JP4449517B2 - Coating method, coating apparatus, and method for manufacturing plasma display member - Google Patents
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Description
この発明は、バルブとそれを利用した技術に関するものであり、たとえばプラズマディスプレイ、カラー液晶ディスプレイ用カラーフィルタやTFT用アレイ基板、光学フィルタ、プリント基板、集積回路、半導体等の製造分野に使用され得るバルブに関するものであり、さらに詳しくはそのようなバルブと該バルブを使用してガラス基板などの被塗布部材表面に塗布液の吐出を制御して塗布膜を形成する塗布装置および塗布方法、並びにこの塗布方法を使用したプラズマディスプレイ用部材の製造方法の改良に関する。 The present invention relates to a valve and a technology using the same, and can be used, for example, in the manufacturing field of a plasma display, a color filter for a color liquid crystal display, an array substrate for TFT, an optical filter, a printed circuit board, an integrated circuit, a semiconductor, etc. More specifically, the present invention relates to a valve, and more specifically, a coating apparatus and a coating method for forming a coating film by controlling the discharge of a coating liquid onto a surface of a coated member such as a glass substrate using the valve, and the valve The present invention relates to an improvement in a method for manufacturing a member for a plasma display using a coating method.
プラズマディスプレイは、一定ピッチでストライプ状に一方向に延びる溝を持つ隔壁をガラス基板上に構成し、さらにこの隔壁の溝にR、G、Bの蛍光体を充填し、任意の部位を紫外線により発光させ、所定のカラーパターンを映し出すものである。通常隔壁のある方が背面板、紫外線を発生する部位のある方が前面板と呼ばれており、両者を貼り合わせてプラズマディスプレイとして構成される。 In the plasma display, a partition having a groove extending in one direction in a striped manner at a constant pitch is formed on a glass substrate, and further, a phosphor of R, G, B is filled in the groove of the partition, and an arbitrary part is irradiated with ultraviolet rays. It emits light and projects a predetermined color pattern. Usually, the side with the partition walls is called the back plate, and the side with the part that generates ultraviolet rays is called the front plate.
ここで重要な背面板上の隔壁のパターンの形成方法としては、隔壁用ペーストを均一に塗布し、乾燥して均一膜厚に成型してから、所定ピッチのストライプ状の溝を、サンドブラスト法やフォトリソグラフィー法等の後加工によって彫り込み、焼成するのが主流である。隔壁の塗布膜の厚さは焼成後でも100〜200μmと厚く、この膜厚に隔壁用ペーストを均一に塗布する手段には、ダイコート法(例えば特許文献1)やスクリーン印刷法等がある。 Here, as an important method of forming a partition pattern on the back plate, a partition paste is uniformly applied, dried and molded to a uniform film thickness, and then stripe-shaped grooves having a predetermined pitch are formed by a sandblasting method or the like. The mainstream is engraving and baking by post-processing such as photolithography. The thickness of the partition wall coating film is as thick as 100 to 200 μm even after firing, and means for uniformly coating the partition wall paste to this thickness include a die coating method (for example, Patent Document 1) and a screen printing method.
いずれの方式でも、5000〜50000mPaSの高粘度のペーストを塗布器に供給することが必要とされるが、そのときにペーストの供給と供給停止を制御する手段としてバルブと定容量ポンプが使用されている。バルブには、ニードル型、ダイヤフラム型、ロータリー型、ベローズ型等多くの形式があるが、その開閉動作時間が短いことと、開閉動作によってバルブ前後に与える容量変化が微少であることから、ロータリー型(別名ボールバルブ)が多く用いられている。一方定容量ポンプには、ダイヤフラム型、ピストン型、チューブ型等様々なものがあるが、機械動作に対してペーストがすぐに動作する反応性の高さや、制御の容易さから、ピストン型定容量ポンプが多く用いられている。 In any system, it is necessary to supply a high-viscosity paste of 5000 to 50000 mPaS to the applicator. At that time, a valve and a constant-capacity pump are used as means for controlling supply and stop of supply of the paste. Yes. There are many types of valves such as needle type, diaphragm type, rotary type, bellows type, etc., but the rotary type is short because the opening / closing operation time is short and the capacity change before and after the valve by the opening / closing operation is small. (Also known as ball valve) is often used. On the other hand, there are various types of constant capacity pumps, such as diaphragm type, piston type, tube type, etc., but because of the high reactivity that the paste works immediately for machine operation and the ease of control, the piston type constant capacity Many pumps are used.
ロータリー型バルブはペーストの通じる孔を設けたインナーが、それを内包するアウターに対して回転し、バルブの前後に接続された配管にインナーの孔が通じるときに、ペーストが通過し、インナーを回転させてその孔が配管とは90度の方向に向いたときに、ペーストの通過を停止させることができる(例えば特許文献2)。
ロータリ型バルブでは、インナーのペーストが流入する入口や、流出する出口にはシール材が設けられていて、これによってペーストがインナーとアウターの嵌合部に入り込むのを防いでいる。しかし、インナーに設けられた貫通孔にペーストが内包された状態でインナーがバルブの開閉のために回転するので、バルブ閉のときに前記貫通孔内に内包されたペーストは、インナーとアウターの間にあるすきま部に流入する。 In the rotary type valve, a sealing material is provided at an inlet through which the inner paste flows and an outlet through which the inner paste flows out, thereby preventing the paste from entering the fitting portion between the inner and outer. However, since the inner rotates to open and close the valve while the paste is contained in the through hole provided in the inner, the paste contained in the through hole when the valve is closed is between the inner and the outer. Flows into the clearance.
また、バルブ開あるいは閉の状態からバルブ閉あるいは開の状態に移行する間は、インナーの貫通孔はインナーとアウター間のすきま部とバルブ前後の配管の両方に通じる、いわゆる半開き状態になっており、これによってもインナー近くのペーストがインナーとアウターの間にあるすきま部に流入する。いずれの場合も流入するペーストは少量であるが、インナーとアウターの嵌合部やすきま部に侵入したペーストは、そこで滞留するとともに、多数回にわたってせん断を受けることになる。滞留や多数回のせん断を受けることで、ペーストはゲル状に変質したり、変成物を発生させたりする。このゲル状物や変成物は、新たに侵入するペーストと入れ替わって、前記嵌合部やすきま部よりバルブ外に出て、下流側の配管に流出することがある。この場合にはペーストのゲル状物や変成物は塗布器への供給途中のペーストに混じり、甚だしい場合は、塗布膜に重大な故障や欠陥を発生させる。 In addition, during the transition from the valve open or closed state to the valve closed or open state, the inner through-hole is in a so-called half-open state that leads to both the clearance between the inner and outer and the piping before and after the valve. This also causes the paste near the inner to flow into the gap between the inner and outer. In any case, a small amount of paste flows in, but the paste that has entered the fitting portion and the gap portion between the inner and outer portions stays there and undergoes shear many times. By undergoing stagnation and numerous shears, the paste is transformed into a gel and generates a denatured product. This gel-like material or metamorphic material may be replaced with a newly invading paste, and may flow out of the valve from the fitting portion or the gap portion and flow out to the downstream pipe. In this case, the gel-like or modified product of the paste is mixed with the paste that is being supplied to the applicator, and in a severe case, a serious failure or defect occurs in the coating film.
本発明は、上述の事情に基づいてなされたもので、その目的とするところは、ロータリ型バルブで、高粘度ペーストを長時間にわたって通過/停止の作業を行っても、ゲル状物や変成物を発生しないバルブを提供することにある。 The present invention has been made based on the above-mentioned circumstances. The object of the present invention is to use a rotary type valve, even if a high-viscosity paste is passed / stopped for a long time, a gel-like product or a modified product. An object of the present invention is to provide a valve that does not generate any problems.
そして、その改良されたバルブを使用することで、高品質の塗布膜を安価に、しかも容易に実現できる塗布装置および方法並びにこの方法を使用したプラズマディスプレイ用部材の製造方法を提供することにある。 Another object of the present invention is to provide a coating apparatus and method capable of easily and inexpensively realizing a high-quality coating film by using the improved valve, and a method for producing a plasma display member using this method. .
上述した目的を達成する本発明の塗布装置は、以下に述べる(1)の構成を有する。
(1)塗布液を吐出するために一方向に延びる吐出口を有する塗布器と、該塗布器に前記塗布液を供給する塗布液供給手段と、被塗布部材を保持する載置台と、前記塗布器および前記載置台のうちの少なくとも一方を相対的に移動させる移動手段と、該塗布器を前記被塗布部材に近接させる近接手段とを備え、前記被塗布部材に塗布膜を形成する塗布装置において、前記塗布液供給手段がインナーとアウターが嵌合して構成され、かつ該インナーの回転によって塗布液の通過とその停止を制御するロータリ型バルブを有し、前記アウターに、該インナーと該アウターの間のすきま部に流入する塗布液を、該ロータリ型バルブの開閉ごとに該インナーが回転して駆動力になることにより外部に排出する排出口が設けられているとともに、少なくとも該インナーの外面および該アウターの内面がHCr、窒化チタン、炭化チタン、タングステンカーバイドおよびダイヤモンドライクカーボンのいずれかの硬化物で被覆されていることを特徴とする塗布装置。
The coating apparatus of the present invention that achieves the above-described object has the configuration (1) described below .
(1) An applicator having a discharge port extending in one direction for discharging the coating liquid, a coating liquid supply means for supplying the coating liquid to the coating apparatus, a mounting table for holding a member to be coated, and the coating In a coating apparatus, comprising: a moving means for relatively moving at least one of the container and the mounting table; and a proximity means for bringing the applicator close to the member to be coated, and forming a coating film on the member to be coated The coating liquid supply means includes a rotary valve that controls the passage and stop of the coating liquid by rotation of the inner , and the inner and the outer the coating fluid flowing into the gap portion between, with outlet for each opening and closing of the rotary valve the inner discharged to the outside by become the driving force to rotate is provided, less Coating apparatus also the outer surface and the outer of the inner surface of the inner is HCr, characterized in that it is coated with titanium nitride, titanium carbide, or the cured product of the tungsten carbide and diamond-like carbon.
本発明の塗布方法は、上述の(1)に記載の塗布装置を用いて、被塗布部材上に塗布膜を形成するとともに、前記ロータリ型バルブのインナーとアウターの間のすきま部に流入する塗布液を、該ロータリ型バルブの開閉ごとに前記ロータリ型バルブの外部に排出することを特徴とする。 The coating method of the present invention is a coating method in which a coating film is formed on a member to be coated using the coating apparatus described in (1) above and flows into a clearance between the inner and outer of the rotary valve. The liquid is discharged to the outside of the rotary valve every time the rotary valve is opened and closed .
さらに本発明のプラズマディスプレイ用部材の製造方法は、上述した(2)の本発明の塗布方法を用いて、ペーストを被塗布部材上に塗布しプラズマディスプレイ用部材を製造することを特徴とする。 Furthermore, the manufacturing method of the member for plasma displays of this invention is characterized by manufacturing a member for plasma displays by apply | coating a paste on a to-be-coated member using the coating method of this invention of (2) mentioned above.
本発明にかかる塗布装置では、上述したように、インナーとアウターが嵌合し、インナーの回転によって塗布液の通過とその停止を制御するロータリ型バルブであって、インナーとアウターの間のすきま部に流入する流体を外部に排出する排出口をアウターに設けたロータリ型バルブを用いているので、インナーとアウターの間にある嵌合部やすきま部にペーストが侵入しても、それを外部に排出する排出口がアウターに設けられているのであるから、同じ場所にペーストが長時間にわたって滞留することがない。それによって、ペーストが同じ場所で長時間滞留することや、多数回のせん断を受けることにより発生するゲル状物や変成物の生成をなくするとともに、たとえ生成されても塗布器への流出を阻止することができる。 In the coating apparatus according to the present invention , as described above, the inner and outer are fitted, and the rotary valve that controls the passage and stop of the coating liquid by the rotation of the inner, the clearance between the inner and the outer A rotary valve with an outer outlet for discharging the fluid flowing into the outside is used, so even if paste enters the fitting part or the gap between the inner and outer parts, Since the outlet for discharging is provided in the outer, the paste does not stay in the same place for a long time. As a result, the gel stays in the same place for a long time, and the generation of gels and metamorphs caused by multiple shearing is eliminated, and even if it is generated, it is prevented from flowing out to the applicator. can do.
本発明になる塗布装置では、上述したように、インナーとアウターが嵌合し、インナーの回転によって塗布液の通過とその停止を制御するロータリ型バルブであって、少なくともインナーの外面とアウターの内面には硬化物が被覆されているロータリ型バルブを用いているので、インナーとアウターに被覆した硬化物がペーストとの金属反応を防止して、同じ場所にペーストが長時間滞留して特定金属との長時間の接触により発生するゲル状物や変成物の生成を同じように防止することができる。 In the coating apparatus according to the present invention , as described above, the inner and outer are fitted, and the rotary valve controls the passage and stop of the coating liquid by the rotation of the inner, and at least the outer surface of the inner and the inner surface of the outer Uses a rotary valve coated with a hardened material, so the hardened material coated on the inner and outer prevents the metal reaction with the paste, and the paste stays in the same place for a long time, and the specific metal and It is possible to similarly prevent the formation of gel-like substances and metamorphic substances generated by long-time contact.
さらに、本発明になる塗布方法および塗布装置を用いれば、上記の優れたバルブを用いて塗布を行うのであるから、欠点や故障のない高品質の塗布膜を容易に形成することができる。 Furthermore, if the coating method and the coating apparatus according to the present invention are used, coating is performed using the above-described excellent valve, so that a high-quality coating film free from defects and failures can be easily formed.
本発明になるプラズマディスプレイ用部材の製造方法によれば、上記の優れた塗布方法を用いて、ペーストを被塗布部材上に塗布しプラズマディスプレイ用部材を製造するのであるから、高い品質のプラズマディスプレイ用部材を容易に、低コストで工業的に製造することが可能となる。 According to the method for producing a member for plasma display according to the present invention , the paste is applied onto the member to be coated by using the above-described excellent coating method to produce a member for plasma display. It becomes possible to manufacture the member for industrial use easily at low cost.
以下、この発明の好ましい実施形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1の(a)は、本発明になるロータリ型バルブ100の概略正面断面図、図1の(b)は図1(a)のX1−X1で切断した側面断面図、図2は図1(a)のX2−X2で切断した側面断面図、図3の(a)はインナー102を図1(a)の状態より90度回転させたときのロータリ型バルブ100の概略正面断面図、図3の(b)は図3(a)の側面断面図、図4は本発明のロータリ型バルブを適用したダイコータ1の概略正面図である。
1A is a schematic front sectional view of a
本発明になるロータリ型バルブ100を図1と2を用いて説明する。ロータリ型バルブ100は、外周部112が球面状のインナー102、円筒状の内面114を有しインナー102の外周部の上下2点の頂点と接するアウター104、インナー102とアウター104の間にあるすきま部122へのペースト124の侵入を防止する円形状の左右一対のシール108A、B、インナー102をアウター104との接触点2点を含むラインをC−Cを中心に回転させる回転軸106、アウター104とボルト等の部材で締結される左右一対のサイドプレート120A、Bより構成される。図1〜3ではペースト124は点模様で示されている。インナー102には貫通孔116が、サイドプレートA、Bにも貫通孔118A、Bがそれぞれ設けられている。サイドプレートA、Bの貫通孔118A、Bは、流入側Iと流出側Oの図示されていない配管にそれぞれ接続され、各々の貫通孔を通して流入側Iの配管より流入するペースト124を流出側Oの配管に流出することができる。サイドプレート120A、Bは、アウター104と締結されることによって、シール108A、Bとインナー102を挟み込むことになり、この挟み込み力によってシール108A、B、インナー102を矢印の方向に移動しないように固定するととともに、ペースト124の侵入を防止するシール力を与えることができる。また、サイドプレート120A、Bのアウター104との締結を解除し、サイドプレート120A、Bを取り外せば、シール108A、B、インナー102、回転軸106もアウター104より取り外すことができる。すなわち、ロータリー型バルブ100は、分解・組立可能な構造となっている。
A
また、アウター104には2つの排出孔110A、Bが設けられている。この排出孔110A、Bは、インナー102とアウター104の間のすきま部122に侵入するペースト124を外部に排出する。さらにインナー102の外周部112とアウター104の内面114には、硬化物が被覆されている。ここで使用される硬化物は、ペーストとの金属反応を生じない金属、セラミックス、樹脂等を選定するのが好ましいが、耐摩耗性や耐久性をさらに有する薄膜を構成できるHCr、TiN、TiC、WC、ダイヤモンドライクカーボン、酸化アルミニウム等が特に好ましい。硬化物はCVD、PVD、メッキ、溶射等いかなる手段で付着させてもよく、その厚さは好ましくは0.01〜100μm、より好ましくは0.1〜10μmである。薄すぎるとすぐに硬化物が摩滅により消滅するので、厚い方がよいが、付着手段の制約により厚さの上限が定まる。硬化物の硬度としては、ビッカース硬度で好ましくは400以上、より好ましくは500以上である。
Further, the outer 104 is provided with two
なお、これらの硬化物は、インナー102、アウター104のペーストと接触している面だけに被覆されていればよいが、全ての面に被覆されていてもよい。さらに、ペーストと接触するすべてのロータリ型バルブ100の構成部材がこれらの硬化物で被覆されていることがより好ましい。
In addition, although these hardened | cured materials should just be coat | covered only on the surface which is contacting the paste of the inner 102 and the outer 104, you may coat | cover all the surfaces. Furthermore, it is more preferable that all the components of the
次に、ロータリ型バルブ100の作用について図1〜3を用いて説明する。図1の状態にあるとき、インナー102の貫通孔116とサイドプレート120A、Bの貫通孔118A、Bは通じているのであるから、ペーストを通過させることができる状態、すなわち、ロータリ型バルブ100は開の状態にある。図1の状態から、回転軸106を図示しない駆動源にて、ラインC−C回りに90度だけ矢印の方向に回転させると、図3に示すように、インナー102の貫通孔116は、孔の貫通方向がサイドプレート120A、Bの貫通孔118A、Bの貫通方向と直交する。すなわち、貫通孔118A、B側からインナー102を見ると、インナー102の貫通孔116は見えなくなり、ペーストを流入側Iにある貫通孔118Aから流入させても、インナー102の壁面で流れが阻止され、ペーストの通過を阻止できる状態、すなわち、ロータリー型バルブ100が閉の状態になる。
Next, the operation of the
図1(a)を見れば明らかなように、ロータリ型バルブ100が開の状態にあるときには、シール108A、Bによって、ペーストがサイドプレート120A、Bの貫通孔118A、B側からインナー102とアウター104の間のすきま部122に侵入するのは阻止される。また、ロータリ型バルブを開から閉の状態にするときに、インナー102が回転することでペースト124をアウター104の内部に持ち込もうとしても、シール108A、Bで阻止される。しかし、ロータリ型バルブ100が図3のように閉の状態になると、インナー102は外周は球面であっても、アウター104の内面は円筒面であるために、インナー102の貫通孔116の両端は、アウター104の内面では完全にフタはされず、貫通孔116内に内包されているペースト124の一部が、インナー102とアウター104の間のすきま部122にあふれ出ることになる。また、バルブ開あるいは閉の状態からバルブ閉あるいは開の状態に移行する間は、インナー102の貫通孔116の両端は、インナー102とアウター104間のすきま部122とサイドプレートA、Bの貫通孔118A、Bの両方に通じる、いわゆる半開き状態になっている。これによってもインナー102の貫通孔116の両端部近くにあるペーストがインナー102とアウター104の間にあるすきま部122に流入する。1回の開閉動作でインナー102とアウター104の間のすきま部122にたまるペースト124の量はわずかであるが、ロータリ型バルブ100の開閉動作を何度も繰り返すと、各開閉動作ごとにペースト124がすきま部に加算されていくので、排出孔110A、Bが閉の状態にあると、最終的にはすきま部122全体をペースト124で占めてしまうことになる。
As apparent from FIG. 1A, when the
いったん、すきま部122にトラップされたペースト124は、開閉動作に伴うインナー102の回転によってアウター104外部に持ち出されたり、バルブ開閉動作途中の半開き状態のときに一部がサイドプレート120A、Bの貫通孔118A、Bに流出したりするが、わずかであるので大半はいつまでもすきま部に滞留することになる。インナー102の貫通孔116の出口・入口付近にあるペースト124だけが、開閉動作時に貫通孔116に内包されているペースト124と入れ替わって、アウター104の外部に持ち出される。この持ち出されたペーストは流出側Oのサイドプレート120Bの貫通孔118Bを通じて、下流側に流出する。
The
すきま部122に蓄えられたペースト124は、開閉動作に伴うインナー102の回転ごとに大きなせん断を受ける。ペースト124はずっと滞留して繰り返し大きなせん断を受けると、ゲル状物やその他の変成物に変異することがある。また、ペーストがすきま部122に滞留して金属であるインナー102の外周部112や、アウター104の内面114に長時間接触しているだけでも、ペーストの金属反応により、ゲル状物やその他の変成物に変異することがある。すきま部122内のペーストは、インナーの回転や新たに侵入するペーストによってわずかながらその位置を変えていく。そして発生したゲル状物や変成物がインナー102の貫通孔116の出口付近にくると、貫通孔116内のペーストと入れ替わって貫通孔内にはいり、それがアウター104の外部にそのまま持ち出されてロータリ型バルブ100の下流工程に流される。下流工程に流出したゲル状物や変成物が正常なペーストと混ざって塗布されて塗膜を形成すると、製品欠陥を生じる。それに対して、本発明のようにすきま部122に通じる排出孔110A、Bが設けられ、すきま部122の反対側が開放されていると、すきま部122のためられたペースト124が滞留せずに、アウター104外部に排出されることになるので、ゲル状物や変成物が発生しない。ロータリ型バルブ100の開閉ごとにインナー102が回転して、貫通孔116から新たなペーストがもたらされると、それがすきま部122のペーストを排出孔110A、Bから排出させる駆動力となる。さらに排出孔110A、Bに配管を接続して、吸引力を作用させれば、より容易にすきま部122内のペーストを外部に排出できるので、一層滞留をなくすことができ、ゲル状物や変成物の発生防止効果が高まる。
The
また、本発明ではインナー102の外周部112と、アウター104の内面114に、ペースト124と金属反応を防止する硬化物が付着されているので、金属反応によるゲル状物や変成物の生成を防止することができる。インナー102の外周部112に付着された硬化物はシール108との摩耗特性の改善にも効果がある。
Further, in the present invention, a hardened material that prevents a metal reaction with the
以上、ロータリ型バルブ100のアウター104の内部まで通ずる排出孔110A、Bを設けたので、バルブ開閉時にインナー102とアウター104の間のすきま部122にペーストが蓄えられても、蓄えられたペーストを確実に外部に排出できるようになり、滞留ペーストが繰り返してせん断を受けてゲル状物等の変異物になることを防止するとともに、変異物が発生しても排出孔110A、Bより外部に排出できるので、変異物が正常なペーストに混ざって塗布されて塗膜に製品欠陥の生じるのをなくすことができる。
As described above, since the discharge holes 110A and B that lead to the inside of the outer 104 of the
また、本発明のロータリ型バルブ100のインナー102とアウター104それぞれのペースト接液部には、ペーストと金属反応しない硬化物が被覆されているので、たとえ排出孔110A、Bがなくて滞留する状況があっても、金属反応による変異物の発生を防止することができ、変異物が正常なペーストに混ざって塗布されて塗膜に製品欠陥の生じるのをなくすことができる。
Moreover, since the paste wetted parts of the inner 102 and outer 104 of the
なお、ロータリ型バルブ100の開閉時に、排出孔110A、Bよりエアーが混入しないように、最初は排出孔110A、Bの出口側を閉として、ペースト124をすきま部122、排出孔110A、Bに充満させてエアーを完全に排除してから、排出孔110A、Bの出口側を開として、ロータリ型バルブ100の使用を開始するのが好ましい。
In order to prevent air from entering the discharge holes 110A and B when the
また、インナー102、アウター104、サイドプレート120A、Bは、耐薬品性と強度の点から、ステンレスで作られていることが望ましいが、他の金属、フッ素系樹脂等の樹脂あるいはセラミックスであってもよい。金属を用いる場合は、上述の通り、インナー102の外周部112、アウター104の内面114には、金属反応しない硬化物を付着させることが好ましい。なお排出孔110A、Bの孔径はペーストが排出できればいかなるものでもよいが、好ましくは内径でφ5〜60mm、より好ましくはφ10〜φ24mmである。内径は小さすぎるとペーストを排出しにくく、大きすぎると排出の流速が低下してしまう。
The inner 102, outer 104, and
次に本発明のロータリ型バルブ100を適用した塗布装置であるダイコータ1を、図4を参照して説明する。
Next, a
ダイコータ1は、基台2を備えており、基台2上には、一対のガイドレール4が設けられている。このガイドレール4上には基板Aの載置台であるステージ6が配置されており、ステージ6は図示しないリニアモータで駆動されて図4に示すX方向に自在に往復動する。また、ステージ6の上面は吸着孔からなる真空吸着面となっており、被塗布部材である基板Aを吸着保持することができる。
The
基台2の中央を見ると、門型の支柱10がある。支柱10の両側に、上下昇降ユニット70が備えられており、この上下昇降装置ユニット70に塗布を行うダイ20が取り付けられている。
Looking at the center of the
ダイ20は矢印で示すX方向に垂直な方向、すなわち紙面に垂直な方向にのびているフロントリップ22、及びリアリップ24を、シム32を介してX方向に重ね合わせ、図示しない複数の連結ボルトにより一体的に結合することで構成されている。ダイ20内の中央部にはマニホールド26が形成されており、このマニホールド26もダイ20の長手方向(X方向に直交する方向)に延びている。マニホールド26の下方には、スリット28が連通して形成されている。このスリット28もダイ20の長手方向に延びており、その下端がダイ20の最下端面である吐出口面36で開口となって、吐出口34を形成する。なお、スリット28はシム32によって形成されるので、スリットの間隙(X方向に測定)は、シム32の厚さと等しくなる。
The
このダイ20を昇降させる上下昇降装置ユニット70は、ダイ20を吊り下げる形で保持する吊り下げ保持台80、吊り下げ保持台80を昇降させる左右一対の昇降台78、昇降台78を上下方向に案内するガイド74、モータ72の回転運動を昇降台78の直線運動に変換するボールねじ76より構成されている。
The
上下昇降ユニット70はダイ20の長手方向の両端部を支持するよう左右1対あって、各々が独立に昇降できるので、ダイ20長手方向の水平に対する傾き角度を任意に設定することができる。これによってダイ20の吐出口面36と基板Aを、ダイ20の長手方向にわたって略並行にすることができる。さらに、この上下昇降ユニット70によって、ステージ6上の基板Aとダイ20の吐出口面36の間にすきま、すなわち、クリアランスを、任意の大きさに設けることができる。
The
さらに基台2の左側を見ると、基板Aの厚さを測定する厚さセンサー90が支持台92に取り付けられている。厚さセンサー90はレーザを使用したものであることが好ましい。厚さセンサー90により基板Aの厚さを測定することで、どのような厚さの基板Aに対しても、ダイ20の吐出口面36と基板Aの隙間であるクリアランスを、常に一定にすることができる。
Further, when viewing the left side of the
再びダイ20を見ると、ダイ20のマニホールド26の上流側は、塗布液供給装置40に連なる供給ホース60に、内部通路(図示しない)を介して常時接続されており、これにより、マニホールド26へは塗布液供給装置40から塗布液を供給することができる。マニホールド26に入った塗布液はダイ20の長手方向に均等に拡幅されて、スリット28を経て、吐出口34から吐出される。
Looking again at the die 20, the upstream side of the
なお、塗布液供給装置40は、供給ホース60の上流側に、出口側バルブ214、ピストン型定容量ポンプであるシリンジポンプ200、入口側バルブ212、吸引ホース62、タンク64を備えている。タンク64にはペースト124が蓄えられており、圧空源68に連結されて任意の大きさの背圧をペースト124に付加することができる。タンク64内のペースト124は、吸引ホース62を通じてシリンジポンプ200に供給される。シリンジポンプ200では、シリンジ202、ピストン204がポンプ台56に取り付けられている。ここで、ピストン204は図示しない駆動源によって上下方向に自在に往復動できる。オス側のピストン204とメス側のシリンジ202との間に気密性を持たせるためにOリング206がピストン204に装着されている。また、出口側バルブ214、入口側バルブ212にはロータリ型バルブ100を使用している。
The coating
なお、制御信号にて動作するリニアモータ、モータ72、塗布液供給装置40等はすべて制御装置94に電気的に接続されている。そして、制御装置に組み込まれた自動運転プログラムにしたがって制御指令信号が各機器に送信されて、あらかじめ定められた動作を行う。なお、条件変更時は操作盤96に適宜変更パラメータを入力すれば、それが制御装置94に伝達されて、運転動作の変更が実現できる。
Note that the linear motor, the
次に、本発明の塗布装置を使った塗布方法について詳述する。 Next, a coating method using the coating apparatus of the present invention will be described in detail.
まず、塗布装置1の各動作部の原点復帰が行われると、各移動部はスタンバイ位置に移動する。すなわち、ステージ6は図4の左端部(破線で示す位置)、ダイ20は最上部に移動する。ここで、タンク64〜ダイ20までペースト124はすでに充満されており、ダイ20内部の残留エアーを排出する作業も既に終了している。このときの塗布液供給装置40の状態は、シリンジ202にペースト66が充填、入口側バルブ212は閉、出口側バルブ214は開、そしてピストン204は最下端の位置にあり、いつでもペースト124をダイ20に供給できるようになっている。
First, when the origin of each operation unit of the
最初に、ステージ6の表面に図示しないリフトピンを上昇させ、図示しないローダから基板Aがリフトピン上部に載置される。次にリフトピンを下降させて基板Aをステージ6上面に載置し、同時に吸着保持する。 First, lift pins (not shown) are raised on the surface of the stage 6, and the substrate A is placed on the lift pins from a loader (not shown). Next, the lift pins are lowered to place the substrate A on the upper surface of the stage 6 and simultaneously hold it by suction.
そしてステージ6を塗布速度にて移動開始し、基板Aが厚さセンサー90下を通過する基板Aの厚さを測定し、このときに、測定した基板Aの厚さデータを用い、上下昇降ユニット70を駆動して、ダイ20の吐出口面36を基板Aからあらかじめ与えたクリアランスをもって分離された位置まで近接させる。基板Aの塗布開始部がダイ20の吐出口34Aの真下に達したら、シリンジポンプ200のピストン204を所定速度で上昇させ、ダイ20からペースト124を基板Aに向かって吐出し、ペースト124の基板Aへの塗布を始めて、塗布膜Cを形成する。基板Aの塗布終了部がダイ20の吐出口34の位置にきたらピストン204を停止させてペースト124の供給を停止し、続いて、上下昇降ユニット70を駆動して、ダイ20を上昇させる。これによって基板Aとダイ20Aの間に形成されたビードが断ち切られ、塗布が終了する。
Then, the stage 6 starts to move at the coating speed, and the thickness of the substrate A through which the substrate A passes under the
これらの動作中ステージ6は動きつづけ、終点位置にきたときに停止し、基板Aの吸着を解除してリフトピンを上昇させて基板Aを持ち上げる。このとき、図示されないアンローダによって基板Aの下面が保持され、次の工程に基板Aを搬送する。基板Aをアンローダに受け渡したら、ステージ6はリフトピンを下降させ原点位置に復帰する。 During these operations, the stage 6 continues to move, stops when it reaches the end point position, releases the suction of the substrate A, raises the lift pins, and lifts the substrate A. At this time, the lower surface of the substrate A is held by an unloader (not shown), and the substrate A is transported to the next step. When the substrate A is delivered to the unloader, the stage 6 lowers the lift pins and returns to the origin position.
その後シリンジポンプ200は、出口側バルブ214を開、入口側バルブ212を閉として、ピストン204を一定速度で下降させ、タンク64のペースト124をシリンジポンプ200のシリンジ202に充填する。充填完了後、ピストン204を停止させ、入口側バルブ212を閉、出口側バルブ214を開として、次の基板Aが来るのを待ち、同じ動作を繰り返す。
Thereafter, the
ダイコータ1の塗布液供給装置40に、本発明のロータリ型バルブ100やシリンジポンプ200を用いて、以上の塗布方法で塗布すると、ゲル状物等の変異物がロータリ型バルブ100に設けられた排出孔110A、Bより外部に放出されるので、これらによる欠陥が皆無の高い品質の塗布膜を低コストで形成することができる。
When the rotary
なお、本発明が適用できる塗布液としては、粘度が1cps〜100000cpsのものが好ましく、より望ましくは1000cps〜50000cpsであり、ニュートニアンでもチキソ性を有する塗布液にも適用できる。基板Aとしてはガラスの他にアルミ等の金属板、セラミック板、樹脂板、シリコンウェハー等を用いてもよい。さらに使用する塗布条件としては、基板Aとダイの吐出口面間のクリアランスが40〜500μm、より好ましくは80〜300μm、塗布速度が0.1m/分〜10m/分、より好ましくは0.5m/分〜6m/分、ダイの吐出口の間隙は50〜1000μm、より好ましくは100〜600μm、塗布厚さが5〜400μm、より好ましくは20〜250μmである。 The coating solution to which the present invention can be applied preferably has a viscosity of 1 cps to 100000 cps, more preferably 1000 cps to 50000 cps, and it can be applied to both Newtonian and thixotropic coating solutions. As the substrate A, in addition to glass, a metal plate such as aluminum, a ceramic plate, a resin plate, a silicon wafer, or the like may be used. Further, as application conditions to be used, the clearance between the substrate A and the discharge port surface of the die is 40 to 500 μm, more preferably 80 to 300 μm, and the application speed is 0.1 m / min to 10 m / min, more preferably 0.5 m. / Min to 6 m / min, the die discharge gap is 50 to 1000 μm, more preferably 100 to 600 μm, and the coating thickness is 5 to 400 μm, more preferably 20 to 250 μm.
幅340mm×長さ440mm×厚さ2.8mmのソーダガラス基板上の全面に感光性銀ペーストを5μmの厚みにスクリーン印刷した後で、フォトマスクを用いて露光し、現像および焼成の各工程を経て、ピッチ220μmでストライプ状の1920本の銀電極を形成した。その電極上にガラスとバインダーからなるガラスペーストをスクリーン印刷した後に、焼成して誘電体層を形成した。次に図4のダイコータ1に吐出幅330mm、リップ間隙(シム厚さ)500μmのダイを取付け、各バルブには、ロータリー型バルブ100と、ポンプにシリンジポンプ200を用いた。
A photosensitive silver paste is screen-printed to a thickness of 5 μm on the entire surface of a soda glass substrate having a width of 340 mm, a length of 440 mm, and a thickness of 2.8 mm, and then exposed to light using a photomask, followed by development and firing steps. Then, 1920 striped silver electrodes with a pitch of 220 μm were formed. A glass paste made of glass and a binder was screen-printed on the electrode and then baked to form a dielectric layer. Next, a die having a discharge width of 330 mm and a lip gap (shim thickness) of 500 μm was attached to the
なお、ロータリ型バルブ100は、内径φ10mmのペースト排出孔が2箇所設けられていることの他、インナー102の外周部112とアウター104の内面にTiNを被覆させたものであった。シリンジポンプ200のシリンジ内径はφ30mmで、それに合わせて、Oリング206は、形状がJISB2401に規定されているP30にて、材質が赤シリコンで成型されたものであった。準備完了後、タンク〜ダイまでの塗布液供給ラインに、ガラス粉末と感光性有機成分からなる粘度20000cpsの感光性ガラスペーストを充満させた。ダイ20〜誘電体層の間のクリアランスが350μmになるようにダイを下降させた後に、塗布厚さ300μm、塗布速度1m/分で上記の感光性ガラスペーストを塗布した。このときのシリンジポンプからのペースト供給速度は、1.65cc/秒であった。この基板を移載機で取り出して、輻射ヒータを用いた乾燥炉に投入し、100℃で20分間乾燥した。乾燥後の塗布厚み分布を基板全面にわたって測定したところ、140μm±3μmの範囲に収まる有効製品部分は塗布長さ436mm中426mmであり、画素面形成に必要な長さ424mmより大きくできていた。同じ条件にて1000枚塗布し、抜き取りで目視検査したところ、ゲル状物等による異物の発生や、塗布膜の欠け等、欠陥は皆無であった。なお、1000枚塗布後に、適用した2つのロータリ型バルブの排出孔からは、合計500ccのペーストが排出された。ガラスペーストによる塗布膜を形成後、隣あった電極間に隔壁が形成されるように設計されたフォトマスクを用いて露光し、現像と焼成を行って隔壁を形成した。隔壁の形状はピッチ220μm、線幅30μm、高さ130μmであり、各領域での隔壁本数は1921本であった。この後、R、G、Bの蛍光体ペーストを順次スクリーン印刷によって塗布して、80℃、15分で乾燥後、最後に460℃15分の焼成を行って、プラズマディスプレイの背面板を作製した。得られたプラズマディスプレイ背面板の表面品位は申し分ないものであった。次に、このプラズマディスプレイ背面板と前面板を合わせ、封着後、Xe5%、Ne95%の混合ガスを封入し、駆動回路を接続してプラズマディスプレイを得た。
In addition, the
この発明は、プラズマディスプレイ、カラー液晶ディスプレイ用カラーフィルタやTFT用アレイ基板、光学フィルタ、プリント基板、集積回路、半導体等の製造分野で、ガラス基板などの被塗布部材表面に塗布液の吐出を制御して塗布膜を形成する塗布装置および塗布方法、並びにこの塗布方法を使用したプラズマディスプレイ用部材の製造などに利用されうる。 This invention controls the discharge of coating liquid onto the surface of a coated member such as a glass substrate in the manufacturing field of plasma filters, color filters for color liquid crystal displays, TFT array substrates, optical filters, printed circuit boards, integrated circuits, semiconductors, etc. Thus, the present invention can be utilized for a coating apparatus and a coating method for forming a coating film, and for manufacturing a member for a plasma display using the coating method.
1 ダイコータ
2 基台
4 ガイドレール
6 ステージ
10 支柱
20 ダイ(塗布器)
22 フロントリップ
24 リアリップ
26 マニホールド
28 スリット
32 シム
34 吐出口
36 吐出口面
40 塗布液供給装置
56 ポンプ台
60 供給ホース
62 吸引ホース
64 タンク
68 圧空源
70 上下昇降ユニット
72 モータ
74 ガイド
78 昇降台
80 吊り下げ保持台
90 厚さセンサー
92 支持台
94 制御装置
96 操作盤
100 ロータリ型バルブ
102 インナー
104 アウター
106 回転軸
108A、B シール
110A、B 排出孔
112 外周部
114 内面
116 貫通孔
118A、B 貫通孔
120A、B サイドプレート
122 すきま部
124 ペースト
200 シリンジポンプ
202 シリンジ
204 ピストン
206 Oリング
212 入口側バルブ
214 出口側バルブ
A 基板(被塗布部材)
C 塗布膜
1
22
C Coating film
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