JP2009101345A - 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およびその製造装置。 - Google Patents

Abstract

【課題】保持手段に保持された被塗布部材および塗布器の少なくとも一方を相対的に移動させながら、塗布器の吐出口から塗布液を吐出して被塗布部材の被塗布面に塗布膜を形成する塗布方法において、実際に塗布する位置で直接、塗布器と被塗布部材の間隙を高い精度で測定するとともに、測定した間隙値に基づいて塗布中においても正確な間隙になるように調整し、ムラの無い均一で高品質の塗布膜を得る塗布装置および塗布方法の提供。
【解決手段】塗布前、または塗布中に、該保持手段１１側からレーザ光を該被塗布部材９を通過させて、該被塗布部材９と対向する該塗布器の吐出口面２ｇに照射し、該被塗布部材の被塗布面９ａ、および該塗布器の吐出口面２ｇからの反射光を受光して、該保持手段１１側からみた該被塗布面９ａの位置および該塗布器の吐出口面２ｇの位置の差より該塗布器の吐出口面２ｇと該被塗布部材の被塗布面９ａとの間隙を測定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、たとえば、プラズマディスプレイパネル、液晶ディスプレイ用カラーフィルタ、光学フィルタを製造する場合に好適な塗布方法、および塗布装置に関する。また、これら塗布方法および塗布装置を用いたプラズマディスプレイ用部材の製造方法および製造方法に関する。

プラズマディスプレイ（以下、ＰＤという）は、ブラウン管にくらべて大型化、薄型化、軽量化が可能であることから、これを用いたテレビ受像機が普及している。一般的なＰＤは、隔壁によりストライプ状に形成された赤色用、緑色用、青色用の蛍光体層を有するガラス基板（背面板パネル）と、走査電極を形成してなるガラス基板（前面板パネル）とを貼り合わせてなるプラズマディスプレイパネル（以下、ＰＤＰという）で構成されている。

そのようなＰＤＰの背面板パネルの隔壁を形成する方法として、枚葉のガラス基板に隔壁用ペーストを塗布して塗布膜を形成し、乾燥後、サンドブラスト法やフォトリソグラフィー法等の方法を用いて所定のピッチのストライプ状または格子状のパターンに形成して、焼成するものがある。塗布膜の厚さは焼成後で１００〜２００μｍ程度と比較的厚いが、厚さの均一性はＰＤＰの画像特性を左右するので、隔壁ペーストを均一に塗布することが重要になる。この塗布方法には各種あるが、その一つにダイコータを用いるダイコート法がある（例えば特許文献１）。このダイコート法では、塗布器に相当するダイと被塗布部材に相当するガラス基板との間隙を所定の一定値に保ちつつダイとガラス基板とを相対的に移動させながら、ダイから隔壁ペーストを吐出してガラス基板に塗布する。

ダイコート法では安定した均一な塗布膜を得るためにはダイとガラス基板との間隙を高い精度で所定の一定値に保つことが重要であり、そのために実際に塗布する部分でダイとガラス基板との間隙を精度良く測定することが必要となる。

ダイとガラス基板との間隙を直接測定するために、基板の表面と塗布器との間隙に塗布方向にレーザ光を照射し、通過するレーザ光の受光量より間隙を測定する方法がある（例えば特許文献２）。

しかし、この方法では間隙を通過するレーザ光の回折により正確に間隙を測定することが困難である。

その他、ダイとガラス基板との間隙を直接精度よく測定することは実現されてない。

ダイとガラス基板間の間隙は直接測定は行わないが、その間隙を所定の値に設定する手段として、基板の支持台に固定されたマイクロメータを用いてダイすなわち塗布器の高さ（Ｚ方向）の基準点を支持台の基板保持面位置Ｚ０に定め、その後に高さ検出器で支持台の基板保持面からの基板の高さＬｈを測定して、間隙Ｃになるように塗布器の高さＺａをＺａ＝Ｚ０＋Ｌｈ＋Ｃに調整するものがある（例えば特許文献３）。

しかし、上記の手段ではマイクロメータで基準をとる位置での支持台の基板保持面と、実際に塗布する位置での基板保持面のＺ方向の高さの差（Ｚ０の差）や、塗布器を水平方向（塗布方向）に移動案内するレールのＺ方向のうねり等によりＺａはＺ方向の誤差を必ず含むので、塗布時に基板全面にわたって正確に間隙Ｃを設定することは非常に難しい。

したがって、精度良く間隙を測定する手段がないので、塗布中にどの程度正確に間隙が設定されているかを確認することもできないのが現状である。
特開平６−３３９６５６号公報（第５欄１８行目〜第７欄２５行目、図1、図２、図３） 特開２００４−１３９８１４（請求項３，第５欄４２行目〜第６欄２１行目、図２） 特開２００６−２９７３１７号（請求項１，第８欄３６行目〜第９欄３６行目、図２，図６，図７、図８）

本発明の目的とするところは、ダイコート法によって塗布する際に、実際に塗布する位置で直接、塗布器と被塗布部材の間隙を高い精度で測定するとともに、測定した間隙値に基づいて塗布中においても正確な間隙になるように調整し、それによってムラの無い均一で高品質の塗布膜を得る塗布装置および塗布方法を具現化するとともに、さらにこれら塗布装置・塗布方法を用いて高品質のプラズマディスプレイ用部材を安定して製造することができるプラズマ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。

上記目的を達成するために、本発明は以下の構成を有する。

本発明の塗布方法は、被塗布部材を保持する保持手段および塗布器の少なくとも一方を相対的に移動させながら、塗布器の吐出口から塗布液を吐出して被塗布部材の被塗布面に塗布膜を形成する塗布方法において、塗布前、または塗布中に、該保持手段側からレーザ光を該被塗布部材を通過させて、該被塗布部材と対向する該塗布器の吐出口面に照射し、該被塗布部材の被塗布面からの反射光、および該塗布器の吐出口面からの反射光を受光して、該保持手段側から測定した該被塗布面の位置および該保持手段側から測定した該塗布器の吐出口面の位置の差より該塗布器の吐出口面と該被塗布部材の被塗布面との間隙を測定することを特徴とする。

ここで、前記保持手段側からレーザ光を前記被塗布部材を通過させて、該被塗布部材と対向する前記塗布器に照射し、該塗布器上のレーザ光照射位置を移動させながら該塗布器からの反射光を受光し、該保持手段側から測定した該被塗布面の位置および該保持手段側から測定した該塗布器の位置の差が最も小さくなる値を塗布器の吐出口面と被塗布部材の被塗布面間の間隙値とすることが好ましい。

さらに、塗布前、または塗布中に、前記測定された被塗布部材の被塗布面と塗布器の吐出口面との間隙が所定の間隙値になるように塗布器を昇降させて調節することが好ましい。

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。

本発明の塗布装置は、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吐出する吐出口を有する塗布器と、被塗布部材を保持する保持手段と、該塗布器と該保持手段の少なくとも一方を相対的に移動させて、該被塗布部材の被塗布面に塗膜を形成するための移動手段とを備えた塗布装置において、該保持手段側からレーザ光を該被塗布部材を通過させて、被塗布部材と対向する塗布器の吐出口面に照射させるレーザ光照射手段と、被塗布部材の被塗布面からの反射光および、塗布器の吐出口面からの反射光を受光して、該保持手段側から測定した該被塗布面の位置および該保持手段側から測定した該塗布器の吐出口面の位置の差より、塗布器の吐出口面と被塗布部材の被塗布面との間隙を測定する間隙測定手段と、を備えたことを特徴とする。

さらに、前記間隙測定手段による間隙測定結果が所定の間隙値になるように、塗布器を前記被塗布部材の被塗布面と略垂直な方向に移動させる塗布器間隙調節手段を備えることが好ましい。

本発明のプラズマディスプレイ用部材の製造装置は、上述の塗布装置を用いることを特徴とする。

本発明によれば、塗布器の吐出口面と、被塗布部材の被塗布面からのレーザ反射光を用いて測定を行うのであるから、実際に塗布する位置で直接、塗布器の吐出口面と被塗布部材の被塗布面との間隙を測定することができ、それによって、間隙を高い精度で調整することができる。さらに高い精度で得た間隙値に基づいて、塗布中の間隙が一定にとなるように塗布器の高さを調整するのであるから、ムラの無い均一な塗布膜を容易に得ることができる。

また、塗布器上のレーザ照射位置を移動させながら塗布器からのレーザ反射光を受光することもできるので、塗布器の吐出口面の幅が非常に小さいものであっても吐出口面からの反射光を確実に得て、吐出口面の位置を測定することができる。さらにこのようにして得た吐出口面位置と、同様にして測定した被塗布面の位置との差の最小値を両者間の間隙値とするのであるから、塗布器の吐出口面と被塗布部材間の間隙を安定して測定することができる。これによって塗布の間隙値を一定に保持しながら塗布が行えるのであるから、同様にムラの無い均一な塗布面を容易に得ることができる。

また、上記のすぐれた塗布方法および塗布装置でプラズマディスプレイ用部材を製造するのであるから、高品質のプラズマディスプレイ用部材を高い生産性で安定して製造することができる。

図１は本発明の一実施形態に係る塗布装置であるダイコータ１の概略正面図、図２は図１の間隙測定手段４とその周辺部を拡大した拡大正面図である。

図１に示すように、ダイコータ１は、基板９を図示しない吸着手段で吸着保持する載置台１１、塗布手段２、載置台１１を塗布手段２に対して相対移動させる移動手段３、載置台１１に設置された間隙測定手段４、コントローラ７および塗液供給手段８を有している。

図１において、移動手段３は、架台３ａ、ナット３ｂ、ボールねじ３ｃ、サーボモータ３ｄおよびガイド３ｅを有する。載置台１１は、ガイド３ｅに水平方向、すなわちＸ方向に案内されていると共にナット３ｂを介してボールねじ３ｃに螺合されており、サーボモータ３ｄを駆動して２点鎖線で示す位置Ｐ０から実線で示す位置Ｐ１との間、あるいは位置Ｐ０から２点鎖線で示す位置Ｐ２との間、を往復動することができる。この往復動は、コントローラ７によって制御される。塗液供給手段８は、塗液タンク８ａと、塗液タンク８ａ内の塗液を送出する塗液ポンプ８ｂと、これら塗液タンク８ａと塗液ポンプ８ｂとを接続する配管８ｃと、塗液ポンプ８ｂと塗布手段２を接続する配管８ｄとを備えている。塗液タンク８ａは、好ましくは密閉型のタンクからなり、内部は空気や不活性ガス（たとえば、窒素ガス）によって０．０２〜１ＭＰａ程度に加圧されていることが好ましい。また、塗液ポンプ８ｂは、ピストンでシリンジ内の液を押し出す方式のシリンジポンプであることが好ましいが、ギアポンプやダイアフラムポンプ等の間欠型の定容量ポンプであってもよく、また、空気圧で圧送してもよい。この塗液ポンプ８ｂは、コントローラ７からの信号に基づいて作動する。

塗布手段２は、移動手段３の架台３ａに取り付けられた支柱２ａと、支柱２ａに取り付けられたガイド２ｂと、ガイド２ｂに案内されるホルダ２ｃと、ホルダ２ｃに装着された塗布器であるスリットダイ２ｄとを有する。塗液供給手段８の配管８ｄに接続されているスリットダイ２ｄは、配管８ｄと図示しない流路を介して連通するスリット２ｈから塗布液を吐出する。スリット２ｈの出口が吐出口であり、この吐出口を含む面が吐出口面２ｇとなる。この吐出口面２ｇは基板９の塗布されている面である被塗布面９ａと対向して配置されている。

ホルダ２ｃには、サーボモータ２ｅによって駆動されるボールねじ２ｆが螺合されており、コントローラ７からの信号に基づいてサーボモータ２ｅが正逆転すると、ホルダ２ｃがガイド２ｂに案内されて昇降し、それに伴ってスリットダイ２ｄが上下方向すなわちＺ方向に昇降するようになっている。このスリットダイ２ｄの昇降によって、スリットダイ２ｄと基板９との間隙を任意に変えることができる。

以上のダイコータ１で、保持手段である載置台１１に吸着保持された基板９と塗布手段２とを相対移動させながら、塗液供給手段８を用いてスリットダイ２ｄより塗液を基板９上に押し出すことによって塗布が行われる。

なお、図１に示すダイコータ１においては、静止した塗布手段２に対して基板９を保持する載置台１１を水平方向に移動することにより両者を相対移動させているが、静止した載置台１１に対して塗布手段２を水平方向に移動することによって両者を相対移動させることもできる。また、載置台１１と塗布手段２の双方を水平方向に移動しても良い。

図１では載置台１１が実線で示す位置Ｐ１にあり、ここでは間隙測定手段４がスリットダイ２ｄの直下にあるので、対向する基板９の被塗布面９ａとスリットダイ２ｄの吐出口面２ｇ間の間隙を測定することができる。さらに載置台１１が位置Ｐ１にある状態で間隙測定手段４、スリットダイ２ｄ、載置台１１等を拡大して示したのが図２である。

ここで、間隙測定手段４はレーザフォーカス式のレーザ測長器であるが、三角測距方式やその他のレーザ測長器であってもよい。

レーザフォーカス方式はレーザの反射光が通過する対物レンズを高速で往復動させ、反射光をピンポイントで受光させ、受光した位置の代わりに、ピンポイントで受光したときの対物レンズの位置から被測定物体との距離を知ることができるものであり、外乱の影響を受けにくく好ましい。

一方、三角測距方式は被測定物体にレーザ光を照射して、その反射光を受光し、その受光した位置から被測定物体までの距離を知るものである。

図２で間隙測定手段４をみると、レーザ光照射部４ａより、レーザ光Ｌ１を、載置台１１に吸着保持されている基板９越しにスリットダイ２ｄの吐出口面２ｇに向けて照射し、吐出口面２ｇからの点線で示す反射光Ｌ２および基板９の被塗布面９ａからの反射光Ｌ３を受光部４ｂで受光する。

そして反射光Ｌ２より仮想原点Ｒ０から吐出口面までの長さｄ２、反射光Ｌ３より仮想原点Ｒ０から被塗布面９ａまでの長さｄ３が間隙測定手段４によって測長され、吐出口面２ｇと被塗布面の位置の差ｄ＝ｄ２−ｄ３より間隙値Ｃ１を導出してコントローラ７に出力する。

なお、上記のようにして測定された間隙値Ｃ１は、図示しない間隙値設定手段よりあらかじめコントローラ７に与えられた設定間隙値Ｃ０とを比較し、Ｃ１＝Ｃ０になるように、スリットダイ２ｄを昇降させてスリットダイ２ｄの上下方向の位置を調整するために使用される。

図１においてコントローラ７は前述したとおり、移動手段３における載置台１１の往復動の制御と、スリットダイ２ｄと基板９との間隙の測定と、測定値に基づいてスリットダイ２ｄの位置の調整と、を行う。コントローラ７はまた、塗液供給手段８における塗液ポンプ８ｂの吐出制御を行うことで、基板９の定められた領域に均一な膜厚を有する塗布膜を形成する。

さて、上述したダイコータ１を用いた本発明の塗布方法について、基板９の被塗布面９ａと、これと対向するスリットダイ２ｄの吐出口面２ｇとの間隙を測定して調整する第１の行程（以下、工程１という）、基板９に塗液を塗布する第２の工程（以下、工程２という）、塗布した基板９を搬出する第３の工程（以下、工程３という）の３つ（工程１〜３）の工程に沿って、図１、図２を参照しながら説明する。
工程１：間隙の測定と調整
本工程では、基板９の被塗布面９ａとスリットダイ２ｄの吐出口面２ｇとの間隙を測定して調整する。

先ず、図１において載置台１１が原点位置Ｐ０にある状態で、図示しない基板搬送手段で基板９を載置台１１上に載置し、図示しない吸着穴から吸引して基板９を載置台１１に吸着保持させる。

次に、移動手段３のサーボモータ３ｄを駆動し、ボールねじ３ｃを回転させて載置台１１を移動させ、載置台１１に設置された間隙測定手段４がスリットダイ２ｄの直下に来る位置Ｐ１に移動させて静止させる。

つづいてコントローラ７からの指令によりサーボモータ２ｅを駆動し、スリットダイ２ｄを原点位置である最上点から徐々に下降させる。この時、間隙測定手段４のレーザ光照射部４ａよりレーザ光Ｌ１が吐出口面２ｇに向けて照射され、吐出口面２ｇからの反射光Ｌ２と、被塗布面９ａからの反射光Ｌ３とを受光部４ｂで受光し、測長された吐出口面２ｇと被塗布面９ａの位置の差ｄから間隙値Ｃ１を導出してコントローラ７に出力される。コントローラ７では間隙値Ｃ１とあらかじめ設定された設定間隙値Ｃ０とを比較して、Ｃ１＝Ｃ０になるまで、サーボモータ２ｅに指令信号を送り、スリットダイ２ｄを昇降させる。

Ｃ１＝Ｃ０になると、コントローラ７はスリットダイ２ｄの昇降を停止させ、この時のサーボモータ２ｅを原点位置から回転させた量とボールねじ２ｆのネジにピッチから算出されるスリットダイ２ｄのＺ方向の高さ位置を塗布高さ座標Ｚｃとして記憶する。

最後に、スリットダイ２ｄを最上点に戻し、載置台１１も原点位置Ｐ０に戻る。スリットダイ２ｄは最上点に戻らず塗布高さ座標Ｚｃの位置のままでもよい。
工程２：塗液の塗布
本工程では、基板９を移動させながら、塗液を塗布手段２より基板９上に吐出することによって塗布を行う。

先ず、コントローラ７からサーボモータ２ｅに駆動指令を出して、スリットダイ２ｄを最上点から工程１で得られた塗布高さ座標Ｚｃに下降させた後、基板９を載置した載置台１１を図１の位置Ｐ０から位置Ｐ２に向かって一定速度で移動させる。コントローラ７が、基板９の塗布開始部がスリットダイ２ｄの吐出口の直下に到達したことを検知したときに、塗液供給手段８の塗液ポンプ８ｂに塗液の供給開始を行わせる。これによって、スリットダイ２ｄから塗液が吐出され、基板９への塗布が開始される。塗液ポンプ８ｂによるスリットダイ２ｄへの塗液の供給量は、コントローラ７に設定された目標とする膜厚に応じて定められる。基板９の塗布終了部がスリットダイ２ｄの吐出口の直下に到達すると、コントローラ７は塗液ポンプ８ｂを停止させて、スリットダイ２ｄからの塗液の吐出が停止されるとともにスリットダイ２ｄを上昇させる。これによって基板９の塗布が終了する一方、載置台１１は、塗布が終了しても一定速度で移動しつづけ、位置Ｐ２で停止する。スリットダイ２ｄの上昇後は載置台１１の移動速度を増速させて位置Ｐ２まで移動させてもよい。
工程３：基板９の搬出。

本工程では塗布後の基板９を次の工程に搬出する。

位置Ｐ２で停止している載置台１１の基板９の吸着を解除し、図示しないロボットなどの基板搬送手段で基板９を載置台１１より下流工程へ搬出し、つづいて基板９の搬出が終了すれば載置台１１を位置Ｐ２から位置Ｐ０に復動させる。塗液ポンプ８ｂがシリンジポンプである場合は基板の搬出、載置台１１の復動と並行して塗液ポンプ８ｂも原点復帰して、新たな塗液をシリンダ内に充填する。

以降、工程１〜３を繰り返すことによって連続して基板に塗布が行える。

なお、前記の工程２において、次のようにして塗布中も間隙Ｃ１を測定して監視することもできる。

図３は載置台１１に間隙測定手段４を基板幅方向に２個設置した一例を示した側面図であるが、図３に示すように１対の間隙測定手段４をスリットダイ２ｄの長手方向で塗布液吐出領域Ａの外側に取り付ける。一対の間隙測定手段４のレーザ光照射部４ａ、受光部４ｂ等はスリットダイ２ｄの長手方向にのびる一直線上にある。この配置によって、間隙測定手段４がスリットダイ２ｄの直下にあるなら、塗布中、すなわち塗布液が吐出口面２ｇより吐出されている最中であっても、長手方向の吐出領域外、すなわちスリット２ｈの無い部分で間隙を測定しているので、塗布液の吐出に干渉されることなく、間隙値Ｃ１が測定できる。

そして、測定された間隙値Ｃ１、コントローラ７で設定間隙値Ｃ０とを比較し、Ｃ１≠Ｃ０であればサーボモータ２ｅに指令を出して間隙Ｃ１＝Ｃ０となるようにスリットダイ２ｄを昇降させると、塗布中に正確な間隙になるよう調整することが可能となる。

また、Ｃ１≠Ｃ０で例えば５ミクロン程度以上著しく間隙値が異なるような場合は、コントローラ７から塗布停止指令を出し、警報を発することもできる。

次に本発明のもう一つの実施形態にかかる塗布装置であるダイコータ１２について説明する。
図４はダイコータ１２の概略正面図である。ダイコータ１２は図１のダイコータ１に更に基板高さ検出器５ａと基板高さ検出器取り付け支柱５ｂを設けたものである。ここで基板高さ検出器５ａは支柱２ａから延びる取り付け支柱５ｂに取り付けられている。基板高さ検出器５ａは間隙測定手段４と同様にレーザフォーカス式のレーザ測長器であることが好ましいが、三角測距方式のレーザ測長器などであってもよい。基板高さ検出器５ａは載置台１１上の基板９の被塗布面９ａにレーザ光を照射し、被塗布面９ａからの反射光を受光することによって載置台１１の基板吸着保持面１１ａを基準とした基板９の高さＨ１を測定するものである。基板高さ検出器５ａは基板の幅方向の中央部に１個設置してもよいし、基板の幅方向の両端部に１個づつ設置してもよい。

ダイコータ１２においては、図４で示す状態で基板９の載置台１１の基板吸着保持面１１ａからの基板高さＨ１を基板高さ検出器５ａで測定できるので、スリットダイ２ｄの塗布高さ座標Ｚｃ＝Ｚ０＋基板９の基板高さＨ１＋設定間隙値Ｃ０により、スリットダイ２ｄのＺ方向の高さを定める。ここで、Ｚ０は基板吸着保持面１１ａのＺ方向の座標である。

これによって基板９の高さＨ１が変化しても、それに応じてスリットダイ２ｄの高さを変化させれば、常に一定の間隙値Ｃ０に保持することが可能となる。

つぎに、上述したダイコータ１２を用いた本発明の塗布方法について、ダイコータ１と同様に、基板９の被塗布面９ａとスリットダイ２ｄの吐出口面２ｇとの間隙を測定して調整する第１の行程（以下、工程１という）、基板９に塗液を塗布する第２の工程（以下、工程２という）、塗布した基板９を搬出する第３の工程（以下、工程３という）の３つ（工程１〜３）の工程に沿って、図４、図５を参照しながら説明する。

工程１：間隙の測定と調整
図４において先ず、移動手段３のサーボモータ３ｄを駆動し、ボールねじ３ｃを回転させて載置台１１を位置Ｐ３に移動させて静止させ、基板高さ検出器５ａで基板高さＨ１を測定する。そして、測定した基板高さＨ１を用いて、スリットダイ２ｄの塗布高さ座標ＺｃをＺｃ＝Ｚ０＋Ｈ１＋Ｃ０より算出してコントローラ７に記憶させておく。
位置Ｐ３は間隙測定手段４の間隙測定箇所と基板高さ検出器５ａの基板高さ測定箇所とが合致する位置にあらかじめ設定しておく。このようにすれば、基板９の被塗布面９ａの同一箇所において基板高さの測定および間隙測定が行える。

なお、基板高さＨ１の測定は位置Ｐ３で載置台１１を停止させて行うのではなく、載置台１１を左端の原点から右端の終点に移動させる途中で、位置Ｐ３に到達した瞬間に行っても良い。

基板高さ検出器５ａで基板の高さを測定するとき、間隙測定手段４からのレーザ光が干渉しないようにレーザ光照射部４ａからのレーザ光の照射はコントローラ７からの指令により停止するか、または図示しないシャッター手段などによってレーザ光を遮蔽しておくことが好ましい。
次に図５に示すごとく、間隙測定手段４がスリットダイ２ｄの直下にくる位置Ｐ１に載置台１１を移動させて停止させた後、コントローラ７からの指令により、サーボモータ２ｅを駆動させ、スリットダイ２ｄを最上点から算出した塗布高さ座標Ｚｃの位置に下降させて静止させる。

この状態で次に、間隙測定手段４で間隙値Ｃ１を測定する。測定した結果、間隙値Ｃ１＝設定間隙値Ｃ０となっていなければ、コントローラ７からの指令により間隙値Ｃ１＝設定間隙値Ｃ０となるようにサーボモータ２ｅを駆動してスリットダイ２ｄを昇降させる。Ｃ１とＣ０の差分Ｃ１−Ｃ０がこの時の調整昇降量となるが、Ｚｈ＝Ｃ１−Ｃ０より算出した値を補正値Ｚｈとしてコントローラ７に記憶させておく。

最後に、スリットダイ２ｄを最上点に戻し、載置台１１も左端の原点位置に戻る。スリットダイ２ｄは最上点に戻らず塗布高さ座標Ｚｃの位置のままでもよい。
工程２：塗液の塗布
ダイコータ１での塗布と同様にして載置台１１を一定速度で移動させながら、基板９の塗布開始部を基準とした塗布方向の位置Ｘｉ（ｉ＝１〜ｎ）が基板高さ検出器５ａの直下を通過するとき、基板９の基板高さＨｘｉを測定し、さらに測定した基板高さＨｘｉごとにスリットダイ２ｄの塗布高さ座標Ｚｘｉ＝Ｚ０＋Ｈｘｉ＋Ｃ０−Ｚｈをコントローラ７で算出して、記憶させる。そして、基板９の位置Ｘｉがスリットダイ２ｄの直下に来た時に算出した座標Ｚｘｉの位置にスリットダイ２ｄを移動させる。このようにすれば基板９の基板高さが刻々と変動してもその変動量に応じてスリットダイ２ｄの位置を昇降して調整することができるので、常に一定の間隙値Ｃ０で安定した塗布が行える。
なお、連続して塗布を行うときは、工程１は最初に１回だけ行えば、以降省略することができる。
工程３：基板９の搬出
この工程はダイコータ１の工程３と全く同じにして行う。

以上のダイコータ１、ダイコータ１２に備えられている間隙測定手段４を載置台１１に設置する具体例を図６、図７に示す。図６を見ると、載置台１１に間隙測定手段設置用穴１３を設け、そこに間隙測定手段４がレーザ光照射部４ａを上向きにして設置されている。また、載置台１１上に載置されている基板９は間隙測定手段４のレーザ光の投光／反射光軸上において透明であることが好ましいが、半透明であってもレーザ光が基板９を通過して、スリットダイ２ｄの吐出口面２ｇに照射でき、また被塗布面９ａからの反射光、およびスリットダイ２ｄの吐出口面２ｇからの反射光が通過できれば適用可能となる。

また、図６の間隙測定手段設置用穴１３の代わりに、図７に示すように載置台１１の端部に間隙測定手段設置用切り欠き１４を設けてそこに間隙測定手段４を設置してもよい。

以上の間隙測定手段４は１個に限定されることはなく、基板幅方向に２個以上設置しても良いし、基板幅方向と直行する塗布方向に２個以上設置してもよい。さらには基板幅方向、塗布方向に複数個づつ設置してもよい。また、図８に示すように載置台１１の基板幅方向Ｃに延びる間隙測定手段設置用長穴１５を設けて、この間隙測定手段設置用長穴１５に沿って間隙測定手段４を図示しない駆動手段で移動できる構成にしたり、図９に示すように載置台１１の塗布方向Ｂに延びる間隙測定手段設置用長穴１６を設けて、この間隙測定手段設置用長穴１６に沿って間隙測定手段４を図示しない駆動手段で移動できる構成にして、基板９の任意の位置でのスリットダイ２ｄの吐出口面２ｇと基板９の被塗布面９ａとの間隙を測定させてもよい。

さらにまた図１０に示すように、塗布方向に延びる間隙測定手段設置用長穴１６を基板幅方向の塗布領域外の２箇所に設けて、それに合わせて、間隙測定手段４を配置してもよい。

図１０に示す構成で、塗布中に間隙測定手段４を載置台１１の移動と逆方向に同じ速度で移動させて、いつもスリットダイ２ｄの直下に配置されるようにすれば、まさに塗布されている位置で被塗布面９ａとスリットダイ２ｄの吐出口面２ｇとの間隙を測定して監視することもできる。

また、図９や図１０に示す構成では、工程１で載置台１１に基板９を吸着保持した後、基板９のあらかじめ定めた塗布方向の位置Ｘｉ（ｉ＝１〜ｎ）がスリットダイ２ｄの直下に来たときに、載置台１１を停めるとともに、間隙測定手段４をスリットダイ２ｄの直下に移動させて、間隙値Ｃ１を測定し、Ｃ１＝Ｃ０となる時のスリットダイ２ｄの塗布高さ座標Ｚｘｉをコントローラ７に記憶させることも可能となる。

そして、工程２で塗布中に基板９の位置Ｘｉがスリットダイ２ｄの直下にくるときに、スリットダイ２ｄの高さをそれぞれの位置の時の高さ座標Ｚｘｉになるようにしてもよい。これによって塗布中に常に間隙値をＣ０一定に保つことが可能となる。

このとき、間隙測定手段４を移動させて、レーザ光照射部４ａや受光部４ｂの上下方向の位置が基板９の位置ごとに変動しても、塗布方向に同じ位置での間隙測定手段４を基準にした基板９の被塗布面９ａでのＺ方向位置と、スリットダイ２ｄの吐出口面２ｇでのＺ方向位置の差分を算出して、間隙測定値とするので、間隙測定値は間隙測定手段４の上下方向の位置変動の影響を受けることはない。

以上の実施態様はレーザ光照射部４ａとスリットダイ２ｄとをＸ方向には相対的に静止した状態で測定した例を示したが、両者を相対的に移動させながら吐出口面２ｇの位置を検出しても良い。

具体的には図１２に示すように、間隙測定手段４を図示しない移動手段でＸ方向に位置Ｐ３から距離Ｄだけ離れた位置Ｐ４へ相対移動させ、レーザ光Ｌ１のスリットダイ２ｄへの照射位置を移動させる。なお、この時、レーザ光Ｌ１は基板９を通過してスリットダイ２ｄに照射される。レーザ光Ｌ１の照射位置に対応して、スリットダイ２ｄからの反射光Ｌ２と、被塗布面９ａからの反射光Ｌ３を受光部４ｂで受光し、スリットダイ２ｄと被塗布面９ａの位置の差ｄｉが測長される。

これによって、図１３に示すようなレーザ光Ｌ１の照射位置Ｐ３〜Ｐ４に対応したスリットダイ２ｄと被塗布面９ａの位置の差ｄｉ（ｉ＝１〜ｎ）が得られる。位置の差ｄｉ（ｉ＝１〜ｎ）のうち、最小となるＣ１が吐出口面２ｇと被塗布面９ａの間隙値となる。

レーザ光Ｌ１の照射位置が固定の場合、吐出口面２ｇの幅が非常に狭いと、レーザ光Ｌ１の照射位置が吐出口面２ｇからズレやすくなり、吐出口面２ｇと被塗布面９ａの間隙値を実際より大きい値に測定してしまうので、吐出口面２ｇが被塗布面９ａに衝突して傷ついてしまい、塗布不良を引き起こす危険性がある。この危険性もレーザ光Ｌ１の照射位置を移動させる測長方法を用いれば、回避される。

すなわち、レーザ光Ｌ１のスリットダイ２ｄへの照射位置を移動させて測長することによって、吐出口面２ｇが非常に幅の狭い、例えば０．５ｍｍ以下のものであっても、位置の差ｄｉが最小となる位置が吐出口面２ｇの位置であると容易に特定できる。その結果、吐出口面２ｇと被塗布面９ａの間隙値を高精度に安定して測長できる。

レーザ光Ｌ１の移動は、レーザ光Ｌ１を照射する間隙測定手段４そのものを移動させてもよいし、間隙測定手段４は固定し、該手段の中でレーザ光Ｌ１が通過する図示しない対物レンズ等の光学系のみを移動させる方法であってもよい。

（実施例１）
図１のダイコータ１において、載置台１１は幅（基板幅方向）６００ｍｍ、長さ（塗布方向）１０００ｍｍの大きさの吸着面を有し、図７に示すように、一端に間隙測定手段設置用切り欠き１４を設けて、間隙測定手段４であるレーザフォーカス式変位計を、そのレーザ光照射部４ａの中心が載置台１１の端部より塗布方向に１８ｍｍ内側で基板幅方向の中央に位置するように設置した。基板９には幅（基板幅方向）５７０ｍｍ、長さ（塗布方向）９７０ｍｍ、厚さ２ｍｍの透明なソーダガラス基板を用い、塗布手段２のスリットダイ２ｄとして基板幅方向の吐出幅５５０ｍｍ、塗布液の吐出口であるスリット２ｈの塗布方向の幅（スリット間隙）は５００μｍのものを用いた。

このダイコータ１において、外部のロボットによって基板９を載置台１１の中央に置き、吸着保持させた。図１１にこの時の載置台１１と基板９の位置と寸法、およびレーザフォーカス変位計のレーザ光照射部４ａの位置を平面図として示す。

次に、移動手段３のサーボモータ３ｄを駆動し、ボールねじ３ｃを回転させて載置台１１を移動させ、載置台１１に設置された間隙測定手段４のレーザ光照射部４ａの中央部がスリットダイ２ｄの吐出口面２ｇの塗布方向（Ｘ方向）の中央部の直下に来る位置に移動させて静止させた。

次に、被塗布面９ａと吐出口面２ｇとの間隙Ｃ１を測定し、これとあらかじめ３５０μｍと設定しておいた設定間隙値Ｃ０とを比較して、Ｃ１＝Ｃ０（＝３５０μｍ）になるまで、スリットダイ２ｄを昇降させた。この状態で３４５μｍと３５０μｍのブロックゲージで間隙を測定したところ、３４５μｍのブロックゲージは間隙に挿入できたが、３５０μｍのブロックゲージは間隙に挿入することができなかった。これより、５μｍ以内の精度で間隙が設定できていることが解った。

（実施例２）
（感光性ガラスペーストの作製）
酸化リチウム１０質量％、酸化珪素２５質量％、酸化硼素３０質量％、酸化亜鉛１５質量％、酸化アルミニウム５質量％、酸化カルシウム１５質量％からなる組成のガラスを粉砕した平均粒子径２μｍのガラス粉末６０質量％、有機溶剤（ベンジルアルコール）１９．８質量％、重合禁止剤（フェノチアジン）０．１質量％、有機染料（ベーシックブルー２６） ０．１質量％、感光性アクリルポリマー（ＡＰＸ−７１６、東レ社製）１２質量％、感光性モノマー（プロピレンオキシド変性トリメチロールプロパントリアクリレート）（第一工業製薬社製）６質量％、および光重合開始剤（２−メチル−１［４−（メチルチオ）フェニル］−２−モルホリノ−１−プロパノン２質量％となるように加えたものを３本ローラーで混練して作製した。粘度は２０Ｐａ・ｓｅｃであった。
（ＰＤＰの作製）
実施例１で示したダイコータ１で以下に説明するようにプラズマディスプレイ部材である背面板を製造した。

先ず前工程として、実施例１と同じ幅（基板幅方向）５７０ｍｍ、長さ（塗布方向）９７０ｍｍ、厚さ２ｍｍのソーダガラス基板上の各端部より５ｍｍ内側より全面に感光性銀ペーストを５μｍの厚さ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３００μｍでストライプ状の３０７２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、基板の端部より８ｍｍ内側全面に１０μｍ厚さの誘電体層を形成した。

次に先ず第１工程で、誘電体層まで形成した基板を図１１に示すように載置台１１の中央に置き、吸着保持させた。つづいて載置台１１の端部より１８ｍｍ内側の位置（基板端部より３ｍｍの位置で、前工程で何も加工が施されていない透明な部分）を吐出口面２ｇの直下へ移動させ、基板の被塗布面９ａと吐出口面２ｇとの間隙Ｃ１を測定するとともに、設定間隙値Ｃ０と比較し、Ｃ１＝Ｃ０となるようにスリットダイ２ｄのＺ方向高さ位置を調整し、塗布高さ座標Ｚｃを得た。

次に第２工程で、工程１で得た塗布高さ座標Ｚｃの位置にスリットダイ２ｄを下降させた後に、上述の感光性ガラスペーストをスリットダイ２ｄにて塗布厚さ３００μｍ、塗布速度３ｍ／分の条件で誘電体層を形成した基板上に塗布し、隔壁層を形成した。

第３工程で、隔壁層を塗布した基板を後工程に搬出した後、輻射ヒータを用いた乾燥炉で、１００℃で２０分間乾燥した。乾燥後の隔壁塗布膜厚さ分布を基板の全面にわたって塗布方向に測定したところ、１４０μｍ±３μｍの許容範囲以下となった。ついで隣り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隔壁層を形成した基板を露光し、現像と焼成を行ってストライプ状の隔壁を形成した。隔壁の形状はピッチ３００μｍ、線幅５０μｍ、高さ１４０μｍであり、隔壁本数は３０７３本であった。以上のようにして所定形状の隔壁が形成されたものに、さらに、Ｒ、Ｇ、Ｂの蛍光体粉末とバインダーからなる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分で焼成し、欠陥のないプラズマディスプレイの背面板を作成できた。

以上の工程を１０００回繰り返して、１枚も不良品を出すことなく、１０００枚の表面品位の良好なプラズマディスプレイ背面板を得た。

前面板については、インジウムスズ酸化物からなる導電性の酸化膜をガラス基板の上に蒸着によって成膜し、フォトエッチングにより所定の透明電極パターンを形成し、その上に、クロムと銅からなる導電性材料をスパッタリング法により真空成膜し、フォトエッチングにより所定の補助電極パターンを形成し、その上に、感光性ペーストをスクリーン印刷してブラックストライプ層を形成し、その上に、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、２０μｍ厚さの誘電体層を形成し、最後にその上に酸化マグネシウムからなる保護膜層を真空成膜法により形成することによって、得た。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パネルを得た。

本発明の一実施形態に係る塗布装置であるダイコータ１の概略正面図である。 間隙測定手段４の詳細を示す拡大正面図である。 本発明のダイコータの一実施様態を示す概略側面図である。 本発明の他の実施形態に係る塗布装置であるダイコータ１２の概略正面図である。 図４からは載置台１１の位置が異なるダイコータ１２の概略正面図である。 間隙測定手段４を載置台１１に設置した一例を示した斜視図である。 間隙測定手段４を載置台１１に設置した別の一例を示した斜視図である。 間隙測定手段４を載置台１１に設置したさらに別の一例を示した斜視図である。 間隙測定手段４を載置台１１に設置したさらにまた別の一例を示した斜視図である。 間隙測定手段４を載置台１１に設置したさらにさらに別の一例を示した斜視図である。 載置台１１、基板９、間隙測定手段４の具体的な位置関係を示した平面図である。 間隙測定手段４によるレーザ光Ｌ１照射、測長状況を示した概略正面図である。 レーザ光Ｌ１の照射位置に対する測長値を示した線図である。

符号の説明

１：ダイコータ
２：塗布手段
２ａ：支柱
２ｂ：ガイド
２ｃ：ホルダ
２ｄ：スリットダイ
２ｅ：サーボモータ
２ｆ：ボールねじ
２ｇ：吐出口面
２ｈ：スリット
３：移動手段
３ａ：架台
３ｂ：ナット
３ｃ：ボールねじ
３ｄ：サーボモータ
３ｅ：ガイド
４：間隙測定手段
４ａ：レーザ光照射部
４ｂ：受光部
５ａ：基板高さ検出器
５ｂ：取り付け支柱
７：コントローラ
８：塗液供給手段
８ａ：塗液タンク
８ｂ：塗液ポンプ
８ｃ：配管
８ｄ：配管
９：基板
９ａ：被塗布面
１１：載置台
１１ａ：基板吸着保持面
１２：ダイコータ
１３：間隙測定手段設置用穴
１４：間隙測定手段設置用切り欠き
１５：間隙測定手段設置用長穴
１６：間隙測定手段設置用長穴
Ａ：塗布液吐出領域
Ｂ：塗布方向
Ｃ：基板幅方向
ｄ：位置の差
Ｌ１：レーザ光
Ｌ２：反射光
Ｌ３：反射光
Ｒ０：仮想原点

Claims (7)

1. 保持手段に保持された被塗布部材および塗布器の少なくとも一方を相対的に移動させながら、塗布器の吐出口から塗布液を吐出して被塗布部材の被塗布面に塗布膜を形成する塗布方法において、塗布前、または塗布中に、該保持手段側からレーザ光を該被塗布部材を通過させて、該被塗布部材と対向する該塗布器の吐出口面に照射し、該被塗布部材の被塗布面からの反射光、および該塗布器の吐出口面からの反射光を受光して、該保持手段側から測定した該被塗布面の位置および該保持手段側から測定した該塗布器の吐出口面の位置の差より該塗布器の吐出口面と該被塗布部材の被塗布面との間隙を測定することを特徴とする塗布方法。
2. 前記保持手段側からレーザ光を前記被塗布部材を通過させて、該被塗布部材と対向する前記塗布器に照射し、該塗布器上のレーザ光照射位置を移動させながら該塗布器からの反射光を受光し、該保持手段側から測定した該被塗布面の位置および該保持手段側から測定した該塗布器の位置の差が最も小さくなる値を塗布器の吐出口面と被塗布部材の被塗布面間の間隙値にすることを特徴とする請求項１に記載の塗布方法。
3. 塗布前、または塗布中に、前記測定された被塗布部材の被塗布面と塗布器の吐出口面との間隙が所定の間隙値になるように塗布器を昇降させて調節することを特徴とする請求項１または２に記載の塗布方法。
4. 請求項１〜３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プラズマディスプレイ用部材の製造方法。
5. 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吐出する吐出口を有する塗布器と、被塗布部材を保持する保持手段と、該塗布器と該保持手段の少なくとも一方を相対的に移動させて、該被塗布部材の被塗布面に塗膜を形成するための移動手段とを備えた塗布装置において、該保持手段側からレーザ光を該被塗布部材を通過させて、被塗布部材と対向する塗布器の吐出口面に照射させるレーザ光照射手段と、被塗布部材の被塗布面からの反射光および、塗布器の吐出口面からの反射光を受光して、該保持手段側から測定した該被塗布面の位置および該保持手段側から測定した該塗布器の吐出口面の位置の差より、塗布器の吐出口面と被塗布部材の被塗布面との間隙を測定する間隙測定手段と、を備えたことを特徴とする塗布装置。
6. さらに、前記間隙測定手段による間隙測定結果が所定の間隙値になるように、塗布器を前記被塗布部材の被塗布面と略垂直な方向に移動させる塗布器間隙調節手段を備えたことを特徴とする請求項５記載の塗布装置。
7. 請求項５または請求項６に記載の塗布装置を備えたプラズマディスプレイ用部材の製造装置。

Images