JP2005265134A - 塗布方法および塗布装置並びにプラズマディスプレイ用部材の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】高粘度ペーストを長時間にわたって流入・流出／停止の作業を行っても、ゲル状物や変成物を発生しないロータリ型バルブを実現することによって、高品質の塗布膜を安価に、しかも容易に実現できる塗布装置及び方法ならびにこの方法を使用したプラズマディスプレイ用部材の製造方法を提供する。
【解決手段】インナーとアウターが嵌合し、インナーの回転によって流体の通過とその停止を制御するバルブであって、前記インナーとアウターの間のすきま部に流入する流体を外部に排出する排出口をアウターに設けたバルブ、あるいは、インナーとアウターが嵌合し、インナーの回転によって流体の通過とその停止を制御するバルブであって、少なくとも前記インナーの外面とアウターの内面には硬化物が被覆されているバルブ。
【選択図】図１

Description

この発明は、バルブとそれを利用した技術に関するものであり、たと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やＴＦＴ用アレイ基板、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得るバルブに関するものであり、さらに詳しくはそのようなバルブと該バルブを使用してガラス基板などの被塗布部材表面に塗布液の吐出を制御して塗布膜を形成する塗布装置および塗布方法、並びにこの塗布方法を使用したプラズマディスプレイ用部材の製造方法の改良に関する。

プラズマディスプレイは、一定ピッチでストライプ状に一方向に延びる溝を持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、Ｇ、Ｂ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映し出すものである。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、両者を貼り合わせてプラズマディスプレイとして構成される。

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、乾燥して均一膜厚に成型してから、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。隔壁の塗布膜の厚さは焼成後でも１００〜２００μｍ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には、ダイコート法（例えば特許文献１）やスクリーン印刷法等がある。

いずれの方式でも、５０００〜５００００ｍＰａＳの高粘度のペーストを塗布器に供給することが必要とされるが、そのときにペーストの供給と供給停止を制御する手段としてバルブと定容量ポンプが使用されている。バルブには、ニードル型、ダイヤフラム型、ロータリー型、ベローズ型等多くの形式があるが、その開閉動作時間が短いことと、開閉動作によってバルブ前後に与える容量変化が微少であることから、ロータリー型（別名ボールバルブ）が多く用いられている。一方定容量ポンプには、ダイヤフラム型、ピストン型、チューブ型等様々なものがあるが、機械動作に対してペーストがすぐに動作する反応性の高さや、制御の容易さから、ピストン型定容量ポンプが多く用いられている。

ロータリー型バルブはペーストの通じる孔を設けたインナーが、それを内包するアウターに対して回転し、バルブの前後に接続された配管にインナーの孔が通じるときに、ペーストが通過し、インナーを回転させてその孔が配管とは９０度の方向に向いたときに、ペーストの通過を停止させることができる（例えば特許文献２）。
特開平６-３３９６５６号公報（第５欄９行目〜第７欄２５行目、図１） 特開平６−１１０５４号公報（第３欄２８行目〜第４欄２９行目、図１、図２）

ロータリ型バルブでは、インナーのペーストが流入する入口や、流出する出口にはシール材が設けられていて、これによってペーストがインナーとアウターの嵌合部に入り込むのを防いでいる。しかし、インナーに設けられた貫通孔にペーストが内包された状態でインナーがバルブの開閉のために回転するので、バルブ閉のときに前記貫通孔内に内包されたペーストは、インナーとアウターの間にあるすきま部に流入する。

また、バルブ開あるいは閉の状態からバルブ閉あるいは開の状態に移行する間は、インナーの貫通孔はインナーとアウター間のすきま部とバルブ前後の配管の両方に通じる、いわゆる半開き状態になっており、これによってもインナー近くのペーストがインナーとアウターの間にあるすきま部に流入する。いずれの場合も流入するペーストは少量であるが、インナーとアウターの嵌合部やすきま部に侵入したペーストは、そこで滞留するとともに、多数回にわたってせん断を受けることになる。滞留や多数回のせん断を受けることで、ペーストはゲル状に変質したり、変成物を発生させたりする。このゲル状物や変成物は、新たに侵入するペーストと入れ替わって、前記嵌合部やすきま部よりバルブ外に出て、下流側の配管に流出することがある。この場合にはペーストのゲル状物や変成物は塗布器への供給途中のペーストに混じり、甚だしい場合は、塗布膜に重大な故障や欠陥を発生させる。

本発明は、上述の事情に基づいてなされたもので、その目的とするところは、ロータリ型バルブで、高粘度ペーストを長時間にわたって通過／停止の作業を行っても、ゲル状物や変成物を発生しないバルブを提供することにある。

そして、その改良されたバルブを使用することで、高品質の塗布膜を安価に、しかも容易に実現できる塗布装置および方法並びにこの方法を使用したプラズマディスプレイ用部材の製造方法を提供することにある。

上述した目的は、以下に述べる（１）あるいは（２）のバルブとすることによって達成される。
（１）インナーとアウターが嵌合し、インナーの回転によって流体の通過とその停止を制御するバルブであって、前記インナーとアウターの間のすきま部に流入する流体を外部に排出する排出口をアウターに設けたことを特徴とするバルブ。
（２）インナーとアウターが嵌合し、インナーの回転によって流体の通過とその停止を制御するバルブであって、少なくとも前記インナーの外面とアウターの内面には硬化物が被覆されていることを特徴とするバルブ。

なお、ここで、上記（２）の発明における硬化物は、ＨＣｒ、窒化チタン、炭化チタン、タングステンカーバイド、ダイヤモンドライクカーボンのいずれかであることが好ましい。

本発明の塗布方法は、上述の（１）または（２）のバルブを含む塗布液供給手段により、塗布液を塗布器に供給し、被塗布部材上に塗布膜を形成することを特徴とする。

本発明の塗布装置は、塗布液を吐出するために一方向に延びる吐出口を有する塗布器と、塗布器に塗布液を供給する塗布液供給手段と、被塗布部材を保持する載置台と、前記塗布器および載置台のうちの少なくとも一方を相対的に移動させる移動手段と、塗布器を被塗布部材に近接させる近接手段とを備えて、被塗布部材に塗膜を形成する塗布装置において、前記塗布液供給手段に上述の（１）または（２）のバルブを備えていることを特徴とする。

さらに本発明のプラズマディスプレイ用部材の製造方法は、上述した本発明の塗布方法を用いてプラズマディスプレイ用部材を製造することを特徴とする。

本発明にかかる上述（１）のバルブを用いれば、インナーとアウターの間にある嵌合部やすきま部にペーストが侵入しても、それを外部に排出する排出口がアウターに設けられているのであるから、同じ場所にペーストが長時間にわたって滞留することがない。それによって、ペーストが同じ場所で長時間滞留することや、多数回のせん断を受けることにより発生するゲル状物や変成物の生成をなくするとともに、たとえ生成されても塗布器への流出を阻止することができる。

本発明になる上述（２）のバルブを用いれば、インナーとアウターに被覆した硬化物がペーストとの金属反応を防止して、同じ場所にペーストが長時間滞留して特定金属との長時間の接触により発生するゲル状物や変成物の生成を同じように防止することができる。

さらに、本発明になる塗布方法および塗布装置を用いれば、上記の優れたバルブを用いて塗布を行うのであるから、欠点や故障のない高品質の塗布膜を容易に形成することができる。

本発明になるプラズマディスプレイ用部材の製造方法によれば、上記の優れた塗布方法を用いてプラズマ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用部材を容易に、低コストで工業的に製造することが可能となる。

以下、この発明の好ましい実施形態を図面に基づいて説明する。

図１の（ａ）は、本発明になるロータリ型バルブ１００の概略正面断面図、図１の（ｂ）は図１（ａ）のＸ１−Ｘ１で切断した側面断面図、図２は図１（ａ）のＸ２−Ｘ２で切断した側面断面図、図３の（ａ）はインナー１０２を図１（ａ）の状態より９０度回転させたときのロータリ型バルブ１００の概略正面断面図、図３の（ｂ）は図３（ａ）の側面断面図、図４は本発明のロータリ型バルブを適用したダイコータ１の概略正面図である。

本発明になるロータリ型バルブ１００を図１と２を用いて説明する。ロータリ型バルブ１００は、外周部１１２が球面状のインナー１０２、円筒状の内面１１４を有しインナー１０２の外周部の上下２点の頂点と接するアウター１０４、インナー１０２とアウター１０４の間にあるすきま部１２２へのペースト１２４の侵入を防止する円形状の左右一対のシール１０８Ａ、Ｂ、インナー１０２をアウター１０４との接触点２点を含むラインをＣ−Ｃを中心に回転させる回転軸１０６、アウター１０４とボルト等の部材で締結される左右一対のサイドプレート１２０Ａ、Ｂより構成される。図１〜３ではペースト１２４は点模様で示されている。インナー１０２には貫通孔１１６が、サイドプレートＡ、Ｂにも貫通孔１１８Ａ、Ｂがそれぞれ設けられている。サイドプレートＡ、Ｂの貫通孔１１８Ａ、Ｂは、流入側Ｉと流出側Ｏの図示されていない配管にそれぞれ接続され、各々の貫通孔を通して流入側Ｉの配管より流入するペースト１２４を流出側Ｏの配管に流出することができる。サイドプレート１２０Ａ、Ｂは、アウター１０４と締結されることによって、シール１０８Ａ、Ｂとインナー１０２を挟み込むことになり、この挟み込み力によってシール１０８Ａ、Ｂ、インナー１０２を矢印の方向に移動しないように固定するととともに、ペースト１２４の侵入を防止するシール力を与えることができる。また、サイドプレート１２０Ａ、Ｂのアウター１０４との締結を解除し、サイドプレート１２０Ａ、Ｂを取り外せば、シール１０８Ａ、Ｂ、インナー１０２、回転軸１０６もアウター１０４より取り外すことができる。すなわち、ロータリー型バルブ１００は、分解・組立可能な構造となっている。

また、アウター１０４には２つの排出孔１１０Ａ、Ｂが設けられている。この排出孔１１０Ａ、Ｂは、インナー１０２とアウター１０４の間のすきま部１２２に侵入するペースト１２４を外部に排出する。さらにインナー１０２の外周部１１２とアウター１０４の内面１１４には、硬化物が被覆されている。ここで使用される硬化物は、ペーストとの金属反応を生じない金属、セラミックス、樹脂等を選定するのが好ましいが、耐摩耗性や耐久性をさらに有する薄膜を構成できるＨＣｒ、ＴｉＮ、ＴｉＣ、ＷＣ、ダイヤモンドライクカーボン、酸化アルミニウム等が特に好ましい。硬化物はＣＶＤ、ＰＶＤ、メッキ、溶射等いかなる手段で付着させてもよく、その厚さは好ましくは０．０１〜１００μｍ、より好ましくは０．１〜１０μｍである。薄すぎるとすぐに硬化物が摩滅により消滅するので、厚い方がよいが、付着手段の制約により厚さの上限が定まる。硬化物の硬度としては、ビッカース硬度で好ましくは４００以上、より好ましくは５００以上である。

なお、これらの硬化物は、インナー１０２、アウター１０４のペーストと接触している面だけに被覆されていればよいが、全ての面に被覆されていてもよい。さらに、ペーストと接触するすべてのロータリ型バルブ１００の構成部材がこれらの硬化物で被覆されていることがより好ましい。

次に、ロータリ型バルブ１００の作用について図１〜３を用いて説明する。図１の状態にあるとき、インナー１０２の貫通孔１１６とサイドプレート１２０Ａ、Ｂの貫通孔１１８Ａ、Ｂは通じているのであるから、ペーストを通過させることができる状態、すなわち、ロータリ型バルブ１００は開の状態にある。図１の状態から、回転軸１０６を図示しない駆動源にて、ラインＣ−Ｃ回りに９０度だけ矢印の方向に回転させると、図３に示すように、インナー１０２の貫通孔１１６は、孔の貫通方向がサイドプレート１２０Ａ、Ｂの貫通孔１１８Ａ、Ｂの貫通方向と直交する。すなわち、貫通孔１１８Ａ、Ｂ側からインナー１０２を見ると、インナー１０２の貫通孔１１６は見えなくなり、ペーストを流入側Ｉにある貫通孔１１８Ａから流入させても、インナー１０２の壁面で流れが阻止され、ペーストの通過を阻止できる状態、すなわち、ロータリー型バルブ１００が閉の状態になる。

図１（ａ）を見れば明らかなように、ロータリ型バルブ１００が開の状態にあるときには、シール１０８Ａ、Ｂによって、ペーストがサイドプレート１２０Ａ、Ｂの貫通孔１１８Ａ、Ｂ側からインナー１０２とアウター１０４の間のすきま部１２２に侵入するのは阻止される。また、ロータリ型バルブを開から閉の状態にするときに、インナー１０２が回転することでペースト１２４をアウター１０４の内部に持ち込もうとしても、シール１０８Ａ、Ｂで阻止される。しかし、ロータリ型バルブ１００が図３のように閉の状態になると、インナー１０２は外周は球面であっても、アウター１０４の内面は円筒面であるために、インナー１０２の貫通孔１１６の両端は、アウター１０４の内面では完全にフタはされず、貫通孔１１６内に内包されているペースト１２４の一部が、インナー１０２とアウター１０４の間のすきま部１２２にあふれ出ることになる。また、バルブ開あるいは閉の状態からバルブ閉あるいは開の状態に移行する間は、インナー１０２の貫通孔１１６の両端は、インナー１０２とアウター１０４間のすきま部１２２とサイドプレートＡ、Ｂの貫通孔１１８Ａ、Ｂの両方に通じる、いわゆる半開き状態になっている。これによってもインナー１０２の貫通孔１１６の両端部近くにあるペーストがインナー１０２とアウター１０４の間にあるすきま部１２２に流入する。１回の開閉動作でインナー１０２とアウター１０４の間のすきま部１２２にたまるペースト１２４の量はわずかであるが、ロータリ型バルブ１００の開閉動作を何度も繰り返すと、各開閉動作ごとにペースト１２４がすきま部に加算されていくので、排出孔１１０Ａ、Ｂが閉の状態にあると、最終的にはすきま部１２２全体をペースト１２４で占めてしまうことになる。

いったん、すきま部１２２にトラップされたペースト１２４は、開閉動作に伴うインナー１０２の回転によってアウター１０４外部に持ち出されたり、バルブ開閉動作途中の半開き状態のときに一部がサイドプレート１２０Ａ、Ｂの貫通孔１１８Ａ、Ｂに流出したりするが、わずかであるので大半はいつまでもすきま部に滞留することになる。インナー１０２の貫通孔１１６の出口・入口付近にあるペースト１２４だけが、開閉動作時に貫通孔１１６に内包されているペースト１２４と入れ替わって、アウター１０４の外部に持ち出される。この持ち出されたペーストは流出側Ｏのサイドプレート１２０Ｂの貫通孔１１８Ｂを通じて、下流側に流出する。

すきま部１２２に蓄えられたペースト１２４は、開閉動作に伴うインナー１０２の回転ごとに大きなせん断を受ける。ペースト１２４はずっと滞留して繰り返し大きなせん断を受けると、ゲル状物やその他の変成物に変異することがある。また、ペーストがすきま部１２２に滞留して金属であるインナー１０２の外周部１１２や、アウター１０４の内面１１４に長時間接触しているだけでも、ペーストの金属反応により、ゲル状物やその他の変成物に変異することがある。すきま部１２２内のペーストは、インナーの回転や新たに侵入するペーストによってわずかながらその位置を変えていく。そして発生したゲル状物や変成物がインナー１０２の貫通孔１１６の出口付近にくると、貫通孔１１６内のペーストと入れ替わって貫通孔内にはいり、それがアウター１０４の外部にそのまま持ち出されて
ロータリ型バルブ１００の下流工程に流される。下流工程に流出したゲル状物や変成物が正常なペーストと混ざって塗布されて塗膜を形成すると、製品欠陥を生じる。それに対して、本発明のようにすきま部１２２に通じる排出孔１１０Ａ、Ｂが設けられ、すきま部１２２の反対側が開放されていると、すきま部１２２のためられたペースト１２４が滞留せずに、アウター１０４外部に排出されることになるので、ゲル状物や変成物が発生しない。ロータリ型バルブ１００の開閉ごとにインナー１０２が回転して、貫通孔１１６から新たなペーストがもたらされると、それがすきま部１１２のペーストを排出孔１１０Ａ、Ｂから排出させる駆動力となる。さらに排出孔１１０Ａ、Ｂに配管を接続して、吸引力を作用させれば、より容易にすきま部１１２内のペーストを外部に排出できるので、一層滞留をなくすことができ、ゲル状物や変成物の発生防止効果が高まる。

また、本発明ではインナー１０２の外周部１１２と、アウター１０４の内面１１４に、ペースト１２４と金属反応を防止する硬化物が付着されているので、金属反応によるゲル状物や変成物の生成を防止することができる。インナー１０２の外周部１１２に付着された硬化物はシール１０８との摩耗特性の改善にも効果がある。

以上、ロータリ型バルブ１００のアウター１０４の内部まで通ずる排出孔１１０Ａ、Ｂを設けたので、バルブ開閉時にインナー１０２とアウター１０４の間のすきま部１１２にペーストが蓄えられても、蓄えられたペーストを確実に外部に排出できるようになり、滞留ペーストが繰り返してせん断を受けてゲル状物等の変異物になることを防止するとともに、変異物が発生しても排出孔１１０Ａ、Ｂより外部に排出できるので、変異物が正常なペーストに混ざって塗布されて塗膜に製品欠陥の生じるのをなくすことができる。

また、本発明のロータリ型バルブ１００のインナー１０２とアウター１０４それぞれのペースト接液部には、ペーストと金属反応しない硬化物が被覆されているので、たとえ排出孔１１０Ａ、Ｂがなくて滞留する状況があっても、金属反応による変異物の発生を防止することができ、変異物が正常なペーストに混ざって塗布されて塗膜に製品欠陥の生じるのをなくすことができる。

なお、ロータリ型バルブ１００の開閉時に、排出孔１１０Ａ、Ｂよりエアーが混入しないように、最初は排出孔１１０Ａ、Ｂの出口側を閉として、ペースト１２４をすきま部１１２、排出孔１１０Ａ、Ｂに充満させてエアーを完全に排除してから、排出孔１１０Ａ、Ｂの出口側を開として、ロータリ型バルブ１００の使用を開始するのが好ましい。

また、インナー１０２、アウター１０４、サイドプレート１２０Ａ、Ｂは、耐薬品性と強度の点から、ステンレスで作られていることが望ましいが、他の金属、フッ素系樹脂等の樹脂あるいはセラミックスであってもよい。金属を用いる場合は、上述の通り、インナー１０２の外周部１１２、アウター１０４の内面１１４には、金属反応しない硬化物を付着させることが好ましい。なお排出孔１１０Ａ、Ｂの孔径はペーストが排出できればいかなるものでもよいが、好ましくは内径でφ５〜６０ｍｍ、より好ましくはφ１０〜φ２４ｍｍである。内径は小さすぎるとペーストを排出しにくく、大きすぎると排出の流速が低下してしまう。

次に本発明のロータリ型バルブ１００を適用した塗布装置であるダイコータ１を、図４を参照して説明する。

ダイコータ１は、基台２を備えており、基台２上には、一対のガイドレール４が設けられている。このガイドレール４上には基板Ａの載置台であるステージ６が配置されており、ステージ６は図示しないリニアモータで駆動されて図４に示すＸ方向に自在に往復動する。また、ステージ６の上面は吸着孔からなる真空吸着面となっており、被塗布部材である基板Ａを吸着保持することができる。

基台２の中央を見ると、門型の支柱１０がある。支柱１０の両側に、上下昇降ユニット７０が備えられており、この上下昇降装置ユニット７０に塗布を行うダイ２０が取り付けられている。

ダイ２０は矢印で示すＸ方向に垂直な方向、すなわち紙面に垂直な方向にのびているフロントリップ２２、及びリアリップ２４を、シム３２を介してＸ方向に重ね合わせ、図示しない複数の連結ボルトにより一体的に結合することで構成されている。ダイ２０内の中央部にはマニホールド２６が形成されており、このマニホールド２６もダイ２０の長手方向（Ｘ方向に直交する方向）に延びている。マニホールド２６の下方には、スリット２８が連通して形成されている。このスリット２８もダイ２０の長手方向に延びており、その下端がダイ２０の最下端面である吐出口面３６で開口となって、吐出口３４を形成する。なお、スリット２８はシム３２によって形成されるので、スリットの間隙（Ｘ方向に測定）は、シム３２の厚さと等しくなる。

このダイ２０を昇降させる上下昇降装置ユニット７０は、ダイ２０を吊り下げる形で保持する吊り下げ保持台８０、吊り下げ保持台８０を昇降させる左右一対の昇降台７８、昇降台７８を上下方向に案内するガイド７４、モータ７２の回転運動を昇降台７８の直線運動に変換するボールねじ７６より構成されている。

上下昇降ユニット７０はダイ２０の長手方向の両端部を支持するよう左右１対あって、各々が独立に昇降できるので、ダイ２０長手方向の水平に対する傾き角度を任意に設定することができる。これによってダイ２０の吐出口面３６と基板Ａを、ダイ２０の長手方向にわたって略並行にすることができる。さらに、この上下昇降ユニット７０によって、ステージ６上の基板Ａとダイ２０の吐出口面３６の間にすきま、すなわち、クリアランスを、任意の大きさに設けることができる。

さらに基台２の左側を見ると、基板Ａの厚さを測定する厚さセンサー９０が支持台９２に取り付けられている。厚さセンサー９０はレーザを使用したものであることが好ましい。厚さセンサー９０により基板Ａの厚さを測定することで、どのような厚さの基板Ａに対しても、ダイ２０の吐出口面３６と基板Ａの隙間であるクリアランスを、常に一定にすることができる。

再びダイ２０を見ると、ダイ２０のマニホールド２６の上流側は、塗布液供給装置４０に連なる供給ホース６０に、内部通路（図示しない）を介して常時接続されており、これにより、マニホールド２６へは塗布液供給装置４０から塗布液を供給することができる。マニホールド２６に入った塗布液はダイ２０の長手方向に均等に拡幅されて、スリット２８を経て、吐出口３４から吐出される。

なお、塗布液供給装置４０は、供給ホース６０の上流側に、出口側バルブ２１４、ピストン型定容量ポンプであるシリンジポンプ２００、入口側バルブ２１２、吸引ホース６２、タンク６４を備えている。タンク６４にはペースト１２４が蓄えられており、圧空源６８に連結されて任意の大きさの背圧をペースト１２４に付加することができる。タンク６４内のペースト１２４は、吸引ホース６２を通じてシリンジポンプ２００に供給される。シリンジポンプ２００では、シリンジ２０２、ピストン２０４がポンプ台５６に取り付けられている。ここで、ピストン２０４は図示しない駆動源によって上下方向に自在に往復動できる。オス側のピストン２０４とメス側のシリンジ２０２との間に気密性を持たせるためにＯリング２０６がピストン２０４に装着されている。また、出口側バルブ２１４、入口側バルブ２１２にはロータリ型バルブ１００を使用している。

なお、制御信号にて動作するリニアモータ、モータ７２、塗布液供給装置４０等はすべて制御装置９４に電気的に接続されている。そして、制御装置に組み込まれた自動運転プログラムにしたがって制御指令信号が各機器に送信されて、あらかじめ定められた動作を行う。なお、条件変更時は操作盤９６に適宜変更パラメータを入力すれば、それが制御装置９４に伝達されて、運転動作の変更が実現できる。

次に、本発明の塗布装置を使った塗布方法について詳述する。

まず、塗布装置１の各動作部の原点復帰が行われると、各移動部はスタンバイ位置に移動する。すなわち、ステージ６は図４の左端部（破線で示す位置）、ダイ２０は最上部に移動する。ここで、タンク６４〜ダイ２０までペースト１２４はすでに充満されており、ダイ２０内部の残留エアーを排出する作業も既に終了している。このときの塗布液供給装置４０の状態は、シリンジ２０２にペースト６６が充填、入口側バルブ２１２は閉、出口側バルブ２１４は開、そしてピストン２０４は最下端の位置にあり、いつでもペースト１２４をダイ２０に供給できるようになっている。

最初に、ステージ６の表面に図示しないリフトピンを上昇させ、図示しないローダから基板Ａがリフトピン上部に載置される。次にリフトピンを下降させて基板Ａをステージ６上面に載置し、同時に吸着保持する。

そしてステージ６を塗布速度にて移動開始し、基板Ａが厚さセンサー９０下を通過する基板Ａの厚さを測定し、このときに、測定した基板Ａの厚さデータを用い、上下昇降ユニット７０を駆動して、ダイ２０の吐出口面３６を基板Ａからあらかじめ与えたクリアランスをもって分離された位置まで近接させる。基板Ａの塗布開始部がダイ２０の吐出口３４Ａの真下に達したら、シリンジポンプ２００のピストン２０４を所定速度で上昇させ、ダイ２０からペースト１２４を基板Ａに向かって吐出し、ペースト１２４の基板Ａへの塗布を始めて、塗布膜Ｃを形成する。基板Ａの塗布終了部がダイ２０の吐出口３４の位置にきたらピストン２０４を停止させてペースト１２４の供給を停止し、続いて、上下昇降ユニット７０を駆動して、ダイ２０を上昇させる。これによって基板Ａとダイ２０Ａの間に形成されたビードが断ち切られ、塗布が終了する。

これらの動作中ステージ６は動きつづけ、終点位置にきたときに停止し、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。このとき、図示されないアンローダによって基板Ａの下面が保持され、次の工程に基板Ａを搬送する。基板Ａをアンローダに受け渡したら、ステージ６はリフトピンを下降させ原点位置に復帰する。

その後シリンジポンプ２００は、出口側バルブ２１４を開、入口側バルブ２１２を閉として、ピストン２０４を一定速度で下降させ、タンク６４のペースト１２４をシリンジポンプ２００のシリンジ２０２に充填する。充填完了後、ピストン２０４を停止させ、入口側バルブ２１２を閉、出口側バルブ２１４を開として、次の基板Ａが来るのを待ち、同じ動作を繰り返す。

ダイコータ１の塗布液供給装置４０に、本発明のロータリ型バルブ１００やシリンジポンプ２００を用いて、以上の塗布方法で塗布すると、ゲル状物等の変異物がロータリ型バルブ１００に設けられた排出孔１１０Ａ、Ｂより外部に放出されるので、これらによる欠陥が皆無の高い品質の塗布膜を低コストで形成することができる。

なお、本発明が適用できる塗布液としては、粘度が１ｃｐｓ〜１０００００ｃｐｓのものが好ましく、より望ましくは１０００ｃｐｓ〜５００００ｃｐｓであり、ニュートニアンでも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、樹脂板、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、基板Ａとダイの吐出口面間のクリアランスが４０〜５００μｍ、より好ましくは８０〜３００μｍ、塗布速度が０．１ｍ／分〜１０ｍ／分、より好ましくは０．５ｍ／分〜６ｍ／分、ダイの吐出口の間隙は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。

幅３４０ｍｍ×長さ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５μｍ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２２０μｍ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４のダイコータ１に吐出幅３３０ｍｍ、リップ間隙（シム厚さ）５００μｍのダイを取付け、各バルブには、ロータリー型バルブ１００と、ポンプにシリンジポンプ２００を用いた。

なお、ロータリ型バルブ１００は、内径φ１０ｍｍのペースト排出孔が２箇所設けられていることの他、インナー１０２の外周部１１２とアウター１０４の内面にＴｉＮを被覆させたものであった。シリンジポンプ２００のシリンジ内径はφ３０ｍｍで、それに合わせて、Ｏリング２０６は、形状がＪＩＳＢ２４０１に規定されているＰ３０にて、材質が赤シリコンで成型されたものであった。準備完了後、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２０〜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。このときのシリンジポンプからのペースト供給速度は、１．６５ｃｃ／秒であった。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、１００℃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、１４０μｍ±３μｍの範囲に収まる有効製品部分は塗布長さ４３６ｍｍ中４２６ｍｍであり、画素面形成に必要な長さ４２４ｍｍより大きくできていた。同じ条件にて１０００枚塗布し、抜き取りで目視検査したところ、ゲル状物等による異物の発生や、塗布膜の欠け等、欠陥は皆無であった。なお、１０００枚塗布後に、適用した２つのロータリ型バルブの排出孔からは、合計５００ccのペーストが排出された。ガラスペーストによる塗布膜を形成後、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。

この発明は、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やＴＦＴ用アレイ基板、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で、ガラス基板などの被塗布部材表面に塗布液の吐出を制御して塗布膜を形成する塗布装置および塗布方法、並びにこの塗布方法を使用したプラズマディスプレイ用部材の製造などに利用されうる。

本発明にかかるロータリ型バルブの開時の概略正面断面図と、Ｘ１−Ｘ１で切断した側面断面図である。 本発明にかかるロータリ型バルブの図１（ａ）のＸ２−Ｘ２で切断した側面断面図である。 本発明にかかるロータリ型バルブの閉時のロータリ型バルブ１００の概略正面断面図と側面断面図である。 本発明のロータリ型バルブを適用したダイコータ１の概略正面図である。

符号の説明

１ ダイコータ
２ 基台
４ ガイドレール
６ ステージ
１０ 支柱
２０ ダイ（塗布器）
２２ フロントリップ
２４ リアリップ
２６ マニホールド
２８ スリット
３２ シム
３４ 吐出口
３６ 吐出口面
４０ 塗布液供給装置
５６ ポンプ台
６０ 供給ホース
６２ 吸引ホース
６４ タンク
６８ 圧空源
７０ 上下昇降ユニット
７２ モータ
７４ ガイド
７８ 昇降台
８０ 吊り下げ保持台
９０ 厚さセンサー
９２ 支持台
９４ 制御装置
９６ 操作盤
１００ ロータリ型バルブ
１０２ インナー
１０４ アウター
１０６ 回転軸
１０８Ａ、Ｂ シール
１１０Ａ、Ｂ 排出孔
１１２ 外周部
１１４ 内面
１１６ 貫通孔
１１８Ａ、Ｂ 貫通孔
１２０Ａ、Ｂ サイドプレート
１２２ すきま部
１２４ ペースト
２００ シリンジポンプ
２０２ シリンジ
２０４ ピストン
２０６ Ｏリング
２１２ 入口側バルブ
２１４ 出口側バルブ
Ａ 基板（被塗布部材）
Ｃ 塗布膜

Claims (6)

1. インナーとアウターが嵌合し、インナーの回転によって流体の通過とその停止を制御するバルブであって、前記インナーとアウターの間のすきま部に流入する流体を外部に排出する排出口をアウターに設けたことを特徴とするバルブ。
2. インナーとアウターが嵌合し、インナーの回転によって流体の通過とその停止を制御するバルブであって、少なくとも前記インナーの外面とアウターの内面には硬化物が被覆されていることを特徴とするバルブ。
3. 前記硬化物は、ＨＣｒ、窒化チタン、炭化チタン、タングステンカーバイド、ダイヤモンドライクカーボンのいずれかであることを特徴とする請求項２に記載のバルブ。
4. 請求項１または２に記載のバルブを含んで構成されている塗布液供給手段により、塗布液を塗布器に供給し、被塗布部材上に塗布膜を形成することを特徴とする塗布方法。
5. 塗布液を吐出するために一方向に延びる吐出口を有する塗布器と、塗布器に塗布液を供給する塗布液供給手段と、被塗布部材を保持する載置台と、前記塗布器および載置台のうちの少なくとも一方を相対的に移動させる移動手段と、塗布器を被塗布部材に近接させる近接手段とを備えて、被塗布部材に塗膜を形成する塗布装置において、前記塗布液供給手段に請求項１または２に記載のバルブを備えていることを特徴とする塗布装置。
6. 請求項４に記載の塗布方法を用いてプラズマディスプレイ用部材を製造することを特徴とするプラズマディスプレイ用部材の製造方法。

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