JP2008036986A - スクリーンマスク、印刷装置、印刷方法並びにフラットディスプレイパネルの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】大型の被印刷物にスクリーン印刷を行うことができる技術を提供する。
【解決手段】スクリーンマスク１の版枠５が、下面５ｂ（第３の面）を持ち、スクリーンメッシュ２を保持するスクリーンメッシュ保持部１２と、下面５ｂとは異なる面５ｃ（第４の面）を持ち、面５ｃの一部または全部である第１接触領域が印刷装置の版枠ホルダに接した状態で固定される版枠固定部１３とを有し、版枠５を上面から下面に向かって切断した切断面における前記第１接触領域の位置は、下面５ｂより上側に存在するように構成する。
【選択図】図３

Description

本発明はスクリーン印刷技術に関し、特にフラットディスプレイパネルへのパターン形成に適用して有効な技術に関するものである。

特開平３−２１４９６号公報（特許文献１）には、スクリーン印刷機に取付けられて横から下側の定位置に前端が送られてきたプリント配線板の上面に印刷するスクリーンを保持するスクリーンマスク枠において、スクリーン印刷機専用の大形のスクリーンマスク枠の内側に小形のスクリーン枠を設け、大形のスクリーンマスク枠の横側に小形のスクリーンマスク枠の横方向の位置を調整するストッパを設ける構成が記載されている。

この構成によれば、小形のプリント配線板に小形のスクリーンで印刷するときでも、小形のスクリーンマスク枠の中央に位置させてプリント配線板のスクリーン印刷の作業性と品質を上げられるとされている。
特開平３−２１４９６号公報

スクリーン印刷とは、インクなどの印刷剤をスキージング（スキージで印刷剤を押し出すこと）によりステンシルスクリーンを通過させて被印刷物に所望のパターンを転写する孔版印刷方式の一種であり、ＩＣ基板の回路配線形成や、ＦＰＤ（Flat Panel Display）のパターン形成（電極形成や蛍光体層形成）など様々な用途に利用されている。

特にＰＤＰ（Plasma Display Panel）の製造工程のうち、電極形成工程、蛍光体層形成工程などのパターン形成工程にスクリーン印刷技術が適用されるが、近年ディスプレイの表示面サイズを大型化したり、表示画像を高精細化したりするため、大型のパネル基板に対して高精度の印刷を行う技術が要求されている。

本発明者はＰＤＰなどのＦＰＤにスクリーン印刷を行う技術について検討を行い、以下の課題を見出した。

スクリーン印刷は、印刷装置の版枠ホルダに固定されたスクリーンマスクと、印刷ステージ上に戴置された被印刷物とを所定の位置関係で配置し、該所定の位置関係を維持しつつ、スキージングを行い、被印刷物に印刷剤を転写する。

特に、大型のパネル基板に対してスクリーン印刷を行う場合、スキージング動作によりスクリーンマスクの印刷有効領域の位置がずれることを抑制するため、スクリーンマスクの外周部に形成されたアルミニウム製の版枠を、印刷装置の版枠ホルダなどを用いて上下から挟み込むように固定して印刷を行っていた。

また、スキージング動作により版枠が変形してしまうと前記所定の位置関係が維持できなくなり、印刷精度低下の原因となるため、版枠ホルダの厚さを厚くすることにより版枠の変形を抑制している。

ところで、ＰＤＰなどのＦＰＤの製造コストを低減させるためには、１枚のパネル基板（マザー基板とも呼ばれる）に形成された複数のパネル領域に所定のパターンを形成した後、複数のＦＰＤに個片化する方法（一般に複数面取りと呼ばれる）が好ましい。

複数面取りをすることにより、１枚のパネル基板から効率的にパネルを取得することができるようになるので、パネル１枚当りのパネル基板の原価を低減することが可能になる。パネル基板の平面サイズは、ディスプレイの表示面サイズの大型化や、上記コストダウンのための複数面取り化に伴い年々大型化する傾向にある。

しかし、スクリーンマスクは上記の通り版枠を版枠ホルダなどにより上下から挟み込むように固定され、版枠ホルダの厚さは版枠の変形を抑制するために厚くなっている。このため、被印刷物であるパネル基板の平面寸法を大きくすると、スクリーンマスクおよび版枠ホルダの平面寸法はパネル基板よりも大きいものとしなければならなかった。

スクリーンマスクのうち、印刷剤の転写に寄与する印刷有効領域は、孔部が形成された内紗と呼ばれる部分のみであり、内紗の平面積はスクリーンマスク全体の平面積の半分以下である。従って、１枚のパネル基板から効率的にパネルを取得するためには、パネル基板の倍以上の平面積を有するスクリーンマスクを用いる必要があった。

スクリーンマスクを大型化するとスクリーンマスク自体のコストが上がるだけではなく、印刷装置も大型化しなければならないため、製造コストアップの要因となる。

また、スクリーンマスクを大型化すると、印刷装置自体が大型化するため、機械的精度が低下するばかりでなく、上記所定の位置関係を維持することが困難になるため、印刷精度が低下するという問題がある。

本願発明の目的は、大型の被印刷物にスクリーン印刷を行うことができる技術を提供することにある。

また、本願発明の他の目的は、スクリーン印刷の印刷精度を向上させることができる技術を提供することにある。

また、本願発明の他の目的は、ＦＰＤの製造コストを低減できる技術を提供することにある。

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。

すなわち、本発明はスクリーンマスクの版枠が、下面（第３の面）を持ち、スクリーンメッシュを保持するスクリーンメッシュ保持部と、前記第３の面とは異なる第４の面を持ち、前記第４の面の一部または全部である第１接触領域が印刷装置の版枠ホルダに接した状態で固定される版枠固定部とを有し、前記版枠を上面から下面に向かって切断した切断面における前記第１接触領域の位置は、前記第３の面より上側に存在するように構成するものである。

本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。

すなわち、本発明によれば、スクリーンマスクの１辺よりも長い１辺を有する被印刷物に対して、スクリーン印刷を行うことができる。

以下の実施の形態においては便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらはお互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明等の関係にある。

また、以下の実施の形態において、要素の数等（個数、数値、量、範囲等を含む）に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でも良い。

本実施の形態を説明するための全図において同一機能を有するものは同一の符号を付すようにし、その繰り返しの説明は原則として省略する。以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。

（実施の形態１）
本実施の形態１では本発明に係るスクリーン印刷技術について、ＰＤＰのパネル基板表面に形成された隔壁（放電空間をセル毎に仕切るための隔壁）で仕切られたセル内に蛍光体ペーストを塗布するＰＤＰへのパターン形成工程を例として説明する。

図１は本発明の実施の形態１のスクリーン印刷装置の版枠ホルダにスクリーンマスクを固定した状態を示す平面図、図２は図１に示す版枠ホルダおよびスクリーンマスクを裏面からみた状態を示す平面図、図３は図１および図２に示すＡ−Ａ線に沿って切断し、パネル基板および印刷ステージとの位置関係を示す要部断面図、図４は図３に示す断面の一部を拡大した要部断面図である。

図１〜図４において、スクリーンマスク１は、互いに反対側に位置する上主面（第１の面）２ａと下主面（第２の面）２ｂとを有し、印刷時に主面２ａから主面２ｂ方向に蛍光体ペーストを通過させる複数の孔部を備えるスクリーンメッシュ２を有している。

図１および図２に示すように、スクリーンメッシュ２は所望のパターンで孔部が形成された内紗３と、内紗３の平面上の周囲を取り囲むように形成され内紗３を外周方向に緊張させる外紗４とを有している。また、スクリーンマスク１は四辺を有する版枠５を備えている。版枠５は、図３および図４に示すように、スクリーンメッシュ２の主面２ａと、版枠５の下面５ｂとを対向させた状態で、スクリーンメッシュ２の外周を接着剤などにより固着して保持している。

スクリーンマスク１は印刷装置の版枠ホルダ６に戴置され、版枠５の四辺のうち、互いに対向する二辺がクランプ７により版枠ホルダ６に固定されている。

また、スクリーンマスク１の主面２ｂ側には、主面２ｂに沿った方向あるいは主面２ｂと交差する方向への自在動作可能である印刷ステージ８が配置され、ステージ８上には基板９が戴置されている。基板９の上側の主面９ａには、帯状の隔壁（以下ストライプリブ）または格子状の隔壁（以下ボックスリブ）により放電空間を仕切るセルが形成されている。

また、スクリーンマスク１の主面２ａ側には、例えばヘラ状のゴムであるスキージ１０が配置され、印刷実行時にはスキージ１０がスクリーンメッシュ２を主面２ａ側から基板９の方向に押圧しながら、主面２ａに沿った図１の矢印１１で示す方向に擦動し、印刷剤である蛍光体ペーストを主面２ａ側から主面２ｂ方向に孔部を通過させて押し出して、ストライプリブまたはボックスリブで仕切られたセル内に蛍光体ペーストを充填する。

図４に示すように、版枠５は下面５ｂを持ち、スクリーンメッシュ２を保持するスクリーンメッシュ保持部１２と、版枠５の下面５ｂとは異なる面（第４の面）５ｃを持ち、面５ｃの一部である第１接触領域が版枠ホルダ６に接した状態で固定される版枠固定部１３とを有している。また、面５ｃの一部である第１接触領域は下面５ｂよりも上側（すなわち、主面２ｂから主面２ａに向かう方向）に配置されている。

また、版枠ホルダ６の下面６ｂから印刷ステージ８の表面までの最短距離（第１の距離）ＬＡは、版枠５の下面５ｂから印刷ステージ８の表面までの最短距離（第２の距離）ＬＢと、版枠５の下面５ｂから基板９の上側の主面９ａまでの最短距離（第３の距離）ＬＣとの差以上である。

ここで、距離ＬＣは印刷実行時に所定の位置のみに蛍光体ペーストを充填するために必要なクリアランス距離であり、図４に示す下面６ｂから版枠５の面５ｃまでの距離（版枠ホルダの版枠を支持する部材の厚さ）ＬＤよりも短くなっている。

本実施の形態１のスクリーンマスク１の特徴により得られる効果については後で詳述するが、先に本実施の形態１の印刷方法（以下ステップ印刷方法と記載する）についてパネル基板の２面取りを行う方法を例として説明する。

図５はステップ印刷方法において、第１印刷工程が終了した後の状態を示す上面から見た平面図、図６は第２印刷工程が終了した後の状態を示す上面から見た平面図、図７は図６に示すＢ−Ｂ線に沿った要部断面図、図８は第２印刷工程が終了した後のパネル基板を上面から見た平面図である。

なお、図５および図６において、ステップ印刷方法の特徴を理解し易くするため、図１〜図４に示すスキージ１０、スクリーンマスク１のスクリーンメッシュ２は図示せず、版枠５の輪郭のみ点線で示す。また、図５に示すＡ−Ａ線に沿った断面における各構成部材の位置関係は図３および図４に示す通りである。

図５に示すように、印刷ステージ８上に戴置された基板９と、版枠ホルダ６に固定されたスクリーンマスク１（図１参照）は、例えば図３〜図５に示すような第１の位置関係で配置される。基板９の主面９は複数（本実施の形態１では２個）のパネル領域に区画されており、この区画に従って個片化すると、複数のパネルとなる。

なお、第１の位置関係に配置する手段としては、印刷ステージ８または版枠ホルダ６の少なくとも一方を動作させる方法などが挙げられるが、いずれか一方を動作させても良いし、両方を動作させても良い。所定の例えば図３〜図５に示すような所定の位置関係に配置し、第１印刷工程が終了するまで維持することができれば良い。

ここで、図３〜図５に示す第１の位置関係では、基板９の平面上の位置が、版枠ホルダ６の内側面６ｃと交差する位置に配置されている。このように配置することにより、例えば、スクリーンマスク１の１辺よりも長い辺を有する基板９に対してスクリーン印刷を行うことが可能となる。すなわち、基板９よりも小さい平面寸法のスクリーンマスク１を用いてスクリーン印刷を行うことが可能となる。

基板９よりも小さい平面寸法のスクリーンマスク１を用いてスクリーン印刷を行うことにより、印刷装置を大型化する必要がなくなるので、基板９を大型化しても、印刷精度の低下を防止または抑制することができる。

また、基板９よりも小さい平面寸法のスクリーンマスク１を用いてスクリーン印刷を行うことにより、印刷工程での版枠５などの変形を防止できるので、印刷精度を向上させることが可能となる。

次に、図３または図５に示すようにスクリーンマスク１のスクリーンメッシュ２の主面２ａ側に所定の色の蛍光体ペースト（図示は省略）が戴置され、スキージ１０（図１参照）が、スクリーンメッシュ２を主面２ａ側から基板９の方向に押圧しながら図５に矢印１１で示す方向に擦動し、蛍光体ペーストを主面２ａ側から主面２ｂ方向に孔部を通過させて押し出して、主面９ａの第１印刷領域１４に形成されたストライプリブまたはボックスリブにより仕切られたセル内に蛍光体ペーストを充填（すなわち、印刷剤を被印刷物に転写）し、基板９の主面９ａに所定のパターンを形成する。

スクリーンメッシュ２は所定の範囲内の張力で、版枠５方向に緊張されているため、スキージ１０が前記擦動を完了し、上部に移動した段階でスクリーンメッシュ２と基板９とは剥離して、第１印刷工程が終了する。

次に、図６に示すように、印刷ステージ８上に戴置された基板９と、版枠ホルダ６に固定されたスクリーンマスク１（図１参照）は、第２の位置関係で配置される。第１の位置関係から第２の位置関係に配置変更する手段としては、図３〜図５を用いて説明したように種々の方法があるが、所定の位置関係に配置し、第２印刷工程が終了するまで維持できるのであれば、方法は問わない。例えば、基板９を一旦印刷ステージ８から引き抜いて平面方向で反転し、再び印刷ステージ８に戴置した後、位置合わせを行っても良い。

ここで、図６に示す第２の位置関係でも、基板９の平面上の位置が、版枠ホルダ６の内側面６ｃと交差する位置に配置されている。このように第２の位置関係で基板９の平面上の位置が、版枠ホルダ６の内側面６ｃと交差する位置に配置することにより、例えば、スクリーンマスク１の１辺よりも長い辺を有する基板９に対してスクリーン印刷を行うことが可能となる。すなわち、基板９よりも小さい平面寸法のスクリーンマスク１を用いてスクリーン印刷を行うことが可能となる。

本実施の形態１では、第１の位置関係でも第２の位置関係でも基板９の平面上の位置が、版枠ホルダ６の内側面６ｃと交差する位置に配置する例について説明したが、第１の位置関係または第２の位置関係の少なくとも一方で、基板９の平面上の位置が、版枠ホルダ６の内側面６ｃと交差する位置に配置すれば、スクリーンマスク１の１辺よりも長い辺を有する基板９に対してスクリーン印刷を行うことが可能となる。

次に、図６および図７に示すようにスクリーンマスク１のスクリーンメッシュ２の主面２ａ側に所定の色の蛍光体ペースト（図示は省略）が戴置され、スキージ１０（図１参照）が、スクリーンメッシュ２を主面２ａ側から基板９の方向に押圧しながら図６に矢印１１で示す方向に擦動し、蛍光体ペーストを主面２ａ側から主面２ｂ方向に孔部を通過させて押し出して、主面９ａの第１印刷領域１４とは互いに交わらない第２印刷領域１５に形成されたストライプリブまたはボックスリブにより仕切られたセル内に蛍光体ペーストを充填（すなわち、印刷剤を被印刷物に転写）する。

スクリーンメッシュ２は所定の範囲内の張力で、版枠５方向に緊張されているため、スキージ１０が前記擦動を完了し、上部に移動した段階でスクリーンメッシュ２と基板９とは剥離して、第２印刷工程が終了する。

第２印刷工程終了後、印刷ステージから基板９を取り出すと、図８に示すように互いに交わらない第１印刷領域１４および第２印刷領域１５に所望のパターンが形成された基板９が得られる。

ここで、例えば第１印刷領域１４および第２印刷領域１５がそれぞれＰＤＰ１枚分に相当する場合、基板９から２面取りできる（すなわち１枚の基板９から２枚のＰＤＰを取得する）こととなる。また、第１印刷領域１４および第２印刷領域１５がそれぞれＰＤＰ２枚分に相当する場合、基板９から４面取りできることとなる。

本実施の形態１のステップ印刷法では、1枚の基板９の主面９ａにある互いに交わらない第１印刷領域と第２印刷領域に対して、個別にスキージング（印刷剤を転写）する。このため、例えばスクリーンマスクの１辺よりも長い１辺を有する基板９に対して複数面取り可能なスクリーン印刷を行うことが可能になる。

また、ステップ印刷法の、第１の位置関係または第２の位置関係の少なくとも一方で、基板９の平面上の位置が、版枠ホルダ６の内側面６ｃと交差する位置に配置するという特徴と組み合わせることにより、１枚の基板９において、ＰＤＰとして取得できる有効面積を広くすることができるので、ＰＤＰの製造コストを低減することができる。

なお、本実施の形態１のステップ印刷法の適用範囲は、必ずしもスクリーンマスクの１辺よりも長い１辺を有する基板９に対して行う場合に限定されない。基板９の全ての辺がスクリーンマスク１の１辺よりも短い（すなわち、スクリーンマスクよりも平面積が小さい基板９）に対して本実施の形態１のステップ印刷法を適用することができる。

具体的には、スクリーンマスクよりも平面積が小さい基板９が有する互いに交わらない複数の印刷領域に選択的に複数回印刷することもできる。この場合であっても、ステップ印刷法を適用することにより、１枚の基板９においてＰＤＰとして取得できる有効面積を広くすることができる。

本実施の形態１では、ステップ印刷法の一例として１枚の基板の互いに交わらない２つの印刷領域に２回の印刷を行う方法について説明したが、印刷領域の数や印刷工程の数は２回に限定されない。すなわち、互いに交わらない複数個の印刷領域に、複数回の印刷工程を実行することができる。

また、前記複数回の印刷工程において、被印刷物である基板９とスクリーンマスク１とがなす各所定の位置関係のうち、少なくとも１つの位置関係で、基板９の平面上の位置が、版枠ホルダ６の内側面６ｃと交差する位置に配置されていれば良い。

また、本実施の形態１では、ステップ印刷法の一例として、第１印刷工程と第２印刷工程とで同一のスクリーンマスク１を使用する方法を説明したが、第１印刷工程と第２印刷工程とで使用するスクリーンマスク１を変更しても良い。

すなわち、第１印刷工程で第１のパターンで印刷剤を通過させる孔部が形成された第１のスクリーンマスクを使用して印刷剤を被印刷物に転写した後、第２印刷工程を開始する前に、前記第１のパターンとは異なる第２のパターンで印刷剤を通過させる孔部が形成された第２のスクリーンマスクに変更し、第２印刷工程を実行する。

このように第１印刷工程と第２印刷工程とで使用するスクリーンマスクのパターンを変更することにより１枚の基板から複数種類のＰＤＰを取得することができる。図９は第１印刷工程と第２印刷工程とで使用するスクリーンマスクのパターンを変更した場合に得られるパネル基板９を上面から見た平面図である。

図９に示すように第１印刷領域１４には、ＰＤＰ２枚分に相当する第１のパターンで蛍光体ペーストが充填されている。これは、第１印刷工程で印刷剤である蛍光体ペーストを第１のスクリーンマスクに第１のパターンで形成された孔部を通過させて転写したものである。一方、第２印刷領域１５には、ＰＤＰ１枚分に相当する第２のパターンで蛍光体ペーストが充填されている。

このように１枚の基板９から複数種類のＰＤＰを取得すると、生産計画の自由度を向上させることができるため、生産効率が向上し、ＰＤＰの製造コストを低減させることが可能になる。特に、他品種少量生産の製品に適用すると、より大きなコスト低減効果が得られる。

ところで、本実施の形態１のスクリーンマスク１は上記ステップ印刷法に適用する上で、特に有利な効果を得ることができる特徴を有している。本実施の形態１のスクリーンマスクが有する特徴により得られる効果を説明するための比較例について図１５、図１６を用いて説明する。

図１５は第１の比較例であるスクリーンマスクが印刷装置の版枠ホルダに固定され、印刷実行位置に配置された状態を示す要部拡大断面図、図１６は第２の比較例であるスクリーンマスクが版枠ホルダに固定され、印刷実行位置に配置された状態を示す要部拡大断面図である。

図１５および図１６は、それぞれ本実施の形態１で説明した図４に示す要部拡大断面図に対応する断面図であり図４に示す符号と同一の機能を有するものには同一の符号を付している。

図１５において、スクリーンマスク１は版枠５がスクリーンメッシュ２を保持する下面５ｂの一部が版枠ホルダ６に接する状態で版枠ホルダ６に固定されている。すなわち図４に示すスクリーンマスク１との相違点は、図４に示す下面５ｂと面５ｃが図１５に示すスクリーンマスク１では同一の面となっている。

このように図４に示す下面５ｂと面５ｃを同一の面とすると、版枠ホルダ６の下面６ｂはスクリーンメッシュの主面２ｂよりも下に配置されることとなる。ここで、図１５に示すように基板９の平面上の位置を版枠ホルダ６の内側面６ｃと交差する位置に配置する場合、基板９と版枠ホルダ６との衝突を防止するためには、距離ＬＣは距離ＬＤよりも長くなってしまう。

ここで、距離ＬＤは版枠ホルダ６の一部であって、版枠５を支持する部材の厚さであるため、印刷工程中にスクリーンマスク１のスクリーンメッシュ２に形成された孔部の位置がずれることを防止するためには、距離ＬＤを相当程度の厚さとする必要がある。

一方、距離ＬＣは、スキージ１０により印刷剤である蛍光体ペーストを主面２ａから主面２ｂに押し出す際に、蛍光体ペーストが所定のセル外にはみ出してしまうことを防止するためのクリアランス距離であり、距離ＬＣが距離ＬＤよりも長くなると、スクリーンメッシュ２の孔部と、基板９のセルとの所定の位置関係が維持できなくなるため印刷精度が極端に低下してしまう。

また、図１６に示すように、基板９の平面上の位置を版枠ホルダ６の内側面６ｃと交差しない位置に配置した場合であっても、印刷ステージ８の平面上の位置が版枠ホルダ６の内側面６ｃと交差する位置に配置した場合、基板９の厚さと距離ＬＣとの和、すなわち距離ＬＢが距離ＬＤよりも長い場合、版枠ホルダ６と印刷ステージ８が衝突してしまう。

本実施の形態１のスクリーンマスク１は、図４に示すように版枠５がスクリーンメッシュ２を保持する下面５ｂと異なる面５ｃの一部である第１接触領域が版枠ホルダ６に接する状態で版枠ホルダ６に固定し、前記第１接触領域が下面５ｂよりも上側に存在するようにスクリーンマスク１を構成している。

このため版枠ホルダ６の下面６ｂから印刷ステージ８の表面までの最短距離ＬＡが、距離ＬＢと距離ＬＣの差（すなわち基板９の厚さ）以上であり、かつ、距離ＬＣが距離ＬＤよりも短くなる状態でスクリーンマスク１を版枠ホルダ６に固定することができる。

距離ＬＡが距離ＬＢと距離ＬＣの差以上となる状態で固定することにより、印刷実行時に、基板９の平面上の位置が、版枠ホルダ６の内側面６ｃと交差する位置に配置することが可能となるので、上記ステップ印刷法を実施することが可能となる。

また、距離ＬＣが距離ＬＤよりも短くなる状態で固定することにより、スクリーンメッシュ２の孔部と、基板９のセルとの所定の位置関係を維持できるので、印刷精度の低下を抑制することができる。

ここで、距離ＬＡと距離ＬＢの関係については、距離ＬＡが距離ＬＢよりも長い、すなわち、版枠ホルダ６の下面６ｂがスクリーンメッシュの下主面２ｂよりも上に配置される状態で固定する方が望ましい。このような状態で固定すれば、例えば基板９に若干の歪みがある場合に上記ステップ印刷法を実施したとしても基板９の主面９ａと版枠ホルダの下面６ｂとが衝突することを防止することができる。

次に、図４を用いて本実施の形態１のスクリーンマスク１のその他の特徴について説明する。

図４において、スクリーンメッシュ保持部１２と、版枠固定部１３とはそれぞれ角管状の断面構造を有する独立した部材で構成されており、スクリーンメッシュ保持部１２の上面１２ａと版枠固定部１３の下面１３ｂとが対向接触した状態で溶接などにより接続されている。

図３に示すようなスクリーンマスク１の版枠５は、例えば以下のような製造方法により得られる。まず、例えばアルミニウム等の版枠材料を引き抜き成形、あるいは押出成形することにより四角管状の棒を４本形成する。これら４本の棒を四辺形に組み立て、溶接することにより、スクリーンメッシュ保持部１２を備える四辺形の版枠５の部品を得る。

同様に、版枠固定部１３を備える版枠５の部品を２本形成する。版枠固定部１３を備える版枠５の部品は、スクリーンメッシュ保持部１２を備える部品の外周縁よりも、外周方向に延在させるため、スクリーンメッシュ保持部１２を備える部品よりも幅広に形成する。

次に、スクリーンメッシュ保持部１２を備える版枠５の部品の内、互いに対向する２辺の上部に版枠固定部１３を備える部品を溶接して固定することにより図３に示す断面構造を有する版枠５を得る。この時、図３に示すように、版枠固定部１３を備える版枠５の部品は、スクリーンメッシュ保持部１２を備える部品の外周縁よりも、外周方向に延在させる。

なお、本実施の形態１では、各部品の断面は中空な状態となっているが、版枠５の剛性を向上させるため、例えば、角管の内部に、例えば筋交い、十字、Ｘ字などの補強材を有する構造をとっても良い。これらの補強材は、角管状の棒を形成する際に同時に形成することができる。

スクリーン印刷では、例えばスクリーンマスクに付着した印刷剤を洗浄する場合など頻繁に運搬するので、スクリーンマスクが重くなりすぎると作業性が大幅に低下してしまう。このため、スクリーンマスクの版枠の形状は角管状であり、材質はアルミニウムなどによる場合が多い。

本実施の形態１のスクリーンマスク１は、基板９よりも小さい平面寸法とすることができるので、スクリーンメッシュ保持部１２と、版枠固定部１３との断面形状は角管状には限定されない。例えば図４に示す内部の空洞が全くない四角形としても良い。内部に空洞を設けないことにより、版枠５の強度を向上させることが可能となるので、版枠の変形を抑制して印刷精度を向上させることができる。

また、版枠５の材質に関しても、アルミニウムの他、ステンレス合金、チタン合金、カーボンＦＲＰ、ガラスＦＲＰ、やこれらの複合材を用いることができる。

なお、版枠５の形状や材質を変化させることにより、版枠５の単位体積当りの重量は重くなる。しかし、スクリーンマスク１の平面寸法を小さくすることにより印刷工程の作業性低下を防止あるいは抑制することができる。

また、スクリーンメッシュ保持部１２と、版枠固定部１３とはそれぞれ独立した部材であることには限定されない。すなわち、スクリーンメッシュを保持する下面５ｂと、一部が版枠ホルダ６に接する状態で固定される面５ｃとを有し、面５ｃが下面５ｂより上側に配置されていれば、スクリーンメッシュ保持部１２と、版枠固定部１３とを一体構造としても良い。

例えば、四角柱状の材料を用意し、該四角柱の面５ｂとなる面を含む一つの角部を長手方向に削り、図４に示す版枠５と同様の輪郭を有する柱を作成する。あるいは、鋳物で形成しても良い。次に、同様な形状の柱を４本作り、四辺形に組み立て、溶接することにより一体構造の版枠５が得られる。

スクリーンメッシュ保持部１２と、版枠固定部１３とを一体構造とすることにより、独立した部材を組み立てる場合と比較して、版枠５の強度を向上させることができので、印刷精度を向上させることができる。

一方、版枠５のスクリーンメッシュ保持部１２と、版枠固定部１３を独立部材とした場合、一体構造とする場合よりも強度は劣るが、既存のスクリーンマスクの版枠をスクリーンメッシュ保持部１２とし、これに版枠固定部１３をアタッチメントとして取付けることにより本実施の形態１のスクリーンマスク１が得られるので、既存のスクリーンマスクを活用することができる。

また、図４では、四辺形の断面形状を有する版枠固定部１３が四辺形の断面形状を有するスクリーンメッシュ保持部１２の上部に接続された例について説明したが、版枠固定部１３およびスクリーンメッシュ保持部１２の形状や接続関係はこれに限定されない。

図１０〜図１２は本実施の形態１の変形例であるスクリーンマスクが版枠ホルダに固定され、印刷実行位置に配置された状態を示す要部拡大断面図である。

例えば、図１０に示すように版枠固定部１３はスクリーンメッシュ保持部１２の側面（下面５ｂに交差する面）に接続しても良い。このように接続した場合であっても、版枠固定部１３の厚さを薄くする、または、スクリーンメッシュ保持部１２の厚さ（下面５ｂに交差する方向の長さ）を厚くすることにより、図１０に示すように、距離ＬＡ≧距離ＬＢ−距離ＬＣ、かつ、距離ＬＤ≧距離の位置関係とすることができる。

なお、図１０では説明を分かりやすくするため、版枠固定部１３とスクリーンメッシュ保持部１２を独立部材として示したが、接続強度を向上させるためには、版枠固定部１３とスクリーンメッシュ保持部１２とを一体構造とすることが好ましい。

また、例えば図１１に示すように、三辺を有する版枠固定部１３が四辺を有するのスクリーンメッシュ保持部１２の側面に接続しても良い。この場合、版枠ホルダ６の内側面６ｃが版枠５の面５ｃと対向するように、版枠ホルダ６の版枠５を支持する部材を加工している。

このように接続することにより、面５ｃの一部である第１領域の面積を広くすることができるので、スキージング時に大きな摩擦抵抗力が生じ、印刷精度を向上させることができる。

また、図１２に示すように、版枠５の断面形状をコの字型とし、版枠固定部１３と、スクリーンメッシュ保持部１２との間に版枠ホルダ６の版枠５を支持する部材を差し込む状態で固定しても良い。

なお、本実施の形態１で説明した印刷装置は、ステップ印刷法に適用して特に有効であるが、例えば以下のような印刷方法にも適用することができる。例えば、大型の基板に印刷を行う場合において、１箇所のみに選択的に印刷を行う場合、あるいは、１回の印刷により基板の全面に印刷を行う場合であっても、本実施の形態１で説明したスクリーンマスク１、あるいは印刷装置を用いることができる。また、例えばスクリーンマスクの平面寸法よりも小さい寸法の基板に対しても本実施の形態１で説明したスクリーンマスク１、あるいは印刷装置を用いることができる。

すなわち、本実施の形態１で説明したスクリーンマスク１、あるいは印刷装置は、ステップ印刷法に特に有効であるばかりでなく、種々の寸法の基板に、所望の回数で印刷を行うことができるので、生産計画の自由度を向上させることができる。

（実施の形態２）
前記実施の形態１では、スクリーンマスクの版枠を版枠ホルダに固定する手段として、クランプと版枠ホルダの支持部材とで版枠の一部を挟むことにより固定する方法について説明した。本実施の形態２では他の固定手段について説明する。

図１３は本実施の形態２の印刷装置の版枠ホルダにスクリーンマスクが固定された状態を示す要部拡大断面図である。

図１３において、本実施の形態２の印刷装置は基板９を戴置する印刷ステージ８と、スクリーンマスク１の版枠５を所定の位置に固定する固定治具（固定手段）１６を有する版枠ホルダ６と印刷剤をスクリーンスクリーンメッシュ２の主面２ａから主面２ｂの方向に押し出す手段（印刷剤押出手段）を有するスキージ（図示せず）とを備えている。

また、スクリーンマスク１は、互いに反対側に位置する主面２ａと主面２ｂとを有し、主面２ａから主面２ｂ方向に印刷剤が通過する複数の孔部が形成されたスクリーンメッシュ２と、版枠５とを備えている。

また、版枠５は主面２ａと対向した状態で、スクリーンメッシュ２の外周を接着剤などにより固着して保持する下面（第３の面）５ｂと、固定治具１６によって版枠ホルダ６に固定される下面５ｃとは異なる面（第４の面）５ｃとを有している。

また、版枠ホルダ６の下面６ｂから印刷ステージ８の表面までの最短距離（第１の距離）ＬＡは、版枠５の下面５ｂから印刷ステージ８の表面までの最短距離（第２の距離）ＬＢと、版枠５の下面５ｂから基板９の上側の主面９ａまでの最短距離（第３の距離）ＬＣとの差以上である。

距離ＬＣは印刷実行時に所定の位置のみに蛍光体ペーストを充填するために必要なクリアランス距離であり、図１３に示す固定治具１６の厚さ（版枠ホルダの版枠を支持する部材の厚さ）ＬＤよりも短くなっている。

本実施の形態２では、スクリーンメッシュ２を保持する下面５ｂと、版枠ホルダ６に固定される面５ｃとを異なる面とすることにより、距離ＬＡ、ＬＢ、ＬＣ、ＬＤの関係は、距離ＬＡ≧距離ＬＢ−距離ＬＣ、かつ、距離ＬＤ≧距離ＬＣの関係とすることができるので、前記実施の形態１で説明したステップ印刷法を適用することが可能となる。

なお、固定治具１６としては、例えばネジやピンなどを例示することができる。この場合、版枠５の所定の位置に、固定治具１６を受けるための溝または孔を設けておき、該溝または孔に固定治具１６を差し込む形で固定することが好ましい。

また、版枠５の所定の位置にスリットを形成しておき、ここに板状の固定治具１６を差し込む形で固定する方法も例示することができる。

固定治具１６により版枠５の面５ｃを固定する方法は、前記実施の形態１で説明したクランプ７と版枠ホルダ６の支持部材とで版枠５の一部を挟む方法と比較すると、取付け取り外し作業が繁雑になるが、既存のスクリーンマスクを活用できるという効果がある。

また、スクリーンマスク１の版枠５を所定の位置に固定する固定手段として、磁力により固定する方法を用いることができる。この場合、図１４に示すように版枠５の面５ｃ、および対応する版枠６の下面６ｂの面積を版枠５の面５ｃと交差する面の面積よりも広くとるようにすることが好ましい。広くすることにより、磁力による接続強度を向上させることができる。

固定手段として磁力を用いる方法は、例えば、励磁電流のオン−オフにより、容易に着脱可能とすることが出来るようになる。

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記発明の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。

例えば、前記実施の形態１および２では、ＰＤＰの製造工程を例として説明したが、例えば、ＦＥＤ（Field Emission Display）、あるいはＬＣＤ（Liquid Crystal Display）に適用することもできる。

ＦＥＤの製造工程には、ＰＤＰの製造工程と同様にリブで区画されたセル内に蛍光体ペーストを充填する、あるいは平面状に蛍光体を形成することにより蛍光体層を形成する工程がある。また、配線を印刷により形成する工程がある。また、ＬＣＤの製造工程には、液晶分子を封止するために基板外周に封止部材（シール材）を形成する工程がある。

これらの工程に、本発明に係るスクリーン印刷技術を適用すれば、印刷精度を向上させる効果、あるいは複数面取りをすることができる効果を得られることは言うまでもない。

本発明は、スクリーン印刷、特にフラットパネルディスプレイへのパターン形成に適用できる。

本発明の実施の形態１の印刷装置の版枠ホルダにスクリーンマスクの版枠を固定した状態を示す平面図である。 図１に示すスクリーンマスクを固定した版枠ホルダの裏面構造を示す平面図である。 図１に示すＡ−Ａ線に沿って下面方向に切断した状態を示す断面図である。 図３に示す断面の一部を拡大した要部断面図である。 本発明の実施の形態１の印刷方法において、第１印刷工程が終了した後の状態を示す上面から見た平面図である。 本発明の実施の形態１の印刷方法において、第２印刷工程が終了した後の状態を示す上面から見た平面図である。 図６に示すＢ−Ｂ線に沿った要部断面図である。 本発明の実施の形態１の印刷方法において、第２印刷工程が終了した後のパネル基板を上面から見た平面図である。 本発明の実施の形態１の変形例である印刷方法において、第２印刷工程が終了した後のパネル基板を上面から見た平面図である。 本発明の実施の形態１の印刷装置の版枠ホルダに本発明の一の実施の形態の変形例であるスクリーンマスクを固定した状態を示す拡大断面図である。 本発明の実施の形態１の印刷装置の版枠ホルダに本発明の一の実施の形態の変形例であるスクリーンマスクを固定した状態を示す拡大断面図である。 本発明の実施の形態１の変形例である印刷装置の版枠ホルダにスクリーンマスクをコの字型にして固定した状態を示す拡大断面図である。 本発明の実施の形態２の印刷装置の版枠ホルダにスクリーンマスクを固定治具により固定した状態を示す拡大断面図である。 本発明の実施の形態２の変形例である印刷装置の版枠ホルダにスクリーンマスクを磁力により固定した状態を示す拡大断面図である。 本発明の比較例である印刷装置の版枠ホルダにスクリーンマスクを固定した状態を示す拡大断面図である。 本発明の比較例である印刷装置の版枠ホルダにスクリーンマスクを固定した状態を示す拡大断面図である。

符号の説明

１ スクリーンマスク
２ スクリーンメッシュ
２ａ 主面（第１の面）
２ｂ 主面（第２の面）
３ 内紗
４ 外紗
５ 版枠
５ｂ 面（第３の面）
５ｃ 面（第４の面）
６ 版枠ホルダ
６ｂ 面
６ｃ 内側面
７ クランプ
８ 印刷ステージ
９ 基板（被印刷物）
１０ スキージ
１１ 矢印
１２ スクリーンメッシュ保持部
１３ 版枠固定部
１４ 第１印刷領域
１５ 第２印刷領域
１６ 固定治具

Claims (6)

1. 印刷装置の印刷ステージ上に被印刷物を戴置する工程と、
   互いに反対側に位置する第１の面と第２の面とを有するスクリーンマスクを前記印刷装置の版枠ホルダに固定する工程と、
   前記被印刷物と前記スクリーンマスクとの位置関係が第１の位置関係となるように配置する工程と、
   前記スクリーンマスクの前記第１の面から前記第２の面方向に印刷剤を押し出して前記被印刷物の第１印刷領域に前記印刷剤を転写する第１印刷工程と、
   前記被印刷物と前記スクリーンマスクとの位置関係を第２の位置関係となるように配置する工程と、
   前記スクリーンマスクの前記第１の面から前記第２の面方向に印刷剤を押し出して前記被印刷物の前記第１印刷領域とは互いに交わらない第２印刷領域に前記印刷剤を転写する第２印刷工程とを有し、
   前記第１の位置関係または前記第２の位置関係の少なくとも一方は、
   前記被印刷物の平面上の位置が、前記版枠ホルダの内側面と交差する位置に配置されることを特徴とする印刷方法。
2. 請求項１に記載の印刷方法において、
   前記第１印刷工程で使用される前記スクリーンマスクは、前記印刷剤を通過させる孔部が第１のパターンで形成された第１のスクリーンマスクであり、
   前記第２印刷工程で使用される前記スクリーンマスクは、前記印刷剤を通過させる孔部が前記第１のパターンとは異なる第２のパターンで形成された第２のスクリーンマスクであることを特徴とする印刷方法。
3. 互いに反対側に位置する第１の面と第２の面とを有し、前記第１の面から前記第２の面方向に印刷剤が通過する複数の孔部を備えるスクリーンメッシュと、
   第３の面を有し、前記スクリーンメッシュの前記第１の面と、前記第３の面とを対向させた状態で、前記スクリーンメッシュの外周を固着して保持する版枠とを備え、
   前記版枠は、
   前記第３の面を持ち、前記スクリーンメッシュを保持するスクリーンメッシュ保持部と、
   前記第３の面とは異なる第４の面を持ち、前記第４の面の一部または全部である第１接触領域が印刷装置の版枠ホルダに接した状態で固定される版枠固定部とを有し、
   前記版枠を上面から下面に向かって切断した断面における前記第１接触領域の位置は、
   前記第３の面より上側に存在することを特徴とするスクリーンマスク。
4. 請求項３に記載のスクリーンマスクにおいて、
   前記スクリーンメッシュ保持部と前記版枠固定部とが一体構造となっていることを特徴とするスクリーンマスク。
5. 被印刷物を戴置する印刷ステージと、
   スクリーンマスクの版枠を所定の位置に固定する固定手段を有する版枠ホルダと、
   印刷剤押出手段を有するスキージとを備え、
   前記スクリーンマスクは、
   互いに反対側に位置する第１の面と第２の面とを有し、前記第１の面から前記第２の面方向に印刷剤が通過する複数の孔部を備えるスクリーンメッシュと、
   第３の面を有し、前記スクリーンメッシュの前記第１の面と、前記第３の面とを対向させた状態で、前記スクリーンメッシュの外周を固着して保持する前記版枠とを備え、
   前記版枠は、
   前記スクリーンメッシュを保持する前記第３の面と、
   前記版枠ホルダに固定される前記第３の面とは異なる第４の面とを有し、
   前記スクリーンマスク、前記被印刷物および前記印刷ステージを上面から下面に向かって切断した断面における位置関係は、
   前記版枠ホルダの下面から前記印刷ステージの表面までの最短距離である第１の距離が、前記版枠の前記第３の面から前記印刷ステージの表面までの最短距離である第２の距離と、前記版枠の前記第３の面から前記被印刷物の上側の主面までの最短距離である第３の距離との差以上であり、
   かつ、前記第３の距離は、前記版枠ホルダの前記版枠を支持する部材の厚さよりも短いことを特徴とする印刷装置。
6. （ａ）複数のパネル領域に区画された主面を有する基板を用意する工程と、
   （ｂ）スクリーンマスクを用いて、前記複数のパネル領域に印刷剤を転写することにより、所定のパターンを形成する工程と、
   （ｃ）前記基板を複数のパネルに個片化する工程とを有し、
   前記（ｂ）複数のパネル領域に所定のパターンを形成する工程は、
   （ｂ１）前記基板を印刷装置の印刷ステージ上に戴置する工程と、
   （ｂ２）互いに反対側に位置する第１の面と第２の面とを有する前記スクリーンマスクを前記印刷装置の版枠ホルダに固定する工程と、
   （ｂ３）前記基板と前記スクリーンマスクとの位置関係が第１の位置関係となるように配置する工程と、
   （ｂ４）前記スクリーンマスクの前記第１の面から前記第２の面方向に印刷剤を押し出して前記基板の第１印刷領域に前記印刷剤を転写する第１印刷工程と、
   （ｂ５）前記被印刷物と前記スクリーンマスクとの位置関係を第２の位置関係となるように配置する工程と、
   （ｂ６）前記スクリーンマスクの前記第１の面から前記第２の面方向に印刷剤を押し出して前記基板の前記第１印刷領域とは互いに交わらない第２印刷領域に前記印刷剤を転写する第２印刷工程とを有し、
   前記第１の位置関係または前記第２の位置関係の少なくとも一方は、
   前記基板の平面上の位置が、前記版枠ホルダの内側面と交差する位置に配置されることを特徴とするフラットディスプレイパネルの製造方法。

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