KR100747016B1 - 패턴형성방법 및 패턴형성장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 패턴형성방법 및 패턴형성장치에 관한 것이다.
패턴형성장치는 복수의 토출구로부터 패턴형성재료를 기판(9)의 주면을 향하여 토출하는 토출부(41)를 갖고, 스테이지 이동기구(2)에 의해 기판(9)의 주면을 따르는 방향으로 토출구(41)가 기판(9)에 대하여 상대적으로 이동함으로써, 기판(9)상에 복수의 선상패턴요소가 형성된다. 선상패턴요소의 형성시에 있어서, 토출구 이동기구(44)에 의해 복수의 토출구의 기판(9)에 대한 상대적인 이동속도가 주기적으로 변경되고, 각 선상패턴요소(91)에 있어서 선상패턴요소(91)가 뻗는 방향에 대하여 수직한 방향으로 넓어지는 복수의 마디부가 형성된다. 이에 의해, 패턴형성재료를 복수의 토출구로부터 토출하면서 기판(9)상에 격자형상에 가까운 패턴을 적절하게 형성하는 것이 실현된다.
패턴형성방법, 플라즈마 표시장치, 격자형상, 패턴

Description

패턴형성방법 및 패턴형성장치{PATTERN FORMING METHOD AND PATTERN FORMING APPARATUS}
도 1은 패턴형성장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 토출부의 근방을 나타내는 도면이다.
도 3은 노즐의 선단 근방을 나타내는 확대도이다.
도 4는 기판상에 패턴을 형성하는 동작의 흐름을 나타내는 도면이다.
도 5는 기판에 대한 토출구의 상대적인 이동속도의 변화 및 지지부에 대한 토출구의 위치의 변화를 나타내는 도면이다.
도 6은 기판상의 복수의 선상(線狀)패턴요소을 나타내는 평면도이다.
도 7은 선상패턴요소을 나타내는 종단면도이다.
도 8은 스트라이프형상의 선상패턴요소을 나타내는 평면도이다.
도 9는 다이어프램부의 구성을 나타내는 도면이다.
도 10은 기판상에 패턴을 형성하는 동작의 흐름을 나타내는 도면이다.
도 11은 기판상의 복수의 선상패턴요소을 나타내는 평면도이다.
도 12는 조사강도변경부를 나타내는 도면이다.
도 13은 기판상에 패턴을 형성하는 동작의 흐름을 나타내는 도면이다.
＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞
1 : 패턴형성장치
2 : 스테이지 이동 기구
6 : 제어부
9 : 기판
41 : 토출부
44 : 토출구 이동기구
45 : 다이어프램부
54 : 조사강도변경부
91 : 선상패턴요소
92 : 마디부
412 : 토출구
413 보호부
S11 , S12, S14, S21, S31 : 단계
본 발명은 기판상에 패턴을 형성하는 기술에 관한 것이다.
종래부터, 플라즈마 표시장치용 패널의 격벽 패턴을 형성하는 방법으로서, 샌드 블라스트법(포토리소그래피(photolithography)법이라고도 불린다.), 스크린 인쇄법, 리프트 오프법 등이 알려져 있다. 그러나, 이들의 방법은 번잡하여, 생산 비용을 증가시키는 요인이 되고 있다.
그래서, 최근, 특허문헌1에 개시되어 있는 바와 같이 미세한 토출구를 갖는 노즐로부터 광경화성 수지를 포함하는 페이스트상(狀)의 패턴형성재료를 토출하여 기판상에 스트라이프 형상의 패턴을 형성한 후에, 자외선의 조사에 의해 패턴형성재료를 경화시키는 방법이 제안되어 있다. 상기 특허문헌1의 방법에 의하면, 패턴의 형성공정을 간소화하고, 또한, 패턴형성재료의 이용율을 향상시킴으로써, 패널의 생산비용을 줄일 수 있다
한편, 특허문헌2에서는, 노즐로부터 패턴형성재료를 토출하여 기판상에 패턴을 형성하는 패턴형성장치에 있어서, 기판의 이동방향에 수직한 방향으로 노즐을 요동시키는 요동기구를 설치함으로써, 기판상에 주기적인 파형의 패턴을 형성하는 방법이 개시되어 있다.
[특허문헌1] 일본국 특개2002-184303호 공보
[특허문헌2] 일본국 특개2003-187694호 공보
그런데, 플라즈마 표시장치용 패널의 경우, 기판상의 격벽 패턴은 통상, 스트라이프 형상 또는 격자형상으로 된다. 스트라이프 형상의 격벽은 구조가 단순하기 때문에 제조가 용이하고, 발광에 이용되는 가스를 각 셀(cell, 발광 영역)에 부여할 때에 셀 내의 배기(排氣)를 단시간에 행할 수 있다는 장점이 있는 반면, 비발광 영역이 필요하게 되거나, 격자형상의 격벽과 비교하여 한 개의 셀에 있어서 형광체의 표면적이 작아지기 때문에, 플라즈마 표시장치의 휘도를 향상하기 위하여는 격자형상의 격벽 패널이 유리하다. 그러나, 특허문헌1의 방법에서는, 스트라이프 형상의 패턴은 용이하게 형성할 수 있지만, 격자형상의 패턴의 형성은 곤란하다.
본 발명은 기판상에 패턴을 형성하는 패턴형성방법에 관한 것이다. 본 발명은 패턴형성재료를 복수의 토출구로부터 토출하면서 기판상에 격자형상에 가까운 패턴을 적절하게 형성하는 것을 목적으로 한다.
패턴형성방법은 a) 기판의 주면(主面)을 향하여 복수의 토출구로부터 패턴형성재료를 토출하는 공정과, b) 상기 a)공정에 병행하여, 상기 주면을 따르는 소정의 방향으로 상기 복수의 토출구를 상기 기판에 대하여 상대적으로 이동함으로써, 각각이 상기 소정의 방향으로 뻗는 복수의 선상(線狀)패턴요소를 형성하는 공정과, c) 상기 b)공정에 병행하여, 상기 복수의 선상패턴요소의 각각에 있어서 상기 소정의 방향에 대하여 수직한 방향으로 넓어지는 복수의 마디부를 형성하는 공정을 구비하되, 상기 c)공정에서는 상기 복수의 선상패턴요소에 있어서 상기 소정의 방향에 대하여 수직한 방향으로 늘어서는 복수의 마디부가 상기 복수의 선상패턴요소의 형성시에 일정 시간마다 거의 동시에 형성된다.
본 발명에 의하면, 패턴형성재료를 복수의 토출구로부터 토출하면서 기판상에 격자형상에 가까운 패턴을 적절하게 형성할 수 있다.
본 발명의 하나의 바람직한 실시형태에서는, 상기 a) 공정에 있어서, 상기 복수의 토출구의 각각으로부터의 상기 패턴형성재료의 토출속도가 일정하게 되고, 상기 c) 공정에 있어서, 상기 복수의 토출구의 상기 기판에 대한 상대적인 이동속도가 주기적으로 변경됨으로써, 상기 복수의 토출구의 상기 이동속도에 대한 상기 패턴형성재료의 상기 토출속도의 비율이 변경되어 상기 복수의 마디부가 용이하게 형성된다.
본 발명의 다른 바람직한 실시형태에서는, 상기 b) 공정에 있어서, 상기 복수의 토출구의 상기 이동속도가 일정하게 되고, 상기 c) 공정에 있어서, 상기 패턴형성재료의 상기 토출속도가 주기적으로 변경됨으로써, 상기 복수의 토출구의 상기 이동속도에 대한 상기 패턴형성재료의 상기 토출속도의 비율이 변경되어 상기 복수의 마디부가 용이하게 형성된다.
본 발명의 또 다른 바람직한 실시형태에서는, 상기 패턴형성재료가 광경화성 수지를 포함하고, 상기 c) 공정에 있어서, 상기 기판상에 토출된 상기 패턴형성재료에 대한 광조사(光照射)의 온/오프가 제어됨으로써, 상기 기판상에 토출된 직후의 상기 패턴형성재료에 대한 광의 조사강도(照射强度)가 주기적으로 변경되어 상기 복수의 마디부가 용이하게 형성된다.
본 발명은 기판상에 패턴을 형성하는 패턴형성장치에도 관련되어 있다.
본 발명의 상기한 목적과 다른 목적, 특징, 양상 및 이점들은 첨부한 도면을 참조하여 이하의 상세한 설명으로부터 더욱 명백하게 될 것이다.
도 1은 본 발명의 제1 실시형태에 의한 패턴형성장치(1)의 구성을 나타내는 도면이다. 패턴형성장치(1)는 플라즈마 표시장치용 유리기판(이하,「기판」이라고 함, 9)상에 복수의 격벽(리브)에 상당하는 패턴을 형성하는 장치이고, 패턴이 형성된 기판(9)은 다른 공정을 통하여 플라즈마 표시장치의 조립부품인 패널(통상, 리 어 패널)로 된다.
패턴형성장치(1)에서는, 기대(基台, 11)상에 스테이지 이동기구(2)가 설치되어, 스테이지 이동기구(2)에 의해 기판(9)을 지지하는 스테이지(20)가 기판(9)의 주면을 따라 도 1 중에 표시하는 Y방향으로 이동가능하게 된다. 기대(11)에는 스테이지(20)를 걸쳐 넘도록 하여 프레임(frame, 12)이 고정되고, 프레임(12)에는 헤드부(head, 3)가 설치되어 있다.
스테이지 이동기구(2)는 모터(21)에 볼 나사(ball screw, 22)가 접속되고, 또한, 스테이지(20)에 고정된 너트(23)가 볼 나사(22)에 설치된 구조로 되어 있다. 볼 나사(22)의 윗쪽에는 가이드 레일(24)이 고정되어, 모터(21)가 회전하면, 너트(23)와 함께 스테이지(20)가 가이드 레일(24)을 따라 Y방향으로 미끄러지게 이동한다.
헤드부(3)는 광경화성 수지(본 실시형태에서는 자외선경화성 수지)을 포함하는 페이스트(paste)상의 패턴형성재료를 기판(9)의 (+Z)측의 주면(主面, 이하,「상면」이라고도 함)을 향하여 토출하는 토출부(41) 및 토출된 패턴형성재료를 향하여 자외선을 출사하는 광출사부(光出謝部, 51)를 구비한다. 토출부(41) 및 광출사부(51)는 지지부(32)에 설치되고, 지지부(32)는 베이스(base, 31)를 통하여 프레임(12)에 고정된다. 한편, 패턴형성재료에 함유되는 광경화성 수지는 자외선경화성 수지 이외라도 좋고, 이 경우, 광출사부(51)로부터 나오는 광도 광경화성 수지에 맞춘 파장의 광으로 된다.
토출부(41)에는, 패턴형성재료를 공급하는 공급관(42)이 설치되고, 공급관 (42)은 재료공급부(43)에 접속된다. 한편, 패턴형성재료는 주성분으로 되는 저연화점 유리 프리트(glass frit)에 광경화성 수지를 혼합한 것이며, 그 외, 용제나 첨가제 등도 함유하고 있다. 광출사부(51)는 광섬유(52)를 통하여 자외선을 발생하는 광원 유닛(53)에 접속된다.
도 2는 토출부(41)의 근방을 나타내는 도면이며, (-X)측으로부터 (+X)방향을 향하여 토출부(41)를 바라본 모양을 도시하고 있다. 도 2에 도시하는 바와 같이 토출부(41)의 하부에는 선단에 기판(9)의 이동방향에 수직한 X방향으로 늘어서는 복수의 토출구를 갖는 노즐(411)이 설치된다. 또한, 토출부(41)에는 X방향에 평행한 축을 중심으로 토출부(41)를 미소하게 회동하는 토출구 이동기구(44)가 설치된다. 토출구 이동기구(44)는 도시하지 않은 모터에 설치된 캠(441)을 갖고, 토출부(41)에 고정되는 지지봉(442)의 선단에 설치된 롤러(443)가 캠(441)의 외주에 접촉한다. 토출부(41)에는 롤러(443)를 캠(441)측(즉、（＋Y)측)으로 가압하는 가압기구(444)가 더 설치되어, 캠(441)이 회전함으로써 롤러(443)가 Y방향으로 이동하여 토출부(41)가 X방향에 평행한 회전축(445)을 중심으로 하여 미소하게 회동하고, 노즐(411)의 선단의 복수의 토출구가 Y방향으로 미소하게 이동한다. 한편, 토출구 이동기구(44)에 의한 토출부(41)의 회동은 근소하기 때문에, 노즐(411)의 선단이 기판(9)에 접촉하는 일은 없다.
도 3은 패턴형성 도중에서 노즐(411)의 선단 근방을 나타내는 확대도이다. 도 3에 도시하는 바와 같이 노즐(411)의 선단에는 X방향으로 배열된 복수의 토출구(412, 단, 도 3에서는 한 개의 토출구(412)만이 도시되어 있음)가 형성되어, 토출 구(412)로부터 패턴형성재료가 토출된다. 노즐(411)에는, 복수의 토출구(412)의 위쪽((+Z)측)에 있어서 토출구(412)의 근방으로부터 (-Y)측으로 돌출하는 돌출부(413)가 더 설치되고, 돌출부(413)는 토출구(412)로부터 토출되는 기판(9)상의 패턴형성재료의 상부에 접촉한다. 또한, 토출구(412)로부터 토출된 패턴형성재료에 광출사부(51)로부터 출사되는 광이 조사되도록 광출사부(51)는 노즐(411)로부터 (-Y)측으로 벗어나서 배치되어 있다.
도 1에 도시하는 바와 같이 패턴형성장치(1)에서는, 스테이지 이동기구(2), 재료공급부(43), 토출구 이동기구(44) 및 광원 유닛(53)이 제어부(6)에 접속되어 있어, 이들의 구성이 제어부(6)로 제어됨으로써, 기판(9)상에 복수의 격벽 패턴이 배열 형성된다.
도 4는 패턴형성장치(1)가 기판상에 패턴을 형성하는 동작의 흐름을 나타내는 도면이다. 패턴형성장치(1)에서는, 먼저, 도 1에 도시하는 제어부(6)에 의해 스테이지 이동기구(2)가 제어되어, 기판(9)이 스테이지(20)와 함께 도 1 중에 이점 쇄선으로 표시하는 위치로부터 (-Y)방향으로 이동을 시작한다(단계 S11). 토출부(41)의 노즐(411)이 기판(9)상의 패턴형성의 시점(始点) 위에 도달하면, 복수의 토출구(412)의 각각으로부터 패턴형성재료의 토출이 개시된다(단계 S12). 이때, 각 토출구(412)로부터의 패턴형성재료의 단위 시간당의 토출속도는 일정하게 된다. 그리고, 광원 유닛(53)에 설치된 셔터(shutter, 도시하지 않음)가 개방되어, 기판(9)상에 토출된 직후의 패턴형성재료에 대한 광출사부(51)에 의한 광(자외선)의 조사가 개시된다(단계 S13).
이와 같이, 패턴형성장치(1)에서는, 토출부(41)로부터의 패턴형성재료의 토출과 병행하여, 기판(9)의 상면을 따라 (+Y)방향으로 토출부(41)를 기판(9)에 대하여 상대적으로 이동함으로써(스캔함으로써), 도 3에 도시하는 바와 같이 복수의 선상패턴요소(linear pattern element, 91, 즉 복수의 연속패턴요소로서, 도 3에서는 한 개의 선상패턴요소(91)만이 도시되어 있음)가 기판(9)의 (-Y)측으로부터 (+Y)방향을 향하여 순차적으로 형성된다. 또한, 기판(9)상에 토출된 직후의 선상패턴요소(패턴형성재료)은 광출사부(51)로부터 광을 받아서 경화한다.
패턴형성장치(1)에서는 기판(9)의 이동에 병행하여, 도 2의 토출구 이동기구(44)에 의해 토출부(41)가 캠(441)의 외형에 따라 근소하게 회동하고, 도 5의 하단에 도시하는 바와 같이 헤드부(3)의 지지부(32)에 대한 복수의 토출구(412)의 Y방향(기판(9)에 대한 상대적인 이동방향)에 관한 위치가 변위된다. 따라서, 스테이지 이동기구(2)에 의해 일정한 속도 V1으로 연속적으로 이동하는 기판(9)에 대한 복수의 토출구(412)의 상대적인 이동속도도, 도 5의 상단에 도시하는 바와 같이 주기적으로 변경된다(단계 S14). 한편, 도 5의 상단에 나타내는 기판(9)에 대한 토출구(412)의 상대적인 이동속도는, 두 종류의 사인(sin)곡선을 합친 것과 같은 파형으로 되어 있다.
본 실시형태에서는, 도 5의 상단에 나타내는 복수의 토출구(412)의 기판(9)에 대한 상대적인 이동속도의 최대값 V2은 매초 4mm로 되고, 이때의 각 토출구(412)로부터의 패턴형성재료의 토출속도가 (-Y)측으로부터 (+Y)방향을 향하여 본 경우의 토출구(412)의 면적(즉, 토출구(412)의 ZX평면에 평행한 면에 대한 투영 면 적)과 상대 이동속도 V2를 곱하여 얻은 양에 대략 같아지도록 토출부(41)내에서 패턴형성재료의 압력이 조정된다. 전술한 바와 같이, 토출구(412)로부터의 패턴형성재료의 토출속도는 일정하게 되기 때문에, 토출구(412)의 기판(9)에 대한 상대적인 이동속도가 V2보다 작은 동안은, 기판(9)상에 토출된 패턴형성재료는 돌출부(413)에 의해 일정한 높이로 제한되면서 이동방향에 수직한 X방향으로 넓어지고, 상대 이동속도의 최소값 V3의 시점(時点)에서 X방향으로 넓어지는 폭이 최대로 된다.
바꾸어 말하면, 복수의 토출구(412)의 기판(9)에 대한 상대적인 이동속도에 대한 각 토출구(412)로부터의 패턴형성재료의 토출속도의 비율이 변경되고(즉, 복수의 토출구(412)의 기판(9)에 대한 상대적인 이동거리에 대한 각 토출구(412)로부터의 패턴형성재료의 토출량의 비율이 변경되고), 이에 의해, 도 6에 도시하는 바와 같이, 복수의 선상패턴요소(91)의 각각에 있어서, 각각이 기판(9)의 이동방향에 대하여 수직한 방향(X방향)으로 넓어지는 복수의 마디부(92)가 Y방향으로 일정한 피치로 형성된다. 복수의 선상패턴요소(91)에 있어서 거의 동시에 형성되는 복수의 마디부(92)는 Y방향의 거의 같은 위치에 존재하기(즉, X방향으로 늘어서기) 때문에, 토출부(41)의 기판(9)에 대한 일 회의 상대적인 이동에 의해 기판(9)상에 격자형상에 가까운 패턴이 형성된다. 이때, 토출구(412)의 기판(9)에 대한 상대적인 이동속도의 변화의 주기는, 마디부(92)가 Y방향으로 피치 약 840㎛로 존재하도록 조정된다. 한편, 선상패턴요소(91)의 X방향의 피치는 복수의 토출구(412)의 X방향의 피치와 같고, 약 280㎛로 된다.
도 7은 도 6 중의 화살표 Ⅶ-Ⅶ의 위치에서의 선상패턴요소(91)의 종단면도 이다. 토출구(412)의 기판(9)에 대한 상대적인 이동속도가 V2로 될 때에 형성되는 선상패턴요소(91)의 단면(도 6 중의 화살표 Ⅶ-Ⅶ의 위치에서의 단면)의 형상은, 도 7에 도시하는 바와 같이 (-Y)측으로부터 (+Y)방향을 향하여 본 경우의 토출구(412)의 개구 형상에 거의 근사한 사다리꼴로 되고, 이 단면에서의 평균적인 폭은 약 90㎛로 된다. 또한, 선상패턴요소(91)에 있어서 마디부(92)의 최대의 폭은 약 200㎛로 되고, 이 위치에 있어서 X방향으로 서로 인접하는 두 개의 마디부(92) 사이에는, 약 40㎛ 폭의 간격이 설치된다. 또한, 기판(9)상에 형성되는 선상패턴요소(91)의 높이는 약 150㎛로서 대략 일정하게 된다. 한편, 선상패턴요소(91)의 폭, 높이, 피치, 마디부(92)의 폭, Y방향의 피치 등의 패턴의 기하학적 형상은 적당히 변경되어도 좋고, 형성되는 소망의 패턴에 맞춰서 복수의 토출구(412)의 기판(9)에 대한 상대적인 이동속도의 최대값 V2 및 최소값 V3 등의 제조 파라미터나 토출구(412)의 형상 등이 변경된다.
토출부(41)의 토출구(412)가 기판(9)상의 패턴형성의 종점 위에 도달하면, 패턴형성재료의 토출이 정지된다(단계 S15). 종점 근방의 패턴형성재료를 경화시키기 위하여 기판(9)은 이동을 더 속행하고, 그 후, 스테이지(20)의 이동이 정지되어(단계 S16), 광의 출사가 정지되어 패턴형성장치(1)에 의한 선상패턴요소(91)의 형성이 종료한다(단계 S17).
선상패턴요소(91)의 형성이 종료하면, 기판(9)이 패턴형성장치(1)로부터 반출되고, 그 밖의 장치에 의해, 기판(9)상의 선상패턴요소(91)이 소성(燒成)되어(예컨대, 약 550도에서 10분간 소성함), 패턴형성재료 중의 유기물(수지성분)이 제거 됨과 아울러 저연화점 유리 프리트가 융착된다.
선상패턴요소(91, 격벽)의 소성이 완료하면, 격자형상에 가까운 격벽에 의해 형성된 기판(9, 즉, 플라즈마 표시장치의 리어 패널(rear panel))상의 복수의 구획에 형광층이 형성되고, 그 후 플라즈마 표시장치의 프론트 패널(front panel)인 한 개의 유리기판이 격벽을 끼워서 기판(9)에 설치된다. 프론트 패널의 설치에 있어서는, 먼저, 기판(9)의 격벽의 프론트 패널에 접촉하는 부위(즉, 선상패턴요소(91)의 꼭대기부) 및 프론트 패널의 대응하는 부위에 접착제로 되는 저연화점 글래스층이 형성된다. 그리고, 양쪽 패널의 위치맞춤이 행해져서 임시 고정된 후에 양쪽 패널에 소성 처리가 실시되어 고착된다.
기판(9)과 프론트 패널의 사이의 공간은 격자형상에 가까운 격벽에 의해 복수의 방전영역(즉, 셀)으로 구획된다. Y 방향에 있어서 인접하는 방전영역에서는, X방향으로 인접하는 두 개의 마디부(92)사이의 간격에 의해 서로 연결되어 있고, 이 간격을 통하여 각 영역으로부터 공기가 배기되어 크세논(Xe) 등의 가스가 봉입된다. 플라즈마 표시장치에서는, 각 방전영역에 개별적으로 전압이 인가됨으로써 개별적으로 플라즈마 방전이 행하여져 자외선이 발생하고, 각 방전영역내에 형성된 형광층에 자외선이 입사함으로써 가시광이 발생한다. 플라즈마 표시장치에서는, 복수의 방전영역의 각각이 한 개의 화소에 상당한다. 한편, X방향으로 인접하는 두 개의 마디부(92) 사이의 간격의 크기는, 한 개의 방전영역에 있어서 발생한 플라즈마가 인접하는 방전영역으로 이동하는 일이 없도록, 소정의 크기 이하로 된다.
이상과 같이 패턴형성장치(1)에서는, 토출부(41)의 복수의 토출구(412)로부 터 패턴형성재료를 토출하면서, 토출구 이동기구(44)가 복수의 토출구(412)의 기판(9)에 대한 상대적인 이동 속도를 주기적으로 변경하여 마디부 형성부로서의 동작을 행함으로써, 복수의 선상패턴요소(91)의 형성시에, 선상패턴요소(91)가 뻗는 방향에 수직한 방향으로 넓어지는 복수의 마디부(92)가 일정 시간마다 복수의 선상패턴요소(91)에 있어서 거의 동시에 형성된다. 이에 의해, 패턴형성재료를 복수의 토출구(412)로부터 토출하면서 복수의 마디부(92)를 용이하게 형성하여 기판(9)상에 격자형상에 가까운 패턴을 적절하게 형성할 수 있다.
여기에서, 도 6과 대비하기 위하여 도 8에 도시하는 스트라이프 형상의 선상패턴요소(99)에서는, 발광에 이용되는 가스를 각 셀에 부여할 때에 셀내의 배기를 단시간에 행할 수 있지만, 큰 비발광 영역이 필요하게 되거나, 격자형상의 격벽과 비교하여 한 개의 셀에서의 형광체의 표면적이 작아지기 때문에, 플라즈마 표시장치의 휘도를 향상하는 것이 곤란하다.
이에 대하여, 도 1의 패턴형성장치(1)로 형성되는 복수의 선상패턴요소(91)에서는, X방향으로 인접하는 두 개의 마디부(92) 사이의 간격을 이용하여 셀내의 배기를 단시간에 행할 수 있음과 아울러, 마디부(92)를 이용하여 스트라이프 형상의 선상패턴요소(99)보다 형광체의 표면적의 비율을 크게 하는 것이 가능하게 되어, 고휘도의 플라즈마 표시장치를 실현할 수 있다.
또한, 토출부(41)에 있어서 토출구(412)로부터 토출되는 기판(9)상의 패턴형성재료의 상부에 접촉하는 돌출부(413)가 설치된다. 복수의 선상패턴요소(91)의 높이를 제한하는 부재인 돌출부(413)에 의해, 기판(9)상에 형성되는 선상패턴요소 (91)를 일정한 높이 이하로 하여 패턴형성재료가 위쪽으로 융기하는 것이 방지되어, 마디부(92)를 확실하게 형성할 수 있다.
도 9는 본 발명의 제2 실시형태에 의한 패턴형성장치에 있어서 설치되는 다이아프램부(45)의 구성을 도시하는 도면이다. 도 9의 다이어프램부(45)는 도 1의 재료공급부(43)와 토출부(41)의 사이의 공급관(42)에 설치된다. 본 실시형태에서의 패턴형성장치에서는 토출구 이동기구(44)는 생략된다. 다이어프램부(45)는 일단이 공급관(42)에 접속됨과 아울러 타단측이 막혀진 벨로즈(bellose, 451)를 갖고, 벨로즈(451)의 타단측은 압출기구(452)에 접속되어 벨로즈(451)가 신축된다. 이에 의해, 각 토출구(412)로부터의 단위 시간당의 패턴형성재료의 토출속도가 변경된다.
도 10은 제2 실시형태에 의한 패턴형성장치가 기판상에 패턴을 형성하는 동작의 흐름을 도시하는 도면으로서, 도 4의 단계 S14에 대신하여 행하여지는 처리만을 나타내고 있다. 도 9의 다이어프램부(45)가 설치된 패턴형성장치에서는, 기판(9)의 이동, 패턴형성재료의 토출 및 패턴형성재료에 대한 광의 조사가 개시되면(도 4 : 단계 S11∼S13), 이들의 동작에 병행하여, 다이어프램부(45)가 벨로즈(451)를 주기적으로 신축시킨다.
구체적으로는, 다이어프램부(45)가 벨로즈(451)를 급격하게 줄임으로써, 공급관(42)내의 패턴형성재료의 압력을 순간적으로 높히면서 토출구(412)로부터의 패턴형성재료의 토출속도를 일시적으로 증대시키고, 이어서 벨로즈(451)를 조금씩 늘림으로써, 공급관(42)내의 패턴형성재료의 압력을 낮은 상태로 일정하게 하여 토출 구(412)로부터 일정한 토출속도로 패턴형성재료를 토출시킨다. 다이어프램부(45)에서는, 상기 동작이 일정한 주기로 반복됨으로써, 복수의 토출구(412)로부터의 패턴형성재료의 토출속도가 주기적으로 변경된다(단계 S21).
이때, 스테이지 이동기구(2)에 의한 기판(9)의 이동속도가 일정하게 되기 때문에, 복수의 토출구(412)의 기판(9)에 대한 상대적인 이동속도에 대한 각 토출구(412)로부터의 패턴형성재료의 토출속도의 비율이 변경된다. 이에 의해, 도 11에 도시하는 바와 같이 복수의 선상패턴요소(91)의 각각에 있어서 돌출부(413)에 의해 높이가 제한되면서, 기판(9)의 이동방향에 대하여 수직한 방향(X방향)으로 넓어지는 복수의 마디부(92)가 Y방향으로 일정한 피치로 형성된다. 복수의 선상패턴요소(91)에 있어서 거의 동시에 형성되는 복수의 마디부(92)는 Y방향의 거의 같은 위치에 존재하기 때문에, 기판(9)상에 격자형상에 가까운 패턴이 형성된다. 도 11의 선상패턴요소(91)에서는 도 6의 선상패턴요소(91)와 달리, 마디부(92) 이외의 부위의 폭이 대략 일정하게 된다.
마디부(92)의 형성이 주기적으로 행하여지면서 토출부(41)의 토출구(412)가 기판(9)상의 패턴형성의 종점 위에 도달하면, 패턴형성재료의 토출이 정지되고(도 4 : 단계 S15), 이어서, 스테이지(20)의 이동 및 광의 출사가 정지되어 패턴형성장치에 의한 선상패턴요소(91)의 형성이 종료한다(단계 S16, S17).
이상과 같이 도 9의 다이어프램부(45)을 갖는 패턴형성장치에서는, 토출부(41)의 복수의 토출구(412)로부터 패턴형성재료를 토출하면서, 다이어프램부(45)에 의해 각각 토출구(412)로부터의 패턴형성재료의 토출속도를 주기적으로 변경하는 마디부 형성부로서의 동작이 행하여진다. 이에 의해, 패턴형성재료를 복수의 토출구(412)로부터 토출하면서 복수의 마디부(92)를 용이하게 형성하여 기판(9)상에 격자형상에 가까운 패턴을 적절하게 형성할 수 있다.
그 다음으로, 본 발명의 제3 실시형태에 의한 패턴형성장치에 대하여 설명을 한다. 본 실시형태에서는, 도 12에 도시하는 바와 같이 광원 유닛(53)과 광출사부(51)의 사이에, 고속으로 개폐가능한 셔터를 갖는 조사강도변경부(54)가 설치된다.
도 13은 제3 실시형태에 의한 패턴형성장치가 기판상에 패턴을 형성하는 동작의 흐름을 도시하는 도면으로서, 도 4의 단계 S14에 대신하여 행하여지는 처리만을 나타내고 있다. 도 12의 조사강도변경부(54)가 설치된 패턴형성장치에서는, 기판(9)의 이동, 패턴형성재료의 토출 및 패턴형성재료에 대한 광의 조사가 개시되면(도 4 : 단계 S11∼S13), 이들의 동작에 병행하여, 기판(9)상에 토출된 직후의 패턴형성재료에 대한 광의 조사강도(또는, 조사량)이 주기적으로 변경된다(단계 S31).
구체적으로는, 조사강도변경부(54)가 주기적으로 셔터를 단시간만 닫음으로써, 광원 유닛(53)으로부터 광출사부(51)를 통하여 패턴형성재료에 조사되는 광이 일시적으로 차단된다. 따라서, 조사강도변경부(54)가 셔터를 개방하고 있는 사이에는, 기판(9)상에 토출된 직후의 패턴형성재료에 광이 조사되어, 선상패턴요소(91)가 돌출부(413)에 의해 높이가 제한되면서 소정의 폭으로 형성되고, 조사강도변경부(54)가 셔터를 닫고 있는 사이에는, 기판(9)상에 토출된 직후의 패턴형성재료에 광이 조사되지 않고, 패턴형성재료가 중력에 무너져 기판(9)의 이동방향에 대 략 수직한 방향(즉, X방향)으로 넓어진다. 그 후, 셔터가 개방됨으로써, 이 부분에도 광이 조사되어 선상패턴요소(91)에 있어서 그 밖의 부위에 비교하여 높이가 낮은 마디부(92)가 형성된다.
이와 같이, 패턴형성재료에 대한 광의 조사의 온/오프가 조사강도변경부(54)에 의해 제어되고, 도 11과 마찬가지로 복수의 선상패턴요소(91)에 있어서 X방향으로 늘어서는 마디부(92)가 복수의 선상패턴요소(91)의 형성시에 일정시간 마다 거의 동시에 형성된다. 그리고, 기판(9)의 전체에 선상패턴요소(91)가 형성되면, 기판(9)의 이동, 패턴형성재료의 토출 및 광의 조사가 정지되어, 패턴형성장치에 의한 선상패턴요소(91)의 형성이 종료한다(도 4 : 단계 S15∼S17).
이상과 같이 도 12의 조사강도변경부(54)를 갖는 패턴형성장치에서는, 토출부(41)의 복수의 토출구(412)로부터 패턴형성재료를 토출하면서, 조사강도변경부(54)가 기판(9)상에 토출된 직후의 패턴형성재료에 대한 광의 조사강도를 주기적으로 변경하는 마디부 형성부로서의 동작을 행한다. 이에 의해, 패턴형성재료를 복수의 토출구(412)로부터 토출하면서 복수의 마디부(92)를 용이하게 형성하여 기판(9)상에 격자형상에 가까운 패턴을 적절하게 형성할 수 있다. 한편, 광원 유닛(53)에 설치된 셔터가 고속으로 개폐가능한 경우에는, 조사강도변경부(54)에 대신하여 그 셔터를 이용하여 패턴형성재료에 대한 광의 조사의 온/오프가 제어되어도 좋다.
또한, 조사강도변경부(54)에 셔터에 대신하여 회전하는 광량변경필터를 설치함으로써, 패턴형성재료에 대한 광의 조사강도가 주기적으로 변경되어도 좋다. 또 한, 패턴형성재료의 점성이 비교적 높은 경우 등에는, 광출사부(51)와 기판(9)상의 패턴형성재료의 사이에 마스크가 설치되고, 광원 유닛(53)으로부터 일정한 주기로 펄스 광이 출사됨으로써, 기판(9)상의 패턴형성재료에 있어서 마디부(92)에 대응하는 부위 이외에 광이 조사되어도 좋다. 이에 의해, 실질적으로 조사강도변경부(54)와 마찬가지의 패턴형성재료에 대한 광의 조사가 실현된다. 한편, 선상패턴요소(91)에 복수의 마디부(92)를 더욱 용이하게 형성하려면, 기판(9)상에 토출된 패턴형성재료에 대하여 광의 조사의 온/오프 제어만이 행하여지는 것이 바람직하다.
이상, 본 발명의 실시형태에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되지는 않고, 여러가지의 변형이 가능하다.
상기 제1 실시형태에 있어서, 토출구 이동기구(44)는 반드시 토출부(41)를 회동하는 캠기구로 될 필요는 없고, 예컨대, 토출부(41)가 평행 이동하는 기구로 되어도 좋다. 또한, 토출구 이동기구(44)가 생략되고, 제어부(6)가 스테이지 이동기구(2)에 의한 기판(9)의 이동속도를 주기적으로 변경함으로써, 각 선상패턴요소(91)에 있어서 복수의 마디부(92)를 일정한 피치로 형성하면서, 복수의 선상패턴요소(91)에 있어서 거의 동시에 형성되는 복수의 마디부(92)가 거의 같은 위치에 형성되어도 좋다.
상기 제2 실시형태에 있어서, 다이어프램부(45)는 벨로즈를 갖는 것 이외라도 좋다. 또한, 기판(9)상에 형성하는 선상패턴요소(91)의 정밀도에 따라서는, 패턴형성재료의 토출에 이용되는 재료공급부(43)의 펌프를 제어함으로써, 각 토출구(412)로부터의 패턴형성재료의 토출속도가 주기적으로 변경되어도 좋다.
상기 실시형태에서는, X방향으로 서로 인접하는 두 개의 마디부(92)의 사이에 간격이 설치됨으로써, 발광에 이용되는 가스를 각 셀에 부여할 때의 셀내의 배기가 효율적으로 행하여지지만, 이 플라즈마 표시장치용의 유리기판(9)에 있어서 마디부(92)의 높이가 낮아지는 등에 의해, 셀내의 배기에 지장이 생기지 않을 경우에는 두 개의 마디부(92) 사이에 간격이 설치되지 않아도 좋다.
패턴형성장치에서는, 기판(9)이 고정되어, 토출부(41)만이 Y방향으로 이동함으로써, 토출부(41)의 기판(9)에 대한 상대이동이 행하여져도 좋다. 또한, 한 개의 기판(9)상에 형성해야 할 선상패턴요소(91)의 개수가 토출부(41)의 토출구(412)의 개수보다 많을 경우에는, 헤드부(3)를 기판(9)에 대하여 X방향으로 상대적으로 이동하는 기구가 설치되어 선상패턴요소(91)의 형성이 반복된다.
패턴형성장치는, 유기EL표시장치나 액정표시장치 등의 다른 종류의 평면표시장치(평판 디스플레이)에서의 격벽이나 다른 패턴의 형성에 이용되어도 좋다. 또한, 기판(9)도 유리기판에 한정되지 않고, 수지기판이나 반도체기판 등이라도 좋다.
이상, 본 발명에 대하여 상세하게 설명하였으나, 상기 설명은 그 어느 것도 예시한 것에 불과하고 한정되는 것은 아니다. 따라서, 본 발명의 범위로부터 벗어남이 없이 여러가지의 수정 및 변경을 행할 수 있는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명에 의하면, 패턴형성재료를 복수의 토출구로부터 토출하면서 기판상에 격자형상에 가까운 패턴을 적절하게 형성할 수 있다.

Claims (14)

  1. 기판상에 패턴을 형성하는 패턴형성방법에 있어서,
    a) 기판의 주면(主面)을 향하여 복수의 토출구로부터 패턴형성재료를 토출하는 공정과,
    b) 상기 a)공정에 병행하여, 상기 주면에 평행한 이동방향으로 상기 복수의 토출구를 상기 기판에 대하여 상대적으로 이동함으로써, 각각이 상기 이동방향으로 뻗는 복수의 선상패턴요소를 형성하는 공정과,
    c) 상기 b)공정에 병행하여, 상기 복수의 선상패턴요소의 각각에 있어서 상기 이동방향에 대하여 수직한 방향으로 넓어지는 복수의 마디부를 형성하는 공정을 구비하되,
    상기 c)공정에서는 상기 복수의 선상패턴요소에 있어서 상기 이동방향에 대하여 수직한 방향으로 늘어서는 복수의 마디부가 상기 복수의 선상패턴요소의 형성시에 일정 시간마다 거의 동시에 형성되는 것을 특징으로 하는 패턴형성방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 c)공정에 있어서, 상기 복수의 토출구의 상기 기판에 대한 상대적인 이동속도에 대한 상기 복수의 토출구의 각각으로부터의 상기 패턴형성재료의 토출속도의 비율을 변경함으로써, 상기 복수의 마디부가 형성되는 것을 특징으로 하는 패턴형성방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 a)공정에 있어서, 상기 패턴형성재료의 상기 토출속도가 일정하게 되고, 상기 c)공정에 있어서, 상기 복수의 토출구의 상기 이동속도가 주기적으로 변경되는 것을 특징으로 하는 패턴형성방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 b)공정에 있어서, 상기 복수의 토출구의 상기 이동속도가 일정하게 되고, 상기 c)공정에 있어서, 상기 패턴형성재료의 상기 토출속도가 주기적으로 변경되는 것을 특징으로 하는 패턴형성방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 패턴형성재료가 광경화성 수지를 포함하고, 상기 c)공정에 있어서, 상기 기판상에 토출된 직후의 상기 패턴형성재료에 대한 광의 조사강도가 주기적으로 변경되는 것을 특징으로 하는 패턴형성방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 c)공정에 있어서, 상기 기판상에 토출된 상기 패턴형성재료에 대한 광의 조사의 온/오프를 제어함으로써, 상기 광의 조사강도가 주기적으로 변경되는 것을 특징으로 하는 패턴형성방법.
  7. 기판상에 패턴을 형성하는 패턴형성장치에 있어서,
    복수의 토출구로부터 패턴형성재료를 기판의 주면(主面)을 향하여 토출하는 토출부와,
    상기 토출부로부터의 패턴형성재료의 토출과 병행하여, 상기 주면에 평행한 이동방향으로 상기 토출부를 상기 기판에 대하여 상대적으로 이동함으로써, 각각이 상기 이동방향으로 뻗는 복수의 선상패턴요소를 형성하는 이동 기구를 구비하고,
    상기 복수의 선상패턴요소의 각각에 있어서 상기 이동방향에 대하여 수직한 방향으로 넓어지는 복수의 마디부가 존재하고, 상기 복수의 선상패턴요소의 형성시에, 상기 복수의 선상패턴요소에 있어서 상기 이동방향에 대하여 수직한 방향으로 늘어서는 복수의 마디부가 일정 시간마다 거의 동시에 형성되는 것을 특징으로 하는 패턴형성장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 복수의 토출구의 상기 기판에 대한 상대적인 이동속도에 대한 상기 복수의 토출구의 각각으로부터의 패턴형성재료의 토출속도의 비율을 변경함으로써, 상기 복수의 마디부가 형성되는 것을 특징으로 하는 패턴형성장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 패턴형성재료의 상기 토출속도가 일정하게 되고, 상기 복수의 토출구의 상기 이동속도가 주기적으로 변경되는 것을 특징으로 하는 패턴형성장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 복수의 토출구의 상기 이동속도가 일정하게 되고, 상기 패턴형성재료의 상기 토출속도가 주기적으로 변경되는 것을 특징으로 하는 패턴형성장치.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 패턴형성재료가 광경화성 수지를 포함하고, 상기 기판상에 토출된 직후의 상기 패턴형성재료에 대한 광의 조사강도를 변경함으로써, 상기 복수의 마디부가 형성되는 것을 특징으로 하는 패턴형성장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 기판상에 토출된 상기 패턴형성재료에 대한 광의 조사의 온/오프를 제어함으로써, 상기 광의 조사강도가 주기적으로 변경되는 것을 특징으로 하는 패턴형성장치.
  13. 제7항에 있어서,
    상기 토출부가 상기 복수의 토출구의 각각으로부터 토출되는 기판상의 패턴형성재료의 상부에 접촉하여 상기 복수의 선상패턴요소의 높이를 제한하는 부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 패턴형성장치.
  14. 제8항에 있어서,
    상기 토출부가 상기 복수의 토출구의 각각으로부터 토출되는 기판상의 패턴형성재료의 상부에 접촉하여 상기 복수의 선상패턴요소의 높이를 제한하는 부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 패턴형성장치.
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