JP3994357B2 - 凹凸基材への塗液の塗布装置および方法並びにプラズマディスプレイの製造装置および方法 - Google Patents
凹凸基材への塗液の塗布装置および方法並びにプラズマディスプレイの製造装置および方法 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基材上に凹凸状の特定のパターンが形成されたもの、特に一定形状の隔壁を等ピッチで配置したプラズマディスプレイパネルや、ストライプ形ブラックマトリックス式のカラー受像管のパネル内面等における一定パターンの塗布に適用できる、凹凸基材への塗液の塗布装置および塗布方法、並びにこれらの装置および方法を使用したプラズマディスプレイの製造装置および製造方法の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ディスプレイはその方式において次第に多様化してきている。現在注目されているものの一つが、従来のブラウン管よりも大型で薄型軽量化が可能なプラズマディスプレイである。これは、一定ピッチで一方向に延びる隔壁によりストライプ状の凹凸部をガラス基板上に形成し、該凹凸部の凹部に赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（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達成するものである。
【０００３】
蛍光体がストライプ状に構成されているという構造は、ストライプ形ブラックマトリックス式のカラー受像管のパネルも有している。
【０００４】
このような構造のものを高い生産性と高品質で製造するには、蛍光体を一定のパターン状に、塗り分ける技術が重要となる。
【０００５】
通常は、隔壁パターンを形成後、特開平５−１４４３７５号公報に示されるように一色の蛍光体を全面スクリーン印刷し、必要な部分のみフォトリソグラフィー法で残すようにして、高精度のパターンが得られるようにしている。しかし、この方法では、Ｒ、Ｇ、Ｂの各蛍光体パターンを形成するために、各色の塗布、露光、現像、乾燥等の工程を３回繰り返す必要があり、コストがかかる上、生産性に著しく劣るという欠点を持つ。
【０００６】
また、特開昭５２−１３４３６８号公報、特開昭５４−１３２５０号公報、特開昭５４−１３２５１号公報等には、ストライプ形ブラックマトリックス式のカラー受像管のパネル内面の、凸状となっているブラックマトリックス間の凹部に所定の蛍光体を塗布する方法として、蛇行防止等の制御装置を有する改良されたノズル装置を用いることが示されている。しかし、一本のノズルを用いているために、表面の複数の凹凸部に対して同時に塗布する方法には適用できず、一本のノズルによる塗布のために時間がかかるという問題がある。
【０００７】
単にガラス基板上にストライプ状の着色パターンを形成する他の方法としては、ノズルを用いる特開平５−１１１０５号公報や特開平５−１４２４０７公報等に記載されている方法があるが、表面が平坦な基板を対象に先端が平坦なノズルで３色同時に塗布するものであるため、表面に凹凸が形成されているものに対してはこの技術をそのまま用いることはできない。
【０００８】
また、ノズルを用いて平坦な基板上にストライプ状に隔壁を形成する技術が特開平９−９２１３４号公報に開示されているが、基板上に既に凹凸部が形成されており、その凹凸部の凹部に沿うように塗液を精度良く塗布していく工程には採用し難い。
【０００９】
複数種の塗液を実質的に同時に塗布するために、各塗液用のノズルを塗布方向に複数台配列する方法も考えられるが、このようにすると、塗液の塗布装置と塗液が塗布される基材とは塗布方向に相対的に移動されるため、所定の塗布領域に正確に各塗液を塗布していくためには、塗液の種類に応じて、配列された各ノズルのずれ分だけ塗布開始、終了のタイミングをずらす必要があり、制御が複雑になる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明の課題は、塗布タイミングの制御等を必要とせず、複数種の塗液を容易にかつ正確に同時に塗布できるようにし、塗布のためのタクトタイムを短縮して、生産性の大幅な向上をはかることができる、凹凸基材への塗液の塗布装置および塗布方法、並びにこれらの装置および方法を使用したプラズマディスプレイの製造装置および製造方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の凹凸基材への塗液の塗布装置は、表面にストライプ状に凹凸部が形成されている凹凸基材の凹部に塗液を吐出する塗液吐出装置を備え、凹凸基材と塗液吐出装置を３次元的に相対移動させて凹凸基材に塗液を塗布する装置であって、塗液吐出装置は、互いに独立した複数の塗液貯蔵部と、各塗液貯蔵部にそれぞれ塗液を供給する塗液供給口と、各塗液貯蔵部からの各塗液を吐出する開口部である塗液吐出口と、各塗液貯蔵部とそれに対応する塗液吐出口とを連通するパス部とを有し、かつ、全ての塗液吐出口が直線状に配列されており、該全ての塗液吐出口において同時に塗液を吐出可能に構成されていることを特徴とするものからなる。
【００１２】
この塗液の塗布装置においては、一つの塗液貯蔵部に対して複数の塗液吐出口が設けられ、かつ、各塗液貯蔵部に対応する塗液吐出口が、一定の順番で周期的に直線状に（たとえば一直線に）配列されていることが好ましい。
【００１３】
また、塗液吐出装置（ノズル）の各塗液貯蔵部、各塗液吐出口および各パス部は、ノズルを構成する一体的なブロック体の内部に形成することができる。あるいは、塗液吐出装置の各塗液貯蔵部、各塗液吐出口および各パス部を、全ての塗液貯蔵部に対応する板の厚み方向に貫通した穴と、いずれかの塗液吐出口を形成する板の厚み方向に貫通したスリットと、いずれかの塗液貯蔵部に対応する穴とそれに対応する塗液吐出口を形成するスリット間を連通する前記パス部に対応する板の厚み方向に貫通したスリットとを有する板体と、全ての塗液貯蔵部に対応する板の厚み方向に貫通した穴は有するが、いずれのスリットも有しない仕切板とを、所定の順に重ねることにより形成することもできる。後者の場合、板体と仕切板の厚さは互いに異なっていてもよい。
【００１４】
この板体と仕切板との交互配置による塗液吐出装置は、凹凸基材への塗液の塗布装置に限らず、各種の塗液吐出装置として利用可能である。
【００１５】
すなわち、本発明に係る塗液吐出装置は、互いに独立した複数の塗液貯蔵部と、各塗液貯蔵部にそれぞれ塗液を供給する塗液供給口と、各塗液貯蔵部からの各塗液を吐出する開口部である塗液吐出口と、各塗液貯蔵部とそれに対応する塗液吐出口とを連通するパス部とを有する塗液吐出装置であって、各塗液貯蔵部、各塗液吐出口および各パス部が、全ての塗液貯蔵部に対応する板の厚み方向に貫通した穴と、いずれかの塗液吐出口を形成する板の厚み方向に貫通したスリットと、いずれかの塗液貯蔵部に対応する穴とそれに対応する塗液吐出口を形成するスリット間を連通する前記パス部に対応する板の厚み方向に貫通したスリットとを有する板体と、全ての塗液貯蔵部に対応する板の厚み方向に貫通した穴は有するが、いずれのスリットも有しない仕切板とを、所定の順に重ねることにより形成されており、かつ、全ての塗液吐出口が直線状に配列されており、該全ての塗液吐出口において同時に塗液を吐出可能に構成されていることを特徴とするものからなる。
【００１６】
この塗液吐出装置においても、一つの塗液貯蔵部に対して複数の塗液吐出口が設けられ、かつ、各塗液貯蔵部に対応する塗液吐出口が、一定の順番で周期的に直線状に配列されていることが好ましい。また、板体と仕切板の厚さは互いに異なっていてもよい。
【００１７】
本発明に係る凹凸基材への塗液の塗布方法は、表面にストライプ状に凹凸部が形成されている凹凸基材と塗液吐出装置を３次元的に相対移動させつつ、塗液吐出装置から凹凸基材の凹部に塗液を吐出して塗布する方法であって、塗液吐出装置に、互いに独立した複数の塗液貯蔵部と、各塗液貯蔵部にそれぞれ塗液を供給する塗液供給口と、各塗液貯蔵部からの各塗液を吐出する開口部である塗液吐出口と、各塗液貯蔵部とそれに対応する塗液吐出口とを連通するパス部とを設けるとともに、全ての塗液吐出口を直線状に配列し、各塗液貯蔵部からの塗液を、各々対応する塗液吐出口から、全ての塗液吐出口において同時に吐出して塗布することを特徴とする方法からなる。
【００１８】
この方法においては、一つの塗液貯蔵部に対して複数の塗液吐出口が設けられ、かつ、各塗液貯蔵部に対応する塗液吐出口が、一定の順番で周期的に直線状に配列されており、直線状に配列された塗液吐出口から各塗液を同時に吐出することが好ましい。
【００１９】
そして、本発明に係るプラズマディスプレイの製造装置は、塗液が赤色、緑色、青色のいずれかの色に発光する蛍光体粉末を含むペーストであって、前述のような塗液の塗布装置を用いたことを特徴とするものからなる。
【００２０】
また、本発明に係るプラズマディスプレイの製造方法は、塗液が赤色、緑色、青色のいずれかの色に発光する蛍光体粉末を含むペーストであって、上述のような塗液の塗布方法を用いることを特徴とする方法からなる。
【００２１】
上記本発明に係る塗液の塗布装置および方法においては、１台の塗液吐出装置に、互いに独立した複数の塗液貯蔵部と、各塗液貯蔵部に対応する塗液吐出口が設けられ、供給された複数種の塗液が、対応する塗液吐出口から同時に吐出されるので、たとえば３色の互いに異なる塗液が、凹凸基材の対応する各凹部に同時に効率よく塗布され、塗布時間が大幅に短縮される。これら塗液吐出口を一直線状に配列しておくことにより、各吐出口からの塗液の吐出は、塗布方向において同時に開始され、同時に終了できるから、各吐出口間で吐出のタイミングを制御する必要がなくなり、所定の被塗布領域に対して確実にかつ正確に所望の塗液が塗布される。
【００２２】
このような装置および方法を用いてプラズマディスプレイを製造することにより、凹凸基材の凹部への塗液の塗布を、より短時間で効率よく行うことができ、かつ、優れた品質のプラズマディスプレイを安定して生産でき、タクトタイムの短縮を実現して、製造コストの低減に寄与できる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の望ましい実施形態を、図面を参照して説明する。
図１は本発明の一実施態様に係る塗布装置の全体構成を示す斜視図、図２は図１のテーブル６とノズル２０回りの模式図、図３は図１のノズル２０を下側からみた拡大平面図、図４はノズル２０の側面図、図５はノズル２０の各部断面形状を、それぞれ示している。ただし、図２においては、説明の容易化のため、１種の塗液の供給、吐出の態様で示してあるが、実際には、図３および図４で示されるノズル２０を用いて、複数種（３色）の塗液の供給、吐出が行われる。
【００２４】
図１は、本発明に係るプラズマディスプレイパネルの製造に適用される塗布装置の一例を示している。この塗布装置は基台２を備えている。基台２上には、一対のガイド溝レール８が設けられており、このガイド溝レール８上にはテーブル６が配置されている。このテーブル６の上面には、表面に凹凸が一定ピッチで一方向にストライプ状に形成された基材４が、真空吸引によってテーブル面に固定可能となるように、複数の吸着孔７が設けられている。また、基材４は図示しないリフトピンによってテーブル６上を昇降する。さらにテーブル６はスライド脚９を介してガイド溝レール８上をＸ軸方向に往復動自在となっている。
【００２５】
一対のガイド溝レール８間には、図２に示す送りねじ機構を構成するフィードスクリュー１０が、テーブル６の下面に固定されたナット状のコネクタ１１を貫通して延びている。フィードスクリュー１０の両端部は軸受１２に回転自在に支持され、さらに片方の一端にはＡＣサーボモータ１６が連結されている。
【００２６】
図１に示すように、テーブル６の上方には、塗液吐出装置であるノズル２０がホルダー２２を介して昇降機構３０、幅方向移動機構３６に連結している。昇降機構３０は昇降可能な昇降ブラケット２８を備えており、昇降機構３０のケーシング内部で一対のガイドロッドに昇降自在に取り付けられている。また、このケーシング内にはガイドロッド間に位置してボールねじからなるフィードスクリュー（図示しない）もまた回転自在に配置されており、ナット型のコネクタを介して昇降ブラケット２８と連結されている。さらにフィードスクリューの上端には図示しないＡＣサーボモータが接続されており、このＡＣサーボモータの回転によって昇降ブラケット２８を任意に昇降動作させることができるようになっている。
【００２７】
さらに、昇降機構３０はＹ軸移動ブラケット３２（アクチュエータ）を介して幅方向移動機構３６に接続されている。幅方向移動機構３６はＹ軸移動ブラケット３２をノズル２０の幅方向、すなわちＹ軸方向に往復自在に移動させるものである。動作のために必要なガイドロッド、フィードスクリュー、ナット型コネクター、ＡＣサーボモータ等は、ケーシング内に昇降機構３０と同じように配置されている。幅方向移動機構３６は支柱３４により基台２上に固定されている。
【００２８】
これらの構成によって、ノズル２０はＺ軸とＹ軸方向に自在に移動させることができる。
【００２９】
ノズル２０は、テーブル６の往復動方向と直交する方向、つまりＹ軸方向に水平に延びているが、これを直接保持するコの字形のホルダー２２は昇降ブラケット２８内にて回転自在に支持されており、垂直面内で自在に図中の矢印方向に回転することができる。
【００３０】
このホルダ２２の上方には水平バー２４も昇降ブラケット２８に固定されている。この水平バー２４の両端部には、電磁作動型のリニアアクチュエータ２６が取り付けられている。このリニアアクチュエータ２６は水平バー２４の下面から突出する伸縮ロッドを有しており、これら伸縮ロッドがホルダ２２の両端部に接触することによってホルダ２２の回転角度を規制することができ、結果としてノズル２０の傾き度を任意に設定することができる。
【００３１】
さらに図１を参照すると、基台２の上面には逆Ｌ字形のセンサ支柱３８が固定されており、その先端にはテーブル６上の基材４の凸部頂上の位置（高さ）を測定する高さセンサ４０が取り付けられている。また、高さセンサ４０の隣には、基材４の隔壁間の凹部の位置を検知するカメラ７２が支柱７０に取り付けられている。図２に示すように、カメラ７２は画像処理装置７４に電気的に接続されており、隔壁間の凹部位置の変化を定量的に求めることができる。
【００３２】
さらに、テーブル６の一端には、センサーブラケット６４を介して、ノズル２０の開口部のある下端面（開口部面）のテーブル６に対する垂直方向の位置を検出するセンサー６６が取り付けられている。
【００３３】
図２に示すように、ノズル２０はそのマニホールド４１内に塗液４２が充填されており、開口部である吐出孔４４が開口部先端面４５上で長手方向に一直線状にならんでいる（図３参照）。そしてこの吐出孔４４より塗液４２が吐出される。ノズル４０には供給ホース４６が接続されており、さらに吐出用電磁切換え弁４８、供給ユニット５０、吸引ホース５２、吸引用電磁切換え弁５４、塗液タンク５６へと連なっている。塗液タンク５６には塗液４２が蓄えられている。塗液４２は、赤色、緑色、青色のいずれかの色に発光する蛍光体粉末を含むペーストからなる。
【００３４】
供給ユニット５０の具体例としては、ピストン、ダイヤフラム型等の定容量ポンプ、チュービングポンプ、ギアポンプ、モータポンプ、さらには液体を気体の圧力で押し出す圧送コントローラ等がある。供給装置コントローラ５８からの制御信号をうけて、供給ユニット５０や、各々の電磁切換え弁の動作を行なわせ、塗液タンク５６から塗液４２を吸引して、ノズル２０に塗液４２を供給することができる。塗液タンク５６から定容量ポンプへの塗液４２の吸引動作を安定化させるために、塗液タンク５６に空気、窒素等の気体で圧力を付加してもよい。圧力の大きさは０．０１〜１ＭＰａ、特に０．０２〜０．５ＭＰａが好ましい。
【００３５】
供給装置コントローラはさらに、全体コントローラ６０に電気的に接続されている。この全体コントローラ６０には、モータコントローラ６２、高さセンサー４０の電気入力等、カメラ７２の画像処理装置７４からの情報等、すべての制御情報が電気的に接続されており、全体のシーケンス制御を司れるようになっている。全体コントローラ６０は、コンピュータでも、シーケンサでも、制御機能を持つものならばどのようなものでもよい。
【００３６】
またモータコントローラ６２には、テーブル６を駆動するＡＣサーボモータ１６や、昇降機構３０と幅方向移動機構３６のそれぞれのアクチュエータ７６、７８（たとえば、ＡＣサーボモータ）、さらにはテーブル６の移動位置を検出する位置センサ６８からの信号、ノズル２０の作動位置を検出するＹ、Ｚ軸の各々のリニアセンサ（図示しない）からの信号などが入力される。なお、位置センサ６８を使用する代わりに、ＡＣサーボモータ１６にエンコーダを組み込み、このエンコーダから出力されるパルス信号に基づき、テーブル６の位置を検出することも可能である。
【００３７】
次に、図３ないし図５に示すノズルの説明に入る前に、まず、この塗布装置を使った塗布方法について説明しておく。
まず塗布装置における各作動部の原点復帰が行われるとテーブル６、ノズル２０は各々Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の準備位置に移動する。この時、塗液タンク５６〜ノズル２０まで塗液はすでに充満されており、吐出用電磁切換え弁４８は開、吸引用電磁切換え弁５４は閉の状態にする。そして、テーブル６の表面には図示しないリフトピンが上昇し、図示しないローダから隔壁が一定ピッチのストライプ状に形成されている基材４がリフトピン上部に載置される。
【００３８】
次にリフトピンを下降させて基材４をテーブル６の上面に載置し、図示しないアライメント装置によってテーブル６上の位置決めが行われた後に基材２を吸着する。
【００３９】
次にテーブル６はカメラ７２と、高さセンサー４０の真下に基材４の隔壁（凸部頂上）がくるまで移動し、停止する。カメラ７２はテーブル６上に位置決めされた基材４上の隔壁端部を写し出すようにあらかじめ位置調整されており、画像処理によって一番端の凹部の位置を検出し、カメラ基準点からの位置変化量ｌａを求める。一方、カメラ７２の基準点と、所定のＹ軸座標位置Ｙａにある時のホルダ２２に固定されたノズル２０の最端部に位置する吐出孔４４間の長さｌｂは、事前の調整時に測定し、情報として全体コントローラ６０に入力しているので、画像処理装置７４からカメラ基準点からの隔壁凹部の位置変化量ｌａが電送されると、ノズル２０の最端部に位置する吐出孔４４が隔壁端部の凹部の真上となるＹ軸座標値Ｙｃを計算し（例えば、Ｙｃ＝Ｙａ＋ｌｂ−ｌａ）、ノズル２０をその位置に移動させる。なお、カメラ７２は、ノズル２０やホルダ２２に取り付けても同じ機能が得られる。
【００４０】
この間に高さセンサ４０は基材４の隔壁頂上部の垂直方向の位置を検知し、テーブル６上面との位置の差から基材４の隔壁頂上部の高さを算出する。この高さに、あらかじめ与えておいたノズル２０開口部〜基材４の隔壁頂上部間の間隙値を加算して、ノズル２０のＺ軸リニアセンサー上での下降すべき値を演算し、その位置にノズルを移動する。これによって、テーブル６上での隔壁頂上部位置が基材ごとに変化しても、塗布に重要なノズル２０開口部〜基材上の隔壁頂上部間の間隙を常に一定に保てるようになる。
【００４１】
次にテーブル６をノズル２０の方へ向けて動作を開始させ、ノズル２０の開口部の真下に基材４の塗布開始位置が到達する前に所定の塗布速度まで増速させておく。テーブル６の動作開始位置と塗布開始位置までの距離は塗布速度まで増速できるよう十分確保できていなければならない。
【００４２】
さらに基材４の塗布開始位置がノズル２０の開口部の真下に至るまでの所に、テーブル６の位置を検知する位置センサー６８を配置しておき、テーブル６がこの位置に達したら、供給ユニット５０の動作を開始して塗液４２のノズル２０への供給を開始する。ノズル２０開口部より吐出される塗液４２が基材４に達するには、基材〜ノズル開口部間の間隙だけ時間遅れが生じる。そのため、事前に塗液４２をノズル２０に供給することによって、基材４の塗布開始位置がノズル２０開口部の丁度真下に来たところでノズル２０から吐出された所定量の塗液４２が基板４に到達するので、ほとんど厚みむらゼロの状態で塗布を開始することができる。塗液４２の供給を開始する位置は位置センサー６８の設置場所を変えて調整することができる。この位置センサー６８の代わりに、モータあるいはフィードスクリューにエンコーダを接続したり、テーブルにリニアセンサーを付けたりすると、エンコーダやリニアセンサーの値で検知しても同様なことが可能となる。
【００４３】
塗布は、基材４の塗布終了位置がノズル２０の開口部の真下付近に来るまで行われる。すなわち、基材４はいつもテーブル６上の定められた位置に置かれているから、基材４の塗布終了位置がノズル２０の開口部の（ａ）たとえば真下にくる５ｍｍ前や、（ｂ）丁度真下になる位置に相当するテーブル６の位置に、位置センサーやそのエンコーダ値をあらかじめ設定しておき、テーブル６が（ａ）に対応する位置にきたら、全体コントローラ６０から供給装置コントローラ５８に停止指令を出して塗液４２のノズル２０への供給を停止して、（ｂ）の位置までスキージ塗工し、次いでテーブル６が（ｂ）に対応する位置にきたら、ノズル２０を上昇させて完全に塗液４２をたちきる。塗液４２が比較的高粘度の液体である場合には、単に塗液の供給を停止しただけでは、残圧によるノズル２０開口部からの塗液吐出までも瞬時に停止することは難しい。そのために、塗液の供給を停止するとと同時にノズル２０内のマニホールド４１圧力を大気圧にすると、短時間で開口部からの塗液の吐出停止が可能となるので、供給ユニットにこのような機能をもたせるか、あるいは、供給ユニットの吐出電磁切換え弁４８〜ノズル２０の間に大気開放バルブを設けるのが望ましい。
【００４４】
さて、塗布終了位置を通過しても、テーブル６は動作を続け、終点位置にきたら停止する。このとき塗布すべき部分がまだ残っている場合には、次の塗布すべき開始位置までノズルをＹ軸方向に塗布幅分（ノズルピッチ×穴数）移動して、以下テーブル６を反対方向に移動させることを除いては同じ手順で塗布を行う。１回目と同一のテーブル６の移動方向で塗布を行なうのなら、ノズル２０は次の塗布すべき開始位置までＹ軸方向に移動、テーブル６はＸ軸準備位置まで復帰させる。
【００４５】
そして塗布工程が完了したら、基材４をアンローダで移載する場所までテーブル６を移動して停止させ、基材４の吸着を解除するとともに大気開放した後に、リフトピンを上昇させて基材４をテーブル６の面から引き離し、持ち上げる。
【００４６】
このとき図示されないアンローダによって基材４の下面が保持され、次の工程に基材４を搬送する。基材４をアンローダに受け渡したら、テーブル６はリフトピンを下降させ原点位置に復帰する。
【００４７】
このとき、吐出用電磁切換え弁４８を閉、吸引用電磁切換え弁５４を開状態にして供給ユニット５０を動作させ、塗液タンク５６から１枚の基材の塗布に必要な量だけ塗液を供給する。
【００４８】
上記のような塗液の塗布に、本発明においては、たとえば、図３ないし図５に示す塗液吐出装置（ノズル）２０が用いられる。図３および図４において、ノズル２０の内部には、ノズル２０の幅方向Ｙに長く延びる、互いに独立した３つの塗液貯蔵部としてのマニホールド１０１、１０２、１０３が形成されており、各マニホールド１０１、１０２、１０３には、それぞれ、塗液供給口１１１、１１２、１１３が連通して各塗液供給口を通して塗液が供給される。塗液としては、たとえば、３色の塗液が、各々、対応する塗液供給口１１１、１１２、１１３（対応するマニホールド１０１、１０２、１０３）へと供給される。ノズル２０の下面には、前述のように塗液吐出口４４が設けられているが、この塗液吐出口４４は、マニホールド１０１へと連通する塗液吐出口１２１、マニホールド１０２へと連通する塗液吐出口１２２、マニホールド１０３へと連通する塗液吐出口１２３の、互いに独立した吐出口からなる。塗液吐出口１２１、１２２、１２３は、ノズル２０の幅方向Ｙに一直線上に等ピッチで配列されており、所定の順番に、３つおきの周期で繰り返し配列されている。図３には、２組の配列の例を示してあるが、さらに多数組配列してもよい。図５に、図３におけるＡ、Ｂ、Ｃの各断面を示すように、各マニホールド１０１、１０２、１０３と、対応する塗液吐出口１２１、１２２、１２３とは、それぞれ、互いに独立したパス部１３１、１３２、１３３を介して連通されている。なお、各塗液吐出口１２１、１２２、１２３の大きさはφ５０〜５００μｍ程度が好ましく、配置ピッチは１００〜２０００μｍ程度が望ましい。
【００４９】
この構成によって、マニホールド１０１、１０２、１０３に供給された各塗液を、ノズル２０の幅方向Ｙに一定の順番に等ピッチで吐出することができ、塗布方向Ｘには、各塗液吐出口１２１、１２２、１２３から同時に塗液を吐出することができる。
【００５０】
また、塗液吐出口１２１、１２２、１２３の配置ピッチを凹凸基材４の凹部の配置ピッチに合わせておくことにより、このノズル構造によって３種類の塗液を同時に凹部に塗布することができ、塗布を短時間で効率的に行うことができる。しかも、各塗液吐出口１２１、１２２、１２３は同じノズル２０に直線状に配列され、該配列方向は塗布方向に対し直角の方向であるから、各塗液吐出口１２１、１２２、１２３から、基材４の所定の塗布領域に対して、正確に同時に塗液の塗布の開始および終了を行うことができ、各塗液吐出口の吐出タイミングを制御する必要がない。従って、凹凸基材４への所望の塗布が、容易に、かつ、正確に、しかも短時間で効率よく行われることになる。
【００５１】
図６ないし図９は、本発明の別の実施態様にかかるノズル２００を示している。図６ないし図８に示すように、このノズル２００は、両側板２５０、２５１で板体２０１、２０２、２０３、２０４を多数挟み込んだものである。ノズル２００の内部には、ノズル２００の幅方向Ｙに長く延びる、互いに独立した３つの塗液貯蔵部としてのマニホールド２１１、２１２、２１３が形成されており、各マニホールド２１１、２１２、２１３には、それぞれ、適切な位置に設けられた塗液供給口２２１、２２２、２２３が連通して各塗液供給口を通して塗液が供給される。塗液としては、たとえば、３色の塗液が、各々、対応する塗液供給口（対応するマニホールド）へと供給される。ノズル２００の下面には、互いに独立した塗液吐出口２３１、２３２、２３３が設けられており、塗液吐出口２３１はマニホールド２１１へと連通し、塗液吐出口２３２はマニホールド２１２へと連通し、塗液吐出口２３３はマニホールド２１３へと連通している。これら塗液吐出口２３１、２３２、２３３は、ノズル２００の幅方向Ｙに一直線上に等ピッチで配列されており、所定の順番に、３つおきの周期で繰り返し配列されている。
【００５２】
重ねられる板体は、図９に示すように、（１）ノズル２００の断面形状と同じ形状を有し、マニホールド２１１形成用穴２１１ａ、マニホールド２１２形成用穴２１２ａ、マニホールド２１３形成用穴２１３ａは設けられているが、穴２１１ａと吐出口２３１形成用スリット２３１ａとのみがパス部としてのスリット２４１を介して連通されている板体２０１と、（２）ノズル２００の断面形状と同じ形状を有し、マニホールド２１１形成用穴２１１ａ、マニホールド２１２形成用穴２１２ａ、マニホールド２１３形成用穴２１３ａは設けられているが、穴２１２ａと吐出口２３２形成用スリット２３２ａとのみがパス部としてのスリット２４２を介して連通されている板体２０２と、（３）ノズル２００の断面形状と同じ形状を有し、マニホールド２１１形成用穴２１１ａ、マニホールド２１２形成用穴２１２ａ、マニホールド２１３形成用穴２１３ａは設けられているが、穴２１３ａと吐出口２３３形成用スリット２３３ａとのみがパス部としてのスリット２４３を介して連通されている板体２０３と、（４）ノズル２００の断面形状と同じ形状を有し、全てのマニホールド形成用穴２１１ａ、２１２ａ、２１３ａは設けられているが、各スリットが設けられていない仕切板２０４とからなる。そして、これら各板体が、図６、図８に示すように、たとえば、板体２０１、仕切板２０４、板体２０２、仕切板２０４、板体２０３、仕切板２０４の順に配置され、この配置が繰り返されることにより、各マニホールド２１１、２１２、２１３が形成されるとともに、前述の如く、各塗液吐出口２３１、２３２、２３３が、互いに独立した状態で、ノズル２００の幅方向Ｙに一直線上に配列され、所定の順番に、３つおきの周期で繰り返し配列される。
【００５３】
各板体の厚さは、本実施態様では、板体２０１、２０２、２０３は同じで、仕切板２０４が他のものと異なっているが、各々の厚さは開口部の大きさと開口部となる切りかき部の設定ピッチによって定められる。スリット２３１ａ、２３２ａ、２３３ａによって形成される開口部（塗液吐出口）の配置ピッチは通常一定値になるように設定されるが、これは上記厚み構成によって、各板体を所定の順に重ねるだけで容易に達成される。また、各スリット部が開口部になるのであるから、開口部の形状は長方形となる。
【００５４】
上記構造によっても、各マニホールドに供給された塗液はそれぞれに対応する塗液吐出口からノズル幅方向Ｙには一定ピッチで定まった順番で吐出される。一方塗布方向Ｘには同時に吐出されるので、たとえば３種類の塗液を同時に凹凸基板の一定ピッチの凹部に効率よく短時間で塗布することができる。
【００５５】
また、前記実施態様では基材はＸ軸方向に移動し、ノズルがＹ軸、Ｚ軸方向に移動する場合での適用例について記述したが、ノズルと基材４が相対的に３次元的に移動できる構造、形式のものであるのなら、テーブル、ノズルの移動形式はいかなるものでもよい。
【００５６】
また、前述の実施態様では、塗布はテーブルの移動、凹凸のピッチ方向への移動は、ノズルの移動によって行う例を示したが、塗布をノズルの移動、凹凸のピッチ方向への移動をテーブルの移動で行ってもよい。
【００５７】
さらに、本発明における基材としては、ガラス板の他、鉄板、アルミ板等、枚葉状のものならどのようなものでもよい。とくに、プラズマディスプレイ用基材に赤、青、緑等の３色の蛍光体を同時に塗布する場合に好適である。
【００５８】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明の凹凸基材への塗液の塗布装置および方法によれば、複数種の塗液を一列に配列された塗液吐出口から実質的に同時に効率よく塗布できるようになったので、タクトタイムを短くして生産性を向上させることができる。
【００５９】
また、異なる塗液を同じタイミングで吐出動作を制御できるので、複雑な制御装置が不要であり、容易に塗布厚さが均一で品質の高い被塗布物が得られ、歩留まりも向上するので一層生産性を向上させることができる。
【００６０】
本発明のプラズマディスプレイの製造装置および方法によれば、上記凹凸基材への塗液の塗布装置および方法を使用しているので、品質の高いプラズマディスプレイパネルを、高い生産性で安価に製造することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施態様に係る塗液の塗布装置の全体構成を説明するための斜視図である。
【図２】図１の装置のテーブルとノズル周りの構成を示す模式図である。
【図３】図１の装置におけるノズルの拡大底面図である。
【図４】図３のノズルの側面図である。
【図５】図３のノズルのＡ−Ａ線、Ｂ−Ｂ線、Ｃ−Ｃ線に沿う縦断面図である。
【図６】本発明の別の実施態様に係る塗液吐出装置（ノズル）の正面図である。
【図７】図６のノズルの側面図である。
【図８】図６のノズルの底面図である。
【図９】図６のノズルを構成する各板体の正面図である。
【符号の説明】
２ 基台
４ 基材
６ テーブル
８ ガイド溝レール
１０ フィードスクリュー
１６ ＡＣサーボモータ
２０ ノズル
２６ リニアアクチュエータ
３０ 昇降機構
３６ 幅方向移動機構
４０ 高さセンサー
４２ 塗液
４４ 開口部（吐出孔）
４５ 開口部面
５０ 供給ユニット
５６ 塗液タンク
５８ 供給装置コントローラ
６０ 全体コントローラ
６６ センサー
７２ カメラ
１０１、１０２、１０３、２１１、２１２、２１３ 塗液貯蔵部としてのマニホールド
１１１、１１２、１１３、２２１、２２２、２２３ 塗液供給口
１２１、１２２、１２３、２３１、２３２、２３３ 塗液吐出口
１３１、１３２、１３３ パス部
２００ ノズル
２０１、２０２、２０３ 板体
２０４ 仕切板
２１１ａ、２１２ａ、２１３ａ マニホールドを形成する穴
２３１ａ、２３２ａ、２３３ａ 塗液吐出口を形成するスリット
２４１、２４２、２４３ パス部を形成するスリット
２５０、２５１ 側板
【発明の属する技術分野】
本発明は、基材上に凹凸状の特定のパターンが形成されたもの、特に一定形状の隔壁を等ピッチで配置したプラズマディスプレイパネルや、ストライプ形ブラックマトリックス式のカラー受像管のパネル内面等における一定パターンの塗布に適用できる、凹凸基材への塗液の塗布装置および塗布方法、並びにこれらの装置および方法を使用したプラズマディスプレイの製造装置および製造方法の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ディスプレイはその方式において次第に多様化してきている。現在注目されているものの一つが、従来のブラウン管よりも大型で薄型軽量化が可能なプラズマディスプレイである。これは、一定ピッチで一方向に延びる隔壁によりストライプ状の凹凸部をガラス基板上に形成し、該凹凸部の凹部に赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（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達成するものである。
【０００３】
蛍光体がストライプ状に構成されているという構造は、ストライプ形ブラックマトリックス式のカラー受像管のパネルも有している。
【０００４】
このような構造のものを高い生産性と高品質で製造するには、蛍光体を一定のパターン状に、塗り分ける技術が重要となる。
【０００５】
通常は、隔壁パターンを形成後、特開平５−１４４３７５号公報に示されるように一色の蛍光体を全面スクリーン印刷し、必要な部分のみフォトリソグラフィー法で残すようにして、高精度のパターンが得られるようにしている。しかし、この方法では、Ｒ、Ｇ、Ｂの各蛍光体パターンを形成するために、各色の塗布、露光、現像、乾燥等の工程を３回繰り返す必要があり、コストがかかる上、生産性に著しく劣るという欠点を持つ。
【０００６】
また、特開昭５２−１３４３６８号公報、特開昭５４−１３２５０号公報、特開昭５４−１３２５１号公報等には、ストライプ形ブラックマトリックス式のカラー受像管のパネル内面の、凸状となっているブラックマトリックス間の凹部に所定の蛍光体を塗布する方法として、蛇行防止等の制御装置を有する改良されたノズル装置を用いることが示されている。しかし、一本のノズルを用いているために、表面の複数の凹凸部に対して同時に塗布する方法には適用できず、一本のノズルによる塗布のために時間がかかるという問題がある。
【０００７】
単にガラス基板上にストライプ状の着色パターンを形成する他の方法としては、ノズルを用いる特開平５−１１１０５号公報や特開平５−１４２４０７公報等に記載されている方法があるが、表面が平坦な基板を対象に先端が平坦なノズルで３色同時に塗布するものであるため、表面に凹凸が形成されているものに対してはこの技術をそのまま用いることはできない。
【０００８】
また、ノズルを用いて平坦な基板上にストライプ状に隔壁を形成する技術が特開平９−９２１３４号公報に開示されているが、基板上に既に凹凸部が形成されており、その凹凸部の凹部に沿うように塗液を精度良く塗布していく工程には採用し難い。
【０００９】
複数種の塗液を実質的に同時に塗布するために、各塗液用のノズルを塗布方向に複数台配列する方法も考えられるが、このようにすると、塗液の塗布装置と塗液が塗布される基材とは塗布方向に相対的に移動されるため、所定の塗布領域に正確に各塗液を塗布していくためには、塗液の種類に応じて、配列された各ノズルのずれ分だけ塗布開始、終了のタイミングをずらす必要があり、制御が複雑になる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明の課題は、塗布タイミングの制御等を必要とせず、複数種の塗液を容易にかつ正確に同時に塗布できるようにし、塗布のためのタクトタイムを短縮して、生産性の大幅な向上をはかることができる、凹凸基材への塗液の塗布装置および塗布方法、並びにこれらの装置および方法を使用したプラズマディスプレイの製造装置および製造方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の凹凸基材への塗液の塗布装置は、表面にストライプ状に凹凸部が形成されている凹凸基材の凹部に塗液を吐出する塗液吐出装置を備え、凹凸基材と塗液吐出装置を３次元的に相対移動させて凹凸基材に塗液を塗布する装置であって、塗液吐出装置は、互いに独立した複数の塗液貯蔵部と、各塗液貯蔵部にそれぞれ塗液を供給する塗液供給口と、各塗液貯蔵部からの各塗液を吐出する開口部である塗液吐出口と、各塗液貯蔵部とそれに対応する塗液吐出口とを連通するパス部とを有し、かつ、全ての塗液吐出口が直線状に配列されており、該全ての塗液吐出口において同時に塗液を吐出可能に構成されていることを特徴とするものからなる。
【００１２】
この塗液の塗布装置においては、一つの塗液貯蔵部に対して複数の塗液吐出口が設けられ、かつ、各塗液貯蔵部に対応する塗液吐出口が、一定の順番で周期的に直線状に（たとえば一直線に）配列されていることが好ましい。
【００１３】
また、塗液吐出装置（ノズル）の各塗液貯蔵部、各塗液吐出口および各パス部は、ノズルを構成する一体的なブロック体の内部に形成することができる。あるいは、塗液吐出装置の各塗液貯蔵部、各塗液吐出口および各パス部を、全ての塗液貯蔵部に対応する板の厚み方向に貫通した穴と、いずれかの塗液吐出口を形成する板の厚み方向に貫通したスリットと、いずれかの塗液貯蔵部に対応する穴とそれに対応する塗液吐出口を形成するスリット間を連通する前記パス部に対応する板の厚み方向に貫通したスリットとを有する板体と、全ての塗液貯蔵部に対応する板の厚み方向に貫通した穴は有するが、いずれのスリットも有しない仕切板とを、所定の順に重ねることにより形成することもできる。後者の場合、板体と仕切板の厚さは互いに異なっていてもよい。
【００１４】
この板体と仕切板との交互配置による塗液吐出装置は、凹凸基材への塗液の塗布装置に限らず、各種の塗液吐出装置として利用可能である。
【００１５】
すなわち、本発明に係る塗液吐出装置は、互いに独立した複数の塗液貯蔵部と、各塗液貯蔵部にそれぞれ塗液を供給する塗液供給口と、各塗液貯蔵部からの各塗液を吐出する開口部である塗液吐出口と、各塗液貯蔵部とそれに対応する塗液吐出口とを連通するパス部とを有する塗液吐出装置であって、各塗液貯蔵部、各塗液吐出口および各パス部が、全ての塗液貯蔵部に対応する板の厚み方向に貫通した穴と、いずれかの塗液吐出口を形成する板の厚み方向に貫通したスリットと、いずれかの塗液貯蔵部に対応する穴とそれに対応する塗液吐出口を形成するスリット間を連通する前記パス部に対応する板の厚み方向に貫通したスリットとを有する板体と、全ての塗液貯蔵部に対応する板の厚み方向に貫通した穴は有するが、いずれのスリットも有しない仕切板とを、所定の順に重ねることにより形成されており、かつ、全ての塗液吐出口が直線状に配列されており、該全ての塗液吐出口において同時に塗液を吐出可能に構成されていることを特徴とするものからなる。
【００１６】
この塗液吐出装置においても、一つの塗液貯蔵部に対して複数の塗液吐出口が設けられ、かつ、各塗液貯蔵部に対応する塗液吐出口が、一定の順番で周期的に直線状に配列されていることが好ましい。また、板体と仕切板の厚さは互いに異なっていてもよい。
【００１７】
本発明に係る凹凸基材への塗液の塗布方法は、表面にストライプ状に凹凸部が形成されている凹凸基材と塗液吐出装置を３次元的に相対移動させつつ、塗液吐出装置から凹凸基材の凹部に塗液を吐出して塗布する方法であって、塗液吐出装置に、互いに独立した複数の塗液貯蔵部と、各塗液貯蔵部にそれぞれ塗液を供給する塗液供給口と、各塗液貯蔵部からの各塗液を吐出する開口部である塗液吐出口と、各塗液貯蔵部とそれに対応する塗液吐出口とを連通するパス部とを設けるとともに、全ての塗液吐出口を直線状に配列し、各塗液貯蔵部からの塗液を、各々対応する塗液吐出口から、全ての塗液吐出口において同時に吐出して塗布することを特徴とする方法からなる。
【００１８】
この方法においては、一つの塗液貯蔵部に対して複数の塗液吐出口が設けられ、かつ、各塗液貯蔵部に対応する塗液吐出口が、一定の順番で周期的に直線状に配列されており、直線状に配列された塗液吐出口から各塗液を同時に吐出することが好ましい。
【００１９】
そして、本発明に係るプラズマディスプレイの製造装置は、塗液が赤色、緑色、青色のいずれかの色に発光する蛍光体粉末を含むペーストであって、前述のような塗液の塗布装置を用いたことを特徴とするものからなる。
【００２０】
また、本発明に係るプラズマディスプレイの製造方法は、塗液が赤色、緑色、青色のいずれかの色に発光する蛍光体粉末を含むペーストであって、上述のような塗液の塗布方法を用いることを特徴とする方法からなる。
【００２１】
上記本発明に係る塗液の塗布装置および方法においては、１台の塗液吐出装置に、互いに独立した複数の塗液貯蔵部と、各塗液貯蔵部に対応する塗液吐出口が設けられ、供給された複数種の塗液が、対応する塗液吐出口から同時に吐出されるので、たとえば３色の互いに異なる塗液が、凹凸基材の対応する各凹部に同時に効率よく塗布され、塗布時間が大幅に短縮される。これら塗液吐出口を一直線状に配列しておくことにより、各吐出口からの塗液の吐出は、塗布方向において同時に開始され、同時に終了できるから、各吐出口間で吐出のタイミングを制御する必要がなくなり、所定の被塗布領域に対して確実にかつ正確に所望の塗液が塗布される。
【００２２】
このような装置および方法を用いてプラズマディスプレイを製造することにより、凹凸基材の凹部への塗液の塗布を、より短時間で効率よく行うことができ、かつ、優れた品質のプラズマディスプレイを安定して生産でき、タクトタイムの短縮を実現して、製造コストの低減に寄与できる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の望ましい実施形態を、図面を参照して説明する。
図１は本発明の一実施態様に係る塗布装置の全体構成を示す斜視図、図２は図１のテーブル６とノズル２０回りの模式図、図３は図１のノズル２０を下側からみた拡大平面図、図４はノズル２０の側面図、図５はノズル２０の各部断面形状を、それぞれ示している。ただし、図２においては、説明の容易化のため、１種の塗液の供給、吐出の態様で示してあるが、実際には、図３および図４で示されるノズル２０を用いて、複数種（３色）の塗液の供給、吐出が行われる。
【００２４】
図１は、本発明に係るプラズマディスプレイパネルの製造に適用される塗布装置の一例を示している。この塗布装置は基台２を備えている。基台２上には、一対のガイド溝レール８が設けられており、このガイド溝レール８上にはテーブル６が配置されている。このテーブル６の上面には、表面に凹凸が一定ピッチで一方向にストライプ状に形成された基材４が、真空吸引によってテーブル面に固定可能となるように、複数の吸着孔７が設けられている。また、基材４は図示しないリフトピンによってテーブル６上を昇降する。さらにテーブル６はスライド脚９を介してガイド溝レール８上をＸ軸方向に往復動自在となっている。
【００２５】
一対のガイド溝レール８間には、図２に示す送りねじ機構を構成するフィードスクリュー１０が、テーブル６の下面に固定されたナット状のコネクタ１１を貫通して延びている。フィードスクリュー１０の両端部は軸受１２に回転自在に支持され、さらに片方の一端にはＡＣサーボモータ１６が連結されている。
【００２６】
図１に示すように、テーブル６の上方には、塗液吐出装置であるノズル２０がホルダー２２を介して昇降機構３０、幅方向移動機構３６に連結している。昇降機構３０は昇降可能な昇降ブラケット２８を備えており、昇降機構３０のケーシング内部で一対のガイドロッドに昇降自在に取り付けられている。また、このケーシング内にはガイドロッド間に位置してボールねじからなるフィードスクリュー（図示しない）もまた回転自在に配置されており、ナット型のコネクタを介して昇降ブラケット２８と連結されている。さらにフィードスクリューの上端には図示しないＡＣサーボモータが接続されており、このＡＣサーボモータの回転によって昇降ブラケット２８を任意に昇降動作させることができるようになっている。
【００２７】
さらに、昇降機構３０はＹ軸移動ブラケット３２（アクチュエータ）を介して幅方向移動機構３６に接続されている。幅方向移動機構３６はＹ軸移動ブラケット３２をノズル２０の幅方向、すなわちＹ軸方向に往復自在に移動させるものである。動作のために必要なガイドロッド、フィードスクリュー、ナット型コネクター、ＡＣサーボモータ等は、ケーシング内に昇降機構３０と同じように配置されている。幅方向移動機構３６は支柱３４により基台２上に固定されている。
【００２８】
これらの構成によって、ノズル２０はＺ軸とＹ軸方向に自在に移動させることができる。
【００２９】
ノズル２０は、テーブル６の往復動方向と直交する方向、つまりＹ軸方向に水平に延びているが、これを直接保持するコの字形のホルダー２２は昇降ブラケット２８内にて回転自在に支持されており、垂直面内で自在に図中の矢印方向に回転することができる。
【００３０】
このホルダ２２の上方には水平バー２４も昇降ブラケット２８に固定されている。この水平バー２４の両端部には、電磁作動型のリニアアクチュエータ２６が取り付けられている。このリニアアクチュエータ２６は水平バー２４の下面から突出する伸縮ロッドを有しており、これら伸縮ロッドがホルダ２２の両端部に接触することによってホルダ２２の回転角度を規制することができ、結果としてノズル２０の傾き度を任意に設定することができる。
【００３１】
さらに図１を参照すると、基台２の上面には逆Ｌ字形のセンサ支柱３８が固定されており、その先端にはテーブル６上の基材４の凸部頂上の位置（高さ）を測定する高さセンサ４０が取り付けられている。また、高さセンサ４０の隣には、基材４の隔壁間の凹部の位置を検知するカメラ７２が支柱７０に取り付けられている。図２に示すように、カメラ７２は画像処理装置７４に電気的に接続されており、隔壁間の凹部位置の変化を定量的に求めることができる。
【００３２】
さらに、テーブル６の一端には、センサーブラケット６４を介して、ノズル２０の開口部のある下端面（開口部面）のテーブル６に対する垂直方向の位置を検出するセンサー６６が取り付けられている。
【００３３】
図２に示すように、ノズル２０はそのマニホールド４１内に塗液４２が充填されており、開口部である吐出孔４４が開口部先端面４５上で長手方向に一直線状にならんでいる（図３参照）。そしてこの吐出孔４４より塗液４２が吐出される。ノズル４０には供給ホース４６が接続されており、さらに吐出用電磁切換え弁４８、供給ユニット５０、吸引ホース５２、吸引用電磁切換え弁５４、塗液タンク５６へと連なっている。塗液タンク５６には塗液４２が蓄えられている。塗液４２は、赤色、緑色、青色のいずれかの色に発光する蛍光体粉末を含むペーストからなる。
【００３４】
供給ユニット５０の具体例としては、ピストン、ダイヤフラム型等の定容量ポンプ、チュービングポンプ、ギアポンプ、モータポンプ、さらには液体を気体の圧力で押し出す圧送コントローラ等がある。供給装置コントローラ５８からの制御信号をうけて、供給ユニット５０や、各々の電磁切換え弁の動作を行なわせ、塗液タンク５６から塗液４２を吸引して、ノズル２０に塗液４２を供給することができる。塗液タンク５６から定容量ポンプへの塗液４２の吸引動作を安定化させるために、塗液タンク５６に空気、窒素等の気体で圧力を付加してもよい。圧力の大きさは０．０１〜１ＭＰａ、特に０．０２〜０．５ＭＰａが好ましい。
【００３５】
供給装置コントローラはさらに、全体コントローラ６０に電気的に接続されている。この全体コントローラ６０には、モータコントローラ６２、高さセンサー４０の電気入力等、カメラ７２の画像処理装置７４からの情報等、すべての制御情報が電気的に接続されており、全体のシーケンス制御を司れるようになっている。全体コントローラ６０は、コンピュータでも、シーケンサでも、制御機能を持つものならばどのようなものでもよい。
【００３６】
またモータコントローラ６２には、テーブル６を駆動するＡＣサーボモータ１６や、昇降機構３０と幅方向移動機構３６のそれぞれのアクチュエータ７６、７８（たとえば、ＡＣサーボモータ）、さらにはテーブル６の移動位置を検出する位置センサ６８からの信号、ノズル２０の作動位置を検出するＹ、Ｚ軸の各々のリニアセンサ（図示しない）からの信号などが入力される。なお、位置センサ６８を使用する代わりに、ＡＣサーボモータ１６にエンコーダを組み込み、このエンコーダから出力されるパルス信号に基づき、テーブル６の位置を検出することも可能である。
【００３７】
次に、図３ないし図５に示すノズルの説明に入る前に、まず、この塗布装置を使った塗布方法について説明しておく。
まず塗布装置における各作動部の原点復帰が行われるとテーブル６、ノズル２０は各々Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の準備位置に移動する。この時、塗液タンク５６〜ノズル２０まで塗液はすでに充満されており、吐出用電磁切換え弁４８は開、吸引用電磁切換え弁５４は閉の状態にする。そして、テーブル６の表面には図示しないリフトピンが上昇し、図示しないローダから隔壁が一定ピッチのストライプ状に形成されている基材４がリフトピン上部に載置される。
【００３８】
次にリフトピンを下降させて基材４をテーブル６の上面に載置し、図示しないアライメント装置によってテーブル６上の位置決めが行われた後に基材２を吸着する。
【００３９】
次にテーブル６はカメラ７２と、高さセンサー４０の真下に基材４の隔壁（凸部頂上）がくるまで移動し、停止する。カメラ７２はテーブル６上に位置決めされた基材４上の隔壁端部を写し出すようにあらかじめ位置調整されており、画像処理によって一番端の凹部の位置を検出し、カメラ基準点からの位置変化量ｌａを求める。一方、カメラ７２の基準点と、所定のＹ軸座標位置Ｙａにある時のホルダ２２に固定されたノズル２０の最端部に位置する吐出孔４４間の長さｌｂは、事前の調整時に測定し、情報として全体コントローラ６０に入力しているので、画像処理装置７４からカメラ基準点からの隔壁凹部の位置変化量ｌａが電送されると、ノズル２０の最端部に位置する吐出孔４４が隔壁端部の凹部の真上となるＹ軸座標値Ｙｃを計算し（例えば、Ｙｃ＝Ｙａ＋ｌｂ−ｌａ）、ノズル２０をその位置に移動させる。なお、カメラ７２は、ノズル２０やホルダ２２に取り付けても同じ機能が得られる。
【００４０】
この間に高さセンサ４０は基材４の隔壁頂上部の垂直方向の位置を検知し、テーブル６上面との位置の差から基材４の隔壁頂上部の高さを算出する。この高さに、あらかじめ与えておいたノズル２０開口部〜基材４の隔壁頂上部間の間隙値を加算して、ノズル２０のＺ軸リニアセンサー上での下降すべき値を演算し、その位置にノズルを移動する。これによって、テーブル６上での隔壁頂上部位置が基材ごとに変化しても、塗布に重要なノズル２０開口部〜基材上の隔壁頂上部間の間隙を常に一定に保てるようになる。
【００４１】
次にテーブル６をノズル２０の方へ向けて動作を開始させ、ノズル２０の開口部の真下に基材４の塗布開始位置が到達する前に所定の塗布速度まで増速させておく。テーブル６の動作開始位置と塗布開始位置までの距離は塗布速度まで増速できるよう十分確保できていなければならない。
【００４２】
さらに基材４の塗布開始位置がノズル２０の開口部の真下に至るまでの所に、テーブル６の位置を検知する位置センサー６８を配置しておき、テーブル６がこの位置に達したら、供給ユニット５０の動作を開始して塗液４２のノズル２０への供給を開始する。ノズル２０開口部より吐出される塗液４２が基材４に達するには、基材〜ノズル開口部間の間隙だけ時間遅れが生じる。そのため、事前に塗液４２をノズル２０に供給することによって、基材４の塗布開始位置がノズル２０開口部の丁度真下に来たところでノズル２０から吐出された所定量の塗液４２が基板４に到達するので、ほとんど厚みむらゼロの状態で塗布を開始することができる。塗液４２の供給を開始する位置は位置センサー６８の設置場所を変えて調整することができる。この位置センサー６８の代わりに、モータあるいはフィードスクリューにエンコーダを接続したり、テーブルにリニアセンサーを付けたりすると、エンコーダやリニアセンサーの値で検知しても同様なことが可能となる。
【００４３】
塗布は、基材４の塗布終了位置がノズル２０の開口部の真下付近に来るまで行われる。すなわち、基材４はいつもテーブル６上の定められた位置に置かれているから、基材４の塗布終了位置がノズル２０の開口部の（ａ）たとえば真下にくる５ｍｍ前や、（ｂ）丁度真下になる位置に相当するテーブル６の位置に、位置センサーやそのエンコーダ値をあらかじめ設定しておき、テーブル６が（ａ）に対応する位置にきたら、全体コントローラ６０から供給装置コントローラ５８に停止指令を出して塗液４２のノズル２０への供給を停止して、（ｂ）の位置までスキージ塗工し、次いでテーブル６が（ｂ）に対応する位置にきたら、ノズル２０を上昇させて完全に塗液４２をたちきる。塗液４２が比較的高粘度の液体である場合には、単に塗液の供給を停止しただけでは、残圧によるノズル２０開口部からの塗液吐出までも瞬時に停止することは難しい。そのために、塗液の供給を停止するとと同時にノズル２０内のマニホールド４１圧力を大気圧にすると、短時間で開口部からの塗液の吐出停止が可能となるので、供給ユニットにこのような機能をもたせるか、あるいは、供給ユニットの吐出電磁切換え弁４８〜ノズル２０の間に大気開放バルブを設けるのが望ましい。
【００４４】
さて、塗布終了位置を通過しても、テーブル６は動作を続け、終点位置にきたら停止する。このとき塗布すべき部分がまだ残っている場合には、次の塗布すべき開始位置までノズルをＹ軸方向に塗布幅分（ノズルピッチ×穴数）移動して、以下テーブル６を反対方向に移動させることを除いては同じ手順で塗布を行う。１回目と同一のテーブル６の移動方向で塗布を行なうのなら、ノズル２０は次の塗布すべき開始位置までＹ軸方向に移動、テーブル６はＸ軸準備位置まで復帰させる。
【００４５】
そして塗布工程が完了したら、基材４をアンローダで移載する場所までテーブル６を移動して停止させ、基材４の吸着を解除するとともに大気開放した後に、リフトピンを上昇させて基材４をテーブル６の面から引き離し、持ち上げる。
【００４６】
このとき図示されないアンローダによって基材４の下面が保持され、次の工程に基材４を搬送する。基材４をアンローダに受け渡したら、テーブル６はリフトピンを下降させ原点位置に復帰する。
【００４７】
このとき、吐出用電磁切換え弁４８を閉、吸引用電磁切換え弁５４を開状態にして供給ユニット５０を動作させ、塗液タンク５６から１枚の基材の塗布に必要な量だけ塗液を供給する。
【００４８】
上記のような塗液の塗布に、本発明においては、たとえば、図３ないし図５に示す塗液吐出装置（ノズル）２０が用いられる。図３および図４において、ノズル２０の内部には、ノズル２０の幅方向Ｙに長く延びる、互いに独立した３つの塗液貯蔵部としてのマニホールド１０１、１０２、１０３が形成されており、各マニホールド１０１、１０２、１０３には、それぞれ、塗液供給口１１１、１１２、１１３が連通して各塗液供給口を通して塗液が供給される。塗液としては、たとえば、３色の塗液が、各々、対応する塗液供給口１１１、１１２、１１３（対応するマニホールド１０１、１０２、１０３）へと供給される。ノズル２０の下面には、前述のように塗液吐出口４４が設けられているが、この塗液吐出口４４は、マニホールド１０１へと連通する塗液吐出口１２１、マニホールド１０２へと連通する塗液吐出口１２２、マニホールド１０３へと連通する塗液吐出口１２３の、互いに独立した吐出口からなる。塗液吐出口１２１、１２２、１２３は、ノズル２０の幅方向Ｙに一直線上に等ピッチで配列されており、所定の順番に、３つおきの周期で繰り返し配列されている。図３には、２組の配列の例を示してあるが、さらに多数組配列してもよい。図５に、図３におけるＡ、Ｂ、Ｃの各断面を示すように、各マニホールド１０１、１０２、１０３と、対応する塗液吐出口１２１、１２２、１２３とは、それぞれ、互いに独立したパス部１３１、１３２、１３３を介して連通されている。なお、各塗液吐出口１２１、１２２、１２３の大きさはφ５０〜５００μｍ程度が好ましく、配置ピッチは１００〜２０００μｍ程度が望ましい。
【００４９】
この構成によって、マニホールド１０１、１０２、１０３に供給された各塗液を、ノズル２０の幅方向Ｙに一定の順番に等ピッチで吐出することができ、塗布方向Ｘには、各塗液吐出口１２１、１２２、１２３から同時に塗液を吐出することができる。
【００５０】
また、塗液吐出口１２１、１２２、１２３の配置ピッチを凹凸基材４の凹部の配置ピッチに合わせておくことにより、このノズル構造によって３種類の塗液を同時に凹部に塗布することができ、塗布を短時間で効率的に行うことができる。しかも、各塗液吐出口１２１、１２２、１２３は同じノズル２０に直線状に配列され、該配列方向は塗布方向に対し直角の方向であるから、各塗液吐出口１２１、１２２、１２３から、基材４の所定の塗布領域に対して、正確に同時に塗液の塗布の開始および終了を行うことができ、各塗液吐出口の吐出タイミングを制御する必要がない。従って、凹凸基材４への所望の塗布が、容易に、かつ、正確に、しかも短時間で効率よく行われることになる。
【００５１】
図６ないし図９は、本発明の別の実施態様にかかるノズル２００を示している。図６ないし図８に示すように、このノズル２００は、両側板２５０、２５１で板体２０１、２０２、２０３、２０４を多数挟み込んだものである。ノズル２００の内部には、ノズル２００の幅方向Ｙに長く延びる、互いに独立した３つの塗液貯蔵部としてのマニホールド２１１、２１２、２１３が形成されており、各マニホールド２１１、２１２、２１３には、それぞれ、適切な位置に設けられた塗液供給口２２１、２２２、２２３が連通して各塗液供給口を通して塗液が供給される。塗液としては、たとえば、３色の塗液が、各々、対応する塗液供給口（対応するマニホールド）へと供給される。ノズル２００の下面には、互いに独立した塗液吐出口２３１、２３２、２３３が設けられており、塗液吐出口２３１はマニホールド２１１へと連通し、塗液吐出口２３２はマニホールド２１２へと連通し、塗液吐出口２３３はマニホールド２１３へと連通している。これら塗液吐出口２３１、２３２、２３３は、ノズル２００の幅方向Ｙに一直線上に等ピッチで配列されており、所定の順番に、３つおきの周期で繰り返し配列されている。
【００５２】
重ねられる板体は、図９に示すように、（１）ノズル２００の断面形状と同じ形状を有し、マニホールド２１１形成用穴２１１ａ、マニホールド２１２形成用穴２１２ａ、マニホールド２１３形成用穴２１３ａは設けられているが、穴２１１ａと吐出口２３１形成用スリット２３１ａとのみがパス部としてのスリット２４１を介して連通されている板体２０１と、（２）ノズル２００の断面形状と同じ形状を有し、マニホールド２１１形成用穴２１１ａ、マニホールド２１２形成用穴２１２ａ、マニホールド２１３形成用穴２１３ａは設けられているが、穴２１２ａと吐出口２３２形成用スリット２３２ａとのみがパス部としてのスリット２４２を介して連通されている板体２０２と、（３）ノズル２００の断面形状と同じ形状を有し、マニホールド２１１形成用穴２１１ａ、マニホールド２１２形成用穴２１２ａ、マニホールド２１３形成用穴２１３ａは設けられているが、穴２１３ａと吐出口２３３形成用スリット２３３ａとのみがパス部としてのスリット２４３を介して連通されている板体２０３と、（４）ノズル２００の断面形状と同じ形状を有し、全てのマニホールド形成用穴２１１ａ、２１２ａ、２１３ａは設けられているが、各スリットが設けられていない仕切板２０４とからなる。そして、これら各板体が、図６、図８に示すように、たとえば、板体２０１、仕切板２０４、板体２０２、仕切板２０４、板体２０３、仕切板２０４の順に配置され、この配置が繰り返されることにより、各マニホールド２１１、２１２、２１３が形成されるとともに、前述の如く、各塗液吐出口２３１、２３２、２３３が、互いに独立した状態で、ノズル２００の幅方向Ｙに一直線上に配列され、所定の順番に、３つおきの周期で繰り返し配列される。
【００５３】
各板体の厚さは、本実施態様では、板体２０１、２０２、２０３は同じで、仕切板２０４が他のものと異なっているが、各々の厚さは開口部の大きさと開口部となる切りかき部の設定ピッチによって定められる。スリット２３１ａ、２３２ａ、２３３ａによって形成される開口部（塗液吐出口）の配置ピッチは通常一定値になるように設定されるが、これは上記厚み構成によって、各板体を所定の順に重ねるだけで容易に達成される。また、各スリット部が開口部になるのであるから、開口部の形状は長方形となる。
【００５４】
上記構造によっても、各マニホールドに供給された塗液はそれぞれに対応する塗液吐出口からノズル幅方向Ｙには一定ピッチで定まった順番で吐出される。一方塗布方向Ｘには同時に吐出されるので、たとえば３種類の塗液を同時に凹凸基板の一定ピッチの凹部に効率よく短時間で塗布することができる。
【００５５】
また、前記実施態様では基材はＸ軸方向に移動し、ノズルがＹ軸、Ｚ軸方向に移動する場合での適用例について記述したが、ノズルと基材４が相対的に３次元的に移動できる構造、形式のものであるのなら、テーブル、ノズルの移動形式はいかなるものでもよい。
【００５６】
また、前述の実施態様では、塗布はテーブルの移動、凹凸のピッチ方向への移動は、ノズルの移動によって行う例を示したが、塗布をノズルの移動、凹凸のピッチ方向への移動をテーブルの移動で行ってもよい。
【００５７】
さらに、本発明における基材としては、ガラス板の他、鉄板、アルミ板等、枚葉状のものならどのようなものでもよい。とくに、プラズマディスプレイ用基材に赤、青、緑等の３色の蛍光体を同時に塗布する場合に好適である。
【００５８】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明の凹凸基材への塗液の塗布装置および方法によれば、複数種の塗液を一列に配列された塗液吐出口から実質的に同時に効率よく塗布できるようになったので、タクトタイムを短くして生産性を向上させることができる。
【００５９】
また、異なる塗液を同じタイミングで吐出動作を制御できるので、複雑な制御装置が不要であり、容易に塗布厚さが均一で品質の高い被塗布物が得られ、歩留まりも向上するので一層生産性を向上させることができる。
【００６０】
本発明のプラズマディスプレイの製造装置および方法によれば、上記凹凸基材への塗液の塗布装置および方法を使用しているので、品質の高いプラズマディスプレイパネルを、高い生産性で安価に製造することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施態様に係る塗液の塗布装置の全体構成を説明するための斜視図である。
【図２】図１の装置のテーブルとノズル周りの構成を示す模式図である。
【図３】図１の装置におけるノズルの拡大底面図である。
【図４】図３のノズルの側面図である。
【図５】図３のノズルのＡ−Ａ線、Ｂ−Ｂ線、Ｃ−Ｃ線に沿う縦断面図である。
【図６】本発明の別の実施態様に係る塗液吐出装置（ノズル）の正面図である。
【図７】図６のノズルの側面図である。
【図８】図６のノズルの底面図である。
【図９】図６のノズルを構成する各板体の正面図である。
【符号の説明】
２ 基台
４ 基材
６ テーブル
８ ガイド溝レール
１０ フィードスクリュー
１６ ＡＣサーボモータ
２０ ノズル
２６ リニアアクチュエータ
３０ 昇降機構
３６ 幅方向移動機構
４０ 高さセンサー
４２ 塗液
４４ 開口部（吐出孔）
４５ 開口部面
５０ 供給ユニット
５６ 塗液タンク
５８ 供給装置コントローラ
６０ 全体コントローラ
６６ センサー
７２ カメラ
１０１、１０２、１０３、２１１、２１２、２１３ 塗液貯蔵部としてのマニホールド
１１１、１１２、１１３、２２１、２２２、２２３ 塗液供給口
１２１、１２２、１２３、２３１、２３２、２３３ 塗液吐出口
１３１、１３２、１３３ パス部
２００ ノズル
２０１、２０２、２０３ 板体
２０４ 仕切板
２１１ａ、２１２ａ、２１３ａ マニホールドを形成する穴
２３１ａ、２３２ａ、２３３ａ 塗液吐出口を形成するスリット
２４１、２４２、２４３ パス部を形成するスリット
２５０、２５１ 側板
Claims (11)
- 表面にストライプ状に凹凸部が形成されている凹凸基材の凹部に塗液を吐出する塗液吐出装置を備え、凹凸基材と塗液吐出装置を３次元的に相対移動させて凹凸基材に塗液を塗布する装置であって、塗液吐出装置は、互いに独立した複数の塗液貯蔵部と、各塗液貯蔵部にそれぞれ塗液を供給する塗液供給口と、各塗液貯蔵部からの各塗液を吐出する開口部である塗液吐出口と、各塗液貯蔵部とそれに対応する塗液吐出口とを連通するパス部とを有し、かつ、全ての塗液吐出口が直線状に配列されており、該全ての塗液吐出口において同時に塗液を吐出可能に構成されていることを特徴とする、凹凸基材への塗液の塗布装置。
- 一つの塗液貯蔵部に対して複数の塗液吐出口が設けられ、かつ、各塗液貯蔵部に対応する塗液吐出口が、一定の順番で周期的に直線状に配列されている、請求項１に記載の凹凸基材への塗液の塗布装置。
- 前記塗液吐出装置の各塗液貯蔵部、各塗液吐出口および各パス部が、全ての塗液貯蔵部に対応する板の厚み方向に貫通した穴と、いずれかの塗液吐出口を形成する板の厚み方向に貫通したスリットと、いずれかの塗液貯蔵部に対応する穴とそれに対応する塗液吐出口を形成するスリット間を連通する前記パス部に対応する板の厚み方向に貫通したスリットとを有する板体と、全ての塗液貯蔵部に対応する板の厚み方向に貫通した穴は有するが、いずれのスリットも有しない仕切板とを、所定の順に重ねることにより形成されている、請求項１または２に記載の凹凸基材への塗液の塗布装置。
- 前記板体と仕切板の厚さが互いに異なっている、請求項３に記載の凹凸基材への塗液の塗布装置。
- 互いに独立した複数の塗液貯蔵部と、各塗液貯蔵部にそれぞれ塗液を供給する塗液供給口と、各塗液貯蔵部からの各塗液を吐出する開口部である塗液吐出口と、各塗液貯蔵部とそれに対応する塗液吐出口とを連通するパス部とを有する塗液吐出装置であって、各塗液貯蔵部、各塗液吐出口および各パス部が、全ての塗液貯蔵部に対応する板の厚み方向に貫通した穴と、いずれかの塗液吐出口を形成する板の厚み方向に貫通したスリットと、いずれかの塗液貯蔵部に対応する穴とそれに対応する塗液吐出口を形成するスリット間を連通する前記パス部に対応する板の厚み方向に貫通したスリットとを有する板体と、全ての塗液貯蔵部に対応する板の厚み方向に貫通した穴は有するが、いずれのスリットも有しない仕切板とを、所定の順に重ねることにより形成されており、かつ、全ての塗液吐出口が直線状に配列されており、該全ての塗液吐出口において同時に塗液を吐出可能に構成されていることを特徴とする、塗液吐出装置。
- 一つの塗液貯蔵部に対して複数の塗液吐出口が設けられ、かつ、各塗液貯蔵部に対応する塗液吐出口が、一定の順番で周期的に直線状に配列されている、請求項５に記載の塗液吐出装置。
- 前記板体と仕切板の厚さが互いに異なっている、請求項５または６に記載の塗液吐出装置。
- 表面にストライプ状に凹凸部が形成されている凹凸基材と塗液吐出装置を３次元的に相対移動させつつ、塗液吐出装置から凹凸基材の凹部に塗液を吐出して塗布する方法であって、塗液吐出装置に、互いに独立した複数の塗液貯蔵部と、各塗液貯蔵部にそれぞれ塗液を供給する塗液供給口と、各塗液貯蔵部からの各塗液を吐出する開口部である塗液吐出口と、各塗液貯蔵部とそれに対応する塗液吐出口とを連通するパス部とを設けるとともに、全ての塗液吐出口を直線状に配列し、各塗液貯蔵部からの塗液を、各々対応する塗液吐出口から、全ての塗液吐出口において同時に吐出して塗布することを特徴とする、凹凸基材への塗液の塗布方法。
- 一つの塗液貯蔵部に対して複数の塗液吐出口が設けられ、かつ、各塗液貯蔵部に対応する塗液吐出口が、一定の順番で周期的に直線状に配列されており、直線状に配列された塗液吐出口から各塗液を同時に吐出する、請求項８に記載の凹凸基材への塗液の塗布方法。
- 塗液が赤色、緑色、青色のいずれかの色に発光する蛍光体粉末を含むペーストであって、請求項１ないし４のいずれかに記載の塗液の塗布装置を用いたことを特徴とする、プラズマディスプレイの製造装置。
- 塗液が赤色、緑色、青色のいずれかの色に発光する蛍光体粉末を含むペーストであって、請求項８または９に記載の塗液の塗布方法を用いることを特徴とする、プラズマディスプレイの製造方法。
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