リブ形成装置およびリブ形成方法
【課題】リブの端部近傍における形状の乱れを抑制する。
【解決手段】リブ形成装置は、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４２２からリブ形成材料８１を吐出する吐出部を備え、吐出口４２２からリブ形成材料８１が吐出される間に、吐出側とは反対の方向に主面９１に沿って吐出口４２２を基板９に対して相対的に移動することにより、主面９１上に吐出されつつ硬化するリブ形成材料８１にてリブが形成される。リブ形成装置では、リブ形成材料８１の吐出開始時に、吐出口４２２に近接する位置にリブ支持部６１が配置され、吐出開始直後のリブ形成材料８１がリブ支持部６１に付着することによりリブの端部が支持される。これにより、リブの端部近傍における形状の乱れが抑制される。
【解決手段】リブ形成装置は、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４２２からリブ形成材料８１を吐出する吐出部を備え、吐出口４２２からリブ形成材料８１が吐出される間に、吐出側とは反対の方向に主面９１に沿って吐出口４２２を基板９に対して相対的に移動することにより、主面９１上に吐出されつつ硬化するリブ形成材料８１にてリブが形成される。リブ形成装置では、リブ形成材料８１の吐出開始時に、吐出口４２２に近接する位置にリブ支持部６１が配置され、吐出開始直後のリブ形成材料８１がリブ支持部６１に付着することによりリブの端部が支持される。これにより、リブの端部近傍における形状の乱れが抑制される。
【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技術に関する。
【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パネルにリブを形成する様々な手法が知られており、微細な吐出口を有するノズルを走査しつつノズルからペースト状のリブ形成材料を吐出してガラスの基板上にリブを形成するリブ形成装置も提案されている。また、通常、幅に対する高さの比であるアスペクト比が１以上のリブの形成が必要となり、近年では、平面表示装置の種類によっては、アスペクト比が１０以上となるリブが必要となる場合もある。
【０００３】
なお、特許文献１では、吐出口から吐出される蛍光体インキを基板上の隔壁（リブ）間の溝との間で架橋させた状態で、吐出口を隔壁に沿って走査して隔壁間に蛍光体インキを精度よく付与する技術が開示されている。
【特許文献１】特開平１１−４００６５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、上記リブ形成装置にて高アスペクト比のリブを形成する場合に各種条件によっては、リブ形成の開始位置近傍にて重力の影響によりリブが倒れる等、形状が乱れることがある。このように、一旦、形状が乱れた部分は、通常、走査方向に長く連続してしまうため、基板において表示装置として利用することができない部分が大きくなってしまい、表示装置を効率よく製造することができなくなる。光硬化性を有するリブ形成材料を用いつつ吐出口の極近傍にてリブ形成材料に光を照射してリブ形成材料を硬化させることにより、上記の形状の乱れを防止することも考えられるが、この場合、吐出口にてリブ形成材料が硬化してノズルが詰まるという別の問題が生じてしまう。
【０００５】
本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、リブの端部近傍における形状の乱れを抑制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、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吐出口からリブ形成材料を吐出する吐出部と、前記吐出口からリブ形成材料が吐出される間に、吐出側とは反対の方向に前記主面に沿って前記吐出口を前記基板に対して相対的に移動することにより、前記主面上に吐出されつつ硬化するリブ形成材料にて前記反対の方向に伸びるリブを形成する移動機構と、リブ形成材料の吐出開始時に前記吐出口に近接する位置に配置され、吐出開始直後のリブ形成材料が付着することによりリブの端部を支持するリブ支持部とを備える。
【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、前記リブ支持部が、前記リブの形成方向に向かって突出するとともに吐出開始直後のリブ形成材料が付着する突出部を備える。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のリブ形成装置であって、前記リブ支持部が、前記リブの形成方向に向かって突出するとともに吐出開始直後のリブ形成材料が付着する複数の突出部を備え、前記複数の突出部の前記基板の前記主面からの高さが異なる。
【０００９】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載のリブ形成装置であって、前記複数の突出部が、スペーサを介して積層された複数のプレートの一部である。
【００１０】
請求項５に記載の発明は、請求項２ないし４のいずれかに記載のリブ形成装置であって、前記基板の前記主面に平行に前記リブ支持部を移動して前記リブの前記端部から分離する機構をさらに備える。
【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、前記吐出口の全体または大部分が形成される前記吐出部の開口面が、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６に記載のリブ形成装置であって、前記リブ支持部の前記吐出口側の部位が、前記吐出部の前記開口面におよそ平行な傾斜部となっている。
【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、前記主面上に吐出されたリブ形成材料に光を照射する光照射部をさらに備え、前記リブ形成材料が光硬化性を有する。
【００１４】
請求項９に記載の発明は、請求項１ないし８のいずれかに記載のリブ形成装置であって、前記吐出部がリブ形成材料を吐出する複数の吐出口を配列して備える。
【００１５】
請求項１０に記載の発明は、基板上にリブを形成するリブ形成方法であって、ａ）基板の主面上にリブ支持部を配置する工程と、ｂ）吐出部の吐出口を前記リブ支持部に近接させる工程と、ｃ）前記基板の前記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リブ形成材料を吐出しつつ、吐出側とは反対の方向に前記主面に沿って前記吐出口を前記基板に対して相対的に移動することにより、前記吐出口から前記主面上に吐出されつつ硬化するリブ形成材料にて前記反対の方向に伸びるリブを形成する工程とを備え、前記ｃ）工程において、吐出開始直後のリブ形成材料が前記リブ支持部に付着して前記リブの端部が前記リブ支持部に支持される。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、リブの端部をリブ支持部にて支持することにより、リブの端部近傍における形状の乱れを抑制することができる。
【００１７】
また、請求項２ないし５の発明では、リブの端部近傍における形状の乱れを安定して抑制することができ、請求項３および４の発明では、リブの端部を安定して支持することにより、リブの端部近傍における形状の乱れを確実に抑制することができ、請求項４の発明では、複数の突出部を有するリブ支持部を容易に作製することができる。
【００１８】
また、請求項５の発明では、突出部を有するリブ支持部をリブから容易に分離することができ、請求項６および７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、傾斜した開口面を有する吐出部からリブ形成材料を吐出することにより形成されるリブの端部を安定して支持することができる。
【００１９】
また、請求項８の発明では、リブ形成材料を容易に硬化させることができ、請求項９の発明では、互いに隣接するリブ間の接触を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
図１はリブ形成装置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。
【００２１】
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により基板９を保持するステージ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。
【００２２】
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。）。また、ステージ２０上には、リブの形成の際に、後述するリブ支持部６１を基板９上に配置する支持部移動機構６２が設けられる。
【００２３】
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。
【００２４】
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。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４２１が着脱可能に取り付けられる。光照射部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。
【００２５】
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。光照射部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。
【００２６】
図２はノズル４２１の先端近傍を拡大して示す図である。図２に示すように、ノズル４２１において各吐出口４２２へと連続する流路４２３（図２では、１つの吐出口４２２および１つの流路４２３のみに符号を付している。後述する図６および図７において同様。）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４２２からリブ形成材料８１が吐出される。また、ノズル４２１の開口面４２４（ノズル４２１の先端における複数の吐出口４２２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。ノズル４２１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４２５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がノズル４２１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４２１の対向面４２５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４２１が常時、基板９の主面９１に近接した状態とされる。本実施の形態では、２００個の吐出口４２２が、Ｙ方向に約１００ｍｍの幅に亘ってピッチ５００μｍにて並んでいる。
【００２７】
図３は、リブ支持部６１および支持部移動機構６２を示す図であり、図４は、リブ支持部６１を示す正面図である。図４に示すように、リブ支持部６１はノズル４２１の複数の吐出口４２２（図４中に二点鎖線にて仮想的に示している。）の配列方向と同じＹ方向に長くなっており、例えば、長さ１１０ｍｍとされる。リブ支持部６１は、ステンレス鋼にて形成されるとともに基板９の主面９１に平行な水平方向に伸びる複数のプレート６１１（テープと捉えることもできる。）をスペーサ６１２を介してＺ方向に積層し、これらの部材を上支持部材６１３および下支持部材６１４にて挟んで固定することにより形成される。図４に示すように、各吐出口４２２に正確に対向する複数のプレート６１１の部位のＹＺ平面に平行な断面の面積は、吐出口４２２のＹＺ平面に平行な断面の面積よりも十分に小さくなっている。なお、各プレート６１１の厚さは例えば５０〜１００μｍとされ、図３および図４では図示の都合上、各プレート６１１を実際よりも厚く示している（後述する図６および図７において同様）。
【００２８】
図３に示すように、複数のプレート６１１では基板９の主面９１側（（−Ｚ）側）に配置されるものほどＸ方向に長くされ、複数のスペーサ６１２も同様に主面９１側に配置されるものほどＸ方向に長くされる。各スペーサ６１２のＸ方向の長さは隣接するプレート６１１よりも短くされ、複数のプレート６１１および複数のスペーサ６１２の（−Ｘ）側の端部はＸ方向の同一の位置に配置される。したがって、リブ支持部６１では、各プレート６１１の（＋Ｘ）側の端部が（＋Ｘ）側に所定の長さ（好ましくは１ｍｍ以上であり、本実施の形態では２ｍｍ）だけ突出する突出部６１５となっている。複数の突出部６１５は基板９の主面９１を基準として高さ６００μｍ〜５０００μｍの範囲内で互いに異なる高さに配置されており、（−Ｚ）側に配置されるものほど先端が（＋Ｘ）側に位置している。このように、リブ支持部６１の最も（＋Ｘ）側の部位である複数の突出部６１５の先端の集合は、基板９の主面９１の法線に対して傾斜する傾斜部となっている。
【００２９】
また、リブ支持部６１の（−Ｘ）側の部位は支持棒６２１を介して支持部移動機構６２に接続される。支持部移動機構６２は例えばエアシリンダ６２２を有し、高圧のエアを用いて支持棒６２１をＸ方向に移動することにより、リブ支持部６１が基板９の主面９１上または支持部移動機構６２に近接した位置（図３中にて二点鎖線にて示す位置）に配置される。
【００３０】
図１に示すように、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、ヘッド部４の昇降機構４１および支持部移動機構６２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。
【００３１】
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５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、外部の搬送機構により基板９が搬入されてステージ２０上に載置されると、支持部移動機構６２によりリブ支持部６１が基板９の主面上の所定位置に配置される（ステップＳ１１）。続いて、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４２１が基板９に対して所定の初期位置に配置され、図６に示すように、ノズル４２１の各吐出口４２２がリブ支持部６１の複数の突出部６１５に対向しつつ近接する（ステップＳ１２）。このとき、ノズル４２１の開口面４２４とリブ支持部６１の複数の突出部６１５の先端との間の距離（図６中にて符号Ｄ１を付して示す距離）は例えば１ｍｍとされる。
【００３２】
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Ｓ１３）、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Ｓ１４）。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。
【００３３】
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、ノズル４２１の吐出口４２２が基板９に対して（＋Ｘ）方向に相対移動を開始する（ステップＳ１５）。このとき、図７に示すように吐出開始直後のリブ形成材料８１の上側（（＋Ｚ）側）から下側（（−Ｚ）側）に亘る各部位がリブ支持部６１の対応する突出部６１５に付着しつつ、図８に示すように突出部６１５（ただし、図８では１つの突出部６１５のみを図示している。）の表面に沿って僅かに広がって（すなわち、突出部６１５の表面に濡れて）リブ支持部６１にて保持される。実際には、図７に示すように、各吐出口４２２からリブ形成材料８１を吐出しつつ、複数の吐出口４２２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４２２から吐出されたリブ形成材料８１はリブ支持部６１から伸びるようにして基板９上に順次付着する。
【００３４】
また、基板９上のリブ形成材料８１には、ノズル４２１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、端部がリブ支持部６１により支持されつつノズル４２１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。なお、リブ形成材料は紫外線以外の光に対する硬化性を有するものであってもよい。
【００３５】
このとき、リブ形成装置１では、図２に示すように、ノズル４２１の開口面４２４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４２２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９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。図９に示すリブ８では、Ｙ方向の幅は１００μｍ、Ｚ方向の高さは６０００μｍとなっている。実際には、基板９上には吐出部４２における吐出口４２２の個数と同じ２００個のリブ８が、Ｙ方向に約１００ｍｍの範囲に亘って吐出口４２２と同じピッチ５００μｍ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４２１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Ｓ１６）。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Ｓ１７）、光照射部４３からの紫外線の出射も停止される（ステップＳ１８）。このようにして、基板９上に複数のリブが形成されると、支持部移動機構６２がリブ支持部６１を基板９の主面に平行な（−Ｘ）方向に水平移動することにより（図３参照）、リブ支持部６１の突出部６１５がリブの端部から容易に分離される（ステップＳ１９）。このとき、リブの端部は光照射部４３からの光の照射により硬化しているとともに、リブとプレート６１１との剥離性は良好であるため、リブの端部の形状が大きく乱れることはない。
【００３８】
また、リブ形成装置１では、ヘッド部４をＹ方向に約１００ｍｍ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Ｓ１１〜Ｓ１９を繰り返すことにより、Ｙ方向に関して基板９上の広範囲に亘って多数のリブを形成することも可能である。ただし、この場合、Ｙ方向への移動後のノズル４２１によるリブ形成時に、全ての吐出口４２２からの吐出開始直後のリブ形成材料がリブ支持部６１に付着するように、Ｙ方向の長さがさらに長いリブ支持部６１が用いられる。
【００３９】
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。
【００４０】
以上に説明したように、リブ形成装置１では、吐出口４２２からのリブ形成材料の吐出開始時に吐出口４２２が基板９上に配置されたリブ支持部６１に近接する位置に配置され、吐出口４２２からリブ形成材料が吐出される間に、吐出口４２２が基板９の主面９１に沿ってリブ支持部６１とは反対側に基板９に対して相対的かつ連続的に移動することにより、主面９１上に吐出されつつ硬化するリブ形成材料にてリブが形成される。
【００４１】
ここで、リブ支持部６１を省略した比較例のリブ形成装置にてアスペクト比の高いリブを形成しようとすると、多くの場合、リブ形成の開始位置近傍にて、図１０に示すように、重力の影響によりリブ９２が傾いたり（この場合、上部が垂れ下がることもある。）、吐出開始直後のリブ形成材料が表面張力により膨らむ等して、互いに隣接するリブ９２同士が接触してしまう。このような現象は、通常、ノズル４２１の走査方向に連続して生じてしまうため、基板において表示装置として利用することができない領域が大きくなってしまう。
【００４２】
これに対し、図１のリブ形成装置１では、各吐出口４２２からの吐出開始直後のリブ形成材料８１が、リブの形成方向に突出するリブ支持部６１の複数の突出部６１５に付着して突出部６１５の表面に沿って僅かに広がることにより、吐出開始直後のリブ形成材料８１が表面張力にて膨らむことを防止しつつリブの端部がリブ支持部６１にて支持され、リブの端部近傍においてリブの傾きや倒壊等の形状の乱れを抑制することができる。これにより、高アスペクト比の複数のリブを、互いに隣接するリブ間の接触を防止しつつ微小なピッチにて配列形成することができ、基板において表示装置として利用することができない領域を小さくして、表示装置を効率よく製造することが実現される。
【００４３】
また、リブ支持部６１の吐出口４２２側の部位が、その法線が基板９に交差するように傾斜した吐出部４２の開口面４２４におよそ平行な傾斜部となっていることにより、開口面４２４を有する吐出部４２から吐出されるリブ形成材料を開口面４２４に平行かつ吐出口４２２の配列方向に垂直な方向に関しておよそ均一にリブ支持部６１に付着させることができ、リブの端部をより安定して支持することができる。
【００４４】
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。
【００４５】
リブ形成装置１では、図１１に示すように、突出部が省略されたブロック状のリブ支持部６１ａ（図１１では、吐出口４２２側の面が基板９の主面９１に垂直となっているが、吐出部４２の開口面４２４におよそ平行な傾斜部となっていてもよい。）を用いてリブの端部をリブ支持部６１ａにて支持し、リブの端部近傍における形状の乱れが抑制されてもよい。ただし、この場合に、リブ形成材料の吐出開始時刻が、基板９の移動開始時刻よりも早くなり過ぎると、リブ形成材料がリブ支持部６１ａの吐出口４２２側の端面に沿って不必要に広がって、互いに隣接するリブ同士が接触してしまう可能性があり、リブ形成材料の吐出開始時刻が基板９の移動開始時刻よりも遅くなり過ぎると、リブ形成材料がリブ支持部６１ａと付着しない可能性がある。
【００４６】
これに対し、図７に示すように、リブの形成方向に向かって突出する突出部６１５がリブ支持部６１に設けられる場合には、リブ形成材料の吐出開始時刻が基板９の移動開始時刻よりも多少早くなり過ぎても、リブ形成材料が突出部６１５の表面に沿って吐出方向へと滑らかに広がって隣接する他のリブ側へと広がることが抑制され、互いに隣接するリブ同士が接触することが回避される。したがって、通常のリブ形成処理においてリブ形成材料の吐出開始時刻を基板９の移動開始時刻よりも僅かに早くなるように設定することができ、この場合、リブ形成材料の吐出開始時刻または基板９の移動開始時刻に多少の変動が生じても、上記のような不具合が発生する可能性が低くなり（すなわち、プロセスのマージンが広がり）、リブの端部近傍における形状の乱れを安定して抑制することが可能となる。
【００４７】
また、リブ支持部６１には、必ずしも複数の突出部が設けられる必要はなく、１つの突出部が設けられるのみであっても、リブの端部近傍における形状の乱れが安定して抑制される。この場合に、リブの端部近傍における形状の乱れを確実に抑制するには、吐出開始直後のリブ形成材料の上部（すなわち、（＋Ｚ）側の部位）が付着する位置に突出部を設け、リブの端部における上側の部位を突出部により支持してリブが倒れるまたは傾くことを防止することが重要となる。リブの端部近傍における形状の乱れをより確実に抑制するには、複数の突出部が基板９の主面９１からの高さが異なるように配置され、吐出開始直後のリブ形成材料の上部から下部までが突出部に付着して、リブの端部が安定して支持されることが好ましい。
【００４８】
基板９上に形成されるリブのピッチや幅によっては、リブ支持部６１には、図１２に示すようにＺ方向に長い突出部６１５ａや、図１３に示すようにピン状の突出部６１５ｂを設けることも可能である。もちろん、複数の突出部６１５を有するリブ支持部６１を容易に作製するには、スペーサ６１２を介して基板９の法線方向に積層された複数のプレート６１１の一部により突出部６１５を構成することが好ましく、この場合、複数のリブの端部を同じ条件にて安定して支持することも実現される。なお、基板９上にリブを形成する毎にリブ支持部を交換することを許容する場合等には、リブ支持部６１に孔を設ける（例えば、図１１のリブ支持部６１ａを多孔質材料にて形成する）ことにより、リブの端部近傍における形状の乱れを安定して抑制することも可能である。
【００４９】
上記実施の形態では、吐出口４２２の全体が形成される吐出部４２の開口面４２４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１では、図２のノズル４２１において吐出口４２２の一部を対向面４２５にまで広げて形成して、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４２２の全体または大部分が形成される吐出部４２上の開口面４２４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。
【００５０】
また、アスペクト比が高いリブを形成するには、ノズル４２１から吐出されるリブ形成材料は吐出直後に硬化する必要があるが、リブ形成材料の硬化は光開始剤がペーストに添加されて光の照射により実現される以外に、例えば、熱硬化性を有する樹脂等がリブ形成材料に添加されて吐出直後のリブ形成材料が適宜加熱されることにより実現されてもよい。さらに、吐出口４２２から吐出されるリブ形成材料は、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。
【００５１】
リブ形成装置１では、ステージ２０上の基板９がノズル４２１に対してＸ方向に移動するが、ノズル４２１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ノズル４２１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。
【００５２】
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。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】リブ形成装置の構成を示す図である。
【図２】ノズルの先端近傍を拡大して示す図である。
【図３】リブ支持部および支持部移動機構を示す図である。
【図４】リブ支持部を示す正面図である。
【図５】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６】基板上へのリブの形成を説明するための図である。
【図７】基板上へのリブの形成を説明するための図である。
【図８】基板上へのリブの形成を説明するための図である。
【図９】リブを示す断面図である。
【図１０】比較例のリブ形成装置にて形成されたリブを示す断面図である。
【図１１】リブ支持部の他の例を示す図である。
【図１２】突出部の他の例を示す図である。
【図１３】突出部のさらに他の例を示す図である。
【符号の説明】
【００５４】
１ リブ形成装置
２ ステージ移動機構
８ リブ
９ 基板
４２ 吐出部
４３ 光照射部
６１，６１ａ リブ支持部
６２ 支持部移動機構
８１ リブ形成材料
９１ 主面
４２２ 吐出口
４２４ 開口面
６１１ プレート
６１２ スペーサ
６１５，６１５ａ，６１５ｂ 突出部
Ｓ１１，Ｓ１２，Ｓ１４，Ｓ１５ ステップ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板上にリブを形成する技術に関する。
【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パネルにリブを形成する様々な手法が知られており、微細な吐出口を有するノズルを走査しつつノズルからペースト状のリブ形成材料を吐出してガラスの基板上にリブを形成するリブ形成装置も提案されている。また、通常、幅に対する高さの比であるアスペクト比が１以上のリブの形成が必要となり、近年では、平面表示装置の種類によっては、アスペクト比が１０以上となるリブが必要となる場合もある。
【０００３】
なお、特許文献１では、吐出口から吐出される蛍光体インキを基板上の隔壁（リブ）間の溝との間で架橋させた状態で、吐出口を隔壁に沿って走査して隔壁間に蛍光体インキを精度よく付与する技術が開示されている。
【特許文献１】特開平１１−４００６５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、上記リブ形成装置にて高アスペクト比のリブを形成する場合に各種条件によっては、リブ形成の開始位置近傍にて重力の影響によりリブが倒れる等、形状が乱れることがある。このように、一旦、形状が乱れた部分は、通常、走査方向に長く連続してしまうため、基板において表示装置として利用することができない部分が大きくなってしまい、表示装置を効率よく製造することができなくなる。光硬化性を有するリブ形成材料を用いつつ吐出口の極近傍にてリブ形成材料に光を照射してリブ形成材料を硬化させることにより、上記の形状の乱れを防止することも考えられるが、この場合、吐出口にてリブ形成材料が硬化してノズルが詰まるという別の問題が生じてしまう。
【０００５】
本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、リブの端部近傍における形状の乱れを抑制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、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吐出口からリブ形成材料を吐出する吐出部と、前記吐出口からリブ形成材料が吐出される間に、吐出側とは反対の方向に前記主面に沿って前記吐出口を前記基板に対して相対的に移動することにより、前記主面上に吐出されつつ硬化するリブ形成材料にて前記反対の方向に伸びるリブを形成する移動機構と、リブ形成材料の吐出開始時に前記吐出口に近接する位置に配置され、吐出開始直後のリブ形成材料が付着することによりリブの端部を支持するリブ支持部とを備える。
【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、前記リブ支持部が、前記リブの形成方向に向かって突出するとともに吐出開始直後のリブ形成材料が付着する突出部を備える。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のリブ形成装置であって、前記リブ支持部が、前記リブの形成方向に向かって突出するとともに吐出開始直後のリブ形成材料が付着する複数の突出部を備え、前記複数の突出部の前記基板の前記主面からの高さが異なる。
【０００９】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載のリブ形成装置であって、前記複数の突出部が、スペーサを介して積層された複数のプレートの一部である。
【００１０】
請求項５に記載の発明は、請求項２ないし４のいずれかに記載のリブ形成装置であって、前記基板の前記主面に平行に前記リブ支持部を移動して前記リブの前記端部から分離する機構をさらに備える。
【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、前記吐出口の全体または大部分が形成される前記吐出部の開口面が、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６に記載のリブ形成装置であって、前記リブ支持部の前記吐出口側の部位が、前記吐出部の前記開口面におよそ平行な傾斜部となっている。
【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、前記主面上に吐出されたリブ形成材料に光を照射する光照射部をさらに備え、前記リブ形成材料が光硬化性を有する。
【００１４】
請求項９に記載の発明は、請求項１ないし８のいずれかに記載のリブ形成装置であって、前記吐出部がリブ形成材料を吐出する複数の吐出口を配列して備える。
【００１５】
請求項１０に記載の発明は、基板上にリブを形成するリブ形成方法であって、ａ）基板の主面上にリブ支持部を配置する工程と、ｂ）吐出部の吐出口を前記リブ支持部に近接させる工程と、ｃ）前記基板の前記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リブ形成材料を吐出しつつ、吐出側とは反対の方向に前記主面に沿って前記吐出口を前記基板に対して相対的に移動することにより、前記吐出口から前記主面上に吐出されつつ硬化するリブ形成材料にて前記反対の方向に伸びるリブを形成する工程とを備え、前記ｃ）工程において、吐出開始直後のリブ形成材料が前記リブ支持部に付着して前記リブの端部が前記リブ支持部に支持される。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、リブの端部をリブ支持部にて支持することにより、リブの端部近傍における形状の乱れを抑制することができる。
【００１７】
また、請求項２ないし５の発明では、リブの端部近傍における形状の乱れを安定して抑制することができ、請求項３および４の発明では、リブの端部を安定して支持することにより、リブの端部近傍における形状の乱れを確実に抑制することができ、請求項４の発明では、複数の突出部を有するリブ支持部を容易に作製することができる。
【００１８】
また、請求項５の発明では、突出部を有するリブ支持部をリブから容易に分離することができ、請求項６および７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、傾斜した開口面を有する吐出部からリブ形成材料を吐出することにより形成されるリブの端部を安定して支持することができる。
【００１９】
また、請求項８の発明では、リブ形成材料を容易に硬化させることができ、請求項９の発明では、互いに隣接するリブ間の接触を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
図１はリブ形成装置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。
【００２１】
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により基板９を保持するステージ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。
【００２２】
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。）。また、ステージ２０上には、リブの形成の際に、後述するリブ支持部６１を基板９上に配置する支持部移動機構６２が設けられる。
【００２３】
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。
【００２４】
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。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４２１が着脱可能に取り付けられる。光照射部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。
【００２５】
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。光照射部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。
【００２６】
図２はノズル４２１の先端近傍を拡大して示す図である。図２に示すように、ノズル４２１において各吐出口４２２へと連続する流路４２３（図２では、１つの吐出口４２２および１つの流路４２３のみに符号を付している。後述する図６および図７において同様。）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４２２からリブ形成材料８１が吐出される。また、ノズル４２１の開口面４２４（ノズル４２１の先端における複数の吐出口４２２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。ノズル４２１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４２５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がノズル４２１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４２１の対向面４２５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４２１が常時、基板９の主面９１に近接した状態とされる。本実施の形態では、２００個の吐出口４２２が、Ｙ方向に約１００ｍｍの幅に亘ってピッチ５００μｍにて並んでいる。
【００２７】
図３は、リブ支持部６１および支持部移動機構６２を示す図であり、図４は、リブ支持部６１を示す正面図である。図４に示すように、リブ支持部６１はノズル４２１の複数の吐出口４２２（図４中に二点鎖線にて仮想的に示している。）の配列方向と同じＹ方向に長くなっており、例えば、長さ１１０ｍｍとされる。リブ支持部６１は、ステンレス鋼にて形成されるとともに基板９の主面９１に平行な水平方向に伸びる複数のプレート６１１（テープと捉えることもできる。）をスペーサ６１２を介してＺ方向に積層し、これらの部材を上支持部材６１３および下支持部材６１４にて挟んで固定することにより形成される。図４に示すように、各吐出口４２２に正確に対向する複数のプレート６１１の部位のＹＺ平面に平行な断面の面積は、吐出口４２２のＹＺ平面に平行な断面の面積よりも十分に小さくなっている。なお、各プレート６１１の厚さは例えば５０〜１００μｍとされ、図３および図４では図示の都合上、各プレート６１１を実際よりも厚く示している（後述する図６および図７において同様）。
【００２８】
図３に示すように、複数のプレート６１１では基板９の主面９１側（（−Ｚ）側）に配置されるものほどＸ方向に長くされ、複数のスペーサ６１２も同様に主面９１側に配置されるものほどＸ方向に長くされる。各スペーサ６１２のＸ方向の長さは隣接するプレート６１１よりも短くされ、複数のプレート６１１および複数のスペーサ６１２の（−Ｘ）側の端部はＸ方向の同一の位置に配置される。したがって、リブ支持部６１では、各プレート６１１の（＋Ｘ）側の端部が（＋Ｘ）側に所定の長さ（好ましくは１ｍｍ以上であり、本実施の形態では２ｍｍ）だけ突出する突出部６１５となっている。複数の突出部６１５は基板９の主面９１を基準として高さ６００μｍ〜５０００μｍの範囲内で互いに異なる高さに配置されており、（−Ｚ）側に配置されるものほど先端が（＋Ｘ）側に位置している。このように、リブ支持部６１の最も（＋Ｘ）側の部位である複数の突出部６１５の先端の集合は、基板９の主面９１の法線に対して傾斜する傾斜部となっている。
【００２９】
また、リブ支持部６１の（−Ｘ）側の部位は支持棒６２１を介して支持部移動機構６２に接続される。支持部移動機構６２は例えばエアシリンダ６２２を有し、高圧のエアを用いて支持棒６２１をＸ方向に移動することにより、リブ支持部６１が基板９の主面９１上または支持部移動機構６２に近接した位置（図３中にて二点鎖線にて示す位置）に配置される。
【００３０】
図１に示すように、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、ヘッド部４の昇降機構４１および支持部移動機構６２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。
【００３１】
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５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、外部の搬送機構により基板９が搬入されてステージ２０上に載置されると、支持部移動機構６２によりリブ支持部６１が基板９の主面上の所定位置に配置される（ステップＳ１１）。続いて、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４２１が基板９に対して所定の初期位置に配置され、図６に示すように、ノズル４２１の各吐出口４２２がリブ支持部６１の複数の突出部６１５に対向しつつ近接する（ステップＳ１２）。このとき、ノズル４２１の開口面４２４とリブ支持部６１の複数の突出部６１５の先端との間の距離（図６中にて符号Ｄ１を付して示す距離）は例えば１ｍｍとされる。
【００３２】
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Ｓ１３）、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Ｓ１４）。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。
【００３３】
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、ノズル４２１の吐出口４２２が基板９に対して（＋Ｘ）方向に相対移動を開始する（ステップＳ１５）。このとき、図７に示すように吐出開始直後のリブ形成材料８１の上側（（＋Ｚ）側）から下側（（−Ｚ）側）に亘る各部位がリブ支持部６１の対応する突出部６１５に付着しつつ、図８に示すように突出部６１５（ただし、図８では１つの突出部６１５のみを図示している。）の表面に沿って僅かに広がって（すなわち、突出部６１５の表面に濡れて）リブ支持部６１にて保持される。実際には、図７に示すように、各吐出口４２２からリブ形成材料８１を吐出しつつ、複数の吐出口４２２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４２２から吐出されたリブ形成材料８１はリブ支持部６１から伸びるようにして基板９上に順次付着する。
【００３４】
また、基板９上のリブ形成材料８１には、ノズル４２１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、端部がリブ支持部６１により支持されつつノズル４２１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。なお、リブ形成材料は紫外線以外の光に対する硬化性を有するものであってもよい。
【００３５】
このとき、リブ形成装置１では、図２に示すように、ノズル４２１の開口面４２４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４２２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９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。図９に示すリブ８では、Ｙ方向の幅は１００μｍ、Ｚ方向の高さは６０００μｍとなっている。実際には、基板９上には吐出部４２における吐出口４２２の個数と同じ２００個のリブ８が、Ｙ方向に約１００ｍｍの範囲に亘って吐出口４２２と同じピッチ５００μｍ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４２１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Ｓ１６）。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Ｓ１７）、光照射部４３からの紫外線の出射も停止される（ステップＳ１８）。このようにして、基板９上に複数のリブが形成されると、支持部移動機構６２がリブ支持部６１を基板９の主面に平行な（−Ｘ）方向に水平移動することにより（図３参照）、リブ支持部６１の突出部６１５がリブの端部から容易に分離される（ステップＳ１９）。このとき、リブの端部は光照射部４３からの光の照射により硬化しているとともに、リブとプレート６１１との剥離性は良好であるため、リブの端部の形状が大きく乱れることはない。
【００３８】
また、リブ形成装置１では、ヘッド部４をＹ方向に約１００ｍｍ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Ｓ１１〜Ｓ１９を繰り返すことにより、Ｙ方向に関して基板９上の広範囲に亘って多数のリブを形成することも可能である。ただし、この場合、Ｙ方向への移動後のノズル４２１によるリブ形成時に、全ての吐出口４２２からの吐出開始直後のリブ形成材料がリブ支持部６１に付着するように、Ｙ方向の長さがさらに長いリブ支持部６１が用いられる。
【００３９】
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。
【００４０】
以上に説明したように、リブ形成装置１では、吐出口４２２からのリブ形成材料の吐出開始時に吐出口４２２が基板９上に配置されたリブ支持部６１に近接する位置に配置され、吐出口４２２からリブ形成材料が吐出される間に、吐出口４２２が基板９の主面９１に沿ってリブ支持部６１とは反対側に基板９に対して相対的かつ連続的に移動することにより、主面９１上に吐出されつつ硬化するリブ形成材料にてリブが形成される。
【００４１】
ここで、リブ支持部６１を省略した比較例のリブ形成装置にてアスペクト比の高いリブを形成しようとすると、多くの場合、リブ形成の開始位置近傍にて、図１０に示すように、重力の影響によりリブ９２が傾いたり（この場合、上部が垂れ下がることもある。）、吐出開始直後のリブ形成材料が表面張力により膨らむ等して、互いに隣接するリブ９２同士が接触してしまう。このような現象は、通常、ノズル４２１の走査方向に連続して生じてしまうため、基板において表示装置として利用することができない領域が大きくなってしまう。
【００４２】
これに対し、図１のリブ形成装置１では、各吐出口４２２からの吐出開始直後のリブ形成材料８１が、リブの形成方向に突出するリブ支持部６１の複数の突出部６１５に付着して突出部６１５の表面に沿って僅かに広がることにより、吐出開始直後のリブ形成材料８１が表面張力にて膨らむことを防止しつつリブの端部がリブ支持部６１にて支持され、リブの端部近傍においてリブの傾きや倒壊等の形状の乱れを抑制することができる。これにより、高アスペクト比の複数のリブを、互いに隣接するリブ間の接触を防止しつつ微小なピッチにて配列形成することができ、基板において表示装置として利用することができない領域を小さくして、表示装置を効率よく製造することが実現される。
【００４３】
また、リブ支持部６１の吐出口４２２側の部位が、その法線が基板９に交差するように傾斜した吐出部４２の開口面４２４におよそ平行な傾斜部となっていることにより、開口面４２４を有する吐出部４２から吐出されるリブ形成材料を開口面４２４に平行かつ吐出口４２２の配列方向に垂直な方向に関しておよそ均一にリブ支持部６１に付着させることができ、リブの端部をより安定して支持することができる。
【００４４】
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。
【００４５】
リブ形成装置１では、図１１に示すように、突出部が省略されたブロック状のリブ支持部６１ａ（図１１では、吐出口４２２側の面が基板９の主面９１に垂直となっているが、吐出部４２の開口面４２４におよそ平行な傾斜部となっていてもよい。）を用いてリブの端部をリブ支持部６１ａにて支持し、リブの端部近傍における形状の乱れが抑制されてもよい。ただし、この場合に、リブ形成材料の吐出開始時刻が、基板９の移動開始時刻よりも早くなり過ぎると、リブ形成材料がリブ支持部６１ａの吐出口４２２側の端面に沿って不必要に広がって、互いに隣接するリブ同士が接触してしまう可能性があり、リブ形成材料の吐出開始時刻が基板９の移動開始時刻よりも遅くなり過ぎると、リブ形成材料がリブ支持部６１ａと付着しない可能性がある。
【００４６】
これに対し、図７に示すように、リブの形成方向に向かって突出する突出部６１５がリブ支持部６１に設けられる場合には、リブ形成材料の吐出開始時刻が基板９の移動開始時刻よりも多少早くなり過ぎても、リブ形成材料が突出部６１５の表面に沿って吐出方向へと滑らかに広がって隣接する他のリブ側へと広がることが抑制され、互いに隣接するリブ同士が接触することが回避される。したがって、通常のリブ形成処理においてリブ形成材料の吐出開始時刻を基板９の移動開始時刻よりも僅かに早くなるように設定することができ、この場合、リブ形成材料の吐出開始時刻または基板９の移動開始時刻に多少の変動が生じても、上記のような不具合が発生する可能性が低くなり（すなわち、プロセスのマージンが広がり）、リブの端部近傍における形状の乱れを安定して抑制することが可能となる。
【００４７】
また、リブ支持部６１には、必ずしも複数の突出部が設けられる必要はなく、１つの突出部が設けられるのみであっても、リブの端部近傍における形状の乱れが安定して抑制される。この場合に、リブの端部近傍における形状の乱れを確実に抑制するには、吐出開始直後のリブ形成材料の上部（すなわち、（＋Ｚ）側の部位）が付着する位置に突出部を設け、リブの端部における上側の部位を突出部により支持してリブが倒れるまたは傾くことを防止することが重要となる。リブの端部近傍における形状の乱れをより確実に抑制するには、複数の突出部が基板９の主面９１からの高さが異なるように配置され、吐出開始直後のリブ形成材料の上部から下部までが突出部に付着して、リブの端部が安定して支持されることが好ましい。
【００４８】
基板９上に形成されるリブのピッチや幅によっては、リブ支持部６１には、図１２に示すようにＺ方向に長い突出部６１５ａや、図１３に示すようにピン状の突出部６１５ｂを設けることも可能である。もちろん、複数の突出部６１５を有するリブ支持部６１を容易に作製するには、スペーサ６１２を介して基板９の法線方向に積層された複数のプレート６１１の一部により突出部６１５を構成することが好ましく、この場合、複数のリブの端部を同じ条件にて安定して支持することも実現される。なお、基板９上にリブを形成する毎にリブ支持部を交換することを許容する場合等には、リブ支持部６１に孔を設ける（例えば、図１１のリブ支持部６１ａを多孔質材料にて形成する）ことにより、リブの端部近傍における形状の乱れを安定して抑制することも可能である。
【００４９】
上記実施の形態では、吐出口４２２の全体が形成される吐出部４２の開口面４２４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１では、図２のノズル４２１において吐出口４２２の一部を対向面４２５にまで広げて形成して、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４２２の全体または大部分が形成される吐出部４２上の開口面４２４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。
【００５０】
また、アスペクト比が高いリブを形成するには、ノズル４２１から吐出されるリブ形成材料は吐出直後に硬化する必要があるが、リブ形成材料の硬化は光開始剤がペーストに添加されて光の照射により実現される以外に、例えば、熱硬化性を有する樹脂等がリブ形成材料に添加されて吐出直後のリブ形成材料が適宜加熱されることにより実現されてもよい。さらに、吐出口４２２から吐出されるリブ形成材料は、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。
【００５１】
リブ形成装置１では、ステージ２０上の基板９がノズル４２１に対してＸ方向に移動するが、ノズル４２１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ノズル４２１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。
【００５２】
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。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】リブ形成装置の構成を示す図である。
【図２】ノズルの先端近傍を拡大して示す図である。
【図３】リブ支持部および支持部移動機構を示す図である。
【図４】リブ支持部を示す正面図である。
【図５】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６】基板上へのリブの形成を説明するための図である。
【図７】基板上へのリブの形成を説明するための図である。
【図８】基板上へのリブの形成を説明するための図である。
【図９】リブを示す断面図である。
【図１０】比較例のリブ形成装置にて形成されたリブを示す断面図である。
【図１１】リブ支持部の他の例を示す図である。
【図１２】突出部の他の例を示す図である。
【図１３】突出部のさらに他の例を示す図である。
【符号の説明】
【００５４】
１ リブ形成装置
２ ステージ移動機構
８ リブ
９ 基板
４２ 吐出部
４３ 光照射部
６１，６１ａ リブ支持部
６２ 支持部移動機構
８１ リブ形成材料
９１ 主面
４２２ 吐出口
４２４ 開口面
６１１ プレート
６１２ スペーサ
６１５，６１５ａ，６１５ｂ 突出部
Ｓ１１，Ｓ１２，Ｓ１４，Ｓ１５ ステップ
【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、
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吐出口からリブ形成材料を吐出する吐出部と、
前記吐出口からリブ形成材料が吐出される間に、吐出側とは反対の方向に前記主面に沿って前記吐出口を前記基板に対して相対的に移動することにより、前記主面上に吐出されつつ硬化するリブ形成材料にて前記反対の方向に伸びるリブを形成する移動機構と、
リブ形成材料の吐出開始時に前記吐出口に近接する位置に配置され、吐出開始直後のリブ形成材料が付着することによりリブの端部を支持するリブ支持部と、
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、
前記リブ支持部が、前記リブの形成方向に向かって突出するとともに吐出開始直後のリブ形成材料が付着する突出部を備えることを特徴とするリブ形成装置。
【請求項３】
請求項２に記載のリブ形成装置であって、
前記リブ支持部が、前記リブの形成方向に向かって突出するとともに吐出開始直後のリブ形成材料が付着する複数の突出部を備え、
前記複数の突出部の前記基板の前記主面からの高さが異なることを特徴とするリブ形成装置。
【請求項４】
請求項３に記載のリブ形成装置であって、
前記複数の突出部が、スペーサを介して積層された複数のプレートの一部であることを特徴とするリブ形成装置。
【請求項５】
請求項２ないし４のいずれかに記載のリブ形成装置であって、
前記基板の前記主面に平行に前記リブ支持部を移動して前記リブの前記端部から分離する機構をさらに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、
前記吐出口の全体または大部分が形成される前記吐出部の開口面が、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６に記載のリブ形成装置であって、
前記リブ支持部の前記吐出口側の部位が、前記吐出部の前記開口面におよそ平行な傾斜部となってい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、
前記主面上に吐出されたリブ形成材料に光を照射する光照射部をさらに備え、
前記リブ形成材料が光硬化性を有することを特徴とするリブ形成装置。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれかに記載のリブ形成装置であって、
前記吐出部がリブ形成材料を吐出する複数の吐出口を配列して備えることを特徴とするリブ形成装置。
【請求項１０】
基板上にリブを形成するリブ形成方法であって、
ａ）基板の主面上にリブ支持部を配置する工程と、
ｂ）吐出部の吐出口を前記リブ支持部に近接させる工程と、
ｃ）前記基板の前記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リブ形成材料を吐出しつつ、吐出側とは反対の方向に前記主面に沿って前記吐出口を前記基板に対して相対的に移動することにより、前記吐出口から前記主面上に吐出されつつ硬化するリブ形成材料にて前記反対の方向に伸びるリブを形成する工程と、
を備え、
前記ｃ）工程において、吐出開始直後のリブ形成材料が前記リブ支持部に付着して前記リブの端部が前記リブ支持部に支持されることを特徴とするリブ形成方法。
【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、
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吐出口からリブ形成材料を吐出する吐出部と、
前記吐出口からリブ形成材料が吐出される間に、吐出側とは反対の方向に前記主面に沿って前記吐出口を前記基板に対して相対的に移動することにより、前記主面上に吐出されつつ硬化するリブ形成材料にて前記反対の方向に伸びるリブを形成する移動機構と、
リブ形成材料の吐出開始時に前記吐出口に近接する位置に配置され、吐出開始直後のリブ形成材料が付着することによりリブの端部を支持するリブ支持部と、
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、
前記リブ支持部が、前記リブの形成方向に向かって突出するとともに吐出開始直後のリブ形成材料が付着する突出部を備えることを特徴とするリブ形成装置。
【請求項３】
請求項２に記載のリブ形成装置であって、
前記リブ支持部が、前記リブの形成方向に向かって突出するとともに吐出開始直後のリブ形成材料が付着する複数の突出部を備え、
前記複数の突出部の前記基板の前記主面からの高さが異なることを特徴とするリブ形成装置。
【請求項４】
請求項３に記載のリブ形成装置であって、
前記複数の突出部が、スペーサを介して積層された複数のプレートの一部であることを特徴とするリブ形成装置。
【請求項５】
請求項２ないし４のいずれかに記載のリブ形成装置であって、
前記基板の前記主面に平行に前記リブ支持部を移動して前記リブの前記端部から分離する機構をさらに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、
前記吐出口の全体または大部分が形成される前記吐出部の開口面が、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６に記載のリブ形成装置であって、
前記リブ支持部の前記吐出口側の部位が、前記吐出部の前記開口面におよそ平行な傾斜部となってい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、
前記主面上に吐出されたリブ形成材料に光を照射する光照射部をさらに備え、
前記リブ形成材料が光硬化性を有することを特徴とするリブ形成装置。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれかに記載のリブ形成装置であって、
前記吐出部がリブ形成材料を吐出する複数の吐出口を配列して備えることを特徴とするリブ形成装置。
【請求項１０】
基板上にリブを形成するリブ形成方法であって、
ａ）基板の主面上にリブ支持部を配置する工程と、
ｂ）吐出部の吐出口を前記リブ支持部に近接させる工程と、
ｃ）前記基板の前記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リブ形成材料を吐出しつつ、吐出側とは反対の方向に前記主面に沿って前記吐出口を前記基板に対して相対的に移動することにより、前記吐出口から前記主面上に吐出されつつ硬化するリブ形成材料にて前記反対の方向に伸びるリブを形成する工程と、
を備え、
前記ｃ）工程において、吐出開始直後のリブ形成材料が前記リブ支持部に付着して前記リブの端部が前記リブ支持部に支持されることを特徴とするリブ形成方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２００７−３３５０８４（Ｐ２００７−３３５０８４Ａ）
【公開日】平成１９年１２月２７日（２００７．１２．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１６１７９０（Ｐ２００６−１６１７９０）
【出願日】平成１８年６月１２日（２００６．６．１２）
【出願人】（０００２０７５５１）大日本スクリーン製造株式会社 (2,640)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１２月２７日（２００７．１２．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年６月１２日（２００６．６．１２）
【出願人】（０００２０７５５１）大日本スクリーン製造株式会社 (2,640)
【Ｆターム（参考）】
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