JP2000238242A - アライメントマークおよびこれを用いた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 オフセット印刷を用いて平面型表示装置を形
成する際に、電子源基板とフェースプレートの位置合わ
せに形状精度の高いアライメントマークを提供すること
により、位置合わせの精度を高める。 【解決手段】 オフセット印刷されるアライメントマー
クであって、印刷方向と平行な方向および垂直な方向に
沿ったマーク部分からなり、かつ少なくとも印刷方向と
垂直方向に沿ったマーク部分を同方向に断続させ、飛び
石状に形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子機器部品の相
対位置を合わせるのに用いられるアライメントマークに
関し、より詳しくは、電子機器の各種パターンをオフセ
ット印刷により形成する際に共に形成するアライメント
マークに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、画像形成装置とりわけ平面型表示
装置はますますその大型化が望まれている。それに伴
い、これらの製造プロセスで通常用いられているフォト
リソ工程のコストの肥大化が問題になってきている。こ
のためフォトリソ工程に替わるものとして、印刷法が注
目されている。

【０００３】例えばプラズマディスプレイ（ＰＤＰ）表
示素子の製造工程においてはスクリーン印刷法が用いら
れている。スクリーン印刷法は、導電性ペーストや絶縁
性ペーストを基板に直接パターン印刷した後、焼成して
電極配線等の電子回路を形成する方法である。これによ
れば比較的大面積の基板にパターニングでき、基板あた
りの処理時間もフォトリソ工程に比べて短い。

【０００４】また、一般には紙上にインキを転写するオ
フセット印刷についても、電子機器への応用として記録
用サーマルヘッドの電極や液晶表示装置のカラーフィル
タなどを作製するための技術開発がなされている。

【０００５】スクリーン印刷は、その印刷パターンの膜
厚が数μｍ以上の厚膜を容易に形成できるという特徴が
ある。一方オフセット印刷は、スクリーン印刷に比べて
インキの転写膜厚が薄くできるという特徴がある。印刷
では転写するインキの厚みが薄いほうが高解像度を得や
すい。即ちインキパターンの幅に対する厚みの比（アス
ペクト比）が小さいほど転写後のインキのダレ、にじみ
等が小さい傾向にある。その意味でオフセット印刷は高
精細印刷に適した印刷法である。

【０００６】さて平面型表示装置としては、ＴＦＴ型も
しくはＭＩＭ型の液晶表示装置や、表面伝導型電子放出
素子、熱電子源（ＶＦＤ）などの電子放出素子と蛍光体
との組み合わせで描画する蛍光体発光型表示装置等があ
る。なかでも表面伝導型電子放出素子は構造が単純で製
造も容易であることから、大面積にわたり多数個を配列
できる利点がある。

【０００７】以下平面型表示装置の例として、表面伝導
型電子放出素子を用いた発光型表示装置について説明す
る。表面伝導型電子放出素子はＭ．Ｉ．Ｅｌｉｎｓｏ
ｎ，Ｒａｄｉｏ Ｅｎｇ．Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｐｈｙ
ｓ．，１０，１２９０（１９６１）等に開示されてい
る。

【０００８】表面伝導型電子放出素子は、基板上に形成
された小面積の薄膜に、その膜面に平行に電流を流すこ
とにより電子を放出する。この表面伝導型電子放出素子
としては前記エリンソンによるＳｎΟ₂ 薄膜を用いたも
の、Ａｕ薄膜によるもの［Ｇ．Ｄｉｔｔｍｅｒ；Ｔｈｉ
ｎ Ｓｏｌｉｄ Ｆｉｌｍ，９，３１７（１９７
２）］、Ｉｎ₂ Ｏ₃ ／ＳｎＯ₂ 薄膜によるもの［Ｍ．Ｈ
ａｒｔｗｅｌｌ ａｎｄ Ｃ．Ｇ．Ｆｏｎｓｔａｄ：Ｉ
ＥＥＥ Ｔｒａｎｓ．ＥＤ Ｃｏｎｆ．，５１９（１９
７５）] 、カーボン薄膜によるもの［荒木久他：真空、
第２６巻、第１号、２２頁（１９８３）] 等が報告され
ている。

【０００９】これらの表面伝導型電子放出素子の典型的
な例として、前述のハートウェルの素子構成を図３に模
式的に示す。同図において３０１は基板である。３０４
は導電性薄膜で、Ｈ型形状のパターンにスパッタで形成
された金属酸化物薄膜等からなり、通電フォーミングと
よばれる通電処理により電子放出部３０５が形成され
る。

【００１０】また本出願人は、ＵＳＰ ５，０６６，８
８３において素子電極間に電子を放出せしめる微粒子を
配置した新規な表面伝導型電子放出素子を開示した。こ
の表面伝導型電子放出素子の典型的な構成を図４に示
す。同図において４０１は絶縁性基板、４０２、４０３
は電気的接続を得るための素子電極、４０４は分散され
た微粒子電子放出材からなる薄膜、４０５は電子放出部
である。この表面伝導型電子放出素子において、一対の
電極４０２、４０３間の距離Ｌ１は０．０１〜１００μ
ｍが適当である。

【００１１】以上説明してきた表面伝導型電子放出素子
を多数配列して得られる電子源に、この電子源より放出
される電子によって可視光を発光せしめる蛍光体を組み
合わせることによって、表示装置を得ることができる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】本出願人は、このよう
な平面型表示装置を構成する電子放出素子の素子電極を
オフセット印刷により形成できることを、特願平０６−
２９１３１０号に提案した。

【００１３】図５は平台校正機印刷装置を示す図であ
る。同図において５０１はインキローラ５０４でインキ
５０７を展開するインキ練台であり、５０２は凹版５０
５を固定する版定盤である。また５０３は被印刷物であ
るワーク５０６を固定するワーク定盤であり、本来フレ
ーム５０８の上に固定配置されている。この一列に並ん
だ３つの定盤の両側には２本のラックギヤー５０９、５
１０が敷かれており、これらの上にギヤー５１１、５１
２を噛み合わせたブランケット５１３はその軸を両端の
キャリッジ５１４、５１５で固定され、このキャリッジ
５１４、５１５が本体下部からのクランクアーム５１６
のクランク動作によって前後進することにより、ブラン
ケット５１３はインキ練台５０１、凹版５０５、ワーク
５０６の上を順次回転摺動する。ブランケット５１３の
表面にはゴム状のブランケットラバーが取り付けてあ
る。

【００１４】図６ａ〜ｄはオフセット印刷工程を示す図
である。同図において６０１はインキ練台、６０５は凹
版、６０６はワークとなるガラス基板であり、同一平面
に直列に配置されている。６０４はインキローラであ
り、インキ練台６０１上で練ったインキ６０７を凹版６
０５上に転移させる（図６ａ〜ｂ）。６１７はブレード
であり、凹版６０５上面を摺動して、転移したインキ６
０７のうち凹部に充填されたインキ以外をかきとる（図
６ｂ〜ｃ）。６１３はブランケットであり、凹版６０
５、ガラス基板６０６上面を順に回転接触することによ
り、凹版６０５の凹部に充填されたインキを受理し（図
６ｃ）、ガラス基板６０６上に凹版６０５の有するパタ
ーン状にインキを転移する（図６ｄ）。

【００１５】以上によりオフセット印刷工程が終了す
る。印刷インキ６０７は作製するパターンの機能によっ
て適宜選択することができる。もし作製するのが素子電
極であれば、通常電極材として用いられる金属を含む有
機金属化合物のインキを用いることができる。

【００１６】しかし、このようなオフセット印刷を用い
て得られる平面型表示装置においても、大面積高精細化
が進むにつれ、種々の問題が発生する。なかでも、電子
放出素子を多数基板上に形成した電子源基板と内壁面に
蛍光体が配置されているフェースプレートとの位置合わ
せは重要である。

【００１７】図７において７０１は電子放出素子を基板
上に作製した電子源基板、７０９はメタルバック７０７
と蛍光膜７０８が内壁に形成されたフェースプレート、
７０６は支持枠、７０２は素子電極である。また図８ａ
は電子源基板側に、図８ｂはフェースプレート側に配置
されたアライメントマークである。アライメントはこれ
らのマークを重ね合わせることにより行なわれる。図９
は蛍光膜を示す。蛍光膜は三原色の蛍光体９０１と各蛍
光体の間のブラックストライプ９０２と呼ばれる黒色導
電材とで構成されている。

【００１８】ここで各蛍光体と、電子放出素子から放出
される電子ビームの位置は十分一致しなくてはならな
い。蛍光体と電子放出素子の位置ずれは輝度の低下や混
色等の原因となり、とくに高精細になれば位置ずれの影
響は顕著になる。

【００１９】電子源基板７０１とフェースプレート７０
９の位置精度はまず、アライメントマークの精度に左右
される。通常アライメントマークは図８に示すような十
字の形態をしている。これをオフセット印刷にて形成す
ると、図１０に示すように、特に印刷方向に垂直な方向
に沿うパターンに変形が発生する。この変形のため、フ
ェースプレート７０９と電子源基板７０１とで位置合わ
せを行なう際にアライメントマークを正確に重ねること
ができない。

【００２０】本発明は上記問題点に鑑みてなされたもの
で、その目的は、オフセット印刷を用いて平面型画像形
成装置を形成する際に、電子源基板とフェースプレート
の位置合わせに形状精度の高いアライメントマークを提
供することにより、位置合わせの精度を高めることにあ
る。

【００２１】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め、本発明のアライメントマークは、オフセット印刷に
より形成されるアライメントマークであって、該アライ
メントマークは印刷方向と平行な方向に沿ったマーク部
分および印刷方向と垂直な方向に沿ったマーク部分から
なり、かつ少なくとも印刷方向と垂直な方向に沿ったマ
ーク部分は同方向において断続していることを特徴とす
る。また本発明の画像形成装置は、上記本発明のアライ
メントマークを用いたことを特徴とする。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下本発明を詳細に説明する。ま
ず、本発明に到達するにあたり、図５に示すような平台
校正印刷機にて、種々のパターンを有するアライメント
マークの印刷を試みた。版は金属凹版を用いた。この金
属凹版は真鋳の金属板を化学エッチングし、その上にク
ロム鍍金をしたものである。凹版は金属に限らず、ガラ
ス等でも良く、さらに適当なコーティングが施されてい
てもよい。パターンの深さは約１０μｍであった。イン
キはＰｔのメタロオーガニックペーストを用いた。Ｐｔ
以外にも貴金属や卑金属のメタロオーガニックペースト
があり、目的に応じて使用することができる。ブランケ
ットラバーはシリコンゴムを用いた。また基板であるワ
ークとしては青板ガラス等の絶縁体基板を使用すること
ができる。印刷圧力はブランケット押し込み量にして１
５０μｍであった。パターンの観察は、基板に印刷し、
５８０℃で焼成したのち行なった。

【００２３】本発明者が検討した結果、従来のアライメ
ントマークのパターンには以下のような傾向があること
が判明した。図１１はアライメントマークの版パターン
および印刷パターンを模式的に示すものであるが、ま
ず、印刷パターン中、印刷方向に対し垂直な方向に延び
るパターンは版パターンからの変形が大きく、円弧状を
している。円弧の方向は印刷条件により逆になることも
ある。またクロスのパターン（ｂ）については、そのコ
ーナー部分にかなりのにじみが発生している。このよう
に、従来のアライメントマークは、印刷方向と垂直な方
向に誤差やクロス部の誤差を含んでしまう。

【００２４】この誤差を抑制したアライメントマークを
形成するためには、まず印刷方向に垂直な方向のマーク
の長さを小さくすること、次にクロス部を含まないよう
にすることが有効である。これを実現したのが本発明で
あり、その形態例を図１に示す。図１（ａ）〜（ｄ）に
示すように、本発明では印刷方向に平行な方向および垂
直な方向に沿うアライメントマークが設けてある。
（ａ）では印刷方向に垂直な方向のマークのみが断続し
て並んでいる。（ｂ）〜（ｄ）においては、印刷方向に
平行および垂直方向のマークが両方とも断続しており、
即ちそれぞれ２〜３個のマークが飛び石状に並んでい
る。このように、本発明のアライメントマークは、少な
くともその印刷方向に垂直な方向のマークの長さが従来
と比べて実質的に短く、またクロス部分を有しないた
め、印刷時の変形が抑制される。

【００２５】本発明のアライメントマークの形状は図１
に示したものに限らず、少なくとも印刷方向に垂直に沿
うマークが断続していれば、同様に印刷時の変形を抑制
することが出来る。また、断続した飛び石状のマークの
各々の形状は、通常四角形であり、好ましくは正方形で
あるが、円等の他の形であってもよい。

【００２６】

【作用】上述したように、オフセット印刷により形成さ
れる本発明のアライメントマークは、少なくとも印刷方
向と垂直な方向に沿ったマークが同方向に断続している
ため、印刷時に変形が少なく、原版に描かれたパターン
に近い形状を有する。

【００２７】また、印刷方向に平行方向および垂直方向
に沿うマークが互いに交わらない、即ちクロス部を有し
ない場合は、形状精度がさらに高い。

【００２８】

【実施例】以下に、本発明のアライメントマークおよび
素子電極の形成方法、並びにこれらを用いた電子源基板
および画像形成装置の製造方法の一例を説明する。アラ
イメントマークとしては、図１（ｂ）のパターンのもの
を作成した。同マーク中の各マークの寸法は１００μｍ
角である。一方、素子電極のパターンを図２（ａ）に示
す。素子電極幅Ｗは２００μｍである。また電子放出材
が配置される素子電極間の距離Ｌ１は約２０μｍであ
る。

【００２９】これらのパターンを、インキとして有機金
属からなるＰｔレジネートペーストを用いて、ガラス基
板上に図５に示した平台校正印刷機でオフセット印刷し
た。このときのブランケットの押し込み量は１５０μｍ
であった。ガラス基板上にインキを転写印刷した後、約
８０℃の乾燥と約５８０℃の焼成によりＰｔのアライメ
ントマークと素子電極を形成した。

【００３０】印刷乾燥後のガラス基板上のインキ厚みは
約２μｍであり、焼成後のＰｔ電極、Ｐｔアライメント
マークの厚みは約１０００オングストロームであった。

【００３１】図２（ｆ）は、表面伝導型電子放出素子と
マトリックス配線を組み合わせた電子源基板を示す。同
図において２０１は下印刷配線、２０２は下印刷配線２
０１に平行に配置した印刷パッドである。２０３は印刷
ガラスペーストの焼成によって形成された、下印刷配線
２０１に対して直交した短冊状の絶縁層であり、印刷パ
ッド２０２との交差部中央にはコンタクトホール２０４
が開いている。２０５は上印刷配線であり、メッキ配線
２０６の下層となる。上印刷配線２０５は短冊状であっ
て絶縁層２０３の上にあり、コンタクトホール２０５を
介して印刷パッド２０２と電気的に接続しており、印刷
金属ペーストの焼成により形成される。２０９は電子放
出材であるＰｄ微粒子からなる薄膜であり、素子電極２
０７、２０８の一部および電極間にわたって配置され
る。２０９は電子放出部となる。メッキ配線２０６は、
上印刷配線２０５上に短冊状でメッキ法によって形成さ
れる厚み約１００μｍの金属配線である。

【００３２】この電子源基板の製造方法を簡単に説明す
ると、まず（ａ）は前述したようにＰｔ素子電極および
Ｐｔアライメントマークをオフセット印刷により形成す
る工程である。

【００３３】（ｂ）はＡｇペーストインキをスクリーン
印刷し、焼成して幅３００μｍ厚み７μｍの下印刷配線
２０１および印刷パッド２０２を形成する工程である。

【００３４】（ｃ）はガラスペーストをスクリーン印刷
し、焼成して、幅５００μｍ厚み２０μｍの絶縁層２０
３と、１００μｍ角のコンタクトホール２０４を形成す
る工程である。

【００３５】（ｄ）は絶縁層２０３上にＡｇペーストイ
ンキをスクリーン印刷し、焼成して幅３００μｍ厚み１
０μｍの上印刷配線を形成する工程である。

【００３６】（ｅ）はＰｄ微粒子膜を素子電極２０７、
２０８にかかるよう電極間隔部に形成する工程である。
Ｐｄ微粒子膜は有機Ｐｄ溶液をスピンコートにより塗布
し、焼成して得る。パターニングはＣｒ膜を利用したリ
フトオフ法によった。

【００３７】（ｆ）は上印刷配線２０５上に電解メッキ
によるＣｕメッキ膜２０６を厚み１００μｍで形成する
工程である。

【００３８】以上のように作製した電子源基板は、３０
０×３５０ｍｍの基板上に電子放出素子を２２０×４４
０個有するものであった。この電子源基板に、Ｒ、Ｇ、
Ｂに対応する各蛍光体を有するフェースプレートを、双
方のアライメントマークを重ね合わせるように支持枠を
介して組み立てた。ここでは蛍光体のピッチが４４０μ
ｍ×７４０μｍであり、実際に電子放出させて電子ビー
ムの位置を観察したところいずれのビームもほぼ各蛍光
体の中央に位置しており、位置ずれによる輝度の低下や
Ｒ、Ｇ、Ｂ各色の混色は見られなかった。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように、オフセット印刷に
より形成される本発明のアライメントマークは、少なく
とも印刷方向と垂直な方向に沿ったマークが同方向に断
続しているため、印刷時に変形が少なく、形状精度が高
い。

【００４０】従って、本発明のアライメントマークを利
用すれば、平面型表示装置の電子源基板とフェースプレ
ートの位置合わせ精度が向上し、電子ビームと蛍光体の
位置ずれが抑えられるため、位置ずれに起因する輝度の
低下や混色を防止することが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明のアライメントマークのパターンの例
を示す。

【図２】 オフセット印刷による素子電極を用いた、電
子源基板の製造工程を示す。

【図３】 ハートウェルの表面伝導型電子放出素子の構
成を示す。

【図４】 微粒子を配置した表面伝導型電子放出素子の
構成を示す。

【図５】 平台校正機印刷装置を示す。

【図６】 オフセット印刷の工程を示す。

【図７】 表面伝導型電子放出素子を用いた平面型表示
装置の構成を示す。

【図８】 従来のアライメントマークの例を示す。

【図９】 蛍光膜を示す。

【図１０】 従来のオフセット印刷のアライメントマー
クを示す。

【図１１】 オフセット印刷によるパターンの変形の模
式図を示す。

【符号の説明】

２０１：下印刷配線、２０２：印刷パッド、２０３：絶
縁層、２０４：コンタクトホール、２０５：上印刷配
線、２０６：メッキ配線、２０７，２０８，３０２，３
０３，４０２，４０３，７０２：素子電極、２０９，３
０５，４０５，７０５：電子放出部、３０１，４０１：
基板、３０４，４０４：導電性薄膜、５０１，６０１：
インキ練台、５０２，６０２：版定盤、５０３，６０
３：ワーク定盤、５０４，６０４：インキローラ、５０
５，６０５：凹版、５０６，６０６：ワーク、５０７，
６０７：インキ、５０８：フレーム、５０９，５１０：
ラックギアー、５１１，５１２：ギアー、５１３，６１
３：ブランケット、５１４，５１５：キャリッジ、５１
６：クランクアーム、７０１：電子源基板、７０６：支
持枠、７０７：メタルバック、７０８：蛍光膜、７０
９：フェースプレート、９０１：蛍光体、９０２：ブラ
ックストライプ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 オフセット印刷により形成されるアライ
   メントマークであって、該アライメントマークは印刷方
   向と平行な方向に沿ったマーク部分および印刷方向と垂
   直な方向に沿ったマーク部分からなり、かつ少なくとも
   印刷方向と垂直な方向に沿ったマーク部分は同方向にお
   いて断続していることを特徴とするアライメントマー
   ク。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のアライメントマークを
   用いたことを特徴とする画像形成装置。