JP2005224733A - ペースト塗布方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 ディスペンス法によりＰＤＰの蛍光体ペーストのような高粘度ペーストを塗布する場合に、簡単で安価な方法で所望の位置に塗布パターンを形成し、塗布の開始と終了時点での塗布ムラをなくす塗布方法を提供する。
【解決手段】 被塗布物に吐出ヘッドからペーストを吐出して塗布するディスペンス法によるペーストの塗布方法おいて、塗布を開始および終了する被塗布物の両端部にテープ表面の水の接触角が９０°以下となるマスキングテープを貼り、該マスキングテープ上でペーストの塗布開始および終了を行い、ペースト塗布後に前記マスキングテープを剥がすことを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、被塗布物に吐出ヘッドからペーストを吐出して塗布するディスペンス法によるペーストの塗布方法に関し、特にプラズマディスプレイパネル（以下、ＰＤＰと記す）用の蛍光体ペーストを塗布するディスペンス法によるペーストの塗布方法に関するものである。

近年、ＰＤＰは、その奥行きの薄いこと、軽量であること、鮮明な表示と視野角が広いことにより、種々の表示装置に利用されつつある。一般に、ＰＤＰは、２枚の対向するガラス基板にそれぞれ規則的に配列した一対の電極を設け、その間にネオン、キセノン等を主体とするガスを封入した構造になっている。そして、これらの電極間に電圧を印加し、電極周辺の微小なセル内で放電を発生させることにより、各セルを発光させて表示を行うようにしている。特に情報表示をするためには、規則的に並んだセルを選択的に放電発光させている。

ここで、ＰＤＰの構成を、図４に示すＡＣ型ＰＤＰの一例をあげて説明しておく。図４はＰＤＰ構成斜視図であるが、分かり易くするため前面板（ガラス基板４１）と背面板（ガラス基板４２）を実際より離した状態で示してある。図示のように２枚のガラス基板４１、４２が互いに平行に且つ対向して配設されており、両者は背面板となるガラス基板４２上に互いに平行に設けられたリブ（障壁ともいう）４３により、一定の間隔に保持されるようになっている。前面板となるガラス基板４１の背面側には、透明電極よりなる放電維持電極４４と金属電極よりなるバス電極４５とで構成される複合電極が互いに平行に形成され、これを覆って誘電体層４６が形成されており、さらにその上に保護層４７（ＭｇＯ層）が形成されている。また、背面板となるガラス基板４２の前面側には、前記複合電極と直交するようにリブ４３の間に位置してアドレス電極４８が互いに平行に形成されており、これを覆って誘電体層４９が形成され、さらにリブ４３の壁面とセル底面を覆うようにして蛍光体５０が設けられている。リブ４３は放電空間を区画するためのもので、区画された各放電空間をセルないし単位発光領域と言う。このＡＣ型ＰＤＰは面放電型であって、前面板上の複合電極間に交流電圧を印加し、放電させる構造である。この場合、交流をかけているために電界の向きは周波数に対応して変化する。そして、この放電により生じる紫外線により蛍光体５０を発光させ、前面板を透過する光を観察者が視認するようになっている。なお、ＤＣ型ＰＤＰにあっては、電極は誘電体層で被覆されていない構造を有する点でＡＣ型と相違するが、その放電効果は同じである。

上記の如きＰＤＰの背面板は、ガラス基板４２の上にアドレス電極４８を形成し、必要に応じて、それを覆うように誘電体層４９を形成した後、リブ４３を形成して、そのリブ４３の間に蛍光体層５０を設けることで製造される。電極４８の製造方法としては、真空蒸着法、スパッタリング法、めっき法、厚膜法等によってガラス基板４２上に電極材料の膜を形成し、これをフォトリソグラフイ法によってパターニングする方法と、厚膜ペーストを用いたスクリーン印刷法とが知られている。また、誘電体層４９はスクリーン印刷等により形成される。リブ４３はスクリーン印刷による重ね刷り、あるいはサンドブラスト法等によってパターン形成される。

そして、蛍光体層５０は、リブ４３の間に赤色、緑色、青色（以後、Ｒ、Ｇ、Ｂとも記す）の蛍光体ペーストを選択的に充填した後、乾燥させてから焼成することで形成されており、従来、その蛍光体ペーストの充填にはスクリーン印刷法やフォトリソグラフイ法が用いられている。スクリーン印刷法は、蛍光体ペーストをスクリーン印刷でリブ間に選択的に充填して乾燥させる工程を３回繰り返し、その後焼成するようにしている。ところが、スクリーン印刷法は、ＰＤＰの高精細化および大面積化に伴い、それに対応したスクリーン版を使用する必要があるが、このようなスクリーン版は、伸びたり歪んだりするために、背面板のガラス基板との位置合せが難しく、蛍光体ペーストの充填を正確に行えないという問題があった。

また、フォトリソグラフイ法は、感光性の蛍光体ペーストを塗布し、露光、現像し、乾燥させる工程を３回繰り返し、その後焼成して蛍光体層を形成する。しかし、ペースト中の蛍光体が紫外線の透過を阻害し感度が低くなるために、感光性蛍光体ペーストの塗布厚を厚くすることができず、そのために、得られる蛍光面の輝度が十分でないという問題があった。さらに、フォトリソグラフイ法ゆえに、相当量の蛍光体ペーストは現像時に除去されてしまい、蛍光体の回収が困難であることにより、使用する蛍光体の有効利用率が低く、コスト面で不利であった。

そこで、最近では、塗布方向と直角な方向に吐出孔を有するペースト塗布用の吐出ヘッドを使用し、吐出ヘッドを基板と対向させ、基板もしくは吐出ヘッドのどちらか一方を相対的に移動させながら、吐出ヘッド内に圧力を印加して、蛍光体ペーストをリブ間に充填するようにしたディスペンス法による塗布方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。吐出ヘッドを複数設ければ、一度の塗布工程で３色の蛍光体ペ−ストを大面積に塗布することが可能である。ディスペンス法は、さらに、吐出ヘッドのペースト吐出口近傍に設けた電極と被塗布物との間に電圧を印加しながらペーストを塗布する電界ジェット法と称する方法へと発展してきている（例えば、特許文献２参照。）。電界ジェット法は、Ｒ、Ｇ、Ｂ３色の蛍光体ペーストを同時に所定のリブ間に充填できるため、従来のスクリーン印刷法やフォトリソグラフイ法に比べて、大幅な工程の短縮と低コスト化が可能と期待されている。
特開平１１−９６９１１号公報 特開２００１−８８３０６号公報

しかしながら、特許文献２に記載されるような電界ジェット法による塗布方法においては、先に塗布されている蛍光体ペーストに後から塗布する蛍光体ペーストが引き寄せられて、所望の位置に塗布パターンが形成できないという問題（セル飛びと称する）があった。さらに、電界ジェット法による塗布方法においては、被塗布物となる基板に導電性のパターンが形成されている場合、塗布液が導電性のパターンに引き寄せられてしまうという現象があった。ＰＤＰ蛍光面の作製においては、基板上に既に形成されているアドレス電極のパターンに、塗布する蛍光体ペーストが影響され、本来の塗布位置からずれるという問題があった。その結果、ＰＤＰ蛍光面においては、隣接セル、特に、既に他の色の蛍光体ペーストが充填されているセルへの混色を引き起こすことがあった。また、塗布の始めの時点と、塗布の終わりの時点で、塗布ムラを生じるという問題もあった。

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、ディスペンス法によりＰＤＰの蛍光体ペーストのような高粘度ペーストを塗布する場合に、簡単で安価な方法で所望の位置に塗布パターンを形成し、塗布の開始と終了時点での塗布ムラをなくす塗布方法を提供することである。

上記の課題を解決するために、請求項１の発明に係わるペーストの塗布方法は、被塗布物に吐出ヘッドからペーストを吐出して塗布するディスペンス法によるペーストの塗布方法おいて、塗布を開始および終了する被塗布物の両端部にテープ表面の水の接触角が９０°以下となるマスキングテープを貼り、該マスキングテープ上でペーストの塗布開始および終了を行い、ペースト塗布後に前記マスキングテープを剥がすようにしたものである。

請求項２の発明に係わるペーストの塗布方法は、被塗布物に吐出ヘッドからペーストを吐出して塗布するディスペンス法によるペーストの塗布方法おいて、塗布を開始および終了する被塗布物の両端部にマスキングテープを貼り、該マスキングテープ表面の濡れ性を改質した後に、該マスキングテープ上でペーストの塗布開始および終了を行い、ペースト塗布後に前記マスキングテープを剥がすようにしたものである。

請求項３の発明に係わるペーストの塗布方法は、前記マスキングテープ表面の濡れ性を改質する方法として、マスキングテープ上にペーストを塗布したものである。

請求項４の発明に係わるペーストの塗布方法は、前記マスキングテープ表面の濡れ性を改質する方法として、マスキングテープ上にペーストのレベリング促進剤を塗布したものである。

請求項５の発明に係わるペーストの塗布方法は、前記マスキングテープ表面の濡れ性を改質する方法として、マスキングテープを加熱したものである。

請求項６の発明に係わるペーストの塗布方法は、ペ−ストが表面張力３５ｄｙｎ／ｃｍ²以下であるようにしたものである。

請求項７の発明に係わるペ−ストの塗布方法は、ペーストが粘度１５０ｐｏｉｓｅ以下であるようにしたものである。

請求項８の発明に係わるペーストの塗布方法は、被塗布物がガラス基板上にリブを形成したプラズマディスプレイ用背面板であり、前記ペーストがプラズマディスプレイ用蛍光体ペーストであるようにしたものである。

本発明の方法によれば、マスキングテープを被塗布物の塗布開始および終了となる両端部に貼る場合に、水の接触角が９０°以下のテープを貼るか、あるいはテープ表面の濡れ性を良くすることにより、高価な設備を要せずに工程が短く作業が容易な方法で、ディスペンス法における混色を防ぎ、塗布ムラのない良好な塗布面が得られる。

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。図１は本発明のペースト塗布方法の概略工程図であり、一例としてＰＤＰ背面板の蛍光体ペースト塗布工程を示す。図１（ａ）に示すように、ガラス基板１上にリブにより各蛍光体を形成すべきセルが仕切られた被塗布物２を設け、ディスペンス法により各色蛍光体ペーストを所定のセルに吐出して充填塗布するに際し、被塗布物２の塗布開始および終了となる両端部に、マスキングテープ３を貼る。

本発明のペースト塗布方法に用いるマスキングテープ３としては、テープ表面の水の接触角が９０°以下のテープ、あるいはマスキングテープを被塗布物に貼った後に表面の濡れ性を改質したテープが用いられる。本発明において用いるマスキングテープ３の材料としては、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ナイロン、塩化ビニル等のフィルムを基材とし、フィルムの一方の面に粘着層を設けたマスキングテープが用いられる。マスキングテープは蛍光体ペースト塗布後に被塗布物２から剥がすので、マスキングテープの粘着力はペースト塗布時に被塗布物に固定されている程度の粘着力が好ましい。

表面絶縁性の導電性マスキングテープ３の全体膜厚は１０〜７０μｍ程度の範囲のものが好ましい。膜厚１０μｍ未満であると取扱いにくく、７０μｍを超えると被塗布物との貼り合わせに柔軟性が欠けてくるからである。導電性金属の厚さは、導電性と真空成膜の容易性の点から、０．０５μｍ程度〜数μｍで設けるのが好ましい。導電性マスキングテープ３の幅は、およそ３〜１５ｃｍ程度であり、テープの片側が被塗布物２を構成する各々のリブ端部に接するか、 略１ｍｍ程度重なっていれば本発明の実施に十分である。

本発明の一例として用いた蛍光体ペースト、塗布装置、塗布条件について以下に述べる。
（ペーストの作製）本発明で、ディスペンス法によるＰＤＰ用蛍光体の塗布ペーストとして、下記の３種類の蛍光体ペーストを作製した。

（青色蛍光体ペースト）
・エチルセルロース（ダウケミカルズ社製、ＳＴＤ−１００） １５部
・ブチルカルビトール １２０部
・ターピネオール １８０部
上記の組成物を上記の割合で、加熱還流機構を有する容器に入れ、６０℃で２４時間撹拌をして溶解した後、室温に冷却した。この樹脂溶液１５０部に青色蛍光体（化成オプトニクス社製 ＫＸ−５０１Ａ）９５部を加え、撹拌により混合した後、３本ロールミルで３回処理し、青色蛍光体ペーストを得た。得られたペーストの粘度は２０℃にて９５ｐｏｉｓｅであった。

（赤色蛍光体ペースト）
・エチルセルロース（ダウケミカルズ社製、ＳＴＤ−１００） １８部
・ブチルカルビトール １９５部
・ターピネオール １０５部
上記の組成物を用い、蛍光体として赤色蛍光体（化成オプトニクス社製 ＫＸ−５０４Ａ）１００部とした以外は、上記の青色蛍光体ペーストと同様にして、赤色蛍光体ペーストを得た。得られたペーストの粘度は２０℃にて８２ｐｏｉｓｅであった。

（緑色蛍光体ペースト）
組成物を
・エチルセルロース（ダウケミカルズ社製、ＳＴＤ−１００） １５部
・ブチルカルビトール ３００部
上記の組成物を用い、蛍光体として緑色蛍光体（化成オプトニクス社製 Ｐ１−Ｇ１Ｓ）９５部とした以外は、上記の青色蛍光体ペーストと同様にして、緑色蛍光体ペーストを得た。得られたペーストの粘度は２０℃にて８０ｐｏｉｓｅであった。

塗布後のペーストが速やかにレベリングするために、本発明で用いるＲ、Ｇ、Ｂ３色の蛍光体ペーストの表面張力は３５ｄｙｎ／ｃｍ² 以下であることが好ましい。また、吐出ヘッドのノズルを詰まらせずに安定して蛍光体ペーストを吐出させるために、ペーストの粘度は１５０ｐｏｉｓｅ以下であることが好ましい。

（塗布装置）次に、図１（ｂ）に示すように、ディスペンス法の吐出ヘッド４を有する塗布装置を用いて、ＰＤＰ背面板のリブ両端部にマスキングテープ３を貼った被塗布物に、上記のＲ、Ｇ、Ｂ蛍光体ペーストを順じ吐出し、所定のセルを充填した。
図２は、図１に示した本発明のペースト塗布方法で用いた吐出ヘッド４の概略模式図である。図２（ａ）は全体概略図であり、図２（ｂ）は吐出口付近の拡大側面図である。図２（ｂ）に示す吐出ヘッドは一例であり、吐出ヘッド４は複数の吐出口８を有し、複数のリブ間に同時に同色の蛍光体ペーストを塗布できる構造としてある。なお、吐出ヘッドは単一の吐出口を設けたヘッドであってもよい。
図３は、図２に示した吐出ヘッド４を用いてＰＤＰ背面板のリブ１２間に蛍光体ペースト１３を塗布する様子を拡大した模式図である。Ｒ、Ｇ、Ｂともに同様の形状の吐出ヘッドを用いた。吐出ヘッド先端部の吐出口の孔径等の仕様は以下の通りとした。
・孔径：５００μｍ
・孔深さ（上記の孔径部分の長さ）：１０００μｍ
・孔数：１００
・材質：ステンンレス

（塗布条件）上記のディスペンス法の塗布装置を用いた塗布条件は以下の通りとした。
・ヘッド走査速度：７０ｍｍ／秒
・ヘッドと被塗布物間の距離：７００μｍ
・Ｒ、Ｇ、Ｂの各ヘッド間距離：８０ｍｍ
・塗布順序：Ｂ→Ｒ→Ｇ
塗布時のヘッドの背圧は、吐出される蛍光体ペ−スト１３がリブ１２間のセルを１００％充填するようにペースト導入管９に接続されている加圧ポンプで調整した。充填量の確認は、塗布直後にレーザ顕微鏡で基板の形状を観察することで行った。

Ｒ、Ｇ、Ｂの３色の塗布終了後、図１（ｃ）に示すように、マスキングテープ３を蛍光体塗布面６およびガラス基板１上から剥がし、乾燥後、蛍光体ペーストの焼成を行い、蛍光体塗布、焼成工程を完了した。本発明の方法による蛍光体ペーストの塗布方法は、混色がなく、塗布始めおよび塗布終了時のムラがなく、良好な塗布面が得られた。以下、実施例に基づきさらに詳しく説明するが、上記の諸条件は各実施例に共通した条件である。

（マスキングテープの材質および水の接触角）表１に示すように、材質が異なる５種類のマスキングテープを用意し、リブが形成されたＰＤＰ背面板のリブの両端に、各々のテープを３ｃｍの幅で貼り付け、テープの片側がリブに１ｍｍ重なるようにした。各テープの厚さは１０〜７０μｍの範囲である。各テープの水の接触角は予め測定しておいた。

（評価）Ｂ、Ｒ、Ｇ各色の蛍光体ペーストをこの順番で塗布し、塗布後の基板を１２０℃のオーブンで３０分乾燥した後、上方よりブラックライトを照射し、Ｂ、Ｒ、Ｇ各色の塗布始めおよび塗布終了時のムラ、および混色の有無を評価した。評価は以下の基準で行った。
○ ：Ｂ、Ｒ、Ｇ３色とも塗布始めおよび塗布終了時のムラ、混色が全くなく、良 好である。
△ ：塗布された蛍光体ペーストの一部に塗布始めおよび塗布終了時のムラ、ある いは混色が見られるので、改良が必要である。
× ：各色の蛍光体ペーストに塗布始めおよび塗布終了時のムラ、混色が見られるので、不適である。
表１に各テープと接触角の値、Ｒ、Ｇ、Ｂ塗布試験の評価結果を示す。

表１に示されるように、実施例１の商品名テトライト（尾池工業（株）製）をマスキングテープとして用いた時のみ、塗布始めおよび塗布終了時のムラ、混色のない３色同時塗布が可能であった。本発明に用いたテトライトは水の接触角が７０．７°であり、塗布時の観察により、マスキングテープとしたテトライト上に先に塗布されたＢペーストが、次の色のＲペーストを塗布するまでの間に速やかに濡れ広がるのが確認された。テトライト上に塗布、乾燥後の各色の蛍光体ペーストは塗布ムラもなく、リブの上方までしっかりと付着していた。

一方、表１に示す実施例１としたテトライト以外の比較例２〜４のマスキング材を用いた場合は、テープ上で短時間にＢペーストが濡れ広がることができず、Ｇペースト、またはＲペーストが塗布始めおよび塗布終了時のムラ、混色を生じていた。水の接触角が９１．８°の比較例１の商品名ＳＰＶ−２０１Ｆ（日東電工（株）製）は、２色目のＲまでは評価結果は良好であるが、３色目のＧに混色が見られた。

上記の結果より、マスキングテープを用いたディスペンス法においては、塗布始めおよび塗布終了時のムラ、混色の問題は、マスキングテープの材質には依存せず、テープ表面の濡れ性が重要であることが判る。本発明者は、評価で改良の余地がある結果を示した比較例１のＳＰＶ−２０１Ｆを用いて、水の接触角とペースト塗布品質との関係をさらに求めた結果、良好な蛍光体ペースト塗布面を得るには、水の接触角が９０°以下が好ましい領域であるとして本発明を完成した。

（テープ上に塗布液）マスキングテープ材として商品名ＳＰＶ−２０１Ｆ（日東電工（株）製）を用い、実施例１と同様にリブが形成されたＰＤＰ背面板のリブの両端にテープを貼り付けた。次に、貼り付けたテープの上に、１色目の吐出ヘッドよりＢ蛍光体ペーストを塗布し、レベリング後の膜厚が約５０μｍとなるようにした。テープ上のペーストが隙間なく濡れ広がった後に、前記の条件によりＢ、Ｒ、Ｇ蛍光体ペーストを順番に塗布した。テープ上に予め塗布しておいたペーストの効果により、基板全体にわたって混色がなく、また塗布ムラも見られず、良好な蛍光体ペースト塗布面が得られた。

（レベリング促進剤）マスキングテープ材として商品名ＳＰＶ−２０１Ｆ（日東電工（株）製）を用い、実施例１と同様にリブが形成されたＰＤＰ背面板のリブの両端に貼り付けた。貼り付けた後のテープ上に、スポンジローラーを用いてレベリング促進剤であるターピネオールを均一に塗布し、その直後に前記の条件によりＢ、Ｒ、Ｇ蛍光体ペーストを順に塗布した。テープ上に予め塗布しておいたターピネオールの効果により、基板全体にわたって混色がなく、またムラのない塗布が可能となった。

（加熱）マスキングテープ材として商品名ＳＰＶ−２０１Ｆ（日東電工（株）製）を用い、実施例１と同様にリブが形成されたＰＤＰ背面板のリブの両端に貼り付けた。テープを貼り付けた後の基板をオーブンにて表面温度１００℃に加熱し、オーブンから取り出し直後に、前記の条件にてＢ、Ｒ、Ｇ蛍光体ペーストを塗布した。加熱したテープ上では、ペーストの低粘度化、低表面張力化により濡れ広がり速度が増大し、その結果、基板全体にわたって混色がなく、まったくムラのない塗布が可能となった。

本発明のペースト塗布方法の概略工程図 本発明のペースト塗布方法で用いた吐出ヘッドの概略模式図 本発明のペースト塗布方法によりリブ間に蛍光体ペーストを塗布する工程を示す拡大模式図 ＡＣ型ＰＤＰの一構成例を示す分解斜視図

符号の説明

１ ガラス基板
２ 被塗布物
３ マスキングテープ
４ 吐出ヘッド
５ 塗布された蛍光体ペースト
６ 蛍光体ペースト塗布面
７ 蛍光体ペースト収納部
８ 吐出口
９ 蛍光体ペースト導入管
１０ 孔
１１ 蛍光体ペースト
１２ リブ
１３ 吐出された蛍光体ペースト
４１、４２ ガラス基板
４３ リブ
４４ 放電維持電極
４５ バス電極
４６、４９ 誘電体層
４７ 保護層（ＭｇＯ層）
４８ アドレス電極
５０ 蛍光体層

Claims (8)

1. 被塗布物に吐出ヘッドからペーストを吐出して塗布するディスペンス法によるペーストの塗布方法おいて、塗布を開始および終了する被塗布物の両端部にテープ表面の水の接触角が９０°以下となるマスキングテープを貼り、該マスキングテープ上でペーストの塗布開始および終了を行い、ペースト塗布後に前記マスキングテープを剥がすことを特徴とするペーストの塗布方法。
2. 被塗布物に吐出ヘッドからペーストを吐出して塗布するディスペンス法によるペーストの塗布方法において、塗布を開始および終了する被塗布物の両端部にマスキングテープを貼り、該マスキングテープ表面の濡れ性を改質した後に、該マスキングテープ上でペーストの塗布開始および終了を行い、ペースト塗布後に前記マスキングテープを剥がすことを特徴とするペーストの塗布方法。
3. 前記マスキングテープ表面の濡れ性を改質する方法として、該マスキングテープ上にペーストを塗布したことを特徴とする請求項２に記載のペーストの塗布方法。
4. 前記マスキングテープ表面の濡れ性を改質する方法として、該マスキングテープ上にペーストのレベリング促進剤を塗布したことを特徴とする請求項２に記載のペーストの塗布方法。
5. 前記マスキングテープ表面の濡れ性を改質する方法として、該マスキングテープを加熱したことを特徴とする請求項２に記載のペーストの塗布方法。
6. 前記ペーストが表面張力３５ｄｙｎ／ｃｍ²以下であることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載のペーストの塗布方法。
7. 前記ペーストが粘度１５０ｐｏｉｓｅ以下であることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載のペーストの塗布方法。
8. 前記被塗布物がガラス基板上にリブを形成したプラズマディスプレイ用背面板であり、前記ペーストがプラズマディスプレイ用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のいずれかに記載のペーストの塗布方法。
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   

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