JP2001224997A - スラリー液塗布装置及び塗布方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】スラリー液の使用効率が良く塗布が均一なスラ
リー液塗布装置を提供する。 【構成】本装置３は、基板１を載置する基台４と、スラ
リー液を供給するノズル部材６と、ノズル部材を直交す
る３方向に移動させる移動手段５を有している。ノズル
部材６の底面には長手方向に沿ってスリットが連続して
形成されている。スリットの方向は基板１に平行で、一
方の水平な移動方向に直交する。ノズル部材６にはスラ
リー液供給手段がスラリー液を供給する。ノズル部材６
のスリットからスラリー液を吐出させながら、ノズル部
材をスリットと直交する方向に移動させ、スラリー液を
基板１上に所定の厚さで塗布する。次に基板１を回転式
の振り切り装置で回転させてスラリー液を飛ばし、表面
にスラリー液の均一な膜を形成し、乾燥させる。粘度の
高いスラリー液を基板の表面に少ない量で塗り広げるこ
とができ、スラリー液の使用効率が良い。塗布の均一性
に優れている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、基板にスラリー液
を塗布するための装置と方法に関する。なお、本明細書
においてスラリー液とは、粉体を分散した所定粘度を有
する流体を広く指し示す用語である。例えば、水に粉体
と粘度調整材を混合したものなどもスラリー液である。
さらに具体的には、粉体が蛍光体の粉末であれば、この
スラリー液は、蛍光表示管・蛍光発光管・電界放出素子
・陰極線管などの製造において発光領域となる蛍光面を
形成する材料として使用できる。

【０００２】

【従来の技術】電界放出素子の製造工程において、発光
領域となる陽極基板の内面側には、蛍光体層が所定の発
光パターンで形成される。このような蛍光体層を形成す
るには、まず蛍光体粉末を含んだスラリー液を陽極基板
の内面に均一に塗布し、これを所望のパターンに加工
し、さらに陽極基板を焼成して蛍光体層とする。

【０００３】このような蛍光体層の形成において基板に
スラリー液を塗布するために、図５及び図６に示すよう
な装置が用いられていた。この装置は、基台１００と、
基台１００上に設けられてスラリー液を供給する液供給
部１０１と、基台１００上に設けられて塗布対象である
基板を設置する基板設置部１０２と、液が塗布された基
板を乾燥させる乾燥部１０３と、基板から落ちた液を回
収する回収部１０４を有している。

【０００４】基板１を水平な基板設置部１０２のステー
ジ１０５上に設置する。基板１のサイズは、３７０ｍｍ
×４７０ｍｍである。操作パネル１０６の操作ボタンを
押して装置を作動させる。まず、ステージ１０５は１０
ｒｐｍ程度の低速で回転する。液供給部１０１に設けら
れた筒状の滴下ノズル１０７が基板１の中央上方に移動
し、下方の基板中央にスラリー液２を滴下する。その量
は約１２０ｇであり、実際に基板表面に塗布するのに必
要な量は約９ｇである。

【０００５】次に、ステージ１０５の回転数が１７５ｒ
ｐｍ程度にまで上昇するとともに、基板設置部１０２の
ステージ１０５が軸１０８を中心に図中（イ）の位置か
ら反時計周り方向に約１１０°回転した位置（ロ）に移
動する。回転によって基板１から振り切られたスラリー
液２が回収部１０４に回収される。

【０００６】次に、ステージ１０５の回転数が７５ｒｐ
ｍ程度にまで低下するとともに、基板設置部１０２のス
テージ１０５が軸１０８を中心に時計周り方向に回転し
て（ハ）の位置に移動する。これは、図中（イ）の位置
から反時計周り方向に約９０°回転した位置である。こ
の位置（ハ）において、スラリー液２が塗布された基板
１は乾燥部１０３に対面し、塗布されたスラリー液が乾
燥部の熱によって乾燥される。

【０００７】以上説明した操作は、スラリー液の滴下か
ら乾燥に至るまで、連続的に処理される。各工程の処理
時間は、図示しない制御手段が内蔵するタイマに設定さ
れており、自動的に行なわれる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】前記装置によれば、ノ
ズルからスラリー液を基板上に滴下した段階で基板上に
おいてスラリー液が全面にわたって塗れ広がっているこ
とが必要である。一般にスラリー液は粘度が高いので簡
単には広がらず、基板の塗れ性や基板サイズとの関係
で、前述したような筒状のノズル１０７による滴下を行
なう場合には、供給するスラリー液の量を実際に必要な
量よりも相当に多くし、そのスラリー液の大部分を回転
によって振り切り、基板上に広げる必要があった。即
ち、使用されたスラリー液の大部分が回収液となり、ス
ラリー液の使用効率が悪いという問題があった。

【０００９】特に小量生産の場合、回収されたスラリー
液を再生するのはコストを考慮すると困難であるため、
回収されたスラリー液はそのまま廃液として破棄されて
いる。

【００１０】また、スラリー液は基板の中央に滴下され
ているので、塗布の均一性が悪い。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、スラリー液の
使用効率が良く、塗布の均一性に優れたスラリー液塗布
装置及び塗布方法を提供することを目的としている。

【００１２】

【発明の実施の形態】請求項１に記載されたスラリー液
塗布装置は、基板の表面にスラリー液を塗布するための
スラリー液塗布装置において、スラリー液を貯容する空
間と該空間に連通する所定長さのスリットを備えたノズ
ル部材と、前記ノズル部材の空間内にスラリー液を供給
するスラリー液供給手段と、前記スラリー液供給手段か
ら供給されたスラリー液が前記スリットから出ることな
く前記空間内に充填されるように前記ノズル部材の空間
内に選択的に負圧を与える吸引手段と、前記ノズル部材
と前記基板を相対的に移動させる移動手段とを有してい
る。

【００１３】請求項２に記載されたスラリー液塗布装置
は、請求項１記載のスラリー液塗布装置において、前記
スラリー液供給手段が、スラリー液の貯槽と、前記貯槽
のスラリー液が循環する循環路と、前記スラリー液を前
記循環路に送り出す循環ポンプと、前記循環路と前記ノ
ズル部材の空間を選択的に連通させる供給側バルブとを
有し、前記吸引手段が、前記ノズル部材の空間を吸引す
る吸引ポンプと、前記吸引ポンプと前記ノズル部材を選
択的に連通させる吸引側バルブとを有している。

【００１４】請求項３に記載されたスラリー液塗布装置
は、請求項２記載のスラリー液塗布装置において、前記
供給側バルブと前記吸引側バルブを開放して前記ノズル
部材の空間内にスラリー液を溜め、次に、前記供給側バ
ルブを開放したまま前記吸引側バルブを閉止するととも
に、前記スリットの長手方向と直交する方向に沿って前
記ノズル部材を前記移動手段で前記基板に沿って移動さ
せることにより、前記ノズル部材の空間内にあるスラリ
ー液を前記基板に塗布するように制御を行う制御手段を
備えている。

【００１５】請求項４に記載されたスラリー液塗布方法
は、基板の表面にスラリー液を塗布するためのスラリー
液塗布方法において、所定長さの塗布幅により、該塗布
幅と直交する塗布方向に沿ってスラリー液を前記基板の
表面に塗布し、前記基板を回転させて前記スラリー液の
一部を基板外に振り切ることにより前記基板の上に前記
スラリー液の膜を形成するものである。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態の一例である
スラリー液塗布装置３を図１〜図４を参照して説明す
る。本装置３は、蛍光表示管・蛍光発光管・電界放出素
子などの蛍光体を用いた表示装置の製造工程において、
蛍光体を含むスラリー液を基板の表面に塗布するために
用いられる装置である。

【００１７】図１に示すように、本装置３は、基板１を
載置するための基台４と、基台４上に設置された移動手
段５と、この移動手段５に取り付けられて移動すること
により基台４上の基板１にスラリー液２を塗布するノズ
ル部材６とを有している。

【００１８】図１に示すように、この移動手段５は、基
台４に設けられた第１の案内部材７と、第１の案内部材
７に移動可能に取り付けられた第１の移動体８と、第１
の移動体８に固定された第２の案内部材９と、第２の案
内部材９に移動可能に取り付けられた第２の移動体１０
と、第２の移動体１０に設けられた第３の案内部材１１
と、第３の案内部材１１に移動可能に取り付けられた第
３の移動体１２とを有している。第３の移動体１２に前
記ノズル部材６が取り付けられる。第１の案内部材７の
案内方向と第２の案内部材９の案内方向は水平であり、
互いに直交している。また、第３の案内部材１１の案内
方向は鉛直方向である。よって、第３の移動体１２に連
結されたノズル部材６は、水平面内を直交する２方向に
沿って移動可能であり、これに垂直な方向に沿っても移
動可能である。

【００１９】図２に示すように、ノズル部材６は内部に
空間１５を有する細長い箱型であり、その長手方向が第
２の移動体１０の移動方向及び基台４の表面に対して平
行となるように、第３の移動体１２に取り付けられてい
る。ノズル部材６の底面には、長手方向に沿ってスリッ
ト１６が連続して形成されている。スリット１６の長手
方向は第２の移動体１０の移動方向、即ち第２の案内部
材９に平行である。このスリット１６は内部の空間１５
に連通している。

【００２０】図２に示すように、前記ノズル部材６に
は、前記空間１５内にスラリー液２を供給するスラリー
液供給手段１７が接続されている。スラリー液供給手段
１７は、スラリー液２の貯槽１８と、前記貯槽１８のス
ラリー液２が循環する循環路１９と、前記スラリー液２
を前記循環路１９に送り出す循環ポンプ２０と、前記循
環路１９と前記ノズル部材６の空間１５を選択的に連通
させる供給側バルブ２１とを有している。本例の供給側
バルブ２１は、ソレノイドバルブからなる。

【００２１】図２に示すように、前記ノズル部材６に
は、前記ノズル部材６の空間１５内に選択的に負圧を与
える吸引手段２２が設けられている。本例では、吸引手
段２２の吸引力は比較的小さく、またノズル部材６内の
スラリー液の液面高さが比較的低いことにより、スラリ
ー液は吸引されない構造となっているが、スラリー液２
を吸い出すようにしてもよい。吸引手段２２は、前記ノ
ズル部材６の空間１５に連通する吸引管２３と、吸引管
２３に接続されて空間１５内を吸引する吸引ポンプ２４
と、吸引ポンプ２４と空間１５の間の吸引管２３に設け
られて前記吸引ポンプ２４と前記ノズル部材６を選択的
に連通させる吸引側バルブ２５とを有している。また、
吸引側バルブ２５と吸引ポンプ２４の間の吸引管２３に
は、流量調節つまみ２６が設けられている。本例の吸引
側バルブ２５は、ソレノイドバルブからなる。この吸引
手段２２が空間１５内を吸引することにより、前記スラ
リー液供給手段１７が空間１５内にスラリー液２を供給
した時に、スラリー液２がスリット１６から吐出するこ
となく空間１５内に充填される。

【００２２】供給側バルブ２１と吸引側バルブ２５を開
放すると、ノズル部材６の空間１５内にスラリー液２が
流入する。スリット１６からはスラリー液２が出ないの
で、スラリー液２は空間１５内に溜まる。

【００２３】供給側バルブ２１を開放したまま吸引側バ
ルブ２５を閉止すると、供給側で循環ポンプ２０によっ
てスラリー液２に加えられている圧力（供給圧力）によ
り、スラリー液２がスリット１６から外に吐出する。ノ
ズル部材６を基板１から所定の高さに保持し、このスラ
リー液２の吐出に合わせて、スリット１６の長手方向と
直交する方向に沿ってノズル部材６を基板１に沿って移
動させれば、図３に示すように基板１の表面にスラリー
液２を所定の厚さで塗布していくことができる。

【００２４】次に、本装置を用いた基板１に対するスラ
リー液２の塗布動作を図２及び図４を参照して説明す
る。以下に説明する動作は、本装置の図示しない制御手
段によって行なわれる。流量調節つまみ２６を調節し、
ノズル部材６の空間１５内にスラリー液２が入る流量よ
りも、吸引ポンプ２４による吸引の流量が少なくなるよ
うにしておく。そして、供給側バルブ２１と吸引側バル
ブ２５を開放し、ノズル部材６の空間１５内にスラリー
液２を溜める。規定量のスラリー液２が溜まったら、両
方のバルブを閉止する。

【００２５】基板１を基台４の上に設定する。装置を始
動し、ノズル部材６のスリット１６から出たスラリー液
２が基板１上に所定の厚さで塗り広げられていくよう
に、制御手段がプログラムに従って装置の各部を作動さ
せる。

【００２６】この塗り広げの動作においては、図４に示
すように、ノズル部材６は位置からまで移動し、一
連の作業終了後に再びに戻る。

【００２７】はノズルの原点位置であり、ここで供給
側バルブ２１を開いてスラリー液２を３秒間空打ちし、
スリット１６が詰まっていないことを確認する。吐出し
たスラリー液２は空打ち回収槽２７に回収される。

【００２８】空打ち後、供給側バルブ２１を閉め（吸引
側バルブ２５は閉まっている）、ノズル部材６はまで
移動し、その後まで垂直下方に移動する。この間、供
給側バルブ２１と吸引側バルブ２５は同時に閉まってお
り、またノズル部材６のスリット１６はスラリー液で塞
がれた状態にあるので、ノズル先端のスラリー液の表面
張力によりノズル１６からはスラリー液は吐出されな
い。このの位置がノズル部材６の塗布開始位置であ
る。この位置において、ノズル部材６のスリット１６と
基板１の表面との間隔は最適に設定されている。

【００２９】移動手段５が作動し、ノズル部材６が塗布
開始位置から塗布終了位置まで図中矢印（ニ）で示
す所定の塗布方向に沿って基板１の上方を移動する。そ
の間、ノズル部材６はスラリー液２を吐出し、図３に示
したように吐出されたスラリー液２が基板１上に所定の
厚さで塗布されていく。

【００３０】上記塗布動作は次のように行なわれる。ま
ず、塗布開始位置において、吸引側バルブ２５を閉め
たまま、供給側バルブ２１を開放してスラリー液２を吐
出させるとともに、ノズル部材６の移動を開始する。塗
布終了位置の移動方向手前にある位置で供給側バル
ブ２１を閉止して吐出を止める。位置から塗布終了位
置までの間は、スラリー液２の表面張力によりノズル
からスラリー液２が引き出される現象が起きる。このた
め、スラリー液２は塗布終了位置まで塗れ広がる。

【００３１】塗布終了後、ノズル部材６は塗布終了位置
から垂直上方のまで移動し、再びに戻る。ノズル
の原点位置で行う前記空打ちの動作の前に、供給側バ
ルブ２１と吸引側バルブ２５を開放してノズル部材６の
空間１５内にスラリー液をためる動作を行う。

【００３２】以上の動作によって基板１の表面の所望の
範囲にスラリー液２を所望の厚さで塗り広げることがで
きた。次に、この基板１を回転式の振り切り装置に取り
付けて回転させ、遠心力によってスラリー液２を飛ばし
て表面にスラリー液２の均一な膜を形成する。さらに、
乾燥装置を用い、この基板１のスラリー液２を乾燥さ
せ、スラリー液２の膜を基板１に定着させる。これによ
って、基板１の表面には所望の均一な厚さのスラリー液
２の膜が完成した。

【００３３】前記工程に使用する回転式の振り切り装置
及び乾燥装置としては、従来の技術で説明した装置の回
転可能な基板設置部と、液が塗布された基板を乾燥させ
る乾燥部をそれぞれ用いることができる。

【００３４】なお、本例で使用するスラリー液２は、純
水３９．５５％、界面活性剤０．４５％、蛍光体粉末３
０．０％、感光性溶液３０．０％の組成である。また、
基板１のサイズは３７０ｍｍ×４７０ｍｍである。スリ
ット１６の開口幅（移動方向に沿って測定した寸法）は
０．２５ｍｍであり、基板１とノズル部材６の間隔は
０．２５ｍｍ、塗布時のノズル部材６の移動速度は５０
ｍｍ／ｓｅｃである。ノズル部材６にスラリー液２を２
０秒間注入すると、ノズル部材６の空間１５内にはスラ
リー液２が４０ｇ溜まる。この量は基板３０枚に対し塗
布可能な量であるが、塗布は、さらにスラリー液を供給
側バルブ２０からノズル部材６内に供給しながら行う。
これは、基板に塗布する時、スラリー液の表面張力の影
響によりノズル内部からスラリー液が引き出される現象
が起きてしまい、ポンプからの送り量と基板上のスラリ
ー液量に違いが発生してしまうため、基板に塗布する回
数を重ねていくとノズル内部のスラリー液が減少してし
まうからである。ノズル内部にスラリー液が無くなると
基板に塗布されないため、塗布時にはノズル部材の内部
にスラリー液を注入する作業を行う。そして基板３０枚
に塗布する度に、主としてスラリー液の品質を保持する
ため、一旦ノズル部材６内のスラリー液２を抜いて再度
スラリー液２を注入する作業を行なうとよい。

【００３５】従来のスラリー液塗布装置乃至方法では、
基板サイズ・塗れ性などによりスラリー液の使用量が多
く、スラリー液使用効率が悪かった。［従来の技術］の
項で説明した基板の中央に滴下して回転で広げる方法で
は、スラリー液の使用量は約１２０ｇであった。本例に
よれば、その他の条件が同一として、スラリー液の使用
量は約１８ｇですむ。

【００３６】以上の構成において、ノズル部材６の側面
に内部のスラリー液２を視認するための窓を設けてお
き、内部のスラリー液２の量を監視できるようにしても
よい。あるいは、ノズル部材６の空間１５内にセンサを
設け、スラリー液２の量を検知するようにしてもよい。

【００３７】以上の構成では、基板１が固定でノズル部
材６が移動することになっていたが、ノズル部材６が固
定で基板１側を移動させるようにしてもよい。

【００３８】

【発明の効果】本発明の方法によれば、スリットが形成
されたノズル部材に、スラリー液供給手段と吸引手段と
を連結し、移動手段でノズル部材を基板に対して相対移
動させて液の塗布を行なうようにしたので、粘度の高い
スラリー液を基板の表面に少ない量で塗り広げることが
でき、スラリー液の使用効率が良い。そして塗布の均一
性に優れており、少ないスラリー液の使用量で基板表面
に均一にスラリー液の膜を形成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係るスラリー液塗布装置の
斜視図である。

【図２】（ａ）は実施形態のスラリー液塗布装置におけ
るノズル部材及び液供給系を示す図であり、（ｂ）のＢ
−Ｂ切断線における断面図および配管系統図である。
（ｂ）は実施形態のスラリー液塗布装置におけるノズル
部材の断面図であり、（ａ）のＡ−Ａ切断線における断
面図である。

【図３】実施形態のスラリー液塗布装置において塗布動
作を行なうノズル部材の断面図である。

【図４】実施形態のスラリー液塗布装置におけるノズル
部材の動作経路を示す図である。

【図５】従来のスラリー液塗布装置の正面図である。

【図６】従来のスラリー液塗布装置の液供給部の一部と
基板が設置された基板設置部を示す断面図である。

【符号の説明】

１…基板、２…スラリー液、３…スラリー液塗布装置、
５…移動手段、６…ノズル部材、１５…空間、１６…ス
リット、１７…スラリー液供給手段、１８…貯槽、１９
…循環路、２０…循環ポンプ、２１…供給側バルブ、２
２…吸引手段、２４…吸引ポンプ、２５…吸引側バル
ブ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 清和 利章 千葉県茂原市大芝629 双葉電子工業株式 会社内 (72)発明者 多田 英夫 千葉県茂原市大芝629 双葉電子工業株式 会社内 (72)発明者 田中 敏晴 千葉県茂原市大芝629 双葉電子工業株式 会社内 Ｆターム(参考） 4D075 AC02 AC73 AC95 CA48 DA06 DB14 DC22 EA05 4F041 AA05 AB01 BA05 BA12 BA35 BA57 CA02 CA16 CA22 5C028 FF01 HH04

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板の表面にスラリー液を塗布するため
   のスラリー液塗布装置において、 スラリー液を貯容する空間と該空間に連通する所定長さ
   のスリットを備えたノズル部材と、 前記ノズル部材の空間内にスラリー液を供給するスラリ
   ー液供給手段と、 前記スラリー液供給手段から供給されたスラリー液が前
   記スリットから出ることなく前記空間内に充填されるよ
   うに前記ノズル部材の空間内に選択的に負圧を与える吸
   引手段と、 前記ノズル部材と前記基板を相対的に移動させる移動手
   段と、 を有するスラリー液塗布装置。
2. 【請求項２】 前記スラリー液供給手段が、スラリー液
   の貯槽と、前記貯槽のスラリー液が循環する循環路と、
   前記スラリー液を前記循環路に送り出す循環ポンプと、
   前記循環路と前記ノズル部材の空間を選択的に連通させ
   る供給側バルブとを有し、 前記吸引手段が、前記ノズル部材の空間を吸引する吸引
   ポンプと、前記吸引ポンプと前記ノズル部材を選択的に
   連通させる吸引側バルブとを有する請求項１記載のスラ
   リー液塗布装置。
3. 【請求項３】 前記供給側バルブと前記吸引側バルブを
   開放して前記ノズル部材の空間内にスラリー液を溜め、
   次に、前記供給側バルブを開放したまま前記吸引側バル
   ブを閉止するとともに、前記スリットの長手方向と直交
   する方向に沿って前記ノズル部材を前記移動手段で前記
   基板に沿って移動させることにより、前記ノズル部材の
   空間内にあるスラリー液を前記基板に塗布するように制
   御を行う制御手段を備えた請求項２記載のスラリー液塗
   布装置。
4. 【請求項４】 基板の表面にスラリー液を塗布するため
   のスラリー液塗布方法において、 所定長さの塗布幅により、該塗布幅と直交する塗布方向
   に沿ってスラリー液を前記基板の表面に塗布し、 前記基板を回転させて前記スラリー液の一部を基板外に
   振り切ることにより前記基板の上に前記スラリー液の膜
   を形成するスラリー液塗布方法。