JP2005119112A - スクリーン印刷用メタルマスク - Google Patents

Abstract

【課題】印刷層が交差する部分において印刷膜厚が大きくなるのを解消して、交差部と直線太で印刷膜厚を均一化できるスクリーン印刷用メタルマスクを提供する。
【解決手段】マスクパターンが、互いに交差する溝部２と、溝部２で囲まれるランド部１とを含んで構成してあるメタルマスクである。溝部２どうしが交差する交差部５には、印刷量を抑制するための調整枠６がランド部１と一体に形成されている。調整枠６は、交差部５に臨む各ランド部１から突設されていて、交差部５の中央で交差する複数の調整腕７で構成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＬＳＩ実装用基板に形成される微細なプリント配線や、フラットパネルディスプレイの発光素子などをスクリーン印刷法で形成する際に用いられるメタルマスク、なかでも電鋳法によって形成されるメタルマスクに関する。

この種のスクリーン印刷用メタルマスクには、金属薄板にレーザー加工でマスクパターンを形成する加工法と、電鋳加工法によってマスクパターンを形成する加工法とが知られている。後者のメタルマスクは、例えば特許文献１に見ることができ、そこではメタルマスクの片面を金属メッシュで強化している。

特開平６−１３０６７６号公報

スクリーン印刷を行う場合には、印刷対象の表面にメタルマスクを載置し、メタルマスクの表面一側に乗せた、例えば、はんだペーストや導電性インキ、フラットパネルディスプレイやカラー液晶ディスプレイの発光素子等のペースト状の印刷物をスキージで移動させながら印刷対象側へ押し出して、マスクパターンに合致した印刷層を形成するが、必要とする印刷パターンが微細になるほど、印刷層を適正に形成することが困難となり印刷不良を生じやすい。印刷不良のひとつに印刷層の膜厚のばらつきがある。例えば、直線状の印刷パターンが互いに交差する部分では、交差部の印刷膜厚が直線部分の印刷膜厚より大きくなるうえ、印刷膜厚がばらつきやすい。とくに、格子状の印刷パターンが規則的に連続するような場合には、全ての交差部において印刷膜厚が標準値を越えて大きくなる。こうした印刷膜厚のばらつきは、例えば印刷層がフラットパネルディスプレイやカラー液晶ディスプレイの発光素子である場合には、輝度むらの原因になる。

本発明の目的は、印刷層が交差する部分において印刷膜厚が他より大きくなるのを解消して、印刷パターンの印刷膜厚を均一化できるスクリーン印刷用メタルマスクを提供することにある。

本発明は、マスク面に微細なマスクパターンを電鋳法で形成してあるスクリーン印刷用のメタルマスクにおいて、マスクパターンが、互いに交差する溝部２と、溝部２で囲まれるランド部１とを含んで構成されており、溝部２どうしが交差する交差部５に、印刷量を抑制する調整枠６がランド部１と一体に形成されていることを特徴とする（請求項１）。

調整枠６は、交差部５に臨む各ランド部１から突設されていて、交差部５の中央で交差する複数の調整腕７で構成することができる（請求項２）。

マスクパターンは、１次電着層１３と、１次電着層１３の片面に形成される２次電着層１８とで構成される場合には、調整枠６を１次電着層１３の形成過程で形成することができる（請求項３）。

本発明では、マスクパターンが互いに交差する溝部２と、溝部２で囲まれるランド部１とを含んで構成されているメタルマスクにおいて、溝部２どうしが交差する交差部５に印刷量を抑制する調整枠６を設けて、スクリーン印刷時に交差部５に余分な印刷が充填されるのを阻止できるようにしたので、従来のこの種のメタルマスクにおいて避けられなかった、交差部５における印刷膜厚の過剰現象を解消して、交差部５と溝部２とにおける印刷膜厚を均一化できる。これにより、例えばカラー有機エレクトロルミネッセンスディスプレイの画素分離用バンクを、本発明のメタルマスクを用いてスクリーン印刷法で印刷形成する場合には、画素分離用バンクの交差部５の厚みを低減でき、均一の高さに形成可能であると共に、カラー有機エレクトロルミネッセンスディスプレイの発光素子であるホール輸送層、発光層（Ｒ、Ｇ、Ｂ）等を、本発明のメタルマスクを用いてスクリーン印刷法で印刷形成する場合には、ホール輸送層、発光層（Ｒ、Ｇ、Ｂ）等の厚みを均一化することが可能であり、局部的な輝度むらを解消することができる（請求項１）。

交差部５に臨む各ランド部１から突設されて、交差部５の中央で交差する複数の調整腕７で調整枠６が構成されていると、交差部５の開口面を調整腕７で均等に区分できるので、交差部５に充填される印刷量が局部的にばらつくのをよく防止でき、より高度の印刷精度で印刷層を形成できる（請求項２）。

マスクパターンが、１次電着層１３と２次電着層１８とで構成される場合に、調整枠６を１次電着層１３の形成過程で形成するようにしたメタルマスクによれば、１次電着層１３の厚み寸法を調整することにより、調整枠６の厚みを微妙に調整して、調整枠６による印刷物の抑制量を変更でき、印刷物の性状や特性に合わせて調整枠６の厚みを変更できる利点がある（請求項３）。

図１ないし図４は本発明に係るスクリーン印刷用メタルマスクの実施例を示す。この実施例のメタルマスクは、カラー液晶ディスプレイの発光素子をスクリーン印刷法で印刷形成するために用いる。図１においてメタルマスクは、横長長方形状のランド部１と、ランド部１の周囲を囲む縦横の溝部２とで、格子状のマスクパターンが前後左右に規則的に連続する状態で形成されている。隣接するランド部１の長辺どうしは、２個の保形腕３で橋絡されている。印刷時には、ペースト状の印刷物が溝部２を介して印刷対象に押し出されて、マスクパターンに合致した印刷層が形成される。

上記のようなメタルマスクにおいては、溝部２どうしが互いに交差する交差部５における印刷膜厚が、直線状の溝部２の印刷膜厚より大きくなる傾向がある。こうした印刷むらを解消するために、本発明では交差部５に印刷量を抑制する調整枠６を設けて、交差部５における印刷膜厚を適正化する。調整枠６は、交差部５に臨む各ランド部１のコーナーから対向するコーナーへ向かって突設されて、交差部５の中央でＸ字状に交差する一組の調整腕７で構成する。図３に示すように、調整枠６はメタルマスクのスキージ面側に限って形成してあり、以下に説明するマスクパターンの形成過程で形成される。

メタルマスクは図４（ａ）〜（ｄ）に示す１次電鋳工程と、図５（ａ）〜（ｄ）に示す２次電鋳工程とを経て形成される。１次電鋳工程においては、図４（ａ）に示すように片面に金属蒸着膜が形成してあるガラス基板（あるいは導電性のステンレス製の基板）１０の片面にフォトレジスト１１をコーティングし、その表面にパターンフィルム１２を密着載置して露光したのち、図４（ｂ）に示すようにフォトレジスト１１を現像し硬化させて不用部分を除去する。次に、ガラス基板１０を電着槽に浸漬し、常法に従って１次電着層１３を形成する（図４（ｃ）参照）。この後、フォトレジスト１１を除去して、１次電着層１３のみが形成されたガラス基板１０を得る（図４（ｄ）参照）。この時点でランド部１、保形腕３、および調整枠６の三者が、１次電着層１３として形成される。

２次電鋳工程では、図５（ａ）に示すように１次電着層１３の間の空所に液状のフォトレジスト１５を充填し、さらにその外面にフィルム状のフォトレジスト１６を重ねたうえで、パターンフィルム１７を密着載置して露光したのち、図５（ｂ）に示すようにフォトレジスト１５・１６を現像し硬化させて不用部分を除去する。次に、ガラス基板１０を電着層に浸漬し、常法に従って２次電着層１８を形成する（図５（ｃ）参照）。この後、フォトレジスト１５・１６を除去する（図５（ｄ）参照）。２次電着層１８によって、ランド部１および溝部２の外形がそれぞれ確定される。最後に、電鋳品をガラス基板１０から剥離することにより、目的のメタルマスクを得る。なお、両電着層１３・１８の合計膜厚寸法が１０〜５０μｍであるとき、１次電着層１３の膜厚寸法は２〜１５μｍとした。

従来は１次電着層１３の外面側に２次電着層１８を形成しており、両電着層１３・１８の隣接部分が階段状になっていたが、上記の製造工程に従ってメタルマスクを形成すると、１次電着層１３の溝部２に臨む周側面が２次電着層１８で覆われるので、両電着層１３・１８の隣接部分が階段状になるのを解消して、ランド部１の平坦な周側面で溝部２を区画できる。メタルマスクは１次電着層１３の側をスキージ面にして、つまり調整枠６がスキージ面側に位置する状態で使用する。

以上のように、交差部５に調整枠６を設けたメタルマスクを用いてスクリーン印刷を行うと、印刷インキが交差部５に入り込むのを調整枠６で規制できるので、交差部５における印刷膜厚を、溝部２における印刷膜厚と同じにできる。従って、溝部２に形成される発光素子と、交差部５に形成される発光素子の輝度むらを解消できる。

図６（ａ）・（ｂ）はそれぞれ交差部５が非十文字である場合の調整枠６の変形例を示す。図６（ａ）では、溝部２が１２０度の間隔を挟んで三又状に交差しており、各ランド部１のコーナーから交差中心へ向かって突設した３個の調整腕７で、調整枠６をＹ字状に形成した。各調整腕７が挟む角度は１２０度である。

図６（ｂ）では、縦方向の溝部２と横方向の溝部２とが逆Ｔ字状に交差しており、各ランド部１のコーナーから交差中心へ向かって突設した２個の調整腕７と、ランド部１の辺部から交差中心へ向かって突設した１個の調整腕７とで、調整枠６をＹ字状に形成した。

上記以外に、ランド部１が円形あるいは長円形に形成されていて、交差部５がランド部１の円弧周面で囲まれる場合には、図６（ａ）で説明した調整枠６と同様に、各ランド部１の円弧周面から交差中心へ向かって突設した３個の調整腕７で、調整枠６をＹ字状に形成することができる。その場合の調整腕７の外縁形状は部分円弧であってもよい。交差部５は、４以上の溝部２が交差する交差パターンであってもよい。必要があれば、調整枠６の交差中心部分に円形、多角形、あるいはリング状等に形成された補助調整部を付加することができる。メタルマスクは１次電着層１３のみで形成してもよい。

スクリーン印刷用メタルマスクの斜視図である。 メタルマスクの交差部の平面図である。 図２におけるＡ−Ａ線断面図である。 メタルマスクの前段製造過程を示す説明図である。 メタルマスクの後段製造過程を示す説明図である。 調整枠の別実施例を示す平面図である。

符号の説明

１ ランド部
２ 溝部
５ 交差部
６ 調整枠
７ 調整腕

Claims (3)

1. マスク面に微細なマスクパターンを電鋳法で形成してあるスクリーン印刷用のメタルマスクであって、
   マスクパターンが、互いに交差する溝部と、溝部で囲まれるランド部を含んで構成されており、
   溝部どうしが交差する交差部に、印刷量を抑制する調整枠がランド部と一体に形成されていることを特徴とするスクリーン印刷用メタルマスク。
2. 調整枠が、交差部に臨む各ランド部から突設されていて、交差部の中央で交差する複数の調整腕で構成されている請求項１記載のスクリーン印刷用メタルマスク。
3. マスクパターンが、１次電着層と、１次電着層の片面に形成される２次電着層とで構成されており、
   調整枠が、１次電着層の形成過程で形成されている請求項１または２記載のスクリーン印刷用メタルマスク。

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