塗液の塗布装置および塗布方法
【課題】口金と基板間のギャップを口金全長に渡って、再現性良く高精度に調整することができ、かつ、調整した状態を安定して維持できることから、塗液を高品位に塗布することが容易な塗液の塗布装置と塗布方法を提供する。
【解決手段】基板を固定するテーブルと、塗液を吐出する口金と、該口金を該基板に対面させて支持する口金ホルダーと、該テーブルと該口金とを相対移動させる移動手段とを有する塗布装置であって、該口金ホルダーは、口金ホルダー基材と、該口金の長手方向に離散する複数の位置で該口金を該口金ホルダー基材に固定する口金固定手段、ならびに該口金に対して該基板の表面に垂直な方向に荷重を付与する荷重付与手段を少なくとも１つ有し、該荷重付与手段は荷重を発生する荷重発生部および該荷重の大きさを調整するための荷重調整機構を有する塗液の塗布装置とする。
【解決手段】基板を固定するテーブルと、塗液を吐出する口金と、該口金を該基板に対面させて支持する口金ホルダーと、該テーブルと該口金とを相対移動させる移動手段とを有する塗布装置であって、該口金ホルダーは、口金ホルダー基材と、該口金の長手方向に離散する複数の位置で該口金を該口金ホルダー基材に固定する口金固定手段、ならびに該口金に対して該基板の表面に垂直な方向に荷重を付与する荷重付与手段を少なくとも１つ有し、該荷重付与手段は荷重を発生する荷重発生部および該荷重の大きさを調整するための荷重調整機構を有する塗液の塗布装置とする。
【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）、光学フィルタ、プリント基板、半導体等の特に高粘度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、ガラス基板など被塗布対象物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液の塗布装置および方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に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ることで、キセノンガスから波長１４７ｎｍを中心とする紫外線を生じ、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。Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）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には、電極が放電空間に露出している直流型（ＤＣ型）と、絶縁層で覆われている交流型（ＡＣ型）の２タイプがある。ＡＣ型は、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ペーストが、背面板に形成されたストライプ状あるいは格子状の隔壁間に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、蛍光体を一定のパターン状に塗り分ける技術が重要となる。
【０００４】
この種の塗布工程には、従来、スクリーン印刷が使用されていたが、近年においては、複数の吐出孔を有する口金を使用し、この口金を背面板と対向させ、相対的に移動させながら、蛍光体ペーストを凹部に充填する方法が検討、提案されている（特許文献１参照）。
【０００５】
この方法では、背面板と口金吐出孔出口との距離（以降、ギャップとする）は、数十μｍから数百μｍ程度にする必要がある。背面板の凹部に、複数の吐出孔から均一に蛍光体ペーストを充填するには、このギャップを全吐出孔で等しく、かつ、適切な範囲に設定する必要がある。ギャップが狭すぎると背圧によってペーストが出にくく、所望の吐出量を凹部に充填することができない。更に狭くなれば、ペーストが吐出孔周りに付着して塗布すらできなくなる。また、ギャップが広すぎると、吐出孔から出たペーストの柱状流が、口金と背面板の相対移動によって生じた随伴流の影響を受けてふらつき、凹部に塗布できなくなる。よってギャップは、全吐出孔均一に、かつ、適切な範囲に設定する必要がある。
【０００６】
しかしながら近年、背面板は大型化する傾向にあり、それに伴い口金も長尺化され、背面板を載せるテーブルも大きくなり、口金と背面板のギャップを均一に保つのが難しくなっている。
【０００７】
具体的に、口金は長手方向において１ｍを超えるような長尺口金であり、ギャップを均一に保つためには口金自身の加工精度を向上し高精度な真直度を得る必要がある。しかし、高精度加工技術のハードルは高く、必要とする精度を得るためには、加工のコストアップや、加工時間の増大をまねく。テーブルについても同様であり、大型化することで加工のコストアップや加工時間の増大をまねく。
【０００８】
他にも、口金の自重たわみによる変形が無視できなくなり、また、テーブルも自重たわみによる変形でその平面度が悪くなることも考えられ、その結果、ギャップを均一に保つことが困難となり、大型の背面板への蛍光体ペーストの塗布を精度良く行うことができないという問題があった。
【０００９】
ギャップを一定に保つ方法としては、たとえばスリットダイの保持部を工夫し、スリットダイのスリッと被塗布部材表面との間のギャップを均一に調整する方法が提案されている。（特許文献２）
具体的には、スリットダイがダイ支持部材を介し、複数の引きボルトと押しボルトにより変形せしめられ、ギャップの調整を行う方法が開示されている。
しかしながら、特許文献２記載の方法では、ダイを変形させるためにボルトを用いているため、高精度で微細な調整が困難であることが伺える。
例えばギャップを均一に調整するためにダイを数μｍから１０μｍのオーダーで変形させて調整する時、前記引きボルトや押しボルトにＭ８サイズ（メートル細目ネジ）を用いた場合、そのピッチは１ｍｍである。つまり、ボルトを１回転させることで、大凡１ｍｍの変化量をダイへ与えることとなる。つまり、ダイを１０μｍ変形させたいとき、ボルトは１／１００回転させることになる。調整は人手による作業であり、１／１００回転という極めて微小な動作は、個人誤差を含むため再現性に乏しく、毎回、所望の調整結果を安定して得ることが極めて困難である。
【００１０】
さらに、特許文献３には、固定ネジによりダイをダイ支持部材に吊り下げ固定し、固定ネジの両側にダイを押し引きするネジを設けてギャップの調整を行う方法が開示されている。
【００１１】
この方法でも、特許文献２と同様に、押し引きに用いるネジピッチの問題から、毎回、所望の調整結果を安定して得ることが極めて困難である。
【００１２】
更に、塗布の前にはダイ先端部をクリーニング装置、例えばゴムロールに布を巻いたようなものをダイ先端部に押し当てて摺動させ、クリーニングすることが一般的である。このとき、ダイに外力が加わることになるため、ダイはギャップ調整後、支持部材に強固に固定されている必要がある。
【００１３】
しかし、押し引きに用いるボルトについて、一般的にネジ部には、微小なガタがあるため、特許文献２や３に記載の方法だと、ギャップ調整したのにもかかわらず、ガタのぶんだけダイの変形量が変わり、ギャップを均一に保てなくなるという問題もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開平１０−２７５４３号公報
【特許文献２】特開平６−１４２５８８号公報
【特許文献３】特開２００４−１４６０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、
口金と基板間のギャップを口金全長に渡って、再現性良く高精度に調整することができ、かつ、調整した状態を安定して維持できることから、塗液を高品位に塗布することが容易な塗液の塗布装置と塗布方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記目的を達成するために、本発明は、
基板を固定するテーブルと、塗液を吐出する口金と、該口金を該基板に対面させて支持する口金ホルダーと、該テーブルと該口金とを相対移動させる移動手段とを有する塗布装置であって、該口金ホルダーは、口金ホルダー基材と、該口金の長手方向に離散する複数の位置で該口金を該口金ホルダー基材に固定する口金固定手段、ならびに該口金に対して該基板の表面に垂直な方向に荷重を付与する荷重付与手段を少なくとも１つ有し、該荷重付与手段は荷重を発生する荷重発生部および該荷重の大きさを調整するための荷重調整機構を有する。
【００１７】
また、前記荷重付与手段は、前記口金に付与する荷重の向きおよび大きさを変更可能であることが好ましい。
【００１８】
また、前記荷重発生部が、弾性部材からなることが好ましく、空気シリンダーであっても良い。
【００１９】
また、前記口金固定手段のうち、少なくとも２つは、それぞれ前記口金の長手方向に関して両端から長手方向長さの２５％以内の位置に配置することが好ましく、
前記荷重付与手段の少なくとも１つは、前記口金の長手方向に関して前記口金の中間位置に配置することが好ましい。
【００２０】
また、前記口金固定手段は、前記荷重付与機構で荷重を付与する前に前記口金を固定する第１の口金固定手段と、前記荷重付与機構で荷重を付与した後に前記口金を固定する第２の口金固定手段からなり、該第２の口金固定手段は、前記口金を前記口金ホルダーの前記荷重付与手段により荷重を付与する方向および該口金の長手方向に平行な面に固定することが好ましい。
【００２１】
また、前記口金に対して前記基板の面に垂直な方向に荷重を付与し、該口金を変形させて塗布することが好ましい
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、
基板を固定するテーブルと、塗液を吐出する口金と、該口金を該基板に対面させて支持する口金ホルダーと、該テーブルと該口金とを相対移動させる移動手段とを有する塗布装置であって、該口金ホルダーは、口金ホルダー基材と、該口金の長手方向に離散する複数の位置で該口金を該口金ホルダー基材に固定する口金固定手段、ならびに該口金に対して該基板の表面に垂直な方向に荷重を付与する荷重付与手段を少なくとも１つ有し、該荷重付与手段は荷重を発生する荷重発生部および該荷重の大きさを調整するための荷重調整機構を有するので、口金を高精度に変形させることができる。これにより、口金と基板間のギャップを口金全長に渡って、再現性良く高精度に調整することができることから、容易に塗液を高品位に塗布することが可能となる。
【００２３】
また、前記荷重付与手段を、前記口金に付与する荷重の向きおよび大きさを変更可能とすることによって、口金を基板の表面に垂直な方向に対して、近づける方向や遠ざける方向に変形させることができる。これにより、口金またはテーブルの自重たわみが大きい場合や加工精度が悪い場合でも、口金に所望の変形を与えることで口金と基板間のギャップを口金全長に渡って、再現性良く高精度に調整することができる。また、口金またはテーブルを高精度に加工する必要もないことから、加工のコストを抑えることが可能となる。
【００２４】
また、前記荷重発生部を、弾性部材とすることによって、弾性部材の圧縮量から発生する荷重で口金を変形させることから、数μｍから数十μｍオーダーの口金変形量に対して、荷重を調整するために操作する弾性部材の圧縮量を大きくでき、微小な口金変形量を個人誤差などの影響を受けずに、再現性良く高精度に調整することができる。その結果、口金と基板間のギャップを口金全長に渡って、再現性良く高精度に調整することができることから、容易に塗液を高品位に塗布することが可能となる。
【００２５】
また、前記荷重発生部を、空気シリンダーとすることによって、
空気シリンダーが発生する荷重で口金を変形させることから、口金変形量を圧縮空気の圧力を操作することで調整するので、数μｍから数十μｍオーダーの変形量に対して、荷重を調整するために操作する圧力範囲を大きくでき、微小な口金変形量を個人誤差などの影響を受けずに、再現性良く高精度に調整することができる。
また、前記口金固定手段を、前記荷重付与機構で荷重を付与する前に前記口金を固定する第１の口金固定手段と、前記荷重付与機構で荷重を付与した後に前記口金を固定する第２の口金固定手段からなるように構成し、該第２の口金固定手段を、前記口金を前記口金ホルダーの前記荷重付与手段により荷重を付与する方向および該口金の長手方向に平行な面に固定することによって、第２の口金固定手段を用いて口金を高精度に変形させた状態で固定できることから、口金と基板間のギャップを口金全長に渡って、より強固に調整された状態を維持することができる。その結果、口金に外力が加わることがあっても、安定して高品位な塗布を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】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２】本発明の塗布装置に用いる口金ホルダーの一例の正面図である。
【図３】図２に示した荷重付与機構の別の実施態様の拡大図である。
【図４】図２に示した荷重付与機構のさらに別の実施態様の拡大図である。
【図５】口金と基板間のギャップを調整するまでの手順を示した拡大図である。
【図６】口金と基板間のギャップを調整するまでの手順を示した拡大図である。
【図７】口金の先端部をクリーニングしている状態を示した拡大図である。
【図８】図２）に示した荷重付与機構のさらに別の実施態様の拡大図である。
【図９】図１に示した口金のＹ方向断面図である。
【図１０】図１に示した口金のＸ方向断面図である。
【図１１】図１の装置に搭載された基板の上面図である。
【図１２】図１の装置の部分拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
本発明の塗布装置は、
基板を固定するテーブルと、塗液を吐出する口金と、該口金を該基板に対面させて支持する口金ホルダーと、該テーブルと該口金とを相対移動させる移動手段とを有するもので、
たとえば、プラズマディスプレイパネル用部材における蛍光体塗布工程に特に好ましく適用することができるものである。すなわち、赤、緑、青の３種類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プラズマディスプレイパネル用基板に塗布する際に好適に用いることができる。
【００２８】
図１に、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を示し、図２に口金ホルダー１の詳細図を示す。図２（ａ）は正面図、（ｂ）はＡ−Ａ断面における拡大図、（ｃ）はＢ−Ｂ断面における拡大図である。
【００２９】
これら図に示すように、口金ホルダー１の両端は、Ｚ軸駆動部１５に構成されたリニアガイド１５ａ、１５ｂによって支持されており、テーブル７の面に対して垂直方向に移動可能な構成となっている。
【００３０】
口金ホルダー１は、口金ホルダー基材１ａ、１ｂと、該口金２の長手方向に離散する複数の位置で該口金２を該口金ホルダー基材１ａ、１ｂに固定する口金固定手段（第１の口金固定手段７１ａおよび第２の口金固定手段７２ｂ）、ならびに該口金２に対して該基板４の表面に垂直な方向に荷重を付与する荷重付与手段７２を少なくとも１つ有し、該荷重付与手段７２は荷重を発生する荷重発生部７３ａ、７３ｂおよび該荷重の大きさを調整するための荷重調整機構７４を有している。
【００３１】
口金固定手段としては、ボルトまたは固定ピンを用いることが好ましいが、一般的にはボルトを用いることが多く、例えば口金ホルダー基材１ａ、１ｂに穴を形成し、口金２にネジを切って締結固定するが、確実に固定できるものであれば、その手段は特に限定するものではない。
【００３２】
また、口金固定手段は口金２の長手方向に離散する複数の位置に設けて、口金ホルダー基材１ａ、１ｂへ口金２をより強固に固定できることが好ましい。
また、口金２の長手方向に関して口金固定手段は、口金２の中央に対称となるよう配置することが好ましい。そうすることで、口金２を口金ホルダー基材１ａ、１ｂへ固定する際、口金２が捩れたりすることを抑制できる。
なお、ここで長手方向とは図１に示したＹ方向のことを指し、幅方向とはＸ方向のことであり塗布方向を指し、高さ方向をＺ方向とする。
【００３３】
荷重付与手段７２は、口金ホルダー基材１ａに固定されており、連結部７５を介して荷重発生部７３ａ、７３ｂで発生する荷重を口金２に付与する。付与する荷重の大きさおよび向きの調整は、荷重調整機構７４を操作することで行う。
【００３４】
荷重発生部７３ａ、７３ｂは、弾性部材からなり、該弾性部材を圧縮することで荷重を発生させる。
【００３５】
荷重発生部７３ａは口金２を基板４に近づける方向へ荷重を発生させ、７３ｂは、口金２を基板４から遠ざける方向へ荷重を発生させるようになっている。
【００３６】
弾性部材としては、寸法、バネ定数など様々なバリエーションがあり、かつ入手しやすいものとしてコイルバネを用いることが好ましい。
コイルバネは、圧縮バネや引張バネがあるが、どちらを用いるかは荷重付与手段７２の構成の仕方によって適宜決定すればよいし、さらに、板バネやゴムなどの弾性部材を用いることもできる場合がある。
【００３７】
荷重調整機構７４は、ネジ部７８と弾性部材を圧縮させるための上ストッパ７６と下ストッパ７７を有した棒状であり、荷重発生部７３ａ、７３ｂと連結部７５を貫通して口金ホルダー基材１ａにねじ込むよう構成している。
【００３８】
荷重調整機構７４の上部は、操作部７９を有しており、六角レンチやモンキーなどの工具を用いて回転できるような形状にしておくことが好ましく、わずかな力で荷重調整機構７４を回転させることが可能となる。他の手段としては、操作部７９の径を大きくしてローレット溝を形成することでも同様の操作が可能となる。もしくは、操作部７９をモーターと接続して遠隔操作で荷重調整機構７４を回転させてもよい。
【００３９】
また、より安定した調整作業を行えるように、口金２に対すう荷重の向きを高さ方向に規制するためのスライド機構８０を設けることが好ましい。そうすることで連結部７５が傾いて口金２に偏当たりすることがなくなる。なお、スライド機構８０は、リニアブッシュやリニアガイドを適用することができる。また、荷重調整機構７４が連結部７５を貫通する部分を摺動させることでその機能を代用することも可能である。
【００４０】
口金２を基板４に近づける方向（以下、下向き）へ荷重を付与するとき、操作部７９を操作し、荷重調整機構７４を時計回りに回す。
すると、荷重調整機構７４は、ネジ部７８のピッチに対応した距離を下向きに移動する。あわせて、上ストッパ７６と下ストッパ７７も一緒に移動し、上ストッパ７６が荷重発生部７３ａを圧縮していくことで口金２へ下向きの荷重を付与する。
この時、荷重の大きさは、荷重調整機構７４の移動距離、つまり荷重発生部７３ａを圧縮した距離と、荷重発生部７３ａのバネ定数で決定される。
【００４１】
一方、口金２を基板４から遠ざける方向（以下、上向き）へ荷重を付与するとき、操作部７９を操作し、荷重調整機構７４を反時計回りに回す。
【００４２】
すると、荷重調整機構７４はネジ部７８のピッチに対応した距離を上向きに移動する。あわせて、上ストッパ７６と下ストッパ７７も一緒に移動し、下ストッパ７７が荷重発生部７３ｂを圧縮していくことで口金２へ上向きの荷重を付与する。
この時も前述と同様、荷重の大きさは、荷重調整機構７４の移動距離、つまり荷重発生部７３ｂを圧縮した距離と、荷重発生部７３ｂのバネ定数で決定される。
【００４３】
例えば下向きに荷重を付与する場合、荷重調整機構７４のネジ部７８にＭ８サイズ（メートル細目ネジ、ピッチ１ｍｍ）を用い、荷重発生部７３ａにバネ定数１５０Ｎ／ｍｍの圧縮コイルバネを用いた場合、荷重調整機構７４を１回転させることで、１ｍｍの変化量を荷重発生部７３ａに与えることになる。その結果、荷重発生部が１ｍｍ圧縮することで１５０Ｎの荷重を口金２へ付与することで口金２が変形する。
【００４４】
上向きに荷重を付与する場合も同様の考え方で良いが、口金２の重量が非常に大きい場合は、口金２の自重を考慮した荷重を付与することが好ましい。
本発明では、このように口金２を所望の量だけ変形させることにより、口金２と基板４間のギャップを口金２の全長に渡って、再現性良く高精度に調整することができる。
【００４５】
特に、口金２の変形量を数μｍから数十μｍのオーダーで調整したいときは、荷重調整機構７４の操作量を大きくしつつも、口金２へ付与する荷重を小さくすることが好ましい。
つまり、荷重調整機構７４の操作量に対して、口金２の変形量を小さくするよう、バネ定数の小さなものを選定することで、操作量に対する口金２の変形の感度を鈍くすることが好ましく、その結果、荷重調整機構７４の操作時に生じる調整誤差や個人誤差の影響を受けにくくすることが可能となる。
【００４６】
この時、変形量は口金２の断面二次モーメントやヤング率によって左右されるので、これらを考慮してバネ定数を選定すればよい。
【００４７】
具体的には、口金２を変形させることで調整したい量に対して、いくらの荷重をかければ良いかをあらかじめ、たわみの計算式により求めておき、その荷重と荷重調整機構７４で操作したい操作量から荷重発生部７３ａ、７３ｂのバネ定数を適宜決定することが好ましい。
【００４８】
本図では、荷重発生部７３ａ、７３ｂを２つで構成し、７３ａは下向きの荷重を付与し、７３ｂは上向きの荷重を付与するよう独立したものとしている。
前述したように、口金２の自重を考慮した結果、下向きより上向きに荷重を付与する方がより大きな荷重が必要となる場合がある。そのため、下向きの荷重を付与する荷重発生部７３ａより荷重発生部７３ｂの方が大きなバネ定数のもの選定することが望ましい場合があり、そうすることでより高精度な調整が可能となることもあるが、要求する精度や調整の際の操作性によっては、これに限定するものではなく、同じバネ定数のものを用いても良い。
【００４９】
図３に図２に示した荷重付与機構の別の実施態様を示す。
【００５０】
図３（ａ）は、荷重を付与していないときの図であり、（ｂ）は下向きに荷重を付与したときの図である。
【００５１】
荷重発生部７３を１つで構成したものである。基本的には図２の場合と同様の操作であり、
下向きへ荷重を付与するとき、操作部７９を操作し、荷重調整機構７４を時計回りに回す。
すると、荷重調整機構７４は、ネジ部７８のピッチに対応した距離を下向きに移動し、荷重発生部７３を圧縮していく。その時、連結部７５の下方に対して荷重を付与することで口金２へ下向きの荷重を付与することが可能となる。
【００５２】
一方、図示しないが、上向きへ荷重を付与するとき、操作部７９を操作し、荷重調整機構７４を反時計回りに回す。
【００５３】
すると、荷重調整機構７４は、ネジ部７８のピッチに対応した距離を上向きに移動し、荷重発生部７３を圧縮していく。その時、連結部７５の上方に対して荷重を付与することで口金２へ上向きの荷重を付与することが可能となる。
【００５４】
以上のように要求する精度や調整の際の操作性、設置スペースなどを鑑み、荷重発生部７３を１つにして荷重付与手段７２をコンパクトに構成することも可能である。
【００５５】
また、図１において、テーブル７には口金２のたわみや変形量を測定するための測定器８１ａ、８１ｂ、８１ｃが長手方向に関して複数配置されている。
測定器８１ａ、８１ｂ、８１ｃは、要求される精度を測定できるならばいかなるものであっても良いが、具体的には、リニアゲージや非接触レーザー変位計などが高精度測定可能であるため好ましい。
【００５６】
測定器８１ａと８１ｂは、口金２両端の高さ方向の位置を測定し、８１ｃは口金２中央の高さ方向の位置を測定する。
【００５７】
テーブル７がＹ方向へ移動し、測定器８１ａ、８１ｂ、８１ｃが口金２の真下に移動できるように構成する。
【００５８】
測定器８１ａ、８１ｂ、８１ｃは、あらかじめテーブル７表面の高さと同じになるよう、治具などを用いて基準出しを行っておく。
【００５９】
例えば、口金２を測定したとき測定器８１ａ、８１ｂ、８１ｃがすべて同じ値であれば、テーブルと口金２は、長手方向に関して少なくとも両端と中央でギャップが均一であるということになる。
【００６０】
なお、測定器８１ａ、８１ｂ、８１ｃの基準出しを行ったにもかかわらず、両端の測定器８１ａと８１ｂの値が異なる場合、口金２自身または口金ホルダー１が全体的に傾いているということになる。このような場合は、リニアガイド１５ａと１５ｂをそれぞれ個別に動かし、両端の測定器８１ａと８１ｂが同じ値になるよう調整すればよい。
【００６１】
なお、測定器８１ａ、８１ｂ、８１ｃの数は、特に限定するものではなく、より正確なたわみを測定する場合には、その数を増やせば良い。
【００６２】
図４は、本発明の別の実施態様であり、図２（ｂ）と同様に中央での断面図である。
荷重発生部７３に別の手段として、空気シリンダーを用いてもよい。
【００６３】
この時、荷重調整機構７４は、圧縮空気の空気圧を調整するための減圧弁となり、口金２に付与する荷重は、空気圧と空気シリンダーの断面積で決定される。
【００６４】
例えば、断面積１５ｃｍ２の空気シリンダーを用い、空気圧を１００ｋＰａかけた場合、大凡１５０Ｎの荷重を口金２へ付与することで口金２が変形する。
本発明では、このように口金２を所望の量だけ変形させることにより、口金２と基板４間のギャップを口金全長に渡って、再現性良く高精度に調整することができる。
【００６５】
特に、口金２の変形量を数μｍから数十μｍのオーダーで調整したいときは、荷重調整機構７４の空気圧調整範囲を大きくしつつも、口金２へ付与する荷重を小さくすることが好ましい。
【００６６】
つまり、荷重調整機構７４の空気圧調整範囲に対して、口金２の変形量を小さくするよう、断面積の小さなものを選定することで、操作量に対する口金２の変形の感度を鈍くすることが好ましく、その結果、荷重調整機構７４の操作時に生じる調整誤差や個人誤差の影響を受けにくくすることが可能となる。
【００６７】
この時、変形量は口金２の断面二次モーメントやヤング率によって左右されるので、これらを考慮した断面積の空気シリンダーを選定すればよい。
【００６８】
具体的には、口金２を変形させて調整したい量に対して、いくらの荷重をかければ良いかをあらかじめ、たわみの計算式により求めておき、その荷重と荷重調整機構７４での空気圧調整範囲から荷重発生部の断面積を適宜決定することが好ましい。
【００６９】
また、荷重調整機構７４の操作をより高精度に行うために、精密形減圧弁を用いることが好ましい。
【００７０】
本図では、複動形空気シリンダーを用い、引き込み側と押し込み側にそれぞれ空気圧をかけれるよう電磁弁８２を接続している。
電磁弁が通常位置の時は、下向きの荷重を付与し、電磁弁を作動させた時は、上向きの荷重を付与するものである。
【００７１】
また、例えば口金２の加工精度などにより変形の方向が毎回同じであって、荷重を付与する向きがあらかじめ決まっているような場合だと、単動形空気シリンダーを用いて荷重を付与する方向に圧縮空気を導入するように構成することも可能である。
【００７２】
図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）から図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、図２の口金ホルダー１へ口金２を装填、固定し、口金２と基板４間のギャップを調整するまでの手順を示した図である。
【００７３】
これら図を用いて、本発明の手順を以下に説明していく。
【００７４】
図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、口金２を口金ホルダー１へ装填した後、長手方向に関して両端部に配された第１の口金固定手段７１ａで固定した状態の図である。
【００７５】
図５（ａ）は、正面図、（ｂ）はＡ−Ａ断面拡大図、（ｃ）はＢ−Ｂ断面拡大図である。
【００７６】
図５（ａ）において、口金ホルダー１は２枚の板状からなる口金ホルダー基材１ａ、１ｂで構成されており、複数の口金固定手段で固定できるよう構成されている。荷重付与手段７２は、長手方向に関して、口金２の中央位置に設けられている。
【００７７】
まず、口金２の変形量を測定するための測定器８１ａ、８１ｂ、８１ｃは、口金２の真下に位置させておく。
【００７８】
まず、口金２を口金ホルダー１へ装填し、両端部にあたる第１の口金固定手段７１ａのみを固定することが好ましい。
【００７９】
何故なら、両端部のみを固定することで口金２は、両端支持されていることとなり、例えば長手方向に関して中央一箇所から荷重を口金２へ付与した場合、口金２は無理なく容易に変形できるからである。
【００８０】
また、ここで述べる両端部というのは、口金２の長手方向に関して両端から長手方向長さの２５％以内の位置であることが好ましい。
【００８１】
２５％を越える位置の場合、つまり、第１の口金固定手段７１ａが長手方向に関して中央に近づくにつれ、口金２の両端部が垂れ下がる傾向となり、例えば荷重付与手段７２で中央に荷重を付与しても、両端部の傾向は大きく変わらない場合もある。
【００８２】
なお、図５（ａ）、（ｂ）に示した状態は、荷重付与手段７２で口金２には、まだ荷重を付与はしていない、フリーな状態にある。
【００８３】
図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）から荷重付与手段７２を用いて口金２へ荷重を付与した状態を示した図である。
荷重付与手段７２は、中間位置、すなわち口金長手方向の中心から口金の長手方向長さの１０％以内の位置に設けられていることが好ましい。
前述のとおり、第１の口金固定手段７１ａのみを固定した口金２は、両端支持されていることとなり、例えば長手方向に関して中央一箇所から口金２へ荷重を付与した場合、口金２は無理なく容易に変形できるからである。
しかし、中央以外の所望の箇所に対して変形を与えたいときはこの限りではなく、中央近傍であってもよいし、長手方向に関して複数設けた口金固定手段の中間位置に複数設けてもよいし、例えば口金２の両端部を積極的に変形させたい場合は、両端部にあたる第一固定手段７１ａの位置を口金の両端から２５％以内の範囲で長手方向の中央寄りの位置に配置し、口金の最両端近傍に荷重付与手段７２を設けて変形さても良い。
【００８４】
まず、リニアガイド１５ａ、１５ｂによって支持された口金ホルダー１をテーブル７に近づく方向に下降させ、測定器８１ａ、８１ｂ、８１ｃに接触させる。
口金２の両端部である測定器８１ａ、８１ｂの位置と、中央である測定器８１ｃの位置の高さ方向の位置を測定することで、現時点における口金２と基板４間のギャップが確認できる。
【００８５】
この測定結果をもとに、荷重調整機構７４を操作し、口金２へ荷重を付与していく。
両端部に対して中央の高さ方向の位置が高い場合は、口金２を押さえる方向の荷重を付与するとよい。
【００８６】
両端に対して中央の高さ方向の位置が低い場合は、口金２を引き上げる方向の荷重を付与するとよい。
【００８７】
ここでは、例えば両端部に対して中央の高さ方向の位置が高い場合として説明する。
まず、測定器８１ｃの値を確認しながら、操作部７９を操作し荷重調整機構７４を時計回りに回転させる。
【００８８】
すると、上ストッパ７６と下ストッパ７７が下方向に移動していく。
さらに荷重調整機構７４を回転させていくと、上ストッパが荷重発生部７３ａを圧縮していくことで下向きの荷重が発生する。
そして、この荷重が連結部７５を介して口金２へ付与され、口金２が変形を開始する。
【００８９】
さらに荷重調整機構７４を回転させていき、測定器８１ｃの値が所望の値となったら、荷重調整機構７４を回転を止める。
【００９０】
なお、この時、荷重発生部７３ｂはまったく圧縮されていないフリーの状態であり、連結部７５に対していかなる荷重も付与していない状態にある。
【００９１】
次に、この状態で口金２を強固に固定するため、第２の口金固定手段７１ｂで口金２を固定する。
【００９２】
もし、第２の口金固定手段７１ｂが荷重を付与する方向、すなわち高さ方向に長手方向を有するボルトまたは固定ピンで固定するような構成とした場合は、口金２が口金ホルダー基材１ａ、１ｂと接触する面の高さ方向の位置に倣って変形してしまう。その結果、荷重付与手段７２で口金２へ与えた所望の変形量が変わり、口金２と基板４間のギャップが悪化する。
【００９３】
したがって、第２の口金固定手段７１ｂは、前記口金を前記口金ホルダーの前記荷重付与手段により荷重を付与する方向および前記口金の長手方向に平行な面に固定することが好ましい。
【００９４】
なお、第１の固定手段については、この限りではなく、荷重付与手段７２で荷重を付与した際、口金２が高さ方向にずれないよう高さ方向に方向長手方向を有するボルトまたは固定ピンであっても良いし、固定時の締結力や付与する荷重の大きさとの兼ね合いで、口金２が口金ホルダー１からずれないのならば、前記荷重付与手段により荷重を付与する方向および前記口金の長手方向に垂直な方向に長手方向を有するボルトまたは固定ピンであってもよい。
【００９５】
図７（ａ）、（ｂ）は、口金２の先端部をクリーニングしている状態を示した図である。
ゴムロール８３で支持された布８４が、口金２と接触することで口金２の先端部をクリーニングする。
【００９６】
口金２と基板４間のギャップ調整が完了してから、リニアガイド１５ａ、１５ｂによって支持された口金ホルダー１を移動させ、口金２を布８４に接触させる。
この時、長手方向に関して、口金全域を均一にクリーニングするため、数ｍｍオーダーで口金２を布８４に押さえつける。すると、布８４を支持しているゴムロール８３が弾性変形することにより、口金全域に接触することができ、結果、均一にクリーニング可能となる。
【００９７】
つまり、この状態では口金２に対してゴムロール８３が荷重を付与していることとなり、口金２の変形量が変わる可能性もあるため、口金２は、第１の口金固定手段７１ａと第１の口金固定手段７１ｂからなる複数の位置に配した口金固定手段により、強固に締結することが好ましい。
【００９８】
また図６（ｃ）に示したように、口金ホルダー基材１ａ、１ｂの口金固定手段の下方は、口金２を支持するような形状としてもよい。このようにすることで、万が一、口金固定手段が破損した場合でも、口金２が口金ホルダー１から落下することを防ぐことができる。
【００９９】
また、荷重付与手段７２を用いて口金２へ与える変形量をさらに小さくしてより高精度にギャップを調整したいときは、荷重発生部７３ａ、７３ｂバネ定数を小さくすればよいが、その他の手段として、第１の口金固定手段７１ａと第２の口金固定手段７１ｂを締結した後、荷重付与手段７２で荷重を付与しても良い。
【０１００】
つまり、変形対象物である口金２の剛性が高まることから、より高い荷重を付与することが必要となる。これは、荷重発生部７３ａまたは７３ｂをより多く圧縮させるということなので、荷重調整機構７４の操作量を大きくすることができる。つまり、荷重調整機構７４の操作量に対して、口金２の変形量を小さくするよう、バネ定数の小さなものを選定することで、操作量に対する口金２の変形の感度を鈍くすることと同様の効果が得られることがある。
【０１０１】
図８（ａ）、（ｂ）に荷重付与手段７２の配置について別の実施態様を示す。
【０１０２】
荷重付与機構７２は、口金２を所望の方向に変形させることができるのであれば、その配置や個数は特に限定されるものではなく、図８（ａ）に示すとおり、口金２の両側面に配置してもよいし、図８（ｂ）に示すとおり口金２の真上に配置することも可能である。
【０１０３】
次に、本発明に係る塗液の塗布装置の全体構成を説明する。
【０１０４】
図１において、基板４はテーブル７の上に載置され、テーブル７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、基板４には塗布領域６８がある。テーブル７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、Ｘ軸駆動部１２上に設けられたリニアガイド１１ａ、１１ｂなどで構成されたＹ軸駆動部１１に搭載され、テーブル７がリニアガイド１１ａ、１１ｂに沿って機台１３のＹ軸方向に移動するとともに、θ軸部材を中心として回動する。Ｘ軸駆動部１２は、機台１３上に設けられたリニアガイド１２ａ、１２ｂなどによって構成され、テーブル７がリニアガイド１２ａ、１２ｂに沿って機台１３のＸ軸方向に移動する。これらＸ軸駆動部１２およびＹ軸駆動部１１は互いに直交するように調整されている。Ｘ軸駆動部１２は、基板４に塗液を塗布するための、口金２と基板４の相対移動手段であって、塗布動作においてはテーブル７をＸ軸方向に移動させる。
【０１０５】
機台１３の中央部上方には、Ｘ軸駆動部１２によって移動するテーブル７が通過するように門型の支持台１４が、Ｘ軸と直交する形で設けられている。支持台１４の下流側（図面における奥側）には、リニアガイド１５ａ、１５ｂによって構成されたＺ軸駆動部１５が設けられている。口金ホルダー１は、その両端がリニアガイド１５ａ、１５ｂによって支持され、リニアガイド１５ａ、１５ｂに沿ってテーブル７の面に対して垂直方向に移動する。口金ホルダー１には塗液を吐出する口金２が、機台１３のＹ軸方向中央を基準にして取り付けられる。
【０１０６】
ここで、本発明に係る装置に用いられる口金について説明する。
【０１０７】
図９は、図１に示した口金２のＹ方向における縦断面図を示しており、図１０は口金２のＸ方向における縦断面図を示している。口金２は、塗液５５を溜める塗液溜め部５２と、塗液５５を吐出する吐出開口部５３と、塗液溜め部５２に塗液５５を供給するための塗液供給口５４を有する。吐出開口部５３は、口金２の幅方向に直線状に配列された複数の吐出孔５６からなる。塗液供給口５４は、塗液溜め部５２に挿入された、パイプ５７の先端に開口した孔である。また、図１の支持台１４の口金上方には、塗液溜め部５２の塗液の液面高さを検出するための液面センサ５８が取り付けられており、液面高さを計測することができるように構成されている。
【０１０８】
口金は、塗布領域６８のサイズに合わせて選択されるが、本実施形態においては塗布領域６８に形成された全ての溝（凹部）に対して１回の塗布動作で塗液を付与できるよう、溝に対応した数、ピッチで吐出孔が略一直線状に配列されている。すなわち、本実施形態は、プラズマディスプレイの背面板に塗液を付与する装置であり、口金２はＲ、Ｇ、Ｂのいずれかの蛍光体粉末を含んだ塗液が塗布される溝に対応した数、ピッチで吐出孔を有している。
口金２には、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４１を介して塗液タンク４３が接続される。塗液タンク４３には所定圧力の気体圧力源４４が配管を介して接続されている。また、口金２には、吐出孔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換バルブ４２を介して所望圧力の気体圧力源４４に接続されている。切換バルブ４２は三方弁であり、塗液溜め部５２、気体圧力源４４にそれぞれ接続されるほか、切り換えることで大気に開放されるように構成されている。
【０１０９】
口金２への塗液供給は、切換バルブ４２を大気開放にした状態で開閉バルブ４１を開くことにより行い、塗液溜め部５２の上部に空間を残す形で塗液を所定量供給する。続いて、塗液の吐出は切換バルブ４２を気体圧力源４４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。
【０１１０】
基板への塗布工程は、口金２の塗液溜め部５２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、それらをたとえば交互に繰り返す。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５２内の塗液のうち一部（所定量）を使って塗布領域１面に塗布する。これにより、塗液溜め部５２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。
【０１１１】
そして、支持台１４の上流側（図面における手前側）の側面には、基板４の塗布領域６８の位置を計測する第１の位置センサとしてカメラ２１、２３が取り付けられ、かつ、塗布領域６８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２２が取り付けられている。これらのカメラは、それぞれ、支持台１４のＹ軸方向に独立して移動可能となるように、ＸおよびＺ軸方向の微調整機構を介してＹ１搬送部２４、Ｙ３搬送部２６、Ｙ２搬送部２５に取り付けられている。このＹ１〜Ｙ３搬送部は、リニアガイド１４ａ、１４ｂによって構成され、カメラ２１，２２，２３は、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構成されている。また、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ている。
【０１１２】
さらに、本実施形態においては、コンピュータなどにて構成される制御部３１と、サーボモーターなどで構成される移動駆動部３４が設けられている。制御部３１は、移動制御部３３を有し、移動制御部３３は移動駆動部３４を介して塗布装置の動作を制御し、基板４と口金２とを、Ｘ方向に相対移動させる。また制御部３１は、塗布条件を入力表示するタッチパネル部を備えた供給制御部３２を有し、口金２への塗液の供給、口金からの塗液の吐出を制御する。
【０１１３】
続いて、塗液を塗布する基板について説明する。図１１は、基板４を上から見た一例を示す図である。基板４には塗布領域６８がある。塗布領域６８のそれぞれには、塗布方向にのびる直線状の隔壁３５が全面に渡り所定間隔で形成され、隔壁の間に溝（凹部）を形成している。なお、図示しないが、背面板としての基板の輝度向上、消費電力低減といった性能向上のためには、該隔壁間に溝を分断する横隔壁を形成してもよい。塗布領域６８の四隅付近には、基板面に形成された隔壁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、塗布領域の隔壁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、隔壁パターンとアライメントマークの位置関係が精度良く形成される。アライメントマークは、Ａ１とＡ３を結ぶ直線が隔壁の長手方向と平行になるように、また、Ａ１とＡ２を結ぶ直線が隔壁の長手方向と直交するように設けられる。そして、本実施形態においては、基準溝位置（基準凹部）を各塗布領域の中央の溝位置（凹部）とする。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とアライメントマークの距離Ｙｓは基板情報として制御部３１に与える。
【０１１４】
次に、この基板と口金との位置合わせについて説明する。図１２は、上述の装置に上述の基板を配置した状態を示す部分上面図（a）および部分正面図（ｂ）である。Ｘ軸駆動部１２の上流側端面には、口金２の位置を検出する位置センサとしてカメラ２７が、機台のＹ軸方向中央の位置に取り付けられている。また、口金２のそれぞれの下面（吐出孔面）には、一列に並べられた吐出孔の中央近傍に、基板の基準溝（基準凹部）と位置あわせする基準吐出孔の位置を示すマークＭが付されている。従って、Ｘ軸を操作することにより、カメラ２７によって口金２の基準孔の位置を計測し、それぞれのＸ軸、Ｙ軸座標を記憶させる。
【０１１５】
そして、基板４においては、機台１３のＹ軸方向中央を基準にしてあらかじめ基板情報に基づき位置決めしたカメラ２１、２３の位置に、テーブルのＸ軸を操作して下流側２個のアライメントマークＡ１、Ａ２を移動させ、各々の位置を計測する。さらに、カメラ２２により基板の基準溝のＹ軸方向の位置を計測する。なお、カメラ２１，２２，２３，２７の相対位置情報はあらかじめ制御部３１に与えておく。こうして求めた口金２の基準吐出孔の位置座標と、塗布領域６８の基準溝位置座標を基に、テーブルのＹ軸、θ軸を動作させて、各塗布領域において基板と口金各々の相対位置合わせを行う。
【０１１６】
このように、Ｙ軸方向において、塗布領域の基準溝を中央に、そして口金の基準孔も中央にすることで、基板４の歪みや口金２の加工精度による位置ずれ誤差を半減でき、塗布領域６８に形成された全ての溝中心に対向して、口金２の吐出孔を位置合わせできる。
続いて塗布動作について説明する。塗布を開始する場合は、まず、口金２の塗液溜め部内に塗液を供給する。塗液の供給は前述したように図１の切換バルブ４２を大気開放にした状態で開閉バルブ４１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。
【０１１７】
この動作は口金２内への塗液供給と並行して行うことが可能で、そうすることで口金２への塗液供給の待ち時間を少なくすることができる。
【０１１８】
テーブル７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４を搭載し、塗布方向にのびる隔壁がテーブルの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４をテーブル７上部に横持ちする。テーブル７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。
【０１１９】
次に、塗布領域６８に塗液５５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７を移動させて、塗布領域６８のアライメントマークＡ１、Ａ２をカメラ２１、２３の視野に入れる。次に、カメラ２１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２３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。
【０１２０】
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２１の視野中心にアライメントマークＡ１を位置合わせする。
【０１２１】
この時点で、カメラ２２の視野内には塗布領域６８の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７のＹ軸を移動することで、口金２の基準孔と塗布領域６８の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。
【０１２２】
位置決めが終わると塗液の塗布動作に移る。口金２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７のＸ軸を塗布領域６８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口金２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に示した切換バルブ４２により行う。
【０１２３】
これで塗布領域６８への塗液５５の塗布が終了したことになる。なお、塗布が終わった口金を基板から離間させることで、吐出孔周辺の残存塗液が基板面に付着するのを防止できる。
塗布を終了すると、基板排出に移る。基板４の排出はテーブル７を下流端に移動し、吸着した基板４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４を排出した時点で一連の動作が終了する。連続して基板４に塗布する場合には、上記塗液供給から開始する。
なお、上述した態様は、口金を固定し、テーブル（基板）を移動することで塗液を基板に塗布する態様であったが、口金を移動し、テーブル（基板）を固定することで塗液を基板に塗布しても同様の効果が得られる。
【実施例】
【０１２４】
＜実施例１＞
図１、２に示す口金ホルダー、塗布装置を用いて、口金の調整を行った。
口金は長さが９９０ｍｍ、重量は４５ｋｇのものを用いた。
口金の長手方向に関して、たわみが１０μｍ未満になるように調整することとする。
口金固定手段は、長手方向に関して６箇所設け、Ｍ６のボルトで締結固定するようにした。
荷重付与機構は、長手方向口金の中央に１箇所とした。
６箇所の口金固定手段のうち、長手方向に関して最両端にある口金固定手段の位置は、口金の端部から５０ｍｍの位置（口金の長手方向両端から約５％の位置）とした。
【０１２５】
荷重発生部には、直径φ２５ｍｍ×自由長さ２５ｍｍの圧縮コイルバネを用いた。圧縮コイルバネは２つ用い、上向き荷重と下向き荷重を与えらるよう構成した。両者のバネ定数は、８３Ｎ／ｍｍである。
【０１２６】
荷重調整機構は、Ｍ１６（ピッチ２ｍｍ）のボルトとコイルバネから構成されボルトを１回転させることで２ｍｍの変化量をコイルバネに与えることができるようにした。
口金の長手方向のたわみを確認するために、塗布機のテーブルに測定器を口金長手方向に関して、口金両端部と中央部に対応する位置に３箇所設置した。
測定器は、市販のリニアゲージ『ミツトヨ製 ５４２シリーズ ＬＧＦ−０１１０Ｌ』を用いた。そして、両端の測定点を基準（ゼロ）とした時、中央の測定点において最も大きな値を口金のたわみとした。
まず、口金を口金ホルダーに装填し、口金ホルダー基材とボルトで締結する。この時点では、第一固定手段である口金両端部のみをボルトで締結する。
【０１２７】
次に、テーブルを動かし口金の真下に測定器を移動させ口金のたわみを測定する。
【０１２８】
結果、たわみは中央部がテーブル側に近い傾向で１８μｍとなった。
【０１２９】
そして、荷重付与手段で口金に荷重を付与するために荷重調整機構を回す。
【０１３０】
ネジは右ネジを用いたので、口金の中央部を基板と遠ざける方向に変形させるために、反時計方向に回す。
【０１３１】
すると、下側のコイルバネが圧縮され、口金に荷重が付与されていく。
測定器の値を確認しながらさらに荷重調整機構を回し、所望の１０μｍ未満の値になったので、操作をやめた。
【０１３２】
結果、両端の測定点を基準（ゼロ）とした時、中央の測定点は６μｍとなった。
また、この時、荷重調整機構のネジは３回転させており、コイルバネは６ｍｍ圧縮されることで約５００Ｎの荷重を生じていたことになる。
【０１３３】
続いて、この調整した結果を強固に維持するために、第二固定手段である残りの４箇所をボルトで締結固定した。
【０１３４】
そして、この状態で基板に塗布を行ったところ、非常に良好な塗布品位の製品を得ることができた。
【０１３５】
次に、別の口金に交換し再度、調整した。
【０１３６】
先ほどとは異なる作業者が調整作業を行った。
【０１３７】
同様の手順で口金ホルダーに口金を装填し、第一固定手段である両端のみを締結した。
【０１３８】
結果、たわみは中央部がテーブル側に近い傾向で１１μｍとなった。
【０１３９】
測定器の値を確認しながらさらに荷重調整機構を回し、８μｍになったので、操作をやめ、第二固定手段である残りの４箇所をボルトで締結固定した。この時、ボルトは１．５回転回していた。
【０１４０】
以上のように、いかなる作業者でも容易に数μｍ〜オーダーの調整が可能であり、かつ、調整の際の操作量が大きいことから、個人誤差などの影響を受けずに高精度な調整が可能であることがわかる。
【０１４１】
続いて、図７（ｂ）に示す口金のクリーニング装置を使って、口金先端のクリーニングを行った。
【０１４２】
ゴムロールは、金属の軸にゴムがライニングされたものである。その表面には帯状の布が通過し、口金に接触することで拭き取り洗浄を行う。
ゴムは、シリコンゴム（ゴム硬度６０°）をライニングし、布は『東レ製 トレシー』を用いた。
【０１４３】
口金をゴムロールに約１．５ｍｍ押し込んで、布でクリーニングを行った。
そして、測定器でたわみの確認を行ったところ、先ほどと同様に８μｍのたわみのままであり、クリーニング装置の外力により調整結果が変化しないことがわかった。
＜実施例２＞
図１、４に示す口金ホルダー、塗布装置を用いて、口金の調整を行った。
【０１４４】
荷重付与手段以外は実施例１と同様である。
【０１４５】
荷重発生部には、市販の空気シリンダー『ＳＭＣ製 ＣＵ３２シリーズ』を用いた。
【０１４６】
まず、口金を口金ホルダーに装填し、口金ホルダー基材とボルトで締結する。この時点では、第一固定手段である口金両端部のみをボルトで締結する。次に、テーブルを動かし口金の真下に測定器を移動させ口金のたわみを測定する。
【０１４７】
結果、たわみは中央部がテーブル側に近い傾向で２０μｍとなった。
【０１４８】
そして、荷重付与手段で口金に荷重を付与するために電磁弁を作動させ、口金の中央部を基板から遠ざける方向に変形させるために、空気シリンダーのロッド側に圧力をかける。
次に荷重調整機構である減圧弁を操作し、空気圧を高めていくことで、口金に荷重が付与されていく。
【０１４９】
測定器の値を確認しながらさらに荷重調整機構を操作し、所望の１０μｍ未満の値になったので、操作をやめた。
【０１５０】
結果、両端の測定点を基準（ゼロ）とした時、中央の測定点は７μｍとなった。
また、この時、空気圧は０．６ＭＰａ、空気シリンダーの断面積は３２ｍｍ２であるので、約５００Ｎの荷重を生じていたことになる。続いて、この調整した結果を強固に維持するために、第二固定手段である残りの４箇所をボルトで締結固定した。
【０１５１】
そして、この状態で基板に塗布を行ったところ、非常に良好な塗布品位の製品を得ることができた。
【０１５２】
次に、別の口金に交換し再度、調整した。
【０１５３】
先ほどとは異なる作業者が調整作業を行った。
【０１５４】
同様の手順で口金ホルダーに口金を装填し、第一固定手段である両端部のみをボルトで締結した。
【０１５５】
結果、たわみは中央部がテーブル側に近い傾向で１０μｍとなった。
【０１５６】
測定器の値を確認しながらさらに荷重調整機構を操作し、６μｍになったので、操作をやめ、第二固定手段である残りの４箇所をボルトで締結固定した。この時、空気圧は約０．４ＭＰａであった。
【０１５７】
以上のように、いかなる作業者でも容易に数μｍ〜オーダーの調整が可能であり、かつ、調整の際の操作量が大きいことから、個人誤差などの影響を受けずに高精度な調整が可能であることがわかる。続いて、実施例１と同様に図７（ｂ）に示す口金のクリーニング装置を使って、口金先端のクリーニングを行った。
測定器でたわみの確認を行ったところ、先ほどと同様に６μｍのたわみのままであり、クリーニング装置の外力により調整結果が変化しないことがわかった。
＜比較例１＞
図２に示したコイルバネを取り除き、それ以外は実施例１と同様にして口金の調整を行った。
【０１５８】
まず、口金を口金ホルダーに装填し、口金ホルダー基材とボルトで締結する。この時点では、第一固定手段である口金両端部のみをボルトで締結する。
【０１５９】
次に、テーブルを動かし口金の真下に測定器を移動させ口金のたわみを測定した。
結果、たわみは中央部がテーブル側に近い傾向で１７μｍとなった。
【０１６０】
そして、荷重付与手段で口金に荷重を付与するために荷重調整機構を回す。
ネジは右ネジを用いたので、口金の中央部を基板と遠ざける方向に変形させるために、反時計方向に回す。
【０１６１】
すると、下ストッパが上昇し、連結部に軽く接触させた。
【０１６２】
この時点で、測定器の値を確認すると両端の測定点を基準（ゼロ）とした時、中央の測定点は−３８μｍとなり、従来と逆方向のたわみ、つまり中央部がテーブルから遠ざかる方向にたわみが大きくなってしまった。
【０１６３】
そのため、ネジ部を時計方向に回し、下ストッパを連結部から離した。
【０１６４】
次いで、再度、下ストッパを慎重に接触させた。しかし、結果は、−２４μｍとなり先ほどと同様、中央部がテーブルから遠ざかる方向のたわみとなった。
【０１６５】
よって、この状態を良化させるために、ネジ部を大凡１０°時計方向に回転させたところ、中央部はテーブル側に近い傾向で１１μｍとなった。
【０１６６】
口金および口金ホルダーの剛性により、操作量＝たわむ変化量とはならないものの、操作量の影響が大きすぎるため極めて調整しづらく、また１０μｍ未満に抑えることが困難な結果となった。
【０１６７】
本調整では、作業者の感覚的な要素や熟練が必要とされ、誰でも容易に調整できないことがわかった上に、調整に時間を要するという問題も明らかになった。
【産業上の利用可能性】
【０１６８】
本発明は、プラズマディスプレイパネルの塗布装置に限らず、液晶用カラーフィルター
（ＬＣＭ）の塗布装置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】
【０１６９】
１ 口金ホルダー
１ａ，１ｂ 口金ホルダー基材
２ 口金
３ 支持部
４ 基板
６ 移載装置
７ テーブル
１１ Ｙ軸駆動部
１１ａ、１１ｂ リニアガイド
１２ Ｘ軸駆動部
１２ａ，１２ｂ リニアガイド
１３ 機台
１４ 支持台
１４ａ，１４ｂ リニアガイド
１５ Ｚ軸駆動部
１５ａ，１５ｂ リニアガイド
２１ カメラ
２２ カメラ
２３ カメラ
２４ Ｙ１搬送部
２５ Ｙ２搬送部
２６ Ｙ３搬送部
２７ カメラ
２８ａ，２８ｂ 当接面
２９ 支持面
３０ 保持手段
３１ 制御部
３２ 供給制御部
３３ 移動制御部
３４ 移動駆動部
３５ 隔壁
４１ 開閉バルブ
４２ 切換バルブ
４３ 塗液タンク
４４ 気体圧力源
５２ 塗液溜め部
５３ 吐出開口部
５４ 塗液供給口
５５ 塗液
５６ 吐出孔
５７ パイプ
５８ 液面センサ
６８ 塗布領域
７１ａ 第１の口金固定手段
７１ｂ 第２の口金固定手段
７２ 荷重付与手段
７３、７３ａ、７３ｂ 荷重発生部
７４ 荷重調整機構
７５ 連結部
７６ 上ストッパ
７７ 下ストッパ
７８ ネジ部
７９ 操作部
８０ スライド機構
８１ａ、８１ｂ、８１ｃ 測定器
８２ 電磁弁
８３ ゴムロール
８４ 布
Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４ アライメントマーク
【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）、光学フィルタ、プリント基板、半導体等の特に高粘度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、ガラス基板など被塗布対象物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液の塗布装置および方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に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ることで、キセノンガスから波長１４７ｎｍを中心とする紫外線を生じ、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。Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）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には、電極が放電空間に露出している直流型（ＤＣ型）と、絶縁層で覆われている交流型（ＡＣ型）の２タイプがある。ＡＣ型は、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ペーストが、背面板に形成されたストライプ状あるいは格子状の隔壁間に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、蛍光体を一定のパターン状に塗り分ける技術が重要となる。
【０００４】
この種の塗布工程には、従来、スクリーン印刷が使用されていたが、近年においては、複数の吐出孔を有する口金を使用し、この口金を背面板と対向させ、相対的に移動させながら、蛍光体ペーストを凹部に充填する方法が検討、提案されている（特許文献１参照）。
【０００５】
この方法では、背面板と口金吐出孔出口との距離（以降、ギャップとする）は、数十μｍから数百μｍ程度にする必要がある。背面板の凹部に、複数の吐出孔から均一に蛍光体ペーストを充填するには、このギャップを全吐出孔で等しく、かつ、適切な範囲に設定する必要がある。ギャップが狭すぎると背圧によってペーストが出にくく、所望の吐出量を凹部に充填することができない。更に狭くなれば、ペーストが吐出孔周りに付着して塗布すらできなくなる。また、ギャップが広すぎると、吐出孔から出たペーストの柱状流が、口金と背面板の相対移動によって生じた随伴流の影響を受けてふらつき、凹部に塗布できなくなる。よってギャップは、全吐出孔均一に、かつ、適切な範囲に設定する必要がある。
【０００６】
しかしながら近年、背面板は大型化する傾向にあり、それに伴い口金も長尺化され、背面板を載せるテーブルも大きくなり、口金と背面板のギャップを均一に保つのが難しくなっている。
【０００７】
具体的に、口金は長手方向において１ｍを超えるような長尺口金であり、ギャップを均一に保つためには口金自身の加工精度を向上し高精度な真直度を得る必要がある。しかし、高精度加工技術のハードルは高く、必要とする精度を得るためには、加工のコストアップや、加工時間の増大をまねく。テーブルについても同様であり、大型化することで加工のコストアップや加工時間の増大をまねく。
【０００８】
他にも、口金の自重たわみによる変形が無視できなくなり、また、テーブルも自重たわみによる変形でその平面度が悪くなることも考えられ、その結果、ギャップを均一に保つことが困難となり、大型の背面板への蛍光体ペーストの塗布を精度良く行うことができないという問題があった。
【０００９】
ギャップを一定に保つ方法としては、たとえばスリットダイの保持部を工夫し、スリットダイのスリッと被塗布部材表面との間のギャップを均一に調整する方法が提案されている。（特許文献２）
具体的には、スリットダイがダイ支持部材を介し、複数の引きボルトと押しボルトにより変形せしめられ、ギャップの調整を行う方法が開示されている。
しかしながら、特許文献２記載の方法では、ダイを変形させるためにボルトを用いているため、高精度で微細な調整が困難であることが伺える。
例えばギャップを均一に調整するためにダイを数μｍから１０μｍのオーダーで変形させて調整する時、前記引きボルトや押しボルトにＭ８サイズ（メートル細目ネジ）を用いた場合、そのピッチは１ｍｍである。つまり、ボルトを１回転させることで、大凡１ｍｍの変化量をダイへ与えることとなる。つまり、ダイを１０μｍ変形させたいとき、ボルトは１／１００回転させることになる。調整は人手による作業であり、１／１００回転という極めて微小な動作は、個人誤差を含むため再現性に乏しく、毎回、所望の調整結果を安定して得ることが極めて困難である。
【００１０】
さらに、特許文献３には、固定ネジによりダイをダイ支持部材に吊り下げ固定し、固定ネジの両側にダイを押し引きするネジを設けてギャップの調整を行う方法が開示されている。
【００１１】
この方法でも、特許文献２と同様に、押し引きに用いるネジピッチの問題から、毎回、所望の調整結果を安定して得ることが極めて困難である。
【００１２】
更に、塗布の前にはダイ先端部をクリーニング装置、例えばゴムロールに布を巻いたようなものをダイ先端部に押し当てて摺動させ、クリーニングすることが一般的である。このとき、ダイに外力が加わることになるため、ダイはギャップ調整後、支持部材に強固に固定されている必要がある。
【００１３】
しかし、押し引きに用いるボルトについて、一般的にネジ部には、微小なガタがあるため、特許文献２や３に記載の方法だと、ギャップ調整したのにもかかわらず、ガタのぶんだけダイの変形量が変わり、ギャップを均一に保てなくなるという問題もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開平１０−２７５４３号公報
【特許文献２】特開平６−１４２５８８号公報
【特許文献３】特開２００４−１４６０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、
口金と基板間のギャップを口金全長に渡って、再現性良く高精度に調整することができ、かつ、調整した状態を安定して維持できることから、塗液を高品位に塗布することが容易な塗液の塗布装置と塗布方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記目的を達成するために、本発明は、
基板を固定するテーブルと、塗液を吐出する口金と、該口金を該基板に対面させて支持する口金ホルダーと、該テーブルと該口金とを相対移動させる移動手段とを有する塗布装置であって、該口金ホルダーは、口金ホルダー基材と、該口金の長手方向に離散する複数の位置で該口金を該口金ホルダー基材に固定する口金固定手段、ならびに該口金に対して該基板の表面に垂直な方向に荷重を付与する荷重付与手段を少なくとも１つ有し、該荷重付与手段は荷重を発生する荷重発生部および該荷重の大きさを調整するための荷重調整機構を有する。
【００１７】
また、前記荷重付与手段は、前記口金に付与する荷重の向きおよび大きさを変更可能であることが好ましい。
【００１８】
また、前記荷重発生部が、弾性部材からなることが好ましく、空気シリンダーであっても良い。
【００１９】
また、前記口金固定手段のうち、少なくとも２つは、それぞれ前記口金の長手方向に関して両端から長手方向長さの２５％以内の位置に配置することが好ましく、
前記荷重付与手段の少なくとも１つは、前記口金の長手方向に関して前記口金の中間位置に配置することが好ましい。
【００２０】
また、前記口金固定手段は、前記荷重付与機構で荷重を付与する前に前記口金を固定する第１の口金固定手段と、前記荷重付与機構で荷重を付与した後に前記口金を固定する第２の口金固定手段からなり、該第２の口金固定手段は、前記口金を前記口金ホルダーの前記荷重付与手段により荷重を付与する方向および該口金の長手方向に平行な面に固定することが好ましい。
【００２１】
また、前記口金に対して前記基板の面に垂直な方向に荷重を付与し、該口金を変形させて塗布することが好ましい
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、
基板を固定するテーブルと、塗液を吐出する口金と、該口金を該基板に対面させて支持する口金ホルダーと、該テーブルと該口金とを相対移動させる移動手段とを有する塗布装置であって、該口金ホルダーは、口金ホルダー基材と、該口金の長手方向に離散する複数の位置で該口金を該口金ホルダー基材に固定する口金固定手段、ならびに該口金に対して該基板の表面に垂直な方向に荷重を付与する荷重付与手段を少なくとも１つ有し、該荷重付与手段は荷重を発生する荷重発生部および該荷重の大きさを調整するための荷重調整機構を有するので、口金を高精度に変形させることができる。これにより、口金と基板間のギャップを口金全長に渡って、再現性良く高精度に調整することができることから、容易に塗液を高品位に塗布することが可能となる。
【００２３】
また、前記荷重付与手段を、前記口金に付与する荷重の向きおよび大きさを変更可能とすることによって、口金を基板の表面に垂直な方向に対して、近づける方向や遠ざける方向に変形させることができる。これにより、口金またはテーブルの自重たわみが大きい場合や加工精度が悪い場合でも、口金に所望の変形を与えることで口金と基板間のギャップを口金全長に渡って、再現性良く高精度に調整することができる。また、口金またはテーブルを高精度に加工する必要もないことから、加工のコストを抑えることが可能となる。
【００２４】
また、前記荷重発生部を、弾性部材とすることによって、弾性部材の圧縮量から発生する荷重で口金を変形させることから、数μｍから数十μｍオーダーの口金変形量に対して、荷重を調整するために操作する弾性部材の圧縮量を大きくでき、微小な口金変形量を個人誤差などの影響を受けずに、再現性良く高精度に調整することができる。その結果、口金と基板間のギャップを口金全長に渡って、再現性良く高精度に調整することができることから、容易に塗液を高品位に塗布することが可能となる。
【００２５】
また、前記荷重発生部を、空気シリンダーとすることによって、
空気シリンダーが発生する荷重で口金を変形させることから、口金変形量を圧縮空気の圧力を操作することで調整するので、数μｍから数十μｍオーダーの変形量に対して、荷重を調整するために操作する圧力範囲を大きくでき、微小な口金変形量を個人誤差などの影響を受けずに、再現性良く高精度に調整することができる。
また、前記口金固定手段を、前記荷重付与機構で荷重を付与する前に前記口金を固定する第１の口金固定手段と、前記荷重付与機構で荷重を付与した後に前記口金を固定する第２の口金固定手段からなるように構成し、該第２の口金固定手段を、前記口金を前記口金ホルダーの前記荷重付与手段により荷重を付与する方向および該口金の長手方向に平行な面に固定することによって、第２の口金固定手段を用いて口金を高精度に変形させた状態で固定できることから、口金と基板間のギャップを口金全長に渡って、より強固に調整された状態を維持することができる。その結果、口金に外力が加わることがあっても、安定して高品位な塗布を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】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２】本発明の塗布装置に用いる口金ホルダーの一例の正面図である。
【図３】図２に示した荷重付与機構の別の実施態様の拡大図である。
【図４】図２に示した荷重付与機構のさらに別の実施態様の拡大図である。
【図５】口金と基板間のギャップを調整するまでの手順を示した拡大図である。
【図６】口金と基板間のギャップを調整するまでの手順を示した拡大図である。
【図７】口金の先端部をクリーニングしている状態を示した拡大図である。
【図８】図２）に示した荷重付与機構のさらに別の実施態様の拡大図である。
【図９】図１に示した口金のＹ方向断面図である。
【図１０】図１に示した口金のＸ方向断面図である。
【図１１】図１の装置に搭載された基板の上面図である。
【図１２】図１の装置の部分拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
本発明の塗布装置は、
基板を固定するテーブルと、塗液を吐出する口金と、該口金を該基板に対面させて支持する口金ホルダーと、該テーブルと該口金とを相対移動させる移動手段とを有するもので、
たとえば、プラズマディスプレイパネル用部材における蛍光体塗布工程に特に好ましく適用することができるものである。すなわち、赤、緑、青の３種類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プラズマディスプレイパネル用基板に塗布する際に好適に用いることができる。
【００２８】
図１に、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を示し、図２に口金ホルダー１の詳細図を示す。図２（ａ）は正面図、（ｂ）はＡ−Ａ断面における拡大図、（ｃ）はＢ−Ｂ断面における拡大図である。
【００２９】
これら図に示すように、口金ホルダー１の両端は、Ｚ軸駆動部１５に構成されたリニアガイド１５ａ、１５ｂによって支持されており、テーブル７の面に対して垂直方向に移動可能な構成となっている。
【００３０】
口金ホルダー１は、口金ホルダー基材１ａ、１ｂと、該口金２の長手方向に離散する複数の位置で該口金２を該口金ホルダー基材１ａ、１ｂに固定する口金固定手段（第１の口金固定手段７１ａおよび第２の口金固定手段７２ｂ）、ならびに該口金２に対して該基板４の表面に垂直な方向に荷重を付与する荷重付与手段７２を少なくとも１つ有し、該荷重付与手段７２は荷重を発生する荷重発生部７３ａ、７３ｂおよび該荷重の大きさを調整するための荷重調整機構７４を有している。
【００３１】
口金固定手段としては、ボルトまたは固定ピンを用いることが好ましいが、一般的にはボルトを用いることが多く、例えば口金ホルダー基材１ａ、１ｂに穴を形成し、口金２にネジを切って締結固定するが、確実に固定できるものであれば、その手段は特に限定するものではない。
【００３２】
また、口金固定手段は口金２の長手方向に離散する複数の位置に設けて、口金ホルダー基材１ａ、１ｂへ口金２をより強固に固定できることが好ましい。
また、口金２の長手方向に関して口金固定手段は、口金２の中央に対称となるよう配置することが好ましい。そうすることで、口金２を口金ホルダー基材１ａ、１ｂへ固定する際、口金２が捩れたりすることを抑制できる。
なお、ここで長手方向とは図１に示したＹ方向のことを指し、幅方向とはＸ方向のことであり塗布方向を指し、高さ方向をＺ方向とする。
【００３３】
荷重付与手段７２は、口金ホルダー基材１ａに固定されており、連結部７５を介して荷重発生部７３ａ、７３ｂで発生する荷重を口金２に付与する。付与する荷重の大きさおよび向きの調整は、荷重調整機構７４を操作することで行う。
【００３４】
荷重発生部７３ａ、７３ｂは、弾性部材からなり、該弾性部材を圧縮することで荷重を発生させる。
【００３５】
荷重発生部７３ａは口金２を基板４に近づける方向へ荷重を発生させ、７３ｂは、口金２を基板４から遠ざける方向へ荷重を発生させるようになっている。
【００３６】
弾性部材としては、寸法、バネ定数など様々なバリエーションがあり、かつ入手しやすいものとしてコイルバネを用いることが好ましい。
コイルバネは、圧縮バネや引張バネがあるが、どちらを用いるかは荷重付与手段７２の構成の仕方によって適宜決定すればよいし、さらに、板バネやゴムなどの弾性部材を用いることもできる場合がある。
【００３７】
荷重調整機構７４は、ネジ部７８と弾性部材を圧縮させるための上ストッパ７６と下ストッパ７７を有した棒状であり、荷重発生部７３ａ、７３ｂと連結部７５を貫通して口金ホルダー基材１ａにねじ込むよう構成している。
【００３８】
荷重調整機構７４の上部は、操作部７９を有しており、六角レンチやモンキーなどの工具を用いて回転できるような形状にしておくことが好ましく、わずかな力で荷重調整機構７４を回転させることが可能となる。他の手段としては、操作部７９の径を大きくしてローレット溝を形成することでも同様の操作が可能となる。もしくは、操作部７９をモーターと接続して遠隔操作で荷重調整機構７４を回転させてもよい。
【００３９】
また、より安定した調整作業を行えるように、口金２に対すう荷重の向きを高さ方向に規制するためのスライド機構８０を設けることが好ましい。そうすることで連結部７５が傾いて口金２に偏当たりすることがなくなる。なお、スライド機構８０は、リニアブッシュやリニアガイドを適用することができる。また、荷重調整機構７４が連結部７５を貫通する部分を摺動させることでその機能を代用することも可能である。
【００４０】
口金２を基板４に近づける方向（以下、下向き）へ荷重を付与するとき、操作部７９を操作し、荷重調整機構７４を時計回りに回す。
すると、荷重調整機構７４は、ネジ部７８のピッチに対応した距離を下向きに移動する。あわせて、上ストッパ７６と下ストッパ７７も一緒に移動し、上ストッパ７６が荷重発生部７３ａを圧縮していくことで口金２へ下向きの荷重を付与する。
この時、荷重の大きさは、荷重調整機構７４の移動距離、つまり荷重発生部７３ａを圧縮した距離と、荷重発生部７３ａのバネ定数で決定される。
【００４１】
一方、口金２を基板４から遠ざける方向（以下、上向き）へ荷重を付与するとき、操作部７９を操作し、荷重調整機構７４を反時計回りに回す。
【００４２】
すると、荷重調整機構７４はネジ部７８のピッチに対応した距離を上向きに移動する。あわせて、上ストッパ７６と下ストッパ７７も一緒に移動し、下ストッパ７７が荷重発生部７３ｂを圧縮していくことで口金２へ上向きの荷重を付与する。
この時も前述と同様、荷重の大きさは、荷重調整機構７４の移動距離、つまり荷重発生部７３ｂを圧縮した距離と、荷重発生部７３ｂのバネ定数で決定される。
【００４３】
例えば下向きに荷重を付与する場合、荷重調整機構７４のネジ部７８にＭ８サイズ（メートル細目ネジ、ピッチ１ｍｍ）を用い、荷重発生部７３ａにバネ定数１５０Ｎ／ｍｍの圧縮コイルバネを用いた場合、荷重調整機構７４を１回転させることで、１ｍｍの変化量を荷重発生部７３ａに与えることになる。その結果、荷重発生部が１ｍｍ圧縮することで１５０Ｎの荷重を口金２へ付与することで口金２が変形する。
【００４４】
上向きに荷重を付与する場合も同様の考え方で良いが、口金２の重量が非常に大きい場合は、口金２の自重を考慮した荷重を付与することが好ましい。
本発明では、このように口金２を所望の量だけ変形させることにより、口金２と基板４間のギャップを口金２の全長に渡って、再現性良く高精度に調整することができる。
【００４５】
特に、口金２の変形量を数μｍから数十μｍのオーダーで調整したいときは、荷重調整機構７４の操作量を大きくしつつも、口金２へ付与する荷重を小さくすることが好ましい。
つまり、荷重調整機構７４の操作量に対して、口金２の変形量を小さくするよう、バネ定数の小さなものを選定することで、操作量に対する口金２の変形の感度を鈍くすることが好ましく、その結果、荷重調整機構７４の操作時に生じる調整誤差や個人誤差の影響を受けにくくすることが可能となる。
【００４６】
この時、変形量は口金２の断面二次モーメントやヤング率によって左右されるので、これらを考慮してバネ定数を選定すればよい。
【００４７】
具体的には、口金２を変形させることで調整したい量に対して、いくらの荷重をかければ良いかをあらかじめ、たわみの計算式により求めておき、その荷重と荷重調整機構７４で操作したい操作量から荷重発生部７３ａ、７３ｂのバネ定数を適宜決定することが好ましい。
【００４８】
本図では、荷重発生部７３ａ、７３ｂを２つで構成し、７３ａは下向きの荷重を付与し、７３ｂは上向きの荷重を付与するよう独立したものとしている。
前述したように、口金２の自重を考慮した結果、下向きより上向きに荷重を付与する方がより大きな荷重が必要となる場合がある。そのため、下向きの荷重を付与する荷重発生部７３ａより荷重発生部７３ｂの方が大きなバネ定数のもの選定することが望ましい場合があり、そうすることでより高精度な調整が可能となることもあるが、要求する精度や調整の際の操作性によっては、これに限定するものではなく、同じバネ定数のものを用いても良い。
【００４９】
図３に図２に示した荷重付与機構の別の実施態様を示す。
【００５０】
図３（ａ）は、荷重を付与していないときの図であり、（ｂ）は下向きに荷重を付与したときの図である。
【００５１】
荷重発生部７３を１つで構成したものである。基本的には図２の場合と同様の操作であり、
下向きへ荷重を付与するとき、操作部７９を操作し、荷重調整機構７４を時計回りに回す。
すると、荷重調整機構７４は、ネジ部７８のピッチに対応した距離を下向きに移動し、荷重発生部７３を圧縮していく。その時、連結部７５の下方に対して荷重を付与することで口金２へ下向きの荷重を付与することが可能となる。
【００５２】
一方、図示しないが、上向きへ荷重を付与するとき、操作部７９を操作し、荷重調整機構７４を反時計回りに回す。
【００５３】
すると、荷重調整機構７４は、ネジ部７８のピッチに対応した距離を上向きに移動し、荷重発生部７３を圧縮していく。その時、連結部７５の上方に対して荷重を付与することで口金２へ上向きの荷重を付与することが可能となる。
【００５４】
以上のように要求する精度や調整の際の操作性、設置スペースなどを鑑み、荷重発生部７３を１つにして荷重付与手段７２をコンパクトに構成することも可能である。
【００５５】
また、図１において、テーブル７には口金２のたわみや変形量を測定するための測定器８１ａ、８１ｂ、８１ｃが長手方向に関して複数配置されている。
測定器８１ａ、８１ｂ、８１ｃは、要求される精度を測定できるならばいかなるものであっても良いが、具体的には、リニアゲージや非接触レーザー変位計などが高精度測定可能であるため好ましい。
【００５６】
測定器８１ａと８１ｂは、口金２両端の高さ方向の位置を測定し、８１ｃは口金２中央の高さ方向の位置を測定する。
【００５７】
テーブル７がＹ方向へ移動し、測定器８１ａ、８１ｂ、８１ｃが口金２の真下に移動できるように構成する。
【００５８】
測定器８１ａ、８１ｂ、８１ｃは、あらかじめテーブル７表面の高さと同じになるよう、治具などを用いて基準出しを行っておく。
【００５９】
例えば、口金２を測定したとき測定器８１ａ、８１ｂ、８１ｃがすべて同じ値であれば、テーブルと口金２は、長手方向に関して少なくとも両端と中央でギャップが均一であるということになる。
【００６０】
なお、測定器８１ａ、８１ｂ、８１ｃの基準出しを行ったにもかかわらず、両端の測定器８１ａと８１ｂの値が異なる場合、口金２自身または口金ホルダー１が全体的に傾いているということになる。このような場合は、リニアガイド１５ａと１５ｂをそれぞれ個別に動かし、両端の測定器８１ａと８１ｂが同じ値になるよう調整すればよい。
【００６１】
なお、測定器８１ａ、８１ｂ、８１ｃの数は、特に限定するものではなく、より正確なたわみを測定する場合には、その数を増やせば良い。
【００６２】
図４は、本発明の別の実施態様であり、図２（ｂ）と同様に中央での断面図である。
荷重発生部７３に別の手段として、空気シリンダーを用いてもよい。
【００６３】
この時、荷重調整機構７４は、圧縮空気の空気圧を調整するための減圧弁となり、口金２に付与する荷重は、空気圧と空気シリンダーの断面積で決定される。
【００６４】
例えば、断面積１５ｃｍ２の空気シリンダーを用い、空気圧を１００ｋＰａかけた場合、大凡１５０Ｎの荷重を口金２へ付与することで口金２が変形する。
本発明では、このように口金２を所望の量だけ変形させることにより、口金２と基板４間のギャップを口金全長に渡って、再現性良く高精度に調整することができる。
【００６５】
特に、口金２の変形量を数μｍから数十μｍのオーダーで調整したいときは、荷重調整機構７４の空気圧調整範囲を大きくしつつも、口金２へ付与する荷重を小さくすることが好ましい。
【００６６】
つまり、荷重調整機構７４の空気圧調整範囲に対して、口金２の変形量を小さくするよう、断面積の小さなものを選定することで、操作量に対する口金２の変形の感度を鈍くすることが好ましく、その結果、荷重調整機構７４の操作時に生じる調整誤差や個人誤差の影響を受けにくくすることが可能となる。
【００６７】
この時、変形量は口金２の断面二次モーメントやヤング率によって左右されるので、これらを考慮した断面積の空気シリンダーを選定すればよい。
【００６８】
具体的には、口金２を変形させて調整したい量に対して、いくらの荷重をかければ良いかをあらかじめ、たわみの計算式により求めておき、その荷重と荷重調整機構７４での空気圧調整範囲から荷重発生部の断面積を適宜決定することが好ましい。
【００６９】
また、荷重調整機構７４の操作をより高精度に行うために、精密形減圧弁を用いることが好ましい。
【００７０】
本図では、複動形空気シリンダーを用い、引き込み側と押し込み側にそれぞれ空気圧をかけれるよう電磁弁８２を接続している。
電磁弁が通常位置の時は、下向きの荷重を付与し、電磁弁を作動させた時は、上向きの荷重を付与するものである。
【００７１】
また、例えば口金２の加工精度などにより変形の方向が毎回同じであって、荷重を付与する向きがあらかじめ決まっているような場合だと、単動形空気シリンダーを用いて荷重を付与する方向に圧縮空気を導入するように構成することも可能である。
【００７２】
図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）から図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、図２の口金ホルダー１へ口金２を装填、固定し、口金２と基板４間のギャップを調整するまでの手順を示した図である。
【００７３】
これら図を用いて、本発明の手順を以下に説明していく。
【００７４】
図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、口金２を口金ホルダー１へ装填した後、長手方向に関して両端部に配された第１の口金固定手段７１ａで固定した状態の図である。
【００７５】
図５（ａ）は、正面図、（ｂ）はＡ−Ａ断面拡大図、（ｃ）はＢ−Ｂ断面拡大図である。
【００７６】
図５（ａ）において、口金ホルダー１は２枚の板状からなる口金ホルダー基材１ａ、１ｂで構成されており、複数の口金固定手段で固定できるよう構成されている。荷重付与手段７２は、長手方向に関して、口金２の中央位置に設けられている。
【００７７】
まず、口金２の変形量を測定するための測定器８１ａ、８１ｂ、８１ｃは、口金２の真下に位置させておく。
【００７８】
まず、口金２を口金ホルダー１へ装填し、両端部にあたる第１の口金固定手段７１ａのみを固定することが好ましい。
【００７９】
何故なら、両端部のみを固定することで口金２は、両端支持されていることとなり、例えば長手方向に関して中央一箇所から荷重を口金２へ付与した場合、口金２は無理なく容易に変形できるからである。
【００８０】
また、ここで述べる両端部というのは、口金２の長手方向に関して両端から長手方向長さの２５％以内の位置であることが好ましい。
【００８１】
２５％を越える位置の場合、つまり、第１の口金固定手段７１ａが長手方向に関して中央に近づくにつれ、口金２の両端部が垂れ下がる傾向となり、例えば荷重付与手段７２で中央に荷重を付与しても、両端部の傾向は大きく変わらない場合もある。
【００８２】
なお、図５（ａ）、（ｂ）に示した状態は、荷重付与手段７２で口金２には、まだ荷重を付与はしていない、フリーな状態にある。
【００８３】
図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）から荷重付与手段７２を用いて口金２へ荷重を付与した状態を示した図である。
荷重付与手段７２は、中間位置、すなわち口金長手方向の中心から口金の長手方向長さの１０％以内の位置に設けられていることが好ましい。
前述のとおり、第１の口金固定手段７１ａのみを固定した口金２は、両端支持されていることとなり、例えば長手方向に関して中央一箇所から口金２へ荷重を付与した場合、口金２は無理なく容易に変形できるからである。
しかし、中央以外の所望の箇所に対して変形を与えたいときはこの限りではなく、中央近傍であってもよいし、長手方向に関して複数設けた口金固定手段の中間位置に複数設けてもよいし、例えば口金２の両端部を積極的に変形させたい場合は、両端部にあたる第一固定手段７１ａの位置を口金の両端から２５％以内の範囲で長手方向の中央寄りの位置に配置し、口金の最両端近傍に荷重付与手段７２を設けて変形さても良い。
【００８４】
まず、リニアガイド１５ａ、１５ｂによって支持された口金ホルダー１をテーブル７に近づく方向に下降させ、測定器８１ａ、８１ｂ、８１ｃに接触させる。
口金２の両端部である測定器８１ａ、８１ｂの位置と、中央である測定器８１ｃの位置の高さ方向の位置を測定することで、現時点における口金２と基板４間のギャップが確認できる。
【００８５】
この測定結果をもとに、荷重調整機構７４を操作し、口金２へ荷重を付与していく。
両端部に対して中央の高さ方向の位置が高い場合は、口金２を押さえる方向の荷重を付与するとよい。
【００８６】
両端に対して中央の高さ方向の位置が低い場合は、口金２を引き上げる方向の荷重を付与するとよい。
【００８７】
ここでは、例えば両端部に対して中央の高さ方向の位置が高い場合として説明する。
まず、測定器８１ｃの値を確認しながら、操作部７９を操作し荷重調整機構７４を時計回りに回転させる。
【００８８】
すると、上ストッパ７６と下ストッパ７７が下方向に移動していく。
さらに荷重調整機構７４を回転させていくと、上ストッパが荷重発生部７３ａを圧縮していくことで下向きの荷重が発生する。
そして、この荷重が連結部７５を介して口金２へ付与され、口金２が変形を開始する。
【００８９】
さらに荷重調整機構７４を回転させていき、測定器８１ｃの値が所望の値となったら、荷重調整機構７４を回転を止める。
【００９０】
なお、この時、荷重発生部７３ｂはまったく圧縮されていないフリーの状態であり、連結部７５に対していかなる荷重も付与していない状態にある。
【００９１】
次に、この状態で口金２を強固に固定するため、第２の口金固定手段７１ｂで口金２を固定する。
【００９２】
もし、第２の口金固定手段７１ｂが荷重を付与する方向、すなわち高さ方向に長手方向を有するボルトまたは固定ピンで固定するような構成とした場合は、口金２が口金ホルダー基材１ａ、１ｂと接触する面の高さ方向の位置に倣って変形してしまう。その結果、荷重付与手段７２で口金２へ与えた所望の変形量が変わり、口金２と基板４間のギャップが悪化する。
【００９３】
したがって、第２の口金固定手段７１ｂは、前記口金を前記口金ホルダーの前記荷重付与手段により荷重を付与する方向および前記口金の長手方向に平行な面に固定することが好ましい。
【００９４】
なお、第１の固定手段については、この限りではなく、荷重付与手段７２で荷重を付与した際、口金２が高さ方向にずれないよう高さ方向に方向長手方向を有するボルトまたは固定ピンであっても良いし、固定時の締結力や付与する荷重の大きさとの兼ね合いで、口金２が口金ホルダー１からずれないのならば、前記荷重付与手段により荷重を付与する方向および前記口金の長手方向に垂直な方向に長手方向を有するボルトまたは固定ピンであってもよい。
【００９５】
図７（ａ）、（ｂ）は、口金２の先端部をクリーニングしている状態を示した図である。
ゴムロール８３で支持された布８４が、口金２と接触することで口金２の先端部をクリーニングする。
【００９６】
口金２と基板４間のギャップ調整が完了してから、リニアガイド１５ａ、１５ｂによって支持された口金ホルダー１を移動させ、口金２を布８４に接触させる。
この時、長手方向に関して、口金全域を均一にクリーニングするため、数ｍｍオーダーで口金２を布８４に押さえつける。すると、布８４を支持しているゴムロール８３が弾性変形することにより、口金全域に接触することができ、結果、均一にクリーニング可能となる。
【００９７】
つまり、この状態では口金２に対してゴムロール８３が荷重を付与していることとなり、口金２の変形量が変わる可能性もあるため、口金２は、第１の口金固定手段７１ａと第１の口金固定手段７１ｂからなる複数の位置に配した口金固定手段により、強固に締結することが好ましい。
【００９８】
また図６（ｃ）に示したように、口金ホルダー基材１ａ、１ｂの口金固定手段の下方は、口金２を支持するような形状としてもよい。このようにすることで、万が一、口金固定手段が破損した場合でも、口金２が口金ホルダー１から落下することを防ぐことができる。
【００９９】
また、荷重付与手段７２を用いて口金２へ与える変形量をさらに小さくしてより高精度にギャップを調整したいときは、荷重発生部７３ａ、７３ｂバネ定数を小さくすればよいが、その他の手段として、第１の口金固定手段７１ａと第２の口金固定手段７１ｂを締結した後、荷重付与手段７２で荷重を付与しても良い。
【０１００】
つまり、変形対象物である口金２の剛性が高まることから、より高い荷重を付与することが必要となる。これは、荷重発生部７３ａまたは７３ｂをより多く圧縮させるということなので、荷重調整機構７４の操作量を大きくすることができる。つまり、荷重調整機構７４の操作量に対して、口金２の変形量を小さくするよう、バネ定数の小さなものを選定することで、操作量に対する口金２の変形の感度を鈍くすることと同様の効果が得られることがある。
【０１０１】
図８（ａ）、（ｂ）に荷重付与手段７２の配置について別の実施態様を示す。
【０１０２】
荷重付与機構７２は、口金２を所望の方向に変形させることができるのであれば、その配置や個数は特に限定されるものではなく、図８（ａ）に示すとおり、口金２の両側面に配置してもよいし、図８（ｂ）に示すとおり口金２の真上に配置することも可能である。
【０１０３】
次に、本発明に係る塗液の塗布装置の全体構成を説明する。
【０１０４】
図１において、基板４はテーブル７の上に載置され、テーブル７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、基板４には塗布領域６８がある。テーブル７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、Ｘ軸駆動部１２上に設けられたリニアガイド１１ａ、１１ｂなどで構成されたＹ軸駆動部１１に搭載され、テーブル７がリニアガイド１１ａ、１１ｂに沿って機台１３のＹ軸方向に移動するとともに、θ軸部材を中心として回動する。Ｘ軸駆動部１２は、機台１３上に設けられたリニアガイド１２ａ、１２ｂなどによって構成され、テーブル７がリニアガイド１２ａ、１２ｂに沿って機台１３のＸ軸方向に移動する。これらＸ軸駆動部１２およびＹ軸駆動部１１は互いに直交するように調整されている。Ｘ軸駆動部１２は、基板４に塗液を塗布するための、口金２と基板４の相対移動手段であって、塗布動作においてはテーブル７をＸ軸方向に移動させる。
【０１０５】
機台１３の中央部上方には、Ｘ軸駆動部１２によって移動するテーブル７が通過するように門型の支持台１４が、Ｘ軸と直交する形で設けられている。支持台１４の下流側（図面における奥側）には、リニアガイド１５ａ、１５ｂによって構成されたＺ軸駆動部１５が設けられている。口金ホルダー１は、その両端がリニアガイド１５ａ、１５ｂによって支持され、リニアガイド１５ａ、１５ｂに沿ってテーブル７の面に対して垂直方向に移動する。口金ホルダー１には塗液を吐出する口金２が、機台１３のＹ軸方向中央を基準にして取り付けられる。
【０１０６】
ここで、本発明に係る装置に用いられる口金について説明する。
【０１０７】
図９は、図１に示した口金２のＹ方向における縦断面図を示しており、図１０は口金２のＸ方向における縦断面図を示している。口金２は、塗液５５を溜める塗液溜め部５２と、塗液５５を吐出する吐出開口部５３と、塗液溜め部５２に塗液５５を供給するための塗液供給口５４を有する。吐出開口部５３は、口金２の幅方向に直線状に配列された複数の吐出孔５６からなる。塗液供給口５４は、塗液溜め部５２に挿入された、パイプ５７の先端に開口した孔である。また、図１の支持台１４の口金上方には、塗液溜め部５２の塗液の液面高さを検出するための液面センサ５８が取り付けられており、液面高さを計測することができるように構成されている。
【０１０８】
口金は、塗布領域６８のサイズに合わせて選択されるが、本実施形態においては塗布領域６８に形成された全ての溝（凹部）に対して１回の塗布動作で塗液を付与できるよう、溝に対応した数、ピッチで吐出孔が略一直線状に配列されている。すなわち、本実施形態は、プラズマディスプレイの背面板に塗液を付与する装置であり、口金２はＲ、Ｇ、Ｂのいずれかの蛍光体粉末を含んだ塗液が塗布される溝に対応した数、ピッチで吐出孔を有している。
口金２には、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４１を介して塗液タンク４３が接続される。塗液タンク４３には所定圧力の気体圧力源４４が配管を介して接続されている。また、口金２には、吐出孔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換バルブ４２を介して所望圧力の気体圧力源４４に接続されている。切換バルブ４２は三方弁であり、塗液溜め部５２、気体圧力源４４にそれぞれ接続されるほか、切り換えることで大気に開放されるように構成されている。
【０１０９】
口金２への塗液供給は、切換バルブ４２を大気開放にした状態で開閉バルブ４１を開くことにより行い、塗液溜め部５２の上部に空間を残す形で塗液を所定量供給する。続いて、塗液の吐出は切換バルブ４２を気体圧力源４４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。
【０１１０】
基板への塗布工程は、口金２の塗液溜め部５２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、それらをたとえば交互に繰り返す。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５２内の塗液のうち一部（所定量）を使って塗布領域１面に塗布する。これにより、塗液溜め部５２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。
【０１１１】
そして、支持台１４の上流側（図面における手前側）の側面には、基板４の塗布領域６８の位置を計測する第１の位置センサとしてカメラ２１、２３が取り付けられ、かつ、塗布領域６８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２２が取り付けられている。これらのカメラは、それぞれ、支持台１４のＹ軸方向に独立して移動可能となるように、ＸおよびＺ軸方向の微調整機構を介してＹ１搬送部２４、Ｙ３搬送部２６、Ｙ２搬送部２５に取り付けられている。このＹ１〜Ｙ３搬送部は、リニアガイド１４ａ、１４ｂによって構成され、カメラ２１，２２，２３は、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構成されている。また、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ている。
【０１１２】
さらに、本実施形態においては、コンピュータなどにて構成される制御部３１と、サーボモーターなどで構成される移動駆動部３４が設けられている。制御部３１は、移動制御部３３を有し、移動制御部３３は移動駆動部３４を介して塗布装置の動作を制御し、基板４と口金２とを、Ｘ方向に相対移動させる。また制御部３１は、塗布条件を入力表示するタッチパネル部を備えた供給制御部３２を有し、口金２への塗液の供給、口金からの塗液の吐出を制御する。
【０１１３】
続いて、塗液を塗布する基板について説明する。図１１は、基板４を上から見た一例を示す図である。基板４には塗布領域６８がある。塗布領域６８のそれぞれには、塗布方向にのびる直線状の隔壁３５が全面に渡り所定間隔で形成され、隔壁の間に溝（凹部）を形成している。なお、図示しないが、背面板としての基板の輝度向上、消費電力低減といった性能向上のためには、該隔壁間に溝を分断する横隔壁を形成してもよい。塗布領域６８の四隅付近には、基板面に形成された隔壁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、塗布領域の隔壁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、隔壁パターンとアライメントマークの位置関係が精度良く形成される。アライメントマークは、Ａ１とＡ３を結ぶ直線が隔壁の長手方向と平行になるように、また、Ａ１とＡ２を結ぶ直線が隔壁の長手方向と直交するように設けられる。そして、本実施形態においては、基準溝位置（基準凹部）を各塗布領域の中央の溝位置（凹部）とする。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とアライメントマークの距離Ｙｓは基板情報として制御部３１に与える。
【０１１４】
次に、この基板と口金との位置合わせについて説明する。図１２は、上述の装置に上述の基板を配置した状態を示す部分上面図（a）および部分正面図（ｂ）である。Ｘ軸駆動部１２の上流側端面には、口金２の位置を検出する位置センサとしてカメラ２７が、機台のＹ軸方向中央の位置に取り付けられている。また、口金２のそれぞれの下面（吐出孔面）には、一列に並べられた吐出孔の中央近傍に、基板の基準溝（基準凹部）と位置あわせする基準吐出孔の位置を示すマークＭが付されている。従って、Ｘ軸を操作することにより、カメラ２７によって口金２の基準孔の位置を計測し、それぞれのＸ軸、Ｙ軸座標を記憶させる。
【０１１５】
そして、基板４においては、機台１３のＹ軸方向中央を基準にしてあらかじめ基板情報に基づき位置決めしたカメラ２１、２３の位置に、テーブルのＸ軸を操作して下流側２個のアライメントマークＡ１、Ａ２を移動させ、各々の位置を計測する。さらに、カメラ２２により基板の基準溝のＹ軸方向の位置を計測する。なお、カメラ２１，２２，２３，２７の相対位置情報はあらかじめ制御部３１に与えておく。こうして求めた口金２の基準吐出孔の位置座標と、塗布領域６８の基準溝位置座標を基に、テーブルのＹ軸、θ軸を動作させて、各塗布領域において基板と口金各々の相対位置合わせを行う。
【０１１６】
このように、Ｙ軸方向において、塗布領域の基準溝を中央に、そして口金の基準孔も中央にすることで、基板４の歪みや口金２の加工精度による位置ずれ誤差を半減でき、塗布領域６８に形成された全ての溝中心に対向して、口金２の吐出孔を位置合わせできる。
続いて塗布動作について説明する。塗布を開始する場合は、まず、口金２の塗液溜め部内に塗液を供給する。塗液の供給は前述したように図１の切換バルブ４２を大気開放にした状態で開閉バルブ４１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。
【０１１７】
この動作は口金２内への塗液供給と並行して行うことが可能で、そうすることで口金２への塗液供給の待ち時間を少なくすることができる。
【０１１８】
テーブル７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４を搭載し、塗布方向にのびる隔壁がテーブルの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４をテーブル７上部に横持ちする。テーブル７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。
【０１１９】
次に、塗布領域６８に塗液５５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７を移動させて、塗布領域６８のアライメントマークＡ１、Ａ２をカメラ２１、２３の視野に入れる。次に、カメラ２１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２３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。
【０１２０】
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２１の視野中心にアライメントマークＡ１を位置合わせする。
【０１２１】
この時点で、カメラ２２の視野内には塗布領域６８の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７のＹ軸を移動することで、口金２の基準孔と塗布領域６８の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。
【０１２２】
位置決めが終わると塗液の塗布動作に移る。口金２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７のＸ軸を塗布領域６８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口金２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に示した切換バルブ４２により行う。
【０１２３】
これで塗布領域６８への塗液５５の塗布が終了したことになる。なお、塗布が終わった口金を基板から離間させることで、吐出孔周辺の残存塗液が基板面に付着するのを防止できる。
塗布を終了すると、基板排出に移る。基板４の排出はテーブル７を下流端に移動し、吸着した基板４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４を排出した時点で一連の動作が終了する。連続して基板４に塗布する場合には、上記塗液供給から開始する。
なお、上述した態様は、口金を固定し、テーブル（基板）を移動することで塗液を基板に塗布する態様であったが、口金を移動し、テーブル（基板）を固定することで塗液を基板に塗布しても同様の効果が得られる。
【実施例】
【０１２４】
＜実施例１＞
図１、２に示す口金ホルダー、塗布装置を用いて、口金の調整を行った。
口金は長さが９９０ｍｍ、重量は４５ｋｇのものを用いた。
口金の長手方向に関して、たわみが１０μｍ未満になるように調整することとする。
口金固定手段は、長手方向に関して６箇所設け、Ｍ６のボルトで締結固定するようにした。
荷重付与機構は、長手方向口金の中央に１箇所とした。
６箇所の口金固定手段のうち、長手方向に関して最両端にある口金固定手段の位置は、口金の端部から５０ｍｍの位置（口金の長手方向両端から約５％の位置）とした。
【０１２５】
荷重発生部には、直径φ２５ｍｍ×自由長さ２５ｍｍの圧縮コイルバネを用いた。圧縮コイルバネは２つ用い、上向き荷重と下向き荷重を与えらるよう構成した。両者のバネ定数は、８３Ｎ／ｍｍである。
【０１２６】
荷重調整機構は、Ｍ１６（ピッチ２ｍｍ）のボルトとコイルバネから構成されボルトを１回転させることで２ｍｍの変化量をコイルバネに与えることができるようにした。
口金の長手方向のたわみを確認するために、塗布機のテーブルに測定器を口金長手方向に関して、口金両端部と中央部に対応する位置に３箇所設置した。
測定器は、市販のリニアゲージ『ミツトヨ製 ５４２シリーズ ＬＧＦ−０１１０Ｌ』を用いた。そして、両端の測定点を基準（ゼロ）とした時、中央の測定点において最も大きな値を口金のたわみとした。
まず、口金を口金ホルダーに装填し、口金ホルダー基材とボルトで締結する。この時点では、第一固定手段である口金両端部のみをボルトで締結する。
【０１２７】
次に、テーブルを動かし口金の真下に測定器を移動させ口金のたわみを測定する。
【０１２８】
結果、たわみは中央部がテーブル側に近い傾向で１８μｍとなった。
【０１２９】
そして、荷重付与手段で口金に荷重を付与するために荷重調整機構を回す。
【０１３０】
ネジは右ネジを用いたので、口金の中央部を基板と遠ざける方向に変形させるために、反時計方向に回す。
【０１３１】
すると、下側のコイルバネが圧縮され、口金に荷重が付与されていく。
測定器の値を確認しながらさらに荷重調整機構を回し、所望の１０μｍ未満の値になったので、操作をやめた。
【０１３２】
結果、両端の測定点を基準（ゼロ）とした時、中央の測定点は６μｍとなった。
また、この時、荷重調整機構のネジは３回転させており、コイルバネは６ｍｍ圧縮されることで約５００Ｎの荷重を生じていたことになる。
【０１３３】
続いて、この調整した結果を強固に維持するために、第二固定手段である残りの４箇所をボルトで締結固定した。
【０１３４】
そして、この状態で基板に塗布を行ったところ、非常に良好な塗布品位の製品を得ることができた。
【０１３５】
次に、別の口金に交換し再度、調整した。
【０１３６】
先ほどとは異なる作業者が調整作業を行った。
【０１３７】
同様の手順で口金ホルダーに口金を装填し、第一固定手段である両端のみを締結した。
【０１３８】
結果、たわみは中央部がテーブル側に近い傾向で１１μｍとなった。
【０１３９】
測定器の値を確認しながらさらに荷重調整機構を回し、８μｍになったので、操作をやめ、第二固定手段である残りの４箇所をボルトで締結固定した。この時、ボルトは１．５回転回していた。
【０１４０】
以上のように、いかなる作業者でも容易に数μｍ〜オーダーの調整が可能であり、かつ、調整の際の操作量が大きいことから、個人誤差などの影響を受けずに高精度な調整が可能であることがわかる。
【０１４１】
続いて、図７（ｂ）に示す口金のクリーニング装置を使って、口金先端のクリーニングを行った。
【０１４２】
ゴムロールは、金属の軸にゴムがライニングされたものである。その表面には帯状の布が通過し、口金に接触することで拭き取り洗浄を行う。
ゴムは、シリコンゴム（ゴム硬度６０°）をライニングし、布は『東レ製 トレシー』を用いた。
【０１４３】
口金をゴムロールに約１．５ｍｍ押し込んで、布でクリーニングを行った。
そして、測定器でたわみの確認を行ったところ、先ほどと同様に８μｍのたわみのままであり、クリーニング装置の外力により調整結果が変化しないことがわかった。
＜実施例２＞
図１、４に示す口金ホルダー、塗布装置を用いて、口金の調整を行った。
【０１４４】
荷重付与手段以外は実施例１と同様である。
【０１４５】
荷重発生部には、市販の空気シリンダー『ＳＭＣ製 ＣＵ３２シリーズ』を用いた。
【０１４６】
まず、口金を口金ホルダーに装填し、口金ホルダー基材とボルトで締結する。この時点では、第一固定手段である口金両端部のみをボルトで締結する。次に、テーブルを動かし口金の真下に測定器を移動させ口金のたわみを測定する。
【０１４７】
結果、たわみは中央部がテーブル側に近い傾向で２０μｍとなった。
【０１４８】
そして、荷重付与手段で口金に荷重を付与するために電磁弁を作動させ、口金の中央部を基板から遠ざける方向に変形させるために、空気シリンダーのロッド側に圧力をかける。
次に荷重調整機構である減圧弁を操作し、空気圧を高めていくことで、口金に荷重が付与されていく。
【０１４９】
測定器の値を確認しながらさらに荷重調整機構を操作し、所望の１０μｍ未満の値になったので、操作をやめた。
【０１５０】
結果、両端の測定点を基準（ゼロ）とした時、中央の測定点は７μｍとなった。
また、この時、空気圧は０．６ＭＰａ、空気シリンダーの断面積は３２ｍｍ２であるので、約５００Ｎの荷重を生じていたことになる。続いて、この調整した結果を強固に維持するために、第二固定手段である残りの４箇所をボルトで締結固定した。
【０１５１】
そして、この状態で基板に塗布を行ったところ、非常に良好な塗布品位の製品を得ることができた。
【０１５２】
次に、別の口金に交換し再度、調整した。
【０１５３】
先ほどとは異なる作業者が調整作業を行った。
【０１５４】
同様の手順で口金ホルダーに口金を装填し、第一固定手段である両端部のみをボルトで締結した。
【０１５５】
結果、たわみは中央部がテーブル側に近い傾向で１０μｍとなった。
【０１５６】
測定器の値を確認しながらさらに荷重調整機構を操作し、６μｍになったので、操作をやめ、第二固定手段である残りの４箇所をボルトで締結固定した。この時、空気圧は約０．４ＭＰａであった。
【０１５７】
以上のように、いかなる作業者でも容易に数μｍ〜オーダーの調整が可能であり、かつ、調整の際の操作量が大きいことから、個人誤差などの影響を受けずに高精度な調整が可能であることがわかる。続いて、実施例１と同様に図７（ｂ）に示す口金のクリーニング装置を使って、口金先端のクリーニングを行った。
測定器でたわみの確認を行ったところ、先ほどと同様に６μｍのたわみのままであり、クリーニング装置の外力により調整結果が変化しないことがわかった。
＜比較例１＞
図２に示したコイルバネを取り除き、それ以外は実施例１と同様にして口金の調整を行った。
【０１５８】
まず、口金を口金ホルダーに装填し、口金ホルダー基材とボルトで締結する。この時点では、第一固定手段である口金両端部のみをボルトで締結する。
【０１５９】
次に、テーブルを動かし口金の真下に測定器を移動させ口金のたわみを測定した。
結果、たわみは中央部がテーブル側に近い傾向で１７μｍとなった。
【０１６０】
そして、荷重付与手段で口金に荷重を付与するために荷重調整機構を回す。
ネジは右ネジを用いたので、口金の中央部を基板と遠ざける方向に変形させるために、反時計方向に回す。
【０１６１】
すると、下ストッパが上昇し、連結部に軽く接触させた。
【０１６２】
この時点で、測定器の値を確認すると両端の測定点を基準（ゼロ）とした時、中央の測定点は−３８μｍとなり、従来と逆方向のたわみ、つまり中央部がテーブルから遠ざかる方向にたわみが大きくなってしまった。
【０１６３】
そのため、ネジ部を時計方向に回し、下ストッパを連結部から離した。
【０１６４】
次いで、再度、下ストッパを慎重に接触させた。しかし、結果は、−２４μｍとなり先ほどと同様、中央部がテーブルから遠ざかる方向のたわみとなった。
【０１６５】
よって、この状態を良化させるために、ネジ部を大凡１０°時計方向に回転させたところ、中央部はテーブル側に近い傾向で１１μｍとなった。
【０１６６】
口金および口金ホルダーの剛性により、操作量＝たわむ変化量とはならないものの、操作量の影響が大きすぎるため極めて調整しづらく、また１０μｍ未満に抑えることが困難な結果となった。
【０１６７】
本調整では、作業者の感覚的な要素や熟練が必要とされ、誰でも容易に調整できないことがわかった上に、調整に時間を要するという問題も明らかになった。
【産業上の利用可能性】
【０１６８】
本発明は、プラズマディスプレイパネルの塗布装置に限らず、液晶用カラーフィルター
（ＬＣＭ）の塗布装置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】
【０１６９】
１ 口金ホルダー
１ａ，１ｂ 口金ホルダー基材
２ 口金
３ 支持部
４ 基板
６ 移載装置
７ テーブル
１１ Ｙ軸駆動部
１１ａ、１１ｂ リニアガイド
１２ Ｘ軸駆動部
１２ａ，１２ｂ リニアガイド
１３ 機台
１４ 支持台
１４ａ，１４ｂ リニアガイド
１５ Ｚ軸駆動部
１５ａ，１５ｂ リニアガイド
２１ カメラ
２２ カメラ
２３ カメラ
２４ Ｙ１搬送部
２５ Ｙ２搬送部
２６ Ｙ３搬送部
２７ カメラ
２８ａ，２８ｂ 当接面
２９ 支持面
３０ 保持手段
３１ 制御部
３２ 供給制御部
３３ 移動制御部
３４ 移動駆動部
３５ 隔壁
４１ 開閉バルブ
４２ 切換バルブ
４３ 塗液タンク
４４ 気体圧力源
５２ 塗液溜め部
５３ 吐出開口部
５４ 塗液供給口
５５ 塗液
５６ 吐出孔
５７ パイプ
５８ 液面センサ
６８ 塗布領域
７１ａ 第１の口金固定手段
７１ｂ 第２の口金固定手段
７２ 荷重付与手段
７３、７３ａ、７３ｂ 荷重発生部
７４ 荷重調整機構
７５ 連結部
７６ 上ストッパ
７７ 下ストッパ
７８ ネジ部
７９ 操作部
８０ スライド機構
８１ａ、８１ｂ、８１ｃ 測定器
８２ 電磁弁
８３ ゴムロール
８４ 布
Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４ アライメントマーク
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を固定するテーブルと、塗液を吐出する口金と、該口金を該基板に対面させて支持する口金ホルダーと、該テーブルと該口金とを相対移動させる移動手段とを有する塗布装置であって、該口金ホルダーは、口金ホルダー基材と、該口金の長手方向に離散する複数の位置で該口金を該口金ホルダー基材に固定する口金固定手段、ならびに該口金に対して該基板の表面に垂直な方向に荷重を付与する荷重付与手段を少なくとも１つ有し、該荷重付与手段は荷重を発生する荷重発生部および該荷重の大きさを調整するための荷重調整機構を有することを特徴とする塗液の塗布装置。
【請求項２】
前記荷重付与手段は、前記口金に付与する荷重の向きおよび大きさを変更可能である請求項１に記載の塗液の塗布装置。
【請求項３】
前記荷重発生部が、弾性部材からなる請求項１または２のいずれかに記載の塗液の塗布装置。
【請求項４】
前記荷重発生部が、空気シリンダーである請求項１または２のいずれかに記載の塗液の塗布装置。
【請求項５】
前記口金固定手段のうち、少なくとも２つは、それぞれ前記口金の長手方向に関して両端から長手方向長さの２５％以内の位置に配置することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の塗液の塗布装置。
【請求項６】
前記荷重付与手段の少なくとも１つは、前記口金の長手方向に関して前記口金の中間位置に配置することを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の塗液の塗布装置。
【請求項７】
前記口金固定手段は、前記荷重付与手段で荷重を付与する前に前記口金を固定する第１の口金固定手段と、前記荷重付与手段で荷重を付与した後に前記口金を固定する第２の口金固定手段からなり、該第２の口金固定手段は、前記口金を前記口金ホルダーの前記荷重付与手段により荷重を付与する方向および該口金の長手方向に平行な面に固定することを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の塗液の塗布装置。
【請求項８】
請求項１から７のいずれかに記載の塗液の塗布装置を用い、前記口金に対して前記基板の面に垂直な方向に荷重を付与し、該口金を変形させて塗布する塗液の塗布方法。
【請求項１】
基板を固定するテーブルと、塗液を吐出する口金と、該口金を該基板に対面させて支持する口金ホルダーと、該テーブルと該口金とを相対移動させる移動手段とを有する塗布装置であって、該口金ホルダーは、口金ホルダー基材と、該口金の長手方向に離散する複数の位置で該口金を該口金ホルダー基材に固定する口金固定手段、ならびに該口金に対して該基板の表面に垂直な方向に荷重を付与する荷重付与手段を少なくとも１つ有し、該荷重付与手段は荷重を発生する荷重発生部および該荷重の大きさを調整するための荷重調整機構を有することを特徴とする塗液の塗布装置。
【請求項２】
前記荷重付与手段は、前記口金に付与する荷重の向きおよび大きさを変更可能である請求項１に記載の塗液の塗布装置。
【請求項３】
前記荷重発生部が、弾性部材からなる請求項１または２のいずれかに記載の塗液の塗布装置。
【請求項４】
前記荷重発生部が、空気シリンダーである請求項１または２のいずれかに記載の塗液の塗布装置。
【請求項５】
前記口金固定手段のうち、少なくとも２つは、それぞれ前記口金の長手方向に関して両端から長手方向長さの２５％以内の位置に配置することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の塗液の塗布装置。
【請求項６】
前記荷重付与手段の少なくとも１つは、前記口金の長手方向に関して前記口金の中間位置に配置することを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の塗液の塗布装置。
【請求項７】
前記口金固定手段は、前記荷重付与手段で荷重を付与する前に前記口金を固定する第１の口金固定手段と、前記荷重付与手段で荷重を付与した後に前記口金を固定する第２の口金固定手段からなり、該第２の口金固定手段は、前記口金を前記口金ホルダーの前記荷重付与手段により荷重を付与する方向および該口金の長手方向に平行な面に固定することを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の塗液の塗布装置。
【請求項８】
請求項１から７のいずれかに記載の塗液の塗布装置を用い、前記口金に対して前記基板の面に垂直な方向に荷重を付与し、該口金を変形させて塗布する塗液の塗布方法。
【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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１０−１７２８２０（Ｐ２０１０−１７２８２０Ａ）
【公開日】平成２２年８月１２日（２０１０．８．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１７７８９（Ｐ２００９−１７７８９）
【出願日】平成２１年１月２９日（２００９．１．２９）
【出願人】（０００００３１５９）東レ株式会社 (7,677)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年８月１２日（２０１０．８．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１月２９日（２００９．１．２９）
【出願人】（０００００３１５９）東レ株式会社 (7,677)
【Ｆターム（参考）】
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