ノズル、塗布装置、塗布方法およびプラズマディスプレイ用部材の製造方法
【課題】より高精度なノズルを安価で製作することができることから、プラズマディスプレイパネルの高精細化やコストダウンを実現でき、優れた品位の製品を提供する。
【解決手段】吐出孔から塗液を吐出して基材に塗布するノズルであって、内部に塗液を貯める塗液溜め部を形成するマニホールド部材および複数の吐出孔がノズル長手方向に略一直線状に配置された板状の吐出孔形成部材からなり、前記マニホールド部材と前記吐出孔形成部材が接合面を介して接合されており、該接合部の接合面が曲面または２以上の平面により構成される面であることを特徴とするものである。
【解決手段】吐出孔から塗液を吐出して基材に塗布するノズルであって、内部に塗液を貯める塗液溜め部を形成するマニホールド部材および複数の吐出孔がノズル長手方向に略一直線状に配置された板状の吐出孔形成部材からなり、前記マニホールド部材と前記吐出孔形成部材が接合面を介して接合されており、該接合部の接合面が曲面または２以上の平面により構成される面であることを特徴とするものである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、本発明は、プラズマディスプレイパネル（以下、ＰＤＰと略す）に代表されるディスプレイパネルを構成するディスプレイ用部材、液晶表示装置用カラーフィルター（ＬＣＭ）、光学フィルター、プリント基板、半導体等の高粘度塗液を塗布するような分野に使用されるものであり、例えばＰＤＰ製造工程における、ガラス基板などの塗布対象物の表面に非接触で塗液を吐出してパターン状の塗布を行うためのノズル、塗布装置、塗布方法およびプラズマディスプレイ用部材の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ディスプレイはその方式において次第に多様化してきている。現在注目されているものの一つが、従来のブラウン管よりも大型で薄型軽量化が可能なプラズマディスプレイである。これは、前面板と背面板の間に形成された放電空間内で放電を生じさせ、この放電によりキセノンガスから生じる波長１４７ｎｍを中心とする紫外線によって蛍光体層中の蛍光体を励起、発光することによって表示が可能となる。Ｒ（赤）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）に発光する蛍光体を塗り分けた放電セルを駆動回路によって発光させることにより、フルカラー表示に対応できる。
【０００３】
このうち、最近活発に開発が進められている交流（ＡＣ）型プラズマディスプレイは、表示電極／誘電体層／保護層を形成した前面ガラス板と、アドレス電極／誘電体層／隔壁層／蛍光体層を形成した背面ガラス板を貼り合わせ、ストライプ状の隔壁で仕切られた放電空間内にＨｅ−Ｘｅ、または、Ｎｅ−Ｘｅの混合ガスを封入した構造を有している。Ｒ、Ｇ、Ｂの各蛍光体層は、粉末状の蛍光体粒子を主成分とする蛍光体ペーストが、背面板に形成されたストライプ状の隔壁により形成された凹部に充填されてなる。このような構造のものを高い生産性と高品質で製造するには、蛍光体ペーストを一定のパターン状に塗り分ける技術が重要となる。
【０００４】
蛍光体ペーストを一定のパターン状に塗り分ける技術として、たとえば特許文献１に記載されているように、内部に塗液を貯める塗液溜め部を形成するマニホールド部材と、複数の吐出孔を有する板状体の部材とが接合された構成のノズルで塗布する方法が開示されている。
【０００５】
該ノズルは、前記マニホールド部材を有する部材と、吐出孔を有する板状体の部材がそれぞれ別部材で構成されているので、例えば塗液の吐出により吐出孔が摩耗した場合や、誤って吐出孔に傷を付けた場合でも、該板状体の部材を交換するだけで済み、コストの面で有利である。
【０００６】
近年、プラズマディスプレイパネルは、更なる高精細化とコストダウンが求められている。そのため、その高精細化に対応するために前記ノズルの吐出孔の小径化、高精度化や製作コストダウンなど様々な検討が行われている。
【０００７】
ここで、プラズマディスプレイパネルの更なる高精細化とは、隔壁により形成された凹凸部の間隔がより狭くなることを意味する。そのため、前記凹凸部に対応して設けられたノズルの吐出孔の孔径を小さくする必要がある。吐出孔から塗液を吐出するために、塗液に例えば加圧空気による圧力を作用させて吐出させるわけであるが、孔径が小さくなることでその部分の圧力損失が大きくなり、吐出のための圧力もそれ相応に大きくする必要がある。それにより塗液を吐出する際にノズル内部にかかる圧力が高くなる。
【０００８】
また、プラズマディスプレイパネルのコストダウンのためには、単位時間あたりの生産枚数をより増す、つまり、タクトタイムを短くする必要がある。そこで、塗布速度を速くするわけであるが、そのためには単位時間あたりに吐出孔から吐出する塗液の量を多くする必要がある。この場合も吐出のための圧力をそれ相応に大きくする必要があり、これにより吐出する際にノズル内部にかかる圧力が高くなる。
【０００９】
以上より、高精細化やコストダウンの要求に応えようとした場合、吐出する際にノズル内部にかかる圧力が高くなるため、マニホールドを有する部材と、吐出孔を有する板状体の部材との接合面の接合力が持ちこたえられず剥離してノズルが破損するという問題があった。
【００１０】
また、充分な接合力を出すために、マニホールド部材と板状体部材の幅を大きくして接合面積を大きくすることも考えられる。しかし、塗布時にはノズルの吐出孔と背面板を対面させ、かつ、数百ミクロン程度に近接させて塗布するために、ノズルに僅かな傾きが生じた場合でも、ノズルと背面板が衝突する可能性があるため、単純にマニホールド部材と板状体部材の幅を大きくして接合面積を大きくすることは困難であった。
【特許文献１】特開平１１−３０９４０２号公報（第１２頁第５図）。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
そこで本発明は、かかる従来技術の欠点を改良し、高精度で製作コストが低いながらも、より接合力の高いノズル、塗液の塗布装置および塗布方法ならびに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をその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するための本発明は、次の（１）〜（８）を特徴とするものである。
（１）吐出孔から塗液を吐出して基材に塗布するノズルであって、内部に塗液を貯める塗液溜め部を形成するマニホールド部材および複数の吐出孔がノズル長手方向に略一直線状に配置された板状の吐出孔形成部材からなり、該マニホールド部材と該吐出孔形成部材が接合面を介して接合されており、該接合面が曲面または２以上の平面により構成される面であることを特徴とするノズル。
（２）前記接合面が円柱面の一部または楕円柱面の一部である上記（１）に記載のノズル。
（３）前記接合面が複数の平面で構成されてなる上記（１）に記載のノズル。
（４）前記吐出孔形成部材として複数の吐出孔が略一直線状に配置された略平面状の板状材を用い、前記マニホールド部材の接合面に固定することによって接合してなる上記（１）〜（３）のいずれかに記載のノズル。
（５）前記板状材が平行度0.1ｍｍ以下の板状体である上記（４）に記載のノズル。
（６）基材を固定するテーブル、該基材の凹凸部に対面して設けられ、該凹凸基材の凹部に所定量の塗液を吐出するノズル、および該テーブルと該ノズルを３次元的に相対移動させる移動手段とを備えた塗布装置であって、該ノズルが上記（１）〜（５）のいずれかに記載のノズルである特徴とする塗布装置。
（７）基材と、該基材表面に対面して設けられた複数の吐出孔を有するノズルとを相対的に移動させ、同時に該吐出孔から塗液を吐出し、該基材表面に塗液を塗布する塗布方法であって、該ノズルが上記（１）〜（５）のいずれかに記載のノズルであることを特徴とする塗布方法。
（８）表面にストライプ状の隔壁が形成された基板と、該基板の隔壁が形成された面に対面して設けられた複数の吐出孔を有するノズルとを相対的に移動させ、同時に該吐出孔から赤色、緑色、青色のいずれかの色に発光する蛍光体粉末を含む蛍光体ペーストを吐出し、該基板に蛍光体粉末を含む蛍光体ペーストを塗布する工程を含むプラズマディスプレイ用部材の製造方法であって、該ノズルが上記（１）〜（５）のいずれかに記載のノズルを用いて塗布を行うことを特徴とするプラズマディスプレイパネル用部材の製造方法。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係るノズルによれば、マニホールド部材と吐出孔形成部材は高い接合力を有するためノズル内部にかかる圧力が高い場合も破損しにくく、高精度な塗布が可能であり、かつ、安価に製作することができる。更に、本発明に係る塗液の塗布装置および塗布方法ならびにプラズマディスプレイ用部材の製造方法によれば、プラズマディスプレイパネルの高精細化やコストダウンを実現でき、優れた品位の製品を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明に係るノズルについて、図面を参照して説明する。
【００１５】
図２は、本発明第１の例のノズルのノズル長手方向の縦断面図を示したものである。
【００１６】
ノズル９は、内部に塗液９１を貯める塗液溜め部５１を形成するマニホールド部材５２と、複数の吐出孔５６が略一直線状に配置された吐出孔形成部材９３からなる。また、図２に示された実施態様においては、ノズル９は塗液溜め部５１に塗液を供給するための塗液供給口５４と、塗液を吐出するために加圧空気を供給する圧空供給口２００を有する。
【００１７】
塗液供給口５４は、塗液溜め部５１に挿入された、パイプ５７の先端に開口した孔からなる。塗布時は、ノズル９、特にノズル面９ａと背面板を近接させて、圧空供給口２００から加圧空気を供給して塗液を加圧することで吐出孔から塗液を押し出し、塗布する。
【００１８】
ここで、塗液を吐出するための手段は、前述の加圧空気を用いることに限定されず、例えばノズル９の内部に塗液を充満させポンプなどで押し出してもよい。
【００１９】
また、塗液溜め部５１に塗液を供給するためには、塗液溜め部に挿入されたパイプ５７を用いる以外に、塗液溜め部５１の上流に一般的なダイコータのように塗液をノズルの長手方向に拡幅するマニホールドを形成して塗液溜め部５１と連通させてもよい。
図３は図２のノズルの側面方向の縦断面図を記したものである。ノズル９は、マニホールド部材５２と吐出孔形成部材９３を有する。
【００２０】
マニホールド部材５２は塗液９１を溜める塗液溜め部５１を形成しており、吐出孔５６が形成された板状の吐出孔形成部材９３が接合面９２を介して接合されている。
【００２１】
本発明において、板状の吐出孔形成部材９３を用いることは、吐出孔５６の径、ピッチ等の加工精度を高くする上で有効であり、また、高粘度の塗液を吐出する場合に圧力損失が必要以上に大きくなり、ノズル内部にかかる圧力が大きくなるのを防ぐとともに、吐出孔ごとの吐出量に大きな差が生じるのを防ぐ効果がある。さらに、吐出孔が摩耗した場合や、誤って傷を付けた場合に容易に交換できるという利点がある。本発明において、吐出孔形成部材９３は、吐出孔が形成される部分の厚さが０．１〜３ｍｍであることが好ましい。吐出孔の直径は５０〜５００μｍであることが好ましい。また、複数の吐出孔は３００〜１５００μｍのピッチで略一直線上に配置されていることが好ましい。
【００２２】
本発明のノズルは、マニホールド部材５２と、吐出孔形成部材９３とが接合する接合面９２が曲面または２以上の平面により構成される面であることを特徴とする。ここで、曲面または２以上の平面により構成される面であるとは、単一の平面からなる面以外であることを指し、連続した曲面、曲面と平面の組み合わせまたは複数の平面からなるものを指す。図３に示した例では、接合面が円柱面の一部であるが、接合面は楕円柱面の一部でも良く、また、円柱面の一部または楕円柱面の一部と平面の組み合わせからなるような形状であっても良い。ここで、円柱面の一部または楕円柱面の一部の曲率半径は５〜２００ｍｍの範囲であることが好ましい。
【００２３】
また、円柱面の一部または楕円柱面の一部である範囲は、その中心角が１０〜１８０°の範囲であることが好ましい。
【００２４】
このように、接合面９２の形状を曲面または２以上の平面により構成される面とすることで、マニホールド部材５２と吐出孔形成部材９３の接合面積を大きくすることができ、その結果接合力が増し、それぞれの部材が剥がれにくくなる。更に、ノズル面９ａを下に凸となる形状にすることで、基材である基板と対面するノズル面の基板と平行な部分の幅を小さくすることが可能となり、基板に塗液を塗布する際、ノズル面を基板に容易に近接させることができ、高精度な塗布を行う上で有利である。
【００２５】
一方、接合面が単一の平面からなる場合、十分な接合力を得るためには図１７に示すノズルのように接合面の幅を広くする必要があるが、この場合、ノズル面の基板と平行な部分の幅も広くなってしまう。このような場合に高精度な塗布を行う目的でノズル面と基板の距離を小さくすると、ノズルの長手方向を軸とした回転方向に僅かな傾きが生じた場合は、ノズル面と基板が衝突する恐れがある。そのため、それを回避するために、ノズルを取り付ける部分に、回転方向の位置調整機構を設け、傾きをなくし、基板との距離を均一に保つ必要があった。
【００２６】
本発明のノズルにおいて、マニホールド部材５２と吐出孔形成部材９３を接合する手段としては、接着剤を用いることが好ましい。具体的には、シリコーン系接着剤やエポキシ系接着剤を適用することができるが、所望の接着力を得られるものであればいかなる接着剤を用いても良い。
【００２７】
接着剤は、極力均一に塗布できることが好ましく、接合面９２に直接塗りつける方法でも良いし、スプレーにより噴き付ける方法であっても良い。
【００２８】
接着剤で接合することの長所は、容易に接合できること、および容易に剥がせることにある。例えば、塗液の吐出により吐出孔５６が摩耗して所望の塗布品位が得られなくなったり、また、万が一吐出孔形成部材９３が破損した場合でも、吐出孔形成部材９３を接着剤除去剤等で剥がせば、マニホールド部材５２は再度使用可能となり、コスト面で大変有利である。
また、上述のように接着剤で接合した上で、さらに複数のボルト９４による締結固定を併用することも好ましい。つまり、マニホールド部材５２と吐出孔形成部材９３を接着剤により接合した後、複数のボルト９４で締結固定することで、マニホールド部材５２と吐出孔形成部材９３をより強固に接合することができる。
この時、ボルト９４の個数やボルトの間隔は、吐出圧力と、接着接合力により決定することが望ましい。
図４は本発明の第２の例のノズルの側面方向の縦断面図である。また、図５は図４のノズルを下側（吐出孔側）から見た図である。
【００２９】
図４においては、マニホールド部材５２と吐出孔形成部材９３を接着剤により接着した後、中間部材９５を介し、ボルト９４で締結している。
【００３０】
中間部材９５は、図５に示す通り、ノズル９の長手方向に伸びる一体物であり、複数のボルト９４で固定されている。 この中間部材９５は、面で吐出孔形成部材９３を押さえるため、図３のような、ボルト９４だけで締結する実施態様より、より強固に吐出孔形成部材９３を固定することが可能となる。
【００３１】
この時、中間部材９５の大きさ、ボルト９４の個数や間隔は、吐出圧力の大きさに応じて決定することが望ましい。
【００３２】
また、ノズル９がノズル長手方向に長い場合、中間部材９５は任意の長さで分割し、それを並べた方が製作が容易となるので、低コストで製作できる。
【００３３】
その他の接合手段としては、レーザー溶接で接合することも可能である。しかし、レーザー溶接の場合、溶着による接合であるため、熱が加わるために熱ひずみが問題となる場合がある。そのため、レーザーの出力が低く、熱が長時間加わることのないような溶接方法をとることで、この問題を回避することが可能となる。具体的には、ＹＡＧレーザー溶接機を用い、低出力で、かつ、溶接スポット径を極力小さくし、溶け込み深さを浅くすれば良い。
【００３４】
接着接合とレーザー溶接は併用することも可能である。接着剤で接合した後、レーザー溶接することで、より高い接合力を得ることができる。また、接着剤によりあらかじめ吐出孔形成部材９３をマニホールド部材５２へ固定しておくことことで、レーザー溶接の溶接作業が格段に容易となる。
【００３５】
またこの時、接着剤として、固化後に弾性体の接着層が形成されるシリコーン系接着剤を用いた場合、該弾性体がシールの役目を果たすことから、塗液の漏れだしを防ぐことができるため好ましい。
【００３６】
なお、レーザー溶接は、吐出孔形成部材９３の周囲全てを溶接しても良いし、任意の間隔で溶接を行うスポット溶接としても良い。
その他の接合手段として、拡散接合やビーム溶接等も挙げられるが、熱ひずみや製作精度が許容できる範囲内に収まるのであるならば、いかなる接合手段を用いても良い。
【００３７】
図６およびと図７は本発明の第３、第４の例のノズルの側面方向の縦断面図である。
【００３８】
図６のノズルにおいて、マニホールド部材５２と吐出孔形成部材９３を接合する接合面９２は、３つの平面で構成される面である。
【００３９】
このような複数の平面で構成される面の接合面とすることでも、前述の場合と同様の効果があり、マニホールド部材５２と吐出孔形成部材９３の接合面積を大きくすることができ、その結果接合力が増し、それぞれの部材が剥がれにくくなる。更に、ノズル面９ａが下に凸状になるため、基板と対面するノズル面の塗布対象物である基板と平行な部分の幅を小さくすることが可能となり、基材に塗液を塗布する際、ノズル面を基板に容易に近接させることができる。
【００４０】
ここで、接合面を構成する平面の数や形は特に規定するものではなく、所望の接合力が得られるのであれば、いかなる平面の数や形であっても良いが、基板と平行なノズル面とこれを挟む２つの傾斜面からなることが好ましい。ここで、基板と平行なノズル面の幅は、３〜３０ｍｍであることが好ましい。また、このとき傾斜面の角度は、例えばボルト９４の頭がノズル面より下になって基材と接触しないような角度を選択する必要があり、ノズル面に対して傾斜面は５〜８０°の範囲で傾斜していることが好ましい。また、接着手段は前述した場合と同様、接着剤を用いることが好ましく、熱ひずみや製作精度が許容できる範囲内に収まるのであるなら、レーザー溶接、拡散接合やビーム溶接等のいかなる接合手段を用いても良い。
【００４１】
さらに図７に示すように、マニホールド部材５２と吐出孔形成部材９３を接着剤により接着した後、中間部材９５を介し、ボルト９４で締結固定しても良い。
【００４２】
この中間部材９５は、図４のノズルで用いたものと同様、面で吐出孔形成部材９３を押さえるため、図６のような、ボルト９４だけで締結する実施態様より、より強固に吐出孔形成部材９３を固定することが可能となる。
図８に本発明の第５の例のノズルの側面方向の縦断面図を示す。
【００４３】
前述したように、接着剤で接合した場合、吐出孔形成部材９３の交換が可能となるためコスト面で有利であるが、例えば、レーザー溶接で完全にマニホールド部材５２へ接合した場合や、接着剤をうまく剥がすことができない場合でも、図８のノズルとすることによって、吐出孔形成部材９３のみを交換する場合と同様のコストメリットを得ることができる。
【００４４】
図８のノズルにおいて、マニホールド部材５２は上部材５２ａと下部材５２ｂで構成され、吐出孔形成部材９３は下部材５２ｂと接合面９２を介して接合されている。接合面９２は三次元形状の面であり、この例では円弧を含む線である。下部材５２ｂと吐出孔形成部材９３の接合は、例えばＹＡＧレーザー溶接を用いて接合した後、中間部材９５を介し、ボルト９４を用いて吐出孔形成部材９３を強固に固定すればよい。
【００４５】
また下部材５２ｂと上部材５２ａの接触面には、塗液が漏れ出さないようにシール手段を用いることが好ましく、本実施態様ではＯリング９８を用いている。なお、シール手段としては、例えばゴムパッキンやメタルパッキン等を用いることができ、また他の手段として、下部材と上部材との接触面の面粗度を例えば０．４ｓ程度に仕上げ、かつ、塗液が漏れない程度に平面度を良くしてお互いを密着させる面シールを行っても良い。
【００４６】
そして、これら下部材５２ｂと上部材５２ａをボルト（図示しない）で締結することでノズルを構成することができる。
【００４７】
このようにすることで、吐出孔形成部材９３に摩耗や破損等の問題が起きた場合でも、吐出孔形成部材９３が接合された下部材５２ｂを交換するだけで済むため、コスト面で有利となる。
【００４８】
ここで、図８のノズルの製作手順について説明する。なお、図４のノズルにおいても同様の製作手順で製作することができる。
【００４９】
図９は図８のノズルの製作手順の一例を示した模式図である。また、図１４は図８のノズルを下方向から見た図である。
【００５０】
吐出孔形成部材９３は、下部材５２ｂと吐出孔形成部材９３の接合面と略同一の円弧にあらかじめ曲がられている。これを接着剤で下部材５２ｂへ接合する。この時、下部材５２ｂと吐出孔形成部材９３の位置決めは図１４に示した２カ所の位置決めピン９６で行うことが好ましい。位置決めピン９６は吐出孔形成部材９３の厚さより長くしておき、接着が完了してから、もしくは、中間部材９５を介してボルト９４で締結し固定してから、吐出孔形成部材９３より突出している部分を切除するのが好ましい。なお、位置決めピン９６の位置は図１４に示した位置以外にあっても良いし、数も２個に限らない。
【００５１】
この時、吐出孔形成部材９３は既に吐出孔５６の加工が完了していることが好ましい。また、それぞれの部材または一方の部材の接合面をあらかじめ粗くしておくことで、接着剤による接合力を高くすることができる。これは、それぞれの部材の接合面をあらかじめ粗くすることで接合面の表面積を大きくでき、つまり接着剤との接触面積を大きくできるからである。
【００５２】
以上の手順で接着剤により下部材５２ｂと吐出孔形成部材９３を接着剤を用いて接合した上で、必要に応じてＹＡＧレーザー溶接等を用いて接合した後、中間部材９５を介し、ボルト９４を用いて吐出孔形成部材９３を強固に固定する。
【００５３】
図１０は図８のノズルの製作手順の他の例を示した模式図である。
【００５４】
吐出孔形成部材９３は当初は平面であり、下部材５２ｂへ接着剤を塗布した後、治具９７を用いて吐出孔形成部材９３を下部材５２ｂへ押し付けることにより変形させた上で、接合する。この場合も、前述の場合と同様、下部材５２ｂと吐出孔形成部材９３の位置決めは位置決めピンにより行うことが好ましい。以上の手順で接着剤により下部材５２ｂと吐出孔形成部材９３を接合した上で、必要に応じてＹＡＧレーザー溶接等を用いて接合した後、中間部材９５を介し、ボルト９４を用いて吐出孔形成部材９３を強固に固定する。
【００５５】
図１１は本発明の第６の例のノズルの側面方向の縦断面図である。図８のノズルと同様、マニホールド部材５２は上部材５２ａと下部材５２ｂで構成され、吐出孔形成部材９３は接合面９２を介して下部材５２ｂと接合されている。
【００５６】
図１１のノズルにおいても、下部材５２ｂの吐出孔形成部材９３との接合面９２は、３つの平面で構成されてなる面である。
【００５７】
そして、下部材５２ｂと吐出孔形成部材９３の接合手段としては、例えばＹＡＧレーザー溶接を用いて接合した後、中間部材９５を介し、ボルト９４を用いて吐出孔形成部材９３を強固に固定すればよい。
【００５８】
また下部材５２ｂと上部材５２ａとの接触面には、図８のノズルと同様、塗液が漏れ出さないようにシール手段を用いることが好ましく、本実施態様ではＯリングを用いている。また、他の手段として、上述した場合と同様に面シールを行っても良い。
【００５９】
そして、これら下部材５２ｂと上部材５２ａをボルト（図示しない）で締結することでノズルを構成することができる。
【００６０】
このようにすることで、前述と同様、吐出孔形成部材９３に問題が起きた場合でも、吐出孔形成部材９３が接合された下部材５２ｂを交換するだけで済むため、コストの面で有利となる。
【００６１】
ここで、図１１のノズルの製作手順について説明する。なお、図７のノズルにおいても同様の製作手順で製作することができる。
図１２は図１１のノズルの製作手順の一例を示した模式図である。吐出孔形成部材９３は、下部材５２ｂと吐出孔形成部材９３の接合面と略同一の形状にあらかじめ曲がられている。これを接着剤により下部材５２ｂへ接合する。この場合も図８のノズルの製作手順で説明したように、下部材５２ｂと吐出孔形成部材９３の位置決めは、位置決めピンにより行うことが好ましい。
【００６２】
この時、吐出孔形成部材９３は既に吐出孔５６の加工が完了していることが好ましい。また、この場合もそれぞれの部材あるいは一方の部材の接合面のめ表面を粗くしておくことで接着剤による接合力を高めても良い。
【００６３】
図１３は図１１のノズルの製作手順の他の例を示した模式図である。
【００６４】
吐出孔形成部材９３は当初は平面であり、下部材へ接着剤を塗布した後、治具９７を用いて吐出孔形成部材９３を下部材５２ｂへ押し付けることにより変形させた上で、接合する。この場合も前述と同様、下部材５２ｂと吐出孔形成部材９３の位置決めは位置決めピンにより行うことが好ましい。
【００６５】
また、吐出孔形成部材９３は折り曲げるためあらかじめ折り曲がる箇所に微小なＶ形の溝を加工しておくことが好ましい。
【００６６】
以上の手順で接着剤により下部材５２ｂと吐出孔形成部材９３を接合した上で、必要に応じてＹＡＧレーザー溶接等を用いて接合した後、中間部材９５を介し、ボルト９４を用いて吐出孔形成部材９３を強固に固定する。
【００６７】
なお、以上で述べてきた中で、吐出孔形成部材９３は平行度０．１ｍｍ以下の板状体であることが好ましい。また、該板状体の厚みは０．２から３ｍｍの範囲であることが好ましく、吐出孔５６の孔長と板状体の厚みが同等であることがより好ましい。そうすることで、板状体の厚みを精度良く加工すれば、吐出孔５６の孔長も高精度に加工することができる。
【００６８】
また、塗液の吐出に最も重要な部分である吐出孔５６を比較的安価な板状体に対して加工することから、ノズル自体の大幅な製作コストダウンを実現できる。また、単なる板状体への加工であるので、加工作業が容易となり高精度な吐出孔の形成ができる。
【００６９】
以上の内容はいかなる組み合わせで適用することも可能であり、必要な接合力や塗液の特性等に応じて使い分けることが望ましい。
【００７０】
次に、本発明に係る塗液の塗布装置、特にプラズマディスプレイパネル用部材への塗液の塗布装置の全体構成の例について説明する。
【００７１】
図１は、本発明の一実施態様に係る塗液の塗布装置の概略斜視図である。図１において、塗布される基材である基板１はテーブル２の上に載置され、テーブル２に設けた吸着装置（図示略）により吸着して固定される。なお、プラズマディスプレイ用部材を製造する場合、基板１にはストライプ状の隔壁が設けらている。基板１は塗布領域３を有する。テーブル２は、その中心を軸として、回転を可能とするθ軸部材（図示しない）により支持されている。このθ軸部材はＹ軸搬送部４に搭載され、Ｙ軸搬送部４はＸ軸搬送部５上に設けられたリニアガイド４ａ、４ｂに沿って機台６のＹ軸方向に移動する。Ｘ軸搬送部５は、機台６上に設けられたリニアガイド５ａ、５ｂに沿って機台６のＸ軸方向に移動する。このＸ、Ｙ軸搬送部は直交するように調整されている。Ｘ軸搬送部５は基板１に塗液を塗布するための相対移動手段であって、塗布動作においてはテーブル２をＸ軸方向に移動させる。
【００７２】
機台６の中央部上方には、Ｘ軸搬送部５によって移動されるテーブル２が通過するように門型の支持台７が、Ｘ軸と直交する形で設けられている。支持台７の奥側（以下、下流側と称する。）側面の両サイドには、テーブル２の面に対して垂直方向に移動するＺ軸搬送部８ａ、８ｂが設けられ、Ｚ軸搬送部８ａ、８ｂには塗液を吐出するノズル９が、機台６のＹ軸方向中央を基準にして取り付けられる。ノズル９は着脱式で、Ｚ軸搬送部８ａ、８ｂに取り付けたときに、テーブル２のＸ軸移動方向に直交して、Ｚ軸搬送部８ａ、８ｂに設けたチャック（図示略）により固定される。
【００７３】
本発明の塗布装置は、上述したようにマニホールド部と吐出孔形成部材が曲面または２以上の平面により構成される面からなる接合面を介して接合されているノズルを有することを特徴とする。このようなノズルを有することによって、破損などの問題が発生しにくく、安価な塗布装置とすることができ、これを用いることによって高精細なプラズマディスプレイ用部材を高精度に、安価に製造することができる。
【００７４】
次に、ノズル９のその他の特徴について図２を用いて説明する。ノズル９は、塗布する塗布領域３のサイズに合わせて選択され、その塗布領域３に形成された所定の全ての溝に対して１回の塗布動作で塗布を完了するための吐出孔５６が略一直線状に配列して設けられている。例えば、塗布する基板がプラズマディスプレイの背面板の場合は、Ｒ、Ｇ、Ｂ何れか１色の蛍光体粉末を含んだ塗液を塗布する。従って、ノズル９には、その塗布する溝に対応した数、ピッチで吐出孔５６が設けられる。
【００７５】
またノズル９は、吐出孔５６の数を減らして、複数回の塗布動作で基板１枚への塗布を完了するものであってもよい。つまり、短尺型のノズルであったり、吐出孔５６のピッチを拡げたものであってもよい。
【００７６】
ノズル９は内部に塗液を溜める塗液溜め部５１を有し、塗液を供給するための配管が接続され、この配管の反対側先端部には塗液の供給をコントロールする開閉バルブ１０を介して塗液タンク１２が接続される。塗液タンク１２には所定圧力の気体圧力源１３が配管を介して接続されている。また、ノズル９には、吐出孔５６から塗液を吐出させるための気体圧力を供給する配管が接続され、この配管の反対側先端部は気体圧力の切替バルブ１１を介して、一方は所望圧力の気体圧力源１３に接続され、他方は大気に開放されている。
【００７７】
吐出孔５６から塗液を吐出させる時は、切替バルブ１１を開き、ノズル内部を加圧することで塗液を吐出孔から押し出す。この時、ノズル９は例えば図３に示すものを用いることで、加圧により大きな力が作用しても、吐出孔形成部材９３の剥がれを防ぐことができる。
【００７８】
ノズル９への塗液供給は、切替バルブ１１を大気開放にした状態で開閉バルブ１０を開くことにより行われる。このとき塗液は、例えば液面高さを検出する液面センサ５８を設けておき、塗液溜め部５１の上部に空間を残す形で所定量が蓄えられる。このような液面センサ５８は、液面を検知できるものであれば特に限定されるものではないが、塗液に対し、非接触のものであるのが好ましい。これにより塗液の汚染を防ぐことができる。
【００７９】
塗液の吐出は切替バルブ１１を気体圧力源１３に切り換えて、この空間に気体圧力を供給することにより行われる。
【００８０】
基板への塗布工程は、ノズル９の塗液溜め部５１に塗液を供給する工程と、塗布領域に塗液を塗布する工程を有し、それらを交互に繰り返す。塗布領域に塗液を塗布する工程では、一回の工程で、塗液溜め部５１内の塗液のうち一部（所定量）を使って塗布領域３に塗布する。これにより、塗液溜め部５１内の液面高さ（吐出孔から液面までの距離）は一定高さ下降するため、次の塗液供給工程で塗液を所定量供給（補給）し、液面を所定の高さ（塗液量）にする。
【００８１】
支持台７の手前側（以下、上流側と称する。）側面には、基板１の塗布領域３の位置を計測する第１の位置センサとしてカメラ１７、１９が取り付けられ、かつ、塗布領域３の基準溝の位置を計測する第２の位置センサとしてカメラ１８が取り付けられている。また、これらの計測手段は複数のカメラを有していてもよい。これらのカメラは、各々ＸおよびＺ軸方向の微調整機構を介して、支持台７のＹ軸方向に独立して移動可能なＹ１搬送部１４、Ｙ３搬送部１６、Ｙ２搬送部１５に取り付けられている。このＹ１、Ｙ３搬送部はリニアガイド７ａ、７ｂによって、Ｙ軸方向に移動した場合においてもテーブル面からの高さが一定になるよう調整されている。
【００８２】
制御部２２はマイクロコンピュータやＲＡＭ、ハードディスクなどにて構成される。制御部２２は、移動制御部２４を有し、移動制御部２４は移動駆動部２５を介して塗布機の動作を制御し、基板１とノズル９とを、Ｘ方向に相対移動させる。また制御部２２は、供給制御部２３を有し、ノズル９への塗液の供給、ノズル９からの塗液の吐出を制御するとともに、塗布条件を入力表示するタッチパネル部を有している。また、通常、各カメラはモニタテレビに接続され視野の画像を表示できるように構成される。
【００８３】
図１５は、基板１を上から見た一例を示す図である。基板１にはＸ方向（塗布方向）に塗布領域３がある。塗布領域３には、塗布領域長手方向に直交して、図示しない直線状のリブが全面に渡り所定間隔で形成され、リブの間に溝を構成している。さらに、リブ間に溝を分断するための横リブを形成したものもある。塗布領域３の四隅付近には、基板面に形成されたリブパターンとの位置関係を示すアライメントマークＡ１、Ａ４が設けられている。このアライメントマークは、塗布領域のリブパターンを形成するときに一緒に作成される。これにより、パターンとの位置関係が精度良く形成される。
【００８４】
アライメントマークは、Ａ１とＡ３を結ぶ直線がリブのパターンと平行になるように、また、Ａ１とＡ２を結ぶ直線がリブのパターンと直交するように設けられる。アライメントマークの間隔ＸＡ，ＹＡおよび各塗液塗布溝の基準溝位置Ｙｓは基板情報として制御部に与える。基準溝位置ＹｓはＹＡのほぼ中央リブ間の溝中心であって、ノズル９の基準孔とのＹ軸方向の位置合わせを行う位置とし、アライメントマークＡ１からの距離で与える。
【００８５】
塗布を開始する場合は、まず、ノズル９の塗液溜め部５１内に塗液を供給する。塗液の供給は前述したように図１の切替バルブ１１を大気開放にした状態で開閉バルブ１０を開いて、所定の量に達するまで供給する。
次に、基板搭載に移る。この動作はノズル９内への塗液供給と並行して行うことが可能で、ノズル９への塗液供給の待ち時間を少なくすることができる。
テーブル２を上流側端部に移動する。Ｙ軸およびθ軸は中央ゼロの位置でテーブル面のほぼ中央に外部移載機により塗布する基板１を搭載し、リブがテーブルのＸ軸方向とほぼ平行となる状態にして吸着固定する。外部移載機は例えば多軸のロボットを用い、ロボットのアームで基板１をテーブル２上部に横持ちする。テーブル２には複数の昇降可能なピンを設け、このピンを上昇して基板を受け取り、アームを退避させてピンを下降することにより基板をテーブル面に受け取る。なお、リブとテーブル２の平行出しは、例えばテーブル２の両サイドおよび上流側に、基板１の端面をサイズに対応して押し出しする機構（以下、センタリング装置と称する。）を設けて位置寄せする方法などにより行う。
【００８６】
次に、塗布領域３に塗液を塗布する動作に入る。まず、基板位置決めを行う。テーブル２を移動させて、塗布領域３のアライメントマークＡ１、Ａ２をカメラ１７、１９の視野に入れる。
【００８７】
次に、カメラ１７の視野中心を基準にアライメントマークＡ１のＸ、Ｙ方向のずれ量を求める。また、カメラ１９の視野中心からアライメントマークＡ２のＸ、Ｙ方向のずれ量を求める。この２つのＸ軸方向のずれ量とアライメントマークの間隔ＹＡから基板の傾きと、傾きを修正したときのアライメントマークＡ１の移動量を求める。算出した結果に応じ、テーブルのθ軸を回転して基板の傾きを修正し、Ｘ、Ｙ軸を移動してカメラ１７の視野中心にアライメントマークＡ１を位置合わせする。
【００８８】
この時点で、カメラ１８の視野内には塗布領域３のＲ（赤色）塗液塗布溝の基準溝が観測されるので、溝の中心位置を判断し、テーブル２のＹ軸を移動することで、ノズル９の基準孔と塗布領域３のＲ塗液塗布溝の基準溝中心とのＹ軸方向の位置を合わせる。
【００８９】
位置決めが終わると塗液の塗布動作に移る。ノズル９の塗液溜め部内への塗液供給が完了していることを確認し（未完の場合は待つ）、テーブル２のＸ軸を塗布領域３の位置決め位置から下流方向に予めプログラムした速度で移動させる。Ｘ軸座標が、あらかじめ設定された塗液吐出位置になったらノズル９から塗液を吐出し、吐出停止位置になれば吐出を停止する。この塗液の吐出および停止は、図１に示した切替バルブ１１により行う。これで塗布領域３への塗布が終了したことになる。
続いて、吐出孔５６の清掃に入るために清掃装置がノズル９の下まで移動し、清掃する。
【００９０】
塗布を終了すると、基板排出に移る。基板１の排出はテーブル２を下流端に移動し、吸着した基板１を解除し、ピンを上昇して移載機により取り出す。移載機は上流側の基板搬入と下流側の排出専用に各１台配置することで、基板排出中に次に塗布する基板が準備できるので、基板搬入から排出までの時間を短縮することができる。基板１を排出した時点で一連の動作が終了する。連続して基板１に塗布する場合には、上記塗液供給から開始する。
【００９１】
次に、塗液の供給について説明する。塗液タンク１２からノズル９への塗液の供給は、塗布領域３へ塗布していないとき、つまり、塗布領域３への塗布が一旦終了し、次の塗布領域３へ塗布を開始するまでの間のインターバルに行うのが好ましい。
インターバルは、主に、前述した被塗布材とノズル９の位置合わせや、被塗布材の搬入、搬出等に費やされるが、タクトタイムを考えれば、このインターバル内で、ノズル９への塗液供給を済ませるのがなお好ましい。
【実施例】
【００９２】
次に、本発明の実施の形態に従って、プラズマディスプレイ背面板に塗液を塗布した場合の実施例を示す。
＜実施例１＞
被塗布基材であるプラズマディスプレイ背面板は、サイズ９９０×６００ｍｍ、アライメント間隔９７０×５８０ｍｍ、被塗布面には高さ１２０μｍで頂部の幅５０μｍのリブが、ピッチ３００μｍ（溝幅２５０μｍ）で３０９７本形成されたパネルを用いた。
【００９３】
本発明に係る塗液の塗布装置として、図１に示す塗布装置を用いた。ノズルは図８に示す構成のものを用いた。そのノズルの製作は、図９に示す方法を用いた。吐出孔形成部材とマニホールド部材の接合面は半径２０ｍｍの円柱面の一部（中心角６０°）とそれに繋がる平面部分からなる面とした。そして、該接合面にスプレー式シリコーン系接着剤（商品名：ＦＣ−１１２ ＲＴＶシリコーンスプレー、メーカ：ファインケミカルジャパン）を噴き付け、その後、治具を用いて吐出孔形成部材を下部材へ押し付けた。吐出孔形成部材の位置決めは、図５に示したように、ノズル長手方向両端部に１カ所ずつの位置決めピンで行った。その後、中間部材をトラス小ねじで締結することで吐出孔形成部材を固定した。トラス小ねじはノズル長手方向に２０ｍｍの間隔で配置した。その後、接着剤が乾燥した後、前記位置決めピンが吐出孔形成部材より突出している部分を切除した。以上の手順で製作したノズルの幅は１０００ｍｍ、吐出孔数は１０３２孔、吐出孔ピッチを０．９０ｍｍ、吐出孔径はφ０．１００ｍｍ、吐出孔形成部材の厚さは０．４ｍｍとした。マニホールド部材、吐出孔形成部材の材質は、ステンレス鋼製（ＳＵＳ３０４）とした。
【００９４】
塗液は、蛍光体粉末 赤：（Ｙ，Ｇｄ，Ｅｕ）ＢＯ３（累積平均粒子径２．７μｍ、比表面積３．１ｍ２／ｃｍ３）と有機バインダー（エチルセルロース）と有機溶媒（テルピネオール）を用い、有機成分の各成分を水に６０℃で加熱しながら溶解し、その後蛍光体粉末を添加し、混練機で混練して作製した粘度５０Ｐａ・ｓの蛍光体ペーストを用いた。
【００９５】
塗布は、まず蛍光体ペーストを塗液タンクからノズル内へ塗液の液面が吐出孔より２３ｍｍになるまで供給する。次に、ノズルとテーブルを移動させ、ノズルと基板を位置決めし、ノズル面を基板に近接させ、ノズルと基板を相対移動させながら、圧力供給口から６００ｋＰａの圧縮空気を供給することで吐出孔からペーストを押し出し塗布する。基板一枚を塗布終了したところ液面高さは２１．５ｍｍを示していたので、２３ｍｍになるまで塗液タンクから蛍光体ペーストを供給する。
【００９６】
なお、ノズル面を基板表面の隔壁頂部から２００μｍの距離まで近接させたが、ノズル面が基板に接触することは無かった。
【００９７】
以上の塗布動作を１００回繰り返したところ、ノズル部材の剥がれや、接合面から蛍光体ペーストの漏れはなく、かつ、塗布品位も非常に優れたプラズマディスプレイ背面板を形成することができた。
＜実施例２＞
次に、図１１に示したノズルを用いた。そのノズルの製作は、図１２に示す方法を用いた。吐出孔形成部材とマニホールド部材の接合面は半径２０ｍｍの円弧状とそれに繋がる直線部分を合わせた三次元形状とした。そして、該接合面に実施例１と同様のシリコーン系接着剤をスプレーで噴き付け、その後、治具を用いて吐出孔形成部材を下部材へ押し付けた。吐出孔形成部材の位置決めは、図５に示したように、長手方向両端部に１カ所ずつの位置決めピンで行った。その後、中間部材をトラス小ねじで締結することで吐出孔形成部材を固定した。トラス小ねじは長手方向に２０ｍｍの間隔で配置した。その後、接着剤が乾燥した後、前記位置決めピンが吐出孔形成部材より突出している部分を切除した。以上の手順で製作したノズルの幅は１０００ｍｍ、吐出孔数は１０３２孔、吐出孔ピッチを０．９０ｍｍ、吐出孔径はφ０．１００ｍｍとした。
【００９８】
塗布は、実施例１と同様の方法で行った。なお、ノズル面を基板表面の隔壁頂部から２００μｍの距離まで近接させたが、ノズル面が基板に接触することは無かった。
以上の塗布動作を１００回繰り返したところ、ノズル部材の剥がれや、接合面から蛍光体ペーストの漏れはなく、かつ、塗布品位も非常に優れたプラズマディスプレイ背面板を形成することができた。
＜比較例１＞
図１６に示した平面状の接合面を有するノズルを用いた。
これは平面の吐出孔形成部材がマニホールド部材にエポキシ系接着剤で接合されたものである。接合面の幅は１０ｍｍである。
【００９９】
実施例１と同様に塗布を行った場合、２０回目の塗布動作に入り、吐出を行うためにノズル内に６００ｋＰａの圧力を付与したところ、吐出孔形成部材が剥がれ、蛍光体ペーストが基板上に飛散した。
＜比較例２＞
図１７に示した平面状の接合面を有するノズルを用いた。平面の吐出孔形成部材がマニホールド部材にエポキシ系接着剤で接合されたものである。図１８のノズルは、接合力を高めるために接合面の幅を５０ｍｍにしたものである。
【０１００】
実施例１と同様に塗布を行った場合、ノズル面が基板と接触し、基板が破損してしまった。これは、ノズルの長手方向の軸に対して、僅かな傾き（θ）が生じていたためであり、クリアランスが極端に狭くなるところが発生し、基板と接触してしまったものである。
【産業上の利用可能性】
【０１０１】
本発明は、プラズマディスプレイ用部材の製造装置やこれに適用するノズルに限らず、液晶パネルの製造装置やその口金、または、吐出孔がスリット状の開口部である塗布ヘッドなどにも応用することができるが、その応用範囲が、これらに限られるものではない。
【図面の簡単な説明】
【０１０２】
【図１】本発明のノズルを搭載した塗液の塗布装置の概略斜視図である。
【図２】本発明の第１の例のノズルのノズル長手方向の縦断面図である。
【図３】図２のノズルの側面方向の縦断面図である。
【図４】本発明の第２の例のノズルの側面方向の縦断面図である。
【図５】図４のノズルを下側から見た図である。
【図６】本発明の第３の例のノズルの側面方向の縦断面図である。
【図７】本発明の第４の例のノズルの側面方向の縦断面図である。
【図８】本発明の第５の例のノズルの側面方向の縦断面図である。
【図９】図８のノズルの製作手順の一例を示した模式図である。
【図１０】図８のノズルの製作手順の他の例を示した模式図である。
【図１１】本発明の第６の例のノズルの側面方向の縦断面図である。
【図１２】図１１のノズルの製作手順の一例を示した模式図である。
【図１３】図１１のノズルの製作手順の他の例を示した模式図である。
【図１４】図８のノズルを下方向から見た図である。
【図１５】基板を上から見た一例を示す図である。
【図１６】比較例１のノズルの側面方向の縦断面図である。
【図１７】比較例２のノズルの側面方向の縦断面図である。：
【符号の説明】
【０１０３】
１ 基板
２ テーブル
３ 塗布領域
４ Ｙ軸搬送部
４ａ、４ｂ リニアガイド
５ Ｘ軸搬送部
５ａ、５ｂ リニアガイド
６ 機台
７ 支持台
７ａ、７ｂ リニアガイド
８ａ、８ｂ Ｚ軸搬送部
９ ノズル
９ａ ノズル面
１０ 開閉バルブ
１１ 切替バルブ
１２ 塗液タンク
１３ 気体圧力源
１４ Ｙ１搬送部
１５ Ｙ２搬送部
１６ Ｙ３搬送部
１７、１８、１９ カメラ
２２ 制御部
２３ 供給制御部
２４ 移動制御部
２５ 移動駆動部
５１ 塗液溜め部
５２ マニホールド部材
５２ａ 上部材
５２ｂ 下部材
５４ 塗液供給口
５６ 吐出孔
５７ パイプ
５８ 液面センサ
９１ 塗液
９２ 接合面
９３ 吐出孔形成部材
９４ ボルト
９５ 中間部材
９６ 位置決めピン
９７ 治具
９８ Ｏリング
２００ 圧空供給口
【技術分野】
【０００１】
本発明は、本発明は、プラズマディスプレイパネル（以下、ＰＤＰと略す）に代表されるディスプレイパネルを構成するディスプレイ用部材、液晶表示装置用カラーフィルター（ＬＣＭ）、光学フィルター、プリント基板、半導体等の高粘度塗液を塗布するような分野に使用されるものであり、例えばＰＤＰ製造工程における、ガラス基板などの塗布対象物の表面に非接触で塗液を吐出してパターン状の塗布を行うためのノズル、塗布装置、塗布方法およびプラズマディスプレイ用部材の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ディスプレイはその方式において次第に多様化してきている。現在注目されているものの一つが、従来のブラウン管よりも大型で薄型軽量化が可能なプラズマディスプレイである。これは、前面板と背面板の間に形成された放電空間内で放電を生じさせ、この放電によりキセノンガスから生じる波長１４７ｎｍを中心とする紫外線によって蛍光体層中の蛍光体を励起、発光することによって表示が可能となる。Ｒ（赤）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）に発光する蛍光体を塗り分けた放電セルを駆動回路によって発光させることにより、フルカラー表示に対応できる。
【０００３】
このうち、最近活発に開発が進められている交流（ＡＣ）型プラズマディスプレイは、表示電極／誘電体層／保護層を形成した前面ガラス板と、アドレス電極／誘電体層／隔壁層／蛍光体層を形成した背面ガラス板を貼り合わせ、ストライプ状の隔壁で仕切られた放電空間内にＨｅ−Ｘｅ、または、Ｎｅ−Ｘｅの混合ガスを封入した構造を有している。Ｒ、Ｇ、Ｂの各蛍光体層は、粉末状の蛍光体粒子を主成分とする蛍光体ペーストが、背面板に形成されたストライプ状の隔壁により形成された凹部に充填されてなる。このような構造のものを高い生産性と高品質で製造するには、蛍光体ペーストを一定のパターン状に塗り分ける技術が重要となる。
【０００４】
蛍光体ペーストを一定のパターン状に塗り分ける技術として、たとえば特許文献１に記載されているように、内部に塗液を貯める塗液溜め部を形成するマニホールド部材と、複数の吐出孔を有する板状体の部材とが接合された構成のノズルで塗布する方法が開示されている。
【０００５】
該ノズルは、前記マニホールド部材を有する部材と、吐出孔を有する板状体の部材がそれぞれ別部材で構成されているので、例えば塗液の吐出により吐出孔が摩耗した場合や、誤って吐出孔に傷を付けた場合でも、該板状体の部材を交換するだけで済み、コストの面で有利である。
【０００６】
近年、プラズマディスプレイパネルは、更なる高精細化とコストダウンが求められている。そのため、その高精細化に対応するために前記ノズルの吐出孔の小径化、高精度化や製作コストダウンなど様々な検討が行われている。
【０００７】
ここで、プラズマディスプレイパネルの更なる高精細化とは、隔壁により形成された凹凸部の間隔がより狭くなることを意味する。そのため、前記凹凸部に対応して設けられたノズルの吐出孔の孔径を小さくする必要がある。吐出孔から塗液を吐出するために、塗液に例えば加圧空気による圧力を作用させて吐出させるわけであるが、孔径が小さくなることでその部分の圧力損失が大きくなり、吐出のための圧力もそれ相応に大きくする必要がある。それにより塗液を吐出する際にノズル内部にかかる圧力が高くなる。
【０００８】
また、プラズマディスプレイパネルのコストダウンのためには、単位時間あたりの生産枚数をより増す、つまり、タクトタイムを短くする必要がある。そこで、塗布速度を速くするわけであるが、そのためには単位時間あたりに吐出孔から吐出する塗液の量を多くする必要がある。この場合も吐出のための圧力をそれ相応に大きくする必要があり、これにより吐出する際にノズル内部にかかる圧力が高くなる。
【０００９】
以上より、高精細化やコストダウンの要求に応えようとした場合、吐出する際にノズル内部にかかる圧力が高くなるため、マニホールドを有する部材と、吐出孔を有する板状体の部材との接合面の接合力が持ちこたえられず剥離してノズルが破損するという問題があった。
【００１０】
また、充分な接合力を出すために、マニホールド部材と板状体部材の幅を大きくして接合面積を大きくすることも考えられる。しかし、塗布時にはノズルの吐出孔と背面板を対面させ、かつ、数百ミクロン程度に近接させて塗布するために、ノズルに僅かな傾きが生じた場合でも、ノズルと背面板が衝突する可能性があるため、単純にマニホールド部材と板状体部材の幅を大きくして接合面積を大きくすることは困難であった。
【特許文献１】特開平１１−３０９４０２号公報（第１２頁第５図）。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
そこで本発明は、かかる従来技術の欠点を改良し、高精度で製作コストが低いながらも、より接合力の高いノズル、塗液の塗布装置および塗布方法ならびに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をその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するための本発明は、次の（１）〜（８）を特徴とするものである。
（１）吐出孔から塗液を吐出して基材に塗布するノズルであって、内部に塗液を貯める塗液溜め部を形成するマニホールド部材および複数の吐出孔がノズル長手方向に略一直線状に配置された板状の吐出孔形成部材からなり、該マニホールド部材と該吐出孔形成部材が接合面を介して接合されており、該接合面が曲面または２以上の平面により構成される面であることを特徴とするノズル。
（２）前記接合面が円柱面の一部または楕円柱面の一部である上記（１）に記載のノズル。
（３）前記接合面が複数の平面で構成されてなる上記（１）に記載のノズル。
（４）前記吐出孔形成部材として複数の吐出孔が略一直線状に配置された略平面状の板状材を用い、前記マニホールド部材の接合面に固定することによって接合してなる上記（１）〜（３）のいずれかに記載のノズル。
（５）前記板状材が平行度0.1ｍｍ以下の板状体である上記（４）に記載のノズル。
（６）基材を固定するテーブル、該基材の凹凸部に対面して設けられ、該凹凸基材の凹部に所定量の塗液を吐出するノズル、および該テーブルと該ノズルを３次元的に相対移動させる移動手段とを備えた塗布装置であって、該ノズルが上記（１）〜（５）のいずれかに記載のノズルである特徴とする塗布装置。
（７）基材と、該基材表面に対面して設けられた複数の吐出孔を有するノズルとを相対的に移動させ、同時に該吐出孔から塗液を吐出し、該基材表面に塗液を塗布する塗布方法であって、該ノズルが上記（１）〜（５）のいずれかに記載のノズルであることを特徴とする塗布方法。
（８）表面にストライプ状の隔壁が形成された基板と、該基板の隔壁が形成された面に対面して設けられた複数の吐出孔を有するノズルとを相対的に移動させ、同時に該吐出孔から赤色、緑色、青色のいずれかの色に発光する蛍光体粉末を含む蛍光体ペーストを吐出し、該基板に蛍光体粉末を含む蛍光体ペーストを塗布する工程を含むプラズマディスプレイ用部材の製造方法であって、該ノズルが上記（１）〜（５）のいずれかに記載のノズルを用いて塗布を行うことを特徴とするプラズマディスプレイパネル用部材の製造方法。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係るノズルによれば、マニホールド部材と吐出孔形成部材は高い接合力を有するためノズル内部にかかる圧力が高い場合も破損しにくく、高精度な塗布が可能であり、かつ、安価に製作することができる。更に、本発明に係る塗液の塗布装置および塗布方法ならびにプラズマディスプレイ用部材の製造方法によれば、プラズマディスプレイパネルの高精細化やコストダウンを実現でき、優れた品位の製品を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明に係るノズルについて、図面を参照して説明する。
【００１５】
図２は、本発明第１の例のノズルのノズル長手方向の縦断面図を示したものである。
【００１６】
ノズル９は、内部に塗液９１を貯める塗液溜め部５１を形成するマニホールド部材５２と、複数の吐出孔５６が略一直線状に配置された吐出孔形成部材９３からなる。また、図２に示された実施態様においては、ノズル９は塗液溜め部５１に塗液を供給するための塗液供給口５４と、塗液を吐出するために加圧空気を供給する圧空供給口２００を有する。
【００１７】
塗液供給口５４は、塗液溜め部５１に挿入された、パイプ５７の先端に開口した孔からなる。塗布時は、ノズル９、特にノズル面９ａと背面板を近接させて、圧空供給口２００から加圧空気を供給して塗液を加圧することで吐出孔から塗液を押し出し、塗布する。
【００１８】
ここで、塗液を吐出するための手段は、前述の加圧空気を用いることに限定されず、例えばノズル９の内部に塗液を充満させポンプなどで押し出してもよい。
【００１９】
また、塗液溜め部５１に塗液を供給するためには、塗液溜め部に挿入されたパイプ５７を用いる以外に、塗液溜め部５１の上流に一般的なダイコータのように塗液をノズルの長手方向に拡幅するマニホールドを形成して塗液溜め部５１と連通させてもよい。
図３は図２のノズルの側面方向の縦断面図を記したものである。ノズル９は、マニホールド部材５２と吐出孔形成部材９３を有する。
【００２０】
マニホールド部材５２は塗液９１を溜める塗液溜め部５１を形成しており、吐出孔５６が形成された板状の吐出孔形成部材９３が接合面９２を介して接合されている。
【００２１】
本発明において、板状の吐出孔形成部材９３を用いることは、吐出孔５６の径、ピッチ等の加工精度を高くする上で有効であり、また、高粘度の塗液を吐出する場合に圧力損失が必要以上に大きくなり、ノズル内部にかかる圧力が大きくなるのを防ぐとともに、吐出孔ごとの吐出量に大きな差が生じるのを防ぐ効果がある。さらに、吐出孔が摩耗した場合や、誤って傷を付けた場合に容易に交換できるという利点がある。本発明において、吐出孔形成部材９３は、吐出孔が形成される部分の厚さが０．１〜３ｍｍであることが好ましい。吐出孔の直径は５０〜５００μｍであることが好ましい。また、複数の吐出孔は３００〜１５００μｍのピッチで略一直線上に配置されていることが好ましい。
【００２２】
本発明のノズルは、マニホールド部材５２と、吐出孔形成部材９３とが接合する接合面９２が曲面または２以上の平面により構成される面であることを特徴とする。ここで、曲面または２以上の平面により構成される面であるとは、単一の平面からなる面以外であることを指し、連続した曲面、曲面と平面の組み合わせまたは複数の平面からなるものを指す。図３に示した例では、接合面が円柱面の一部であるが、接合面は楕円柱面の一部でも良く、また、円柱面の一部または楕円柱面の一部と平面の組み合わせからなるような形状であっても良い。ここで、円柱面の一部または楕円柱面の一部の曲率半径は５〜２００ｍｍの範囲であることが好ましい。
【００２３】
また、円柱面の一部または楕円柱面の一部である範囲は、その中心角が１０〜１８０°の範囲であることが好ましい。
【００２４】
このように、接合面９２の形状を曲面または２以上の平面により構成される面とすることで、マニホールド部材５２と吐出孔形成部材９３の接合面積を大きくすることができ、その結果接合力が増し、それぞれの部材が剥がれにくくなる。更に、ノズル面９ａを下に凸となる形状にすることで、基材である基板と対面するノズル面の基板と平行な部分の幅を小さくすることが可能となり、基板に塗液を塗布する際、ノズル面を基板に容易に近接させることができ、高精度な塗布を行う上で有利である。
【００２５】
一方、接合面が単一の平面からなる場合、十分な接合力を得るためには図１７に示すノズルのように接合面の幅を広くする必要があるが、この場合、ノズル面の基板と平行な部分の幅も広くなってしまう。このような場合に高精度な塗布を行う目的でノズル面と基板の距離を小さくすると、ノズルの長手方向を軸とした回転方向に僅かな傾きが生じた場合は、ノズル面と基板が衝突する恐れがある。そのため、それを回避するために、ノズルを取り付ける部分に、回転方向の位置調整機構を設け、傾きをなくし、基板との距離を均一に保つ必要があった。
【００２６】
本発明のノズルにおいて、マニホールド部材５２と吐出孔形成部材９３を接合する手段としては、接着剤を用いることが好ましい。具体的には、シリコーン系接着剤やエポキシ系接着剤を適用することができるが、所望の接着力を得られるものであればいかなる接着剤を用いても良い。
【００２７】
接着剤は、極力均一に塗布できることが好ましく、接合面９２に直接塗りつける方法でも良いし、スプレーにより噴き付ける方法であっても良い。
【００２８】
接着剤で接合することの長所は、容易に接合できること、および容易に剥がせることにある。例えば、塗液の吐出により吐出孔５６が摩耗して所望の塗布品位が得られなくなったり、また、万が一吐出孔形成部材９３が破損した場合でも、吐出孔形成部材９３を接着剤除去剤等で剥がせば、マニホールド部材５２は再度使用可能となり、コスト面で大変有利である。
また、上述のように接着剤で接合した上で、さらに複数のボルト９４による締結固定を併用することも好ましい。つまり、マニホールド部材５２と吐出孔形成部材９３を接着剤により接合した後、複数のボルト９４で締結固定することで、マニホールド部材５２と吐出孔形成部材９３をより強固に接合することができる。
この時、ボルト９４の個数やボルトの間隔は、吐出圧力と、接着接合力により決定することが望ましい。
図４は本発明の第２の例のノズルの側面方向の縦断面図である。また、図５は図４のノズルを下側（吐出孔側）から見た図である。
【００２９】
図４においては、マニホールド部材５２と吐出孔形成部材９３を接着剤により接着した後、中間部材９５を介し、ボルト９４で締結している。
【００３０】
中間部材９５は、図５に示す通り、ノズル９の長手方向に伸びる一体物であり、複数のボルト９４で固定されている。 この中間部材９５は、面で吐出孔形成部材９３を押さえるため、図３のような、ボルト９４だけで締結する実施態様より、より強固に吐出孔形成部材９３を固定することが可能となる。
【００３１】
この時、中間部材９５の大きさ、ボルト９４の個数や間隔は、吐出圧力の大きさに応じて決定することが望ましい。
【００３２】
また、ノズル９がノズル長手方向に長い場合、中間部材９５は任意の長さで分割し、それを並べた方が製作が容易となるので、低コストで製作できる。
【００３３】
その他の接合手段としては、レーザー溶接で接合することも可能である。しかし、レーザー溶接の場合、溶着による接合であるため、熱が加わるために熱ひずみが問題となる場合がある。そのため、レーザーの出力が低く、熱が長時間加わることのないような溶接方法をとることで、この問題を回避することが可能となる。具体的には、ＹＡＧレーザー溶接機を用い、低出力で、かつ、溶接スポット径を極力小さくし、溶け込み深さを浅くすれば良い。
【００３４】
接着接合とレーザー溶接は併用することも可能である。接着剤で接合した後、レーザー溶接することで、より高い接合力を得ることができる。また、接着剤によりあらかじめ吐出孔形成部材９３をマニホールド部材５２へ固定しておくことことで、レーザー溶接の溶接作業が格段に容易となる。
【００３５】
またこの時、接着剤として、固化後に弾性体の接着層が形成されるシリコーン系接着剤を用いた場合、該弾性体がシールの役目を果たすことから、塗液の漏れだしを防ぐことができるため好ましい。
【００３６】
なお、レーザー溶接は、吐出孔形成部材９３の周囲全てを溶接しても良いし、任意の間隔で溶接を行うスポット溶接としても良い。
その他の接合手段として、拡散接合やビーム溶接等も挙げられるが、熱ひずみや製作精度が許容できる範囲内に収まるのであるならば、いかなる接合手段を用いても良い。
【００３７】
図６およびと図７は本発明の第３、第４の例のノズルの側面方向の縦断面図である。
【００３８】
図６のノズルにおいて、マニホールド部材５２と吐出孔形成部材９３を接合する接合面９２は、３つの平面で構成される面である。
【００３９】
このような複数の平面で構成される面の接合面とすることでも、前述の場合と同様の効果があり、マニホールド部材５２と吐出孔形成部材９３の接合面積を大きくすることができ、その結果接合力が増し、それぞれの部材が剥がれにくくなる。更に、ノズル面９ａが下に凸状になるため、基板と対面するノズル面の塗布対象物である基板と平行な部分の幅を小さくすることが可能となり、基材に塗液を塗布する際、ノズル面を基板に容易に近接させることができる。
【００４０】
ここで、接合面を構成する平面の数や形は特に規定するものではなく、所望の接合力が得られるのであれば、いかなる平面の数や形であっても良いが、基板と平行なノズル面とこれを挟む２つの傾斜面からなることが好ましい。ここで、基板と平行なノズル面の幅は、３〜３０ｍｍであることが好ましい。また、このとき傾斜面の角度は、例えばボルト９４の頭がノズル面より下になって基材と接触しないような角度を選択する必要があり、ノズル面に対して傾斜面は５〜８０°の範囲で傾斜していることが好ましい。また、接着手段は前述した場合と同様、接着剤を用いることが好ましく、熱ひずみや製作精度が許容できる範囲内に収まるのであるなら、レーザー溶接、拡散接合やビーム溶接等のいかなる接合手段を用いても良い。
【００４１】
さらに図７に示すように、マニホールド部材５２と吐出孔形成部材９３を接着剤により接着した後、中間部材９５を介し、ボルト９４で締結固定しても良い。
【００４２】
この中間部材９５は、図４のノズルで用いたものと同様、面で吐出孔形成部材９３を押さえるため、図６のような、ボルト９４だけで締結する実施態様より、より強固に吐出孔形成部材９３を固定することが可能となる。
図８に本発明の第５の例のノズルの側面方向の縦断面図を示す。
【００４３】
前述したように、接着剤で接合した場合、吐出孔形成部材９３の交換が可能となるためコスト面で有利であるが、例えば、レーザー溶接で完全にマニホールド部材５２へ接合した場合や、接着剤をうまく剥がすことができない場合でも、図８のノズルとすることによって、吐出孔形成部材９３のみを交換する場合と同様のコストメリットを得ることができる。
【００４４】
図８のノズルにおいて、マニホールド部材５２は上部材５２ａと下部材５２ｂで構成され、吐出孔形成部材９３は下部材５２ｂと接合面９２を介して接合されている。接合面９２は三次元形状の面であり、この例では円弧を含む線である。下部材５２ｂと吐出孔形成部材９３の接合は、例えばＹＡＧレーザー溶接を用いて接合した後、中間部材９５を介し、ボルト９４を用いて吐出孔形成部材９３を強固に固定すればよい。
【００４５】
また下部材５２ｂと上部材５２ａの接触面には、塗液が漏れ出さないようにシール手段を用いることが好ましく、本実施態様ではＯリング９８を用いている。なお、シール手段としては、例えばゴムパッキンやメタルパッキン等を用いることができ、また他の手段として、下部材と上部材との接触面の面粗度を例えば０．４ｓ程度に仕上げ、かつ、塗液が漏れない程度に平面度を良くしてお互いを密着させる面シールを行っても良い。
【００４６】
そして、これら下部材５２ｂと上部材５２ａをボルト（図示しない）で締結することでノズルを構成することができる。
【００４７】
このようにすることで、吐出孔形成部材９３に摩耗や破損等の問題が起きた場合でも、吐出孔形成部材９３が接合された下部材５２ｂを交換するだけで済むため、コスト面で有利となる。
【００４８】
ここで、図８のノズルの製作手順について説明する。なお、図４のノズルにおいても同様の製作手順で製作することができる。
【００４９】
図９は図８のノズルの製作手順の一例を示した模式図である。また、図１４は図８のノズルを下方向から見た図である。
【００５０】
吐出孔形成部材９３は、下部材５２ｂと吐出孔形成部材９３の接合面と略同一の円弧にあらかじめ曲がられている。これを接着剤で下部材５２ｂへ接合する。この時、下部材５２ｂと吐出孔形成部材９３の位置決めは図１４に示した２カ所の位置決めピン９６で行うことが好ましい。位置決めピン９６は吐出孔形成部材９３の厚さより長くしておき、接着が完了してから、もしくは、中間部材９５を介してボルト９４で締結し固定してから、吐出孔形成部材９３より突出している部分を切除するのが好ましい。なお、位置決めピン９６の位置は図１４に示した位置以外にあっても良いし、数も２個に限らない。
【００５１】
この時、吐出孔形成部材９３は既に吐出孔５６の加工が完了していることが好ましい。また、それぞれの部材または一方の部材の接合面をあらかじめ粗くしておくことで、接着剤による接合力を高くすることができる。これは、それぞれの部材の接合面をあらかじめ粗くすることで接合面の表面積を大きくでき、つまり接着剤との接触面積を大きくできるからである。
【００５２】
以上の手順で接着剤により下部材５２ｂと吐出孔形成部材９３を接着剤を用いて接合した上で、必要に応じてＹＡＧレーザー溶接等を用いて接合した後、中間部材９５を介し、ボルト９４を用いて吐出孔形成部材９３を強固に固定する。
【００５３】
図１０は図８のノズルの製作手順の他の例を示した模式図である。
【００５４】
吐出孔形成部材９３は当初は平面であり、下部材５２ｂへ接着剤を塗布した後、治具９７を用いて吐出孔形成部材９３を下部材５２ｂへ押し付けることにより変形させた上で、接合する。この場合も、前述の場合と同様、下部材５２ｂと吐出孔形成部材９３の位置決めは位置決めピンにより行うことが好ましい。以上の手順で接着剤により下部材５２ｂと吐出孔形成部材９３を接合した上で、必要に応じてＹＡＧレーザー溶接等を用いて接合した後、中間部材９５を介し、ボルト９４を用いて吐出孔形成部材９３を強固に固定する。
【００５５】
図１１は本発明の第６の例のノズルの側面方向の縦断面図である。図８のノズルと同様、マニホールド部材５２は上部材５２ａと下部材５２ｂで構成され、吐出孔形成部材９３は接合面９２を介して下部材５２ｂと接合されている。
【００５６】
図１１のノズルにおいても、下部材５２ｂの吐出孔形成部材９３との接合面９２は、３つの平面で構成されてなる面である。
【００５７】
そして、下部材５２ｂと吐出孔形成部材９３の接合手段としては、例えばＹＡＧレーザー溶接を用いて接合した後、中間部材９５を介し、ボルト９４を用いて吐出孔形成部材９３を強固に固定すればよい。
【００５８】
また下部材５２ｂと上部材５２ａとの接触面には、図８のノズルと同様、塗液が漏れ出さないようにシール手段を用いることが好ましく、本実施態様ではＯリングを用いている。また、他の手段として、上述した場合と同様に面シールを行っても良い。
【００５９】
そして、これら下部材５２ｂと上部材５２ａをボルト（図示しない）で締結することでノズルを構成することができる。
【００６０】
このようにすることで、前述と同様、吐出孔形成部材９３に問題が起きた場合でも、吐出孔形成部材９３が接合された下部材５２ｂを交換するだけで済むため、コストの面で有利となる。
【００６１】
ここで、図１１のノズルの製作手順について説明する。なお、図７のノズルにおいても同様の製作手順で製作することができる。
図１２は図１１のノズルの製作手順の一例を示した模式図である。吐出孔形成部材９３は、下部材５２ｂと吐出孔形成部材９３の接合面と略同一の形状にあらかじめ曲がられている。これを接着剤により下部材５２ｂへ接合する。この場合も図８のノズルの製作手順で説明したように、下部材５２ｂと吐出孔形成部材９３の位置決めは、位置決めピンにより行うことが好ましい。
【００６２】
この時、吐出孔形成部材９３は既に吐出孔５６の加工が完了していることが好ましい。また、この場合もそれぞれの部材あるいは一方の部材の接合面のめ表面を粗くしておくことで接着剤による接合力を高めても良い。
【００６３】
図１３は図１１のノズルの製作手順の他の例を示した模式図である。
【００６４】
吐出孔形成部材９３は当初は平面であり、下部材へ接着剤を塗布した後、治具９７を用いて吐出孔形成部材９３を下部材５２ｂへ押し付けることにより変形させた上で、接合する。この場合も前述と同様、下部材５２ｂと吐出孔形成部材９３の位置決めは位置決めピンにより行うことが好ましい。
【００６５】
また、吐出孔形成部材９３は折り曲げるためあらかじめ折り曲がる箇所に微小なＶ形の溝を加工しておくことが好ましい。
【００６６】
以上の手順で接着剤により下部材５２ｂと吐出孔形成部材９３を接合した上で、必要に応じてＹＡＧレーザー溶接等を用いて接合した後、中間部材９５を介し、ボルト９４を用いて吐出孔形成部材９３を強固に固定する。
【００６７】
なお、以上で述べてきた中で、吐出孔形成部材９３は平行度０．１ｍｍ以下の板状体であることが好ましい。また、該板状体の厚みは０．２から３ｍｍの範囲であることが好ましく、吐出孔５６の孔長と板状体の厚みが同等であることがより好ましい。そうすることで、板状体の厚みを精度良く加工すれば、吐出孔５６の孔長も高精度に加工することができる。
【００６８】
また、塗液の吐出に最も重要な部分である吐出孔５６を比較的安価な板状体に対して加工することから、ノズル自体の大幅な製作コストダウンを実現できる。また、単なる板状体への加工であるので、加工作業が容易となり高精度な吐出孔の形成ができる。
【００６９】
以上の内容はいかなる組み合わせで適用することも可能であり、必要な接合力や塗液の特性等に応じて使い分けることが望ましい。
【００７０】
次に、本発明に係る塗液の塗布装置、特にプラズマディスプレイパネル用部材への塗液の塗布装置の全体構成の例について説明する。
【００７１】
図１は、本発明の一実施態様に係る塗液の塗布装置の概略斜視図である。図１において、塗布される基材である基板１はテーブル２の上に載置され、テーブル２に設けた吸着装置（図示略）により吸着して固定される。なお、プラズマディスプレイ用部材を製造する場合、基板１にはストライプ状の隔壁が設けらている。基板１は塗布領域３を有する。テーブル２は、その中心を軸として、回転を可能とするθ軸部材（図示しない）により支持されている。このθ軸部材はＹ軸搬送部４に搭載され、Ｙ軸搬送部４はＸ軸搬送部５上に設けられたリニアガイド４ａ、４ｂに沿って機台６のＹ軸方向に移動する。Ｘ軸搬送部５は、機台６上に設けられたリニアガイド５ａ、５ｂに沿って機台６のＸ軸方向に移動する。このＸ、Ｙ軸搬送部は直交するように調整されている。Ｘ軸搬送部５は基板１に塗液を塗布するための相対移動手段であって、塗布動作においてはテーブル２をＸ軸方向に移動させる。
【００７２】
機台６の中央部上方には、Ｘ軸搬送部５によって移動されるテーブル２が通過するように門型の支持台７が、Ｘ軸と直交する形で設けられている。支持台７の奥側（以下、下流側と称する。）側面の両サイドには、テーブル２の面に対して垂直方向に移動するＺ軸搬送部８ａ、８ｂが設けられ、Ｚ軸搬送部８ａ、８ｂには塗液を吐出するノズル９が、機台６のＹ軸方向中央を基準にして取り付けられる。ノズル９は着脱式で、Ｚ軸搬送部８ａ、８ｂに取り付けたときに、テーブル２のＸ軸移動方向に直交して、Ｚ軸搬送部８ａ、８ｂに設けたチャック（図示略）により固定される。
【００７３】
本発明の塗布装置は、上述したようにマニホールド部と吐出孔形成部材が曲面または２以上の平面により構成される面からなる接合面を介して接合されているノズルを有することを特徴とする。このようなノズルを有することによって、破損などの問題が発生しにくく、安価な塗布装置とすることができ、これを用いることによって高精細なプラズマディスプレイ用部材を高精度に、安価に製造することができる。
【００７４】
次に、ノズル９のその他の特徴について図２を用いて説明する。ノズル９は、塗布する塗布領域３のサイズに合わせて選択され、その塗布領域３に形成された所定の全ての溝に対して１回の塗布動作で塗布を完了するための吐出孔５６が略一直線状に配列して設けられている。例えば、塗布する基板がプラズマディスプレイの背面板の場合は、Ｒ、Ｇ、Ｂ何れか１色の蛍光体粉末を含んだ塗液を塗布する。従って、ノズル９には、その塗布する溝に対応した数、ピッチで吐出孔５６が設けられる。
【００７５】
またノズル９は、吐出孔５６の数を減らして、複数回の塗布動作で基板１枚への塗布を完了するものであってもよい。つまり、短尺型のノズルであったり、吐出孔５６のピッチを拡げたものであってもよい。
【００７６】
ノズル９は内部に塗液を溜める塗液溜め部５１を有し、塗液を供給するための配管が接続され、この配管の反対側先端部には塗液の供給をコントロールする開閉バルブ１０を介して塗液タンク１２が接続される。塗液タンク１２には所定圧力の気体圧力源１３が配管を介して接続されている。また、ノズル９には、吐出孔５６から塗液を吐出させるための気体圧力を供給する配管が接続され、この配管の反対側先端部は気体圧力の切替バルブ１１を介して、一方は所望圧力の気体圧力源１３に接続され、他方は大気に開放されている。
【００７７】
吐出孔５６から塗液を吐出させる時は、切替バルブ１１を開き、ノズル内部を加圧することで塗液を吐出孔から押し出す。この時、ノズル９は例えば図３に示すものを用いることで、加圧により大きな力が作用しても、吐出孔形成部材９３の剥がれを防ぐことができる。
【００７８】
ノズル９への塗液供給は、切替バルブ１１を大気開放にした状態で開閉バルブ１０を開くことにより行われる。このとき塗液は、例えば液面高さを検出する液面センサ５８を設けておき、塗液溜め部５１の上部に空間を残す形で所定量が蓄えられる。このような液面センサ５８は、液面を検知できるものであれば特に限定されるものではないが、塗液に対し、非接触のものであるのが好ましい。これにより塗液の汚染を防ぐことができる。
【００７９】
塗液の吐出は切替バルブ１１を気体圧力源１３に切り換えて、この空間に気体圧力を供給することにより行われる。
【００８０】
基板への塗布工程は、ノズル９の塗液溜め部５１に塗液を供給する工程と、塗布領域に塗液を塗布する工程を有し、それらを交互に繰り返す。塗布領域に塗液を塗布する工程では、一回の工程で、塗液溜め部５１内の塗液のうち一部（所定量）を使って塗布領域３に塗布する。これにより、塗液溜め部５１内の液面高さ（吐出孔から液面までの距離）は一定高さ下降するため、次の塗液供給工程で塗液を所定量供給（補給）し、液面を所定の高さ（塗液量）にする。
【００８１】
支持台７の手前側（以下、上流側と称する。）側面には、基板１の塗布領域３の位置を計測する第１の位置センサとしてカメラ１７、１９が取り付けられ、かつ、塗布領域３の基準溝の位置を計測する第２の位置センサとしてカメラ１８が取り付けられている。また、これらの計測手段は複数のカメラを有していてもよい。これらのカメラは、各々ＸおよびＺ軸方向の微調整機構を介して、支持台７のＹ軸方向に独立して移動可能なＹ１搬送部１４、Ｙ３搬送部１６、Ｙ２搬送部１５に取り付けられている。このＹ１、Ｙ３搬送部はリニアガイド７ａ、７ｂによって、Ｙ軸方向に移動した場合においてもテーブル面からの高さが一定になるよう調整されている。
【００８２】
制御部２２はマイクロコンピュータやＲＡＭ、ハードディスクなどにて構成される。制御部２２は、移動制御部２４を有し、移動制御部２４は移動駆動部２５を介して塗布機の動作を制御し、基板１とノズル９とを、Ｘ方向に相対移動させる。また制御部２２は、供給制御部２３を有し、ノズル９への塗液の供給、ノズル９からの塗液の吐出を制御するとともに、塗布条件を入力表示するタッチパネル部を有している。また、通常、各カメラはモニタテレビに接続され視野の画像を表示できるように構成される。
【００８３】
図１５は、基板１を上から見た一例を示す図である。基板１にはＸ方向（塗布方向）に塗布領域３がある。塗布領域３には、塗布領域長手方向に直交して、図示しない直線状のリブが全面に渡り所定間隔で形成され、リブの間に溝を構成している。さらに、リブ間に溝を分断するための横リブを形成したものもある。塗布領域３の四隅付近には、基板面に形成されたリブパターンとの位置関係を示すアライメントマークＡ１、Ａ４が設けられている。このアライメントマークは、塗布領域のリブパターンを形成するときに一緒に作成される。これにより、パターンとの位置関係が精度良く形成される。
【００８４】
アライメントマークは、Ａ１とＡ３を結ぶ直線がリブのパターンと平行になるように、また、Ａ１とＡ２を結ぶ直線がリブのパターンと直交するように設けられる。アライメントマークの間隔ＸＡ，ＹＡおよび各塗液塗布溝の基準溝位置Ｙｓは基板情報として制御部に与える。基準溝位置ＹｓはＹＡのほぼ中央リブ間の溝中心であって、ノズル９の基準孔とのＹ軸方向の位置合わせを行う位置とし、アライメントマークＡ１からの距離で与える。
【００８５】
塗布を開始する場合は、まず、ノズル９の塗液溜め部５１内に塗液を供給する。塗液の供給は前述したように図１の切替バルブ１１を大気開放にした状態で開閉バルブ１０を開いて、所定の量に達するまで供給する。
次に、基板搭載に移る。この動作はノズル９内への塗液供給と並行して行うことが可能で、ノズル９への塗液供給の待ち時間を少なくすることができる。
テーブル２を上流側端部に移動する。Ｙ軸およびθ軸は中央ゼロの位置でテーブル面のほぼ中央に外部移載機により塗布する基板１を搭載し、リブがテーブルのＸ軸方向とほぼ平行となる状態にして吸着固定する。外部移載機は例えば多軸のロボットを用い、ロボットのアームで基板１をテーブル２上部に横持ちする。テーブル２には複数の昇降可能なピンを設け、このピンを上昇して基板を受け取り、アームを退避させてピンを下降することにより基板をテーブル面に受け取る。なお、リブとテーブル２の平行出しは、例えばテーブル２の両サイドおよび上流側に、基板１の端面をサイズに対応して押し出しする機構（以下、センタリング装置と称する。）を設けて位置寄せする方法などにより行う。
【００８６】
次に、塗布領域３に塗液を塗布する動作に入る。まず、基板位置決めを行う。テーブル２を移動させて、塗布領域３のアライメントマークＡ１、Ａ２をカメラ１７、１９の視野に入れる。
【００８７】
次に、カメラ１７の視野中心を基準にアライメントマークＡ１のＸ、Ｙ方向のずれ量を求める。また、カメラ１９の視野中心からアライメントマークＡ２のＸ、Ｙ方向のずれ量を求める。この２つのＸ軸方向のずれ量とアライメントマークの間隔ＹＡから基板の傾きと、傾きを修正したときのアライメントマークＡ１の移動量を求める。算出した結果に応じ、テーブルのθ軸を回転して基板の傾きを修正し、Ｘ、Ｙ軸を移動してカメラ１７の視野中心にアライメントマークＡ１を位置合わせする。
【００８８】
この時点で、カメラ１８の視野内には塗布領域３のＲ（赤色）塗液塗布溝の基準溝が観測されるので、溝の中心位置を判断し、テーブル２のＹ軸を移動することで、ノズル９の基準孔と塗布領域３のＲ塗液塗布溝の基準溝中心とのＹ軸方向の位置を合わせる。
【００８９】
位置決めが終わると塗液の塗布動作に移る。ノズル９の塗液溜め部内への塗液供給が完了していることを確認し（未完の場合は待つ）、テーブル２のＸ軸を塗布領域３の位置決め位置から下流方向に予めプログラムした速度で移動させる。Ｘ軸座標が、あらかじめ設定された塗液吐出位置になったらノズル９から塗液を吐出し、吐出停止位置になれば吐出を停止する。この塗液の吐出および停止は、図１に示した切替バルブ１１により行う。これで塗布領域３への塗布が終了したことになる。
続いて、吐出孔５６の清掃に入るために清掃装置がノズル９の下まで移動し、清掃する。
【００９０】
塗布を終了すると、基板排出に移る。基板１の排出はテーブル２を下流端に移動し、吸着した基板１を解除し、ピンを上昇して移載機により取り出す。移載機は上流側の基板搬入と下流側の排出専用に各１台配置することで、基板排出中に次に塗布する基板が準備できるので、基板搬入から排出までの時間を短縮することができる。基板１を排出した時点で一連の動作が終了する。連続して基板１に塗布する場合には、上記塗液供給から開始する。
【００９１】
次に、塗液の供給について説明する。塗液タンク１２からノズル９への塗液の供給は、塗布領域３へ塗布していないとき、つまり、塗布領域３への塗布が一旦終了し、次の塗布領域３へ塗布を開始するまでの間のインターバルに行うのが好ましい。
インターバルは、主に、前述した被塗布材とノズル９の位置合わせや、被塗布材の搬入、搬出等に費やされるが、タクトタイムを考えれば、このインターバル内で、ノズル９への塗液供給を済ませるのがなお好ましい。
【実施例】
【００９２】
次に、本発明の実施の形態に従って、プラズマディスプレイ背面板に塗液を塗布した場合の実施例を示す。
＜実施例１＞
被塗布基材であるプラズマディスプレイ背面板は、サイズ９９０×６００ｍｍ、アライメント間隔９７０×５８０ｍｍ、被塗布面には高さ１２０μｍで頂部の幅５０μｍのリブが、ピッチ３００μｍ（溝幅２５０μｍ）で３０９７本形成されたパネルを用いた。
【００９３】
本発明に係る塗液の塗布装置として、図１に示す塗布装置を用いた。ノズルは図８に示す構成のものを用いた。そのノズルの製作は、図９に示す方法を用いた。吐出孔形成部材とマニホールド部材の接合面は半径２０ｍｍの円柱面の一部（中心角６０°）とそれに繋がる平面部分からなる面とした。そして、該接合面にスプレー式シリコーン系接着剤（商品名：ＦＣ−１１２ ＲＴＶシリコーンスプレー、メーカ：ファインケミカルジャパン）を噴き付け、その後、治具を用いて吐出孔形成部材を下部材へ押し付けた。吐出孔形成部材の位置決めは、図５に示したように、ノズル長手方向両端部に１カ所ずつの位置決めピンで行った。その後、中間部材をトラス小ねじで締結することで吐出孔形成部材を固定した。トラス小ねじはノズル長手方向に２０ｍｍの間隔で配置した。その後、接着剤が乾燥した後、前記位置決めピンが吐出孔形成部材より突出している部分を切除した。以上の手順で製作したノズルの幅は１０００ｍｍ、吐出孔数は１０３２孔、吐出孔ピッチを０．９０ｍｍ、吐出孔径はφ０．１００ｍｍ、吐出孔形成部材の厚さは０．４ｍｍとした。マニホールド部材、吐出孔形成部材の材質は、ステンレス鋼製（ＳＵＳ３０４）とした。
【００９４】
塗液は、蛍光体粉末 赤：（Ｙ，Ｇｄ，Ｅｕ）ＢＯ３（累積平均粒子径２．７μｍ、比表面積３．１ｍ２／ｃｍ３）と有機バインダー（エチルセルロース）と有機溶媒（テルピネオール）を用い、有機成分の各成分を水に６０℃で加熱しながら溶解し、その後蛍光体粉末を添加し、混練機で混練して作製した粘度５０Ｐａ・ｓの蛍光体ペーストを用いた。
【００９５】
塗布は、まず蛍光体ペーストを塗液タンクからノズル内へ塗液の液面が吐出孔より２３ｍｍになるまで供給する。次に、ノズルとテーブルを移動させ、ノズルと基板を位置決めし、ノズル面を基板に近接させ、ノズルと基板を相対移動させながら、圧力供給口から６００ｋＰａの圧縮空気を供給することで吐出孔からペーストを押し出し塗布する。基板一枚を塗布終了したところ液面高さは２１．５ｍｍを示していたので、２３ｍｍになるまで塗液タンクから蛍光体ペーストを供給する。
【００９６】
なお、ノズル面を基板表面の隔壁頂部から２００μｍの距離まで近接させたが、ノズル面が基板に接触することは無かった。
【００９７】
以上の塗布動作を１００回繰り返したところ、ノズル部材の剥がれや、接合面から蛍光体ペーストの漏れはなく、かつ、塗布品位も非常に優れたプラズマディスプレイ背面板を形成することができた。
＜実施例２＞
次に、図１１に示したノズルを用いた。そのノズルの製作は、図１２に示す方法を用いた。吐出孔形成部材とマニホールド部材の接合面は半径２０ｍｍの円弧状とそれに繋がる直線部分を合わせた三次元形状とした。そして、該接合面に実施例１と同様のシリコーン系接着剤をスプレーで噴き付け、その後、治具を用いて吐出孔形成部材を下部材へ押し付けた。吐出孔形成部材の位置決めは、図５に示したように、長手方向両端部に１カ所ずつの位置決めピンで行った。その後、中間部材をトラス小ねじで締結することで吐出孔形成部材を固定した。トラス小ねじは長手方向に２０ｍｍの間隔で配置した。その後、接着剤が乾燥した後、前記位置決めピンが吐出孔形成部材より突出している部分を切除した。以上の手順で製作したノズルの幅は１０００ｍｍ、吐出孔数は１０３２孔、吐出孔ピッチを０．９０ｍｍ、吐出孔径はφ０．１００ｍｍとした。
【００９８】
塗布は、実施例１と同様の方法で行った。なお、ノズル面を基板表面の隔壁頂部から２００μｍの距離まで近接させたが、ノズル面が基板に接触することは無かった。
以上の塗布動作を１００回繰り返したところ、ノズル部材の剥がれや、接合面から蛍光体ペーストの漏れはなく、かつ、塗布品位も非常に優れたプラズマディスプレイ背面板を形成することができた。
＜比較例１＞
図１６に示した平面状の接合面を有するノズルを用いた。
これは平面の吐出孔形成部材がマニホールド部材にエポキシ系接着剤で接合されたものである。接合面の幅は１０ｍｍである。
【００９９】
実施例１と同様に塗布を行った場合、２０回目の塗布動作に入り、吐出を行うためにノズル内に６００ｋＰａの圧力を付与したところ、吐出孔形成部材が剥がれ、蛍光体ペーストが基板上に飛散した。
＜比較例２＞
図１７に示した平面状の接合面を有するノズルを用いた。平面の吐出孔形成部材がマニホールド部材にエポキシ系接着剤で接合されたものである。図１８のノズルは、接合力を高めるために接合面の幅を５０ｍｍにしたものである。
【０１００】
実施例１と同様に塗布を行った場合、ノズル面が基板と接触し、基板が破損してしまった。これは、ノズルの長手方向の軸に対して、僅かな傾き（θ）が生じていたためであり、クリアランスが極端に狭くなるところが発生し、基板と接触してしまったものである。
【産業上の利用可能性】
【０１０１】
本発明は、プラズマディスプレイ用部材の製造装置やこれに適用するノズルに限らず、液晶パネルの製造装置やその口金、または、吐出孔がスリット状の開口部である塗布ヘッドなどにも応用することができるが、その応用範囲が、これらに限られるものではない。
【図面の簡単な説明】
【０１０２】
【図１】本発明のノズルを搭載した塗液の塗布装置の概略斜視図である。
【図２】本発明の第１の例のノズルのノズル長手方向の縦断面図である。
【図３】図２のノズルの側面方向の縦断面図である。
【図４】本発明の第２の例のノズルの側面方向の縦断面図である。
【図５】図４のノズルを下側から見た図である。
【図６】本発明の第３の例のノズルの側面方向の縦断面図である。
【図７】本発明の第４の例のノズルの側面方向の縦断面図である。
【図８】本発明の第５の例のノズルの側面方向の縦断面図である。
【図９】図８のノズルの製作手順の一例を示した模式図である。
【図１０】図８のノズルの製作手順の他の例を示した模式図である。
【図１１】本発明の第６の例のノズルの側面方向の縦断面図である。
【図１２】図１１のノズルの製作手順の一例を示した模式図である。
【図１３】図１１のノズルの製作手順の他の例を示した模式図である。
【図１４】図８のノズルを下方向から見た図である。
【図１５】基板を上から見た一例を示す図である。
【図１６】比較例１のノズルの側面方向の縦断面図である。
【図１７】比較例２のノズルの側面方向の縦断面図である。：
【符号の説明】
【０１０３】
１ 基板
２ テーブル
３ 塗布領域
４ Ｙ軸搬送部
４ａ、４ｂ リニアガイド
５ Ｘ軸搬送部
５ａ、５ｂ リニアガイド
６ 機台
７ 支持台
７ａ、７ｂ リニアガイド
８ａ、８ｂ Ｚ軸搬送部
９ ノズル
９ａ ノズル面
１０ 開閉バルブ
１１ 切替バルブ
１２ 塗液タンク
１３ 気体圧力源
１４ Ｙ１搬送部
１５ Ｙ２搬送部
１６ Ｙ３搬送部
１７、１８、１９ カメラ
２２ 制御部
２３ 供給制御部
２４ 移動制御部
２５ 移動駆動部
５１ 塗液溜め部
５２ マニホールド部材
５２ａ 上部材
５２ｂ 下部材
５４ 塗液供給口
５６ 吐出孔
５７ パイプ
５８ 液面センサ
９１ 塗液
９２ 接合面
９３ 吐出孔形成部材
９４ ボルト
９５ 中間部材
９６ 位置決めピン
９７ 治具
９８ Ｏリング
２００ 圧空供給口
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吐出孔から塗液を吐出して基材に塗布するノズルであって、内部に塗液を貯める塗液溜め部を形成するマニホールド部材および複数の吐出孔がノズル長手方向に略一直線状に配置された板状の吐出孔形成部材からなり、該マニホールド部材と該吐出孔形成部材が接合面を介して接合されており、該接合面が曲面または２以上の平面により構成される面であることを特徴とするノズル。
【請求項２】
前記接合面が円柱面の一部または楕円柱面の一部である請求項１に記載のノズル。
【請求項３】
前記接合面が複数の平面で構成されてなる請求項１に記載のノズル。
【請求項４】
前記吐出孔形成部材として複数の吐出孔が略一直線状に配置された略平面状の板状材を用い、前記マニホールド部材の接合面に固定することによって接合してなる請求項１〜３に記載のノズル。
【請求項５】
前記板状材が平行度0.1ｍｍ以下の板状体である請求項４に記載のノズル。
【請求項６】
基材を固定するテーブル、該基材に対面して設けられ、該基材表面にに塗液を吐出するノズル、および該テーブルと該ノズルを３次元的に相対移動させる移動手段とを備えた塗布装置であって、該ノズルが請求項１ないし５のいずれかに記載のノズルであることを特徴とする塗布装置。
【請求項７】
基材と、該基材表面に対面して設けられた複数の吐出孔を有するノズルとを相対的に移動させ、同時に該吐出孔から塗液を吐出し、該基材表面に塗液を塗布する塗布方法であって、該ノズルが請求項１ないし５のいずれかに記載のノズルであることを特徴とする塗布方法。
【請求項８】
表面にストライプ状の隔壁が形成された基板と、該基板の隔壁が形成された面に対面して設けられた複数の吐出孔を有するノズルとを相対的に移動させ、同時に該吐出孔から赤色、緑色、青色のいずれかの色に発光する蛍光体粉末を含む蛍光体ペーストを吐出し、該基板に蛍光体ペーストを塗布する工程を含むプラズマディスプレイ用部材の製造方法であって、該ノズルが請求項１ないし５のいずれかに記載のノズルであることを特徴とするプラズマディスプレイパネル用部材の製造方法。
【請求項１】
吐出孔から塗液を吐出して基材に塗布するノズルであって、内部に塗液を貯める塗液溜め部を形成するマニホールド部材および複数の吐出孔がノズル長手方向に略一直線状に配置された板状の吐出孔形成部材からなり、該マニホールド部材と該吐出孔形成部材が接合面を介して接合されており、該接合面が曲面または２以上の平面により構成される面であることを特徴とするノズル。
【請求項２】
前記接合面が円柱面の一部または楕円柱面の一部である請求項１に記載のノズル。
【請求項３】
前記接合面が複数の平面で構成されてなる請求項１に記載のノズル。
【請求項４】
前記吐出孔形成部材として複数の吐出孔が略一直線状に配置された略平面状の板状材を用い、前記マニホールド部材の接合面に固定することによって接合してなる請求項１〜３に記載のノズル。
【請求項５】
前記板状材が平行度0.1ｍｍ以下の板状体である請求項４に記載のノズル。
【請求項６】
基材を固定するテーブル、該基材に対面して設けられ、該基材表面にに塗液を吐出するノズル、および該テーブルと該ノズルを３次元的に相対移動させる移動手段とを備えた塗布装置であって、該ノズルが請求項１ないし５のいずれかに記載のノズルであることを特徴とする塗布装置。
【請求項７】
基材と、該基材表面に対面して設けられた複数の吐出孔を有するノズルとを相対的に移動させ、同時に該吐出孔から塗液を吐出し、該基材表面に塗液を塗布する塗布方法であって、該ノズルが請求項１ないし５のいずれかに記載のノズルであることを特徴とする塗布方法。
【請求項８】
表面にストライプ状の隔壁が形成された基板と、該基板の隔壁が形成された面に対面して設けられた複数の吐出孔を有するノズルとを相対的に移動させ、同時に該吐出孔から赤色、緑色、青色のいずれかの色に発光する蛍光体粉末を含む蛍光体ペーストを吐出し、該基板に蛍光体ペーストを塗布する工程を含むプラズマディスプレイ用部材の製造方法であって、該ノズルが請求項１ないし５のいずれかに記載のノズルであることを特徴とするプラズマディスプレイパネル用部材の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２００８−８０２２７（Ｐ２００８−８０２２７Ａ）
【公開日】平成２０年４月１０日（２００８．４．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２６１９３４（Ｐ２００６−２６１９３４）
【出願日】平成１８年９月２７日（２００６．９．２７）
【出願人】（０００００３１５９）東レ株式会社 (7,677)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年４月１０日（２００８．４．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年９月２７日（２００６．９．２７）
【出願人】（０００００３１５９）東レ株式会社 (7,677)
【Ｆターム（参考）】
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