(57)【要約】【課題】パターン形成材料を基板に吐出して適切なパターンを形成することができるパターン形成装置を提供する。【解決手段】パターン形成材料９１を吐出部５２から基板９に向けて吐出しつつ基板９を吐出部５２に対して相対的に移動させることにより、基板９上にパターンを形成するパターン形成装置１において、吐出部５２に超音波振動子５４を取り付ける。これにより、吐出部５２からのパターン形成材料の吐出をスムーズに行うことができるとともに、パターン形成材料中のガラスフリットの再凝集を防止することができる。【選択図】　　　　図２
2004016827.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、
パターン形成材料を基板に向けて吐出する吐出部と、
前記吐出部を基板に対して相対的に移動させる移動機構と、
前記吐出部に１００Ｈｚ以上の振動を与える振動部と、
を備えることを特徴とするパターン形成装置。
【請求項２】
請求項１に記載のパターン形成装置であって、
前記振動部が、２０ｋＨｚ以上の振動を前記吐出部に与えることを特徴とするパターン形成装置。
【請求項３】
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、
パターン形成材料を基板に向けて吐出する吐出部と、
前記吐出部を基板に対して相対的に移動させる移動機構と、
前記吐出部に吐出方向の振動を与える振動部と、
を備えることを特徴とするパターン形成装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載のパターン形成装置であって、
平面表示装置に使用される基板にパターン形成材料が吐出されることを特徴とするパターン形成装置。
【請求項５】
請求項４に記載のパターン形成装置であって、
パターン形成材料によりプラズマ表示装置用の隔壁が形成されることを特徴とするパターン形成装置。
【請求項６】
請求項５に記載のパターン形成装置であって、
パターン形成材料により基板上に配線が形成されることを特徴とするパターン形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板上にパターンを形成する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、プラズマ表示装置や有機ＥＬ表示装置に用いられるパネルに隔壁や電極のパターンを形成する方法として、フォトリソグラフィ法（サンドブラスト法とも呼ばれる。）、スクリーン印刷法、リフトオフ法等が知られている。しかしながら、これらの方法は煩雑であり、生産コストを増加させる要因となっている。そこで、近年、微細な吐出口を有する吐出部からペースト状のパターン形成材料を吐出して基板上にパターンを形成する手法が提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、パターン形成材料は数万〜数百万ｍＰａ・ｓ（ミリパスカル秒）程度の高粘度材料であるため、幅数十μｍほどの微細な吐出口から滑らかに吐出することができず、スループットを向上するためには装置を大型化して吐出圧力を増大させる必要がある。また、パターン形成材料に含まれるフィラー（ガラス片）が吐出部内で部分的に凝集し、吐出口が詰まってしまうことも想定される。
【０００４】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、パターン形成材料の吐出を適切に維持することを主たる目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
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、パターン形成材料を基板に向けて吐出する吐出部と、前記吐出部を基板に対して相対的に移動させる移動機構と、前記吐出部に１００Ｈｚ以上の振動を与える振動部とを備える。
【０００６】
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、前記振動部が、２０ｋＨｚ以上の振動を前記吐出部に与える。
【０００７】
請求項３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、パターン形成材料を基板に向けて吐出する吐出部と、前記吐出部を基板に対して相対的に移動させる移動機構と、前記吐出部に吐出方向の振動を与える振動部とを備える。
【０００８】
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パターン形成装置であって、平面表示装置に使用される基板にパターン形成材料が吐出される。
【０００９】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載のパターン形成装置であって、パターン形成材料によりプラズマ表示装置用の隔壁が形成される。
【００１０】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載のパターン形成装置であって、パターン形成材料により基板上に配線が形成される。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の一の実施の形態に係るパターン形成装置１の概略構成を示す図である。パターン形成装置１は、プラズマ表示装置用のガラス基板（以下、「基板」という。）９上にＸ方向に伸びる複数の隔壁のパターンを形成する装置であり、隔壁が形成された基板９は他の工程を介してプラズマ表示装置の組立部品であるパネル（通常、リアパネル）となる。
【００１２】
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３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。
【００１３】
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３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３がガイドレール２４に沿ってＸ方向に滑らかに移動する。
【００１４】
図２はヘッド部５を拡大して示す図である。ヘッド部５では、ホルダ５１１がフレーム１２に固定されたベース５１の下面に取り付けられ、ホルダ５１１はモータ５１２によりＹ方向にスライド移動可能とされる。ホルダ５１１には、基板９上にペースト状のパターン形成材料９１（例えば、樹脂を主成分とするバインダにフィラー（ガラスフリット）を混合したもの）を吐出するノズル状の吐出部５２、および、基板９に向けて紫外線を照射する光照射部５３が着脱自在に取り付けられる。さらに、吐出部５２には、吐出方向に４０ｋＨｚの振動を与える超音波振動子５４が取り付けられる。
【００１５】
図３は吐出部５２の先端側からの様子を示す図である。吐出部５２の先端には基板９に向けてパターン形成材料を吐出する微細な複数の吐出口５２０がＹ方向に配列して形成されている。各吐出口５２０の形状および面積は、基板９上に形成される隔壁の形状に合わせて決定され、図３では矩形の吐出口５２０の例を示している。
【００１６】
図１に示すように吐出部５２には逆止弁５２１を有する供給管５２２が取り付けられ、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を介してパターン形成材料を貯留するタンク５２５に接続される。吐出部５２に隣接する光照射部５３は光ファイバ５３１を介して紫外線を発生する光源ユニット５３２に接続され、各吐出口の（−Ｘ）側にて基板９に向かって光のスポットを照射する。
【００１７】
モータ２１、モータ５１２（図２参照）、ポンプ５２３、制御弁５２４および光源ユニット５３２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、パターン形成装置１による基板９上へのパターン形成が行われる。
【００１８】
次に、パターン形成装置１の動作について説明する。パターン形成装置１に基板９が搬入されると、吐出部５２から基板９に向かってパターン形成材料の吐出が開始される。
【００１９】
吐出部５２からのパターン形成材料の吐出は、逆止弁５２１、ポンプ５２３および制御弁５２４により行われ、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によりパターン形成材料の逆流が阻止されるため、タンク５２５からポンプ５２３へとパターン形成材料が引き込まれる。次に、制御弁５２４が閉じられ、ポンプ５２３が押出動作を行い、吐出部５２から連続的にパターン形成材料が吐出される。
【００２０】
パターン形成材料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のモータ２１を駆動制御し、ステージ３を図１中に２点鎖線にて示す位置から実線にて示す位置へと矢印３１にて示す方向に連続的に移動させる。これにより、吐出部５２が基板９の主面に沿って相対的に（基板９に対して（＋Ｘ）方向に向かって）移動する。その結果、図２に示すように吐出部５２の複数の吐出口５２０から吐出されたパターン形成材料９１が基板９上に順次付着する。
【００２１】
さらに、パターン形成材料の吐出が行われる間、吐出部５２に取り付けられた超音波振動子５４が能動化される。これにより、高粘度（例えば、静粘度が５０万ｍＰａ・ｓ程度）のペースト状のパターン形成材料であってもパターン形成材料の流動性が高まり（換言すれば、見かけの粘度が下がり）、パターン形成材料が吐出部５２からスムーズに吐出される。
【００２２】
一方、吐出部５２の進行方向（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５３が吐出部５２とともに基板９に対して相対的に移動しつつ紫外線を出射する。これにより、吐出直後の基板９上のパターン形成材料９１に順次紫外線が照射される（図２参照）。パターン形成材料９１には紫外線により硬化（架橋反応）が開始する光開始剤が添加されており、光照射部５３の通過によりパターン形成材料９１の硬化が順次行われ、吐出後のパターン形成材料９１の形状が時間とともにくずれてしまうことが防止される。
【００２３】
なお、吐出部５２の先端は基板９に接していてもよいが、基板９の質量が大きい（すなわち、慣性が大きい）ため、吐出後のパターン形成材料には振動が伝わりにくく、さらに、吐出直後にパターン形成材料の硬化が行われるため、超音波振動がパターンの形成に影響を与えることはなく、断面形状が所望の縦横比となるパターンを形成することができる。
【００２４】
吐出部５２の吐出口の配列の長さはＹ方向に関して基板９上の一部を覆う長さとなっており、基板９が吐出部５２に対して１回移動すると基板９上の一部のみにパターンが形成される。その後、図２に示すヘッド部５のモータ５１２が吐出部５２および光照射部５３をＹ方向に移動し、パターン形成材料の吐出動作が繰り返される。やがて、基板９の主面全体にＸ方向に伸びる多数の隔壁パターンが形成されると、パターン形成装置１から基板９が搬出される。
【００２５】
以上のように、パターン形成装置１では吐出部５２からパターン形成材料が吐出される際に超音波振動子５４により吐出部５２に超音波振動が付与される。これにより、粘度の高いパターン形成材料を微小な吐出口（例えば、幅数十μｍの吐出口）からスムーズに吐出することができ、パターン形成装置１のスループットを向上することができる。また、パターン形成材料内のフィラーであるガラスフリット（ガラス片）の再凝集によりノズルが詰まってしまうことも吐出部５２の振動により抑制される。さらに、吐出圧の低減によりパターン形成装置１の構造を簡素化することも実現される。
【００２６】
パターン形成装置１は、多数の直線状のパターンを一度に形成するという点でプラズマ表示装置の隔壁形成に特に適しており、その他、有機ＥＬ表示装置や液晶表示装置等の他の種類の平面表示装置（フラットパネルディスプレイ）における隔壁や配線等のパターンの形成にも適している。さらに、他の種類の基板に対する配線形成にも適している。
【００２７】
基板９上に配線が形成される場合は、パターン形成材料として導電性の材料が用いられ、パターン形成材料の吐出の際に吐出部５２に超音波振動が与えられて材料の適切な吐出が維持される。また、形成される配線パターンが不規則な場合、吐出部５２の吐出口の数が１つとされ、吐出部５２に対して基板９が相対的に任意の方向に移動可能とされることにより、基板９上に様々な配線パターンを形成することが可能とされる。
【００２８】
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。
【００２９】
超音波振動子５４により吐出部５２に与えられる振動は、吐出後のパターン形成材料の形状に影響が生じない程度であれば適宜変更されてよく、具体的には、１００Ｈｚ以上、１００ｋＨｚ以下の範囲が好ましく、さらに好ましくは超音波の振動数（すなわち、２０ｋＨｚ以上）とされる。また、与えられる振動は振幅や波形（振動の加速度）で強度や特性が調整される。
【００３０】
吐出部５２に与えられる超音波振動を効率よく利用するために、超音波振動の方向は吐出方向とされることが好ましいが、超音波振動の方向は吐出部５２のノズル形状や設計上の都合に合わせて適宜変更されてよい。
【００３１】
【発明の効果】
本発明によれば、基板上へのパターン形成材料の吐出の際に吐出部に振動を与えることにより、パターン形成材料の吐出をスムーズに行うことができる。また、パターン形成材料が詰まることも抑制される。
【図面の簡単な説明】
【図１】パターン形成装置の概略構成を示す図である。
【図２】ヘッド部を示す拡大図である。
【図３】吐出部の先端側からの様子を示す図である。
【符号の説明】
１　パターン形成装置
２　ステージ移動機構
９　基板
５２　吐出部
５４　超音波振動子
【図１】
2004016827.tif 000003
【図２】
2004016827.tif 000004
【図３】
2004016827.tif 000005