(57)【要約】【課題】ノズル部内に入射する光により内部のリブ形成材料が硬化してノズル部が詰まることを防止することにより、基板上にリブを精度よく形成する。【解決手段】リブ形成装置では、ノズル部５１および光照射部４３を基板９の主面９１に沿って基板９に対して相対的に移動しつつ、ノズル部５１から基板９上に吐出されるリブ形成材料に光照射部４３から紫外線を照射することにより、リブが形成される。ノズル部５１は、紫外線を透過するジルコニアにて形成され、ノズル部５１の吐出口５１２近傍の表面には、ノズル部５１内のリブ形成材料の流路５１３へと到達する紫外線を遮蔽する遮蔽層５１１が形成される。これにより、ノズル部内に入射する光により内部のリブ形成材料が硬化してノズル部５１が詰まることを防止することができ、その結果、基板９上にリブを精度よく形成することが実現される。【選択図】図２
2008012389.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上にリブを形成するリブ形成装置であって、
光硬化性を有するリブ形成材料を基板上に吐出する吐出部と、
前記吐出部に近接して設けられ、前記基板上に吐出されたリブ形成材料に光を照射する光照射部と、
前記吐出部および前記光照射部を前記基板に沿う方向に前記基板に対して相対的に移動する移動機構と、
を備え、
前記吐出部が、
前記リブ形成材料を吐出する吐出口を有し、前記リブ形成材料を硬化させる波長帯の光の少なくとも一部を透過する材料にて形成されたノズル部と、
少なくとも前記ノズル部の前記吐出口近傍の表面に形成され、前記ノズル部内の前記リブ形成材料の流路へと到達する前記波長帯の前記光を遮蔽する遮蔽層と、
を備えることを特徴とするリブ形成装置。
【請求項２】
請求項１に記載のリブ形成装置であって、
前記吐出部が、前記ノズル部の前記光照射部側の主面を覆うとともに、前記波長帯の前記光を遮蔽する遮蔽部材をさらに備えることを特徴とするリブ形成装置。
【請求項３】
基板上にリブを形成するリブ形成装置であって、
光硬化性を有するリブ形成材料を基板上に吐出する吐出口を有し、前記リブ形成材料を硬化させる波長帯の光を遮蔽するセラミックスにて形成されたノズル部と、
前記ノズル部に近接して設けられ、前記基板上に吐出されたリブ形成材料に光を照射する光照射部と、
前記ノズル部および前記光照射部を前記基板に沿う方向に前記基板に対して相対的に移動する移動機構と、
を備えることを特徴とするリブ形成装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載のリブ形成装置であって、
前記基板が載置される載置面を有するステージをさらに備え、
前記基板が前記波長帯の前記光を透過し、前記載置面が前記波長帯の前記光を吸収することを特徴とするリブ形成装置。
【請求項５】
基板上にリブを形成するリブ形成装置であって、
光硬化性を有するリブ形成材料を、前記リブ形成材料を硬化させる波長帯の光を透過する基板上に吐出口から吐出するノズル部と、
前記ノズル部に近接して設けられ、前記基板上に吐出されたリブ形成材料に光を照射する光照射部と、
前記ノズル部および前記光照射部を前記基板に沿う方向に前記基板に対して相対的に移動する移動機構と、
前記基板が載置され、前記波長帯の前記光を吸収する載置面を有するステージと、
を備えることを特徴とするリブ形成装置。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかに記載のリブ形成装置であって、
前記ノズル部が、前記基板の主面に向かうとともに前記主面に対して傾斜する吐出方向に前記吐出口から前記リブ形成材料を吐出し、前記吐出口の全体または大部分が形成される前記ノズル部の開口面が、その法線が吐出側にて前記基板と交差するように傾斜していることを特徴とするリブ形成装置。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれかに記載のリブ形成装置であって、
前記波長帯の前記光を含む光を出射する光源と、
前記光源から前記光照射部を経由して前記基板へと至る光路上に配置され、入射する光のうち少なくとも熱線を遮蔽し、前記波長帯の前記光を透過するフィルタと、
をさらに備えることを特徴とするリブ形成装置。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれかに記載のリブ形成装置であって、
前記ノズル部が複数の吐出口を備え、
前記基板上に形成される複数のリブのピッチが１ミリメートル以下であることを特徴とするリブ形成装置。
【請求項９】
請求項８に記載のリブ形成装置であって、
前記複数のリブのそれぞれにおいて、前記基板に沿う方向に垂直な断面の幅が２００マイクロメートル以下であり、アスペクト比が５以上であることを特徴とするリブ形成装置。
【請求項１０】
請求項８または９に記載のリブ形成装置であって、
前記ノズル部が、ジルコニアにて形成されることを特徴とするリブ形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板上にリブを形成するリブ形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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ガラスの基板上にリブを形成する様々な手法が知られており、例えば、特許文献１では、ペースト状のリブ形成材料を基板上に吐出するノズル部、および、基板上に吐出されたリブ形成材料に紫外線を照射する光照射部を基板の主面に沿って基板に対して相対的に移動することにより、基板上にリブを形成するリブ形成装置が提案されている。
【０００３】
なお、特許文献２では、記録ヘッドからインクの微小液滴を吐出しつつ、記録媒体上に吐出された直後のインクに紫外線を照射して記録媒体上に印刷を行うインクジェットプリンタにおいて、紫外線照射部の照射面に格子状の保護部材を設け、保護部材の鉛直方向に沿う面のうち記録ヘッド側を向く面の紫外線反射率を記録ヘッドとは反対側を向く面の紫外線反射率よりも低くすることにより、記録媒体上へと照射される紫外線の一定の光量を確保しつつ、記録媒体にて反射して記録ヘッドへと入射する紫外線の光量を低減して、記録ヘッドの吐出口が詰まることを防止する手法が開示されている。
【特許文献１】特開２００２−１８４３０３号公報
【特許文献２】特開２００５−２７９９４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、平面表示装置の種類によっては、幅に対する高さの比であるアスペクト比が高く、かつ、微細なリブが必要となる。高アスペクト比の微細なリブをノズル部からのリブ形成材料の吐出により形成するには、同様に微細な吐出口を有するノズル部が必要となり、このようなノズル部を精度よく製造するために、ジルコニアの被加工部材を用いることが考えられる。しかしながら、多くのジルコニアは紫外線をある程度透過するため、光照射部からの紫外線が直接的に、または、基板を透過してステージにて反射することにより間接的にノズル部へと照射されてノズル部内のリブ形成材料が硬化してしまうことがあり、この場合、ノズル部が詰まって基板上にリブを精度よく形成することが困難となる。
【０００５】
本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、ノズル部内に入射する光により内部のリブ形成材料が硬化してノズル部が詰まることを防止することにより、基板上にリブを精度よく形成することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の発明は、基板上にリブを形成するリブ形成装置であって、光硬化性を有するリブ形成材料を基板上に吐出する吐出部と、前記吐出部に近接して設けられ、前記基板上に吐出されたリブ形成材料に光を照射する光照射部と、前記吐出部および前記光照射部を前記基板に沿う方向に前記基板に対して相対的に移動する移動機構とを備え、前記吐出部が、前記リブ形成材料を吐出する吐出口を有し、前記リブ形成材料を硬化させる波長帯の光の少なくとも一部を透過する材料にて形成されたノズル部と、少なくとも前記ノズル部の前記吐出口近傍の表面に形成され、前記ノズル部内の前記リブ形成材料の流路へと到達する前記波長帯の前記光を遮蔽する遮蔽層とを備える。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のリブ形成装置であって、前記吐出部が、前記ノズル部の前記光照射部側の主面を覆うとともに、前記波長帯の前記光を遮蔽する遮蔽部材をさらに備える。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、基板上にリブを形成するリブ形成装置であって、光硬化性を有するリブ形成材料を基板上に吐出する吐出口を有し、前記リブ形成材料を硬化させる波長帯の光を遮蔽するセラミックスにて形成されたノズル部と、前記ノズル部に近接して設けられ、前記基板上に吐出されたリブ形成材料に光を照射する光照射部と、前記ノズル部および前記光照射部を前記基板に沿う方向に前記基板に対して相対的に移動する移動機構とを備える。
【０００９】
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リブ形成装置であって、前記基板が載置される載置面を有するステージをさらに備え、前記基板が前記波長帯の前記光を透過し、前記載置面が前記波長帯の前記光を吸収する。
【００１０】
請求項５に記載の発明は、基板上にリブを形成するリブ形成装置であって、光硬化性を有するリブ形成材料を、前記リブ形成材料を硬化させる波長帯の光を透過する基板上に吐出口から吐出するノズル部と、前記ノズル部に近接して設けられ、前記基板上に吐出されたリブ形成材料に光を照射する光照射部と、前記ノズル部および前記光照射部を前記基板に沿う方向に前記基板に対して相対的に移動する移動機構と、前記基板が載置され、前記波長帯の前記光を吸収する載置面を有するステージとを備える。
【００１１】
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リブ形成装置であって、前記ノズル部が、前記基板の主面に向かうとともに前記主面に対して傾斜する吐出方向に前記吐出口から前記リブ形成材料を吐出し、前記吐出口の全体または大部分が形成される前記ノズル部の開口面が、その法線が吐出側にて前記基板と交差するように傾斜している。
【００１２】
請求項７に記載の発明は、請求項１ないし６のいずれかに記載のリブ形成装置であって、前記波長帯の前記光を含む光を出射する光源と、前記光源から前記光照射部を経由して前記基板へと至る光路上に配置され、入射する光のうち少なくとも熱線を遮蔽し、前記波長帯の前記光を透過するフィルタとをさらに備える。
【００１３】
請求項８に記載の発明は、請求項１ないし７のいずれかに記載のリブ形成装置であって、前記ノズル部が複数の吐出口を備え、前記基板上に形成される複数のリブのピッチが１ミリメートル以下である。
【００１４】
請求項９に記載の発明は、請求項８に記載のリブ形成装置であって、前記複数のリブのそれぞれにおいて、前記基板に沿う方向に垂直な断面の幅が２００マイクロメートル以下であり、アスペクト比が５以上である。
【００１５】
請求項１０に記載の発明は、請求項８または９に記載のリブ形成装置であって、前記ノズル部が、ジルコニアにて形成される。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、ノズル部内に入射する光により内部のリブ形成材料が硬化してノズル部が詰まることを防止または抑制することにより、基板上にリブを精度よく形成することができる。
【００１７】
また、請求項２の発明では、光照射部側の主面からノズル部内に光が入射してノズル部内にてリブ形成材料が硬化することを防止することができ、請求項４および５の発明では、光照射部からの光がステージにて反射してノズル部に入射することを抑制することができる。
【００１８】
また、請求項６の発明では、アスペクト比の高い状態でリブ形成材料を安定して吐出することができ、請求項７の発明では、ノズル部に照射される熱線により熱が発生してノズル部内にてリブ形成材料が硬化することを防止することができ、請求項１０の発明では、高精度なノズル部を容易に作製することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図１は、本発明の第１の実施の形態に係るリブ形成装置１の構成を示す図である。リブ形成装置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。
【００２０】
リブ形成装置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。
【００２１】
ステージ２０の（＋Ｚ）側の面（以下、「載置面」という。）２０１は黒色に着色されており、基板９は載置面２０１上に載置されて保持される。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。）。
【００２２】
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。
【００２３】
ヘッド部４は、基板９上に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の下部に互いに近接して取り付けられる。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む。また、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ユニット５が着脱可能に取り付けられる。吐出部４２には逆止弁４４１を有する供給管４４２が取り付けられ、供給管４４２は分岐しており、一方がポンプ４４３に接続され、他方が制御弁４４４を介してリブ形成材料を貯溜するタンク４４５に接続される。
【００２４】
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は波長３００〜７００ナノメートル（ｎｍ）の光を出射する光源４３３（例えば、キセノンランプ）、および、３００〜４００ｎｍの波長帯の光（すなわち、紫外線）のみを透過するフィルタ４３４を備え、光源４３３からフィルタ４３４に入射する光のうち当該波長帯の紫外線のみがフィルタ４３４を透過し（すなわち、可視光〜近赤外線の光がカットされ）、光ファイバ４３１により光照射部４３へと導かれる。そして、吐出部４２の（−Ｘ）側において光照射部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。
【００２５】
ステージ移動機構２のモータ２１、ポンプ４４３、制御弁４４４、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、リブ形成装置１による基板９上へのリブの形成が行われる。
【００２６】
図２はノズルユニット５の先端近傍を拡大して示す図であり、図３はノズルユニット５の複数の吐出口５１２近傍を示す図である。図３では、後述するノズル部５１の開口面５１４の法線に沿ってノズルユニット５の先端を見た様子を示している。
【００２７】
図３に示すように、ノズルユニット５は多数の吐出口５１２がＹ方向に所定のピッチ（例えば、６６０マイクロメートル（μｍ）のピッチ）にて配列されたノズル部５１を有する。図３の各吐出口５１２の縦横比（吐出口のアスペクト比と捉えることもできる。）は、例えば電界放出表示装置のパネル製造用では１５〜２５とされ、プラズマ表示装置のパネル製造用のノズル部における吐出口のアスペクト比よりも大きい（例えば、約１４倍になる）。図２に示すように、ノズル部５１の光照射部４３側の主面および光照射部４３とは反対側の主面（後述する蓋部材５３のノズル本体５２とは反対側の面、および、ノズル本体５２の蓋部材５３とは反対側の面）は、それぞれ第１保護部材５４および第２保護部材５５により覆われており、第１および第２保護部材５４，５５はステンレス鋼にて形成される。光照射部４３は、その光の出射位置が基板９の主面９１から１５ミリメートル（ｍｍ）の高さとなり、かつ、光軸が基板９の主面９１に垂直となるように、ノズル部５１に近接して配置される。
【００２８】
ノズル部５１において各吐出口５１２へと連続する流路５１３（図２では、１つの吐出口５１２および１つの流路５１３のみに符号を付している。）は、ＺＸ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の主面９１に向かうとともに主面９１に対して傾斜する吐出方向に吐出口５１２からリブ形成材料８１が吐出される。また、ノズル部５１の開口面５１４（ノズル部５１の先端における複数の吐出口５１２を含む面）も、同様にその法線がＺＸ平面に平行かつＺ方向に対して傾斜している。実際には、ノズル部５１の流路５１３は、ノズル本体５２に配列形成された多数の溝を板状の蓋部材５３にて閉塞することにより形成され、ノズル本体５２および蓋部材５３は共に、白色のジルコニアを切削加工することにより形成される。
【００２９】
ノズル部５１の図２中の（−Ｚ）側の部位には、基板９の主面９１に平行な対向面５１５が形成され、リブ形成装置１では、必要に応じて昇降機構４１が吐出部４２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部５１の対向面５１５と基板９の主面９１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５１が常時、基板９の主面９１に近接した状態とされる。ノズル部５１では、開口面５１４および対向面５１５上に、厚さ１〜２μｍのＤＬＣ（Diamond Like Carbon）の層５１１（図２では太線にて示し、図３では平行斜線を付して示す。）がプラズマＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法にて形成されている。後述するように、ＤＬＣの層５１１はノズル部５１の吐出口５１２近傍からノズル部５１内へと入射する紫外線を遮蔽する役割を果たすため、以下の説明では、ＤＬＣの層５１１を遮蔽層５１１と呼ぶ。
【００３０】
次に、リブ形成装置１がリブを形成する動作について説明を行う。図４はリブ形成装置１が基板９上にリブを形成する動作の流れを示す図である。図１のリブ形成装置１では、まず、外部の搬送機構により基板９が搬入されてステージ２０の載置面２０１上に載置された後（ステップＳ１１）、ステージ移動機構２およびヘッド移動機構３によりノズルユニット５が基板９に対して所定の初期位置に配置される。続いて、光照射部４３から紫外線の出射が開始された後（ステップＳ１２）、吐出部４２からのリブ形成材料の吐出が開始される（ステップＳ１３）。
【００３１】
吐出部４２からのリブ形成材料の吐出は、図１に示す逆止弁４４１、ポンプ４４３および制御弁４４４により行われる。まず、制御部６の制御により制御弁４４４が開放された状態でポンプ４４３が吸引動作を行う。このとき、逆止弁４４１によりリブ形成材料の逆流が阻止されるため、タンク４４５からポンプ４４３へとリブ形成材料が引き込まれる。次に、制御弁４４４が閉じられ、ポンプ４４３が押出動作を行う。これにより、吐出部４２から連続的にリブ形成材料が吐出される。
【００３２】
また、リブ形成材料の吐出が開始されるのとほぼ同時に、制御部６がステージ移動機構２のモータ２１を駆動制御して、吐出部４２の下方にてステージ２０を（−Ｘ）方向に移動することにより、吐出部４２および光照射部４３が主面９１に沿う（＋Ｘ）方向に基板９に対して相対移動を開始する（ステップＳ１４）。実際には、図２に示すように、各吐出口５１２からリブ形成材料８１を吐出しつつ、複数の吐出口５１２がリブ形成材料８１の吐出側とは反対の方向（すなわち、（＋Ｘ）方向）に主面９１に沿って基板９に対して相対的に連続して移動することにより、各吐出口５１２から吐出されたリブ形成材料８１が基板９上に順次付着する。
【００３３】
また、基板９上に吐出されたリブ形成材料８１には、ノズル部５１の基板９に対する相対的な進行方向の後方に配置されている光照射部４３により、吐出口５１２よりも上方の位置から紫外線が照射される。既述のように、リブ形成材料は光開始剤が添加されて光硬化性を有しており、光照射部４３からの紫外線の照射により基板９上のリブ形成材料を容易に硬化させることが可能となっている。これにより、ノズルユニット５の相対的な進行方向に伸びる高精細なリブが形成される。
【００３４】
このとき、光照射部４３から基板９の主面９１上へと照射された紫外線（正確には、基板９上のリブ形成材料に照射されなかった紫外線）は、基板９を透過してステージ２０の載置面２０１に照射される。既述のように、載置面２０１は黒色に着色されており、載置面２０１に照射される紫外線のほとんどが載置面２０１にて吸収される。また、リブの表面にて反射した紫外線（あるいは、載置面２０１上にて反射される極僅かな紫外線等）がノズル部５１の吐出口５１２近傍へと照射される場合であっても、図２のノズル部５１の開口面５１４および対向面５１５には、遮蔽層５１１が形成されることにより、紫外線が吐出口５１２の近傍からノズル部５１内へと入射することが防止される。実際には、光照射部４３の光の出射位置は吐出口５１２の近傍に配置されるため、光照射部４３から出射される紫外線の一部はノズル部５１の光照射部４３側にも照射されるが、ノズル部５１の光照射部４３側の主面は光を遮蔽する遮蔽部材である第１保護部材５４にて覆われることにより、光照射部４３側の主面からノズル部５１内に紫外線が入射して、ノズル部５１内にてリブ形成材料が硬化することが防止される。
【００３５】
また、リブ形成装置１では、図２に示すように、ノズル部５１の開口面５１４が、その法線が吐出側（（−Ｘ）側）にて基板９の主面９１と交差するように傾斜していることにより、リブのＹＺ平面に平行な各断面では、（−Ｚ）側から（＋Ｚ）側に向かってリブ形成材料を積み重ねるようにしてリブの各部位が形成されることとなる。このように、アスペクト比の高い状態で吐出口５１２からリブ形成材料が安定して吐出されることにより、高アスペクト比のリブが基板９上に形成される。
【００３６】
図５は、形成途上のリブ８のＹＺ平面に平行な断面を示す図である。実際には、リブ８の断面のＹ方向の幅は１００μｍ、Ｚ方向の高さは２ｍｍとなり、基板９上には吐出部４２における吐出口５１２と同じ個数のリブ８が、Ｙ方向に広範囲に亘って吐出口５１２と同じピッチ６６０μｍにて並んでいる。
【００３７】
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ユニット５の真下に達すると、リブ形成材料の吐出が停止される（ステップＳ１５）。その後、終点近傍のリブ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た後停止し（ステップＳ１６）、光照射部４３からの紫外線の出射も停止される（ステップＳ１７）。また、リブ形成装置１では、ヘッド部４をＹ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、上記ステップＳ１２〜Ｓ１７を繰り返すことにより、Ｙ方向に関して基板９上の全体に亘って多数のリブを形成することも可能である。
【００３８】
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、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。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。
【００３９】
ここで、ステージ２０の載置面２０１における紫外線の吸収について述べる。表１は、ノズル部５１の吐出口５１２に相当する位置における紫外線の照度の測定結果を示している。本照度測定の際には、ステージの載置面が鏡面（正確には、ステンレス鋼の板部材に設けられる鏡面）、着色前の白色の面、および、着色後の黒色の面のそれぞれとされ、光の出射位置を載置面から１０ｍｍまたは２０ｍｍの高さに配置して主光線が載置面に垂直となるように光照射部４３から紫外線が出射され、ノズル部５１の吐出口５１２に相当する位置近傍に配置される照度計にて、載置面からの反射光の照度（表１では、「吐出口における照度」と記している。）が測定された。なお、本照度測定では、照度計の受光面が直径１９ｍｍの円とされ、載置面上に照度計を配置して光照射部４３からの紫外線を直接測定した際の照度は、１９４．５ｍＷ／ｃｍ２であった。
【００４０】
【表１】
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【００４１】
表１より、光照射部４３の光の出射位置を載置面２０１から１０ｍｍおよび２０ｍｍのいずれの高さに配置する場合であっても、ノズル部５１の吐出口５１２に相当する位置における照度は、ステージの載置面が白色の面の場合に最も高く、黒色の面の場合に最も低くなる。実際には、黒色の面における照度は、白色の面における照度の約６％となり、鏡面における照度の９〜１３％となる。なお、載置面が鏡面の場合では、白色の面の場合に比べて光が散乱しないため、吐出口における照度が低くなっている。以上のように、本実施の形態における黒色に着色された載置面２０１では、光照射部４３からの紫外線の大部分が吸収され、吐出口における照度が低くなることが判る。
【００４２】
以上に説明したように、図１のリブ形成装置１では、光照射部４３から出射されて基板９を透過した紫外線が、基板９が載置されるステージ２０の載置面２０１にて吸収される。これにより、光照射部４３からの光がステージ２０にて反射してノズル部５１に入射することが抑制される。また、リブの表面にて反射した紫外線（あるいは、載置面２０１上にて反射される極僅かな紫外線等）が、紫外線を透過する材料にて形成されるノズル部５１側に向かったとしても、ノズル部５１の吐出口５１２近傍の表面に遮蔽層５１１が形成されることにより、紫外線がノズル部５１内のリブ形成材料の流路５１３へと到達することが防止される。このように、リブ形成装置１では、載置面２０１における紫外線の吸収および遮蔽層５１１における紫外線の遮蔽により、吐出口５１２の周囲から流路５１３へと到達する光によりノズル部５１内のリブ形成材料が硬化してノズル部５１が詰まることを確実に防止することができ、その結果、基板９上にリブを精度よく形成することが実現される。
【００４３】
光源ユニット４３２のフィルタ４３４では、光源４３３ら出射される光のうち、紫外線のみを透過し、熱線を含む他の波長帯の光が遮蔽されることにより、ノズル部５１に照射される熱線により熱が発生してノズル部５１内にてリブ形成材料が硬化することを防止することができ、これにより、基板９上に高精度なリブを安定して形成することが可能となる。
【００４４】
ところで、より高アスペクト比のリブを形成する際には、同様に高アスペクト比の吐出口を有するノズル部を用いるとともに、光照射部４３からの紫外線の強度をさらに強くする必要があるが、ステージ２０の載置面２０１では、リブ形成材料を硬化させる紫外線が吸収されることにより、ノズル部５１へと入射する紫外線の量を抑制してノズル部５１が詰まることを防止することができ、基板９上におけるより高アスペクト比のリブの形成が可能となる。
【００４５】
なお、ステージ２０の載置面２０１では、黒色の着色以外に、例えば、黒色のフィルム（紙でもよい。）を敷いたり、金属のステージに硬質アルマイト処理を施すことにより紫外線の吸収が実現されてもよく、さらには、ステージ２０自体が紫外線を吸収する材料にて形成されてもよい。
【００４６】
また、リブ形成装置１では、窒化チタン（ＴｉＮ）、窒化チタンアルミニウム（ＴｉＡｌＮ）、炭化チタン（ＴｉＣ）、窒化クロム（ＣｒＮ）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、窒化ケイ素（ＳｉＮ）、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）等が遮蔽層としてＣＶＤ法やＰＶＤ（Physical Vapor Deposition）法により開口面５１４および対向面５１５に形成されてもよい。この場合に、紫外線の透過を確実に防止するという観点ではコーティングされる遮蔽層の厚さは０．３μｍ以上とされることが好ましく、吐出口５１２から形成されるリブ形成材料に影響を与えないという観点では遮蔽層の厚さは１０μｍ以下とされることが好ましい。なお、ＣＶＤ法により形成される遮蔽層は、通常、厚さ０．３〜３μｍとされる。また、ノズル部５１の開口面５１４および対向面５１５に黒色の着色剤を塗布する（実際には、着色剤の層が形成される）ことにより、吐出口５１２近傍へと入射する紫外線の遮蔽が実現されてもよい。
【００４７】
図６は、本発明の第２の実施の形態に係るリブ形成装置のノズルユニット５ａを示す図である。図６のノズルユニット５ａでは、ノズル部５１ａが紫外線を遮蔽する黒色のジルコニアにて形成されるとともに、図２および図３のノズル部５１における遮蔽層５１１が省略される。ノズルユニット５ａの他の構成は図２および図３のノズルユニット５と同様であり同符号を付している。
【００４８】
図６のノズルユニット５ａを有するリブ形成装置においても、図１のリブ形成装置と同様の処理が行われる。すなわち、基板９をステージ２０の載置面２０１上に載置した後（図４：ステップＳ１１）、光照射部４３からの紫外線の出射および吐出部４２からのリブ形成材料の吐出が開始されるとともに（ステップＳ１２，Ｓ１３）、基板９が移動を開始して基板９の主面９１上にリブが形成される（ステップＳ１４）。
【００４９】
このとき、リブの表面にて反射した紫外線（あるいは、載置面２０１上にて反射される極僅かな紫外線等）がノズル部５１の吐出口５１２近傍へと照射される場合であっても、ノズル部５１自体が紫外線を遮蔽する材料にて形成されていることにより、紫外線がノズル部５１内へと入射することが防止される。リブ形成装置では、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ユニット５の真下に達すると、リブ形成材料の吐出が停止され（ステップＳ１５）、続いて、基板９の移動および光照射部４３からの紫外線の出射が停止され（ステップＳ１６，Ｓ１７）、リブ形成装置による基板９上へのリブ形成動作が終了する。
【００５０】
以上に説明したように、図６のノズルユニット５ａを有するリブ形成装置では、リブ形成材料を硬化させる紫外線を遮蔽する黒色のジルコニアにてノズル部５１ａが形成される。これにより、ノズル部５１内に入射する光により内部のリブ形成材料が硬化してノズル部５１が詰まることを防止することができ、基板９上にリブを精度よく形成することができる。なお、ノズル部５１ａは、紫外線を遮蔽し、かつ、所定の形状精度にてノズル部５１ａを作製することが可能なものであるならば、他のセラミックスにて形成されてもよい。
【００５１】
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。
【００５２】
上記第１および第２の実施の形態では、リブ形成材料が紫外線の照射により硬化するが、リブ形成材料は他の波長帯の光の照射により硬化するものであってもよい。リブ形成装置では、i）リブ形成材料を硬化させる波長帯の光を透過する材料にてノズル部が形成される場合に当該波長帯の光を遮蔽する遮蔽層が吐出口近傍の表面に形成される、ii）リブ形成材料を硬化させる波長帯の光を遮蔽するとともにノズル部を精度よく製造することが可能なセラミックスにてノズル部自体が形成される、iii）基板がリブ形成材料を硬化させる波長帯の光を透過する場合に基板が載置されるステージに当該波長帯の光を吸収する載置面が設けられる、の少なくともいずれかが満たされることにより、ノズル部内（吐出口の近傍を含む。）のリブ形成材料が硬化してノズル部が詰まることが防止または抑制され、基板上にリブを精度よく形成することが実現される。なお、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。
【００５３】
上記第１の実施の形態では、白色のジルコニアにて形成されるノズル部５１が紫外線の一部（すなわち、紫外線の光量の一部）を透過するため、吐出口５１２の近傍に遮蔽層５１１が設けられるが、ノズル部５１が紫外線の波長帯のうちの一部の波長帯の光を透過する場合に、同様に、遮蔽層５１１が設けられてもよい。すなわち、リブ形成材料を硬化させる波長帯の光の少なくとも一部を透過する材料にてノズル部５１が形成される場合に、ノズル部５１に遮蔽層５１１が設けられることにより、ノズル部５１が詰まることを防止することが可能となる。
【００５４】
また、遮蔽層５１１は必ずしもノズル部５１の開口面５１４の全体に設けられる必要はなく、ノズル部５１に１つの吐出口５１２のみが設けられる場合等には、遮蔽層５１１は吐出口５１２の近傍のみに設けられてもよい。リブ形成材料の流路５１３へと到達する紫外線を遮蔽してノズル部５１の詰まりを防止するには、少なくともノズル部５１の吐出口５１２近傍の表面に遮蔽層５１１が形成されることが必要となる。なお、紫外線を透過しない基板上にリブを形成する際に、ノズル部５１の対向面５１５と基板９の主面９１との間が微小な距離にて保たれる場合には、対向面５１５上の遮蔽層５１１を省略することも可能である。
【００５５】
第１保護部材５４は、必ずしもステンレス鋼にて形成される板状の部材である必要はなく、遮蔽層５１１と同様に、紫外線を遮蔽する層（膜状を含む。）として設けられてもよい。
【００５６】
また、ノズル部５１はジルコニア以外の材料にて形成することも可能であり、吐出口の形状やピッチも、表示装置の設計に合わせて必要とされるリブの断面形状およびピッチ（例えば、幅８０μｍ、かつ、高さ５００μｍであり、ピッチ３３０μｍにて配列されるリブ）に応じて、適宜変更されてよい。ただし、基板９上に形成される複数のリブのピッチが１ｍｍ以下（好ましくは、３００μｍ以上）とされ、各リブの基板９の主面９１に沿って伸びる方向に垂直な断面の幅が２００μｍ以下（好ましくは、５０μｍ以上）、かつ、アスペクト比が５以上（好ましくは、２５以下）とされる場合には、高アスペクト比の微細な吐出口５１２を微小なピッチにて有するノズル部５１が必要となるため、ジルコニアの被加工部材を用いることにより、高精度なノズル部５１が容易に作製されることが好ましい。
【００５７】
吐出部４２では、吐出口５１２の全体が形成されるノズル部５１，５１ａの開口面５１４が、その法線が吐出側にて基板９の主面９１と交差するように傾斜していることにより、アスペクト比が高いリブが精度よく形成されるが、リブ形成装置では、ノズル部５１，５１ａにおいて吐出口５１２の一部を対向面５１５にまで広げて形成して（図２参照）、アスペクト比が高いリブを形成することも可能である。すなわち、吐出口５１２の全体または大部分が形成されるノズル部５１，５１ａ上の開口面５１４が、その法線が吐出側にて基板９と交差するように傾斜していればよい。
【００５８】
上記第１および第２の実施の形態では、光源ユニット４３２内に配置されるフィルタ４３４により光源４３３からの光のうち紫外線（３００〜４００ｎｍの波長帯の紫外線に限らず、より短い波長を含む紫外線（例えば２００〜４００ｎｍ）であってもよい。）のみが透過されて光照射部４３から出射されるが、ノズル部（または、ノズルユニット）に直接的に、または、リブの表面等を介して間接的に照射される光により熱が発生してノズル部内のリブ形成材料が硬化することを防止するという観点では、リブ形成材料を硬化させる波長帯の光を透過しつつ少なくとも熱線を遮蔽するフィルタ４３４が、光源４３３から光照射部４３を経由して基板９へと至る光路上に配置されることが重要となる。
【００５９】
リブ形成装置１では、ステージ２０上の基板９が吐出部４２および光照射部４３に対してＸ方向に移動するが、吐出部４２および光照射部４３を基板９に対してＸ方向に移動する機構が設けられてもよい。すなわち、リブ形成装置における吐出部４２および光照射部４３の基板９に対するＸ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。
【００６０】
リブ形成装置においてリブが形成される基板は、ガラス以外の材料により形成されるものであってもよい。この場合に、基板がリブ形成材料を硬化させる波長帯の光を透過しない材料（例えば、金属）にて形成される場合には、上記第１および第２の実施の形態において、ステージ２０の載置面２０１の着色が省略されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】リブ形成装置の構成を示す図である。
【図２】ノズルユニットの先端近傍を拡大して示す図である。
【図３】ノズルユニットの複数の吐出口近傍を示す図である。
【図４】リブ形成装置が基板上にリブを形成する動作の流れを示す図である。
【図５】リブを示す断面図である。
【図６】第２の実施の形態に係るノズルユニットを示す図である。
【符号の説明】
【００６２】
１    リブ形成装置
２    ステージ移動機構
８    リブ
９    基板
２０    ステージ
４２    吐出部
４３    光照射部
５１，５１ａ    ノズル部
５４    保護部材
８１    リブ形成材料
９１    主面
２０１    載置面
４３３    光源
４３４    フィルタ
５１１    遮蔽層
５１２    吐出口
５１３    流路
５１４    開口面
【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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