(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を保持する基板保持部と、
前記基板保持部に保持された前記基板表面に対し塗布液を吐出する複数の吐出口を、所定の配列方向に沿って列状に配列した吐出ノズル部と、
前記基板に対し前記吐出ノズル部を前記配列方向と異なる第１走査方向に相対移動させるとともに、前記基板に対し相対的に、前記吐出ノズル部を前記配列方向と一致する第２走査方向に往復動させる移動機構と、
前記移動機構を制御し、前記基板に対する前記吐出ノズル部の前記第１走査方向への相対移動と、前記基板に対する前記吐出ノズル部の前記第２走査方向への相対移動とを交互に繰り返して実行させることで、互いに隣接する２つの前記吐出口から吐出される塗布液を少なくとも一部で互いに接触させる制御手段と
を備えることを特徴とする塗布装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記基板に対して前記吐出ノズル部を相対的に、前記第２走査方向に沿って移動させた後、前記第１走査方向に移動させ、さらに前記第２走査方向に沿って、先の前記第２走査方向への移動とは反対方向に移動させる請求項１に記載の塗布装置。
【請求項３】
前記移動機構は、前記基板に対し前記吐出ノズル部を相対移動させることで前記複数の吐出口を一体的に前記基板に対し相対移動させる請求項１に記載の塗布装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記第２走査方向における前記基板に対する前記吐出ノズル部の移動量が、互いに隣接する２つの前記吐出口から吐出される塗布液により前記基板表面に形成されるライン状パターン間の間隔以上となるように、前記移動機構を制御する請求項１ないし３のいずれかに記載の塗布装置。
【請求項５】
前記第２走査方向における前記基板に対する前記吐出ノズル部の移動量が、前記ライン状パターンの間隔と等しい請求項４に記載の塗布装置。
【請求項６】
前記第２走査方向における前記基板に対する前記吐出ノズル部の移動量が、前記配列方向における前記吐出口の配列ピッチと等しい請求項４に記載の塗布装置。
【請求項７】
前記第１走査方向は、前記配列方向に直交する方向である請求項１ないし６のいずれかに記載の塗布装置。
【請求項８】
前記吐出口それぞれの開口形状が、前記第１走査方向に扁平である請求項１ないし７のいずれかに記載の塗布装置。
【請求項９】
前記複数の吐出口の少なくとも一部に、当該吐出口からの前記塗布液の吐出をオンオフする開閉手段をさらに備える請求項１ないし８のいずれかに記載の塗布装置。
【請求項１０】
吐出ノズル部に列状に配列した複数の吐出口から塗布液を吐出させながら前記吐出ノズル部を基板表面に対し相対移動させることにより、前記基板表面に塗布液を塗布する塗布方法において、
前記基板に対し前記吐出ノズル部を前記吐出口の配列方向と異なる第１走査方向に相対移動させる第１走査工程と、
前記基板に対し前記吐出ノズル部を前記配列方向と一致する第２走査方向に相対移動させる第２走査工程と
を交互に繰り返して実行し、前記基板に対し相対的に、前記吐出ノズル部を前記第１走査方向に移動させるとともに前記第２走査方向に往復動させて、互いに隣接する２つの前記吐出口から吐出される塗布液を少なくとも一部で互いに接触させる
ことを特徴とする塗布方法。
【請求項１１】
一の前記第１走査工程の直前および直後にそれぞれ実行する２回の前記第２走査工程の間で、前記基板に対する前記吐出ノズル部の相対移動方向が互いに反対である請求項１０に記載の塗布方法。
【請求項１２】
前記基板に対し前記吐出ノズル部を相対移動させることで、前記複数の吐出口を一体的に前記基板に対し相対移動させる請求項１０または１１に記載の塗布方法。
【請求項１３】
前記第２走査方向における前記基板に対する前記吐出ノズル部の移動量が、互いに隣接する２つの前記吐出口から吐出される塗布液により前記基板表面に形成されるライン状パターン間の間隔以上である請求項１０ないし１２のいずれかに記載の塗布方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、基板表面に隔壁や配線などを形成するべく塗布液を塗布する装置および方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
フラットパネルディスプレイや太陽電池などの電子デバイスを製造する工程においては、平板状の基板表面に配線や隔壁などの構造物を形成する必要がある。このような構造物を形成する技術としては、構造物の材料を含む塗布液をノズルから吐出させながら、基板に対しノズルを相対移動させる、いわゆるノズルスキャン法を用いたものがある。ここで、形成すべき構造物が単純なストライプ状である場合には、基板に対しノズルを一方向に走査移動させれば目的は達成される。しかしながら、一般的には、基板表面に二次元的なパターンを有する構造物を形成することが必要となる場合が多い。
【０００３】
このような場合に対応すべく、本願出願人が先に開示した特許文献１に記載の技術では、ガラス基板上に隔壁材料を塗布してプラズマ表示装置用のパネルを製造する技術において、隔壁材料を含む塗布液を吐出するノズルを基板に対しその進行方向と直交する方向に往復動させながら相対移動させることで隔壁材料による波状の繰り返しパターンを形成し、次いでその隣に位相が１８０度異なる波状パターンを形成することで、擬似的に網目状の二次元パターンを基板上に形成している。あるいは、第１の位相の波状パターンを形成する第１吐出部と、これとは逆位相の波状パターンを形成する第２吐出部とを設けている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１８７６９４号公報（例えば、図１１、図１４）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来技術は、２回のノズル走査移動、または２組のノズルを必要とし、処理のスループットおよび装置コストの点で改良の余地が残されている。また、波状パターンの組み合わせであるため、形成可能なパターンの自由度が限られるという問題もある。
【０００６】
この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、基板上に塗布液を塗布することで所望の構造物を形成する塗布装置および塗布方法において、装置構成が簡単で、優れたスループットおよびパターン自由度を得ることのできる技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明にかかる塗布装置は、上記目的を達成するため、基板を保持する基板保持部と、前記基板保持部に保持された前記基板表面に対し塗布液を吐出する複数の吐出口を、所定の配列方向に沿って列状に配列した吐出ノズル部と、前記基板に対し前記吐出ノズル部を前記配列方向と異なる第１走査方向に相対移動させるとともに、前記基板に対し相対的に、前記吐出ノズル部を前記配列方向と一致する第２走査方向に往復動させる移動機構と、前記移動機構を制御し、前記基板に対する前記吐出ノズル部の前記第１走査方向への相対移動と、前記基板に対する前記吐出ノズル部の前記第２走査方向への相対移動とを交互に繰り返して実行させることで、互いに隣接する２つの前記吐出口から吐出される塗布液を少なくとも一部で互いに接触させる制御手段とを備えることを特徴としている。
【０００８】
なお、以下の説明においては、吐出口から塗布液を吐出させながら吐出ノズル部を基板表面に対し相対移動させることで基板表面にライン状に塗布液を塗布することを「描画」と称することがある。
【０００９】
このように構成された発明では、複数の吐出口を有する吐出ノズル部を吐出口の配列方向とは異なる第１走査方向に移動させることで、塗布液による複数のライン状パターンを描画することができる。併せて、吐出ノズル部を第１走査方向とは異なる第２走査方向に往復動させることによって、１つの吐出口によって描画されるライン状パターンが互いに隣接する吐出口により描画されるライン状パターンに接触するようにする。このような構成によれば、複数の吐出口を列状に配した１組の吐出ノズル部による１回の走査移動によって、例えば格子状あるいは網目状などの二次元パターンで塗布液を塗布することができる。このため、装置構成が簡単で、しかも優れたスループットで塗布作業を行うことのできる塗布装置を構成することができる。また、第１走査方向への移動量および往復動の移動量の組み合わせによって種々のパターンを形成することが可能であり、パターン形成の自由度にも優れる。
【００１０】
具体的には、前記第２走査方向を前記配列方向と一致する方向とし、前記基板に対する前記吐出ノズル部の前記第１走査方向への相対移動と、前記基板に対する前記吐出ノズル部の前記第２走査方向への相対移動とを交互に繰り返して実行する。このようにすると、第１走査方向に沿って伸びるライン状パターンと、第２走査方向に沿って伸びるライン状パターンとが互いに交わってなる格子状あるいは網目状のパターンを描画することができる。
【００１１】
また、前記制御手段は、前記第２走査方向における前記基板に対する前記吐出ノズル部の移動量が、互いに隣接する２つの前記吐出口から吐出される塗布液により前記基板表面に形成されるライン状パターン間の間隔以上となるように、前記移動機構を制御するようにしてもよい。吐出口の配列方向と同じ方向である第２走査方向に吐出ノズル部を往復動させ、しかもその移動量を、互いに隣接する２つの吐出口により描画されるライン状パターン間の間隔以上とすることにより、隣接する２つの吐出口により描画されるライン状パターン同士を確実に接触させることができ、格子状の二次元パターンを描画することができる。
【００１２】
特に、前記第２走査方向における前記基板に対する前記吐出ノズル部の移動量が前記ライン状パターンの間隔と等しくなるようにすると、２つの吐出口によって描画されるライン状パターン同士が確実に接触しながらも、一方によって描画されたライン状パターンの上に他方によって描画されるライン状パターンが重なることは防止されているので、ラインの交わりに起因するパターン表面の高さの変動を抑えることができる。
【００１３】
一方、前記第２走査方向における前記基板に対する前記吐出ノズル部の移動量が、前記配列方向における前記吐出口の配列ピッチと等しくなるようにする、つまり、吐出ノズル部が吐出口の配列ピッチ分だけ第２走査方向へ移動するようにしてもよい。このようにすると、第２走査方向への移動の前後で、互いに隣接する吐出口によりそれぞれ描画される第１走査方向のライン状パターンが一直線となる。第２走査方向を吐出口の配列方向と一致させることにより、各吐出口により第２走査方向に描画されるラインはもともと一直線状であるので、結局、第１走査方向および第２走査方向にそれぞれ沿った直線を互いに交差させたのと全く同等の二次元パターンを形成することが可能となる。
【００１４】
また、前記第１走査方向を前記配列方向に直交する方向とすると、互いに直交する直線を交差させた形態の格子状パターンを形成することができる。このような格子状パターンは、例えばプラズマ表示装置の隔壁として好適なものである。
【００１５】
ここで、前記吐出口それぞれの開口形状が、前記第１走査方向に扁平であるようにしてもよい。こうすることで、第１走査方向に沿って伸びるライン状パターンに対して、第２走査方向に沿って伸びるライン状パターンがより太い二次元パターンを形成することができる。このようなパターンは、例えば太陽電池パネルのフィンガー電極およびバス電極として好適なものである。
【００１６】
また、前記複数の吐出口の少なくとも一部に、当該吐出口からの前記塗布液の吐出をオンオフする開閉手段をさらに備えるようにしてもよい。例えば、最外側に位置する吐出口については、より外側に位置する吐出口によって描画されるパターンとの交わりが期待できないので、最外側部では格子状のパターンを不完全にしか形成することができない。そこで、実用にならないパターンの形成を省くため、開閉弁を設けて無用な塗布液の吐出を止めるようにしてもよい。
【００１７】
また、この発明にかかる塗布方法は、吐出ノズル部に列状に配列した複数の吐出口から塗布液を吐出させながら前記吐出ノズル部を基板表面に対し相対移動させることにより、前記基板表面に塗布液を塗布する塗布方法であって、上記目的を達成するため、前記基板に対し前記吐出ノズル部を前記吐出口の配列方向と異なる第１走査方向に相対移動させる第１走査工程と、前記基板に対し前記吐出ノズル部を前記配列方向と一致する第２走査方向に相対移動させる第２走査工程とを交互に繰り返して実行し、前記基板に対し相対的に、前記吐出ノズル部を前記第１走査方向に移動させるとともに前記第２走査方向に往復動させて、互いに隣接する２つの前記吐出口から吐出される塗布液を少なくとも一部で互いに接触させることを特徴としている。
【００１８】
また、この塗布方法において、前記第２走査方向における前記基板に対する前記吐出ノズル部の移動量が、該第２走査方向における前記基板に対する前記吐出ノズル部の移動量が、互いに隣接する２つの前記吐出口から吐出される塗布液により前記基板表面に形成されるライン状パターン間の間隔以上となるようにしてもよい。
【００１９】
これらの塗布方法によれば、上記した塗布装置の発明と同様に、簡単な装置構成で、優れたスループットおよびパターン自由度で塗布液を塗布することができる。
【発明の効果】
【００２０】
この発明にかかる塗布装置および塗布方法によれば、列状に配列した複数の吐出口から塗布液を吐出させ、これらを第１走査方向に走査移動させるとともに第２走査方向に往復動させて、隣接するする吐出口から吐出された塗布液の一部が接触するようにしている。このため、複数の吐出口を列状に配した１組の吐出ノズル部による１回の走査移動によって、例えば格子状あるいは網目状などの二次元パターンで塗布液を塗布することができ、簡単な装置構成で、優れたスループットおよびパターン自由度で塗布液を塗布することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施形態にかかる塗布装置の概略構成を示す図である。
【図２】吐出ノズルの内部構造を示す図である。
【図３】本実施形態の塗布装置により形成可能な構造物の第１の例を示す図である。
【図４】格子状パターンの形成原理を模式的に示す図である。
【図５】格子状パターンを描画する際の２つの描画方法を示す図である。
【図６】格子状パターンの描画処理を示すフローチャートである。
【図７】本実施形態の塗布装置により形成可能な構造物の第２の例を示す図である。
【図８】集電電極の形成原理を模式的に示す図である。
【図９】集電電極の描画処理を示すフローチャートである。
【図１０】厚みの均一なバス電極を形成する方法の例を示す図である。
【図１１】吐出口の形状の他の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
図１は本発明の一実施形態にかかる塗布装置の概略構成を示す図である。この塗布装置１は、基板Ｗ表面に塗布液を塗布することにより、所定のパターンを有する隔壁、配線などの構造物を形成するための装置である。この塗布装置１は、例えばプラズマ表示装置用のガラス基板の表面に隔壁を形成したり、光電変換デバイスの光入射面に集電電極を形成する等の用途に好適に使用することができる。
【００２３】
この塗布装置１では、基台１１上にステージ移動機構２が設けられ、基板Ｗを保持するステージ３がステージ移動機構２により図１に示すＸ−Ｙ平面内で移動可能となっている。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。
【００２４】
ステージ移動機構２は、下段からステージ３をＸ方向に移動させるＸ方向移動機構２１、Ｙ方向に移動させるＹ方向移動機構２２、および、Ｚ方向を向く軸を中心に回転させるθ回転機構２３を有する。Ｘ方向移動機構２１は、モータ２１１にボールねじ２１２が接続され、さらに、Ｙ方向移動機構２２に固定されたナット２１３がボールねじ２１２に取り付けられた構造となっている。ボールねじ２１２の上方にはガイドレール２１４が固定され、モータ２１１が回転すると、ナット２１３とともにＹ方向移動機構２２がガイドレール２１４に沿ってＸ方向に滑らかに移動する。
【００２５】
Ｙ方向移動機構２２もモータ２２１、ボールねじ機構およびガイドレール２２４を有し、モータ２２１が回転するとボールねじ機構によりθ回転機構２３がガイドレール２２４に沿ってＹ方向に移動する。θ回転機構２３はモータ２３１によりステージ３をＺ方向を向く軸を中心に回転させる。以上の構成により、ヘッド部５の基板Ｗに対する相対的な移動方向および向きが変更可能とされる。
【００２６】
ヘッド部５は、ベース５１の下面に基板Ｗ上に塗布液を吐出する吐出ノズル５２を有し、吐出ノズル５２には逆止弁５２１を有する供給管５２２が取り付けられる。供給管５２２は分岐しており、一方がポンプ５２３に接続され、他方が制御弁５２４を介して塗布液を貯留するタンク５２５に接続される。塗布液としては、例えばプラズマ表示装置を製造する場合には、素子分離のための隔壁あるいは各素子を制御する電極を構成する材料を含むものを用いることができる。また、例えば太陽電池などの光電変換デバイスを製造する場合には、集電電極を構成するための配線材料を含むものを用いることができる。
【００２７】
図２は吐出ノズル５２の内部構造を示す図である。図２（ａ）に示すように、吐出ノズル５２の内部はバッファ空間ＢＦとして機能する空洞となっており、このバッファ空間ＢＦにタンク５２５から送出され供給管５２２を経由して輸送されてくる塗布液が送り込まれる。Ｙ方向に沿って略等間隔で多数設けられた筒状の空洞５２ａがこのバッファ空間ＢＦに連通されており、各空洞５２ａの下方に開口する吐出口５２ｂのそれぞれから一定量の塗布液が吐出されるようになっている。
【００２８】
図２（ｂ）に示すように、各空洞５２ａの途中には例えばバイメタル素子、圧電素子などで構成された開閉弁５２ｃが配設されている。開閉弁５２ｃは制御部６に接続されており、制御部６からの制御信号に応じて各空洞５２ａを開閉して、それぞれの空洞５２ａに連通する吐出口５２ｂからの塗布液の吐出を個別にオンオフすることができる。
【００２９】
なお、吐出口５２ｂの個数は特に限定されないが、例えば２５６個とすることができる。また、吐出ノズル５２の材質についても特に限定されないが、吐出液に対し汚染物質を混入させることがなく、微細加工ができるという点から、例えばシリコンやジルコニアの結晶を用いることができる。
【００３０】
ステージ移動機構２の各モータ、ポンプ５２３および制御弁５２４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、塗布装置１による基板Ｗ上への塗布液の塗布が行われる。以下、図１および図２を参照しつつ、この塗布装置１による隔壁や電極等の構造物形成の基本動作について説明する。
【００３１】
吐出ノズル５２からの塗布液の吐出は、図１に示す逆止弁５２１、ポンプ５２３および制御弁５２４により行われる。まず、制御部６の制御により制御弁５２４が開放された状態でポンプ５２３が吸引動作を行う。このとき、逆止弁５２１により塗布液の逆流が阻止されるため、タンク５２５からポンプ５２３へと塗布液が引き込まれる。次に、制御部６の制御により制御弁５２４が閉じられ、ポンプ５２３が押出動作を行う。これにより、吐出ノズル５２の複数の吐出口５２ｂそれぞれから連続的に塗布液が吐出される。
【００３２】
塗布液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の各モータを駆動制御し、ヘッド部５の下方で基板Ｗの表面が（＋Ｘ）方向に移動するように制御を行う。言い換えれば、ヘッド部５は相対的に基板Ｗ表面を走査しながら（−Ｘ）方向に移動することになる。これにより、基板Ｗ表面には塗布液がＸ方向に沿った筋状に塗布される。このとき、吐出口５２ｂからは走査移動方向の後方に向かって塗布液が吐出され、吐出された液が吐出口５２ｂの近傍に滞留することが防止される。こうして、基板Ｗ上には、吐出口５２ｂから吐出された塗布液が固化してなる平行な筋状の構造物が形成される。塗布液がプラズマ表示装置用の隔壁材料を含むものである場合には、こうして形成された構造物が基板Ｗ上の隔壁として機能する。また、塗布液が配線材料を含むものである場合には、構造物が基板Ｗ上の電極あるいは配線として機能することになる。
【００３３】
次に、上記のように構成された塗布装置による、基板上へ塗布液を塗布することによって構造物を形成する具体的な態様について説明する。第１の例として、例えばプラズマ表示装置等のフラットパネルディスプレイ装置に好適な隔壁の形成について説明する。また、第２の例として、太陽電池パネルに好適な、細く平行な多数のフィンガー電極とこれらを互いに接続するバス電極とを形成する場合に好適な配線の形成について説明する。
【００３４】
図３は本実施形態の塗布装置により形成可能な構造物の第１の例を示す図である。図３に示す構造物Ｐ1は、例えばプラズマ表示装置用のガラス基板Ｗ1の表面に、格子状パターンを有する素子分離用隔壁として形成されるものである。この場合、塗布液としては隔壁材料と溶剤とを含んだものが用いられる。
【００３５】
図４は格子状パターンの形成原理を模式的に示す図である。吐出口５２ｂから塗布液を吐出しながら基板Ｗと吐出ノズル５２とをＸ方向に相対的に走査移動させただけでは、単にＸ方向に沿って延びる互いに平行な多数のストライプ状のパターンが形成されるだけである。これに対して、図４に示すように、Ｘ方向への走査移動と、Ｙ方向への走査移動とを組み合わせることによって、網目状あるいは格子状のパターンを形成することが可能である。ここで、Ｘ方向への移動量と、Ｙ方向への移動量とが同じである必要はない。すなわち、Ｘ方向のピッチとＹ方向のピッチとが互いに異なる格子も形成することが可能である。
【００３６】
図４は、基板Ｗに対して相対移動する吐出口５２ｂが基板Ｗ表面上に描く軌跡を示しており、この軌跡に沿って塗布液によるパターンが描画される。この塗布装置１では吐出ノズル５２を含むヘッド部５を固定して基板Ｗをステージ３により移動させており、ステージ移動に伴う基板ＷのＸ方向、Ｙ方向への移動は、（−Ｘ）方向、（−Ｙ）方向への吐出ノズル５２の移動と等価である。
【００３７】
図４に示すように、吐出ノズル５２を（＋Ｘ）方向に所定距離Ｌxだけ移動させ、次いで（−Ｙ）方向に距離Ｌyだけ移動させる。さらに、（＋Ｘ）方向に所定距離Ｌxだけ移動させ、次いで（＋Ｙ）方向に距離Ｌyだけ移動させる。これを繰り返すと、当該吐出口５２ｂは基板Ｗ上につづら折り状の軌跡を描くこととなる。このとき、Ｙ方向への移動距離Ｌyを、Ｙ方向における吐出口５２ｂ間の間隔Ｄy以上としておけば、一の吐出口５２ｂから吐出された塗布液はその変曲点において隣接する吐出口から吐出された塗布液と基板Ｗ上で接触して格子点を形成することになる。このようにして、基板Ｗ上に格子状パターンに塗布液を塗布することが可能となる。
【００３８】
ここで、Y方向における格子状パターンの端部（図４において左端）を直線状に仕上げるためには、最も外側（図４において左端）に位置する吐出口５２ｂ1が格子の端部よりも外側にはみ出してしまう区間については、開閉弁５２ｃを閉じて塗布液の吐出を停止させるようにすればよい。Ｘ方向端部についても同様である。図４における破線は、塗布液の吐出を停止した状態で吐出口５２ｂが移動した軌跡を表している。このようにすることで、端部まで整った格子状パターンを形成することができる。
【００３９】
隣接する吐出口５２ｂにより描画されるパターン同士を確実に接触させるためには、少なくとも、吐出ノズル５２のＹ方向への移動量が、互いに隣接する２つの吐出口からそれぞれ吐出される塗布液によって描画されるライン状パターンの間隔以上であることが必要である。移動量がこれより小さければ、２つの吐出口５２ｂにより描かれるパターンは平行を保ったまま接触しない。ここで、具体的に吐出ノズル５２の移動量をどう設定するかについては、２つの考え方がある。
【００４０】
図５は格子状パターンを描画する際の２つの描画方法を示す図である。図５（ａ）に示す例では、吐出ノズル５２のＹ方向への移動量を、吐出口５２ｂの間隔Ｄyと同じになるようにしている。このようにすると、１つの吐出口により描画されるパターンＰa1と、これに隣接する吐出口により描画されるパターンＰa2とは、変曲点においてその外縁部同士が接触するだけである。そのため、パターン同士は接触しているが、先に塗布液が塗布された位置にさらに新たな塗布液が塗り重ねられることがない。このことは、パターンの厚みの均一性を確保する上で有効である。ただし、Ｘ方向に沿って延びるパターンは完全な直線とならない。
【００４１】
なお、図５（ａ）の例では、各吐出口５２ｂから吐出された塗布液のＹ方向への広がりは無視できる、つまりライン状パターンＰa1，Ｐa2の間隔が吐出口４２ｂの間隔Ｄyと等しいものとしている。塗布液の粘度が十分に高い場合や、基板Ｗ表面に対する塗布液の濡れ性が低い場合にはこのように考えてもよいが、より一般的には、各吐出口５２ｂから吐出された塗布液は基板Ｗ表面でＹ方向に広がってゆく。このため、塗布液により形成されるライン状パターンＰa1，Ｐa2のライン幅は吐出口５２ｂのＹ方向開口幅よりも若干大きくなり、結果としてパターンＰa1，Ｐa2間の間隔は吐出口の間隔Ｄyよりも小さくなると考えられる。このような場合には、塗布後の塗布液のＹ方向への広がりを考慮して、広がった後のパターン間の間隔と等しくなるように、吐出ノズル５２のＹ方向への移動量を設定すればよい。塗布液の粘度や温度などの塗布条件から、塗布液の広がり量を予め見積もることが可能である。
【００４２】
一方、図５（ｂ）に示す例では、吐出ノズル５２のＹ方向への移動量と、吐出口５２ｂの配列ピッチＰyとが同じになるようにしている。このようにした場合、格子点において２つの吐出口から吐出された塗布液が重なるため、この部分でパターンの厚みが増大してしまう可能性がある。しかしながら、Ｘ方向に延びるパターンについては、２つの吐出口により描画されるパターンＰa1，Ｐa2が同一直線上に並ぶので、パターンの直線性の点ではこの方法が優れている。目的に応じて、これら２つの描画方法のうちその目的に適した方を選択することができる。
【００４３】
なお、図５（ｂ）の例において、格子点において塗布液が塗り重ねられることによって厚みが増大すると説明したが、例えば一方向に延びる直線状パターンを描画した後、これに交わるもう一方向の直線状パターンを形成することで格子状パターンを形成する技術に比べれば、厚みの変動は遥かに小さい。というのは、重ねられるパターンの描画に時間差があると、先に描画したパターンの固化が進み、後のパターンがその上に塗り重ねられることで厚みが増してしまうが、本実施形態のような動作で塗布液を重ねる場合、先の塗布と後の塗布との時間差が少ないので重ねられた塗布液が一体となって流動し、局所的な厚みの増大が緩和される余地があるからである。
【００４４】
図６は格子状パターンの描画処理を示すフローチャートである。最初に、外部から未処理の基板Ｗが搬入されステージ３に載置される（ステップＳ１０１）。次いで、ステージ３を移動させて、基板Ｗと吐出ノズル５２との位置関係を所定の描画開始位置に調整する（ステップＳ１０２）。この状態で、各吐出口５２ｂからの塗布液の吐出を開始するとともに（ステップＳ１０３）、吐出口５２ｂの配列ピッチ（ノズルピッチ）Ｐyに相当する距離だけ（＋Ｙ）方向にステージ３を移動させる（ステップＳ１０４）。これにより、吐出ノズル５２は基板Ｗに対して相対的に（−Ｙ方向）に移動してＹ方向に沿ったパターンを基板Ｗ上に描画する。
【００４５】
次いで、Ｘ方向における格子の１辺の長さとして予め規定された長さ（格子長さ）Ｌxに相当する距離だけ、ステージ３を（＋Ｘ）方向に移動させる（ステップＳ１０５）。これにより、Ｘ方向に延びるパターンが描画される。そして、ステージ３をノズルピッチＰy相当分だけ（−Ｙ）方向に移動させ、さらに（＋Ｘ）方向に格子長さＬx相当分だけ移動させる（ステップＳ１０７）。上記描画動作（ステップＳ１０４〜Ｓ１０７）を、吐出ノズル５２が基板Ｗ上の終了位置に移動してくるまで繰り返し実行する（ステップＳ１０８）。
【００４６】
この状態では、基板上のパターンはＸ方向に延びるラインで終わっているので、端部を整えるために再度Ｙ方向にノズルピッチ分だけ吐出ノズル５２を移動させ（ステップＳ１０９）、その後、塗布液の吐出およびステージ３の移動を停止して（ステップＳ１１０）、図５に示す格子状のパターンが形成された基板Ｗを搬出することで（ステップＳ１１１）、１枚の基板に対する描画処理が終了する。
【００４７】
以上のように、この例では、吐出口５２ｂの配列方向に直交するＸ方向への描画と、吐出口５２ｂの配列方向と一致するＹ方向への描画とを周期的に切り替えて交互に実行することにより、複数の吐出口５２ｂにより描画されるパターンをつづら折り状としている。そして、基板Ｗに対する相対的な吐出ノズル５２のＹ方向への移動量を、Ｙ方向に配列された吐出口５２ｂの配列ピッチＰyと等しくすることによって、隣接する吐出口５２ｂのそれぞれによって描画されるパターンを互いに接触させて、格子状パターンを形成することができる。なお、前記したように、吐出ノズル５２のＹ方向への移動量を、Ｙ方向における吐出口５２ｂ間の間隔ＤyやパターンＰa1，Ｐa2間の間隔としてももちろん構わない。
【００４８】
このような描画方法によれば、一列に並んだ多数の吐出口５２ｂを有する１組の吐出ノズル５２を基板Ｗの一方端から他方端まで１回走査移動させる間に、二次元的な構造を有する格子状のパターンを形成することが可能である。このため、２回の走査により二種類のパターンを形成しそれらの組み合わせによって格子状パターンを形成したり、２組の吐出ノズルからそれぞれ塗布液を吐出する従来技術に比べて、装置構成が簡単で、しかも短時間でパターン描画を行うことができる。このため高いスループットを得ることができる。また、Ｘ方向の格子長さとＹ方向の格子長さとをそれぞれ独立して定めることができるので、パターンの自由度にも優れている。
【００４９】
図７は本実施形態の塗布装置により形成可能な構造物の第２の例を示す図である。図７に示す構造物Ｐ2は、例えば太陽電池パネル用基板Ｗ2の表面に集電電極として形成されるものである。この場合、塗布液としては例えば銀粉末などの導電性粒子と溶剤とを含んだものが用いられる。
【００５０】
太陽電池パネルなどの光電変換デバイスの集電電極としては、光電変換面の全面を網羅しながら入射光をできるだけ遮蔽しないことが求められる。この目的のため、図７に示すように、多数の極細電極を櫛歯状に並べたフィンガー電極Ｆ1，Ｆ2と呼ばれる電極と、これらのフィンガー電極間を相互に接続するバス電極Ｂと呼ばれる電極とを有する構造が用いられる。バス電極Ｂは、電力損失を抑えるべく幅広に形成される。ここでは、フィンガー電極のうち図７においてバス電極Ｂの上方に位置する部分を符号Ｆ1、バス電極Ｂよりも下方に位置する部分を符号Ｆ2により表している。図１の塗布装置１は、このような電極の形成にも好適に使用可能なものである。
【００５１】
図８は集電電極の形成原理を模式的に示す図である。図８では、各吐出口５２ｂにより描画されるパターンの形状を理解しやすくするために、１つの吐出口５２ｂ0により描かれるパターンのみを太線で示している。まず、フィンガー電極Ｆ１，Ｆ２については、単に細く平行な配線を多数描画すればよいので、各吐出口５２ｂから塗布液を吐出しながら吐出ノズル５２をＸ方向に電極の長さ分だけ走査移動させればよい。一方、バス電極Ｂについては、Ｙ方向に沿って延び、しかも幅広の配線を形成する必要がある。
【００５２】
この目的のためには、吐出口５２ｂをＸ方向に微小距離ずつステップ的に移動させながら、Ｙ方向に大きく揺動させるようにすればよい。Ｙ方向への移動量は、最も外側のフィンガー電極からのバス電極ＢのＹ方向への突出量（バス突出長さ）Ｌbと同じにすればよい。このように、ピッチの細かいつづら折り状すると、各吐出口５２ｂから吐出された塗布液が互いに重なり合って、全体として幅広のバス電極Ｂが形成されることになる。
【００５３】
図９は集電電極の描画処理を示すフローチャートである。最初に、外部から未処理の基板Ｗが搬入されステージ３に載置される（ステップＳ２０１）。次いで、ステージ３を移動させて、基板Ｗと吐出ノズル５２との位置関係を所定の描画開始位置に調整する（ステップＳ２０２）。この状態で、各吐出口５２ｂからの塗布液の吐出を開始し（ステップＳ２０３）、フィンガー電極Ｆ1の長さに相当する距離だけステージ３を（＋Ｘ）方向に移動させる（ステップＳ２０４）。これにより、基板Ｗ2上にはフィンガー電極Ｆ1が描画される。
【００５４】
次に、バス電極Ｂを形成すべく、吐出ノズル５２をバス突出長さＬbだけステージ３を（＋Ｙ）方向に移動させる（ステップＳ２０５）。さらに、ステージ３を（＋Ｘ）方向に微小量だけ移動させた後（ステップＳ２０６）、今度は（−Ｙ）方向にバス突出長さＬbの２倍に相当する距離だけステージ３を移動させる（ステップＳ２０７）。このように、バス突出長さＬbの２倍に相当する距離のＹ方向への移動（ステップＳ２０７、Ｓ２１０）およびＸ方向への微小距離の移動（ステップＳ２０６、Ｓ２０８）を、Ｘ方向における所定のバス幅を得られるまで繰り返し実行することにより（ステップＳ２０９）、バス電極Ｂが形成される。
【００５５】
その後は、バス突出長さＬb分だけ吐出ノズル５２をＹ方向に移動させることで吐出ノズル５２のＹ方向位置を元に戻し（ステップＳ２１１）、再びＸ方向への描画によってフィンガー電極Ｆ2を形成することで（ステップＳ２１２）、図７に示す配線構造物Ｐ2が完成する。そして、吐出ノズル５２からの塗布液の吐出およびステージ３の移動を停止し（ステップＳ２１３）、電極を形成された基板Ｗを搬出することで（ステップＳ２１４）、１枚の基板Ｗに対する処理が完了する。
【００５６】
なお、図８および図９に示す原理的な描画方法では、バス電極部において、複数の吐出口５２ｂから吐出される塗布液が部分的に何重にも重なって厚みが不均一となる可能性がある。特に、フィンガー電極Ｆ１，Ｆ２との厚みの差が大きくなると、電極の上部に形成する保護層との密着性が低下するなどの問題が生じうる。この点を改善し均一な厚みの電極を得るためには、例えば次のような方法が考えられる。
【００５７】
図１０は厚みの均一なバス電極を形成する方法の例を示す図である。図１０においては、各吐出口の描く軌跡を理解しやすくするため、代表的に１つの吐出口の軌跡のみを太線で示している。図１０（ａ）の例では、吐出ノズル５２をＹ方向に移動させるときに、Ｘ方向にも少しずつ移動させる。このようにすると、図１０（ａ）に示すように、吐出口５２ｂの軌跡はわずかに斜め方向のジグザグ形状となり、隣接する吐出口５２ｂの描くジグザグの軌跡の隙間を通るようになるので、塗布液の重なりに起因する厚みの増大を防止することができる。言い換えれば、塗布液が重ならないように、Ｘ方向の送り速度を設定することが可能である。
【００５８】
また、図１０（ｂ）の例では、バス電極形成時に一部の吐出口のみから塗布液を吐出させ他からの吐出を停止させることで、塗布液の重なりを防止する。図１０（ｂ）において、軌跡上の白丸印はその位置で塗布液の吐出を停止することを表している。また、黒丸印はその位置で塗布液の吐出を再開することを表している。この方法では、バス突出長さＬbを吐出口の配列ピッチＰyのＮ倍（Ｎは自然数、図１０（ｂ）の例ではＮ＝２）に設定しておく。そして、バス電極形成時には吐出口５２を振幅（Ｎ×Ｐy）でＹ方向に往復動させるとともに、塗布液を吐出する吐出口を以下のように制限する。すなわち、ある１つの吐出口から塗布液を吐出する場合、その両側に隣接するそれぞれ（２Ｎ−１）個の吐出口からの吐出は停止させる。
【００５９】
１つの吐出口により描画されるパターンはＹ方向に（２Ｎ×Ｐy）の範囲で広がるから、上記のようにこの範囲内の他の吐出口からの吐出を制限することにより、塗布液の重なりは防止され、バス電極Ｂの厚みの増大が回避される。
【００６０】
このように、吐出ノズル５２をＹ方向に何度も往復動させてバス電極を形成する場合、処理に時間がかかる場合がある。これを解消するためには、例えば次のように吐出口の形状を変更する方法が考えられる。
【００６１】
図１１は吐出口の形状の他の例を示す図である。図１１に示すように、吐出ノズル５２１に穿設する吐出口５２１ｂを、Ｘ方向に長く、Ｙ方向に短い、すなわちＸ方向に扁平な形状とする。このようにすると、吐出ノズル５２がＸ方向に移動する際には吐出口５２１ｂのＹ方向開口長さに対応する細いパターンＰ3aが描画される。その一方、吐出ノズル５２がＹ方向に移動する際には、吐出口５２１ｂのＸ方向開口長さに対応する幅広いパターンＰ3bが描画されることになる。図１１において、一点鎖線で示した矢印は、１つの吐出口５２１ｂの中心の軌跡を示している。このようにすると、細いフィンガー電極と幅広いバス電極とを、吐出ノズル５２１の少ない往復回数で効率よく描画することができ、処理時間の短縮を図ることができる。例えば、吐出口５２１ｂのＸ方向に沿った開口長さをバス電極幅と同じにした場合、Ｙ方向への１回の走査移動によりバス電極パターンを描画することが可能となる。
【００６２】
なお、このように極端に扁平した吐出口を用いる場合、吐出口からの塗布液の吐出量が一定であれば、Ｘ方向に描画するときとＹ方向に描画するときとで単位面積当たりの塗布量が大きく異なってくる。そのため、パターンの厚みを一定に保つためには、例えばＸ方向への移動とＹ方向への移動とで移動速度や吐出量を変化させる等の配慮が必要である。
【００６３】
以上のように、図１に示す塗布装置１では、Ｘ方向およびＹ方向の移動を組み合わせることにより、図３に示す格子状パターンや図７に示す集電電極パターンなどを形成することができる。この場合において、複数の吐出口を一列に並べた単一吐出ノズル５２を１回走査移動させることによって上記のようなパターンを形成することができるので、簡単な装置構成でありながら、高いスループットで隔壁や電極等の構造物を形成することができる。また、Ｘ方向、Ｙ方向への動きを適宜組み合わせることにより、種々のパターンを形成することができ、パターン形成の自由度という点においても優れている。
【００６４】
以上説明したように、この実施形態では、吐出ノズル５２が本発明の「吐出ノズル部」として機能している。また、ステージ３およびステージ移動機構２が本発明の「基板保持部」および「移動機構」としてそれぞれ機能している。また、制御部６および開閉弁５２ｃがそれぞれ本発明の「制御手段」および「開閉手段」として機能している。また、本実施形態においては、Ｘ方向が本発明の「第１走査方向」に相当する一方、Ｙ方向が「第２走査方向」に相当している。
【００６５】
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、上記実施形態の塗布装置１は、隔壁材料または配線材料と溶剤とを主成分とする塗布液を基板Ｗに塗布するものであるが、塗布液に光重合開始剤を含有させ、例えば紫外線などの光照射によって硬化する性質を持たせるようにしてもよい。この場合、塗布後の基板に光照射を行う工程を付加することによって、隔壁や配線などの構造物をより強固なものとすることができる。この場合において、吐出ノズル５２に光照射機能を持たせて塗布直後の塗布液に順次光照射を行うようにしてもよく、また塗布終了後の基板全体に光を照射するようにしてもよい。
【００６６】
また、上記実施形態では、吐出ノズル５２における吐出口５２ｂの配列方向と、吐出ノズル５２の主たる走査方向（Ｘ方向；第１走査方向）とが垂直の関係にあるが、これに限定されない。すなわち、吐出口の配列を第１走査方向に対し斜行させるようにしてもよい。特に、図７に示すバス電極Ｂのように幅広の構造物を形成する場合には、吐出ノズルのＹ方向への移動時に、斜行した吐出口の配列が第１走査方向に少しずつずれた軌跡を描くので往復回数を少なくすることができる。また、第１走査方向と第２走査方向とが直交していなくてもよい。
【００６７】
また、吐出口の形状は上記のような矩形のものに限らず、円形や頂円形など他の形状であってもよい。また、上記実施形態では全ての吐出口５２ｂに開閉弁５２ｃを設けているが、吐出を個別に停止させる必要のない吐出口についてはこのように開閉弁を設ける必要は必ずしもない。
【００６８】
また、上記説明では、例えばプラズマ表示装置に用いられるガラス基板上への隔壁形成および太陽電池パネル上への電極形成の態様を採り上げているが、本発明にかかる塗布装置および塗布方法の適用範囲はこれらに限定されるものではなく、目的とする構造物の材料を含む塗布液を基板上に塗布することによって当該構造物を形成する技術全般に適用することができる。また、上記実施形態では基板Ｗの片面にのみ配線を形成しているが、基板Ｗの両面に配線や隔壁等の構造物を形成する場合にも、本発明を適用することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
この発明は、例えばプラズマ表示装置用の隔壁形成や太陽電池表面への電極形成のように、目的とする構造物の材料を含む塗布液を基板上に塗布することによって当該構造物を形成する技術分野に特に好適に適用することができる。
【符号の説明】
【００７０】
１  塗布装置
２  ステージ移動機構（移動機構）
３  ステージ（基板保持部）
６  制御部（制御手段）
２１  Ｘ方向移動機構
２２  Ｙ方向移動機構
２３  θ回転機構
５２  吐出ノズル（吐出ノズル部）
５２ｃ  開閉弁（開閉手段）
Ｗ  基板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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