(57)【要約】      （修正有）【課題】ディスプレイ部材において、非有効域が狭くなった基板・基材に対しても非有効域に隣接する有効域内膜厚を安定して塗布することが可能な塗布方法を提供する。【解決手段】気体空間３６と該空間に接する塗液貯留部３５を有するノズル３０と被塗布部材を対向近接させ、所定の吐出圧力に制御された気体により前記空間を加圧することによって前記塗液貯留部３５に貯留された塗液を吐出しながら前記ノズル３０と前記被塗布部材を相対的に移動させて塗膜を形成する塗布方法であって、塗布終了近傍では前記移動の速度を連続的に減速制御するとともに前記吐出圧力を連続的に減圧制御し、前記減速制御を行う期間には異なる加速度で減速する第１減速期間と第２減速期間を設けて、前記減速制御を行う期間の途中で切替えるとともに、前記減圧制御を行う期間には異なる割合で減圧する第１減圧期間と第２減圧期間を設けて、前記減圧制御を行う期間の途中で切替える。【選択図】図１３
2013208521.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
気体空間と該気体空間に接する塗液貯留部を有するノズルでもって、前記ノズルと被塗布部材を対向配置し、所定の吐出圧力に制御された気体により前記気体空間を加圧することによって前記塗液貯留部に貯留された塗液を吐出しながら、前記ノズルと前記被塗布部材を相対的に移動させて、前記被塗布部材上に塗膜を形成する塗布方法であって、塗布終了近傍においては前記移動の速度を連続的に減速制御するとともに、前記吐出圧力を連続的に減圧制御し、前記減速制御を行う期間には異なる加速度でもって減速する第１減速期間と第２減速期間を設けて、前記減速制御を行う期間の途中で切替えるとともに、前記減圧制御を行う期間には異なる割合でもって減圧する第１減圧期間と第２減圧期間を設けて、前記減圧制御を行う期間の途中で切替えることを特徴とする塗液の塗布方法。
【請求項２】
前記第１減速期間から前記第２減速期間への切替え及び前記第１減圧期間から前記第２減圧期間への切替えは、前記ノズルと前記被塗布部材との相対移動による塗布位置が、前記被塗布部材に設けられた有効域と非有効域の境界位置で行うことを特徴とする請求項１に記載の塗液の塗布方法。
【請求項３】
前記第２減速期間の終了とともに前記相対移動を停止させることを特徴とする請求項２に記載の塗液の塗布方法。
【請求項４】
前記第２減速期間における相対移動は、前記非有効域内で行うことを特徴とする請求項３に記載の塗液の塗布方法。
【請求項５】
前記第２減圧期間の終了とともに前記気体空間を大気開放することを特徴とする請求項４に記載の塗液の塗布方法。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の塗布方法を用いてディスプレイ用部材を製造することを特徴とするディスプレイ用部材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラス基板、ウエハーなど、ノズルを用いて塗液を枚葉塗布する際の塗液の塗布方法に関するものであり、特に、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）、液晶ディスプレイ用カラーフィルター（以下、ＬＣＭと略称することもある）、有機ＥＬディスプレイ、フレキシブルディスプレイ、光学フィルター、プリント基板、集積回路、半導体等の製造分野に使用されるものである。
【背景技術】
【０００２】
ガラス基板やウエハー等、ノズルを用いて基板に塗液を枚葉に塗布し所定の厚みで機能性のある表層を形成する場合に、ノズルはこの表層が形成される前記基板の表面と一定のクリアランスを保ち、基板の表面とノズルの吐出孔が対向するように配置され、ノズルと基板を相対移動させることがほとんどである。ここで用いられるノズルは、一つの平面に全ての吐出孔の縁部が臨むように形成されていることが多い。
【０００３】
このような塗布を行う装置として、多くの場合において、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸の３軸を有するステージからなる塗布装置が用いられる。そして、３軸を駆動させることにより、ノズルの吐出孔面を前記表層を形成する基板の表面に所定のクリアランスでもって精度良く近接させた後、基板とノズルを相対移動させながら、吐出孔から塗液を吐出することにより、基板表面に前記表層の形成がおこなわれる。以下、近年開発が進み市場を形成しているＰＤＰの技術を例として説明する。
【０００４】
ＰＤＰは大型で薄型軽量化が可能であり、その構成・発光機能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。
【０００５】
交流（ＡＣ）型ＰＤＰ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井桁状に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塗液（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井桁状に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、塗液（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。
塗液（蛍光体ペースト）を所定の隔壁間に塗布する方法としては、スクリーン印刷法、ディスペンサー法（ノズル法と呼ばれる場合もある）があり、近年では材料ロスの少ないディスペンサー法が注目されつつある。
【０００６】
ディスペンサー法における塗液（蛍光体ペースト）の吐出は、ノズル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。
【０００７】
塗液溜り部の塗液に加圧する方法としては、塗液溜り部とポンプなどを接続し、ポンプから塗液を定量送液することによる方法も考えられるが、塗液が高粘度である場合、ノズル内部や配管などの接液部での圧力損失が大きくなるため、応答の遅れが顕著となり、塗布時の塗液（蛍光体ペースト）の吐出制御が困難となるだけでなく、ノズルと、ノズルとポンプを接続している配管などの機器の耐圧も高くしなければならず、装置が高価になるため適当ではない。
【０００８】
そのため、ノズル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（圧縮空気）を供給することにより、塗液溜り部にある塗液を加圧して吐出孔より押し出すディスペンサー法が用いられることが多い。
【０００９】
この吐出制御用気体（圧縮空気）を用いたディスペンサー法による、塗液（蛍光体ペースト）塗布方法を示した模式図を図３に示す。ディスペンサー法は、内部に蛍光体ペースト４１が貯留する塗液溜り部３５と空間部３６を持ったノズル３０を、被塗布部材である基板９に対向させて配置し、ノズル３０と基板９を所定のクリアランスを保って相対移動させながら、空間部３６に接続された配管２４を通して圧力を制御された圧縮空気を導入することで吐出孔３３から蛍光体ペースト４１を吐出し、隔壁３７の間にペーストを充填する塗布方法である。
【００１０】
この方法における塗布装置の構成としては、例えば特許文献１に示すような、ノズルと、吐出バルブ、吐出制御用気体源、ノズル内のマニホールドと吐出バルブを接続する配管、吐出バルブと吐出制御用気体源を接続する配管、および吐出バルブを制御するコントローラからなるものが知られている。この構成の塗布装置におけるノズルの吐出孔からの塗液の吐出は、ノズル内の塗液溜り部の上方に位置する空間部と吐出制御用気体源が連通するように吐出バルブをコントローラで動作させることにより、吐出制御用気体源から吐出バルブおよび配管を介してノズル内の空間部に吐出制御用気体を供給し、塗液に圧力を加えて吐出孔より塗液を押し出すことで行われる。なお、ノズル内の空間部の容積は、吐出毎に、空間部への吐出制御用気体（圧縮空気）の供給を開始してから空間部に吐出制御用気体（圧縮空気）が充填供給されて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、吐出後は常に空間の容積が所定量になるまで塗液をノズル内の塗液溜り部に補給する。
【００１１】
この様なディスペンサー法による蛍光体ペーストの塗布は、枚葉間欠塗布であることが多く、１枚の基板を塗布する間に吐出開始と吐出終了がある。枚葉間欠塗布においては、塗布開始部は吐出開始部であり、塗布終了部は吐出終了部となるため、相対移動速度や吐出圧力などが過渡的状態である。よってディスペンサー法に限らず、塗布開始終了部（塗布端部とも言う）での塗布膜厚を均質に、所定膜厚値に維持するのがなかなか難しく、そのため様々な改良がなされてきている。
【００１２】
例えば特許文献２には、枚葉塗布における塗布開始端および／または終了端のかすれた形状、途切れた形状、あるいは後を引いた形状となることを解消するための方法が示されている。ここにある塗布速度の変更は、塗布端の形状維持に関与するものであるが、実際の速度切替には加減速領域（時間）が生じること、および生産効率向上のため、塗布工程では基板に対して一度の走査で塗布を完了する大型ノズルが使用されることがほとんどであり、この大型ノズルの場合には塗布開始・終了時の圧力応答領域（時間）が膜厚に大きな影響を与える。よって特許文献２に示されている塗布速度の変更だけで塗布端の膜厚を維持させるのは難しいのが現状である。
【００１３】
また特許文献３には、塗布開始、終了部の不良膜厚領域を最大限に縮小する手段として、定容量ポンプから塗布器への塗布液供給量を段階的に増減させ、塗布開始、終了時の塗布速度をそれ以外の時の塗布速度よりも低くする方法が示されている。しかしながらディスペンサー法による塗布は、ノズル内の空間部にある塗液面を圧縮空気にて直接加圧して吐出するため、特許文献３内に記載されているような供給ホースの膨張による遅れなどは生じない。よってディスペンサー法でもって段階的増減をおこなうことは吐出圧力を段階的に増減させることであり、その場合には吐出量が直接変動してしまうため、塗布膜厚も段階的厚み変化を持つという不具合が生じる。また速度を低くしているが移動が停止するわけではないため、塗布終了端部での塗液のかすれた形状、途切れた形状、あるいは後を引いた形状等が生じてしまう。
【００１４】
また特許文献４には、塗布開始部の塗膜の膜厚プロファイルを微細に調整できる手段として、定容量ポンプから塗布器に至る経路中で塗布時の圧力を検知し、検知した塗布時の圧力波形形状が所望の形状になるよう圧力を制御して塗布する方法が示されている。ところがこの塗布方法をディスペンサー法の塗布終了部に適用してみたところ、以下の不具合が発生した。
【００１５】
図４は、ディスペンサー法の塗布終了部で圧力波形を制御した場合の圧力時間線図であり、図５は図４の制御を行った基板の塗布終了部を観察した画像の模式図である。図４の通り精密な圧力の制御をおこなっているが、図５に示す通り塗布終了端近傍では塗布不良があり、膜厚が不均一で塗布面は途切れた形状となってしまった。これは塗液の性質にも依存するが、吐出量と圧力の関係が一定ではないため、低圧へ移行するに従い吐出量の変化（減少）が大きくなるため生じるものであり、圧力制御の傾きが一定では不十分であることを示唆する。
【００１６】
また、被塗布部材である基板には図６に示すような有効域／非有効域が設けられており、塗布領域を塗布方向両端の非有効域内に収めつつ、有効域内の膜厚が所定の値内で均一になるよう塗布する事が求められる。有効域／非有効域は、その対象により表示域／非表示域と呼ばれることもあり、有効域には高品質が求められる。しかしながら近年は、材料効率や最終製品のデザイン性の観点から、テレビをはじめとする表示機器では、表示画面外の枠部が狭い「狭枠化」が進み、これに伴って被塗布部材である基板などでは、塗布端に設けられている非有効域が物理的に狭くなりつつある。これは言い換えれば塗布端部膜厚への要求が厳しくなってきた事を意味している。「狭枠化」により基板の端部における領域が変更され、従来は非有効域に収まって潜在化していた基板端部の膜厚不良部が、有効域に侵入して顕在化する事態が起こりうるのである。塗布端部膜厚の維持は従来から難しい技術を要してきたが、この「狭枠化」に対応する基板への対応は容易ではなく、既存の技術で対処するのは、その厳しい品質要求と物理的制限から、困難な状態になりつつある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１７】
【特許文献１】特再２００２−０５３２９７号公報
【特許文献２】特開２００１−２６９６１２号公報
【特許文献３】特開２００２−０８６０４４号公報
【特許文献４】特開２００５−２８８３８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
本発明は、上記を鑑みてなされたものであり、製品の狭枠化に伴い非有効域が狭くなった基板に対しても、非有効域に隣接する有効域内膜厚を安定して塗布することができて、高品位が要求されるディスプレイ部材への塗液の塗布方法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】
【００１９】
上記目的を達成するために、本発明は、気体空間と該気体空間に接する塗液貯留部を有するノズルでもって、前記ノズルと被塗布部材を対向配置し、所定の吐出圧力に制御された気体により前記気体空間を加圧することによって前記塗液貯留部に貯留された塗液を吐出しながら、前記ノズルと前記被塗布部材を相対的に移動させて、前記被塗布部材上に塗膜を形成する塗布方法であって、塗布終了近傍においては前記移動の速度を連続的に減速制御するとともに、前記吐出圧力を連続的に減圧制御し、前記減速制御を行う期間には異なる加速度でもって減速する第１減速期間と第２減速期間を設けて、前記減速制御を行う期間の途中で切替えるとともに、前記減圧制御を行う期間には異なる割合でもって減圧する第１減圧期間と第２減圧期間を設けて、前記減圧制御を行う期間の途中で切替えることを特徴とする塗液の塗布方法を提供する。
【００２０】
また、前記第１減速期間から前記第２減速期間への切替え及び前記第１減圧期間から前記第２減圧期間への切替えは、前記ノズルと前記被塗布部材との相対移動による塗布位置が、前記被塗布部材に設けられた有効域と非有効域の境界位置で行うことが好ましい。本発明において有効域とは、被塗布部材において良好な品質が求められる領域範囲のことであり、非有効域は、被塗布部材における有効域と比べて低品質が許容される領域範囲のことである。
【００２１】
また、前記第２減速期間の終了とともに前記相対移動を停止させることが好ましい。
【００２２】
また、前記第２減速期間における相対移動は、前記非有効域内で行うことが好ましい。
【００２３】
また、前記第２減圧期間の終了とともに、前記気体空間を大気開放することが好ましい。
【００２４】
また、上記いずれかに記載の塗布方法を用いてディスプレイ用部材を製造することが好ましい。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、気体空間と該気体空間に接する塗液貯留部を有するノズルでもって、前記ノズルと被塗布部材を対向配置させ、所定の吐出圧力に制御された気体により前記気体空間を加圧することによって前記ペースト貯留部に貯留された塗液を吐出しながら、前記ノズルと前記被塗布部材を相対的に移動させて、前記被塗布部材上に塗膜を形成する塗布方法であって、塗布終了近傍においては前記移動の速度を連続的に減速制御するとともに、前記吐出圧力を連続的に減圧制御し、前記減速制御を行う期間には異なる加速度でもって減速する第１減速期間と第２減速期間を設けて、前記減速制御を行う期間の途中で切替えるとともに、前記減圧制御を行う期間には異なる割合でもって減圧する第１減圧期間と第２減圧期間を設けて、前記減圧制御を行う期間の途中で切替えることにより、減速減圧領域で速度と圧力の変化を任意に組み合わせることができるようになり、膜厚の制御が難しい塗布終了部にて良好な膜厚となる塗布方法が得られる。
【００２６】
また、前記第１減速期間から前記第２減速期間への切替え及び前記第１減圧期間から前記第２減圧期間への切替えは、前記ノズルと前記被塗布部材との相対移動による塗布位置が、前記被塗布部材に設けられた有効域と非有効域の境界位置で行うことで、被塗布部材の有効域までの膜厚を良好に保つことができる。さらには制御が難しくなる低速・低圧の領域を、被塗布部材である基板の、品質への影響が少ない非有効域に収めることができる。
【００２７】
また、前記第２減速期間の終了とともに前記相対移動を停止させることで、塗布終了端部でのペーストの不要な引きずりを抑制することができる。
【００２８】
また、前記第２減速期間における相対移動は、前記非有効域内で行うことで、ペーストの不要な引きずりを抑制しつつ、被塗布部材内に塗布終了端部を収めることができる。
【００２９】
また、前記第２減圧期間の終了とともに前記気体空間を大気開放することで、難易度の高い低圧領域での圧力の制御を省くことができるので、容易な制御構成でもって塗布することができる。
【００３０】
また、本発明における塗布方法をディスプレイ用部材の製造に適用することにより、高品位が要求されるディスプレイ部材に良好な膜厚を保った被塗布部材を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明のペースト塗布方法における一実施例に用いた塗布装置を、概略的に示した概略斜視図である。
【図２】本発明のペースト塗布方法における一実施例に用いた塗布装置の、吐出に係る部分の構成とノズルの断面構造を示した模式図である。
【図３】ディスペンサー法による蛍光体ペースト塗布方法を示した模式図である。
【図４】圧力制御式塗布における吐出圧力と塗布速度の相関を示す時間線図である。
【図５】図４の条件下で塗布した基板の塗布終了端部塗布面状態模式図である。
【図６】基板に設けられる有効域／非有効域を概略的に示した模式図である。
【図７】本発明のペースト塗布方法における、速度圧力相関を示す時間線図である。
【図８】本発明の塗布方法で塗布した基板の塗布終了端部塗布面状態模式図である
【図９】比較例１に示した塗布方法における、速度圧力制御チャート図である。
【図１０】比較例２に示した塗布方法における、速度圧力制御チャート図である。
【図１１】本発明の塗布方法における、速度圧力制御チャート図である。
【図１２】本発明のペースト塗布方法における一実施例に用いた塗布装置を、概略的に示した別概略斜視図である。
【図１３】本発明のペースト塗布方法における一実施例に用いた塗布装置の、吐出に係る部分の構成とノズルの断面構造を示した別構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
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。
【００３３】
まず、本発明に係る塗液の塗布方法を実施するための塗布装置の全体構成、特に凹凸基板（例えばＰＤＰ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。図１は、本発明の一実施態様に係る塗布装置１の全体斜視図、図２は塗布装置１における吐出に係る部分の構成とノズルの断面構造を示した模式図である。
【００３４】
図１において、被塗布材９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（図示しない）により吸着して固定される。テーブル２はその中心を軸として、回転位置決めを可能とするθ軸部材３（破線で示す）により支持されている。このθ軸部材３はＹ方向の位置決めを可能にするＹ軸調整部４に搭載され、Ｙ軸調整部４はＸ軸搬送部５に設けられた一対のＹ軸ガイドレール４ａ，４ｂに沿って機台６のＹ方向に移動する。Ｘ軸搬送部５は、機台６に設けられた一対のＸ軸ガイドレール５ａ，５ｂに沿ってＸ方向に移動する。このＸ方向、Ｙ方向は直交するように調整されている。Ｘ軸搬送部５は基板９に塗液を塗布するための相対移動手段であって、塗布動作においてテーブル２をＸ方向に移動させる。
【００３５】
このＸ軸搬送部は駆動軸（図示しない）の精密な制御により、任意の位置で任意の加速度にて移動速度を変更させられる速度制御がおこなわれる。
【００３６】
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Ｘ軸方向奥側（以下、下流側と称する）側面のＹ軸方向両サイド付近には、テーブル２の面に対して垂直方向に移動するＺ軸移動部８ａ，８ｂが設けられ、Ｚ軸移動部８ａ，８ｂには塗液を吐出するノズル３０が機台６のＹ方向中央を基準にして取り付けられる。ノズル３０は着脱式で、テーブル２のＸ方向に直交するように、Ｚ軸移動部８ａ，８ｂに設けたチャック（図示しない）により固定される。
これらの構成によって、ノズル３０とテーブル及び基板は、ＸＹＺ３方向への相対移動が可能となる構成である。
【００３７】
ノズルは、塗布する基板のサイズに合わせて選択され、その基板に形成された全ての溝に対して１回の塗布動作で塗布を完了するために、好ましくは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ことが好ましく、その場合、ノズルにはその塗布する溝に対応した数、ピッチで吐出孔が略一直線状に設けられる。
【００３８】
ここでノズルは、１回の塗布動作で基板１枚への塗布を完了するものが一般的だが、場合によっては吐出孔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、短尺型のノズルや、吐出孔のピッチを広げたものであってもよい。また、１色の塗液を塗布する場合について詳細に言及したが、Ｒ、Ｇ、Ｂ３色の塗液を同時に塗布する場合にも本発明は適用できる。
【００３９】
図１および図２に示すノズル３０は、略一直線状に配列された吐出孔３３と、内部に塗液貯留部である塗液溜り部３５と塗液溜り部３５の上方に位置する気体空間である空間部３６を有するマニホールド３４、塗液をマニホールド３４内に補給するための入口となる塗液ポート３１、空間部３６での吐出制御用気体の供給と排出をするための通路となる気体通過口３２からなる。この気体通過口３２は、空間部３６の上方に開口していて、吐出孔３３が略一直線状に配列する方向において空間部３６の端近傍に配されているのが好ましい。
【００４０】
ノズル３０への塗液の補給に係る部分について説明する。ノズル３０には、マニホールド３４内に塗液を補給するための配管１３が塗液ポート３１に接続され、この配管１３の反対側先は、塗液の補給を制御する開閉バルブ１２を介して、塗液を貯蔵する塗液容器１１が接続されている。開閉バルブ１２は、コントローラ４０によりその開閉が制御される。塗液容器１１には、塗液を押し出してノズル３０に補給するための供給制御用気体を供給する配管２８が接続され、この配管２８の反対側先には、減圧弁２７を介して、吐出制御用気体源２９に接続されている。減圧弁２７は、吐出制御用気体源２９の供給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。
【００４１】
次に、ノズル３０からの塗液の吐出に係る部分について説明する。ノズル３０内の空間部３６に開口し、吐出制御用気体の供給と排出をするための通路となる気体通過口３２には、配管２４が接続され、この配管２４の反対側先は、吐出バルブ２２が接続されている。吐出バルブ２２は三方弁となっており、一方が減圧弁２３を介して吐出制御用気体源２９に接続する配管２６が接続し、もう一方は大気に開放されている。減圧弁２３は、吐出制御用気体源２９の吐出制御用気体をノズル３０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。減圧弁２３は圧力調整制御が容易であるように、電気信号で圧力を無段階に制御できるような電空変換器を用いることが好ましい。吐出バルブ２２は、ノズル３０内の空間部３６が吐出制御用気体源２９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４０にて制御される。
【００４２】
なお、気体通過口３２は１個でなく複数でも良く、好ましくはノズル３０の両端部に左右対称にそれぞれ１個設置するのがよい。気体通過口を複数設置する場合は、それぞれの気体通過口を通る吐出制御用気体の出入りを個別に制御できるように配管系を構成するのが好ましい。
【００４３】
図１および図２の塗布装置１において、気体通過口を通じて吐出制御用気体の供給と排出を制御するための通過切換手段として、三方弁である１つの切換バルブ２２を用いているが、通過切換手段は複数の切換バルブであってもよく、ここに示す限りではない。また、通過切換手段として用いる切換バルブはどのような構造のものであっても構わないが、基板に塗液を塗布する際に、塗布端の膜厚を精度良くするために、吐出孔からの塗液の吐出と停止を迅速に行えるよう、コントローラ４０からの指令に対して応答性の良いものが好ましい。また、ノズルから塗液を吐出するための吐出制御用気体の圧力に耐えうるものであることが好ましい。さらに、塗布を繰り返すための耐久性を兼ね備えているものが好ましい。また減圧弁２３は所定の圧力設定に正確に追従するものであれば良いが、電気的制御指令に精度良く追従するものが好ましい。この減圧弁２３についても、吐出制御用気体の圧力に耐えうるもの、耐久性を備えているものが好ましい。
【００４４】
図１および図２に示す塗布装置１にて、塗布を実施する場合について説明する。
まず、塗液容器１１からノズル３０のマニホールド３４内に塗液を補給する。ノズル３０への塗液の補給は、開閉バルブ１２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１２を閉じる。
【００４５】
このとき塗液は、ノズル３０のマニホールド３４内に、空間部３６を残す形で所定量に貯えられる。マニホールド３４内の塗液の量は、吐出毎に、空間部３６への吐出制御用気体の供給を開始してから空間部３６内に吐出制御用気体が充填されて吐出孔３３より塗液を吐出するまでの時間を均一にするために、常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３６の容積が所定量になるまで塗液をマニホールド３４内の塗液溜り部３５に補給する。そのため、本発明の塗布装置１においては、ノズル３０内の塗液量を検出する塗液量検出手段３９を有することが好ましく、塗液の汚染を防ぐために非接触であることがさらに好ましい。非接触の塗液量検出手段３９は、レーザー式、超音波式、重量検知式等、非接触で検出できるセンサであればいずれのものであっても適用できる。
【００４６】
次に、基板搭載に移る。テーブル２を支持台７のＸ軸方向手前側（上流側）端部に移動し、テーブル面のほぼ中央に外部移載機などにより塗布する基板９を搭載し、吸着固定する。この動作はノズル３０への塗液補給と並行して行うことが可能である。
【００４７】
次に基板位置決めを行う。テーブル２を移動させて、カメラ１７，１９にて基板９の位置を計測し、さらにカメラ１８にて基板９の基準溝を観測して、溝の中心位置を判断し、テーブル２をＹ軸方向に移動することで、ノズル３０の基準孔と基板９の基準溝中心とのＹ軸方向の位置を合わせる。なお、ノズル３０の基準孔は、カメラ２０により、予め計測しておく。カメラ１７、１９、および１８は、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搬送部は一対のガイドレール７ａ，７ｂによって、Ｙ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。なお、これらのカメラは複数組有していても良い。
【００４８】
基板位置決めが終わると塗液塗布の動作に移る。ノズル３０のマニホールド３４内への塗液補給が完了していることを確認し（未完の場合は待ち）、さらに、ノズル３０の下面をクリーナー１０にて清掃した後に、テーブル２をＸ軸方向に沿って基板９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、あらかじめ設定された位置と加速度にて、移動速度が変更制御される構成である。例えば塗布開始は低速移動とし、その後速度切替位置にて所定の加速度で速度を高速に変更し、さらに減速開始位置から所定の加速度で減速を開始し、移動停止位置にて相対移動を停止する。このような基板とノズルの相対移動を行い、この移動中にノズル３０から塗液の吐出を行うことで基板への塗布を行う。
【００４９】
ノズル３０からの塗液の吐出は、ノズル３０と吐出制御用気体源２９が連通するように吐出バルブ２２を切り換えて、ノズル３０のマニホールド３４内の塗液溜り部３５の上方に位置する空間部３６に吐出制御用気体を供給することにより、吐出孔３３から塗液を押し出すことで行われる。また、ノズル３０からの塗液の吐出の完全な停止は、吐出バルブ２２を切り換えて空間部３６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完全停止し、空間部３６から吐出制御用気体を排出することで行われる。塗液の吐出の完全停止前に、減圧弁２３の圧力を連続的に減圧させることで、速度の減速と合わせた変化を行うことが好ましい。これら切り換えや連続的な減圧は、コントローラ４０にて制御され、Ｘ軸移動中に所定の位置で動作するよう制御されるのが好ましい。吐出の完全停止前の減圧手段は、異なる圧力に設定した複数の減圧弁と切替弁の動作によって行っても良い。
【００５０】
吐出が終われば塗布が終了となり、基板排出に移る。基板９の排出はテーブル２を下流端に移動し、吸着した基板９を解除し、外部移載機などにより取り出す。基板９を排出した時点で一連の動作が終了する。連続して基板に塗布する場合は、塗液の補給から開始する。
【００５１】
なお、ノズル３０への塗液の補給および吐出孔３３からの塗液の吐出の制御は、ノズル３０内の塗液量検出手段３９、開閉バルブ１２、吐出バルブ２２，および減圧弁２３が繋がれたコントローラ（制御部）４０により制御される。
【００５２】
図１および図２に示すような塗布装置１による基板への塗布の一連の工程は、ノズル３０のマニホールド３４内に塗液を補給する工程と、ノズル３０と基板９とを相対的に移動しながら基板９へ塗液を吐出して塗布する工程とを有する。枚葉の基板に１度に塗布したり、基板を複数回に分けて塗布したりするような、所定の長さの塗液の塗布を複数回行う場合には、この２つの工程を交互に繰り返すことが好ましい。なぜなら、マニホールド内に塗液溜り部と塗液溜り部の上方に空間部を有し、この空間部に吐出制御用気体を供給し、その圧力で塗液を吐出孔より吐出するノズルには、所定の長さの塗布で使用した塗液の量と同量の塗液をマニホールド内へ補給する必要があるため、生産性を考えれば、ノズルのマニホールド内への塗液の補給と、基板への塗布は交互に繰り返すことが好ましい。
【００５３】
ついで、塗布終了部の好ましい形態を以下にて説明する。これは「狭枠化」の影響で非有効域が狭められた基板に対応できるものであるが、従来の基板に適用しても何ら支障はない。
【００５４】
図１および図２に示す塗布装置１において、ノズル３０からの塗液の吐出は、まず、ノズル３０への塗液の補給を完了させ、開閉バルブ１２を閉じておく。それから、ノズル３０と吐出制御用気体源２９が連通するように吐出バルブ２２を切り換えることで、吐出制御用気体源２９に連通した気体通過口３２を通じて、ノズル３０内の空間部３６に吐出制御用気体を供給することにより吐出孔３３より塗液を押し出して、吐出する。このとき、ノズル３０と基板９とを相対的に移動させて、基板９に所定の長さの塗液の塗布を行う。
【００５５】
塗布終了部における相対移動速度については、あらかじめ定めた位置から減速を始め連続的に減速制御を行う期間を設けることが必要であり、減速制御を行う期間の終了とともに相対移動を停止するよう制御するのが好ましい。本発明においては、異なる加速度でもって減速する第１減速期間と第２減速期間を設け、減速の途中のあらかじめ定めた位置にて減速割合を変更した速度に切替変更することが必要であり、その後相対移動を停止させるのが好ましい。
【００５６】
また塗布終了部における吐出孔３３からの塗液の吐出の停止は、あらかじめ定めた位置から減圧弁２３の減圧制御を開始し、連続的に減圧制御を行う期間を設けることが必要であり、ノズル３０内の空間部３６への吐出制御用気体の供給圧力を連続的に減圧して行う。
【００５７】
さらには、減圧制御を行う期間には異なる割合でもって減圧する第１減圧期間と第２減圧期間を設けることが必要であり、前記減圧制御を行う期間の途中のあらかじめ定めた位置にて、空間部３６の圧力が大気に開放されるように吐出バルブ２２を切り換えることで、空間部３６より吐出制御用気体を大気に開放することがより好ましい。
【００５８】
減速割合の変更位置と吐出バルブ２２を切り換えて空間部３６の圧力を大気に開放する位置は略同じ位置であることが組み合わせとしては好ましいが、塗布装置の各動作には遅れがあることを考慮し、塗布された基板の膜厚や塗布面の状態を見ながら、両位置を微調整するのがより好ましい。
【００５９】
基板への塗布が一旦終了し、次の塗布を開始するまでの間は、ノズル３０への塗液の補給や、塗布が終了した基板の搬出、次の基板の搬入、基板とノズル３０の位置合わせなどを行う。
【００６０】
その後次の基板の塗布を行い、以後この動作を繰り返して複数枚の塗布を行う。
【００６１】
図１２および図１３は、本発明の塗液の塗布方法を実現するための塗液の塗布装置の別例である。  図１および図２との違いは、配管２４の気体通過口３２に近いところに開放専用弁４２を設けたことであり、その他構成は図１、図２と同じものである。開放専用弁４２は二方弁となっており、一方が配管２４と接続され、もう一方は大気に開放されている。そしてその動作は吐出バルブ２２と連動するよう制御される。つまりノズル３０と吐出制御用気体源２９が連通するように吐出バルブ２２が切り換えられ、空間部３６に吐出制御用気体が供給される場合には、開放専用弁４２は閉塞し吐出制御用気体による吐出孔３３から塗液の吐出を阻害しないよう動作する。一方吐出バルブ２２が切り換わって空間部３６が大気に開放される際は、開放専用弁４２を通じても空間部３６が大気に開放されるよう動作する。
【００６２】
図１２および図１３を用いた塗布終了部の好ましい形態を以下にて説明する。これは「狭枠化」の影響で非有効域が狭められた基板に対応できるものであるが、従来の基板に適用しても何ら支障はない。
【００６３】
図１２および図１３に示す塗布装置１において、ノズル３０からの塗液の吐出は、まず、事前にノズル３０への塗液の補給を完了させ、開閉バルブ１２を閉じておく。それから、ノズル３０と吐出制御用気体源２９が連通するように吐出バルブ２２を切り換えることで、吐出制御用気体源２９に連通した気体通過口３２を通じて、ノズル３０内の空間部３６に吐出制御用気体を供給することにより吐出孔３３より塗液を押し出して吐出する。このとき、開放専用弁４２は閉塞し、塗液の押し出しを阻害しない。またこのとき、ノズル３０と基板９とを相対的に移動させて、基板９に所定の長さの塗液の塗布を行う。
【００６４】
塗布終了部における相対移動速度については、あらかじめ定めた位置から減速を始め、塗布の最後には相対移動を停止するよう制御するのが好ましい。さらには、その減速の途中のあらかじめ定めた位置にて減速割合を変更した速度に切替変更し、その後相対移動を停止させるのが好ましい。
【００６５】
また塗布終了部における吐出孔３３からの塗液の吐出の停止は、あらかじめ定めた位置から減圧弁２３を減圧制御し、ノズル３０内の空間部３６への吐出制御用気体の供給圧力を連続的に減圧して行われるのが好ましい。さらには、この減圧の途中のあらかじめ定めた位置にて、空間部３６の圧力が大気に開放されるように吐出バルブ２２を切り換えると同時に、開放専用弁４２を切り換えることで、開放専用弁４２を通じても大気への開放をおこない、空間部３６より吐出制御用気体を短時間で大気に開放することが好ましい。開放専用弁４２は吐出バルブと連動し同時に作動するよう制御される。
【００６６】
減速割合の変更位置と吐出バルブ２２、開放専用弁４２を切り換えて空間部３６の圧力を大気に開放する位置は略同じ位置であることが組み合わせとしては好ましいが、塗布装置の動作には遅れがあることを考慮し、塗布された基板の膜厚状態を見ながら、両位置を微調整するのがより好ましい。
【００６７】
開放専用弁４２により吐出制御用気体を短時間で大気に開放できることから、減速割合変更後の相対移動の停止時間も短くすることができて好ましい。
【００６８】
ここでは、開放専用弁４２として二方弁を用いているが、大気への開放と閉塞を切り換えできればどんな構造、構成のものであってもよく、ここに示す限りではない。例えば三方弁の３つあるポートのうちの１つを閉塞させ、二方弁と同じ機能として用いてもよい。開放専用弁は吐出バルブ２２との連動性、制御のしやすさを考慮し選択するのが好ましいが、吐出バルブと同様コントローラからの指令に対して応答性の良いものが好ましく、吐出制御用気体の圧力に耐えうるものであり、さらに耐久性を備えているものが好ましい。
【００６９】
基板への塗布が一旦終了し、次の塗布を開始するまでの間は、ノズル３０への塗液の補給や、塗布が終了した基板の搬出、次の基板の搬入、基板とノズル３０の位置合わせなどを行う。
【００７０】
その後次の基板の塗布を行い、以後この動作を繰り返して複数枚の基板に塗布を行う。
【００７１】
図１、図２、図１２、図１３に示す塗布装置１において、ノズル３０の吐出孔３３の大きさは、塗液を塗布する幅や、塗布する塗液の量に応じて、その孔径を選定すればよく、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）への塗液の塗布の場合では、１０μｍから５００μｍの間に設定することが好ましい。なお、吐出孔３３の形状や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、如何なる形状であってもよい。たとえば、塗液をシート状に吐出する場合は、吐出開口部を吐出孔ではなく、ノズル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。
【００７２】
これまで、一種類の塗液を基板の表面に形成されたストライプ状の凹部に塗布する場合について詳しく述べたが、赤、青、緑等の３色の蛍光体を同時に塗布する場合にも本発明は適用でき、また、前記被塗布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。
【００７３】
使用できる塗布条件として、塗布速度はいかなる速度であってもよいが、好ましくは０．１〜１０ｍ／分、より好ましくは、０．５〜８ｍ／分である。
【実施例】
【００７４】
次に、本発明の実施の形態に従って、ディスプレイ用部材特に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。
【００７５】
実施例１
枚葉の基板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３０９６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。
【００７６】
この基板に塗布する塗布装置として、図１２および図１３に示す本発明に係る塗布装置１、ノズル３０を用いた。
【００７７】
ノズル３０は、孔径が０．１２ｍｍ、孔数が１０３２孔、孔のピッチが０．９ｍｍの吐出孔３３が略一直線状に配列しており、その配列方向におけるノズル３０の幅が１０００ｍｍ、材質はステンレス鋼製（ＳＵＳ３０４）のものを用いた。また、マニホールド３４内に吐出制御用気体の供給と排出をするための通路となる気体通過口３２は、内径５ｍｍの円筒形状のものを用いた。さらに、塗液を補給するための塗液ポート３１は、内径８ｍｍの円筒形状のものを用いた。
【００７８】
ノズル３０の気体通過口３２と接続し、ノズル３０と吐出制御用気体源２９をつなぐ配管２４、配管２５、配管２６、配管２８は全て、内径６ｍｍのナイロンチューブを使用した。また、配管２４の長さは７００ｍｍにした。吐出制御用気体としては、圧縮空気を用いた。
【００７９】
複数回の塗布を行う中で、各回の塗布で吐出／排気の切換をする吐出バルブ２２は、三方弁の働きをする電磁弁を用いた。開放専用弁４２については、動作の連動性を考慮して吐出バルブ２２と同一型式の三方弁を選択し、１つのポートを閉塞することで、二方弁の機能となる構造にして用いた。配管２４を気体通過口３２に近いところ分岐し、開放専用弁４２に接続した。
【００８０】
塗液である蛍光体ペーストを吐出するためにノズル３０に付与する圧力は、減圧弁２３により圧力０．８５ＭＰａに設定した。この場合の減圧弁２３には、電気的信号によって圧力の設定制御ができる電空変換器を用いた。コントローラからの連続的に変化する電気的信号を電空変換器に与え、所定の減圧を行った。減圧途中で吐出バルブ２２および開放専用弁４２を切り換えることで、ノズル３０内の空間部３６の圧力を大気へ開放した。
【００８１】
塗液容器１１には、減圧弁２７により圧力０．３５ＭＰａに調整された圧縮空気が付与されている。また、塗液容器１１からノズル３０に塗液の補給を制御するための開閉バルブ１２は、ダイアフラムバルブを用いた。
【００８２】
ノズル３０のマニホールド３４内の蛍光体ペースト４１は、液面の高さが吐出孔３３から２５ｍｍの高さで管理される。したがって、ノズル３０より蛍光体ペーストを吐出した後は、開閉バルブ１２の開閉の制御により、液面高さが２５ｍｍになるまで、蛍光体ペーストがノズル３０に補給される。
【００８３】
上記の条件にて、図１２および図１３に示す塗布装置１で、図１１のチャート図となるよう、ノズル３０内の空間部３６の圧力と相対移動速度をコントローラ４０で設定制御しながら、塗布条件を調整した。ここで吐出圧力を大気開放する位置と塗布速度を減速停止に向けて切替る位置（図１１のＥ点）は、図１１の溝模式図に相当する位置に設定した。適宜コントローラへ入力する設定位置を変更し、塗布速度と吐出の圧力を変化させながら条件を調整した結果、最終的に塗布終了部においては図７に示すような塗布速度と圧力の相関の下、図８に示す模式図のような均一な塗布面を得られた。この条件下にて、基板２００枚に塗布を行った。この２００枚の塗布中、適宜基板の塗布終了部近傍の塗布面状態を塗布装置１に設けてあるカメラ１７〜１９及び目視で確認したところ、塗布面に異常な斑や後を引いた形状は存在せず、良好な塗布面が得られていた。
【００８４】
蛍光体ペーストが塗布された２００枚の基板を乾燥すると、隔壁による凹部に蛍光体層が形成された基板が得られた。この蛍光体層が形成された基板に、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１枚づつ発光状態を確認したところ、いずれの基板についても、塗布終了端近傍が均一に発光しており、塗布斑がないことを確認した。
比較例１
次に、図９のチャート図となるよう、ノズル３０内の空間部３６の圧力と相対移動速度をコントローラ４０で設定制御しながら、基板への塗布を実施した。なお、基板や塗液、ノズル３０における孔径、孔数、孔ピッチ、気体通過口や塗液ポート、吐出バルブ、減圧弁、開放専用弁などは図１２および図１３の塗布装置１と同じものを用いたが、減圧弁２３の圧力は一定に維持し、吐出バルブ２２及び開放専用弁４２の切り換えにより、ノズル３０内の空間部３６の圧力を大気開放する制御を行った。
【００８５】
吐出バルブ２２と開放専用弁４２からの圧力の大気開放であるため、圧力は自然排気となった。減圧開始位置と減速開始位置の組み合わせを様々に変更したが、移動速度と圧力の変化が乖離しており、とうとう一定膜厚が得られる条件が見出せなかった。塗布された基板の塗布終了部を詳細に観察すると、塗液となるペーストのかすれた形状、途切れた形状、あるいは後を引いた形状が発生しており不良であったため、塗布を中断した。
【００８６】
この方法で塗布した基板を乾燥して、凹部に蛍光体層が形成された基板を発光させたところ、所定の溝に均一に塗布形成されておらず、不良品となった。
比較例２
次に、図１０のチャート図となるよう、ノズル３０内の空間部３６の圧力と相対移動速度をコントローラ４０で設定制御しながら、基板への塗布を実施した。なお、基板や塗液、ノズル３０における孔径、孔数、孔ピッチ、気体通過口や塗液ポート、吐出バルブ、減圧弁などは図１２および図１３の塗布装置１と同じものを用いて、減圧弁２３の圧力は段階的に変化させた。吐出バルブ２２、開放専用弁４２の切り換えによるノズル３０内の空間部３６の圧力の大気への開放は行わなかった。
【００８７】
その結果、圧力を段階的に制御したことで吐出されたペーストの量も段階的になり、基板には帯状の斑が発生した。また速度を低くしているが移動は停止していないため、塗布終了端部での塗液のかすれた形状、途切れた形状、あるいは後を引いた形状等が生じ、一定膜厚が得られる条件が見出せないため、塗布を中断した。
【００８８】
塗布後の基板を乾燥して、凹部に蛍光体層が形成された基板を発光させたところ、帯状となる明暗の斑が発生しており、所定に溝に均一に塗布形成されていないため、不良品となった。
比較例３
次に、図４に示した速度圧力制御下にて、基板への塗布を実施した。なお、基板や塗液、ノズル３０における孔径、孔数、孔ピッチ、気体通過口や塗液ポート、吐出バルブ、減圧弁、開放専用弁などは、図１２および図１３の塗布装置１と同じものを用いた。
【００８９】
圧力を大気へ開放することなく、最後まで圧力制御した結果、先述の図５へ示したのと同様、塗液となるペーストのかすれた形状、途切れた形状等が発生し、一定膜厚が得られる条件が見出せないため、塗布を中断した。
【００９０】
塗布後の基板を乾燥して、凹部に蛍光体層が形成された基板を発光させたところ、所定の溝に均一に塗布形成されておらず、不良品となった。
【産業上の利用可能性】
【００９１】
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、液晶ディスプレイ用カラーフィルター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】
【００９２】
１  塗布装置
２  テーブル
３  θ軸部材
４  Ｙ軸調整部
４ａ、４ｂ  Ｙ軸ガイドレール
５  Ｘ軸搬送部
５ａ、５ｂ  Ｘ軸ガイドレール
６  機台
７  支持台
７ａ、７ｂ  ガイドレール
８ａ、８ｂ  Ｚ軸移動部
９  基板
１０  クリーナー
１１  塗液容器
１２  開閉バルブ
１３  配管
１４  Ｙ１搬送部
１５  Ｙ２搬送部
１６  Ｙ３搬送部
１７  カメラ
１８  カメラ
１９  カメラ
２０  カメラ
２２  吐出バルブ（吐出／排気切り換え弁）
２３  減圧弁（電空変換器）
２４  配管
２５  配管
２６  配管
２７  減圧弁
２８  配管
２９  吐出制御用気体源
３０  ノズル
３１  塗液ポート
３２  気体通過口
３３  吐出孔
３４  マニホールド
３５  塗液溜り部
３６  空間部
３７  隔壁
３９  塗液量検出手段
４０  コントローラ
４１  蛍光体ペースト
４２  開放専用弁
【図１】
2013208521.tif 000003
【図２】
2013208521.tif 000004
【図３】
2013208521.tif 000005
【図４】
2013208521.tif 000006
【図５】
2013208521.tif 000007
【図６】
2013208521.tif 000008
【図７】
2013208521.tif 000009
【図８】
2013208521.tif 000010
【図９】
2013208521.tif 000011
【図１０】
2013208521.tif 000012
【図１１】
2013208521.tif 000013
【図１２】
2013208521.tif 000014
【図１３】
2013208521.tif 000015