JP2001000904A - 塗布装置および方法並びにプラズマディスプレイおよびディスプレイ用部材の製造装置および方法 - Google Patents

塗布装置および方法並びにプラズマディスプレイおよびディスプレイ用部材の製造装置および方法

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JP2001000904A
JP2001000904A JP11174490A JP17449099A JP2001000904A JP 2001000904 A JP2001000904 A JP 2001000904A JP 11174490 A JP11174490 A JP 11174490A JP 17449099 A JP17449099 A JP 17449099A JP 2001000904 A JP2001000904 A JP 2001000904A
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die
coating liquid
liquid supply
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Yoshiyuki Kitamura
義之 北村
Yoshinori Tani
義則 谷
Isamu Sakuma
勇 佐久間
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Toray Industries Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 吸着固定したガラス基板に対して、ダイが移
動して塗布を行う形式のダイコータの場合に、塗布液供
給手段とダイを連結する配管の移動が容易で、さらに配
管の移動による塗布精度の低下をもたらさないようにす
ることが可能な塗布装置および塗布方法、並びにこれら
の塗布装置および方法を用いたプラズマディスプレイお
よびディスプレイ用部材の製造装置および製造方法を提
供する。 【解決手段】 塗布液を供給する塗布液供給手段と、前
記塗布液供給手段から供給された塗布液を被塗布部材に
吐出する吐出口を有する塗布器と、該塗布器を移動させ
て前記被塗布部材上に塗膜を形成するための塗布器移動
手段とを備えた塗布装置であって、前記塗布液供給手段
は塗布器と同時に移動する塗布液供給手段移動手段上に
設置されていることを特徴とする塗布装置、および塗布
方法、並びにそれらを用いたプラズマディスプレイおよ
びディスプレイ用部材の製造装置および製造方法を提供
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、例えばプラズマ
ディスプレイ、カラー液晶ディスプレイ用カラーフィル
タ、光学フィルタ、プリント基板、集積回路、半導体等
の製造分野に使用される塗布技術に関するものであり、
詳しくはガラス基板などの被塗布部材表面に非接触で塗
布液を吐出しながら塗膜を形成する塗布装置および塗布
方法、並びにこれら装置および方法を使用したプラズマ
ディスプレイおよびディスプレイ用部材の製造装置およ
び製造方法の改良に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、ディスプレイはその方式において
次第に多様化してきているが、現在注目されているもの
の一つが、従来のブラウン管よりも大型で薄型軽量化が
可能なプラズマディスプレイである。これは、一定ピッ
チでストライプ状に一方向に延びる溝をもつ隔壁をガラ
ス基板上に構成し、さらにこの隔壁の溝にR(赤)、G
(緑)、B(青)の蛍光体を充填し、任意の部位を紫外
線により発光させ、所定のカラーパターンを写し出すも
のである。通常隔壁のある方が背面板、紫外線を発生す
る部位のある方が前面板と呼ばれており、両者を貼りあ
わせてプラズマディスプレイとして構成される。
【0003】ここで重要な背面板上の隔壁のパターンの
形成方法としては、隔壁用ペーストを均一に塗布し、乾
燥して均一膜厚のものを成形してから、所定ピッチのス
トライプ状の溝を、サンドブラスト法やフォトリソグラ
フィー法等の後加工によって彫り込み、焼成するのが主
流である。隔壁の塗膜の厚さは焼成後でも100〜20
0μmと厚く、この膜厚に隔壁用ペーストを均一に塗布
する手段としては、数千〜数万cpsというペースト粘
度にあわせて、スクリーン印刷法で何度も塗布する方法
が一般的に用いられている。しかしこの方法では塗布回
数が10〜20回にも及ぶため、コスト削減や品質向上
を狙って、塗布を1回で完了できるロール法やダイコー
ト法等の導入が、近年盛んに取り組み始められている。
【0004】この中でも、先端に吐出口のあるダイから
相対的に移動するガラス基板に塗布液を吐出して塗布を
行うダイコート法は、塗布回数を1回で行えることの
他、(a)アプリケータであるダイがガラス基板と非接
触であるので、塗布面にスクリーンむらが残らず品質を
向上できる、(b)スクリーンのような消耗品がないの
で、その費用を皆無にできる、等のメリットがある。
【0005】しかしながら、上記のダイコート法におい
ては、塗布するガラス基板が大型化すると、装置のコン
パクト化のために、ガラス基板を吸着保持する載置台を
固定にして、ダイを移動させる構成をとるのが普通であ
る。この場合、ダイに塗布液を供給するポンプ等の供給
手段からダイにつながる、テフロンチューブ等で構成さ
れる塗布液配管は、変形しながら移動することになる。
特にプラズマディスプレイ背面板の隔壁のように厚い塗
膜を形成する場合には塗布液の吐出量が非常に多くな
り、これに伴って塗布液配管の外径も大きくなる。外径
の大きな塗布液配管は曲がり等の許容変形量が小さく、
融通性が低下するので、ダイのスムーズな移動を妨げた
り、はなはだしい場合には塗布液配管自体が、ダイの移
動に追従できなくて折れ曲がって塗布液を吐出できなく
なり、塗布精度低下をもたらすという問題点があった。
【0006】基板を吸着保持する載置台を固定化してダ
イを移動させる形式のものは、特開平6−151296
号公報等に記載されているが、塗布液供給手段とダイを
連結する塗布液配管の問題については、何も言及されて
いない。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】この発明は、上述の事
情に基づいて行ったもので、その目的とするところは、
吸着固定したガラス基板に対してダイが移動して塗布を
行う形式のダイコータの場合に、塗布液供給手段とダイ
を連結する塗布液配管の移動が容易で、さらに塗布液配
管の移動に伴う変形による塗布精度の低下をもたらさな
いことが可能な塗布装置および塗布方法、並びにこれら
の塗布方法および装置を用いたプラズマディスプレイお
よびディスプレイ用部材の製造方法および製造装置を提
供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記本発明の目的は、以
下に述べる手段によって達成される。本発明に係る塗布
装置は、塗布液を供給する塗布液供給手段と、前記塗布
液供給手段から供給された塗布液を被塗布部材に吐出す
る吐出口を有する塗布器と、該塗布器を移動させて前記
被塗布部材上に塗膜を形成するための塗布器移動手段と
を備えた塗布装置であって、前記塗布液供給手段は塗布
器と同時に移動する塗布液供給手段移動手段上に設置さ
れていることを特徴とするものからなる。
【0009】ここで、前記塗布器移動手段と塗布液供給
手段移動手段は同一のものであることと、塗布器の吐出
口面を清浄化するための清掃手段を有することが好まし
い。
【0010】本発明のプラズマディスプレイあるいはデ
ィスプレイ用部材の製造装置は上記のような塗布装置を
使用するものである。
【0011】本発明に係る塗布方法は、塗布器の一方向
に延びる吐出口から、塗布液供給手段から供給する塗布
液を被塗布部材に吐出しながら、前記塗布器を移動させ
て前記被塗布部材に塗膜を形成する塗布方法であって、
前記塗布液供給手段と塗布器とを同時に移動させながら
塗布を行なうことを特徴とする方法からなる。ここで塗
布器の吐出口面は、塗布前に清掃により必ず清浄化する
ことが望ましい。
【0012】本発明のプラズマディスプレイあるいはデ
ィスプレイ用部材の製造方法は、上記のような塗布方法
を用いてプラズマディスプレイあるいはディスプレイ用
部材の製造を行うことを特徴とする方法からなる。
【0013】本発明に係る塗布装置、塗布方法によれ
ば、塗布器と同時に塗布液供給手段を移動させるのであ
るから、両者に連結する塗布液配管も同時に移動し、塗
布液配管の移動が確実に行われ、かつ移動に伴う塗布液
配管の変形が生じないので、塗布精度の低下の発生も防
止できる。
【0014】本発明のプラズマディスプレイあるいはデ
ィスプレイ用部材の製造装置および製造方法によれば、
上記の優れた塗布装置及び塗布方法を用いてプラズマデ
ィスプレイあるいはディスプレイ用部材を製造するので
あるから、高い品質のプラズマディスプレイあるいはデ
ィスプレイ用部材を高い生産性をもって製造することが
可能となる。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、この発明の好ましい実施の
形態を図面に基づいて説明する。図1は、本発明を適用
したダイコータ200の側面図、図2はその正面図、図
3はダイの構成を示す概略側面断面図である。
【0016】このダイコータ200はベース201上に
固定された固定載置台220、ダイ40を昇降機構21
4を介して保持する門型フレーム202、門型フレーム
202をベース201上の1対のレール206に沿って
自在に案内するリニア軸受204からなる。ここで固定
載置台220には吸着面90上に図示しない吸着穴とリ
フトピンが備えられており、被塗布部材である基板Aを
真空吸着によって固定したり、基板Aを移載するために
昇降させることが可能となっている。
【0017】さらに、固定載置台220の一端には、ダ
イ40の吐出口面74の位置を検知するための1対のセ
ンサー211がダイ40の長手方向の一直線上に配置さ
れている。また、門型フレーム202はそれに係合して
いるボールネジ212を通じて、ベース201の一端で
支柱218を介してブラケット222上に固定されてい
るACサーボモータ210からの駆動力を受けて、任意
の位置に移動可能となっている。ボールネジ212は、
門型フレーム202を安定して駆動するために、1対の
レール206の中央で、固定載置台220の真上に配置
されている。このボールネジ212の下にはゴミを落下
させないための図示しない防塵カバーも備えられてい
る。
【0018】また、昇降機構214は上下方向にガイド
227に沿って昇降可能な昇降部226、昇降部226
に対して図2の矢印方向に回転自在な支持軸228と、
これを介して取り付けられているダイホルダー232、
ダイホルダー232の支持軸228を中心とした回転に
よる傾きを調整するリニアアクチュエータ238、より
構成されている。昇降部226にはさらに図示しないボ
ールネジが連結されており、図示しないサーボモータか
らの駆動力を昇降部226に伝えることができる。ま
た、門型フレーム202の一端のフレーム252上には
塗布液供給ユニット240が備えられており、ダイ40
と同時に移動可能になっている。
【0019】塗布液供給ユニット240はタンク25
0、定容量ポンプ242、吐出バルブ244、吸引バル
ブ243、フィルター246より構成される。またタン
ク250〜フィルター246までの各装置間は配管24
8、フィルター246の出口とダイ40間はダイ用配管
249で連結されており、これによってタンク250内
の塗布液をダイ40まで供給することが可能となる。こ
こで、配管248、ダイ用配管249は、塗布液に対す
る耐薬品性があるのなら、ステンレス等の金属の他、テ
フロン等の樹脂等、いかなるものを使用してもかまわな
い。また定容量ポンプとしては、ギアポンプ、シリンジ
ポンプ、ダイヤフラムポンプ、モーノポンプ等、定量性
のあるものならいかなるものでもよい。なお、タンク2
50は密閉容器で一定圧力のエアーや、N2 等の不活性
ガスで加圧されていることが好ましい。加圧力は好まし
くは0.02〜1MPa、より好ましくは0.1〜0.
5MPaである。この場合、塗布液供給ユニット240
で定容量ポンプ242、吸引バルブ243を省略して、
気体の圧力によって塗布液を定量供給するようにしても
よい。
【0020】さらに、本実施例では塗布液供給ユニット
240は、ダイ40を移動させる門型フレーム202に
積載したが、門型フレーム202とは別の移動装置に積
載して、門型フレーム202と同調して移動するよう制
御してもよいし、駆動せずに門型フレーム202に追従
して自在に移動できるようにしてもよい。
【0021】さてダイ40は図3に概略的に示されてい
るように、長尺なブロック形状のリアリップ60、フロ
ントリップ66を、ダイ40の往復動方向に図示しない
複数の連結ボルトにより相互に一体的に結合して構成さ
れている。リアリップ60、フロントリップ66の最下
面は塗布膜Cを保持する吐出口面74となっており、吐
出口面74〜基板Aの隙間であるクリアランスは塗布性
から最適な値に設定される。
【0022】またダイ40の内部ではリアリップ60、
およびフロントリップ66との間には塗布膜Cを形成す
る塗布液の流路となるスリット64が形成され、ダイ4
0の下面で塗布液の出口である吐出口72となる。この
スリット64の間隙はリアリップ60、フロントリップ
66の平行部との間に挟み込まれた図示しないシムによ
って確保されており、任意の大きさに設定できる。吐出
量のダイ40長手方向(図3の紙面に垂直な方向)の分
布は、リップ間隙のダイ40長手方向の分布によって定
まる。すなわち、リップ間隙が広いと吐出量は多くな
り、リップ間隙が狭いと吐出量は少なくなる。さらにス
リット64の上流側には、これに連通してダイ40の長
手方向(基板幅方向)に水平に延びているマニホールド
62が形成されている。さらにこのマニホールド62は
ダイ40の内部通路を介して塗布液供給ユニット供給2
40に接続しており、塗布液の供給を受けることができ
る。
【0023】次に、このダイコータ200を用いた塗布
方法について説明する。まず塗布装置における各作動部
の原点復帰が行われるとダイ40はスタンバイの位置
(原点位置、図1のACサーボモータ210側の端部)
に移動する。この時、タンク250〜ダイ40まで塗布
液はすでに充満されており、ダイ40を上向きにして塗
布液を吐出してダイ内部の残留エアーを排出するとい
う、いわゆるエアー抜き作業も既に終了している。
【0024】次に、ダイ40をその吐出口面74が、固
定載置台220の先端にあるセンサー211の真上にく
るまで移動させる。そして、ダイ40をゆっくり下降さ
せて所定位置で停止した後に、固定載置台220の吸着
面90を基準にしたダイ40の吐出口面74の幅方向の
高さ分布をセンサー211によって測定し、吐出口面7
4が固定載置台220の吸着面90と平行になるよう
に、リニアアクチュエータ238の伸縮量を調整する。
この時、固定載置台220の吸着面90を基準点とした
吐出口面74と昇降機構26の上下方向座標軸(Z軸)
値との関連づけ、いわゆる吐出口面74の原点出しも同
時に実行、完了される。これによって、上下方向座標軸
値を制御すれば、吐出口面74を吸着面90から任意の
高さ位置に移動させることができる。これらの作業が完
了すれば、ダイ40を原点復帰させる。
【0025】この準備動作が完了した後、固定載置台2
20の表面に図示していないリフトピンを上昇させ、そ
の上部に図示しない移載機から基板Aを載置したら、リ
フトピンを下降させて固定載置台220の吸着面90に
基板Aを載置して吸着する。
【0026】次にダイ40を所定速度で図1の矢印方向
に移動させ、基板Aの塗布開始部がダイ40の吐出口の
真下にきたら停止させる。この停止状態の時に図示して
いない厚みセンサで基板Aの基板厚みを測定し、その厚
さとあらかじめ条件として与えておいたクリアランスか
ら、ダイ40の下降すべき値を演算し、次のその位置に
ダイ40が下降する。
【0027】一方、定容量ポンプ242とバルブはこの
間すでにスタンバイの状態で、吸引バルブ243は閉、
吐出バルブ244は開となっており、クリアランスの設
定確認後、塗布液をダイ40に送り込む。定容量ポンプ
242の塗布液送り込み動作開始から一定時間後に、ダ
イ40が所定の塗布速度で移動を開始し、塗布が開始さ
れる。
【0028】基板Aの塗布終了部がダイ40の吐出口真
下の位置にきたら、定容量ポンプ242の停止、吐出バ
ルブ244の閉動作とダイ40の上昇を行い、塗布液を
基板Aから完全にたちきる。
【0029】一方ダイ40はさらに動きつづけ、終点位
置で停止したら、基板Aの吸着を解除してリフトピンを
上昇させて基板Aを持ち上げる。
【0030】この時図示されないアンローダによって基
板Aの下面を保持して、次の乾燥工程に基板Aを搬送す
る。アンローダへの受け渡しが完了したら、リフトピン
を下降させ、ダイ40を原点位置に復帰する。
【0031】この間に吸引バルブ243を開、吐出バル
ブ244を閉としてから、定容量ポンプ242は吸引動
作を行ってタンク250から新たに塗布液を充満させ
る。ついで次の基板Aが来るのを待ち、同じ動作をくり
かえす。
【0032】ここでは、塗布液供給ユニット240がダ
イ40と同時に移動することになるので、配管248と
ダイ用配管249が門型フレーム202が移動する時の
妨げとならず、移動中の配管変形による塗布液吐出精度
の低下をおこさないですむ。
【0033】以上の本発明の説明でダイの吐出口面を清
浄化する装置は示されていないが、拭取りや、洗浄液に
よる洗浄、等の吐出口面を清浄化するための清掃手段を
ダイコータに付加してもよい。これによって、ダイの吐
出口面が常に清浄化した状態で塗布を開始できるので、
塗布開始部の膜厚プロファイルを所望のものに容易に制
御できるようになる。
【0034】なお本発明が適用できる塗布液としては粘
度が1cps〜100000cps、望ましくは10c
ps〜50000cpsであり、ニュートニアンが塗布
性から好ましいが、チキソ性を有する塗布液にも適用で
きる。基板Aとしてはガラスの他にアルミ等の金属板、
セラミック板、シリコンウェハー等を用いてもよい。さ
らに使用する塗布条件としては、クリアランス(必要な
ものに対して)が40〜500μm、より好ましくは8
0〜300μm、塗布速度が0.1m/分〜10m/
分、より好ましくは0.5m/分〜6m/分、ダイのリ
ップ間隙は50〜1000μm、より好ましくは100
〜600μm、塗布厚さが5〜400μm、より好まし
くは20〜250μmである。
【0035】
【実施例】幅340mm×440mm×厚さ2.8mm
のソーダガラス基板上の全面に感光性銀ペーストを5μ
mの厚みにスクリーン印刷した後で、フォトマスクを用
いて露光し、現像および焼成の各工程を経て、ピッチ2
20μmでストライプ状の1920本の銀電極を形成し
た。その電極上にガラスとバインダーからなるガラスペ
ーストをスクリーン印刷した後に、焼成して誘電体層を
形成した。次に図1のダイコータに吐出幅430mm、
リップ間隙(シム厚さ)500μmのダイを取付け、タ
ンク〜ダイまでの塗布液供給ラインに、ガラス粉末と感
光性有機成分からなる粘度20000cpsの感光性ガ
ラスペーストを充満させた。ダイ40〜誘電体層の間の
クリアランスが350μmになるようにダイを下降させ
た後に、塗布厚さ300μm、塗布速度1m/分で上記
の感光性ガラスペーストを塗布した。この基板を移載機
で取り出して、輻射ヒータを用いた乾燥炉に投入し、1
00℃で20分間乾燥した。乾燥後の塗布厚み分布を基
板全面にわたって測定したところ、190μm±5μm
の範囲に収まった。次いで隣あった電極間に隔壁が形成
されるように設計されたフォトマスクを用いて露光し、
現像と焼成を行って隔壁を形成した。隔壁の形状はピッ
チ220μm、線幅30μm、高さ130μmであり、
各領域での隔壁本数は1921本であった。この後、
R、G、Bの蛍光体ペーストを順次スクリーン印刷によ
って塗布して、80℃15分で乾燥後、最後に460℃
15分の焼成を行って、プラズマディスプレイの背面板
を作製した。得られたプラズマディスプレイ背面板の表
面品位は申し分ないものであった。次にこのプラズマデ
ィスプレイ背面板と前面板を合わせ、封着後、Xe5
%、Ne95%の混合ガスを封入し、駆動回路を接続し
てプラズマディスプレイを得た。
【0036】
【発明の効果】本発明によれば、塗布器と同時に塗布液
供給手段を移動できるように構成したので、両者に連結
する配管も同時に移動し、配管の移動が抵抗なく確実に
行われるようになり、この結果として配管の変形による
塗布精度の低下の発生も防止できるようになった。
【0037】このような優れた効果を有する塗布装置並
びに塗布方法を用いたプラズマディスプレイおよびディ
プレイ用部材の製造装置並びに製造方法でプラズマディ
スプレイおよびディスプレイ用部材を製造するのである
から、高い品質のプラズマディスプレイおよびディスプ
レイ用部材を高い生産性をもって得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施態様に係るダイコータを示す概
略側面図である。
【図2】図1の装置の正面図である。
【図3】ダイの構成を示す概略側面断面図である。
【符号の説明】
40 ダイ 60 リアリップ 62 マニホールド 64 スリット 66 フロントリップ 72 吐出口 74 吐出口面 90 吸着面 200 ダイコータ 201 ベース 202 門型フレーム 204 リニア軸受 210 ACサーボモータ 212 ボールネジ 214 昇降機構 220 固定載置台 226 昇降部 238 リニアアクチュエータ 240 塗布液供給ユニット 242 定容量ポンプ 243 吸引バルブ 244 吐出バルブ 246 フィルター 248 配管 249 ダイ用配管 250 タンク A 基板(被塗布部材) C 塗布膜
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成12年6月6日(2000.6.6)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0032
【補正方法】変更
【補正内容】
【0032】ここでは、塗布液供給ユニット240がダ
イ40と同時に移動することになるので、配管248と
ダイ用配管249が門型フレーム202が移動する時の
妨げとならず、移動中の配管変形による塗布液吐出精度
の低下をおこさないですむ。また上記の態様例では、門
型フレーム202は、上部にあるボールネジによって駆
動されているが、ボールネジの代わりに、リニアモータ
を用いてもよい。また、ボールネジあるいはリニアモー
タは、一対のレール206の側面に沿って一対(2ユニ
ット)配置して、門型フレーム202を駆動するように
してもよい。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01J 11/02 H01J 11/02 B 5C040 H01L 21/027 H01L 21/30 564Z 5F046 (72)発明者 佐久間 勇 滋賀県大津市園山1丁目1番1号 東レ株 式会社滋賀事業場内 Fターム(参考) 2H025 AA00 AB17 EA04 2H048 AA09 4D075 AC02 AC84 AC86 BB65Z CA47 DA06 DB14 DC22 EA05 4F041 AA06 AB01 BA05 BA31 BA60 5C027 AA09 5C040 GF19 JA02 JA23 JA31 KA16 MA24 MA25 MA26 5F046 JA01 JA02

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 塗布液を供給する塗布液供給手段と、前
    記塗布液供給手段から供給された塗布液を被塗布部材に
    吐出する吐出口を有する塗布器と、該塗布器を移動させ
    て前記被塗布部材上に塗膜を形成するための塗布器移動
    手段とを備えた塗布装置であって、前記塗布液供給手段
    は塗布器と同時に移動する塗布液供給手段移動手段上に
    設置されていることを特徴とする塗布装置。
  2. 【請求項2】 前記塗布器移動手段と塗布液供給手段移
    動手段は同一のものであることを特徴とする請求項1に
    記載の塗布装置。
  3. 【請求項3】 さらに前記塗布器の吐出口面を清掃する
    清掃手段を有することを特徴とする請求項1または2に
    記載の塗布装置。
  4. 【請求項4】 請求項1〜3のいずれかに記載の塗布装
    置を使用してプラズマディスプレイを製造することを特
    徴とするプラズマディスプレイの製造装置。
  5. 【請求項5】 請求項1〜3のいずれかに記載の塗布装
    置を使用してディスプレイ用部材を製造することを特徴
    とするディスプレイ用部材の製造装置。
  6. 【請求項6】 塗布器の一方向に延びる吐出口から、塗
    布液供給手段から供給する塗布液を被塗布部材に吐出し
    ながら、前記塗布器を移動させて前記被塗布部材に塗膜
    を形成する塗布方法であって、前記塗布液供給手段と塗
    布器とを同時に移動させながら塗布を行なうことを特徴
    とする塗布方法。
  7. 【請求項7】 前記塗布器の吐出口面を、塗布前に清掃
    することを特徴とする請求項6に記載の塗布方法。
  8. 【請求項8】 請求項5または6に記載の塗布方法を用
    いてプラズマディスプレイの製造を行うことを特徴とす
    るプラズマディスプレイの製造方法。
  9. 【請求項9】 請求項5または6に記載の塗布方法を用
    いてディスプレイ用部材の製造を行うことを特徴とする
    ディスプレイ用部材の製造方法。
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