JP2004079478A - Pattern shaping device, pattern forming device and pattern forming method - Google Patents
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Abstract
Description
【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表示装置等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、サンドブラスト法(フォトリソグラフィ法とも呼ばれる。)、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】
ところで、例えば、プラズマ表示装置のガラス基板において、形成された隔壁パターンの高さがばらついた場合には、ガラス基板を重ね合わせて形成される放電空間の間でクロストークが生じたり、また、隔壁パターンの形状(特に上面の幅)がばらついた場合には、表示される画像にむらが生じる等の問題が発生する。
【0004】
そこで、特開平10−116557号公報や特開平11−16491号公報では、基板上に形成されたパターンを定盤やプレスロールで押圧してパターンの上面を平坦化し、高さ方向に関するばらつきを抑制する技術が開示されている。また、特開2001−118514号公報では、機械研磨または化学的機械研磨によりパターンの上面を平坦化する技術が開示されている。しかしながら、これらの手法ではパターン上面の幅を制御することができず、表示装置に表示される画像のむらを抑制する手法として利用することはできない。また、これらの手法では、パターンの上面を平滑化する部材と基板との間の距離の精度を容易には高めることができず、パターンの基板表面に対する絶対的な高さを制御することも困難となる。
【0005】
一方、特開平8−273538号公報では、基板上に塗布されたパターン形成材料上にパターン形状に対応する型を圧接することによりパターンを形成する手法が開示されているが、掻き分けられたパターン形成材料が移動する空間(いわゆる、逃げ)の確保が困難である等、使用される材料に大きな制約が生じてしまう。
【0006】
本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、基板上に適切なパターンを形成することを目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載の発明は、基板上に形成されたパターンを整形するパターン整形装置であって、基板を保持する保持部と、基板上においてパターン形成材料にて形成されたパターンの上面と側面の少なくとも一部とを所定の形状に整形する整形機構とを備える。
【0008】
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載のパターン整形装置であって、前記整形機構が、前記所定の形状に対応する凹型部材と、前記凹型部材を基板の主面に向けて付勢する付勢機構とを有する。
【0009】
請求項3に記載の発明は、請求項1に記載のパターン整形装置であって、前記整形機構が、前記所定の形状に対応する凹型部材と、前記凹型部材を基板の主面に沿って相対的に移動する移動機構とを有する。
【0010】
請求項4に記載の発明は、請求項2または3に記載のパターン整形装置であって、前記整形機構が、前記凹型部材の温度を調整する温度調整部をさらに有する。
【0011】
請求項5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、前記吐出部を基板の主面に沿って相対的に移動する移動機構と、基板上に吐出された前記パターン形成材料を順次硬化させる硬化部と、前記硬化部により硬化されたパターンを整形する整形機構とを備える。
【0012】
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、前記整形機構が、前記パターンの上面と側面の少なくとも一部とを所定の形状に整形する。
【0013】
請求項7に記載の発明は、請求項5または6に記載のパターン形成装置であって、前記硬化部による硬化条件が複数の条件の間で切り替え可能とされる。
【0014】
請求項8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、基板上にパターン形成材料にてパターンを形成するパターン形成工程と、前記パターンの上面と側面の少なくとも一部とを所定の形状に整形する整形工程とを有する。
【0015】
請求項9に記載の発明は、請求項8に記載のパターン形成方法であって、前記パターン形成工程が、吐出部からパターン形成材料を前記基板に向けて吐出しつつ前記吐出部を前記基板の主面に沿って相対的に移動する吐出工程と、前記基板上に吐出された前記パターン形成材料を順次硬化させる硬化工程とを有する。
【0016】
請求項10に記載の発明は、請求項9に記載のパターン形成方法であって、前記硬化工程における硬化条件が複数の条件の間で切り替え可能とされる。
【0017】
請求項11に記載の発明は、請求項8ないし10のいずれかに記載のパターン形成方法であって、前記整形工程において、前記所定の形状に対応する凹型部材が前記基板の主面に向けて付勢される。
【0018】
請求項12に記載の発明は、請求項8ないし10のいずれかに記載のパターン形成方法であって、前記整形工程において、前記所定の形状に対応する凹型部材が前記基板の主面に沿って相対的に移動する。
【0019】
【発明の実施の形態】
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、プラズマ表示装置のガラス基板(以下、「基板」という。)9上にX方向に伸びる隔壁のパターンを形成する装置であり、隔壁パターンが形成された基板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。
【0020】
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およびフレーム13が固定され、フレーム12にはパターン形成ヘッド部4が、フレーム13にはパターン整形ヘッド部5がそれぞれ取り付けられる。
【0021】
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。
【0022】
パターン形成ヘッド部4は、基板9上にペースト状のパターン形成材料(例えば、光開始剤が1〜30%、アクリル系モノマー等のバインダが5〜50%、複数種類の低軟化点ガラスフリットが40〜90%、その他、溶剤や添加剤が混合されたもの)を吐出するノズル状の吐出部42、および、基板9に向けて紫外線を出射する硬化部43を有し、吐出部42および硬化部43はフレーム12に固定されたベース41の下部に着脱可能に取り付けられる。吐出部42はY方向に配列された複数の吐出口を有し、硬化部43は吐出部42の(−X)側において基板9に向かって光を出射し、各吐出口に対応する光のスポットを基板9上に形成する。
【0023】
吐出部42には逆止弁421を有する供給管422が取り付けられ、供給管422は分岐しており、一方がポンプ423に接続され、他方が制御弁424を介してパターン形成材料を貯留するタンク425に接続される。硬化部43は光ファイバ431を介して紫外線を発生する光源ユニット432に接続される。
【0024】
パターン整形ヘッド部5は、アルミ等の金属により形成される略円柱形状の整形部材(以下、「ローラ」という。)53、および、ローラ53を回転可能かつ着脱可能に支持する支持部材52を有し、フレーム13に固定されたベース51の下部に支持部材52が取り付けられる。ローラ53にはヒータおよび温度計測部(例えば、熱電対)が設けられ、これらが支持部材52を介して温度調整部54に接続される。そして、温度調整部54が温度計測部からの信号に基づいてヒータに供給する電力を制御することにより、ローラ53の表面温度が制御される。
【0025】
ステージ移動機構2のモータ21、ポンプ423、制御弁424、光源ユニット432および温度調整部54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上への隔壁パターンの形成が行われる。
【0026】
図2はローラ53を(−X)側から(+X)方向を向いて見たときの様子を示す図である。ローラ53には外周に沿う複数の凹部531がY方向に配列して形成されており、凹部531の開口側の端部近傍では、凹部531のY方向の幅が外側に向かって漸次大きくなっている。すなわち、凹部531の底面の幅は開口側の幅よりも小さい。Y方向に関する凹部531の中心間の距離は、吐出部42の吐出口の中心間の距離と等しくされ、各凹部531の中心の位置と吐出部42の各吐出口の中心の位置とが対応するようにローラ53が支持される。
【0027】
図3はパターン形成装置1が隔壁パターンを形成する動作の流れを示す図である。パターン形成装置1に基板9が搬入されると、使用されるパターン形成材料等に応じた硬化条件(本実施の形態では紫外線の出射条件)が操作者により選択される(ステップS11)。なお、予め複数の硬化条件が制御部6が有するメモリに記憶されている。続いて、選択された硬化条件に応じて制御部6が光源ユニット432を制御することにより、硬化部43から紫外線の出射が開始される(ステップS12)。
【0028】
紫外線の出射が開始されると、吐出部42から基板9に向かってパターン形成材料の吐出が行われる(ステップS13)。吐出部42からのパターン形成材料の吐出は、図1に示す逆止弁421、ポンプ423および制御弁424により行われる。まず、制御部6の制御により制御弁424が開放された状態でポンプ423が吸引動作を行う。このとき、逆止弁421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425からポンプ423へとパターン形成材料が引き込まれる。次に、制御部6の制御により制御弁424が閉じられ、ポンプ423が押出動作を行う。これにより、吐出部42から連続的にパターン形成材料が吐出される。
【0029】
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、吐出部42の下方にて基板9の表面が(−X)方向に移動するように、ステージ3を連続的に移動させる(ステップS14)。これにより、図4に示すように吐出部42の吐出口426から吐出されたパターン形成材料91が基板9上に順次付着しつつ、吐出部42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硬化部43からの紫外線が基板9上のパターン形成材料91に照射される。パターン形成材料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、ステップS11にて選択された硬化条件に応じたパターン形成材料の硬化が硬化部43により順次行われる。
【0030】
硬化条件としては、例えば、露光量が100〜1000mJ/cm2となるように、紫外線が照度200〜1000mW/cm2の範囲で吐出後1秒以内に0.1〜数秒間照射される。これにより、基板9上のパターン形成材料は、重力や表面張力により変形せず、かつ、外力により容易に変形可能な状態とされる。以下、このような状態を「半硬化状態」と呼ぶ。例えば、溶剤を含むパターン形成材料が用いられる場合には、表面のみが硬化され、内部は溶剤が残った状態が半硬化状態に相当する。
【0031】
続いて、半硬化状態のパターン形成材料91がローラ53の下方へと相対的に移動し、ローラ53により所定の形状に整形される。図5(a)ないし(c)は、ローラ53によりパターン形成材料91が整形される様子を説明するための図である。図5(a)はローラ53がパターン形成材料91に接触する直前の状態を示す図であり、図5(b)はローラ53がパターン形成材料91に接触している様子を示す図であり、図5(c)はローラ53がパターン形成材料91から離れた直後の状態を示す図である。なお、図5(a)ないし(b)では平行斜線を付すことなくパターン形成材料91の断面を示しており、さらに、実際には基板9上を転がるローラ53を基板9の法線方向に移動するように簡略化して示している。
【0032】
図5(a)に示すように、複数の凹部531の真下にはパターン形成材料91が位置しており、その形状および高さはわずかにばらついている。図5(b)に示すようにパターン形成材料91の両側でローラ53が基板9に接触すると、パターン形成材料91の上部が凹部531の底面(すなわち、図5(b)において凹部531の最も上側の面)および側面の底面側の部分により押圧され、余剰なパターン形成材料91が凹部531の開口部へと移動する。その結果、図5(c)に示すように、パターン形成材料91の上面および側面の上面側の部分が凹部531に対応する形状に整形される。
【0033】
以上のように、パターン形成装置1では、ステージ3を移動する工程(ステップS14から移動が停止するまでの工程)が、実質的に隔壁パターンを整形する工程に対応しており、暫定的な隔壁パターンを形成する工程、隔壁パターンを半硬化状態とする工程、および、隔壁パターンを整形する工程が並行して実行される。
【0034】
前述のように、ローラ53の表面温度は温度調整部54により適切な温度(例えば、室温より約10度高い温度)に制御されるとともに、パターン形成材料91が半硬化状態とされるため、パターン形成材料91の整形は容易かつ適切に行われる。また、図4に示すようにローラ53は基板9上を転がりながら相対的に移動してパターン形成材料91を整形するため、ローラ53とパターン形成材料91との分離が容易に行われる。なお、ローラ53が基板9を押圧する力はローラ53の自重のみであってもよく、別途、押圧力が付与されてもよい。
【0035】
パターン形成材料の吐出および整形が続けられ、基板9上のパターン形成の終点が吐出部42の真下に達すると、パターン形成材料の吐出が停止される(ステップS15)。その後、終点近傍のパターン形成材料の硬化および整形を行うために基板9がさらに移動し、ステージ3の移動制御および紫外線の出射が停止される(ステップS16,S17)。
【0036】
以上の工程にて形成された隔壁パターンは他の工程において焼成され、パターン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して隔壁が形成される。なお、溶剤を多く含むパターン形成材料が用いられる場合には、焼成工程の前に内部の溶剤を乾燥除去させる工程が行われる。
【0037】
以上のように、パターン形成装置1において隔壁パターンを形成する際には、吐出部42および硬化部43並びに整形部材であるローラ53を基板9の主面に沿って相対的に移動することにより、基板9に向けて吐出されたパターン形成材料91が操作者により選択された適切な硬化条件に従って順次硬化され、パターン形成材料91の上面と側面の少なくとも一部(正確には、側面の上面側の一部)とが凹部531に対応する所定の形状に整形される。これにより、パターン形成装置1では、高さおよび側面形状のばらつきが抑制された適切な隔壁パターンが基板9上に形成される。
【0038】
また、パターン形成装置1では他の種類のパターン形成材料が使用される際に操作者により硬化条件が変更され、硬化特性や粘度特性の異なる他の材料に対しても適切にパターン形成および整形を行うことが可能とされる。
【0039】
なお、ローラ53はシリコンゴム等のパターン形成材料の分離に優れた材質により形成されてもよく、使用されるパターン形成材料に応じてさらに他の材質が用いられてよい。また、パターン形成ヘッド部4およびパターン整形ヘッド部5として基板9よりもX方向の幅が小さいものを用い、パターン形成ヘッド部4およびパターン整形ヘッド部5を基板9に対してY方向へと移動させる毎にこれらのヘッド部をX方向へと移動させることにより、基板9の全面に隔壁パターンが形成されてもよい。
【0040】
図6はパターン整形ヘッド部5の他の例に係る整形部材53aを示す図であり、図1のパターン形成装置1において(−X)側から(+X)方向を向いて見たときの様子を示している。整形部材53aはX方向に伸びる複数の凹部531aを底面に有し、図2のローラ53と同様に、Y方向に関して凹部531aの中心間の距離と吐出部42の吐出口426の中心間の距離とが等しくされる。
【0041】
図7は、吐出部42から吐出されたパターン形成材料91が整形部材53aにより整形される様子を示す図である。図7に示すように、吐出部42および硬化部43が基板9に対して(+X)方向へと相対的に移動することにより吐出されたパターン形成材料91が順次硬化され、続いて、整形部材53aが基板9上を滑るように相対的に移動することにより、半硬化状態のパターン形成材料91が整形部材53aにより整形される。
【0042】
図8(a)および(b)は整形部材53aによりパターン形成材料91が整形される様子を説明するための図であり、図8(a)はパターン形成材料91が整形部材53a(平行斜線を付して図示)により整形される直前の様子を示している。なお、図8(a)では(+X)側から(−X)方向を向いて見たときの様子を示している。整形部材53aは基板9上をパターン形成材料91に沿う方向に摺動するため、整形部材53aが図8(a)に示すパターン形成材料91の位置を通過することにより、パターン形成材料91の周囲が整形部材53aにより削られるように、あるいは、変形して剥ぎ取られるようにして除去され、図8(b)に示すように、凹部531aに対応する形状にパターン形成材料91が整形される。除去物は整形部材53aの相対的移動方向の前方に集められ、パターン形成動作の終了後に回収される。
【0043】
以上のように、整形部材53aを有するパターン形成装置1では、吐出部42により予め形成されたパターン形成材料91の周囲のみが整形部材53aにより除去されることから、基板9上に一様に付与された材料を削る等してパターンを形成する場合に比べて除去物の発生を大幅に低減することができる。その結果、除去物がパターンの整形に悪影響を与えることが抑制され、適切な隔壁パターンを形成することができる。
【0044】
なお、整形部材53aとパターン形成材料91との分離をより良好に行うために、整形部材53aの表面温度よりも十分に高い沸点を有し(すなわち、高温でも安定しており)、かつ、パターン形成材料に溶解しないオイルが整形部材53aの表面に塗布されてもよい。また、前述のローラ53が回転することなく基板9上を摺動することにより整形部材53aと同様のパターン整形が行われてもよい。
【0045】
図9は本発明の第2の実施の形態に係るパターン形成装置1のパターン整形ヘッド部5bを示す図である。パターン整形ヘッド部5bは、板状の整形部材53b、および、ベース51の上部に設けられた付勢機構55を有し、支持部材52を介して整形部材53bと付勢機構55とが接続される。また、付勢機構55は制御部6と接続されており、制御部6が付勢機構55を制御することにより整形部材53bが基板9の主面に向かって下降して付勢される。他の構成は第1の実施の形態と同様であり、同符号を付している。
【0046】
図10は整形部材53bを(−X)側から(+X)方向を向いて見たときの様子を示す図である。整形部材53bはX方向に伸びる複数の凹部531bを底面に有し、図2のローラ53と同様に、各凹部531bは開口側が広がるように形成されており、Y方向に関して各凹部531bの中心の位置と吐出されたパターン形成材料91の中心の位置とがおよそ等しくされる。各凹部531bの底面には図示省略の空気孔が設けられている。
【0047】
図11は、パターン整形ヘッド部5bを有するパターン形成装置1が隔壁パターンを形成する動作の流れを示す図であり、図3のステップS17の後において行われる動作である(ただし、ローラ53が存在しないため、形成された隔壁パターンの整形は行われていない。)。すなわち、図3のステップS11〜S15により未整形のパターン形成材料91が基板9上に形成され、ステップS16において基板9がパターン整形ヘッド部5bの下方にて停止され、紫外線の出射が停止された(ステップS17)後に図11に示す動作が行われる。
【0048】
ステップS17に続いて、パターン形成装置1では、付勢機構55が整形部材53bを下降させ、所定の時間だけ基板9に向かって付勢する(ステップS21)。これにより、パターン形成材料91の上面および側面の少なくとも一部(正確には側面の上面側の一部)が整形部材53bの凹部531bに対応する形状へと整形され、余剰なパターン形成材料91が凹部531bの開口側へと移動する。その後、付勢機構55が整形部材53bを基板9から離す(ステップS22)。これにより、基板9上に適切な形状の隔壁パターンが形成される。
【0049】
なお、第2の実施の形態におけるパターン形成装置1においても整形部材53bの表面温度が温度調整部54により適切な温度に制御されるとともに、パターン形成材料91が半硬化状態で整形されるため、容易に整形を行うことができる。また、凹部531bの底面に設けられた空気孔によりパターン形成材料91を整形部材53bから容易に分離することができる。
【0050】
以上のように、第2の実施の形態に係るパターン形成装置1では、整形部材53bを基板9の主面に向けて付勢することにより、基板9上においてパターン形成材料91にて形成されたパターンの上面と側面の少なくとも一部とが凹部531bに対応する所定の形状に整形され、高さおよび側面形状精度の高い適切な隔壁パターンを得ることができる。また、パターン整形ヘッド部5bを用いることにより、隔壁パターンに沿う方向に関して形状を変化させること(例えば、端部の高さをわずかに低くする等)も可能である。
【0051】
なお、付勢機構55により基板9を付勢する力は、パターン形成材料や硬化部43による硬化条件等に応じて変更されてもよく、また、付勢する時間とともに変更されてもよい。さらに、温度調整部54と同期させて制御されてもよい。
【0052】
整形部材53bを基板9から離す際には、隔壁パターンに沿う方向における一端を持ち上げるようにして離されてもよく、また、整形部材53bがゴム等の弾性体により形成される場合には、図12に示すように端部から整形部材53bを巻き取るようにしてパターン形成材料91が整形部材53bから剥がされてもよい。
【0053】
以上、パターン形成装置1について説明を行ってきたが、パターン形成装置1の機能は、図13に示すように、パターン形成ヘッド部を有するパターン吐出装置82とパターン整形ヘッド部を有するパターン整形装置83とが個別に設けられたパターン形成システム8として実現されてもよい。
【0054】
図13に示すパターン形成システム8では基板搬入部81に載置された基板9が搬送機構80aによりパターン吐出装置82へと搬送され、基板9上にパターン形成材料が吐出されて半硬化状態とされた後に搬送機構80bによりパターン整形装置83へと送られる。パターン整形装置83において、パターン形成材料の整形が行われ、搬送機構80cにより適切な形状の隔壁パターンが形成された基板9が基板搬出部84へと搬送される。
【0055】
なお、パターン整形装置83において処理される基板は、必ずしもパターン吐出装置82により処理された基板(すなわち、吐出部42により吐出されたパターン形成材料を有する基板)である必要はなく、他の手法(例えば、サンドブラスト法やスクリーン印刷法等)によりパターンが形成された基板であってもよい。さらに、パターン吐出装置82が他のパターン整形装置と組み合わされることによりパターン形成システム(または、パターン形成装置)が構成されてもよい。
【0056】
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。
【0057】
パターン形成装置1は、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、電極等のパターンの形成に利用されてもよい。また、基板9もガラス基板には限定されず、樹脂基板、半導体基板等であってもよい。
【0058】
上記実施の形態では、ステージ3が移動することによりパターン形成ヘッド部4およびパターン整形ヘッド部5が基板9に対して相対的に移動するが、ステージ3が固定され、パターン形成ヘッド部4およびパターン整形ヘッド部5が移動してもよい。
【0059】
上記実施の形態では、硬化部43からの紫外線は上方から基板9の表面上のパターン形成材料91に向けて出射されるが、基板9がガラス基板である場合には、紫外線は基板9の裏面側から照射されてもよい。この場合においても吐出部42の基板9に対する相対的移動に同期して紫外線照射位置が移動する。さらに、紫外線は基板9の裏面側から整形部材の下面の後側の領域に照射されてもよい。これにより、整形途上のパターン形成材料を硬化させる(吐出部42においても紫外線が照射される場合には、半硬化状態のパターン形成材料がさらに硬化することとなる。)ことも可能となる。
【0060】
また、硬化部43は必ずしも紫外線によりパターン形成材料を硬化させる必要はなく、紫外線以外の他の種類の光や熱あるいはガス等を付与することにより硬化が行われてもよい。また、パターン形成材料を半硬化状態よりも堅く硬化させ、整形部材により削ることにより整形が行われてもよい。
【0061】
上記実施の形態では、整形部材を基板9に接触しながら相対移動したり、基板9に接触するように付勢するため、基板9の表面を基準面とする絶対的な高さを制御したパターン整形が容易に実現されるが、整形されるパターンに応じて、基板9と整形部材の下面との間に間隙を設けて整形部材が基板9に対して相対的に移動または基板9の主面に向けて付勢されてもよい。
【0062】
【発明の効果】
請求項1ないし4の発明では、パターンの上面と側面の少なくとも一部とを精度よく整形することができる。
【0063】
また、請求項4の発明では、パターンの整形を容易に行うことができる。
【0064】
請求項5の発明では、適切な形状のパターンを形成することができ、請求項6ないし12の発明では、パターンの上面と側面の少なくとも一部とを精度よく整形することができる。
【0065】
また、請求項7および10の発明では、パターン形成材料の特性に応じて適切にパターンを形成することができる。
【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】ローラ部を示す図である。
【図3】隔壁パターンを形成する動作の流れを示す図である。
【図4】基板上に隔壁パターンが形成される様子を示す図である。
【図5】(a)ないし(c)はパターン形成材料が整形される様子を説明するための図である。
【図6】整形部材の他の例を示す図である。
【図7】基板上に隔壁パターンが形成される様子を示す図である。
【図8】(a)および(b)はパターン形成材料が整形される様子を説明するための図である。
【図9】第2の実施の形態に係るパターン整形ヘッド部を示す図である。
【図10】整形部材を示す図である。
【図11】隔壁パターンを整形する動作の流れを示す図である。
【図12】整形部材を基板から分離する様子を示す図である。
【図13】パターン形成システムの構成を示す図である。
【符号の説明】
1 パターン形成装置
2 ステージ移動機構
3 ステージ
5,5b パターン整形ヘッド部
9 基板
42 吐出部
43 硬化部
53,53a,53b 整形部材
54 温度調整部
55 付勢機構
83 パターン整形装置
91 パターン形成材料
531,531a,531b 凹部
S12〜S17,S21,S22 ステップ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a technique for forming a pattern on a substrate.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, sandblasting (also called photolithography), screen printing, lift-off, and the like have been known as a method for forming a pattern of partition walls and electrodes on a panel used for a plasma display device or an organic EL display device. I have. However, these methods are complicated and cause an increase in production cost. Therefore, in recent years, a method of forming a pattern on a substrate by discharging a paste-like pattern forming material from a discharge portion having fine discharge ports has been proposed.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, for example, in a glass substrate of a plasma display device, when the height of a formed partition pattern varies, crosstalk occurs between discharge spaces formed by overlapping the glass substrates, When the shape of the pattern (particularly, the width of the upper surface) varies, problems such as unevenness of the displayed image occur.
[0004]
Therefore, in JP-A-10-116557 and JP-A-11-16491, a pattern formed on a substrate is pressed by a platen or a press roll to flatten the upper surface of the pattern and suppress variations in the height direction. A technique for performing this is disclosed. Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-118514 discloses a technique for flattening the upper surface of a pattern by mechanical polishing or chemical mechanical polishing. However, these methods cannot control the width of the upper surface of the pattern, and cannot be used as a method for suppressing unevenness of an image displayed on the display device. In addition, these techniques cannot easily increase the accuracy of the distance between the member that smoothes the upper surface of the pattern and the substrate, and it is difficult to control the absolute height of the pattern relative to the substrate surface. It becomes.
[0005]
On the other hand, Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-273538 discloses a method of forming a pattern by pressing a mold corresponding to a pattern shape on a pattern forming material applied on a substrate. There are great restrictions on the materials used, for example, it is difficult to secure a space (so-called escape) for the materials to move.
[0006]
The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to form an appropriate pattern on a substrate.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The invention according to
[0008]
The invention according to
[0009]
The invention according to
[0010]
According to a fourth aspect of the present invention, in the pattern shaping apparatus according to the second or third aspect, the shaping mechanism further includes a temperature adjusting unit for adjusting the temperature of the concave member.
[0011]
The invention according to
[0012]
The invention according to
[0013]
According to a seventh aspect of the present invention, in the pattern forming apparatus according to the fifth or sixth aspect, a curing condition of the curing unit can be switched between a plurality of conditions.
[0014]
The invention according to
[0015]
According to a ninth aspect of the present invention, in the pattern forming method according to the eighth aspect, the pattern forming step includes discharging the pattern forming material from the discharge portion toward the substrate, and setting the discharge portion to the substrate. A discharging step of relatively moving along the main surface; and a curing step of sequentially curing the pattern forming material discharged on the substrate.
[0016]
According to a tenth aspect of the present invention, there is provided the pattern forming method according to the ninth aspect, wherein the curing condition in the curing step can be switched between a plurality of conditions.
[0017]
According to an eleventh aspect of the present invention, in the pattern forming method according to any one of the eighth to tenth aspects, in the shaping step, the concave member corresponding to the predetermined shape faces the main surface of the substrate. Be energized.
[0018]
According to a twelfth aspect of the present invention, in the pattern forming method according to any one of the eighth to tenth aspects, in the shaping step, the concave member corresponding to the predetermined shape is formed along the main surface of the substrate. Move relatively.
[0019]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a
[0020]
In the
[0021]
The
[0022]
The pattern forming
[0023]
A
[0024]
The pattern shaping
[0025]
The
[0026]
FIG. 2 is a diagram showing a state when the
[0027]
FIG. 3 is a diagram showing a flow of an operation in which the
[0028]
When the emission of the ultraviolet rays is started, the pattern forming material is discharged from the
[0029]
When the pattern forming material is discharged, the
[0030]
As the curing conditions, for example, the exposure amount is 100 to 1000 mJ / cm. 2 The illuminance is 200 to 1000 mW / cm so that 2 Irradiation is performed within 0.1 second to several seconds within 1 second after ejection. As a result, the pattern forming material on the
[0031]
Subsequently, the semi-cured
[0032]
As shown in FIG. 5A, the
[0033]
As described above, in the
[0034]
As described above, the surface temperature of the
[0035]
The discharge and shaping of the pattern forming material are continued, and when the end point of the pattern formation on the
[0036]
The partition wall pattern formed in the above steps is baked in another step to remove the resin component in the pattern forming material, and the low softening point glass frit is fused to form the partition walls. When a pattern forming material containing a large amount of solvent is used, a step of drying and removing the internal solvent is performed before the firing step.
[0037]
As described above, when forming the partition pattern in the
[0038]
Further, in the
[0039]
Note that the
[0040]
FIG. 6 is a diagram illustrating a shaping
[0041]
FIG. 7 is a diagram illustrating a state in which the
[0042]
FIGS. 8A and 8B are views for explaining how the
[0043]
As described above, in the
[0044]
Note that, in order to more favorably separate the shaping
[0045]
FIG. 9 is a view showing a pattern shaping
[0046]
FIG. 10 is a diagram showing a state when the shaping
[0047]
FIG. 11 is a diagram showing a flow of an operation of forming a partition pattern by the
[0048]
Subsequent to step S17, in the
[0049]
In the
[0050]
As described above, in the
[0051]
Note that the force for urging the
[0052]
When the shaping
[0053]
The
[0054]
In the
[0055]
Note that the substrate processed by the
[0056]
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications are possible.
[0057]
The
[0058]
In the above embodiment, the pattern forming
[0059]
In the above embodiment, the ultraviolet light from the cured
[0060]
Further, the curing
[0061]
In the above embodiment, since the shaping member is relatively moved while being in contact with the
[0062]
【The invention's effect】
According to the first to fourth aspects of the present invention, it is possible to precisely shape the upper surface and at least a part of the side surface of the pattern.
[0063]
According to the fourth aspect of the present invention, the pattern can be easily shaped.
[0064]
According to the fifth aspect of the invention, a pattern having an appropriate shape can be formed, and in the sixth to twelfth aspects, the upper surface and at least a part of the side surface of the pattern can be accurately shaped.
[0065]
According to the seventh and tenth aspects of the present invention, a pattern can be appropriately formed according to the characteristics of the pattern forming material.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a view showing a schematic configuration of a pattern forming apparatus.
FIG. 2 is a diagram illustrating a roller unit.
FIG. 3 is a diagram showing a flow of an operation for forming a partition pattern.
FIG. 4 is a view showing a state where a partition pattern is formed on a substrate.
FIGS. 5A to 5C are views for explaining how a pattern forming material is shaped.
FIG. 6 is a diagram showing another example of a shaping member.
FIG. 7 is a view showing a state in which a partition pattern is formed on a substrate.
FIGS. 8A and 8B are diagrams for explaining how a pattern forming material is shaped.
FIG. 9 is a diagram illustrating a pattern shaping head unit according to a second embodiment.
FIG. 10 is a view showing a shaping member.
FIG. 11 is a diagram showing a flow of an operation for shaping a partition pattern.
FIG. 12 is a diagram illustrating a state in which a shaping member is separated from a substrate.
FIG. 13 is a diagram showing a configuration of a pattern forming system.
[Explanation of symbols]
1 Pattern forming device
2 Stage moving mechanism
3 stage
5.5b Pattern shaping head
9 Substrate
42 Discharge unit
43 Hardened part
53, 53a, 53b shaping member
54 Temperature control unit
55 biasing mechanism
83 Pattern shaping device
91 Pattern forming material
531, 531 a, 531 b recess
S12 to S17, S21, S22 Step
Claims (12)
基板を保持する保持部と、
基板上においてパターン形成材料にて形成されたパターンの上面と側面の少なくとも一部とを所定の形状に整形する整形機構と、
を備えることを特徴とするパターン整形装置。A pattern shaping device for shaping a pattern formed on a substrate,
A holding unit for holding the substrate,
A shaping mechanism for shaping at least a part of the upper surface and side surfaces of the pattern formed of the pattern forming material on the substrate into a predetermined shape,
A pattern shaping device comprising:
前記整形機構が、
前記所定の形状に対応する凹型部材と、
前記凹型部材を基板の主面に向けて付勢する付勢機構と、
を有することを特徴とするパターン整形装置。The pattern shaping device according to claim 1,
The shaping mechanism,
A concave member corresponding to the predetermined shape,
An urging mechanism for urging the concave member toward the main surface of the substrate,
A pattern shaping device comprising:
前記整形機構が、
前記所定の形状に対応する凹型部材と、
前記凹型部材を基板の主面に沿って相対的に移動する移動機構と、
を有することを特徴とするパターン整形装置。The pattern shaping device according to claim 1,
The shaping mechanism,
A concave member corresponding to the predetermined shape,
A moving mechanism for relatively moving the concave member along the main surface of the substrate,
A pattern shaping device comprising:
前記整形機構が、前記凹型部材の温度を調整する温度調整部をさらに有することを特徴とするパターン整形装置。The pattern shaping device according to claim 2 or 3,
The pattern shaping device, wherein the shaping mechanism further includes a temperature adjusting unit for adjusting the temperature of the concave member.
パターン形成材料を基板に向けて吐出する吐出部と、
前記吐出部を基板の主面に沿って相対的に移動する移動機構と、
基板上に吐出された前記パターン形成材料を順次硬化させる硬化部と、
前記硬化部により硬化されたパターンを整形する整形機構と、
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 discharge unit that discharges the pattern forming material toward the substrate,
A moving mechanism that relatively moves the discharge unit along the main surface of the substrate,
A curing unit for sequentially curing the pattern forming material discharged on the substrate,
A shaping mechanism for shaping the pattern cured by the curing unit,
A pattern forming apparatus comprising:
前記整形機構が、前記パターンの上面と側面の少なくとも一部とを所定の形状に整形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 5,
The pattern forming apparatus, wherein the shaping mechanism shapes an upper surface and at least a part of a side surface of the pattern into a predetermined shape.
前記硬化部による硬化条件が複数の条件の間で切り替え可能とされることを特徴とするパターン形成装置。The pattern forming apparatus according to claim 5, wherein:
A pattern forming apparatus, wherein a curing condition of the curing unit can be switched among a plurality of conditions.
基板上にパターン形成材料にてパターンを形成するパターン形成工程と、
前記パターンの上面と側面の少なくとも一部とを所定の形状に整形する整形工程と、
を有す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 pattern forming step of forming a pattern on the substrate with a pattern forming material,
A shaping step of shaping at least a part of the upper surface and side surfaces of the pattern into a predetermined shape,
A pattern forming method, comprising:
前記パターン形成工程が、
吐出部からパターン形成材料を前記基板に向けて吐出しつつ前記吐出部を前記基板の主面に沿って相対的に移動する吐出工程と、
前記基板上に吐出された前記パターン形成材料を順次硬化させる硬化工程と、を有することを特徴とするパターン形成方法。It is a pattern formation method of Claim 8, Comprising:
The pattern forming step,
An ejection step of relatively moving the ejection unit along a main surface of the substrate while ejecting the pattern forming material toward the substrate from the ejection unit,
A curing step of sequentially curing the pattern forming material discharged onto the substrate.
前記硬化工程における硬化条件が複数の条件の間で切り替え可能とされることを特徴とするパターン形成方法。It is a pattern formation method of Claim 9, Comprising:
A pattern forming method, wherein curing conditions in the curing step can be switched between a plurality of conditions.
前記整形工程において、前記所定の形状に対応する凹型部材が前記基板の主面に向けて付勢されることを特徴とするパターン形成方法。The pattern forming method according to any one of claims 8 to 10, wherein
In the shaping step, a concave member corresponding to the predetermined shape is urged toward a main surface of the substrate.
前記整形工程において、前記所定の形状に対応する凹型部材が前記基板の主面に沿って相対的に移動することを特徴とするパターン形成方法。The pattern forming method according to any one of claims 8 to 10, wherein
The pattern forming method, wherein, in the shaping step, a concave member corresponding to the predetermined shape relatively moves along a main surface of the substrate.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002242025A JP2004079478A (en) | 2002-08-22 | 2002-08-22 | Pattern shaping device, pattern forming device and pattern forming method |
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Publications (1)
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JP2004079478A true JP2004079478A (en) | 2004-03-11 |
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7604524B2 (en) | 2004-09-20 | 2009-10-20 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Method for manufacturing plasma display panel having barrier ribs |
JP2010205528A (en) * | 2009-03-03 | 2010-09-16 | Sumitomo Chemical Co Ltd | Manufacturing method of organic electroluminescent device |
JP2011060873A (en) * | 2009-09-08 | 2011-03-24 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | Pattern formation method and pattern formation device |
-
2002
- 2002-08-22 JP JP2002242025A patent/JP2004079478A/en active Pending
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