CN101183632B - 图案形成装置和图案形成方法 - Google Patents

Abstract

在图案形成装置中，在从喷嘴部(421)的多个喷出口(422)喷出具有光固化特性的图案形成材料(80)期间，在沿着基板(9)的移动方向上，在先使喷嘴部移动的情况下使喷嘴部和光照射部(43)相对于基板相对且连续移动，并且掩模移动机构(45)使掩模(46)在光照射部和基板之间平行于基板移动。在掩模(46)上二维排列设置了透过率不规则地不同的多个矩形区域，因此在基板上照射区域的照射光的照度分布随时间不规则地变化。由此，可抑制基板上的间隔壁图案的不均匀，该间隔壁图案的不均匀是指：因多个喷出口的不均一性等而在基板上同时形成有宽度不同的间隔壁，从而所产生的图案不均匀。

Description

图案形成装置和图案形成方法

技术领域

本发明涉及在基板上形成图案的技术。

背景技术

现有技术中，已知在用于等离子显示装置等的平面显示装置的玻璃基板上形成间隔壁的各种方法，例如，在JP特开2002-184303号公报中，提出了这样的间隔壁形成装置：使喷嘴部和光照射部沿基板的主面而相对基板移动，从而在基板上形成间隔壁，其中，该喷嘴部将膏状的间隔壁形成材料喷出到基板上，该光照射部将紫外线照射在基板上已喷出的间隔壁形成材料上。

JP特开平5-335223号公报中，公开了这样的方法：使电子束的照射位置在抗蚀膜上的区域之间移动，同时在各区域内进行主扫描，在抗蚀膜上依次描画多个相同图形时，在多个相同图形上使电子束的照射量随机改变，从而消除在区域的周期中出现的图案尺寸的改变。

另外，虽不是通过连续喷出流动性材料来形成图案的方法，但作为制造液晶等显示装置的彩色滤光器的方法而在JP特开2003-279724号公报中公开了这样的方法，从各喷嘴向玻璃基板随机地撒出相当于多个液滴重量的液滴，从而防止R(红)、G(绿)、B(蓝)三色的不均匀。

但是，通过使具有多个喷出口的喷嘴部相对基板移动，而在基板上形成多个间隔壁的图案，此时，例如由于机械加工时产生的喷出口的加工误差、形成图案的流动性材料中的微粒子成分的分散不均匀导致的润湿性的变化、喷出口附近的一些污染导致的表面特性不同，或由于来自光照射部的光的照度分布(即，照度的不均匀分布)等，使得在与多个喷出口分别对应的多个间隔壁中，宽度发生偏差。实际上，各间隔壁的宽度相对扫描方向大致一定，因多个间隔壁间的宽度的偏差，基板上的间隔壁的图案产生了不均匀(通过目测容易识别出的不均匀性)。

发明内容

本发明面向在基板上形成图案的图案形成装置，目的在于抑制使用喷嘴部在基板上形成的图案的不均匀。

本发明的图案形成装置具有：喷嘴部，其从多个喷出口向基板上喷出具有光固化特性的图案形成材料；光照射部，其向喷出到基板上的图案形成材料照射照射光；移动机构，其在从喷嘴部喷出图案形成材料期间，在沿着基板的移动方向上，在先使喷嘴部移动的情况下使喷嘴部和光照射部相对于基板而相对且连续地移动，从而在基板上形成图案，该图案是指，由在与移动方向垂直的方向上以等间距排列的线状的多个图案要素构成的图案；照射光改变部，其在从喷嘴部喷出图案形成材料期间，针对照射光在基板和图案形成材料上的整个照射区域，或者针对在照射区域中沿着与移动方向垂直的方向排列设置的多个部分区域，不规则地改变照射光在图案形成材料上的照度、照度分布或在移动方向上的照射范围。

根据本发明，可以抑制使用喷嘴部在基板上形成的图案的不均匀。

在本发明的一个优选方式中，照射光改变部是，在从喷嘴部喷出图案形成材料期间，不规则地改变配置在光照射部和基板之间的光路上的掩模的透过率分布的机构。更为优选的是，使掩模平行于基板移动，从而改变光路上的掩模的透过率分布。由此，可以使用掩模来容易的不规则改变照射光的照度分布。

在本发明的另一优选方式中，来自光照射部的照射光在基板上的照射区域是横跨图案形成材料的线状，照射光改变部是，在从喷嘴部喷出图案形成材料期间，使照射区域在移动方向上相对于多个喷出口进行不规则的微小移动，或者使照射区域以与基板的法线方向平行的旋转轴为中心进行不规则的微小旋转的机构。由此，可以在移动方向上使照射光的照度范围相对于喷出口而不规则的改变。

在本发明的一个方面中，照射光改变部是，在从喷嘴部喷出图案形成材料期间，使光照射部在基板的法线方向上进行不规则的移动的机构。这样，通过使光照射部相对喷嘴部沿基板的法线方向移动，从而可以容易的不规则改变照射光的照度。

在本发明的另一方面中，被照射光改变部不规则地改变的照射光的照度的改变幅度为，照射区域的空间且时间上的照度平均值的2％以上10％以下。

本发明还面向在基板上形成图案的图案形成方法。

参照附图而通过下述的本发明的详细说明，可而进一步明了上述的目的和其他目的、特征、方式和优点。

附图说明

图1是表示第一实施方式的图案形成装置的结构图。

图2是放大表示喷嘴部和光照射部的前端附近的图。

图3是表示掩模的一部分的图。

图4是表示在基板上形成间隔壁图案的动作的流程图。

图5是表示在基板上形成的间隔壁的俯视图。

图6是表示树脂滤光器的透过率和波长的关系的图。

图7是表示掩模移动机构的另一例的图。

图8是表示掩模的另一例的图。

图9是表示第二实施方式中的光源单元的结构图。

图10是表示头部的另一例的图。

图11是表示光源单元的另一例的图。

图12是表示第三实施方式中的头部的结构图。

图13是表示掩模的另外一例的图。

图14是表示掩模的另外一例的图。

图15是表示光照射部的另一例的图。

图16是表示头部的另一例的图。

图17是用于说明光照射部的转动动作的图。

图18是表示晶格状的图案的一部分的图。

图19是晶格状的图案的剖面图。

具体实施方式

图1是表示本发明的第一实施方式的图案形成装置1的结构图。图案形成装置1是在等离子显示装置等的平面显示装置用的玻璃基板(下面称作“基板”)9上形成间隔壁的图案的装置，形成了间隔壁图案的基板9经其他工序而成为平面显示装置的安装部件即面板。

在图案形成装置1中，在基台11上设置了载物台移动机构2，通过载物台移动机构2水平保持基板9的载物台20能够沿着图1所示的Y方向移动。在基台11上以跨过载物台20的方式固定有框架12，头部4通过头部移动机构3安装在框架12上。

载物台移动机构2的结构为，球形螺丝22连接至马达21，并且，在载物台20上固定的螺母23安装在球形螺丝22上。在球形螺丝22的上方固定导轨24，当马达21旋转时，载物台20与螺母23一起沿导轨24在Y方向平滑移动(即，头部4相对基板9进行主扫描)。

头部移动机构3具有由框架12支撑的马达31、与马达31的旋转轴连接的球形螺丝32和安装在球形螺丝32上的螺母33，通过马达31旋转，螺母33沿图1中的X方向移动。在螺母33上安装有头部4的基座40，由此，头部40可沿X方向移动(副扫描)。基座40与固定在框架12上的导轨34相连，并由导轨34平滑引导。

头部4具有向基板9上喷出具有流动性的膏状图案形成材料的喷出部42、和使基板9上的图案形成材料固化的光照射部43，喷出部42和光照射部43安装在升降机构41的下部，该升降机构41固定在基座40上。图案形成材料包括因紫外线而开始固化(交联反应)的光开始剂、作为粘合剂的树脂、并且包括作为玻璃的粉体的低软化点玻璃粉，具有绝缘性。在喷出部42的下表面，以可装卸的方式安装有具有沿X方向排列的多个喷出口的喷嘴部421。

喷嘴部421经供给管441而与存储图案形成材料的容器442相连，供给高压空气的空气供给部444经调节器443而连接至容器442。容器442可进行替换，在图案形成装置1中，若容器442内的图案形成材料的余量为预定量以下，则操作人员可将其替换为填充了图案形成材料的其他容器442。在后述的间隔壁图案形成时，调节器443使容器442内的空气压力比大气压高，从而对容器442内存储的图案形成材料进行加压。即，将容器442内的空气的压力和大气压的差的压力(下面称作“空气的差压”)施加给容器442内的图案形成材料，由此，向喷嘴部421供给图案形成材料，从而从喷嘴部421的喷出口中喷出图案形成材料。这样，在图案形成装置1中，通过供给管441、容器442、调节器443和空气供给部444来构筑向喷嘴部421供给图案形成材料的材料供给部44(也称作滴胶机系统)。另外，在不从喷嘴部421喷出图案形成材料的状态下，空气的压差为0(即，将容器内的空气的压力设为大气压，材料供给部44不对容器442内的图案形成材料进行加压)。

光照射部43通过由多条光纤构成的光纤束431(图1中用1条粗线来表示，下面只称之为“光纤431”)连接至光源单元432。光源单元432具有出射紫外线的光源(例如，氙气灯)，将来自光源的光通过光纤431而导入到光照射部43。实际上，在光照射部43中，与多条光纤的光源单元432相反一侧的端部沿X方向排列，在喷嘴部421的(-Y)侧，向沿多个喷出口的排列方向(即，X方向)延伸的基板9上的大致线状的区域照射紫外线。在下面的说明中，将从光照射部43向基板9上照射的光称作照射光。

图2是放大表示喷嘴部421和光照射部43的前端附近的图。如图2所示，喷嘴421中连续到各喷出口422的流路423(图2中，仅对一个喷出口422和一个流路423添加附图标记)沿与YZ平面平行且相对Z方向倾斜的方向(例如，倾斜45度的方向)延伸。由此，对着基板9的(+Z)侧的主面(如后所述，是作为间隔壁图案的形成对象的主面，下面也称作“对象面”)91，并且沿着相对对象面91倾斜的喷出方向从喷出口422喷出图案形成材料80。另外，喷嘴部421的开口面424(包含喷嘴部421的前端的多个喷出口422的面)也同样的，其法线与YZ平面平行，且相对Z方向倾斜。在喷嘴部421的图2中的(-Z)侧的部位，形成有与基板9的对象面91平行的相对面425，在图案形成装置1中，根据需要，升降机构41使喷嘴部421沿Z方向移动，从而使得间隔壁图案形成时的喷嘴部421的相对面425和基板9的对象面91之间的间隙保持在大致一定的微小宽度，喷嘴部421始终处于与基板9的对象面91接近的状态。从(-Y)侧向(+Y)方向看来，各喷出口422的形状为矩形，该形状的X方向的宽度例如为100μm，喷出口422的X方向的间距例如为300μm。此外，多个喷出口422的排列方向也可以与基板9的移动方向垂直且相对于沿着对象面91的方向(X方向)倾斜。

另外，在光照射部43的照射光的出射面((-Z)侧的面)附近，在Y方向上隔着光照射部43而配置有两个下侧辊451、452。在喷嘴部421的相反侧((-Y)侧)的下侧辊451和喷嘴部421侧的下侧辊452的上方，分别设置有上侧辊453、454，各上侧辊453、454经环状带455、456而与马达457、458的旋转轴相连接。在上侧辊453、454之间，经由下侧辊451、452来而设置有薄膜状的掩模46，从而掩模46的一部分隔在光照射部43的出射面((-Z)侧的面)和基板9的对象面91之间。掩模46的大部分缠绕在上侧辊454的外圈，在后述的间隔壁图案形成时，通过马达457使(-Y)侧的缠绕用的上侧辊453旋转，从而缠绕在(+Y)侧的送出用的上侧辊454的外圈的掩模46的部分被依次送出，并在光照射部43和对象面91之间与基板9平行的移动，进而缠绕在上侧辊453上。这样，通过下侧辊451、452、上侧辊453、454、环状带455、456和马达457、458来构筑掩模移动机构45，该掩模移动机构45使得配置在光照射部43和基板9之间的光路上的掩模平行于基板9而移动。另外，马达458用于掩模46的倒卷。

图3是表示在光照射部43和基板9之间配置的掩模46的一部分的图。如图3中由双点划线所示，在掩模46上二维排列设置有多个矩形区域461，在多个矩形区域461中照射光的透过率因每个矩形区域461而不规则的不同。X方向上矩形区域461的宽度为喷出口422的间距的多倍(也可以是1倍)的长度，Y方向的长度为例如2～3毫米(mm)。另外，照射光的透过率在大致87～93％的范围内改变，图3中，通过改变对矩形区域461施加的平行斜线的间隔，使得矩形区域461中的透过率不同。实际上，整个掩模46中的透过率平均值(平均透过率)约为90％，掩模46中的透过率的改变幅度为平均的6％。这样，掩模46成为随机改变各位置的透过率的减光(Neutral Density)滤光器。另外，掩模46可通过例如对氟系的树脂薄膜来进行印刷(附着颜色)而进行制作。另外，在光照射部43或光源单元432上设置有热射线阻挡滤光器，不会因照射光的照射而产生的热使掩模46变形等。

如图1所示，载物台移动机构2的马达21、调节器443、光源单元432、头部移动机构3的马达31、头部4的升降机构41和掩模移动机构45的马达457、458(参考图2)与控制部5相连接，通过控制部5来控制这些结构，从而通过图案形成装置1在基板9上形成间隔壁图案。

接着，参照图4来说明图案形成装置1在基板9上形成间隔壁图案的动作。在图1的图案形成装置1中，首先，将基板9装载在载物台20上，并通过载物台移动机构2和头部移动机构3，将喷嘴部421配置在基板9的(-Y)侧的端部的上方。接着，在开始从光照射部43出射照射光的同时(步骤S11)，通过掩模移动机构45驱动，使光照射部43和基板9之间的掩模46开始移动，如后所述，从而不规则改变基板9上的照射光在照射区域中的照度分布(步骤S12)。然后，通过载物台移动机构2在喷出部42的下方将载物台20上的基板9向(-Y)方向移动，从而喷嘴部421和光照射部43开始相对基板沿(+Y)方向移动(步骤S13)。另外，通过使容器42内的空气的差压(即，容器442内的空气的压力和大气压的差)为规定值，开始从喷嘴部421的各喷出口422连续喷出图案形成材料(步骤S14)。

实际上，如图2所示，与喷嘴部421沿对象面91的方向相对基板9的连续移动并行，沿与喷嘴部421的相对移动方向相反的方向(即，(-Y)方向)从各喷出口422不中断的连续喷出图案形成材料，从而将从各喷出口422喷出的图案形成材料80依次附着在基板9上。此时，使喷嘴部421的开口面424倾斜，使得其法线在喷出侧((-Y)侧)与基板9的对象面91相交，使得从喷出口422喷出的图案形成材料在基板9上的Y方向的各位置上从(-Z)侧向(+Z)侧堆积。由此，图案形成材料在基板9上以宽高比高的状态附着。

通过在喷嘴部421相对基板9相对的行进方向的后方配置的光照射部43，从喷出口422上方的位置经由掩模46而向排到基板9上的图案形成材料80照射照射光。如已经描述的，图案形成材料添加有光开始剂而具有光固化特性，通过来自光照射部43的照射光的照射，可以容易的使基板9上的图案形成材料80固化。由此，形成了这样的间隔壁，即，沿喷嘴部421的相对移动方向(Y方向)延伸并且作为间隔壁图案的要素的细小的线状间隔壁。

另外，在从喷嘴部421喷出图案形成材料80期间，掩模46在光照射部43和对象面91之间以与基板9相同的速度向相同方向((-Y)侧)相对光照射部43连续移动，从而使掩模46的各部位对于基板9的对象面91相对固定，在该状态下，来自光照射部43的照射光经由掩模46而照射到刚喷出到基板9上的图案形成材料80上。由此，位于光照射部43和基板9之间的光路上的掩模46部位的透过率分布(即，掩模46相对刚喷出到基板9上的图案形成材料80的透过率分布)，按照图3的掩模46上的多个矩形区域461的排列，若基板9每仅移动2～3mm则上述透过率分布就不规则地改变，进而使基板9上的照射光在照射区域的照度(在每个单位面积上所照射的光的强度)分布改变。结果，照射到从各喷出口422喷出且附着在对象面91上的图案形成材料80(相当于一个间隔壁)的照射光的照度，根据基板9上的Y方向的位置而变化，在基板9上的Y方向的各位置中，对从多个喷出口422喷出的图案形成材料80的照射光的照度也根据X方向的位置而变化。

实际上，由于来自光照射部43的照射光在稍微扩散的同时照向基板9，所以基板9上照射的照射光的照度分布并非正确反映掩模46的透过率分布，但是由于光照射部43和基板9之间的距离微小，且照射光的扩散角也不大，所以掩模46的透过率分布大致反映照射光的照度分布。当然，在图案形成装置1中，通过使掩模46在不干扰基板9上的图案形成材料的范围内接近对象面91，可以通过基板9上的照射光的照度分布而更高精度的反映掩模46中的透过率分布。另外，通过使光照射部43和基板9之间的掩模46的部分以相对基板9的对象面91相对固定的状态进行移动，可以使基板9上的各位置上的照射光的照度与掩模46的图案相一致的改变，但是掩模46并不需要必须以相对基板9的对象面91相对固定的状态进行移动。

这样，在从喷嘴部421喷出图案形成材料期间，在基板9和所喷出的图案形成材料上的照射光的整个照射区域，在该图案形成材料上的照射光的照度分布随时间不规则地变化，因此在各间隔壁的Y方向上的多个部位，从喷出了图案形成材料之后到固化结束为止的时间变得不同，所以因重力等造成的形状的倒塌程度(下垂程度)发生偏差。如已经描述的，通过使掩模46中的透过率的改变幅度为掩模46整体中的平均透过率的6％，使得不规则改变的照射光在图案形成材料上的照度的改变幅度为进行间隔壁形成的期间中的整个照射区域的照度平均值的6％，即，照射区域的空间且时间上的照度平均值的6％。

继续喷出图案形成材料，当基板9的(+Y)侧的端部附近到达喷嘴部421的正下方时，停止喷出图案形成材料(步骤S15)。然后，停止基板9的移动(步骤S16)，同时停止掩模46的移动，以及停止从光照射部43出射照射光(步骤S17、S18)。

图5是表示在基板9上形成的间隔壁81的一部分的俯视图。在基板9上，与喷出口422相同个数的间隔壁81沿与喷嘴部421的相对移动方向垂直的X方向等间距(实际上是喷出口422的间距300μm)排列，从而在基板9上形成多个间隔壁81的图案8。各间隔壁81的大部分根据照射光的照度，沿Y方向在2～3mm(喷出口422的间距的大致10倍)之间出现一次X方向的宽度的极大或极小值(或者，宽度相对于Y方向的变化率为0的位置)。该宽度的大小也不规则变化。另外，在基板9上的Y方向的各位置，在多个间隔壁81中，间隔壁81的X方向的宽度也不规则的(图5中，多个间隔壁81的每个都不规则)不同。在本实施方式所用的图案形成材料中，通过使掩模46中的透过率的改变范围为平均透过率的±3％，从而使得各间隔壁81的X方向的宽度也在距该间隔壁81的平均宽度的±3％范围内改变。实际上，间隔壁81在高度方向(Z方向)上也有偏差。另外，图5中，图示了间隔壁81来作为X方向和Y方向的倍率彼此不同的物体。

在本实施方式中，仅通过喷嘴部421的一次扫描就完成了基板9上的间隔壁图案的形成，但是也可根据基板9的大小，通过喷嘴部421的多次扫描而在整个基板9上形成多个间隔壁81。此时，在每次喷嘴部421的扫描完成时，使头部4沿X方向移动规定的距离，基板9也移动到初始位置，然后重复上述动作。

通过以上的工序形成的间隔壁图案通过其他的工序来煅烧，除去图案形成材料中的树脂成份，同时融化低软化点玻璃粉。然后，适当经过其他需要的工序，完成平面显示装置的组装部件即面板。

如上所说明那样，在图1的图案形成装置1中，在从喷嘴部421喷出具有光固化特性的图案形成材料期间，在沿着基板9的移动方向上，在先使喷嘴部421移动的情况下使喷嘴部421和光照射部43相对于基板9相对且连续地移动，并且掩模移动机构45使掩模46在光照射部43和基板9之间平行于基板9移动，从而使用掩模46，能够容易地使在基板9上的照度区域中的照射光的照度分布不规则地变化。由此，能够实现抑制在基板9上间隔壁图案的不均匀的效果，该间隔壁图案的不均匀是指：因多个喷出口422的开口面积或流路表面状态的偏差、或从光照射部43出射的光的强度分布等而同时形成有宽度不同的间隔壁，从而所产生的在基板9上的间隔壁图案的不均匀。

另外，若可抑制基板9上的图案的不均匀，则可以使用在X方向的中央部中随机改变透过率并且在各端部(例如，在X方向上，其范围仅占与所有的喷出口422对应的范围的20％以下的部分)透过率恒定的掩模46。即，在图案形成装置1中，在从喷嘴部421喷出图案形成材料期间，可以在照射光的大致整个照度区域不规则的改变图案形成材料上的照射光的照度分布(在后述的第二和第三实施方式中相同)。

在图1的图案形成装置1中，通过将掩模46上的透过率的改变幅度设为平均透过率的6％，并使各间隔壁在Y方向的多个位置上的宽度在以该间隔壁的平均宽度为基准的±3％的范围内变化，从而可减少在没有设置掩模46的情况下在多个间隔壁中产生的平均宽度的±2～3％范围内的宽度偏差的影响，从而能够有效地抑制了基板9上的间隔壁图案的不均匀。通常，在不设置掩模46的情况下，在多个间隔壁中产生的宽度的改变范围为平均宽度的±1％～±5％，此时，如果将掩模46的透过率的改变幅度设为平均透过率的2％以上10％以下，将不规则地改变的照射光在图案形成材料上的照度的改变幅度设为照射区域的空间且时间上的照度平均值的2％以上10％以下，则能够适当抑制基板9上的间隔壁图案的不均匀。另外，在图案形成装置1中，优选改变对喷出到基板9上之后的图案形成材料进行照射的照射光的照度分布，使得各间隔壁中喷出口422的间距(间隔壁的间距)的1到100倍(更为优选是5到10倍)处出现一次峰值(极大或极小值)(后述的第二和第三实施方式中相同)。

这里，描述图3的掩模46的印刷之外的制作方法。图6是表示树脂薄膜的透过率和波长的关系的图。图6中添加附图标记A1的线表示厚度为25μm的PCTFE(聚三氟氯乙烯)的薄膜的透过率，添加附图标记A2的线表示厚度为25μm的ETFE(四氟乙烯-乙烯共聚物)的薄膜的透过率，添加附图标记A3的线表示厚度为25μm的FEP(四氟乙烯-六氟丙烯共聚物)的薄膜的透过率，添加附图标记A4的线表示厚度为25μm的PFA(四氟乙烯-全氟基乙烯醚共聚物)的薄膜的透过率，添加附图标记A5的线表示厚度为25μm的PE(聚乙烯)的薄膜的透过率，添加附图标记A6的线表示厚度为135μm的玻璃的透过率，添加附图标记A7的线表示厚度为40μm的PVC(聚氯乙烯)的薄膜的透过率。

如图6所示，PCTFE、ETFE、FEP和PFA的氟系的薄膜在紫外线波段(例如250～400nm)具有高透过率，通过对氟系的薄膜施加压纹加工等而使厚度部分变化，从而可以容易的制作具有不规则的透过率分布的掩模。当然，也可根据来自光照射部43的照射光的强度，使用聚乙烯等紫外线的透过率较低的玻璃来制作掩模，还可根据用于图案形成材料的固化的光的波段来使用PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)等的薄膜。

接着，说明图案形成装置1的另一例。图7是表示另一例的图案形成装置1的掩模移动机构45a的图，表示从喷嘴部421的相反侧看(即，从(-Y)侧向(+Y)方向看)的情况下的光照射部43的下部附近。

在图7的掩模移动机构45a中，下侧辊451、452沿X方向隔着光照射部43而设，在各下侧辊451、452的上方配置有经由环状带455、456而与马达457、458相连接的上侧辊453、454。在图案形成装置1中，通过掩模移动机构45a，使来自光照射部43的照射光的光路上的掩模46a的部位，沿喷嘴部421的喷出口422的排列方向(即，X方向)移动。

图8是表示在光照射部43和基板9之间配置的掩模46a的一部分的图。图8的掩模46a仅形成图3的掩模46中的沿Y方向排列的一列矩形区域461(但是，图8的掩模46a中长宽比不同)，在多个矩形区域461中照射光的透过率同样不规则的不同。

在具有图7的掩模移动机构45a的图案形成装置1中，在从喷嘴部421喷出图案形成材料期间，在沿着基板9的移动方向上，在先使喷嘴部421移动的情况下使喷嘴部421和光照射部43相对于基板9相对且连续地移动，并且使掩模46a的部位的透过率分布相对于喷出到基板9上之后的图案形成材料而不规测的改变。由此，可以使用掩模46a来容易的不规则改变照射光的照度分布，可以抑制在基板9上形成的间隔壁的图案的不均匀。

另外，在图2的掩模移动机构45中，上侧辊454配置在光照射部43和喷嘴部421之间的狭窄的空间内，与此相对，在图7的掩模移动机构45a中，在X方向上将上侧辊453、454配置在光照射部43外侧较宽的空间内，所以与具有图2的掩模移动机构45的图案形成装置1相比，可以容易进行图案形成装置1的组装。但是，为了与掩模46的图案相符的使在基板9上形成的间隔壁产生不规则性，优选如图2的掩模移动机构45那样，使配置在光照射部43和基板9之间的掩模沿喷嘴部421的移动方向移动。

图9是表示本发明的第二实施方式的图案形成装置的光源单元432a的结构图。图9的光源单元432a具有出射紫外线的光源433(但是，图9中仅表示了光源433的出射部)，在光源433(的出射部)和光纤431(实际上为光纤的束)之间配置圆板状的滤光器434和透镜435。通过马达436使滤光器434以与光源433和光纤431之间的光轴J1平行的旋转轴J2为中心进性旋转，在滤光器434上的多个部位(规则或不规则分割的多个部位)，紫外线的透过率不规则的不同。图案形成装置的另一结构与图1相同，添加相同附图标记。

接着，按图4来说明具有图9的光源单元432的图案形成装置在基板9上形成间隔壁图案的动作。在图案形成装置中，当将基板9装载在载物台20上时，打开光源433内的遮光器(shutter)来从光源433出射紫外线，从而开始从光照射部43出射照射光(步骤S11)。另外，通过马达436来开始旋转滤光器434，从而不规则改变来自光照射部43的出射光的强度(步骤S12)。然后，喷嘴部421和光照射部43相对基板9开始相对移动，同时从喷嘴部421的各喷出口422喷出图案形成材料(步骤S13、S14)，从而图案形成材料喷出到基板9上，并且来自光照射部43的照射光照射到刚刚喷出到基板9上的图案形成材料。

此时，来自光照射部43的照射光的强度随时间不规则地变化，因此向从多个喷出口422喷出并附着在对象面91上的图案形成材料照射的照射光的照度对应于基板9上的Y方向的位置而变化。这样，在从喷嘴部421喷出图案形成材料期间，在基板9和所喷出的图案形成材料上的照射光的整个照射区域，不规则的改变照射在图案形成材料上的照射光的照度，从而在各间隔壁中Y方向的多个位置的宽度根据照射光的照度而不规则的改变。另外，在基板9上形成的所有间隔壁中，Y方向上宽度极小或极大的的位置大致相同。

并且，当基板9的(+Y)侧的端部附近到达喷嘴部421的正下方时，停止喷出图案形成材料(步骤S15)。然后，停止基板9的移动(步骤S16)，同时停止滤光器434的旋转并且停止从光照射部34出射照射光(步骤S17、S18)。

如以上所说明的，在具有图9的光源单元432的图案形成装置中，在从喷嘴部421喷出图案形成材料期间，对喷出到基板9上的图案形成材料整体，不规则的改变所照射的照射光的照度，从而在各间隔壁中，可以不规则的改变Y方向的多个位置上的宽度。实际上，在基板9上的全部间隔壁中，间隔壁延伸的方向的各位置的宽度的变化率大致相同，但此时基板9上的间隔壁的图案的不均匀也被抑制。

另外，还可通过其他方法来实现对喷出到基板9上的图案形成材料整体的照射光的照度的不规则改变。图10是表示图案形成装置的头部的另一例的图。在图10的头部4a中，在升降机构41的下部设置有气缸机构47，气缸机构47的可动部471固定在光照射部43上，从而光照射部43可以沿与基板9的法线方向平行的方向(图中的Z方向)移动。另外，通过引导部48沿Z方向平滑引导光照射部43。

在利用具有图10的头部4a的图案形成装置在基板9上形成间隔壁图案时，首先，将基板9装载在载物台20上，接着，开始从光照射部43出射照射光(图4：步骤S11)。另外，气缸机构47开始驱动，使得光照射部43沿基板9的法线方向开始不规则的移动一点距离(例如，从作为基准的位置沿Z方向在±1mm的范围内)(步骤S12)。然后，喷嘴部421和光照射部43相对基板9开始相对移动，以及开始从喷嘴部421的各喷出口422喷出图案形成材料(步骤S13、S14)，在向基板9喷出图案形成材料的同时，从光照射部43向刚刚喷出到基板9上的图案形成材料照射照射光。

此时，通过使光照射部43沿基板9的法线方向不规则的移动一点距离，从而向从多个喷出口422喷出并且附着在对象面91上的图案形成材料照射的照射光的照度根据基板9上的Y方向的位置而不规则的变化。结果，在基板9上形成的全部间隔壁中，Y方向的多个位置上的宽度不规则的变化。

并且，当基板9的(+Y)侧的端部附近到达喷嘴部421的正下方时，停止喷出图案形成材料(步骤S15)。然后，停止基板9的移动(步骤S16)，同时停止气缸机构47的驱动，以及停止从光照射部43出射照射光(步骤S17，S18)。

如以上所说明的，在具有图10的头部4a的图案形成装置中，在从喷嘴部421喷出图案形成材料期间，通过使光照射部43相对喷嘴部421沿基板9的法线方向不规则的移动一点距离，可容易的不规则改变对喷出到基板9上的图案形成材料整体进行照射的照射光的照度。由此，在基板9上的各间隔壁中，可以使Y方向的多个位置的宽度不规则的改变，可以抑制基板9上的间隔壁的图案的不均匀。另外，作为使光照射部43沿Z方向移动的机构，也可以通过螺线管和振动器等来实现。

如图11所示，在光源单元432中设置有可从外部进行调制控制的电源437的情况下，还可通过控制部5的控制来不规则改变从电源437向光源433施加的电压的大小，从而不规则的改变来自光照射部43的照射光的强度。但是，这种电源437价格比较昂贵。

图12是表示本发明的第三实施方式的图案形成装置的头部4b的结构图，图12中仅表示了光照射部43和喷嘴部421的端部附近。在图12的头部4b中设有旋转机构47a，该旋转机构47a使光照射部43以与喷出口422的排列方向(即，X方向)平行的旋转轴J3为中心旋转微小角度。

在利用具有图12的头部4b的图案形成装置在基板9上形成间隔壁图案时，首先，开始从光照射部43出射光(图4：步骤S11)，同时旋转机构47a开始驱动，从而光照射部43以旋转轴J3为中心在规定的微小转角的范围内开始不规则的旋转(步骤S12)。然后，喷嘴部421和光照射部43相对基板9开始相对移动，以及开始从喷嘴部421的各喷出口422喷出图案形成材料(步骤S13、S14)。由此，从多个喷出口422以沿X方向排列的状态向基板9上喷出图案形成材料，同时从光照射部43向横跨喷出到基板9上的图案形成材料的线状照射区域照射照射光。

此时，通过光照射部43以旋转轴J3为中心不规则的旋转，使得向基板9照射的照射光的Y方向的照射范围(图12中通过添加附图标记R1的箭头表示的范围)相对于喷出口422稍微(例如，从转角为0度的情况下的位置起沿Y方向在±1mm的范围内)且不规则的改变。由此，在形成在基板9上的各间隔壁中，在Y方向的多个部位，从图案形成材料喷出后到照射照射光的时间不同，因重力等引起的形状的倒塌程度有偏差。另外，在图12中，用双点划线来表示旋转某个转角时的光照射部43。

并且，当基板9的(+Y)侧的端部附近到达喷嘴部421的正下方时，停止喷出图案形成材料喷出(步骤S15)。然后，停止基板9的移动(步骤S16)，同时停止旋转机构47a的驱动，以及停止从照射部43出射照射光(步骤S17、S18)。

如以上所说明的，在具有图12的头部4b的图案形成装置中，在从喷嘴部421喷出图案形成材料的期间，通过使光照射部43以旋转轴J3为中心不规则的旋转，在喷嘴部421相对于基板9的相对移动方向，照射光的照射区域相对喷出口422不规则的微小移动，从而不规则的改变对从多个喷出口422喷出到基板9上的图案形成材料整体进行照射的照射光的移动方向的照射范围。由此，在基板9上的各间隔壁中，可以使Y方向的多个位置上的宽度不规则的改变，从而可以抑制基板9上的间隔壁的图案的不均匀。在基板9上形成的全部间隔壁中，Y方向上宽度极小或极大的的位置大致相同。另外，作为使照射光的照射区域相对喷出口422微小移动的方法，例如可以通过设置使光照射部43相对喷嘴部421沿Y方向移动的机构来实现。

如上所述，在上述的第一到第三实施方式的图案形成装置中，在从喷嘴部421喷出图案形成材料期间，在基板9和所喷出的图案形成材料上的照射光的大致整个照射区域，通过不规则的改变图案形成材料上的照射光的照度分布、照度或移动方向上的照射范围，来抑制间隔壁的图案的不均匀，但是，并不需要必须对整个照射区域改变照射光的照度分布、照度或移动方向上的照射范围。

例如，在图1的图案形成装置1中，也可代替图3的掩模46而使用图13所示的掩模46b，在掩模46b中，在二维排列的多个矩形区域461中将沿Y方向排列的矩形区域461的列作为矩形区域列462，仅对一部分矩形区域列462a(下面称作“特定矩形区域列462a”)中包含的矩形区域461来不规则的改变透过率，在剩余的矩形区域列462中，使各矩形区域461的透过率恒定。另外，在图13的掩模46b中，彼此相邻的设置多个特定矩形区域列462a。

在具有掩模46b的图案形成装置中，在从喷嘴部421喷出图案形成材料期间，在基板9和所喷出的图案形成材料上的照射光的照射区域中，在与特定矩形区域列462a大致相对的区域中，即在沿X方向排列设置的多个部分区域中，不规则的改变图案形成材料上的照射光的照度分布。由此，在X方向，在其位置包含在部分区域的范围中的各间隔壁中，在Y方向的多个部位其X方向的宽度不规则的变化，此时也可以抑制在基板9上形成的间隔壁的图案的不均匀。但是，这样仅在多个部分区域中随时间不规则地改变照射分布的情况下，根据适当抑制间隔壁的图案的不均匀的观点，优选形成在基板9上的间隔壁的总数中30％以上(优选50％以上)的个数的间隔壁的宽度在Y方向上不规则改变，更为优选的，在照射区域中沿X方向均匀配置不规则改变照度分布的多个(例如3以上的)部分区域。

也可代替图13的掩模46b而使用图14所示的掩模46c，在图14的掩模46c中，彼此分离的设置特定矩形区域列462a。此时，在从喷嘴部421喷出图案形成材料期间，在基板9和所喷出的图案形成材料上的照射光的照射区域中，在与特定矩形区域列462a大致相对的区域中，即沿X方向排列设置的多个部分区域中，不规则的改变图案形成材料上的照射光的照度，从而可以抑制在基板9上形成的间隔壁的图案的不均匀。此外，在图13和图14的掩模46b、46c中，优选在多个特定矩形区域列462a中使Y方向的各位置的透过率彼此不规则的不同，但是在多个特定矩形区域列462a中Y方向的各位置的透过率相同的情况下，只要透过率在Y方向的多个位置不规则的变化，就可抑制基板9上的间隔壁的图案的不均匀。

另外，如图15所示，光照射部43被设置为多个照射模块430的集合，分别对一部分照射模块(图15中添加附图标记430a来表示)设置图10的气缸机构47，其他照射模块430相对喷嘴部421固定，在形成间隔壁图案时，通过使照射模块430a沿Z方向不规则的移动，在从光照射部43照射照射光的照射区域中，分别在与照射模块430a大致相对的多个部分区域(此时，多个部分区域占照射区域的大致50％的面积)，可以不规则的改变图案形成材料上的照射光的照度。

图16是表示又一例的图案形成装置的头部4c的图。在图16的头部4c中设置有旋转机构47b，该旋转机构47b使光照射部43(在图16所示的光照射部43中，上部比图2的上部在Y方向上粗)以与基板9的法线方向(即，Z方向)平行的旋转轴J4为中心，不规则的旋转微小角度。

图17是说明光照射部43的旋转动作用的图。在图17中，用添加附图标记B1的虚线矩形来表示照射光在基板9上的照射区域，用双点划线来图示光照射部43旋转某个角度时的照射区域B1。

如图17所示，从光照射部43照射照射光的照射区域B1为横跨从多个喷出口422喷出到基板9上的图案形成材料(在图17中，用双点划线图示了喷出到基板9上的图案形成材料)的线状，如图17中实线以及双点划线所示，通过光照射部43的旋转，在X方向上远离旋转轴4的部分，随着与旋转轴J4的距离变大，照射区域B1相对于喷出口422在Y方向的范围有较大变化，而在旋转轴J4的附近的部分几乎不变。

这样，在具有图16的头部4c的图案形成装置中，在从喷嘴部421喷出图案形成材料期间，通过旋转机构47b使照射光的照射区域B1以旋转轴J4为中心不规则的微小移动，从而在基板9和所喷出的图案形成材料上的照射光的照射区域B1中，在X方向上，在远离旋转轴J4的各喷出口422所对应的部分区域中，不规则的改变图案形成材料上的照射光在Y方向的照射范围。由此，可以抑制在基板9上形成的间隔壁的图案的不均匀。

如上所述，在图案形成装置中，在从沿基板9相对移动的喷嘴部421喷出图案形成材料期间，通过使图2的掩模移动机构45、图7的掩模移动机构45a、图9的马达436、图10的气缸机构47、图11的电源437、图12的旋转机构47a和图16的旋转机构47b分别作为照射光改变部来进行工作，在基板9和所喷出的图案形成材料上的照射光的大致整个照射区域，或在该照射区域中沿与移动方向垂直的方向排列的多个部分区域，不规则的改变图案形成材料上的照射光的照度分布、照度或移动方向上的照射范围，从而抑制在基板9上形成的间隔壁的图案的不均匀。通过设计图案形成装置，还可以不规则的改变照射光的照度分布和照射范围、或照度和照射范围两者。

以上，说明了本发明的实施方式，但是本发明并不限于上述实施方式，也可进行各种变形。

例如，由图案形成装置形成的图案可以是晶格状。图18是表示晶格状的图案8a的一部分的图，图19是图18中的箭头A-A的位置的图案8a的纵剖面图。在形成晶格状的图案8a时，首先，在基板9上形成由带状的多个间隔壁81a构成的图案，然后，喷嘴部421改变为喷出口422的间距不同的喷嘴，将基板9的朝向改变90度，从而在间隔壁81a上形成由多个图案要素81b构成的图案(其中，为了不干扰到基板9上的间隔壁81a，要调整喷嘴部421和基板9之间的间隔)。并且，通过煅烧图案8a，而制成例如等离子显示装置用的间隔壁。在形成间隔壁81a、81b时也与上述第一到第三实施方式相同，通过随时间不规则地改变所喷出的图案形成材料上的照射光的照度分布、照度或移动方向上的照射范围，能够抑制在基板9上形成的晶格状的间隔壁的图案8a的不均匀。

用于图案形成的光固化特性的图案形成材料也可具有对紫外线之外的波段的光的固化性。此时，从光照射部43出射的光包含该波段。另外，优选图案形成材料包含低软化点玻璃粉，但也可根据形成图案的基板的用途而使用其他材料，图案形成材料也可在图案形成后不进行煅烧。

在图案形成装置中，载物台20上的基板9相对头部沿Y方向移动，但头部也可相对基板9沿Y方向移动。即，只要图案形成装置中的喷嘴部421和光照射部43相对基板9而向Y方向的移动是相对移动即可。

在图4的图案形成动作中，顺序开始照射光的出射、照射区域中的照射光的照度及照度分布或照射范围的不规则改变、基板9的移动和图案形成材料的喷出，然后，以相反的顺序来停止这些处理，但是图4的动作实质上与从喷嘴部421喷出图案形成材料的动作并行，从光照射部43向基板9上的图案形成材料照射照射光，使喷嘴部421和光照射部43相对基板9而相对移动，进一步，进入不规则的改变照射区域中的照射光的照度、照度分布或照射范围的处理。

图案形成装置也可用于电场放射显示装置(Field Emission Display)用的基板上的间隔物的图案形成等，也可在用于显示装置之外的玻璃基板、电路基板、陶瓷基板和半导体基板等上形成图案的情况下使用。在图案形成装置中，可以在各种基板上形成图案并抑制该图案的不均匀，该图案是指，在一个方向上以等间距排列的线状的多个图案要素构成的图案。

详细描述说明了本发明，但已经描述的说明只是示例，并不是限定的。因此，应理解为只要不脱离本发明的范围，可以进行多种变形和方式。

Claims (12)

1.一种图案形成装置，在基板上形成图案，其特征在于，具有：

喷嘴部，其从多个喷出口向基板上喷出具有光固化特性的图案形成材料；

光照射部，其向喷出到所述基板上的图案形成材料照射照射光；

移动机构，其在从所述喷嘴部喷出图案形成材料期间，在沿着所述基板的移动方向上，在先使所述喷嘴部移动的情况下使所述喷嘴部和所述光照射部相对于所述基板而相对且连续地移动，从而在所述基板上形成图案，该图案是指，由在与所述移动方向垂直的方向上以等间距排列的线状的多个图案要素构成的图案；

照射光改变部，其在从所述喷嘴部喷出图案形成材料期间，针对所述照射光在所述基板和所述图案形成材料上的整个照射区域，或者针对在所述照射区域中沿着与所述移动方向垂直的方向排列设置的多个部分区域，不规则地改变所述照射光在所述图案形成材料上的照度、照度分布或在所述移动方向上的照射范围。

2.根据权利要求1所述的图案形成装置，其特征在于，所述照射光改变部是，在从所述喷嘴部喷出图案形成材料期间，不规则地改变配置在所述光照射部和所述基板之间的光路上的掩模的透过率分布的机构。

3.根据权利要求2所述的图案形成装置，其特征在于，使所述掩模平行于所述基板移动，从而改变所述光路上的所述掩模的透过率分布。

4.根据权利要求1所述的图案形成装置，其特征在于，

来自所述光照射部的所述照射光在所述基板上的照射区域是横跨所述图案形成材料的线状，

所述照射光改变部是，在从所述喷嘴部喷出图案形成材料期间，使所述照射区域在所述移动方向上相对于所述多个喷出口进行不规则的微小移动，或者使所述照射区域以与所述基板的法线方向平行的旋转轴为中心进行不规则的微小旋转的机构。

5.根据权利要求1所述的图案形成装置，其特征在于，所述照射光改变部是，在从所述喷嘴部喷出图案形成材料期间，使所述光照射部在所述基板的法线方向上进行不规则的移动的机构。

6.根据权利要求1～5中任意一项所述的图案形成装置，其特征在于，被所述照射光改变部不规则地改变的所述照射光的所述照度的改变幅度为，所述照射区域的空间且时间上的照度平均值的2％以上10％以下。

7.一种图案形成方法，在基板上形成图案，其特征在于，包括：

(a)工序，从喷嘴部的多个喷出口向基板上喷出具有光固化特性的图案形成材料；

(b)工序，从光照射部向喷出到所述基板上的图案形成材料照射照射光；

(c)工序，与所述(a)工序并行，在沿着所述基板的移动方向上，在先使所述喷嘴部移动的情况下使所述喷嘴部和所述光照射部相对于所述基板而相对且连续地移动，从而在所述基板上形成图案，该图案是指，由在与所述移动方向垂直的方向上以等间距排列的线状的多个图案要素构成的图案；

(d)工序，与所述(a)工序并行，针对所述照射光在所述基板和所述图案形成材料上的整个照射区域，或者针对在所述照射区域中沿着与所述移动方向垂直的方向排列设置的多个部分区域，不规则地改变所述照射光在所述图案形成材料上的照度、照度分布或在所述移动方向上的照射范围。

8.根据权利要求7所述的图案形成方法，其特征在于，在所述(d)工序中，不规则地改变配置在所述光照射部和所述基板之间的光路上的掩模的透过率分布。

9.根据权利要求8所述的图案形成方法，其特征在于，使所述掩模平行于所述基板移动，从而改变在所述光路上的所述掩模的透过率分布。

10.根据权利要求7所述的图案形成方法，其特征在于，

来自所述光照射部的所述照射光在所述基板上的照射区域是横跨所述图案形成材料的线状，

在所述(d)工序中，所述照射区域在所述移动方向上相对于所述多个喷出口进行不规则的微小移动，或者所述照射区域以与所述基板的法线方向平行的旋转轴为中心进行不规则的微小旋转。

11.根据权利要求7所述的图案形成方法，其特征在于，在所述(d)工序中，所述光照射部在所述基板的法线方向上进行不规则的移动。

12.根据权利要求7～11中任意一项所述的图案形成方法，其特征在于，在所述(d)工序中，不规则地改变的所述照射光的所述照度的改变幅度为，所述照射区域的空间且时间上的照度平均值的2％以上10％以下。

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