JP4743957B2 - 塗液の塗布方法及び装置並びにプラズマディスプレイ部材の製造装置および製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、塗液の塗布装置および方法並びにプラズマディスプレイ用発光基板の製造装置および方法に関するものである。
とくに、ノズルヘッド（塗布ヘッド）から吐出される蛍光体ペーストを被塗布基板上にストライプ状に形成された複数の凹部に塗布するプラズマディスプレイ用発光基板の製造方法、および、製造装置の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、基板（たとえばプラズマディスプレイ用発光基板）の表面に塗液を塗布する塗布装置はよく知られている。このような塗布装置においては、基板に対向する位置に塗布ヘッドを配置し、基板と塗布ヘッドを相対移動させながら該塗布ヘッドから塗液を吐出させることにより、基板上に所望のぺーストパターンが描画形成されるようになっている。
【０００３】
上記基板は、通常ガラスの成形品であるため、多かれ少なかれ基板の厚みむらや基板表面のうねりが存在する。このため、単に塗布ヘッドと基板を相対移動させながら塗液を塗布したのでは、塗布ヘッドと基板の間隙が変動するため、基板上に均一に塗液を塗布できなくなるおそれがある。
【０００４】
したがって、上記のような塗布装置においては、塗布ヘッドのノズル孔が穿設される下面と基板表面との間隙を一定に保ちながら塗布することが重要である。このため、上記従来の塗液の塗布装置においては、塗布ヘッドの塗布方向前方に設けられた高さ検出手段により基板の表面高さを検出し、該高さ検出信号を一時的に記憶し所定時間後に塗布ヘッドが予め高さ検出された位置に達した時点で塗布ヘッドを上下動させることにより、塗布ヘッドと基板との間隙を一定に保つような制御が行われていた（たとえば、特開平１−３０８０９３号公報、特開２０００−３４９８５号公報等）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような塗液の塗布装置においては、塗布ヘッドと高さ検出手段は、塗布方向にオフセットされているため、予め塗布ヘッドの塗布方向前方の高さを検出し、該高さ信号を記憶し、所定時間後に塗布ヘッドが上記高さ検出された位置に到達したと想定される時点（以下、時間に基づく高さ制御と言う。）で塗布ヘッドの上下動作が行われる。このため、たとえば、塗布ヘッドの移動速度（つまり、塗布速度）が変更された場合には、正確な制御が困難になるおそれがある。また、基板表面のうねり等は、該基板の塗布方向に直交する方向においても発現するものであるため、単に塗布ヘッドを上下動させるだけでは、上記塗布方向に直交する方向において塗布ヘッドと基板表面との間隙に差が発生するおそれもある。
【０００６】
さらに、近年、プラズマディスプレイの分野においては、輝度やコントラストの向上、および省消費電力化の要請に応えるべく、基板表面に格子状の凹部が形成された基板が採用されている（たとえば、特開平１１−２１３８９６号公報、特開平２０００−１２３７４７号公報）。このため、基板の塗布方向に直交する方向に延びるリブ（以下、横リブということもある。）の存在により、高さ検出信号の急激な変動が生じ、制御系全体に無理がかかるおそれもある。
【０００７】
本発明の課題は、たとえば塗布速度変更の際、あるいは表面に横リブが形成された格子状の凹部を有する基板、塗布方向に直交する方向にうねり等を有する基板に塗液を塗布する際において、基板表面と塗布ヘッドとの間隙を常に一定に制御でき、基板表面に塗液を均一に塗布できる塗液の塗布装置および塗布方法、並びにプラズマディスプレイ用部材の製造装置および製造方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の塗液の塗布装置は、基板の表面に塗布方向に延びる複数の縦リブと、該縦リブに直交する方向に延びる複数の横リブを有する被塗布基板を吸着固定するテーブルと、前記基板と一定間隔はなれ対向する位置において塗液を塗布する塗布ヘッドと、前記テーブルと塗布ヘッドを相対的に塗布方向に移動する第１移動手段と、前記塗布ヘッドを基板に対し離間・接近する方向に移動する第２移動手段と、前記塗布ヘッドの塗布方向前方にて基板表面の高さを検出する高さ検出手段とを備えた塗液の塗布装置において、前記テーブルまたは塗布ヘッドの塗布方向の相対位置を検出する位置検出手段と、該位置検出手段による塗布方向位置信号と前記高さ検出手段による前記基板の表面高さ信号を一時記憶する記憶手段とを設けるとともに、前記位置信号と前記表面高さ信号に基づき前記塗布ヘッドの高さを制御する高さ制御手段を設け、かつ、前記高さ検出手段と前記記憶手段との間に、前記高さ検出手段が横リブ上に到達し、高さ信号が急激な立ち上がりを示し、単位長さ当たりの変化量の閾値を越えた場合はその信号をカットして閾値を越える以前の高さ信号を前記記憶手段に送り、高さ信号が横リブを通過し、閾値に対して急激な立ち下がりを示すまでその状態を維持する高さ信号比較処理手段を設けたことを特徴とするものからなる。
【０００９】
上記高さ検出手段は、基板の塗液の塗布方向に直交する方向の中央近傍および／または両端近傍に設けることができる。
【００１０】
上記第２移動手段は、塗布ヘッドの延設方向の中央近傍または塗布ヘッドの延設方向の両端近傍に設けることができる。
【００１１】
上記の如く高さ信号検出手段と記憶手段との間には急激な高さ信号の変化をカットする高さ信号比較処理手段を設ける。たとえば、高さ信号が予め設定された閾値を越えた場合、該高さ信号をカットする高さ信号比較処理手段を設ければ、横リブの存在による高さ信号の急激な変動をカットすることができるので、基板の厚さむらに起因する高さ信号の変化のみを正確に捕捉することができる。
【００１２】
また、上記高さ信号の急激な変動は差分法、または微分法を用いてカットすることかできる。
【００１３】
また、上記課題を解決するために本発明の塗液の塗布方法は、基板の表面に塗布方向に延びる複数の縦リブと、該縦リブに直交する方向に延びる複数の横リブを有する被塗布基板を吸着固定するテーブルと、前記基板と一定間隔はなれ対向する位置において塗液を塗布する塗布ヘッドと、前記テーブルと塗布ヘッドを相対的に塗布方向に移動する第１移動手段と、前記塗布ヘッドを基板に対し離間・接近する方向に移動する第２移動手段と、前記塗布ヘッドの塗布方向前方にて基板表面の高さを検出する高さ検出手段を備えた塗液の塗布装置を用いて塗液を塗布するに際し、前記基板の塗布方向位置に対応する基板表面の高さ信号を記憶し、塗布ヘッドの高さを、前記基板の塗布方向位置に対応して制御するとともに、前記高さ検出手段が横リブ上に到達し、高さ信号が急激な立ち上がりを示し、単位長さ当たりの変化量の閾値を越えた場合はその信号をカットして閾値を越える以前の高さ信号を前記記憶手段に送り、高さ信号が横リブを通過し、閾値に対して急激な立ち下がりを示すまでその状態を維持することによって基板の厚さムラの信号のみを取り出し、前記塗布ヘッドの高さを制御することを特徴とする方法からなる。
【００１４】
また、上記課題を解決するためにもう一つの本発明の塗液の塗布方法は、基板の表面に塗布方向に延びる複数の縦リブと、該縦リブに直交する方向に延びる複数の横リブを有する被塗布基板を吸着固定するテーブルと、前記基板と一定間隔はなれ対向する位置において塗液を塗布する塗布ヘッドと、前記テーブルと塗布ヘッドを相対的に塗布方向に移動する第１移動手段と、前記塗布ヘッドの延設方向の両端に設けられ該塗布ヘッドを基板に対し離間・接近する方向に移動する第２移動手段と、前記塗布ヘッドの塗布方向前方にて基板の塗液の塗布方向に直交する方向の中央および両端の基板表面の高さを検出する高さ検出手段とを備えた塗液の塗布装置を用いて塗液を塗布するに際して、前記基板の塗液の塗布方向に直交する方向の両端近傍の高さ検出手段により前記基板の塗布開始位置の両端部近傍の高さを検出し、前記塗布ヘッドの両端近傍の第２移動手段により、塗布ヘッドの傾きに合わせた後、塗布を開始し、前記両端部の高さ検出手段の内いずれか片側の高さ信号または、両側の平均値高さ信号または、基板中央近傍の高さ検出手段による高さ信号を用いて塗布ヘッドと基板表面の間隙を制御するとともに、前記高さ検出手段が横リブ上に到達し、高さ信号が急激な立ち上がりを示し、単位長さ当たりの変化量の閾値を越えた場合はその信号をカットして閾値を越える以前の高さ信号を前記記憶手段に送り、高さ信号が横リブを通過し、閾値に対して急激な立ち下がりを示すまでその状態を維持することによって基板の厚さムラの信号のみを取り出し、前記塗布ヘッドの高さを制御することを特徴とする方法からなる。
【００１５】
つまり、上記塗液の塗布方法においては、基板の塗布開始位置の両端（基板上の縦リブの配列方向の両端）の高さを検出し、該高さ信号に基づいて、塗布ヘッドの傾きを調節して、該塗布ヘッドの傾きと基板表面の縦リブ配列方向の傾きを一致させて塗布を開始することができる。また、塗布開始後においては、基板の塗布位置に基づく高さ制御または従来の時間に基づく高さ制御により、常に基板表面と塗布ヘッドとの間隙を一定に保つことができる。
【００１６】
また、本発明に係る塗液の塗布装置および方法は、たとえば、基板表面に塗布方向に延びる複数の縦リブと、該縦リブに直交する方向に延びる横リブから格子状の凹部が形成される基板に、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）のいずれか一色の蛍光体ぺーストを塗布するプラズマディスプレイ用部材の製造装置および方法として最適なものである。
【００１７】
上記のような塗液の塗布装置および方法においては、テーブルまたは塗布ヘッドの塗布方向における位置が常に位置検出手段により検出されるとともに、該位置の前方における基板表面の高さが所定間隔（たとえば、１０ｍｍ）毎に検出される。検出された位置信号と高さ信号は記憶手段により一時的に記憶される。次に、予めわかっている塗布ヘッドと高さ検出手段のオフセット量と記憶された位置信号と高さ信号に基づき高さ制御手段において演算処理が行われ、記憶された高さ信号検出時における塗布方向の位置が算出される。そして、テーブルまたは塗布ヘッドが上記算出された塗布位置に到達すると高さ制御手段により第２移動手段が駆動され、塗布ヘッドの高さ、すなわち基板表面と塗布ヘッドとの間隙が所定の望ましい値に調節される。したがって、従来のような時間による高さ制御を廃止し、基板表面と塗布ヘッドとの間隙を常に一定に調節することができるので、塗布速度等が変更されても塗布ヘッドの正確な高さ制御が可能になる。
【００１８】
また、上記高さ検出手段は、基板の塗液の塗布方向に直交する方向の中央および／または両端部に設けることが可能であるが、とくに、基板の塗液の塗布方向に直交する方向の両端に高さ検出手段を配置すれば、塗布ヘッドの延設方向の両端近傍において基板表面の高さを検出することができる。この場合、第２移動手段は、塗布ヘッドの延設方向の両端に配設すれば、塗布開始時に、基板の塗布方向に直交する方向の傾きに、塗布ヘッドの延設方向の傾きを一致させてから塗布を開始することができる。また、このような制御は、上記塗布方向に直交する方向の中央又は上記両端の高さ検出手段のいずれか片側のみの高さ信号によっても精度よく行うことが可能であるが、両端の高さ信号の平均として得られる平均値高さ信号に基づけばより正確な制御が実現できる。
【００１９】
また、高さ検出手段と記憶手段との間には、たとえば差分、微分法により急激な高さ信号の変化をカットする信号比較処理手段を設けることが好ましい。このような、信号比較処理手段を設ければ、塗布方向に延びる縦リブと、該縦リブに直交する横リブを表面に有する基板に対しても、横リブの存在に起因する急激な高さ信号の変化をカットすることができるので、基板の厚みむらにより起因する基板表面の高さ信号の変化のみを正確に捕捉することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の塗液の塗布装置および方法の望ましい実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明の第１実施態様に係る塗液の塗布装置の一例の斜視図である。この塗布装置は、被塗布基板１（本実施態様においては、プラズマディスプレイ用発光基板）の上面において所定の方向に複数列のストライプ状の塗液の塗着部を形成する装置である。図１において、塗布装置は、機台２上にＸ軸方向に延びるＸスライドレール３ａ、３ｂを有している。Ｘスライドレール３ａ、３ｂ上にはＸ軸方向にスライド走行可能にＸスライドテーブル４が設けられている。Ｘスライドテーブル４には、該テーブル４をＸ軸方向にスライドさせるための駆動軸５が係合されている。Ｘスライドテーブル４はＸ軸モータ６によりＸ軸方向にスライドされるようになっている。基板１は、Ｘスライドテーブル４上に位置決めされ着脱自在に吸着支持される。
【００２１】
基板１の表面には、図４に示すように、塗液の塗布方向に延びる複数の縦リブ２２と、該縦リブ２２に直交する方向に延びる横リブ２３とが設けられている。リブ２２、２３により凹部２４が形成されている。
【００２２】
機台２の上方には、該機台２を跨ぐように門型の支持機台７が設けられている。支持機台７は手前側の側面７ａに、Ｙ軸方向に延びるＹスライドレール８ａ、８ｂを有している。Ｙスライドレール８ａ、８ｂ上にはＹ軸方向にスライド走行可能にＹスライドテーブル９が設けられている。Ｙスライドテーブル９には、該テーブル９をＹ軸方向にスライドさせるための駆動軸１０が係合されている。Ｙスライドテーブル９はＹ軸モータ１１によりＹ軸方向にスライドされるようになっている。Ｘスライドテーブル４、Ｙスライドテーブル９等により塗布ヘッド１８と被塗布基板１とを塗布方向（Ｘ軸、Ｙ軸方向）に相対移動させる第１移動手段２９ａが構成されている。
【００２３】
Ｙスライドテーブル９上には、Ｚ軸方向に延びるＺスライドレール１２ａ、１２ｂが設けられている。Ｚスライドレール１２ａ、１２ｂ上にはＺ軸方向にスライド走行可能にＺスライドテーブル１３が設けられている。Ｚスライドテーブル１３には該テーブル１３をＺ軸方向にスライドさせるための駆動軸１４が係合されている。Ｚスライドテーブル１３は、Ｚ軸方向位置制御手段（図示略）に連結されるＺ軸モータ１５によりＺ軸方向、すなわち塗布ヘッド１８を基板１に接近、離間させる方向にスライドされるようになっている。このようにして、第２移動手段２９ｂが構成されている。
【００２４】
Ｚスライドテーブル１３には、塗布ヘッド１８が取り付けられている。Ｙスライドテーブル９には、塗布ヘッド１８のＹ軸方向の位置、すなわち塗布方向の相対位置を検出する位置検出手段として位置センサ１７が取り付けられている。位置センサ１７は、支持機台７の上面においてＹ軸方向に設けられたセンサ支持軸１６に移動自在に支持されている。Ｙ軸モータ１１には、Ｙスライドテーブル９の移動速度を変更するためのＹ軸方向速度位置制御手段２０が連結されている。
【００２５】
塗布ヘッド１８は図１のＹ軸方向に移動され、塗布ヘッド１８の下面板３２に所定の間隔にて設けられている複数個のノズル孔１８ａから塗液を吐出し、基板１上に、複数列の塗着ストライプ１９を形成するようになっている。
【００２６】
また、Ｙスライドテーブル９には、基板１の略中央表面の高さ（基板１の厚み）を検出する高さ検出手段として高さ検出センサ２１が設けられている。高さ検出センサ２１は、該高さ検出センサ２１により検出された高さ信号を一時的に記憶する記憶手段２５に電気的に接続されている。また、記憶手段２５には、塗布ヘッド１８のＹ軸方向の位置を検出する位置センサ１７が電気的に接続されており、該位置センサ１７により検出される塗布ヘッド１８の塗布方向位置信号は記憶手段２５に記憶されるようになっている。記憶手段２５に記憶された塗布方向位置信号と高さ信号は、高さ制御手段２６に送られるようになっている。高さ制御手段２６は、上記両信号に基づき演算処理を行い、該演算処理に基づき第２移動手段２９ｂのＺ軸モータ１５を正逆方向に駆動させ塗布ヘッド１８の高さ、つまりＺ軸方向の位置を制御するようになっている。
【００２７】
高さ検出センサ２１と記憶手段２５との間には、図２、図５に示すように急激な高さ信号をカットする高さ信号比較処理手段２７が介装することができる。高さ信号比較処理手段２７は、差分または微分法により塗布方向の高さ信号と予め入力されている閾値と比較するようになっている。高さ検出センサ２１が横リブ２３上に到達し、高さ信号が急激な立ち上がりを示し、単位長さ当りの変化量の閾値を越えた場合はその信号をカットして閾値を越える以前の高さ信号（たとえば、閾値を越える直前の高さ信号）を記憶手段２５に送る。そして、高さ信号が横リブ２３を通過し、閾値に対して急激な立ち下がりを示すまでその状態が維持されるようになっている。
【００２８】
なお、基板１の表面に縦リブ２２のみが形成され横リブ２２の形成されない基板１に塗液を塗布する際には、図３に示すように高さ信号比較処理手段２７は省略することもできる。
【００２９】
図６は、図１に示した塗布装置の塗布ヘッド１８への塗液の供給制御装置の概略縦断面図である。図５において、塗布ヘッド１８は、筐体３１からなり、筐体３１の下面板３２には、多数個の塗液を吐出するノズル孔１８ａが、一列に所定の間隔をもって穿設されている。筐体３１の内部の空間３３は、たとえば、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）のうちのいずれか一色の塗液３０（蛍光体ペースト）が貯留される塗液貯留部３４とその上部に位置する気体空間３５から形成されている。筐体３１の上面板３６には、気体圧力導通孔３７が設けられ、気体圧力導通孔３７には、管路からなる気体圧力導通路３８の一端が連結されている。気体圧力導通路３８の他端は、設定圧に維持された圧力を有する気体圧力源４０に開口されている。気体圧力導通路３８には、方向切替弁からなる開閉手段３９が設けられ、開閉手段３９の開閉切り替えにより、気体空間３５と気体圧力源４０との連通と遮断が行われる。開閉手段３９は各塗布ヘッドの１８のノズル孔１８ａの位置と基材１の相対位置を検出し、開閉手段３９のタイミングを制御する図示しない位置検出、吐出制御手段にて開閉のタイミングが制御されるようになっている。
【００３０】
本実施態様においては、図７に示すように同一色の塗液が２つおきの凹部２４に塗布できるようになっている。したがって、ノズル孔１８ａのピッチは、リブ２２のピッチの３倍になっている。なお、ノズル孔１８ａの中心と、リブ２２間の中心との位置合わせは、ノズル孔１８ａの配列方向の略中央のノズル孔１８ａと、リブ２２の配列方向の略中央の２つのリブ２２間とを位置合わせすることにより行われるようになっている。配列方向端部におけるノズル孔１８ａの中心とリブ２２間の中心のずれを最小限に抑制するためである。
【００３１】
本実施態様のような塗液の塗布装置を用いて、本発明の塗液の塗布方法は以下のように実施される。まず、Ｘスライドテーブル４と塗布ヘッド１８の相対位置は予め調整、設定されており、かつ、基板１を図示しない移載機にてＸスライドテーブル４上にのせた後、図示しない基板位置決め装置にてＸスライドテーブル４と基板１の位置決めを行う。これにより基板１と塗布ヘッド１８の位置関係も認識されたことになる。また、塗布ヘッド１８と高さ検出センサ２１の塗布方向オフセット量もわかっている値であるので、これらの位置関係を予め記憶手段２５に入力しておき、記憶手段２５に内蔵された演算手段にて各位置関係が演算処理される。上記の準備が完了した状態でまず、Ｙスライドテーブル９が塗布方向に走行を開始する。塗布ヘッド１８とオフセットされた位置に配設された高さ検出センサ２１により塗布方向前方の基板表面の高さが検出される。また、塗布ヘッド１８の塗布方向における位置は位置センサ１７により検出される。そして検出された位置信号と高さ信号は記憶手段２５に記憶される。この位置信号と高さ信号及び塗布ヘッド１８と基板１の位置関係、塗布ヘッド１８と高さ検出センサ２１との塗布方向オフセット量をもとに演算処理を行い、高さ検出センサ２１で検出した基板の位置に塗布ヘッド１８が来た時点の基板１の高さに所定の塗布ヘッド下面３２と基板１の表面との間隙を加えた値に塗布ヘッド下面３２の高さがなるよう第２移動手段２９ｂにて塗布ヘッド１８を移動させる。基板１の表面高さを検出する間隔は連続でもよいし、間欠的に検出してもよい。間欠的に検出する場合は塗布ヘッド１８と高さ検出センサ２１のオフセット量がその検出間隔の整数倍となるようにすることが望ましい。一方、予め設定された基板１の塗布開始位置に塗布ヘッド１８が来た時点で開閉手段３９を開とし、塗液の吐出を開始し、塗布終了位置に塗布ヘッド１８が来た時点で開閉手段３９を閉として塗液の吐出を終了する。同様に予め設定した塗布ヘッドの高さ制御開始点と終了点により、塗布ヘッドの高さ制御を実行／停止してもよい。
【００３２】
また、図２に示すように記憶手段２５と高さ検出センサ２１との間に高さ信号比較処理手段２７を介装すれば急激な高さ信号の立ち上がりがある横リブ２３の形成された基板においても、予め設定された単位時間あたりの変化量の閾値、または単位長さあたりの変化量の閾値を越えた場合には、該高さ信号はカットされ、基板表面の高さ、つまり基板の厚みむらのみを正確に捕捉し、塗布ヘッド１８の高さを適切に制御することができる。
【００３３】
図８、図９は、本発明の第２実施態様に係る塗液の塗布装置を示している。なお、上記第１実施態様と同一の部材には同一の番号を付しその説明を省略する。本実施態様においては、Ｘスライドテーブル４がＸ軸方向に移動しながら、基板１上に塗液が塗布されるようになっている。Ｘスライドテーブル４の移動速度はＸ軸方向速度位置制御手段６０により制御されるようになっている。Ｚスライドテーブル１３には、基板１の塗布方向と直交する方向、つまりＹ軸方向の両端の表面高さを検出する高さ検出センサ４１、４２が設けられている。また、塗布ヘッド１８のＹ軸方向の両端には、該塗布ヘッド１８の高さを制御するＺ軸モータ４３、４４が設けられている。
【００３４】
本実施態様においては、高さ検出センサ４１、４２のいずれか片側の高さ信号、または両側の高さ信号の平均値により、高さ制御手段２６によりＺ軸モータ４３、４４の駆動制御がされるようになっている。このような態様においても、上記第１実施態様の作用に準じて、塗布速度の変更にかかわらず、塗布ヘッド１８と基板表面の間隙を常に一定に保持することができる。また、基板１の厚みむらのみを正確に捕捉することができる。
【００３５】
また、本実施態様においては、高さ検出センサ４１、４２により、基板１の塗布開始位置における両端の高さを検出し、センサ４１の高さ信号に基づきＺ軸モータ４３の駆動制御を行い一端側のノズルヘッド１８と基板１の表面との間隙Ｃ1 を調整し、センサ４２の高さ信号に基づきＺ軸モータ４４の駆動制御を行い他端側の間隙Ｃ2 の調整を行うようにすれば、基板１の塗布開始位置におけるＹ軸方向の傾きと、塗布ヘッド１８のＹ軸方向の傾きを一致させた状態で塗布を開始することができる。つまり、基板１の表面の傾きは、通常一定の傾向、方向性をもって発現されるので、塗布開始位置において、塗布ヘッド１８の傾きを調節し、該塗布ヘッド１８と基板表面との間隙を一定にしておけば、塗布開始後においてもその間隙が大きく損なわれることはない。よって、塗布開始後においては、従来の時間に基づく高さ制御法または、上記のように高さ検出センサ４１、４２のいずれか片側の高さ信号、または両側の高さ信号の平均値に基づき、Ｚ軸モータ４３、４４の駆動制御を行い上記間隙を調整することができる。
【００３６】
図１０は、本発明の第３実施態様に係る塗液の塗布装置を示している。なお、上記第１、第２実施態様と同一の部材には同一の番号を付しその説明を省略する。本実施態様においては、基板１のＹ軸方向の中央には高さ検出センサ４６が、両端には高さ検出センサ４５、４７が設けられている。また、塗布ヘッド１８のＹ軸方向の両端にはＺ軸モータ４８、４９が設けられている。本実施態様においても、上記第１、第２実施態様の作用に準じて、塗布速度の変更にかかわらず、塗布ヘッド１８と基板表面の間隙を常に一定に保持することができるとともに、基板１の厚みむらのみを正確に捕捉することができる。
【００３７】
また、本実施態様においては、基板１のＹ軸方向に高さ検出センサ４５、４６、４７が設けられているので、たとえば塗布開始位置において、高さ検出センサ４５、４７で塗布ヘッド１８の傾きを調整した後、塗布開始後においては高さ検出センサ４５、４７のいずれか片側の高さ信号または両側に高さ信号の平均値、若しくは高さ検出センサ４６の高さ信号に基づいて塗布ヘッド１８の高さを調節することができる。
【００３８】
【実施例】
参考例１
Ｙ軸方向長さが３００ｍｍ、ピッチ２２０μｍ、高さ１５０μｍ、幅６０μｍの縦リブ２２が９６１本形成された厚さ２．５ｍｍのガラス基板上に、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の各蛍光体を含有するぺースト状の塗液３０（粘度約３０Ｐａ・ｓ）を、ノズル孔１８ａの経１５０μｍ、孔数２０の塗布ヘッド１８を用い図１および図２に示した装置にて、ストライプ状に塗布した。
圧力設定値Ｐ＝３００ＫＰａ、塗布開始時の塗布速度を２０ｍｍ／ｓｅｃ、塗布開始から３０ｍｍ移動した時点で塗布速度を８０ｍｍ／ｓｅｃに変化させて、基板１の高さをノズルより塗布方向に８０ｍｍ先行した位置にある基板高さ検出センサ２１で、塗布開始位置より基板の塗布方向に５ｍｍ毎に検出し、塗布ヘッド１８が基板の高さ検出位置、すなわち塗布開始位置から５ｍｍ毎の位置を通過するとき、その位置に応じた基板高さに所定の間隙３００μｍを加えた塗布ヘッド高さに制御した。
その結果、塗布速度を途中で切り替えたにもかかわらず塗布ヘッドの高さは基板の高さを忠実に倣い、結果的に塗布に必要な基板と塗布ヘッドの間隙を正確に保つことができ精密にぺーストをストライプ状の凹部に塗布できた。
【００３９】
実施例１
参考例１の縦リブと横リブ２３のピッチが１０００μｍ、リブ高さ１００μｍ、リブ幅が３００μｍの横リブのある基板に参考例１の条件で塗布した。その結果図１０の信号５０に示すように高さ検出センサ２１の高さ信号は櫛歯状のノイズがのった信号となったが、２ｍｓｅｃ毎に前の値と現在の値を比較し、その差が＋１５μｍ以上になった場合は、前の値を保持するようにし、その差が−１５μｍになった時点で保持を解除するようにした。その結果図１１の信号５１に示すようにノイズが取れた信号となり、基板の厚さむら、うねりのみをあらわす信号となり、塗布ヘッド１８の高さを制御するのに十分な信号を得ることができた。
【００４０】
参考例２
図８、図９に示す装置を用いて、塗布開始位置の基板の厚さむらを検知したところ基板１の両端の厚みＨ1 とＨ2 の差が５０μｍあった。この時点で基板上面と塗布ヘッドの下面板の間隙Ｃ1 、Ｃ2 を３００μｍになるようにＺ軸モータ４３、４４を制御し、その後塗布を開始した。塗布方向の基板の厚さむらは６０μｍであったが高さ検出センサ４２の高さ検出信号をもとに参考例１と同条件で塗布したところ間隙異常による塗布欠点もなく精密にぺーストをストライプ状の凹部に塗布できた。なお、基板は参考例１の基板と同一のものを使用した。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の塗液の塗布装置および方法によるときは、基板の塗布方向位置に対応して塗布ヘッドの高さを制御できるので、塗布速度が変更されても塗布ヘッドと基板表面の間隙を常に一定に保持することかできる。したがって、所定の塗布位置に対して、しかも均一に塗液を塗布することができる。
【００４２】
また、横リブに起因する高さ信号の急激な変化にかかわらず、基板の厚みむらのみを正確に捕捉することができるので、縦リブとともに横リブを有する基板に対しても、正確に塗液を塗布することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施態様に係る塗液の塗布装置の斜視図である。
【図２】図１の装置の制御回路を示す概略回路図である。
【図３】図２とは別の態様の制御回路を示す概略回路図である。
【図４】図１の装置で塗液が塗布される基板の部分平面図である。
【図５】図１の装置による塗液の塗布状態を示す側面図である。
【図６】図１の装置の塗布ヘッドの塗液の供給制御装置の概略断面図である。
【図７】ノズル孔と凹部の位置関係を示す概略図である。
【図８】本発明の第２実施態様に係る塗液の塗布装置の斜視図である。
【図９】図８の装置をＸ軸方向から見た側面図である。
【図１０】本発明の第３実施態様に係る塗液の塗布装置の斜視図である。
【図１１】図８の装置の基板の塗布方向位置（塗布開始後の時間）と基板表面の高さ検出信号との関係を示す関係図である。
【符号の説明】
１ 被塗布基板
２ 機台
３ａ、３ｂ Ｘスライドレール
４ Ｘスライドテーブル
５ 駆動軸
６ Ｘ軸モータ
７ 支持機台
７ａ 側面
８ａ、８ｂ Ｙスライドレール
９ Ｙスライドテーブル
１０ 駆動軸
１１ Ｙ軸モータ
１２ａ、１２ｂ Ｚスライドレール
１３ Ｚスライドテーブル
１４ 駆動軸
１５、４３、４４、４８、４９ Ｚ軸モータ
１６ センサ支持軸
１７ 位置センサ
１８ 塗布ヘッド
１８ａ ノズル孔
１９ 塗着ストライプ
２０ Ｙ軸方向速度位置制御手段
２１、４１、４２、４５、４６、４７ 高さ検出センサ
２２ 縦リブ
２３ 横リブ
２４ 凹部
２５ 記憶手段
２６ 高さ制御手段
２７ 高さ信号比較処理手段
２９ａ 第１移動手段
２９ｂ 第２移動手段
３０ 塗液
３１ 筺体
３２ 下面板
３３ 空間
３４ 塗液貯留部
３５ 気体空間
３６ 上面板
３７ 気体圧力導通孔
３８ 気体圧力導通路
３９ 開閉手段
４０ 気体圧力源
４９、５０ 基板表面の高さ検出信号
６０ Ｘ軸方向速度位置制御手段
【発明の属する技術分野】
本発明は、塗液の塗布装置および方法並びにプラズマディスプレイ用発光基板の製造装置および方法に関するものである。
とくに、ノズルヘッド（塗布ヘッド）から吐出される蛍光体ペーストを被塗布基板上にストライプ状に形成された複数の凹部に塗布するプラズマディスプレイ用発光基板の製造方法、および、製造装置の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、基板（たとえばプラズマディスプレイ用発光基板）の表面に塗液を塗布する塗布装置はよく知られている。このような塗布装置においては、基板に対向する位置に塗布ヘッドを配置し、基板と塗布ヘッドを相対移動させながら該塗布ヘッドから塗液を吐出させることにより、基板上に所望のぺーストパターンが描画形成されるようになっている。
【０００３】
上記基板は、通常ガラスの成形品であるため、多かれ少なかれ基板の厚みむらや基板表面のうねりが存在する。このため、単に塗布ヘッドと基板を相対移動させながら塗液を塗布したのでは、塗布ヘッドと基板の間隙が変動するため、基板上に均一に塗液を塗布できなくなるおそれがある。
【０００４】
したがって、上記のような塗布装置においては、塗布ヘッドのノズル孔が穿設される下面と基板表面との間隙を一定に保ちながら塗布することが重要である。このため、上記従来の塗液の塗布装置においては、塗布ヘッドの塗布方向前方に設けられた高さ検出手段により基板の表面高さを検出し、該高さ検出信号を一時的に記憶し所定時間後に塗布ヘッドが予め高さ検出された位置に達した時点で塗布ヘッドを上下動させることにより、塗布ヘッドと基板との間隙を一定に保つような制御が行われていた（たとえば、特開平１−３０８０９３号公報、特開２０００−３４９８５号公報等）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような塗液の塗布装置においては、塗布ヘッドと高さ検出手段は、塗布方向にオフセットされているため、予め塗布ヘッドの塗布方向前方の高さを検出し、該高さ信号を記憶し、所定時間後に塗布ヘッドが上記高さ検出された位置に到達したと想定される時点（以下、時間に基づく高さ制御と言う。）で塗布ヘッドの上下動作が行われる。このため、たとえば、塗布ヘッドの移動速度（つまり、塗布速度）が変更された場合には、正確な制御が困難になるおそれがある。また、基板表面のうねり等は、該基板の塗布方向に直交する方向においても発現するものであるため、単に塗布ヘッドを上下動させるだけでは、上記塗布方向に直交する方向において塗布ヘッドと基板表面との間隙に差が発生するおそれもある。
【０００６】
さらに、近年、プラズマディスプレイの分野においては、輝度やコントラストの向上、および省消費電力化の要請に応えるべく、基板表面に格子状の凹部が形成された基板が採用されている（たとえば、特開平１１−２１３８９６号公報、特開平２０００−１２３７４７号公報）。このため、基板の塗布方向に直交する方向に延びるリブ（以下、横リブということもある。）の存在により、高さ検出信号の急激な変動が生じ、制御系全体に無理がかかるおそれもある。
【０００７】
本発明の課題は、たとえば塗布速度変更の際、あるいは表面に横リブが形成された格子状の凹部を有する基板、塗布方向に直交する方向にうねり等を有する基板に塗液を塗布する際において、基板表面と塗布ヘッドとの間隙を常に一定に制御でき、基板表面に塗液を均一に塗布できる塗液の塗布装置および塗布方法、並びにプラズマディスプレイ用部材の製造装置および製造方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の塗液の塗布装置は、基板の表面に塗布方向に延びる複数の縦リブと、該縦リブに直交する方向に延びる複数の横リブを有する被塗布基板を吸着固定するテーブルと、前記基板と一定間隔はなれ対向する位置において塗液を塗布する塗布ヘッドと、前記テーブルと塗布ヘッドを相対的に塗布方向に移動する第１移動手段と、前記塗布ヘッドを基板に対し離間・接近する方向に移動する第２移動手段と、前記塗布ヘッドの塗布方向前方にて基板表面の高さを検出する高さ検出手段とを備えた塗液の塗布装置において、前記テーブルまたは塗布ヘッドの塗布方向の相対位置を検出する位置検出手段と、該位置検出手段による塗布方向位置信号と前記高さ検出手段による前記基板の表面高さ信号を一時記憶する記憶手段とを設けるとともに、前記位置信号と前記表面高さ信号に基づき前記塗布ヘッドの高さを制御する高さ制御手段を設け、かつ、前記高さ検出手段と前記記憶手段との間に、前記高さ検出手段が横リブ上に到達し、高さ信号が急激な立ち上がりを示し、単位長さ当たりの変化量の閾値を越えた場合はその信号をカットして閾値を越える以前の高さ信号を前記記憶手段に送り、高さ信号が横リブを通過し、閾値に対して急激な立ち下がりを示すまでその状態を維持する高さ信号比較処理手段を設けたことを特徴とするものからなる。
【０００９】
上記高さ検出手段は、基板の塗液の塗布方向に直交する方向の中央近傍および／または両端近傍に設けることができる。
【００１０】
上記第２移動手段は、塗布ヘッドの延設方向の中央近傍または塗布ヘッドの延設方向の両端近傍に設けることができる。
【００１１】
上記の如く高さ信号検出手段と記憶手段との間には急激な高さ信号の変化をカットする高さ信号比較処理手段を設ける。たとえば、高さ信号が予め設定された閾値を越えた場合、該高さ信号をカットする高さ信号比較処理手段を設ければ、横リブの存在による高さ信号の急激な変動をカットすることができるので、基板の厚さむらに起因する高さ信号の変化のみを正確に捕捉することができる。
【００１２】
また、上記高さ信号の急激な変動は差分法、または微分法を用いてカットすることかできる。
【００１３】
また、上記課題を解決するために本発明の塗液の塗布方法は、基板の表面に塗布方向に延びる複数の縦リブと、該縦リブに直交する方向に延びる複数の横リブを有する被塗布基板を吸着固定するテーブルと、前記基板と一定間隔はなれ対向する位置において塗液を塗布する塗布ヘッドと、前記テーブルと塗布ヘッドを相対的に塗布方向に移動する第１移動手段と、前記塗布ヘッドを基板に対し離間・接近する方向に移動する第２移動手段と、前記塗布ヘッドの塗布方向前方にて基板表面の高さを検出する高さ検出手段を備えた塗液の塗布装置を用いて塗液を塗布するに際し、前記基板の塗布方向位置に対応する基板表面の高さ信号を記憶し、塗布ヘッドの高さを、前記基板の塗布方向位置に対応して制御するとともに、前記高さ検出手段が横リブ上に到達し、高さ信号が急激な立ち上がりを示し、単位長さ当たりの変化量の閾値を越えた場合はその信号をカットして閾値を越える以前の高さ信号を前記記憶手段に送り、高さ信号が横リブを通過し、閾値に対して急激な立ち下がりを示すまでその状態を維持することによって基板の厚さムラの信号のみを取り出し、前記塗布ヘッドの高さを制御することを特徴とする方法からなる。
【００１４】
また、上記課題を解決するためにもう一つの本発明の塗液の塗布方法は、基板の表面に塗布方向に延びる複数の縦リブと、該縦リブに直交する方向に延びる複数の横リブを有する被塗布基板を吸着固定するテーブルと、前記基板と一定間隔はなれ対向する位置において塗液を塗布する塗布ヘッドと、前記テーブルと塗布ヘッドを相対的に塗布方向に移動する第１移動手段と、前記塗布ヘッドの延設方向の両端に設けられ該塗布ヘッドを基板に対し離間・接近する方向に移動する第２移動手段と、前記塗布ヘッドの塗布方向前方にて基板の塗液の塗布方向に直交する方向の中央および両端の基板表面の高さを検出する高さ検出手段とを備えた塗液の塗布装置を用いて塗液を塗布するに際して、前記基板の塗液の塗布方向に直交する方向の両端近傍の高さ検出手段により前記基板の塗布開始位置の両端部近傍の高さを検出し、前記塗布ヘッドの両端近傍の第２移動手段により、塗布ヘッドの傾きに合わせた後、塗布を開始し、前記両端部の高さ検出手段の内いずれか片側の高さ信号または、両側の平均値高さ信号または、基板中央近傍の高さ検出手段による高さ信号を用いて塗布ヘッドと基板表面の間隙を制御するとともに、前記高さ検出手段が横リブ上に到達し、高さ信号が急激な立ち上がりを示し、単位長さ当たりの変化量の閾値を越えた場合はその信号をカットして閾値を越える以前の高さ信号を前記記憶手段に送り、高さ信号が横リブを通過し、閾値に対して急激な立ち下がりを示すまでその状態を維持することによって基板の厚さムラの信号のみを取り出し、前記塗布ヘッドの高さを制御することを特徴とする方法からなる。
【００１５】
つまり、上記塗液の塗布方法においては、基板の塗布開始位置の両端（基板上の縦リブの配列方向の両端）の高さを検出し、該高さ信号に基づいて、塗布ヘッドの傾きを調節して、該塗布ヘッドの傾きと基板表面の縦リブ配列方向の傾きを一致させて塗布を開始することができる。また、塗布開始後においては、基板の塗布位置に基づく高さ制御または従来の時間に基づく高さ制御により、常に基板表面と塗布ヘッドとの間隙を一定に保つことができる。
【００１６】
また、本発明に係る塗液の塗布装置および方法は、たとえば、基板表面に塗布方向に延びる複数の縦リブと、該縦リブに直交する方向に延びる横リブから格子状の凹部が形成される基板に、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）のいずれか一色の蛍光体ぺーストを塗布するプラズマディスプレイ用部材の製造装置および方法として最適なものである。
【００１７】
上記のような塗液の塗布装置および方法においては、テーブルまたは塗布ヘッドの塗布方向における位置が常に位置検出手段により検出されるとともに、該位置の前方における基板表面の高さが所定間隔（たとえば、１０ｍｍ）毎に検出される。検出された位置信号と高さ信号は記憶手段により一時的に記憶される。次に、予めわかっている塗布ヘッドと高さ検出手段のオフセット量と記憶された位置信号と高さ信号に基づき高さ制御手段において演算処理が行われ、記憶された高さ信号検出時における塗布方向の位置が算出される。そして、テーブルまたは塗布ヘッドが上記算出された塗布位置に到達すると高さ制御手段により第２移動手段が駆動され、塗布ヘッドの高さ、すなわち基板表面と塗布ヘッドとの間隙が所定の望ましい値に調節される。したがって、従来のような時間による高さ制御を廃止し、基板表面と塗布ヘッドとの間隙を常に一定に調節することができるので、塗布速度等が変更されても塗布ヘッドの正確な高さ制御が可能になる。
【００１８】
また、上記高さ検出手段は、基板の塗液の塗布方向に直交する方向の中央および／または両端部に設けることが可能であるが、とくに、基板の塗液の塗布方向に直交する方向の両端に高さ検出手段を配置すれば、塗布ヘッドの延設方向の両端近傍において基板表面の高さを検出することができる。この場合、第２移動手段は、塗布ヘッドの延設方向の両端に配設すれば、塗布開始時に、基板の塗布方向に直交する方向の傾きに、塗布ヘッドの延設方向の傾きを一致させてから塗布を開始することができる。また、このような制御は、上記塗布方向に直交する方向の中央又は上記両端の高さ検出手段のいずれか片側のみの高さ信号によっても精度よく行うことが可能であるが、両端の高さ信号の平均として得られる平均値高さ信号に基づけばより正確な制御が実現できる。
【００１９】
また、高さ検出手段と記憶手段との間には、たとえば差分、微分法により急激な高さ信号の変化をカットする信号比較処理手段を設けることが好ましい。このような、信号比較処理手段を設ければ、塗布方向に延びる縦リブと、該縦リブに直交する横リブを表面に有する基板に対しても、横リブの存在に起因する急激な高さ信号の変化をカットすることができるので、基板の厚みむらにより起因する基板表面の高さ信号の変化のみを正確に捕捉することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の塗液の塗布装置および方法の望ましい実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明の第１実施態様に係る塗液の塗布装置の一例の斜視図である。この塗布装置は、被塗布基板１（本実施態様においては、プラズマディスプレイ用発光基板）の上面において所定の方向に複数列のストライプ状の塗液の塗着部を形成する装置である。図１において、塗布装置は、機台２上にＸ軸方向に延びるＸスライドレール３ａ、３ｂを有している。Ｘスライドレール３ａ、３ｂ上にはＸ軸方向にスライド走行可能にＸスライドテーブル４が設けられている。Ｘスライドテーブル４には、該テーブル４をＸ軸方向にスライドさせるための駆動軸５が係合されている。Ｘスライドテーブル４はＸ軸モータ６によりＸ軸方向にスライドされるようになっている。基板１は、Ｘスライドテーブル４上に位置決めされ着脱自在に吸着支持される。
【００２１】
基板１の表面には、図４に示すように、塗液の塗布方向に延びる複数の縦リブ２２と、該縦リブ２２に直交する方向に延びる横リブ２３とが設けられている。リブ２２、２３により凹部２４が形成されている。
【００２２】
機台２の上方には、該機台２を跨ぐように門型の支持機台７が設けられている。支持機台７は手前側の側面７ａに、Ｙ軸方向に延びるＹスライドレール８ａ、８ｂを有している。Ｙスライドレール８ａ、８ｂ上にはＹ軸方向にスライド走行可能にＹスライドテーブル９が設けられている。Ｙスライドテーブル９には、該テーブル９をＹ軸方向にスライドさせるための駆動軸１０が係合されている。Ｙスライドテーブル９はＹ軸モータ１１によりＹ軸方向にスライドされるようになっている。Ｘスライドテーブル４、Ｙスライドテーブル９等により塗布ヘッド１８と被塗布基板１とを塗布方向（Ｘ軸、Ｙ軸方向）に相対移動させる第１移動手段２９ａが構成されている。
【００２３】
Ｙスライドテーブル９上には、Ｚ軸方向に延びるＺスライドレール１２ａ、１２ｂが設けられている。Ｚスライドレール１２ａ、１２ｂ上にはＺ軸方向にスライド走行可能にＺスライドテーブル１３が設けられている。Ｚスライドテーブル１３には該テーブル１３をＺ軸方向にスライドさせるための駆動軸１４が係合されている。Ｚスライドテーブル１３は、Ｚ軸方向位置制御手段（図示略）に連結されるＺ軸モータ１５によりＺ軸方向、すなわち塗布ヘッド１８を基板１に接近、離間させる方向にスライドされるようになっている。このようにして、第２移動手段２９ｂが構成されている。
【００２４】
Ｚスライドテーブル１３には、塗布ヘッド１８が取り付けられている。Ｙスライドテーブル９には、塗布ヘッド１８のＹ軸方向の位置、すなわち塗布方向の相対位置を検出する位置検出手段として位置センサ１７が取り付けられている。位置センサ１７は、支持機台７の上面においてＹ軸方向に設けられたセンサ支持軸１６に移動自在に支持されている。Ｙ軸モータ１１には、Ｙスライドテーブル９の移動速度を変更するためのＹ軸方向速度位置制御手段２０が連結されている。
【００２５】
塗布ヘッド１８は図１のＹ軸方向に移動され、塗布ヘッド１８の下面板３２に所定の間隔にて設けられている複数個のノズル孔１８ａから塗液を吐出し、基板１上に、複数列の塗着ストライプ１９を形成するようになっている。
【００２６】
また、Ｙスライドテーブル９には、基板１の略中央表面の高さ（基板１の厚み）を検出する高さ検出手段として高さ検出センサ２１が設けられている。高さ検出センサ２１は、該高さ検出センサ２１により検出された高さ信号を一時的に記憶する記憶手段２５に電気的に接続されている。また、記憶手段２５には、塗布ヘッド１８のＹ軸方向の位置を検出する位置センサ１７が電気的に接続されており、該位置センサ１７により検出される塗布ヘッド１８の塗布方向位置信号は記憶手段２５に記憶されるようになっている。記憶手段２５に記憶された塗布方向位置信号と高さ信号は、高さ制御手段２６に送られるようになっている。高さ制御手段２６は、上記両信号に基づき演算処理を行い、該演算処理に基づき第２移動手段２９ｂのＺ軸モータ１５を正逆方向に駆動させ塗布ヘッド１８の高さ、つまりＺ軸方向の位置を制御するようになっている。
【００２７】
高さ検出センサ２１と記憶手段２５との間には、図２、図５に示すように急激な高さ信号をカットする高さ信号比較処理手段２７が介装することができる。高さ信号比較処理手段２７は、差分または微分法により塗布方向の高さ信号と予め入力されている閾値と比較するようになっている。高さ検出センサ２１が横リブ２３上に到達し、高さ信号が急激な立ち上がりを示し、単位長さ当りの変化量の閾値を越えた場合はその信号をカットして閾値を越える以前の高さ信号（たとえば、閾値を越える直前の高さ信号）を記憶手段２５に送る。そして、高さ信号が横リブ２３を通過し、閾値に対して急激な立ち下がりを示すまでその状態が維持されるようになっている。
【００２８】
なお、基板１の表面に縦リブ２２のみが形成され横リブ２２の形成されない基板１に塗液を塗布する際には、図３に示すように高さ信号比較処理手段２７は省略することもできる。
【００２９】
図６は、図１に示した塗布装置の塗布ヘッド１８への塗液の供給制御装置の概略縦断面図である。図５において、塗布ヘッド１８は、筐体３１からなり、筐体３１の下面板３２には、多数個の塗液を吐出するノズル孔１８ａが、一列に所定の間隔をもって穿設されている。筐体３１の内部の空間３３は、たとえば、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）のうちのいずれか一色の塗液３０（蛍光体ペースト）が貯留される塗液貯留部３４とその上部に位置する気体空間３５から形成されている。筐体３１の上面板３６には、気体圧力導通孔３７が設けられ、気体圧力導通孔３７には、管路からなる気体圧力導通路３８の一端が連結されている。気体圧力導通路３８の他端は、設定圧に維持された圧力を有する気体圧力源４０に開口されている。気体圧力導通路３８には、方向切替弁からなる開閉手段３９が設けられ、開閉手段３９の開閉切り替えにより、気体空間３５と気体圧力源４０との連通と遮断が行われる。開閉手段３９は各塗布ヘッドの１８のノズル孔１８ａの位置と基材１の相対位置を検出し、開閉手段３９のタイミングを制御する図示しない位置検出、吐出制御手段にて開閉のタイミングが制御されるようになっている。
【００３０】
本実施態様においては、図７に示すように同一色の塗液が２つおきの凹部２４に塗布できるようになっている。したがって、ノズル孔１８ａのピッチは、リブ２２のピッチの３倍になっている。なお、ノズル孔１８ａの中心と、リブ２２間の中心との位置合わせは、ノズル孔１８ａの配列方向の略中央のノズル孔１８ａと、リブ２２の配列方向の略中央の２つのリブ２２間とを位置合わせすることにより行われるようになっている。配列方向端部におけるノズル孔１８ａの中心とリブ２２間の中心のずれを最小限に抑制するためである。
【００３１】
本実施態様のような塗液の塗布装置を用いて、本発明の塗液の塗布方法は以下のように実施される。まず、Ｘスライドテーブル４と塗布ヘッド１８の相対位置は予め調整、設定されており、かつ、基板１を図示しない移載機にてＸスライドテーブル４上にのせた後、図示しない基板位置決め装置にてＸスライドテーブル４と基板１の位置決めを行う。これにより基板１と塗布ヘッド１８の位置関係も認識されたことになる。また、塗布ヘッド１８と高さ検出センサ２１の塗布方向オフセット量もわかっている値であるので、これらの位置関係を予め記憶手段２５に入力しておき、記憶手段２５に内蔵された演算手段にて各位置関係が演算処理される。上記の準備が完了した状態でまず、Ｙスライドテーブル９が塗布方向に走行を開始する。塗布ヘッド１８とオフセットされた位置に配設された高さ検出センサ２１により塗布方向前方の基板表面の高さが検出される。また、塗布ヘッド１８の塗布方向における位置は位置センサ１７により検出される。そして検出された位置信号と高さ信号は記憶手段２５に記憶される。この位置信号と高さ信号及び塗布ヘッド１８と基板１の位置関係、塗布ヘッド１８と高さ検出センサ２１との塗布方向オフセット量をもとに演算処理を行い、高さ検出センサ２１で検出した基板の位置に塗布ヘッド１８が来た時点の基板１の高さに所定の塗布ヘッド下面３２と基板１の表面との間隙を加えた値に塗布ヘッド下面３２の高さがなるよう第２移動手段２９ｂにて塗布ヘッド１８を移動させる。基板１の表面高さを検出する間隔は連続でもよいし、間欠的に検出してもよい。間欠的に検出する場合は塗布ヘッド１８と高さ検出センサ２１のオフセット量がその検出間隔の整数倍となるようにすることが望ましい。一方、予め設定された基板１の塗布開始位置に塗布ヘッド１８が来た時点で開閉手段３９を開とし、塗液の吐出を開始し、塗布終了位置に塗布ヘッド１８が来た時点で開閉手段３９を閉として塗液の吐出を終了する。同様に予め設定した塗布ヘッドの高さ制御開始点と終了点により、塗布ヘッドの高さ制御を実行／停止してもよい。
【００３２】
また、図２に示すように記憶手段２５と高さ検出センサ２１との間に高さ信号比較処理手段２７を介装すれば急激な高さ信号の立ち上がりがある横リブ２３の形成された基板においても、予め設定された単位時間あたりの変化量の閾値、または単位長さあたりの変化量の閾値を越えた場合には、該高さ信号はカットされ、基板表面の高さ、つまり基板の厚みむらのみを正確に捕捉し、塗布ヘッド１８の高さを適切に制御することができる。
【００３３】
図８、図９は、本発明の第２実施態様に係る塗液の塗布装置を示している。なお、上記第１実施態様と同一の部材には同一の番号を付しその説明を省略する。本実施態様においては、Ｘスライドテーブル４がＸ軸方向に移動しながら、基板１上に塗液が塗布されるようになっている。Ｘスライドテーブル４の移動速度はＸ軸方向速度位置制御手段６０により制御されるようになっている。Ｚスライドテーブル１３には、基板１の塗布方向と直交する方向、つまりＹ軸方向の両端の表面高さを検出する高さ検出センサ４１、４２が設けられている。また、塗布ヘッド１８のＹ軸方向の両端には、該塗布ヘッド１８の高さを制御するＺ軸モータ４３、４４が設けられている。
【００３４】
本実施態様においては、高さ検出センサ４１、４２のいずれか片側の高さ信号、または両側の高さ信号の平均値により、高さ制御手段２６によりＺ軸モータ４３、４４の駆動制御がされるようになっている。このような態様においても、上記第１実施態様の作用に準じて、塗布速度の変更にかかわらず、塗布ヘッド１８と基板表面の間隙を常に一定に保持することができる。また、基板１の厚みむらのみを正確に捕捉することができる。
【００３５】
また、本実施態様においては、高さ検出センサ４１、４２により、基板１の塗布開始位置における両端の高さを検出し、センサ４１の高さ信号に基づきＺ軸モータ４３の駆動制御を行い一端側のノズルヘッド１８と基板１の表面との間隙Ｃ1 を調整し、センサ４２の高さ信号に基づきＺ軸モータ４４の駆動制御を行い他端側の間隙Ｃ2 の調整を行うようにすれば、基板１の塗布開始位置におけるＹ軸方向の傾きと、塗布ヘッド１８のＹ軸方向の傾きを一致させた状態で塗布を開始することができる。つまり、基板１の表面の傾きは、通常一定の傾向、方向性をもって発現されるので、塗布開始位置において、塗布ヘッド１８の傾きを調節し、該塗布ヘッド１８と基板表面との間隙を一定にしておけば、塗布開始後においてもその間隙が大きく損なわれることはない。よって、塗布開始後においては、従来の時間に基づく高さ制御法または、上記のように高さ検出センサ４１、４２のいずれか片側の高さ信号、または両側の高さ信号の平均値に基づき、Ｚ軸モータ４３、４４の駆動制御を行い上記間隙を調整することができる。
【００３６】
図１０は、本発明の第３実施態様に係る塗液の塗布装置を示している。なお、上記第１、第２実施態様と同一の部材には同一の番号を付しその説明を省略する。本実施態様においては、基板１のＹ軸方向の中央には高さ検出センサ４６が、両端には高さ検出センサ４５、４７が設けられている。また、塗布ヘッド１８のＹ軸方向の両端にはＺ軸モータ４８、４９が設けられている。本実施態様においても、上記第１、第２実施態様の作用に準じて、塗布速度の変更にかかわらず、塗布ヘッド１８と基板表面の間隙を常に一定に保持することができるとともに、基板１の厚みむらのみを正確に捕捉することができる。
【００３７】
また、本実施態様においては、基板１のＹ軸方向に高さ検出センサ４５、４６、４７が設けられているので、たとえば塗布開始位置において、高さ検出センサ４５、４７で塗布ヘッド１８の傾きを調整した後、塗布開始後においては高さ検出センサ４５、４７のいずれか片側の高さ信号または両側に高さ信号の平均値、若しくは高さ検出センサ４６の高さ信号に基づいて塗布ヘッド１８の高さを調節することができる。
【００３８】
【実施例】
参考例１
Ｙ軸方向長さが３００ｍｍ、ピッチ２２０μｍ、高さ１５０μｍ、幅６０μｍの縦リブ２２が９６１本形成された厚さ２．５ｍｍのガラス基板上に、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の各蛍光体を含有するぺースト状の塗液３０（粘度約３０Ｐａ・ｓ）を、ノズル孔１８ａの経１５０μｍ、孔数２０の塗布ヘッド１８を用い図１および図２に示した装置にて、ストライプ状に塗布した。
圧力設定値Ｐ＝３００ＫＰａ、塗布開始時の塗布速度を２０ｍｍ／ｓｅｃ、塗布開始から３０ｍｍ移動した時点で塗布速度を８０ｍｍ／ｓｅｃに変化させて、基板１の高さをノズルより塗布方向に８０ｍｍ先行した位置にある基板高さ検出センサ２１で、塗布開始位置より基板の塗布方向に５ｍｍ毎に検出し、塗布ヘッド１８が基板の高さ検出位置、すなわち塗布開始位置から５ｍｍ毎の位置を通過するとき、その位置に応じた基板高さに所定の間隙３００μｍを加えた塗布ヘッド高さに制御した。
その結果、塗布速度を途中で切り替えたにもかかわらず塗布ヘッドの高さは基板の高さを忠実に倣い、結果的に塗布に必要な基板と塗布ヘッドの間隙を正確に保つことができ精密にぺーストをストライプ状の凹部に塗布できた。
【００３９】
実施例１
参考例１の縦リブと横リブ２３のピッチが１０００μｍ、リブ高さ１００μｍ、リブ幅が３００μｍの横リブのある基板に参考例１の条件で塗布した。その結果図１０の信号５０に示すように高さ検出センサ２１の高さ信号は櫛歯状のノイズがのった信号となったが、２ｍｓｅｃ毎に前の値と現在の値を比較し、その差が＋１５μｍ以上になった場合は、前の値を保持するようにし、その差が−１５μｍになった時点で保持を解除するようにした。その結果図１１の信号５１に示すようにノイズが取れた信号となり、基板の厚さむら、うねりのみをあらわす信号となり、塗布ヘッド１８の高さを制御するのに十分な信号を得ることができた。
【００４０】
参考例２
図８、図９に示す装置を用いて、塗布開始位置の基板の厚さむらを検知したところ基板１の両端の厚みＨ1 とＨ2 の差が５０μｍあった。この時点で基板上面と塗布ヘッドの下面板の間隙Ｃ1 、Ｃ2 を３００μｍになるようにＺ軸モータ４３、４４を制御し、その後塗布を開始した。塗布方向の基板の厚さむらは６０μｍであったが高さ検出センサ４２の高さ検出信号をもとに参考例１と同条件で塗布したところ間隙異常による塗布欠点もなく精密にぺーストをストライプ状の凹部に塗布できた。なお、基板は参考例１の基板と同一のものを使用した。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の塗液の塗布装置および方法によるときは、基板の塗布方向位置に対応して塗布ヘッドの高さを制御できるので、塗布速度が変更されても塗布ヘッドと基板表面の間隙を常に一定に保持することかできる。したがって、所定の塗布位置に対して、しかも均一に塗液を塗布することができる。
【００４２】
また、横リブに起因する高さ信号の急激な変化にかかわらず、基板の厚みむらのみを正確に捕捉することができるので、縦リブとともに横リブを有する基板に対しても、正確に塗液を塗布することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施態様に係る塗液の塗布装置の斜視図である。
【図２】図１の装置の制御回路を示す概略回路図である。
【図３】図２とは別の態様の制御回路を示す概略回路図である。
【図４】図１の装置で塗液が塗布される基板の部分平面図である。
【図５】図１の装置による塗液の塗布状態を示す側面図である。
【図６】図１の装置の塗布ヘッドの塗液の供給制御装置の概略断面図である。
【図７】ノズル孔と凹部の位置関係を示す概略図である。
【図８】本発明の第２実施態様に係る塗液の塗布装置の斜視図である。
【図９】図８の装置をＸ軸方向から見た側面図である。
【図１０】本発明の第３実施態様に係る塗液の塗布装置の斜視図である。
【図１１】図８の装置の基板の塗布方向位置（塗布開始後の時間）と基板表面の高さ検出信号との関係を示す関係図である。
【符号の説明】
１ 被塗布基板
２ 機台
３ａ、３ｂ Ｘスライドレール
４ Ｘスライドテーブル
５ 駆動軸
６ Ｘ軸モータ
７ 支持機台
７ａ 側面
８ａ、８ｂ Ｙスライドレール
９ Ｙスライドテーブル
１０ 駆動軸
１１ Ｙ軸モータ
１２ａ、１２ｂ Ｚスライドレール
１３ Ｚスライドテーブル
１４ 駆動軸
１５、４３、４４、４８、４９ Ｚ軸モータ
１６ センサ支持軸
１７ 位置センサ
１８ 塗布ヘッド
１８ａ ノズル孔
１９ 塗着ストライプ
２０ Ｙ軸方向速度位置制御手段
２１、４１、４２、４５、４６、４７ 高さ検出センサ
２２ 縦リブ
２３ 横リブ
２４ 凹部
２５ 記憶手段
２６ 高さ制御手段
２７ 高さ信号比較処理手段
２９ａ 第１移動手段
２９ｂ 第２移動手段
３０ 塗液
３１ 筺体
３２ 下面板
３３ 空間
３４ 塗液貯留部
３５ 気体空間
３６ 上面板
３７ 気体圧力導通孔
３８ 気体圧力導通路
３９ 開閉手段
４０ 気体圧力源
４９、５０ 基板表面の高さ検出信号
６０ Ｘ軸方向速度位置制御手段
Claims (12)
- 基板の表面に塗布方向に延びる複数の縦リブと、該縦リブに直交する方向に延びる複数の横リブを有する被塗布基板を吸着固定するテーブルと、前記基板と一定間隔はなれ対向する位置において塗液を塗布する塗布ヘッドと、前記テーブルと塗布ヘッドを相対的に塗布方向に移動する第１移動手段と、前記塗布ヘッドを基板に対し離間・接近する方向に移動する第２移動手段と、前記塗布ヘッドの塗布方向前方にて基板表面の高さを検出する高さ検出手段とを備えた塗液の塗布装置において、前記テーブルまたは塗布ヘッドの塗布方向の相対位置を検出する位置検出手段と、該位置検出手段による塗布方向位置信号と前記高さ検出手段による前記基板の表面高さ信号を一時記憶する記憶手段とを設けるとともに、前記位置信号と前記表面高さ信号に基づき前記塗布ヘッドの高さを制御する高さ制御手段を設け、かつ、前記高さ検出手段と前記記憶手段との間に、前記高さ検出手段が横リブ上に到達し、高さ信号が急激な立ち上がりを示し、単位長さ当たりの変化量の閾値を越えた場合はその信号をカットして閾値を越える以前の高さ信号を前記記憶手段に送り、高さ信号が横リブを通過し、閾値に対して急激な立ち下がりを示すまでその状態を維持する高さ信号比較処理手段を設けたことを特徴とする塗液の塗布装置。
- 前記高さ検出手段が前記基板の塗液の塗布方向に直交する方向の中央近傍、または前記基板の塗液の塗布方向に直交する方向の両端近傍、または前記基板の塗液の塗布方向に直交する方向の中央および両端近傍に設けられている請求項１の塗液の塗布装置。
- 前記第２移動手段が塗布ヘッドの延設方向の中央近傍または塗布ヘッドの延設方向の両端近傍に設けられている、請求項１または２の塗液の塗布装置。
- 基板の表面に塗布方向に延びる複数の縦リブと、該縦リブに直交する方向に延びる複数の横リブを有する被塗布基板を吸着固定するテーブルと、前記基板と一定間隔はなれ対向する位置において塗液を塗布する塗布ヘッドと、前記テーブルと塗布ヘッドを相対的に塗布方向に移動する第１移動手段と、前記塗布ヘッドを基板に対し離間・接近する方向に移動する第２移動手段と、前記塗布ヘッドの塗布方向前方にて基板表面の高さを検出する高さ検出手段を備えた塗液の塗布装置を用いて塗液を塗布するに際し、前記基板の塗布方向位置に対応する基板表面の高さ信号を記憶し、塗布ヘッドの高さを、前記基板の塗布方向位置に対応して制御するとともに、前記高さ検出手段が横リブ上に到達し、高さ信号が急激な立ち上がりを示し、単位長さ当たりの変化量の閾値を越えた場合はその信号をカットして閾値を越える以前の高さ信号を前記記憶手段に送り、高さ信号が横リブを通過し、閾値に対して急激な立ち下がりを示すまでその状態を維持することによって基板の厚さムラの信号のみを取り出し、前記塗布ヘッドの高さを制御することを特徴とする塗液の塗布方法。
- 前記基板の塗液の塗布方向に直交する方向の中央近傍、または前記基板の塗液の塗布方向に直交する方向の両端近傍、または前記基板の塗液の塗布方向に直交する方向の中央近傍および両端近傍の基板表面の高さを検出する、請求項４の塗液の塗布方法。
- 前記第２移動手段が塗布ヘッドの延設方向の中央近傍または塗布ヘッドの延設方向の両端近傍に設けられている、請求項４または５の塗液の塗布方法。
- 前記両端近傍の高さ検出手段により前記基板の塗布開始位置の両端部の高さを検出し、前記塗布ヘッドを該塗布ヘッドの両端近傍の第２移動手段により塗布ヘッドの傾きを前記基板表面の傾きに合わせた後、塗布を開始し、前記両端近傍の高さ検出手段の内いずれか片側の高さ信号または、両側の高さ信号の平均値による高さ信号あるいは中央近傍の高さ信号を用いて塗布ヘッドと基板表面の間隙が一定になるように制御しながら塗布する請求項５または６の塗液の塗布方法。
- 基板の表面に塗布方向に延びる複数の縦リブと、該縦リブに直交する方向に延びる複数の横リブを有する被塗布基板を吸着固定するテーブルと、前記基板と一定間隔はなれ対向する位置において塗液を塗布する塗布ヘッドと、前記テーブルと塗布ヘッドを相対的に塗布方向に移動する第１移動手段と、前記塗布ヘッドの延設方向の両端に設けられ該塗布ヘッドを基板に対し離間・接近する方向に移動する第２移動手段と、前記塗布ヘッドの塗布方向前方にて基板の塗液の塗布方向に直交する方向の中央および両端の基板表面の高さを検出する高さ検出手段とを備えた塗液の塗布装置を用いて塗液を塗布するに際して、前記基板の塗液の塗布方向に直交する方向の両端近傍の高さ検出手段により前記基板の塗布開始位置の両端部近傍の高さを検出し、前記塗布ヘッドの両端近傍の第２移動手段により、塗布ヘッドの傾きに合わせた後、塗布を開始し、前記両端部の高さ検出手段の内いずれか片側の高さ信号または、両側の平均値高さ信号または、基板中央近傍の高さ検出手段による高さ信号を用いて塗布ヘッドと基板表面の間隙を制御するとともに、前記高さ検出手段が横リブ上に到達し、高さ信号が急激な立ち上がりを示し、単位長さ当たりの変化量の閾値を越えた場合はその信号をカットして閾値を越える以前の高さ信号を前記記憶手段に送り、高さ信号が横リブを通過し、閾値に対して急激な立ち下がりを示すまでその状態を維持することによって基板の厚さムラの信号のみを取り出し、前記塗布ヘッドの高さを制御することを特徴とする塗液の塗布方法。
- 前記基板の表面に塗布方向に延びる複数の縦リブが形成されており、前記塗布ヘッドが複数の吐出孔を有し、塗液が赤色（Ｒ）又、緑色（Ｇ）又は青色（Ｂ）のいずれか一色の蛍光体を含むペースト状である、請求項１ないし３のいずれかに記載の塗液の塗布装置を用いたことを特徴とするプラズマディスプレイ用部材の製造装置。
- 前記基板の表面に塗布方向に延びる複数の縦リブと、該縦リブに直交する方向に延びる複数の横リブとにより格子状の凹凸が形成されており、前記塗布ヘッドが複数の吐出孔を有し、塗液が赤色（Ｒ）又、緑色（Ｇ）又は青色（Ｂ）のいずれか一色の蛍光体を含むペースト状である、請求項１ないし３のいずれかに記載の塗液の塗布装置を用いたことを特徴とするプラズマディスプレイ用部材の製造装置。
- 前記基板の表面に塗布方向に延びる複数の縦リブが形成されており、前記塗布ヘッドが複数の吐出孔を有し、塗液が赤色（Ｒ）又、緑色（Ｇ）又は青色（Ｂ）のいずれか一色の蛍光体を含むペースト状である、請求項４ないし８のいずれかに記載の塗液の塗布方法を用いたことを特徴とするプラズマディスプレイ用部材の製造方法。
- 前記基板の表面に塗布方向に延びる複数の縦リブと、該縦リブに直交する方向に延びる複数の横リブとにより格子状の凹凸が形成されており、前記塗布ヘッドが複数の吐出孔を有し、塗液が赤色（Ｒ）又、緑色（Ｇ）又は青色（Ｂ）のいずれか一色の蛍光体を含むペースト状である、請求項４ないし８のいずれかに記載の塗液の塗布方法を用いたことを特徴とするプラズマディスプレイ用部材の製造方法。
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