JP2010225912A - 配線描画装置及び配線描画方法 - Google Patents

Abstract

【課題】配線描画装置のコンパクト化、コスト低減を図ると共に描線の信頼性を高める。
【解決手段】基板上に材料を塗布して配線等を描画する塗布部と、当該塗布部を制御して少なくとも前記材料の塗布量を調整する制御部と、前記塗布部で前記基板上に描画した配線等を撮影するカメラと、当該カメラから取り込んだ画像情報を処理する画像処理部とを備え、前記画像処理部が、前記画像情報を処理して輝度値を測定して前記制御部に送信する処理機能を備え、前記制御部が、前記画像処理部から送信された輝度値と予め設定した閾値とを比較して当該輝度値が閾値より小さいとき前記塗布部を制御して前記材料の塗布量を調整する処理機能を備えた。配線描画方法も前記同様の処理機能を備えた。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ガラス基板等のパネルの上側面に材料を塗布して配線等を描画する配線描画装置及び配線描画方法に関する。

パネルの上側面に配線等を描画する配線描画装置は一般に知られている。この配線描画装置では、パネルの上側面に材料（粘着性導体物質）を設定厚さで塗布して配線等を描画している。

例えば、オープンリペア装置では、ステップガバレージ（段差越え）が重要な要素となるが、この場合、描線には設定以上の厚みがなければならない。このため、定期的に描線状態を判定してフィードバックする必要がある。

このフィードバック処理として、目視にて判定処理をしたり、定期的に描線処理後のパネルをレーザ測定機に設置して厚さを測定したりして、材料の吐出量等を調整するものがある。しかし、目視判断は難しい。定期的にレーザ測定機で測定するのは効率が悪く実用的でない。

このため、描線処理中に描線の厚さを測定してフィードバック制御する装置が特許文献１にある。この特許文献１の回路パターン描画装置では、レーザ測定装置で描線の厚さを測定し、テレビカメラで描線の長さや幅を測定して、ノズルの幅やエアー圧等を調整している。

特開平４−５３１３７号公報

ところが、上記特許文献１の回路パターン描画装置では、レーザ測定装置とテレビカメラをそれぞれ設けて、レーザ測定装置で描線の厚さを測定し、テレビカメラで描線の幅等を測定しているため、装置が嵩張ると共にコストアップになってしまう。

本発明はこのような問題点に鑑みてなされたもので、カメラで厚みを測定することにより装置をコンパクトにできると共にコスト低減を図ることができ、描線の信頼性を高めることができる配線描画装置及び配線描画方法を提供することを目的とする。

本発明に係る配線描画装置は、基板上に材料を塗布して配線等を描画する塗布部と、当該塗布部を制御して少なくとも前記材料の塗布量を調整する制御部と、前記塗布部で前記基板上に描画した配線等を撮影するカメラと、当該カメラから取り込んだ画像情報を処理する画像処理部とを備え、前記画像処理部が、前記画像情報を処理して輝度値を測定して前記制御部に送信する処理機能を備え、前記制御部が、前記画像処理部から送信された輝度値と予め設定した閾値とを比較して当該輝度値が閾値より小さいとき前記塗布部を制御して前記材料の塗布量を調整する処理機能を備えたことを特徴とする。配線描画方法の基本構成は、前記配線描画装置と同様である。

前記画像処理部が前記カメラの画像情報を処理して輝度値を測定し、前記制御部が当該輝度値と閾値とを比較して配線の厚みを判定するため、装置のコンパクト化及びコスト低減を図ることができる。

前記画像処理部が、前記画像情報を処理して配線等の輝度値を測定し、当該輝度値が閾値以下の信号を前記制御部に送信することで、前記制御部が、前記塗布部を制御して前記材料の塗布量を調整し、配線の厚みを増すため、描線の信頼性を高めることができる。

本発明の実施形態に係る配線描画装置を示す斜視図である。 本発明の実施形態に係る配線描画装置の画像処理系を示す構成図である。 本発明の実施形態に係る配線描画装置の画像処理部での処理機能を示すフローチャートである。 本発明の実施形態に係る配線描画装置の制御部での処理機能を示すフローチャートである。 本発明の実施形態に係る配線描画装置で描画した配線を示す模式図である。 配線の３箇所の位置で測定した輝度値の変化を示すグラフである。

以下、本発明の実施形態に係る配線描画装置について、添付図面を参照しながら説明する。配線描画装置により描画する対象は、ガラス基板等のパネルである。配線描画装置は、このパネルの上側面に材料（粘着性導体物質）を塗布して配線等を描画する。

本実施形態にかかる配線描画装置１は、図１に示すように主に、位置合わせ機構部２と、配線描画機構部３とから構成されている。

位置合わせ機構部２は、配線を描画するパネル４を、配線描画機構部３に対して正確に位置合わせするための装置である。位置合わせ機構部２は、搬入搬出機構５と、Ｘ軸移動機構６と、Ｙ軸移動機構７と、Ｚ軸移動機構８と、制御部９とから構成されている。

搬入搬出機構５は、パネル４を、搬入搬出位置と描画作業位置との間で、移動させるための装置である。ここで、搬入搬出位置とは、新しいパネル４を外部から搬入し、処理後のパネル４を外部に搬出するための位置である。ここでは、図１中の右下部分が搬入搬出位置となる。また、描画作業位置とは、新しいパネル４に配線を描画するための位置である。ここでは、図１中の左上部分が描画作業位置となる。搬入搬出機構５は、長方体状のフレーム１１と、前記パネル４を支持するワークテーブル１２と、このワークテーブル１２を移動させるテーブル移動機構１３とから構成されている。

フレーム１１は、テーブル移動機構１３を支持するための部材である。フレーム１１は、全体を長方体上に組み上げて構成され、ベース板１５の上側に取り付けられている。

ワークテーブル１２は、フレーム１１の幅とほぼ同様の寸法の四角形板状に形成され、その上側面にパネル４が載置される。ワークテーブル１２は、フレーム１１の上側に取り付けられる。

テーブル移動機構１３は、前記ワークテーブル１２を、搬入搬出位置と描画作業位置との間で、移動させるための装置である。テーブル移動機構１３は、フレーム１１の上側に取り付けられた２本のレール１６と、当該２本のレール１６にそれぞれ取り付けられてスライドする４つのガイド１７と、この４つのガイド１７を搬入搬出位置と描画作業位置との間で移動させる駆動部（図示せず）とから構成されている。駆動部としては、レール１６やガイド１７に組み込まれるリニアモーター等の直動機構を用いることができる。

Ｘ軸移動機構６は、配線描画機構部３をＸ軸方向に移動させるための装置である。Ｘ軸移動機構６は、レール２０と、ガイド２１と、支持アーム２２と、ガイド２１を移動させる駆動部（図示せず）とから構成されている。駆動部としては、前記同様に直動機構を用いることができる。レール２０は、ベース板１５の両側に２本設けられている。各レール２０は、フレーム１１を挟んだベース板１５の両側に設けられた台座２３にＸ軸方向へ向けてそれぞれ取り付けられている。ガイド２１は、各レール２０にそれぞれ取り付けられて、Ｘ軸方向へスライド可能に支持されている。支持アーム２２は、前記フレーム１１を跨いだ状態で各ガイド２１に取り付けられている。支持アーム２２は、Ｃ字状（コ字状）に折り曲げて形成され、その両端部が各ガイド２１に取り付けられている。これにより、支持アーム２２は、フレーム１１の上側を覆った状態で、Ｘ軸方向にスライド可能に支持されている。

Ｙ軸移動機構７は、配線描画機構部３をＹ軸方向に移動させるための装置である。Ｙ軸移動機構７は、レール２５と、ガイド２６と、このガイド２６を移動させる駆動部（図示せず）とから構成されている。駆動部としては、前記同様に直動機構を用いることができる。レール２５は、Ｘ軸移動機構６の支持アーム２２にＹ軸方向へ向けて取り付けられている。ガイド２６は、レール２５に取り付けられて、Ｙ軸方向へスライド可能に支持されている。

Ｚ軸移動機構８は、配線描画機構部３をＺ軸方向に移動させるための装置である。Ｚ軸移動機構８は、Ｙ軸移動機構７のガイド２６に取り付けられた基板２８と、この基板２８にＺ軸方向に向けて取り付けられたレール（図示せず）と、このレールに取り付けられたガイド（図示せず）と、このガイドを移動させる駆動部（図示せず）とから構成されている。駆動部としては、前記同様に直動機構を用いることができる。

制御部９は、前記搬入搬出機構５と、Ｘ軸移動機構６と、Ｙ軸移動機構７と、Ｚ軸移動機構８と、配線描画機構部３とをそれぞれ制御して、パネル４に配線を描画するための装置である。

制御部９は、前記搬入搬出機構５を制御して、搬入搬出位置で新しいパネル４が載置されたワークテーブル１２を描画作業位置へ移動させ、パネル４への配線描画が終了したワークテーブル１２を描画作業位置へ移動させるようになっている。また、制御部９は、Ｘ軸移動機構６、Ｙ軸移動機構７及びＺ軸移動機構８の各駆動部をそれぞれ制御して、配線描画機構部３を、描画する配線のパターンに沿って移動させるようになっている。

配線描画機構部３は、図１，２に示すように、パネル４の上側面に配線を描画するための装置である。配線描画機構部３は、塗布装置３０と、カメラ３１と、アニール装置３２と、画像処理部３３とから構成されている。

塗布装置３０は、パネル４上に材料（粘着性導体物質）を塗布して配線等を描画するための装置（塗布部）である。塗布装置３０は、吐出機構部(図示せず)と、ノズル(図示せず)とから構成されている。吐出機構部は、材料を貯めておく貯留部（図示せず）と、材料を加圧してノズルに供給するポンプ部（図示せず）とから構成されている。ノズルは、吐出機構部から供給された材料を先端部から吐出してパネル４の上側面に塗布することで、配線パターンを描画する。ここで、配線とは、回路パターンのうち、線状のパターンだけでなく、電極は素子設置部等も含む。線状のパターンや電極などの部分の厚さを対象として処理する。

カメラ３１は、前記塗布部３０で前記パネル４上に描画した配線等を撮影するための装置である。カメラ３１は、パネル４の表面に臨ませた状態でレンズ３１Ａが取り付けられている。カメラ３１は、塗布装置３０に隣接して設けられ、塗布装置３０で塗布した配線等の状態を確認するために当該配線等を塗布直後に撮影する。このカメラ３１には、カラーＣＣＤやモノクロＣＣＤを用いることができる。

アニール装置３２は、塗布装置３０でパネル４上に塗布した材料に対して熱処理するための装置である。アニール装置３２は、内部に加熱装置(図示せず)を備え、隣接する塗布装置３０でパネル４上に塗布された材料を、塗布直後に熱処理する。

画像処理部３３は、前記カメラ３１から取り込んだ画像情報を処理するための装置である。この画像処理部３３は、前記画像情報を処理して配線パターンの線状部分を抽出して輝度値を測定する。具体的には、画像処理部３３は、前記画像情報から、輝度値の変化する部分であってその境界部分が線状になる部分を特定して、配線情報を抽出する配線抽出処理機能と、この配線抽出処理機能で抽出した配線（複数の配線の場合はそのうちの１本の配線）の複数箇所で、その配線と直交方向の輝度値の変化を測定する輝度値測定処理機能とを備えている。具体的には、図３のフローチャートに示す処理機能が格納されている。

輝度値測定処理機能として本実施形態では１本の配線の３箇所の位置でその配線と直交方向の輝度値の変化を測定する。この輝度値の測定箇所は、配線の長さに応じて２箇所又は４箇所以上でも良い。また、配線が複数本近接して配設されているときは、全部同じ状態になることが多いため、そのうちの１本の配線に対して前記輝度値を測定するようにしても良い。全部の配線を測定するようにしても良い。

さらに、制御部９は、上述したようにＸ軸移動機構６等の制御を行うと共に、配線描画機構部３の塗布装置３０も制御して、前記材料の塗布量等を調整するようになっている。即ち、制御部９は、前記画像処理部３３からの入力された輝度値により描線の厚さを判定して、前記塗布装置３０を制御する。具体的には、制御部９は、吐出機構部を制御してノズルから吐出される材料の吐出量を調整し、また前記Ｘ軸移動機構６等を制御して配線描画機構部３のＸＹ方向への移動速度を調整して、パネル４上に塗布される材料の厚さを調整する。制御部９には、図４のフローチャートに示す処理機能を格納されている。

次に、前記構成の配線描画装置１を用いた配線描画方法について説明する。

まず、新しいパネル４が外部から搬送されてくると、そのパネル４は搬入搬出位置のワークテーブル１２上に載置され、位置合わせ機構部２の搬入搬出機構５で、ワークテーブル１２が搬入搬出位置から描画作業位置へ移動される。次いで、Ｘ軸移動機構６等で配線描画機構部３がパネル４上の設定位置に移動されると、塗布装置３０の吐出機構部が作動されて、ノズルから材料が吐出される。これと同時に、位置合わせ機構部２のＸ軸移動機構６等で、配線描画機構部３のノズルがパネル４上を、配線パターンに沿って移動しながら材料を塗布し、配線を描いていく。これと同時にアニール装置３２が、パネル４上に塗布された材料を加熱する。

画像処理部３３は、カメラ３１で撮影した配線の画像情報を取り込んで、その画像情報を処理する。具体的には、画像処理部３３は、図３のフローチャートに示すように、前記画像情報から輝度値の変化する部分であってその境界部分を抽出して（ステップＳ１）、その境界部分が線状になっているか否かを判定する（ステップＳ２）。境界部分が線状でなければ、次の境界部分を抽出し（ステップＳ１）、その境界部分が線状になっているか否かを判定する（ステップＳ２）。このステップＳ１，Ｓ２を繰り返して、配線パターンの線状部分を抽出する。

次いで、抽出した線状の配線パターン（配線）に対して、その配線と直交方向の輝度値の変化を測定する（ステップＳ３）。ここでは、１本の配線の３箇所の位置で、その配線と直交方向の輝度値の変化を測定する。また、抽出した配線が複数本近接している場合は、そのうちの１本の配線に対して前記輝度値の変化を測定する。ここで測定するのは、輝度値そのものではなく、輝度値の最大値と最小値との差である。このため、輝度値自体は不明確な場合でも、相対的に輝度値の最大値と最小値との差がわかれば良い。

測定した輝度値の変化量は制御部９に送信する（ステップＳ４）。

次いで、制御部９では、図４のフローチャートで示すように、まず画像処理部３３から送信された輝度値の変化量を取り込んで（ステップＳ５）、その輝度値の最大値と最小値とを特定してその差を算出する（ステップＳ６）。

ここで、前記配線と直交方向に変化する輝度値の例を図５，６に示す。図５に示すように、１本の配線３７に対して３箇所の位置（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）で、配線３７と直交方向の輝度値の変化を測定する。この３箇所の位置（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）での輝度値の変化を図６（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）のグラフに示す。このグラフのように、１本の配線３７の複数箇所で測定すると、測定結果が違ってくる。これは、配線３７の状態が各位置で異なるためである。なお、各グラフに記載した３本の線は、ＲＧＢの各色の光で測定した輝度値の変化を現すものである。

そして、この輝度値から厚さを計算する。配線３７が厚い部分はパネル４の表面からの高さが高くなるので、輝度値が大きくなる。逆に、配線３７が薄い部分は低くなるので、輝度値が小さくなる。このため、配線３７と直交方向に測定した輝度値の最大値と最小値の差は、配線３７の厚さに比例する。このため、配線３７に求められる厚さでの輝度値を予め測定しておき、その輝度値を閾値として設定する。即ち、配線３７の厚さを直接測定するのではなく、配線３７に求められる厚さでの輝度値を閾値として設定して、実際の配線３７で測定した輝度値の最大値と最小値の差と閾値とを比較する。

図４の処理においては、配線３７と直交方向に測定した輝度値のうち最大値と最小値の差を算出してその差と、予め設定した閾値とを比較する（ステップＳ７）。

次いで、全ての箇所で輝度値の最大値と最小値の差が前記閾値よりも大きいか否か、即ち、前記１本の配線３７の３箇所で測定した最大値と最小値との差が、すべての箇所で前記閾値を超えているか否かを判定する（ステップＳ８）。前記最大値と最小値との差が前記閾値を超えているか否かは、配線３７が十分な厚みを有するか否かである。輝度値の最大値と最小値の差が前記閾値よりも大きいと判定した場合は、配線３７の状態を良好と判定して、そのままの状態を維持する。輝度値の最大値と最小値の差が前記閾値よりも小さいと判定した場合は、塗布装置３０の吐出機構部を制御して材料の吐出量を増やす（ステップＳ９）。または、配線描画機構部３のＸＹ方向への移動速度を遅くしてもよい。

測定する配線３７が複数本の場合は、図３，４の処理を繰り返す。

配線描画処理が終了したら、搬入搬出機構５で、ワークテーブル１２が描画作業位置から搬入搬出位置へ移動され、パネル４が外部に搬出される。次のパネル４があるときは、新しいパネル４をワークテーブル１２に載置して、前記処理を繰り返す。

以上のように、画像処理部３３が、カメラ３１の画像情報を処理して輝度値を測定し、その最大輝度値と最小輝度値との差が閾値以上か否かを判定して配線の厚みを判定するため、レーザ測定機等の特別な装置を必要とせず、配線描画装置のコンパクト化を図ることができる。さらに、コスト低減も図ることができる。

画像処理部３３が、画像情報を処理して配線３７の輝度値を測定し、その最大輝度値と最小輝度値との差が閾値より小さい信号を前記制御部に送信することで、制御部９が、配線描画機構部３を制御して材料の塗布量を調整し、配線の厚みを増すため、描線（配線パターン）の信頼性を高めることができる。

また、本発明は、特別な装置を必要としないため、既存設備をそのまま利用することができ、制御部のプログラムを変えるだけで、既存の配線描画装置をそのまま本願発明の配線描画装置１として使用することができ、極めて有用な発明である。

[変形例]
前記実施形態では、配線３７の厚みを測定したが、配線３７に限らず、厚みを測定する必要がある配線パターン全てに本願発明を適用することができる。この場合も前記実施形態と同様の作用、効果を奏することができる。

本発明の配線描画装置及び配線描画方法は、液晶パネルの配線パターン等を描画する装置として利用することができる。また、基板上に回路パターン等の、種々の配線パターンを描画する装置すべてに利用することができる。

１：配線描画装置、２：位置合わせ機構部、３：配線描画機構部、４：パネル、５：搬入搬出機構、６：Ｘ軸移動機構、７：Ｙ軸移動機構、８：Ｚ軸移動機構、９：制御部、１１：フレーム、１２：ワークテーブル、１３：テーブル移動機構、１５：ベース板、１６：レール、１７：ガイド、２０：レール、２１：ガイド、２２：支持アーム、２３：台座、２５：レール、２６：ガイド、２８：基板、３０：塗布装置、３１：カメラ、３２：アニール装置、３３：画像処理部、３７：配線。

Claims (8)

1. 基板上に材料を塗布して配線等を描画する塗布部と、当該塗布部を制御して少なくとも前記材料の塗布量を調整する制御部と、前記塗布部で前記基板上に描画した配線等を撮影するカメラと、当該カメラから取り込んだ画像情報を処理する画像処理部とを備え、
   前記画像処理部が、前記画像情報を処理して輝度値を測定して前記制御部に送信する処理機能を備え、
   前記制御部が、前記画像処理部から送信された輝度値と予め設定した閾値とを比較して当該輝度値が閾値より小さいとき前記塗布部を制御して前記材料の塗布量を調整する処理機能を備えたことを特徴とする配線描画装置。
2. 請求項１に記載の配線描画装置において、
   前記画像処理部が、前記画像情報から配線情報を抽出し、抽出した１本の配線の複数箇所でその配線と直交方向の輝度値の変化を測定することを特徴とする配線描画装置。
3. 請求項２に記載の配線描画装置において、
   前記１本の配線の複数箇所で測定した、当該配線と直交方向の輝度値の変化のうち最大値と最小値との差が、前記１本の配線のすべての箇所で前記閾値を超えているとき、前記制御部が当該配線の状態を良好と判定することを特徴とする配線描画装置。
4. 請求項１乃至３にいずれか１項に記載の配線描画装置において、
   前記配線が複数本近接して配設されているとき、そのうちの１本に対して前記輝度値を測定して閾値と比較することを特徴とする配線描画装置。
5. 基板上に材料を塗布して配線等を描画する塗布部と、当該塗布部を制御して少なくとも前記材料の塗布量を調整する制御部と、前記塗布部で前記基板上に描画した配線等を撮影するカメラと、当該カメラから取り込んだ画像情報を処理する画像処理部とを備え、
   前記画像処理部で、前記画像情報を処理して輝度値を測定して前記制御部に送信する工程と、
   前記制御部で、前記画像処理部から送信された輝度値と予め設定した閾値とを比較して当該輝度値が閾値より小さいとき前記塗布部を制御して前記材料の塗布量を調整する工程とを備えたことを特徴とする配線描画方法。
6. 請求項５に記載の配線描画方法において、
   前記画像処理部が、前記画像情報から配線情報を抽出し、抽出した１本の配線の複数箇所でその配線と直交方向の輝度値の変化を測定することを特徴とする配線描画方法。
7. 請求項６に記載の配線描画方法において、
   前記１本の配線の複数箇所で測定した、当該配線と直交方向の輝度値の変化のうち最大値と最小値との差が、前記１本の配線のすべての箇所で前記閾値を超えているとき、前記制御部が当該配線の状態を良好と判定することを特徴とする配線描画方法。
8. 請求項５乃至７にいずれか１項に記載の配線描画方法において、
   前記配線が複数本近接して配設されているとき、そのうちの１本に対して前記輝度値を測定して閾値と比較することを特徴とする配線描画方法。

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