JP2010036523A - 印刷用メッシュ及びそれを用いた印刷マスク、及びそれを用いたプラズマディスプレイパネルの製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】印刷ペーストを多量に保持することが可能な紗厚が厚いメッシュ及びそれを用いた印刷マスクを提供する。また、被印刷物に印刷ペーストを位置精度よく、均一に充填することができる技術を提供する。
【解決手段】縦糸と横糸とからなる平織りのメッシュにおいて、いずれか一方の糸を第1方向の糸とし、他方の糸を第2方向の糸としたとき、前記第1方向の糸が交互に材質が異なる2種類の線材(金属製糸と有機物製糸)からなり、前記第2方向の糸が実質的に同一材質(金属製糸)で形成した厚塗り印刷用メッシュである。また、開口パターン部を有するパターン形成印刷マスクが所望のテンションメッシュで印刷マスク版枠に固定されている印刷マスクにおいて、前記パターン形成印刷マスクを前記厚塗り印刷用メッシュによって構成する。
【選択図】図1

Description

本発明は、一回の印刷での塗布厚みを大きくするのに適した印刷マスク用のメッシュに関する。また、本発明はスクリーン印刷技術に関し、特に電子デバイスへの厚塗りベタ印刷、電極配線印刷、フラットディスプレイパネルへの厚塗りベタ印刷、電極配線印刷、印刷ペースト(蛍光体ペースト)充填に適用して有効な技術に関するものである。
スクリーン印刷に用いられるスクリーン印刷マスクとして、印刷マスク版枠内の空間にスクリーンメッシュを配置し、前記スクリーンメッシュを、このスクリーンメッシュと前記印刷マスク版枠との間にその全周にわたって設けられたテンションメッシュを介して緊張状態で前記印刷マスク版枠に支持されたコンビネーションメッシュ型のものがある。
この種のスクリーン印刷マスクに使用するスクリーンメッシュとしては、複数の孔が一定の密度で網目状に配列形成された電鋳プレートメッシュからなるものと、平織りや綾織りといった製織したメッシュからなるものとがある。
また、前記テンションメッシュは、平織りや綾織りといった製織したメッシュを枠状にカットしたものであり、このテンションメッシュは、その内周を前記スクリーンメッシュの外周に固定されるとともに、前記スクリーンメッシュと一緒に緊張された状態で外周を前記印刷マスク版枠に固定されている。
この印刷マスクは、前記スクリーンメッシュに、その上を移動されるスキージの移動エリアに対応する印刷有効領域内に所定のパターンの開口を形成した印刷マスクを製版してスクリーン印刷に使用されるものであり、前記スクリーン印刷マスクは、前記スクリーンメッシュの全域にフォトレジストを塗布し、そのレジスト膜を、所定パターンの露光マスクを用いて露光処理した後に現像処理することにより形成される。
そして前記スクリーン印刷は、被印刷面上に前記スクリーン印刷マスクのスクリーンメッシュを密着させてその印刷有効領域の上にペースト(液状の印刷剤)を供給し、そのペーストをスキージにより前記印刷有効領域の全域に広げて、前記ペーストを前記被印刷面に、前記印刷マスクの開口に対応するパターンに印刷することにより行われている。
なお、スクリーン印刷法は、例えば、電子デバイス、プリント配線基板への電極配線の印刷、液晶ディスプレイ用基板への枠状シール材の印刷、プラズマディスプレイ用基板への誘電体層、画素間隔壁や電極配線および蛍光材料の印刷等、様々な印刷に利用されており、前記スクリーン印刷マスクの大きさ、つまりスクリーンメッシュの面積や印刷マスク版枠の寸法およびテンションメッシュの幅等は、その用途に応じて設計されている。
実公昭51−9297号公報(特許文献1)、特開平9−150497号公報(特許文献2)及び特開2001−171080号公報(特許文献3)には、四角形状に形成された版枠材の内側に緊張した状態で保持されたスクリーンメッシュと、該スクリーンメッシュの中央部に貼り付けられて印刷面となるシートとを有し、該シートの貼付けシロの内側部分に位置するスクリーンメッシュが、該シートの縁部に沿って切り抜かれたコンビネーション印刷マスクで、前記スクリーンメッシュは少なくとも2枚が重ね合わされた状態で版枠材に保持されている。これらを重ね合わされたスクリーンメッシュは、共に前記シートに対し上面側から貼り付けられた構造が記載されている。
特開2003−291555号公報(特許文献4)には、印刷マスク版枠と、前記印刷マスク版枠内の空間に配置されたスクリーンメッシュと、前記スクリーンメッシュの外周と前記支持枠との間にその全周にわたって設けられ、内周を前記スクリーンメッシュの外周に固定されるとともに、前記スクリーンメッシュと一緒に緊張された状態で外周を前記印刷マスク版枠に固定されたテンションメッシュとからなる。前記スクリーンメッシュは、その上を移動されるスキージの移動エリアよりも高弾性率の縁領域を有し、その縁領域の外周において前記テンションメッシュに固定された構造が記載されている。
特開2003−268649号公報(特許文献5)には、スクリーンメッシュの縦糸と横糸にそれぞれ強度の異なるステンレス製の糸を用いることにより、前記横糸が実質的に波打つことなく直線状の状態にて同一平面上に配置され、前記縦糸が大きく波打って曲がった状態で製織され、ステンレス製の糸の線径を変えることなくスクリーンメッシュの厚み(紗厚)を増加させることが出来、大きな印刷膜厚を得られることが記載されている。
特開平10−58852号公報(特許文献6)には、スクリーンメッシュの縦糸と横糸を2組用いて編みこむことにより、単位面積あたりの空隙部占有率が大きい上に厚みが厚いメッシュとすることが出来るので、多量のインキを容易に透過させることができ、少ない印刷操作の手間で、印刷インキ層膜厚の厚い所望の印刷パターン通りの印刷を確実に行うことが記載されている。
実公昭51−9297号公報 特開平9−150497号公報 特開2001−171080号公報 特開2003−291555号公報 特開2003−268649号公報 特開平10−58852号公報
スクリーン印刷とは、インクなどのペースト(印刷剤)をスキージング(スキージでペースト(印刷剤)を押し出すこと)により開口パターンを有する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、FDP(Flat Display Panel)のパターン形成(電極形成や蛍光体充填)など様々な用途に利用されている。
特にFPD(Flat Panel Display)、例えばプラズマディスプレイのFDPであるPDP(Plasma Display Panel)の製造工程のうち、電極形成工程、蛍光体充填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。
本発明者はプラズマディスプレイのFDPに形成された放電空間がセル毎に仕切られた格子状の隔壁(以下ボックスリブ)の内部にスクリーン印刷法で印刷ペースト(蛍光体ペースト)を充填する技術について検討を行い、以下の課題を見出した。
スクリーン印刷法は、印刷装置の印刷マスク版枠ホルダに固定されたスクリーン印刷マスクと、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、被印刷物にペースト(印刷剤)を転写するものである。現状のスクリーン印刷マスクは、ステンレス製スクリーンメッシュにポリビニルアルコールを主成分とする有機物(乳剤と呼ばれる)で所望の位置に開口を有するパターン部が形成されている。スクリーン印刷マスクに形成された開口パターン部をペースト(印刷剤)が通過することで、被印刷物に転写することが出来る。
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印刷マスクの印刷有効領域の転写位置がずれることを抑制するため、スクリーン印刷マスクの外周部に形成されたアルミニウム製の印刷マスク版枠を、印刷装置の印刷マスク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る。
また、スキージング動作により印刷マスク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、印刷マスク版枠ホルダの厚さを厚くし、剛性を高めることで版枠の変形を抑制している。
ところで、スキージング動作により、スキージに印圧を加え、スクリーン印刷マスクを変形させ、印刷ステージ上に戴置された被印刷物と接触し、スキージの移動に伴いスキージとスクリーン印刷マスクのステンレス製スクリーンメッシュに摩擦が生じ、ステンレス製スクリーンメッシュを変形させながら印刷することになる。ステンレス製スクリーンメッシュには、所望の位置に乳剤による開口パターンが形成されているため、スキージング動作によりステンレス製スクリーンメッシュとともに前記開口パターン部が位置ずれを生じてしまう。そのため、この変形量を測定し、あらかじめ乳剤による開口パターン部の位置を補正している。
しかしながら、ステンレス製スクリーンメッシュは、通常平織りと呼ばれる織り方をしており、ステンレス製糸が相互に湾曲してメッシュが形成されている。製織工程のステンレス製糸に加わるテンションの差によりステンレス製糸の湾曲状態に差が生じ、反物方向(縦糸方向)と織幅方向(横糸方向)とでは変形挙動が異なっているのが一般的である。このようなステンレス製メッシュにスキージング方向に対し傾斜(バイアス角と呼ばれる)を設けてスクリーン印刷マスクを形成するため、各々の変形挙動に伴って、ステンレス製スクリーンメッシュが異形変形することになる。前記ステンレス製スクリーンメッシュの異形変形は、製版時のテンションのばらつきに依っても挙動が異なるため、全ての領域において制御することは困難である。
すなわち、このようにステンレス製スクリーンメッシュが異形変形してしまうと、ステンレス製スクリーンメッシュに乳剤による開口パターンが均一に変形することは困難となる。印刷工程を繰り返すことにより、ステンレス製メッシュに乳剤により形成された開口パターンが元の位置に戻らなくなってしまい、被印刷物との位置ずれを生じる原因となる。所望の転写位置からの位置ずれ量が許容範囲を超える量の変形が生じた場合、スクリーン印刷マスクが使用できなくなってしまうため、これがスクリーン印刷マスクの寿命となってしまう。
また、スクリーンメッシュと開口パターンを有する金属箔とがめっき等で接合され、一体となっている場合においても、開口パターンが乳剤(有機物)で形成されている場合ほどではないものの、スキージング動作によりスクリーンメッシュが変形すると金属箔に形成された開口パターンが変形する。スクリーンメッシュの変形が大きい場合には、スクリーンメッシュと開口パターンを有する金属箔との接合部への応力集中による負荷が大きくなり、それらの接合部における亀裂発生の原因となり、接合部のめっきが剥離することが考えられる。このめっき剥離物が被印刷物に転写されると、金属異物混入の原因となる可能性があり、問題になることが懸念される。
一方、メタルマスクの場合は、均質な金属膜あるいは金属板に所望の開口パターンが形成されており、スキージング動作により、スキージに印圧を加えてメタルマスクを変形させ、印刷ステージ上に戴置された被印刷物と接触し、スキージの移動に伴いスキージとメタルマスクに摩擦が生じ、金属膜あるいは金属板を変形させながら印刷することになる。金属膜あるいは金属板には、所望の位置に乳剤による開口パターンが形成されているため、スキージング動作により位置ずれを生じてしまう。そのため、この変形量を測定し、一般的に、開口パターンの位置を補正してメタルマスクを作成している。
金属膜あるいは金属板の場合は、全面が均質な材料で形成されていることから、均一な変形となることが推測され、ステンレス製メッシュに比べ、変形量が極めて少ないことが知られている。そのため、回路基板への半田印刷用印刷マスク等に実用化されている。しかし、印刷マスクと被印刷物との隙間(クリアランスと呼ばれる)を広くして、金属材料の弾性変形の範囲を越えて塑性変形領域まで変形させれば、大きな変形量となり、初期の開口パターンに戻らなくなってしまうことになる。また、金属膜あるいは金属板への開口パターンは、化学エッチング法または電着法で形成されるが、平滑な金属面と開口パターンが混在するため、スキージング動作によりスキージに印圧を加えると、スキージの材質がウレタンやシリコーンを主成分とするゴム材料のため、前記開口パターンの段差によりスキージにダメージが加わり、局部的に磨耗することになる。スキージが局部的に磨耗すると、印刷性に影響を及ぼすだけではなく、磨耗したスキージの破片が被印刷物に転写されると、異物混入の原因となることが懸念される。
また、高精細のパネルになると、プラズマディスプレイのFDPに形成された放電空間がセル毎に仕切られた格子状の隔壁(以下ボックスリブ)が小さくなるため、乳剤による開口パターンが小さくなり、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印刷ペースト(蛍光体ペースト)を充填(すなわちペースト(印刷剤)を被印刷物に転写する)する量が少なくなってしまう。この充填量に差が生じると、発光による輝度に差を生じ、色ムラの原因となってしまうことが課題である。そのため、スクリーンメッシュの紗厚を厚くして、メッシュへのペーストの保持量を多くし、充填量を確保することが考えられる。
スクリーンメッシュの縦糸と横糸にそれぞれ強度の異なるステンレス製の糸を用いることにより、前記横糸が実質的に波打つことなく直線状の状態にて同一平面上に配置され、前記縦糸が大きく波打って曲がった状態で製織され、ステンレス製の糸の線径を変えることなくスクリーンメッシュの厚み(紗厚)を増加させることが考えられた。しかし、縦糸方向のみが湾曲しており、横糸方向が実質的に直線であるため、横糸方向への変形が極端に小さく、縦糸方向にのみ変形が生じることになる。このように変形挙動が異なるため、印刷時のスキージング動作でメッシュが異形変形し、印刷時の位置精度を確保することが出来ない。
また、スクリーンメッシュの縦糸と横糸とを2組用いて編みこむことにより、単位面積あたりの空隙部占有率が大きい上に紗厚が厚いメッシュとすることが出来、多量のインキを容易に透過させることが可能であるが、縦糸と横糸を編みこんだ構造であることから印刷時のスキージング動作でメッシュが変形することを止めることが出来ない。さらに、2組の糸を編みこむことから、メッシュ上部から観察すると、2本の糸が隣接した部分が形成されるため、2倍の径の線材を用いたときのようにメッシュの空隙を低下させる原因ともなる。乳剤による開口パターンを形成すると、線材の径によっては、開口パターンを形成することが出来なくなることも懸念される。
連続印刷をする際、印刷によって消費されたペースト(印刷剤)を印刷マスク上に定期的に供給する必要がある。ペースト(印刷剤)は、スキージング動作等のシェアストレスが加わることで、粘性(レオロジー)が変化する。印刷マスク上に残留する印刷剤と新規に供給されたペースト(印刷剤)とは、粘度(レオロジー)が異なっているため、被印刷物に転写された際、ペースト(印刷剤)の粘度(レオロジー)の差により、転写物に量的なムラを生じる。PDPの場合には、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印刷ペースト(蛍光体ペースト)を充填(すなわちペースト(印刷剤)を被印刷物に転写する)するが、この充填量に差が生じると、発光による輝度に差を生じ、色ムラの原因となってしまうことが課題である。
そこで、印刷マスク上に残留するペースト(印刷剤)と、新規に供給するペースト(印刷剤)とを混合する必要がある。スキージング工程の前に、印刷マスク上にスクレッパーによりペースト(印刷剤)をコートすることで、印刷マスク上に残留するペースト(印刷剤)と新規に供給するペースト(印刷剤)とを混合することが可能である。
本願発明の目的は、ペーストを多量に保持することが可能な紗厚が厚いメッシュ及びそれを用いた印刷マスクを提供することにある。
また、本願発明の他の目的は、被印刷物に印刷ペースト(蛍光体ペースト)をリブにより仕切られたセル内に位置精度よく、均一に形成(充填)することができる技術を提供することにある。
さらに、本願発明の他の目的は、スクリーン印刷法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。
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、本発明は縦糸と横糸とからなる平織りのメッシュにおいて、いずれか一方の糸を第1方向の糸とし、他方の糸を第2方向の糸としたとき、前記第1方向の糸が交互に材質が異なる2種類の線材からなり、前記第1方向の糸の一方の糸が実質的に直線状であり、前記第2方向の糸が実質的に直線状であり、前記第1方向の糸の他方の糸がこれらの直線状の糸をつなぎとめている厚塗り印刷用メッシュである。ここで、前記第1方向の糸が交互に材質が異なる2種類の線材からなり、前記第2方向の糸が実質的に同一材質である厚塗り印刷用メッシュである。
また、2種類の材質からなる前記第1方向の糸の一方の材質と前記第2方向の糸の材質とが実質的に同一材質で形成されている。そのメッシュ線材は、Niを主成分とする金属、Wを主成分とする金属、Fe−Ni合金、Fe−Ni−Cr合金のいずれかを主成分とした材質からなる。印刷マスクの転写精度を考慮すると、線材の強度は、高いほうが望ましい。線材の引張強度が2000〜4000N/mmのものが望ましい。線材の引張強度がこれ以上のものであっても構わない。特に、メッシュにテンションをかけて印刷マスクを作成し、さらにスキージによる印圧でメッシュに力が加わるため、線材の弾性強度が高いほうが望ましい。
また、前記第1方向の糸の他方のメッシュ線材は、ポリエステル、テトロン、ナイロン、ポリイミドのいずれかを含有する材質で形成されている。また、前記第1方向の前記第2方向の糸のピッチと前記第2方向の糸の直径との比が2.2〜6.5となるように形成されている。このような構成で形成された前記厚塗り印刷用メッシュは、2種類の材質からなる前記第1方向の糸の一方の線材と前記第2方向の糸の線材とが金属製の糸で実質的に波打つことなく直線状の状態で配置されており、前記第1方向の糸の他方のメッシュ線材が有機物製の糸で、前記第2方向の糸の線材を編みこんだ構造を形成している。そのため、メッシュの強度を担っている金属製の糸が実質的に直線で製織時の緩みがないため、メッシュにテンションを加えても糸の湾曲がもたらすメッシュ特有の伸びを生じることがない。
開口パターン部を有するパターン形成印刷マスクが所望のテンションメッシュで印刷マスク版枠に固定されている印刷マスクにおいて、前記パターン形成印刷マスクに使用するスクリーンメッシュが前記厚塗り印刷用メッシュからなり、前記パターン形成印刷マスクに使用するスクリーンメッシュの交差する糸により形成された開口サイズ(寸法)が、印刷ペースト(印刷剤)に含有する粒子の平均粒径の20倍以上で、最大粒径の4倍以上となるように形成されている。
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、金属製の糸が実質的に直線状の状態で配置され、有機物製の糸で編みこんだ構造であるため、メッシュの紗厚が金属製糸の直径の3倍と有機物製糸の直径の2倍以下とを足し合わせた厚さとなる。そのため、印刷ペーストを保持できる量が多くなり、厚塗りの印刷や高精細・高精度の印刷ペースト(蛍光体ペースト)の充填形成が可能になる。
以下の実施例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例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、以下の実施例において、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。
実施例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、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
実施例1では本発明に係る厚塗り印刷用メッシュを説明する。
図1は本発明の実施例1で示す厚塗り印刷用メッシュの構造を示す平面図、図2は図1に示すA−A’線の断面図、図3は図1に示すB−B’線の断面図、図4は図1に示すC−C’線の断面図、図5は図1に示すD−D’線の断面図である。
図1〜5に示すように、本発明では、縦糸と横糸とからなる平織りのメッシュを用いている。ここでは、縦糸方向の糸を第1方向の糸とし、横糸方向の糸を第2方向の糸とした。前記第1方向(縦糸方向)の糸が交互に材質が異なる2種類の線材(縦糸金属製糸1及び縦糸有機物製糸2)からなり、前記第2方向(横糸方向)の糸が実質的に同一材質(横糸金属製糸3及び横糸金属製糸4)である。
図2は横糸金属製糸3に沿った断面図であり、横糸金属製糸3の上側に縦糸有機物製糸2があり、下側に縦糸金属製糸1が形成されている。図3は横糸金属製糸4に沿った断面図であり、横糸金属製糸4の上側に縦糸金属製糸1があり、下側に縦糸有機物製糸2が形成されている。図4は縦糸金属製糸1に沿った断面図であり、縦糸金属製糸1の上側に横糸金属製糸3があり、下側に横糸金属製糸4が形成されている。図5は縦糸有機物製糸2に沿った断面図であり、横糸金属製糸3と横糸金属製糸4とを縦糸有機物製糸2が湾曲して繋ぎとめている構造に形成されている。このように、縦糸金属製糸1、横糸金属製糸3及び横糸金属製糸4は、実質的に直線状に形成され、縦糸有機物製糸2のみが湾曲してメッシュを形成している。
図1〜5に示すように、メッシュの最上部と最下部には、縦糸有機物製糸2が飛び出た形で形成されている。また、2種類の材質からなる前記第1方向(縦糸方向)の糸の一方の材質(縦糸金属製糸1)と前記第2方向(横糸方向)の糸の材質(横糸金属製糸3及び横糸金属製糸4)とが実質的に同一材質で、オーステナイト系ステンレス鋼線(JIS規格SUS304)を使用した。
オーステナイト系ステンレス鋼線を伸線機にかけて伸線を行い、次いで固溶化熱処理(焼鈍)を施し、再び伸線機にかけ延伸を行う。以上の工程を複数回繰り返して所定の線径のオーステナイト系ステンレス極細線を得た。固溶体化熱処理には、不活性ガスを流した雰囲気下の連続焼鈍炉を用いて、オーステナイト系ステンレス鋼線を1000〜1150℃の温度に加熱した後、水素ガスを含有した窒素ガス雰囲気中で急冷処理した。この工程は、一般的に光輝焼鈍と呼ばれるものであり、ここで、水素ガスを使用する理由は表面の酸化を防止し、水素ガスの高い熱伝導性を利用して急冷するためである。最終工程では、固溶化熱処理(焼鈍)を施さない。最後に得られたオーステナイト系ステンレス鋼線をキンクなどの線くせが発生しない加工を施してオーステナイト系ステンレス極細線を得る。
得られたオーステナイト系ステンレス極細線は、破断強度が2000〜4000N/mmで、伸度が1〜5%、線径の平均値が0.0097〜0.0358mm程度の特性を有する。また、前記第1方向(縦糸方向)の糸の他方のメッシュ線材(縦糸有機物製糸2)は、ポリエステルを含有する材質の糸(ポリエステル製極細線)から選定した。
本発明では、上記で得られたオーステナイト系ステンレス極細線を使用し、表1〜4に示すメッシュを製織し、厚塗り印刷用メッシュを得た。表1〜4中の縦・横糸ピッチは、縦糸方向、横糸方向の糸の中心間距離を示した。縦糸方向、横糸方向とも同じピッチとなるように製織条件を設定した。また、表中の金属糸線径はオーステナイト系ステンレス極細線の直径を、有機糸線径はポリエステル製極細線の直径をダイヤルゲージで測定した平均値のデータを示した。オーステナイト系ステンレス極細線とポリエステル製極細線とは、ほぼ同等の線径となるように選定した。
メッシュ開口率は、メッシュを形成する縦糸と横糸により遮蔽される面積を算出し、単位面積あたりの開口率を計算により求めた値を示している。メッシュ紗厚は、製織したメッシュの厚みをダイヤルゲージで測定した平均値のデータを示した。縦糸方向ピッチ/径比は、横糸が縦糸方向に並んだピッチ間と横糸の線径との比を計算で求めたものである。縦糸方向弾性強度は、製織したメッシュの縦糸方向を長手にして幅50mm、長さ300mmに切断し、長手方向を治具にチャックし、有効長さ200mmになるようにセットして、島津製作所製オートグラフで強伸度を測定した結果である。弾性強度は、強伸度カーブにおいて、伸度0.2%に相当する強度データの平均値を示した。横糸方向弾性強度は、製織したメッシュの横糸方向を長手にして、同様に測定した結果である。
比較例に示した通常の平織りメッシュについては、縦糸と横糸の両方が湾曲しているため、緩みが生じている可能性がある。そこで、荷重を100N/50mm加えてメッシュの緩みを取り除いた後、荷重を除去し、再度荷重を加えて強伸度データを取得した。
印刷精度に影響を及ぼすのは、破壊強度ではなく、強伸度の弾性率である。そこで、本発明では、材料強度評価として使用されている伸度が0.2%の強度データを採用した。 メッシュ製織評価は、安定した製織に支障が無く良好なものを○とし、安定した製織が困難であったものを×とした。
ここで、安定した製織の要因として、縦糸方向の糸ピッチと線径の比があげられる。縦糸方向の横糸のピッチは、横糸(金属製糸、オーステナイト系ステンレス製極細線)の線径と縦糸、横糸を繋ぎ止めてメッシュを形成している有機物製糸(ポリエステル製極細線)の曲率に影響を及ぼしている。縦糸方向の横糸ピッチと横糸の線径の比が6.5より大きくなると、有機物製糸(ポリエステル製極細線)の曲率が小さくなり、横糸を拘束する力が弱くなることから横糸のピッチずれを生じやすくなり、メッシュ形状を保持することが困難になる。一方、縦糸方向の横糸ピッチと横糸の線径の比が2.2より小さくなると、有機物製糸(ポリエステル製極細線)の曲率が大きくなり、横糸を打ち込むことが困難となり、有機物製糸(ポリエステル製極細線)の反発で横糸のピッチが大きくなり、ピッチずれを生じることが判った。このように、メッシュ製織によってピッチズレを生じる可能性があるものについては、安定した製織が困難であると判断した。
また、表1〜4に示すように、縦糸方向、横糸方向の糸ピッチが同じになるように条件を設定して、メッシュを製織した。また、金属製糸と有機物製糸の線径を変えることで、メッシュの開口率及びメッシュの紗厚を変えることが可能であった。本実施例では、金属製糸(オーステナイト系ステンレス製極細線)に同じ材質のものを使用したため、縦糸方向と横糸方向の弾性強度は、主に金属製糸の線径、単位長さあたりの本数で変化した。使用した金属製糸(オーステナイト系ステンレス製極細線)の材質や熱処理条件を変えることで、弾性強度を変えることか可能である。熱処理条件により、オーステナイト系ステンレス極細線の破断強度が2000〜4000N/mmと変化し、伸度が1〜5%程度の特性を有するものであった。本実施例では、この中から破断強度が約3300N/mmのオーステナイト系ステンレス極細線を使用した。
比較例に示した通常の平織りメッシュについては、縦糸と横糸の両方が湾曲しているため、緩みが生じている可能性がある。そこで、荷重を100N/50mm加えてメッシュの緩みを取り除いた後、荷重を除去し、再度荷重を加えて強伸度データを取得した。
Figure 2010036523
Figure 2010036523
Figure 2010036523
Figure 2010036523
比較例のメッシュは、表4の比較1〜8に示した。表4の比較1〜4は、メッシュ開口率を60%前後となるように調節してメッシュを製織した。また、表4の比較5〜8は、メッシュ開口率を40%前後となるように調節してメッシュを製織した。比較例のメッシュは、通常の平織りで製織したもので、縦糸、横糸とも金属製糸を使用し、どちら糸もほぼ同じ曲率で変形している。表4に示した比較1〜4のメッシュに使用した金属製糸(オーステナイト系ステンレス製極細線)の材質は、本実施例に使用したものと同一のものを使用した。
表4に示したメッシュNo.比較1は、本実施例では表1に示すメッシュNo.23とほぼ同等である。メッシュの紗厚は、メッシュNo.比較1が0.0538mmであるのに対し、メッシュNo.23は0.1121mmと2倍以上の厚みを有している。本来、同じ曲率であれば、紗厚は線径の2倍になるはずであるが、実際にメッシュを製織すると縦糸方向と横糸方向のテンションに差が生じるため、線径の2倍より少し紗厚が厚くなった。紗厚が厚いことで、メッシュに保持できる印刷ペーストの量が多くなるため、厚塗り印刷には適している。また、縦糸方向の弾性強度は、メッシュNo.比較1が365.5N/50mmであるのに対し、メッシュNo.23は372.2N/50mmと強い結果となった。
縦糸方向は、メッシュNo.比較1が金属糸のみであるのに対し、メッシュNo.23は金属製糸と有機物製糸が交互に形成されている。主に弾性強度を決めているのは金属製糸の本数であると考えると、メッシュNo.23の縦糸方向の金属製糸の本数は、メッシュNo.比較1の半分しかなく、強度が半減することが推察されるが、弾性強度のデータは逆転している。これは、硬質ステンレス線、アモルファス線、パーライト線等の硬質金属製糸は、屈曲を与えることにより強度が低下する特性を持っているためである。本実施例のように、金属製糸を本質的に直線の状態でメッシュを形成することにより、金属製糸が本来持っている弾性強度を利用することが出来ることを証明する結果となった。さらに、横糸方向の弾性強度は、メッシュNo.比較1が406.1N/50mmであるのに対し、メッシュNo.23は676.8N/50mmと非常に強い結果となった。
表4に示したメッシュNo.比較2は、本実施例では表1に示すメッシュNo.30とほぼ同等である。メッシュの紗厚は、メッシュNo.比較2が0.0499mmであるのに対し、メッシュNo.30は0.1031mmと2倍以上の厚みを有している。紗厚が厚いことで、メッシュに保持できる印刷ペーストの量が多くなるため、厚塗り印刷には適している。また、縦糸方向の弾性強度は、メッシュNo.比較2が341.9N/50mmであるのに対し、メッシュNo.30は342.2N/50mmと強い結果となった。横糸方向の弾性強度は、メッシュNo.比較2が379.9N/50mmであるのに対し、メッシュNo.30は622.2N/50mmと非常に強い結果となった。理由は前項で説明したことと同様である。
表4に示したメッシュNo.比較3及び4は、本実施例では表1に示すメッシュNo.36及び表2に示すメッシュNo.46とほぼ同等である。これらに対しても、同様の結果となった。
また、表4に示した比較5〜8のメッシュに使用した金属製糸(オーステナイト系ステンレス製極細線)の材質は、本実施例に使用した材質の弾性強度に比べて60%程度のものを使用した。本実施例に使用した金属製糸(オーステナイト系ステンレス製極細線)では、線材の剛性が高く、表4に示した比較5〜8のメッシュの縦糸方向と横糸方向のピッチになるような曲率でメッシュを製織することが出来なかった。表4に示した比較5〜8のメッシュには、破断強度が約2000N/mmのオーステナイト系ステンレス極細線を使用した。
表4に示したメッシュNo.比較5は、本実施例では表2に示すメッシュNo.66とほぼ同等である。メッシュの紗厚は、メッシュNo.比較5が0.0495mmであるのに対し、メッシュNo.66は0.1049mmと2倍以上の厚みを有している。紗厚が厚いことで、メッシュに保持できる印刷ペーストの量が多くなるため、厚塗り印刷には適している。また、縦糸方向の弾性強度は、メッシュNo.比較5が268.8N/50mmであるのに対し、メッシュNo.66は566.8N/50mmと2倍以上強い結果となった。また、横糸方向の弾性強度は、メッシュNo.比較5が298.7N/50mmであるのに対し、メッシュNo.23は1030.6N/50mmと3倍以上の非常に強い結果となった。これは、使用した金属糸の材質が異なり、弾性強度が低いことと、屈曲を与えることにより強度が低下する特性によるものと思われる。
表4に示したメッシュNo.比較6は、本実施例では表3に示すメッシュNo.88とほぼ同等である。メッシュの紗厚は、メッシュNo.比較6が0.0397mmであるのに対し、メッシュNo.88は0.0825mmと2倍以上の厚みを有している。紗厚が厚いことで、メッシュに保持できる印刷ペーストの量が多くなるため、厚塗り印刷には適している。また、縦糸方向の弾性強度は、メッシュNo.比較6が216.9N/50mmであるのに対し、メッシュNo.88は441.9N/50mmと強い結果となった。横糸方向の弾性強度は、メッシュNo.比較6が241.0N/50mmであるのに対し、メッシュNo.88は803.4N/50mmと非常に強い結果となった。理由は前項で説明したことと同様である。
表4に示したメッシュNo.比較7及び8は、本実施例では表3に示すメッシュNo.105及び表4に示すメッシュNo.128とほぼ同等である。これらに対しても、同様の結果となった。
このように、実施例1で製織したメッシュは、金属製の糸が実質的に直線状の状態で配置され、有機物製の糸で編みこんだ構造であるため、メッシュの紗厚が金属製糸の直径の3倍と有機物製糸の直径の2倍以下とを足し合わせた厚さとなる。そのため、印刷ペーストを保持できる量が多くなり、厚塗りの印刷や高精細・高精度の印刷ペースト(蛍光体ペースト)の充填形成及び高アスペクトの電極配線パターン印刷形成が可能になる。
実施例2では、実施例1で示した厚塗り印刷用メッシュの縦糸方向のピッチ、横糸方向のピッチ、縦糸金属製糸の線径、縦糸有機物製糸の線径及び横糸金属製糸の線径を変えて製織した厚塗り印刷用メッシュを説明する。
実施例2では、上記実施例1で得られたオーステナイト系ステンレス極細線を使用し、表5には、メッシュの開口率が60%になるように調整して製織したメッシュを示した。また、表6には、メッシュの開口率が40%になるように調整して製織したメッシュを示した。それ以外は、上記実施例1と同様の方法で評価した。
表5に示したメッシュNo.137〜156は、金属製糸の本数が縦糸方向と横糸方向で異なることから、横糸金属製糸の線径より縦糸金属製糸の線径を大きくしてメッシュを製織した。縦糸有機物製糸の線径は、縦糸金属製糸の線径とほぼ同じものを使用した。
また、表5に示したメッシュNo.157〜176もメッシュNo.137〜156と同様に、横糸金属製糸の線径より縦糸金属製糸の線径を大きくしてメッシュを製織した。但し、縦糸有機物製糸の線径は、横糸金属製糸の線径とほぼ同じものを使用した。
実施例1では、縦糸方向と横糸方向のピッチを同じにしていたため、メッシュ開口部の形状が正方形に近い形だったのに比べ、実施例2で製織したメッシュは縦糸方向と横糸方向のピッチが異なることから、メッシュ開口部の形状が長方形に近い形になっている。実施例1では、縦糸方向ピッチと横糸方向ピッチが同じだったため、使用する糸の線径によりメッシュの開口率が変化したが、実施例2では、縦糸金属製糸の線径、縦糸有機物製糸の線径、横糸金属製糸の線径が異なっても、メッシュ開口率が60%に調整することが可能であった。
表6に示したメッシュNo.177〜196は、金属製糸の本数が縦糸方向と横糸方向で異なることから、横糸金属製糸の線径より縦糸金属製糸の線径が大きくしてメッシュを製織した。縦糸有機物製糸の線径は、縦糸金属製糸の線径とほぼ同じものを使用した。
また、表5に示したメッシュNo.197〜216もメッシュNo.177〜196と同様に、横糸金属製糸の線径より縦糸金属製糸の線径を大きくしてメッシュを製織した。但し、縦糸有機物製糸の線径は、横糸金属製糸の線径とほぼ同じものを使用した。
実施例1では、縦糸方向と横糸方向のピッチを同じにしていたため、メッシュ開口部の形状が正方形に近い形だったのに比べ、実施例2で製織したメッシュは縦糸方向と横糸方向のピッチが異なることから、メッシュ開口部の形状が長方形に近い形になっている。実施例1では、縦糸方向ピッチと横糸方向ピッチが同じだったため、使用する糸の線径によりメッシュの開口率が変化したが、実施例2では、縦糸金属製糸の線径、縦糸有機物製糸の線径、横糸金属製糸の線径が異なっても、メッシュ開口率が40%に調整することが可能であった。
表5に示した実施例2で製織したメッシュは、縦糸方向の糸ピッチと横糸の線径との比が4.43程度で、ピッチずれ等問題が無く、安定してメッシュを製織することが出来た。表6に示した実施例2で製織したメッシュは、縦糸方向の糸ピッチと横糸の線径との比が2.72程度で、安定してメッシュを製織することが出来た。
Figure 2010036523
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このように、実施例2で製織したメッシュは、金属製の糸が実質的に直線状の状態で配置され、有機物製の糸で編みこんだ構造であるため、メッシュの紗厚が金属製糸の直径の3倍と有機物製糸の直径の2倍以下とを足し合わせた厚さとなる。そのため、印刷ペーストを保持できる量が多くなり、厚塗りのベタ印刷や高精細・高精度の印刷ペースト(蛍光体ペースト)の充填形成及び高アスペクトの電極配線パターン印刷形成が可能になる。
実施例3では本発明に係る実施例1及び2で作成した厚塗り印刷用メッシュを用いた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印刷ペースト(蛍光体ペースト)を充填するPDPへのパターン形成工程を例として説明する。
図6は本発明の実施例3で示す印刷マスクの構造を示す平面図、図7は図6に示すE−E’線の断面図、図8は図6に示す印刷マスクを裏面からみた状態を示す平面図、図9は図6に示す印刷マスク中央部の一部を拡大した要部平面図、図10は図9に示すF−F’線の断面図である。図11はスクリーン印刷装置の印刷マスク版枠ホルダに印刷マスクを固定した状態を示す平面図、図12は図11に示すG−G’線の断面図である。
図6〜10において、印刷マスク5は、スクリーンメッシュ6を有し、印刷時にスクリーンメッシュ6から印刷ペースト(蛍光体ペースト)を通過させる複数の開口パターン部12を備えるパターン形成乳剤7を有している。
図6〜8に示すように、印刷マスク5はスクリーンメッシュ6に所望のパターンで開口部12が形成された乳剤7と、スクリーンメッシュ6の平面上の周囲を取り囲むように形成され外周方向に緊張させるテンションメッシュ9と、スクリーンメッシュ6とテンションメッシュ9とを接着剤などにより固着する接着部11を有している。また、印刷マスク5は四辺を有する印刷マスク版枠10を備えている。印刷マスク版枠10は、図7に示すように、テンションメッシュ9の主面9aと、印刷マスク版枠10の下面10bとを対向させた状態で、テンションメッシュ9の外周を接着剤などにより固着して、スクリーンメッシュ6に所定のテンションを有する状態に保持するため、テンションメッシュ9を緊張された状態で固定している。
図9および図10に示すように、スクリーンメッシュ6は傾斜(バイアス角と呼ばれる)を設けて、被印刷物13(図12)のリブ開口に対応した位置に、所望の印刷ペースト量を充填するのに必要な開口を設けた開口パターン部12を有するパターン形成乳剤7を形成する。
実施例3では、スクリーンメッシュ6として、実施例1及び2で作成したメッシュの中で、メッシュ開口率が60%程度で、安定してメッシュを製織することが出来た平織りの厚塗り印刷用メッシュを使用した。上記実施例1で作成した良好な厚塗り印刷用メッシュの中で、縦糸方向或いは横糸方向のどちらかの弾性強度が、150N/50mmより小さいものは、印刷マスク5を作成する紗張り段階のテンションを加えた時にメッシュに歪が発生し、破断するものが発生した。紗張り時のテンションは、高い(緊張状態が強い)ほど印刷時の版離れ性に優れており、良好な印刷が可能になる。そこで、本発明の実施例3では、高いテンションにも耐えられるように縦糸方向、横糸方向のどちらも弾性強度が200N/50mm以上のものを使用した。
これらのスクリーンメッシュ6の最上部と最下部には、有機物製糸(縦糸)によって凹凸が形成され、この凹凸により、印刷ペースト(蛍光体ペースト)がローリングし、良好な印刷状態が得られる。また、スクレッパーによる印刷ペースト(蛍光体ペースト)のコート時には、糸(縦糸、横糸)によって形成された微細な開口部に印刷ペースト(蛍光体ペースト)が保持され、自重で通過することを防ぐことができる。
印刷マスク5はスクリーン印刷装置の印刷マスク版枠ホルダ14に戴置され、印刷マスク版枠10の四辺のうち、互いに対向する二辺がクランプ15により印刷マスク版枠ホルダ14に固定されている。
また、印刷マスク5の下面側(乳剤面側)には、印刷ステージ16が配置され、印刷ステージ16上には被印刷物13が戴置されている。被印刷物13の上側の主面13aには、放電空間がセル毎に仕切られた格子状の隔壁(以下ボックスリブ)が形成されている。
さらに、印刷マスク5のスクリーンメッシュ6の上面側には、例えばヘラ状のゴムであるスキージ17が配置され、印刷実行時にはスキージ17がスクリーンメッシュ6側から被印刷物13の方向に垂直に押圧しながら、スクリーンメッシュ6に沿った図11の矢印(印刷方向)18で示す方向に擦動し、印刷剤である印刷ペースト(蛍光体ペースト)をスクリーンメッシュ6に形成された乳剤7による開口パターン部12を通過させて押し出し、ボックスリブで仕切られたセル内に所望の量の印刷ペースト(蛍光体ペースト)を充填する。
印刷ペースト(蛍光体ペースト)に含有する蛍光体粒子の平均粒径は、パネルの発光特性等により変更することがあるが、0.0005mm〜0.005mm程度であり、実施例3では、一例として蛍光体粒子の平均粒径が0.002mm、最大粒径が0.010mmのものを用い、印刷ペースト(蛍光体ペースト)のコート時の透過性及び保持性について検討した。また、実施例で使用したスクリーンメッシュ6は、上記実施例1及び2で作成した厚塗り印刷用メッシュで、紗厚が厚く、印刷ペースト(蛍光体ペースト)の保持性に優れている。スクリーンメッシュ6中に印刷ペースト(蛍光体ペースト)を保持可能な量は、(スクリーンメッシュ6の開口率(%)×スクリーンメッシュ6の紗厚(mm)+乳剤7のスクリーンメッシュ6からの厚み(mm))×乳剤7の開口パターン部12の面積(mm)で算出した。実施例3では、乳剤7のスクリーンメッシュ6からの厚みを0.02mmとして、印刷マスク5を作成した。
蛍光体粒子の平均粒径および最大粒子径とスクリーンメッシュ6の開口とが及ぼす印刷ペースト(蛍光体ペースト)の透過性及び印刷ペースト(蛍光体ペースト)の保持性への影響について、検討結果の一例を表7に示す。また、表7には、スクリーンメッシュ6中に印刷ペースト(蛍光体ペースト)を保持可能な量を算出し、その保持量とボックスリブへの充填性への影響について、検討結果の一例を示す。
表7には、比較例として市販の平織りメッシュによる検討結果を示した。比較例に使用したスクリーンメッシュ6は、メッシュNo.欄に#が付いた数字で示した。#付きの数字は、1インチ(25.4mm)当りの糸数の本数を示したものである。これらの市販の平織りメッシュは、縦糸方向、横糸方向とも同じ糸ピッチで製織されたものである。
本発明の実施例3では、上記実施例1及び2で作成した厚塗り印刷用メッシュを使用したため、縦糸方向、横糸方向の糸ピッチが異なるものが含まれている。そこで、表7には、印刷ペースト(蛍光体ペースト)に含まれる蛍光体粒子の透過性を評価するため、メッシュ開口寸法が小さいほうを記載した。
実施例3で使用したスクリーンメッシュ6に形成された乳剤7による開口パターン部12の寸法は、0.10mm×0.50mmとした。被印刷物13に形成したボックスリブのセル開口は、0.20mm×0.65mmのものを使用した。さらに、スクリーンメッシュ6に形成された乳剤7による開口パターン部12の寸法が、0.05mm×0.30mmで、被印刷物13に形成したボックスリブのセル開口が、0.12mm×0.42mmのものを検討した。表7に示したパターン検討No.の表示は、Aをスクリーンメッシュ6に形成された乳剤7による開口パターン部12の寸法が0.10mm×0.50mmのもの、Bをスクリーンメッシュ6に形成された乳剤7による開口パターン部12の寸法が、0.05mm×0.30mmのものを示している。
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被印刷物13に形成したボックスリブの形状は、リブ上部が細く、リブ下部は比較的広くなっている。印刷ペースト(蛍光体ペースト)の充填量を比較するため、本実施例で使用した被印刷物13に形成したボックスリブの容積を求めた。被印刷物13に形成したボックスリブのセル開口が0.20mm×0.65mmのボックスリブは、リブの高さが0.14mmで、その容積は約0.0155mmであった。また、被印刷物13に形成したボックスリブのセル開口が0.12mm×0.42mmのボックスリブは、リブの高さが0.12mmで、その容積は約0.0045mmであった。
一般的に、被印刷物13に形成したボックスリブのセル開口とスクリーンメッシュ6に形成された乳剤7による開口パターン部12の寸法とを同じにすることが考えられるが、被印刷物13に形成したボックスリブの製造時の寸法ばらつき、印刷時のスキージ17によるスクリーンメッシュ6の変形、スキージ17とスクリーンメッシュ6との摩擦等の影響を受けて、スクリーンメッシュ6に形成された乳剤7による開口パターン部12が位置ずれを生じる可能性がある。そこで、被印刷物13に形成したボックスリブのセル開口に対し、スクリーンメッシュ6に形成された乳剤7による開口パターン部12の寸法を小さく設定し、それぞれの位置ずれを許容できるように設定した。また、使用した印刷ペースト(蛍光体ペースト)の粘度は、70Pa・s(回転粘度計で1rpm時の粘度)であった。
表7の印刷マスクNo.217は、メッシュNo.14(表1)で、縦糸方向及び横糸方向のピッチが0.1411mmで、1インチ当り180本の糸(直径0.0318mm)からなる平織りの厚塗り印刷用メッシュで、縦糸と横糸からなるメッシュ開口寸法は、約0.1093mmであり、印刷ペースト(蛍光体ペースト)に含有する蛍光体粒子の平均粒径(0.002mm)の約54.6倍に相当する。
また、印刷ペースト(蛍光体ペースト)に含有する蛍光体粒子の最大粒径(0.01mm)の10.9倍に相当する。スクリーンメッシュ6に形成された乳剤7による開口パターン部12の寸法の短辺の長さ(0.1mm)は、スクリーンメッシュ6に使用した糸の直径(0.0318mm)の約3.14倍に相当する。また、被印刷物13に形成したボックスリブの容積(約0.0155mm)は、印刷ペースト(蛍光体ペースト)の保持量(約0.00529mm)の約2.92倍に相当する。この場合には、印刷ペースト(蛍光体ペースト)のコート時に、スクリーンメッシュ6で印刷ペースト(蛍光体ペースト)が保持され、スクリーンメッシュ6の開口内に十分透過していた。その結果、印刷時に、印刷ペースト(蛍光体ペースト)をボックスリブ内に均一に充填することが出来た。
表7の印刷マスクNo.218は、上記の印刷マスクNo.217と同じメッシュNo.14(表1)を使用した。スクリーンメッシュ6に形成された乳剤7による開口パターン部12の寸法の短辺の長さ(0.05mm)は、スクリーンメッシュ6に使用した糸の直径(0.0318mm)の約1.57倍に相当する。また、被印刷物13に形成したボックスリブの容積(約0.0045mm)は、印刷ペースト(蛍光体ペースト)の保持量(約0.00159mm)の約2.86倍に相当する。この場合には、印刷ペースト(蛍光体ペースト)のコート時に、スクリーンメッシュ6で印刷ペースト(蛍光体ペースト)が保持され、スクリーンメッシュ6の開口内に十分透過していた。その結果、印刷時に、印刷ペースト(蛍光体ペースト)をボックスリブ内に均一に充填することが出来た。
表7の印刷マスクNo.219は、メッシュNo.138(表5)で、縦糸方向のピッチが0.1417mmで、横糸方向のピッチが0.1016mmで、縦糸方向の1インチ当り180本の糸(直径0.0324mm)からなり、横糸方向の1インチ当り250本の糸(直径0.0229mm)からなる平織りの厚塗り印刷用メッシュで、縦糸と横糸からなるメッシュ開口寸法の小さいほうは、約0.0787mmであり、印刷ペースト(蛍光体ペースト)に含有する蛍光体粒子の平均粒径(0.002mm)の約39.3倍に相当する。
また、印刷ペースト(蛍光体ペースト)に含有する蛍光体粒子の最大粒径(0.01mm)の7.89倍に相当する。スクリーンメッシュ6に形成された乳剤7による開口パターン部12の寸法の短辺の長さ(0.1mm)は、スクリーンメッシュ6に使用した糸の直径(0.0324mm)の約3.09倍に相当する。また、被印刷物13に形成したボックスリブの容積(約0.0155mm)は、印刷ペースト(蛍光体ペースト)の保持量(約0.00476mm)の約3.25倍に相当する。この場合には、印刷ペースト(蛍光体ペースト)のコート時に、スクリーンメッシュ6で印刷ペースト(蛍光体ペースト)が保持され、スクリーンメッシュ6の開口内に十分透過していた。その結果、印刷時に、印刷ペースト(蛍光体ペースト)をボックスリブ内に均一に充填することが出来た。
表7の印刷マスクNo.220は、上記の印刷マスクNo.219と同じメッシュNo.138(表5)を使用した。スクリーンメッシュ6に形成された乳剤7による開口パターン部12の寸法の短辺の長さ(0.05mm)は、スクリーンメッシュ6に使用した糸の直径(0.0324mm)の約1.54倍に相当する。また、被印刷物13に形成したボックスリブの容積(約0.0045mm)は、印刷ペースト(蛍光体ペースト)の保持量(約0.00143mm)の約3.18倍に相当する。この場合には、印刷ペースト(蛍光体ペースト)のコート時に、スクリーンメッシュ6で印刷ペースト(蛍光体ペースト)が保持され、スクリーンメッシュ6の開口内に十分透過していた。その結果、印刷時に、印刷ペースト(蛍光体ペースト)をボックスリブ内に均一に充填することが出来た。
表7の印刷マスクNo.217及び219のスクリーンメッシュ6に比較的近い比較例として、表7の印刷マスクNo.比較9を示した。印刷マスクNo.比較9は、縦糸方向及び横糸方向のピッチが0.1411mmで、1インチ当り180本の糸(直径0.0300mm)からなる平織りの市販メッシュで、縦糸と横糸からなるメッシュ開口寸法は、約0.1111mmであり、印刷ペースト(蛍光体ペースト)に含有する蛍光体粒子の平均粒径(0.002mm)の約55.5倍に相当する。また、印刷ペースト(蛍光体ペースト)に含有する蛍光体粒子の最大粒径(0.01mm)の11.1倍に相当する。スクリーンメッシュ6に形成された乳剤7による開口パターン部12の寸法の短辺の長さ(0.1mm)は、スクリーンメッシュ6に使用した糸の直径(0.0300mm)の約3.33倍に相当する。
また、被印刷物13に形成したボックスリブの容積(約0.0155mm)は、印刷ペースト(蛍光体ペースト)の保持量(約0.00295mm)の約5.24倍に相当する。この場合には、印刷ペースト(蛍光体ペースト)のコート時に、スクリーンメッシュ6で印刷ペースト(蛍光体ペースト)が保持することが出来ず、その開口が大きいため、スクリーンメッシュ2の開口内に透過し、印刷ペースト(蛍光体ペースト)を保持することが出来なかった。その結果、印刷前に、印刷ペースト(蛍光体ペースト)が被印刷物上に一部落下したため、所望のボックスリブ以外の箇所に印刷ペースト(蛍光体ペースト)が付着し、混色の原因となった。また、印刷ペースト(蛍光体ペースト)の保持量が不十分だったため、印刷時に印刷ペースト(蛍光体ペースト)をボックスリブ内に充填した際、わずかに充填が少ないセルがみられ、均一に充填することが出来なかった。
表7の印刷マスクNo.218及び220のスクリーンメッシュ6に比較的近い比較例として、表7の印刷マスクNo.比較10を示した。印刷マスクNo.比較10は、上記印刷マスクNo.比較9と同じ市販メッシュを使用した。スクリーンメッシュ6に形成された乳剤7による開口パターン部12の寸法の短辺の長さ(0.05mm)は、スクリーンメッシュ6に使用した糸の直径(0.0300mm)の約1.67倍に相当する。また、被印刷物13に形成したボックスリブの容積(約0.0045mm)は、印刷ペースト(蛍光体ペースト)の保持量(約0.00089mm)の約5.12倍に相当する。この場合には、印刷ペースト(蛍光体ペースト)のコート時に、スクリーンメッシュ6で印刷ペースト(蛍光体ペースト)が保持され、スクリーンメッシュ6の開口内に十分透過していた。しかし、印刷ペースト(蛍光体ペースト)の保持量が不十分だったため、印刷時に印刷ペースト(蛍光体ペースト)をボックスリブ内に充填した際、わずかに充填が少ないセルがみられ、均一に充填することが出来なかった。
表7の印刷マスクNo.221は、メッシュNo.17(表1)で、縦糸方向及び横糸方向のピッチが0.1273mmで、1インチ当り200本の糸(直径0.0311mm)からなる平織りの厚塗り印刷用メッシュで、縦糸と横糸からなるメッシュ開口寸法は、約0.0962mmであり、印刷ペースト(蛍光体ペースト)に含有する蛍光体粒子の平均粒径(0.002mm)の約48.1倍に相当する。また、印刷ペースト(蛍光体ペースト)に含有する蛍光体粒子の最大粒径(0.01mm)の9.62倍に相当する。
スクリーンメッシュ6に形成された乳剤7による開口パターン部12の寸法の短辺の長さ(0.1mm)は、スクリーンメッシュ6に使用した糸の直径(0.0311mm)の約3.22倍に相当する。また、被印刷物13に形成したボックスリブの容積(約0.0155mm)は、印刷ペースト(蛍光体ペースト)の保持量(約0.00487mm)の約3.18倍に相当する。この場合には、印刷ペースト(蛍光体ペースト)のコート時に、スクリーンメッシュ6で印刷ペースト(蛍光体ペースト)が保持され、スクリーンメッシュ6の開口内に十分透過していた。その結果、印刷時に、印刷ペースト(蛍光体ペースト)をボックスリブ内に均一に充填することが出来た。
表7の印刷マスクNo.222は、上記の印刷マスクNo.217と同じメッシュNo.17(表1)を使用した。スクリーンメッシュ6に形成された乳剤7による開口パターン部12の寸法の短辺の長さ(0.05mm)は、スクリーンメッシュ6に使用した糸の直径(0.0311mm)の約1.61倍に相当する。また、被印刷物13に形成したボックスリブの容積(約0.0045mm)は、印刷ペースト(蛍光体ペースト)の保持量(約0.00146mm)の約3.10倍に相当する。この場合には、印刷ペースト(蛍光体ペースト)のコート時に、スクリーンメッシュ6で印刷ペースト(蛍光体ペースト)が保持され、スクリーンメッシュ6の開口内に十分透過していた。その結果、印刷時に、印刷ペースト(蛍光体ペースト)をボックスリブ内に均一に充填することが出来た。
表7の印刷マスクNo.223は、メッシュNo.139(表5)で、縦糸方向のピッチが0.1258mmで、横糸方向のピッチが0.0878mmで、縦糸方向の1インチ当り約200本の糸(直径0.0280mm)からなり、横糸方向の1インチ当り約290本の糸(直径0.0198mm)からなる平織りの厚塗り印刷用メッシュで、縦糸と横糸からなるメッシュ開口寸法の小さいほうは、約0.0598mmであり、印刷ペースト(蛍光体ペースト)に含有する蛍光体粒子の平均粒径(0.002mm)の約29.9倍に相当する。
また、印刷ペースト(蛍光体ペースト)に含有する蛍光体粒子の最大粒径(0.01mm)の5.98倍に相当する。スクリーンメッシュ6に形成された乳剤7による開口パターン部12の寸法の短辺の長さ(0.1mm)は、スクリーンメッシュ6に使用した糸の直径(0.0280mm)の約3.57倍に相当する。また、被印刷物13に形成したボックスリブの容積(約0.0155mm)は、印刷ペースト(蛍光体ペースト)の保持量(約0.00432mm)の約3.58倍に相当する。この場合には、印刷ペースト(蛍光体ペースト)のコート時に、スクリーンメッシュ6で印刷ペースト(蛍光体ペースト)が保持され、スクリーンメッシュ6の開口内に十分透過していた。その結果、印刷時に、印刷ペースト(蛍光体ペースト)をボックスリブ内に均一に充填することが出来た。
表7の印刷マスクNo.224は、上記の印刷マスクNo.223と同じメッシュNo.139(表5)を使用した。スクリーンメッシュ6に形成された乳剤7による開口パターン部12の寸法の短辺の長さ(0.05mm)は、スクリーンメッシュ6に使用した糸の直径(0.0280mm)の約1.79倍に相当する。また、被印刷物13に形成したボックスリブの容積(約0.0045mm)は、印刷ペースト(蛍光体ペースト)の保持量(約0.00130mm)の約3.50倍に相当する。この場合には、印刷ペースト(蛍光体ペースト)のコート時に、スクリーンメッシュ6で印刷ペースト(蛍光体ペースト)が保持され、スクリーンメッシュ6の開口内に十分透過していた。その結果、印刷時に、印刷ペースト(蛍光体ペースト)をボックスリブ内に均一に充填することが出来た。
表7の印刷マスクNo.221及び223のスクリーンメッシュ6に比較的近い比較例として、表7の印刷マスクNo.比較11を示した。印刷マスクNo.比較11は、縦糸及び横糸のピッチが0.1270mmで、1インチ当り200本の糸(直径0.0270mm)からなる平織りの市販メッシュで、縦糸と横糸からなるメッシュ開口寸法は、約0.1000mmであり、印刷ペースト(蛍光体ペースト)に含有する蛍光体粒子の平均粒径(0.002mm)の約50倍に相当する。また、印刷ペースト(蛍光体ペースト)に含有する蛍光体粒子の最大粒径(0.01mm)の10倍に相当する。スクリーンメッシュ6に形成された乳剤7による開口パターン部12の寸法の短辺の長さ(0.1mm)は、スクリーンメッシュ6に使用した糸の直径(0.0270mm)の約3.70倍に相当する。
また、被印刷物13に形成したボックスリブの容積(約0.0155mm)は、印刷ペースト(蛍光体ペースト)の保持量(約0.00276mm)の約5.61倍に相当する。この場合には、印刷ペースト(蛍光体ペースト)のコート時に、スクリーンメッシュ6で印刷ペースト(蛍光体ペースト)が保持され、スクリーンメッシュ6の開口内に十分透過していた。しかし、印刷ペースト(蛍光体ペースト)の保持量が不十分だったため、印刷時に印刷ペースト(蛍光体ペースト)をボックスリブ内に充填した際、わずかに充填が少ないセルがみられ、均一に充填することが出来なかった。
表7の印刷マスクNo.222及び224のスクリーンメッシュ6に比較的近い比較例として、表7の印刷マスクNo.比較12を示した。印刷マスクNo.比較12は、上記印刷マスクNo.比較11と同じ市販メッシュを使用した。スクリーンメッシュ6に形成された乳剤7による開口パターン部12の寸法の短辺の長さ(0.05mm)は、スクリーンメッシュ6に使用した糸の直径(0.0270mm)の約1.85倍に相当する。また、被印刷物13に形成したボックスリブの容積(約0.0045mm)は、印刷ペースト(蛍光体ペースト)の保持量(約0.00083mm)の約5.48倍に相当する。この場合には、印刷ペースト(蛍光体ペースト)のコート時に、スクリーンメッシュ6で印刷ペースト(蛍光体ペースト)が保持され、スクリーンメッシュ6の開口内に十分透過していた。しかし、印刷ペースト(蛍光体ペースト)の保持量が不十分だったため、印刷時に印刷ペースト(蛍光体ペースト)をボックスリブ内に充填した際、わずかに充填が少ないセルがみられ、均一に充填することが出来なかった。
同様に、表7の印刷マスクNo.225〜234及び236は、印刷ペースト(蛍光体ペースト)のコート時に、スクリーンメッシュ6で印刷ペースト(蛍光体ペースト)が保持され、スクリーンメッシュ6の開口内に十分透過していた。その結果、印刷時に、印刷ペースト(蛍光体ペースト)をボックスリブ内に均一に充填することが出来た。
また、表7の印刷マスクNo.235及び237は、印刷ペースト(蛍光体ペースト)のコート時に、スクリーンメッシュ6で印刷ペースト(蛍光体ペースト)が保持され、スクリーンメッシュ6の開口内に十分透過していた。しかし、印刷ペースト(蛍光体ペースト)の保持量が不十分だったため、印刷時に印刷ペースト(蛍光体ペースト)をボックスリブ内に充填した際、わずかに充填が少ないセルがみられ、均一に充填することが出来なかった。
しかし、表7の印刷マスクNo.239〜242は、メッシュ開口寸法が小さく、印刷ペースト(蛍光体ペースト)のコート時に、スクリーンメッシュ6で印刷ペースト(蛍光体ペースト)が保持されたが、スクリーンメッシュ6の開口内に十分透過出来なかった。そのため、印刷ペースト(蛍光体ペースト)の透過量が不十分だったため、印刷時に印刷ペースト(蛍光体ペースト)をボックスリブ内に充填した際、わずかに充填が少ないセルがみられ、均一に充填することが出来なかった。
表7の印刷マスクNo.比較13(表7の印刷マスクNo.225及び227に比較的近い比較例)及び15(表7の印刷マスクNo.229及び231に比較的近い比較例)は、印刷ペースト(蛍光体ペースト)のコート時に、スクリーンメッシュ6で印刷ペースト(蛍光体ペースト)が保持され、スクリーンメッシュ6の開口内に十分透過していた。しかし、印刷ペースト(蛍光体ペースト)の保持量が不十分だったため、印刷時に印刷ペースト(蛍光体ペースト)をボックスリブ内に充填した際、わずかに充填が少ないセルがみられ、均一に充填することが出来なかった。
表7の印刷マスクNo.比較14(表7の印刷マスクNo.226及び228に比較的近い比較例)、16(表7の印刷マスクNo.230及び231に比較的近い比較例)及び18(表7の印刷マスクNo.234及び236に比較的近い比較例)は、印刷ペースト(蛍光体ペースト)のコート時に、スクリーンメッシュ6で印刷ペースト(蛍光体ペースト)が保持され、スクリーンメッシュ6の開口内に十分透過していた。しかし、印刷ペースト(蛍光体ペースト)の保持量が不十分だったため、印刷時に印刷ペースト(蛍光体ペースト)をボックスリブ内に充填した際、わずかに充填が少ないセルがみられ、均一に充填することが出来なかった。
表7の印刷マスクNo.比較17(表7の印刷マスクNo.233及び235に比較的近い比較例)、19(表7の印刷マスクNo.237に比較的近い比較例)及び20(表7の印刷マスクNo.238に比較的近い比較例)は、印刷ペースト(蛍光体ペースト)のコート時に、スクリーンメッシュ6で印刷ペースト(蛍光体ペースト)が保持され、スクリーンメッシュ6の開口内に十分透過していた。しかし、印刷ペースト(蛍光体ペースト)の保持量が不十分だったため、印刷時に印刷ペースト(蛍光体ペースト)をボックスリブ内に充填した際、わずかに充填が少ないセルがみられ、均一に充填することが出来なかった。
しかし、表7の印刷マスクNo.比較21(表7の印刷マスクNo.239及び241に比較的近い比較例)及び22(表7の印刷マスクNo.240及び242に比較的近い比較例)は、メッシュ開口寸法が小さく、印刷ペースト(蛍光体ペースト)のコート時に、スクリーンメッシュ6で印刷ペースト(蛍光体ペースト)が保持されたが、スクリーンメッシュ6の開口内に十分透過出来なかった。そのため、印刷ペースト(蛍光体ペースト)の透過量が不十分だったため、印刷時に印刷ペースト(蛍光体ペースト)をボックスリブ内に充填した際、わずかに充填が少ないセルがみられ、均一に充填することが出来なかった。
このように、印刷ペースト(蛍光体ペースト)を保持し、ボックスリブへの印刷ペースト(蛍光体ペースト)の良好な充填を行うためには、スクリーンメッシュ6の開口は、印刷ペースト(蛍光体ペースト)に含有する蛍光体粒子の平均粒径の20倍以上で、最大粒径の4倍以上が望ましい。しかし、スクリーンメッシュ6の開口が蛍光体粒子の平均粒径の55倍より大きく、最大粒径の11倍より大きい場合には、印刷ペースト(蛍光体ペースト)を保持できないため、好ましくない。
また、スキージ17がスクリーンメッシュ6上を擦動し、スクリーンメッシュ6の金属製糸に直接接触せず、有機物製糸に接触することから、スキージ17とスクリーンメッシュ6との摩擦が低減し、スクリーンメッシュ6に形成した乳剤7による開口パターン部12の転写位置が変動することが無く、高精度に印刷ペースト(蛍光体ペースト)をボックスリブ内に均一に充填することが出来た。
図13は本発明の比較例として示す印刷マスク19の構造を示す平面図、図14は図13に示すH−H’線の断面図、図15は図13に示す印刷マスクを裏面からみた状態を示す平面図、図16は図13に示す印刷マスク中央部の一部を拡大した要部平面図、図17は図16に示すI−I’線の断面図である。
図13〜17において、印刷マスク19は、上記実施例1の表4に示した比較1〜8の通常の平織りで製織したスクリーンメッシュ20を有し、印刷時にスクリーンメッシュ上面20aからスクリーンメッシュ下面20b方向に印刷ペースト(蛍光体ペースト)を通過させ、複数の乳剤21による開口パターン部26を備える。
図13〜15に示すように、印刷マスク19は、スクリーンメッシュ20に所望のパターンで開口部26が乳剤21で形成されたパターン形成印刷マスク22の平面上の周囲を取り囲むように形成され、外周方向に緊張させるテンションメッシュ23と、パターン形成印刷マスク22とテンションメッシュ23とを接着剤などにより固着する接着部25を有している。接着部25は、テンションメッシュ23とスクリーンメッシュ20とを固着している。また、印刷マスク19は四辺を有する印刷マスク版枠24を備えている。印刷マスク版枠24は、図14に示すように、テンションメッシュ23の主面23aと、印刷マスク版枠24の下面24bとを対向させた状態で、テンションメッシュ23の外周を接着剤などにより固着して、パターン形成印刷マスク22に所定のテンションを有する状態に保持するため、テンションメッシュ23を緊張された状態で固定されている。
図16および図17に示すように、スクリーンメッシュ20は傾斜(バイアス角と呼ばれる)を設けてパターン形成印刷マスク22を形成する。また、スクリーンメッシュ20には、被印刷物13(図12)の格子状の隔壁(以下ボックスリブ)により放電空間がセル毎に仕切られたリブパターンに対応した位置に所望の印刷ペースト(蛍光体ペースト)を充填するのに必要な開口を設けた開口パターン部26を有する。
本発明の比較例によれば、スキージング動作により、スキージ17に印圧を加え、スクリーン印刷マスク19のステンレス製スクリーンメッシュ20を変形させて、印刷ステージ16上に戴置された被印刷物13と接触させ、スキージ17の移動に伴いスキージ17とパターン形成印刷マスク22のステンレス製スクリーンメッシュ20に摩擦が生じ、ステンレス製スクリーンメッシュ20を変形させながら印刷することになった。ステンレス製スクリーンメッシュ20には、所望の位置に乳剤21による開口パターン部26が形成されているため、スキージング動作によりステンレス製スクリーンメッシュ20とともに前記開口パターン部26が位置ずれを生じた。そのため、この変形量を測定し、あらかじめ乳剤21による開口パターン部26の位置を補正する必要があった。
しかしながら、ステンレス製スクリーンメッシュ20は、通常、平織りと呼ばれる織り方をしており、製織工程のステンレス製糸に加わるテンションの差により反物方向(縦糸方向)と織幅方向(横糸方向)とでは変形挙動が異なっており、このようなステンレス製スクリーンメッシュ20に、図16に示すように、スキージング方向に対し傾斜(バイアス角と呼ばれる)を設けてパターン形成印刷マスク22を形成したため、各々の変形挙動に伴って、ステンレス製スクリーンメッシュ20が異形変形した。前記ステンレス製スクリーンメッシュ20の異形変形は、製版時のテンションのばらつきに依っても挙動が異なるため、全ての領域において制御することは困難であった。
すなわち、ステンレス製スクリーンメッシュ20に乳剤21による開口パターン部26が均一に変形することは困難であった。印刷工程を繰り返すことにより、ステンレス製スクリーンメッシュ20に乳剤21により形成された開口パターン部26が元の位置に戻らなくなってしまい、被印刷物との位置ずれを生じた。所望の転写位置からの位置ずれ量が許容範囲を超える量の変形が生じた場合、印刷マスク19が使用できなくなってしまい、印刷マスク19の寿命となってしまった。
また、本発明の比較例で示した印刷マスク19において、ポリビニルアルコールを主成分とする有機材料で形成された乳剤21の代わりに、開口パターン26を有する金属箔とがスクリーンメッシュ20にめっき等で接合され、一体となっている場合においても、開口パターンが乳剤21(有機物)で形成されている場合ほどではないものの、スキージング動作によりスクリーンメッシュ20が変形することにより、金属箔に形成された開口パターン部26が変形することになる。さらに、スクリーンメッシュ20の変形が大きい場合には、スクリーンメッシュ20と開口パターン26を有する金属箔との接合部への応力集中による負荷が大きくなり、それらの接合部における亀裂発生の原因となり、接合部のめっきが剥離する。これが被印刷物13に転写されると、金属異物の原因となり、問題となった。
本発明の実施例3によれば、本発明の比較例のような問題が生じることが無く、高精度の印刷ペースト(蛍光体ペースト)の充填形成が可能になり、スキージ17とスクリーンメッシュ6との摩擦を防止できた。また、スクリーンメッシュ6を形成する線材が実質的に直線であることから、製織時の織りむらやメッシュ特有の湾曲による変形を生じないため、印刷マスクに形成した開口パターン部12の変形を抑制し、印刷ペースト(蛍光体ペースト)のパターン形成用印刷マスク8上へのコート性及び印刷時における印刷ペースト(蛍光体ペースト)のローリング性を確保できた。
実施例4では、印刷ペースト(誘電体ペースト)を被印刷物13(図12)の広い面積にベタ印刷するパターン形成工程を例として説明する。18は本発明の実施例4に示す印刷マスク5の構造を示す平面図、図19は図18に示すD−D’線の断面図、図20は図18に示す印刷マスクを裏面からみた状態を示す平面図である。
図18〜20において、印刷マスク5は、スクリーンメッシュ6を有し、印刷時にスクリーンメッシュ6には、印刷ペースト(誘電体ペースト)を通過させない部分を乳剤7により形成した開口パターン部12を備えるパターン形成印刷マスク8を有している。
図18〜20に示すように、印刷マスク5は所望のパターンで開口部12が形成されたスクリーンメッシュ6の平面上の周囲を取り囲むように形成されパターン形成印刷マスク8を外周方向に緊張させるテンションメッシュ9と、パターン形成印刷マスク8とテンションメッシュ9とを接着剤などにより固着する接着部11を有している。接着部11は、テンションメッシュ9とスクリーンメッシュ6とを固着している。また、印刷マスク5は四辺を有する印刷マスク版枠10を備えている。印刷マスク版枠10は、図19に示すように、テンションメッシュ9の主面9aと、印刷マスク版枠10の下面10bとを対向させた状態で、テンションメッシュ9の外周を接着剤などにより固着して、パターン形成印刷マスク8に所定のテンションを有する状態に保持するため、テンションメッシュ9を緊張された状態で固定している。
実施例4では、スクリーンメッシュ6として、実施例1及び2で作成したメッシュの中で、安定してメッシュを製織することが出来た平織りの厚塗り印刷用メッシュを使用した。これらのスクリーンメッシュ6の最上部と最下部には、有機物製糸(縦糸)によって凹凸が形成され、この凹凸により、印刷ペースト(誘電体ペースト)がローリングし、良好な印刷状態が得られる。また、スクレッパーによる印刷ペースト(誘電体ペースト)のコート時には、糸(縦糸、横糸)によって形成された微細な開口部に印刷ペースト(誘電体ペースト)が保持され、自重で通過することを防ぐことができる。
実施例1及び2で作成したメッシュの中で、安定してメッシュを製織することが出来た平織りの厚塗り印刷用メッシュは、縦糸方向のピッチ、横糸方向のピッチ、縦糸金属製糸の線径、縦糸有機物製糸の線径及び横糸金属製糸の線径を変えることにより、所望の紗厚を有する厚塗り印刷用メッシュを形成することが可能である。ベタ印刷の場合には、メッシュの紗厚とメッシュの開口率との積で通過する印刷ペースト(誘電体ペースト)の量(塗布厚)がほぼ計算により求めることが出来る。使用する印刷ペースト(誘電体ペースト)の固形分量により、焼成後の膜厚を推測する可能である。要求する膜厚に対し、厚塗り印刷用メッシュを選定することが可能であった。
また、スキージ17がスクリーンメッシュ6上を擦動し、スクリーンメッシュ6の金属製糸に直接接触せず、有機物製糸に接触することから、スキージ17とスクリーンメッシュ6との摩擦が低減し、スクリーンメッシュ6に形成した乳剤7による開口パターン部12の転写位置が変動することが無く、高精度に印刷ペースト(誘電体ペースト)を所定の位置に形成することが出来た。
さらに、印刷ペースト(誘電体ペースト)をスキージ17によりスクリーンメッシュ6上を擦動することで、スクリーンメッシュ6を形成する縦糸と横糸からなる凹凸により印刷ペースト(誘電体ペースト)が絡み合い、印刷ペースト(誘電体ペースト)のコート性、ローリング性が確保できた。
実施例5では、印刷ペースト(電極ペースト)を被印刷物13(図12)の所定の箇所に配線パターンを印刷するパターン形成工程を例として説明する。図21は本発明の実施例5に示す印刷マスクの構造を示す平面図、図22は図21に示すK−K’線の断面図、図23は図21に示す印刷マスクを裏面からみた状態を示す平面図、図24は図21に示す印刷マスク中央部の一部を拡大した要部平面図、図25は図24に示すL−L’線の断面図である。
図21〜25において、印刷マスク5は、スクリーンメッシュ6を有し、印刷時にスクリーンメッシュ6から印刷ペースト(電極ペースト)を通過させる複数の開口パターン部12を備えるパターン形成乳剤7を有している。
図21〜23に示すように、印刷マスク5はスクリーンメッシュ6に所望のパターンで開口部12が形成された乳剤7と、スクリーンメッシュ6の平面上の周囲を取り囲むように形成され外周方向に緊張させるテンションメッシュ9と、スクリーンメッシュ6とテンションメッシュ9とを接着剤などにより固着する接着部11を有している。また、印刷マスク5は四辺を有する印刷マスク版枠10を備えている。印刷マスク版枠10は、図7に示すように、テンションメッシュ9の主面9aと、印刷マスク版枠10の下面10bとを対向させた状態で、テンションメッシュ9の外周を接着剤などにより固着して、スクリーンメッシュ6に所定のテンションを有する状態に保持するため、テンションメッシュ9を緊張された状態で固定している。
図24および図25に示すように、スクリーンメッシュ6は傾斜(バイアス角と呼ばれる)を設けて、被印刷物13(図12)の所定の位置に、所望の印刷ペースト量を印刷するのに必要な開口を設けた開口パターン部12を有するパターン形成乳剤7を形成する。
実施例5では、スクリーンメッシュ6として、実施例2で作成したメッシュ開口率が40%程度の平織りの厚塗り印刷用メッシュを使用した。これらのスクリーンメッシュ6の最上部と最下部には、有機物製糸(縦糸)によって凹凸が形成され、この凹凸により、印刷ペースト(電極ペースト)がローリングし、良好な印刷状態が得られる。また、スクレッパーによる印刷ペースト(電極ペースト)のコート時には、糸(縦糸、横糸)によって形成された微細な開口部に印刷ペースト(電極ペースト)が保持され、自重で通過することを防ぐことができる。
本発明による印刷方法が適用されるプラズマディスプレイパネルの表示領域の構成を図26に示す。プラズマディスプレイパネルは、前面基板101と背面基板102の2枚のガラス基板から構成されている。前面基板101には、ITO(インジウム・錫酸化物)などの透明導電材料で形成される放電電極103と、放電電極へ電流を供給するためのバス電極104が複数、平行に形成されている。バス電極104の材料としては銀(Ag)または銅(Cu)が主に使用される。銅の場合はクロム(Cr)などの薄膜が、銅の酸化防止及びガラスとの接着性向上のために銅膜の上下に形成される。図26において、対向する放電電極の一方が走査電極となり、他方がサステイン電極となる。
放電電極およびバス電極を覆うように誘電体層105が印刷によって形成される。誘電体層105には軟化点が500℃程度の低融点ガラスが使用される。その上に誘電体保護膜106が形成される。保護膜としては、酸化マグネシウム(MgO)が主に使用され、スパッタ法または蒸着法によって形成される。
一方、背面基板102には、バス電極104と同様なアドレス電極107が、バス電極と直交し、かつ放電電極上を通過するように複数形成されている。アドレス電極は例えば、銀ペーストを印刷によって塗布して形成する。銀ペースとは銀の微粒子が例えば、エポキシ樹脂に分散しているものである。銀ペーストを塗布し、焼成すると銀の微粒子同士が互いに接触して導通を生ずる。
アドレス電極の上に誘電体層108を印刷によって形成する。誘電体層の上には隔壁109がアドレス電極を挟むように形成されている。隔壁は例えば、低融点ガラスを印刷によって形成し、ブラストマスクを用いてサンドブラストによって凹部を形成する。誘電体層上と隔壁の壁面に蛍光体110が塗布されている。前面基板と背面基板及び隔壁に囲まれた空間が放電ガスを封入する放電空間となっている。一対のバス電極と隔壁の間がひとつの表示セル(サブピクセル)に対応し、カラー表示の場合3つのサブピクセルがおのおの3原色(R、B、G)に対応してひとつの画素(ピクセル)を形成する。
印刷によって形成される構成は、前面基板では誘電体、背面基板ではアドレス電極、誘電体、隔壁、蛍光体である。これらのうち、印刷のペーストに微粒子を含むものは、蛍光体とアドレス電極である。このように、本発明はプラズマディスプレイパネルの製造方法には特に効果がある。
プラズマディスプレイの発光の原理は以下のようになっている。まず、発光させたいセルに対応するアドレス電極と、同じく当該セルに対応する一対のバス電極の一方との間に100‐200V程度の電圧(放電開始電圧)をかける。アドレス電極とバス電極は直交しているため、その交点にある単独のセルを選択することができる。選択されたセルでは電圧をかけたバス電極につながる放電電極(サスティン電極)と、アドレス電極の間で微弱放電が発生し、前面基板側の誘電体層表面に電荷(壁電荷)が蓄積される。続いてサスティン電極と対の走査電極(スキャン電極)の間に高周波の電圧(維持放電電圧)をかけることにより、壁電荷がたまったセルにのみ放電が発生する。発生した放電により形成されるプラズマから紫外線が放射され、これが蛍光体を励起して可視光が発生し、前面基板を通して放射され画像を表示する。
以上は、本発明をプラズマディスプレイパネルに適用した例であるが、本発明は、プラズマディスプレイパネルに限らず、特に高い印刷精度が要求されるスクリーン印刷に適用できる。プラズマディスプレイパネル以外の用途としては、例えば、液晶表示パネルのTFT基板とカラーフィルタ基板の封止を印刷で形成するような場合、また、カラーフィルタ基板の上にフェースプレートを配置するいわゆるハイブリッド液晶表示パネルにおけるフェースプレートをカラーフィルタ基板に接着する場合の接着材の塗付に本発明の印刷方法を適用することが出来る。また、太陽電池における電流を取り出すための配線は、太陽光の利用効率を上げるために高いアスペクトレイショ(配線厚/配線幅)が必要とされるが、本発明を用いることによって、この目的にかなう配線をスクリーン印刷によって形成することが出来る。
本発明の実施例1に示す厚塗り印刷用メッシュの構造を示す平面図である。 図1に示す厚塗り印刷用メッシュのA−A’線の断面図である。 図1に示す厚塗り印刷用メッシュのB−B’線の断面図である。 図1に示す厚塗り印刷用メッシュのC−C’線の断面図である。 図1に示す厚塗り印刷用メッシュのD−D’線の断面図である。 本発明の実施例3に示す印刷マスクの平面図である。 図6に示す印刷マスクのE−E’線の断面図である。 図6に示す印刷マスクの裏面から見た状態を示す平面図である。 図6に示す印刷マスク中央部の一部を拡大した要部平面図である。 図9に示すF−F’線の断面図である。 スクリーン印刷装置の印刷マスク版枠ホルダに印刷マスクを固定した状態を示す平面図である。 図11に示すG−G’線の断面図である。 本発明の比較例である印刷マスクの平面図である。 図13に示す印刷マスクのH−H’線の断面図である。 図13に示す印刷マスクの裏面から見た状態を示す平面図である。 図13に示す印刷マスク中央部の一部を拡大した要部平面図である。 図16に示すI−I’線の断面図である。 本発明の実施例4に示す印刷マスクの平面図である。 図18に示す印刷マスクのJ−J’線の断面図である。 図18に示す印刷マスクの裏面から見た状態を示す平面図である。 本発明の実施例5に示す印刷マスクの平面図である。 図21に示す印刷マスクのK−K’線の断面図である。 図21に示す印刷マスクの裏面から見た状態を示す平面図である。 図21に示す印刷マスク中央部の一部を拡大した要部平面図である。 図24に示すL−L’線の断面図である。 プラズマディスプレイパネルの表示領域の断面図である。
符号の説明
1 縦糸金属製糸
2 縦糸有機物製糸
3 横糸金属製糸
4 横糸金属製糸
5 印刷マスク
6 スクリーンメッシュ
7 乳剤
8 パターン形成用印刷マスク
9 テンションメッシュ
9a テンションメッシュ上面
10 印刷マスク版枠
10b 印刷マスク版枠下面
11 接着部
12 開口パターン部
13 被印刷物
14 印刷マスク版枠ホルダ
15 クランプ
16 印刷ステージ
17 スキージ
18 印刷方向
19 印刷マスク
20 スクリーンメッシュ
20a スクリーンメッシュ上面
20b スクリーンメッシュ下面
21 乳剤
22 パターン形成用印刷マスク
23 テンションメッシュ
23a テンションメッシュ上面
24 印刷マスク版枠
24b 印刷マスク版枠下面
25 接着部
26 開口パターン部
101 前面基板
102 背面基板
103 放電電極
104 バス電極
105 誘電体層
106 誘電体保護膜
107 アドレス電極
108 誘電体層
109 隔壁
110 蛍光体。

Claims (13)

  1. 縦糸と横糸とからなる平織りのメッシュにおいて、いずれか一方の糸を第1方向の糸とし、他方の糸を第2方向の糸としたとき、前記第1方向の糸が交互に材質が異なる2種類の線材からなり、前記第1方向の糸の一方の糸が実質的に直線状であり、前記第2方向の糸が実質的に直線状であり、前記第1方向の糸の他方の糸が第2方向の直線状の糸をつなぎとめていることを特徴とする印刷用メッシュ。
  2. 請求項1に記載の印刷用メッシュにおいて、2種類の材質からなる前記第1方向の糸の一方の材質と前記第2方向の糸の材質とが同一材質であることを特徴とする印刷用メッシュ。
  3. 請求項1または請求項2に記載の印刷用メッシュにおいて、2種類の材質からなる前記第1方向の糸の一方の材質と前記第2方向の糸の材質とが同一材質であって、その材質がNiを主成分とする金属、Wを主成分とする金属、Fe−Ni合金、Fe−Ni−Cr合金のいずれかを主成分とすることを特徴とする印刷用メッシュ。
  4. 請求項1〜請求項3に記載の印刷用メッシュにおいて、2種類の材質からなる前記第1方向の糸の他方の材質がポリエステル、テトロン、ナイロン、ポリイミドのいずれかを含有することを特徴とする印刷用メッシュ。
  5. 請求項1〜請求項4に記載の印刷用メッシュにおいて、前記第2方向の糸の前記第1方向のピッチと前記第2方向の糸の直径との比が2.2〜6.5であることを特徴とする印刷用メッシュ。
  6. 印刷用メッシュと、乳剤と、前記印刷用メッシュの周辺に形成されたテンション用メッシュと、印刷マスク版枠を有する印刷用マスクであって、
    前記印刷用メッシュは、縦糸と横糸とからなる平織りのメッシュであって、いずれか一方の糸を第1方向の糸とし、他方の糸を第2方向の糸としたとき、前記第1方向の糸が交互に材質が異なる2種類の線材からなり、前記第1方向の糸の一方の糸が実質的に直線状であり、前記第2方向の糸が実質的に直線状であり、前記第1方向の糸の他方の糸がこれらの直線状の糸をつなぎとめていることを特徴とする印刷用マスク。
  7. 請求項6に記載の印刷用マスクにおいて、前記印刷用メッシュは2種類の材質からなる前記第1方向の糸の一方の材質と前記第2方向の糸の材質とが同一材質であることを特徴とする印刷用マスク。
  8. 請求項6または請求項7に記載の印刷用マスクにおいて、前記印刷用メッシュは2種類の材質からなる前記第1方向の糸の一方の材質と前記第2方向の糸の材質とが同一材質であって、その材質がNiを主成分とする金属、Wを主成分とする金属、Fe−Ni合金、Fe−Ni−Cr合金のいずれかを主成分とすることを特徴とする印刷用マスク。
  9. 請求項6〜請求項8に記載の印刷用マスクにおいて、前記印刷用メッシュは2種類の材質からなる前記第1方向の糸の他方の材質がポリエステル、テトロン、ナイロン、ポリイミドのいずれかを含有することを特徴とする印刷用マスク。
  10. 印刷用マスクと印刷マスク版枠ホルダと印刷ステージを有するスクリーン印刷機であって、
    前記印刷用マスクは、印刷用メッシュと、乳剤と、前記印刷用メッシュの周辺に形成されたテンション用メッシュと、印刷マスク版枠を有し、
    前記印刷用メッシュは、縦糸と横糸とからなる平織りのメッシュであって、いずれか一方の糸を第1方向の位相差板とそし、他方の糸を第2方向の糸としたとき、前記第1方向の糸が交互に材質が異なる2種類の線材からなり、前記第1方向の糸の一方の糸が実質的に直線状であり、前記第2方向の糸が実質的に直線状であり、前記第1方向の糸の他方の糸がこれらの直線状の糸をつなぎとめていることを特徴とするスクリーン印刷機。
  11. 放電電極とバス電極と前記放電電極とバス電極を覆う第1の誘電体と保護膜を有する前面基板と、アドレス電極と前記アドレス電極を覆う第2の誘電体と隔壁と蛍光体を有する背面基板とが対向して配置さているプラズマディスプレイパネルの製造方法であって、
    前記第1の誘電体、前記第2の誘電体、前記アドレス電極、前記隔壁および前記蛍光体は、印刷メッシュを用いたスクリーン印刷によって形成し、
    前記印刷メッシュは、縦糸と横糸とからなる平織りのメッシュであって、いずれか一方の糸を第1方向の糸とし、他方の糸を第2方向の糸としたとき、前記第1方向の糸が交互に材質が異なる2種類の線材からなり、前記第1方向の糸の一方の糸が実質的に直線状であり、前記第2方向の糸が実質的に直線状であり、前記第1方向の糸の他方の糸がこれらの直線状の糸をつなぎとめているメッシュであることを特徴とするプラズマディスプレイパネルの製造方法。
  12. 放電電極とバス電極と前記放電電極とバス電極を覆う第1の誘電体と保護膜を有する前面基板と、アドレス電極と前記アドレス電極を覆う第2の誘電体と隔壁と蛍光体を有する背面基板とが対向して配置さているプラズマディスプレイパネルの製造方法であって、
    前記蛍光体は、印刷メッシュを用いたスクリーン印刷によって形成され、
    前記印刷メッシュは、縦糸と横糸とからなる平織りのメッシュであって、いずれか一方の糸を第1方向の糸とし、他方の糸を第2方向の糸としたとき、前記第1方向の糸が交互に材質が異なる2種類の線材からなり、前記第1方向の糸の一方の糸が実質的に直線状であり、前記第2方向の糸が実質的に直線状であり、前記第1方向の糸の他方の糸がこれらの直線状の糸をつなぎとめているメッシュであり、
    前記縦方向の糸と前記横方向の糸によって形成される開口の寸法が、前記蛍光体の印刷ペースト中の蛍光体の平均粒径の20倍以上であることを特徴とするプラズマディスプレイパネルの製造方法。
  13. 前記縦方向の糸と前記横方向の糸によって形成される開口の寸法が、前記蛍光体の印刷ペースト中の蛍光体の最大粒径の4倍以上であることを特徴とする請求項10に記載のプラズマディスプレイパネルの製造方法。
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