JPH11309402A - ノズル、凹凸基材への塗液の塗布装置および方法並びにプラズマディスプレイの製造装置および方法 - Google Patents
ノズル、凹凸基材への塗液の塗布装置および方法並びにプラズマディスプレイの製造装置および方法Info
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- JPH11309402A JPH11309402A JP21694298A JP21694298A JPH11309402A JP H11309402 A JPH11309402 A JP H11309402A JP 21694298 A JP21694298 A JP 21694298A JP 21694298 A JP21694298 A JP 21694298A JP H11309402 A JPH11309402 A JP H11309402A
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Abstract
パターンが形成された基材の凹部に所定の塗液を塗布す
るに際し、各吐出孔から均一に塗液を吐出して、各凹部
に塗布される量を均一にし、それによって、高生産性と
高品質を可能とするノズル並びに凹凸基材への塗液の塗
布装置および方法並びにプラズマディスプレイの製造装
置および方法を提供する。 【解決手段】 表面に一定ピッチで凹凸部が形成されて
いる基材を固定するテーブルと、マニホールド部および
基材の凹凸部と対面して複数の吐出孔を有し、かつ、該
吐出孔の開口方向の軸を含む断面形状が、各々その開口
軸に対して軸対称であるノズルと、ノズルに塗液を供給
する供給手段と、テーブルとノズルを3次元的に相対移
動させる移動手段とを備えたことを特徴とする凹凸基材
への塗液の塗布装置、およびその塗布方法、並びにそれ
を用いたプラズマディスプレイの製造装置および方法。
Description
特定のパターンが形成されたもの、特に一定形状の隔壁
を等ピッチで配置したプラズマディスプレイパネルや、
ストライプ形ブラックマトリックス式のカラー受像管の
パネル内面等における一定パターンの塗布に適用でき
る、ノズル、凹凸基板への塗液の塗布装置および塗布方
法、並びにこれらの装置および方法を使用したプラズマ
ディスプレイの製造装置および製造方法の改良に関す
る。
次第に多様化してきている。現在注目されているものの
一つが、従来のブラウン管よりも大型で薄型軽量化が可
能なプラズマディスプレイである。これは、一定ピッチ
で一方向に延びる隔壁によりストライプ状の凹凸部をガ
ラス基板上に形成し、該凹凸部の凹部に赤(R)、緑
(G)、青(B)の蛍光体を充填し、任意の部位を紫外
線により発光させ、所定のカラーパターンを表示するも
のである。
いう構造は、ストライプ形ブラックマトリックス式のカ
ラー受像管のパネルも有している。
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。
−144375号公報に示されるように一色の蛍光体を
全面スクリーン印刷し、必要な部分のみフォトリソグラ
フィー法で残すようにして、高精度のパターンが得られ
るようにしている。しかし、この方法では、R、G、B
の各蛍光体パターンを形成するために、各色の塗布、露
光、現像、乾燥等の工程を3回繰り返す必要があり、コ
ストがかかる上、生産性に著しく劣るという欠点を持
つ。
ターンを形成する他の方法としては、ノズルを用いる特
開平5−11105号公報や特開平5−142407公
報等に記載されている方法があるが、表面が平坦な基板
を対象に先端が平坦なノズルで3色同時に塗布するもの
であるため、表面に凹凸が形成されているものに対して
はこの技術をそのまま用いることはできない。
特開昭54−13250号公報、特開昭54−1325
1号公報等には、ストライプ形ブラックマトリックス式
のカラー受像管のパネル内面の、凸状となっているブラ
ックマトリックス間の凹部に所定の蛍光体を塗布する方
法として、蛇行防止等の制御装置を有する改良されたノ
ズル装置を用いることが示されている。しかし、一本の
ノズルを用いているために、表面の複数の凹凸部に対し
て同時に塗布する方法には適用できず、塗布のために時
間がかかるという問題がある。
ズマディスプレイの隔壁のように一定の凹凸状パターン
が形成された基材の複数の凹部に、複数の吐出孔を有す
るノズルから所定の塗液を塗布するに際し、各吐出孔か
ら均一に塗液を吐出して、各凹部に塗布される量を均一
にすることにあり、この均一な塗布を常に実現すること
によって、高生産性と高品質を可能とするノズル並び
に、凹凸基材への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の製造装置および製造方法を提供
することにある。
に、本発明の凹凸基材への塗液の塗布装置は、表面に一
定ピッチで凹凸部が形成されている基材を固定するテー
ブルと、マニホールド部および基材の凹凸部と対面して
複数の吐出孔を有し、かつ、該吐出孔の開口方向の軸を
含む断面形状が、各々その開口軸に対して軸対称である
ノズルと、ノズルに塗液を供給する供給手段と、テーブ
ルとノズルを3次元的に相対移動させる移動手段とを備
えたことを特徴とするものである(第1の塗布装置)。
ニホールド部を有する部材と、前記吐出孔を有する部材
とが接合された構成であってもよい(第2の塗布装
置)。
少なくとも前記吐出孔が開口している領域は平行度0.
1mm以下の板状体であることが好ましい(第3の塗布
装置)。
径をdとすると、吐出孔の開口軸を含む断面形状の出口
部縁の半径はd/2以下であり、かつ、前記出口部縁の
全周における半径のばらつきは±d/20以下であるこ
とが好ましい(第4の塗布装置)
は、前記ノズルの吐出孔の内壁の表面粗さの最大高さR
maxが1μm以下であることが好ましい。
塗布装置は、表面に一定ピッチで凹凸部が形成されてい
る基材を固定するテーブルと、基材の凹凸部と対面して
複数の吐出孔を有するノズルと、ノズルに塗液を供給す
る供給手段と、テーブルとノズルを3次元的に相対移動
させる移動手段とを備えた凹凸基材への塗液の塗布装置
において、前記ノズルの吐出孔の直径は50〜500μ
mであり、各孔の直径のばらつきが±5%以下であるこ
とを特徴とするものである(第5の塗布装置)。
液の塗布装置は、表面に一定ピッチで凹凸部が形成され
ている基材を固定するテーブルと、基材の凹凸部と対面
して複数の吐出孔を有するノズルと、ノズルに塗液を供
給する供給手段と、テーブルとノズルを3次元的に相対
移動させる移動手段とを備えた凹凸基材への塗液の塗布
装置において、前記ノズルは、直径がdで長さがLの吐
出孔を有しており、該吐出孔の直径と長さの基準値をそ
れぞれd0、L0とすると、各吐出孔の直径dと長さL
は 0.7 (d04/L0)≦d4/L≦1.3 (d04/L0) (1) を満たすことを特徴とするものである(第6の塗布装
置)。ここで、より好ましくは、前記各吐出孔の直径d
と長さLが 0.95(d04/L0)≦d4/L≦1.05(d04/L0) (2) を満たすことが望ましい。
への塗液の塗布装置においては、前記ノズルの隣接する
吐出孔の直径と長さ、あるいは、両端に位置する吐出孔
の直径と長さをそれぞれ、d1、L1、d2、L2とす
ると、d1、d2、L1、L2が 0.9≦(d1/d2)4(L2/L1)≦1.1 (3) を満たすことが好ましい。
開口軸方向の長さは、吐出孔の全周にわたり一定とな
り、塗液が吐出孔壁面から受ける管摩擦抵抗は塗液に均
等に働く。これにより、塗液の速度分布は軸対称とな
り、吐出した塗液が曲がったり、ぴくついたり、あるい
は旋回することはない。
ニホールド部を加工したマニホールド部材と、吐出孔を
加工した吐出孔部材を接合するものである。吐出孔を加
工した後に、吐出孔部材の両面の表面粗度をむら無く均
一に仕上げることができるため、均一で安定した塗液の
吐出が可能となる。
出孔が開口している領域は平行度0.1mm以下の板状
体とする。そのようにすることで、各々の吐出孔の長さ
が等しくなり、塗液が各々の吐出孔を通過するときの圧
力損失を合わせることができる。これにより、各々の吐
出量のばらつきは小さくなり、精度の高い安定した塗布
が可能となる。
部縁の形状とばらつきの規制により、塗液をさらに安定
して吐出することが可能となる。
ノズルの吐出孔の内壁の表面粗さの最大高さRmaxが
1μm以下とすれば、該吐出孔内壁の表面は十分な平滑
性を有するので、吐出孔中に塗液中の粒子等が凝集して
塊を形成することはなく、塗液は吐出孔中を円滑に流れ
る。
孔の直径のばらつきが±5%以下とされる。この直径の
ばらつきの規制により、均一な吐出量の精度の高い塗布
が可能となる。孔の直径のばらつきが±5%を越える
と、吐出量のばらつきが大きくなり、精度の高い塗布作
業が困難となる。
の範囲から選択される。孔径が50μm未満であると、
塗布液が短時間のうちに詰まるおそれがあり、長時間安
定して塗布作業ができない。500μmを越えると、常
圧の状態で液が滴下し、間欠的な塗布作業を維持できな
いおそれがある。
孔における圧力損失のばらつきが±30%以下に抑えら
れる。つまり、ノズルの吐出孔の直径と長さの基準値を
それぞれd0、L0とすると、各吐出孔の直径dと長さ
Lは 0.7 (d04/L0)≦d4/L≦1.3 (d04/L0) (1) を満たすように調整される。このような圧力損失のばら
つきの規制により、均一な吐出量の精度の高い塗布が可
能になる。
直径dと長さLが 0.95(d04/L0)≦d4/L≦1.05(d04/L0) (2) を満たすことであり、これによって、ノズルの吐出孔に
おける圧力損失のばらつきが±5%以下に抑えられ、一
層均一な吐出量の精度の高い塗布が可能になる。
して行なう。ノズルは、板状体に吐出孔をあけたものや
パイプを複数ならべたもので構成されるので、吐出孔の
孔径を測定して許容値外のものがあるときには、1)板
状体に吐出孔を設けるものにおいては、吐出孔の孔径の
小さなものに対して、その孔が存在する部分だけを削っ
て厚さを小さくする。このときの小さくする厚さは、塗
液が吐出孔を通過するときの圧力損失を合わせることで
求められる。すなわち、基準となる孔径がd0、板厚が
L0ならば、孔径がd(>d0)の部分の厚さLは L=L0×(d/d0)4 で求められる。一度孔をあけた板の厚さを厚くすること
はできないから、必ず孔径の小さいものを対象にして、
その部分の厚みを薄くするのがポイントである。このよ
うにして、吐出孔の圧力損失のばらつきを±30%以
下、好ましくは±5%以下に抑えることができ、均一な
吐出量をもって塗布することができる。2)吐出孔がパ
イプで形成される場合も、パイプの長さLを上式で求め
られるものにし、そのようにして選んだものでノズルを
作るか、作った後にパイプの長さを削るようにする。
圧力損失のばらつきが±30%以下(好ましくは±5
%)となるばらつきの許容範囲が必要となり、前述の式
(1)、さらには(2)式、 0.7 (d04/L0)≦d4/L≦1.3 (d04/L0) (1) 0.95(d04/L0)≦d4/L≦1.05(d04/L0) (2) を満たすようにする。ここで、基準値d0、L0には、
複数個の孔の直径、長さの平均値等を採用してもよい。
布装置において、ノズルの隣接する吐出孔の直径と長
さ、あるいは、両端に位置する吐出孔の直径と長さにつ
いて前述の(3)式、 0.9≦(d1/d2)4(L2/L1)≦1.1 (3) を満たすようにすれば、隣接する吐出孔の圧力損失の
比、あるいは、両端に位置する吐出孔の圧力損失の比が
±10%以下に抑えられる。この圧力損失の規制によ
り、むら(塗布むら、輝度むら)なく均一に塗布するこ
とが可能になる。
と、そこでむらが発生する。両端に位置する吐出孔から
の塗布においても、同様の問題が発生する。すなわち、
塗布すべき部分がまだ残っている場合には、次の塗布す
べき開始位置までノズルをノズルの幅方向に塗布幅分
(ノズルピッチ×孔数)移動して、再び塗布作業を行
う。このとき、先の塗布作業においてノズルの最終孔で
塗布した凹部と、次の塗布作業でノズルの第1孔で塗布
する凹部が隣り合うため、ノズルの両端に位置する吐出
孔の圧力損失の比も規制することが好ましいのである。
装置は、塗液が赤色、緑色、青色のいずれかの色に発光
する蛍光体粉末を含むペーストであって、上記第1から
第6のいずれかの塗布装置を用いてプラズマディスプレ
イを製造することを特徴とする装置からなる。上記第1
から第6のいずれかの塗布装置を用いることにより、吐
出量が均一で安定した塗布を行うことができ、優れた品
質のプラズマディスプレイを安定して製造することがで
きる。
は、表面に一定のピッチで凹凸部が形成されている基材
と、マニホールド部および基材の凹凸部と対面して複数
の吐出孔を有し、かつ、該吐出孔の開口方向の軸を含む
断面形状が、各々その開口軸に対して軸対称であるノズ
ルとを相対的に移動させ、かつ前記ノズルに塗液を供給
して吐出孔から塗液を吐出し、基材の凹部に所定厚さの
塗液を塗布することを特徴とする方法からなる(第1の
方法)。
ニホールド部を有する部材と、前記吐出孔を有する部材
とが接合された構成であってもよい(第2の方法)。
少なくとも前記吐出孔が開口している領域は平行度0.
1mm以下の板状体であることが好ましい(第3の方
法)。
径をdとすると、吐出孔の開口軸を含む断面形状の出口
部縁の半径はd/2以下であり、かつ、前記出口部縁の
全周における半径のばらつきは±d/20以下であるこ
とが好ましい(第4の方法)。
出孔の内壁面が、表面粗さの最大高さRmaxが1μm
以下の平滑な面であることが好ましい。
布方法は、表面に一定のピッチで凹凸部が形成されてい
る基材と、基材の凹凸部と対面して複数の吐出孔を有す
るノズルとを相対的に移動させ、かつ前記ノズルに塗液
を供給して吐出孔から塗液を吐出し、基材の凹部に所定
厚さの塗液を塗布する塗布方法であって、前記ノズル
に、その吐出孔の直径が50〜500μmであり、各孔
の直径のばらつきが±5%以下であるものを用いて塗布
することを特徴とする方法からなる(第5の方法)。
塗布方法は、表面に一定のピッチで凹凸部が形成されて
いる基材と、基材の凹凸部と対面して複数の吐出孔を有
するノズルとを相対的に移動させ、かつ前記ノズルに塗
液を供給して吐出孔から塗液を吐出し、基材の凹部に所
定厚さの塗液を塗布する塗布方法であって、ノズルに、
直径がdで長さがLの吐出孔を有しており、該孔の直径
と長さの基準値をそれぞれd0、L0とすると、各吐出
孔の直径dと長さLが 0.7 (d04/L0)≦d4/L≦1.3 (d04/L0) (1) を満たすものを用いて塗布することを特徴とする方法か
らなる(第6の方法)。このような圧力損失のばらつき
の規制により、均一な吐出量の精度の高い塗布が可能に
なる。
直径dと長さLが 0.95(d04/L0)≦d4/L≦1.05(d04/L0) (2) を満たすノズルを用いて塗布することであり、これによ
って、ノズルの吐出孔における圧力損失のばらつきが一
層小さく抑えられ、一層均一な吐出量の精度の高い塗布
が可能になる。
布方法においては、前記ノズルに、隣接する吐出孔の直
径と長さ、あるいは、両端に位置する吐出孔の直径と長
さをそれぞれ、d1、L1、d2、L2とすると、d
1、d2、L1、L2が 0.9≦(d1/d2)4(L2/L1)≦1.1 (3) を満たすものを用いて塗布することが好ましい。
プレイの製造方法は、塗液が赤色、緑色、青色のいずれ
かの色に発光する蛍光体粉末を含むペーストであって、
上記第1から第6のいずれかの塗布方法を用いてプラズ
マディスプレイを製造することを特徴とする方法からな
る。上記第1から第6のいずれかの塗布方法を用いるこ
とにより、吐出量が均一で安定した塗布を行うことがで
き、優れた品質のプラズマディスプレイを安定かつ高い
生産性で製造することができる。
ールド部と、塗液を吐出するためにマニホールド部の内
側から外側に開口する複数の吐出孔を有し、かつ、前記
吐出孔の開口方向の軸を含む断面形状が、各々その開口
軸に対して軸対称であることを特徴とするものである
(第1のノズル)。
を有する部材と、吐出孔を有する部材が接合された構成
であってもよい(第2のノズル)。また、ノズルの、少
なくとも前記吐出孔が開口している領域は平行度0.1
mm以下の板状体であることが好ましい(第3のノズ
ル)。さらに、吐出孔の直径をdとすると、吐出孔の開
口軸を含む断面形状の出口部縁の半径はd/2以下であ
り、かつ、前記出口部縁の全周における半径のばらつき
は±d/20以下であることが好ましい(第4のノズ
ル)。
の吐出孔の内壁面が、表面粗さの最大高さRmaxが1
μm以下の平滑な面であることが好ましい。
態を図面に基づいて説明する。図4において、ノズル8
1は、塗液を貯蔵するマニホールド部82と、塗液を吐
出する複数の吐出孔83を有する。吐出孔83は、マニ
ホールド部82の内側から外側に開口しており、吐出孔
83の開口方向の軸87を含む断面形状は、各々の吐出
孔83において、その開口軸87に対して軸対称であ
る。そのようにすることで、吐出孔壁面の長さは、吐出
孔の全周にわたり一定となり、塗液が吐出孔壁面からう
ける管摩擦抵抗は塗液に均等に働く。これにより、塗液
の速度分布は軸対称となり、吐出した塗液が曲がった
り、ぴくついたり、あるいは旋回することはない。
ルの概略縦断面図である。この態様のものは、あらかじ
めマニホールド部82を加工したマニホールド部材84
と、吐出孔83を加工した吐出孔部材85を接合して構
成したノズルである。吐出孔83を加工した後に、吐出
孔部材85の両面の表面粗度をむら無く均一に仕上げる
ことができる。これにより、均一で安定した塗液の吐出
が可能となる。吐出孔部材85とマニホールド部材84
の接合方法としては、接着剤、拡散接合、レーザー溶接
やボルト等による締結等がある。
様に係るノズルの概略縦断面図である。この態様のもの
は、吐出孔83を有する吐出孔部材85の、少なくとも
吐出孔83が開口している領域は板状体86である。板
状体86の平行度は0.1mm以下であるのが好まし
い。そのようにすることで、各々の吐出孔83の長さが
等しくなり、塗液が各々の吐出孔83を通過するときの
圧力損失を合わせることができる。これにより、各々の
吐出量のばらつきは小さくなり、精度の高い安定した塗
布が可能となる。
吐出するために、吐出孔83の直径をdとすると、吐出
孔83の開口軸を含む断面形状の出口部縁の半径はd/
2以下であり、かつ、出口部縁の全周における半径のば
らつきは±d/20以下であることが好ましい。
図10の長円形もしくは楕円形、図11の角形、図12
の双子円形、図13の多角形、または、図14の先細り
もしくは先太り等によるものがある。
工、ドリル加工+リーマ通し、放電加工、フォトエッチ
ング、電鋳等の精密微細加工によるものがある。とくに
吐出孔の内壁面の表面粗さを小さく抑えることが好まし
く、内壁の表面粗さの最大高さRmaxが1μm以下に
なるように仕上げることが好ましい。
4の材質としては、ステンレス、ニッケル等の金属や、
セラミックス等の非金属によるものがある。
00μmの範囲に設定され、これら吐出孔83の孔径が
実測されて、目標値(あるいは平均値)に対し、ばらつ
きが±5%を越える孔について、調整加工が施される。
−5%よりも下回る孔径を有する吐出孔については、孔
径を大きくすることにより容易に調整加工することが可
能であるが、+5%を越えた孔径に対しては、孔径を小
さくする加工が困難であるので、孔径の基準値として、
実測されたものの最大値、あるいは比較的大きい値を採
用し、孔径を大きくすることによる調整加工が可能とな
るようにしてもよい。
3の圧力損失を±30%以内(好ましくは前述の(2)
式による±5%以内)に揃える調整においては、たとえ
ば図15に示すように、圧力損失のばらつきが±30%
(好ましくは±5%)を越える孔が存在する部分の板厚
を調整する。たとえば、孔径の最大値を基準値にとり、
該基準値の孔径に対し、−30%(好ましくは−5%)
よりも下回る孔径を有する吐出孔83については、その
吐出孔83が存在する部分の上あるいは下面を削り(削
り取り部88)、その部分の板厚を薄くして吐出孔83
の長さLを小さくし、それによって圧力損失のばらつき
を±30%以内(好ましくは±5%以内)に抑えること
ができる。
係るノズルの概略縦断面図である。吐出孔に一定孔径と
長さのパイプ89を接合したものである。これにより、
パイプ89の先端を削り、パイプの長さ(吐出孔の長さ
L)を調整することにより、圧力損失のばらつきを抑え
ることができる。
ズルが、隣接する吐出孔の直径と長さ、あるいは、両端
に位置する吐出孔の直径と長さをそれぞれ、d1、L
1、d2、L2とすると、d1、d2、L1、L2が 0.9≦(d1/d2)4(L2/L1)≦1.1 (3) を満たすものであることが好ましく、これによって塗布
むら、輝度むらをさらに小さく抑えることができる。
布装置の全体斜視図、図2は図1のテーブル6とノズル
20回りの模式図、図3は図1のノズル20を下側から
みた拡大平面図である。
説明する。図1は、本発明に係るプラズマディスプレイ
パネルの製造に適用される塗布装置の一例を示してい
る。この塗布装置は基台2を備えている。基台2上に
は、一対のガイド溝レール8が設けられており、このガ
イド溝レール8上にはテーブル6が配置されている。こ
のテーブル6の上面には、表面に凹凸が一定ピッチで一
方向にストライプ状に形成された基材4が、真空吸引に
よってテーブル面に固定可能となるように、サクション
面を構成する複数の吸着孔7が設けられている。また、
基材4は図示しないリフトピンによってテーブル6上を
昇降する。さらにテーブル6はスライド脚9を介してガ
イド溝レール8上をX軸方向に往復動自在となってい
る。
す送りねじ機構を構成するフィードスクリュー10が、
テーブル6の下面に固定されたナット状のコネクタ11
を貫通して延びている。フィードスクリュー10の両端
部は軸受12に回転自在に支持され、さらに片方の一端
にはACサーボモータ16が連結されている。
は、塗液吐出装置であるノズル20がホルダー22を介
して昇降機構30、幅方向移動機構36に連結してい
る。昇降機構30は昇降可能な昇降ブラケット28を備
えており、昇降機構30のケーシング内部で一対のガイ
ドロッドに昇降自在に取り付けられている。また、この
ケーシング内にはガイドロッド間に位置してボールねじ
からなるフィードスクリュー(図示しない)もまた回転
自在に配置されており、ナット型のコネクタを介して昇
降ブラケット28と連結されている。さらにフィードス
クリューの上端には図示しないACサーボモータが接続
されており、このACサーボモータの回転によって昇降
ブラケット28を任意に昇降動作させることができるよ
うになっている。
ト32(アクチュエータ)を介して幅方向移動機構36
に接続されている。幅方向移動機構36はY軸移動ブラ
ケット32をノズル20の幅方向、すなわちY軸方向に
往復自在に移動させるものである。動作のために必要な
ガイドロッド、フィードスクリュー、ナット型コネクタ
ー、ACサーボモータ等は、ケーシング内に昇降機構3
0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。
とY軸方向に自在に移動させることができる。
直交する方向、つまりY軸方向に水平に延びているが、
これを直接保持するコの字形のホルダー22は昇降ブラ
ケット28内にて回転自在に支持されており、垂直面内
で自在に図中の矢印方向に回転することができる。
昇降ブラケット28に固定されている。この水平バー2
4の両端部には、電磁作動型のリニアアクチュエータ2
6が取り付けられている。このリニアアクチュエータ2
6は水平バー24の下面から突出する伸縮ロッドを有し
ており、これら伸縮ロッドがホルダ22の両端部に接触
することによってホルダ22の回転角度を規制すること
ができ、結果としてノズル20の傾き度を任意に設定す
ることができる。
は逆L字形のセンサ支柱38が固定されており、その先
端にはテーブル6上の基材4の凸部頂上の位置(高さ)
を測定する高さセンサ40が取り付けられている。ま
た、高さセンサ40の隣には、基材4の隔壁間の凹部の
位置を検知するカメラ72が支柱70に取り付けられて
いる。図2に示すように、カメラ72は画像処理装置7
4に電気的に接続されており、隔壁間の凹部位置の変化
を定量的に求めることができる。
ブラケット64を介して、ノズル20の開口部のある下
端面(開口部面)のテーブル6に対する垂直方向の位置
を検出するセンサー66が取り付けられている。
ホールド41内に塗液42が充填されており、開口部で
ある吐出孔44が開口部先端面45上で長手方向に一直
線状にならんでいる(図3参照)。そしてこの吐出孔4
4より塗液42が吐出される。ノズル40には供給ホー
ス46が接続されており、さらに吐出用電磁切換え弁4
8、供給ユニット50、吸引ホース52、吸引用電磁切
換え弁54、塗液タンク56へと連なっている。塗液タ
ンク56には塗液42が蓄えられている。塗液42は、
赤色、緑色、青色のいずれかの色に発光する蛍光体粉末
を含むペーストからなる。
トン、ダイヤフラム型等の定容量ポンプ、チュービング
ポンプ、ギアポンプ、モーノポンプ、さらには液体を気
体の圧力で押し出す圧送コントローラ等がある。供給装
置コントローラ58からの制御信号をうけて、供給ユニ
ット50や、各々の電磁切換え弁の動作を行なわせ、塗
液タンク56から塗液42を吸引して、ノズル20に塗
液42を供給することができる。塗液タンク56から定
容量ポンプへの塗液42の吸引動作を安定化させるため
に、塗液タンク56を密閉容器にして、空気、不活性ガ
スである窒素等の気体で圧力を付加してもよい。空気、
窒素等で常に一定の圧力を付加するには、塗液タンク5
6を空気、窒素等の供給装置に接続して圧力制御すれば
よい。圧力の大きさは0.01〜1MPa、特に0.0
2〜0.5MPaが好ましい。
コントローラ60に電気的に接続されている。この全体
コントローラ60には、モータコントローラ62、高さ
センサー40の電気入力等、カメラ72の画像処理装置
74からの情報等、すべての制御情報が電気的に接続さ
れており、全体のシーケンス制御を司れるようになって
いる。全体コントローラ60は、コンピュータでも、シ
ーケンサでも、制御機能を持つものならばどのようなも
のでもよい。
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7
6、78(たとえば、ACサーボモータ)、さらにはテ
ーブル6の移動位置を検出する位置センサ68からの信
号、ノズル20の作動位置を検出するY、Z軸の各々の
リニアセンサ(図示しない)からの信号などが入力され
る。なお、位置センサ68を使用する代わりに、ACサ
ーボモータ16にエンコーダを組み込み、このエンコー
ダから出力されるパルス信号に基づき、テーブル6の位
置を検出することも可能である。
て説明する。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、ノズル20は各々X軸、Y
軸、Z軸の準備位置に移動する。この時、塗液タンク5
6〜ノズル20まで塗液はすでに充満されており、吐出
用電磁切換え弁48は開、吸引用電磁切換え弁54は閉
の状態にする。そして、テーブル6の表面には図示しな
いリフトピンが上昇し、図示しないローダから隔壁が一
定ピッチのストライプ状に形成されている基材4がリフ
トピン上部に載置される。
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。
サー40の真下に基材4の隔壁(凸部頂上)がくるまで
移動し、停止する。カメラ72はテーブル6上に位置決
めされた基材4上の隔壁端部を写し出すようにあらかじ
め位置調整されており、画像処理によって一番端の凹部
の位置を検出し、カメラ基準点からの位置変化量laを
求める。一方、カメラ72の基準点と、所定のY軸座標
位置Yaにある時のホルダ22に固定されたノズル20
の最端部に位置する吐出孔44間の長さlbは、事前の
調整時に測定し、情報として全体コントローラ60に入
力しているので、画像処理装置74からカメラ基準点か
らの隔壁凹部の位置変化量laが電送されると、ノズル
20の最端部に位置する吐出孔44が隔壁端部の凹部の
真上となるY軸座標値Ycを計算し(例えば、Yc=Y
a+lb−la)、ノズル20をその位置に移動させ
る。なお、カメラ72は、ノズル20やホルダ22に取
り付けても同じ機能を持たせることができる。
上部の垂直方向の位置を検知し、テーブル6上面との位
置の差から基材4の隔壁頂上部の高さを算出する。この
高さに、あらかじめ与えておいたノズル20開口部〜基
材4の隔壁頂上部間の間隙値を加算して、ノズル20の
Z軸リニアセンサー上での下降すべき値を演算し、その
位置にノズルを移動する。これによって、テーブル6上
での隔壁頂上部位置が基材ごとに変化しても、塗布に重
要なノズル20開口部〜基材上の隔壁頂上部間の間隙を
常に一定に保てるようになる。
動作を開始させ、ノズル20の開口部の真下に基材4の
塗布開始位置が到達する前に所定の塗布速度まで増速さ
せておく。テーブル6の動作開始位置と塗布開始位置ま
での距離は塗布速度まで増速できるよう十分確保できて
いなければならない。
の開口部の真下に至るまでの所に、テーブル6の位置を
検知する位置センサー68を配置しておき、テーブル6
がこの位置に達したら、供給ユニット50の動作を開始
して塗液42のノズル20への供給を開始する。ノズル
20開口部より吐出される塗液42が基材4に達するに
は、基材〜ノズル開口部間の間隙だけ時間遅れが生じ
る。そのため、事前に塗液42をノズル20に供給する
ことによって、基材4の塗布開始位置がノズル20開口
部の丁度真下に来たところでノズル20から吐出された
所定量の塗液42が基板4に到達するので、ほとんど厚
みむらゼロの状態で塗布を開始することができる。塗液
42の供給を開始する位置は位置センサー68の設置場
所を変えて調整することができる。この位置センサー6
8の代わりに、モータあるいはフィードスクリューにエ
ンコーダを接続したり、テーブルにリニアセンサーを付
けたりすると、エンコーダやリニアセンサーの値で検知
しても同様なことが可能となる。
0の開口部の真下付近に来るまで行われる。すなわち、
基材4はいつもテーブル6上の定められた位置に置かれ
ているから、基材4の塗布終了位置がノズル20の開口
部の(a)たとえば真下にくる5mm前や、(b)丁度
真下になる位置に相当するテーブル6の位置に、位置セ
ンサーやそのエンコーダ値をあらかじめ設定しておき、
テーブル6が(a)に対応する位置にきたら、全体コン
トローラ60から供給装置コントローラ58に停止指令
を出して塗液42のノズル20への供給を停止して、
(b)の位置までスキージ塗工し、次いでテーブル6が
(b)に対応する位置にきたら、ノズル20を上昇させ
て完全に塗液42をたちきる。塗液42が比較的高粘度
の液体である場合には、単に塗液の供給を停止しただけ
では、残圧によるノズル20開口部からの塗液吐出まで
も瞬時に停止することは難しい。そのために、塗液の供
給を停止するとと同時にノズル20内のマニホールド4
1圧力を大気圧にすると、短時間で開口部からの塗液の
吐出停止が可能となるので、供給ユニットにこのような
機能をもたせるか、あるいは、供給ユニットの吐出電磁
切換え弁48〜ノズル20の間に大気開放バルブを設け
るのが望ましい。
ル6は動作を続け、終点位置にきたら停止する。このと
き塗布すべき部分がまだ残っている場合には、次の塗布
すべき開始位置までノズルをY軸方向に塗布幅分(ノズ
ルピッチ×穴数)移動して、以下テーブル6を反対方向
に移動させることを除いては同じ手順で塗布を行う。1
回目と同一のテーブル6の移動方向で塗布を行なうのな
ら、ノズル20は次の塗布すべき開始位置までY軸方向
に移動、テーブル6はX軸準備位置まで復帰させる。
ンローダで移載する場所までテーブル6を移動して停止
させ、基材4の吸着を解除するとともに大気開放した後
に、リフトピンを上昇させて基材4をテーブル6の面か
ら引き離し、持ち上げる。
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。
吸引用電磁切換え弁54を開状態にして供給ユニット5
0を動作させ、塗液タンク56から1枚の基材の塗布に
必要な量だけ塗液を供給する。
いて、高さセンサー40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。
る相対位置を検知する検知手段は、基材の凹部とノズル
の孔を各々別個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。
方向に移動し、ノズルがY軸、Z軸方向に移動する場合
での適用例について記述したが、ノズル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、ノズルの移動方向はいかなる組み合
わせのものでもよい。
ーブルの移動、凹凸のピッチ方向への移動は、ノズルの
移動によって行う例を示したが、塗布をノズルの移動、
凹凸のピッチ方向への移動をテーブルの移動で行っても
よい。
ラス板の他、鉄板、アルミ板等、枚葉状のものならどの
ようなものでもよい。また、一種類の塗液を塗布する場
合について詳しく言及したが、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る。
mピッチで50ヶ加工して設けた。マニホールド部にレ
ーザ溶接する前に、孔径を全部測定したところ、φ94
〜110μmの範囲でばらついていた。
m)、板厚を長さの基準値L0 (=0.5mm)にとっ
た。前述の式(1)にしたがって各孔ごとにLを計算
し、板厚より小さくする必要がある箇所については、図
15に示したようにマニホールド側になる方を板面を5
mmの幅にわたって削り、所定のLになるように調整し
た。
してノズルを作成し、実際に5ポイズの塗液を吐出して
吐出量分布を測定した。これによって、吐出量のばらつ
きを47%から±5%以下に低減することができた。
1mmピッチで30個マニホールド部に固定する図16
のタイプのノズルで、パイプをマニホールド部に固定す
る前に、直径dと、長さLを実測した。
0 =5mmにとり、式(1)を満たすものだけを選んで
マニホールド部に組み込み固定してノズルを構成した。
量ばらつきが±15%あったものが、上記のように選択
して組み込んだために吐出量ばらつきを±5%以下にす
ることができた。
びに凹凸基材への塗液の塗布装置および方法によれば、
複数の吐出孔から吐出される塗液の各吐出孔間の吐出量
ばらつきを小さくすることができ、品質を向上するとと
もに、長時間にわたって安定で均一な塗布が可能とな
る。
および方法によれば、上記凹凸基材への塗液の塗布装置
および方法を使用しているので、品質の高いプラズマデ
ィスプレイパネルを、高い生産性で製造することが可能
となる。
体斜視図である。
す模式図である。
平面図である。
ある。
面図である。
略縦断面図である。
略縦断面図である。
部の概略縦断面図である。
部の概略縦断面図である。
要部の概略縦断面図である。
要部の概略縦断面図である。
要部の概略縦断面図である。
要部の概略縦断面図である。
要部の概略縦断面図である。
要部の概略縦断面図である。
概略縦断面図である。
Claims (25)
- 【請求項1】表面に一定ピッチで凹凸部が形成されてい
る基材を固定するテーブルと、マニホールド部および基
材の凹凸部と対面して複数の吐出孔を有し、かつ、該吐
出孔の開口方向の軸を含む断面形状が、各々その開口軸
に対して軸対称であるノズルと、ノズルに塗液を供給す
る供給手段と、テーブルとノズルを3次元的に相対移動
させる移動手段とを備えたことを特徴とする凹凸基材へ
の塗液の塗布装置。 - 【請求項2】前記ノズルがマニホールド部を有する部材
と、前記吐出孔を有する部材とが接合された構成である
ことを特徴とする請求項1に記載の凹凸基材への塗液の
塗布装置。 - 【請求項3】前記ノズルの、少なくとも前記吐出孔が開
口している領域は平行度0.1mm以下の板状体である
ことを特徴とする請求項1または2に記載の凹凸基材へ
の塗液の塗布装置。 - 【請求項4】前記吐出孔の直径をdとすると、吐出孔の
開口軸を含む断面形状の出口部縁の半径はd/2以下で
あり、かつ、前記出口部縁の全周における半径のばらつ
きは±d/20以下であることを特徴とする請求項1な
いし3のいずれかに記載の凹凸基材への塗液の塗布装
置。 - 【請求項5】前記ノズルの吐出孔の内壁の表面粗さの最
大高さRmaxが1μm以下であることを特徴とする請
求項1ないし4のいずれかに記載の凹凸基材への塗液の
塗布装置。 - 【請求項6】表面に一定ピッチで凹凸部が形成されてい
る基材を固定するテーブルと、基材の凹凸部と対面して
複数の吐出孔を有するノズルと、ノズルに塗液を供給す
る供給手段と、テーブルとノズルを3次元的に相対移動
させる移動手段とを備えた凹凸基材への塗液の塗布装置
において、前記ノズルの吐出孔の直径は50〜500μ
mであり、各孔の直径のばらつきが±5%以下であるこ
とを特徴とする、凹凸基材への塗液の塗布装置。 - 【請求項7】表面に一定ピッチで凹凸部が形成されてい
る基材を固定するテーブルと、基材の凹凸部と対面して
複数の吐出孔を有するノズルと、ノズルに塗液を供給す
る供給手段と、テーブルとノズルを3次元的に相対移動
させる移動手段とを備えた凹凸基材への塗液の塗布装置
において、前記ノズルは、直径がdで長さがLの吐出孔
を有しており、該吐出孔の直径と長さの基準値をそれぞ
れd0、L0とすると、各吐出孔の直径dと長さLは 0.7 (d04/L0)≦d4/L≦1.3 (d04/L0) を満たすことを特徴とする、凹凸基材への塗液の塗布装
置。 - 【請求項8】前記各吐出孔の直径dと長さLが 0.95(d04/L0)≦d4/L≦1.05(d04/L0) を満たすことを特徴とする、請求項7に記載の凹凸基材
への塗液の塗布装置。 - 【請求項9】前記ノズルの隣接する吐出孔の直径と長
さ、あるいは、両端に位置する吐出孔の直径と長さをそ
れぞれ、d1、L1、d2、L2とすると、d1、d
2、L1、L2が 0.9≦(d1/d2)4(L2/L1)≦1.1 を満たすことを特徴とする、請求項7に記載の凹凸基材
への塗液の塗布装置。 - 【請求項10】塗液が赤色、緑色、青色のいずれかの色
に発光する蛍光体粉末を含むペーストであって、請求項
1ないし9のいずれかに記載の塗液の塗布装置を用いた
ことを特徴とするプラズマディスプレイの製造装置。 - 【請求項11】表面に一定のピッチで凹凸部が形成され
ている基材と、マニホールド部および基材の凹凸部と対
面して複数の吐出孔を有し、かつ、該吐出孔の開口方向
の軸を含む断面形状が、各々その開口軸に対して軸対称
であるノズルとを相対的に移動させ、かつ前記ノズルに
塗液を供給して吐出孔から塗液を吐出し、基材の凹部に
所定厚さの塗液を塗布することを特徴とする、凹凸基材
への塗液の塗布方法。 - 【請求項12】前記ノズルがマニホールド部を有する部
材と、前記吐出孔を有する部材とが接合された構成であ
ることを特徴とする請求項11に記載の凹凸基材への塗
液の塗布方法。 - 【請求項13】前記ノズルの、少なくとも前記吐出孔が
開口している領域は平行度0.1mm以下の板状体であ
ることを特徴とする請求項11または12に記載の凹凸
基材への塗液の塗布方法。 - 【請求項14】前記吐出孔の直径をdとすると、吐出孔
の開口軸を含む断面形状の出口部縁の半径はd/2以下
であり、かつ、前記出口部縁の全周における半径のばら
つきは±d/20以下であることを特徴とする請求項1
1ないし13のいずれかに記載の凹凸基材への塗液の塗
布方法。 - 【請求項15】前記ノズルの吐出孔の内壁の表面粗さの
最大高さRmaxが1μm以下であることを特徴とす
る、請求項11ないし14のいずれかに記載の凹凸基材
への塗液の塗布方法。 - 【請求項16】表面に一定のピッチで凹凸部が形成され
ている基材と、基材の凹凸部と対面して複数の吐出孔を
有するノズルとを相対的に移動させ、かつ前記ノズルに
塗液を供給して吐出孔から塗液を吐出し、基材の凹部に
所定厚さの塗液を塗布する塗布方法であって、前記ノズ
ルに、その吐出孔の直径が50〜500μmであり、各
孔の直径のばらつきが±5%以下であるものを用いて塗
布することを特徴とする、凹凸基材への塗液の塗布方
法。 - 【請求項17】表面に一定のピッチで凹凸部が形成され
ている基材と、基材の凹凸部と対面して複数の吐出孔を
有する前記ノズルとを相対的に移動させ、かつ前記ノズ
ルに塗液を供給して吐出孔から塗液を吐出し、基材の凹
部に所定厚さの塗液を塗布する塗布方法であって、ノズ
ルに、直径がdで長さがLの吐出孔を有しており、該吐
出孔の直径と長さの基準値をそれぞれd0、L0とする
と、各吐出孔の直径dと長さLが 0.7 (d04/L0)≦d4/L≦1.3 (d04/L0) を満たすものを用いて塗布することを特徴とする、凹凸
基材への塗液の塗布方法。 - 【請求項18】前記各吐出孔の直径dと長さLが 0.95(d04/L0)≦d4/L≦1.05(d04/L0) を満たすノズルを用いて塗布することを特徴とする、請
求項17に記載の凹凸基材への塗液の塗布方法。 - 【請求項19】前記ノズルに、隣接する吐出孔の直径と
長さ、あるいは、両端に位置する吐出孔の直径と長さを
それぞれ、d1、L1、d2、L2とすると、d1、d
2、L1、L2が 0.9≦(d1/d2)4(L2/L1)≦1.1 を満たすものを用いて塗布することを特徴とする、請求
項17に記載の凹凸基材への塗液の塗布方法。 - 【請求項20】塗液が赤色、緑色、青色のいずれかの色
に発光する蛍光体粉末を含むペーストであって、請求項
11ないし19のいずれかに記載の塗布方法を用いるこ
とを特徴とする、プラズマディスプレイの製造方法。 - 【請求項21】マニホールド部と、該マニホールド部の
内側から外側に開口する複数の吐出孔を有し、かつ、前
記吐出孔の開口方向の軸を含む断面形状が、各々その開
口軸に対して軸対称であることを特徴とするノズル。 - 【請求項22】前記ノズルがマニホールド部を有する部
材と、前記吐出孔を有する部材とが接合された構成であ
ることを特徴とする請求項21に記載のノズル。 - 【請求項23】前記ノズルの、少なくとも前記吐出孔が
開口している領域は平行度0.1mm以下の板状体であ
ることを特徴とする請求項21または22に記載のノズ
ル。 - 【請求項24】前記吐出孔の直径をdとすると、吐出孔
の開口軸を含む断面形状の出口部縁の半径はd/2以下
であり、かつ、前記出口部縁の全周における半径のばら
つきは±d/20以下であることを特徴とする請求項2
1ないし23のいずれかに記載のノズル。 - 【請求項25】吐出孔の内壁の表面粗さの最大高さRm
axが1μm以下であることを特徴とする、請求項21
ないし24のいずれかに記載のノズル。
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JP10-60444 | 1998-02-25 | ||
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1998
- 1998-07-31 JP JP21694298A patent/JP3728109B2/ja not_active Expired - Lifetime
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