JP2008123924A - Pattern forming apparatus and pattern forming method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、基板上に配列された複数の線状のパターン要素にて構成されるパターンを形成する技術に関する。 The present invention relates to a technique for forming a pattern composed of a plurality of linear pattern elements arranged on a substrate.
近年、プラズマ表示装置、有機EL表示装置、電界放出表示装置等の表示装置の製造において、樹脂成分を含む流動性材料(以下、「パターン形成材料」という。)を複数の吐出口を有するノズルから連続的に吐出して、所定のパターンを基板上に形成する技術が提案されている。例えば、特許文献1では、複数の吐出口から隔壁材料を吐出しつつ背面板を移動し、吐出直後の隔壁材料に光を照射して硬化を促進することにより、背面板上に高品質で高精度の隔壁を形成する技術が開示されている。
In recent years, in the manufacture of display devices such as plasma display devices, organic EL display devices, and field emission display devices, a fluid material containing a resin component (hereinafter referred to as “pattern forming material”) is used from a nozzle having a plurality of discharge ports. There has been proposed a technique for continuously discharging and forming a predetermined pattern on a substrate. For example, in
なお、流動性材料の連続的な吐出によるパターン形成ではないが、液晶等の表示装置のカラーフィルタを製造する方法として、特許文献2では、ガラス基板に対して各ノズルから複数の液滴重量の液滴をランダムに飛ばすことにより、R(赤)G(緑)B(青)の3色のムラを防止する方法が開示されている。
パターン形成材料を複数の吐出口から吐出することにより、パターンを構成する複数の線状かつリブ状の要素(以下、各線状の要素を「パターン要素」という。)を等ピッチで配列形成する場合、均一なパターンを得るためにパターン要素は全て同一断面形状とされることが求められる。 When a plurality of linear and rib-shaped elements constituting a pattern (hereinafter, each linear element is referred to as a “pattern element”) are arranged at an equal pitch by discharging a pattern forming material from a plurality of discharge ports. In order to obtain a uniform pattern, all the pattern elements are required to have the same cross-sectional shape.
ところが、例えば、機械加工の際に生じる吐出口の加工誤差、パターン形成材料中の微粒子成分の分散ムラによる濡れ性の変化、および、吐出口付近のわずかな汚れによる表面特性の違い等により、各吐出口から完全に同様にパターン形成材料を吐出することは困難である。さらに、これらの原因によるパターン要素の断面形状の違いは、パターン形成の開始時から終了時まで続いてしまう。その結果、パターン要素の太さの違いにより、目視においても容易に認識されるような筋状のムラが現れてしまう。 However, due to, for example, processing errors of the discharge port that occur during machining, changes in wettability due to uneven dispersion of fine particle components in the pattern forming material, and differences in surface characteristics due to slight dirt near the discharge port, etc. It is difficult to completely discharge the pattern forming material from the discharge port in the same manner. Further, the difference in the cross-sectional shape of the pattern elements due to these causes continues from the start to the end of pattern formation. As a result, streaky irregularities that can be easily recognized visually appear due to differences in the thickness of the pattern elements.
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、流動性材料であるパターン形成材料を複数の吐出口から連続的に吐出して基板上に複数のパターン要素の配列であるパターンを形成する際に、パターンに生じるムラを抑制することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above problems, and when a pattern forming material that is a fluid material is continuously discharged from a plurality of discharge ports to form a pattern that is an array of a plurality of pattern elements on a substrate. Another object is to suppress unevenness in the pattern.
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、温度変化により粘度が変化するパターン形成材料を複数の吐出口から吐出するノズル部と、前記ノズル部からパターン形成材料が吐出される間に、前記ノズル部を基板に沿う移動方向に前記基板に対して相対的かつ連続的に移動することにより、前記移動方向に垂直な方向に関して等ピッチにて配列された線状の複数のパターン要素にて構成されるパターンを前記基板上に形成する移動機構と、前記複数の吐出口から吐出されるパターン形成材料の温度を不規則に変更する温度変更部とを備える。
The invention according to
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、前記温度変更部が、前記複数の吐出口または所定個おきの吐出口のそれぞれから吐出されるパターン形成材料の温度を他の吐出口から吐出されるパターン形成材料から独立して不規則に変更する。
Invention of Claim 2 is the pattern formation apparatus of
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、前記温度変更部が、パターン形成材料を加熱する発熱素子を備える。 A third aspect of the present invention is the pattern forming apparatus according to the first or second aspect, wherein the temperature changing unit includes a heating element that heats the pattern forming material.
請求項4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、前記温度変更部が、パターン形成材料の温度を変更するペルチェ素子を備える。 A fourth aspect of the present invention is the pattern forming apparatus according to the first or second aspect, wherein the temperature changing section includes a Peltier element that changes the temperature of the pattern forming material.
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、前記温度変更部によるパターン形成材料の温度の変動幅が、0.1℃以上2.5℃以下である。 A fifth aspect of the present invention is the pattern forming apparatus according to any one of the first to fourth aspects, wherein a fluctuation range of the temperature of the pattern forming material by the temperature changing unit is 0.1 ° C. or more and 2.5. It is below ℃.
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パターン形成装置であって、前記複数の吐出口から吐出された直後のパターン形成材料に光を照射する光照射部をさらに備え、前記パターン形成材料が光硬化性を有する。 A sixth aspect of the present invention is the pattern forming apparatus according to any one of the first to fifth aspects, wherein the light irradiation unit that irradiates light to the pattern forming material immediately after being discharged from the plurality of discharge ports. Furthermore, the said pattern formation material has photocurability.
請求項7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、a)複数の吐出口を有するノズル部に温度変化により粘度が変化するパターン形成材料を供給して前記複数の吐出口から基板上に前記パターン形成材料を吐出する工程と、b)前記a)工程と並行して、前記ノズル部を前記基板に沿う移動方向に前記基板に対して相対的かつ連続的に移動することにより、前記移動方向に垂直な方向に関して等ピッチにて配列された線状の複数のパターン要素にて構成されるパターンを前記基板上に形成する工程と、c)前記a)工程と並行して、前記複数の吐出口から吐出される前記パターン形成材料の温度を不規則に変更する工程とを備える。 The invention according to claim 7 is a pattern forming method for forming a pattern on a substrate, and a) supplying a pattern forming material whose viscosity is changed by a temperature change to a nozzle portion having a plurality of discharge ports. A step of discharging the pattern forming material onto the substrate from the discharge port of b), and b) in parallel with the step a), the nozzle portion is moved relative to the substrate in the moving direction along the substrate. A step of forming on the substrate a pattern composed of a plurality of linear pattern elements arranged at an equal pitch with respect to a direction perpendicular to the moving direction; c) the step a) And a step of irregularly changing the temperature of the pattern forming material discharged from the plurality of discharge ports.
本発明によれば、基板上に形成されるパターンに生じるムラを抑制することができる。請求項2の発明では、吐出口間においてパターン形成材料の温度が不規則に変更されることによりムラの発生を効果的に抑制することができる。請求項3の発明では、容易にパターン形成材料の温度変更が可能であり、請求項4の発明では、パターン形成材料の温度変更をより自在に行うことができる。 According to the present invention, unevenness that occurs in a pattern formed on a substrate can be suppressed. In the invention of claim 2, the occurrence of unevenness can be effectively suppressed by irregularly changing the temperature of the pattern forming material between the discharge ports. In the invention of claim 3, the temperature of the pattern forming material can be easily changed, and in the invention of claim 4, the temperature of the pattern forming material can be changed more freely.
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9」という。)上にストライプ状のパターンを形成する装置であり、パターンは線状かつリブ状の要素であるパターン要素が等ピッチにて配列されたものとなっている。パターンは複数の吐出口から、粘度が数万〜数十万MPa・秒である比較的高粘度のペースト状のパターン形成材料を連続的に吐出することにより形成され、他の工程を経てプラズマ表示装置のリブや電界放出表示装置のスペーサ等となることにより、基板9が平面表示装置の組立部品であるパネルとなる。
FIG. 1 is a diagram showing a
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部20が図1中に示すY方向である移動方向に移動可能とされる。基台11にはステージ部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。
In the
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。)。
The stage moving mechanism 2 has a structure in which a
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。
The head moving mechanism 3 includes a
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光照射部43を有し、吐出部42および光照射部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、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、温度変化により粘度が変化する材料となっている。吐出部42の下部には、X方向に配列された複数の吐出口を有するノズル部5が着脱可能に設けられる。
The head unit 4 includes a
ノズル部5は供給管441を介して高圧のエアを供給するエア供給部442に接続される。パターン形成材料はエア供給部442からのエアによる圧力を利用してノズル部5へと供給される。
The
光照射部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は紫外線である光を出射する光源433(例えば、キセノンランプ)、および、光源ユニット432からの光の出射のON/OFFを制御するシャッタ434を備える。光源433からの光は、光ファイバ431により光照射部43へと導かれ、ノズル部5の(−Y)側において光照射部43から基板9に向かって出射され、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。
The
ステージ移動機構2のモータ21、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8に接続され、これらの構成が制御部8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上へのパターンの形成が行われる。
The
図2は、ノズル部5の先端部近傍を拡大して示す図である。ノズル先端部51は内部に流路511を有し、先端にはノズル部5の相対移動方向に垂直な方向に(すなわち、紙面に垂直な方向に)配列された複数の吐出口512が設けられ、吐出口512は基板9に極めて近接した状態とされる。パターン形成材料91は、ノズル部5の移動に合わせて複数の吐出口512からガラス基板9の主面に対して傾斜して吐出される。吐出直後のパターン形成材料91には光照射部43から紫外線が照射され、これにより、光硬化性を有するパターン形成材料91はほぼ吐出直後の形状にて硬化する。
FIG. 2 is an enlarged view showing the vicinity of the tip of the
図3はノズル部5の断面図であり、吐出口512の配列方向(図1中のX方向)に垂直な断面を示す。ノズル部5はノズル先端部51、ノズル先端部51を上下から挟持する第1保持部材52および第2保持部材53、並びに、第1保持部材52と第2保持部材53とを互いに近づく方向に付勢する付勢部54を備える。ノズル先端部51は、図3の上下方向である積層方向に積層した(重ね合わせた)3つの板状部材である第1先端部55、第2先端部56および第3先端部57を備える。
FIG. 3 is a cross-sectional view of the
図4は図3中の矢印Aの位置における第1先端部55の底面図(すなわち、第2先端部56側から見た図)であり、図3の左側が図4の下側に対応する。第1先端部55は下面にパターン形成材料91の流路となる凹部551を有し、凹部551には第1先端部55を貫通する開口552が設けられる。開口552はパターン形成材料91の流入口であり、第1保持部材52内の流路に連絡する(図3参照)。凹部551はパターン形成材料91の流路であるとともにパターン形成材料91に与えられる圧力を均一にする役割も果たす。なお、第1先端部55は金属にて安価に製作される。
4 is a bottom view of the
第2先端部56は、図3に示すように第1先端部55に当接するスペーサ561、第3先端部57およびスペーサ561の間に挟まれるフィルム状の回路基板562、および、回路基板562の下側に取り付けられる発熱素子であるヒータ563を備える。スペーサ561は熱伝導性の低い部材にて形成され、ヒータ563はニクロム等の発熱体を絶縁用樹脂にて覆った構造を有する。図3では、スペーサ561および回路基板562の厚さを実際よりも厚く描いている(図10参照)。
As shown in FIG. 3, the
図5は図3中の矢印Bの位置におけるスペーサ561の底面図であり、図6は図3中の矢印Cの位置における回路基板562の底面図である。スペーサ561および回路基板562は同じ大きさの細長い開口5661,5662を有し、重ね合わされることにより、図3に示す第2先端部56の開口566となる。
FIG. 5 is a bottom view of the
図6に示すように回路基板562には吐出口512(図3参照)に対応して複数の電極71が等ピッチにてX方向に配列して形成されており、電極71よりも吐出口512側にX方向に伸びる共通電極72が設けられる。
As shown in FIG. 6, a plurality of
図7は回路基板562にヒータ563が実装される様子を示す拡大して示す図であり、平行斜線を付して1つの電極71および共通電極72を示している。図7ではヒータ563の実装位置を破線にて示しており、各ヒータ563は1つの電極71および共通電極72に接続される。複数の電極71は第1先端部56を貫通する複数の配線を介して外部電源(例えば、制御部8に設けられる。)にそれぞれ接続され、共通電極72も第1先端部56を貫通する接地された配線に接続される。
FIG. 7 is an enlarged view showing a state in which the
図8は図3中の矢印Dの位置における第3先端部57の平面図である。第3先端部57は、図3および図8に示すように細長い凹部571を有し、凹部571からノズル先端部51の先端(図8の下方)に向かって多数の溝572が形成される。なお、実際には図8に示す数よりも多くの溝572が設けられる。複数の溝572は図3に示す吐出口512にそれぞれ対応して形成されており、第3先端部57と第2先端部56とが重ね合わされることにより、第1ないし第3先端部55〜57の積層方向に垂直な方向に配列された多数の吐出口512が形成される。
FIG. 8 is a plan view of the
溝572自体は、吐出口512近傍の流路(図2の流路511に対応する。)となり、図3に示すように、第1先端部55の凹部551、第2先端部56の開口566、並びに、第3先端部57の凹部571および溝572が開口552から吐出口512へとパターン形成材料91を導く流路となる。以下の説明では、溝572を流路572とも呼ぶ。なお、第3先端部57は耐摩耗性が求められるとともに高精度な微細加工が施されることからセラミック部材とされる。
The
図9はパターン形成装置1によるパターン形成の流れを説明する図である。パターン形成では、まず、図1に示すステージ移動機構2により基板9が(−Y)方向へと移動することにより、ノズル部5が基板9の主面に沿って、例えば、5mm/秒にて相対的に(+Y)方向に移動を開始し(ステップS11)、ノズル部5が基板9上の吐出開始位置に到達すると、エア供給部442が能動化され、パターン形成材料91の吐出が開始される(ステップS12)。また、吐出の開始とほぼ同時に、複数の電極71と共通電極72との間に電圧が与えられ、ヒータ563が発熱する。
FIG. 9 is a diagram for explaining the flow of pattern formation by the
図10は、吐出口512近傍における流路572に平行な断面を示す図である。パターン形成材料91が吐出される際には、回路基板562の電極71に所定の電位が0.5〜1秒前後のランダムな時間だけ与えられ、ヒータ563が通電されて発熱する。既述のようにスペーサ561は熱伝導性の低い材料で形成されており、ヒータ563近傍を通過するパターン形成材料91がヒータ563により効率よく加熱され、パターン形成材料91の温度が上昇する。その後、ヒータ563の通電が停止されると、ヒータ563の熱は流れるパターン形成材料91に数百μ秒ないし数秒で奪われ、ヒータ563の温度は速やかに周囲と同様となる。そして、ヒータ563の温度が十分に低下するランダムな時間だけ経過した後にヒータ563に再度通電が行われる。以上の動作が繰り返されることにより、吐出口512から吐出されるパターン形成材料91の温度が不規則に変化する(ステップS13)。
FIG. 10 is a view showing a cross section parallel to the
以上の加熱動作は、複数の吐出口512に対応して設けられた複数のヒータ563にて行われ、各吐出口512から吐出されるパターン形成材料91の温度が他の吐出口512から吐出されるパターン形成材料91から独立して不規則に変更される。このように、パターン形成装置1では、ヒータ563、回路基板562および外部の電源が、各吐出口512(すなわち、各チャンネル)から吐出されるパターン形成材料91の温度を不規則に変更する温度変更部としての役割を果たす。
The above heating operation is performed by a plurality of
図11は、基板9上にパターン93が形成される様子を示す平面図である。ノズル部5からパターン形成材料91が連続的に吐出される間に、ノズル部5が基板9に沿う移動方向に基板9に対して相対的かつ連続的に移動することにより、各吐出口512からパターン形成材料91が線状に吐出され、既述のようにパターン形成材料91は、吐出直後に光が照射されて硬化する。これにより、ノズル部5の移動方向に垂直な方向に等ピッチにて配列された線状かつリブ状のパターン要素92にて構成されるパターン93が基板9上に形成される。
FIG. 11 is a plan view showing how the
そして、ノズル部5からパターン形成材料91が吐出される間に、ヒータ563の不規則な発熱によりパターン形成材料91の温度が不規則に変更され、これにより、パターン形成材料91は粘度が数百MPa・秒程度変動する。その結果、吐出直後のパターン形成材料91が表面張力や重力等の影響により基板9上で広がる様子に変化が生じ(すなわち、パターン形成材料91のダレ方が変化し)、各パターン要素92の幅および高さ(すなわち、走査方向に垂直な方向におけるパターン要素92の広がり)が移動方向に関して吐出口512毎に不規則に変化する。
Then, while the
以上の動作が継続され、ノズル部5が基板9上の吐出停止位置まで到達すると、パターン形成材料91の温度の変更および吐出が停止され(ステップS14,S15)、さらに、ノズル部5の基板9に対する相対移動も停止される(ステップS16)。これにより、複数のパターン要素92にて構成されるパターン93が基板9のY方向のほぼ全域に亘って形成される。換言すると、ステップS11からステップS16に至るノズル部5を基板9に対して相対的に移動する工程と並行して、ステップS12からステップS15に至るパターン形成材料91をノズル部5から吐出する工程が実行され、これにより、パターン93が基板9上に形成され、さらに、パターン形成の工程と並行して、ステップS13とステップS14との間において、ヒータ563等を有する温度変更部によりパターン形成材料91の温度が不規則に変更され、パターン形成材料91が吐出される各位置において、基板9上での広がり方が不規則に変更される。
When the above operation is continued and the
その後、ノズル部5はヘッド移動機構3により副走査方向(X方向)に移動し(ステップS17,S18)、基板9が初期位置に戻され、さらに、ステップS11〜S16が繰り返されることにより既に形成されたパターンに隣接して新たなパターンが形成される。そして、ノズル部5の主走査によるパターンの形成およびノズル部5の副走査が必要回数繰り返されることにより(ステップS17,S18)、基板9のほぼ全体に不規則に断面積が微小変化するパターン要素92にて構成されるパターンが形成される。
After that, the
以上のように、パターン形成装置1では各パターン要素の幅や高さが不規則に変更されるため、ストライプ状のパターンに生じるムラを抑制することができる。また、各吐出口512から吐出されるパターン形成材料91の温度が他の吐出口512から独立して不規則に変更されることにより、パターンに生じるムラを効果的に抑制することができる。さらに、ヒータ563を用いることにより、容易にパターン形成材料91の温度を変更することができる。
As described above, in the
なお、パターン形成材料91の特性や吐出速度にもよるが、パターン形成材料91の温度の変動幅(すなわち、最大の変動量)は、パターンのムラの抑制、および、パターン要素92のピッチ(数百μmとされる。)を考慮して、0.1℃以上2.5℃以下とされることが好ましい(以下の他の実施の形態においても同様。)。より好ましくは、変動幅は0.1℃以上0.2℃以下とされる。また、温度変動によりパターン要素92の幅が(±)1ないし(±)5%程度変化することが好ましい。
Note that, depending on the characteristics of the
パターン形成材料91の単位長さ当たりの粘度の変動は、パターン要素92のピッチの1ないし100倍(好ましくは5ないし10倍)に1回ピーク(極大または極小)が現れるように制御されることが好ましく、例えば、パターン要素92のピッチが0.3mmの場合に、2〜3mmの間に極大または極小が1回現れるように制御される(以下の他の実施の形態においても同様)。なお、図11ではパターン要素92の変動の様子を強調して描いている。
The variation of the viscosity per unit length of the
図12は第2の実施の形態に係るノズル先端部51を拡大して示す断面図である。ノズル先端部51は図10に示す第2先端部56の構造を変更したものであり、図12に示す第2先端部56aは、第1先端部55側から順に、スペーサ561、スペーサ561に貼付された回路基板562、回路基板562上に実装されたペルチェ素子563a、ペルチェ素子563aを覆い、流路572に接する樹脂製のフィルム564、および、ペルチェ素子563aの吐出口512側において回路基板562とフィルム564との間に設けられる樹脂565を備える。ペルチェ素子563aによる加熱および/または吸熱を効率よく行うために、スペーサ561は熱伝導性の高い材料にて形成される。フィルム564としては絶縁性および耐薬性を有するものが採用され、ペルチェ素子563aの保護に利用される。なお、回路基板562は図10に示すノズル先端部51と同様に図示省略の外部電源に接続される。
FIG. 12 is an enlarged cross-sectional view of the
第2の実施の形態に係るパターン形成装置の動作は、パターン形成材料91の温度を変化させるためにペルチェ素子563aが利用されるという点を除いて図9と同様である。ただし、ペルチェ素子563aは第1の実施の形態のヒータ563と同様に発熱のみを行ってもよく、回路基板562上の共通電極72に対する電極71の電位の正負を反転することにより吸熱が行われてもよく、発熱および吸熱が行われてもよい。
The operation of the pattern forming apparatus according to the second embodiment is the same as that of FIG. 9 except that the
例えば、パターン形成材料91の粘度が温度上昇に従って急激に低下する場合は、ペルチェ素子563aによる吸熱により、パターン形成材料91の温度変更が行われる。また、パターン形成材料91の温度変更を速やかに行う必要がある場合は、発熱後に速やかに吸熱が行われ、吸熱後に速やかに発熱が行われる。そして、第1の実施の形態と同様に、複数の吐出口512に対応して設けられた複数のペルチェ素子563aにより、各吐出口512の近傍においてパターン形成材料91の温度が他の吐出口512に至る流路572から独立して不規則に変更される。第2の実施の形態に係るパターン形成装置では、ペルチェ素子563a、回路基板562および外部の電源が、各吐出口512から吐出されるパターン形成材料91の温度を不規則に変更する温度変更部としての役割を果たす。
For example, when the viscosity of the
以上のように、ノズル部5から吐出されるパターン形成材料91の温度変更はペルチェ素子563aにより実現されてもよく、パターン形成材料91の温度変更により第1の実施の形態と同様にパターン要素92の広がりを不規則に変化させることができ、パターンに生じるムラを抑制することができる。さらに、複数のペルチェ素子563aを複数の吐出口512に対応して設けてパターン形成材料91の温度を各吐出口512で独立して不規則に変更することにより、ムラがさらに抑制される。また、ペルチェ素子563aは発熱だけでなく吸熱も可能であるため、パターン形成材料91の特性や周辺温度に応じて、温度変更をより自在に行うことができる。
As described above, the temperature change of the
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されず様々な変形が可能である。例えば、パターン形成装置にて形成されるパターンは格子状のものとされてもよい。図13は格子状のパターン93aの一部を示す図であり、図14は図13中の矢印Eの位置におけるパターン93aの縦断面図である。格子状のパターン93aが形成される際には、まず、ストライプ状の複数のパターン要素92aにより構成されるパターンが基板9上に形成され、その後、ノズル部5が吐出口512のピッチが異なるものへと変更され、基板9の向きを90度変更してパターン要素92aの上に複数のパターン要素92bにより構成されるパターンが形成される。そして、パターン93aが焼成されることにより、例えば、プラズマ表示装置用のリブとされる。パターン要素92a,92bが形成される際にも、上記第1および第2の実施の形態と同様に、温度変更によりパターン形成材料91の粘度が時間の経過と共に微小に変更され、ムラの発生が抑制される。なお、格子状のパターンの場合、上記の粘度の微小変動技術を利用することにより、ムラの発生をより効果的に抑制することができる。
Although the embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above embodiment and can be variously modified. For example, the pattern formed by the pattern forming apparatus may be a lattice pattern. FIG. 13 is a view showing a part of the
上記実施の形態において全ての吐出口512近傍において流路572を流れるパターン形成材料91の温度が変化する必要はなく、所定個おきの(1または複数の)微細な流路572において温度変更が行われてもよい。換言すれば、温度変更機能を備えない流路572と温度変更が行われる1以上の流路572とが交互に配列されてもよい。例えば2、3個の流路にてパターン形成材料91の温度が固定とされ、隣接する1または数個の流路においてパターン形成材料91の温度が一括して変更されてもよい。この場合においても、一括して温度変更が行われる吐出口512と他の一括して温度変更が行われる吐出口512とが互いに独立して制御されることが好ましい。より好ましくは、所定個おきの吐出口512のそれぞれから吐出されるパターン形成材料91の温度が他の吐出口512から吐出されるパターン形成材料91から独立して不規則に変更される。また、吐出口512の全体のうち、30%以上(さらに好ましくは、50%以上)においてパターン形成材料91の温度変更が行われることが好ましい。
In the above embodiment, the temperature of the
上記実施の形態において、ヒータ563やペルチェ素子563aは吐出口512毎に配置される必要はなく、全ての吐出口512に共通のヒータやペルチェ素子が設けられて、全ての吐出口512から吐出されるパターン形成材料91の温度が一括して変更されてもよい。この場合、ヒータやペルチェ素子は図3に示すノズル部5の吐出口512の配列方向(X方向)に伸びる細長い形状とされる。また、スペーサ561に凹部および配線を設け、この凹部にヒータやペルチェ素子が埋め込まれてもよい。
In the above embodiment, the
上記実施の形態では基板9がノズル部5に対して移動するが、ノズル部5が基板9に対して移動してもよい。
In the above embodiment, the
上記実施の形態に係るパターン形成装置は、プラズマ表示装置や電界放出表示装置以外の他の表示装置の基板のパターン形成に利用されてもよく、さらには、表示装置以外に利用されるガラス基板、回路基板、セラミック基板、半導体基板等にパターンを形成する場合に利用されてもよい。また、パターン形成材料91は吐出直後に光にて硬化されるものには限定されず、パターン形成後に焼成が行われないものであってもよい。
The pattern forming apparatus according to the above embodiment may be used for pattern formation of a substrate of a display device other than the plasma display device or the field emission display device, and further, a glass substrate used for other than the display device, You may utilize when forming a pattern in a circuit board, a ceramic substrate, a semiconductor substrate, etc. Further, the
1 パターン形成装置
2 ステージ移動機構
5 ノズル部
9 基板
43 光照射部
91 パターン形成材料
92,92a,92b パターン要素
93,93a パターン
512 吐出口
562 回路基板
563 ヒータ
563a ペルチェ素子
S11〜S16 ステップ
DESCRIPTION OF
Claims (7)
温度変化により粘度が変化するパターン形成材料を複数の吐出口から吐出するノズル部と、
前記ノズル部からパターン形成材料が吐出される間に、前記ノズル部を基板に沿う移動方向に前記基板に対して相対的かつ連続的に移動することにより、前記移動方向に垂直な方向に関して等ピッチにて配列された線状の複数のパターン要素にて構成されるパターンを前記基板上に形成する移動機構と、
前記複数の吐出口から吐出されるパターン形成材料の温度を不規則に変更する温度変更部と、
を備えることを特徴とするパターン形成装置。 A pattern forming apparatus for forming a pattern on a substrate,
A nozzle part for discharging a pattern forming material whose viscosity changes due to a temperature change from a plurality of discharge ports;
While the pattern forming material is discharged from the nozzle portion, the nozzle portion is moved relative to the substrate in the moving direction along the substrate, so that the pitch is equal to the direction perpendicular to the moving direction. A moving mechanism for forming a pattern composed of a plurality of linear pattern elements arranged on the substrate,
A temperature changing unit for irregularly changing the temperature of the pattern forming material discharged from the plurality of discharge ports;
A pattern forming apparatus comprising:
前記温度変更部が、前記複数の吐出口または所定個おきの吐出口のそれぞれから吐出されるパターン形成材料の温度を他の吐出口から吐出されるパターン形成材料から独立して不規則に変更することを特徴とするパターン形成装置。 The pattern forming apparatus according to claim 1,
The temperature changing unit irregularly changes the temperature of the pattern forming material discharged from each of the plurality of discharge ports or every predetermined number of discharge ports independently of the pattern forming material discharged from the other discharge ports. A pattern forming apparatus.
前記温度変更部が、パターン形成材料を加熱する発熱素子を備えることを特徴とするパターン形成装置。 The pattern forming apparatus according to claim 1 or 2,
The said temperature change part is provided with the heat generating element which heats pattern formation material, The pattern formation apparatus characterized by the above-mentioned.
前記温度変更部が、パターン形成材料の温度を変更するペルチェ素子を備えることを特徴とするパターン形成装置。 The pattern forming apparatus according to claim 1 or 2,
The said temperature change part is provided with the Peltier device which changes the temperature of pattern formation material, The pattern formation apparatus characterized by the above-mentioned.
前記温度変更部によるパターン形成材料の温度の変動幅が、0.1℃以上2.5℃以下であることを特徴とするパターン形成装置。 The pattern forming apparatus according to any one of claims 1 to 4,
The pattern forming apparatus is characterized in that a fluctuation range of the temperature of the pattern forming material by the temperature changing unit is 0.1 ° C. or more and 2.5 ° C. or less.
前記複数の吐出口から吐出された直後のパターン形成材料に光を照射する光照射部をさらに備え、
前記パターン形成材料が光硬化性を有することを特徴とするパターン形成装置。 The pattern forming apparatus according to any one of claims 1 to 5,
A light irradiation part for irradiating light to the pattern forming material immediately after being discharged from the plurality of discharge ports;
The pattern forming apparatus, wherein the pattern forming material has photocurability.
a)複数の吐出口を有するノズル部に温度変化により粘度が変化するパターン形成材料を供給して前記複数の吐出口から基板上に前記パターン形成材料を吐出する工程と、
b)前記a)工程と並行して、前記ノズル部を前記基板に沿う移動方向に前記基板に対して相対的かつ連続的に移動することにより、前記移動方向に垂直な方向に関して等ピッチにて配列された線状の複数のパターン要素にて構成されるパターンを前記基板上に形成する工程と、
c)前記a)工程と並行して、前記複数の吐出口から吐出される前記パターン形成材料の温度を不規則に変更する工程と、
を備えることを特徴とするパターン形成方法。 A pattern forming method for forming a pattern on a substrate,
a) supplying a pattern forming material whose viscosity changes due to temperature change to a nozzle portion having a plurality of discharge ports, and discharging the pattern forming material onto the substrate from the plurality of discharge ports;
b) In parallel with the step a), the nozzle part is moved relative to the substrate in the moving direction along the substrate, and at a constant pitch with respect to the direction perpendicular to the moving direction. Forming a pattern composed of a plurality of linear pattern elements arranged on the substrate;
c) a step of irregularly changing the temperature of the pattern forming material discharged from the plurality of discharge ports in parallel with the step a);
A pattern forming method comprising:
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