JP2007160921A - 印刷版、その製造方法、それを含むロールプリント装置及びそれを用いた表示装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】大型基板上においても精密なインクパターン形成が可能なロールプリント装置を提供すること。
【解決手段】第１の方向に沿って等間隔に配列されており、第１の方向と垂直な第２の方向の開始列より終了列において間隔が広く配列されており、深さが表示パネルのセルギャップと実質的に同一な多数の印刷溝アレイを含む印刷版と、印刷溝に充填されたインクを転写する転写シートを備える転写ローラとを含む。これにより、開口率が向上し、セルギャップの精度を改善することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、ロールプリント装置に係り、より詳しくは、ブレードを用いたロールプリント装置、それを用いたインクパターン形成方法及び液晶表示装置の製造方法に関する。

情報化社会の発展に伴い、表示装置に関する要求も多様な形態に変化している。従来テレビジョンやコンピュータモニタなどの表示装置に多く使用された陰極線管に代わり、大型化、平面化、スリム化などの要求に合致する液晶表示装置、有機ＥＬ表示装置、電界放出表示装置、プラズマ表示装置などの多様な平板表示装置が開発され活用されている。

平板表示装置は、相異なる機能を有する対向配置された第１及び第２の表示板を含む。第１及び第２の表示板は、所定間隔で離隔され配置されている。第１の表示板と第２の表示板との間には、前記間隔を一定に維持するスペーサが備えられている。

前記スペーサとしては、ビーズスペーサとカラムスペーサとが使用されている。ビーズスペーサは、主として散布法を用いて形成する。散布法は、工程が単純で低コストであるが、スペーサの散布位置を精密に制御しにくく、ビーズスペーサを画素領域に散布する場合、画質を低下させてしまう。

カラムスペーサは、主として有機物をフォトエッチング工程によってパターニングすることによって形成するので、位置制御に有利である。しかしながら、工程が複雑になり、工程時間及びコストが増加するようになる。

最近、上述した散布法及びフォトエッチング法に代わるスペーサ形成方法であるロールプリント装置を用いた印刷法が研究されている。ロールプリント装置を用いた印刷法は、製造工程が単純で製造時間を短縮でき、低コスト化が実現できる。

前記印刷法は、散布法に比べて比較的正確な位置にスペーサアレイを形成できるが、転写シートの特性によって転写誤差が発生する場合がある。このような誤差は、基板が大型化され、ロールプリント装置に備えられた転写ローラのローリング距離が長くなるに従って、さらに大きくなる。このような誤差によってスペーサが正確な位置に形成されないと、セルギャップを効果的に維持することができなくなる。そして、誤差が累積され画素領域に形成される場合、開口率を減少させるなど画質を低下させるようになる。
大韓民国公開特許 2005-001880号

本発明が解決しようとする技術的課題は、大型基板上においても精密なインクパターン形成が可能なロールプリント装置を提供することにある。

本発明が解決しようとする他の技術的課題は、前記ロールプリント装置に用いる印刷版を提供することにある。

本発明が解決しようとするさらに他の技術的課題は、前記印刷版の製造方法を提供することにある。

本発明が解決しようとする他の技術的課題は、前記ロールプリント装置を用いた表示装置の製造方法を提供することにある。

本発明の技術的課題は、上述した技術的課題に制限されるわけではなく、言及されないまたは他の技術的課題は以下の記載から当業者に明確に理解される。

前記技術的課題を達成するための本発明の一実施形態によるロールプリント装置は、第１の方向に沿って等間隔に配列されており、前記第１の方向と垂直な第２の方向の開始列より終了列において間隔が広く配列されており、２枚の互いに対向する基板を含む表示パネルのセルギャップと深さが実質的に同一な複数の印刷溝アレイを含む印刷版と、前記印刷溝に充填されたインクを前記表示パネルの一方の基板に転写する転写シートを備える転写ローラとを含む。

前記他の技術的課題を達成するための本発明の一実施形態による印刷版は、２枚の互いに対向する基板を含む表示パネルのセルギャップと深さが実質的に同一な複数の印刷溝アレイを備える印刷版であって、前記印刷溝は、第１の方向に沿って等間隔に配列されており、前記第１の方向と垂直な第２の方向に沿って開始列より終了列において間隔が広く配列されている。

前記さらに他の技術的課題を達成するための本発明の一実施形態による印刷版の製造方法は、２枚の互いに対向する基板を含む表示パネルのスペーサアレイと同一な間隔を有するテスト印刷版の凹溝アレイにインクを充填することと、前記テスト印刷版上に転写シートを備える転写ローラをローリングすることによってインクを前記転写シートに転写することと、前記転写シートに転写されたインクをテスト基板上に再転写することと、前記再転写されたインクパターンの間隔と前記スペーサアレイの間隔とを比較することによって印刷溝アレイの間隔を決定することを含む。

前記さらに他の技術的課題を達成するための本発明の一実施形態による表示装置の製造方法は、第１の方向に沿って等間隔に配列されており、前記第１の方向と垂直な第２の方向の開始点より終了点において間隔が広く配列されており、２枚の互いに対向する基板を含む表示パネルのセルギャップと深さが実質的に同一な印刷版の印刷溝アレイにスペーサを含むインクを充填すること、前記印刷版上に転写シートを備える転写ローラをローリングすることによって前記インクを前記転写シートに転写すること、及び前記転写シートに転写されたインクを前記表示パネルの一方の基板上に再転写することを含む。

その他実施形態の具体的な事項は、詳細な説明及び図面に含まれている。

上述したように本発明の実施形態によるロールプリント装置によれば、大型基板上においても精密なパターン間隔を有するインクパターンの形成が可能となる。また、前記ロールプリント装置を用いて表示装置のスペーサアレイを形成すれば、スペーサアレイが遮光領域に正確に配置されるので、開口率が向上し、且つセルギャップの精度を改善することができる。

本発明の利点及び特徴、そしてそれらを達成する方法は添付する図面と共に詳細に後述する実施形態を参照すれば明確になる。しかしながら、本発明は、以下開示する実施形態に限定されるわけではなく、相異なる多様な形態で実現される。本実施形態は、本発明の開示が完全となり、当業者に発明の範疇を完全に知らせるために提供されるものである。本発明は、特許請求の範囲の記載に基づいて解釈されなければならない。図面において、層及び領域の大きさ及び相対的な大きさは、説明の便宜上、誇張されて表現されている場合がある。

素子又は層が他の素子又は層の“上方（ｏｖｅｒ）”又は“上（ｏｎ）”に指称されることは、他の素子又は層の真上だけではなく、中間に他の層又は他の素子を介在した場合を全て含む。反面、素子が“直接上”又は“真上”に指称されることは、中間に他の素子又は層を介在しないことを示す。なお、明細書全体にかけて同一参照符号は同一構成要素を示すものとする。“及び／又は”は、言及されたアイテムのそれぞれ及び一つ以上の全ての組合を含む。

以下、添付した図面を参照して本発明の好適な一実施形態によるロールプリント装置について詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施形態によるロールプリント装置の概略的な断面図である。

図１を参照する。ロールプリント装置５０は表示板上に多様なインクパターンを印刷する場合に使用される装置であって、印刷版４００と印刷版４００に充填されたインクを表示板上に転写する転写ローラ２１を含む。ロールプリント装置５０によって印刷することができるインクパターンの種類は数多いが、以下では表示装置の表示パネル間セルギャップを維持するためのスペーサアレイを形成する場合を例に挙げて説明する。

印刷版４００は、目的とする対象パターンであるスペーサアレイを形成するための多数の印刷溝４１０アレイを備える。ここで、印刷溝４１０アレイの一つの印刷溝４１０は、スペーサアレイの一つのスペーサに対応する。一つのスペーサは、一つの単位スペーサからなるようにしてもよいが、それに制限されるわけではなく、多数の単位スペーサの集合からなるようにしてもよい。印刷溝４１０アレイについてのより詳細な説明は後述する。

印刷版４００は、下部フレーム１０に設けられている印刷版支持台１１によって収納される。下部フレーム１０には、印刷版支持台１１と並んで基板支持台１２が設けられている。基板支持台１２には表示板などの対象基板が設置され、ここでインク印刷が行われる。

印刷版４００の上側には、転写ローラ２１が設けられている。転写ローラ２１は、例えば円筒形でなるようにしてもよい。転写ローラ２１の外面は、転写シート２２で覆われている。転写シート２２は、インク３００との付着性に優れた材質からなり、例えば親水性に優れたシリコンを含むようにしてもよい。転写シート２２には、印刷版４００からの転写及び表示板への再転写が容易となるように、弾性を有するものを用いるか、或いは硬度が小さいものを用いるようにすればよい。

転写ローラ２１は、下部フレーム１０の上で下部フレーム１０と相対的に往復運動する上部フレーム２０に設けられている。例えば、下部フレーム１０が固定された状態で、上部フレーム２０が下部フレーム１０上を往復運動する。この時、転写ローラ２１が回転しながら、転写ローラ２１を覆っている転写シート２２が、印刷版４００の上面及び／又は表示板２００の上面と接触するように上部フレーム２０の位置を下部フレーム１０に近接するように調節する。一方、転写ローラ２１の転写シート２２が表示板２００の上面に必ずしも接触する必要はないが、少なくとも印刷版４００から転写シート２２に転写されたインクが表示板２００の上面に触れることができる程度の距離を維持する必要がある。

上部フレームがインク供給装置２３及びブレード２４をさらに含むようにしてもよい。インク供給装置２３及び／又はブレード２４は、インク３００が転写される時の転写ローラ２１のローリング方向に対して転写ローラ２１の前側に設けられるようにしてもよい。

ブレード２４は、インク供給装置２３の後側に設けられ、印刷溝４１０アレイの幅に対応する広い幅を有している。ブレード２４は、印刷溝４１０アレイにインク３００を充填し、印刷版４００上面に残留するインク３００を除去する。

以下、本発明の一実施形態によるロールプリント装置及びそれに含まれた印刷版を用いて表示装置を製造する方法について説明する。以下では、前記製造方法が適用される表示装置として液晶表示装置を例にとって説明しているが、本発明はそれに制限されるわけではなく、ＦＥＤ、有機ＥＬ表示装置、ＰＤＰ装置などにも適用できることはいうまでもない。

先ず本発明の一実施形態による方法で製造された液晶表示装置の液晶表示パネルについて説明する。図２は、本発明の一実施形態による方法で製造された液晶表示パネルの断面図である。

図２を参照すれば、液晶表示装置において画像を表示する液晶表示パネルは、第１の表示板１００、それに対向する第２の表示板２００及び第１の表示板１００と第２の表示板２００との間に設けられた液晶層（図示せず）を含む。第１の表示板１００と第２の表示板２００とは、セルギャップ（ｇ）を維持し、平行に対向配置されている。第１の表示板１００と第２の表示板２００との間の液晶層にはセルギャップ（ｇ）を維持するためのスペーサ３５０アレイが配置されている。

図３は、図２のＡ部分の拡大図である。以下、図３を参照して本発明の一実施形態による方法で製造された液晶表示パネルについてさらに詳細に説明する。

図３に示すように、第１の表示板１００は、透明なガラス、プラスチックなどからなる第１の絶縁基板１１０上に形成された多数の配線パターンを含む。具体的には、第１の絶縁基板１１０上には、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、モリブデン（Ｍｏ）、クロム（Ｃｒ）、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）又はこれらの合金などの導電性物質からなるゲート電極１２６が形成されている。ゲート電極１２６上には、窒化シリコン（ＳｉＮｘ）などからなるゲート絶縁膜１３０が第１の絶縁基板１１０の全面を覆っている。ゲート絶縁膜１３０上には、水素化非晶質シリコンなどの半導体からなる半導体層１４０が形成されている。半導体層１４０は、少なくとも一部がゲート電極１２６と重畳されるように設けられている。半導体層１４０上には、ｎ型不純物が高濃度にドーピングされたｎ^＋水素化非晶質シリコンなどからなるオーミックコンタクト層１５５、１５６が形成されている。

オーミックコンタクト層１５５、１５６上には、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、モリブデン（Ｍｏ）、クロム（Ｃｒ）、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）又はこれらの合金などの導電性物質からなるソース電極１６５とドレイン電極１６６が互いに分離されて設けられている。

前述したゲート電極１２６、半導体層１４０、ソース電極１６５及びドレイン電極１６６は、画素電極１８０をスイッチングする薄膜トランジスタを構成する。ここで、ゲート電極１２６は薄膜トランジスタの制御端子を構成し、ソース電極１６５とドレイン電極１６６とはそれぞれ薄膜トランジスタの入力端子及び出力端子を構成する。半導体層１４０は、薄膜トランジスタのチャネル領域を形成する。一方、オーミックコンタクト層１５５、１５６は、ソース電極１６５及びドレイン電極１６６の分離形状と類似に分離されるように形成されてソース電極１６５及びドレイン電極１６６と下部の半導体層１４０の間の接触抵抗を減らしてやる役割を果たす。

ソース電極１６５及びドレイン電極１６６上には、窒化シリコン、酸化シリコン（ＳｉＯｘ）及び／又は有機物などになった保護膜１７０が形成されている。保護膜１７０上には、酸化インジウム錫（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ；ＩＴＯ）、酸化インジウム亜鉛（Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ；ＩＺＯ）などの透明な導電性物質からなる画素電極１８０が形成されている。画素電極１８０は、コンタクトホール１７６を通して薄膜トランジスタのドレイン電極１６６と電気的に接続され、マトリックス形状に配列される。

また、図示しないが、画素電極１８０上には配向膜を形成するようにしてもよい。

次に、第２の表示板２００について説明する。透明なガラス、プラスチックなどからなる第２の絶縁基板２１０上には、クロム（Ｃｒ）などの不透明金属又はカーボンブラックなどを含む不透明有機物などからなる遮光パターン２２０が形成されている。遮光パターン２２０は、格子状に形成されており、画素を定義する。画素は遮光パターン２２０によって定義されており、マトリクス状に配列されている。遮光パターン２２０上には、カラーフィルタ２３０が形成されている。カラーフィルタ２３０は、画素領域に充填され、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、又は青色（Ｂ）を呈する有機物からなる。それぞれの色は、一定のパターンで反復的に配列されている。カラーフィルタ２３０上には、これらの段差を緩和するオーバーコート膜２４０が設けられている。オーバーコート膜２４０上には、第１の表示板１００の画素電極１８０と共に電界を形成する共通電極２５０が形成されている。共通電極２５０上には配向膜を配置するようにしてもよい。

第１の表示板１００と第２の表示板２００との間には、スペーサ３５０が設けられている。スペーサ３５０は、第１の表示板１００と第２の表示板２００とのセルギャップ（ｇ_１、ｇ_２）を維持する。

液晶表示装置は、バックライトなどから射出された光を用いて画像を表示する。液晶パネルにおいては、光を透過する透過域と光を遮る遮光領域が存在する。遮光領域を構成する構成要素としては、第２の表示板２００の遮光パターン２２０、第１の表示板１００の薄膜トランジスタ及びそれらに接続された配線を挙げることができる。第２の表示板２００のカラーフィルタ２３０と第１の表示板１００の画素電極１８０とが重畳する領域は、透過領域を構成する。

また、一つの遮光領域を構成する構成要素としては、上述したスペーサ３５０を挙げることができる。液晶表示装置においては、十分な開口率の確保が重要となるが、スペーサ３５０が透過領域に設けられる場合は、開口率が減少することになる。また、スペーサ３５０が画素領域に設けられる場合は、光リーク現象を誘発することがある。従って、スペーサ３５０は、遮光領域に配置されることが好ましい。例えば、第２の表示板の遮光パターン２２０上に配置するようにすればよい。

一方、液晶表示パネルのセルギャップには、第１及び第２の表示板１００、２００に備えられた構成要素による段差によって領域毎に多少差が生じる。遮光領域内でも第１の表示板１００の薄膜トランジスタが形成された領域におけるセルギャップ（ｇ_１）は、薄膜トランジスタが形成されていない領域におけるセルギャップ（ｇ_２）より狭くなる。従って、画素毎に同一なセルギャップを維持するためには、スペーサ３５０が一定の領域に配列される必要がある。第１の表示板１００及び第２の表示板２００を圧着することによる薄膜トランジスタの衝撃を防止する観点から、スペーサ３５０は、遮光領域のうち第２の表示板２００の遮光パターン２２０と第１の表示板１００の薄膜トランジスタが形成されない領域との間に配置されることが好ましい。

スペーサ３５０の形状は、図３及び他の添付した幾つかの図面において、球形状に模式化されて示されているが、柱形状として形成されてもよく、また、これらに制限されるわけではなく、多様な形状を採り得る。また、２以上の球形状の単位スペーサが集まって一つのスペーサを構成するようにしてもよい。

次に、上述したような液晶表示装置の液晶表示パネルの製造方法について説明する。図４〜図６は、本発明の一実施形態による'液晶表示装置の液晶表示パネルの製造方法の工程段階別斜視図である。本発明の一実施形態による液晶表示パネルの製造方法は、第１の表示板を準備する段階、第２の表示板を準備する段階及び第２の表示板上にスペーサアレイを形成する段階を含む。

図２、図３及び図４を参照する。先ず、第１の表示板１００を準備する。具体的には、ガラスなどからなる第１の絶縁基板１１０上にアルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、モリブデン（Ｍｏ）、クロム（Ｃｒ）、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）又はこれらの合金などの導電性物質を形成しパターニングすることによって第１の方向に並んで延長される複数のゲート線１２２及びゲート線１２２が拡張されてなるゲート電極１２６を形成する。続いて、全面に窒化シリコンを形成してゲート絶縁膜１３０を形成する。次に、水素化非晶質シリコン及びｎ型不純物が高濃度にドーピングされたｎ^＋水素化非晶質シリコンを形成した後、パターニングすることによって半導体層及び半導体層と実質的に同一なパターンを有するオーミックコンタクト層を形成する。次に、導電性物質を形成しパターニングすることによって第２の方向に並んで延長されている複数のデータ線１６２、データ線１６２に接続されたソース電極１６５及びそれと離隔されたドレイン電極１６６を形成し、下部のオーミックコンタクト層を一部露出させる。続いて、ソース電極１６５及びドレイン電極１６６をエッチングマスクとして用いて一部露出されたオーミックコンタクト層をパターニングすることによって下部の半導体層を露出する。次に、窒化シリコンなどを形成してパターニングすることによってコンタクトホール１７６を備える保護膜１７０を形成する。次に、保護膜１７０上にＩＴＯ又はＩＺＯなどを形成してパターニングして、ドレイン電極１６６と電気的に接続された画素電極１８０を形成する。これで第１の基板１００が提供される。

続いて、第２の表示板２００を準備する。図５では、図２及び図３に第２の表示板が覆った状態が示されている。以下では、図５に示す状態を基準として方向を言及することがある。これは上述した方向と反対である場合があるが、同一な相対的位置関係を示すことを容易に理解できるものである。

図２、図３及び図５を参照する。具体的には、第２の絶縁基板２１０上にクロム（Ｃｒ）などの不透明金属又はカーボンブラックなどを含む不透明有機物を形成しパターニングすることによって遮光パターン２２０を形成する。この時、第２の絶縁基板２１０の最外郭部の遮光パターン２２１は、画素領域の遮光パターン２２０と比べて広い幅を有するように形成する。次に、感光性赤色レジストを塗布し、露光及び現像して赤色カラーフィルタを形成する。次に、同一な方法で緑色及び青色カラーフィルタを形成する。これで赤色、緑色及び青色のカラーフィルタ２３０が形成される。引き続き、全面に有機物質及びＩＴＯ又はＩＺＯなどを順に積層し、オーバーコート膜２４０及び共通電極２５０を形成する。これにより、第２の基板２００が提供される。

図２、図３及び図６を参照する。第２の表示板２００の遮光パターン上にスペーサ３５０アレイを形成する。スペーサ３５０アレイは、好ましくは、画素の境界毎に一つずつ形成される。すなわち、隣接するスペーサ間の一方向間隔は、隣接する一方向画素間の間隔と同一であり、隣接するスペーサ間の他方向間隔は隣接する他方向画素間の間隔と同一であるようにしてもよい。また、スペーサ３５０アレイは、多数個の画素毎に一つずつ形成されるようにしてもよい。この段階のスペーサ３５０アレイ形成方法については、さらに詳細に後述する。

次に、スペーサ３５０アレイが形成された第２の表示板２００に第１の表示板１００を対向配置し、シーラントなどを第１の表示板１００及び／又は第２の表示板２００の周辺部に塗布して第１の表示板１００と第２の表示板２００とを貼り合わせる。次に、第１の表示板１００と第２の表示板２００との間に液晶分子を注入して液晶層を形成する。一方、液晶層の形成は、第１の表示板１００と第２の表示板２００とを貼り合わせる前に、第１の表示板１００又は第２の表示板２００上に滴下され又は散布されて形成されるようにしてもよい。これで、液晶表示装置の液晶表示パネルが完成する。このような液晶表示パネルの外側面に偏光板を設け、バックライトを配置することによって液晶表示装置が完成する。

以下、図６に示すような配列を有するスペーサアレイの形成方法についてさらに詳細に説明する。スペーサアレイ形成方法には、本発明の一実施形態によるロールプリント装置を使用することができ、以下に例示される。

図７は、本発明の一実施形態による液晶表示装置のスペーサアレイ形成方法の工程フロー図である。図８Ａは、本発明の一実施形態による印刷版の平面図である。図８Ｂは、図８ＡのＢ−Ｂ´線に沿った断面図である。図９〜図１２は、本発明の一実施形態による液晶表示装置のスペーサ形成方法の工程段階別断面図である。

図７及び図８Ａ、図８Ｂを参照すれる。先ず、印刷版を準備する（Ｓ_１）。

印刷版４００には、印刷溝４１０アレイが配列されている。印刷溝４１０の深さ（ｈ）は、スペーサの高さと実質的に同一である。ここで、「実質的に同一」であるという表現の意味は、物理的に完全に同一な場合だけではなく、工程によるマージンや収率によって多少差が生ずる場合を含んでいる。また、上述したように液晶表示パネルのセルギャップは、薄膜トランジスタが設けられている領域にあるかどうかによって多少差が生ずるが、このような誤差は全体のセルギャップに比べて微細なので無視することができる。この場合、各領域におけるセルギャップは、「実質的に同一」であると表現することができる。上述した観点においては、スペーサの高さは、液晶表示パネルのセルギャップと実質的に同一であり、印刷溝の深さは液晶表示パネルのセルギャップと実質的に同一である。

一方、後続する工程であるローリング工程において、転写ローラのローリング方向が図８Ａの右側行方向（ｘ）であるとき、ローリングによる転写が始まる印刷溝アレイの左側列を「開始列」と定義、転写が終了する印刷溝アレイの右側列を「終了列」と定義する。ここで、印刷溝４１０アレイは、列方向（ｙ）には一定の同一間隔（ｄ_１）を有するが、行方向（ｘ）には一定の間隔を有しない。すなわち、開始列において隣接する各印刷溝４１０間の行方向間隔（ｄ_２１）より、終了列における隣接する各印刷溝４１０間の行方向間隔（ｄ_２２）がより広くなるように各印刷溝４１０アレイが配列されている。好ましくは、開始列から終了列に向かうほど行方向間隔が広くなるように配列できる。このような印刷溝４１０アレイの間隔は、転写ローラのローリング工程によるミスアライン程度を勘案して決定され、これについての詳細な説明は後述する。

図７及び図９を参照する。印刷版上にインク供給装置によってインクを供給する（Ｓ_２）。ここでインク３００は、スペーサを含むようにしてもよく、柱形スペーサを形成する場合は、有機物を含むようにしてもよい。

図７及び図１０を参照する。印刷版のインク溝にインクを充填する（Ｓ_３）。

インク３００の充填には、ブレード２４が用いられる。ここで、説明の便宜のため、印刷溝４１０アレイの開始列から終了列への方向、すなわち図１０で右へ向かう方向を「作業方向」と定義する。図１０に示すようにブレード２４を印刷版４００の上面に接触させた状態で作業方向に移動させれば、印刷版４００上面に提供されたインク３００が進行方向に押されながら印刷溝４１０を充填して行く。印刷版４００上面のインク３００は、ブレード２４によって除去される。印刷版４００上面の残留インク３００の除去を確実にするため、除去用ブレードをさらに備えるようにしてもよい。

一方、図１０の充填されたインク３１０の拡大図から分かるように、インクとしてビーズスペーサ３０１と硬化剤３０２とを含んだ場合が例示されている。また、一つの印刷溝４１０に多数の単位ビーズスペーサ３０１が充填されている。なお、このようなインク３１０の成分及びそれに含まれるビーズスペーサ３０１の個数等は、例示したものに限定されるわけではないことは言うまでもない。

図７及び図１１を参照する。印刷溝に充填されたインクを転写ローラに備えられた転写シートに転写する（Ｓ_４）。

具体的には、転写シート２２が備えられた転写ローラ２１をインク３１０が充填された印刷版４００上面でローリングさせる。この時のローリング方向は、前記作業方向と同一である。そうすることによって、印刷溝４１０に充填されたインク３１０が転写ローラ２１の転写シート２２に転写される。

図７及び図１２を参照する。転写シートに転写されたインクを第２の表示板に再転写する（Ｓ_５）。

具体的には、図１２に示すようにインク３１０が転写された転写シート２２を備える転写ローラ２１を第２の表示板２００上でローリングさせる。そうすれば、インク３１０が第２の表示板２００の遮光パターン上に再転写される。インク３１０が第２の表示板２００上に再転写されるとき、転写シート２２はある程度の弾性を有しているため、転写圧力を受けるようになり、転写シート２２の曲率が変化する。従って、再転写されているインク３１０と次に再転写されるインク３１０の間の間隔が短くなるようになる。すなわち、転写ローラ２１のローリングによって再転写されるインク３１０パターンは、転写シート２２に転写された各インク３１０パターン間の間隔又は印刷版４００の各印刷溝４１０アレイの間隔より短くなるようになる。そして、作業方向に異なる印刷溝４１０間隔を有する印刷版４００から転写及び再転写過程を経ながら間隔が補正され、第２の表示板２００上ではインク３１０は一定した間隔に再転写される。ここで、第２の表示板２００上に再転写されるインク３１０パターンの間隔は、印刷版４００の印刷溝４１０アレイの間隔によって決定される。このような印刷溝４１０アレイの間隔を決定する具体的な方法については後述する。

続いて、必要に応じて第２の表示板２００上に再転写されたインク３１０を硬化させることによってスペーサが完成する。この時、インク供給装置から供給されたインクが硬化剤以外の溶液を含んでいる場合、乾燥などによって単純に溶液を除去することによって単位スペーサのみからなるスペーサを完成するようにしてもよい。また、インクが有機物からなる場合には、熱、光などによる有機物硬化工程を追加的に経るようにすればよい。

以下、上述したようなロールプリント装置を用いたスペーサ形成方法に適用される印刷版の製造方法についてさらに詳細に説明する。図１３は、本発明の一実施形態による印刷版の製造方法の工程フローである。図１４Ａ及び図１５Ａは、本発明の一実施形態による印刷版の製造方法の工程段階別平面図である。図１４Ｂ及び図１５Ｂは、それぞれ、図１４Ａ及び図１５ＡのＢ−Ｂ´線に沿った断面図である。図１６は、本発明の一実施形態による方法で製造された印刷版の平面図である。

図１３及び図１４Ａ、図１６Ｂを参照する。先ず、テスト印刷版を準備する（Ｓ_１１）。

テスト印刷版５００は、目的とするスペーサアレイと同一間隔（ｄ_２）を有する印刷溝５１０アレイを備える。すなわち、印刷溝５１０アレイの列方向（ｙ）間隔（ｄ_１）が同一であり、行方向（ｘ）間隔（ｄ_２）もまた同一である。

続いて、図７〜図１２に示す方法と同一な方法によってテスト基板上にインクを印刷する。具体的には、準備したテスト印刷版上にインクを供給する（Ｓ_１２）。インクはスペーサを含むようにしてもよいが、マーキング機能をする物質のみからなるようにしてもよい。次に、ブレードを用いてテスト印刷版５００印刷溝５１０にインクを充填する（Ｓ_１３）。その次に、テスト印刷版５００の上面に転写シートを備える転写ローラをローリングすることにより印刷溝に充填されたインクを転写シートに転写する（Ｓ_１４）。

引き続き、転写ローラをテスト基板上にローリングすることにより転写シートに転写されたインクをテスト基板上に再転写する（Ｓ_１５）。テスト基板としては、目的とする第２の表示板と同一形状を有する表示板又は基板を使用するようにすればよい。

図１３及び図１５Ａ、図１５Ｂを参照する。再転写されたインク３１１パターンの行方向（ｘ）間隔（ｂ_ｋ）と目的とする対象スペーサアレイの間隔（ｃ_１）とを比較する（Ｓ_１６）。図１５Ａ及び図１５Ｂでは、テスト基板２０１上に対象スペーサアレイの配列位置が点線に示されている。対象スペーサアレイの行方向（ｘ）間隔（ｃ_１）は一定である。一方、テスト基板２０１上に再転写されたインク３１１パターンにおいては、転写シートから再転写時発生する転写圧力などによって転写ローラ進行方向である行方向（ｘ）への間隔が一定とはならない。すなわち、図１５Ａ及び図１５Ｂに示すように、行方向（ｘ）の間隔がより短くなる。再転写されたインク３１１パターンの行方向（ｘ）間隔（ｂ_ｋ）においては、再転写終了列における間隔（ｂ_ｎ）が再転写開始列における間隔（ｂ_１）より短くなる。

このような間隔の変化は、転写シートの材料、厚さなどに依存する。また、このような間隔の変化は、再転写されるインク３１１パターンの行方向（ｘ）幅がさらに広いほど、すなわち転写ローラのローリング距離が長くなるほど増加する。同一の転写シートを用いて印刷する場合、間隔の変化は転写ローラのローリング距離に比例する。従って、再転写開始列から遠くなるほど間隔は狭くなるようになる。すなわち、図１５Ａ及び図１５Ｂでローリング開始列からローリング終了列に向かうほど間隔が狭くなる（ｂ_ｋ−１＞ｂ_ｋ）。

続いて、図１３及び図１６を参照する。前記結果に基づいて印刷溝アレイ間隔が補正された印刷版を製造する（Ｓ_１７）。図１６の印刷版は、補正された間隔が適用された例が示されている。すなわち、印刷溝４１０アレイの開始列から終了列に向かうほど印刷溝の間隔が広くなるように配列されている（ｗ_ｋ−１＜ｗ_ｋ）。

以下、上述したような印刷溝アレイ間隔を決定する方法について図１５Ａ、図１５Ｂ及び図１６を参照してさらに詳細に説明する。

先ず、図１５Ａ及び図１５Ｂで、対象スペーサアレイの行方向（ｘ）幅（Ｗ_ｔ１）と実際再転写されたインクパターンの行方向（ｘ）幅（Ｗ_ｔ２）とを測定する。ここで、製造しようとする印刷版の印刷溝アレイの行方向幅（Ｗ_ｐ）は次の比例数式（１）を満足するようになる。

前記数式（１）において、Ｗ_ｐの値は次の数式（２）の通り計算される。

一方、製造しようとする印刷版の印刷溝アレイの行方向間隔を開始列からｂ_１、ｂ_２、ｂ_３、・・・ｂ_ｎとそれぞれ定義し、縮小される間隔が転写ローラのローリング距離に比例し、この時の比例定数をｒと定義すれば、ｂ_ｋ及びｂ_ｋ＋１は次の数式（３）及び（４）を満足する。

前記数式（３）及び（４）から次の数式（５）及び（６）を得ることができる。

前記数式（３）及び（４）からＷ_ｐは次の数式（７）で表現できる。

前記数式（２）と前記数式（７）から次の数式（８）が誘導できる。

前記数式（８）からｒを計算することにより、印刷溝アレイの行方向間隔を決定することができる。

このように補正された印刷版を適用して転写シートを備える転写ローラによるインクパターンの転写及び再転写工程を実行すれば、表示板上に一定した間隔を有するスペーサアレイを形成することができる。

しかしながら、印刷版の印刷溝アレイ間隔は、前記数式（８）による間隔に厳格に制限されるわけではなく、多少間の誤差があっても形成されるスペーサアレイの間隔が問題にならなければ変形可能である。すなわち、印刷溝アレイの行方向の幅（Ｗ_ｐ）のみを決定した後、全体的に開始列から終了列に向かうほど間隔が増加するように配列しているようにすればよい。

図１７は、本発明の他の実施形態による印刷版の平面図である。

図１７を参照する。本発明の他の実施形態による印刷版４０１は、行方向（ｘ）に沿って配列した２以上の等間隔区間を含む。図１７においては、印刷溝４１１アレイが三つの区間に分けられている。ここで、印刷溝４１１アレイの終了列に隣接する第３の区間の印刷溝間隔（ｗ_１３）は印刷溝４１１アレイの開始列に隣接する第１の区間の印刷溝４１１間隔（ｗ_１１）に比べて広い。また、第２の区間の印刷溝間隔（ｗ_１２）は、第１の区間の間隔（ｗ_１１）より広く、第３の区間の間隔（ｗ_１３）より狭い。すなわち、本実施形態による印刷版４０１においては、等間隔区間が存在するが、全体的に印刷溝４１１アレイの開始列から終了列に向かうほど間隔（ｗ_１１＜ｗ_１２＜ｗ_１３）が広くなるように配列されている。本実施形態の印刷版４０１においては、等間隔区間が存在するが、各区間の幅が印刷溝４１１アレイの全体幅に比べて狭いので、等間隔区間による再転写パターンの間隔誤差が大きくならない。従って、例えば表示パネルの遮光領域のうち薄膜トランジスタ以外の位置から外れないようにスペーサアレイを形成することができる。

図１８Ａは、本発明の別の他の実施形態による印刷版の斜視図である。図１８Ｂは図１８ＡのＢ−Ｂ´線に沿った断面図である。

図１８Ａ及び図１８Ｂを参照する。本発明の別の他の実施形態による印刷版４０２は、円筒形状に形成されていることを除いては本発明の一実施形態による印刷版４００と実質的に同一である。円筒形印刷版４０２の外面には印刷溝４１２アレイが形成されている。印刷溝４１２アレイは、ローリング方向に向かって間隔が異なって配列されている。すなわち、印刷溝４１２アレイの開始列における間隔より印刷溝アレイの終了列における間隔がより広く配列されている。ここで印刷溝アレイの開始列とは、実際に転写が開始される列によって定義され、終了列は転写が終了される列によって定義される。

このような印刷版４０２は、スペーサアレイの形成に適用できる。図１９は、本発明の別の他の実施形態による印刷版が適用されたスペーサ形成方法の一工程段階の断面図である。

図１９を参照すれば、インク供給装置５１から円筒形印刷版４０２にスペーサを含むインク３００が供給されると、印刷版４０２が回転しながらブレード２４によってインク３００が印刷溝４１２に充填され、回転し続けながらこれに接する転写ローラ２１の転写シート２２に転写される。転写シート２２に転写されたインクパターン３１０は、転写ローラ２１のローリング方向に相対的に移動する第２の表示板２００上に再転写される。すなわち、インク充填、転写及び再転写が同時に連続的に実行される。以後、硬化、乾燥などの工程を経てスペーサアレイが形成される。

図２０は、本発明の別の他の実施形態による印刷版の断面図である。

図２０を参照する。本実施形態による印刷版４０３は外面に形成された印刷溝４１３アレイが等間隔区間を備えることを除いては図１８Ｂの実施形態による印刷版４０２と同一である。図２０を参照すれば、本実施形態では、三つの等間隔区間が設けられている。印刷溝４１３アレイの終了列に隣接する第３の区間の印刷溝アレイ間隔（ｗ_３３）は、開始列に隣接する第１の区間の間隔（ｗ_３１）に比べて広い。また、その間に設けられる第２の区間の印刷溝アレイ間隔（ｗ_３２）は、第１の区間の間隔（ｗ_３１）より広く、第３の区間の間隔（ｗ_３３）より狭い。すなわち、本実施形態による印刷版４０３においては、等間隔区間が存在するが、全体的に印刷溝４１３アレイの開始列から終了列に向かうほど間隔が広くなるように配列されている。本実施形態印刷版４０３においては、等間隔区間が存在するが、各区間の幅が印刷溝４１３アレイの全体幅に比べて狭いので、等間隔区間による再転写パターンの間隔誤差が大きくならない。従って、例えば表示パネルの遮光領域のうち薄膜トランジスタ以外の位置から外れないようにスペーサアレイを形成することができる。

以上の実施形態による液晶表示装置の製造方法においては、スペーサが第２の表示板に形成される場合が例示されたが、これに限定されるわけではなく、スペーサは第１の表示板に形成されるようにしてもよい。この場合、スペーサは第１の表示板の遮光領域に形成され、好ましくは、薄膜トランジスタが形成されない遮光領域に形成される。また、以上の実施形態で説明された第１の表示板及び第２の表示板の構造及び製造方法は、多様に変形することがでる。例えば、第１の基板が一つのマスクを用いて半導体層及びデータ線をパターニングする方法及びそれによる構造にも適用することができる。以上のような本発明の多様な適用例又は実施形態は、当業者の立場で容易に理解又は類推することができ、本発明の範囲が曖昧に又は限定的に解釈されることを回避するために具体的な説明を省略する。

以上、添付した図面を参照して本発明の好適な実施形態を説明したが、当業者であれば、本発明の技術的思想や必須な特徴を変更せずに、本発明が他の具体的な形態で実施され得ることを理解することができる。したがって、上述した好適な実施形態は、例示的なものであり、限定的なものではないと理解される。

本発明は、精密な配線パターンや表示装置のスペーサパターンを形成することに適用され得る。

本発明の一実施形態によるロールプリント装置の概略的な断面図である。 本発明の一実施形態による方法に製造された液晶表示装置の断面図である。 図２のＡ部分の拡大図である。 本発明の一実施形態による液晶表示装置の液晶表示パネル製造方法の工程段階別斜視図である。 本発明の一実施形態による液晶表示装置の液晶表示パネル製造方法の工程段階別斜視図である。 本発明の一実施形態による液晶表示装置の液晶表示パネル製造方法の工程段階別斜視図である。 本発明の一実施形態による液晶表示装置のスペーサ形成方法の工程フロー図である。 本発明の一実施形態による印刷版の平面図である。 図８ＡのＢ−Ｂ´線に沿った断面図である。 本発明の一実施形態による液晶表示装置のスペーサ形成方法の工程段階別断面図である。 本発明の一実施形態による液晶表示装置のスペーサ形成方法の工程段階別断面図である。 本発明の一実施形態による液晶表示装置のスペーサ形成方法の工程段階別断面図である。 本発明の一実施形態による液晶表示装置のスペーサ形成方法の工程段階別断面図である。 本発明の一実施形態による印刷版の製造方法の工程フロー図である。 本発明の一実施形態による印刷版の製造方法の工程段階別平面図である。 図１４ＡのＢ−Ｂ´線に沿った断面図である。 本発明の一実施形態による印刷版の製造方法の工程段階別平面図である。 図１５ＡのＢ−Ｂ´線に沿った断面図である。 本発明の一実施形態による方法で製造された印刷版の平面図である。 本発明の他の実施形態による印刷版の平面図である。 本発明の別の他の実施形態による印刷版の斜視図である。 図１８ＡのＢ−Ｂ´線に沿った断面図である。 本発明の別の他の実施形態による印刷版が適用されたスペーサ形成方法の一工程段階の断面図である。 本発明の別の他の実施形態による印刷版の断面図である。

符号の説明

１０：下部フレーム
２０：上部フレーム
２１：転写ローラ
２２：転写シート
２４：ブレード
５０：ロールプリント装置
１００：第１の表示板
２００：第２の表示板
３００：インク
３５０：スペーサ
４００：印刷版
４１０：印刷溝

Claims (20)

1. 第１の方向に沿って等間隔に配列されており、前記第１の方向と垂直な第２の方向の開始列より終了列において間隔が広く配列されており、２枚の互いに対向する基板を含む表示パネルのセルギャップと深さが実質的に同一な複数の印刷溝アレイを含む印刷版と、
   前記印刷溝に充填されたインクを前記表示パネルの一方の基板に転写する転写シートを備える転写ローラとを含むことを特徴とするロールプリント装置。
2. 前記印刷溝は、前記第２の方向に沿って前記開始列から前記終了列に向かうほど印刷溝アレイの間隔が広くなることを特徴とする請求項１に記載のロールプリント装置。
3. 前記印刷溝は、第２の方向に沿って配列された２以上の等間隔区間を含み、前記等間隔区間の印刷溝間隔は、前記印刷溝アレイの終了列に近いほど広いことを特徴とする請求項１に記載のロールプリント装置。
4. 前記転写ローラは、前記第２の方向に前記印刷版上をローリングすることによって前記印刷溝アレイに充填されたインクを前記転写シートに転写することを特徴とする請求項１に記載のロールプリント装置。
5. 前記転写ローラは、前記表示パネルの一方の基板上でローリングすることによって前記転写シートに転写された前記インクを前記表示パネルの一側基板上に再転写することを特徴とする請求項４に記載のロールプリント装置。
6. 前記転写ローラは、前記表示パネルの一方の基板上に前記ローリング方向によって等間隔に前記インクを再転写することを特徴とする請求項５に記載のロールプリント装置。
7. 前記インクは、スペーサを含むことを特徴とする請求項１に記載のロールプリント装置。
8. ２枚の互いに対向する基板を含む表示パネルのセルギャップと深さが実質的に同一な複数の印刷溝アレイを備える印刷版であって、
   前記印刷溝は、第１の方向に沿って等間隔に配列されており、前記第１の方向と垂直な第２の方向に沿って開始列より終了列において間隔が広く配列されていることを特徴とする印刷版。
9. 前記印刷溝は、前記第２の方向に沿って前記開始列から前記終了列に向かうほど間隔が広くなることを特徴とする請求項８に記載の印刷版。
10. 前記印刷溝は、第２の方向に沿って配列された２以上の等間隔区間を含み、前記等間隔区間の印刷溝間隔は前記終了列に近いほど広いことを特徴とする請求項８に記載の印刷版。
11. ２枚の互いに対向する基板を含む表示パネルのスペーサアレイと同一な間隔を有するテスト印刷版の凹溝アレイにインクを充填し、
    前記テスト印刷版上に転写シートを備える転写ローラをローリングすることによって前記インクを前記転写シートに転写し、
    前記転写シートに転写されたインクをテスト基板上に再転写し、
    前記再転写されたインクパターンの間隔と前記スペーサアレイの間隔とを比較することによって、印刷溝アレイの間隔を決定することを含むことを特徴とする印刷版の製造方法。
12. 前記印刷溝アレイの間隔を決定することは、前記ローリング方向を基準に前記印刷溝アレイの幅（Ｗ_ｐ）が、前記スペーサアレイの幅（Ｗ_ｔ１）及び前記再転写されたインクパターンの幅（Ｗ_ｔ２）について以下の式を満足するように決定することを含むことを特徴とする請求項１１に記載の印刷版の製造方法。
    

    
13. 第１の方向に沿って等間隔に配列されており、前記第１の方向と垂直な第２の方向の開始点より終了点において間隔が広く配列されており、２枚の互いに対向する基板を含む表示パネルのセルギャップと深さが実質的に同一な印刷版の印刷溝アレイにスペーサを含むインクを充填し、
    前記印刷版上に転写シートを備える転写ローラをローリングすることによって前記インクを前記転写シートに転写し、
    前記転写シートに転写されたインクを前記表示パネルの一方の基板上に再転写することを含むことを特徴とする表示装置の製造方法。
14. 前記印刷溝は、前記第２の方向に沿って前記開始点から前記終了点に向かうほど間隔が広くなることを特徴とする請求項１３に記載の表示装置の製造方法。
15. 前記印刷溝は、第２の方向に沿って配列された２以上の等間隔区間を含み、前記等間隔区間の印刷溝間隔は前記終了点に近いほど広いことを特徴とする請求項１３に記載の表示装置の製造方法。
16. 前記表示板か、マトリクス状に配列された複数個の画素を備え、前記印刷溝の前記第１の方向における間隔は、前記表示パネルの一方の基板に備えられた隣接する画素間の一方向における間隔と実質的に同一であることを特徴とする請求項１３に記載の表示装置の製造方法。
17. 前記ローリングすることは、前記印刷版のローリング転写開始列から前記第２の方向にローリングすることであることを特徴とする請求項１３に記載の表示装置の製造方法。
18. 前記表示パネルの一方の基板は、格子形状の遮光パターンを含み、前記再転写することは、前記インクが前記表示パネルの一方の基板の遮光パターン上に再転写されることであることを特徴とする請求項１３に記載の表示装置の製造方法。
19. 前記再転写することは、前記表示パネルの一方の基板上にローリング方向に沿って前記インクが等間隔に再転写されることであることを特徴とする請求項１３に記載の表示装置の製造方法。
20. 前記表示パネルの一方の基板は、マトリクス状に配列された複数個の画素を備え、前記ローリング方向に再転写されたインクの間隔は、隣接する前記画素の他方向間隔と同一であることを特徴とする請求項１９に記載の表示装置の製造方法。
    

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