JP2014158989A - 塗布装置及び塗布方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、極めて狭い溝部に塗液を塗布する場合においても、塗布欠点が抑制され、高品位な塗布が実現可能である、塗布装置及び塗布方法を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明は、基板を固定するテーブルと、上記テーブルに対向して設けられ、複数個の吐出孔を有する塗布ノズルと、上記テーブルと上記塗布ノズルとを相対移動させる移動手段と、を備え、上記吐出孔は、板状体を貫通することにより形成されており、上記吐出孔の形状は、塗布幅方向に長く開口しており、かつ塗布方向進行側の縁が、塗布幅方向に延伸した直線状である、塗布装置を提供する。
【選択図】図３

Description

本発明は、塗布装置及び塗布方法に関する。

多様化するディスプレイの一つとして、大型で薄型軽量化が可能なプラズマディスプレイパネルが知られている。プラズマディスプレイパネルは、赤、緑又は青の蛍光体層を適宜発光させて、フルカラー表示を行うものである。これら蛍光体層は、プラズマディスプレイパネルの構成要素である背面板の溝部に蛍光体粉末を含む蛍光体ペーストを塗布し、乾燥や焼成をすることで形成される。

背面板の溝部は、例えばストライプ状等の隔壁によって形成されるが、ディスプレイの高精細化に伴い、これら溝部の幅が次第に狭小化しつつある。

幅の狭い溝部に蛍光体ペースト等の塗液を塗布する方法としては、吐出孔を有する塗布ノズルを使用し、この塗布ノズルとプラズマディスプレイ用の背面板等の基板とを対向させて相対的に移動させながら吐出孔より塗液を吐出して溝部に充填する方法が主流となっている。このような塗布方法において、塗布性能を高め、塗布欠点を抑制するために、塗布ノズルの吐出孔を所定の直径の円形にしたり（特許文献１）、塗布方向に長く開口した形状にしたり（特許文献２）、また、単に吐出孔を楕円形や長円形にしたり（特許文献３）したものが提案されている。

特開平１０−２７５４３号公報 特開２０１０−１６７３４２公報 特開平１１−３０９４０２号公報

しかしながら、従来の塗布方法では、柱状流となって吐出孔より吐出されている塗液が、塗布ノズルや基板の移動により乱れたり、とぐろを巻いたり、折れ曲がる等の現象を十分に抑制することができず、塗布ムラ、隔壁上部への塗液付着又は混色等の塗布欠点を伴うものであったため、塗布性能をさらに高め、塗布欠点を抑制する新規の塗布技術が切望されているのが現状であった。

そこで本発明は、極めて狭い溝部に塗液を塗布する場合においても、塗布欠点が抑制され、高品位な塗布が実現可能である塗布装置及び塗布方法を提供することを目的とする。

そこで本発明者らは、塗布装置における吐出孔を特定の形状とすることが、塗布ムラ等の塗布欠点の解消に極めて効果的であることを見出し、本発明を完成した。

すなわち、本発明は、以下の（１）〜（５）に記載した塗布装置、塗布方法及びプラズマディスプレイパネルの製造装置を提供する。
（１）基板を固定するテーブルと、上記テーブルに対向して設けられ、複数個の吐出孔を有する塗布ノズルと、上記テーブルと上記塗布ノズルとを相対移動させる移動手段と、を備え、上記吐出孔は、板状体を貫通することにより形成されており、上記吐出孔の形状は、塗布幅方向に長く開口しており、かつ塗布方向進行側の縁が、塗布幅方向に延伸した直線状である、塗布装置。
（２） 上記吐出孔は、塗布方向の直線を軸として線対称に開口している、上記（１）に記載の塗布装置。
（３） 上記吐出孔の塗布幅方向の幅Ｗと、上記基板に形成された溝部の幅Ｄと、が、Ｗ≦Ｄの関係を満たす、上記（１）又は（２）に記載の塗布装置を用いる塗布方法。
（４） ２５℃における粘度が５〜２００Ｐａ・ｓの塗液を塗布する、上記（３）に記載の塗布方法。
（５） 上記（１）又は（２）に記載の塗布装置を備える、プラズマディスプレイパネルの製造装置。

本発明の塗布装置及び塗布方法によれば、極めて狭い溝部に塗液を塗布する場合においても、塗布欠点を効果的に抑制しつつ、高品位な塗布を達成することができる。

本発明の一実施態様に係る塗液の塗布装置の概略斜視図である。 図１に示した装置における塗布ノズル３０のＹ方向における縦断面図である。 図１に示した装置における塗布ノズル３０の底面図である。 基板へ塗液を塗布している様子を表す模式図である。 円形の吐出孔の形状での塗布直後の様相を示す模式図である。 塗布方向に長い長円形の吐出孔の形状での塗布直後の様相を示す模式図である。 図３に示す本発明に係る塗布ノズルの吐出孔の形状での塗布直後の様相を示す模式図である。 素ガラス基板上への塗液の塗布直後の様相を基板下面より撮影した写真である。 素ガラス基板上への塗液の塗布直後の様相を基板下面から見た模式図である。 本発明に係る塗布ノズルの吐出孔の拡大図である。

以下、本発明の好ましい実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

本発明の塗布装置は、基板を固定するテーブルと、上記テーブルに対向して設けられ、複数個の吐出孔を有する塗布ノズルと、上記テーブルと上記塗布ノズルとを相対移動させる移動手段と、を備え、上記吐出孔は、板状体を貫通することにより形成されており、上記吐出孔の形状は、塗布幅方向に長く開口しており、かつ塗布方向進行側の縁が、塗布幅方向に延伸した直線状であることを特徴とする。

本発明の塗布装置は、基板に所定量の塗液を、一定方向に塗布するために用いられる。塗布対象物である基板は、例えばプラズマディスプレイパネル（以下、「ＰＤＰ」）用の背面板であればその表面にストライプ状の隔壁が形成されているが、本発明の塗布装置は、そのような隔壁間の溝部に塗液を塗布するために、好適に用いることができる。すなわち、本発明の塗布装置は、ＰＤＰ用背面板に塗液である赤、緑又は青の蛍光体粉末を含む蛍光体ペーストを塗布するために、好適に用いることができる。

まず、本発明の塗布装置の全体構成、特にＰＤＰ用背面板のような、複数の溝部を有する凹凸基板へ塗液を塗布する場合の塗布装置の全体構成の例について説明する。図１は、本発明の一実施態様に係る塗布装置１の全体斜視図、図２は、塗布装置１における塗液の補給と吐出に係る部分の構成と、塗布ノズルの断面構造を示した模式図である。

図１において、基板９はテーブル２の上に載置され、テーブル２に設けた吸着装置（図示略）により吸着されて、固定される。テーブル２はその中心を軸として、回転位置決めを可能とするθ軸部材３（破線で示す）により支持されている。このθ軸部材３は、Ｙ方向の位置決めを可能にするＹ軸調整部４に搭載され、Ｙ軸調整部４は、Ｘ軸搬送部５に設けられた一対のＹ軸ガイドレール４ａ，４ｂに沿って機台６のＹ方向に移動する。Ｘ軸搬送部５は、機台６に設けられた一対のＸ軸ガイドレール５ａ，５ｂに沿って機台６のＸ方向に移動する。このＸ方向及びＹ方向は、互いに直交するように調整されている。Ｘ軸搬送部５は基板９に塗液を一定方向に塗布するための相対移動手段であって、塗布動作においてテーブル２をＸ方向に移動させる。

機台６の中央部上方には、Ｘ軸搬送部５によって移動されるテーブル２が通過するように、門型の支持台７が、Ｘ軸と直交する形で設けられている。支持台７のＸ軸方向奥側（以下、「下流側」）側面のＹ軸方向両サイド付近には、テーブル２の面に対して垂直方向に移動するＺ軸移動部８ａ，８ｂが設けられ、Ｚ軸移動部８ａ，８ｂには、塗液を吐出する塗布ノズル３０が機台６のＹ方向中央を基準にして取り付けられる。塗布ノズル３０は着脱式で、テーブル２のＸ方向に直交するように、Ｚ軸移動部８ａ，８ｂに設けたチャック（図示略）により固定される。

本実施形態においては、Ｙ軸調整部４、Ｙ軸ガイドレール４ａ，４ｂ、Ｘ軸搬送部５、Ｘ軸ガイドレール５ａ，５ｂ、支持台７及びＺ軸移動部８ａ，８ｂ等が、テーブル２と塗布ノズル３０とを３次元的に相対移動させるための移動手段に相当するものである。

図２は、図１に示した塗布ノズル３０のＹ方向における縦断面図を示している。塗布ノズル３０は、塗液３５を吐出するノズル部３２とフタ部３１とからなり、内部に塗液を溜めるための塗液溜り部３７、塗液溜り部３７内に塗液３５を補給するための入口となる塗液ポート３３、塗液溜り部３７にある空間部での吐出制御用気体の供給と排出をするための通路となる気体通過口３４を有する。ノズル部３２は、板状体の部材であり、塗布ノズル３０の幅方向に直線状に配列された複数の吐出孔３６が形成されている。なお、吐出孔３６は、いずれも板状体であるノズル部３２を貫通して形成されている。

本発明の塗布装置における吐出孔は、「塗布幅方向に長く開口して」いることを必要とするが、これは、吐出孔が貫通した板状体をその上方向から観察した場合における吐出孔の形状が、塗布幅方向、すなわち塗布ノズルの長手方向に長く開口していることをいう。より具体的には、上方向から観察した吐出孔の幅が、塗布幅方向において最大となっていることをいう。図３は、図１に示した塗布ノズル３０を、その上方向であるＺ方向から見た場合の、塗布ノズル３０の底面図（一部）を示す。吐出孔３６は、塗布幅方向に長く開口している。

また、本発明の塗布装置における吐出孔は、「塗布方向進行側の縁が、塗布幅方向に延伸した直線状である」ことを必要とするが、これは、吐出孔が貫通した板状体をその上方向から観察した場合における吐出孔の塗布方向進行側の縁の形状が、塗布幅方向に延伸した略直線状であることをいう。ここで塗布方向進行側とは、塗液が塗布される一定方向における、塗布動作の終点側をいう。図３の吐出孔３６は、塗布方向進行側の縁が、塗布幅方向に延伸した直線状である。

なお、本発明の塗布装置における吐出孔は、「板状体を貫通することにより形成されて」いることを必要とするが、これは吐出孔が、一括成形した後に所望の形状に加工された板状のものを貫通して形成されていることをいう。

本発明の塗布装置における、板状体を貫通することにより形成された吐出孔を特定の形状とすることで、蛍光体ペーストのような粘度が高い塗液であっても、塗液を押し出す際に吐出孔が変形することなく、また、吐出孔から出てくる柱状流の挙動が乱れたりとぐろを巻いたりすることがなく、さらに、塗布幅方向にも柱状流が折れ曲がりにくいことから、塗布ムラや隔壁上部付着、混色等の塗布欠点を抑制することができ、容易に高品位な塗布を実現することができる。

本発明の塗布装置を用いて、ＰＤＰ用背面板のような複数の溝部を有する凹凸基板へ塗液を塗布する場合においては、狭い溝部に確実に塗液を塗布するため、吐出孔の塗布幅方向の幅Ｗと、基板に形成された溝部の幅Ｄとが、Ｗ≦Ｄの関係を満たすことが好ましい。「吐出孔の塗布幅方向の幅Ｗ」とは、吐出孔が貫通した板状体をその上方向から観察した場合における、吐出孔の塗布幅方向における幅をいう。また「基板に形成された溝部の幅Ｄ」とは、例えばストライプ状の隔壁が形成されたＰＤＰ用背面板のような基板の場合には、基板に隔壁が形成された面を上方向から観察した場合における、一の隔壁と、これに隣接する他の隔壁との間隔をいう。

図１に示す支持台７の塗布ノズル上方には、塗液溜り部３７における塗液３５の液面高さを検出するための、塗液量検出手段３８が取り付けられており、液面高さを計測することができるように構成されている。

塗布ノズル３０は、基板９のサイズに合わせて選択されるが、本実施形態においては、基板９に形成された全ての溝部に対して１回の塗布動作で塗液を付与できるよう、溝に対応した数及びピッチで、吐出孔３６が略一直線状に配列されている。すなわち、本実施形態はＰＤＰ用背面板に塗液である蛍光体ペーストを塗布する装置であるので、塗布ノズル３０は、赤、緑又は青のいずれかの蛍光体粉末を含む塗液が塗布される溝に対応した数及びピッチの吐出孔３６を有している。

また塗布ノズル３０は、吐出孔３６の数を減らして、複数回の塗布動作で基板一枚への塗布を完了するものであっても構わない。つまり、短尺型の塗布ノズルであったり、吐出孔のピッチを拡げたものであったりしてもよい。また、赤、緑又は青の３色の塗液を同時に塗布する構成にしても構わない。

次に、塗布ノズル３０への塗液の補給に係る部分について説明する。塗布ノズル３０には、塗液溜り部３７に塗液を補給するための配管が塗液ポート３３に接続され、この配管の反対側先は、塗液の補給を制御する開閉バルブ１０を介して、塗液を貯蔵する塗液容器１２が接続されている。塗液容器１２には、塗液を押し出して塗布ノズル３０に補給するための吐出制御用気体を供給する配管が接続され、この配管の反対側先は、減圧弁２３を介して、吐出制御用気体源１３に接続されている。減圧弁２３は、吐出制御用気体源１３の吐出制御用気体を、塗液の補給に必要な圧力に調整することができる。

次に、塗布ノズル３０からの塗液の吐出に係る部分について説明する。塗布ノズル３０内の塗液溜り部３７にある空間部に開口し、吐出制御用気体の供給と排出をするための通路となる気体通過口３４には、配管が接続され、この配管の反対側先は、吐出バルブ１１に接続されている。吐出バルブ１１は三方弁となっており、一方が減圧弁２２を介して吐出制御用気体源１３に接続する配管に接続し、もう一方は大気に開放されている。減圧弁２２は、吐出制御用気体源１３の吐出制御用気体を塗布ノズル３０からの塗液の吐出に必要な圧力に調整することができる。吐出バルブ１１は、塗布ノズル３０内の塗液溜り部３７にある空間部が、吐出制御用気体源１３又は大気のどちらと連通するかを切り換えることができる。

図１及び図２に示す塗布装置１において塗布を実施する場合はまず、塗液容器１２から塗布ノズル３０の塗液溜り部３７に塗液を補給する。塗布ノズル３０への塗液の補給は、開閉バルブ１０を開くことにより行われ、補給が完了した後には開閉バルブ１０を閉じる。

このとき塗液は、塗布ノズル３０の塗液溜り部３７に、空間部を残す形で所定量に貯えられる。塗液溜り部３７の塗液の量は、吐出毎に、空間部への吐出制御用気体の供給を開始してから、空間部に吐出制御用気体が充填されて吐出孔３６より塗液を吐出するまでの時間を均一にするために、一定に保つ必要がある。すなわち、塗液を吐出した後は、常に空間部の容積が所定量になるまで塗液を塗液溜り部３７に補給する必要がある。そのため、本発明に係る塗液の塗布装置１においては、塗布ノズル３０内の塗液量を検出する塗液量検出手段３８を有することが好ましく、塗液の汚染を防ぐために、非接触であることがより好ましい。非接触の塗液量検出手段３８としては、例えば、レーザー式、超音波式又は重量検知式等、非接触で検出できるセンサが挙げられる。

次に、基板搭載に移る。テーブル２を支持台７のＸ軸方向手前側（上流側）端部に移動し、テーブル面のほぼ中央に、外部移載機等により塗布する基板９を搭載し、吸着固定する。この動作は塗布ノズル３０への塗液補給と並行して行うことが可能である。

次に、基板位置決めを行う。テーブル２を移動させて、カメラ１７及び１９にて基板９の位置を計測し、さらにカメラ１８にて基板９の基準溝を観測して、溝の中心位置を判断し、テーブル２をＹ軸方向に移動することで、塗布ノズル３０の基準孔と基板９の基準溝中心とのＹ軸方向の位置を合わせる。なお、塗布ノズル３０の基準孔は、カメラ２０により、予め計測しておく。カメラ１７、１９及び１８は、支持台７のＹ軸方向に独立して移動可能なＹ１搬送部１４、Ｙ３搬送部１６及びＹ２搬送部１５にそれぞれ取り付けられている。このＹ１〜Ｙ３搬送部は一対のガイドレール７ａ，７ｂによって、Ｙ方向に移動した場合においてもテーブル面からの高さが一定になるよう調整されている。なお、これらのカメラは複数組設けられていてもよい。

基板位置決めが終わると、塗液塗布の動作に移る。塗布ノズル３０の塗液溜り部３７への塗液補給が完了していることを確認し（未完の場合は待ち）、さらに、塗布ノズル３０の下面をクリーナー２１にて清掃した後に、テーブル２をＸ軸方向に沿って基板９の位置決め位置から下流方向すなわち塗布方向進行側に予めプログラムした速度で移動させる。Ｘ軸座標が、あらかじめ設定された塗液の吐出開始位置になったら塗布ノズル３０から塗液を吐出し、吐出停止位置になれば吐出を停止することで塗布を行う。

塗布ノズル３０からの塗液の吐出は、塗布ノズル３０と吐出制御用気体源１３が連通するように吐出バルブ１１を切り換えて、塗布ノズル３０の塗液溜り部３７内の空間部に吐出制御用気体を供給することにより、吐出孔３６から塗液３５を押し出すことで行われる。また、塗布ノズル３０からの塗液の吐出の停止は、吐出バルブ１１を切り換えて塗液溜り部３７内の空間部が大気に開放されるようにすることで、吐出制御用気体の供給を停止し、空間部から吐出制御用気体を排出することで行われる。

塗布を終了すると、基板排出に移る。基板９の排出はテーブル２を下流端に移動し、吸着した基板９の固定を解除し、外部移載機等により取り出す。基板９を排出した時点で一連の動作が終了する。連続して基板に塗布する場合は、塗液の補給から開始する。

基板への塗布が一旦終了し、次の塗布を開始するまでの間のインターバルには、塗布ノズル３０への塗液の補給や、塗布が終了した基板の排出、次の基板の搭載、基板と塗布ノズル３０の位置決め等を行う。インターバルが終了した後は、次の基板の塗布を行う。以後、塗布を繰り返す限り、この動作を繰り返す。

なお、本実施形態においては、コンピュータ等にて構成される制御部２５と、サーボモーター等で構成される移動駆動部２８が設けられている。制御部２５は、移動制御部２７を有し、移動制御部２７は移動駆動部２８を介して塗布装置の動作を制御し、基板９と塗布ノズル３０とを、Ｘ方向に相対移動させる。また制御部２５は、塗布条件を入力表示する表示部を備えた供給制御部２６を有し、塗布ノズル３０内の塗液量検出手段３８、開閉バルブ１０及び吐出バルブ１１等を制御することで、塗布ノズル３０への塗液の補給、塗布ノズルからの塗液の吐出を制御する。

図１及び図２に示すような塗布装置１による基板９への塗布の一連の工程は、塗布ノズル３０の塗液溜り部３７に塗液を補給する工程と、塗布ノズル３０と基板９とを相対的に移動しながら基板９へ塗液を吐出して塗布する工程とを有する。枚葉の基板に１度に塗布したり、基板を複数回に分けて塗布したりするような、所定の長さの塗液の塗布を複数回行う場合には、この２つの工程を交互に繰り返すことが好ましい。なぜなら、塗液溜り部内にある空間部に吐出制御用気体を供給し、その圧力で塗液を吐出孔より吐出する塗布ノズルには、所定の長さの塗布で使用した塗液の量と同量の塗液を塗液溜り部へ補給する必要があるため、生産性を考えれば、塗液溜り部への塗液の補給と、基板への塗布は交互に繰り返すことが好ましいからである。

なお、上述した態様は、塗布ノズルを固定し、テーブル（基板）を移動することで塗液を基板に塗布する態様であったが、塗布ノズルを移動し、テーブル（基板）を固定することで塗液を基板に塗布しても、同様の効果が得られる。

次に、基板への塗液の塗布の様子について説明する。図４は基板へ塗液を塗布している様子を模式的に表した概略斜視図である。基板に塗液を塗布する際、塗布ノズルと基板との間隙は、例えば５０〜５００μｍ程度に保たれる。この狭い間隙において、吐出孔から吐出された塗液である蛍光体ペーストは、図４に示すように、柱状の蛍光体ペースト流（柱状流４２）の状態で基板上に到達して塗布される。

吐出孔から吐出されて基板に塗布される塗液の様相について以下に詳しく説明する。図５、図６及び図７（ａ）は、吐出孔３６の形状別で、基板へ塗液が塗布された直後の様相を基板の断面から見た模式図であり、一つの吐出孔に注目して、塗液が吐出孔３６から吐出されて基板上の隔壁４１間の狭い溝部の底に到達して塗布される様相を模式的に示したものである。なお、各図における塗布ノズルの吐出孔３６の形状は、図５が円形であり、図６は塗布方向に長い長円形、図７（ａ）は図３に示す本発明に係る塗布ノズルの吐出孔３６の形状である。また、図７（ｂ）は、図７（ａ）における基板へ塗液が塗布された直後の様相を塗布方向と平行となる側面から見た模式図である。

図５に示すように、吐出孔３６の形状が円形である場合、柱状流４２の断面形状は概ね吐出孔の形状を保って円形のままとなるが、その断面積が小さいために、塗布動作のときの塗布ノズルや基板の移動等で発生する随伴流によって、柱状流の挙動が乱れやすくなり不安定になる。特に、フルハイビジョン用の背面板に蛍光体ペーストを塗布するような場合、断面積が小さいために柱状流も細くなり、挙動が乱れやすい。また、細い柱状流は、とぐろを巻きやすい。そのため、隔壁の上部に塗液が付着する隔壁上部付着や、隣り合う別の溝部に塗液を塗布して異なる塗液が混入する混色等の塗布欠点が発生しやすい。さらに、基板が、塗布方向に延びるストライプ状の主隔壁とこれに直交する補助隔壁で仕切られる、格子状のセル構造である場合は、とぐろの巻き方で塗布方向のセル毎に充填量のばらつきが生じ、塗布ムラが発生する。柱状流の乱れやとぐろを抑制するには、柱状流を太く、つまり吐出孔を大きくすればよいが、吐出孔の断面形状が丸い場合は、大きくすることにより柱状流と隔壁の距離が近づき、柱状流の僅かな乱れやとぐろによって、蛍光体ペーストの隔壁上部への付着が発生しやすくなる。つまり、円形の吐出孔の場合は、柱状流のとぐろ抑制と、隔壁上部への塗液の付着抑制を両立することができないのである。

また、吐出孔の断面形状を丸い場合に比べて塗布方向に長く開口したものにすると、吐出孔の断面積を大きくすることが可能となるため、吐出孔から吐出する塗液の柱状流を安定的に形成できる。しかし、塗布方向に比べて塗布幅方向が短い吐出孔の形状となることから、図６に示すように、塗布ノズルと基板との間にある柱状流４２が、塗布幅方向に折れ曲がりやすくなり、塗液が隔壁上部に付着したり、混色したりする等の塗布欠点が発生している。

また、塗布方向に長く塗布幅方向に短い吐出孔の形状であると、概ねその形状を保った塗布直後の塗液と基板とは、僅かに接触しているだけの状態となるため、塗液が隔壁間の溝部内に濡れ広がる前に塗布幅方向に倒れて、隔壁の上部に塗液が付着する場合がある。特に、基板が主隔壁とこれに直交する補助隔壁を有するセル構造である場合は、塗液は補助隔壁を乗り越えて塗布されるため、補助隔壁上部で塗液が倒れると、隔壁の上部に塗液が付着しやすく、塗布欠点になりやすい。

このように、塗布ノズルの吐出孔の形状を、塗布方向に長く開口した形状とした場合、円形のものに比べて塗布欠点の抑制効果は見られるものの、依然として隔壁上部付着や混色等の塗布欠点が発生してしまう。

しかしながら、本発明に係る吐出孔の形状を有する塗布ノズルを用いると、蛍光体ペーストの隔壁上部への付着や混色等の塗布欠点を大幅に抑制することができる。

本発明に係る吐出孔の形状を有する塗布ノズルは、吐出孔が塗布幅方向に長く開口することで、吐出孔の断面積を大きくできるため、図７（ａ）及び（ｂ）に示すように、塗布ノズルと基板との間にある柱状流４２がいずれの方向にも折れ曲がったりすることなく、安定して塗布できる。また、吐出孔の塗布方向進行側の縁が、塗布幅方向に延伸した直線状であることで、概ねその形状を保った塗布直後の塗液と基板とは、略一直線状となっている吐出孔の縁の幅で接触するため、隔壁の上部に塗液が付着することなく、溝部内に濡れ広がることができる。さらに、吐出孔が塗布幅方向に長く開口した形状では、塗布直後の塗液と基板が略一直線状となっている吐出孔の縁の幅で接触しているため、柱状流が安定して塗布幅方向に折れ曲がりにくく、柱状流と隔壁の距離が近づいても、隔壁上部への付着や混色が発生しにくい。

次に、図８には、素ガラス基板上への塗液４３の塗布直後の様相を、塗布されている面と反対側から撮影したものを、図９には、吐出孔の形状別での図８における塗布直後の塗液４３の様相の模式図を示していて、（ａ）は塗布ノズルの吐出孔の形状が円形、（ｂ）は塗布方向に長い長円形、（ｃ）は本発明に係る塗布ノズルの吐出孔の形状の場合のものである。

基板上に塗布された塗液は、塗布中の柱状流の挙動が安定していれば、塗布方向にほぼ一直線に塗布されるが、挙動が乱れ、とぐろを巻いたり蛇行したりすると、基板上の塗液もその挙動の乱れをそのまま反映した様相を示す。図８は、吐出孔の形状が円形のものを用いたときの、素ガラス基板上への塗液の塗布直後の様相を撮影したものであるが、円形の吐出孔では塗布が不安定となり、素ガラス基板上の塗液は、とぐろを巻いたように乱れた状態で塗布されているのがわかる。図９（ａ）は、図８における円形の吐出孔による素ガラス基板上への塗液の塗布直後の様相を模式的に示したものである。

図９（ｂ）は、塗布方向に長く開口した吐出孔の形状の塗布ノズルで塗布したときの様相であるが、図９（ａ）の円形を用いたときとは異なり、とぐろを巻くような様相は見られないものの、塗布幅方向に塗液が振れながら塗布されており、塗布幅方向に柱状流が規則的に折れ曲がって、振れながら塗布していることを示唆する様相となっている。

一方、図９（ｃ）の、本発明に係る塗布ノズルの吐出孔の形状を用いた場合の素ガラス基板上の塗布直後の塗液の様相は、塗布中の柱状流の挙動が安定していることを示すように、塗布方向でほぼ一直線になっている。

このように、本発明に係る吐出孔の形状を有する塗布ノズルを用いると、柱状流が折れ曲がったりとぐろを巻いたりすることなく安定するため、基板の隔壁上部への塗液の付着、混色、塗布ムラ等の塗布欠点を発生することなく塗液を塗布することができる。

ここで、塗布ノズルの吐出孔は、塗布方向の直線を軸として線対称に開口していることが好ましい。なぜなら、吐出直後の柱状流の断面形状は概ね吐出孔の形状を保ち、柱状流も塗布方向の直線を軸とした線対称形状となるため、基板に到達した柱状流が特定の方向に傾いたり折れ曲がったりしにくくなり、確実に塗布欠点を抑制できるからである。

次に、図１０に、本発明に係る塗布ノズルにおける吐出孔の形状の拡大図を示す。

吐出孔の形状は、図３における吐出孔３６を拡大した図１０（ａ）に示すような塗布幅方向に長く開口した長円形のほかに、図１０（ｂ）長方形、（ｃ）三角形（ｄ）五角形等の多角形のものや、（ｅ）のような円形における塗布方向進行側にあたる一部分を切り落としたような形状であってもよく、塗布幅方向に長く開口しており、かつ、吐出孔の塗布方向進行側の縁が、塗布幅方向に延伸した直線状であれば、いかなる形状でもよい。しかしながら、塗布速度をより速くして生産性を向上させる場合は、吐出孔の断面積が大きく吐出孔からの塗液の吐出量が多くなる、長円形や長方形が好ましい。そして、吐出孔は、機械加工、放電加工又はレーザー加工等を用いて形成することができるが、長円形であれば、円形吐出孔の加工法を応用して加工できるため、より好ましい。なお、本発明において長円形とは、円を中心で二分割し、その分割した半円を分割線に対して直交する方向に離間させ、離間させた円弧の端部同士を直線で結んだ形状のことである。また、長方形の場合は更に、図１０（ｆ）に示すように長方形の四隅を円弧にした形にすれば、吐出孔の加工もしやすく、好ましい。

本発明に係る塗布ノズルは、図２に示すように、板状体の部材を貫通することで吐出孔が形成されているが、これは蛍光体ペーストのような粘度が高い塗液を押し出す際にも、吐出孔が変形することなく吐出できるからである。なお、本発明において板状体とは、一括成形された後に所望の形状に加工された板状のものをいう。複数の部材を張り合わせることで吐出孔を形成したり、張り合わせた面に沿って貫通して吐出孔を形成したような塗布ノズルでは、塗液を押し出すために塗布ノズル内の塗液溜り部３７にある空間部に加えられる高い圧力により、張り合わせた部材が押し広げられて変形し、それにより吐出孔も変形してしまう。吐出孔が変形すると、変形前の吐出孔の形状での柱状流が形成できないため、安定性のある柱状流が得られず、塗布欠点を抑制する効果も得ることができなくなる。

なお、本発明に係る塗布装置を用いて、２５℃における粘度が５〜２００Ｐａ・ｓの塗液を塗布することは、前述の塗布ムラや塗布欠点の抑制効果がより顕在化するため、好適である。

次に、本発明の実施の形態に従って、プラズマディスプレイ背面板に塗液を塗布した場合の実施例を示す。

（実施例１）
図１に示した塗液の塗布装置を用い、基板の溝部に赤、緑、青の蛍光体ペーストを塗布した。なお、塗布ノズルには、塗布幅方向の幅Ｗ＝１０５μｍ、塗布方向の長さＬ＝７５μｍの吐出孔が９６個、吐出孔ピッチ＝４８０μｍで設けられているものを用いた。基板には、ピッチ１６０μｍ、高さ１２０μｍ、幅４０μｍの隔壁が塗布方向に伸びるように５７６１本形成されており、隔壁間の狭い溝部が５７６０本であった（赤、緑、青各色１９２０本）。また、塗布方向の隔壁と略直交する方向（図１におけるＹ方向）には横隔壁が４８０μｍピッチで形成されていた。各色の蛍光体ペーストの粘度は６００Ｐａ・ｓに調整した。

具体的には、まず、赤色蛍光体ペーストを所定の溝部に塗布した。塗布ノズルの先端面と隔壁上端の距離（以下、塗布クリアランス）は１６０μｍにセットした。そして、塗布ノズルを図１におけるＸ方向（塗布方向）に走行させながら９６個の吐出孔から蛍光体ペーストを吐出して溝部に塗布した。その後、図１におけるＹ方向に口金を４６．０８ｍｍ移動させ、２回目の塗布を行った。これを２０回繰り返して、蛍光体ペーストを所定位置に１９２０本を塗布した。塗布終了後、塗布面を上にして８０℃で４０分乾燥した。次に、赤色蛍光体を塗布した隣の溝部に緑色蛍光体ペーストを同様に塗布して乾燥し、更に緑色蛍光体を塗布した隣の溝部に青色蛍光体ペーストを塗布して乾燥した。

この基板に対して紫外線ランプで紫外線を照射して目視で観察したところ、塗布ムラ（輝度ムラ）は無かった。また、顕微鏡で観察したところ、隔壁上部への蛍光体の付着も無く、塗布品位が良好なプラズマディスプレイ用背面板が得られた。

本発明の塗布装置は、プラズマディスプレイ用の背面板における隔壁間の狭い溝部に塗液を塗布する場合において、蛍光体ペーストの隔壁上部への付着、混色、塗布ムラ等の塗布欠点を発生させず、高品位に塗布することを可能とするものであり、フルハイビジョンやクアッドフルハイビジョン用の背面板等に塗液を塗布する場合において特に好適に用いられる。またこれに限らず、液晶ディスプレイ用カラーフィルターや有機ＥＬにおける塗液の塗布に用いる塗布装置等にも応用することができる。

１ 塗布装置
２ テーブル
３ θ軸部材
４ Ｙ軸調整部
４ａ、４ｂ Ｙ軸ガイドレール
５ Ｘ軸搬送部
５ａ、５ｂ Ｘ軸ガイドレール
６ 機台
７ 支持台
７ａ、７ｂ ガイドレール
８ａ、８ｂ Ｚ軸移動部
９ 基板
１０ 開閉バルブ
１１ 吐出バルブ
１２ 塗液容器
１３ 吐出制御用気体源
１４ Ｙ１搬送部
１５ Ｙ２搬送部
１６ Ｙ３搬送部
１７ カメラ
１８ カメラ
１９ カメラ
２０ カメラ
２１ クリーナー
２２ 減圧弁
２３ 減圧弁
２５ 制御部
２６ 供給制御部
２７ 移動制御部
２８ 移動駆動部
３０ 塗布ノズル
３１ フタ部
３２ ノズル部
３３ 塗液ポート
３４ 気体通過口
３５ 塗液
３６ 吐出孔
３７ 塗液溜り部
３８ 塗液量検出手段
４１ 隔壁
４２ 柱状流
４３ 塗液

Claims (5)

1. 基板を固定するテーブルと、前記テーブルに対向して設けられ、複数個の吐出孔を有する塗布ノズルと、前記テーブルと前記塗布ノズルとを相対移動させる移動手段と、を備え、前記吐出孔は、板状体を貫通することにより形成されており、前記吐出孔の形状は、塗布幅方向に長く開口しており、かつ塗布方向進行側の縁が、塗布幅方向に延伸した直線状である、塗布装置。
2. 前記吐出孔は、塗布方向の直線を軸として線対称に開口している、請求項１記載の塗布装置。
3. 前記吐出孔の塗布幅方向の幅Ｗと、前記基板に形成された溝部の幅Ｄと、が、Ｗ≦Ｄの関係を満たす、請求項１又は２記載の塗布装置を用いる塗布方法。
4. ２５℃における粘度が５〜２００Ｐａ・ｓの塗液を塗布する、請求項３記載の塗布方法。
5. 請求項１又は２記載の塗布装置を備える、プラズマディスプレイパネルの製造装置。