JP2008098001A - リブパターン形成システムおよびリブパターン形成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ノズル部を用いた格子状のリブの形成に適したリブパターンを基板上に容易に形成する。
【解決手段】リブパターン形成システムのリブ形成装置では、光硬化性を有するペースト状のリブ形成材料を吐出する複数の吐出口を基板９に沿って移動することにより基板９上に複数の第１線状リブ８１が形成される。光照射装置では後続の工程にて第１線状リブ８１と同様にして形成される第２線状リブと、第１線状リブ８１とが交差する部分に対応する遮光部６５１を有するマスク部６５が設けられ、基板９上の第１線状リブ８１にマスク部６５を介して照射光が照射される。そして、現像装置にて露光後の第１線状リブ８１が現像され、格子状のリブの形成に適したリブパターンが基板９上に容易に形成される。その後、基板９上に第２線状リブが形成され、格子状のリブが完成する。
【選択図】図８

Description

本発明は、基板上にリブパターンを形成する技術に関する。

従来より、プラズマ表示装置等の平面表示装置に用いられるパネルにおいて、放電空間を確保するためのリブを形成する方法として、サンドブラスト法が知られている。サンドブラスト法では、まず、リブ材料の層が形成された基板の主面上にレジストフィルムが重ねられ、マスクを用いてレジストフィルムを露光した後、現像することによりレジストフィルムのパターンが形成される。続いて、主面上のリブ材料の層をレジストフィルムのパターンを用いてサンドブラストにより部分的に除去し、その後、レジストフィルムを剥離することにより、基板上にリブが形成される（例えば、特許文献１参照）。また、特許文献２では、光の照射により硬化するリブ材料の層を基板上に形成しておき、露光および現像処理を行うことにより、リブ材料の層において不要な部位を除去しつつ必要な部位（リブとなる部位）を硬化させて基板上にリブを形成する技術が開示されている。

近年では、さらに、微細な吐出口を有するノズル部を走査しつつノズル部からペースト状のリブ形成材料を連続的に吐出して基板上に線状のリブを形成するリブ形成装置も提案されている（例えば、特許文献３参照）。このようなリブ形成装置では、必要な量のリブ形成材料のみを基板上に吐出して基板上にリブを容易にかつ低コストにて形成することができる。

一方で、プラズマ表示装置のパネルでは、リブを格子状に形成することにより各セル（発光領域）における蛍光体の表面積を大きくしてプラズマ表示装置の輝度を向上することが行われている。しかしながら、格子状のリブでは発光に利用されるガスを各セルに付与する際にセル内の排気を容易に行うことができなくなる。そこで、上記の特許文献２では、リブ材料の層において互いに直交する縦方向および横方向のうちの一の方向に伸びるリブに対応する領域に光を照射した後、リブ材料をさらに積層し、続いて、縦方向および横方向にそれぞれ伸びるリブに対応する領域に光を照射することにより、縦方向と横方向とで高さが異なる格子状のリブを形成する手法も提案されており、このような格子状のリブではセル内を容易に排気することが可能となる。

ところが、特許文献２の手法にて縦方向と横方向とで高さが異なる格子状のリブを形成する場合、現像により大量のリブ材料が除去されて廃棄されるため、パネルの生産コストが増大してしまう。そこで、特許文献４では、ノズル部を有するリブ形成装置において、ノズル部の基板に対する走査方向を変更しつつノズル部の基板に対する走査を繰り返す（すなわち、線状のリブを互いに交差させる）ことにより、基板上に格子状のリブを形成する手法が開示されている。

なお、特許文献５では、基板上に形成された隔壁間に着色層を形成してカラーフィルタを製造する際に、基板において着色材料の塗布が不要な非有効領域に遮光性材料を付与し、隔壁に沿って走査するノズルから基板の全体に亘って隔壁間に着色材料を吐出し、基板の裏面側から光を照射して有効領域内の隔壁間の着色材料を硬化させ、その後、現像処理により非有効領域上の着色材料を除去することにより、有効領域内のみに着色層を形成する手法が開示されている。また、特許文献６では、カラーフィルタを製造する際に、隔壁に沿って走査するノズルを用いて隔壁間に着色材料を吐出し、有効領域に対応する光透過部が形成されたマスク板を介して基板の裏面側から光を照射し、その後、現像処理により非有効領域上の着色材料を除去することにより、有効領域内のみに着色層を形成する手法が開示されている。
特許第２８１４５５７号公報 特開２００４−２７３４４７号公報 特開２００２−１８４３０３号公報 特開２００６−６６１４８号公報 特開２００６−６４７６０号公報 特開２００６−２３５１４６号公報

ところが、特許文献４の手法では、リブ形成材料を無駄に消費することは防止されるが、リブ同士が交差する位置にてリブ形成材料が基板から盛り上がり、表示装置のタイプによっては好ましくない場合がある。

本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、ノズル部を用いた格子状のリブの形成に適したリブパターンを基板上に容易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、基板上にリブパターンを形成するリブパターン形成システムであって、ノズル部の複数の吐出口から光硬化性を有するペースト状のリブ形成材料を基板の一の主面上に吐出しつつ、前記複数の吐出口を前記一の主面に沿う移動方向に前記基板に対して相対的に移動することにより前記基板上に前記移動方向に伸びる複数のリブを形成するリブ形成装置と、前記複数のリブのほぼ全体に亘って広がるマスク部を介して前記基板上のリブ形成材料に照射光を照射する光照射装置と、前記複数のリブにおいて前記マスク部の遮光部に対応する前記照射光の非照射部位を処理液により除去し、前記複数のリブのそれぞれを前記非照射部位の位置にて分断することにより、リブパターンを形成する現像装置とを備える。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のリブパターン形成システムであって、前記基板が前記照射光に対して透過性を有し、前記光照射装置が、前記基板の他の主面側に設けられる前記マスク部を介して前記照射光を前記基板上のリブ形成材料に照射する。

請求項３に記載の発明は、請求項１に記載のリブパターン形成システムであって、前記基板が前記照射光に対して透過性を有し、前記光照射装置が、前記基板の前記一の主面に形成されたパターンを前記マスク部として利用して前記照射光を前記基板の他の主面側から前記基板上のリブ形成材料に照射する。

請求項４に記載の発明は、請求項２または３に記載のリブパターン形成システムであって、前記光照射装置が、前記リブ形成装置にて保持される前記基板の前記他の主面側に設けられた光照射部を有し、前記リブ形成装置における前記複数の吐出口からの前記リブ形成材料の吐出と並行して、前記光照射部が、前記移動方向に関して前記複数の吐出口と一定の距離を保ちつつ前記移動方向に前記基板に対して相対的に移動する。

請求項５に記載の発明は、基板上にリブパターンを形成するリブパターン形成方法であって、ａ）ノズル部の複数の吐出口から光硬化性を有するペースト状のリブ形成材料を基板の一の主面上に吐出しつつ、前記複数の吐出口を前記一の主面に沿う移動方向に前記基板に対して相対的に移動することにより前記基板上に前記移動方向に伸びる複数のリブを形成する工程と、ｂ）前記複数のリブのほぼ全体に亘って広がるマスク部を介して前記基板上のリブ形成材料に照射光を照射する工程と、ｃ）前記複数のリブにおいて前記マスク部の遮光部に対応する前記照射光の非照射部位を処理液により除去し、前記複数のリブのそれぞれを前記非照射部位の位置にて分断することにより、リブパターンを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５に記載のリブパターン形成方法であって、前記基板が前記照射光に対して透過性を有し、前記ｂ）工程において、前記基板の他の主面側に設けられる前記マスク部を介して前記照射光が前記基板上のリブ形成材料に照射される。

請求項７に記載の発明は、請求項５に記載のリブパターン形成方法であって、前記基板が前記照射光に対して透過性を有し、前記ｂ）工程において、前記基板の前記一の主面に形成されたパターンを前記マスク部として利用して前記照射光が前記基板の他の主面側から前記基板上のリブ形成材料に照射される。

請求項８に記載の発明は、請求項６または７に記載のリブパターン形成方法であって、前記ｂ）工程が、前記ａ）工程と並行して行われ、前記ｂ）工程において、前記照射光を出射する光照射部が、前記基板の前記他の主面側にて前記移動方向に関して前記複数の吐出口と一定の距離を保ちつつ前記移動方向に前記基板に対して相対的に移動する。

本発明によれば、ノズル部を用いた格子状のリブの形成に適したリブパターンを基板上に容易に形成することができる。

また、請求項２、３、６および７の発明では、基板上のリブ形成材料に照射光を照射する際に、マスク部が当接してリブパターンに不具合が生じることを確実に防止することができ、請求項４および８の発明では、リブ形成材料を基板上に吐出された直後に硬化させることができ、リブパターンを精度よく形成することができる。

図１は本発明の一の実施の形態に係るリブパターン形成システム１の構成を示す図である。リブパターン形成システム１は、プラズマ表示装置等の平面表示装置用のガラス基板（以下、「基板」という。）９上に格子状のリブを形成する装置であり、格子状の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。なお、リブパターン形成システム１における処理対象の基板９には、リブが形成される主面に放電電極や誘電体層が予め形成されている。

図１のリブパターン形成システム１は、基板９上に複数の線状のリブ（以下、単に「線状リブ」という。）を形成するリブ形成装置１１、基板９上の線状リブに光を照射する光照射装置１２、および、基板９上の線状リブに所定の処理液を付与する現像装置１３、リブ形成装置１１と光照射装置１２との間にて基板９の受け渡しを行う第１基板移載機構１４１、並びに、光照射装置１２と現像装置１３との間にて基板９の受け渡しを行う第２基板移載機構１４２を備える。

図２はリブ形成装置１１の構成を示す図である。リブ形成装置１１では、基台１１１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部２０が図２中に示すＹ方向に移動可能とされる。基台１１１にはステージ部２０を跨ぐようにしてフレーム１１２が固定され、フレーム１１２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、ステージ部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とともにステージ部２０がガイドレール２４に沿ってＹ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１１２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２中のＸ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Ｘ方向に移動（副走査）可能とされる。ベース４０はフレーム１１２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上に高粘度のペースト状のリブ形成材料を吐出する吐出部４２、および、基板９上のリブ形成材料を硬化させる硬化部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。リブ形成材料は、紫外線により硬化（架橋反応）が開始する光開始剤や、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み、絶縁性を有する。吐出部４２の下面には、Ｘ方向に配列された複数の吐出口を有するノズル部４２１が着脱可能に取り付けられる。

ノズル部４２１は供給管４４１を介してリブ形成材料を貯溜する容器４４２に接続され、容器４４２には高圧のエアを供給するエア供給部４４４がレギュレータ４４３を介して接続される。容器４４２は取り替え可能とされており、リブ形成装置１１では容器４４２内のリブ形成材料の残量が所定量以下となると、操作者によりリブ形成材料が充填された別の容器４４２に取り替えられる。後述する線状リブの形成時には、レギュレータ４４３が容器４４２内のエアの圧力を大気圧よりも高くして容器４４２内に貯溜されるリブ形成材料が加圧される。すなわち、容器４４２内のエアの圧力と大気圧との差の圧力（以下、「エアの差圧」と呼ぶ。）が容器４４２内のリブ形成材料に付与され、これにより、ノズル部４２１にリブ形成材料が供給されてノズル部４２１の吐出口からリブ形成材料が吐出される。このように、リブ形成装置１１では、供給管４４１、容器４４２、レギュレータ４４３およびエア供給部４４４によりノズル部４２１にリブ形成材料を供給する材料供給部４４（ディスペンサシステムとも呼ばれる。）が構築される。なお、ノズル部４２１からのリブ形成材料の吐出が行われていない状態では、エアの差圧は０とされる（すなわち、容器４４２内のエアの圧力が大気圧とされ、材料供給部４４による容器４４２内のリブ形成材料の加圧が行われていない。）。

硬化部４３は光ファイバ４３１を介して光源ユニット４３２に接続される。光源ユニット４３２は紫外線を出射する光源（例えば、キセノンランプ）を備え、光源からの光は、光ファイバ４３１により硬化部４３へと導かれる。そして、ノズル部４２１の（＋Ｙ）側において硬化部４３から基板９に向かって紫外線が出射され、各吐出口に対応する光のスポットが基板９上に形成される。後述するように、硬化部４３はリブ形成装置１１における最初の線状リブの形成時には利用されない。

図３はノズル部４２１の先端近傍を拡大して示す図である。図３に示すように、ノズル部４２１において各吐出口４２２へと連続する流路４２３（図３では、１つの吐出口４２２および１つの流路４２３のみに符号を付している。）は、ＹＺ平面に平行かつＺ方向に対して傾斜した方向（例えば、４５度だけ傾斜した方向）に伸びている。これにより、基板９の（＋Ｚ）側の主面（以下、「上面」ともいう。）９１ａに向かうとともに上面９１ａに対して傾斜する吐出方向に吐出口４２２からリブ形成材料８０が吐出される。また、ノズル部４２１の開口面４２４（ノズル部４２１の先端における複数の吐出口４２２を含む面）も、同様にその法線がＹＺ平面に平行かつＺ方向に対して傾斜している。ノズル部４２１の図３中の（−Ｚ）側の部位には、基板９の上面９１ａに平行な対向面４２５が形成され、リブ形成装置１１では、必要に応じて昇降機構４１がノズル部４２１をＺ方向に移動することにより、線状リブの形成時におけるノズル部４２１の対向面４２５と基板９の上面９１ａとの間の間隙がほぼ一定の微小な幅にて保たれ、ノズル部４２１が常時、基板９の上面９１ａに近接した状態とされる。

図２に示すように、ステージ移動機構２のモータ２１、レギュレータ４４３、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５に接続され、これらの構成が制御部５により制御されることにより、リブ形成装置１１による基板９上への線状リブの形成が行われる。

図４は、光照射装置１２の構成を示す図である。図４の光照射装置１２は、図１のリブ形成装置１１と同様に、基台１２１上に設けられるステージ移動機構６１、および、基台１２１上のフレーム１２２に取り付けられるヘッド移動機構６２を備え、ステージ移動機構６１により基板９を保持するステージ部６３が図４中に示すＹ方向に移動し、ヘッド移動機構６２によりヘッド部６４が図４中のＸ方向に移動する。

図４のステージ部６３上には、基板９の上方に配置されるマスク部６５を保持するとともにＺ方向に僅かに移動させるマスク保持部６６（正確には、マスク部６５の四隅を（−Ｚ）側から保持する４個の部材の集合となっている。後述の図１２のマスク保持部６６ａにおいて同様。）が設けられる。また、ヘッド部６４は、光ファイバ６４１を介して光源ユニット６４２に接続される光照射部６４３を有する。光源ユニット６４２は紫外線を出射する光源（例えば、キセノンランプ）を備え、光源からの光は、光ファイバ６４１により光照射部６４３へと導かれる。光照射部６４３内の光学系では、光ファイバ６４１からの光がおよそ平行光とされてマスク部６５上のＸ方向に伸びるほぼ線状の領域に照射され、マスク部６５を通過した光が基板９に照射される。図４の光照射装置１２では、各構成要素を制御する制御部（図示省略）により、基板９を移動しつつ基板９上の各部位に光照射部６４３からの光が照射される。以下の説明では、光照射部６４３から基板９上に照射される光を照射光と呼ぶ。

図１の現像装置１３には、それぞれが所定の方向に伸びる複数の搬送ローラ１３１がこの方向に垂直かつ水平な方向に配列されており、一部の搬送ローラ１３１が回転することにより、第２基板移載機構１４２により搬送ローラ１３１上に載置される基板９が第２基板移載機構１４２から離れる方向に水平に移動する。搬送ローラ１３１の上方には、弱アルカリ性を有する所定の処理液（以下、「現像液」という。）を基板９上に供給する現像液供給部１３２、純水を基板９上に供給する純水供給部１３３、および、エアを基板９上に供給するエア供給部１３４（いわゆる、エアナイフ）が第２基板移載機構１４２から離れる方向に向かって順に配置されており、搬送ローラ１３１により移動する基板９上に、現像液、純水、エアが順に付与される。

次に、リブパターン形成システム１が基板９上に格子状のリブを形成する動作について説明を行う。図５はリブパターン形成システム１が基板９上に格子状のリブを形成する動作の流れを示す図である。

図１のリブパターン形成システム１では、まず、外部の搬送機構により基板９がリブ形成装置１１内へと搬入され、基板９上に複数の線状リブ（ストライプ状のリブ）が形成される（ステップＳ１１）。後述するように、リブ形成装置１１ではこれらの線状リブに対して傾斜する線状リブがさらに形成されるため、以下の説明では、ステップＳ１１にて形成される線状リブを第１線状リブと呼ぶ。

詳細には、図２のリブ形成装置１１内へと搬送された基板９はステージ部２０上に載置され、ステージ移動機構２およびヘッド移動機構３によりノズル部４２１が基板９の（＋Ｙ）側の端部の上方に配置される。続いて、容器４４２内のエアの差圧（すなわち、容器４４２内のエアの圧力と大気圧との差）を所定値にすることにより、ノズル部４２１の各吐出口４２２からのリブ形成材料の連続的な吐出が開始されるとともに、ステージ移動機構２により吐出部４２の下方にてステージ部２０上の基板９が（＋Ｙ）方向へと移動して、ノズル部４２１が基板９に対して（−Ｙ）方向に相対移動を開始する。このとき、対向面４２５と基板９の上面９１ａとの間の距離は、例えば５０マイクロメートル（μｍ）とされ、基板９の移動速度は毎秒１０ミリメートル（１０ｍｍ／ｓｅｃ）とされる。なお、ステップＳ１１の処理では、硬化部４３からの光の出射は行われないが、リブ形成材料として粘度の高いものが使用されるため、吐出後の材料は自立可能とされる。

図６は、形成途上の第１線状リブ８１のＺＸ平面に平行な断面を示す図である。図６に示す第１線状リブ８１の断面のＸ方向の幅Ｗは９０μｍ、Ｚ方向の高さＨは８０μｍであり、基板９上にはノズル部４２１における吐出口４２２と同じ個数の第１線状リブ８１が、Ｘ方向に広範囲に亘って吐出口４２２と同じピッチ８４０μｍにて並んでいる。

リブ形成材料の吐出が続けられ、基板９上のリブ形成の終点がノズル部４２１の真下に達すると、リブ形成材料の吐出が停止され、その後、基板９の移動も停止される。以上の処理により、図７に示すように、基板９上において移動方向であるＹ方向に伸びる複数の第１線状リブ８１が形成される。なお、図７では、４本の線状リブ８１のみを図示しているが、実際には、多数の線状リブ８１がＸ方向に配列される（後述の図８、図９、図１１および図１４において同様）。

本実施の形態では、吐出部４２の一度の走査のみにより基板９上への第１線状リブ８１の形成が完了するが、基板９のサイズによっては吐出部４２の複数回の走査により基板９の全体に多数の第１線状リブ８１が形成されてもよい。この場合、吐出部４２の走査が完了する毎にヘッド部４をＸ方向に所定の距離だけ移動し、基板９も元の位置へと移動した後、上記動作が繰り返される。

第１線状リブ８１の形成が終了すると、図１の第１基板移載機構１４１によりリブ形成装置１１から基板９が取り出される。続いて、図４の光照射装置１２において、ステージ部６３が（−Ｙ）側に位置する状態にて、マスク保持部６６によりマスク部６５が（＋Ｚ）方向に所定量だけ移動し（上昇し）、第１基板移載機構１４１のアームによりマスク部６５とステージ部６３との間へと基板９が進入してステージ部６３上へと載置される。アームが退避した後、マスク部６５が（−Ｚ）方向に移動して（下降して）、基板９に対して平行かつ近接した状態にされる。

図８は、ステージ部６３上のマスク部６５および基板９を重ねて示す平面図である。図８に示すように、マスク部６５は基板９上の複数の第１線状リブ８１の全体に亘って広がっており、既述のように、四隅にてマスク保持部６６（図８では、４個の部材のうちの１つに符号を付している。）にて保持される。また、マスク部６５には、それぞれがＸ方向に伸びるとともに、Ｙ方向に所定のピッチにて配列される複数の線状の遮光部６５１（図８中にて平行斜線を付して示す。）が形成されている。

続いて、光照射装置１２では、光照射部６４３からの出射光の出射が開始されるとともに、ステージ移動機構６１が駆動することにより、ステージ部６３上のマスク部６５および基板９が一体的に（＋Ｙ）方向へと移動する。これにより、基板９の（＋Ｙ）側の部位から（−Ｙ）方向に向かって順に光照射部６４３からの照射光（光軸に垂直な光束断面がほぼ線状となっている。）がマスク部６５を介して基板９上に照射され、基板９上のリブ形成材料（すなわち、第１線状リブ８１）において遮光部６５１に対向する部位（図８中にて符号８１２を付して示す部位であり、以下、「非照射部位」という。）以外が照射光により硬化し、非照射部位８１２は非硬化の状態が保たれる（ステップＳ１２）。光照射部６４３が基板９の（−Ｙ）側の端部まで基板９に対して相対的に移動すると、ステージ部６３の移動が停止されるとともに、光照射部６４３からの出射光の出射が停止される。

第１線状リブ８１に対する照射光の照射が終了すると、図１の第２基板移載機構１４２により光照射装置１２から基板９が取り出される。続いて、現像装置１３の搬送ローラ１３１上に基板９が載置され、第２基板移載機構１４２から離れる方向に向かって移動を開始する。現像液供給部１３２の下方へと順次到達する基板９上の部位には、現像液供給部１３２により現像液が付与され、これにより、基板９上の第１線状リブ８１の非照射部位８１２が除去される（すなわち、第１線状リブ８１が現像される。）（ステップＳ１３）。また、純水供給部１３３では基板９上に純水が供給されることにより、基板９上の不要物（例えば、現像液により溶解したパターン形成材料等）が洗い流され、エア供給部１３４により基板９上の純水が除去されて基板９が乾燥する。

図９は、現像後の基板９を示す図である。既述のように、現像装置１３では、図８に示す各第１線状リブ８１においてマスク部６５の遮光部６５１に対応する照射光の非照射部位８１２が現像液により除去され、これにより、図９に示すように、各第１線状リブ８１（図９中にて二点鎖線にて示す。）が非照射部位８１２の位置にて複数のリブ要素８１１に分断される。このようにして、互いに直交する２つの方向に沿って配列される複数のリブ要素８１１の集合であるリブパターン８が基板９上に形成される。

基板９上にリブパターン８が形成されると、基板９が図２のリブ形成装置１１内へと再度搬送され、基板９上のリブ要素８１１の長手方向（すなわち、分断前の第１線状リブが伸びる方向）がＸ方向に沿うように、基板９の向きがステップＳ１１におけるものからＺ方向に平行な軸を中心として９０度だけ回転した状態で基板９がステージ部２０上に載置される（後述の図１１参照）。リブ形成装置１１では、ステップＳ１１の終了後に、ノズル部４２１が他のノズル部（以下、交換前のノズル部と同符号を付す。吐出口において同様。）に交換されており、交換後のノズル部４２１では、吐出口４２２のＸ方向の幅およびピッチが、図８のマスク部６５の遮光部６５１のＹ方向の幅およびピッチにそれぞれほぼ一致する。また、図９の基板９上のリブパターン８において、リブ要素８１１の長手方向に互いに隣接する２つのリブ要素８１１の間の間隙の位置（すなわち、非照射部位８１２に対応する位置であり、以下、「分断位置」という。）は、Ｘ方向に関してノズル部４２１のいずれかの吐出口４２２と同位置に配置されている。このように、ステージ部２０上の基板９では、各吐出口４２２に対応する複数の分断位置がＹ方向に並んでいる。

続いて、硬化部４３からの光の出射が開始された後、ノズル部４２１からのリブ形成材料の連続的な吐出およびステージ部２０の移動が開始され、各吐出口４２２がＸ方向に関して同位置となる複数の分断位置を順次通過する。このとき、図１０に示すように、ノズル部４２１の対向面４２５と基板９の上面９１ａとの間の距離が、例えば１００〜１５０μｍとされることにより、ノズル部４２１が基板９上のリブ要素８１１に接触することなく、基板９上にリブ形成材料８０が吐出される。また、基板９上に吐出された直後のリブ形成材料８０には、ノズル部４２１の（＋Ｙ）側に位置する硬化部４３からの光が照射されてリブ形成材料８０が硬化する。

リブ形成材料の吐出が続けられ、基板９上のリブ形成の終点がノズル部４２１の真下に達すると、リブ形成材料の吐出が停止され、その後、基板９の移動および硬化部４３からの光の出射も停止される。以上の処理により、図１１に示すように、基板９上において、それぞれがＹ方向に並ぶ分断位置を横断しつつリブ要素８１１の長手方向に直交する方向に伸びる複数の線状リブ（以下、「第２線状リブ」という。）８２が形成され、基板９上に格子状のリブが形成される（ステップＳ１４）。第２線状リブ８２のＸ方向の幅は９０μｍとされ、Ｘ方向のピッチは２８０μｍとされる。また、第２線状リブの高さは１０５μｍとされ、リブ要素８１１よりも２５μｍだけ高くなる。なお、リブ形成装置１１における硬化部４３による光の照射を省略し、第２線状リブ８２の硬化を、光照射装置１２にてマスク部６５を外した状態で行うことも可能であるが、一定の精度の断面形状を確保しつつ第２線状リブ８２を形成するには、基板９上へのリブ形成材料の吐出直後に硬化部４３から光が照射されることが好ましい。

以上の工程にて形成された基板９上の格子状のリブは次の工程において焼成され（例えば、５６０℃にて１５分間焼成され）、リブ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。これにより、第１線状リブ（リブ要素）と第２線状リブとの高さの差は約２０μｍとなる。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。このように縦方向と横方向とで異なる高さを有する格子状のリブを有するパネルでは、発光に利用されるガスを各セルに付与する際にセル内の排気を容易に行うことが可能となる。

以上に説明したように、リブパターン形成システム１では、複数の第１線状リブ８１と複数の第２線状リブとが交差する部分に対応する遮光部６５１を有するマスク部６５が光照射装置１２に設けられ、リブ形成装置１１にて形成された第１線状リブ８１に対してマスク部６５を介して照射光が照射される。そして、現像装置１３にて露光後の第１線状リブ８１が現像されることにより、格子状のリブの形成に適したリブパターン８を基板９上に容易に、かつ、リブ形成材料を無駄に消費することなく低コストにて形成することができる。また、基板９上において、分断前の第１線状リブ８１に対して直交するとともに、一列に並ぶ分断位置を経由する第２線状リブ８２をリブ要素８１１とは異なる高さにて形成することにより、一の方向に沿うリブと他の方向に沿うリブとの高さを異ならせた格子状のリブを精度よく、かつ、サンドブラスト法等のように煩雑な工程を繰り返すことなく容易に形成することができる。

また、リブパターン形成システム１では、リブパターン８の形成時において、マスク部６５を介して照射光を基板９上に照射することにより、第１線状リブ８１の非照射部位８１２の端部（非照射部位８１２とリブ要素８１１との境界）近傍にて照射量を急激に変化させることが可能となるため、各リブ要素８１１の長手方向に沿う断面において端部近傍の基板９に対する傾斜角を大きくして、好ましい形状のリブパターンを形成することが可能となる。

図１２は、他の例に係るリブパターン形成システムのリブ形成装置１１ａを示す図である。図１２のリブ形成装置１１ａのステージ部２０ａは、ステージ移動機構２のナット２３が接続される下側板部材２０２を有する。下側板部材２０２の上方（（＋Ｚ）側）には基板９の（−Ｚ）側の主面（以下、「下面」という。）９１ｂと当接する上側板部材２０１が配置され、上側板部材２０１は、下側板部材２０２の（＋Ｙ）側および（−Ｙ）側の端部に設けられる２つの支持部材２０３により支持される。上側板部材２０１と下側板部材２０２との間において、上側板部材２０１に近接する位置には、図８と同様のマスク部６５が設けられ、マスク部６５は２つの支持部材２０３に設けられるマスク保持部６６ａにより保持される。また、フレーム１１２には、マスク部６５と下側板部材２０２との間に配置される光照射部６４３が固定され、Ｙ方向に関してノズル部４２１の先端（複数の吐出口４２２）から（＋Ｙ）側に僅かに離れた位置にて、マスク部６５におよそ垂直な光軸に沿って照射光がマスク部６５に向けて出射される。

このように、図１２のリブ形成装置１１ａは、図２のリブ形成装置１１の硬化部４３が省略されるとともに、光照射装置の構成が一体的に設けられた構造となっており、他の例に係るリブパターン形成システムでは個別の光照射装置１２は設けられない。なお、図１２のリブ形成装置１１ａにおける光照射装置としての構成は、光照射部６４３、光ファイバ６４１、光源ユニット６４２、ステージ部２０ａ（マスク部６５およびマスク保持部６６ａを含む。）並びにステージ移動機構２であり、ステージ部２０ａおよびステージ移動機構２についてはリブ形成装置と共有されている（後述の図１３のリブ形成装置１１ｂにおいて同様）。

図１２のリブ形成装置１１ａにて基板９上に格子状のリブを形成する際には、ノズル部４２１が基板９の（＋Ｙ）側の端部の上方に配置された後、ノズル部４２１からのリブ形成材料の連続的な吐出、および、ノズル部４２１の基板９に対する（−Ｙ）方向への相対移動が開始される。このとき、ステージ部２０ａにて保持される基板９の下面９１ｂ側に設けられた光照射部６４３からの照射光の出射も開始されるとともに、光照射部６４３が、Ｙ方向に関してノズル部４２１の複数の吐出口４２２と一定の距離を保ちつつ、ノズル部４２１に続いて（−Ｙ）方向に基板９に対して相対的に移動する。また、基板９および上側板部材２０１は、光照射部６４３からの照射光に対して透過性を有し、その結果、基板９上に吐出された直後のリブ形成材料にマスク部６５を介して基板９の下面９１ｂ側から照射光が照射される。

このように、リブ形成装置１１ａでは、基板９上に複数の第１線状リブを形成する動作と、マスク部６５を介して基板９上のリブ形成材料に照射光を照射する動作とが並行して行われ（図５：ステップＳ１１，Ｓ１２）、マスク部６５の遮光部６５１に対応する照射光の非照射部位以外の部位が硬化した状態で、第１線状リブが基板９上に形成される。第１線状リブの非照射部位以外の部位では、基板９上に吐出されたリブ形成材料のＹ方向に垂直な断面形状が崩れる前に照射光の照射により硬化が開始されるため、断面が好ましい形状となる。既述のように、Ｙ方向に関して光照射部６４３とノズル部４２１の吐出口４２２との間にて一定の距離が保たれるため、光照射部６４３からの照射光は吐出口４２２近傍にはほとんど照射されず、吐出口４２２近傍のリブ形成材料が硬化してノズル部４２１が詰まることはない。

続いて、基板９が現像装置１３内へと搬送され、基板９上の第１線状リブの非照射部位が現像液により除去され、図９と同様に、基板９上に複数のリブ要素の集合であるリブパターンが形成される（ステップＳ１３）。現像後の基板９は、再度、図１２のリブ形成装置１１ａ内へと搬送され、基板９上のリブ要素の長手方向（すなわち、分断前の第１線状リブが伸びる方向）がＸ方向に沿うようにして基板９が上側板部材２０１上に載置される。

リブ形成装置１１ａでは、図２のリブ形成装置１１の場合と同様に、ステップＳ１１の終了後に、ノズル部４２１が、第２線状リブ形成用の他のノズル部に交換される。また、光照射部６４３と基板９との間に位置するマスク部６５が取り除かれる。そして、ノズル部４２１からのリブ形成材料の吐出、光照射部６４３からの照射光の出射、および、ステージ部２０ａの移動が開始され、Ｙ方向に並ぶ分断位置を横断しつつリブ要素の長手方向に直交する方向に伸びる複数の第２線状リブが基板９上に形成される（ステップＳ１４）。

このとき、ステージ部２０ａにおいてマスク部６５が取り除かれていることにより、第２線状リブの全ての部位において、基板９上にリブ形成材料が吐出された直後に光照射部６４３からの照射光が照射される。これにより、基板９上において第２線状リブの全体を精度よく形成することができ、好ましい断面形状を有する格子状のリブが完成する。もちろん、リブ形成装置１１ａにおいても硬化部４３が設けられてよく、第２線状リブの形成時に、光照射部６４３と共に、または、光照射部６４３を用いることなく硬化部４３が用いられてもよい。

以上に説明したように、図１２のリブ形成装置１１ａを有するリブパターン形成システムでは、基板９の下面９１ｂ側に設けられるマスク部６５を介して光照射部６４３からの照射光が基板９上のリブ形成材料に照射される。これにより、基板９上のリブ形成材料に照射光を照射する際に、マスク部６５が基板９上の線状リブに当接する等して、リブパターンに不具合が生じることを確実に防止することができる。また、ノズル部４２１の複数の吐出口４２２からのリブ形成材料の吐出と並行して、光照射部６４３がノズル部４２１に続いて基板９に対して相対的に移動することにより、基板９上において、ノズル部４２１の複数の吐出口４２２が通過した直後の位置に基板９の下面９１ｂ側から照射光が照射される。これにより、リブ形成材料を基板９上に吐出された直後に硬化させることができ、ノズル部４２１を用いた格子状のリブの形成に適したリブパターンを精度よく形成することができる。

図１３は、さらに他の例に係るリブパターン形成システムのリブ形成装置１１ｂの一部を示す図である。図１３のリブ形成装置１１ｂは、図１２のリブ形成装置１１ａにおけるマスク部６５およびマスク保持部６６ａを省略したものとなっており、光照射部６４３からの照射光が上側板部材２０１のみを介して下面９１ｂ側から基板９ａに照射される。なお、リブ形成装置１１ｂでは、図２のリブ形成装置１１と同様の硬化部４３が設けられる。他の構成要素については、図１２のリブ形成装置１１ａと同符号を付している。

図１４は、図１３のリブ形成装置１１ｂにおいてリブ形成の対象とされる基板９ａを示す平面図であり、図１５は図１４中の矢印Ａ−Ａの位置における基板９ａの断面図である。図１４では、後述の電極９０１の図示を省略している。

図１５に示すように、基板９ａはガラスにて形成される本体９０の主面上に平面表示装置の各セルの発光に利用される電極９０１が銀やクロム等の導電性材料にて形成されている。図１４および図１５に示すように、基板９ａには、さらに、電極９０１と同時に同材料にて形成される複数の線状部９０２が形成される。線状部９０２は、図８に示すマスク部６５の遮光部６５１と同様のパターンとされ、後述する第２線状リブが形成される予定の位置に配置される。電極９０１および線状部９０２は所定の材料にて形成される誘電体層９０３にて覆われ、誘電体層９０３は照射光に対して透過性を有する。このように、基板９ａの上面９１ａには電極９０１および線状部９０２のパターンが形成されている。

図１４および図１５に示す基板９ａ上に格子状のリブを形成する際には、図１３のリブ形成装置１１ｂにおいて、基板９ａがステージ部２０ｂ上に載置された後、ノズル部４２１からのリブ形成材料の吐出、光照射部６４３からの照射光の出射、および、ステージ部２０ｂの移動が開始される。基板９ａおよび上側板部材２０１は、光照射部６４３からの照射光に対して透過性を有し、基板９ａの下面９１ｂ側から出射される照射光は、図１４および図１５に示すように、基板９ａの上面９１ａに形成される線状部９０２にて部分的に遮蔽されつつ、基板９ａ上に吐出された直後のリブ形成材料（非照射部位を除く。）に照射される。これにより、線状部９０２に対応する照射光の非照射部位のみを非硬化状態に保ちつつ、第１線状リブ（図１４中に符号８１を付して二点鎖線にて示す。）が基板９ａ上に形成される（図５：ステップＳ１１，Ｓ１２）。なお、電極９０１は第１線状リブ８１とは重ならない位置に形成されているため、第１線状リブ８１の硬化に影響しない。

続いて、現像装置１３にて、基板９ａ上の第１線状リブ８１の非照射部位（すなわち、線状部９０２と交差する位置の部位）が現像液により除去され、基板９ａ上に複数のリブ要素（図１５中に符号８１１を付して二点鎖線にて示す。）の集合であるリブパターンが形成される（ステップＳ１３）。現像後の基板９ａは、再度、図１３のリブ形成装置１１ｂ内へと搬送され、基板９ａ上のリブ要素８１１の長手方向（すなわち、分断前の第１線状リブ８１の伸びる方向）がＸ方向に沿うようにして基板９ａが上側板部材２０１上に載置される。リブ形成装置１１ｂでは、第２線状リブ形成用の他のノズル部を用いて、Ｙ方向に並ぶ分断位置を横断しつつリブ要素８１１の長手方向に直交する方向に伸びる複数の第２線状リブ（図１５中に符号８２を付して二点鎖線にて示す。）が基板９ａ上に形成される（ステップＳ１４）。このとき、リブ形成装置１１ｂでは、硬化部４３により基板９ａ上に吐出された直後のリブ形成材料が硬化される。このようにして、基板９ａ上に好ましい断面形状を有する格子状のリブが形成される。

以上に説明したように、図１３のリブ形成装置１１ｂを有するリブパターン形成システムでは、基板９ａの上面９１ａに形成された線状部９０２のパターンをマスク部として利用して光照射部６４３からの照射光が下面９１ｂ側から基板９ａ上のリブ形成材料に照射される。これにより、基板９ａ上のリブ形成材料に照射光を照射する際に、マスク部の当接等によりリブパターンに不具合が生じることを確実に防止することができる。また、ノズル部４２１の複数の吐出口４２２からのリブ形成材料の吐出と並行して、光照射部６４３がノズル部４２１に続いて基板９ａに対して相対的に移動することにより、リブ形成材料を基板９ａ上に吐出された直後に硬化させることができ、ノズル部４２１を用いた格子状のリブの形成に適したリブパターンを精度よく形成することができる。なお、基板９ａでは、線状部９０２が誘電体層９０３上に紫外線を遮蔽する黒色の材料等にて形成されてもよい。

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。

図４の光照射装置１２および図１２のリブ形成装置１１ａでは、基板９上の複数の第１線状リブ８１の全体を覆うマスク部６５が用いられるが、リブ要素８１１の形成に影響が無いのであるならば、例えば、第１線状リブ８１の端部は必ずしもマスク部６５に覆われてなくてもよい。すなわち、光照射装置１２では、基板９上の複数の第１線状リブ８１のほぼ全体に亘って広がるマスク部６５を介して基板９上のリブ形成材料に照射光を照射するものであればよい。なお、図１４の基板９ａにおいても、マスク部として利用される線状部９０２は、基板９上の複数の第１線状リブ８１のほぼ全体に亘って広がっていると捉えられる。

現像装置１３は、必ずしも基板９に向けて現像液を吐出する方式のものである必要はなく、例えば、所定の容器内に現像液が貯溜され、基板９を現像液中に浸漬することにより現像を行うものであってもよい。

上記実施の形態におけるリブの形状およびピッチは一例であり、画素がより高精細に配列される平面表示装置では、例えば、第１線状リブのピッチは４８０μｍとされ、第２線状リブのピッチは１６０μｍとされる。また、線状リブの幅は、好ましくは５０μｍ以上２００μｍ以下とされ、リブパターン形成システムでは、このような微細なリブパターンであっても、容易に形成することが可能である。

リブパターン形成システムにて用いられる光硬化性のリブ形成材料は、紫外線以外の波長帯の光に対する硬化性を有するものであってもよい。この場合、光照射部６４３および硬化部４３から出射される光は当該波長帯を含むものとされる。また、リブ形成材料は、低軟化点ガラスフリットを含むものが好ましいが、リブが形成される基板の用途によっては、他の材料を用いることも可能である。

図１２のリブ形成装置１１ａおよび図１３のリブ形成装置１１ｂでは、上側板部材２０１において照射光が通過する部分に開口が設けられることにより、基板９，９ａの外縁部のみが上側板部材２０１にて保持されてもよく、この場合、上側板部材２０１は必ずしも照射光に対して透過性を有する必要はない。

リブ形成装置では、ステージ部上の基板９がノズル部４２１（および光照射部６４３）に対してＹ方向に移動するが、ノズル部４２１が基板９に対してＹ方向に移動してもよい。すなわち、リブ形成装置におけるノズル部４２１の基板９に対するＹ方向への移動は、相対的なものであればよい。図４の光照射装置１２においても同様である。

図１２および図１３のリブ形成装置１１ａ，１１ｂにおける線状リブの形成対象の基板は光照射部６４３からの出射光に対して透過性を有するもの（ガラス以外に、プラスチック等であってもよい。）とされるが、リブパターン形成システムにおいて図２のリブ形成装置１１を利用する場合には、セラミックや金属等、様々な材料にて形成される基板を処理対象とすることが可能である。

リブパターン形成システムの構成を示す図である。 リブ形成装置の構成を示す図である。 ノズル部の先端近傍を拡大して示す図である。 光照射装置の構成を示す図である。 基板上に格子状のリブを形成する動作の流れを示す図である。 形成途上の第１線状リブの断面図である。 基板上の複数の第１線状リブを示す図である。 マスク部および基板を重ねて示す図である。 現像後の基板を示す図である。 第２線状リブの形成を説明するための図である。 基板上の格子状のリブを示す図である。 他の例に係るリブ形成装置を示す図である。 さらに他の例に係るリブ形成装置の一部を示す図である。 基板を示す平面図である。 基板を示す断面図である。

符号の説明

１ リブパターン形成システム
８ リブパターン
９，９ａ 基板
１１，１１ａ，１１ｂ リブ形成装置
１２ 光照射装置
１３ 現像装置
６５ マスク部
８０ リブ形成材料
８１ 第１線状リブ
９１ａ 上面
９１ｂ 下面
４２１ ノズル部
４２２ 吐出口
６４３ 光照射部
６５１ 遮光部
８１２ 非照射部位
９０２ 線状部
Ｓ１１〜Ｓ１３ ステップ

Claims (8)

1. 基板上にリブパターンを形成するリブパターン形成システムであって、
   ノズル部の複数の吐出口から光硬化性を有するペースト状のリブ形成材料を基板の一の主面上に吐出しつつ、前記複数の吐出口を前記一の主面に沿う移動方向に前記基板に対して相対的に移動することにより前記基板上に前記移動方向に伸びる複数のリブを形成するリブ形成装置と、
   前記複数のリブのほぼ全体に亘って広がるマスク部を介して前記基板上のリブ形成材料に照射光を照射する光照射装置と、
   前記複数のリブにおいて前記マスク部の遮光部に対応する前記照射光の非照射部位を処理液により除去し、前記複数のリブのそれぞれを前記非照射部位の位置にて分断することにより、リブパターンを形成する現像装置と、
   を備えることを特徴とするリブパターン形成システム。
2. 請求項１に記載のリブパターン形成システムであって、
   前記基板が前記照射光に対して透過性を有し、
   前記光照射装置が、前記基板の他の主面側に設けられる前記マスク部を介して前記照射光を前記基板上のリブ形成材料に照射することを特徴とするリブパターン形成システム。
3. 請求項１に記載のリブパターン形成システムであって、
   前記基板が前記照射光に対して透過性を有し、
   前記光照射装置が、前記基板の前記一の主面に形成されたパターンを前記マスク部として利用して前記照射光を前記基板の他の主面側から前記基板上のリブ形成材料に照射することを特徴とするリブパターン形成システム。
4. 請求項２または３に記載のリブパターン形成システムであって、
   前記光照射装置が、前記リブ形成装置にて保持される前記基板の前記他の主面側に設けられた光照射部を有し、
   前記リブ形成装置における前記複数の吐出口からの前記リブ形成材料の吐出と並行して、前記光照射部が、前記移動方向に関して前記複数の吐出口と一定の距離を保ちつつ前記移動方向に前記基板に対して相対的に移動することを特徴とするリブパターン形成システム。
5. 基板上にリブパターンを形成するリブパターン形成方法であって、
   ａ）ノズル部の複数の吐出口から光硬化性を有するペースト状のリブ形成材料を基板の一の主面上に吐出しつつ、前記複数の吐出口を前記一の主面に沿う移動方向に前記基板に対して相対的に移動することにより前記基板上に前記移動方向に伸びる複数のリブを形成する工程と、
   ｂ）前記複数のリブのほぼ全体に亘って広がるマスク部を介して前記基板上のリブ形成材料に照射光を照射する工程と、
   ｃ）前記複数のリブにおいて前記マスク部の遮光部に対応する前記照射光の非照射部位を処理液により除去し、前記複数のリブのそれぞれを前記非照射部位の位置にて分断することにより、リブパターンを形成する工程と、
   を備えることを特徴とするリブパターン形成方法。
6. 請求項５に記載のリブパターン形成方法であって、
   前記基板が前記照射光に対して透過性を有し、
   前記ｂ）工程において、前記基板の他の主面側に設けられる前記マスク部を介して前記照射光が前記基板上のリブ形成材料に照射されることを特徴とするリブパターン形成方法。
7. 請求項５に記載のリブパターン形成方法であって、
   前記基板が前記照射光に対して透過性を有し、
   前記ｂ）工程において、前記基板の前記一の主面に形成されたパターンを前記マスク部として利用して前記照射光が前記基板の他の主面側から前記基板上のリブ形成材料に照射されることを特徴とするリブパターン形成方法。
8. 請求項６または７に記載のリブパターン形成方法であって、
   前記ｂ）工程が、前記ａ）工程と並行して行われ、
   前記ｂ）工程において、前記照射光を出射する光照射部が、前記基板の前記他の主面側にて前記移動方向に関して前記複数の吐出口と一定の距離を保ちつつ前記移動方向に前記基板に対して相対的に移動することを特徴とするリブパターン形成方法。

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