるが、ここではミアンダリブ構造のパターンとした。
【００２２】
隔壁１１の材料として低融点ガラス材料を使用し、ダイコーターにより、下層隔壁１１ａを形成するための材料（下層隔壁材料）を膜厚が３００μｍとなるように塗布することで塗布膜を形成した後、乾燥炉で塗布膜を乾燥させる。その後、乾燥した塗布膜上に上層隔壁１１ｂとなる材料（上層隔壁材料）を塗布する。上層隔壁材料は、下層隔壁材料と同様に、低融点ガラス材料を使用するが、顔料としてＺｎＯ（酸化亜鉛）材料を混入し調整することで、隔壁１１を形成したとき下層隔壁１１ａよりも上層隔壁１１ｂの透過率が低くなるようにした。このような上層隔壁材料をダイコーターにより膜厚が５０μｍになるように塗布し、その後、乾燥炉で乾燥させた。
【００２３】
以上のように形成した２層の乾燥膜を同時に焼成することで、隔壁１１のベースとなる隔壁層を形成した。この隔壁層の膜厚は下層が１００μｍ、上層が２０μｍであった。ここで、隔壁１１の上部において欠けや断線のような欠陥が発生することがあり、この欠陥が大きくなるとパネルにしたときに不灯や混色などのような表示不良が発生することになる。隔壁１１の欠陥が要因で表示不良が発生するときの欠陥の大きさをあらかじめ把握しておき、その欠陥の最小の厚み（背面基板２の法線方向の長さ）を最小欠陥厚みとする。ここでは隔壁層の上層の膜厚が最小欠陥厚みと等しくなるように、隔壁層を形成した。
【００２４】
このように隔壁１１となる隔壁層を形成した後に、隔壁層を覆うようにレジストを塗布する。その後、ミアンダリブ構造となるようにパターンが形成されたフォトマスクを用いてレジストを露光する。レジストを現像した後、サンドブラスト法により、隔壁となる部分以外の不要な部分を除去することで所定パターンを有する隔壁１１を形成した。このように形成した隔壁１１の幅は頂部の幅が５０μｍであり、底部の幅が８０μｍであった。上層隔壁１１ｂの可視光透過率は１０％であり、下層隔壁１１ａの可視光透過率は８０％であった。
【００２５】
続いて、形成した隔壁１１の形状の良否を判定するための検査を図４に示す検査フローチャートに沿って行った。
【００２６】
まずステップ１において、隔壁１１を形成した背面基板２（プラズマディスプレイ用基板１２）を検査装置に設置した。その後ステップ２において、照明手段として、波長４００ｎｍ〜７００ｎｍの幅を持つ白色ＬＥＤライン照明を用い、プラズマディスプレイ用基板１２の裏面に平行光が照射されるように照明を配置し、プラズマディスプレイ用基板１２を透過した光を撮像手段により撮像した。撮像手段は、１画素が１０μｍ角の画素分解能であり、４０９６画素を備えた１台のラインセンサ１４を使用した。このラインセンサ１４を用いて検査を行う際に、プラズマディスプレイ用基板１２の背面基板２に対して垂直に配置された状態で、背面基板２に対して水平に走査することで、１回の走査で４０９６画素×１０μｍ＝４０．９６ｍｍの幅の領域を検査し、１回の走査ごとにラインセンサの幅方向に移動し、往復走査をすることでプラズマディスプレイ用基板１２の全面を検査することが可能になっている。このようにラインセンサ１４を走査させながら、プラズマディスプレイ用基板１２からの透過光の強弱を検出する。
【００２７】
図５は、隔壁１１の光透過率に対する、ラインセンサ１４で撮像した画像の階調変化を示している。隔壁１１が形成されている部分は、隔壁１１の光透過率が１０％であるため、ラインセンサ１４では暗く認識され、階調は約１５階調となる。隔壁１１およびデータ電極８が形成されていない部分は透過率が８０％であるため光を多く透過し、ラインセンサ１４では明るく認識され、１４０階調前後の階調となる。
【００２８】
ラインセンサ１４により得られた信号は、随時、画像処理装置１５に送られ、２値化処理が行われる（ステップ３）。ここで２値化処理を行うときのしきい値を例えば６０階調とすると、隔壁１１が形成された部分とデータ電極８が形成された部分は０（黒）として出力され、それ以外の部分は１（白）として出力される。
【００２９】
このようにして基板全面を検査していくことで、画像処理装置１５により得られた検査画像の一例を図６に示す。このように画像処理を施すことで隔壁１１のパターンを認識することができる。もしここで、上層隔壁１１ｂに欠けや断線が存在する場合には、本来、画像処理後に暗く認識されるはずの部分が、上層隔壁１１ｂが無いために可視光が透過し、ラインセンサ１４の信号を画像処理した場合、明るく認識されることとなる。隔壁１１に欠けや断線が発生したときの検査画像の一例を図７に示す。
【００３０】
その後、２値化処理によって得られた画像を隣接比較法により比較処理する（ステップ４）。続いて、比較処理の結果に基づいて隔壁１１の欠陥の有無を判定することにより、隔壁１１の形状を良否判定する（ステップ５）。
【００３１】
ここで上層隔壁１１ｂの厚みを前述した最小欠陥厚みと同等の値になるように設定しているため、図７のような隔壁パターンの欠陥が特定された時点で、検査対象のプラズマディスプレイ用基板１２は不適合品であると判断した。実施例ではこのように隔壁の欠陥部と正常部のコントラストが十分に取れることが可能となり、欠陥が正確に特定された。ここで十分なコントラストとは、２値化処理を行って得られた画像において白として出力される階調は１００階調以上、黒として認識される階調が５０階調以下を指しており、図５に示したように、隔壁１１の透過率としては、下層隔壁は７０％〜１００％、上層隔壁では０％〜３０％の範囲が好ましい。
【００３２】
以上、本発明について、実施例に基づき説明を行ったが、本発明は他の態様で実施することも可能である。例えば、ここでは背面基板に形成した隔壁のパターンの形成方法、および検査方法は、ミアンダリブ構造を例としてあげたが、これに限るものではなく、段違い井桁構造や、その他ストレートリブ構造、ワッフルリブ構造などにも適用することができる。また、隔壁の製造方法として、サンドブラスト法を用いて形成したが、そのほかの手段である、スクリーン印刷法を用いて形成してもよい。また撮像手段として、ラインセンサを用いたが、エリアＣＣＤカメラなどを用いてもよい。さらに、ここではラインセンサ１台を水平方向に走査することで、基板全面を検査したが、さらに大判である背面基板を検査する場合、検査高速化のために、走査する範囲を分割し、それぞれの走査範囲にラインセンサを１台ずつ使用し走査させ、検査を行うようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
以上のように本発明は、プラズマディスプレイの背面基板上に形成される種々の隔壁パターンの形状欠陥を高速かつ確実で、低コストに検査する上で、有用な発明である。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】面放電型のプラズマディスプレイパネル構造の要部を示す斜視図
【図２】本発明の実施の形態において背面基板側の構成を示す断面図
【図３】本発明の実施の形態における検査装置の概略図
【図４】本発明の実施の形態における隔壁の検査を行うときのフローチャート
【図５】本発明の実施の形態における隔壁の光透過率に対するラインセンサ画像の階調変化を示す図
【図６】本発明の実施の形態における隔壁パターンの検査画像の一例を示す図
【図７】本発明の実施の形態における隔壁パターンの検査画像の一例を示す図
【符号の説明】
【００３５】
１  前面基板
２  背面基板
３  走査電極
４  維持電極
５  誘電体層
６  保護層
７  下地誘電体層
８  データ電極
９  隔壁
１０  蛍光体層
１１  隔壁
１２  プラズマディスプレイ用基板
１３  ガイドローラー
１４  ラインセンサ
１５  画像処理装置
１６  メタルハライドランプ
１７  レンズ
【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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