JP2004022168A - パターン形成装置およびパターン形成方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】パターン形成材料を基板に吐出して適切なパターンを形成することができるパターン形成装置を提供する。
【解決手段】パターン形成材料を吐出部５２から基板９に向けて吐出するパターン形成装置１において、スクレイパ４１および洗浄機構４２を設ける。所定数の基板９にパターンが形成されるごとに、スクレイパ４１がステージ３と共に移動して吐出部５２の先端に当接して吐出口の周囲に付着した付着物を除去する。その後、スクレイパ４１は洗浄機構４２へと移動して洗浄される。これにより、パターン形成装置１の吐出部５２の付着物を自動的に除去することができ、適切なパターンを基板９に形成することが実現される。
【選択図】 図１
【解決手段】パターン形成材料を吐出部５２から基板９に向けて吐出するパターン形成装置１において、スクレイパ４１および洗浄機構４２を設ける。所定数の基板９にパターンが形成されるごとに、スクレイパ４１がステージ３と共に移動して吐出部５２の先端に当接して吐出口の周囲に付着した付着物を除去する。その後、スクレイパ４１は洗浄機構４２へと移動して洗浄される。これにより、パターン形成装置１の吐出部５２の付着物を自動的に除去することができ、適切なパターンを基板９に形成することが実現される。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板上にパターンを形成する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、プラズマ表示装置や有機ＥＬ表示装置に用いられるパネルに隔壁や電極のパターンを形成する方法として、フォトリソグラフィ法（サンドブラスト法とも呼ばれる。）、スクリーン印刷法、リフトオフ法等が知られている。しかしながら、これらの方法は煩雑であり、生産コストを増加させる要因となっている。そこで、近年、微細な吐出口を有する吐出部からペースト状のパターン形成材料を吐出して基板上にパターンを形成する手法が提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、パターン形成材料を吐出する場合、吐出口近傍に誤ってパターン形成材料や異物等が付着すると、吐出状態が不安定になって適切なパターンが形成されない恐れが生じる。特に、多数の互いに近接した吐出口から吐出を行う場合、吐出口の汚れの影響により隣接する吐出口から吐出されたパターン形成材料が互いに付着し合う可能性がある。
【０００４】
また、パターン形成装置にて様々な種類の基板の生産が行われる場合、パターン形成材料の種類を変更する必要があり、吐出部内のパターン形成材料を除去するために煩雑なメンテナンス作業を行う必要が生じる。さらに、吐出部を長時間そのまま使用したり、長時間使用しない状態で放置すると、パターン形成材料に含まれるフィラーが吐出部内で部分的に凝集し、吐出口が詰まってしまうことも想定される。
【０００５】
本発明は、上記様々な課題に鑑みなされたものであり、吐出口や吐出部内の洗浄、あるいは、他の手法によりパターン形成材料の吐出を適切に維持することを主たる目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、基板上にパターンを形成するパターン形成装置であって、パターン形成材料を基板に向けて吐出する吐出部と、前記吐出部を基板の主面に沿って相対的に移動させる移動機構と、前記吐出部の吐出口の周囲に付着した付着物を除去する除去手段とを備える。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のパターン形成装置であって、前記除去手段が、前記吐出口が形成された面に当接する当接部材を有し、前記当接部材と前記面との間の当接領域が前記面を横切るように前記当接部材が相対移動する。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のパターン形成装置であって、前記吐出部に複数の吐出口が所定方向に配列形成されており、前記所定方向に対して垂直な方向に前記当接部材が相対移動する。
【０００９】
請求項４に記載の発明は、請求項２に記載のパターン形成装置であって、前記除去手段が、拭取部材を保持する保持部を有し、前記吐出部を前記拭取部材に対して相対移動させることにより、前記吐出口の周囲の付着物が除去される。
【００１０】
請求項５に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載のパターン形成装置であって、前記吐出口に防汚剤を付与する防汚剤付与部をさらに備える。
【００１１】
請求項６に記載の発明は、基板上にパターンを形成するパターン形成装置であって、パターン形成材料を基板に向けて吐出する吐出部と、前記吐出部を基板の主面に沿って相対的に移動させる移動機構と、前記吐出部にパターン形成材料を供給する第１供給部と、前記吐出部に流体を供給して前記吐出部内のパターン形成材料を吐出口から押し出す第２供給部とを備える。
【００１２】
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載のパターン形成装置であって、前記吐出部に他の流体を供給して前記吐出部から吐出させる第３供給部をさらに備える。
【００１３】
請求項８に記載の発明は、請求項７に記載のパターン形成装置であって、前記第３供給部により供給される前記他の流体が溶剤である。
【００１４】
請求項９に記載の発明は、請求項８に記載のパターン形成装置であって、前記第２供給部により供給される流体が気体である。
【００１５】
請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載のパターン形成装置であって、前記第２供給部による供給と前記第３供給部による供給との間において前記吐出部に水を供給する第４供給部をさらに備える。
【００１６】
請求項１１に記載の発明は、請求項８に記載のパターン形成装置であって、前記第２供給部により供給される流体が水である。
【００１７】
請求項１２に記載の発明は、請求項８に記載のパターン形成装置であって、前記第２供給部により供給される流体がパターン形成材料に含まれるバインダである。
【００１８】
請求項１３に記載の発明は、基板上にパターンを形成するパターン形成装置であって、パターン形成材料を基板に向けて吐出する吐出部と、前記吐出部を基板の主面に沿って相対的に移動させる移動機構と、前記吐出部にパターン形成材料を供給する第１供給部と、前記吐出部に他の材料を供給して前記吐出部内のパターン形成材料を前記他の材料に置換する第２供給部とを備える。
【００１９】
請求項１４に記載の発明は、請求項１３に記載のパターン形成装置であって、前記第２供給部により供給される他の材料が、光開始剤を含有しない。
【００２０】
請求項１５に記載の発明は、請求項１３または１４に記載のパターン形成装置であって、前記第２供給部により供給される他の材料が、フィラーを含有しない。
【００２１】
請求項１６に記載の発明は、請求項１３ないし１５に記載のパターン形成装置であって、前記第２供給部により供給される他の材料が、パターン形成材料のバインダである。
【００２２】
請求項１７に記載の発明は、請求項１ないし１６のいずれかに記載のパターン形成装置であって、平面表示装置に使用される基板にパターン形成材料が吐出される。
【００２３】
請求項１８に記載の発明は、請求項１７に記載のパターン形成装置であって、パターン形成材料によりプラズマ表示装置用の隔壁が形成される。
【００２４】
請求項１９に記載の発明は、基板上にパターンを形成するパターン形成方法であって、吐出部からパターン形成材料を基板に向けて吐出しつつ前記吐出部を基板の主面に沿って相対的に移動させる吐出工程と、前記吐出工程を繰り返す繰返工程と、一の吐出工程と次の吐出工程との間において前記吐出部に除去部材を当接させつつ前記除去部材を吐出口が形成された面に沿って相対的に移動させることにより、前記吐出口の周囲に付着した付着物を除去する除去工程とを有する。
【００２５】
請求項２０に記載の発明は、請求項１９に記載のパターン形成方法であって、前記除去工程の後に、前記吐出口に防汚剤を付与する工程をさらに有する。
【００２６】
請求項２１に記載の発明は、基板上にパターンを形成するパターン形成方法であって、吐出部からパターン形成材料を基板に向けて吐出しつつ前記吐出部を基板の主面に沿って相対的に移動させる吐出工程と、前記吐出部に流体を供給して前記吐出部内のパターン形成材料を吐出口から押し出す押出工程とを有する。
【００２７】
請求項２２に記載の発明は、請求項２１に記載のパターン形成方法であって、前記押出工程の後に、前記吐出部に溶剤を供給する工程をさらに有する。
【００２８】
請求項２３に記載の発明は、基板上にパターンを形成するパターン形成方法であって、吐出部からパターン形成材料を基板に向けて吐出しつつ前記吐出部を基板の主面に沿って相対的に移動させる吐出工程と、前記吐出部に他の材料を供給して前記吐出部内のパターン形成材料を前記他の材料に置換する置換工程とを有する。
【００２９】
請求項２４に記載の発明は、請求項２３に記載のパターン形成方法であって、前記他の材料がパターン形成材料のバインダである。
【００３０】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の第１の実施の形態に係るパターン形成装置１の概略構成を示す図である。パターン形成装置１は、プラズマ表示装置用のガラス基板（以下、「基板」という。）９上にＸ方向に伸びる複数の隔壁のパターンを形成する装置であり、隔壁が形成された基板９は他の工程を介してプラズマ表示装置の組立部品であるパネル（通常、リアパネル）となる。
【００３１】
パターン形成装置１では、基台１１上にステージ移動機構２が設けられ、ステージ移動機構２により基板９を保持するステージ３が図１中に示すＸ方向に移動可能とされる。基台１１にはステージ３を跨ぐようにしてフレーム１２が固定され、フレーム１２にはヘッド部５が取り付けられる。
【００３２】
ステージ移動機構２は、モータ２１にボールねじ２２が接続され、さらに、ステージ３に固定されたナット２３がボールねじ２２に取り付けられた構造となっている。ボールねじ２２の上方にはガイドレール２４が固定され、モータ２１が回転すると、ナット２３とともにステージ３がガイドレール２４に沿ってＸ方向に滑らかに移動する。
【００３３】
ヘッド部５では、モータ５１２によりＹ方向にスライド移動可能なホルダ５１１がベース５１の下面に取り付けられ、基板９上にペースト状のパターン形成材料（例えば、樹脂を主成分とするバインダにガラスのフィラーを混合したもの）を吐出するノズル状の吐出部５２、および、基板９に向けて紫外線を照射する光照射部５３がホルダ５１１に着脱自在に取り付けられる。
【００３４】
図２は吐出部５２の先端側からの様子を示す図である。吐出部５２の先端には基板９に向けてパターン形成材料を吐出する微細な複数の吐出口５２０がＹ方向に配列して形成されている。各吐出口５２０の形状および面積は、基板９上に形成される隔壁の形状に合わせて決定され、図２では矩形の吐出口５２０の例を示している。図１に示すように吐出部５２には逆止弁５２１を有する供給管５２２が取り付けられ、供給管５２２は分岐しており、一方がポンプ５２３に接続され、他方が制御弁５２４を介してパターン形成材料を貯留するタンク５２５に接続される。
【００３５】
吐出部５２に隣接する光照射部５３は光ファイバ５３１を介して紫外線を発生する光源ユニット５３２に接続され、各吐出口の（−Ｘ）側にて基板９に向かって光のスポットを照射する。
【００３６】
ステージ３の（−Ｘ）側には、吐出部５２の吐出口の周囲に付着した不要なパターン形成材料や異物等の付着物の除去（以下、「ノズルクリーニング」という。）を行うためのスクレイパ４１が取り付けられ、基台１１にはスクレイパ４１を洗浄するための洗浄機構４２が設けられる。スクレイパ４１の形状および洗浄機構４２の構造については後述する。
【００３７】
モータ２１、モータ５１２、ポンプ５２３、制御弁５２４および光源ユニット５３２は制御部６に接続され、これらの構成が制御部６により制御されることにより、パターン形成装置１による基板９上へのパターン形成が行われる。
【００３８】
図３はパターン形成装置１の動作の流れを示す図である。パターン形成装置１に基板９が搬入されると（ステップＳ１１）、吐出部５２から基板９に向かってパターン形成材料の吐出が行われる（ステップＳ１２）。
【００３９】
吐出部５２からのパターン形成材料の吐出は、図１に示す逆止弁５２１、ポンプ５２３および制御弁５２４により行われ、まず、制御部６の制御により制御弁５２４が開放された状態でポンプ５２３が吸引動作を行う。このとき、逆止弁５２１によりパターン形成材料の逆流が阻止されるため、タンク５２５からポンプ５２３へとパターン形成材料が引き込まれる。次に、制御弁５２４が閉じられ、ポンプ５２３が押出動作を行い、吐出部５２から連続的にパターン形成材料が吐出される。
【００４０】
パターン形成材料の吐出が行われる際には、制御部６がステージ移動機構２のモータ２１を駆動制御し、ステージ３を図１中に２点鎖線にて示す位置から実線にて示す位置へと矢印３１にて示す方向に連続的に移動させる。これにより、吐出部５２が基板９の主面に沿って相対的に（基板９に対して（＋Ｘ）方向に向かって）移動する。その結果、図４に示すように吐出部５２の複数の吐出口５２０から吐出されたパターン形成材料９１が基板９上に順次付着する。
【００４１】
一方、吐出部５２の進行方向（基板９に対する相対的な進行方向）の後方に配置されている光照射部５３が吐出部５２とともに基板９に対して相対的に移動しつつ紫外線を出射する。これにより、吐出直後の基板９上のパターン形成材料９１に順次紫外線が照射される。パターン形成材料には紫外線により硬化（架橋反応）が開始する光開始剤が添加されており、光照射部５３の通過によりパターン形成材料の硬化が順次行われ、吐出後のパターン形成材料の形状が時間とともにくずれてしまうことが防止される。
【００４２】
吐出部５２の吐出口の配列の長さはＹ方向に関して基板９上の一部を覆う長さとなっており、基板９が吐出部５２に対して１回移動すると基板９上の一部のみにパターン形成材料によるパターンが形成される。その後、図１に示すヘッド部５のモータ５１２が吐出部５２および光照射部５３をＹ方向に移動し、パターン形成材料の吐出動作が繰り返される（ステップＳ１３）。やがて、基板９の主面全体にＸ方向に伸びる多数の隔壁パターンが形成されると、パターン形成装置１から基板９が搬出される（ステップＳ１４）。
【００４３】
基板９の搬出と並行して、パターン形成装置１では吐出部５２に対する前回のノズルクリーニングから所定枚数の基板９の処理が行われたか否かが確認され（ステップＳ１５）、所定枚数の基板９の処理が行われた場合には、次の基板９の搬入までにノズルクリーニングが実行される（ステップＳ１６）。
【００４４】
図５はノズルクリーニングとして吐出口の周囲に付着した付着物の除去が行われる際のパターン形成装置１の動作の流れを示す図であり、図６ないし図１０はノズルクリーニング時のパターン形成装置１の様子を示す図である。
【００４５】
ノズルクリーニングでは、まず、ステージ３がヘッド部５よりも（＋Ｘ）側に位置するように移動する。吐出部５２はステージ３に向かって（−Ｘ）側に傾斜しており、ステージ３の移動により図６に示すようにステージ３の（−Ｘ）側に設けられたスクレイパ４１の先端が吐出部５２の先端面の上部に当接する。なお、スクレイパ４１の高さは予め昇降機構４１１により調整されている。また、スクレイパ４１近傍には後述する防汚剤付与機構４３が配置される。
【００４６】
スクレイパ４１は吐出部５２の吐出口の配列に沿って、Ｙ方向に長い弾性体となっており、ステージ３がさらに（＋Ｘ）方向（すなわち、吐出口の配列方向に垂直な方向）に移動すると、図７に示すようにスクレイパ４１の先端が下方に撓みつつ吐出部５２の先端面に沿って移動する。これにより、スクレイパ４１と吐出部５２の先端面との間の当接している領域が先端面を横切るように（すなわち、各吐出口を横切るように）相対的に移動し、各吐出口からはみ出ていたり、吐出口の周囲に付着している不要な付着物が一括してスクレイパ４１により剥ぎ取られる（ステップＳ１６１）。
【００４７】
その後、図８に示すようにスクレイパ４１は昇降機構４１１により下降し、ステージ３が若干（−Ｘ）側へと移動して防汚剤付与機構４３が吐出部５２の真下に位置し、図９に示すように防汚剤付与機構４３の昇降部４３１が容器４３２を上昇させる。容器４３２内には吐出部５２の先端の汚れを抑制するためのフッ素系樹脂等の成分を含む防汚剤９４が貯留されており、容器４３２の上昇により、吐出部５２の先端が防汚剤９４に浸される（ステップＳ１６２）。なお、図９では容器４３２内の様子が分かるように図示している。
【００４８】
吐出部５２の先端に防汚剤９４が付与されると、容器４３２が下降し、別途設けられた送風機構により吐出部５２の乾燥が行われる（ステップＳ１６３）。防汚剤９４の付与により、以後の吐出動作における吐出口近傍の汚れを抑制することができ、ノズルクリーニングを行う頻度を削減することができる。
【００４９】
次に、ステージ３が最も（−Ｘ）側へと移動して図１０（図１参照）に示すようにスクレイパ４１が洗浄機構４２内へと導かれる。洗浄機構４２にはモータにより回転する回転ブラシ４２１が設けられており、スクレイパ４１は適宜洗浄液が付与されつつ回転ブラシ４２１により洗浄される（ステップＳ１６４）。回転ブラシ４２１の回転は制御部６により、または、ステージ３の移動に応じたスイッチングにより制御される。
【００５０】
以上のように、パターン形成装置１では吐出部５２の先端に付着した不要な付着物がスクレイパ４１により除去されるため、基板９上に適切なパターンを形成することができる。また、繰り返し実行される吐出工程の間で（基板９の入替時以外であってもよい。）スクレイパ４１による付着物の除去およびスクレイパ４１の洗浄が自動的に行われるため、基板９（すなわち、パネル）の生産ラインを停止することなく、いわゆる、インラインにてノズルクリーニングを実施することができる。その結果、生産性を低下させることなく品質のよいパターン形成が実現され、歩留まりが向上される。
【００５１】
図１１は洗浄機構４２ａにより吐出部５２の洗浄を直接行う例を示す図である。図１１に示す洗浄機構４２ａは２つのローラ４２２，４２３を有し、ローラ４２２に巻きつきられるようにして保持されるテープ状の拭取シート９５がローラ４２３へと巻き取られる。拭取シート９５はパターン形成材料用の溶剤を染みこませた緻密な繊維にて形成されており（繊維を織り込んだ布であっても不織布であってもよい。）、幅が吐出部５２の先端面のＹ方向の幅よりも大きなものとなっている。
【００５２】
図１１に示すようにステージ３が（＋Ｘ）側へと移動すると吐出部５２の先端がローラ４２２の拭取シート９５に当接し、ローラ４２３による拭取シート９５の巻き取りが行われることにより拭取シート９５が吐出部５２の先端面に対して相対的に移動し、付着物の除去が行われる。このような洗浄が定期的に行われることにより、吐出部５２からのパターン形成材料の吐出が常に適正となるように維持される。
【００５３】
図１２は第２の実施の形態に係るパターン形成装置１のヘッド部５に接続された各種構成を示す図である。パターン形成装置１の他の構成は第１の実施の形態と同様である（以下の実施の形態においても同様。）。第２の実施の形態に係るパターン形成装置１では、吐出部５２に浄化されたエアを供給するポンプ７１１、並びに、タンク７２２に貯留されている溶剤を供給するポンプ７２１がさらに接続される。ポンプ７１１，７２１はパターン形成装置１にてパターンが形成される基板９の種類が変更される際に、すなわち、パターン形成装置１を含む生産ラインにて生産されるパネルの品種が切り替えられる際に用いられる。
【００５４】
図１３は品種切替の流れの概略を示す図である。先行して処理される複数の基板（以下、「第１基板」という。）９へのパターン形成が全て終了すると（ステップＳ２１）、パターン形成装置１では、吐出部５２内のパターン形成材料を他のものへ切り替えるための洗浄等の品種切替作業が行われる（ステップＳ３）。その後、後続して処理される複数の基板（以下、「第２基板」という。）９用のパターン形成材料が吐出部５２に供給され（ステップＳ２２）、第２基板９の搬入、パターン形成および搬出が繰り返される（ステップＳ２３）。
【００５５】
図１４は品種切替におけるパターン形成装置１の動作の流れを示す図である。なお、ステージ３の下方には吐出部５２と対向する容器（図示省略）が配置され、品種切替の作業が行われる際にはステージ３が吐出部５２から待避し、以下に説明するように吐出口からパターン形成材料や溶剤が容器に向けて吐出される。
【００５６】
品種切替では、まず、ポンプ７１１により吐出部５２に圧縮エアが供給され（ステップＳ３１１）、吐出部５２内の大部分のパターン形成材料がエアにより押し出されるようにして吐出口から吐出される。次に、ポンプ７２１が作動し、タンク７２２から有機溶剤が吐出部５２に供給される（ステップＳ３１２）。これにより、吐出部５２内に残留するパターン形成材料が取り除かれる。その後、吐出部５２にエアが供給されることにより（放置されるのみでもよい。）、吐出部５２内の乾燥が行われる（ステップＳ３１３）。
【００５７】
吐出部５２内の洗浄が完了すると、吐出部５２に接続されるパターン形成材料用の供給管が付け替えられ（あるいは、予め吐出部５２に取り付けられている供給管の弁が開かれる。）、後続の第２基板９用のパターン形成材料が吐出部５２に供給されてパターンの形成が行われる（図１３：ステップＳ２２，Ｓ２３）。
【００５８】
以上の処理により、吐出部５２に第２基板９用のパターン形成材料が供給されても、前の処理に用いたパターン形成材料と混ざってしまうことが防止され、適切なパターン形成が可能となる。
【００５９】
図１５は第３の実施の形態に係るパターン形成装置１において、ヘッド部５に接続された各種構成を示す図である。第３の実施の形態に係るパターン形成装置１では、第２の実施の形態に係るパターン形成装置１の吐出部５２にタンク７３２に貯留されている水を供給するポンプ７３１がさらに接続される。そして、品種切替の際にポンプ７１１，７２１，７３１が制御される。
【００６０】
図１６は第３の実施の形態におけるパターン形成装置１の品種切替動作の流れを示す図である。まず、ポンプ７３１により吐出部５２に水が供給され（ステップＳ３２１）、吐出部５２内の大部分のパターン形成材料が水に押し出されるようにして吐出口から吐出される。なお、水に代えてパターン形成材料に含まれるバインダが吐出部５２に供給されてもよく、バインダの粘度が比較的高い場合には、パターン形成材料用のポンプ５２３およびタンク５２５による供給機構と同様の機構がポンプ７３１およびタンク７３２に採用されてもよい。
【００６１】
次に、ポンプ７２１が作動し、タンク７２２から有機溶剤が吐出部５２に供給され（ステップＳ３２２）、吐出部５２内に残留するパターン形成材料が取り除かれる。その後、ポンプ７１１により吐出部５２にエアが供給され（放置されるのみでもよい。）、吐出部５２内の乾燥が行われる（ステップＳ３２３）。
【００６２】
以上のように、第３の実施の形態では水またはバインダを用いて吐出部５２内のパターン形成材料が除去される。これにより、パターン形成材料の粘度が高い場合であってもパターン形成材料の除去を適切に行うことができる。
【００６３】
図１７は図１５に示すパターン形成装置１の品種切替の他の動作の流れを示す図である。図１７に示す動作では、まず、ポンプ７１１によりエアが吐出部５２に供給されて吐出部５２内のパターン形成材料の除去が行われ（ステップＳ３３１）、次に、ポンプ７２１により水またはバインダが吐出部５２に供給されて吐出部５２内のパターン形成材料の除去がさらに行われる（ステップＳ３３２）。その後、ポンプ７３１による溶剤の供給および乾燥が行われることにより吐出部５２内のパターン形成材料が完全に除去される（ステップＳ３３３，Ｓ３３４）。
【００６４】
以上のように第２および第３の実施の形態に係るパターン形成装置１では、品種切替の際の吐出部５２内の洗浄を自動的に行うことができ、多品種の基板９に対するパターン形成を効率よく行うことが実現される。
【００６５】
図１８は第４の実施の形態に係るパターン形成装置１の品種切替を含む動作の流れの概要を示す図である。第４の実施の形態に係るパターン形成装置１のヘッド部５は図１５と同様となっており、タンク７３２にはパターン形成材料のバインダ（すなわち、フィラーを含まない樹脂ペースト）が貯留される。なお、ポンプ７３１とタンク７３２との接続は、ポンプ５２３とタンク５２５と同様の構造とされてもよい。
【００６６】
第４の実施の形態に係るパターン形成装置１では、複数の第１基板９に対するパターン形成が終了すると（ステップＳ２１）、ポンプ７３１により吐出部５２にバインダが供給され（ステップＳ３ａ）、吐出部５２内のパターン形成材料がバインダに置換される。その後、吐出部５２に第２基板９用のパターン形成材料が供給され、パターンの形成が行われる（ステップＳ２２，Ｓ２３）。すなわち、第２および第３の実施の形態に例示した吐出部５２内の洗浄を行うことなくパターン形成材料とバインダとを置換することにより、吐出部５２内のパターン形成材料の除去が行われる。なお、後続の基板９に付与されるパターン形成材料に影響を与えない材料であれば他の材料が用いられてもよく、他の材料としてはフィラーを含有しないものが好ましい。
【００６７】
このような動作は、主として第２基板９用のパターン形成材料に多少のバインダが混入しても問題が生じない場合の品種切替時に行われる。また、パターン形成材料を長時間使用しない場合にも、吐出部５２にバインダが入ったままの状態で放置することにより、吐出部５２内に塵埃が進入することを防止することができる。
【００６８】
図１８に示す動作により、吐出部５２に第２基板９用のパターン形成材料を導入するための作業が簡素化され、基板９（パネル）の生産コストの低減を図ることができる。なお、品種切替時に図１８に示す動作のみが行われる場合は、図１５に示す構成からポンプ７１１，７２１やタンク７２２等が省略されてよい。
【００６９】
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく様々な変形が可能である。
【００７０】
第１の実施の形態ではスクレイパ４１は単独で移動可能とされてもよい。なお、吐出口に対してスクレイパ４１の移動開始側よりも移動終了側の方がパターン形成材料が僅かに残る可能性がある点を考慮すると、万一、移動終了側にて吐出異常が生じたとしても形成されるパターンの下側（基板９側）が移動終了側に対応していることが好ましい。
【００７１】
吐出部５２の先端面の付着物の除去は、第１の実施の形態に示した手法に限定されず、例えば、往復移動するブラシ、溶剤の吹き付け等により行われてもよい。また、洗浄機構４２，４２ａには適宜、除去物を吹き飛ばしたり吸引したりする構成が追加されてよい。
【００７２】
防汚剤の吐出部５２への付与は、薄めたものを噴霧したり、布を用いて塗布する等の他の手法により、例えば、数千オングストローム程度の厚みで付与されてもよい。
【００７３】
第２および第３の実施の形態では、吐出部５２内のパターン形成材料を除去するために、エア、水もしくはバインダ、または、溶剤が適宜用いられ、エアや水の使用はコスト上有利であり、バインダは後で供給されるパターン形成材料に混ざっても影響が少ないという利点を有し、溶剤は吐出部５２内を適切に洗浄できるという特徴を有している。もちろん、これらの流体に代えて他の流体を用いることも可能であり、例えば、エアに代えて窒素ガス等の他の気体が用いられてもよく、水やバインダに代えて他の流体が用いられてもよい。
【００７４】
パターン形成材料の置換やエア等による押し出しに問題が生じないのであるならば、バインダに代えてフィラーおよびバインダを有するペーストが吐出部５２に供給されてもよい。この場合もペーストの経時変化を防ぐために光開始剤を含有しないものが使用されることが好ましい。経時変化しにくく後続の基板９に付与されるパターン形成材料と混ざっても影響が少ないペーストであればどのようなものでも利用することができる。
【００７５】
第２および第３の実施の形態における作業は、品種切替以外に吐出部５２の先端のノズルの交換、吐出部５２のメンテナンス等の際に実施されてもよい。
【００７６】
パターン形成装置１は、有機ＥＬ表示装置や液晶表示装置等の他の種類の平面表示装置（フラットパネルディスプレイ）における隔壁や配線等のパターンの形成に利用されてもよい。さらには、他の種類の配線基板における配線形成に利用されてもよい。形成されるパターンの種類によっては吐出部５２の吐出口の数が１つとされてもよい。吐出部５２の基板９に対する移動も相対的なものであればよく、例えば、基板９または吐出部５２がＸおよびＹ方向に移動可能とされてもよい。
【００７７】
【発明の効果】
請求項１ないし５、並びに、請求項１９および２０の発明では、吐出口の周囲に付着した付着物を除去することにより、基板上にパターンを適切に形成することができる。また、請求項５および２０の発明では、付着物の除去の頻度を削減することができる。
【００７８】
請求項６ないし１６、並びに、請求項２１ないし２４の発明では、吐出部から吐出されるパターン形成材料の種類を適切に切り替えることができる。特に、請求項１３ないし１６、並びに、請求項２３および２４の発明では、基板の生産コストを削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態に係るパターン形成装置の概略構成を示す図である。
【図２】吐出部の先端側からの様子を示す図である。
【図３】パターン形成装置の動作の流れを示す図である。
【図４】吐出口からパターン形成材料が吐出される様子を示す図である。
【図５】ノズルクリーニング時のパターン形成装置の動作の流れを示す図である。
【図６】ノズルクリーニング時のパターン形成装置の様子を示す図である。
【図７】ノズルクリーニング時のパターン形成装置の様子を示す図である。
【図８】ノズルクリーニング時のパターン形成装置の様子を示す図である。
【図９】ノズルクリーニング時のパターン形成装置の様子を示す図である。
【図１０】ノズルクリーニング時のパターン形成装置の様子を示す図である。
【図１１】吐出部の洗浄を直接行う例を示す図である。
【図１２】第２の実施の形態に係るパターン形成装置のヘッド部に接続された各種構成を示す図である。
【図１３】品種切替の流れの概略を示す図である。
【図１４】品種切替におけるパターン形成装置の動作の流れを示す図である。
【図１５】第３の実施の形態に係るパターン形成装置のヘッド部に接続された各種構成を示す図である。
【図１６】品種切替におけるパターン形成装置の動作の流れを示す図である。
【図１７】品種切替におけるパターン形成装置の動作の流れの他の例を示す図である。
【図１８】第４の実施の形態におけるパターン形成装置の品種切替を含む動作の流れの概要を示す図である。
【符号の説明】
１ パターン形成装置
２ ステージ移動機構
９ 基板
４１ スクレイパ
４２ａ 洗浄機構
４３ 防汚剤付与機構
５２ 吐出部
９４ 防汚剤
９５ 拭取シート
４２２ ローラ
５２０ 吐出口
５２３ ポンプ
５２５ タンク
７１１，７２１，７３１ ポンプ
７２２，７３２ タンク
Ｓ３ａ，Ｓ１２，Ｓ１３，Ｓ２１，Ｓ１６１，Ｓ１６４，Ｓ３１１，Ｓ３２１，Ｓ３３１ ステップ
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板上にパターンを形成する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、プラズマ表示装置や有機ＥＬ表示装置に用いられるパネルに隔壁や電極のパターンを形成する方法として、フォトリソグラフィ法（サンドブラスト法とも呼ばれる。）、スクリーン印刷法、リフトオフ法等が知られている。しかしながら、これらの方法は煩雑であり、生産コストを増加させる要因となっている。そこで、近年、微細な吐出口を有する吐出部からペースト状のパターン形成材料を吐出して基板上にパターンを形成する手法が提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、パターン形成材料を吐出する場合、吐出口近傍に誤ってパターン形成材料や異物等が付着すると、吐出状態が不安定になって適切なパターンが形成されない恐れが生じる。特に、多数の互いに近接した吐出口から吐出を行う場合、吐出口の汚れの影響により隣接する吐出口から吐出されたパターン形成材料が互いに付着し合う可能性がある。
【０００４】
また、パターン形成装置にて様々な種類の基板の生産が行われる場合、パターン形成材料の種類を変更する必要があり、吐出部内のパターン形成材料を除去するために煩雑なメンテナンス作業を行う必要が生じる。さらに、吐出部を長時間そのまま使用したり、長時間使用しない状態で放置すると、パターン形成材料に含まれるフィラーが吐出部内で部分的に凝集し、吐出口が詰まってしまうことも想定される。
【０００５】
本発明は、上記様々な課題に鑑みなされたものであり、吐出口や吐出部内の洗浄、あるいは、他の手法によりパターン形成材料の吐出を適切に維持することを主たる目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、基板上にパターンを形成するパターン形成装置であって、パターン形成材料を基板に向けて吐出する吐出部と、前記吐出部を基板の主面に沿って相対的に移動させる移動機構と、前記吐出部の吐出口の周囲に付着した付着物を除去する除去手段とを備える。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のパターン形成装置であって、前記除去手段が、前記吐出口が形成された面に当接する当接部材を有し、前記当接部材と前記面との間の当接領域が前記面を横切るように前記当接部材が相対移動する。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のパターン形成装置であって、前記吐出部に複数の吐出口が所定方向に配列形成されており、前記所定方向に対して垂直な方向に前記当接部材が相対移動する。
【０００９】
請求項４に記載の発明は、請求項２に記載のパターン形成装置であって、前記除去手段が、拭取部材を保持する保持部を有し、前記吐出部を前記拭取部材に対して相対移動させることにより、前記吐出口の周囲の付着物が除去される。
【００１０】
請求項５に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載のパターン形成装置であって、前記吐出口に防汚剤を付与する防汚剤付与部をさらに備える。
【００１１】
請求項６に記載の発明は、基板上にパターンを形成するパターン形成装置であって、パターン形成材料を基板に向けて吐出する吐出部と、前記吐出部を基板の主面に沿って相対的に移動させる移動機構と、前記吐出部にパターン形成材料を供給する第１供給部と、前記吐出部に流体を供給して前記吐出部内のパターン形成材料を吐出口から押し出す第２供給部とを備える。
【００１２】
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載のパターン形成装置であって、前記吐出部に他の流体を供給して前記吐出部から吐出させる第３供給部をさらに備える。
【００１３】
請求項８に記載の発明は、請求項７に記載のパターン形成装置であって、前記第３供給部により供給される前記他の流体が溶剤である。
【００１４】
請求項９に記載の発明は、請求項８に記載のパターン形成装置であって、前記第２供給部により供給される流体が気体である。
【００１５】
請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載のパターン形成装置であって、前記第２供給部による供給と前記第３供給部による供給との間において前記吐出部に水を供給する第４供給部をさらに備える。
【００１６】
請求項１１に記載の発明は、請求項８に記載のパターン形成装置であって、前記第２供給部により供給される流体が水である。
【００１７】
請求項１２に記載の発明は、請求項８に記載のパターン形成装置であって、前記第２供給部により供給される流体がパターン形成材料に含まれるバインダである。
【００１８】
請求項１３に記載の発明は、基板上にパターンを形成するパターン形成装置であって、パターン形成材料を基板に向けて吐出する吐出部と、前記吐出部を基板の主面に沿って相対的に移動させる移動機構と、前記吐出部にパターン形成材料を供給する第１供給部と、前記吐出部に他の材料を供給して前記吐出部内のパターン形成材料を前記他の材料に置換する第２供給部とを備える。
【００１９】
請求項１４に記載の発明は、請求項１３に記載のパターン形成装置であって、前記第２供給部により供給される他の材料が、光開始剤を含有しない。
【００２０】
請求項１５に記載の発明は、請求項１３または１４に記載のパターン形成装置であって、前記第２供給部により供給される他の材料が、フィラーを含有しない。
【００２１】
請求項１６に記載の発明は、請求項１３ないし１５に記載のパターン形成装置であって、前記第２供給部により供給される他の材料が、パターン形成材料のバインダである。
【００２２】
請求項１７に記載の発明は、請求項１ないし１６のいずれかに記載のパターン形成装置であって、平面表示装置に使用される基板にパターン形成材料が吐出される。
【００２３】
請求項１８に記載の発明は、請求項１７に記載のパターン形成装置であって、パターン形成材料によりプラズマ表示装置用の隔壁が形成される。
【００２４】
請求項１９に記載の発明は、基板上にパターンを形成するパターン形成方法であって、吐出部からパターン形成材料を基板に向けて吐出しつつ前記吐出部を基板の主面に沿って相対的に移動させる吐出工程と、前記吐出工程を繰り返す繰返工程と、一の吐出工程と次の吐出工程との間において前記吐出部に除去部材を当接させつつ前記除去部材を吐出口が形成された面に沿って相対的に移動させることにより、前記吐出口の周囲に付着した付着物を除去する除去工程とを有する。
【００２５】
請求項２０に記載の発明は、請求項１９に記載のパターン形成方法であって、前記除去工程の後に、前記吐出口に防汚剤を付与する工程をさらに有する。
【００２６】
請求項２１に記載の発明は、基板上にパターンを形成するパターン形成方法であって、吐出部からパターン形成材料を基板に向けて吐出しつつ前記吐出部を基板の主面に沿って相対的に移動させる吐出工程と、前記吐出部に流体を供給して前記吐出部内のパターン形成材料を吐出口から押し出す押出工程とを有する。
【００２７】
請求項２２に記載の発明は、請求項２１に記載のパターン形成方法であって、前記押出工程の後に、前記吐出部に溶剤を供給する工程をさらに有する。
【００２８】
請求項２３に記載の発明は、基板上にパターンを形成するパターン形成方法であって、吐出部からパターン形成材料を基板に向けて吐出しつつ前記吐出部を基板の主面に沿って相対的に移動させる吐出工程と、前記吐出部に他の材料を供給して前記吐出部内のパターン形成材料を前記他の材料に置換する置換工程とを有する。
【００２９】
請求項２４に記載の発明は、請求項２３に記載のパターン形成方法であって、前記他の材料がパターン形成材料のバインダである。
【００３０】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の第１の実施の形態に係るパターン形成装置１の概略構成を示す図である。パターン形成装置１は、プラズマ表示装置用のガラス基板（以下、「基板」という。）９上にＸ方向に伸びる複数の隔壁のパターンを形成する装置であり、隔壁が形成された基板９は他の工程を介してプラズマ表示装置の組立部品であるパネル（通常、リアパネル）となる。
【００３１】
パターン形成装置１では、基台１１上にステージ移動機構２が設けられ、ステージ移動機構２により基板９を保持するステージ３が図１中に示すＸ方向に移動可能とされる。基台１１にはステージ３を跨ぐようにしてフレーム１２が固定され、フレーム１２にはヘッド部５が取り付けられる。
【００３２】
ステージ移動機構２は、モータ２１にボールねじ２２が接続され、さらに、ステージ３に固定されたナット２３がボールねじ２２に取り付けられた構造となっている。ボールねじ２２の上方にはガイドレール２４が固定され、モータ２１が回転すると、ナット２３とともにステージ３がガイドレール２４に沿ってＸ方向に滑らかに移動する。
【００３３】
ヘッド部５では、モータ５１２によりＹ方向にスライド移動可能なホルダ５１１がベース５１の下面に取り付けられ、基板９上にペースト状のパターン形成材料（例えば、樹脂を主成分とするバインダにガラスのフィラーを混合したもの）を吐出するノズル状の吐出部５２、および、基板９に向けて紫外線を照射する光照射部５３がホルダ５１１に着脱自在に取り付けられる。
【００３４】
図２は吐出部５２の先端側からの様子を示す図である。吐出部５２の先端には基板９に向けてパターン形成材料を吐出する微細な複数の吐出口５２０がＹ方向に配列して形成されている。各吐出口５２０の形状および面積は、基板９上に形成される隔壁の形状に合わせて決定され、図２では矩形の吐出口５２０の例を示している。図１に示すように吐出部５２には逆止弁５２１を有する供給管５２２が取り付けられ、供給管５２２は分岐しており、一方がポンプ５２３に接続され、他方が制御弁５２４を介してパターン形成材料を貯留するタンク５２５に接続される。
【００３５】
吐出部５２に隣接する光照射部５３は光ファイバ５３１を介して紫外線を発生する光源ユニット５３２に接続され、各吐出口の（−Ｘ）側にて基板９に向かって光のスポットを照射する。
【００３６】
ステージ３の（−Ｘ）側には、吐出部５２の吐出口の周囲に付着した不要なパターン形成材料や異物等の付着物の除去（以下、「ノズルクリーニング」という。）を行うためのスクレイパ４１が取り付けられ、基台１１にはスクレイパ４１を洗浄するための洗浄機構４２が設けられる。スクレイパ４１の形状および洗浄機構４２の構造については後述する。
【００３７】
モータ２１、モータ５１２、ポンプ５２３、制御弁５２４および光源ユニット５３２は制御部６に接続され、これらの構成が制御部６により制御されることにより、パターン形成装置１による基板９上へのパターン形成が行われる。
【００３８】
図３はパターン形成装置１の動作の流れを示す図である。パターン形成装置１に基板９が搬入されると（ステップＳ１１）、吐出部５２から基板９に向かってパターン形成材料の吐出が行われる（ステップＳ１２）。
【００３９】
吐出部５２からのパターン形成材料の吐出は、図１に示す逆止弁５２１、ポンプ５２３および制御弁５２４により行われ、まず、制御部６の制御により制御弁５２４が開放された状態でポンプ５２３が吸引動作を行う。このとき、逆止弁５２１によりパターン形成材料の逆流が阻止されるため、タンク５２５からポンプ５２３へとパターン形成材料が引き込まれる。次に、制御弁５２４が閉じられ、ポンプ５２３が押出動作を行い、吐出部５２から連続的にパターン形成材料が吐出される。
【００４０】
パターン形成材料の吐出が行われる際には、制御部６がステージ移動機構２のモータ２１を駆動制御し、ステージ３を図１中に２点鎖線にて示す位置から実線にて示す位置へと矢印３１にて示す方向に連続的に移動させる。これにより、吐出部５２が基板９の主面に沿って相対的に（基板９に対して（＋Ｘ）方向に向かって）移動する。その結果、図４に示すように吐出部５２の複数の吐出口５２０から吐出されたパターン形成材料９１が基板９上に順次付着する。
【００４１】
一方、吐出部５２の進行方向（基板９に対する相対的な進行方向）の後方に配置されている光照射部５３が吐出部５２とともに基板９に対して相対的に移動しつつ紫外線を出射する。これにより、吐出直後の基板９上のパターン形成材料９１に順次紫外線が照射される。パターン形成材料には紫外線により硬化（架橋反応）が開始する光開始剤が添加されており、光照射部５３の通過によりパターン形成材料の硬化が順次行われ、吐出後のパターン形成材料の形状が時間とともにくずれてしまうことが防止される。
【００４２】
吐出部５２の吐出口の配列の長さはＹ方向に関して基板９上の一部を覆う長さとなっており、基板９が吐出部５２に対して１回移動すると基板９上の一部のみにパターン形成材料によるパターンが形成される。その後、図１に示すヘッド部５のモータ５１２が吐出部５２および光照射部５３をＹ方向に移動し、パターン形成材料の吐出動作が繰り返される（ステップＳ１３）。やがて、基板９の主面全体にＸ方向に伸びる多数の隔壁パターンが形成されると、パターン形成装置１から基板９が搬出される（ステップＳ１４）。
【００４３】
基板９の搬出と並行して、パターン形成装置１では吐出部５２に対する前回のノズルクリーニングから所定枚数の基板９の処理が行われたか否かが確認され（ステップＳ１５）、所定枚数の基板９の処理が行われた場合には、次の基板９の搬入までにノズルクリーニングが実行される（ステップＳ１６）。
【００４４】
図５はノズルクリーニングとして吐出口の周囲に付着した付着物の除去が行われる際のパターン形成装置１の動作の流れを示す図であり、図６ないし図１０はノズルクリーニング時のパターン形成装置１の様子を示す図である。
【００４５】
ノズルクリーニングでは、まず、ステージ３がヘッド部５よりも（＋Ｘ）側に位置するように移動する。吐出部５２はステージ３に向かって（−Ｘ）側に傾斜しており、ステージ３の移動により図６に示すようにステージ３の（−Ｘ）側に設けられたスクレイパ４１の先端が吐出部５２の先端面の上部に当接する。なお、スクレイパ４１の高さは予め昇降機構４１１により調整されている。また、スクレイパ４１近傍には後述する防汚剤付与機構４３が配置される。
【００４６】
スクレイパ４１は吐出部５２の吐出口の配列に沿って、Ｙ方向に長い弾性体となっており、ステージ３がさらに（＋Ｘ）方向（すなわち、吐出口の配列方向に垂直な方向）に移動すると、図７に示すようにスクレイパ４１の先端が下方に撓みつつ吐出部５２の先端面に沿って移動する。これにより、スクレイパ４１と吐出部５２の先端面との間の当接している領域が先端面を横切るように（すなわち、各吐出口を横切るように）相対的に移動し、各吐出口からはみ出ていたり、吐出口の周囲に付着している不要な付着物が一括してスクレイパ４１により剥ぎ取られる（ステップＳ１６１）。
【００４７】
その後、図８に示すようにスクレイパ４１は昇降機構４１１により下降し、ステージ３が若干（−Ｘ）側へと移動して防汚剤付与機構４３が吐出部５２の真下に位置し、図９に示すように防汚剤付与機構４３の昇降部４３１が容器４３２を上昇させる。容器４３２内には吐出部５２の先端の汚れを抑制するためのフッ素系樹脂等の成分を含む防汚剤９４が貯留されており、容器４３２の上昇により、吐出部５２の先端が防汚剤９４に浸される（ステップＳ１６２）。なお、図９では容器４３２内の様子が分かるように図示している。
【００４８】
吐出部５２の先端に防汚剤９４が付与されると、容器４３２が下降し、別途設けられた送風機構により吐出部５２の乾燥が行われる（ステップＳ１６３）。防汚剤９４の付与により、以後の吐出動作における吐出口近傍の汚れを抑制することができ、ノズルクリーニングを行う頻度を削減することができる。
【００４９】
次に、ステージ３が最も（−Ｘ）側へと移動して図１０（図１参照）に示すようにスクレイパ４１が洗浄機構４２内へと導かれる。洗浄機構４２にはモータにより回転する回転ブラシ４２１が設けられており、スクレイパ４１は適宜洗浄液が付与されつつ回転ブラシ４２１により洗浄される（ステップＳ１６４）。回転ブラシ４２１の回転は制御部６により、または、ステージ３の移動に応じたスイッチングにより制御される。
【００５０】
以上のように、パターン形成装置１では吐出部５２の先端に付着した不要な付着物がスクレイパ４１により除去されるため、基板９上に適切なパターンを形成することができる。また、繰り返し実行される吐出工程の間で（基板９の入替時以外であってもよい。）スクレイパ４１による付着物の除去およびスクレイパ４１の洗浄が自動的に行われるため、基板９（すなわち、パネル）の生産ラインを停止することなく、いわゆる、インラインにてノズルクリーニングを実施することができる。その結果、生産性を低下させることなく品質のよいパターン形成が実現され、歩留まりが向上される。
【００５１】
図１１は洗浄機構４２ａにより吐出部５２の洗浄を直接行う例を示す図である。図１１に示す洗浄機構４２ａは２つのローラ４２２，４２３を有し、ローラ４２２に巻きつきられるようにして保持されるテープ状の拭取シート９５がローラ４２３へと巻き取られる。拭取シート９５はパターン形成材料用の溶剤を染みこませた緻密な繊維にて形成されており（繊維を織り込んだ布であっても不織布であってもよい。）、幅が吐出部５２の先端面のＹ方向の幅よりも大きなものとなっている。
【００５２】
図１１に示すようにステージ３が（＋Ｘ）側へと移動すると吐出部５２の先端がローラ４２２の拭取シート９５に当接し、ローラ４２３による拭取シート９５の巻き取りが行われることにより拭取シート９５が吐出部５２の先端面に対して相対的に移動し、付着物の除去が行われる。このような洗浄が定期的に行われることにより、吐出部５２からのパターン形成材料の吐出が常に適正となるように維持される。
【００５３】
図１２は第２の実施の形態に係るパターン形成装置１のヘッド部５に接続された各種構成を示す図である。パターン形成装置１の他の構成は第１の実施の形態と同様である（以下の実施の形態においても同様。）。第２の実施の形態に係るパターン形成装置１では、吐出部５２に浄化されたエアを供給するポンプ７１１、並びに、タンク７２２に貯留されている溶剤を供給するポンプ７２１がさらに接続される。ポンプ７１１，７２１はパターン形成装置１にてパターンが形成される基板９の種類が変更される際に、すなわち、パターン形成装置１を含む生産ラインにて生産されるパネルの品種が切り替えられる際に用いられる。
【００５４】
図１３は品種切替の流れの概略を示す図である。先行して処理される複数の基板（以下、「第１基板」という。）９へのパターン形成が全て終了すると（ステップＳ２１）、パターン形成装置１では、吐出部５２内のパターン形成材料を他のものへ切り替えるための洗浄等の品種切替作業が行われる（ステップＳ３）。その後、後続して処理される複数の基板（以下、「第２基板」という。）９用のパターン形成材料が吐出部５２に供給され（ステップＳ２２）、第２基板９の搬入、パターン形成および搬出が繰り返される（ステップＳ２３）。
【００５５】
図１４は品種切替におけるパターン形成装置１の動作の流れを示す図である。なお、ステージ３の下方には吐出部５２と対向する容器（図示省略）が配置され、品種切替の作業が行われる際にはステージ３が吐出部５２から待避し、以下に説明するように吐出口からパターン形成材料や溶剤が容器に向けて吐出される。
【００５６】
品種切替では、まず、ポンプ７１１により吐出部５２に圧縮エアが供給され（ステップＳ３１１）、吐出部５２内の大部分のパターン形成材料がエアにより押し出されるようにして吐出口から吐出される。次に、ポンプ７２１が作動し、タンク７２２から有機溶剤が吐出部５２に供給される（ステップＳ３１２）。これにより、吐出部５２内に残留するパターン形成材料が取り除かれる。その後、吐出部５２にエアが供給されることにより（放置されるのみでもよい。）、吐出部５２内の乾燥が行われる（ステップＳ３１３）。
【００５７】
吐出部５２内の洗浄が完了すると、吐出部５２に接続されるパターン形成材料用の供給管が付け替えられ（あるいは、予め吐出部５２に取り付けられている供給管の弁が開かれる。）、後続の第２基板９用のパターン形成材料が吐出部５２に供給されてパターンの形成が行われる（図１３：ステップＳ２２，Ｓ２３）。
【００５８】
以上の処理により、吐出部５２に第２基板９用のパターン形成材料が供給されても、前の処理に用いたパターン形成材料と混ざってしまうことが防止され、適切なパターン形成が可能となる。
【００５９】
図１５は第３の実施の形態に係るパターン形成装置１において、ヘッド部５に接続された各種構成を示す図である。第３の実施の形態に係るパターン形成装置１では、第２の実施の形態に係るパターン形成装置１の吐出部５２にタンク７３２に貯留されている水を供給するポンプ７３１がさらに接続される。そして、品種切替の際にポンプ７１１，７２１，７３１が制御される。
【００６０】
図１６は第３の実施の形態におけるパターン形成装置１の品種切替動作の流れを示す図である。まず、ポンプ７３１により吐出部５２に水が供給され（ステップＳ３２１）、吐出部５２内の大部分のパターン形成材料が水に押し出されるようにして吐出口から吐出される。なお、水に代えてパターン形成材料に含まれるバインダが吐出部５２に供給されてもよく、バインダの粘度が比較的高い場合には、パターン形成材料用のポンプ５２３およびタンク５２５による供給機構と同様の機構がポンプ７３１およびタンク７３２に採用されてもよい。
【００６１】
次に、ポンプ７２１が作動し、タンク７２２から有機溶剤が吐出部５２に供給され（ステップＳ３２２）、吐出部５２内に残留するパターン形成材料が取り除かれる。その後、ポンプ７１１により吐出部５２にエアが供給され（放置されるのみでもよい。）、吐出部５２内の乾燥が行われる（ステップＳ３２３）。
【００６２】
以上のように、第３の実施の形態では水またはバインダを用いて吐出部５２内のパターン形成材料が除去される。これにより、パターン形成材料の粘度が高い場合であってもパターン形成材料の除去を適切に行うことができる。
【００６３】
図１７は図１５に示すパターン形成装置１の品種切替の他の動作の流れを示す図である。図１７に示す動作では、まず、ポンプ７１１によりエアが吐出部５２に供給されて吐出部５２内のパターン形成材料の除去が行われ（ステップＳ３３１）、次に、ポンプ７２１により水またはバインダが吐出部５２に供給されて吐出部５２内のパターン形成材料の除去がさらに行われる（ステップＳ３３２）。その後、ポンプ７３１による溶剤の供給および乾燥が行われることにより吐出部５２内のパターン形成材料が完全に除去される（ステップＳ３３３，Ｓ３３４）。
【００６４】
以上のように第２および第３の実施の形態に係るパターン形成装置１では、品種切替の際の吐出部５２内の洗浄を自動的に行うことができ、多品種の基板９に対するパターン形成を効率よく行うことが実現される。
【００６５】
図１８は第４の実施の形態に係るパターン形成装置１の品種切替を含む動作の流れの概要を示す図である。第４の実施の形態に係るパターン形成装置１のヘッド部５は図１５と同様となっており、タンク７３２にはパターン形成材料のバインダ（すなわち、フィラーを含まない樹脂ペースト）が貯留される。なお、ポンプ７３１とタンク７３２との接続は、ポンプ５２３とタンク５２５と同様の構造とされてもよい。
【００６６】
第４の実施の形態に係るパターン形成装置１では、複数の第１基板９に対するパターン形成が終了すると（ステップＳ２１）、ポンプ７３１により吐出部５２にバインダが供給され（ステップＳ３ａ）、吐出部５２内のパターン形成材料がバインダに置換される。その後、吐出部５２に第２基板９用のパターン形成材料が供給され、パターンの形成が行われる（ステップＳ２２，Ｓ２３）。すなわち、第２および第３の実施の形態に例示した吐出部５２内の洗浄を行うことなくパターン形成材料とバインダとを置換することにより、吐出部５２内のパターン形成材料の除去が行われる。なお、後続の基板９に付与されるパターン形成材料に影響を与えない材料であれば他の材料が用いられてもよく、他の材料としてはフィラーを含有しないものが好ましい。
【００６７】
このような動作は、主として第２基板９用のパターン形成材料に多少のバインダが混入しても問題が生じない場合の品種切替時に行われる。また、パターン形成材料を長時間使用しない場合にも、吐出部５２にバインダが入ったままの状態で放置することにより、吐出部５２内に塵埃が進入することを防止することができる。
【００６８】
図１８に示す動作により、吐出部５２に第２基板９用のパターン形成材料を導入するための作業が簡素化され、基板９（パネル）の生産コストの低減を図ることができる。なお、品種切替時に図１８に示す動作のみが行われる場合は、図１５に示す構成からポンプ７１１，７２１やタンク７２２等が省略されてよい。
【００６９】
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく様々な変形が可能である。
【００７０】
第１の実施の形態ではスクレイパ４１は単独で移動可能とされてもよい。なお、吐出口に対してスクレイパ４１の移動開始側よりも移動終了側の方がパターン形成材料が僅かに残る可能性がある点を考慮すると、万一、移動終了側にて吐出異常が生じたとしても形成されるパターンの下側（基板９側）が移動終了側に対応していることが好ましい。
【００７１】
吐出部５２の先端面の付着物の除去は、第１の実施の形態に示した手法に限定されず、例えば、往復移動するブラシ、溶剤の吹き付け等により行われてもよい。また、洗浄機構４２，４２ａには適宜、除去物を吹き飛ばしたり吸引したりする構成が追加されてよい。
【００７２】
防汚剤の吐出部５２への付与は、薄めたものを噴霧したり、布を用いて塗布する等の他の手法により、例えば、数千オングストローム程度の厚みで付与されてもよい。
【００７３】
第２および第３の実施の形態では、吐出部５２内のパターン形成材料を除去するために、エア、水もしくはバインダ、または、溶剤が適宜用いられ、エアや水の使用はコスト上有利であり、バインダは後で供給されるパターン形成材料に混ざっても影響が少ないという利点を有し、溶剤は吐出部５２内を適切に洗浄できるという特徴を有している。もちろん、これらの流体に代えて他の流体を用いることも可能であり、例えば、エアに代えて窒素ガス等の他の気体が用いられてもよく、水やバインダに代えて他の流体が用いられてもよい。
【００７４】
パターン形成材料の置換やエア等による押し出しに問題が生じないのであるならば、バインダに代えてフィラーおよびバインダを有するペーストが吐出部５２に供給されてもよい。この場合もペーストの経時変化を防ぐために光開始剤を含有しないものが使用されることが好ましい。経時変化しにくく後続の基板９に付与されるパターン形成材料と混ざっても影響が少ないペーストであればどのようなものでも利用することができる。
【００７５】
第２および第３の実施の形態における作業は、品種切替以外に吐出部５２の先端のノズルの交換、吐出部５２のメンテナンス等の際に実施されてもよい。
【００７６】
パターン形成装置１は、有機ＥＬ表示装置や液晶表示装置等の他の種類の平面表示装置（フラットパネルディスプレイ）における隔壁や配線等のパターンの形成に利用されてもよい。さらには、他の種類の配線基板における配線形成に利用されてもよい。形成されるパターンの種類によっては吐出部５２の吐出口の数が１つとされてもよい。吐出部５２の基板９に対する移動も相対的なものであればよく、例えば、基板９または吐出部５２がＸおよびＹ方向に移動可能とされてもよい。
【００７７】
【発明の効果】
請求項１ないし５、並びに、請求項１９および２０の発明では、吐出口の周囲に付着した付着物を除去することにより、基板上にパターンを適切に形成することができる。また、請求項５および２０の発明では、付着物の除去の頻度を削減することができる。
【００７８】
請求項６ないし１６、並びに、請求項２１ないし２４の発明では、吐出部から吐出されるパターン形成材料の種類を適切に切り替えることができる。特に、請求項１３ないし１６、並びに、請求項２３および２４の発明では、基板の生産コストを削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態に係るパターン形成装置の概略構成を示す図である。
【図２】吐出部の先端側からの様子を示す図である。
【図３】パターン形成装置の動作の流れを示す図である。
【図４】吐出口からパターン形成材料が吐出される様子を示す図である。
【図５】ノズルクリーニング時のパターン形成装置の動作の流れを示す図である。
【図６】ノズルクリーニング時のパターン形成装置の様子を示す図である。
【図７】ノズルクリーニング時のパターン形成装置の様子を示す図である。
【図８】ノズルクリーニング時のパターン形成装置の様子を示す図である。
【図９】ノズルクリーニング時のパターン形成装置の様子を示す図である。
【図１０】ノズルクリーニング時のパターン形成装置の様子を示す図である。
【図１１】吐出部の洗浄を直接行う例を示す図である。
【図１２】第２の実施の形態に係るパターン形成装置のヘッド部に接続された各種構成を示す図である。
【図１３】品種切替の流れの概略を示す図である。
【図１４】品種切替におけるパターン形成装置の動作の流れを示す図である。
【図１５】第３の実施の形態に係るパターン形成装置のヘッド部に接続された各種構成を示す図である。
【図１６】品種切替におけるパターン形成装置の動作の流れを示す図である。
【図１７】品種切替におけるパターン形成装置の動作の流れの他の例を示す図である。
【図１８】第４の実施の形態におけるパターン形成装置の品種切替を含む動作の流れの概要を示す図である。
【符号の説明】
１ パターン形成装置
２ ステージ移動機構
９ 基板
４１ スクレイパ
４２ａ 洗浄機構
４３ 防汚剤付与機構
５２ 吐出部
９４ 防汚剤
９５ 拭取シート
４２２ ローラ
５２０ 吐出口
５２３ ポンプ
５２５ タンク
７１１，７２１，７３１ ポンプ
７２２，７３２ タンク
Ｓ３ａ，Ｓ１２，Ｓ１３，Ｓ２１，Ｓ１６１，Ｓ１６４，Ｓ３１１，Ｓ３２１，Ｓ３３１ ステップ
Claims (24)
- 基板上にパターンを形成するパターン形成装置であって、
パターン形成材料を基板に向けて吐出する吐出部と、
前記吐出部を基板の主面に沿って相対的に移動させる移動機構と、
前記吐出部の吐出口の周囲に付着した付着物を除去する除去手段と、
を備えることを特徴とするパターン形成装置。 - 請求項１に記載のパターン形成装置であって、
前記除去手段が、前記吐出口が形成された面に当接する当接部材を有し、
前記当接部材と前記面との間の当接領域が前記面を横切るように前記当接部材が相対移動することを特徴とするパターン形成装置。 - 請求項２に記載のパターン形成装置であって、
前記吐出部に複数の吐出口が所定方向に配列形成されており、前記所定方向に対して垂直な方向に前記当接部材が相対移動することを特徴とするパターン形成装置。 - 請求項２に記載のパターン形成装置であって、
前記除去手段が、拭取部材を保持する保持部を有し、
前記吐出部を前記拭取部材に対して相対移動させることにより、前記吐出口の周囲の付着物が除去されることを特徴とするパターン形成装置。 - 請求項１ないし４のいずれかに記載のパターン形成装置であって、
前記吐出口に防汚剤を付与する防汚剤付与部をさらに備えることを特徴とするパターン形成装置。 - 基板上にパターンを形成するパターン形成装置であって、
パターン形成材料を基板に向けて吐出する吐出部と、
前記吐出部を基板の主面に沿って相対的に移動させる移動機構と、
前記吐出部にパターン形成材料を供給する第１供給部と、
前記吐出部に流体を供給して前記吐出部内のパターン形成材料を吐出口から押し出す第２供給部と、
を備えることを特徴とするパターン形成装置。 - 請求項６に記載のパターン形成装置であって、
前記吐出部に他の流体を供給して前記吐出部から吐出させる第３供給部をさらに備えることを特徴とするパターン形成装置。 - 請求項７に記載のパターン形成装置であって、
前記第３供給部により供給される前記他の流体が溶剤であることを特徴とするパターン形成装置。 - 請求項８に記載のパターン形成装置であって、
前記第２供給部により供給される流体が気体であることを特徴とするパターン形成装置。 - 請求項９に記載のパターン形成装置であって、
前記第２供給部による供給と前記第３供給部による供給との間において前記吐出部に水を供給する第４供給部をさらに備えることを特徴とするパターン形成装置。 - 請求項８に記載のパターン形成装置であって、
前記第２供給部により供給される流体が水であることを特徴とするパターン形成装置。 - 請求項８に記載のパターン形成装置であって、
前記第２供給部により供給される流体がパターン形成材料に含まれるバインダであることを特徴とするパターン形成装置。 - 基板上にパターンを形成するパターン形成装置であって、
パターン形成材料を基板に向けて吐出する吐出部と、
前記吐出部を基板の主面に沿って相対的に移動させる移動機構と、
前記吐出部にパターン形成材料を供給する第１供給部と、
前記吐出部に他の材料を供給して前記吐出部内のパターン形成材料を前記他の材料に置換する第２供給部と、
を備えることを特徴とするパターン形成装置。 - 請求項１３に記載のパターン形成装置であって、
前記第２供給部により供給される他の材料が、光開始剤を含有しないことを特徴とするパターン形成装置。 - 請求項１３または１４に記載のパターン形成装置であって、
前記第２供給部により供給される他の材料が、フィラーを含有しないことを特徴とするパターン形成装置。 - 請求項１３ないし１５に記載のパターン形成装置であって、
前記第２供給部により供給される他の材料が、パターン形成材料のバインダであることを特徴とするパターン形成装置。 - 請求項１ないし１６のいずれかに記載のパターン形成装置であって、
平面表示装置に使用される基板にパターン形成材料が吐出されることを特徴とするパターン形成装置。 - 請求項１７に記載のパターン形成装置であって、
パターン形成材料によりプラズマ表示装置用の隔壁が形成されることを特徴とするパターン形成装置。 - 基板上にパターンを形成するパターン形成方法であって、
吐出部からパターン形成材料を基板に向けて吐出しつつ前記吐出部を基板の主面に沿って相対的に移動させる吐出工程と、
前記吐出工程を繰り返す繰返工程と、
一の吐出工程と次の吐出工程との間において前記吐出部に除去部材を当接させつつ前記除去部材を吐出口が形成された面に沿って相対的に移動させることにより、前記吐出口の周囲に付着した付着物を除去する除去工程と、
を有することを特徴とするパターン形成方法。 - 請求項１９に記載のパターン形成方法であって、
前記除去工程の後に、前記吐出口に防汚剤を付与する工程をさらに有することを特徴とするパターン形成方法。 - 基板上にパターンを形成するパターン形成方法であって、
吐出部からパターン形成材料を基板に向けて吐出しつつ前記吐出部を基板の主面に沿って相対的に移動させる吐出工程と、
前記吐出部に流体を供給して前記吐出部内のパターン形成材料を吐出口から押し出す押出工程と、
を有することを特徴とするパターン形成方法。 - 請求項２１に記載のパターン形成方法であって、
前記押出工程の後に、前記吐出部に溶剤を供給する工程をさらに有することを特徴とするパターン形成方法。 - 基板上にパターンを形成するパターン形成方法であって、
吐出部からパターン形成材料を基板に向けて吐出しつつ前記吐出部を基板の主面に沿って相対的に移動させる吐出工程と、
前記吐出部に他の材料を供給して前記吐出部内のパターン形成材料を前記他の材料に置換する置換工程と、
を有することを特徴とするパターン形成方法。 - 請求項２３に記載のパターン形成方法であって、
前記他の材料がパターン形成材料のバインダであることを特徴とするパターン形成方法。
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|---|---|---|---|
| JP2002170923A JP2004022168A (ja) | 2002-06-12 | 2002-06-12 | パターン形成装置およびパターン形成方法 |
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|---|---|---|---|---|
| JP2006216253A (ja) * | 2005-02-01 | 2006-08-17 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | 除去装置 |
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2002
- 2002-06-12 JP JP2002170923A patent/JP2004022168A/ja not_active Abandoned
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