JP4508315B2 - 吐出手段 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、１０００ｃｐｓ〜１００００００ｃｐｓの高粘度物質を吐出し、これを媒体上に付着形成させる方法に用いられる吐出手段に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、高粘度物質を対象物（媒体とも言う）上に形成する方法として、蛍光体粉末、バインダー、溶剤からなる蛍光体インキを帯電させてノズルより射出し、微粒子化した蛍光体インクを高電圧によってパネル内面に付着させて蛍光面を形成する蛍光面形成方法が提案されている（特開昭５５−１３１９４８号公報）。
また、インクジェット方式のノズル機構を用いて蛍光体を吐出塗布し、陰極線管の蛍光面を形成する方法等も提案されている（特開平７−８１０５７号公報、特開平８−２１２９２５号公報）。
しかしながら、これら従来提案されているものは、ノズル内の高粘度物質を静電力による吸引または電気機械的に加圧して先端開口から押し出し、押し出された膨出部がある長さになると、根元部分（ノズル開口部分）から切断され、その後表面張力によって球状の滴となり、これが対象物上に付着するものである。
そのため、対象物に付着するドットの大きさはノズル開口径よりも５〜６倍程度に大きいものとなってしまい、精細なパターンを対象物上に高粘度物質で形成するのは困難であった。
これらの方法の場合、ノズルから形成される高粘度物質の滴の径（ドット径）を小さくしようとすれば、ノズレ開口径を小さくするしかない。このため、高粘度物質の粘度が非常に大きかったり、高粘度物質を構成する粒子径が大きくなると、ノズルの目詰まりを起こしてしまうという問題もあった。
【０００３】
このように、従来のノズルを用いた対象物（媒体）上への高粘度物質パターンの形成においては、種々問題があり、その対応が求められている中、本願出願人により、下部に１つ以上の孔径５０μｍ〜１ｍｍφ程度の円形または多角形のオリフィス、ノズル等の開口部を有し、その一部または全体を電極として配置し、且つ、１０００ｃｐｓ〜１００００００ｃｐｓの高粘度物質を充填し、前記高粘度物質を開口部から吐出する吐出手段を用い、開口部から、前記高粘度物質を吐出し、高粘度物質を媒体上に付着させる、媒体上への高粘度物質形成方法であって、精細なパターンを高粘度物質で対象物（媒体）上に形成することができ、且つ、高粘度物質の粘度が非常に大きかったり、高粘度物質を構成する粒子径が大きくなる場合にも開口部の目詰まりを起こさず安定的に、高粘度物質を対象物（媒体）上に形成することができる方法が提案されている。
この方法は、図６（ａ）に示すような吐出手段１３０を用い、必要に応じて吐出手段内の高粘度物質１２１に圧力をかけ、高粘度物質１２１のメニスカスを開口部１１１に形成し、更に必要に応じて電極１１４を介して吐出手段１３０の開口部１１１と媒体１４０間に第１の所定電圧値のパルス電圧を印加して、開口部１１１に高粘度物質１２１のメニスカスを縦長に伸長した伸長部１２１Ａを形成した状態で、高粘度物質を対象物（媒体）上に形成するものである。
あるいは、前記電極１１４を介して吐出手段１３０の開口部１１１と媒体１４０間に第２の所定電圧値のパルス電圧を印加することにより、伸長部１２１Ａの先端よりその一部を分離して、分離された滴状の高粘度物質１２１を、直接ないし間接的に高粘度物質を対象物（媒体）上に形成するものである。
この方法において用いられるオリフィス、ノズル等の開口部については、開口部の開口よりもはるかに小さい径の伸長部を形成することができ、伸長部先端から、媒体上に高粘度物質を伝わるようにして、あるいは分離して滴にして付着するため、開口部を小さくする必要はなく、その加工精度もそれほど必要とされない。
尚、図６（ｂ）は、図６（ａ）のＢ０側から見た図で、図６（ａ）は図６（ｂ）のＢ１−Ｂ２における断面図である。
【０００４】
ここで、上記図６に示す吐出手段１３０における高粘度物質１２１の吐出を説明するために、高粘度物質１２１の吐出原理とその制御方法を、図３、図４に基づいて、以下、簡単に説明しておく。高粘度物質２１が容器（図示していない）より充填されたオリフィスからなる開口部内の高粘度物質に所定の圧力を加えると、先端開口に突出したメニスカス１７が形成される。（図３（ａ））
この状態で図４に示すように、１０Ｈｚ〜１ｋＨｚ以下の繰り返し周波数での電圧値Ｖ１のパルス電圧を電極（図６の１１４に相当）と対象物（図６の１４０に相当）間に加えていくと、次第にメニスカス１７が下方へ伸長して伸長部１８が生成される。（図３（ｂ）から図３（ｃ））
電圧値Ｖ１のパルス電圧を繰り返し印加していくと、伸長部１８はあるところで伸びなくなる。（図３（ｄ））
この状態は、高粘度物質の表面張力と、電界及び重力による下方への引っ張り力とがバランスした状態である。このとき、図４に示すように、電圧値Ｖ２のパルス電圧を印加すると、伸長部１８がのびて先端部が切断分離して、あるいは先端部が対象物に直接接触して切断分離し、対象物上に、高粘度物質の滴（ドットとも言う）１９が形成される。（図３（ｅ））
伸長部１８の先端が媒体（対象物）に直接接触しても、いなくても、伸長部１８の先端部の分離が起こる。この状態で印加するパルス電圧を電圧値Ｖ１に戻すと、伸長部１８が若干収縮して短くなりその状態で安定し、伸長部１８の先端部での分離は行われなくなる。さらに、パルス電圧の印加を停止すると、高粘度物質の表面張力によって伸長部１８はさらに収縮し（図３（ｃ）から図３（ｂ））、図３（ａ）に示すメニスカス１７の状態に復帰する。なお、上記の例におけるパルス電圧の電圧値Ｖ１、Ｖ２は高粘度物質の種類によって異なるので、物質の粘度、表面張力、開口部の開口径等に応じて適宜電圧を変える必要がある。メニスカス１７は吐出させる開口径と同じ径を有しているが、メニスカス先端からのびた伸長部１８の先端から分離される高粘度物質（滴１９）は、先端の開口径よりはるかに小さい。このように、大きな径の開口から小さな滴１９が得られるので、高粘度物質を細線状に塗布したり、狭い領域に塗布するなど、広い応用が期待できる。また、開口部の径を大きくすることにより１００万ｃｐｓ程度の高粘度物質であっても充填させて吐出させることができる。
【０００５】
尚、分離される高粘度物質（滴１９）の形成は、図４に示すように、電圧値Ｖ２のパルス電圧の立ち上がり、立ち下がりのタイミングで行われ、この場合、１パルスに対して２つの分離された高粘度物質（滴１９）が形成されるが、パルス電圧が印加される時間を極端に小さくしていくと、１パルスに対して１つの分離された高粘度物質（滴１９）が形成される。勿論、図４では、パルス電圧が印加される時間Ｔｗが極端に小でない場合である。図４中、丸印は、その時刻（タイミング）で１回の分離が行われることを示している。更に、パルス電圧の電圧値の大きさを小さくしていくと、所定の電圧（電圧値Ｖｍ）以下で、分離は行われなくなる。パルス電圧が印加される時間Ｔｗが極端に小になった場合には、前述の所定の電圧（電圧値Ｖｍ）以上でも、１パルスに対し１つの分離された高粘度物質（滴１９）しか形成されないこともあるが、パルス電圧が前述の所定の電圧（電圧値Ｖｍ）以上で、且つ、約１０ｍｓｅｃ以上の印加時間である場合には、印加時間によらず、パルス電圧の立ち上がり、立ち下がりのタイミングで分離がそれぞれ行われる。
【０００６】
したがって、例えば、所定の電圧（電圧値Ｖｍ）より大きい、上記電圧値Ｖ３のパルス電圧と、所定の電圧（電圧値Ｖｍ）より小さい、電圧値Ｖ４のパルス電圧を用い、図５のようにかけて、高粘度物質の分離を制御することができる。図５中、丸印は、図４と同様、その時刻（タイミング）で１回の分離が行われることを示している。即ち、電圧値Ｖ３のパルス電圧の立ち上がり、立ち下がりのタイミングで分離を行い、電圧値Ｖ４のパルス電圧の印加により、伸長部１８を所定の長さに保つもので、電圧値Ｖ４のパルス電圧の印加により、電圧値Ｖ３のパルス電圧の立ち上がり、立ち下がりのタイミングで分離がスムーズに行えるように制御するものである。尚、伸長部の形成は、所定の電圧（図４の電圧値Ｖ１のパルス電圧に相当）をかけて行うが、必ずしもＶ１と上記Ｖ４とを同じにする必要はないが、作業上、Ｖ１、Ｖ４とをＶｍに近い（Ｖｍよりも小さい）、同じ値とすることもある。勿論、図５は、パルス電圧が印加される時間が極端に小でない場合である。
【０００７】
このようにして、高粘度物質を媒体上に形成するための吐出手段として、図６に示すような吐出手段１３０が用いられているが、開口部１１１先端の肉厚部１１２の開口部面１１２Ｓから高粘度物質が伝わる場合があり、また、メニスカスの形成が不安定な場合があり、これが原因で媒体上への高粘度物質の付着の制御が正常に行われないことが多々あった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、開口部から、１０００ｃｐｓ〜１００００００ｃｐｓの高粘度物質を吐出して媒体上に付着させて、媒体上へ高粘度物質を形成する高粘度物質形成方法に用いられる、吐出手段においては、媒体上への高粘度物質の付着の制御が正常に行うことができるものが求められていた。本発明は、これに対応するもので、開口部から、１０００ｃｐｓ〜１００００００ｃｐｓの高粘度物質を吐出して媒体上に付着させて、媒体上へ高粘度物質を形成する高粘度物質形成方法に用いられる、下部に１つ以上の孔径５０μｍ〜１ｍｍφ程度の円形または多角形のオリフィスからなる開口部を有し、前記高粘度物質を充填し、高粘度物質を開口部から吐出する吐出手段であって、開口部の肉厚部面から高粘度物質が伝わることがない吐出手段、更には、安定的なメニスカス形成ないしメニスカスを伸長した伸長部の形成を可能とする吐出手段を提供しようとするもので、これにより、媒体上への高粘度物質の付着の制御が正常に行なおうとするものである。
【０００９】
本発明の吐出手段は、１０００ｃｐｓ〜１００００００ｃｐｓの高粘度物質を充填する容器と、前記高粘度物質に圧力をかける手段とを備え、該容器の下部に一つ以上の孔径５０μｍ〜１ｍｍφの円形のオリフィスからなる開口部を有し、前記高粘度物質を開口部から吐出する吐出手段であって、開口部の吐出孔先端における、吐出側の肉厚を、吐出される前記高粘度物質が付着しない肉厚以下に薄くしており、開口部へ電圧を印加するための電極を該開口部に配置し、且つ、該電極に電圧を供給する電圧供給部を備えており、前記高粘度物質の媒体への形成は、吐出手段内の前記高粘度物質に圧力をかけ、前記電極を介して前記吐出手段の開口部と媒体間に所定電圧値のパルス電圧を印加することにより、開口部に前記高粘度物質のメニスカスを縦長に伸長した伸長部を形成した状態で、前記高粘度物質を吐出させるものであることを特徴とするものである。
【００１０】
あるいは、本発明の吐出手段は、１０００ｃｐｓ〜１００００００ｃｐｓの高粘度物質を充填する容器と、前記高粘度物質に圧力をかける手段とを備え、該容器の下部に一つ以上の孔径５０μｍ〜１ｍｍφの円形のオリフィスからなる開口部を有し、前記高粘度物質を開口部から吐出する吐出手段であって、開口部の吐出口先端の、吐出側とは反対側に、ほぼ鉛直方向に配設された壁面を備えており、開口部へ電圧を印加するための電極を該開口部に配置し、且つ、該電極に電圧を供給する電圧供給部を備えており、前記高粘度物質の媒体への形成は、吐出手段内の前記高粘度物質に圧力をかけ、前記電極を介して前記吐出手段の開口部と媒体間に所定電圧値のパルス電圧を印加することにより、開口部に前記高粘度物質のメニスカスを縦長に伸長した伸長部を形成した状態で、前記高粘度物質を吐出させるものであることを特徴とするものである。
【００１１】
あるいはまた、本発明の吐出手段は、１０００ｃｐｓ〜１００００００ｃｐｓの高粘度物質を充填させる容器と、前記高粘度物質に圧力をかける手段とを備え、該容器の下部に一つ以上の孔径５０μｍ〜１ｍｍφの円形のオリフィスからなる開口部を有し、前記高粘度物質を開口部から吐出する吐出手段であって、開口部の吐出孔先端における、吐出側の肉厚を、吐出される前記高粘度物質が付着しない肉厚以下に薄くし、且つ、開口部の吐出孔先端の、吐出側とは、ほぼ鉛直方向に配設された壁面を備えており、開口部へ電圧を印加するための電極を該開口部に配置し、且つ、該電極に電圧を供給する電圧供給部を備えており、前記高粘度物質の媒体への形成は、吐出手段内の前記高粘度物質に圧力をかけ、前記電極を介して前記吐出手段の開口部と媒体間に所定電圧のパルス電圧を印加することにより、開口部に前記高粘度物質のメニスカスを縦長に伸長した伸長部を形成した状態で、前記高粘度物質を吐出させるものであることを特徴とするものである。
【００１４】
【作用】
本発明の吐出手段は、このような構成にすることにより、開口部から、１０００ｃｐｓ〜１００００００ｃｐｓの高粘度物質を吐出して媒体上に付着させて、媒体上へ高粘度物質を形成する高粘度物質形成方法に用いられる、下部に１つ以上の孔径５０μｍ〜１ｍｍφ程度の円形または多角形のオリフィスからなる開口部を有し、前記高粘度物質を充填し、高粘度物質を開口部から吐出する吐出手段であって、開口部の肉厚部面から高粘度物質が伝わることがない吐出手段、更には、安定的なメニスカス形成を可能とする吐出手段の提供を可能としている。即ち、開口部の吐出孔先端における、吐出側の肉厚を、吐出される高粘度物質が付着しない肉厚以下に薄くしていることにより、開口部の肉厚部面から高粘度物質が伝わることがないようにしており、また、開口部の吐出孔先端の、吐出側とは反対側に、ほぼ鉛直方向に配設された壁面を備えていることにより、吐出される高粘度物質のメニスカスないしメニスカスを伸長した伸長部を安定させることを可能としている。特に、開口部の吐出孔先端における、吐出側の肉厚を、吐出される高粘度物質が付着しない肉厚以下に薄く、且つ、開口部の吐出孔先端の、吐出側とは反対側に、ほぼ鉛直方向に配設された壁面を備えていることにより、高粘度物質の媒体への形成を制御し易いものとできる。具体的には、その一部または全体を開口部へ電圧を印加するための電極として配置したもので、高粘度物質の媒体への形成は、必要に応じて吐出手段内の高粘度物質に圧力をかけ、前記電極を介して吐出手段の開口部と媒体間に所定電圧値のパルス電圧を印加して、開口部に高粘度物質のメニスカスを縦長に伸長した伸長部を形成した状態で、高粘度物質を吐出させる吐出手段である場合に、適用でき、特に、高粘度物質形成方法が、ＰＤＰ用背面板へ蛍光体を形成するためのものである場合には有効である。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図を基に説明する。
図１（ａ）は本発明の吐出手段の実施の形態の第１の例の概略断面図で、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ０方向からみた図で、図２（ａ）、図２（ｂ）は、それぞれ、本発明の吐出手段の実施の形態の第２の例、第３の例の特徴部の概略断面図である。
尚、図１（ａ）は図１（ｂ）のＡ１−Ａ２での断面図である。
図１、図２中、１０はオリフィス部（ノズル部）、１１は開口、１２は薄肉部、１２Ａは厚肉部、１２Ｓは厚肉部面（単に面とも言う）、１３は壁部、１４は電極、２０は容器、２１は高粘度物質（蛍光体層形成用組成物）、２１Ａは伸長部、２３は電圧供給部、２５はエアー配管、３０は吐下手段、４０は媒体（背面板）、５０はステージである。
【００１６】
まず、本発明の吐出手段の実施の形態の第１の例を図１に基づいて説明する。本例は、ＰＤＰ用の背面基板上へ高粘度の蛍光体層形成用組成物（高粘度物質２１）を形成するための吐出手段で、下部に複数の孔径２５０μｍφ、孔長さ１．０ｍｍの円形のオリフィスからなる開口部を有し、前記高粘度物質（蛍光体層形成用組成物）２１を充填し、これを開口部から吐出するものである。尚、オリフィスの孔径は５０μｍ〜１ｍｍφ程度のもので、孔長さは０．５ｍｍ〜２０ｍｍ程度のものが使用でき、オリフィスの孔径２００μｍ〜７００μｍのものがより好ましい。高粘度物質２１は、開口部よりメニスカスを伸長した伸長部を形成した状態で垂れ流され、媒体（背面板）４０の障壁（図示していない）間へ充填された後、乾燥、加熱され、蛍光体層として障壁間、障壁側面に形成される。本例においては、開口部１１の吐出側の吐出孔先端における、吐出側の肉厚を、吐出される高粘度物質である蛍光体層が付着しないように、最先端で０にして外側にテーパを設け、その肉厚を薄くした薄肉部１２を設け、且つ、開口部１１の吐出孔先端の、吐出側とは反対側に、吐出される高粘度物質２１のメニスカスを安定させるための、ほぼ鉛直方向に配設された壁面を持つ壁部１３を備えている。尚、ここでは、吐出側とは、吐出手段３０の媒体４０に対する相対的な移動方向とは、反対側の方向である。そして、本例では、高粘度物質２１の媒体４０への形成は、吐出手段３０内の高粘度物質２１に圧力をかけて高粘度物質のメニスカスを形成し、更に前記電極１４を介して吐出手段３０の開口部１１と媒体４０間に所定電圧値のパルス電圧を印加して、開口部１１に高粘度物質２１のメニスカスを縦長に伸長した伸長部２１Ａを形成した状態で、高粘度物質２１を吐出させるものである。
【００１７】
図１（ａ）に示すように、容器２０内に充填された高粘度物質２１は、エアー配管２５からの高圧エアーに押されながら、且つ、電圧供給部２３により、電極１４へ、高電圧（矩形電圧）をかけられ、開口１１先端より吐出されるが、薄肉部１２を設けており、且つ壁部１３を設けていることにより、開口１１より吐出された高粘度物質２１は、安定的に壁部１３の開口部側の壁面を伝わり、垂れ媒体（背面板）４０へと到達できる。そして、吐出手段３０は媒体（背面板）４０とは相対的に移動されるため、高粘度物質２１を垂れ流しながら媒体（背面板）４０の所定の領域に形成する。本例では、媒体４０は静止（固定）で、吐出手段３０のみが移動する。勿論、媒体移動、吐出手段固定でも良い。図１では詳しくは図示していないが、媒体（背面板）４０の表面には、所定のピッチで障壁が設けられており、これに対応した間隔で、図１（ｂ）に示すように、開口１１が設けられている。通常、蛍光体層形成用組成物（高粘度物質２１）は、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色毎に、形成するもので、開口は、障壁３ピッチ分の間隔で離れて配置されている。各色の蛍光体用の、吐出手段３０を用いて、各色蛍光体層を、併行して、あるいは別個に、形成する。ステージ５０は、媒体（背面板）４０を固定するものである。
【００１８】
本例においては、オリフィス部１０は、容器２０とは別体のもので、容器２０と合わせて、吐出手段３０としたものである。オリフィス部１０は、通常、機械加工して作製される。オリフィス部１０の材質としては、セラミック、アルミナ、ガラス、ガラス＋雲母、酸化ジルコニウム等が挙げられ、容器２０の材質としては、アルミ、ステンレス、銅、鉄等の金属、あるいは、ＰＥＥＫ、テフロン、ＮＣナイロン等の樹脂が挙げられる。オリフィス部１０の開口１１の孔径は、５０μｍ〜１ｍｍφ程度で、高粘度物質（蛍光体層形成用組成物）としては、１０００ｃｐｓ〜１００００００ｃｐｓのものが適用できる。
【００１９】
電圧供給部２３からの高電圧（矩形電圧）としては、図３、図４にて説明したように、所定電圧で、所定幅を持つものを使用する。蛍光体層（高粘度物質）２１を背面板（媒体）４０へ形成するためには、電圧としては、通常、１００Ｈｚ〜５ＫＨｚで、１ＫＶp-p 〜５ＫＶp-p、オフセット電圧が−１０ＫＶ〜＋１０ＫＶの矩形電圧が用いられる。場合によっては、適当な三角波、正弦波でも良い。
【００２０】
また、吐出させる蛍光体層形成用組成物（高粘度物質２１）に含まれる粒子の径は、最大、吐出開口径（５０μｍ〜１ｍｍ）の１／１０程度まで可能である。本例に適用可能な蛍光体層形成用組成物２１としては、蛍光体、バインダー樹脂、有機溶剤を混練してなり、更に、低融点ガラスからなるガラスフリット、増粘剤を加えても良い。
【００２１】
バインダー樹脂は、セルロース誘導体或いはアクリル共重合体で、具体的にはメチルセルロース、エチルセルロース、エトキシセルロース、メチルヒドロキシエチルセルロース、メチルヒドロキシプロピルセルロース、メチルヒドロキシプロピルセルロースフタレート、メチルヒドロキシプロピルセルロースアセテートサクシネート、ヒドロキシプロピルセルロース、セルロースプロピオネート、アセチルエチルセルロース、アセチルセルロース、ブチルセルロース、ベンジルセルロース等が挙げられる。
【００２２】
また、使用する増粘剤としては、カゼイン、カゼインの塩等の蛋白質系、ポリビニルアルコール、脂肪族アマイド、アクリル共重合物系、ポリビニルピロリドン等のポリビニル系、ポリアクリル酸ナトリウム等のアクリル酸系、ポリエーテルジアルキルエステル等のポリエーテル系、ビニルメチルエーテル−無水マレイン酸共重合物の部分エステル等の無水マレイン酸系、及びアセチレングリコール等の有機系増粘剤、マイクロシリカ、カオリンベントナイト、タルク等の無機系増粘剤が挙げられるが、どれも塗料分野において公知である。
これら増粘剤は、蛍光体層形成用組成物（高粘度物質２１）１００重量部中で、０．５〜１０重量％を占める割合で使用することが好ましい。
【００２３】
蛍光体としては特に制限はなく、従来より知られているものを使用できる。
例えば、赤色蛍光体として、（Ｙ、Ｇｄ）ＢＯ3 ：Ｅｕ、ＹＯ3 ：Ｅｕ等、緑色蛍光体として、Ｚｎ2 ＳｉＯ4 ：Ｍｎ、ＢａＡｌ12Ｏ19：Ｍｎ、（Ｂａ、Ｓｒ、Ｍｇ）Ｏ・ａＡｌ2 Ｏ3 ：Ｍｎ等、青色蛍光体として、ＢａＭｇＡｌ14Ｏ23：Ｅｕ、ＢａＭｇＡｌ10Ｏ17：Ｅｕ等が挙げられる。
【００２４】
有機溶剤としては、エーテル類、エーテルエステル類、エステル類、アミド類、アルコール類、ケトン類、アセテート類、ケトンエステル類、グリコール類、グリコールエステル類、スルホン類、スルホキシド類、ハロゲン化炭化水素類及び炭化水素類が挙げられる。
【００２５】
開口部としては、ノズル、オリフィス等のメニスカスを形成することができるものであれば良い。
【００２６】
開口部の先端から、背面板１０までの距離としては０．１ｍｍ〜１０ｍｍが好ましい。
【００２７】
尚、更に安定的に、蛍光体層形成用組成物（高粘度物質２１）の媒体（背面板）４０上への形成を行うために、形成される側の媒体（背面板）４０の表面全体に対し、除電を行ったり、あるいは、全体に対し帯電を行っておき、媒体４０の表面部全体を電気的に均一な状態としておく場合もある。
【００２８】
また、場合によっては、電極１４へ高電圧を印加するため、放電対策として、所定値の放電防止用の抵抗を、電圧供給部と電極１４との間に入れておく。
【００２９】
次に、本発明の吐出手段の実施の形態の第２の例を図２（ａ）に挙げて、説明する。本例は、オリフィス部１０の形状が、第１の例と異なるもので、その他については第１の例と同じであり、形状についてのみ述べる。本例の場合、開口の最先端部の肉厚は０として、外側へテーパーを設けて、回り全体を薄肉部１２にしている。本例の場合も、第１の例と同様、薄肉部１２への、高粘度物質（蛍光体層）２１の付着を防止できるものであるが、第１の例と異なり、壁部（図１の１３に相当）が無いため、メニスカスの安定化は難しい。
【００３０】
次に、本発明の吐出手段の実施の形態の第３の例を図２（ｂ）に挙げて、説明する。
本例は、オリフィス部１０の形状が、第１の例と異なるもので、その他については第１の例と同じであり、形状についてのみ述べる。
本例の場合、開口の最先端の吐出側は、従来と同様（図６（ａ）の吐出手段と同様）で、薄肉部（図１の１２に相当）とせず、厚肉（厚肉部１２Ａ）としている。
また、第１の例と同様、壁部１３を備えたもので、メニスカスの安定化には効果あるが、厚肉（厚肉部１２Ａ）の面１２Ｓへの付着が起こる構造で、結局、本例は、第１の例と比べると、全体としては、媒体への高粘度物質（蛍光体層）２１の形成を安定的には制御しずらい。
【００３１】
【実施例】
（実施例１）
実施例１は、図１に示す実施の形態の第１の例の吐出手段３０で、開口径は５００μｍφ、壁部１３の高さ５００μｍ、幅０μｍ、薄肉部１２の外側テーパの角度および壁部１３の外側テーパー角度は４５°である。
実施例１の吐出手段３０を用い、周波数２ＫＨｚ、７．５ＫＶの矩形高電圧を、電極１４にかけながら、且つ、エアー圧２Ｋｇ／ｃｍ2 かけて、吐出手段３０の開口から垂れ流して、ＰＤＰ用の背面板４０の障壁（図示していない）へ、下記のＲ（赤）色用の蛍光体形成用組成物（高粘度物質２１）を形成して、開口の先端と媒体表面の間隔を種々とり、開口からの蛍光体形成用組成物（高粘度物質２１）の吐出の安定性を確認した。
蛍光体層形成用組成物２１としては、蛍光体、バインダー樹脂、有機溶剤を混練してなり、粘度４００００ｃｐｓとしたものを用いた。
尚、適時、増粘剤等を加えても良い。
赤色蛍光体として、（Ｙ、Ｇｄ）ＢＯ3 ：Ｅｕ、ＹＯ3 ：Ｅｕを用い、有機溶剤としては、ブチルカルビトールアセテート、ブトキエトキシエタノール、エチルカルビトール、テキサノール、テルピネオールを混合したものを用い、バインダー樹脂としては、エチルセルロースを用いた。
【００３２】
蛍光体形成用組成物（高粘度物質２１）の吐出の安定性についての結果は、表１の通りであった。
尚、○印は安定性の良いことを意味し、×は安定性が良くないことを意味する。
【００３３】
（実施例２）
実施例２の吐出手段は、図２（ｂ）に示すものと同じ形状のもので、開口径は５００μｍφで、開口先端の厚肉部１２Ａの幅は１００μｍ、外側のテーパー角度は４５°で、壁部については実施例１と同じである。
実施例２の吐出手段を用い、実施例１の吐出手段の場合と同様の条件で、蛍光体形成用組成物（高粘度物質２１）の吐出の安定性を確認した。
結果は、表１の通りである。
【００３４】
（実施例３）
実施例３の吐出手段は、図６（ａ）に示す従来のものと同じ形状で、開口径は５００μｍφで、開口先端の厚肉部（図６（ａ）の１１２に相当）の幅は１００μｍと薄くしたものである。
外側のテーパー角度は４５°である。
実施例３の吐出手段を用い、実施例１の吐出手段の場合と同様の条件で、蛍光体形成用組成物（高粘度物質２１）の吐出の安定性を確認した。
結果は、表１の通りである。
【００３５】
（比較例）
比較のため、比較例の吐出手段にて、上記実施例１、実施例２の吐出手段の場合と同様の条件で、蛍光体形成用組成物（高粘度物質２１）の吐出の安定性を確認した。
結果は、表１の通りである。
比較例の吐出手段は、図６（ａ）に示す、従来のもので、開口径は５００μｍφで、開口先端の厚肉部（図６（ａ）の１１２に相当）の幅は２５０μで、外側のテーパー角度は４５°である。
結果は、表１の通りであった。
【００３６】
【表１】
【００３７】
上記のように、従来の吐出手段（比較例の吐出手段）では、安定した条件領域が得られなかったが、実施例１の吐出手段、実施例２の吐出手段、実施例３の吐出手段では、安定した条件領域が得られた。
特に、実施例１の吐出手段の場合には、開口と媒体との間隔に対する許容度が、実施例２の吐出手段、実施例３の吐出手段の場合に比べ大きい。
実施例１の吐出手段の場合と、実施例２の吐出手段の違いより、開口部先端の吐出側を薄肉とすることによる効果が見られ、実施例３の吐出手段の場合と、比較例の吐出手段の違いからもり、吐出側を薄肉とすることによる効果が見られる。
実施例２の吐出手段の場合と、実施例３の吐出手段の違いより、壁部１３（図１（ａ））を設けることの効果が見られる。
【００３８】
また、実施例１の吐出手段にて、４００００ｃｐｓのＧ（緑）色用の蛍光体形成用組成物（高粘度物質２１）を形成して、開口の先端と媒体表面の間隔を種々とり、開口からの蛍光体形成用組成物（高粘度物質２１）の吐出の安定性を確認したが、同様に、開口と媒体との間隔が８００μｍ以下で安定していた。
尚、蛍光体層形成用組成物２１としては、蛍光体、バインダー樹脂、有機溶剤を混練してなるものを用いた。
この場合も、適時、増粘剤等を加えても良い。
緑色蛍光体として、Ｚｎ2 ＳｉＯ4 ：Ｍｎ、ＢａＡｌ12Ｏ19：Ｍｎを用い、有機溶剤としては、ブチルカルビトールアセテート、ブトキエトキシエタノール、エチルカルビトール、テキサノール、テルピネオールを混合したものを用い、バインダー樹脂としては、エチルセルロースを用いた。
【００３９】
更にまた、実施例１の吐出手段にて、４００００ｃｐｓのＢ（青）色用の蛍光体形成用組成物（高粘度物質２１）を形成して、開口の先端と媒体表面の間隔を種々とり、開口からの蛍光体形成用組成物（高粘度物質２１）の吐出の安定性を確認したが、同様に、開口と媒体との間隔が８００μｍ以下で安定していた。
尚、蛍光体層形成用組成物２１としては、蛍光体、バインダー樹脂、有機溶剤を混練してなるものを用いた。
この場合も、適時、増粘剤等を加えても良い。
青色蛍光体として、ＢａＭｇＡｌ10Ｏ17：Ｅｕを用い、有機溶剤としては、ブチルカルビトールアセテート、ブトキエトキシエタノール、エチルカルビトール、テキサノール、テルピネオールを混合したものを用い、バインダー樹脂としては、エチルセルロースを用いた。
【００４０】
更に、実施例１の吐出手段にて、上記の安定性確認で用いた、赤色用の蛍光体組成物の粘度を、有機溶剤、増粘剤等により調整して、１０００ｃｐｓとし、上記と同様にその安定性を調べたが、開口と媒体との間隔が３００μｍ〜８００μｍの範囲で安定していた。
また、実施例１の吐出手段にて、上記の安定性確認で用いた、赤色用の蛍光体組成物の粘度を、有機溶剤、増粘剤等により調整して、１００００００ｃｐｓとして、上記と同様にその安定性を調べたが、開口と媒体との間隔が３００μｍ〜８００μｍの範囲で安定していた。
【００４１】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、開口部から、１０００ｃｐｓ〜１００００００ｃｐｓの高粘度物質を吐出して媒体上に付着させて、媒体上へ高粘度物質を形成する高粘度物質形成方法に用いられる、下部に１つ以上の５０μｍ〜１ｍｍ程度の円形または多角形のオリフィスからなる開口部を有し、前記高粘度物質を充填し、高粘度物質を開口部から吐出する吐出手段であって、開口部の肉厚部面から高粘度物質が伝わることがない吐出手段、更には、オリフィスからなる開口部のメニスカスの形成ないしメニスカスを伸長した伸長部の安定的な形成を可能とする吐出手段の提供を可能とした。
特に、オリフィスからなる開口部と媒体との間隔（ギャップ）を大きくしても安定して塗布できるようになった。
これにより、媒体上への高粘度物質の付着の制御が正常に行うことができ、ＰＤＰ用の背面板への蛍光体層の形成を実用的なものとした。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１（ａ）は本発明の吐出手段の実施の形態の第１の例の概略図で、図１（ｂ）は図１（ａ）はＡ０方向からみた図である。
【図２】図２（ａ）吐出手段の実施の形態の第２の例の特徴部の概略断面図で、図２（ｂ）は吐出手段の実施の形態の第３の例の特徴部の概略断面図である。
【図３】吐出原理を説明するための図
【図４】パルス電圧の印加と分離を説明するための図
【図５】高粘度物質の分離制御を説明するための図
【図６】従来の吐出手段を説明するための図
【符号の説明】
１０ オリフィス部（ノズル部）
１１、１１Ａ 開口
１２ 薄肉部
１２Ａ 厚肉部
１２Ｓ 厚肉部面（単に面とも言う）
１３ 壁部
１４ 電極
２０ 容器
２１ 高粘度物質（蛍光体層形成用組成物）
２１Ａ 伸長部
２３ 電圧供給部
２５ エアー配管
３０ 吐出手段
４０ 媒体（背面板）
５０ ステージ
１１０ オリフィス部（ノズル部）
１１１ 開口部
１１２ 厚肉部
１１２Ｓ 厚肉部面（単に面とも言う）
１１４ 電極
１２０ 容器
１２１ 高粘度物質
１２１Ａ 伸長部
１２３ 電圧供給部
１３０ 吐出手段
１４０ 媒体
１５０ ステージ
【発明の属する技術分野】
本発明は、１０００ｃｐｓ〜１００００００ｃｐｓの高粘度物質を吐出し、これを媒体上に付着形成させる方法に用いられる吐出手段に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、高粘度物質を対象物（媒体とも言う）上に形成する方法として、蛍光体粉末、バインダー、溶剤からなる蛍光体インキを帯電させてノズルより射出し、微粒子化した蛍光体インクを高電圧によってパネル内面に付着させて蛍光面を形成する蛍光面形成方法が提案されている（特開昭５５−１３１９４８号公報）。
また、インクジェット方式のノズル機構を用いて蛍光体を吐出塗布し、陰極線管の蛍光面を形成する方法等も提案されている（特開平７−８１０５７号公報、特開平８−２１２９２５号公報）。
しかしながら、これら従来提案されているものは、ノズル内の高粘度物質を静電力による吸引または電気機械的に加圧して先端開口から押し出し、押し出された膨出部がある長さになると、根元部分（ノズル開口部分）から切断され、その後表面張力によって球状の滴となり、これが対象物上に付着するものである。
そのため、対象物に付着するドットの大きさはノズル開口径よりも５〜６倍程度に大きいものとなってしまい、精細なパターンを対象物上に高粘度物質で形成するのは困難であった。
これらの方法の場合、ノズルから形成される高粘度物質の滴の径（ドット径）を小さくしようとすれば、ノズレ開口径を小さくするしかない。このため、高粘度物質の粘度が非常に大きかったり、高粘度物質を構成する粒子径が大きくなると、ノズルの目詰まりを起こしてしまうという問題もあった。
【０００３】
このように、従来のノズルを用いた対象物（媒体）上への高粘度物質パターンの形成においては、種々問題があり、その対応が求められている中、本願出願人により、下部に１つ以上の孔径５０μｍ〜１ｍｍφ程度の円形または多角形のオリフィス、ノズル等の開口部を有し、その一部または全体を電極として配置し、且つ、１０００ｃｐｓ〜１００００００ｃｐｓの高粘度物質を充填し、前記高粘度物質を開口部から吐出する吐出手段を用い、開口部から、前記高粘度物質を吐出し、高粘度物質を媒体上に付着させる、媒体上への高粘度物質形成方法であって、精細なパターンを高粘度物質で対象物（媒体）上に形成することができ、且つ、高粘度物質の粘度が非常に大きかったり、高粘度物質を構成する粒子径が大きくなる場合にも開口部の目詰まりを起こさず安定的に、高粘度物質を対象物（媒体）上に形成することができる方法が提案されている。
この方法は、図６（ａ）に示すような吐出手段１３０を用い、必要に応じて吐出手段内の高粘度物質１２１に圧力をかけ、高粘度物質１２１のメニスカスを開口部１１１に形成し、更に必要に応じて電極１１４を介して吐出手段１３０の開口部１１１と媒体１４０間に第１の所定電圧値のパルス電圧を印加して、開口部１１１に高粘度物質１２１のメニスカスを縦長に伸長した伸長部１２１Ａを形成した状態で、高粘度物質を対象物（媒体）上に形成するものである。
あるいは、前記電極１１４を介して吐出手段１３０の開口部１１１と媒体１４０間に第２の所定電圧値のパルス電圧を印加することにより、伸長部１２１Ａの先端よりその一部を分離して、分離された滴状の高粘度物質１２１を、直接ないし間接的に高粘度物質を対象物（媒体）上に形成するものである。
この方法において用いられるオリフィス、ノズル等の開口部については、開口部の開口よりもはるかに小さい径の伸長部を形成することができ、伸長部先端から、媒体上に高粘度物質を伝わるようにして、あるいは分離して滴にして付着するため、開口部を小さくする必要はなく、その加工精度もそれほど必要とされない。
尚、図６（ｂ）は、図６（ａ）のＢ０側から見た図で、図６（ａ）は図６（ｂ）のＢ１−Ｂ２における断面図である。
【０００４】
ここで、上記図６に示す吐出手段１３０における高粘度物質１２１の吐出を説明するために、高粘度物質１２１の吐出原理とその制御方法を、図３、図４に基づいて、以下、簡単に説明しておく。高粘度物質２１が容器（図示していない）より充填されたオリフィスからなる開口部内の高粘度物質に所定の圧力を加えると、先端開口に突出したメニスカス１７が形成される。（図３（ａ））
この状態で図４に示すように、１０Ｈｚ〜１ｋＨｚ以下の繰り返し周波数での電圧値Ｖ１のパルス電圧を電極（図６の１１４に相当）と対象物（図６の１４０に相当）間に加えていくと、次第にメニスカス１７が下方へ伸長して伸長部１８が生成される。（図３（ｂ）から図３（ｃ））
電圧値Ｖ１のパルス電圧を繰り返し印加していくと、伸長部１８はあるところで伸びなくなる。（図３（ｄ））
この状態は、高粘度物質の表面張力と、電界及び重力による下方への引っ張り力とがバランスした状態である。このとき、図４に示すように、電圧値Ｖ２のパルス電圧を印加すると、伸長部１８がのびて先端部が切断分離して、あるいは先端部が対象物に直接接触して切断分離し、対象物上に、高粘度物質の滴（ドットとも言う）１９が形成される。（図３（ｅ））
伸長部１８の先端が媒体（対象物）に直接接触しても、いなくても、伸長部１８の先端部の分離が起こる。この状態で印加するパルス電圧を電圧値Ｖ１に戻すと、伸長部１８が若干収縮して短くなりその状態で安定し、伸長部１８の先端部での分離は行われなくなる。さらに、パルス電圧の印加を停止すると、高粘度物質の表面張力によって伸長部１８はさらに収縮し（図３（ｃ）から図３（ｂ））、図３（ａ）に示すメニスカス１７の状態に復帰する。なお、上記の例におけるパルス電圧の電圧値Ｖ１、Ｖ２は高粘度物質の種類によって異なるので、物質の粘度、表面張力、開口部の開口径等に応じて適宜電圧を変える必要がある。メニスカス１７は吐出させる開口径と同じ径を有しているが、メニスカス先端からのびた伸長部１８の先端から分離される高粘度物質（滴１９）は、先端の開口径よりはるかに小さい。このように、大きな径の開口から小さな滴１９が得られるので、高粘度物質を細線状に塗布したり、狭い領域に塗布するなど、広い応用が期待できる。また、開口部の径を大きくすることにより１００万ｃｐｓ程度の高粘度物質であっても充填させて吐出させることができる。
【０００５】
尚、分離される高粘度物質（滴１９）の形成は、図４に示すように、電圧値Ｖ２のパルス電圧の立ち上がり、立ち下がりのタイミングで行われ、この場合、１パルスに対して２つの分離された高粘度物質（滴１９）が形成されるが、パルス電圧が印加される時間を極端に小さくしていくと、１パルスに対して１つの分離された高粘度物質（滴１９）が形成される。勿論、図４では、パルス電圧が印加される時間Ｔｗが極端に小でない場合である。図４中、丸印は、その時刻（タイミング）で１回の分離が行われることを示している。更に、パルス電圧の電圧値の大きさを小さくしていくと、所定の電圧（電圧値Ｖｍ）以下で、分離は行われなくなる。パルス電圧が印加される時間Ｔｗが極端に小になった場合には、前述の所定の電圧（電圧値Ｖｍ）以上でも、１パルスに対し１つの分離された高粘度物質（滴１９）しか形成されないこともあるが、パルス電圧が前述の所定の電圧（電圧値Ｖｍ）以上で、且つ、約１０ｍｓｅｃ以上の印加時間である場合には、印加時間によらず、パルス電圧の立ち上がり、立ち下がりのタイミングで分離がそれぞれ行われる。
【０００６】
したがって、例えば、所定の電圧（電圧値Ｖｍ）より大きい、上記電圧値Ｖ３のパルス電圧と、所定の電圧（電圧値Ｖｍ）より小さい、電圧値Ｖ４のパルス電圧を用い、図５のようにかけて、高粘度物質の分離を制御することができる。図５中、丸印は、図４と同様、その時刻（タイミング）で１回の分離が行われることを示している。即ち、電圧値Ｖ３のパルス電圧の立ち上がり、立ち下がりのタイミングで分離を行い、電圧値Ｖ４のパルス電圧の印加により、伸長部１８を所定の長さに保つもので、電圧値Ｖ４のパルス電圧の印加により、電圧値Ｖ３のパルス電圧の立ち上がり、立ち下がりのタイミングで分離がスムーズに行えるように制御するものである。尚、伸長部の形成は、所定の電圧（図４の電圧値Ｖ１のパルス電圧に相当）をかけて行うが、必ずしもＶ１と上記Ｖ４とを同じにする必要はないが、作業上、Ｖ１、Ｖ４とをＶｍに近い（Ｖｍよりも小さい）、同じ値とすることもある。勿論、図５は、パルス電圧が印加される時間が極端に小でない場合である。
【０００７】
このようにして、高粘度物質を媒体上に形成するための吐出手段として、図６に示すような吐出手段１３０が用いられているが、開口部１１１先端の肉厚部１１２の開口部面１１２Ｓから高粘度物質が伝わる場合があり、また、メニスカスの形成が不安定な場合があり、これが原因で媒体上への高粘度物質の付着の制御が正常に行われないことが多々あった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、開口部から、１０００ｃｐｓ〜１００００００ｃｐｓの高粘度物質を吐出して媒体上に付着させて、媒体上へ高粘度物質を形成する高粘度物質形成方法に用いられる、吐出手段においては、媒体上への高粘度物質の付着の制御が正常に行うことができるものが求められていた。本発明は、これに対応するもので、開口部から、１０００ｃｐｓ〜１００００００ｃｐｓの高粘度物質を吐出して媒体上に付着させて、媒体上へ高粘度物質を形成する高粘度物質形成方法に用いられる、下部に１つ以上の孔径５０μｍ〜１ｍｍφ程度の円形または多角形のオリフィスからなる開口部を有し、前記高粘度物質を充填し、高粘度物質を開口部から吐出する吐出手段であって、開口部の肉厚部面から高粘度物質が伝わることがない吐出手段、更には、安定的なメニスカス形成ないしメニスカスを伸長した伸長部の形成を可能とする吐出手段を提供しようとするもので、これにより、媒体上への高粘度物質の付着の制御が正常に行なおうとするものである。
【０００９】
本発明の吐出手段は、１０００ｃｐｓ〜１００００００ｃｐｓの高粘度物質を充填する容器と、前記高粘度物質に圧力をかける手段とを備え、該容器の下部に一つ以上の孔径５０μｍ〜１ｍｍφの円形のオリフィスからなる開口部を有し、前記高粘度物質を開口部から吐出する吐出手段であって、開口部の吐出孔先端における、吐出側の肉厚を、吐出される前記高粘度物質が付着しない肉厚以下に薄くしており、開口部へ電圧を印加するための電極を該開口部に配置し、且つ、該電極に電圧を供給する電圧供給部を備えており、前記高粘度物質の媒体への形成は、吐出手段内の前記高粘度物質に圧力をかけ、前記電極を介して前記吐出手段の開口部と媒体間に所定電圧値のパルス電圧を印加することにより、開口部に前記高粘度物質のメニスカスを縦長に伸長した伸長部を形成した状態で、前記高粘度物質を吐出させるものであることを特徴とするものである。
【００１０】
あるいは、本発明の吐出手段は、１０００ｃｐｓ〜１００００００ｃｐｓの高粘度物質を充填する容器と、前記高粘度物質に圧力をかける手段とを備え、該容器の下部に一つ以上の孔径５０μｍ〜１ｍｍφの円形のオリフィスからなる開口部を有し、前記高粘度物質を開口部から吐出する吐出手段であって、開口部の吐出口先端の、吐出側とは反対側に、ほぼ鉛直方向に配設された壁面を備えており、開口部へ電圧を印加するための電極を該開口部に配置し、且つ、該電極に電圧を供給する電圧供給部を備えており、前記高粘度物質の媒体への形成は、吐出手段内の前記高粘度物質に圧力をかけ、前記電極を介して前記吐出手段の開口部と媒体間に所定電圧値のパルス電圧を印加することにより、開口部に前記高粘度物質のメニスカスを縦長に伸長した伸長部を形成した状態で、前記高粘度物質を吐出させるものであることを特徴とするものである。
【００１１】
あるいはまた、本発明の吐出手段は、１０００ｃｐｓ〜１００００００ｃｐｓの高粘度物質を充填させる容器と、前記高粘度物質に圧力をかける手段とを備え、該容器の下部に一つ以上の孔径５０μｍ〜１ｍｍφの円形のオリフィスからなる開口部を有し、前記高粘度物質を開口部から吐出する吐出手段であって、開口部の吐出孔先端における、吐出側の肉厚を、吐出される前記高粘度物質が付着しない肉厚以下に薄くし、且つ、開口部の吐出孔先端の、吐出側とは、ほぼ鉛直方向に配設された壁面を備えており、開口部へ電圧を印加するための電極を該開口部に配置し、且つ、該電極に電圧を供給する電圧供給部を備えており、前記高粘度物質の媒体への形成は、吐出手段内の前記高粘度物質に圧力をかけ、前記電極を介して前記吐出手段の開口部と媒体間に所定電圧のパルス電圧を印加することにより、開口部に前記高粘度物質のメニスカスを縦長に伸長した伸長部を形成した状態で、前記高粘度物質を吐出させるものであることを特徴とするものである。
【００１４】
【作用】
本発明の吐出手段は、このような構成にすることにより、開口部から、１０００ｃｐｓ〜１００００００ｃｐｓの高粘度物質を吐出して媒体上に付着させて、媒体上へ高粘度物質を形成する高粘度物質形成方法に用いられる、下部に１つ以上の孔径５０μｍ〜１ｍｍφ程度の円形または多角形のオリフィスからなる開口部を有し、前記高粘度物質を充填し、高粘度物質を開口部から吐出する吐出手段であって、開口部の肉厚部面から高粘度物質が伝わることがない吐出手段、更には、安定的なメニスカス形成を可能とする吐出手段の提供を可能としている。即ち、開口部の吐出孔先端における、吐出側の肉厚を、吐出される高粘度物質が付着しない肉厚以下に薄くしていることにより、開口部の肉厚部面から高粘度物質が伝わることがないようにしており、また、開口部の吐出孔先端の、吐出側とは反対側に、ほぼ鉛直方向に配設された壁面を備えていることにより、吐出される高粘度物質のメニスカスないしメニスカスを伸長した伸長部を安定させることを可能としている。特に、開口部の吐出孔先端における、吐出側の肉厚を、吐出される高粘度物質が付着しない肉厚以下に薄く、且つ、開口部の吐出孔先端の、吐出側とは反対側に、ほぼ鉛直方向に配設された壁面を備えていることにより、高粘度物質の媒体への形成を制御し易いものとできる。具体的には、その一部または全体を開口部へ電圧を印加するための電極として配置したもので、高粘度物質の媒体への形成は、必要に応じて吐出手段内の高粘度物質に圧力をかけ、前記電極を介して吐出手段の開口部と媒体間に所定電圧値のパルス電圧を印加して、開口部に高粘度物質のメニスカスを縦長に伸長した伸長部を形成した状態で、高粘度物質を吐出させる吐出手段である場合に、適用でき、特に、高粘度物質形成方法が、ＰＤＰ用背面板へ蛍光体を形成するためのものである場合には有効である。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図を基に説明する。
図１（ａ）は本発明の吐出手段の実施の形態の第１の例の概略断面図で、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ０方向からみた図で、図２（ａ）、図２（ｂ）は、それぞれ、本発明の吐出手段の実施の形態の第２の例、第３の例の特徴部の概略断面図である。
尚、図１（ａ）は図１（ｂ）のＡ１−Ａ２での断面図である。
図１、図２中、１０はオリフィス部（ノズル部）、１１は開口、１２は薄肉部、１２Ａは厚肉部、１２Ｓは厚肉部面（単に面とも言う）、１３は壁部、１４は電極、２０は容器、２１は高粘度物質（蛍光体層形成用組成物）、２１Ａは伸長部、２３は電圧供給部、２５はエアー配管、３０は吐下手段、４０は媒体（背面板）、５０はステージである。
【００１６】
まず、本発明の吐出手段の実施の形態の第１の例を図１に基づいて説明する。本例は、ＰＤＰ用の背面基板上へ高粘度の蛍光体層形成用組成物（高粘度物質２１）を形成するための吐出手段で、下部に複数の孔径２５０μｍφ、孔長さ１．０ｍｍの円形のオリフィスからなる開口部を有し、前記高粘度物質（蛍光体層形成用組成物）２１を充填し、これを開口部から吐出するものである。尚、オリフィスの孔径は５０μｍ〜１ｍｍφ程度のもので、孔長さは０．５ｍｍ〜２０ｍｍ程度のものが使用でき、オリフィスの孔径２００μｍ〜７００μｍのものがより好ましい。高粘度物質２１は、開口部よりメニスカスを伸長した伸長部を形成した状態で垂れ流され、媒体（背面板）４０の障壁（図示していない）間へ充填された後、乾燥、加熱され、蛍光体層として障壁間、障壁側面に形成される。本例においては、開口部１１の吐出側の吐出孔先端における、吐出側の肉厚を、吐出される高粘度物質である蛍光体層が付着しないように、最先端で０にして外側にテーパを設け、その肉厚を薄くした薄肉部１２を設け、且つ、開口部１１の吐出孔先端の、吐出側とは反対側に、吐出される高粘度物質２１のメニスカスを安定させるための、ほぼ鉛直方向に配設された壁面を持つ壁部１３を備えている。尚、ここでは、吐出側とは、吐出手段３０の媒体４０に対する相対的な移動方向とは、反対側の方向である。そして、本例では、高粘度物質２１の媒体４０への形成は、吐出手段３０内の高粘度物質２１に圧力をかけて高粘度物質のメニスカスを形成し、更に前記電極１４を介して吐出手段３０の開口部１１と媒体４０間に所定電圧値のパルス電圧を印加して、開口部１１に高粘度物質２１のメニスカスを縦長に伸長した伸長部２１Ａを形成した状態で、高粘度物質２１を吐出させるものである。
【００１７】
図１（ａ）に示すように、容器２０内に充填された高粘度物質２１は、エアー配管２５からの高圧エアーに押されながら、且つ、電圧供給部２３により、電極１４へ、高電圧（矩形電圧）をかけられ、開口１１先端より吐出されるが、薄肉部１２を設けており、且つ壁部１３を設けていることにより、開口１１より吐出された高粘度物質２１は、安定的に壁部１３の開口部側の壁面を伝わり、垂れ媒体（背面板）４０へと到達できる。そして、吐出手段３０は媒体（背面板）４０とは相対的に移動されるため、高粘度物質２１を垂れ流しながら媒体（背面板）４０の所定の領域に形成する。本例では、媒体４０は静止（固定）で、吐出手段３０のみが移動する。勿論、媒体移動、吐出手段固定でも良い。図１では詳しくは図示していないが、媒体（背面板）４０の表面には、所定のピッチで障壁が設けられており、これに対応した間隔で、図１（ｂ）に示すように、開口１１が設けられている。通常、蛍光体層形成用組成物（高粘度物質２１）は、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色毎に、形成するもので、開口は、障壁３ピッチ分の間隔で離れて配置されている。各色の蛍光体用の、吐出手段３０を用いて、各色蛍光体層を、併行して、あるいは別個に、形成する。ステージ５０は、媒体（背面板）４０を固定するものである。
【００１８】
本例においては、オリフィス部１０は、容器２０とは別体のもので、容器２０と合わせて、吐出手段３０としたものである。オリフィス部１０は、通常、機械加工して作製される。オリフィス部１０の材質としては、セラミック、アルミナ、ガラス、ガラス＋雲母、酸化ジルコニウム等が挙げられ、容器２０の材質としては、アルミ、ステンレス、銅、鉄等の金属、あるいは、ＰＥＥＫ、テフロン、ＮＣナイロン等の樹脂が挙げられる。オリフィス部１０の開口１１の孔径は、５０μｍ〜１ｍｍφ程度で、高粘度物質（蛍光体層形成用組成物）としては、１０００ｃｐｓ〜１００００００ｃｐｓのものが適用できる。
【００１９】
電圧供給部２３からの高電圧（矩形電圧）としては、図３、図４にて説明したように、所定電圧で、所定幅を持つものを使用する。蛍光体層（高粘度物質）２１を背面板（媒体）４０へ形成するためには、電圧としては、通常、１００Ｈｚ〜５ＫＨｚで、１ＫＶp-p 〜５ＫＶp-p、オフセット電圧が−１０ＫＶ〜＋１０ＫＶの矩形電圧が用いられる。場合によっては、適当な三角波、正弦波でも良い。
【００２０】
また、吐出させる蛍光体層形成用組成物（高粘度物質２１）に含まれる粒子の径は、最大、吐出開口径（５０μｍ〜１ｍｍ）の１／１０程度まで可能である。本例に適用可能な蛍光体層形成用組成物２１としては、蛍光体、バインダー樹脂、有機溶剤を混練してなり、更に、低融点ガラスからなるガラスフリット、増粘剤を加えても良い。
【００２１】
バインダー樹脂は、セルロース誘導体或いはアクリル共重合体で、具体的にはメチルセルロース、エチルセルロース、エトキシセルロース、メチルヒドロキシエチルセルロース、メチルヒドロキシプロピルセルロース、メチルヒドロキシプロピルセルロースフタレート、メチルヒドロキシプロピルセルロースアセテートサクシネート、ヒドロキシプロピルセルロース、セルロースプロピオネート、アセチルエチルセルロース、アセチルセルロース、ブチルセルロース、ベンジルセルロース等が挙げられる。
【００２２】
また、使用する増粘剤としては、カゼイン、カゼインの塩等の蛋白質系、ポリビニルアルコール、脂肪族アマイド、アクリル共重合物系、ポリビニルピロリドン等のポリビニル系、ポリアクリル酸ナトリウム等のアクリル酸系、ポリエーテルジアルキルエステル等のポリエーテル系、ビニルメチルエーテル−無水マレイン酸共重合物の部分エステル等の無水マレイン酸系、及びアセチレングリコール等の有機系増粘剤、マイクロシリカ、カオリンベントナイト、タルク等の無機系増粘剤が挙げられるが、どれも塗料分野において公知である。
これら増粘剤は、蛍光体層形成用組成物（高粘度物質２１）１００重量部中で、０．５〜１０重量％を占める割合で使用することが好ましい。
【００２３】
蛍光体としては特に制限はなく、従来より知られているものを使用できる。
例えば、赤色蛍光体として、（Ｙ、Ｇｄ）ＢＯ3 ：Ｅｕ、ＹＯ3 ：Ｅｕ等、緑色蛍光体として、Ｚｎ2 ＳｉＯ4 ：Ｍｎ、ＢａＡｌ12Ｏ19：Ｍｎ、（Ｂａ、Ｓｒ、Ｍｇ）Ｏ・ａＡｌ2 Ｏ3 ：Ｍｎ等、青色蛍光体として、ＢａＭｇＡｌ14Ｏ23：Ｅｕ、ＢａＭｇＡｌ10Ｏ17：Ｅｕ等が挙げられる。
【００２４】
有機溶剤としては、エーテル類、エーテルエステル類、エステル類、アミド類、アルコール類、ケトン類、アセテート類、ケトンエステル類、グリコール類、グリコールエステル類、スルホン類、スルホキシド類、ハロゲン化炭化水素類及び炭化水素類が挙げられる。
【００２５】
開口部としては、ノズル、オリフィス等のメニスカスを形成することができるものであれば良い。
【００２６】
開口部の先端から、背面板１０までの距離としては０．１ｍｍ〜１０ｍｍが好ましい。
【００２７】
尚、更に安定的に、蛍光体層形成用組成物（高粘度物質２１）の媒体（背面板）４０上への形成を行うために、形成される側の媒体（背面板）４０の表面全体に対し、除電を行ったり、あるいは、全体に対し帯電を行っておき、媒体４０の表面部全体を電気的に均一な状態としておく場合もある。
【００２８】
また、場合によっては、電極１４へ高電圧を印加するため、放電対策として、所定値の放電防止用の抵抗を、電圧供給部と電極１４との間に入れておく。
【００２９】
次に、本発明の吐出手段の実施の形態の第２の例を図２（ａ）に挙げて、説明する。本例は、オリフィス部１０の形状が、第１の例と異なるもので、その他については第１の例と同じであり、形状についてのみ述べる。本例の場合、開口の最先端部の肉厚は０として、外側へテーパーを設けて、回り全体を薄肉部１２にしている。本例の場合も、第１の例と同様、薄肉部１２への、高粘度物質（蛍光体層）２１の付着を防止できるものであるが、第１の例と異なり、壁部（図１の１３に相当）が無いため、メニスカスの安定化は難しい。
【００３０】
次に、本発明の吐出手段の実施の形態の第３の例を図２（ｂ）に挙げて、説明する。
本例は、オリフィス部１０の形状が、第１の例と異なるもので、その他については第１の例と同じであり、形状についてのみ述べる。
本例の場合、開口の最先端の吐出側は、従来と同様（図６（ａ）の吐出手段と同様）で、薄肉部（図１の１２に相当）とせず、厚肉（厚肉部１２Ａ）としている。
また、第１の例と同様、壁部１３を備えたもので、メニスカスの安定化には効果あるが、厚肉（厚肉部１２Ａ）の面１２Ｓへの付着が起こる構造で、結局、本例は、第１の例と比べると、全体としては、媒体への高粘度物質（蛍光体層）２１の形成を安定的には制御しずらい。
【００３１】
【実施例】
（実施例１）
実施例１は、図１に示す実施の形態の第１の例の吐出手段３０で、開口径は５００μｍφ、壁部１３の高さ５００μｍ、幅０μｍ、薄肉部１２の外側テーパの角度および壁部１３の外側テーパー角度は４５°である。
実施例１の吐出手段３０を用い、周波数２ＫＨｚ、７．５ＫＶの矩形高電圧を、電極１４にかけながら、且つ、エアー圧２Ｋｇ／ｃｍ2 かけて、吐出手段３０の開口から垂れ流して、ＰＤＰ用の背面板４０の障壁（図示していない）へ、下記のＲ（赤）色用の蛍光体形成用組成物（高粘度物質２１）を形成して、開口の先端と媒体表面の間隔を種々とり、開口からの蛍光体形成用組成物（高粘度物質２１）の吐出の安定性を確認した。
蛍光体層形成用組成物２１としては、蛍光体、バインダー樹脂、有機溶剤を混練してなり、粘度４００００ｃｐｓとしたものを用いた。
尚、適時、増粘剤等を加えても良い。
赤色蛍光体として、（Ｙ、Ｇｄ）ＢＯ3 ：Ｅｕ、ＹＯ3 ：Ｅｕを用い、有機溶剤としては、ブチルカルビトールアセテート、ブトキエトキシエタノール、エチルカルビトール、テキサノール、テルピネオールを混合したものを用い、バインダー樹脂としては、エチルセルロースを用いた。
【００３２】
蛍光体形成用組成物（高粘度物質２１）の吐出の安定性についての結果は、表１の通りであった。
尚、○印は安定性の良いことを意味し、×は安定性が良くないことを意味する。
【００３３】
（実施例２）
実施例２の吐出手段は、図２（ｂ）に示すものと同じ形状のもので、開口径は５００μｍφで、開口先端の厚肉部１２Ａの幅は１００μｍ、外側のテーパー角度は４５°で、壁部については実施例１と同じである。
実施例２の吐出手段を用い、実施例１の吐出手段の場合と同様の条件で、蛍光体形成用組成物（高粘度物質２１）の吐出の安定性を確認した。
結果は、表１の通りである。
【００３４】
（実施例３）
実施例３の吐出手段は、図６（ａ）に示す従来のものと同じ形状で、開口径は５００μｍφで、開口先端の厚肉部（図６（ａ）の１１２に相当）の幅は１００μｍと薄くしたものである。
外側のテーパー角度は４５°である。
実施例３の吐出手段を用い、実施例１の吐出手段の場合と同様の条件で、蛍光体形成用組成物（高粘度物質２１）の吐出の安定性を確認した。
結果は、表１の通りである。
【００３５】
（比較例）
比較のため、比較例の吐出手段にて、上記実施例１、実施例２の吐出手段の場合と同様の条件で、蛍光体形成用組成物（高粘度物質２１）の吐出の安定性を確認した。
結果は、表１の通りである。
比較例の吐出手段は、図６（ａ）に示す、従来のもので、開口径は５００μｍφで、開口先端の厚肉部（図６（ａ）の１１２に相当）の幅は２５０μで、外側のテーパー角度は４５°である。
結果は、表１の通りであった。
【００３６】
【表１】
上記のように、従来の吐出手段（比較例の吐出手段）では、安定した条件領域が得られなかったが、実施例１の吐出手段、実施例２の吐出手段、実施例３の吐出手段では、安定した条件領域が得られた。
特に、実施例１の吐出手段の場合には、開口と媒体との間隔に対する許容度が、実施例２の吐出手段、実施例３の吐出手段の場合に比べ大きい。
実施例１の吐出手段の場合と、実施例２の吐出手段の違いより、開口部先端の吐出側を薄肉とすることによる効果が見られ、実施例３の吐出手段の場合と、比較例の吐出手段の違いからもり、吐出側を薄肉とすることによる効果が見られる。
実施例２の吐出手段の場合と、実施例３の吐出手段の違いより、壁部１３（図１（ａ））を設けることの効果が見られる。
【００３８】
また、実施例１の吐出手段にて、４００００ｃｐｓのＧ（緑）色用の蛍光体形成用組成物（高粘度物質２１）を形成して、開口の先端と媒体表面の間隔を種々とり、開口からの蛍光体形成用組成物（高粘度物質２１）の吐出の安定性を確認したが、同様に、開口と媒体との間隔が８００μｍ以下で安定していた。
尚、蛍光体層形成用組成物２１としては、蛍光体、バインダー樹脂、有機溶剤を混練してなるものを用いた。
この場合も、適時、増粘剤等を加えても良い。
緑色蛍光体として、Ｚｎ2 ＳｉＯ4 ：Ｍｎ、ＢａＡｌ12Ｏ19：Ｍｎを用い、有機溶剤としては、ブチルカルビトールアセテート、ブトキエトキシエタノール、エチルカルビトール、テキサノール、テルピネオールを混合したものを用い、バインダー樹脂としては、エチルセルロースを用いた。
【００３９】
更にまた、実施例１の吐出手段にて、４００００ｃｐｓのＢ（青）色用の蛍光体形成用組成物（高粘度物質２１）を形成して、開口の先端と媒体表面の間隔を種々とり、開口からの蛍光体形成用組成物（高粘度物質２１）の吐出の安定性を確認したが、同様に、開口と媒体との間隔が８００μｍ以下で安定していた。
尚、蛍光体層形成用組成物２１としては、蛍光体、バインダー樹脂、有機溶剤を混練してなるものを用いた。
この場合も、適時、増粘剤等を加えても良い。
青色蛍光体として、ＢａＭｇＡｌ10Ｏ17：Ｅｕを用い、有機溶剤としては、ブチルカルビトールアセテート、ブトキエトキシエタノール、エチルカルビトール、テキサノール、テルピネオールを混合したものを用い、バインダー樹脂としては、エチルセルロースを用いた。
【００４０】
更に、実施例１の吐出手段にて、上記の安定性確認で用いた、赤色用の蛍光体組成物の粘度を、有機溶剤、増粘剤等により調整して、１０００ｃｐｓとし、上記と同様にその安定性を調べたが、開口と媒体との間隔が３００μｍ〜８００μｍの範囲で安定していた。
また、実施例１の吐出手段にて、上記の安定性確認で用いた、赤色用の蛍光体組成物の粘度を、有機溶剤、増粘剤等により調整して、１００００００ｃｐｓとして、上記と同様にその安定性を調べたが、開口と媒体との間隔が３００μｍ〜８００μｍの範囲で安定していた。
【００４１】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、開口部から、１０００ｃｐｓ〜１００００００ｃｐｓの高粘度物質を吐出して媒体上に付着させて、媒体上へ高粘度物質を形成する高粘度物質形成方法に用いられる、下部に１つ以上の５０μｍ〜１ｍｍ程度の円形または多角形のオリフィスからなる開口部を有し、前記高粘度物質を充填し、高粘度物質を開口部から吐出する吐出手段であって、開口部の肉厚部面から高粘度物質が伝わることがない吐出手段、更には、オリフィスからなる開口部のメニスカスの形成ないしメニスカスを伸長した伸長部の安定的な形成を可能とする吐出手段の提供を可能とした。
特に、オリフィスからなる開口部と媒体との間隔（ギャップ）を大きくしても安定して塗布できるようになった。
これにより、媒体上への高粘度物質の付着の制御が正常に行うことができ、ＰＤＰ用の背面板への蛍光体層の形成を実用的なものとした。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１（ａ）は本発明の吐出手段の実施の形態の第１の例の概略図で、図１（ｂ）は図１（ａ）はＡ０方向からみた図である。
【図２】図２（ａ）吐出手段の実施の形態の第２の例の特徴部の概略断面図で、図２（ｂ）は吐出手段の実施の形態の第３の例の特徴部の概略断面図である。
【図３】吐出原理を説明するための図
【図４】パルス電圧の印加と分離を説明するための図
【図５】高粘度物質の分離制御を説明するための図
【図６】従来の吐出手段を説明するための図
【符号の説明】
１０ オリフィス部（ノズル部）
１１、１１Ａ 開口
１２ 薄肉部
１２Ａ 厚肉部
１２Ｓ 厚肉部面（単に面とも言う）
１３ 壁部
１４ 電極
２０ 容器
２１ 高粘度物質（蛍光体層形成用組成物）
２１Ａ 伸長部
２３ 電圧供給部
２５ エアー配管
３０ 吐出手段
４０ 媒体（背面板）
５０ ステージ
１１０ オリフィス部（ノズル部）
１１１ 開口部
１１２ 厚肉部
１１２Ｓ 厚肉部面（単に面とも言う）
１１４ 電極
１２０ 容器
１２１ 高粘度物質
１２１Ａ 伸長部
１２３ 電圧供給部
１３０ 吐出手段
１４０ 媒体
１５０ ステージ
Claims (3)
- １０００ｃｐｓ〜１００００００ｃｐｓの高粘度物質を充填する容器と、前記高粘度物質に圧力をかける手段とを備え、該容器の下部に一つ以上の孔径５０μｍ〜１ｍｍφの円形のオリフィスからなる開口部を有し、前記高粘度物質を開口部から吐出する吐出手段であって、開口部の吐出孔先端における、吐出側の肉厚を、吐出される前記高粘度物質が付着しない肉厚以下に薄くしており、開口部へ電圧を印加するための電極を該開口部に配置し、且つ、該電極に電圧を供給する電圧供給部を備えており、前記高粘度物質の媒体への形成は、吐出手段内の前記高粘度物質に圧力をかけ、前記電極を介して前記吐出手段の開口部と媒体間に所定電圧値のパルス電圧を印加することにより、開口部に前記高粘度物質のメニスカスを縦長に伸長した伸長部を形成した状態で、前記高粘度物質を吐出させるものであることを特徴とする吐出手段。
- １０００ｃｐｓ〜１００００００ｃｐｓの高粘度物質を充填する容器と、前記高粘度物質に圧力をかける手段とを備え、該容器の下部に一つ以上の孔径５０μｍ〜１ｍｍφの円形のオリフィスからなる開口部を有し、前記高粘度物質を開口部から吐出する吐出手段であって、開口部の吐出口先端の、吐出側とは反対側に、ほぼ鉛直方向に配設された壁面を備えており、開口部へ電圧を印加するための電極を該開口部に配置し、且つ、該電極に電圧を供給する電圧供給部を備えており、前記高粘度物質の媒体への形成は、吐出手段内の前記高粘度物質に圧力をかけ、前記電極を介して前記吐出手段の開口部と媒体間に所定電圧値のパルス電圧を印加することにより、開口部に前記高粘度物質のメニスカスを縦長に伸長した伸長部を形成した状態で、前記高粘度物質を吐出させるものであることを特徴とする吐出手段。
- １０００ｃｐｓ〜１００００００ｃｐｓの高粘度物質を充填させる容器と、前記高粘度物質に圧力をかける手段とを備え、該容器の下部に一つ以上の孔径５０μｍ〜１ｍｍφの円形のオリフィスからなる開口部を有し、前記高粘度物質を開口部から吐出する吐出手段であって、開口部の吐出孔先端における、吐出側の肉厚を、吐出される前記高粘度物質が付着しない肉厚以下に薄くし、且つ、開口部の吐出孔先端の、吐出側とは、ほぼ鉛直方向に配設された壁面を備えており、開口部へ電圧を印加するための電極を該開口部に配置し、且つ、該電極に電圧を供給する電圧供給部を備えており、前記高粘度物質の媒体への形成は、吐出手段内の前記高粘度物質に圧力をかけ、前記電極を介して前記吐出手段の開口部と媒体間に所定電圧のパルス電圧を印加することにより、開口部に前記高粘度物質のメニスカスを縦長に伸長した伸長部を形成した状態で、前記高粘度物質を吐出させるものであることを特徴とする吐出手段。
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