塗布ヘッドおよびプラズマディスプレイ用部材の製造方法
【課題】
塗液の漏れなく、基材に対する高精度な平行度をもつ塗布ヘッドであって、複数の金属部材とそれらに挟み込まれるシール部材から構成され、組み立てた状態で一定期間経た後に分解しても、シール部材が金属部材に固着することなく、シール部材と金属部材を容易に分離することができる塗布ヘッドを提供することを目的とする。
【解決手段】
第１の金属部材と第２の金属部材のそれぞれの接合面が互いに向き合うように配置され、かつ第１の金属部材の接合面側に設けられた溝部内にシール部材が配置され、シール部材を圧縮する応力により第１の金属部材および第２の金属部材とが固定されてなり、第２の金属部材の接合面のうちシール部材と接触する部分の表面の最大高さが、第２の金属部材の接合面のうちシール部材と接触せず直接第１の金属部材と向き合う部分の表面の最大高さより大きいことを特徴とする塗布ヘッドとする。
塗液の漏れなく、基材に対する高精度な平行度をもつ塗布ヘッドであって、複数の金属部材とそれらに挟み込まれるシール部材から構成され、組み立てた状態で一定期間経た後に分解しても、シール部材が金属部材に固着することなく、シール部材と金属部材を容易に分離することができる塗布ヘッドを提供することを目的とする。
【解決手段】
第１の金属部材と第２の金属部材のそれぞれの接合面が互いに向き合うように配置され、かつ第１の金属部材の接合面側に設けられた溝部内にシール部材が配置され、シール部材を圧縮する応力により第１の金属部材および第２の金属部材とが固定されてなり、第２の金属部材の接合面のうちシール部材と接触する部分の表面の最大高さが、第２の金属部材の接合面のうちシール部材と接触せず直接第１の金属部材と向き合う部分の表面の最大高さより大きいことを特徴とする塗布ヘッドとする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズマディスプレイパネル（以下、ＰＤＰと略称することもある）に代表されるディスプレイパネル、液晶カラーフィルター（ＬＣＭ）、有機ＥＬ、光学フィルター、プリント基板、集積回路、半導体等の、特に高粘度な塗液を塗布するような分野に使用可能であり、例えばＰＤＰ製造工程における、ガラス基板などの基材表面に薄膜パターンを形成するにあたって好適に用いられる塗布ヘッドに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
様々な方式で多様化するディスプレイの中で注目されているものの一つに、大型で薄型軽量化が可能なＰＤＰがある。ＰＤＰ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波長１４７ｎｍを中心とする紫外線が生じて、この紫外線が蛍光体を励起することによって表示が可能となる。赤（Ｒ）、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ＰＤＰにおいて代表的な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とを貼り合わせ、ストライプ状あるいは格子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が、背面板に形成された色毎に一方向に延びる隔壁、またはこのような隔壁とこれに直交する補助隔壁により形成された凹部に充填されてなる。蛍光体層は蛍光体粉末および有機成分を含む蛍光体ペーストを上述の隔壁、または隔壁および補助隔壁によって形成された凹部に塗布し、乾燥し、必要に応じ焼成することによって形成される。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塗布技術が重要となる。
【０００４】
この蛍光体ペーストの塗布方法として、塗液の使用効率が高いことや安価で塗布が容易なことから、塗液溜り部と複数の吐出孔を有する塗布ヘッドを使用し、この塗布ヘッドを背面板と対向させ、塗布ヘッドと背面板を相対的に移動させながら、吐出孔から蛍光体ペーストを吐出して塗液を凹部に充填する方法が提案、検討されている。（参考文献１参照）
この塗布方法において、塗液である蛍光体ペーストの吐出方法としては、塗布ヘッド内の塗液溜り部の塗液に圧力を加えて吐出孔より押し出すことにより行う方法が提案されている。（参考文献２参照）。この吐出方法において塗液溜り部の塗液への加圧は、塗液が高粘度であっても吐出制御が容易で、高価な機器を必要としないことから、塗布ヘッド内部に塗液溜り部および塗液溜り部の上方に空間部を有するマニホールドを形成し、この空間部に吐出制御用気体を供給することにより行う。塗液の吐出は、この加圧された塗液溜り部の塗液を、略一直線状に配列される複数の吐出孔より押し出すことで行われる。
【０００５】
ところで、特にＰＤＰ背面板などの枚葉の基材への塗液の塗布は、基材に応じて、各基材に対して一度に、または複数回に分けて、所定の長さの塗布を繰り返して行われる。そのため、枚葉の基材に塗液を塗布する塗布ヘッドは、基材の大型化に対応し、かつ塗布効率を上げるために、基材のサイズに応じて、吐出孔の配列する方向への長尺化が図られてきている。
【０００６】
このような塗布に用いられる塗布ヘッドとしては、複数の吐出孔を高精度に加工できる加工性や、塗布使用後の洗浄性、塗液の漏れ性などを考慮して、接合面にＯリングなどのシール手段を挟み込んだ複数の金属部材により構成される塗布ヘッドが提案されている。（参考文献３、４参照）
ここで、特許文献１に示すような塗液の塗布方法において、背面板と塗布ヘッドの距離（以下、クリアランス）は一定に保持することが好ましい。なぜなら、クリアランスが増大すると塗布ヘッドの吐出量が増大するためである。そのため、先述した複数の吐出孔を有する長尺化した塗布ヘッドにおいては、複数の吐出孔からの吐出量を一定にするために、各吐出孔と基材との距離を一定に保持することが必要であり、そのために、基材と対向する塗布ヘッドは基材に対する非常に高精度な平行度が必要となる。
【０００７】
しかし、上記のような塗布ヘッドにおいては、以下のような問題があった。
【０００８】
複数の金属部材で構成される塗布ヘッドは、基材に対する高精度な平行度を得るために高精度に組み立てる必要があり、そのために金属部材同士の接合面は、高精度に平滑にする必要がある。しかし、このような塗布ヘッドは組み立て後、ある一定期間以上を経ると、塗液の漏れ防止のために金属部材間に挟み込まれたシール部材が固着して、金属部材から取り除く際にそのシール部材が破損してしまうとともに、金属部材にシール部材が残留してしまうことがあった。また、それにより、塗布ヘッドの洗浄に多大な時間を要してしまったり、新たな金属部材やシール部材の製作、購入が必要となってしまうことがあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平１０−０２７５４３号公報
【特許文献２】特許４０５５５８０号公報
【特許文献３】特許４１２７０９６号公報
【特許文献４】特開２００８−０８０２２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、上記を鑑みてなされたものであり、複数の金属部材とそれらに挟み込まれるシール部材から構成される塗布ヘッドであって、塗液の漏れがなく、基材に対する高精度な平行度を有する場合であっても、組み立てた状態で一定期間経た後に分解してもシール部材が金属部材に固着することなく、シール部材と金属部材を容易に分離することができる塗布ヘッドを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明は、塗液溜り部および前記塗液溜り部の上方に位置する空間部を有するマニホールドと、略一直線状に配列される複数の吐出孔を有する塗布ヘッドであって、少なくとも第１の金属部材、シール部材および第２の金属部材からなり、前記第１の金属部材と前記第２の金属部材のそれぞれの接合面が互いに向き合うように配置され、かつ前記第１の金属部材の接合面側に設けられた溝部内に前記シール部材が配置され、前記シール部材を圧縮する応力により前記第１の金属部材および前記第２の金属部材とが固定されてなり、前記第２の金属部材の接合面のうち前記シール部材と接触する部分の表面の最大高さが、前記第２の金属部材の接合面のうち前記シール部材と接触せず直接前記第１の金属部材と向き合う部分の表面の最大高さより大きいことを特徴とする塗布ヘッド、を提供する。
【００１２】
また、前記第２の金属部材の接合面のうち前記シール部材と接触する部分の表面の最大高さが、０．３μｍ以上であることが好ましい。
【００１３】
さらに、前記シール部材が、ゴム成型物であることが好ましい。
【００１４】
本発明は、上記塗布ヘッドの前記第１の金属部材の接合面と前記第２の金属部材の接合面が、前記シール部材を介せず直接接触するメタルタッチ部分を有することが好ましい。
【００１５】
また、本発明は上記の塗布ヘッドを用いて蛍光体ペーストを塗布する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を提供する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、第２の金属部材の接合面のうちシール部材と接触する部分の表面の最大高さを、第２の金属部材の接合面のうちシール部材と接触せず直接第１の金属部材と向き合う部分の表面の最大高さより大きくすることにより、塗布ヘッドが基材に対する高精度な平行度を得るために平滑に仕上げられた第１の金属部材と第２の金属部材の接合面において、その平滑な仕上げにより、シール部材が第２の金属部材に固着することを防止でき、シール部材を取り外すときのシール部材や第２金属部材の損傷も防止できる。
【００１７】
また、第２の金属部材の接合面のうちシール部材と接触する部分の表面の最大高さを０．３μｍ以上にすることにより、より確実に、シール部材の第２の金属部材への固着と、シール部材を取り外すときのシール部材や第２金属部材の損傷を防止できる。
【００１８】
さらに、シール部材がゴム成型物であることにより、容易に変形ができる弾性体であるため、複雑な形状を有する金属部材であってもシールを確実に行うことができ、その上で塗布ヘッドが基材に対する高精度な平行度を得ることができる。
【００１９】
本発明の塗布ヘッドの第１、第２の金属部材の接合面は、シール部材を介せず直接接触するメタルタッチ部分を有するようにすることにより、シール性を確保しながら、塗布ヘッドは基材に対する高精度な平行度を得ることができる。
【００２０】
本発明における塗布ヘッドをプラズマディスプレイ基板における蛍光体ペースト塗布に適用することにより、塗布ヘッドの基材に対する平行度不良による吐出量バラツキなどの塗布欠点のない、プラズマディスプレイパネル基板を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明における塗布ヘッドの吐出孔の配列方向の断面形状と、その塗布ヘッドを用いた塗液の塗布装置の一例を示した模式図である。
【図２】図１に示す塗布ヘッドの吐出孔の配列方向と垂直な方向の断面図である。
【図３】図１に示す塗布ヘッドの第１の金属部材の接合面側から見た外観を表す模式図である。
【図４】図１に示す塗布ヘッドの第２の金属部材の接合面側から見た外観を表す模式図である。
【図５】本発明の別の一実施態様に係る塗布ヘッドの吐出孔の配列方向と垂直な方向の断面図である。
【図６】図５に示す塗布ヘッドの第１の金属部材の接合面側から見た外観を表す模式図である。
【図７】図５に示す塗布ヘッドの第２の金属部材の接合面側から見た外観を表す模式図である。
【図８】従来の塗布ヘッドの第２の金属部材の接合面側から見た外観を表す模式図である。
【図９】比較例３の塗布ヘッドの第１の金属部材の接合面側から見た外観を表す模式図である。
【図１０】比較例３の塗布ヘッドのシール部材の形状を表す模式図である。
【図１１】比較例３の塗布ヘッドの吐出孔の配列方向と垂直な方向の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の好ましい実施の形態について図面を参照して説明する。但し、本発明はこれに限定されるものではない。
【００２３】
まず、本発明に係る塗布ヘッドを用いた塗液の塗布装置、特に凹凸基板（例えば、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例について説明する。図１は、本発明の一実施態様に係る塗布ヘッドを用いた塗布装置における塗液の補給と吐出に係る部分の構成と、複数の吐出孔の配列方向の塗布ヘッドの断面形状を示した模式図である。
【００２４】
まず、図１に示す塗布装置１における塗布ヘッド２０への塗液の補給に係る部分について説明する。塗布ヘッド２０には、マニホールド２４内に塗液を補給するための配管４が補給口２９に接続され、この配管４の反対側先は、塗液の補給を制御する開閉バルブ５を介して、塗液を貯蔵する塗液容器３が接続されている。開閉バルブ５は、コントローラ１２によりその開閉を制御される。塗液容器３には、塗液を押し出して塗布ヘッド２０に補給するための吐出制御用気体を供給する配管７が接続され、この配管７の反対側先には、減圧弁８を介して、吐出制御用気体源６に接続されている。減圧弁８は、吐出制御用気体源６の吐出制御用気体を塗液の補給に必要な圧力に調整することができる。
【００２５】
次に、塗布ヘッド２０からの塗液の吐出に係る部分について説明する。塗布ヘッド２０内のマニホールド２４には、吐出制御用気体の供給と排出をするための通路となる配管９が接続され、この配管９の反対側先は、吐出バルブ１０が接続されている。吐出バルブ１０は三方弁となっており、一方は減圧弁１１を介して吐出制御用気体源６に接続する配管９に接続し、もう一方は大気に開放されている。減圧弁１１は、吐出制御用気体源６の吐出制御用気体を塗布ヘッド２０からの塗液の吐出に必要な圧力に調整することができる。吐出バルブ１０は、塗布ヘッド２０内のマニホールド２４が吐出制御用気体源６と大気のどちらと連通するかを切り換えることができ、その切り換えはコントローラ１２により制御される。
【００２６】
図１に示す塗布装置１において、塗布を実施する場合はまず、塗液容器３から塗布ヘッド２０のマニホールド２４内に塗液を補給する。塗布ヘッド２０への塗液の補給は、開閉バルブ５を開くことにより行われ、補給が完了した後には開閉バルブ５を閉じる。
【００２７】
このとき塗液は、塗布ヘッド２０のマニホールド２４内に、空間部２６を残す形で所定量に貯えられる。マニホールド２４内の塗液の量は、吐出毎に、マニホールド２４内の塗液溜り部２５の上方に位置する空間部２６内に吐出制御用気体が充填されて吐出孔より塗液を吐出するまでの時間を均一にするために、一定に保つ必要がある。そのため、塗液を吐出した後は常に空間部２６の容積が所定量になるまで塗液をマニホールド２４内の塗液溜り部２５に補給する。そのため、塗布ヘッド２０内の塗液量を検出する塗液量検出手段（図示しない）を有することが好ましい。
【００２８】
塗布ヘッド２０からの塗液の吐出は、塗布ヘッド２０と吐出制御用気体源６が連通するように吐出バルブ１０を切り換えて、塗布ヘッド２０のマニホールド２４内の空間部２６に吐出制御用気体を供給することにより、吐出孔２３から塗液を押し出すことで行われる。また、塗布ヘッド２０からの塗液の吐出の停止は、吐出バルブ１０を切り換えて空間部２６が大気に開放されるようにすることで、吐出制御用気体の供給を停止し、空間部２６から吐出制御用気体を排出することで行われる。
【００２９】
なお、塗布ヘッド２０への塗液の補給および吐出孔２３からの塗液の吐出の制御は、塗布ヘッド２０内の塗液量検出手段、開閉バルブ５、および吐出バルブ１０が繋がれたコントローラ１２により制御される。
【００３０】
図１に示す塗布ヘッド２０について、図２に吐出孔２３の配列方向と直角な方向の断面図、図３に塗布ヘッド２０の第１の金属部材２１の、第２の金属部材２２との接合面側から見た模式図、図４に塗布ヘッド２０の第２の金属部材２２の、第１の金属部材２１との接合面側から見た模式図を示し、これらを用いて塗布ヘッド２０について詳細に説明する。
【００３１】
この塗布ヘッド２０は、略一直線状に配列された吐出孔２３と、これに連通して内部に塗液溜り部２５と塗液溜り部２５の上方に位置する空間部２６を有するマニホールド２４と、塗液をマニホールド２４内に補給するための入口となる補給口２９と、からなる。
【００３２】
ここに示す塗布ヘッド２０は、破線部Ｂ−Ｂで示す接合面で上下に２分割される構造となっており、ボルト締結（図示しない）により各々を結合している。この塗布ヘッド２０において、略一直線状に吐出孔２３が配列されている部材を第１の金属部材２１、塗液を補給するための補給口２９が設けられている部材を第２の金属部材２２とする。図３に示す第１の金属部材２１には、マニホールド２４に接せずに、マニホールド２４の一回り外側でマニホールド２４を取り囲むように溝部２７が形成されており、ここに塗液が洩れ出ないようにするためのシール手段となるＯリング２８が嵌め込まれる。
【００３３】
図３に示す第１の金属部材２１において、第２の金属部材２２との接合面の、第２の金属部材２２と直接向き合う部分の表面粗さは、組み立て後の塗布ヘッド２０が基材２に対する高精度な平行度を得られるように、極めて平滑に仕上げられている。ここで、塗布ヘッドの基材に対する平行度とは、塗布ヘッドにおいて、基材と向かい合って吐出孔が形成されている面の、基材に対する平行度のことである。一方、Ｏリング２８を嵌め込む溝部２７内の表面粗さは、ＪＩＳ規格（１９９１ ＪＩＳ Ｂ ２４０６）に沿った最大高さとしている。
また、図４に示す第２の金属部材２２において、第１の金属部材２１との接合面の、第１の金属部材２１と直接向き合う部分の表面粗さは、組み立て後の塗布ヘッド２０が基材２に対する高精度な平行度を得られるように、第１の金属部材２１と同様に極めて平滑に仕上げられているのに対して、第１の金属部材２１の溝部２７に嵌め込まれているＯリング２８と接触する部分１０１に限り、表面の最大高さは、第１の金属部材２１と直接向き合う部分よりも大きくしている。
【００３４】
第２の金属部材において、シール部材と接触する部分の表面の最大高さに限り、第１の金属部材との接合面の、第１の金属部材と直接向き合う部分の表面の最大高さより大きくすることにより、塗布ヘッドを組み立てたときにシール部材が第２の金属部材と接触する面積を減らすことができ、それゆえ、シール部材が第２の金属部材に固着することを防止できる。また、第２の金属部材のシール部材との接触する部分の表面の最大高さを０．３μｍ以上とすることが好ましい。これにより、さらに確実にシール部材が第２の金属部材に固着することを防止できる。さらに好ましくは、シール部材と接触する部分の最大高さを０．８μｍ以下にすると、固着防止と共に、吐出孔より塗液を吐出するための吐出制御用気体の圧力が高圧となるような使用環境下でも漏れを防止できる。また、これらのようにすることにより、塗布ヘッドの第１の金属部材、第２の金属部材と、シール部材とを容易に分離できることから、塗布ヘッド内部の洗浄を容易に行うことができ、また、各部材を繰り返して使用することができる。
【００３５】
なお、表面の最大高さは、ＪＩＳ規格（２００１ ＪＩＳ Ｂ ０６０１）により定められており、基準長さにおける輪郭曲線（粗さ曲線）における山高さの最大値と谷深さの最大値の和である。
ここで、第１の金属部材と第２の金属部材の材質は、例えば、クロム鋼、ニッケル鋼、ステンレス鋼などの合金鋼や、炭素鋼、アルミニウムや銅、その合金などの非鉄金属などの、いかなるものであっても構わない。
【００３６】
また、第１の金属部材と第２の金属部材の結合方法は、シール部材がシールに必要な圧縮応力を得ることができ、塗布ヘッドの組み立てと分解が容易で、かつ塗布に使用するのに必要な結合力が得られるのであるならば、ボルトによる締結以外でも、例えばクランプによる締結や接着剤などであっても良い。
【００３７】
さらに、図１に示す塗布ヘッド２０においては、シール部材としてＯリング２８を用いているが、そのシール部材形状はＯリングでなくても良く、シート状のガスケットなどどのようなものでも構わない。
【００３８】
シール部材の材質は、安価で繰り返しの使用が可能であり、かついかなる形状にも成型が容易なゴム成型物が好ましい。ゴム成型物であれば、接合面の限られた範囲を効率良くシールでき、塗布ヘッドのような特殊な形状にも対応できる。なお、ここに述べたような特性を満たすものであるならば、ゴム成型物以外の、樹脂や金属、さらにそれらを組み合わせたものなどであっても良い。
【００３９】
ここで、第１の金属部材と第２の金属部材の互いの接合面は、シール部材を介せずに直接接触するメタルタッチ部分を有することが好ましい。なぜなら、極めて平滑に仕上げた接合面同士を接触させるメタルタッチ部分を有することで、第１の金属部材と第２の金属部材を組み立ててなる塗布ヘッドが、基材に対する高精度な平行度を得ることができるからである。
【００４０】
図５〜７は、本発明の別の一実施態様に係る塗布ヘッド３０およびそれを構成する第１の金属部材３１、第２の金属部材３２の形状を示す。図５に吐出孔３３の配列方向と直角な方向の断面図、図６に塗布ヘッド３０の第１の金属部材３１の、第２の金属部材３２との接合面側から見た模式図、図７に塗布ヘッド３０の第２の金属部材３２の、第１の金属部材３１から見た模式図を示し、これらを用いて塗布ヘッド３０について詳細に説明する。
【００４１】
この塗布ヘッド３０は、略一直線状に配列された吐出孔３３と、これに連通して内部に塗液溜り部３５と塗液溜り部３５の上方に位置する空間部３６を有するマニホールド３４と、マニホールド３４に連通し、マニホールド３４に塗液を供給するスリット４１ａ、４１ｂと、スリット４１ａ、４１ｂに連通し、吐出孔３３の配列方向に塗液を拡幅させる供給用塗液溜め部４０ａ、４０ｂと、供給用塗液溜め部４０ａ、４０ｂ内に塗液を補給するための入口となる補給口３９ａ、３９ｂと、からなる。
【００４２】
ここに示す塗布ヘッド３０は、破線部Ｃ−Ｃで示す接合面で上下に２分割される構造となっており、ボルト締結（図示しない）により各々を結合している。この塗布ヘッド３０において、略一直線状に吐出孔３３が配列されている部材を第１の金属部材３１、塗液を補給するための補給口３９ａ、３９ｂが設けられている部材を第２の金属部材３２とする。図６に示す第１の金属部材３１には、マニホールド３４とスリット４１ａ、４１ｂ、供給用塗液溜め部４０ａ、４０ｂの塗液に接する接液部分に接せずに、マニホールド３４とスリット４１ａ、４１ｂ、供給用塗液溜め部４０ａ、４０ｂの一回り外側でこれらを取り囲むように溝部３７が形成されており、ここに塗液が洩れ出ないようにするためのシール手段となるＯリング３８が嵌め込まれる。
【００４３】
ここで、図７に示す第２の金属部材３２における第１の金属部材３１との接合面の一部は、塗布ヘッド３０組み立て時に塗液が流れるスリット４１ａ、４１ｂの内壁を形成するため、その表面粗さは、組み立て後の塗布ヘッド３０が基材に対する高精度な平行度を得られ、かつ塗液の流れを抗することがないように、極めて平滑に仕上げられている。しかし、第２の金属部材３２における、第１の金属部材３１の溝部３７に嵌め込まれているＯリング３８と接触する部分１０２に限り、表面の最大高さは、第１の金属部材３１と直接向き合う部分よりも大きくしている。これにより、Ｏリング３８が第２の金属部材３２に固着することを防止できる。
【００４４】
このように本発明は、第１の金属部材や第２の金属部材の接合面が、シール部材と接触する部分と、直接互いに向き合う部分と、で構成されるような塗布ヘッドだけでなく、接合面が塗液と接する部分も有する構成のような塗布ヘッドにも適用できる。なお、塗液が接する部分の表面粗さは、塗液の流れを抗することがないようなものであれば、シール部材と接触する部分と同じであってもよく、直接互いに向き合う部分と同じであっても良く、またそれら以外であっても良い。
【００４５】
図２や図５で示すような塗布ヘッドは、塗布する基材のサイズに合わせて選択され、１回の塗布動作で塗布を完了するために、複数の吐出孔が略一直線状に配列して設けられる。例えば、塗布する基材がプラズマディスプレイの背面板のような凹凸基板の場合は、Ｒ、Ｇ、Ｂ何れかの蛍光体粉末を含んだ塗液を塗布することが好ましく、その場合、塗布ヘッドにはその塗布する凹部に対応した数、ピッチで吐出孔が略一直線状に設けられる。
【００４６】
ここで、塗布ヘッドは、吐出孔の数を減らして複数回の塗布動作で基材１枚への塗布を完了するものであってもよい。つまり、短尺型のものであったり、吐出孔のピッチを広げたものであってもよい。また、塗布ヘッドの吐出孔の大きさや形状も、塗液を塗布する幅や、塗布する塗液の量に応じて選定すればよく、吐出孔の大きさや形状、数は特に限定されるものではなく、塗布する目的によって、如何なるものであってもよい。たとえば、塗液をシート状に吐出する場合は、吐出孔ではなく、塗布ヘッドの幅方向に長い開口部（スリット）を有する形状にしてもよい。
【００４７】
これまで一種類の塗液を塗布する場合の塗布ヘッドについて言及したが、Ｒ、Ｇ、Ｂ３色の塗液を同時に塗布するような塗布ヘッドの場合にも本発明は適用でき、さらに、基材の表面に形成された格子状の凹部に塗布する場合にも適用できる。
【実施例】
【００４８】
実施例１
次に、本発明の一実施態様に係る塗布ヘッドを用いて、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。
【００４９】
枚葉の基材であるプラズマディスプレイ背面板は、サイズ９９０×６００ｍｍ、被塗布
面に高さ０．１２ｍｍで頂部の幅０．０５ｍｍのリブが、ピッチ０．３ｍｍで３０９７本
形成されており、これにより隣り合うリブとの距離（溝幅）が０．２５ｍｍ、溝の数が３
０９６本のものを用いた。また、塗液は粘度５０Ｐａ・ｓの緑色の蛍光体粉末を含む蛍光
体ペーストを使用した。
【００５０】
上記のプラズマディスプレイ背面板における隔壁間に蛍光体ペーストを塗布する塗布装置として、図２〜４に示す本発明の塗布ヘッド２０を用いた図１に示す塗液の塗布装置１を用いた。この塗布装置１は、気温が２３℃一定に保たれている環境下に設置している。
【００５１】
塗布ヘッド２０は、複数の吐出孔２３が略一直線上に配列している第１の金属部材２１と、シール部材となるＯリング２８、および第２の金属部材２２からなる。なお、第１の金属部材２１、第２の金属部材２２共に、材質はステンレス鋼製（ＳＵＳ３０４）である。
【００５２】
第１の金属部材２１には、孔径がφ０．１２ｍｍの吐出孔が、ピッチ０．９ｍｍで１０３２孔、略一直線状に配列するように形成されている。また、溝部２７は、溝幅４．７ｍｍ、溝深さ２．７ｍｍとした。
【００５３】
シール部材となるＯリング２８は、材質がシリコン、線径３．５ｍｍのものを用いている。
【００５４】
第２の金属部材２２の、第１の金属部材２１との接合面のうちＯリング２８と接触する部分の表面の最大高さは、直接第１の金属部材２１と向き合う部分の最大高さより大きく、第１の金属部材２１と向き合う部分の表面の最大高さが０．２μｍであるのに対して、Ｏリング２８との接触する部分の最大高さは０．３μｍとしている。なお、第１の金属部材２１において、第２の金属部材２２と向き合う部分の表面の最大高さは０．２μｍとしている。
【００５５】
塗布ヘッド２０は、第１の金属部材２１の溝部２７にＯリング２８を嵌め込み、これと第２の金属部材２２とをボルトにより締結することで組み立てた。この塗布ヘッド２０の基材２に対する平行度を測定したところ、平行度は１０μｍであった。
【００５６】
塗液容器３には、減圧弁８により圧力０．３５ＭＰａに調整された吐出制御用気体が付与されている。また、塗液容器３から塗布ヘッド２０に塗液の補給を制御するための開閉バルブ５は、ダイアフラムバルブを用いた。
【００５７】
塗布ヘッド２０のマニホールド２４内の蛍光体ペーストは、液面の高さが吐出孔２３から２５ｍｍの高さで管理される。したがって、塗布ヘッド２０より蛍光体ペーストを吐出した後は、開閉バルブ５の開閉の制御により、液面高さが２５ｍｍになるまで、蛍光体ペーストが塗布ヘッド２０に補給される。
【００５８】
塗液である蛍光体ペーストを吐出するために塗布ヘッド２０に付与する圧力は、減圧弁１１により圧力０．７０ＭＰａに設定した。
【００５９】
上記の条件にて、図２〜４の示す塗布ヘッド２０を用いた図１に示す塗布装置１で、基材１０００枚に所定の長さの塗布を繰り返して行った。
【００６０】
蛍光体が塗布された基材を乾燥すると、隔壁による凹部に蛍光体層が形成された基材が得られた。この蛍光体層が形成された基材に、波長２５４ｎｍの紫外線ランプを照射して蛍光体層を発光させ、目視で発光状態を確認したところ、いずれの基材についても、基材全面に渡って均一に発光しており、塗布不良がないことを確認した。
【００６１】
塗布作業終了後、塗布装置１より塗布ヘッド２０を取り外し、洗浄するために第１の金属部材２１と第２の金属部材２２を締結しているボルトを外し、分解したところ、シール部材であるＯリング２８は第１の金属部材２１にも第２の金属部材２２にも固着しておらず、分解作業はスムーズに行え、洗浄作業に容易に移行できた。
【００６２】
比較例１
次に、図８に示す第２の金属部材５１を用いた従来技術における塗布ヘッドを準備し、これを用いた塗布装置１にて、基材への塗布を実施した。なお、塗布ヘッドの第１の金属部材、Ｏリングや、基材、塗液、塗布装置を構成する吐出バルブ、減圧弁などは、実施例１と同じものを用いている。
【００６３】
ここで、図８に示す第２の金属部材５１の、第１の金属部材２１との接合面の表面の最大高さは０．２μｍとしている。
【００６４】
この塗布ヘッドを用いた塗布装置１で、基材１０００枚に所定の長さの塗布を繰り返して行った後、塗布装置より塗布ヘッドを取り外し、塗布ヘッド内部を洗浄するために第１の金属部材２１と第２の金属部材５１を締結しているボルトを外して分解したところ、シール部材であるＯリングは第２の金属部材５１に固着しており、それらを分離しようとしたところ、Ｏリングが切れて第２の金属部材５１にはＯリングが残留してしまった。
【００６５】
比較例２
次に、シール部材として、外形は実施例１で用いたものと同じであるが、材質がＳＵＳ３１６であるものを用いた塗布ヘッドを準備し、これを用いた塗布装置１にて、基材への塗布を実施した。なお、塗布ヘッドの第１の金属部材、第２の金属部材や、基材、塗液、塗布装置を構成する吐出バルブ、減圧弁などは、実施例１と同じものを用いている。
【００６６】
この塗布ヘッドの基材に対する平行度を測定したところ、平行度は３０μｍであり、実施例１に比べて平行度が悪化していた。この塗布ヘッドを用いて、基材に塗布をしたところ、各吐出孔からの塗布量にバラツキがあり、塗布された基材を乾燥すると斑が見られ、その基材は不良となった。
【００６７】
比較例３
次に、図９に示す溝部のない第１の金属部材５５と、図８に示す第２の金属部材５１と、これらの接合面の形状をした図１０に示すシール部材５８を用いて、第１の金属部材５５と第２の金属部材５１の間にシール部材５８を挟み込んでなる図１１に示す塗布ヘッド６０を準備した。この塗布ヘッド６０において第１の金属部材５５と第２の金属部材５１は、接合面形状をしたシール部材５８を挟み込むことにより、互いに接触していない。なお、シール部材５８は、材質がシリコンで厚みが０．５ｍｍである。
【００６８】
この塗布ヘッド６０を用いた塗布装置１にて、基材への塗布を実施した。なお、基材、塗液、塗布装置を構成する吐出バルブ、減圧弁などは、実施例１と同じものを用いている。
【００６９】
この塗布ヘッド６０の基材に対する平行度を測定したところ、平行度は６０μｍであり、実施例１に比べて平行度が悪化していた。この塗布ヘッド６０を用いて、基材に塗布をしたところ、各吐出孔からの塗布量にバラツキがあり、塗布された基材を乾燥すると斑が見られ、その基材は不良となった。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
本発明は、プラズマディスプレイ用部材に用いる塗布ヘッドに限らず、液晶ディスプレイ用カラーフィルターや有機ＥＬにおける塗液の塗布に用いる塗布ヘッドなどにも応用することができ、その応用範囲がこれらに限られるものではない。
【符号の説明】
【００７１】
１ 塗布装置
２ 基材
３ 塗液容器
４ 配管
５ 開閉バルブ
６ 吐出制御用気体源
７ 配管
８ 減圧弁
９ 配管
１０ 吐出バルブ
１１ 減圧弁
１２ コントローラ
２０ 塗布ヘッド
２１ 第１の金属部材
２２ 第２の金属部材
２３ 吐出孔
２４ マニホールド
２５ 塗液溜り部
２６ 空間部
２７ 溝部
２８ Ｏリング
２９ 補給口
３０ 塗布ヘッド
３１ 第１の金属部材
３２ 第２の金属部材
３３ 吐出孔
３４ マニホールド
３５ 塗液溜り部
３６ 空間部
３７ 溝部
３８ Ｏリング
３９ａ、３９ｂ 補給口
４０ａ、４０ｂ 供給用塗液溜め部
４１ａ、４１ｂ スリット
５１ 第２の金属部材
５２ 補給口
５３ マニホールド
５５ 第１の金属部材
５６ 吐出孔
５７ マニホールド
５８ シール部材
６０ 塗布ヘッド
１０１ シール部材と接触する部分
１０２ シール部材と接触する部分
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズマディスプレイパネル（以下、ＰＤＰと略称することもある）に代表されるディスプレイパネル、液晶カラーフィルター（ＬＣＭ）、有機ＥＬ、光学フィルター、プリント基板、集積回路、半導体等の、特に高粘度な塗液を塗布するような分野に使用可能であり、例えばＰＤＰ製造工程における、ガラス基板などの基材表面に薄膜パターンを形成するにあたって好適に用いられる塗布ヘッドに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
様々な方式で多様化するディスプレイの中で注目されているものの一つに、大型で薄型軽量化が可能なＰＤＰがある。ＰＤＰ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波長１４７ｎｍを中心とする紫外線が生じて、この紫外線が蛍光体を励起することによって表示が可能となる。赤（Ｒ）、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ＰＤＰにおいて代表的な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とを貼り合わせ、ストライプ状あるいは格子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が、背面板に形成された色毎に一方向に延びる隔壁、またはこのような隔壁とこれに直交する補助隔壁により形成された凹部に充填されてなる。蛍光体層は蛍光体粉末および有機成分を含む蛍光体ペーストを上述の隔壁、または隔壁および補助隔壁によって形成された凹部に塗布し、乾燥し、必要に応じ焼成することによって形成される。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塗布技術が重要となる。
【０００４】
この蛍光体ペーストの塗布方法として、塗液の使用効率が高いことや安価で塗布が容易なことから、塗液溜り部と複数の吐出孔を有する塗布ヘッドを使用し、この塗布ヘッドを背面板と対向させ、塗布ヘッドと背面板を相対的に移動させながら、吐出孔から蛍光体ペーストを吐出して塗液を凹部に充填する方法が提案、検討されている。（参考文献１参照）
この塗布方法において、塗液である蛍光体ペーストの吐出方法としては、塗布ヘッド内の塗液溜り部の塗液に圧力を加えて吐出孔より押し出すことにより行う方法が提案されている。（参考文献２参照）。この吐出方法において塗液溜り部の塗液への加圧は、塗液が高粘度であっても吐出制御が容易で、高価な機器を必要としないことから、塗布ヘッド内部に塗液溜り部および塗液溜り部の上方に空間部を有するマニホールドを形成し、この空間部に吐出制御用気体を供給することにより行う。塗液の吐出は、この加圧された塗液溜り部の塗液を、略一直線状に配列される複数の吐出孔より押し出すことで行われる。
【０００５】
ところで、特にＰＤＰ背面板などの枚葉の基材への塗液の塗布は、基材に応じて、各基材に対して一度に、または複数回に分けて、所定の長さの塗布を繰り返して行われる。そのため、枚葉の基材に塗液を塗布する塗布ヘッドは、基材の大型化に対応し、かつ塗布効率を上げるために、基材のサイズに応じて、吐出孔の配列する方向への長尺化が図られてきている。
【０００６】
このような塗布に用いられる塗布ヘッドとしては、複数の吐出孔を高精度に加工できる加工性や、塗布使用後の洗浄性、塗液の漏れ性などを考慮して、接合面にＯリングなどのシール手段を挟み込んだ複数の金属部材により構成される塗布ヘッドが提案されている。（参考文献３、４参照）
ここで、特許文献１に示すような塗液の塗布方法において、背面板と塗布ヘッドの距離（以下、クリアランス）は一定に保持することが好ましい。なぜなら、クリアランスが増大すると塗布ヘッドの吐出量が増大するためである。そのため、先述した複数の吐出孔を有する長尺化した塗布ヘッドにおいては、複数の吐出孔からの吐出量を一定にするために、各吐出孔と基材との距離を一定に保持することが必要であり、そのために、基材と対向する塗布ヘッドは基材に対する非常に高精度な平行度が必要となる。
【０００７】
しかし、上記のような塗布ヘッドにおいては、以下のような問題があった。
【０００８】
複数の金属部材で構成される塗布ヘッドは、基材に対する高精度な平行度を得るために高精度に組み立てる必要があり、そのために金属部材同士の接合面は、高精度に平滑にする必要がある。しかし、このような塗布ヘッドは組み立て後、ある一定期間以上を経ると、塗液の漏れ防止のために金属部材間に挟み込まれたシール部材が固着して、金属部材から取り除く際にそのシール部材が破損してしまうとともに、金属部材にシール部材が残留してしまうことがあった。また、それにより、塗布ヘッドの洗浄に多大な時間を要してしまったり、新たな金属部材やシール部材の製作、購入が必要となってしまうことがあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平１０−０２７５４３号公報
【特許文献２】特許４０５５５８０号公報
【特許文献３】特許４１２７０９６号公報
【特許文献４】特開２００８−０８０２２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、上記を鑑みてなされたものであり、複数の金属部材とそれらに挟み込まれるシール部材から構成される塗布ヘッドであって、塗液の漏れがなく、基材に対する高精度な平行度を有する場合であっても、組み立てた状態で一定期間経た後に分解してもシール部材が金属部材に固着することなく、シール部材と金属部材を容易に分離することができる塗布ヘッドを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明は、塗液溜り部および前記塗液溜り部の上方に位置する空間部を有するマニホールドと、略一直線状に配列される複数の吐出孔を有する塗布ヘッドであって、少なくとも第１の金属部材、シール部材および第２の金属部材からなり、前記第１の金属部材と前記第２の金属部材のそれぞれの接合面が互いに向き合うように配置され、かつ前記第１の金属部材の接合面側に設けられた溝部内に前記シール部材が配置され、前記シール部材を圧縮する応力により前記第１の金属部材および前記第２の金属部材とが固定されてなり、前記第２の金属部材の接合面のうち前記シール部材と接触する部分の表面の最大高さが、前記第２の金属部材の接合面のうち前記シール部材と接触せず直接前記第１の金属部材と向き合う部分の表面の最大高さより大きいことを特徴とする塗布ヘッド、を提供する。
【００１２】
また、前記第２の金属部材の接合面のうち前記シール部材と接触する部分の表面の最大高さが、０．３μｍ以上であることが好ましい。
【００１３】
さらに、前記シール部材が、ゴム成型物であることが好ましい。
【００１４】
本発明は、上記塗布ヘッドの前記第１の金属部材の接合面と前記第２の金属部材の接合面が、前記シール部材を介せず直接接触するメタルタッチ部分を有することが好ましい。
【００１５】
また、本発明は上記の塗布ヘッドを用いて蛍光体ペーストを塗布する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を提供する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、第２の金属部材の接合面のうちシール部材と接触する部分の表面の最大高さを、第２の金属部材の接合面のうちシール部材と接触せず直接第１の金属部材と向き合う部分の表面の最大高さより大きくすることにより、塗布ヘッドが基材に対する高精度な平行度を得るために平滑に仕上げられた第１の金属部材と第２の金属部材の接合面において、その平滑な仕上げにより、シール部材が第２の金属部材に固着することを防止でき、シール部材を取り外すときのシール部材や第２金属部材の損傷も防止できる。
【００１７】
また、第２の金属部材の接合面のうちシール部材と接触する部分の表面の最大高さを０．３μｍ以上にすることにより、より確実に、シール部材の第２の金属部材への固着と、シール部材を取り外すときのシール部材や第２金属部材の損傷を防止できる。
【００１８】
さらに、シール部材がゴム成型物であることにより、容易に変形ができる弾性体であるため、複雑な形状を有する金属部材であってもシールを確実に行うことができ、その上で塗布ヘッドが基材に対する高精度な平行度を得ることができる。
【００１９】
本発明の塗布ヘッドの第１、第２の金属部材の接合面は、シール部材を介せず直接接触するメタルタッチ部分を有するようにすることにより、シール性を確保しながら、塗布ヘッドは基材に対する高精度な平行度を得ることができる。
【００２０】
本発明における塗布ヘッドをプラズマディスプレイ基板における蛍光体ペースト塗布に適用することにより、塗布ヘッドの基材に対する平行度不良による吐出量バラツキなどの塗布欠点のない、プラズマディスプレイパネル基板を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明における塗布ヘッドの吐出孔の配列方向の断面形状と、その塗布ヘッドを用いた塗液の塗布装置の一例を示した模式図である。
【図２】図１に示す塗布ヘッドの吐出孔の配列方向と垂直な方向の断面図である。
【図３】図１に示す塗布ヘッドの第１の金属部材の接合面側から見た外観を表す模式図である。
【図４】図１に示す塗布ヘッドの第２の金属部材の接合面側から見た外観を表す模式図である。
【図５】本発明の別の一実施態様に係る塗布ヘッドの吐出孔の配列方向と垂直な方向の断面図である。
【図６】図５に示す塗布ヘッドの第１の金属部材の接合面側から見た外観を表す模式図である。
【図７】図５に示す塗布ヘッドの第２の金属部材の接合面側から見た外観を表す模式図である。
【図８】従来の塗布ヘッドの第２の金属部材の接合面側から見た外観を表す模式図である。
【図９】比較例３の塗布ヘッドの第１の金属部材の接合面側から見た外観を表す模式図である。
【図１０】比較例３の塗布ヘッドのシール部材の形状を表す模式図である。
【図１１】比較例３の塗布ヘッドの吐出孔の配列方向と垂直な方向の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の好ましい実施の形態について図面を参照して説明する。但し、本発明はこれに限定されるものではない。
【００２３】
まず、本発明に係る塗布ヘッドを用いた塗液の塗布装置、特に凹凸基板（例えば、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例について説明する。図１は、本発明の一実施態様に係る塗布ヘッドを用いた塗布装置における塗液の補給と吐出に係る部分の構成と、複数の吐出孔の配列方向の塗布ヘッドの断面形状を示した模式図である。
【００２４】
まず、図１に示す塗布装置１における塗布ヘッド２０への塗液の補給に係る部分について説明する。塗布ヘッド２０には、マニホールド２４内に塗液を補給するための配管４が補給口２９に接続され、この配管４の反対側先は、塗液の補給を制御する開閉バルブ５を介して、塗液を貯蔵する塗液容器３が接続されている。開閉バルブ５は、コントローラ１２によりその開閉を制御される。塗液容器３には、塗液を押し出して塗布ヘッド２０に補給するための吐出制御用気体を供給する配管７が接続され、この配管７の反対側先には、減圧弁８を介して、吐出制御用気体源６に接続されている。減圧弁８は、吐出制御用気体源６の吐出制御用気体を塗液の補給に必要な圧力に調整することができる。
【００２５】
次に、塗布ヘッド２０からの塗液の吐出に係る部分について説明する。塗布ヘッド２０内のマニホールド２４には、吐出制御用気体の供給と排出をするための通路となる配管９が接続され、この配管９の反対側先は、吐出バルブ１０が接続されている。吐出バルブ１０は三方弁となっており、一方は減圧弁１１を介して吐出制御用気体源６に接続する配管９に接続し、もう一方は大気に開放されている。減圧弁１１は、吐出制御用気体源６の吐出制御用気体を塗布ヘッド２０からの塗液の吐出に必要な圧力に調整することができる。吐出バルブ１０は、塗布ヘッド２０内のマニホールド２４が吐出制御用気体源６と大気のどちらと連通するかを切り換えることができ、その切り換えはコントローラ１２により制御される。
【００２６】
図１に示す塗布装置１において、塗布を実施する場合はまず、塗液容器３から塗布ヘッド２０のマニホールド２４内に塗液を補給する。塗布ヘッド２０への塗液の補給は、開閉バルブ５を開くことにより行われ、補給が完了した後には開閉バルブ５を閉じる。
【００２７】
このとき塗液は、塗布ヘッド２０のマニホールド２４内に、空間部２６を残す形で所定量に貯えられる。マニホールド２４内の塗液の量は、吐出毎に、マニホールド２４内の塗液溜り部２５の上方に位置する空間部２６内に吐出制御用気体が充填されて吐出孔より塗液を吐出するまでの時間を均一にするために、一定に保つ必要がある。そのため、塗液を吐出した後は常に空間部２６の容積が所定量になるまで塗液をマニホールド２４内の塗液溜り部２５に補給する。そのため、塗布ヘッド２０内の塗液量を検出する塗液量検出手段（図示しない）を有することが好ましい。
【００２８】
塗布ヘッド２０からの塗液の吐出は、塗布ヘッド２０と吐出制御用気体源６が連通するように吐出バルブ１０を切り換えて、塗布ヘッド２０のマニホールド２４内の空間部２６に吐出制御用気体を供給することにより、吐出孔２３から塗液を押し出すことで行われる。また、塗布ヘッド２０からの塗液の吐出の停止は、吐出バルブ１０を切り換えて空間部２６が大気に開放されるようにすることで、吐出制御用気体の供給を停止し、空間部２６から吐出制御用気体を排出することで行われる。
【００２９】
なお、塗布ヘッド２０への塗液の補給および吐出孔２３からの塗液の吐出の制御は、塗布ヘッド２０内の塗液量検出手段、開閉バルブ５、および吐出バルブ１０が繋がれたコントローラ１２により制御される。
【００３０】
図１に示す塗布ヘッド２０について、図２に吐出孔２３の配列方向と直角な方向の断面図、図３に塗布ヘッド２０の第１の金属部材２１の、第２の金属部材２２との接合面側から見た模式図、図４に塗布ヘッド２０の第２の金属部材２２の、第１の金属部材２１との接合面側から見た模式図を示し、これらを用いて塗布ヘッド２０について詳細に説明する。
【００３１】
この塗布ヘッド２０は、略一直線状に配列された吐出孔２３と、これに連通して内部に塗液溜り部２５と塗液溜り部２５の上方に位置する空間部２６を有するマニホールド２４と、塗液をマニホールド２４内に補給するための入口となる補給口２９と、からなる。
【００３２】
ここに示す塗布ヘッド２０は、破線部Ｂ−Ｂで示す接合面で上下に２分割される構造となっており、ボルト締結（図示しない）により各々を結合している。この塗布ヘッド２０において、略一直線状に吐出孔２３が配列されている部材を第１の金属部材２１、塗液を補給するための補給口２９が設けられている部材を第２の金属部材２２とする。図３に示す第１の金属部材２１には、マニホールド２４に接せずに、マニホールド２４の一回り外側でマニホールド２４を取り囲むように溝部２７が形成されており、ここに塗液が洩れ出ないようにするためのシール手段となるＯリング２８が嵌め込まれる。
【００３３】
図３に示す第１の金属部材２１において、第２の金属部材２２との接合面の、第２の金属部材２２と直接向き合う部分の表面粗さは、組み立て後の塗布ヘッド２０が基材２に対する高精度な平行度を得られるように、極めて平滑に仕上げられている。ここで、塗布ヘッドの基材に対する平行度とは、塗布ヘッドにおいて、基材と向かい合って吐出孔が形成されている面の、基材に対する平行度のことである。一方、Ｏリング２８を嵌め込む溝部２７内の表面粗さは、ＪＩＳ規格（１９９１ ＪＩＳ Ｂ ２４０６）に沿った最大高さとしている。
また、図４に示す第２の金属部材２２において、第１の金属部材２１との接合面の、第１の金属部材２１と直接向き合う部分の表面粗さは、組み立て後の塗布ヘッド２０が基材２に対する高精度な平行度を得られるように、第１の金属部材２１と同様に極めて平滑に仕上げられているのに対して、第１の金属部材２１の溝部２７に嵌め込まれているＯリング２８と接触する部分１０１に限り、表面の最大高さは、第１の金属部材２１と直接向き合う部分よりも大きくしている。
【００３４】
第２の金属部材において、シール部材と接触する部分の表面の最大高さに限り、第１の金属部材との接合面の、第１の金属部材と直接向き合う部分の表面の最大高さより大きくすることにより、塗布ヘッドを組み立てたときにシール部材が第２の金属部材と接触する面積を減らすことができ、それゆえ、シール部材が第２の金属部材に固着することを防止できる。また、第２の金属部材のシール部材との接触する部分の表面の最大高さを０．３μｍ以上とすることが好ましい。これにより、さらに確実にシール部材が第２の金属部材に固着することを防止できる。さらに好ましくは、シール部材と接触する部分の最大高さを０．８μｍ以下にすると、固着防止と共に、吐出孔より塗液を吐出するための吐出制御用気体の圧力が高圧となるような使用環境下でも漏れを防止できる。また、これらのようにすることにより、塗布ヘッドの第１の金属部材、第２の金属部材と、シール部材とを容易に分離できることから、塗布ヘッド内部の洗浄を容易に行うことができ、また、各部材を繰り返して使用することができる。
【００３５】
なお、表面の最大高さは、ＪＩＳ規格（２００１ ＪＩＳ Ｂ ０６０１）により定められており、基準長さにおける輪郭曲線（粗さ曲線）における山高さの最大値と谷深さの最大値の和である。
ここで、第１の金属部材と第２の金属部材の材質は、例えば、クロム鋼、ニッケル鋼、ステンレス鋼などの合金鋼や、炭素鋼、アルミニウムや銅、その合金などの非鉄金属などの、いかなるものであっても構わない。
【００３６】
また、第１の金属部材と第２の金属部材の結合方法は、シール部材がシールに必要な圧縮応力を得ることができ、塗布ヘッドの組み立てと分解が容易で、かつ塗布に使用するのに必要な結合力が得られるのであるならば、ボルトによる締結以外でも、例えばクランプによる締結や接着剤などであっても良い。
【００３７】
さらに、図１に示す塗布ヘッド２０においては、シール部材としてＯリング２８を用いているが、そのシール部材形状はＯリングでなくても良く、シート状のガスケットなどどのようなものでも構わない。
【００３８】
シール部材の材質は、安価で繰り返しの使用が可能であり、かついかなる形状にも成型が容易なゴム成型物が好ましい。ゴム成型物であれば、接合面の限られた範囲を効率良くシールでき、塗布ヘッドのような特殊な形状にも対応できる。なお、ここに述べたような特性を満たすものであるならば、ゴム成型物以外の、樹脂や金属、さらにそれらを組み合わせたものなどであっても良い。
【００３９】
ここで、第１の金属部材と第２の金属部材の互いの接合面は、シール部材を介せずに直接接触するメタルタッチ部分を有することが好ましい。なぜなら、極めて平滑に仕上げた接合面同士を接触させるメタルタッチ部分を有することで、第１の金属部材と第２の金属部材を組み立ててなる塗布ヘッドが、基材に対する高精度な平行度を得ることができるからである。
【００４０】
図５〜７は、本発明の別の一実施態様に係る塗布ヘッド３０およびそれを構成する第１の金属部材３１、第２の金属部材３２の形状を示す。図５に吐出孔３３の配列方向と直角な方向の断面図、図６に塗布ヘッド３０の第１の金属部材３１の、第２の金属部材３２との接合面側から見た模式図、図７に塗布ヘッド３０の第２の金属部材３２の、第１の金属部材３１から見た模式図を示し、これらを用いて塗布ヘッド３０について詳細に説明する。
【００４１】
この塗布ヘッド３０は、略一直線状に配列された吐出孔３３と、これに連通して内部に塗液溜り部３５と塗液溜り部３５の上方に位置する空間部３６を有するマニホールド３４と、マニホールド３４に連通し、マニホールド３４に塗液を供給するスリット４１ａ、４１ｂと、スリット４１ａ、４１ｂに連通し、吐出孔３３の配列方向に塗液を拡幅させる供給用塗液溜め部４０ａ、４０ｂと、供給用塗液溜め部４０ａ、４０ｂ内に塗液を補給するための入口となる補給口３９ａ、３９ｂと、からなる。
【００４２】
ここに示す塗布ヘッド３０は、破線部Ｃ−Ｃで示す接合面で上下に２分割される構造となっており、ボルト締結（図示しない）により各々を結合している。この塗布ヘッド３０において、略一直線状に吐出孔３３が配列されている部材を第１の金属部材３１、塗液を補給するための補給口３９ａ、３９ｂが設けられている部材を第２の金属部材３２とする。図６に示す第１の金属部材３１には、マニホールド３４とスリット４１ａ、４１ｂ、供給用塗液溜め部４０ａ、４０ｂの塗液に接する接液部分に接せずに、マニホールド３４とスリット４１ａ、４１ｂ、供給用塗液溜め部４０ａ、４０ｂの一回り外側でこれらを取り囲むように溝部３７が形成されており、ここに塗液が洩れ出ないようにするためのシール手段となるＯリング３８が嵌め込まれる。
【００４３】
ここで、図７に示す第２の金属部材３２における第１の金属部材３１との接合面の一部は、塗布ヘッド３０組み立て時に塗液が流れるスリット４１ａ、４１ｂの内壁を形成するため、その表面粗さは、組み立て後の塗布ヘッド３０が基材に対する高精度な平行度を得られ、かつ塗液の流れを抗することがないように、極めて平滑に仕上げられている。しかし、第２の金属部材３２における、第１の金属部材３１の溝部３７に嵌め込まれているＯリング３８と接触する部分１０２に限り、表面の最大高さは、第１の金属部材３１と直接向き合う部分よりも大きくしている。これにより、Ｏリング３８が第２の金属部材３２に固着することを防止できる。
【００４４】
このように本発明は、第１の金属部材や第２の金属部材の接合面が、シール部材と接触する部分と、直接互いに向き合う部分と、で構成されるような塗布ヘッドだけでなく、接合面が塗液と接する部分も有する構成のような塗布ヘッドにも適用できる。なお、塗液が接する部分の表面粗さは、塗液の流れを抗することがないようなものであれば、シール部材と接触する部分と同じであってもよく、直接互いに向き合う部分と同じであっても良く、またそれら以外であっても良い。
【００４５】
図２や図５で示すような塗布ヘッドは、塗布する基材のサイズに合わせて選択され、１回の塗布動作で塗布を完了するために、複数の吐出孔が略一直線状に配列して設けられる。例えば、塗布する基材がプラズマディスプレイの背面板のような凹凸基板の場合は、Ｒ、Ｇ、Ｂ何れかの蛍光体粉末を含んだ塗液を塗布することが好ましく、その場合、塗布ヘッドにはその塗布する凹部に対応した数、ピッチで吐出孔が略一直線状に設けられる。
【００４６】
ここで、塗布ヘッドは、吐出孔の数を減らして複数回の塗布動作で基材１枚への塗布を完了するものであってもよい。つまり、短尺型のものであったり、吐出孔のピッチを広げたものであってもよい。また、塗布ヘッドの吐出孔の大きさや形状も、塗液を塗布する幅や、塗布する塗液の量に応じて選定すればよく、吐出孔の大きさや形状、数は特に限定されるものではなく、塗布する目的によって、如何なるものであってもよい。たとえば、塗液をシート状に吐出する場合は、吐出孔ではなく、塗布ヘッドの幅方向に長い開口部（スリット）を有する形状にしてもよい。
【００４７】
これまで一種類の塗液を塗布する場合の塗布ヘッドについて言及したが、Ｒ、Ｇ、Ｂ３色の塗液を同時に塗布するような塗布ヘッドの場合にも本発明は適用でき、さらに、基材の表面に形成された格子状の凹部に塗布する場合にも適用できる。
【実施例】
【００４８】
実施例１
次に、本発明の一実施態様に係る塗布ヘッドを用いて、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。
【００４９】
枚葉の基材であるプラズマディスプレイ背面板は、サイズ９９０×６００ｍｍ、被塗布
面に高さ０．１２ｍｍで頂部の幅０．０５ｍｍのリブが、ピッチ０．３ｍｍで３０９７本
形成されており、これにより隣り合うリブとの距離（溝幅）が０．２５ｍｍ、溝の数が３
０９６本のものを用いた。また、塗液は粘度５０Ｐａ・ｓの緑色の蛍光体粉末を含む蛍光
体ペーストを使用した。
【００５０】
上記のプラズマディスプレイ背面板における隔壁間に蛍光体ペーストを塗布する塗布装置として、図２〜４に示す本発明の塗布ヘッド２０を用いた図１に示す塗液の塗布装置１を用いた。この塗布装置１は、気温が２３℃一定に保たれている環境下に設置している。
【００５１】
塗布ヘッド２０は、複数の吐出孔２３が略一直線上に配列している第１の金属部材２１と、シール部材となるＯリング２８、および第２の金属部材２２からなる。なお、第１の金属部材２１、第２の金属部材２２共に、材質はステンレス鋼製（ＳＵＳ３０４）である。
【００５２】
第１の金属部材２１には、孔径がφ０．１２ｍｍの吐出孔が、ピッチ０．９ｍｍで１０３２孔、略一直線状に配列するように形成されている。また、溝部２７は、溝幅４．７ｍｍ、溝深さ２．７ｍｍとした。
【００５３】
シール部材となるＯリング２８は、材質がシリコン、線径３．５ｍｍのものを用いている。
【００５４】
第２の金属部材２２の、第１の金属部材２１との接合面のうちＯリング２８と接触する部分の表面の最大高さは、直接第１の金属部材２１と向き合う部分の最大高さより大きく、第１の金属部材２１と向き合う部分の表面の最大高さが０．２μｍであるのに対して、Ｏリング２８との接触する部分の最大高さは０．３μｍとしている。なお、第１の金属部材２１において、第２の金属部材２２と向き合う部分の表面の最大高さは０．２μｍとしている。
【００５５】
塗布ヘッド２０は、第１の金属部材２１の溝部２７にＯリング２８を嵌め込み、これと第２の金属部材２２とをボルトにより締結することで組み立てた。この塗布ヘッド２０の基材２に対する平行度を測定したところ、平行度は１０μｍであった。
【００５６】
塗液容器３には、減圧弁８により圧力０．３５ＭＰａに調整された吐出制御用気体が付与されている。また、塗液容器３から塗布ヘッド２０に塗液の補給を制御するための開閉バルブ５は、ダイアフラムバルブを用いた。
【００５７】
塗布ヘッド２０のマニホールド２４内の蛍光体ペーストは、液面の高さが吐出孔２３から２５ｍｍの高さで管理される。したがって、塗布ヘッド２０より蛍光体ペーストを吐出した後は、開閉バルブ５の開閉の制御により、液面高さが２５ｍｍになるまで、蛍光体ペーストが塗布ヘッド２０に補給される。
【００５８】
塗液である蛍光体ペーストを吐出するために塗布ヘッド２０に付与する圧力は、減圧弁１１により圧力０．７０ＭＰａに設定した。
【００５９】
上記の条件にて、図２〜４の示す塗布ヘッド２０を用いた図１に示す塗布装置１で、基材１０００枚に所定の長さの塗布を繰り返して行った。
【００６０】
蛍光体が塗布された基材を乾燥すると、隔壁による凹部に蛍光体層が形成された基材が得られた。この蛍光体層が形成された基材に、波長２５４ｎｍの紫外線ランプを照射して蛍光体層を発光させ、目視で発光状態を確認したところ、いずれの基材についても、基材全面に渡って均一に発光しており、塗布不良がないことを確認した。
【００６１】
塗布作業終了後、塗布装置１より塗布ヘッド２０を取り外し、洗浄するために第１の金属部材２１と第２の金属部材２２を締結しているボルトを外し、分解したところ、シール部材であるＯリング２８は第１の金属部材２１にも第２の金属部材２２にも固着しておらず、分解作業はスムーズに行え、洗浄作業に容易に移行できた。
【００６２】
比較例１
次に、図８に示す第２の金属部材５１を用いた従来技術における塗布ヘッドを準備し、これを用いた塗布装置１にて、基材への塗布を実施した。なお、塗布ヘッドの第１の金属部材、Ｏリングや、基材、塗液、塗布装置を構成する吐出バルブ、減圧弁などは、実施例１と同じものを用いている。
【００６３】
ここで、図８に示す第２の金属部材５１の、第１の金属部材２１との接合面の表面の最大高さは０．２μｍとしている。
【００６４】
この塗布ヘッドを用いた塗布装置１で、基材１０００枚に所定の長さの塗布を繰り返して行った後、塗布装置より塗布ヘッドを取り外し、塗布ヘッド内部を洗浄するために第１の金属部材２１と第２の金属部材５１を締結しているボルトを外して分解したところ、シール部材であるＯリングは第２の金属部材５１に固着しており、それらを分離しようとしたところ、Ｏリングが切れて第２の金属部材５１にはＯリングが残留してしまった。
【００６５】
比較例２
次に、シール部材として、外形は実施例１で用いたものと同じであるが、材質がＳＵＳ３１６であるものを用いた塗布ヘッドを準備し、これを用いた塗布装置１にて、基材への塗布を実施した。なお、塗布ヘッドの第１の金属部材、第２の金属部材や、基材、塗液、塗布装置を構成する吐出バルブ、減圧弁などは、実施例１と同じものを用いている。
【００６６】
この塗布ヘッドの基材に対する平行度を測定したところ、平行度は３０μｍであり、実施例１に比べて平行度が悪化していた。この塗布ヘッドを用いて、基材に塗布をしたところ、各吐出孔からの塗布量にバラツキがあり、塗布された基材を乾燥すると斑が見られ、その基材は不良となった。
【００６７】
比較例３
次に、図９に示す溝部のない第１の金属部材５５と、図８に示す第２の金属部材５１と、これらの接合面の形状をした図１０に示すシール部材５８を用いて、第１の金属部材５５と第２の金属部材５１の間にシール部材５８を挟み込んでなる図１１に示す塗布ヘッド６０を準備した。この塗布ヘッド６０において第１の金属部材５５と第２の金属部材５１は、接合面形状をしたシール部材５８を挟み込むことにより、互いに接触していない。なお、シール部材５８は、材質がシリコンで厚みが０．５ｍｍである。
【００６８】
この塗布ヘッド６０を用いた塗布装置１にて、基材への塗布を実施した。なお、基材、塗液、塗布装置を構成する吐出バルブ、減圧弁などは、実施例１と同じものを用いている。
【００６９】
この塗布ヘッド６０の基材に対する平行度を測定したところ、平行度は６０μｍであり、実施例１に比べて平行度が悪化していた。この塗布ヘッド６０を用いて、基材に塗布をしたところ、各吐出孔からの塗布量にバラツキがあり、塗布された基材を乾燥すると斑が見られ、その基材は不良となった。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
本発明は、プラズマディスプレイ用部材に用いる塗布ヘッドに限らず、液晶ディスプレイ用カラーフィルターや有機ＥＬにおける塗液の塗布に用いる塗布ヘッドなどにも応用することができ、その応用範囲がこれらに限られるものではない。
【符号の説明】
【００７１】
１ 塗布装置
２ 基材
３ 塗液容器
４ 配管
５ 開閉バルブ
６ 吐出制御用気体源
７ 配管
８ 減圧弁
９ 配管
１０ 吐出バルブ
１１ 減圧弁
１２ コントローラ
２０ 塗布ヘッド
２１ 第１の金属部材
２２ 第２の金属部材
２３ 吐出孔
２４ マニホールド
２５ 塗液溜り部
２６ 空間部
２７ 溝部
２８ Ｏリング
２９ 補給口
３０ 塗布ヘッド
３１ 第１の金属部材
３２ 第２の金属部材
３３ 吐出孔
３４ マニホールド
３５ 塗液溜り部
３６ 空間部
３７ 溝部
３８ Ｏリング
３９ａ、３９ｂ 補給口
４０ａ、４０ｂ 供給用塗液溜め部
４１ａ、４１ｂ スリット
５１ 第２の金属部材
５２ 補給口
５３ マニホールド
５５ 第１の金属部材
５６ 吐出孔
５７ マニホールド
５８ シール部材
６０ 塗布ヘッド
１０１ シール部材と接触する部分
１０２ シール部材と接触する部分
【特許請求の範囲】
【請求項１】
塗液溜り部および前記塗液溜り部の上方に位置する空間部を有するマニホールドと、略一直線状に配列される複数の吐出孔を有する塗布ヘッドであって、少なくとも第１の金属部材、シール部材および第２の金属部材からなり、前記第１の金属部材と前記第２の金属部材のそれぞれの接合面が互いに向き合うように配置され、かつ前記第１の金属部材の接合面側に設けられた溝部内に前記シール部材が配置され、前記シール部材を圧縮する応力により前記第１の金属部材および前記第２の金属部材とが固定されてなり、前記第２の金属部材の接合面のうち前記シール部材と接触する部分の表面の最大高さが、前記第２の金属部材の接合面のうち前記シール部材と接触せず直接前記第１の金属部材と向き合う部分の表面の最大高さより大きいことを特徴とする塗布ヘッド。
【請求項２】
前記第２の金属部材の接合面のうち前記シール部材と接触する部分の表面の最大高さが、０．３μｍ以上であることを特徴とする請求項１に記載の塗布ヘッド。
【請求項３】
前記シール部材が、ゴム成型物であることを特徴とする請求項１または２に記載の塗布ヘッド。
【請求項４】
前記第１の金属部材の接合面と前記第２の金属部材の接合面が、前記シール部材を介せず直接接触するメタルタッチ部分を有することを特徴とする請求項１〜３に記載の塗布ヘッド。
【請求項５】
請求項４に記載の塗布ヘッドを用いて蛍光体ペーストを塗布する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。
【請求項１】
塗液溜り部および前記塗液溜り部の上方に位置する空間部を有するマニホールドと、略一直線状に配列される複数の吐出孔を有する塗布ヘッドであって、少なくとも第１の金属部材、シール部材および第２の金属部材からなり、前記第１の金属部材と前記第２の金属部材のそれぞれの接合面が互いに向き合うように配置され、かつ前記第１の金属部材の接合面側に設けられた溝部内に前記シール部材が配置され、前記シール部材を圧縮する応力により前記第１の金属部材および前記第２の金属部材とが固定されてなり、前記第２の金属部材の接合面のうち前記シール部材と接触する部分の表面の最大高さが、前記第２の金属部材の接合面のうち前記シール部材と接触せず直接前記第１の金属部材と向き合う部分の表面の最大高さより大きいことを特徴とする塗布ヘッド。
【請求項２】
前記第２の金属部材の接合面のうち前記シール部材と接触する部分の表面の最大高さが、０．３μｍ以上であることを特徴とする請求項１に記載の塗布ヘッド。
【請求項３】
前記シール部材が、ゴム成型物であることを特徴とする請求項１または２に記載の塗布ヘッド。
【請求項４】
前記第１の金属部材の接合面と前記第２の金属部材の接合面が、前記シール部材を介せず直接接触するメタルタッチ部分を有することを特徴とする請求項１〜３に記載の塗布ヘッド。
【請求項５】
請求項４に記載の塗布ヘッドを用いて蛍光体ペーストを塗布する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。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１２−１９２３０５（Ｐ２０１２−１９２３０５Ａ）
【公開日】平成２４年１０月１１日（２０１２．１０．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５６１１３（Ｐ２０１１−５６１１３）
【出願日】平成２３年３月１５日（２０１１．３．１５）
【出願人】（０００００３１５９）東レ株式会社 (7,677)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月１１日（２０１２．１０．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月１５日（２０１１．３．１５）
【出願人】（０００００３１５９）東レ株式会社 (7,677)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]