JP4127096B2 - Coating head, coating liquid coating apparatus and coating method - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラズマディスプレイパネル(以下、「PDP」と略す)に代表されるディスプレイパネル、液晶カラーフィルター(LCM)、光学フィルタ、プリント基板、半導体の特に高粘度塗液を塗布するような分野に使用されるものであり、例えばPDP製造工程における、ガラス基板など被塗布対象物表面に非接触で塗液を吐出しながら薄膜パターンを形成する塗液の塗布ヘッドならびに塗布装置および塗布方法に関するものである。
【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、前面板と背面板の間に形成された放電空間内で放電を生じさせ、この放電によりキセノンガスから波長147nmを中心とする紫外線が生じて、この紫外線が蛍光体を励起することによって表示が可能となる。R(赤)、緑(G)、青(B)に発光する蛍光体を塗り分けた放電セルを駆動回路によって発光させることにより、フルカラー表示に対応できる。
【0003】
このうち、最近活発に開発が進められているAC型プラズマディスプレイは、表示電極/誘電体層/保護層を形成した前面ガラス板と、アドレス電極/誘電体層/隔壁層/蛍光体層を形成した背面ガラス板とを貼り合わせ、ストライプ状の隔壁で仕切られた放電空間内にHe−Xe、または、Ne−Xeの混合ガスを封入した構造を有している。R、G、Bの各蛍光体層は、粉末状の蛍光体粒子を主成分とする蛍光体ペーストが背面板に形成された各色毎に一方向に延びる隔壁により形成された凹凸部の凹部に充填されてなる。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。
【0004】
たとえば特許文献1には、プラズマディスプレイパネルの隔壁間を対象に、一個あるいは複数の吐出孔を有する塗布ヘッドで塗布する方法が開示されている。ところで、前記塗布ヘッドは、内部に塗液溜まりと塗液上部の空間を有し、この上部空間に圧空を注入し、その圧力で塗液を塗布ヘッドより押し出す構造が必要である。なぜなら、塗布ヘッド内に塗液を充満させポンプなどで定量液送する構造では、塗液である蛍光体ペーストの粘度が高い時、塗液配管圧損で生じる塗布開始遅れが顕著となるためである。
【0005】
しかし、前記の塗液上部に空間を有する塗布ヘッドでは、蛍光体ペーストを塗布対象物である基材へ塗布した後、塗布した量と同量の蛍光体ペースト量を再び塗布ヘッド内へ供給する必要がある。
【0006】
これに対し、特許文献2には、内部に塗液溜まり部であるマニホールド部と塗液上部の空間を有し、該マニホールド部へ分散して塗液を供給する塗液分散手段を有する構造の塗布ヘッドが開示されている。
【0007】
また、特許文献3においては、塗液の供給口数を複数個設けて供給する方法が開示されている。
【0008】
【特許文献1】
特開平10−27543号公報(第6頁0047段、第12頁第16図)
【0009】
【特許文献2】
特開2001−129464号公報(第2頁請求項6、第10頁第2図)
【0010】
【特許文献3】
特開2001−62368号公報(第7頁第1図(b))
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、発明者らは、これらの方法では次のような問題点があることを発見した。すなわち、特開2001−129464号公報に記載の発明では、マニホールド部の幅方向における均一供給の実現は可能となるが、塗液の供給量を増やすには、供給孔径を大きくするか、孔数を増やす方法が考えられる。供給孔径を大きくすると、塗液分散手段(塗液供給ノズル)内部の圧力が下がり、動圧状態になることから、供給孔からの流出が幅方向で不均一となる。そして、マニホールド部内に溜まる塗液の液面は、供給孔からの流出量が多い箇所では液面が高くなり、流出量が少ない箇所では液面が低くなる。つまり、液面に高低差が生じるため、塗布ヘッド(塗布ノズル)からの吐出量が塗布ヘッド幅方向において不均一になる。また、供給孔数を増やすことも同様に動圧の影響が懸念されるが、その対策として孔径を小さくすると、小径、多数孔が配置されることになるので、洗浄に多くの時間を要してしまうという問題がある。
【0012】
一方、特開2001−62368号公報記載の方法のように、複数個の穴状の供給口から供給する方式では、全ての供給口からの供給流量をそろえることは重要であるが、そのためには各供給口につながる配管をトーナメント状に分岐させたりする必要があり、配管や継手等の数が増え、組立に手間がかかる上に、発塵や、洗浄部品の数が増えるという問題が生じる。また、一般的に洗浄の際、部材に貫通穴を開けたような供給口の場合、特に、孔径が小さく深い場合は洗浄するのに時間を要する上に、洗浄度合いの確認が困難であるという問題がある。
【0013】
そこで、本発明の目的は、上記の問題を解決することを課題とする。すなわち、基材、特にプラズマディスプレイパネルの隔壁のように、一定の凹凸状のパターンが形成された基材の複数の凹部に所定の蛍光体ペーストを塗布する塗布ヘッドにおいて、その内部のマニホールド部へ、多量の塗液を高速かつ均一に供給し、長時間にわたって安定した均一な塗布動作を行い、また、該塗布ヘッドの洗浄性や組立性を考慮することにより、基材の高生産性と高品質を可能とする塗液の塗布ヘッドならびに塗布装置および塗布方法方法を提供することにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】
すなわち本発明は、吐出用マニホールド部と、下面に設けられ該吐出用マニホールド部の内側から外側に開口する吐出開口部と、該吐出用マニホールド部の上部に設けられた圧空供給部と、吐出用マニホールド部の塗液中に浸かる範囲に設けられ、該吐出用マニホールド部へ塗液を供給するためのスリット形の塗液供給口を有することを特徴とする塗布ヘッドである。
【0015】
また、塗液供給口の上流側に塗液を塗布ヘッドの幅方向に拡散させる供給用マニホールド部が形成されていることを特徴とする塗布ヘッドであり、スリット形の塗液供給口の上端が、供給用マニホールド部の最上面と同じ高さまたは供給用マニホールド部の最上面よりも高い位置にあることを特徴とする塗布ヘッドである。
【0016】
また、基材を固定するテーブルと、基材に対面して設けられ基材に所定量の塗液を塗布する塗布ヘッドと、テーブルと塗布ヘッドを3次元的に相対移動させる移動手段と、塗布ヘッドへの塗液の供給源である塗液タンクを備えた基材への塗液の塗布装置において、塗布ヘッドが上記塗布ヘッドを用いることを特徴とする塗液の塗布装置およびその塗布装置を備えることを特徴とするプラズマディスプレイパネルの製造装置である。
【0017】
さらに、基材と、該基材に対面して設けられた複数の吐出孔が略一直線状に配列された塗布ヘッドとを相対的に移動しながら基材に塗液を塗布する塗液の塗布方法において、前記塗布ヘッド内部に形成された供給用マニホールド部に塗液を供給して塗液を塗布ヘッド幅方向に拡散させ、前記供給用マニホールド部の下流、かつ吐出用マニホールド部の塗液中に浸かる範囲に設けられたスリット形の塗液供給口から前記吐出用マニホールド部に塗液を供給して塗液を溜め、、前記吐出用マニホールド上部の空間部に圧空を供給して前記塗布ヘッドの下面に設けられた複数の吐出口から塗液を吐出させて基材に塗液を塗布することを特徴とする塗液の塗布方法およびその方法を用いて塗布することを特徴とするプラズマディスプレイパネル用部材の製造方法ならびにその製造方法により製造したプラズマディスプレイ用部材を用いたことを特徴とするプラズマディスプレイパネルである。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施の形態を、図面を参照して説明する。
まず、本発明の塗布ヘッドについて説明する。図1は、本発明の塗布ヘッドの一実施態様を示している。図1において、塗布ヘッド20は破線部の分割面19で上部材20aと下部材20bに分割されており、ボルト201を用いて各々を締結している。上部材20aと下部材20bの分割面19は塗液が洩れ出ないようにシール手段を用いることが好ましく、例えばゴムパッキンやメタルパッキン、Oリングなどを用いることができる。また、他の手段としては、上部材20aと下部材20bのお互いの接触面の面粗さを、例えば0.4S程度に仕上げ、また平面度を良くし、お互いを密着させる面シールを行ってもよい。
【0019】
図1において、塗液タンク97より塗液供給ホース46を通り送られてきた塗液が、フィルタ47で異物を除去され、塗布ヘッド20の供給用マニホールド部内206へ供給される。
【0020】
以下、供給用マニホールド部206への供給口206aが幅方向の中央部1箇所である場合で説明していくが、本発明ではこれに限定されるものではなく、例えば1つの供給用マニホールド部206に対して複数の供給口206aを有していてもよい。
【0021】
供給用マニホールド部206内へ供給された塗液は、当該供給用マニホールド部206内で幅方向に充分、拡散され、最終的には供給用マニホールド部206内を充満する。そして、塗液供給口204より塗液が吐出用マニホールド部200内に供給される。
【0022】
図2は、図1のA−A断面図である。図2において、吐出用マニホールド部200内の塗液液面は非接触変位計88で管理されており、あらかじめ設定しておいた液面に到達すると、塗液制御弁48を閉じ、供給を停止する。非接触変位計88は、液面を検出できる場所であれば、特に限定されるものではないが、図2のように中央部に配設してもよいし、塗布ヘッドの幅方向に複数配設(図示しない)してもよい。
【0023】
吐出開口部(吐出孔)44は同一ピッチで幅方向に直線上に配列されており、塗液を吐出する際、圧空供給ホース81より空間部202へ供給された圧空の押圧力により吐出孔44から塗液42を吐出させ、塗布する。
【0024】
図3は本発明による塗布ヘッドの断面斜視図であり、図中斜線部は破断面である。図3において、塗液供給口204は、吐出用マニホールド部200を形成する幅方向に平行な面に形成されており、幅方向に長く高さ方向に短い開口を有するスリット形であることが必要であるが、スリット型に限られず、例えば下記式(I)を満足するような形状であれば、長方形、長穴形、扇形、六角形、八角形等いかなる形であってもよい。
開口部幅方向長さ/開口部高さ方向長さ>1(I)。
【0025】
塗液供給口204をスリット形にすることで、開口面積を大きくとることが可能となり、つまり、塗液が通過する流路の断面積を大きくとれ、かつ幅方向に均一な供給が可能となる。つまり、より多くの塗液を幅方向に均一に供給することが達成できる。
【0026】
ここで、スリットの開口部高さ方向長さは0.1〜5mmが好ましい。0.1mm未満では、加工精度や組立誤差などにより最悪、開口部が閉じてしまう可能性がある。また、5mmを超えると供給用マニホールド部での塗液の拡幅が困難となり、幅方向均一に供給することができなくなる場合があるためである。
【0027】
また、供給用マニホールド部206は図1に示すような断面形状を有するが、塗液42を幅方向に拡散できる形状であれば図26に示すような曲線を有するマニホールド形状であってもよいし、いかなる形状であってもよい。
【0028】
ここで、塗液供給口は、その供給方向が対向するように形成されていることが好ましく、たとえば、吐出用マニホールド部を挟み、両側に形成されていることが好ましく、より多くの塗液を供給することが可能となるためであるが、目的とする供給量によっては、どちらか片側のみであってもよい。
【0029】
図4は図1のB−B断面図であり、図5、図6は図4の別の実施態様である。図4において、供給用マニホールド部206の幅方向の形状は幅方向に一定の大きさとなるように設けてあり、この場合、その形状が単純であることから製作コストを抑えることができる。上記形状では、ある粘度の塗液に対しては、幅方向、中央部から端部にかけて塗液の流量が著しく減少し、幅方向への充分な拡散が得られない場合があるが、その場合は、図5に示すような幅方向、中央部から端部にかけて供給用マニホールド部の幅方向の形状を塗液供給口204に近づける形状とすることが好ましい。さらに、塗液供給口204は例えば図6に示すように、幅方向の中央部から端部にかけて開口部高さが大きくなるようなスリット形にしても良く、あつかう塗液の粘度等の特性により、上記いかなる組み合わせを用いてもよい。
【0030】
上記のような形状とすることで、供給用マニホールド部206で塗液を幅方向へ充分、拡散させて均一に供給することが可能となる。
【0031】
次に塗液供給部の塗液流出方向に平行な面の形状について説明する。図7は、図4のC−C断面図であり、図8、図9、図10は図7の別の実施態様である。図7に示す通り、スリット形の塗液供給口204の幅方向の形状は幅方向に一定の長さとなるように設けてあり、この場合、その形状が単純であることから製作コストが抑えることができる。
【0032】
ある粘度の塗液に対しては、上記形状では、幅方向、中央部から端部にかけて塗液の流量が著しく減少し、幅方向への充分な拡散が得られない場合があるが、その場合は、図8に示すような幅方向の中央部から端部にかけてスリット形の塗液供給口204の形状を吐出用マニホールド部200に近づける形状とすることが好ましい。
【0033】
また、図9に示すように供給用マニホールド部206の形状を幅方向の中央部から端部にかけて塗液供給口204に近づける形状とすることも可能であり、さらには、図10に示すように上記の組み合わせであってもよい。
【0034】
上記のような形状とすることで、塗液が通過する流路の断面積を大きくとりながらも、幅方向に均一に供給することが可能となる。
【0035】
図11と図12に本発明の別の実施態様を示す。図11は図4と同様に、図1のB−B断面図の一例である。図12は図1のE−E断面図の一例である。これらは、スリット形の塗液供給口204が幅方向に3箇所配設されている点で図4とは異なる態様である。このように、スリット形の塗液供給口204の数は、幅方向にいくつ設けてもよい。幅方向にスリット形の塗液供給口204を複数設けることで、各々の間は上部材20aと下部材20bを連結固定するためのステイ208を配置することができ、連結ボルト205で連結固定することが可能となる。つまり、例えば、高粘度の塗液を微少な吐出孔44より吐出する場合、吐出孔部の圧損が大きいため、空間部202に大きな圧力を付与しないと吐出ができないことがあるが、その場合、吐出用マニホールド部200内面には、極めて大きな力が加わり、塗布ヘッド20の各部位で変形を生じるおそれがあるが、そのような現象を減少させることができるためである。
【0036】
この変形が数μmオーダーであっても、変形場所によっては、吐出孔44径を変化せしめることも考えられ、また、吐出孔44の幅方向のピッチをも変えてしまうこともある。特に凹凸基材(例えば、プラズマディスプレイパネル用部材)への塗液の塗布の場合では、塗布ヘッド20の孔径は10μmから500μmと非常に微細であるため、たとえ数μmの変形であっても、その影響は大きい。
【0037】
この影響により、各吐出孔44からの塗液42の吐出量が変わってしまうと、それが直接塗布ムラとなり、品質低下をまねく。
【0038】
したがって、本発明のように受圧面積が大きい面である、スリット形の塗液供給口204の各々の面をステイ208で連結することが好ましい。なお、ステイ208の数は、加える圧力や上部材20a、下部材20bの強度により最適な本数であれば限定するものではないが、ステイ208を少なくするには、上部材20aおよび下部材20bの強度を上げることが好ましい。図中ステイ208は上部材20aと下部材20bから突出した形状としているが、本発明ではこれに限定されるものではなく例えば、上部材20aを平面とし下部材20bからステイを突出させるようにしてもよく、また、その逆であってもよい。
【0039】
また、ステイと他方の部材との接触面には、上部材と下部材の接触面と同様に塗液が洩れ出ないようにシール手段を用いることが好ましく、例えばゴムパッキンやメタルパッキン、Oリングなどを用いることができる。また、他の手段としては、上部材20aと下部材20bのお互いの接触面の面粗さを例えば0.4S程度に仕上げ、また平面度を良くし、お互いを密着させる面シールを行ってもよい。
【0040】
上記の供給用マニホールド部の幅方向の形状を図11を用いて説明する。供給用マニホールド部206の幅方向の形状は、幅方向に一定の大きさとなるように設けることもでき、この場合、その形状が単純であることから製作コストを抑えることができる。
【0041】
しかし、上記形状では、ある粘度の塗液に対しては、幅方向の中央部から端部にかけて塗液の流量が著しく減少し、幅方向への充分な拡散が得られない場合もあり、その場合は、図17に示すような幅方向の中央部から端部にかけて供給用マニホールド部の幅方向の形状を塗液供給口204に近づける形状とすることが好ましい。
【0042】
図14は図11の変形例であり、幅方向の中央部のスリット形の塗液供給口204aの開口高さを小さくし、その両端部のスリット形の塗液供給口204bの開口高さを大きくしたものである。ある粘度の塗液に対しては、幅方向、中央部から端部にかけて塗液の流量が著しく減少し、幅方向への充分な拡散が得られない場合もあるが、その場合は、図14のように幅方向で、各スリット形の塗液供給口204の開口部高さを変化させることで、塗液を均一に吐出用マニホールド部200へ供給できるようになる。
【0043】
この場合、スリット形の塗液供給口204の各々の開口部高さは、塗液42が均一に吐出用マニホールド部200へ供給でき、かつ、より多くの塗液を供給することができればいかなる高さでもよいし、開口部高さの大小に関わらず幅方向における位置も特に限定されない。しかし、供給用マニホールド部206への塗液供給口206a近傍の開口部高さが最小となるスリット形の塗液供給口204aを配置することが好ましい。
【0044】
図15は図4および図11の変形例である。供給用マニホールド部206とスリット形の塗液供給口204が幅方向に2箇所配設されている。塗液供給ホース46を通り送られてきた塗液が、二手に分かれ左右の供給用マニホールド部206へ供給される。例えば、大面積の基材を塗布するのに、塗布ヘッド20の幅方向長さが極端に長くなる場合や、また、塗液の性質により幅方向へ拡散されにくい場合、図15のように供給用マニホールド部206とスリット形の塗液供給口204を幅方向に複数個配置することが好ましい。この場合、供給用マニホールド部への塗液供給口206a各々に対して塗液制御弁48a、48bを1つづつ設けることもできる。図16はさらに図15の変形例であり、幅方向の中央部から端部にかけて供給用マニホールド部の形状を塗液供給口204に近づける形状としたものである。
【0045】
次に、塗液供給部の塗液流出方向に平行な面の形状について説明する。図17は、図11のD−D断面図にあたるものである。また本図では、上部材20aと下部材20bを締結するためのボルト201の穴の位置も図示している。ボルト201は、塗液42が接触する面の周囲を締結できるような位置に配置され、また、ステイ208でも締結できるようにボルト201を配置する。この時、塗液が洩れ出ないように考慮することが好ましく、例えば、ゴムパッキンやメタルパッキン、Oリングなどを用いることができる。また、他の手段としては、上部材20aと下部材20bのお互いの接触面の面粗さを例えば0.4S程度に仕上げ、また平面度を良くし、お互いを密着させる面シールを行ってもよい。
【0046】
本図の通り、スリット形の塗液供給口204の幅方向の形状は幅方向に一定の長さとなるように設けてあり、ステイ208が2箇所配設され、当該ステイ208によりスリット形の塗液供給口204を幅方向3箇所に分割している。
【0047】
供給用マニホールド部206で幅方向に充分、拡散された塗液が各々スリット形の塗液供給口204を通過するとき塗液42は3つに分割される。そして吐出用マニホールド部200へ供給されて、前記3つに分割された塗液が合流する。
【0048】
このとき、合流した箇所において、各塗液はお互い完全に混ざり合うことは難しく、この状態で吐出孔44から塗液42を吐出し基材4に塗布した結果を観察すると、合流した箇所の真下で塗布欠点が発生する。この状態でさらに、塗液42を吐出用マニホールド部200へ供給を続けていくと、この現象が次第に顕著になる。
【0049】
したがって、図18に示すように、両側に配置され対向するお互いのステイ208とスリット形の塗液の供給口204を幅方向に半ピッチずらすことで、片側の供給用マニホールド部206からスリット形の塗液供給口204を通過し、吐出用マニホールド部200へ供給された塗液の合流した箇所に、もう一方のスリット形の塗液供給口204を対向して配置し、前記合流した箇所に対向する塗液供給口から塗液を供給することにより前記合流箇所を分散させ、塗液42の幅方向の分布を均一化することが可能となる。ここで、上記のずらす量は、半ピッチが好ましいが、合流した箇所を分散させられるのであれば、いかなるずらし量であってもよい。他の手段としては、図19に示すように、各々供給用マニホールド部206の上流に塗液制御弁48a、48bを設け、両側の供給用マニホールド部206への塗液の各々の供給量を制御し、スリット形の塗液供給口から流出する流量を変えることで、吐出用マニホールド部内で塗液が合流する箇所を随時ずらし、合流箇所を分散させることが好ましい。または、塗液制御弁48aを開き片側の供給用マニホールド部206へ塗液の供給を行っているときは、塗液制御弁48bを閉じもう一方の供給用マニホールドへ部の供給を停止し、これを任意のサイクルで切り替えることでも上記と同様の効果が得られる。上記は組み合わせてもよいし、単独で行ってもよい。
【0050】
また、様々な粘度や特性の塗液であっても、塗布ヘッド供給用マニホールド部206の幅方向に充分拡散でき、均一に吐出用マニホールド部200へ供給できるように、図20に示すようなスリット形の塗液供給口204としても良く、この場合、図21と比べ供給用マニホールド部206においては、より幅方向に拡散されやすくなり、またスリット形の塗液供給口204ではより均一に供給することが可能となる。また図21に示すような、供給用マニホールド部206形状とすることで図20の場合よりもさらに均一に供給することが可能となる。
【0051】
図20、図21においてステイ208はスリット長203より内側であることが好ましく、例えば、ステイ208の塗液流れ方向の長さがスリット長203より短く、ステイ208の塗液流れ方向の少なくとも下流側にスリット203aを設けるようステイ208を形成することが好ましい。このとき、上流側にスリット203bを設けてもよい。ステイ208が複数ある場合は、少なくとも1つのステイに対して実施してもよいし、また、塗液の特性等によっては、スリット203a、203bの値を幅方向の中央部から端部にかけて変化させてもよい。
【0052】
また、ステイ208の塗液流れ方向の長さがスリット長203と同一、もしくはそれ以上の場合は、ステイ208の位置を供給用マニホールド部206側へずらし、ステイ208の塗液流れ方向の少なくとも下流側にスリット203aを設けるようステイ208を形成することも可能である。
【0053】
このようにすることで、供給用マニホールド部206から流入してきた塗液がスリット形の塗液供給口204を通過し、吐出用マニホールド部200に供給される際、吐出用マニホールド部200内で合流する前に、スリット形の塗液供給口204内で合流が終わるので、塗液がステイ208で分割されている時間が短くてすみ、特にチキソ性を有する塗液では、粘度変化等の悪影響を最小限に抑えながら幅方向に均一に塗液を吐出用マニホールド部200へ供給することができる。
また、前述と同様、ステイ208でも締結できるようにボルト(図示しない)を配置してもよい。また、ステイ208の形状は円柱であっても菱形であっても、楕円形または翼形等いかなる形であってもよい。
また、図30に示すようにスリット形の塗液供給口204と吐出用マニホールド部200の間に第2供給用マニホールド部207を少なくとも1つ設けてもよく、スリット形の塗液供給口204から流出される塗液がステイで分割されたままの場合、第2供給用マニホールド部207内で塗液を合流させ、幅方向に均一にし、吐出用マニホールド部200へ連通するスリット形の塗液供給口209から塗液を吐出用マニホールド部200へ供給することもできる。
【0054】
また、塗布ヘッド20におけるスリット形の塗液供給口204の高さ方向の位置は、図1に示すように、塗液中に浸かる範囲に配置することが好ましい。より好ましくは塗布ヘッド20内において下方に配置することで、吐出用マニホールド部200内に塗液がない空の状態(初期充填)時でも、塗液が蜷局を巻ながら落下することが少なくてすむことから、塗液中に空気を巻き込むことが少なくてすむ。塗液中に空気を巻き込むと、塗液中で気泡となり、吐出孔44から気泡が吐出されたときに塗布抜け欠点となる。
【0055】
また、塗液供給口204が塗液中に浸かる範囲であれば、スリット形の塗液供給口204が複数ある場合、各々の高さ方向の位置をずらしてもよい。
【0056】
またこのとき、吐出用マニホールド部内面に塗液を伝わせる場合であるなら、該スリット形状の塗液供給口204の高さ方向の位置は図27に示すように、塗液液面より上とすることもできる。
【0057】
この場合、例えば塗布ヘッド20は上部材20aと中部材20cと下部材20bの3分割とし、各々をボルト201で締結するような形であってもよい。
【0058】
また、スリット形状の塗液供給口204の内面において、互いに対向する各面の間で、上部材20aと下部材20bの2つの部材に分割が可能な構成にすることが好ましい。このようにすることで、塗布ヘッド20を分解して洗浄する際、塗液が接する面が直接目視により観察でき、また、洗浄作業も容易となるので、洗浄性が向上し、また、洗浄後の確認作業も容易となる。
【0059】
次に図28、図29について説明する。図28、図29は図1の本発明の塗布ヘッドの別の実施態様であり、片側から吐出用マニホールド部200へ塗液をの供給する場合の図である。
例えば、一般的に塗液中に空気が混入している場合、吐出時に吐出孔44から塗液中の空気が吐出され、塗布の一部分だけ途切れるような、塗布抜け欠点が起こることがある。
【0060】
あるいは、塗液の特性等により、供給用マニホールド部206の上部に空気が溜まるような時、吐出する際に空間部202へ圧力を加えた時、供給用マニホールド部206内の該空気分の容積が圧縮され吐出用マニホールド部200内の塗液の液面が急激に大きく低下する。次に加圧を止め、空間部202を大気圧に戻すと、液面は急激に元の高さ近傍まで復帰する。この時、吐出量が極少なく加圧後、加圧状態から急速に大気圧に戻した場合、稀に加圧前の液面を越す高さに復帰することもある。よって、特に図2のように非接触変位計88で液面の検出を行っている場合には吐出用マニホールド部200内に溜まっている塗液の量の管理が不安定となる。
【0061】
従って、塗液に空気が混入している場合や、塗液の特性等により供給用マニホールド部206の上部に空気が溜まるような場合は、図28に示すように、スリット形の塗液供給口204の少なくとも1つの面が、供給用マニホールド部206を形成する面の最上部とつながっていることが好ましい。また、図29に示すように、スリット形の塗液供給口204が供給用マニホールド部206を形成する面の最上部へ連通していることもこれに含まれる。
以上を満足すれば、供給用マニホールド部206を形成する面の最上部に対し、スリット形の塗液供給口204が如何なる位置、方向にあってもよい。なお、ここでいう最上部とは、重力方向に対してもっとも上側に位置する部分のことをいう。
さらには、スリット形の塗液供給口204が吐出用マニホールド部200に連通する部分の高さ方向の位置が、供給用マニホールド部206を形成する面の最上部と同一、ないしはそれ以上であることが、より好ましい。
【0062】
塗液中、または供給用マニホールド部206内の空気は上方向に溜まる傾向なので、図28、図29のようにすることで空気は全て吐出用マニホールド部200側へ流れ出る。吐出用マニホールド部200内では、塗液中から空気が抜け、上部の大気解放されている空間部202へ浮上していくので、吐出の際、この空気が問題を引き起こすことはない。よって、供給用マニホールド部206から塗液供給口204内には、大きな空気溜まりがないので、吐出の際、液面が急激に大きく変化しないので、液面の検出、管理は正確に行うことが可能となる。
上記は、これに限定されるものではなく、例えば図28において、スリット形の塗液供給口204が左斜め上がり(図示しない)で吐出用マニホールド部200へ連通していてもよい。また、図30に示すように第2マニホールド部207がある場合にも適用することも可能である。
【0063】
以上、説明した内容は全ていかなる組み合わせで使用してもよい。
また本発明の塗液の塗布装置および塗布方法は、プラズマディスプレイパネル用部材における蛍光体塗布工程に特に好ましく適用することができる。
【0064】
次に、本発明に係る塗液の塗布装置の全体構成、特に凹凸基材(例えば、プラズマディスプレイパネル用部材)への塗液の塗布装置の全体構成の例について説明する。
【0065】
図22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、複数の吸引孔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。
【0066】
一対のガイド溝レール8間には、図1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、さらに片方の一端はACサーボモータ16が連結されている。
【0067】
図22に示すように、テーブル6の上方には、塗液を吐出する塗布ヘッド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。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。
【0068】
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を塗布ヘッドの幅方向、すなわちY軸方向に往復動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。
【0069】
これらの構成によって、塗布ヘッド20はZ軸とY軸方向に自在に移動させることができる。
【0070】
また、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の凹凸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1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、凹凸部位置の変化を定量的に求めることができる。
【0071】
さらに、テーブル6の一端には、センサブラケット64を介して、塗布ヘッド20の吐出孔のある下端面(吐出孔面)のテーブル6に対する垂直方向の位置を検知するセンサ66が取り付けられている。
【0072】
次に、塗布ヘッド20へ圧空および塗液を供給し、吐出させる部分について本発明の塗液の塗布装置の一実施態様を図1を用いて説明する。
塗布ヘッド20はその内部に吐出用マニホールド部200を有し、塗液液面上部には空間部202を設けている。空間部202には圧空供給ホース81、圧空制御弁82、減圧弁84、圧空源86と連なっており、任意の圧力の圧空が供給できる構成となっている。圧空制御弁82は全体コントローラ60により開閉制御される。図1は塗布ヘッド20には複数の吐出孔が、略一直線状に配置されている場合である。圧空制御弁82は塗液塗布時に開状態に制御され、塗布ヘッド20内の空間部202に供給された圧空の押し圧力により吐出孔44から塗液を吐出させる。吐出孔44は塗液の塗布幅に応じその孔径を10〜500μmの間に設定することが好ましい。なお、吐出孔44の形状や数は特に限定されるものではなく、塗布する目的によって、如何なる形状であってもよい。たとえば、塗液をシート状に吐出するように、塗布ヘッドの幅方向に長い開口を有する形状であってもよい。
【0073】
また、ここでいう塗布ヘッドの幅方向というのは図22においてY軸方向のことであり、つまり塗布ヘッドの長手方向を示している。
【0074】
また、塗布ヘッド20の幅方向長さは、基材4の塗布領域より長く、塗布ヘッド20が基材4に対して一回相対移動することにより、基材4への塗布を完了する長尺形であることが好ましいが、たとえば、塗布領域より短い短尺形の塗布ヘッドで複数回相対移動して塗布してもよい。
【0075】
また、吐出用マニホールド部200の側面には、塗液を供給するための塗液供給口204が形成されており、さらにその上流には塗液を幅方向に拡散させるため、供給用マニホールド部206が形成されていることが好ましい。
【0076】
ここで、本発明の塗布ヘッドは、前述のように通常の使用時においても内部が塗液によって完全に充填されることはなく、塗液上部の空間部を有するが、塗液の物性や塗布条件等によっては、この限りではなく、完全に充填させることも可能である。
【0077】
塗布ヘッド20内の吐出用マニホールド部200に溜まっている塗液の量は、塗布動作が停止する毎に検知される。本発明の塗布装置においては、塗布ヘッド内の塗液量を塗液に対し非接触で検出する検出手段を有する。非接触の検出手段を用いることにより、塗液の汚染を防ぐことができる。ここで、図23に、塗液量の非接触検出手段である非接触変位計88を用いて吐出用マニホールド部200の液面を測定する構成を示す。図23は、1つのスリット形の塗液供給口を有する場合を示している。非接触変位計88は全体コントローラ60と電気的に接続され、全体コントローラ60はその検出信号に応じて、供給装置コントローラ58を制御する。また、非接触変位計88を塗布ヘッド20に直接固定せず、別部材であるセンサブラケット90に固定する構成にすることで、塗布ヘッド20の交換時も非接触変位計88は常に別部材に固定された状態にあり、塗布ヘッド交換の度にセンサ位置合わせ等の調整をする必要がない。
【0078】
前記センサブラケット90は、塗布ヘッド20の形状および仕様の違いにより検出液面高さレベルが異なることも考慮して、非接触変位計88の位置高さ方向に移動調整可能で、任意の位置で固定できるものが好ましい。本発明において、非接触変位計88はレーザー式、超音波式等非接触検出できるセンサであれば適用でき、中でも検出精度や検出レンジの広さからレーザー式変位計が最も好ましい。この場合、塗布ヘッド20には透明プレート92を取り付けて、液面を検出できるよう配慮する。
【0079】
次に塗液の非接触検出手段の別の実施態様を示す。図24は、塗布ヘッド塗液量検知手段として塗布ヘッドの重量を測定したものである。重量検知センサ96は、塗布ヘッド20と塗布ヘッドを支持するホルダ22との間に設置し、塗布ヘッド20と塗布ヘッド内部の塗液の重量のみ測定することが好ましいが、塗布ヘッド20の重量変化を測定できる部分であれば設置場所は問わない。重量検知センサ96は、非接触変位計88と同様に全体コントローラ60と電気的に接続され、全体コントローラ60は前述の通り、その検出信号に応じて供給装置コントローラ58を制御する。重量検知センサ96は検知重量を電気信号に変換できるロードセルを用いることが最も好ましい。
【0080】
塗布ヘッド20内の供給用マニホールド部206には、フィルタ47、塗液供給ホース46、塗液制御弁48、塗液タンク97が接続されている。塗液タンク97には塗液42が蓄えられており、圧力制御弁54を介して圧空源50に接続されている。圧空源50は、空気、窒素等の気体供給装置が好ましく、減圧弁が設置され(図示しない)圧力が調整できることが好ましい。
【0081】
また図23、図24において、塗液制御弁48は、図1と同様、弁の開閉部分が非摺動型タイプを用いるのが好ましい。これにより塗液42への摩耗粉混入を未然に防ぎ、プラズマディスプレイパネルの製造において異物混入による発光不良欠点を防ぐことができる。このように、他の配管中においても、塗液が接触、通過する部分に用いる弁は、弁の開閉部分が非摺動型のタイプを用いるのが好ましい。
【0082】
図25は、塗液タンク97から塗布ヘッド20への供給・補給タイミングを模式的に表した図である。塗液タンク97から塗布ヘッド20への塗液の供給は、塗布ヘッド20が基材へ塗布していないとき、つまり、基材への塗布が一旦終了し、次の基材へ塗布を開始するそれまでの間のインターバルに行う。このインターバルは、主に基材4と塗布ヘッド20の位置合わせ等に費やされるが、タクトタイムを考えれば、このインターバル内で、塗布ヘッド20への塗液供給をすませるのが好ましい。
【0083】
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、塗布ヘッド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。なお、前述の塗液の塗布装置の全体構成において、高さセンサとしては、レーザ、超音波等を利用した非接触測定形式のもの、ダイヤルゲージ、差動トランス等を利用した接触測定形式のもの等、測定可能な原理のものならいかなるものを用いてもよい。
【0084】
また、塗布ヘッド20の吐出孔44が凹部と対応する相対位置を検出する検出手段は、基材の凹部と吐出孔を各々個別に検知するカメラを用いた画像処理装置により構成してもよい。
【0085】
次にこの塗布装置を使った塗布方法の基本動作について図22に基づき説明する。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、塗布ヘッド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97〜塗布ヘッド20まで塗液はすでに充満されている。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。
【0086】
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。
【0087】
次にテーブル6がカメラ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に固定された塗布ヘッド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、塗布ヘッド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)、塗布ヘッド20をその位置に移動させる。なお、カメラ72は、塗布ヘッド20やホルダ22に取り付けても同じ機能を持たせることができる。
【0088】
この間に高さセンサー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塗布ヘッド20吐出孔〜基材4の隔壁頂上部間の間隙値を加算して、塗布ヘッド20のZ軸リニアセンサー上での下降すべき値を演算し、その位置に塗布ヘッドを移動する。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、塗布に重要な塗布ヘッド20吐出孔〜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。
【0089】
次にテーブル6を塗布ヘッド20の方へ向けて動作を開始させ、塗布ヘッド20の吐出孔の真下に基材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。
【0090】
さらに基材4の塗布開始位置が塗布ヘッド20の吐出孔44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68を配置しておき、テーブル6がこの位置に達したら、圧力制御弁82を開状態に駆動させ、減圧弁84によってあらかじめ所定の圧力に調整された圧空を塗布ヘッド20へ供給する。塗布ヘッド20へ供給された圧空は空間部202へ導入され、吐出用マニホールド部200の液面に圧力を加え、塗液42が吐出孔44より吐出される。塗液42の供給を開始する位置は位置センサ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を付けたりすると、エンコーダやリニアセンサの値で検知しても同様なことが可能となる。
【0091】
塗布は、基材4の塗布終了位置が塗布ヘッド20の吐出孔44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の塗布終了位置が塗布ヘッド20の吐出孔44の(a)たとえば真下に来る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68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)に対応する位置に来たら、全体コントローラ60から圧力制御弁82を閉状態にする駆動指令を出し圧空の供給を停止して、(b)の位置まで塗布し、次いでテーブル6が(b)に対応する位置にきたら、塗布ヘッド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、単に圧空の供給を停止しただけでは、残圧による塗布ヘッド吐出孔44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、圧空の供給を停止すると同時に塗布ヘッド内の空間部202の圧力を大気圧にすると、短時間で吐出孔44からの塗液の吐出停止が可能となるので、圧空制御弁82にこのような機能をもたせるか、あるいは、圧空制御弁82から塗布ヘッド20の間に大気開放バルブを設けるのが好ましい。
【0092】
また、図23、図24において、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。塗布ヘッドへの塗液供給工程はこのテーブル6が停止した状態で行う。塗布作業により塗布ヘッド20内の塗液液面は既に下がっているので、非接触変位計88により塗液液面高さを検出しその検出信号を全体コントローラ60へ送信する。全体コントローラ60は塗液液面の下降量から、塗液供給指令を供給装置コントローラ58へ送信する。供給装置コントローラ58は塗液制御弁48と圧空制御弁54を操作し圧空を塗液タンク97に供給し、塗液タンク97から塗液必要量を供給ホース46、フィルタ47を通じて供給用マニホールド部206へ注入する。供給用マニホールド部206内に充満した塗液はスリット形の塗液供給口204から吐出用マニホールド部200へ流れ、長手方向へ均一に塗液供給する。この場合、あらかじめ圧力と時間から演算した塗液量を供給するのではなく、逐次液面を検出しながら全体コントローラ60がフィードバック制御で供給装置コントローラ58を制御し、所定の液面高さに到達した時点で塗液供給を停止する方法でもよい。さらにこの場合、塗液の粘性により液面が水平になるには時間遅れがある場合は、あらかじめ遅れ時間を予測した所定液面高さより低い位置で供給停止するような予測制御が好ましい。所定の塗液量を供給した後、塗液制御弁48、圧空制御弁54を閉じ塗液供給を停止する。このとき、供給用マニホールド部206内液面が高く、吐出用マニホールド部200内液面が低くなっているが、上流にある塗液制御弁48を閉じておくことで、吐出用マニホールド部200へ塗液が多量に漏れ出ることはない。
【0093】
また、次に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塗布ヘッド20をY軸方向に塗布幅分(ノズルピッチ×孔数)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うのなら、塗布ヘッド20は次の塗布すべき開始位置までY軸方向に移動し、テーブルはX軸準備位置まで復帰させる。
【0094】
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。
【0095】
この時、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。
【0096】
また、前記実施態様では基材4はX軸方向に移動し、塗布ヘッド20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、塗布ヘッド20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6、塗布ヘッド20の移動形式はいかなる組み合わせのものでもよい。
【0097】
たとえば、前述の実施態様では、塗布はテーブル6の移動、凹凸のピッチ方向への移動は、塗布ヘッド20の移動によって行なう例を示したが、塗布を塗布ヘッド20の移動、凹凸のピッチ方向への移動をテーブル6の移動で行ってもよい。
【0098】
また、一種類の塗液を基材の表面に形成されたストライプ状の凹部に塗布する場合について詳しく述べたが、赤、青、緑等の3色の蛍光体を同時に塗布する場合にも本発明は適用でき、また、前記基材の表面に形成された格子状の凹部に塗布する場合にも適用できる。
【0099】
さらに、使用できる塗布条件として、塗布速度はいかなる速度であってもよいが、好ましくは0.1〜10m/分、より好ましくは、0.5〜8m/分である。
【0100】
【実施例】
以下に、本発明を実施例を用いて具体的に説明する。ただし、本発明はこれに限定されない。なお、実施例中の濃度(%)は特に断らない限り重量%である。
【0101】
実施例1
ガラス基板(旭硝子社製“PD200”)上に、感光性銀ペーストを用いて、線幅60μm、ピッチ220μmの1600本のアドレス電極を形成した。次に、電極上にガラス粉末50重量%、酸化チタン15%、エチルセルロース20%、溶媒15%からなるガラスペーストを塗布した後に、焼成して誘電体層を形成した。更に、誘電体層上に、隔壁間の中央に電極が配置される様に感光性ペースト法でピッチ220μm、高さ150μm、幅60μmの隔壁を961本形成した。以上のようにアドレス電極、誘電体層、隔壁を形成した基板を30枚作成した。
【0102】
蛍光体粉末39gおよびバインダーポリマー(エチルセルロース)8g、溶媒(テルピネオール)53gからなる蛍光体ペーストを作製した。蛍光体粉末は、赤:(Y、Gd、Eu)BO3(累積平均粒子径2.7μm、比表面積3.1m2/cm3)、緑:(Zn、Mn)2SiO4(累積平均粒子径3.6μm、比表面積2.5m2/cm3)、青:(Ba、Eu)MgAl10O17(累積平均粒子径3.7μm、比表面積2.3m2/cm3)を用いた。有機成分の各成分を水に60℃で加熱しながら溶解し、その後蛍光体粉末を添加し、混練機で混練することによってペーストを作製した。粘度は35Pa・sだった。
【0103】
以上のように調整したペーストを隔壁等を形成したガラス基板30枚上にストライプ状に塗布した。
【0104】
本発明の塗液の塗布装置として、全体構成は図22、塗布ヘッド部分としては図1及び3に示すような塗布装置を用い、隔壁間に蛍光体ペーストの塗布を行った。まず、赤色蛍光体ペーストを所定の隔壁間に塗布した。塗布ヘッド先端面と隔壁の上端の距離は100μmにセットした。そして、減圧弁により空気圧力(吐出圧)を0.4MPaに調節し、塗布ヘッドを隔壁と平行に走行させながら16個の吐出孔から蛍光体ペーストを吐出して隔壁間に塗布した。この後、1回(16本)塗布が終了した位置において隔壁方向と垂直方向に塗布ヘッドを10.56mm移動させた。この時レーザー変位計にて塗布ヘッド内の蛍光体ペースト液面高さを検出したところ、約3mm減少しており、全体コントローラーであるシーケンサーからの自動制御により塗布ヘッドへ減少分計算した量の蛍光体ペーストを供給した。蛍光体ペーストの輸送は塗液供給源である塗液タンクへ圧空を注入し、その圧力で塗液を塗布ヘッドへ供給した。蛍光体ペースト供給のための制御弁は電磁式ピンチバルブを用いた。
【0105】
蛍光体ペーストは、まず塗布ヘッド内にある供給用マニホールド部へ供給され、塗布ヘッド長手方向に塗液が充満し、その後、スリット形状の塗液供給口より蛍光体ペーストを塗布ヘッド内の吐出用マニホールド部へ供給した。
【0106】
供給用マニホールド部の長手方向長さは、塗布ヘッド内の吐出用マニホールド部長手方向長さと同様にした。塗液供給口であるスリット形状は、長手方向開口長さは塗布ヘッド内の吐出用マニホールド部の長手方向長さと同様にし、高さ方向開口長さは0.5mm、スリット長14mmとした。
【0107】
供給された蛍光体ペーストは空気を噛み込むことなく塗布ヘッド内の吐出用マニホールド部へ溜まり、液面は供給直後から吐出用マニホールド部内でほぼ水平状態を保ちながら、均一に短時間で供給できた。
【0108】
レーザー変位計で液面高さの復帰を確認した後、引き続き隔壁間に2回目の塗布を行った。この後、レーザー変位計が下限値となったので、蛍光体ペーストの補充を行ったが、この場合も、液面はほぼ水平状態を保ちながら、短時間で供給できた。
【0109】
これを20回繰り返して、赤色蛍光体の所定位置に320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隔壁間に青色蛍光体ペーストを同様に320本塗布して乾燥した。さらに、青色蛍光体を塗布した隣の隔壁間に緑色蛍光体ペーストを同様に320本塗布して乾燥した。以上の各色の蛍光体ペーストの塗布および乾燥を30枚の基板について行った。そして、500℃で30分焼成し、本発明のプラズマディスプレイパネル用部材として背面板を30枚得た。
【0110】
蛍光体層の側面厚みと底面厚みを電子顕微鏡で観察したところ、30枚の背面板のいずれについても各色の蛍光体層が、側面、底面ともに20±5μmの厚みに形成できた。
【0111】
さらに、得られた背面板を前面板と合わせた後、封着、ガス封入して作製し、駆動回路を接続して、プラズマディスプレイパネルを30枚作製した。いずれのプラズマディスプレイパネルについても、吐出量のばらつきによる輝度むらがなく、良好な表示特性と安定性を有するプラズマディスプレイパネルが得られた。
【0112】
塗布作業終了後、塗布装置より塗布ヘッドを取り外し、洗浄するために上部材と下部材を締結しているボルトを外し、分解した。特に吐出用マニホールド部への供給口であるスリット部から分解できるので、蛍光体ペーストが接触している面が目視により観察しやすく、洗浄作業は至ってスムーズに行え、また、洗浄後の確認も容易であった。
【0113】
次の塗布作業のために、組立を行った。基本的に上部材と下部材を組み合わせ、ボルトで締結するだけの作業であり、短時間で組み立て作業を終えることができた。
【0114】
実施例2
本発明の塗液の塗布装置として、全体構成は図22、塗布ヘッド部分としては図28に示す断面形状で、該塗布ヘッドの幅方向長さは、ガラス基板上の塗布領域より長く、塗布ヘッドがガラス基板に対して一回相対移動することにより、ガラス基板への塗布を完了する長尺形の塗布ヘッドを用い、上記実施例1と同様に隔壁間に蛍光体ペーストの塗布を行った。まず、赤色蛍光体ペーストを所定の隔壁間に塗布した。塗布ヘッド先端面と隔壁の上端の距離は100μmにセットした。そして、減圧弁により空気圧力(吐出圧)を0.4MPaに調節し、塗布ヘッドを隔壁と平行に走行させながら1032個の吐出孔から蛍光体ペーストを吐出して隔壁間に塗布した。この時レーザー変位計にて塗布ヘッド内の蛍光体ペースト液面高さを検出したところ、約3mm減少しており、全体コントローラーであるシーケンサーからの自動制御により塗布ヘッドへ減少分計算した量の蛍光体ペーストを供給した。蛍光体ペーストの輸送は塗液供給源である塗液タンクへ圧空を注入し、その圧力で塗液を塗布ヘッドへ供給した。蛍光体ペースト供給のための制御弁は電磁式ピンチバルブを用いた。
【0115】
蛍光体ペーストは、まず塗布ヘッド内にある供給用マニホールド部へ供給され、塗布ヘッド長手方向に塗液が充満し、その後、スリット形状の塗液供給口より蛍光体ペーストを塗布ヘッド内の吐出用マニホールド部へ供給した。
供給用マニホールド部の長手方向長さは、塗布ヘッド内の吐出用マニホールド部長手方向長さと同様にした。塗液供給口であるスリット形状は、長手方向開口長さは塗布ヘッド内の吐出用マニホールド部の長手方向長さと同様にし、高さ方向開口長さは0.75mm、幅方向中央部のスリット長を23mm、幅方向端部のスリット長を22mmとなるようにした。
ステイは下部材に15個形成し、上部材とボルトにより締結した。ステイの形状は円柱形で外径14mmとし、ステイ下流側のスリット長を5mmとした。蛍光体ペーストがスリット形状の塗液供給口へ流入し、ステイで分割され、ステイの下流にあるスリット長が5mmの部分で合流し、スリット形状の塗液供給口より幅方向に均一な状態で出てきた。
【0116】
供給された蛍光体ペーストは空気を噛み込むことなく塗布ヘッド内の吐出用マニホールド部へ溜まり、液面は供給直後から吐出用マニホールド部内でほぼ水平状態を保ちながら、均一に短時間で供給できた。
【0117】
レーザー変位計で液面高さの復帰を確認した後、引き続き次のガラス基板の隔壁間に2回目の塗布を行った。この後、レーザー変位計が下限値となったので、蛍光体ペーストの補充を行ったが、この場合も、液面はほぼ水平状態を保ちながら、短時間で供給できた。
これを30回繰り返し、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隔壁間に青色蛍光体ペーストを同様に30回繰り返し、塗布して乾燥した。さらに、青色蛍光体を塗布した隣の隔壁間に緑色蛍光体ペーストを同様に30回繰り返し、塗布して乾燥した。そして、500℃で30分焼成し、本発明のプラズマディスプレイパネル用部材として背面板を30枚得た。
蛍光体層の側面厚みと底面厚みを電子顕微鏡で観察したところ、30枚の背面板のいずれについても各色の蛍光体層が、側面、底面ともに20±5μmの厚みに形成できた。
【0118】
さらに、得られた背面板を前面板と合わせた後、封着、ガス封入して作製し、駆動回路を接続して、プラズマディスプレイパネルを30枚作製した。いずれのプラズマディスプレイパネルについても、吐出量のばらつきによる輝度むらがなく、良好な表示特性と安定性を有するプラズマディスプレイパネルが得られた。
【0119】
塗布作業終了後、塗布装置より塗布ヘッドを取り外し、洗浄するために上部材と下部材を締結しているボルトを外し、分解した。特に吐出用マニホールド部への供給口であるスリット部から分解できるので、蛍光体ペーストが接触している面が目視により観察しやすく、洗浄作業は至ってスムーズに行え、また、洗浄後の確認も容易であった。
次の塗布作業のために、組立を行った。基本的に上部材と下部材を組み合わせ、ボルトで締結するだけの作業であり、短時間で組み立て作業を終えることができた。
【0120】
【発明の効果】
本発明の塗布ヘッドおよび塗布装置は、吐出用マニホールド部と、該吐出用マニホールド部の内側から外側に開口する吐出開口部と、該吐出用マニホールド部へ塗液を供給するためのスリット形の塗液供給口から構成されることを特徴とするので、塗液供給口の開口面積を大きくとることができ、より多くの塗液を高速、かつ、幅方向に均一に供給することができる。そして、塗布時の運転サイクルタイムが短縮され、生産性が向上する。
【0121】
また、塗液供給口の上流側に塗液を幅方向に拡散させるための供給用マニホールド部が形成されているので、さらに幅方向に均一な供給が可能となり、吐出用マニホールド部内に溜まる塗液の幅方向流動安定性が向上し、吐出が均一となるため、塗布の品質が向上する。
【0122】
また、本発明の塗布方法は、塗液を塗布ヘッド幅方向に拡散させ、下流にあるスリット形の塗液供給口から吐出用マニホールド部に塗液を供給することにより、チキソ性を有するような塗液を供給する場合でも、吐出用マニホールド部内での塗液の粘度の不均一を最小限に抑えることが可能となりことから、吐出が均一となり塗布の品質が向上する。
【0123】
また、本発明の塗布ヘッドおよび塗布装置は、前記塗液供給口内の対向する各スリット面の間に位置するスリット面に平行な平面で塗布ヘッドが少なくとも2つの部材に分割可能な構成とすることにより、洗浄性が向上し、洗浄時間も短縮し、また、塵による塗布欠点が減少するので、生産性向上と品質向上が可能となる。
【0124】
さらに、スリット形の塗液供給口が、マニホールド部幅方向に少なくとも1つ形成されているので、幅方向により長い塗布ヘッドで塗布する場合にも、より多くの塗液を高速で均一に供給することができる。
【0125】
さらに、スリット形の塗液供給口を形成する少なくとも1つの面が、供給用マニホールド部を形成する面の最上部とつながっていることを特徴とするので、供給用マニホールド部の上部に空気が溜まるような場合でも、吐出の際、吐出用マニホールド部の液面が急激に大きく変化しないので、液面の検出、管理を安定して正確に行うことが可能となる。
【0126】
さらに、ステイの塗液流れ方向の少なくとも下流側に、スリットが形成されるようステイを配置するので、供給用マニホールド部から流入してきた塗液がスリット形の塗液供給口を通過し、吐出用マニホールド部に供給される際、吐出用マニホールド部内で合流する前に、スリット形の塗液供給口内で合流が終わるので、塗液がステイで分割されている時間が短くてすみ、特にチキソ性を有する塗液では、粘度変化等の悪影響を最小限に抑えることができ、幅方向に略均一な状態で塗液を供給することができる。
【0127】
つまり、上述したように、運転サイクルタイムが短縮され、また、長期にわたって安定な塗布が可能となり、また塗布ヘッドの洗浄、組立等の一連の作業が容易となり、結果、非常に高い生産性と、高品質およびコストダウンが可能となる。
【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テーブルと塗布ヘッド周りの構成を示す模式図である。
【図2】図1において本発明の塗布ヘッドである塗液溜まり部(吐出用マニホールド部)200のA−A断面の概略模式図である。
【図3】本発明の一実施態様による塗布ヘッドの断面斜視図である。
【図4】図1において本発明の塗布ヘッドである供給用マニホールド部206のBーB断面の概略模式図である。
【図5】図4の別の実施態様に係る供給用マニホールド部の概略模式図である。
【図6】図4のさらに別の実施態様に係る供給用マニホールド部の概略模式図である。
【図7】図4のC−C断面の概略模式図である。
【図8】図7の別の実施態様に係る概略模式図である。
【図9】図7のさらに別の実施態様に係る概略模式図である。
【図10】図8と図9を組み合わせた一実施態様の概略模式図である。
【図11】図4のさらに別の実施態様に係る概略模式図である。
【図12】図1のE−E断面の概略模式図である。。
【図13】図11の別の実施態様に係る概略模式図である。
【図14】図11のさらに別の実施態様に係る概略模式図である。
【図15】図4のさらに別の実施態様に係る概略模式図である。
【図16】図15の別の実施態様に係る概略模式図である。
【図17】図11のD−D断面の概略模式図である。
【図18】図17の別の実施態様に係る概略模式図である。
【図19】本発明の塗布装置の別の実施態様による模式図である。
【図20】図17の別の実施態様に係る概略模式図である。
【図21】図20の別の実施態様に係る概略模式図である。
【図22】図1に係る塗液の塗布装置の全体斜視図である。
【図23】図1の装置における塗布ヘッドを塗布方向から見た断面模式図である。
【図24】塗液量検知手段が塗布ヘッド重量測定である本発明の一実施態様の断面模式図である。
【図25】塗液タンク97から塗布ヘッド20への塗液の供給・補給タイミングを模式的に表した図である。
【図26】本発明の塗布ヘッドの供給用マニホールド部206の別の実施態様に係る断面模式図である。
【図27】本発明の塗布ヘッドの別の実施態様に係る断面模式図である。
【図28】本発明の塗布ヘッドの供給用マニホールド部206の別の実施態様に係る断面模式図である。
【図29】図28別の実施態様に係る断面模式図である。
【図30】図17のさらに別の実施態様に係る断面模式図である。
【符号の説明】
2 期台
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
11 コネクタ
12 軸受
14 自在継手
16 ACサーボモータ
19 分割面
20 塗布ヘッド(ノズル)
20a 塗布ヘッド上部材
20b 塗布ヘッド下部材
20c 塗布ヘッド中部材
22 ホルダ
24 水平バー
26 リニアアクチュエータ
28 昇降ブラケット
29 伸縮ロッド
30 昇降機構
32 Y軸移動ブラケット
34 支柱
36 幅方向移動機構
38 センサ支柱
40 高さセンサー
42 塗液
44 吐出開口部(吐出孔)
46 塗液供給ホース
47 フィルタ
48、48a、48b 塗液制御弁
50 圧空源
54 圧空制御弁
58 供給装置コントローラ
60 全体コントローラ
62 モータコントローラ
66 センサー
68 位置センサ
70 支柱
72 カメラ
74 画像処理装置
76 昇降機構用アクチュエータ
78 幅方向移動機構用アクチュエータ
81 圧空供給ホース
82 圧空制御弁
84 減圧弁
86 圧空源
88 非接触変位計
90 センサブラケット
92 透明プレート
96 重量検知センサ
97 塗液タンク
200 吐出用マニホールド部(塗液溜まり部)
201 締結ボルト
202 空間部
203 スリット長さ
203a、203b スリット
204、204a、204b 塗液供給口
205 連結ボルト
206 供給用マニホールド部
207 第2供給用マニホールド部
206a 供給用マニホールド部塗液供給口
208、208a、208b、208c ステイ
209 塗液供給口[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention is applied to a field such as a display panel represented by a plasma display panel (hereinafter abbreviated as “PDP”), a liquid crystal color filter (LCM), an optical filter, a printed circuit board, and a semiconductor in which a particularly high viscosity coating solution is applied. For example, in a PDP manufacturing process, it relates to a coating liquid coating head, a coating apparatus, and a coating method for forming a thin film pattern while discharging a coating liquid on a surface of an object to be coated such as a glass substrate in a non-contact manner. is there.
[0002]
[Prior art]
In recent years, displays have become increasingly diversified in their methods. One thing that is currently attracting attention is a plasma display that is larger, thinner and lighter than conventional cathode-ray tubes. This causes a discharge in the discharge space formed between the front plate and the back plate, and this discharge generates ultraviolet rays centering on a wavelength of 147 nm from the xenon gas, and the ultraviolet rays excite the phosphor to cause display. It becomes possible. Full-color display can be supported by causing the drive circuit to emit light by separately emitting discharge cells in which phosphors emitting light of R (red), green (G), and blue (B) are separately applied.
[0003]
Of these, the AC plasma display, which has been actively developed recently, has a front glass plate on which display electrodes / dielectric layers / protective layers are formed, and address electrodes / dielectric layers / partition layers / phosphor layers. The discharge glass is bonded to the rear glass plate, and a He—Xe or Ne—Xe mixed gas is sealed in the discharge space partitioned by the stripe-shaped barrier ribs. Each phosphor layer of R, G, and B is formed on a concave portion of a concavo-convex portion formed by a partition wall that extends in one direction for each color formed of a phosphor paste mainly composed of powdered phosphor particles on a back plate. Filled. In order to manufacture such a structure with high productivity and high quality, it is important to have a technique of coating phosphors in a certain pattern.
[0004]
For example, Patent Document 1 discloses a method of coating with a coating head having one or a plurality of ejection holes between the partition walls of a plasma display panel. By the way, the coating head needs to have a structure having a coating liquid reservoir and a space above the coating liquid, injecting pressurized air into the upper space, and pushing the coating liquid from the coating head with the pressure. This is because, in the structure in which the coating liquid is filled in the coating head and the fixed amount liquid is fed by a pump or the like, when the viscosity of the phosphor paste that is the coating liquid is high, the coating start delay caused by the coating liquid piping pressure loss becomes significant. .
[0005]
However, in the coating head having a space above the coating liquid, after the phosphor paste is applied to the substrate that is the object to be coated, the same amount of the phosphor paste as that applied is supplied again into the coating head. There is a need.
[0006]
On the other hand, Patent Document 2 has a structure having a coating liquid dispersion means for dispersing a coating liquid and supplying a coating liquid to the manifold section having a manifold portion and a space above the coating liquid inside. An application head is disclosed.
[0007]
Patent Document 3 discloses a method of supplying a plurality of coating liquid supply ports.
[0008]
[Patent Document 1]
Japanese Laid-Open Patent Publication No. 10-27543 (page 6, 0047,
[0009]
[Patent Document 2]
Japanese Patent Laid-Open No. 2001-129464 (second page claim 6,
[0010]
[Patent Document 3]
Japanese Patent Laid-Open No. 2001-62368 (page 7, FIG. 1 (b))
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
However, the inventors have found that these methods have the following problems. That is, in the invention described in Japanese Patent Laid-Open No. 2001-129464, it is possible to achieve uniform supply in the width direction of the manifold portion. However, in order to increase the supply amount of the coating liquid, the supply hole diameter is increased or the number of holes is increased. A method of increasing When the supply hole diameter is increased, the pressure inside the coating liquid dispersing means (coating liquid supply nozzle) is lowered and becomes a dynamic pressure state, so that the outflow from the supply hole becomes uneven in the width direction. And the liquid level of the coating liquid collected in the manifold portion is high at a location where the amount of outflow from the supply hole is large, and low at a location where the amount of outflow is small. That is, since a difference in height occurs in the liquid level, the discharge amount from the application head (application nozzle) becomes non-uniform in the application head width direction. Similarly, increasing the number of supply holes is also concerned about the effect of dynamic pressure. However, if the hole diameter is reduced as a countermeasure, small diameters and multiple holes will be arranged, which requires a lot of time for cleaning. There is a problem that it ends up.
[0012]
On the other hand, in the method of supplying from a plurality of hole-shaped supply ports as in the method described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-62368, it is important to align the supply flow rates from all the supply ports. It is necessary to branch the pipes connected to each supply port into a tournament shape, which increases the number of pipes and joints, which takes time for assembly, and causes problems such as dust generation and an increase in the number of cleaning parts. In addition, in the case of a supply port in which a through hole is opened in a member during cleaning, it takes time to clean, particularly when the hole diameter is small and deep, and it is difficult to check the degree of cleaning. There's a problem.
[0013]
Therefore, an object of the present invention is to solve the above problems. That is, in a coating head that applies a predetermined phosphor paste to a plurality of concave portions of a substrate, in particular, a substrate having a certain uneven pattern formed like a partition wall of a plasma display panel, to a manifold portion inside the coating head High-speed and uniform supply of a large amount of coating liquid, stable and uniform coating operation over a long period of time, and high substrate productivity and high performance by considering the cleaning and assembly properties of the coating head An object is to provide a coating liquid coating head, a coating apparatus, and a coating method method that enable quality.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
That is, the present invention includes a discharge manifold portion, On the bottom A discharge opening that opens from the inside to the outside of the discharge manifold; and Provided in a range where the compressed air supply unit provided in the upper part of the discharge manifold unit and the discharge manifold unit are immersed in the coating liquid, An application head having a slit-type application liquid supply port for supplying an application liquid to the discharge manifold section.
[0015]
A slit-shaped coating liquid supply port, characterized in that a supply manifold section for diffusing the coating liquid in the width direction of the coating head is formed upstream of the coating liquid supply port. The top of Supply manifold At the same height as the top surface of the tube or higher than the top surface of the supply manifold section An application head characterized by the above.
[0016]
Also, a table for fixing the substrate, an application head that is provided facing the substrate and applies a predetermined amount of coating liquid to the substrate, a moving means that relatively moves the table and the application head in three dimensions, and application An apparatus for applying a coating liquid to a substrate having a coating liquid tank as a supply source of a coating liquid to a head, wherein the coating head uses the coating head, and a coating apparatus for the coating liquid An apparatus for manufacturing a plasma display panel comprising:
[0017]
Furthermore, the application of the coating liquid to apply the coating liquid to the base material while relatively moving the base material and a coating head in which a plurality of discharge holes provided facing the base material are arranged in a substantially straight line In the method, the coating liquid is supplied to the supply manifold formed inside the coating head to diffuse the coating liquid in the width direction of the coating head, and downstream of the supply manifold. , And provided in a range that can be immersed in the coating liquid of the discharge manifold. From slit-type coating liquid supply port Above Supply the coating liquid to the discharge manifold and collect the coating liquid. , Supplying compressed air to the space above the discharge manifold and discharging the coating liquid from a plurality of discharge ports provided on the lower surface of the coating head. A coating liquid coating method characterized by coating a coating liquid on a substrate, a plasma display panel member manufacturing method characterized by coating using the coating method, and a plasma display member manufactured by the manufacturing method This is a plasma display panel characterized by using.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
First, the coating head of the present invention will be described. FIG. 1 shows an embodiment of the coating head of the present invention. In FIG. 1, the
[0019]
In FIG. 1, the coating liquid sent from the
[0020]
Hereinafter, the case where the
[0021]
The coating liquid supplied into the
[0022]
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. In FIG. 2, the coating liquid level in the
[0023]
The discharge openings (discharge holes) 44 are arranged in a straight line in the width direction at the same pitch. When discharging the coating liquid, the discharge holes 44 are caused by the pressure of the compressed air supplied from the compressed
[0024]
FIG. 3 is a cross-sectional perspective view of the coating head according to the present invention, and the hatched portion in the figure is a broken surface. In FIG. 3, the coating
Opening width direction length / opening height direction length> 1 (I).
[0025]
By making the coating
[0026]
Here, the length of the slit in the height direction is preferably 0.1 to 5 mm. If it is less than 0.1 mm, there is a possibility that the opening is closed in the worst case due to processing accuracy or assembly error. Further, if it exceeds 5 mm, it is difficult to widen the coating liquid in the supply manifold portion, and it may be impossible to supply the coating liquid uniformly in the width direction.
[0027]
Further, the
[0028]
Here, the coating liquid supply port is preferably formed so that the supply directions thereof are opposed to each other. For example, the coating liquid supply port is preferably formed on both sides with the discharge manifold portion interposed therebetween, and more coating liquid can be applied. This is because it is possible to supply, but depending on the target supply amount, only one side may be provided.
[0029]
4 is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG. 1, and FIGS. 5 and 6 are other embodiments of FIG. In FIG. 4, the shape of the
[0030]
With the shape as described above, the coating liquid can be sufficiently diffused in the width direction by the
[0031]
Next, the shape of the surface parallel to the coating liquid outflow direction of the coating liquid supply unit will be described. 7 is a cross-sectional view taken along the line CC of FIG. 4, and FIGS. 8, 9, and 10 are other embodiments of FIG. As shown in FIG. 7, the width of the slit-shaped coating
[0032]
For coating liquids with a certain viscosity, in the above shape, the flow rate of the coating liquid is significantly reduced from the center to the end in the width direction, and sufficient diffusion in the width direction may not be obtained. 8, it is preferable to make the shape of the slit-shaped coating
[0033]
Further, as shown in FIG. 9, the shape of the
[0034]
By adopting the shape as described above, it is possible to uniformly supply in the width direction while taking a large cross-sectional area of the flow path through which the coating liquid passes.
[0035]
11 and 12 show another embodiment of the present invention. FIG. 11 is an example of the BB cross-sectional view of FIG. FIG. 12 is an example of a cross-sectional view taken along line EE in FIG. These are different from FIG. 4 in that three slit-shaped coating
[0036]
Even if this deformation is on the order of several μm, depending on the deformation location, the diameter of the discharge holes 44 may be changed, and the pitch in the width direction of the discharge holes 44 may also be changed. In particular, in the case of application of a coating liquid to an uneven substrate (for example, a member for a plasma display panel), the hole diameter of the
[0037]
If the discharge amount of the
[0038]
Therefore, it is preferable to connect each surface of the slit-shaped coating
[0039]
Further, it is preferable to use a sealing means on the contact surface between the stay and the other member so that the coating liquid does not leak out like the contact surface between the upper member and the lower member. For example, rubber packing, metal packing, O-ring Etc. can be used. Further, as another means, the surface roughness of the contact surfaces of the
[0040]
The shape of the supply manifold portion in the width direction will be described with reference to FIG. The shape of the
[0041]
However, in the above-mentioned shape, the flow rate of the coating liquid is remarkably reduced from the central part to the end part in the width direction for the coating liquid having a certain viscosity, and there is a case where sufficient diffusion in the width direction cannot be obtained. In such a case, it is preferable that the shape in the width direction of the supply manifold portion be close to the coating
[0042]
FIG. 14 is a modification of FIG. 11, in which the opening height of the slit-shaped coating
[0043]
In this case, the opening height of each of the slit-shaped coating
[0044]
FIG. 15 shows a modification of FIG. 4 and FIG. Two
[0045]
Next, the shape of the surface parallel to the coating liquid outflow direction of the coating liquid supply unit will be described. FIG. 17 corresponds to a sectional view taken along the line DD of FIG. Further, in this drawing, the positions of the holes of the
[0046]
As shown in the figure, the slit-shaped coating
[0047]
When the coating liquid sufficiently diffused in the width direction by the
[0048]
At this time, it is difficult for the coating liquids to completely mix with each other at the merged portion. In this state, when the
[0049]
Accordingly, as shown in FIG. 18, the
[0050]
In addition, slits as shown in FIG. 20 are used so that coating liquids having various viscosities and characteristics can be sufficiently diffused in the width direction of the coating head
[0051]
20 and 21, the
[0052]
When the length of the
[0053]
In this way, when the coating liquid flowing in from the
Further, as described above, a bolt (not shown) may be arranged so that the
Further, as shown in FIG. 30, at least one second
[0054]
Moreover, it is preferable to arrange | position the position of the height direction of the slit-shaped coating
[0055]
Further, if there are a plurality of slit-shaped coating
[0056]
At this time, if the coating liquid is to be transmitted to the inner surface of the discharge manifold section, the position of the slit-shaped coating
[0057]
In this case, for example, the
[0058]
Further, it is preferable that the inner surface of the slit-shaped coating
[0059]
Next, FIG. 28 and FIG. 29 will be described. 28 and 29 show another embodiment of the coating head of the present invention shown in FIG. 1, and shows a case where the coating liquid is supplied to the
For example, in general, when air is mixed in the coating liquid, there is a case where the coating omission defect occurs such that the air in the coating liquid is ejected from the
[0060]
Alternatively, when air accumulates in the upper portion of the
[0061]
Therefore, when air is mixed in the coating liquid or when air accumulates in the upper portion of the
If the above is satisfied, the slit-shaped coating
Furthermore, the position in the height direction of the portion where the slit-shaped coating
[0062]
Since the air in the coating liquid or in the
The above is not limited to this. For example, in FIG. 28, the slit-shaped coating
[0063]
The contents described above may be used in any combination.
The coating liquid coating apparatus and coating method of the present invention can be particularly preferably applied to the phosphor coating step in the plasma display panel member.
[0064]
Next, the overall configuration of the coating liquid coating apparatus according to the present invention, particularly an example of the overall configuration of the coating liquid coating apparatus on an uneven substrate (for example, a member for a plasma display panel) will be described.
[0065]
FIG. 22 shows an example of a coating apparatus applied to manufacture of the plasma display panel according to the present invention. This apparatus includes a base 2. A pair of guide groove rails 8 is provided on the base 2, and the table 6 is disposed on the guide groove rails 8. The upper surface of the table 6 is provided with a plurality of suction holes 7 so that the base material 4 having unevenness formed on the surface in a striped pattern at a certain pitch can be fixed to the table surface by vacuum suction. ing. The substrate 4 is moved up and down on the table 6 by lift pins (not shown). Furthermore, the table 6 can reciprocate in the X-axis direction on the guide groove rail 8 via the slide legs 9.
[0066]
A
[0067]
As shown in FIG. 22, above the table 6, a
[0068]
Further, the elevating
[0069]
With these configurations, the
[0070]
Further, an inverted L-shaped
[0071]
Further, a
[0072]
Next, an embodiment of the coating liquid coating apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG. 1 for the portion where compressed air and coating liquid are supplied to the
The
[0073]
The width direction of the coating head here is the Y-axis direction in FIG. 22, that is, the longitudinal direction of the coating head.
[0074]
Moreover, the width direction length of the
[0075]
Further, a coating
[0076]
Here, as described above, the coating head of the present invention is not completely filled with the coating liquid even during normal use, and has a space above the coating liquid. Depending on the conditions and the like, the present invention is not limited to this, and it is also possible to fill completely.
[0077]
The amount of the coating liquid accumulated in the
[0078]
The
[0079]
Next, another embodiment of the non-contact detection means for the coating liquid will be shown. FIG. 24 shows the measurement of the weight of the coating head as the coating head coating amount detection means. The
[0080]
A
[0081]
In FIGS. 23 and 24, the coating
[0082]
FIG. 25 is a diagram schematically showing the supply / replenishment timing from the
[0083]
Further, the
[0084]
Further, the detection means for detecting the relative position where the
[0085]
Next, the basic operation of the coating method using this coating apparatus will be described with reference to FIG. First, when the origin of each operation unit in the coating apparatus is returned, the table 6 and the
[0086]
Next, the lift pins are lowered to place the base material 4 on the upper surface of the table 6, and after the positioning on the table 6 is performed by an alignment device (not shown), the base material 2 is sucked.
[0087]
Next, the table 6 moves until the partition wall (the top of the convex portion) of the base material 4 comes directly under the
[0088]
During this time, the
[0089]
Next, the operation of the table 6 is started toward the
[0090]
Further, a
[0091]
The application is performed until the application end position of the substrate 4 comes to a position immediately below the
[0092]
23 and 24, the table 6 continues to operate even after passing the application end position, and stops when it reaches the end position. The coating liquid supply process to the coating head is performed with the table 6 stopped. Since the coating liquid level in the
[0093]
If there is still a part to be applied next, the
[0094]
When the coating process is completed, the table is moved to a place where the substrate 4 is transferred by the unloader and stopped. After the adsorption of the substrate 4 is released and the atmosphere is released, the lift pins are raised and the substrate 4 is moved to the table 6. Pull it away from the surface and lift it up.
[0095]
At this time, the lower surface of the base material 4 is held by an unloader (not shown), and the base material 4 is transported to the next step. When the base material 4 is delivered to the unloader, the table 6 lowers the lift pins and returns to the origin position.
[0096]
In the above embodiment, the base material 4 is moved in the X-axis direction and the
[0097]
For example, in the above-described embodiment, the application is performed by moving the table 6 and moving the unevenness in the pitch direction by moving the
[0098]
In addition, the case where one kind of coating liquid is applied to the stripe-shaped concave portions formed on the surface of the base material has been described in detail, but the present invention is also applicable to the case of simultaneously applying phosphors of three colors such as red, blue, and green. The invention can be applied, and can also be applied to the case where it is applied to a lattice-shaped recess formed on the surface of the substrate.
[0099]
Furthermore, as coating conditions that can be used, the coating speed may be any speed, but is preferably 0.1 to 10 m / min, and more preferably 0.5 to 8 m / min.
[0100]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples. However, the present invention is not limited to this. In the examples, the concentration (%) is% by weight unless otherwise specified.
[0101]
Example 1
Using a photosensitive silver paste, 1600 address electrodes having a line width of 60 μm and a pitch of 220 μm were formed on a glass substrate (“PD200” manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.). Next, after applying a glass paste consisting of 50% by weight of glass powder, 15% of titanium oxide, 20% of ethyl cellulose, and 15% of solvent on the electrode, it was baked to form a dielectric layer. Further, 961 barrier ribs having a pitch of 220 μm, a height of 150 μm, and a width of 60 μm were formed on the dielectric layer by a photosensitive paste method so that an electrode was disposed in the center between the barrier ribs. As described above, 30 substrates on which address electrodes, dielectric layers, and barrier ribs were formed were prepared.
[0102]
A phosphor paste composed of 39 g of phosphor powder, 8 g of binder polymer (ethylcellulose), and 53 g of solvent (terpineol) was produced. The phosphor powders are red: (Y, Gd, Eu) BO3 (cumulative average particle diameter: 2.7 μm, specific surface area: 3.1 m2 / cm3), green: (Zn, Mn) 2SiO4 (cumulative average particle diameter: 3.6 μm, (Specific surface area 2.5 m 2 / cm 3), blue: (Ba, Eu) MgAl 10 O 17 (cumulative average particle diameter 3.7 μm, specific surface area 2.3 m 2 / cm 3) was used. Each component of the organic component was dissolved in water while heating at 60 ° C., after which phosphor powder was added and kneaded with a kneader to prepare a paste. The viscosity was 35 Pa · s.
[0103]
The paste prepared as described above was applied in stripes on 30 glass substrates on which partition walls and the like were formed.
[0104]
As the coating liquid coating apparatus according to the present invention, a phosphor paste was applied between the partition walls using a coating apparatus as shown in FIG. First, a red phosphor paste was applied between predetermined partitions. The distance between the tip surface of the coating head and the upper end of the partition was set to 100 μm. Then, the air pressure (discharge pressure) was adjusted to 0.4 MPa by the pressure reducing valve, and the phosphor paste was discharged from the 16 discharge holes and applied between the partition walls while the coating head was running in parallel with the partition walls. Thereafter, the coating head was moved 10.56 mm in a direction perpendicular to the partition wall direction at the position where coating (16 pieces) was completed once. At this time, when the level of the phosphor paste in the coating head was detected with a laser displacement meter, it decreased by about 3 mm, and the amount of fluorescence calculated for the decrease was applied to the coating head by automatic control from the sequencer that is the overall controller. Body paste was supplied. For transporting the phosphor paste, pressurized air was injected into a coating liquid tank as a coating liquid supply source, and the coating liquid was supplied to the coating head at that pressure. An electromagnetic pinch valve was used as a control valve for supplying the phosphor paste.
[0105]
The phosphor paste is first supplied to the supply manifold in the coating head, the coating liquid is filled in the longitudinal direction of the coating head, and then the phosphor paste is discharged from the slit-shaped coating liquid supply port into the coating head. Supplied to the manifold section.
[0106]
The longitudinal length of the supply manifold portion was the same as the longitudinal length of the discharge manifold portion in the coating head. The slit shape that is the coating liquid supply port has a longitudinal opening length that is the same as the longitudinal length of the discharge manifold in the coating head, a height opening length of 0.5 mm, and a slit length of 14 mm.
[0107]
The supplied phosphor paste was collected in the discharge manifold part in the coating head without biting air, and the liquid level was able to be supplied uniformly and in a short time while maintaining almost horizontal state in the discharge manifold part immediately after supply. .
[0108]
After confirming the return of the liquid level with a laser displacement meter, a second coating was subsequently applied between the partition walls. Thereafter, since the laser displacement meter reached the lower limit value, the phosphor paste was replenished. In this case as well, the liquid level could be supplied in a short time while maintaining a substantially horizontal state.
[0109]
This was repeated 20 times, and 320 pieces were applied to predetermined positions of the red phosphor. After the completion of coating, the coated surface was turned up and dried at 80 ° C. for 40 minutes. Next, 320 blue phosphor pastes were similarly applied between adjacent barrier ribs coated with red phosphors and dried. Further, 320 green phosphor pastes were similarly applied between adjacent barrier ribs coated with blue phosphor and dried. The above-described phosphor pastes of the respective colors were applied and dried on 30 substrates. And it baked for 30 minutes at 500 degreeC, and obtained 30 backplates as a member for plasma display panels of this invention.
[0110]
When the side surface thickness and the bottom surface thickness of the phosphor layer were observed with an electron microscope, the phosphor layers of each color could be formed to a thickness of 20 ± 5 μm on both the side surface and the bottom surface of any of the 30 back plates.
[0111]
Further, after the obtained back plate was combined with the front plate, it was prepared by sealing and gas filling, and a driving circuit was connected to prepare 30 plasma display panels. For any of the plasma display panels, there was no luminance unevenness due to variations in the discharge amount, and a plasma display panel having good display characteristics and stability was obtained.
[0112]
After the coating operation was completed, the coating head was removed from the coating apparatus, and the bolts that fastened the upper member and the lower member were removed and disassembled for cleaning. In particular, since it can be disassembled from the slit which is the supply port to the discharge manifold, it is easy to visually observe the surface that the phosphor paste is in contact with, and the cleaning operation can be performed smoothly and easily after cleaning. Met.
[0113]
Assembly was performed for the next application operation. Basically, the upper member and the lower member were combined and fastened with bolts, and the assembly work could be completed in a short time.
[0114]
Example 2
The coating liquid coating apparatus of the present invention has a cross-sectional shape as shown in FIG. 22 as an overall configuration and a coating head as shown in FIG. 28, and the coating head is longer in the width direction than the coating area on the glass substrate. Was moved relative to the glass substrate once to apply the phosphor paste between the barrier ribs in the same manner as in Example 1 above using a long coating head that completed the coating on the glass substrate. First, a red phosphor paste was applied between predetermined partitions. The distance between the tip surface of the coating head and the upper end of the partition was set to 100 μm. Then, the air pressure (discharge pressure) was adjusted to 0.4 MPa by a pressure reducing valve, and the phosphor paste was discharged from 1032 discharge holes and applied between the partition walls while the coating head was running in parallel with the partition walls. At this time, when the level of the phosphor paste in the coating head was detected with a laser displacement meter, it decreased by about 3 mm, and the amount of fluorescence calculated for the decrease was applied to the coating head by automatic control from the sequencer that is the overall controller. Body paste was supplied. For transporting the phosphor paste, pressurized air was injected into a coating liquid tank as a coating liquid supply source, and the coating liquid was supplied to the coating head at that pressure. An electromagnetic pinch valve was used as a control valve for supplying the phosphor paste.
[0115]
The phosphor paste is first supplied to the supply manifold in the coating head, the coating liquid is filled in the longitudinal direction of the coating head, and then the phosphor paste is discharged from the slit-shaped coating liquid supply port into the coating head. Supplied to the manifold section.
The longitudinal length of the supply manifold portion was the same as the longitudinal length of the discharge manifold portion in the coating head. The slit shape that is the coating liquid supply port has a longitudinal opening length that is the same as the longitudinal length of the discharge manifold in the coating head, the height opening length is 0.75 mm, and the slit length at the center in the width direction. Was 23 mm, and the slit length at the end in the width direction was 22 mm.
Fifteen stays were formed on the lower member and fastened with the upper member and bolts. The shape of the stay was a cylindrical shape with an outer diameter of 14 mm, and the slit length on the downstream side of the stay was 5 mm. The phosphor paste flows into the slit-shaped coating liquid supply port, is divided by the stay, and merges at the portion where the slit length downstream of the stay is 5 mm, and is uniform in the width direction from the slit-shaped coating liquid supply port It came out.
[0116]
The supplied phosphor paste was collected in the discharge manifold part in the coating head without biting air, and the liquid level was able to be supplied uniformly and in a short time while maintaining almost horizontal state in the discharge manifold part immediately after supply. .
[0117]
After confirming the return of the liquid level with a laser displacement meter, the second coating was subsequently performed between the partition walls of the next glass substrate. Thereafter, since the laser displacement meter reached the lower limit value, the phosphor paste was replenished. In this case as well, the liquid level could be supplied in a short time while maintaining a substantially horizontal state.
This was repeated 30 times, and after coating was completed, the coated surface was turned up and dried at 80 ° C. for 40 minutes. Next, the blue phosphor paste was similarly repeated 30 times between the adjacent barrier ribs coated with the red phosphor, applied and dried. Further, the green phosphor paste was similarly repeated 30 times between the adjacent barrier ribs coated with the blue phosphor, applied and dried. And it baked for 30 minutes at 500 degreeC, and obtained 30 backplates as a member for plasma display panels of this invention.
When the side surface thickness and the bottom surface thickness of the phosphor layer were observed with an electron microscope, the phosphor layers of each color could be formed to a thickness of 20 ± 5 μm on both the side surface and the bottom surface of any of the 30 back plates.
[0118]
Further, after the obtained back plate was combined with the front plate, it was prepared by sealing and gas filling, and a driving circuit was connected to prepare 30 plasma display panels. For any of the plasma display panels, there was no luminance unevenness due to variations in the discharge amount, and a plasma display panel having good display characteristics and stability was obtained.
[0119]
After the coating operation was completed, the coating head was removed from the coating apparatus, and the bolts that fastened the upper member and the lower member were removed and disassembled for cleaning. In particular, since it can be disassembled from the slit which is the supply port to the discharge manifold, it is easy to visually observe the surface that the phosphor paste is in contact with, and the cleaning operation can be performed smoothly and easily after cleaning. Met.
Assembly was performed for the next application operation. Basically, the upper member and the lower member were combined and fastened with bolts, and the assembly work could be completed in a short time.
[0120]
【The invention's effect】
The coating head and the coating apparatus of the present invention include a discharge manifold portion, a discharge opening opening from the inside to the outside of the discharge manifold portion, and a slit-shaped coating for supplying a coating liquid to the discharge manifold portion. Since the liquid supply port is configured, the opening area of the coating liquid supply port can be increased, and more coating liquid can be supplied at high speed and uniformly in the width direction. And the operation cycle time at the time of application | coating is shortened, and productivity improves.
[0121]
In addition, since a supply manifold part for diffusing the coating liquid in the width direction is formed on the upstream side of the coating liquid supply port, the supply liquid can be evenly supplied in the width direction, and the coating liquid collected in the discharge manifold part The flow stability in the width direction is improved and the discharge becomes uniform, so that the quality of coating is improved.
[0122]
Further, the coating method of the present invention has a thixotropy by diffusing the coating liquid in the coating head width direction and supplying the coating liquid to the discharge manifold portion from the slit-shaped coating liquid supply port located downstream. Even in the case of supplying the coating liquid, it is possible to minimize the non-uniformity of the viscosity of the coating liquid in the discharge manifold portion, so that the discharge is uniform and the quality of the coating is improved.
[0123]
In addition, the coating head and the coating apparatus of the present invention are configured such that the coating head can be divided into at least two members on a plane parallel to the slit surface located between the opposing slit surfaces in the coating liquid supply port. As a result, the cleaning performance is improved, the cleaning time is shortened, and the coating defects due to dust are reduced, so that the productivity and quality can be improved.
[0124]
Further, since at least one slit-shaped coating liquid supply port is formed in the manifold section width direction, even when coating with a coating head longer in the width direction, more coating liquid is uniformly supplied at high speed. be able to.
[0125]
Furthermore, since at least one surface forming the slit-shaped coating liquid supply port is connected to the uppermost portion of the surface forming the supply manifold portion, air accumulates in the upper portion of the supply manifold portion. Even in such a case, since the liquid level of the discharge manifold portion does not change drastically at the time of discharge, it becomes possible to detect and manage the liquid level stably and accurately.
[0126]
Furthermore, since the stay is arranged so that a slit is formed at least downstream in the coating liquid flow direction of the stay, the coating liquid flowing in from the supply manifold section passes through the slit-shaped coating liquid supply port, and is used for discharge. When it is supplied to the manifold section, the merging ends in the slit-shaped coating liquid supply port before merging in the discharge manifold section, so that the time during which the coating liquid is divided by the stay can be shortened, and in particular thixotropy In the coating liquid which has, the bad influences, such as a viscosity change, can be suppressed to the minimum, and a coating liquid can be supplied in a substantially uniform state in the width direction.
[0127]
That is, as described above, the operation cycle time is shortened, stable coating is possible over a long period of time, and a series of operations such as cleaning and assembly of the coating head is facilitated, resulting in extremely high productivity, High quality and cost reduction are possible.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view showing a configuration around a table and a coating head of a coating liquid coating apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic diagram of an AA cross section of a coating liquid reservoir portion (discharge manifold portion) 200 which is the coating head of the present invention in FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional perspective view of a coating head according to an embodiment of the present invention.
4 is a schematic diagram of a B-B cross section of a
FIG. 5 is a schematic diagram of a supply manifold section according to another embodiment of FIG.
6 is a schematic diagram of a supply manifold section according to still another embodiment of FIG.
7 is a schematic schematic view of a CC cross section of FIG.
FIG. 8 is a schematic diagram according to another embodiment of FIG. 7;
FIG. 9 is a schematic diagram according to still another embodiment of FIG. 7;
FIG. 10 is a schematic diagram of one embodiment in which FIGS. 8 and 9 are combined.
FIG. 11 is a schematic diagram according to still another embodiment of FIG. 4;
12 is a schematic diagram of a cross section taken along line EE in FIG. 1; .
FIG. 13 is a schematic diagram according to another embodiment of FIG.
14 is a schematic diagram according to still another embodiment of FIG.
FIG. 15 is a schematic diagram according to still another embodiment of FIG. 4;
FIG. 16 is a schematic diagram according to another embodiment of FIG. 15;
17 is a schematic diagram of a DD cross section in FIG. 11. FIG.
18 is a schematic diagram according to another embodiment of FIG.
FIG. 19 is a schematic view according to another embodiment of the coating apparatus of the present invention.
FIG. 20 is a schematic diagram according to another embodiment of FIG. 17;
FIG. 21 is a schematic diagram according to another embodiment of FIG. 20;
22 is an overall perspective view of the coating liquid coating apparatus according to FIG. 1;
23 is a schematic cross-sectional view of the coating head in the apparatus of FIG. 1 as viewed from the coating direction.
FIG. 24 is a schematic cross-sectional view of an embodiment of the present invention in which the coating liquid amount detection means is coating head weight measurement.
FIG. 25 is a diagram schematically showing the supply / supply timing of the coating liquid from the
FIG. 26 is a schematic cross-sectional view according to another embodiment of the
FIG. 27 is a schematic cross-sectional view according to another embodiment of the coating head of the present invention.
FIG. 28 is a schematic sectional view according to another embodiment of the
FIG. 29 is a schematic sectional view according to another embodiment of FIG. 28;
30 is a schematic cross-sectional view according to still another embodiment of FIG.
[Explanation of symbols]
Second stage
4 Base material
6 tables
8 Guide groove rail
10 Feed screw
11 Connector
12 Bearing
14 universal joints
16 AC servo motor
19 Dividing plane
20 Application head (nozzle)
20a Coating head upper member
20b Coating head lower member
20c Coating head middle member
22 Holder
24 horizontal bars
26 Linear actuator
28 Lifting bracket
29 Telescopic rod
30 Lifting mechanism
32 Y-axis moving bracket
34 prop
36 Width direction moving mechanism
38 Sensor support
40 Height sensor
42 Coating liquid
44 Discharge opening (discharge hole)
46 Coating liquid supply hose
47 Filter
48, 48a, 48b Coating liquid control valve
50 Air pressure source
54 Pneumatic control valve
58 Feeder controller
60 Overall controller
62 Motor controller
66 sensors
68 Position sensor
70 props
72 cameras
74 Image processing device
76 Actuator for lifting mechanism
78 Actuator for width direction moving mechanism
81 Compressed air supply hose
82 Pneumatic control valve
84 Pressure reducing valve
86 Air pressure source
88 Non-contact displacement meter
90 Sensor bracket
92 Transparent plate
96 Weight detection sensor
97 Coating liquid tank
200 Discharge manifold (coating liquid reservoir)
201 Fastening bolt
202 Space
203 Slit length
203a, 203b Slit
204, 204a, 204b Coating liquid supply port
205 connecting bolt
206 Manifold section for supply
207 Second supply manifold
206a Supply manifold supply port for supply manifold
208, 208a, 208b, 208c Stay
209 Coating liquid supply port
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