JP2005349357A - パターン形成装置およびパターン形成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】基板上に格子状のパターンを適切に形成する。
【解決手段】パターン形成装置は、Ｙ方向を向く直線状の複数の第１パターン要素９１が予め形成されている基板９をＸ方向に移動するステージ移動機構、吐出口５４１からパターン形成材料を基板９に向けて吐出する吐出部、および、基板９に向けて紫外線を出射する光出射部５３を備える。パターン形成装置では、基板９を移動しつつパターン形成材料を吐出することにより形成された第２パターン要素９２の非交差部９２２に対して、基板９の下面側から複数の第１パターン要素９１の間隙を介して紫外線が照射されて第２パターン要素９２が硬化される。その結果、交差部９２１を緩やかに硬化させて第１パターン要素９１となじませ、非交差部９２２を速やかに硬化させて第２パターン要素９２の形状が崩れることを防止し、基板９上に格子状のパターンを適切に形成することができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、基板上にパターンを形成する技術に関する。

従来より、プラズマ表示装置や有機ＥＬ表示装置等に用いられるパネルに隔壁のパターンを形成する方法として、サンドブラスト法（フォトリソグラフィ法とも呼ばれる。）、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、特許文献１に開示されているように、微細な吐出口を有するノズルから光硬化性樹脂を含む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した後に、紫外線の照射によりパターン形成材料を硬化させる手法が提案されている。特許文献１の手法によれば、パターンの形成工程を簡素化し、また、パターン形成材料の利用率を向上させることにより、パターンの生産コストを低減することができる。
特開２００２−１８４３０３号公報

ところで、プラズマ表示装置の隔壁の場合、パネル上のパターンの形状は通常、ストライプ状または格子状とされる。特許文献１に開示される手法によれば、ストライプ状のパターンは容易に形成することができるが、格子状のパターンの形成については、パターン要素の交差部において、先に形成されているパターン要素に対して後から吐出されたパターン形成材料の濡れおよびなじみ（付着）が不十分となる恐れがあり、交差するパターン要素同士が強固に結合した適切な格子状のパターンの形成が困難となる。

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、パターン形成材料を複数の吐出口から吐出しつつ基板上に格子状のパターンを適切に形成することを目的としている。

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、主面上に直線状の複数の第１パターン要素が配列形成された光透過性の基板を保持する基板保持部と、前記複数の第１パターン要素に平行な方向に配列された複数の吐出口から、光硬化性樹脂を含むパターン形成材料を前記基板の前記主面に向けて吐出する吐出部と、前記吐出部からのパターン形成材料の吐出と並行して、前記主面に沿って前記複数の第１パターン要素と交差する方向に前記吐出部を前記基板に対して相対的に移動することにより、直線状の複数の第２パターン要素を配列形成する移動機構と、前記基板の前記主面とは反対側に設けられ、前記吐出部を移動しつつ前記基板上に吐出されたパターン形成材料に前記複数の第１パターン要素の間隙を介して光を照射する光照射部とを備える。

請求項２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、主面上に直線状の複数の第１パターン要素が配列形成された基板を保持する基板保持部と、前記複数の第１パターン要素に平行な方向に配列された複数の吐出口から、光硬化性樹脂を含むパターン形成材料を前記基板の前記主面に向けて吐出する吐出部と、前記吐出部からのパターン形成材料の吐出と並行して、前記主面に沿って前記複数の第１パターン要素と交差する方向に前記吐出部を前記基板に対して相対的に移動することにより、直線状の複数の第２パターン要素を配列形成する移動機構と、前記吐出部を移動しつつ前記基板上に吐出されたパターン形成材料のうち前記複数の第１パターン要素の間隙に位置する部位のみに前記基板の前記主面側から光を選択的に照射する光照射部とを備える。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載のパターン形成装置であって、前記複数の吐出口と前記基板の前記主面との間の距離が、前記複数の第１パターン要素の前記主面からの高さの２倍未満とされる。

請求項４に記載の発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載のパターン形成装置であって、前記複数の第１パターン要素および前記複数の第２パターン要素が平面表示装置用の隔壁である。

請求項５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、直線状の複数の第１パターン要素が配列形成された基板の主面に向けて、前記複数の第１パターン要素に平行な方向に配列された複数の吐出口から光硬化性樹脂を含むパターン形成材料を吐出する吐出工程と、前記吐出工程と並行して、前記主面に沿って前記複数の第１パターン要素と交差する方向に前記複数の吐出口を前記基板に対して相対的に移動することにより、直線状の複数の第２パターン要素を配列形成する移動工程と、前記吐出工程と並行して、前記基板上に吐出されたパターン形成材料のうち前記複数の第１パターン要素の間隙に位置する部位のみに光を選択的に照射する光照射工程とを備える。

請求項６に記載の発明は、請求項５に記載のパターン形成方法であって、前記複数の第１パターン要素および前記複数の第２パターン要素が平面表示装置用の隔壁である。

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方法であって、前記複数の第２パターン要素のうち前記主面から最も高い部位の高さが前記複数の第１パターン要素の高さよりも高い、または、前記複数の第２パターン要素のうち前記主面から最も低い部位の高さが前記複数の第１パターン要素の高さよりも低い。

請求項８に記載の発明は、請求項６または７に記載のパターン形成方法であって、前記複数の第２パターン要素の形成後に、前記複数の第１パターン要素と前記複数の第２パターン要素との交差部において前記複数の第２パターン要素の頂部が研磨により平坦化される。

本発明では、パターン形成材料を複数の吐出口から吐出しつつ基板上に格子状のパターンを適切に形成することができる。また、請求項３の発明では、第２パターン要素の第１パターン要素との交差部の基板からの高さを低く抑えることができる。

請求項７の発明では、隔壁が形成された基板にもう１つの基板を取り付ける場合に、もう１つの基板と第１パターン要素または第２パターン要素との間に隙間を形成することができる。また、請求項８の発明では、隔壁が形成された基板に対するもう１つの基板の取り付けを適切に行うことができる。

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上に複数の隔壁に相当するパターンを形成する装置であり、パターンが形成された基板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。

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が基板９の主面に沿って図１中に示すＸ方向に移動可能とされる。ステージ３は、基板９の周縁部を（−Ｚ）側から保持する。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。

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。

ヘッド部５は、光硬化性樹脂（本実施の形態では紫外線硬化性樹脂）を含むペースト状のパターン形成材料を基板９の（＋Ｚ）側の主面（以下、「上面」という。）９０に向けてノズル５４から吐出する吐出部５２、および、基板９の上面９０とは反対側（すなわち、下面側）に設けられて基板９に向けて紫外線を出射する光出射部５３を備える。吐出部５２は、ベース５１を介してフレーム１２に取り付けられ、光出射部５３は、ステージ移動機構２によるステージ３の移動と干渉しない位置にてフレーム１２に取り付けられる。

吐出部５２には、パターン形成材料を供給する供給管５２１が取り付けられ、供給管５２１は材料供給部５５に接続される。なお、パターン形成材料は光硬化性樹脂以外に、低軟化点ガラスフリット、その他、溶剤や添加剤等を含んでいる。光出射部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に接続される。

図２は、吐出部５２のノズル５４近傍を拡大して示す平面図であり、図３は、ノズル５４近傍を（−Ｙ）側から（＋Ｙ）方向を向いて見た拡大図である。基板９の厚さは約３ｍｍであるが、図３では図示の都合上、基板９の厚さを他の構成と比べて薄く描いている（以下、ノズル５４近傍の拡大図、および、基板９の拡大図において同様。）。

図２および図３に示すように、ステージ３（図１参照）上に保持された基板９の上面９０上には、Ｙ方向に伸びる直線状の複数の第１パターン要素９１が、Ｘ方向に予め配列形成されている。複数の第１パターン要素９１は、基板９の上面９０を基準としてほぼ同じ高さになるように形成されており、Ｘ方向におけるピッチは約０．２８ｍｍとされる。また、第１パターン要素９１は、低軟化点ガラスフリットを含有しているため、入射する紫外線を散乱させてほとんど透過しない。基板９は、光（紫外線）透過性の材料により形成されており、複数の第１パターン要素９１の間隙における紫外線透過率は約６０％とされる。なお、複数の第１パターン要素９１の間隙には、紫外線を透過しない非常に細いアドレス電極等も設けられており、基板９の紫外線透過率とは、アドレス電極等も含めた平均的な紫外線透過率を意味する。

ノズル５４の先端部には、Ｙ方向（すなわち、複数の第１パターン要素９１に平行な方向）に配列された複数の吐出口５４１が形成されている。複数の吐出口５４１と基板９の上面９０との間の距離は、複数の第１パターン要素９１の上面９０からの高さの１倍より大きく、かつ、２倍未満とされる。また、光出射部５３は、光出射部５３から出射される紫外線がノズル５４の吐出口５４１に照射されないように、ノズル５４の直下からわずかに（−Ｘ）側にずれて配置されている。

図１に示すようにパターン形成装置１では、ステージ移動機構２、材料供給部５５および光源ユニット５３２が制御部６に接続されており、これらの構成が制御部６に制御されることにより、図２に示す複数の第１パターン要素９１が予め形成された基板９上に、第１パターン要素９１と交差する直線状の複数の第２パターン要素９２が配列形成される。

図４は、パターン形成装置１による第２パターン要素９２の形成動作の流れを示す図である。パターン形成装置１では、まず、図１に示す制御部６によりステージ移動機構２が制御され、基板９がステージ３と共に図１中に二点鎖線にて示す位置から（−Ｘ）方向へと移動を開始する（ステップＳ１１）。吐出部５２の複数の吐出口５４１（図２参照）が基板９上のパターン形成の始点上に達すると、吐出口５４１から基板９の上面９０に向けてパターン形成材料の吐出が開始される（ステップＳ１２）。そして、光源ユニット５３２に設けられたシャッタ（図示省略）が開放され、基板９上に吐出された直後のパターン形成材料（すなわち、第２パターン要素９２）への光出射部５３による紫外線の照射が開始される（ステップＳ１３）。

このように、パターン形成装置１では、吐出部５２からのパターン形成材料の吐出と並行して、吐出部５２を基板９の上面９０に沿って第１パターン要素９１と交差する（＋Ｘ）方向に基板９に対して相対的に移動することにより、第１パターン要素９１に交差する複数の第２パターン要素９２が、基板９の（−Ｘ）側から（＋Ｘ）方向に向かって順次形成される。また、形成された直後の第２パターン要素９２は、基板９の下面側に設けられた光出射部５３から、紫外線透過率約６０％の基板９を介して紫外線の照射を受けて硬化する。なお、基板９において、紫外線透過率の低いアドレス電極等が第２パターン要素９２に平行になるように設けられている場合は、アドレス電極等は紫外線の照射にほとんど影響を与えない。

図３に示すように、本実施の形態では、第２パターン要素９２のうち複数の第１パターン要素９１と交差する部位（以下、「交差部」といい、第１パターン要素９１に重ねて形成されるため、第２パターン要素９２のうち基板９の上面９０から最も高い部位となる。）９２１、および、複数の第１パターン要素９１の間隙に位置する部位（すなわち、図２および図３に示す第２パターン要素９２の交差部９２１以外の部位であり、以下、「非交差部」という。）９２２の高さは複数の第１パターン要素９１の高さよりも高くされる。

既述のように、基板９上に予め形成されている複数の第１パターン要素９１は紫外線をほとんど透過しないため、光出射部５３からの紫外線は、複数の第１パターン要素９１の間隙を介して第２パターン要素９２へと照射される。換言すれば、パターン形成装置１では、複数の第１パターン要素９１を遮光部として第２パターン要素９２に紫外線が照射され、形成された第２パターン要素９２の非交差部９２２のみに光出射部５３からの紫外線が選択的に照射され、第２パターン要素９２の硬化が行われる。なお、第１パターン要素９１は、第２パターン要素９２の形成前に予め焼成処理が施されたものでもよく、この場合であっても、焼成処理後の第１パターン要素９１は通常紫外線を透過しない白色である。

図５は、第２パターン要素９２の第１パターン要素９１との交差部９２１近傍を拡大して示す平面図である。第２パターン要素９２では、光出射部５３からの紫外線の照射により非交差部９２２が速やかに硬化されるため、非交差部９２２が崩れて（ダレて）広がってしまうことが防止される。また、交差部９２１近傍の部位は、第１パターン要素９１を挟んで光出射部５３とは反対側に位置しており、紫外線が直接照射されない。このため、交差部９２１近傍の部位の硬化は、第２パターン要素９２の非交差部９２２および第１パターン要素９１を回り込んだ間接的な紫外線の照射、あるいは、紫外線と共に照射された熱線等により熱せられた非交差部９２２からの伝達熱等により緩やかに進行する。その結果、交差部９２１近傍の部位は、図５に示すように、硬化が完了するまでの間の経時変化により第１パターン要素９１に十分に濡れおよびなじみ（すなわち、付着し）、第１パターン要素９１と第２パターン要素９２とが強固に結合する。

吐出部５２の吐出口５４１が基板９上のパターン形成の終点上に達すると、パターン形成材料の吐出が停止される（ステップＳ１４）。終点近傍のパターン形成材料を硬化させるために基板９はさらに移動を続行し、その後、ステージ３の移動が停止され（ステップＳ１５）、紫外線の出射が停止されてパターン形成装置１による第２パターン要素９２の形成が終了する（ステップＳ１６）。

第２パターン要素９２の形成が終了すると、図６に示すように、第２パターン要素９２の交差部９２１の頂部が他の工程において研磨されて平坦化される。複数の第２パターン要素９２は複数の第１パターン要素９１と共に焼成され、パターン形成材料中の樹脂成分が除去されるとともに低軟化点ガラスフリットが融着し、第１パターン要素９１と共にプラズマ表示装置用の隔壁となる。

第１パターン要素９１および第２パターン要素９２の焼成が完了すると、格子状の隔壁により形成された基板９（すなわち、プラズマ表示装置のリアパネル）上の複数の区画に蛍光層が形成され、その後、プラズマ表示装置のフロントパネルである１つのガラス基板が隔壁を挟んで基板９に取り付けられる。フロントパネルの取り付けに際しては、まず、基板９の隔壁のフロントパネルに接触する部位（すなわち、第１パターン要素９１および第２パターン要素９２のうち、基板９の上面９０からもっとも高い部位であり、図６に示す第２パターン要素９２の平坦化された頂部）、および、フロントパネルの対応する部位に接着剤となる低軟化点ガラスの層が形成される。そして、両パネルの位置合わせが行われて仮止めされた後に両パネルに焼成処理が施されて固着する。

基板９とフロントパネルとの間の空間は、格子状の隔壁により複数の放電領域に仕切られる。Ｘ方向において隣接する放電領域では、第１パターン要素９１である隔壁とフロントパネルとの間の隙間により互いに連結しており、この隙間を介して各領域からエアが排気されてキセノン（Ｘｅ）等のガスが封入される。プラズマ表示装置では、各放電領域に個別に電圧が印加されることにより個別にプラズマ放電が行われて紫外線が発生し、各放電領域内に形成された蛍光層に紫外線が入射することにより可視光が発生する。プラズマ表示装置では、複数の放電領域のそれぞれが１つの画素に相当する。なお、第１パターン要素９１とフロントパネルとの間の隙間の大きさは、１つの放電領域において発生したプラズマが隣接する放電領域へと移動することがないように、所定の大きさ以下とされる。

以上に説明したように、パターン形成装置１では、吐出部５２から吐出されたパターン形成材料に対して、複数の第１パターン要素９１の間隙を介して紫外線を照射することにより、第２パターン要素９２の交差部９２１を緩やかに硬化させて第１パターン要素９１と十分になじませることができる。さらに、第２パターン要素９２の非交差部９２２を速やかに硬化することにより、第２パターン要素９２の形状が崩れることを防止することができる。その結果、基板９上に格子状のパターンを適切に形成することができる。パターン形成装置１は、特に、プラズマ表示装置等の平面表示装置用の隔壁の形成に適している。

パターン形成装置１では、ノズル５４の吐出口５４１と基板９の上面９０との間の距離が、第１パターン要素９１の高さの１倍より大きく、かつ、２倍未満とされることにより、第１パターン要素９１とノズル５４との干渉を避けて適切に第２パターン要素９２を形成しつつ、第２パターン要素９２の交差部９２１の基板９からの高さを低く抑えることができる。その結果、後工程において行われる交差部９２１の研磨処理を簡素化することができる。

パターン形成装置１では、パターン形成材料の粘度や基板９の表面張力、吐出部５２の吐出圧、吐出口５４１の形状、ステージ３の移動速度、光出射部５３からの紫外線の光量や照射タイミング等を変更することにより、第２パターン要素９２の高さを様々に変更することができる。パターン形成装置１では、第２パターンを適切に形成しつつ交差部９２１の高さを低くするという観点からは、吐出口５４１と上面９０との間の距離は、第１パターン要素９１の高さの１．１倍〜１．５倍とされることが好ましく、より好ましくは１．２倍〜１．３倍とされる。

パターン形成装置１により第２パターン要素９２が形成された基板９では、第２パターン要素９２の頂部が平坦化されることにより、隔壁が形成された基板９に対するフロントパネルの取り付けを容易かつ適切に行うことができる。また、基板９にフロントパネルを取り付ける際に、第２パターン要素９２のうち基板９の上面９０から最も高い部位の高さが第１パターン要素９１の高さよりも高くされるため、フロントパネルと第１パターン要素９１との間に隙間を形成することができる。その結果、各放電領域内のエアの排気およびガスの封入を効率良く行うことができる。

パターン形成装置１では、光出射部５３からの紫外線が吐出口５４１に照射されない位置に光出射部５３が配置されているため、吐出直後のパターン形成材料が吐出口５４１の周辺に固着することが防止される。その結果、第２パターン要素９２の形成を安定して行うことができる。

図７は、本発明の第２の実施の形態に係るパターン形成装置のノズル５４近傍を示す拡大図である。第２の実施の形態に係るパターン形成装置では、図１および図３に示すパターン形成装置１の光出射部５３に代えて、基板９に向けて紫外線を出射する光出射部５３ａ、および、光出射部５３ａと基板９との間に配置されるマスク５３３が、基板９の上面９０側に設けられる。マスク５３３は、光出射部５３ａからの紫外線が通過する開口５３４を備える。その他の構成は図１および図３と同様であり、以下の説明において同符号を付す。光出射部５３ａおよびマスク５３３はそれぞれ、基板９上の第１パターン要素９１の頂部から約１０ｍｍ上方および約１ｍｍ〜２ｍｍ上方に配置されるが、図７では、図示の都合上、基板９と光出射部５３ａおよびマスク５３３との間の距離を実際より小さく描いている。また、開口５３４のＮＡ（開口数）は約０．２とされる。

第２の実施の形態に係るパターン形成装置による第２パターン要素９２の形成動作は、パターン形成材料に対する紫外線の照射が連続的ではなくパルス状に行われる点を除き、図４に示すパターン形成装置１の動作とほぼ同様である。なお、第２の実施の形態に係るパターン形成装置では、紫外線を透過しない基板に対しても第２パターン要素９２を形成することができる。

図８は、第２の実施の形態に係るパターン形成装置の動作の流れを示す図である。第２の実施の形態に係るパターン形成装置では、まず、基板９が図１中に二点鎖線にて示す位置から（−Ｘ）方向へと移動を開始する（ステップＳ２１）。吐出部５２の複数の吐出口５４１（図７参照）が基板９上のパターン形成の始点上に達すると、吐出口５４１から基板９の上面９０に向けてパターン形成材料の吐出が開始される（ステップＳ２２）。

第２の実施の形態に係るパターン形成装置では、基板９上に吐出されたパターン形成材料（すなわち、第２パターン要素９２）が基板９と共に（−Ｘ）方向へと移動し、第２パターン要素９２のうち複数の第１パターン要素９１の間隙に位置する各非交差部９２２がマスク５３３の開口５３４を挟んで光出射部５３ａと対向する位置に位置したときに、光出射部５３ａから紫外線が瞬間的に出射される。光出射部５３ａからの紫外線は、開口５３４を介して第２パターン要素９２の非交差部９２２のみに基板９の上面９０側から選択的に照射される（ステップＳ２３）。

このように、第２の実施の形態に係るパターン形成装置では、第１パターン要素と交差する複数の第２パターン要素９２が順次形成されつつ、光出射部５３ａからの紫外線の照射を受けて硬化する。このとき、図３と同様の第２パターン要素９２が形成されてもよいが、図７に示す例では、第２パターン要素９２のうち基板９の上面９０から最も低い部位（すなわち、各非交差部９２２におけるＸ方向の中心位置近傍）が、複数の第１パターン要素の高さよりも低くされる。また、ノズル５４の吐出口５４１が、図３に示す状態よりもさらに第１パターン要素９１の頂部に近接した状態で第２パターン要素９２が形成されるため、第１パターン要素９１とノズル５４との干渉を避けつつ、交差部９２１の基板９からの高さをより低く抑えることができる。

第２の実施の形態に係るパターン形成装置では、光出射部５３ａからの紫外線の照射により非交差部９２２が速やかに硬化されるため、非交差部９２２が崩れて（ダレて）広がってしまうことが防止される。また、交差部９２１近傍の部位には光出射部５３ａからの紫外線は直接照射されないため（あるいは、僅かな光量の紫外線のみが照射されるため）、交差部９２１近傍の部位の硬化が緩やかに進行して第２パターン要素９２が第１パターン要素９１に十分に濡れおよびなじんで強固に結合する。

吐出部５２の吐出口５４１が基板９上のパターン形成の終点上に達すると、パターン形成材料の吐出が停止される（ステップＳ２４）。終点近傍のパターン形成材料を硬化させるために基板９はさらに移動を続行し、その後、ステージ３の移動が停止されてパターン形成装置１による第２パターン要素９２の形成が終了する（ステップＳ２５）。

第２パターン要素９２の形成が終了すると、図９に示すように、複数の第２パターン要素９２の交差部９２１が他の工程において研磨されて平坦化され、複数の第２パターン要素９２は複数の第１パターン要素９１と共に焼成されてプラズマ表示装置用の隔壁となる。続いて、格子状の隔壁により形成された基板９上の複数の放電領域（となる区画）に蛍光層が形成された後、図９に示す複数の第１パターン要素９１の頂部にフロントパネルが固着される。Ｙ方向において隣接する放電領域では、第２パターン要素９２である隔壁とフロントパネルとの間の隙間により互いに連結しており、この隙間を介して各領域からエアが排気されてキセノン（Ｘｅ）等のガスが封入される。なお、第２パターン要素９２とフロントパネルとの間の隙間の大きさは、１つの放電領域において発生したプラズマが隣接する放電領域へと移動することがないように、所定の大きさ以下とされる。

以上に説明したように、第２の実施の形態に係るパターン形成装置では、第２パターン要素９２の非交差部９２２のみに選択的に紫外線を照射することにより、第２パターン要素９２の交差部９２１を緩やかに硬化させて第１パターン要素９１と十分になじませることができ、さらに、非交差部９２２を速やかに硬化して第２パターン要素９２の形状が崩れることを防止することができる。その結果、基板９上に格子状のパターンを適切に形成することができる。このように、第２の実施の形態に係るパターン形成装置も、プラズマ表示装置等の平面表示装置用の隔壁の形成に特に適している。

パターン形成装置１により第２パターン要素９２が形成された基板９では、第２パターン要素９２の交差部９２１が研磨されて除去されることにより、基板９上の平坦化された第１パターン要素９１の頂部に容易かつ適切にフロントパネルを取り付けることができる。また、基板９にフロントパネルを取り付ける際に、第２パターン要素９２のうち基板９の上面９０から最も低い部位の高さが第１パターン要素９１の高さよりも低くされるため、フロントパネルと第２パターン要素９２との間に隙間を形成することができる。その結果、各放電領域内のエアの排気およびガスの封入を効率良く行うことができる。

第２の実施の形態に係るパターン形成装置では、光出射部５３ａからの紫外線が吐出口５４１に照射されない位置に光出射部５３ａが配置されているため、吐出直後のパターン形成材料が吐出口５４１の周辺に固着することが防止される。その結果、第２パターン要素９２の形成を安定して行うことができる。

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、様々な変更が可能である。

例えば、第２の実施の形態に係るパターン形成装置では、第２パターン要素９２の非交差部９２２に対する紫外線の照射時間を増大するために、マスク５３３を基板９と同期させて（−Ｘ）方向に移動しつつ一定時間だけ非交差部９２２に紫外線を照射し、その後、光出射部５３ａからの紫外線の出射を一時停止してその間にマスク５３３を元の位置まで戻すことが繰り返されてもよい。

第２の実施の形態に係るパターン形成装置では、光出射部５３ａの先端に光を集束させる光学素子が設けられる等、第２パターン要素９２の非交差部９２２のみに選択的に紫外線を照射することができる場合には、マスク５３３は省略されてよい。

上述の実施の形態に係るパターン形成装置では、吐出部５２がＸ方向に移動することにより、吐出部５２の基板９に対する相対移動が行われてもよい。また、吐出部５２の基板９に対する相対移動の方向は、複数の第１パターン要素９１と交差する方向であればよく、必ずしも第１パターン要素９１に垂直な方向には限られない。なお、パターン形成装置１では、１つの基板９上に形成すべき第２パターン要素９２の個数が吐出部５２の吐出口５４１の個数より多い場合には、吐出部５２および光出射部５３を基板９に対してＹ方向に相対的に移動する機構が設けられて第２パターン要素９２の形成が繰り返される。

放電領域のエアの排気等の効率向上の観点からは、フロントパネルを基板９に取り付けた際に、第１パターン要素９１または第２パターン要素９２のいずれか少なくとも一方とフロントパネルとの間に隙間が存在することが好ましい。すなわち、第１パターン要素９１および第２パターン要素９２の基板９からの高さについては、研磨による交差部９２１の頂部の除去により、第１パターン要素９１と第２パターン要素９２とが同じ高さとされなければよい。したがって、第１の実施の形態に係るパターン形成装置１のように、非交差部９２２が第１パターン要素９１より低い第２パターン要素９２が形成されてもよく、また、第２の実施の形態に係るパターン形成装置のように、非交差部９２２が第１パターン要素９１より高い第２パターン要素９２が形成されてもよい。

なお、パターン形成材料の粘度等によっては、非交差部９２２の下端部のＸ方向における両端部において、第２パターン要素９２が基板９に接する前に硬化され、第２パターン要素９２と基板９の上面９０との間に僅かに隙間が残る場合がある。この場合であっても、第２パターン要素９２により、各放電領域において発生したプラズマが隣接する放電領域へと移動することを遮ることができ、また、放電領域のエアの排気等の効率を向上させることができる。

フロントパネルの適切な取り付けという観点からは、第２パターン要素９２の交差部９２１の頂部が研磨されて平坦化されることが好ましいが、交差部９２１が、非交差部９２２または第１パターン要素９１と比べてあまり大きく突出していない場合には、交差部９２１の研磨工程は省略されてもよい。

基板９上の複数の第１パターン要素９１は、上述の実施の形態に係るパターン形成装置により、第２パターン要素９２の形成に先立って予め形成されてもよい。

パターン形成装置は、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、配線、電極、蛍光体等のパターンの形成に利用されてもよい。また、基板９もガラス基板には限定されず、樹脂基板や半導体基板等であってもよい。

また、パターン形成材料はガラスフリットを含むものに限定されず、電極が形成される場合には、例えば、銀等の金属粒子および紫外線硬化性樹脂を含むものが利用される。また、パターン形成材料に含まれる硬化性樹脂は必ずしも紫外線により硬化する樹脂である必要はなく、光により硬化する樹脂であれば容易に利用することができる。

第１の実施の形態に係るパターン形成装置の構成を示す図である。 ノズル近傍を拡大して示す平面図である。 ノズル近傍の拡大図である。 パターン形成装置の動作の流れを示す図である。 交差部近傍を拡大して示す平面図である。 基板の一部を示す拡大図である。 第２の実施の形態に係るパターン形成装置のノズル近傍の拡大図である。 パターン形成装置の動作の流れを示す図である。 基板の一部を示す拡大図である。

符号の説明

１ パターン形成装置
２ ステージ移動機構
３ ステージ
９ 基板
５２ 吐出部
５３，５３ａ 光出射部
９０ 上面
９１ 第１パターン要素
９２ 第２パターン要素
５４１ 吐出口
９２１ 交差部
９２２ 非交差部
Ｓ１１〜Ｓ１６，Ｓ２１〜Ｓ２５ ステップ

Claims (8)

1. 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、
   主面上に直線状の複数の第１パターン要素が配列形成された光透過性の基板を保持する基板保持部と、
   前記複数の第１パターン要素に平行な方向に配列された複数の吐出口から、光硬化性樹脂を含むパターン形成材料を前記基板の前記主面に向けて吐出する吐出部と、
   前記吐出部からのパターン形成材料の吐出と並行して、前記主面に沿って前記複数の第１パターン要素と交差する方向に前記吐出部を前記基板に対して相対的に移動することにより、直線状の複数の第２パターン要素を配列形成する移動機構と、
   前記基板の前記主面とは反対側に設けられ、前記吐出部を移動しつつ前記基板上に吐出されたパターン形成材料に前記複数の第１パターン要素の間隙を介して光を照射する光照射部と、
   を備えることを特徴とするパターン形成装置。
2. 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、
   主面上に直線状の複数の第１パターン要素が配列形成された基板を保持する基板保持部と、
   前記複数の第１パターン要素に平行な方向に配列された複数の吐出口から、光硬化性樹脂を含むパターン形成材料を前記基板の前記主面に向けて吐出する吐出部と、
   前記吐出部からのパターン形成材料の吐出と並行して、前記主面に沿って前記複数の第１パターン要素と交差する方向に前記吐出部を前記基板に対して相対的に移動することにより、直線状の複数の第２パターン要素を配列形成する移動機構と、
   前記吐出部を移動しつつ前記基板上に吐出されたパターン形成材料のうち前記複数の第１パターン要素の間隙に位置する部位のみに前記基板の前記主面側から光を選択的に照射する光照射部と、
   を備えることを特徴とするパターン形成装置。
3. 請求項１または２に記載のパターン形成装置であって、
   前記複数の吐出口と前記基板の前記主面との間の距離が、前記複数の第１パターン要素の前記主面からの高さの２倍未満とされることを特徴とするパターン形成装置。
4. 請求項１ないし３のいずれかに記載のパターン形成装置であって、
   前記複数の第１パターン要素および前記複数の第２パターン要素が平面表示装置用の隔壁であることを特徴とするパターン形成装置。
5. 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、
   直線状の複数の第１パターン要素が配列形成された基板の主面に向けて、前記複数の第１パターン要素に平行な方向に配列された複数の吐出口から光硬化性樹脂を含むパターン形成材料を吐出する吐出工程と、
   前記吐出工程と並行して、前記主面に沿って前記複数の第１パターン要素と交差する方向に前記複数の吐出口を前記基板に対して相対的に移動することにより、直線状の複数の第２パターン要素を配列形成する移動工程と、
   前記吐出工程と並行して、前記基板上に吐出されたパターン形成材料のうち前記複数の第１パターン要素の間隙に位置する部位のみに光を選択的に照射する光照射工程と、
   を備えることを特徴とするパターン形成方法。
6. 請求項５に記載のパターン形成方法であって、
   前記複数の第１パターン要素および前記複数の第２パターン要素が平面表示装置用の隔壁であることを特徴とするパターン形成方法。
7. 請求項６に記載のパターン形成方法であって、
   前記複数の第２パターン要素のうち前記主面から最も高い部位の高さが前記複数の第１パターン要素の高さよりも高い、または、前記複数の第２パターン要素のうち前記主面から最も低い部位の高さが前記複数の第１パターン要素の高さよりも低いことを特徴とするパターン形成方法。
8. 請求項６または７に記載のパターン形成方法であって、
   前記複数の第２パターン要素の形成後に、前記複数の第１パターン要素と前記複数の第２パターン要素との交差部において前記複数の第２パターン要素の頂部が研磨により平坦化されることを特徴とするパターン形成方法。

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