JP2005185994A - 塗布用ヘッド及びそれを備えた塗布装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ペースト状組成物が吐出孔の内径より径方向に拡がって吐出される虞がなく、したがって、隔壁の上端部にペースト状組成物が付着してしまう虞がなく、特に、ペースト状組成物として蛍光体ペーストを用いた場合に、発光の際に混色や放電異常等の不具合や隔壁の破損等が生じる虞がない塗布用ヘッド及びそれを備えた塗布装置を提供する。
【解決手段】 本発明の塗布用ヘッド１１は、ステンレススチール等の耐腐食性金属からなる先細のヘッド本体１２に、その軸線Ａｘに沿って吐出孔１３を形成し、この吐出孔１３の内面に蛍光体ペーストに対して撥液性を有する撥液層１４を形成し、この撥液層１４の内側の筒状の空間を蛍光体ペーストを流動させるための流路１５としたことを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、塗布用ヘッド及びそれを備えた塗布装置に係り、特に詳しくは、塗布用ヘッドの吐出孔からペースト状組成物を吐出させる際に、このペースト状組成物が外方へ拡がるのを防止することができ、したがって、このペースト状組成物の拡がりに起因する不具合を防止することができる技術に関するものである。

近年、ハイビジョン用の大画面、高画質の表示デバイスとしてプラズマディスプレイ（ＰＤＰ：ガス放電表示装置）が注目されている。
このプラズマディスプレイは、１対の透明基板をシール材を介して対向配置し、一方の透明基板の内表面に複数のストライプ状の第１の電極を形成するとともに、他方の透明基板の内表面に前記第１の電極に直交する複数のストライプ状の第２の電極を形成し、これら第２の電極間に隔壁を形成し、これら隔壁により画成された凹部に誘電体層、蛍光体層を順次形成して放電セルとした構造のもので、従来の液晶ディスプレイ等に比べて、高階調表示が可能であり、色再現性、高速応答性に優れ、しかも、対角３０インチ以上の大画面を比較的安価に実現することできるという様々な特徴を有する。

このプラズマディスプレイでは、例えば、サンドブラスト法により平板状のガラス基板の表面を切削して凹部を形成し、次いで、フォトリソグラフィ法によりＡｇシート等の導電材料をパターニングして凹部にアドレス電極を形成し、このアドレス電極上に誘電体層、蛍光体層を順次形成し、次いで、この凹部の一方の端部の周縁部分に上記のアドレス電極と接続される接続端子を形成する方法が採られている（例えば、特許文献１参照）。
上記の蛍光体層は、ステンレススチール等の耐腐食性金属からなるヘッド本体に蛍光体ペースト（ペースト状組成物）を吐出する吐出孔を１つ以上形成したディスペンサー（塗布用ヘッド）を用いて、前記放電セル内に蛍光体ペーストを吐出させ、その後、この蛍光体ペーストを所定の温度にて所定時間、熱処理することにより作製している。
特開２００１−４３８０４号公報

ところで、上述した従来のプラズマディスプレイでは、ディスペンサーを用いて蛍光体ペーストを放電セル内に吐出する方法が用いられているが、この方法では、蛍光体ペーストが吐出孔から吐出される際に、この吐出孔の内径より径方向に拡がって吐出されるために、隔壁の上端部に蛍光体が付着してしまい、発光の際に混色や放電異常等の不具合が生じる虞があるという問題点があった。
また、隔壁の上端部と前面側の透明基板との間に蛍光体が挟まれてしまった場合、透明基板同士を貼り合わせる際に外部から加わる力が、この蛍光体に集中することとなり、その結果、隔壁が破損してしまい、放電セルの発光特性が低下するという問題点もあった。

蛍光体ペーストが内径より拡がって吐出される理由は、次の様に考えられる。
蛍光体ペーストが吐出孔内を通過するときは圧縮応力が加わった状態であるから、吐出孔から吐出されると同時に圧縮応力が開放されて自由表面となり、吐出孔の内径より拡がって吐出されることとなる。また、図５に示すように、ヘッド１の吐出孔２内では、蛍光体ペースト３は吐出孔２の内壁との摩擦力のために、吐出孔２の軸線Ａｘ付近で流速が最も速く、軸線Ａｘから内壁に向かって流速が遅くなっている。この場合、蛍光体ペースト３は吐出孔２から吐出された瞬間にその流速を均一化しようとするので、上記と同様に、吐出孔の内径より拡がって吐出されることとなる。

そこで、吐出孔の長さを長くし、蛍光体ペーストが吐出孔内に滞在する時間を長くすることにより、蛍光体ペーストへの圧縮応力の影響を緩和することも考えられるが、この場合、吐出孔の長さを長くすることで該吐出孔内部における蛍光体ペーストの流速差が拡がってしまうために、吐出孔における拡がりを防止することはできない。
また、逆に、吐出孔の長さを短くすると、吐出孔内部における蛍光体ペーストの流速差は縮小するが、蛍光体ペーストへの圧縮応力の影響が大きくなってしまうために、吐出孔における拡がりを防止することはできない。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、ペースト状組成物が吐出孔の内径より径方向に拡がって吐出される虞がなく、したがって、隔壁の上端部にペースト状組成物が付着してしまう虞がなく、特に、ペースト状組成物として蛍光体ペーストを用いた場合に、発光の際に混色や放電異常等の不具合や隔壁の破損等が生じる虞がない塗布用ヘッド及びそれを備えた塗布装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は次のような塗布用ヘッド及びそれを備えた塗布装置を採用した。
すなわち、本発明の塗布用ヘッドは、ヘッド本体にペースト状組成物を吐出する吐出孔を１つ以上形成してなる塗布用ヘッドであって、前記吐出孔の内面は、前記ペースト状組成物に対して撥液性を有することを特徴とする。

この塗布用ヘッドでは、ヘッド本体に形成された吐出孔の内面をペースト状組成物に対して撥液性を有することとしたことにより、この内面とペースト状組成物との間の摩擦力が小さくなり、したがって、この吐出孔内のペースト状組成物に流速差がなくなり、この吐出孔から吐出されたペースト状組成物の径方向の拡がりが抑制される。

前記吐出孔の内面の臨界表面張力は３０ｍＮ／ｍ以下であることが好ましい。
前記内面は、フッ素を含有する物質からなることが好ましい。

本発明の他の塗布用ヘッドは、ヘッド本体にペースト状組成物を吐出する吐出孔を１つ以上形成してなる塗布用ヘッドであって、前記吐出孔の内面には、前記ペースト状組成物に対して撥液性を有する撥液層が形成されていることを特徴とする。

この塗布用ヘッドでは、ヘッド本体に形成された吐出孔の内面に、ペースト状組成物に対して撥液性を有する撥液層を形成したことにより、この撥液層の内面とペースト状組成物との間の摩擦力が小さくなり、したがって、この吐出孔内のペースト状組成物に流速差がなくなり、この吐出孔から吐出されたペースト状組成物の径方向の拡がりが抑制される。

前記撥液層の内面の臨界表面張力は３０ｍＮ／ｍ以下であることが好ましい。
前記撥液層は、フッ素を含有する物質からなることが好ましい。

本発明のいずれの塗布用ヘッドにおいても、前記フッ素を含有する物質は、フッ素系樹脂が好ましい。
前記ペースト状組成物は、蛍光体ペーストであることが好ましい。
前記ペースト状組成物を蛍光体ペーストとすれば、塗布用ヘッドの吐出孔と蛍光体ペーストとの間の摩擦力が小さくなり、したがって、この吐出孔内の蛍光体ペーストに流速差がなくなり、この吐出孔から吐出される蛍光ペーストの径方向の拡がりが抑制される。これにより、混色や放電異常等の不具合や、隔壁の破損等が生じる虞がなくなる。

本発明の塗布装置は、本発明の塗布用ヘッドを備えてなることを特徴とする。
この塗布装置では、本発明の塗布用ヘッドを備えたことにより、吐出孔から吐出されたペースト状組成物の径方向の拡がりを抑制する。これにより、ペースト状組成物を径方向への拡がりが無い状態で塗布することが可能になり、得られた塗布物の形状の精度が向上する。

本発明の塗布用ヘッドによれば、ヘッド本体に形成された吐出孔の内面をペースト状組成物に対して撥液性を有することとしたので、この吐出孔の内面とペースト状組成物との間の摩擦力を小さくすることができ、したがって、この吐出孔内のペースト状組成物の流速差を無くすことができ、この吐出孔から吐出されたペースト状組成物の径方向の拡がりを抑制することができる。

本発明の他の塗布用ヘッドによれば、ヘッド本体に形成された吐出孔の内面にペースト状組成物に対して撥液性を有する撥液層を形成したので、この撥液層の内面とペースト状組成物との間の摩擦力を小さくすることができ、したがって、この吐出孔内のペースト状組成物の流速差を無くすことができ、この吐出孔から吐出されたペースト状組成物の径方向の拡がりを抑制することができる。

前記ペースト状組成物を蛍光体ペーストとすれば、上記の吐出孔の内面あるいは撥液層の内面と、蛍光体ペーストとの間の摩擦力を小さくすることができ、したがって、この吐出孔内の蛍光体ペーストの流速差を無くすことができ、この吐出孔から吐出された蛍光ペーストの径方向の拡がりを抑制することができる。
したがって、表示装置における混色や放電異常等の不具合や、隔壁の破損等を防止することができる。

本発明の塗布装置によれば、本発明の塗布用ヘッドを備えたので、吐出孔から吐出されたペースト状組成物の径方向の拡がりを抑制することができ、したがって、ペースト状組成物を径方向への拡がりが無い状態で塗布することができ、得られた塗布物の形状の精度を向上させることができる。

本発明の塗布用ヘッド及びそれを備えた塗布装置の各実施の形態について図面に基づき説明する。
［第１の実施形態］
図１は本発明の第１の実施形態の塗布装置に備えられた塗布用ヘッドを示す断面図であり、図において、符号１１は塗布用ヘッドであり、ステンレススチール等の耐腐食性金属からなる先細のヘッド本体１２には、その軸線Ａｘに沿って吐出孔１３が形成され、この吐出孔１３の内面には蛍光体ペーストに対して撥液性を有する撥液層１４が形成されている。そして、この撥液層１４の内側の筒状の空間が蛍光体ペーストを流動させるための流路１５とされている。

この撥液層１４は、蛍光体ペーストに対して撥液性を有するものであればよく、例えば、ポリテトラフルオルエチレン、ポリトリフルオルクロルエチレン、ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、ポリジクロルジフルオルエチレン等のフッ素系樹脂が好適に用いられる。
ここで、吐出孔１３の内径を５０〜２００μｍとすると、撥液層１４の厚みは概ね５〜１００μｍである。

この撥液層１４の内面の臨界表面張力は３０ｍＮ／ｍ以下であることが好ましく、２０ｍＮ／ｍ以下であることがより好ましい。
ここで、撥液層１４の内面の臨界表面張力を３０ｍＮ／ｍ以下と限定した理由は、内面の臨界表面張力が３０ｍＮ／ｍを超えると、蛍光体ペーストに対して摩擦力を低下させる能力が小さく、十分な効果を得ることができないからである。

次に、この塗布用ヘッド１１が備えられた塗布装置を用いて蛍光体ペーストを吐出する方法について説明する。
まず、図２（ａ）に示すように、ソーダライムガラス等からなるガラス基板（透明基板）２１を有機溶剤を用いて洗浄し、乾燥させた後、このガラス基板２１に、ケミカルエッチング等のドライエッチングやウェットエッチング、あるいはサンドブラスト法を用いて凹部２２を形成する。

次いで、凹部２２の底面にアドレス電極２３を形成する。
アドレス電極２３は、凹部２２内に、少なくとも導電性粒子と、ガラスフリットと、水と、バインダー樹脂と、分散剤を含有するスラリー（導電性液状物質）を充填し、次いで、所定時間静置することにより上記の導電性粒子を沈降させ、次いで、所定の温度で所定時間熱処理し、この沈降した導電性粒子同士を互いに接合させることにより得られる。
次いで、アドレス電極２３を含む凹部２２全面に誘電体層２４を形成する。

次いで、図２（ｂ）に示すように、放電セルとなる誘電体層２４の凹部の内面に塗布用ヘッド１１を用いて蛍光体ペースト（ペースト状組成物）２５を塗布する。
ここで用いられる蛍光体ペースト２５は、光の３原色である赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のいずれかに対応する無機系の蛍光体と、バインダー樹脂と、分散剤と、有機溶剤を含有したものである。

ここでは、誘電体層２４上に塗布用ヘッド１１の流路１５を配置し、蛍光体ペースト２５を流路１５の下端部から誘電体層２４に向かって吐出させる。
この吐出の際には、蛍光体ペースト２５と流路１５との間の摩擦力が小さくなるので、図３に示すように、流路１５内の蛍光体ペースト２５に流速差がなくなり、この流路１５から吐出される蛍光体ペースト２５の径方向の拡がりが抑制される。これにより、吐出された蛍光体ペースト２５は、径方向に拡がらない状態のまま誘電体層２４の凹部内のみに供給されることとなり、凹部２２の隔壁２７部分に付着する等の不具合が生じる虞はない。

次いで、この蛍光体ペースト２５を所定の温度にて所定時間、熱処理する。
ここでは、熱処理工程を、比較的低温で加熱することにより有機溶剤を蒸発させる乾燥工程（第１の熱処理工程）と、バインダー樹脂や分散剤等の残存する有機物の熱分解温度より高い温度で加熱することにより該有機物を分解除去する有機物分解除去工程（第２の熱処理工程）とにより構成する。
この乾燥工程と有機物分解除去工程とは、別々の装置を用いて行うようにしてもよく、また、乾燥工程の後に有機物分解除去工程を続けて行う様に加熱装置の温度プロファイルを階段状に設定することにより、１つの加熱装置を用いて乾燥工程と有機物分解除去工程とを１つの工程上で行うようにしてもよい。

ここでは、乾燥工程により有機溶剤が蒸発し、有機物分解除去工程によりバインダー樹脂や分散剤等の残存する有機物が分解して散逸するので、誘電体層２４の凹部内には蛍光体層２８が形成されることとなる。この蛍光体層２８の内側の空間領域が放電セル２９となる。
以上により、背面側のガラス基板を作製することができる。

次いで、このガラス基板と、走査電極及び維持電極が表面に形成された前面側のガラス基板とを対向配置し、これらガラス基板同士を貼り合わせ、各放電セル２９の内部にＮｅ−Ｘｅ、Ｈｅ−Ｘｅ等の混合ガスを封入し、周囲をシールガラス等により封着する。
以上により、プラズマディスプレイを作製することができる。

本実施形態の塗布用ヘッド１１によれば、ヘッド本体１２の吐出孔１３の内面に蛍光体ペースト２５に対して撥液性を有する撥液層１４を形成し、この撥液層１４の内側の空間を蛍光体ペースト２５を流動させるための流路１５としたので、撥液層１４の内面と蛍光体ペースト２５との間の摩擦力を小さくすることができ、したがって、この吐出孔内の蛍光体ペースト２５の流速差を無くすことができ、この吐出孔から吐出された蛍光体ペースト２５の径方向の拡がりを抑制することができる。

［第２の実施形態］
図４は本発明の第２の実施形態の塗布装置に備えられた塗布用ヘッドを示す断面図であり、本実施形態の塗布用ヘッド３１が第１の実施形態の塗布用ヘッド１１と異なる点は、第１の実施形態の塗布用ヘッド１１では、ステンレススチール等の耐腐食性金属からなるヘッド本体１２の吐出孔１３の内面に、蛍光体ペーストに対して撥液性を有する撥液層１４を形成したのに対し、本実施形態の塗布用ヘッド３１は、ヘッド本体３２自体を蛍光体ペーストに対して撥液性を有する物質により構成した点である。

この撥液性を有する物質としては、第１の実施形態の撥液層１４と同様に、例えば、ポリテトラフルオルエチレン、ポリトリフルオルクロルエチレン、ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、ポリジクロルジフルオルエチレン等のフッ素系樹脂が好適に用いられる。
本実施形態の塗布用ヘッド３１においても、第１の実施形態の塗布用ヘッド１１と全く同様の効果を奏することができる。
しかも、ヘッド本体３２自体をフッ素系樹脂により構成したので、ヘッド本体１２の吐出孔１３の内面に撥液層１４を形成する場合と比べて、製造が容易である。

以上、本発明の塗布用ヘッド及びそれを備えた塗布装置の各実施形態について図面に基づき説明してきたが、具体的な構成は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で設計の変更等が可能である。
例えば、第１の実施形態では、吐出孔１３の内面のみに撥液層１４を形成した構成としたが、吐出孔１３の周縁部やヘッド本体１２の外面に撥液層１４が形成された構成としてもよい。

本発明の塗布用ヘッドは、ヘッド本体に形成された吐出孔の内面を、ペースト状組成物に対して撥液性を有することとしたことで、ペースト状組成物が吐出孔の内径より径方向に拡がって吐出される虞がなく、特に、プラズマディスプレイ等の様に蛍光体ペーストを用いた表示装置に対して効果は非常に大きなものである。

本発明の第１の実施形態の塗布用ヘッドを示す断面図である。 本発明の第１の実施形態の塗布用ヘッドを用いて蛍光体ペーストを吐出する方法を示す過程図である。 本発明の第１の実施形態の塗布用ヘッドにおける蛍光体ペーストの流れの様子を示す断面図である。 本発明の第２の実施形態の塗布用ヘッドを示す断面図である。 従来の塗布用ヘッドにおける蛍光体ペーストの流れの様子を示す断面図である。

符号の説明

１１ 塗布用ヘッド
１２ ヘッド本体
１３ 吐出孔
１４ 撥液層
１５ 流路
２１ ガラス基板（透明基板）
２２ 凹部
２３ アドレス電極
２４ 誘電体層
２５ 蛍光体ペースト（ペースト状組成物）
２７ 隔壁
２８ 蛍光体層
２９ 放電セル
３１ 塗布用ヘッド
３２ ヘッド本体
Ａｘ 軸線

Claims (9)

1. ヘッド本体にペースト状組成物を吐出する吐出孔を１つ以上形成してなる塗布用ヘッドであって、
   前記吐出孔の内面は、前記ペースト状組成物に対して撥液性を有することを特徴とする塗布用ヘッド。
2. 前記吐出孔の内面の臨界表面張力は３０ｍＮ／ｍ以下であることを特徴とする請求項１記載の塗布用ヘッド。
3. 前記内面は、フッ素を含有する物質からなることを特徴とする請求項１または２記載の塗布用ヘッド。
4. ヘッド本体にペースト状組成物を吐出する吐出孔を１つ以上形成してなる塗布用ヘッドであって、
   前記吐出孔の内面には、前記ペースト状組成物に対して撥液性を有する撥液層が形成されていることを特徴とする塗布用ヘッド。
5. 前記撥液層の内面の臨界表面張力は３０ｍＮ／ｍ以下であることを特徴とする請求項４記載の塗布用ヘッド。
6. 前記撥液層は、フッ素を含有する物質からなることを特徴とする請求項４または５記載の塗布用ヘッド。
7. 前記フッ素を含有する物質は、フッ素系樹脂であることを特徴とする請求項３または６記載の塗布用ヘッド。
8. 前記ペースト状組成物は、蛍光体ペーストであることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項記載の塗布用ヘッド。
9. 請求項１ないし８のいずれか１項記載の塗布用ヘッドを備えてなることを特徴とする塗布装置。

Images