JP2007260640A - ノズル製造方法およびノズル - Google Patents

Abstract

【課題】複数の吐出口を有するノズルを容易に製造する。
【解決手段】複数の吐出口を有する元ノズルをベース部材５１に対して相対的に移動し、元ノズルのベース部材５１に対する相対移動に並行して、元ノズルからベース部材５１上にペーストを吐出しつつ、ベース部材５１上の吐出直後のペーストを紫外線を照射して硬化させることにより、ベース部材５１上に複数の隔壁５３が配列形成される。そして、複数の隔壁５３の頂部５３１に当接しつつ複数の隔壁５３を覆う蓋部材５４がベース部材５１に対して固定されることにより、複数の吐出口５２を有するノズル５を容易に製造することができる。
【選択図】図８

Description

本発明は、複数の吐出口を有するノズル、および、当該ノズルを製造するノズル製造方法に関する。

プラズマ表示装置等の平面表示装置に用いられるパネルにリブを形成する手法として、近年、微細な複数の吐出口を有するノズルからペースト状のパターン形成材料を吐出してガラスの基板上にリブのパターンを形成する手法が提案されている。このような手法において使用されるノズルは、通常、薄いディスク状の砥石やワイヤーソウを用いた機械加工（切削加工）にて被加工部材に多数の微細な溝を形成し、被加工部材の溝が形成された面に蓋部材を貼り合わせることにより製造される。

また、特許文献１では、ガラスフリットを含むペーストが一の主面上に塗布された複数の樹脂シートを積層し、積層方向に沿う側面に支持部材を固定した後、この側面に平行な面にて切断して第１分割部材を取得し、続いて、第１分割部材の切断面に他の支持部材を固定した後、第１分割部材を切断面に垂直な側面に沿って切断することにより第２分割部材を取得し、さらに、第２分割部材を焼成して樹脂シートを除去しつつガラスフリットを融着させることにより、ノズルを製造する手法が開示されている。

なお、特許文献２では、吐出口を有する基板の表面に可塑性を有する隔壁形成用の材料を層状に付与し、成形型を押し付けて当該材料を塑性変形させることにより隔壁を形成し、変形後の材料を基板と共に加熱して焼成することにより、インクジェットプリンタ用のヘッドのインク室を形成する手法が開示されている。また、特許文献３では、基材となる圧電アクチュエータ上のインク室に対応する各位置にマスク部を形成し、基材上においてマスク部間に液状の樹脂材料を充填するとともに半硬化させ、マスク部を除去した後、吐出口を有する部材を重ね合わせ、さらに樹脂材料を焼成することにより、インクジェットプリンタ用のヘッドのインク室を形成する手法が開示されている。
特開２００４−１２１９７８号公報 特開平１１−１９２７００号公報 特開２００１−２２５４７７号公報

ところで、近年、平面表示装置の高解像度化に伴ってパネル上に微細なリブを微小なピッチにて配列形成することが求められつつある。この場合に、機械加工でノズルを製造しようとしても、互いに隣接する吐出口を仕切る微細な幅の隔壁を微小なピッチにて配列形成する加工は容易ではなく、吐出口の個数が増大するに従ってノズルの製造に係る歩留まりが低くなり、ノズルの製造コストが上昇してしまう。

半導体製造プロセスにて用いられるフォトリソグラフィ技術や、リアクティブイオンエッチング（ＲＩＥ）等のドライエッチングあるいはウエットエッチングを応用したり、特許文献３の手法を応用して微細な隔壁を有するノズルを製造することも考えられるが、製造工程が煩雑となり、ノズルの製造コストが増大してしまう。また、特許文献２の手法を応用して、ガラス粉末やセラミックス粉末を含むペーストを成形型を用いて成形することによりノズルの吐出口の隔壁を形成することも考えられるが、成形型を離型する際に隔壁が損傷する場合があり、さらに、吐出口の幅に対する高さの割合であるアスペクト比が高くなるように（例えば、アスペクト比１０以上となるように）、微小なピッチにて隔壁を配列形成することは極めて困難である。

本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、複数の吐出口を有するノズルを容易に製造することを目的としている。

請求項１に記載の発明は、複数の吐出口を有するノズルを製造するノズル製造方法であって、ａ）少なくとも１つの吐出口を有する元ノズルを所定の方向にベース部材に対して相対的に移動し、前記元ノズルの前記ベース部材に対する相対移動に並行して、前記元ノズルから前記ベース部材上に隔壁形成用のペーストを吐出しつつ、前記ベース部材上の吐出直後のペーストを硬化させることにより、前記ベース部材上においてそれぞれが前記所定の方向に伸びる複数の隔壁を前記所定の方向に垂直な方向に配列形成する工程と、ｂ）前記ベース部材上の前記複数の隔壁の頂部に当接しつつ前記複数の隔壁を覆う蓋部材を前記ベース部材に対して固定する工程とを備える。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のノズル製造方法であって、前記ペーストが、ガラスの粉体を含む。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のノズル製造方法であって、前記ガラスの粉末が低軟化点ガラスフリットであり、前記ａ）工程と前記ｂ）工程との間に、前記ベース部材上の前記複数の隔壁を焼成する工程をさらに備える。

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ノズル製造方法であって、前記元ノズルの前記少なくとも１つの吐出口が、複数の吐出口である。

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ノズル製造方法であって、前記ａ）工程が、ａ１）前記元ノズルを前記所定の方向に前記ベース部材に対して相対的に移動する工程と、ａ２）前記ａ１）工程に並行して、前記元ノズルから前記ベース部材上に前記ペーストを吐出しつつ、前記ベース部材上の吐出直後のペーストを硬化させる工程と、ａ３）前記元ノズルを前記所定の方向に垂直な方向に前記ベース部材に対して相対的に移動した後、前記ａ１）工程および前記ａ２）工程を繰り返すことにより、前記ベース部材上において前記複数の隔壁を配列形成する工程とを備える。

請求項６に記載の発明は、請求項１ないし５のいずれかに記載のノズル製造方法であって、前記ｂ）工程において、前記ベース部材と、前記ベース部材と同様に複数の隔壁が形成されたもう１つのベース部材とが前記所定の方向に垂直な方向に並べられた後、前記蓋部材が前記ベース部材および前記もう１つのベース部材に対して固定される。

請求項７に記載の発明は、請求項１ないし５のいずれかに記載のノズル製造方法であって、前記蓋部材が、前記ベース部材の前記複数の隔壁と同数の隔壁を有するもう１つのベース部材であり、前記ｂ）工程において、前記もう１つのベース部材の複数の隔壁の頂部が、前記ベース部材上の前記複数の隔壁の前記頂部にそれぞれ当接しつつ、前記もう１つのベース部材が前記ベース部材に対して固定される。

請求項８に記載の発明は、複数の吐出口を有するノズルであって、ベース部材と、少なくとも１つの吐出口を有する元ノズルを所定の方向にベース部材に対して相対的に移動し、前記元ノズルの前記ベース部材に対する相対移動に並行して、前記元ノズルから前記ベース部材上に隔壁形成用のペーストを吐出しつつ、前記ベース部材上の吐出直後のペーストを硬化させることにより、前記ベース部材上においてそれぞれが前記所定の方向に伸びるとともに前記所定の方向に垂直な方向に配列形成された複数の隔壁と、前記ベース部材上の前記複数の隔壁の頂部に当接しつつ前記複数の隔壁を覆うとともに、前記ベース部材に対して固定される蓋部材とを備える。

本発明によれば、複数の吐出口を有するノズルを容易に製造することができる。

また、請求項３の発明では、複数の吐出口を仕切る複数の隔壁の表面が滑らかであり、かつ、耐久性を有するノズルを製造することができ、請求項４および５の発明では、複数の隔壁をベース部材上に容易に配列形成することができる。

また、請求項６の発明では、多数の吐出口を有するノズルを容易に製造することができ、請求項７の発明では、アスペクト比の高い吐出口を有するノズルを容易に製造することができる。

図１はパターン形成装置１の構成を示す図である。パターン形成装置１は、プラズマ表示装置や電界放出表示装置（Field Emission Display）等の平面表示装置用のガラス基板（以下、「基板」という。）９上にリブ（平面表示装置の種類によっては、スペーサとも呼ばれる。）のパターンを形成する装置であり、リブが形成された基板９は他の工程を介して平面表示装置の組立部品であるパネルとなる。

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２０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２０を跨ぐようにしてフレーム１２が固定され、フレーム１２にはヘッド移動機構３を介してヘッド部４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２０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２０がガイドレール２４に沿ってＸ方向に滑らかに移動する（すなわち、ヘッド部４が基板９に対して相対的に主走査する。）。

ヘッド移動機構３はフレーム１２に支持されたモータ３１、モータ３１の回転軸に接続されたボールねじ３２、および、ボールねじ３２に取り付けられたナット３３を有し、モータ３１が回転することによりナット３３が図１中のＹ方向に移動する。ナット３３にはヘッド部４のベース４０が取り付けられ、これにより、ヘッド部４がＹ方向に移動（副走査）可能とされる。ベース４０はフレーム１２に固定されたガイドレール３４に接続され、ガイドレール３４により滑らかに案内される。

ヘッド部４は、基板９上にペースト状のパターン形成材料を吐出する吐出部４２、および、基板９に向けて紫外線を出射する硬化部４３を有し、吐出部４２および硬化部４３はベース４０に固定される昇降機構４１の下部に取り付けられる。パターン形成材料は、光開始剤や、バインダである樹脂、さらには、ガラスの粉体である低軟化点ガラスフリットを含む。吐出部４２の下面には、Ｙ方向に配列された複数の吐出口を有するノズル５が着脱可能に取り付けられる。硬化部４３は吐出部４２の（−Ｘ）側において基板９に向かって光を出射し、各吐出口に対応する光のスポットを基板９上に形成する。

吐出部４２には逆止弁４２１を有する供給管４２２が取り付けられ、供給管４２２は分岐しており、一方がポンプ４２３に接続され、他方が制御弁４２４を介してパターン形成材料を貯留するタンク４２５に接続される。硬化部４３は光ファイバ４３１を介して紫外線を発生する光源ユニット４３２に接続される。

ステージ移動機構２のモータ２１、ポンプ４２３、制御弁４２４、光源ユニット４３２、ヘッド移動機構３のモータ３１、および、ヘッド部４の昇降機構４１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上へのリブの形成が行われる。

図２はノズル５の先端近傍を拡大して示す図である。図２に示すように、ノズル５において各吐出口５２へと連続する流路５２１（図２では、１つの吐出口５２および１つの流路５２１のみに符号を付している。）は、ＺＸ平面に平行かつＸ方向に対して傾斜した方向に伸びており、吐出口５２の開口面も、その法線がＺＸ平面に平行かつＸ方向に対して傾斜している。また、ノズル５の図２中の（−Ｚ）側の部位（後述する図３中の蓋部材５４）には、基板９の主面に平行な対向面５４１が形成される。パターン形成装置１では、必要に応じて昇降機構４１がノズル５をＺ方向に移動することにより、リブの形成時におけるノズル５の対向面５４１と基板９の主面との間の距離がほぼ一定に保たれる。

図３はノズル５の複数の吐出口５２近傍を示す図であり、各吐出口５２の開口面の法線に沿ってノズル５の先端を見た様子を示している。なお、図３では、隔壁５３および接着剤５５をそれぞれ平行斜線を付して示している（後述の図８ないし図１０において同様）。

図３に示すように、各吐出口５２（の開口面）において、図３中のＹ方向（すなわち、図３中の横方向であり、以下、単に「横方向」とも呼ぶ。）に垂直な図３中の縦方向（すなわち、図２の流路５２１の伸びる方向およびＹ方向の双方に垂直な方向であり、以下、単に「縦方向」とも呼ぶ。）の長さは、横方向の幅よりも十分に長くされる。複数の吐出口５２は横方向に所定の微小なピッチ（以下、「吐出口ピッチ」という。）にて配列され、互いに隣接する２つの吐出口５２間は隔壁５３により隔てられる。換言すれば、ノズル５では、縦方向の長さが横方向の幅よりも十分に長い複数の隔壁５３が吐出口ピッチにて横方向に配列されており、縦方向に関して複数の隔壁５３は、略板状の蓋部材５４およびベース部材５１により挟まれて固定される（ただし、図２に示すように、ノズル５がヘッド部４に取り付けられた状態では、蓋部材５４がベース部材５１よりも基板９側に位置する。）。隔壁５３は低軟化点ガラスの焼成体により形成され、その表面は滑らかな状態とされる。実際には、両端の吐出口５２のそれぞれの外側にも隔壁５３ａが設けられており、隔壁５３ａと蓋部材５４から突出する側壁部５４２との間には接着剤５５が充填される。

本実施の形態では、ノズル５の隔壁５３の横方向の幅は９０マイクロメートル［μｍ］、縦方向の長さは２４００μｍとされ、吐出口ピッチ２００μｍにて１００本の隔壁５３が形成されている。この場合、吐出口５２の縦方向の長さは２４００μｍ、横方向の幅は１１０μｍ（（２００−９０）にて求められる。）となり、９９個の吐出口５２が吐出口ピッチ２００μｍにて並ぶ。なお、ノズル５では、蓋部材５４はステンレス鋼にて形成され、ベース部材５１はガラスにて形成されるが、これらの部材は、ステンレス鋼やガラス以外に、アルミナ等のセラミックや他の種類の金属など、他の材料にて形成されてもよい。

次に、パターン形成装置１がリブを形成する動作について説明を行う。パターン形成装置１に基板９が搬入されると、ステージ移動機構２およびヘッド移動機構３によりノズル５が基板９に対して所定の初期位置に配置されるとともに、硬化部４３から紫外線の出射が開始され、吐出部４２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。吐出部４２からのパターン形成材料の吐出は、図１に示す逆止弁４２１、ポンプ４２３および制御弁４２４により行われる。まず、制御部６の制御により制御弁４２４が開放された状態でポンプ４２３が吸引動作を行う。このとき、逆止弁４２１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４２５からポンプ４２３へとパターン形成材料が引き込まれる。次に、制御弁４２４が閉じられ、ポンプ４２３が押出動作を行う。これにより、吐出部４２から連続的にパターン形成材料が吐出される。

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、吐出部４２の下方にて基板９の表面が（−Ｘ）方向に移動するように、ステージ２０を連続的に移動させる（すなわち、ヘッド部４を基板９に対して（＋Ｘ）方向に相対的に主走査させる。）。これにより、図２に示すように、ノズル５の吐出口５２から吐出されたパターン形成材料９１が基板９上に順次付着しつつ、ノズル５の相対的な進行方向の後方に配置されている硬化部４３からの紫外線が基板９上のパターン形成材料９１に照射され、リブが形成される。既述のように、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、パターン形成材料９１の硬化が硬化部４３により順次行われる。このとき、ノズル５では、パターン形成材料が流動する流路５２１および吐出口５２が表面が滑らかな隔壁５３にて囲まれるため、パターン形成材料の流動抵抗が小さくなり、パターン形成材料の吐出量を精度よく制御して、断面形状が吐出口５２の形状に近似したリブを形成することができる。

パターン形成材料の吐出が続けられ、基板９上のパターン形成の終点がノズル５の真下に達すると、パターン形成材料の吐出が停止される。その後、終点近傍のパターン形成材料の硬化を行うために基板９がさらに僅かな距離だけ移動し、その後停止する。このようにして、基板９上にリブのパターン（配列形成される複数のリブを示すパターン）が形成されると、パターン形成装置１における処理が終了する。

以上の工程にて形成されたリブは他の工程において焼成され、パターン形成材料中の樹脂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する。そして、適宜、他の必要な工程を経て平面表示装置の組立部品であるパネルが完成する。

以上のように、パターン形成装置１では、複数の吐出口５２を有するノズル５からパターン形成材料を吐出しつつ、基板９の主面に沿って複数の吐出口５２の配列方向にほぼ垂直な方向にノズルを相対的に移動することにより、基板９上に吐出口ピッチにて並ぶ複数のリブを適切に形成することができる。

次に、上述のノズル５の製造方法の一の例について説明を行う。図４はノズル５を製造する工程の流れを示す図である。ノズル５の製造においては、上述のパターン形成装置１におけるノズル５が他のノズル（後述するように、ノズル５を製造する際に用いられるノズルであるため、以下、「元ノズル」という。）に置き換えた装置（以下、「隔壁形成装置」という。）が用いられる。隔壁形成装置では、光開始剤や、バインダである樹脂、さらには、ガラスの粉体である低軟化点ガラスフリットを含む隔壁形成用のペースト（本実施の形態では、上記パターン形成材料と同等の材料である。）が元ノズルから吐出される。隔壁形成装置における他の構成は、図１のパターン形成装置１と同様であり、以下の説明では同符号を付している。

ここで、隔壁形成装置における元ノズルは、吐出口の個数を除き、図３に示すノズル５と近似した構造となっている。具体的には、元ノズルの吐出口の縦方向の長さは３５００μｍ、横方向の幅は１００μｍとされ、吐出口ピッチ２００μｍにて２０個の吐出口が形成されている。なお、本実施の形態における元ノズルは、例えばジルコニアの被加工部材を切削加工することにより製造されるが、元ノズルは他の手法により製造されてもよい。

ノズル５を製造する際には、まず、ガラスの基板であるベース部材が準備され、ステージ２０上に載置される。ステージ移動機構２およびヘッド移動機構３によりヘッド部４の元ノズルがベース部材に対して所定の初期位置に配置された後、ベース部材がステージ２０と共に（−Ｘ）方向へと移動を開始して、元ノズルのベース部材に対する相対移動（主走査）が開始される（ステップＳ１１）。元ノズルがベース部材上の隔壁形成の始点上に達すると、複数の吐出口のそれぞれからペーストの吐出が開始されるとともに（ステップＳ１２）、ベース部材上に吐出された直後の紫外線硬化性を有するペーストへの光（紫外線）の照射が硬化部４３により開始される（ステップＳ１３）。

図５は、ベース部材５１上に形成される隔壁５３を示す図である。図５に示すように、隔壁形成装置では、ベース部材５１の上面に沿って元ノズル４４が（＋Ｘ）方向にベース部材５１に対して相対的に移動する（主走査する）動作に並行して、元ノズル４４の複数の吐出口４４１（図５では、１つの吐出口４４１のみに符号を付している。隔壁５３において同様。）からペーストを吐出しつつ、硬化部４３からの光によりベース部材５１上に吐出された直後のペースト（隔壁５３となるペースト）を硬化させることにより、それぞれが連続パターンである隔壁５３がベース部材５１の（−Ｘ）側から（＋Ｘ）方向に向かって順次形成される。このとき、図６に示すように、隔壁５３のＹ方向の幅Ｗは１２０μｍ、Ｚ方向の高さＨは３２００μｍとなり、隔壁５３のピッチＰは元ノズル４４における吐出口ピッチと同様に、２００μｍとなる。実際には、図６中の各隔壁５３における頂部５３１（すなわち、ベース部材５１とは反対側の端部）の角は僅かに丸みを帯びる。

元ノズル４４の吐出口４４１がベース部材５１上の隔壁形成の終点上に達すると、ペーストの吐出が停止される。終点近傍のペーストを硬化させるためにベース部材５１はさらに移動を続行し、その後、ステージ２０の移動が停止される（ステップＳ１４）。続いて、ヘッド移動機構３によりヘッド部４が主走査方向に垂直なＹ方向へと所定の距離（正確には、元ノズル４４の吐出口４４１の個数に吐出口ピッチを乗じた距離）だけ副走査し（ステップＳ１５，Ｓ１６）、続いて、ヘッド部４がベース部材５１の（−Ｘ）側に相対的に移動する。なお、ヘッド部４をベース部材５１の（−Ｘ）側に配置する際に、昇降機構４１が元ノズル４４をＺ方向に移動することにより、元ノズル４４とベース部材５１上に直前に形成された隔壁５３との干渉を防止しつつ、ヘッド部４の移動とステージ２０の移動とが同時に行われてもよい。

その後、元ノズル４４の主走査が開始され（ステップＳ１１）、元ノズル４４からのペーストの吐出および硬化部４３によるベース部材５１上の吐出直後のペーストの硬化が繰り返される（ステップＳ１２，Ｓ１３）。このとき、図７に示すように、ベース部材５１上に形成される複数の隔壁５３（すなわち、元ノズル４４の１回目の主走査および２回目の主走査にて形成される全ての隔壁５３）のＹ方向のピッチは一定となる。なお、図７では、元ノズル４４の吐出口４４１の個数が実際のものよりも少なく図示されており、元ノズル４４の一度の主走査により形成される隔壁５３の個数も同様に実際よりも少なくされている。

そして、ベース部材５１の（＋Ｘ）側に元ノズル４４が到達すると、元ノズル４４の主走査が停止され（ステップＳ１４）、ステップＳ１６，Ｓ１１〜Ｓ１４が繰り返される（ステップＳ１５）。元ノズル４４の副走査後の主走査（ステップＳ１６，Ｓ１１〜Ｓ１４）が所定の回数だけ繰り返されると（ステップＳ１５）、光の出射が停止されて隔壁形成装置による隔壁５３の形成が終了する。

このように、隔壁形成装置では、元ノズル４４のベース部材５１に対する主走査、並びに、元ノズル４４の主走査に並行した元ノズル４４からのペーストの吐出、および、硬化部４３によるベース部材５１上のペーストの硬化が、元ノズル４４をＹ方向に間欠的に移動しつつ所定回数だけ繰り返されることにより、ベース部材５１上にそれぞれが主走査方向（Ｘ方向）に伸びる多数の隔壁５３（ストライプ状のパターン）を、主走査方向に垂直な方向（Ｙ方向）に容易に配列形成することができる。ここでは、２０個の吐出口４４１を有する元ノズル４４の主走査が５回繰り返されることにより、ベース部材５１上に１００本の隔壁５３が形成されるものとする。

隔壁５３の形成が終了すると、ベース部材５１が隔壁形成装置から搬出され、他の装置において、ベース部材５１が複数の隔壁５３に垂直な方向に切断され（以下、切断後の部位も同様に「ベース部材５１」と呼ぶ。）、隔壁５３が伸びる方向に関して所望の長さのベース部材５１が取得される（ステップＳ１７）。このとき、上述の隔壁形成装置による隔壁形成において、元ノズル４４からのペーストの吐出開始直後に形成される隔壁５３の部位（すなわち、ベース部材５１上において隔壁形成の始点近傍の隔壁５３の部位であり、図５中の隔壁５３の左側の端部）は、通常、形状が安定しておらず、このような部位は、ステップＳ１７におけるベース部材５１の切断により除去される。

切断後のベース部材５１は、専用の治具にセットされた上で、ベース部材５１上の隔壁５３の頂部５３１（図６参照）が研磨されて複数の隔壁５３の高さが一定にされる（ステップＳ１８）。また、必要に応じて、ベース部材５１の切断面も研磨される。なお、ベース部材５１の隔壁５３は紫外線の照射により硬化しているため、隔壁５３の損傷を防止しつつ研磨を行うことができる。

その後、ベース部材５１上の隔壁５３がベース部材５１と共に約５５０度にて焼成され、ペースト中の有機物（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、全体がガラスにて形成される構造物が取得される（ステップＳ１９）。このとき、各隔壁５３は、例えば７５％の大きさに収縮し、隔壁５３の幅Ｗおよび高さＨは（図６参照）それぞれ９０μｍおよび２４００μｍとなる。焼成後の隔壁５３の表面はガラスフリットの融着により滑らかになっている。なお、焼成後の隔壁５３の頂部５３１は角が僅かに丸みを帯びているため、隔壁５３の焼成後に既述の研磨処理が行われて、断面がほぼ矩形となる隔壁５３が形成されてもよい。

隔壁５３が焼成されると、略板状の蓋部材５４がベース部材５１に対して固定され（ステップＳ２０）、図８に示すように、複数の隔壁５３の頂部５３１が蓋部材５４に当接しつつ蓋部材５４により覆われる。これにより、ベース部材５１上にて互いに隣接する２つの隔壁５３にて挟まれる空間のベース部材５１とは反対側が蓋部材５４により閉塞され、隔壁５３に沿って伸びる流路５２１および流路５２１の一方の開口である吐出口５２が形成される（図２参照）。実際には、ベース部材５１上において隔壁５３が伸びる方向に垂直な配列方向に１００本の隔壁５３が配列されており、９９個の吐出口５２が配列形成される。

また、隔壁５３の配列方向に関して、蓋部材５４の両端部のそれぞれには、ベース部材５１側へと突出する側壁部５４２が設けられており、最も外側の隔壁５３ａと側壁部５４２との間には接着剤５５が充填される。蓋部材５４は、側壁部５４２の先端とベース部材５１との間に接着剤を付与したり、蓋部材５４とベース部材５１とを把持する固定用の部材を別途設ける等して、ベース部材５１に対して固定される。なお、蓋部材５４には、図２に示す対向面５４１が予め形成されている。

このようにして、複数の隔壁５３の頂部に当接しつつ複数の隔壁５３を覆う蓋部材５４をベース部材５１に対して固定することにより、図３に示すように（ただし、図３のノズル５の上下方向は、図８のノズル５とは反対となっている。）、縦方向の長さが２４００μｍ、横方向の幅が１１０μｍとなる９９個の吐出口５２を吐出口ピッチ２００μｍにて配列して有するノズル５が完成する。

ここで、微細な吐出口が微小なピッチにて配列されるノズルを機械加工にて製造する場合、互いに隣接する吐出口を仕切る微細な幅の隔壁を微小なピッチにて配列形成する必要があるが、このような加工は容易ではなく、吐出口の個数が増大するに従ってノズルの製造に係る歩留まりが低くなり、ノズルの製造コストが上昇してしまう。これに対し、図４のノズルの製造方法では、複数の吐出口４４１を有する１つの元ノズル４４のみを所定の手法にて予め作製して隔壁形成装置に設け、元ノズル４４のベース部材５１に対する相対移動に並行して、元ノズル４４からベース部材５１上にペーストを吐出しつつ、ベース部材５１上の吐出直後のペーストを硬化させることにより、ベース部材５１上に複数の隔壁５３が配列形成される。そして、複数の隔壁５３の頂部５３１に当接しつつ複数の隔壁５３を覆う蓋部材５４がベース部材５１に対して固定されることにより、複数の吐出口５２を有するノズル５を容易にかつ低コストにて製造することができる。

また、隔壁形成装置では、元ノズル４４のベース部材５１に対する主走査、並びに、元ノズル４４の主走査に並行した元ノズル４４からのペーストの吐出、および、吐出直後のペーストの硬化が、元ノズル４４をＹ方向に間欠的に移動しつつ複数回数繰り返されることにより、製造対象のノズル５に比べて少ない個数の吐出口４４１を有する元ノズル４４を用いて多数の隔壁５３をベース部材５１上に容易に配列形成することができる。

図４のノズル製造方法では、ペーストが低軟化点ガラスフリットを含み、蓋部材５４がベース部材５１に対して固定される前に、複数の隔壁５３を焼成して低軟化点ガラスフリットを溶融させることにより、ノズル５において複数の吐出口５２を仕切る複数の隔壁５３を表面が滑らか（少なくとも、切削加工により形成される元ノズル４４における隔壁よりも表面が滑らかとなる。）かつ強固なガラスにて形成し、耐久性を有するノズル５を製造することができる。

ノズル５を用いたパターン形成装置１では、表面が滑らかな隔壁５３にて囲まれる流路５２１および吐出口５２を有するノズル５からパターン形成材料を吐出することにより、基板９上に複数のリブを精度よく形成することができ、さらに、耐久性を有するノズル５を用いることにより、ノズル５の交換頻度を減少させて基板９上におけるリブの形成に係る時間およびコストを削減することができる。

また、複数の隔壁５３が形成された複数のベース部材５１を用いてより多数の吐出口５２が形成されたノズルが形成されてもよい。例えば、図４のステップＳ１７において、複数の隔壁５３が形成されたベース部材５１を複数の部分に切断し、各ベース部材５１（切断後の各部分）において複数の隔壁５３の頂部５３１、ベース部材５１の切断面、および、切断面に垂直な一の側面を研磨した後に（ステップＳ１８）、複数のベース部材５１が焼成される（ステップＳ１９）。そして、図９に示すように、断面が略Ｕ字状であって底部５６１が平らな保持部材５６（例えば、ステンレス鋼にて形成される）が準備され、複数のベース部材５１（図９では、２個のベース部材５１を簡略化しつつ図示している。）が、研磨済みの側面５１１を互いに当接させつつ隔壁５３の配列方向（すなわち、図９中の矢印Ａ１にて示す方向）に並んだ状態で接着剤５５ａを介して保持部材５６の底部５６１上に固定される。このとき、各ベース部材５１の側面５１１と、側面５１１に最も近接する隔壁５３ｂの中央との間の配列方向の距離が、隔壁５３のピッチの半分とされることにより、複数のベース部材５１の全体において複数の隔壁５３が一定のピッチにて配列方向に並べられる。

図９の保持部材５６には、配列方向に並んだ状態における複数のベース部材５１において、最も外側の各隔壁５３ａに沿って底部５６１から突出する側壁部５６２が設けられており、側壁部５６２と隔壁５３ａとの間にも接着剤５５が充填される。そして、板状の蓋部材５４ａが、底部５６１上にて並べられる複数のベース部材５１の各隔壁５３の頂部５３１に当接しつつ、複数の隔壁５３を覆うようにして保持部材５６に取り付けられ、複数のベース部材５１に対して固定される（ステップＳ２０）。このように、複数の隔壁５３が形成された複数のベース部材５１が配列方向に並べられた後、蓋部材５４ａが複数のベース部材５１に対して固定されることにより、多数の吐出口５２を有するノズル５ａを容易に製造することができる。

さらに、図８に示すノズル５において、蓋部材５４が、同様に複数の隔壁５３が形成された他のベース部材５１とされて、吐出口５２のアスペクト比がより高いノズルが製造されてもよい。例えば、図４のノズル製造方法において、ステップＳ１７にて隔壁５３が形成されたベース部材５１を切断して、同数の隔壁５３を有する２つのベース部材５１を取得し、各ベース部材５１において複数の隔壁５３の頂部を研磨した後に（ステップＳ１８）、複数のベース部材５１が焼成される（ステップＳ１９）。そして、各ベース部材５１が、図９のノズル５ａと同様に底部５６１および側壁部５６２を有する保持部材５６に接着剤５５ａを介して固定され（ここでは、１つのベース部材５１が保持部材５６に固定される。）、図１０に示すように、一方のベース部材５１（図１０中の上側のベース部材５１）の複数の隔壁５３の頂部５３１が、他方のベース部材５１（図１０中の下側のベース部材５１）上の複数の隔壁５３の頂部５３１にそれぞれ当接しつつ、両ベース部材５１が保持部材５６を介して互いに固定される。このように、同数の隔壁５３を有する２つのベース部材５１の一方を蓋部材として、他方のベース部材５１に対して固定することにより、アスペクト比の高い吐出口５２を有するノズル５ｂを容易に製造することができる。なお、図８のノズル５の製造途上において作製された隔壁５３の高さが２４００μｍとなるベース部材５１を用いてノズル５ｂを製造する場合には、吐出口５２の高さは４８００μｍとなる。

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、様々な変形が可能である。

上記実施の形態では、複数の吐出口４４１を有する元ノズル４４を用いることにより、元ノズル４４の一度の主走査にて複数の隔壁５３をベース部材５１上に容易に配列形成することができるが、隔壁形成装置では、１つの吐出口のみを有する元ノズル４４が設けられ、元ノズル４４をＹ方向に間欠的に移動しつつ元ノズル４４のベース部材５１に対する主走査を繰り返すことにより、ベース部材５１上に複数の隔壁５３が配列形成されてもよい。すなわち、少なくとも１つの吐出口を有する元ノズルを吐出口からペーストを吐出しつつベース部材５１の主面に沿ってベース部材５１に対して相対的に移動することにより、ベース部材５１上に複数の隔壁５３を配列形成することが可能となり、複数の吐出口５２を有するノズル５を製造することができる。

隔壁形成装置では、ステージ２０上のベース部材５１が元ノズル４４に対してＸ方向に移動するが、元ノズル４４をステージ２０に対してＸ方向に移動する機構が設けられてもよい。また、元ノズル４４のＹ方向への移動は、ステージ２０をＹ方向に移動する機構により実現されてもよい。すなわち、隔壁形成装置における元ノズル４４のベース部材５１に対するＸ方向およびＹ方向への相対的な移動は、いかなる機構にて実現されてもよい。

上記実施の形態における元ノズル４４の吐出口４４１の形状は一例に過ぎず、製造されるノズルの隔壁の形状やピッチ、元ノズル４４から吐出されたペーストが硬化するまでの変形量（ペーストの粘度等に依存する変形量）、図４のステップＳ１８における隔壁の研磨量、あるいは、隔壁５３の焼成時の変形量（通常、７０〜８０％に収縮する。）等に応じて、適宜変更されてよい。

元ノズル４４から吐出されるペーストは、隔壁の表面が滑らか、かつ、耐久性を有するノズルを製造するという観点では、低軟化点ガラスフリットを含むものが好ましいが、ベース部材５１の材料等によっては、焼成時に低軟化点ガラスフリットよりも高温にて加熱する必要がある高軟化点ガラスフリットや金属の微粒子を含むものであってもよく、さらに、製造されるノズルから吐出される材料の種類によっては、例えば、紫外線硬化性を有する樹脂自体であってもよい。また、アスペクト比が高い隔壁を形成するには、元ノズル４４から吐出されるペーストは吐出直後に硬化する必要があるが、ペーストの硬化は光開始剤がペーストに添加されて光の照射により実現される以外に、熱により硬化する樹脂等がペーストに添加され、吐出直後のペーストが適宜加熱されることにより実現されてもよい。

ノズル５，５ａ，５ｂでは、複数の微細な吐出口５２が微小なピッチにて配列されるため、パターン形成装置１におけるリブ形成に特に適しているが、リブ形成以外の他の用途に用いることも可能である。

パターン形成装置の構成を示す図である。 ノズルの先端近傍を示す図である。 ノズルの吐出口近傍を示す図である。 ノズルを製造する工程の流れを示す図である。 ベース部材上に形成される隔壁を示す図である。 ベース部材上に形成される隔壁を示す断面図である。 ベース部材上に配列形成される隔壁を示す図である。 ノズルを示す図である。 ノズルの他の例を示す図である。 ノズルのさらに他の例を示す図である。

符号の説明

５，５ａ，５ｂ ノズル
４４ 元ノズル
５１ ベース部材
５２ （ノズルの）吐出口
５３，５３ａ，５３ｂ 隔壁
５４，５４ａ 蓋部材
４４１ （元ノズルの）吐出口
５３１ 頂部
Ｓ１１〜Ｓ１６，Ｓ１９，Ｓ２０ ステップ

Claims (8)

1. 複数の吐出口を有するノズルを製造するノズル製造方法であって、
   ａ）少なくとも１つの吐出口を有する元ノズルを所定の方向にベース部材に対して相対的に移動し、前記元ノズルの前記ベース部材に対する相対移動に並行して、前記元ノズルから前記ベース部材上に隔壁形成用のペーストを吐出しつつ、前記ベース部材上の吐出直後のペーストを硬化させることにより、前記ベース部材上においてそれぞれが前記所定の方向に伸びる複数の隔壁を前記所定の方向に垂直な方向に配列形成する工程と、
   ｂ）前記ベース部材上の前記複数の隔壁の頂部に当接しつつ前記複数の隔壁を覆う蓋部材を前記ベース部材に対して固定する工程と、
   を備えることを特徴とするノズル製造方法。
2. 請求項１に記載のノズル製造方法であって、
   前記ペーストが、ガラスの粉体を含むことを特徴とするノズル製造方法。
3. 請求項２に記載のノズル製造方法であって、
   前記ガラスの粉末が低軟化点ガラスフリットであり、
   前記ａ）工程と前記ｂ）工程との間に、前記ベース部材上の前記複数の隔壁を焼成する工程をさらに備えることを特徴とするノズル製造方法。
4. 請求項１ないし３のいずれかに記載のノズル製造方法であって、
   前記元ノズルの前記少なくとも１つの吐出口が、複数の吐出口であることを特徴とするノズル製造方法。
5. 請求項１ないし４のいずれかに記載のノズル製造方法であって、
   前記ａ）工程が、
   ａ１）前記元ノズルを前記所定の方向に前記ベース部材に対して相対的に移動する工程と、
   ａ２）前記ａ１）工程に並行して、前記元ノズルから前記ベース部材上に前記ペーストを吐出しつつ、前記ベース部材上の吐出直後のペーストを硬化させる工程と、
   ａ３）前記元ノズルを前記所定の方向に垂直な方向に前記ベース部材に対して相対的に移動した後、前記ａ１）工程および前記ａ２）工程を繰り返すことにより、前記ベース部材上において前記複数の隔壁を配列形成する工程と、
   を備えることを特徴とするノズル製造方法。
6. 請求項１ないし５のいずれかに記載のノズル製造方法であって、
   前記ｂ）工程において、前記ベース部材と、前記ベース部材と同様に複数の隔壁が形成されたもう１つのベース部材とが前記所定の方向に垂直な方向に並べられた後、前記蓋部材が前記ベース部材および前記もう１つのベース部材に対して固定されることを特徴とするノズル製造方法。
7. 請求項１ないし５のいずれかに記載のノズル製造方法であって、
   前記蓋部材が、前記ベース部材の前記複数の隔壁と同数の隔壁を有するもう１つのベース部材であり、
   前記ｂ）工程において、前記もう１つのベース部材の複数の隔壁の頂部が、前記ベース部材上の前記複数の隔壁の前記頂部にそれぞれ当接しつつ、前記もう１つのベース部材が前記ベース部材に対して固定されることを特徴とするノズル製造方法。
8. 複数の吐出口を有するノズルであって、
   ベース部材と、
   少なくとも１つの吐出口を有する元ノズルを所定の方向にベース部材に対して相対的に移動し、前記元ノズルの前記ベース部材に対する相対移動に並行して、前記元ノズルから前記ベース部材上に隔壁形成用のペーストを吐出しつつ、前記ベース部材上の吐出直後のペーストを硬化させることにより、前記ベース部材上においてそれぞれが前記所定の方向に伸びるとともに前記所定の方向に垂直な方向に配列形成された複数の隔壁と、
   前記ベース部材上の前記複数の隔壁の頂部に当接しつつ前記複数の隔壁を覆うとともに、前記ベース部材に対して固定される蓋部材と、
   を備えることを特徴とするノズル。

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