JP2005231170A - スクリーン印刷装置およびそれを備えた液晶表示パネル形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】長尺でかつフレキシブルなフィルムＦに連続的にスクリーン印刷するために使用されるスクリーン印刷装置において、印刷されたインクでスクリーン１２を汚すことなく、長尺方向に相隣る印刷領域間のマージンαを小さくして長尺フィルムＦの材料ロスを少なく抑えられるようにする。
【解決手段】テーブル１１の送り方向前端をスクリーン１２の送り方向前端よりも送り方向後側に位置させ、テーブル１１の送り方向前端よりも送り方向前側に位置するフィルム部分をスクリーン１２から遠ざけるようにする。
【選択図】図１

Description

本発明は、各々、フレキシブルな２枚のフィルム基板を貼り合わせて液晶表示パネルを形成する工程などにおいて、長尺でかつフレキシブルなフィルムに連続的にスクリーン印刷するために用いられるスクリーン印刷装置に関し、特に、長尺方向に相隣る印刷領域間のマージンを小さくする対策に関する。

一般に、ガラス基板を用いた液晶表示パネルの製造においては、製造加工費を削減するために、当初、加工の出発点であるガラス板の大きさと、完成品の液晶表示パネルの大きさとが１：１対応であったのを、出発点であるガラス板に大きなものを用い、そのガラス板から複数個の液晶表示パネルを得る技術が考え出された結果、大幅なコスト削減が図られている。しかしながら、基板材料としてガラスを用いた場合、その物性的特性から出発点のガラス板の大きさに限界を有しており、自ずとコスト削減にも限界を有している。

そこで、このようなコスト削減の限界を打破し、より一層の大幅なコスト削減を可能にする方法として、特許文献１および特許文献２に記載されているように、液晶表示パネルの基板材料として、長尺でフレキシブルなフィルム（樹脂フィルム）を用いるようにすることが知られている。

ところで、例えば、液晶表示パネルを構成する２枚のフィルム基板のうち、一方のフィルム基板を構成するための長尺のフィルムに、貼合せ用の接着剤をスクリーン印刷し、これに、他方のフィルム基板を構成するためのフィルムを貼り合わせるようにする際に、上記長尺のフィルムにスクリーン印刷を連続的に行うには、該フィルム上におけるｎ回目の印刷領域と、（ｎ＋１）回目の印刷領域との間に一定の空白部分α（マージン）を開けなければならない。その理由は、スクリーン印刷装置において、（ｎ＋１）回目の印刷時にテーブル上のフィルム部分にスクリーンが重ねられたとき、そのスクリーンの下にｎ回目の印刷領域が位置していると、その印刷領域のインクがスクリーンの裏面に付着し、そのインクによりフィルムが汚れるからである。スクリーンの裏面が汚れると、装置全体の運転を一時停止してスクリーンの清掃を行うなどのメンテナンス作業が必要となり、このような状態では、連続印刷を安定して行うことはできない。また、このことは、メンテナンス作業に伴う稼働率の低下のみならず、メンテナンス作業終了後の再立上げに要する労力も大きな損失である。

図４に基づいて、詳しく説明すると、スクリーン１００がスキージの圧力を受けて吸着テーブル１１０上のフィルム１２０に接触する領域は、正確にはスクリーン１００全体のうちのスキージが移動する領域であって、その周囲の部分にはスキージの圧力は加わらないが、この周囲の部分とフィルム１２０との間の間隔は１ｍｍ以下であり、したがって、そのフィルム部分にインクが存在していると、スクリーン１００の裏面に付着する虞は十分にある。

そこで、従来の場合には、同図に示すように、ｎ回目の印刷領域が、（ｎ＋１）回目の印刷時にスクリーン１００の送り方向前端よりも送り方向前方に位置するように、フィルム１２０の送り量が設定されており、このことで、スクリーン１００を汚さずに連続印刷できるようになっている。尚、長尺物にスクリーン印刷を連続して行うようにする技術としては、特許文献３などに記載されているものもあるが、何れにしても、一般的な場合のマージンαは、例えば、α＝８０ｍｍ程度である。
特公昭６１−６１０８３号公報（第３頁，第１２図） 特開平６−２６５８４１号公報（第５頁，図１４） 特開平５−２６９９６４号公報（第２および３頁，図１（Ａ））

ところで、上記のようにマージンαを確保すると、その分だけ、フィルム単位長さ当りの取り数が減少することになり、取り数が減少すると、フィルム基板を始めとした単位長さ当りの材料ロスの量や、単位長さ当りの労務費が増大することになる。

さりとて、上記従来の場合には、マージンαを今以上に小さくすると、ｎ回目の印刷領域が（ｎ＋１）回目の印刷時にスクリーンの裏面に接触するようになり、このために、スクリーンの裏面が汚れることになる。

つまり、従来の場合には、印刷領域同士の間のマージンを広げて連続印刷を安定して行えるようにすると、コストアップを招くことになり、そのようなコストアップを招かないようにマージンαを狭くすると、今度は、連続印刷を安定して行うことが困難になる。

本発明は、斯かる諸点に鑑みてなされたものであり、その主な目的は、各々、フレキシブルな２枚のフィルムを貼り合わせて液晶表示パネルを形成する場合のように、長尺でかつフレキシブルなフィルムに連続的にスクリーン印刷するために使用されるスクリーン印刷装置において、印刷されたインクでスクリーンを汚すことなく、長尺方向に相隣る印刷領域間のマージンを小さくできるようにすることにある。

本発明者は、スクリーンの裏面を汚すことなく、ｎ回目の印刷領域と、（ｎ＋１）回目の印刷領域との間のマージンを小さくしてフィルムから最大の取り数を取ることができる技術を見出した。

すなわち、印刷装置のテーブルの送り方向前側の部分を下方に曲げることで、スクリーンとフィルムとの間の距離が広がり、その結果として、スクリーンを汚すことなく、ｎ回目の印刷領域と（ｎ＋１）回目の印刷領域との間のマージンを小さくすることができる。

本発明によれば、長尺でかつフレキシブルなフィルムに連続的にスクリーン印刷するために使用されるスクリーン印刷装置において、前記テーブルの送り方向前端を前記スクリーンの送り方向前端よりも送り方向後側に位置させ、前記テーブルの送り方向前端よりも送り方向前側に位置する前記フィルム部分を前記スクリーンから遠ざけるようにすることで、印刷されたインクでスクリーンを汚すことなく、長尺方向に相隣る印刷領域間のマージンを小さくすることができ、よって、長尺フィルムの材料ロスを少なく抑えることができる。

以下、本発明の実施形態を、図面に基づいて説明する。

図１は、本発明の実施形態に係るスクリーン印刷装置の要部の構成を模式的に示しており、このスクリーン印刷装置は、長尺でかつフレキシブルなフィルムとしての第１フィルムＦの複数の印刷領域に接着剤を連続的にスクリーン印刷するようにしたものであって、２枚のフィルム基板が該両フィルム基板間に液晶層が配置されるように上記の接着剤により貼り合わされてなる液晶表示パネルを形成する液晶表示パネル形成ラインに組み込まれて使用される。尚、ここで、「液晶表示パネル」とは、２枚のフィルム基板が貼り合わされた状態のもの、つまり、液晶材料が未だ注入されていない段階のものを指している。

先ず、液晶表示パネルの形成ラインについて説明する。このラインでは、第１フィルムＦ（例えば、幅が３００ｍｍ，厚さが１００μｍであるＰＥＳ（ポリエーテルサルフォン））における第１フィルム基板の構成部分毎に順に熱硬化型の接着剤をスクリーン印刷し、次いで、スクリーン印刷された第１フィルムＦの部分に第２フィルムを貼り合わせ、しかる後、貼り合わされた第１フィルムＦおよび第２フィルムを所定の第１および第２フィルム基板の形状に切断するようになされている。

具体的には、第１フィルムＦをその長尺方向にラインに沿って所定の速度（例えば、２ｍ／分）で間欠送りする図外の送り手段を備えており、図２のブロック図に示すように、第１フィルムＦに接着剤をスクリーン印刷する印刷工程１と、この印刷工程１において印刷された接着剤の高さを揃えるバッファ工程２と、印刷された接着剤を乾燥させる乾燥工程３と、第１フィルムＦに第２フィルムを貼り合わせる貼合せ工程４と、接着剤を本硬化させる本硬化工程５と、貼り合わされた第１フィルムＦおよび第２フィルムをそれぞれ所定の第１および第２フィルム基板の形状に切断する切断工程６とが順に設けられている。

印刷工程１では、スクリーン印刷装置１０が用いられる。この印刷装置１０は、第１フィルムＦの印刷領域部分を吸着保持する吸着テーブル１１と、その吸着テーブル１１上の第１フィルム部分に重ねられるスクリーン１２と、このスクリーン１２上に供給された接着剤が前記第１フィルム部分に転移するようにスクリーン１２を押圧する図外のスキージとを有する。吸着テーブル１１には、該吸着テーブル１１上に載置された第１フィルムＦの部分を吸着保持するための微細な吸着孔が多数設けられている。

スクリーン１２は、矩形枠状のフレーム部分と、このフレーム部分に取り付けられたスクリーン部分とからなっており、フレーム部分の外形寸法は、例えば、５００×５００ｍｍとされている。一方、スクリーン部分は、３２５メッシュの平織りのものであって、フレーム部分に対し、２２．５度の角度をなすように取り付けられており、スクリーン部分の乳剤の厚さは、１３±１μｍとされている。また、この印刷工程１では、図示は省略するが、スクリーン１２上に接着剤を供給する供給手段と、第１フィルムＦの所定部分が吸着テーブル１１上の所定位置に有るか否かを検出するためのＣＣＤカメラとがさらに用いられる。尚、熱硬化型接着剤の一例としては、三井化学社製の「ＸＮ−２１Ｓ（商品名）」）が挙げられる。

バッファ工程２は、印刷工程１と乾燥工程３との間に送り方向における所定寸法の間隔をあけるとともに、その間で第１フィルムＦが略Ｕ字状に垂れ下がった状態に弛ませるようにすることで形成されている。

乾燥工程３は、遠赤外線を照射する図外の遠赤外線ランプを備えており、この遠赤外線ランプの遠赤外線により２０分間に亘り１２０℃の温度に加熱することで接着剤を乾燥させるようになっている。

貼合せ工程４は、第１フィルムＦの印刷領域部分に対し、第２フィルムの所定部分を位置合わせして重ね合わせるようになされている。

本硬化工程５は、加熱手段（図示せず）を備えており、この加熱手段により加熱することで、接着剤を本硬化させるようになっている。

切断工程６は、互いに貼り合わされた第１フィルムＦと第２フィルムとを切断する切断手段を備えている。切断方法としては、レーザカット，トムソンカット，超音波カット，高温に熱した熱刃による溶断，金型による分割などが挙げられる。

そして、本実施形態では、上記のスクリーン印刷装置１０は、吸着テーブル１１の送り方向前端（図１の右端）がスクリーン１２の送り方向前端（同図の右端）よりも送り方向後側（同図の左側）に位置しており、また、吸着テーブル１１の送り方向前端よりも送り方向前側に位置するフィルム部分を、スクリーン１２に対し下方に遠ざけるようになされている。

さらに、上記吸着テーブル１１の送り方向前側には、該吸着テーブル１１の送り方向前端よりも送り方向前側に位置する前記フィルム部分が下方に移動して垂れ下がるように該フィルム部分を案内支持する補助プレート２０が配置されており、また、この補助プレート２０の送り方向前方には、垂れ下がったフィルム部分を略吸着テーブル１１の吸着面と略同じ高さ位置に案内する案内ローラ３０が配置されている。これらにより、吸着テーブル１１と案内ローラ３０との間のフィルム部分を略Ｕ字状に弛ませるようにしたバッファ工程２が構成されており、第１フィルムＦ上に印刷された接着剤は、そのフィルム部分がこのバッファ工程２を通過する間に高さが均一化するようになっている。

ここで、上記のように構成された液晶表示パネル形成ラインの作用を説明する。

第１フィルムＦのｎ番目の印刷領域部分は、送り手段により一定の速度でスクリーン印刷装置１０の吸着テーブル１１上に送られてくる。ＣＣＤカメラにより、ｎ回目の印刷領域部分が吸着テーブル１１上の所定位置に達したことが認識されると、送り手段の送りが一旦停止されるとともに、そのフィルム部分は吸着テーブル１１に吸着保持される。尚、吸着の強さは、印刷時にフィルムＦが所定位置からずれない程度で十分である。

ｎ番目の印刷領域に対する印刷が終わると、そのフィルム部分は、送り手段により（印刷領域の全長＋α）ｍｍだけ送られる。尚、本実施形態では、α＝２５ｍｍであった。

ｎ番目のフィルム部分は、補助プレート２０に沿って垂れ下がった後、案内ローラ３０に引き上げられるようにして送られることで、略Ｕ字状の軌跡を描きながらバッファ工程２を通過する。このバッファ工程２を通過する間に、印刷領域上の接着剤の高さが均一化（レベリング）する。本実施形態では、このバッファ工程２内で５つの印刷領域が収容されるように、該バッファ工程２の上下寸法および送り方向寸法を共に略１ｍとしている。

乾燥工程３では、ｎ回目の印刷領域上の接着剤は、例えば１２０℃の温度に３０分間に亘って加熱されることで、乾燥させられる。

次に、ｎ回目の印刷領域は、貼合せ工程４に送られ、ここで、第２フィルムの所定部分が、例えば１００〜２５０ｋｇｆ／ｃｍ² の圧力でもって貼り合わされる。

その後、ｎ回目の印刷領域上の接着剤は、本硬化工程５において、例えば１８０℃の温度に１時間に亘って加熱されることで、本硬化する。

最後に、ｎ回目に印刷された第１フィルム部分と、この第１フィルム部分に貼り合わされた第２フィルムの部分とは、切断工程６において、それぞれ所定の第１および第２フィルム基板の形状に分割される。

以上のようにして、２枚のフィルム基板が貼り合わされてなる液晶表示パネルが形成されることとなる。

したがって、本実施形態によれば、フレキシブルな第１および第２の２枚のフィルム基板が接着剤により貼り合わされてなる液晶表示パネルを形成するようにした液晶表示パネル形成ラインにおいて、第１フィルム基板を構成するための長尺の第１フィルムＦに上記の接着剤を印刷するスクリーン印刷装置１０として、吸着テーブル１１の送り方向前端を、スクリーン１２の送り方向前端よりも送り方向後側に配置し、吸着テーブル１１の送り方向前端よりも送り方向前側に位置する第１フィルムＦの部分をスクリーン１２から遠ざけるようにしたので、印刷された接着剤でスクリーン１２を汚すことなく、長尺方向に相隣る印刷領域間のマージンαを小さくすることができ、よって、第１フィルムＦの材料ロスを少なく抑えることができる。

また、液晶表示パネル形成ラインとしては、印刷工程１の後、接着剤を乾燥させる乾燥工程３を行うようにしたので、そのような乾燥工程を経ないで第１フィルムを巻き取るようにする場合には接着剤が第１フィルムの裏面に付着するのに対し、接着剤が第１フィルムＦの裏面に付着することはない。さらに、乾燥工程３の後、引き続いて貼合せ工程４に入るようにしているので、印刷工程１と貼合せ工程４との間でラインを分けるようにする場合に比べて、生産効率を高めることができる。

尚、上記の実施形態では、貼合せ工程４において第１フィルムＦに貼り合わせるものを長尺の第２フィルムとするようにしているが、予め第２フィルム基板の形状に形成されたものを貼り合わせるようにしてもよい。但し、その場合には、切断工程６で切断されるのは第１フィルムのみとなる。

また、上記の実施形態では、接着剤に熱硬化型のものを用いるようにしているが、例えば、ＵＶ硬化型のもの（例えば、協立化学社製の「ＵＶＦ−１５Ｌ（商品名）」）を用いるようにすることができる。但しその場合には、スクリーン１２の乳剤の厚さは熱硬化型の場合よりも小さく（例えば、１０±１μｍ）てよく、また、図３の液晶表示パネル形成ラインのブロック図に示すように、乾燥工程は不要である。但し、本硬化工程５では、例えば８００〜１０００ルクスの超高圧水銀ランプなどのＵＶ光を照射することで本硬化させる。尚、貼合せ時の圧力は、熱硬化型の場合と略略同じ１００〜２５０ｋｇｆ／ｃｍ² である。

さらに、上記の実施形態では、スクリーン印刷装置を液晶表示パネルの形成ラインに用いた場合について説明しているが、本発明に係るスクリーン印刷装置は、長尺物に連続印刷するものであれば適用することができる。

本発明の実施形態に係るスクリーン印刷装置の全体構成を模式的に示す縦断面図である。 スクリーン印刷装置が組み込まれた液晶表示パネル形成ラインを示すブロック図である。 接着剤としてＵＶ硬化型のものを用いる場合の液晶表示パネル形成ラインの変形例を示す図２相当図である。 従来のスクリーン印刷装置の全体構成を模式的に示す図１相当図である。

符号の説明

１ 印刷工程
２ バッファ工程
３ 乾燥工程
４ 貼合せ工程
５ 本硬化工程
６ 切断工程
１０ スクリーン印刷装置
１１ 吸着テーブル（テーブル）
１２ スクリーン
２０ 補助プレート
３０ 案内ローラ
Ｆ 第１フィルム（フィルム）

Claims (3)

1. 長尺でかつフレキシブルなフィルムを該フィルムの長尺方向に送る送り手段と、
   前記送り方向における前記フィルムの各部分が順に載置されるテーブルと、該テーブル上に載置された前記フィルム部分に重ねられるスクリーンと、該スクリーンを該スクリーン上のインクが前記テーブル側に転移するように押圧するスキージとを有する印刷手段とを備え、前記送り手段により前記フィルムを送りつつ該フィルムに前記印刷手段により連続的にスクリーン印刷するようにしたスクリーン印刷装置であって、
   前記テーブルの送り方向前端が、前記スクリーンの送り方向前端よりも送り方向後側に位置し、
   前記テーブルの送り方向前端よりも送り方向前側に位置する前記フィルム部分が前記スクリーンから離れるように構成されていることを特徴とするスクリーン印刷装置。
2. 請求項１に記載のスクリーン印刷装置を用い、各々、フレキシブルな第１および第２の２枚のフィルム基板が該両フィルム基板間に液晶層が配置されるように接着剤により貼り合わされてなる液晶表示パネルを形成するようにした液晶表示パネル形成方法であって、 前記印刷手段により前記第１フィルムに前記接着剤を印刷する印刷工程と、
   前記印刷工程において印刷された前記接着剤の高さを揃えるバッファ工程と、
   前記バッファ工程において高さの揃えられた前記接着剤を乾燥させる乾燥工程と、
   前記乾燥工程において前記接着剤の乾燥した前記第１フィルムに前記第２フィルム基板を貼り合わせる貼合せ工程と、
   前記貼合せ工程において前記第２フィルム基板が貼り合わされた前記第１フィルム上の前記接着剤を本硬化させる本硬化工程と、
   前記本硬化工程において前記接着剤が本硬化した前記第１フィルムの部分を前記第１フィルム基板の形状に切断する切断工程とを備えていることを特徴とする液晶表示パネル形成方法。
3. 請求項２に記載の液晶表示パネル形成方法において、
   前記貼合せ工程は、前記第２フィルム基板に代えて、該第２フィルム基板を構成するための長尺でかつフレキシブルな第２のフィルムを貼り合わせる工程であり、
   前記切断工程は、前記第１フィルムの部分を前記第１フィルム基板の形状に切断することに代えて、前記第１および前記第２フィルムの各部分をそれぞれ前記第１および前記第２フィルム基板の各形状に切断する工程であることを特徴とする液晶表示パネル形成方法。
   

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