JP3865984B2 - スクリーン版とその製造方法 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、液晶表示装置の上下電極間のギャップを一定に保つために基板上にスペーサを配置するためのスクリーン版とその製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
液晶表示装置は、液晶分子が電圧を印加されることにより旋光性の消失,複屈折,吸収,干渉,反射等を起こして光学的特性が変化することを利用した表示装置である。この液晶表示装置は各々電極が形成された2枚の基板上に5〜10μm程度の球状のスペーサを多数配置して上下電極間のギャップを一定に保つように制御している。このスペーサの配置方法としては、一般的にスペーサを湿式又は乾式状態で散布ノズルにより基板上に噴霧して分散させる散布方式が採用されている。
【0003】
電極間のギャップは液晶表示装置の応答速度やコントラスト等に影響を与える。この液晶表示装置のパネル面で均一な表示を実現するためには電極間のギャップの均一性が要求されるが、散布方式では基板全面にスペーサを散布するときに、スペーサの凝集や散布状態の不均一が生じる。そのため電極上にスペーサが置かれた場合と電極間にスペーサが置かれた場合ではギャップが異なり、ギャップの均一性を低下させて、表示性能のパネル面内のバラツキを増加させる原因となっていた。また、散布方式ではスペーサが凝集や散布状態に均一性と再現性に問題がある。このため基板の任意の位置にスペーサを配置して電極間のギャップの均一性を向上させることが検討されている。
【0004】
例えば散布方式の代わりに印刷を用いた方法が特開平8−258444号公報や特開平5−173147号公報,特開平9−304779号公報に示されている。特開平8−258444号公報に示されたスペーサの配置方法は、スクリーン版に多数の貫通孔を設け、各貫通孔には、図8に示すように、スクリーン版20の表面から裏面に向かって直径が小さくなるテーパ形状の開口部21を設け、スクリーン版20の裏面の開口端22の周囲には凹部を設けている。そしてガラス基板23上にスペーサを配置するときに、(a)に示すように、溶媒中に分散したスペーサ12をスキージ15により印刷方向に移動する。スキージ15により移動しているスペーサ12は、(b)に示すように、スクリーン版20の上部に形成されたテーパ形状の開口部21で集められ、スクリーン版20の裏面側の開口端22で凝集状態になる。そして、最初のスペーサ12が開口端22から押し出され、(c)に示すように、開口部21に対応した場所に押し出されたスペーサ12が配置される。一方、最初に押し出されたスペーサ12につながっていたスペーサ12は開口端22とガラス基板23との間隔がスペーサの径以下に設定されているため、スクリーン版20とガラス基板23の間に入ることができないため、最初に押し出されたスペーサ12のみが開口端22から押し出され、ガラス基板23上にスペーサ12を凝集なしで配置する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
近年は、通常のガラス基板以外のプラスチック基板を用いた液晶表示装置が携帯用機器に用いられている。この柔軟性のあるプラスチック基板を用い、前記スクリーン版20を使用してスペーサ12を配置しようとすると、図9の(a)に示すように、溶媒中に分散したスペーサ12がスキージ15の印刷方向に対する移動により、(b)に示すように、スクリーン版20の開口部21の裏面側の開口端22に集められて凝集状態となり、最初のスペーサ12が押し出された状態で、さらにスキージ15が印刷方向へ移動すると、開口端22に凝集したスペーサ12を上部の開口部21のテーパ形状に沿って移動させ、開口端22から押し出された最初のスペーサ12をプラスチック基板14へ押し込もうとする応力Fを発生させる。ガラス基板の場合は剛性があるため応力Fによる基板表面の変形は起きないが、柔軟性を有するプラスチック基板14は応力Fにより変形し、プラスチック基板14の表面に大きな凹み24が生じる。このため開口端22とプラスチック基板14との間隔を大きくし、開口端22から最初のスペーサ12につながった状態で次のスペーサ12も押し出されてしまう。その結果、(c)に示すように、プラスチック基板14の開口部21に対応した場所に複数のスペーサ12が凝集して配置される。このように複数のスペーサ12が凝集して配置されると、電極間のギャップの均一性を低下させ、表示性能が低下してしまう。
【0006】
また、スペーサ12が凝集するため、電極間のギャップを確保のために必要なスペーサの量が増加して液晶表示装置のコストアップになってしまう。
【0007】
このプラスチック基板の変形が生じることを防ぐために、スキージの押し込み圧を低減してスペーサの凝集を抑制すると、スペーサがスクリーン版の裏面側の開口端に集められにくくなり、スクリーン版の貫通孔に対応したプラスチック基板上の位置にスペーサが配置されない場所が多く発生し、ギャップ均一性を低下させてしまう。
【0008】
この発明はかかる短所を改善し、プラスチック基板でもスペーサを均一に配置することができるスクリーン版とその製造方法を提供することを目的とするものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
この発明に係るスクリーン版は、溶媒中に分散したスペーサをスクリーン印刷によって基板上に配置するスクリーン版において、表面に対してほぼ垂直形状に設けられた多数の開口と、各開口を中心にした印刷方向の上流側の左右に配置され、印刷方向の上流側に向かう一対の突起構造体を有し、一対の突起構造体の間隔が印刷方向の上流側から下流側に向かい緩やかに減少することを特徴とする。
【0010】
この発明に係る第2のスクリーン版は、上記一対の突起構造体を印刷方向で複数に分割したことを特徴とする。
【0011】
この発明に係る第3のスクリーン版は、溶媒中に分散したスペーサをスクリーン印刷によって基板上に配置するスクリーン版において、表面に対してほぼ垂直形状に設けられた多数の開口と、複数の開口の両側の印刷方向の上流側に配置され、印刷方向上流側に向かう一対の突起構造体を有し、一対の突起構造体の間隔が印刷方向の上流側から下流側に向かい緩やかに減少することを特徴とする。
【0012】
この発明に係る第4のスクリーン版は、溶媒中に分散したスペーサをスクリーン印刷によって基板上に配置するスクリーン版において、表面に対してほぼ垂直形状に設けられた多数の開口と、各開口間の印刷方向の上流間に配置され、印刷方向上流側の先端がV字状に形成された突起構造体を有することを特徴とする。
【0013】
この発明に係るスクリーン版の製造方法は、上記各スクリーン版を電鋳加工によって作製することを特徴とする。
【0015】
【発明の実施の形態】
この発明のスクリーン版は、スペーサが1個だけ入る大きさの複数の開口と、各開口を中心にした印刷方向の上流側すなわちスクリーン版をスキージで擦る方向の上流側の左右の表面に設けられた一対の突起構造体を有する。突起構造体はスクリーン版表面からほぼ垂直に一定高さだけ突出し、一定長さを有し、印刷方向上流側の間隔が開口の近傍の間隔より大きくなっており、一対の突起構造体の相対する面が開口に対して一定角度をなしている。また、隣接する一対の突起構造体は一定間隔をおいて設けてある。
【0016】
このスクリーン版を作製するときは、ガラス基板上に第1層目のレジストを被覆し、一対の突起構造体のパターンに対応するマスクを用い,フォトリソグラフィにより一対の突起構造体の反転レジストパターンを形成する。次に、反転レジストパターンが溶解しないように加熱を行い、反転レジストパターンの高分子樹脂を架橋させる。その後、一対の突起構造体の反転レジストパターン上に第2層目のレジストを被覆し、開口のパターンに対応するマスクを用い、フォトリソグラフィにより開口の反転レジストパターンを形成して金型を完成させる。この金型の表面に金属薄膜を真空蒸着又はスパッタリングにより成膜して導電処理を行い、必要に応じて離型剤を塗布する。その後、金型を使用して電鋳加工により多数の開口と、各開口に対応する一対の突起構造体を有するスクリーン版を作製する。
【0017】
このスクリーン版を用いて溶媒中に分散したスペーサをプラスチック基板上へ配置するときは、スクリーン版をプラスチック基板に配置し、スクリーン版の表面に溶媒中に分散させたスペーサを主に印刷上流側に置き、スキージで印刷を行う。スキージが印刷方向に移動すると、スペーサはスキージに当たり印刷下流側へ運ばれる。スキージがさらに移動して一対の突起構造体上にくると、スペーサは一対の突起構造体に当たり掻き集められ、凝集状態になりながら開口付近へと運ばれ、開口に対応した位置にスペーサを確実に置くための必要量が確保される。その結果、凝集したスペーサの最初の1個のスペーサが開口に入り、スクリーン版の裏面側の開口端を通してプラスチック基板上に置かれる。
【0018】
【実施例】
〔実施例1〕 図1はこの発明の一実施例のスクリーン版の構成を示し、(a)は斜視図、(b)は正面図である。図に示すように、スクリーン版1はスペーサが1個だけ入る大きさの複数の開口2と、各開口2を中心にした印刷方向の上流側すなわちスクリーン版1をスキージで擦る方向の上流側の左右の表面に設けられた一対の突起構造体3a,3bを有する。突起構造体3a,3bはスクリーン版1表面からほぼ垂直に高さGHだけ突出し、長さGLを有し、印刷方向上流側の間隔GW1が開口2の近傍の間隔GW2より大きくなっており、一対の突起構造体3a,3bの相対する面が開口2に対して一定角度θをなしている。また、隣接する一対の突起構造体3a,3bは間隔GS1をおいて設けてある。
【0019】
このスクリーン版1を作製するとき、通常のスクリーン版の製造に広く用いられているナイロンメッシュを樹脂で被覆する方法は表面に突起構造体3a,3bを形成できないために適せず、スクリーン版1は金属をレジストで被覆し薬液により所望の形状にエッチングして形成するか、あるいは電鋳加工によって作製する。特に電鋳加工は金型の形状をμmのオーダで転写できるため、スクリーン版1の作製に適している。すなわち、スクリーン版1の開口2や突起構造体3a,3bの大きさは数μmから数10μmであり、フォトリソグラフィによって容易にスクリーン版1の反転形状のレジストパターンを作製できる。したがってフォトリソグラフィによりスクリーン版1の金型を作製し、その金型を電鋳加工によって転写することによって容易にスクリーン版1を作製することができる。また、電鋳加工とフォトリソグラフィは広く用いられている技術であり,エッチングでスクリーン版を製造する場合と比較し低コストでスクリーン版1を製造できる。
【0020】
この電鋳加工によるスクリーン版1を作製する方法の一例を図2の工程図を参照して説明する。図2(a)に示すように、ガラス基板4上に第1層目のレジスト5を被覆し、突起構造体3a,3bのパターンに対応するマスクを用い,フォトリソグラフィにより突起構造体3a,3bの反転レジストパターン6を形成する。次に、反転レジストパターン6が溶解しないように加熱を行い、反転レジストパターン6の高分子樹脂を架橋させる。その後、(b)に示すように、突起構造体3a,3bの反転レジストパターン6上に第2層目のレジストを被覆し、開口2のパターンに対応するマスクを用い、フォトリソグラフィにより開口2の反転レジストパターン7を形成して金型8を完成させる。この金型8の表面に金属薄膜を真空蒸着又はスパッタリングにより成膜して導電処理を行い、必要に応じて離型剤を塗布する。その後、(c)に示すように、金型8をNi電解液9に浸積し、電極10から電圧を印加し、金型8上にNiを析出させてNi膜11を作製する。Ni膜11を作製後、金型8からNi膜11を外しAl枠に取り付け、(d)に示すようにスクリーン版1を作製する。このようにしてスクリーン版1の表面に開口2と1対の突起構造体3a,3bを設けることができる。なお、スクリーン版の材質としてはNi,Cr,Mo,Coやそれらの合金あるいはステンレス等が使用できるが、電鋳加工では主にNiやNi合金が用いられる。
【0021】
上記のように作製したスクリーン版1を用いて溶媒中に分散したスペーサ12をプラスチック基板上へ配置する方法を図3の正面図(A)と側面断面図(B)の配置模式図を参照して説明する。
【0022】
図3(a)に示すように、開口2の裏面に凹み13を有するスクリーン版1をプラスチック基板14に配置し、スクリーン版1表面に溶媒中に分散させたスペーサ12を主に印刷上流側に置き、スキージ15で印刷を行う。スキージ15が印刷方向に移動すると、スペーサ12はスキージ15に当たり印刷下流側へ運ばれる。スキージ15がさらに移動して突起構造体3a,3b上にくると、(b)に示すように、スペーサ12は突起構造体3a,3bにも当たり移動方向が限定される。すなわち、突起構造体3a,3bは開口2から印刷上流側へ伸びており、その間隔が印刷下流側に向かって減少しているため、スキージ15によって運ばれるスペーサ12はスキージ15の移動にしたがって掻き集められ、凝集状態になりながら開口2付近へと運ばれ、開口2に対応した位置にスペーサ12を確実に置くための必要量が確保される。その結果、凝集したスペーサ12の最初の1個のスペーサ12aが開口2に入り、スクリーン版1の裏面側の開口端16を通してプラスチック基板14上に置かれる。ここで開口2はほぼ垂直形状をしているため、スキージ15が印刷中にスペーサ12に加えられる応力は印刷方向と同じになり、プラスチック基板14へスペーサ12を押し込もうとする方向へは働かない。その結果、プラスチック基板14上に最初に置かれたスペーサ12aはプラスチック基板14へ押し込まれず、スクリーン版1の開口端16とプラスチック基板14との間隔を広げないですむ。また、スクリーン版1の裏面の凹み13とプラスチック基板14の間隔はスペーサ12が1個だけ入るように作られているので、スクリーン版1とプラスチック基板14の間には最初のスペーサ12aだけが入り、(c)に示すように、1個のスペーサ12aだけがスクリーン版1の開口2に対応した位置に置かれ、プラスチック基板14上でスペーサ12が凝集することを抑制できる。
【0023】
このようにしてプラスチック基板14上でスペーサ12が凝集することを抑制できるから、電極間のギャップ制御に必要なスペーサ量が少なくて済み、スペーサ配置のための製造コストを低減することができる。また、プラスチック基板14上でスペーサ12を配置する位置に対応してスクリーン版1に開口2と突起構造体3a,3bを設けることにより、プラスチック基板14上の所望の位置にそれぞれ1個のスペーサ12を配置することができる。特にスクリーン版1とプラスチック基板14を位置合わせするアライメント機構をスクリーン印刷装置に取り付けた場合、スクリーン版1とプラスチック基板14を正確に位置合わせすることができ、プラスチック基板14上の任意の位置に正確にスペーサ12を配置できる。
【0024】
このようにスキージ15によってスペーサ12を効率的に掻き集めるために突起構造体3a,3bの形状が重要である。例えば突起構造体3a,3bの高さGHが小さすぎる場合、スキージ15で集められたスペーサ12が印刷中に突起構造体3a,3bを乗り越えてしまい、開口2に対応した位置にスペーサ12を確実に置くための必要量が突起構造体3a,3bの印刷下流側の終端である開口2付近で確保されなくなる。その結果スクリーン版1全面にある多数の開口2のなかでスペーサ12が置かれない開口2が生じ、プラスチック基板14上のスペーサ12の占有率が低下してしまう。また、突起構造体3a,3bの高さGHが大きすぎる場合は、スキージ15の押し込み圧を上げても、スキージ15がスペーサ12に接触しなくなり、スキージ15でスペーサ12を掻き集めることができなくなり、やはりプラスチック基板14上のスペーサ12の占有率は低下する。この突起構造体3a,3bの高さGHはスキージ15の硬度や押し込み圧,スクリーン版1の材質や加工法,スペーサ12の大きさや含有量,開口2の大きさや密度等に影響されるが、一般的にはスペーサ12の大きさの1/2から3倍程度にすれば、上記弊害を解消しプラスチック基板14上のスペーサ12の占有率を高めることができる。例えばSTNモードやTNモードで用いられる5μmのスペーサ12を配置する場合、突起構造体3a,3bの高さGHを3μm〜15μm程度にすると,プラスチック基板14上でスペーサ12は凝集がなく、占有率も高く配置することができる。
【0025】
また、突起構造体3a,3bの長さGLが短すぎる場合、スキージ15の印刷方向と直交する長手方向における開口2のピッチを考慮すると、隣接する一対の突起構造体3a,3bの隙間GS1が非常に大きくなる。その結果、スキージ15で運ばれるスペーサ12のうち多くは隙間GS1を通り、スペーサ12を開口2付近に効率よく集めることができなくなり、やはりプラスチック基板14上のスペーサ12の占有率が低下してしまう。一方、隣接する一対の突起構造体3a,3bの隙間GS1がスペーサ12の大きさ未満になるのに十分な隙間GLを突起構造体3a,3bが持つ場合、スペーサ12は隙間GS1を通らなくなり、効率的にスペーサ12を開口2付近に集めることができ、プラスチック基板14上のスペーサ12の占有率を高めることができる。したがって、突起構造体3a,3bの長さGLは隣接する一対の突起構造体3a,3bの隙間GS1がスペーサ12の大きさ未満になるように設定すると良い。但し、印刷速度やスペーサ12の大きさや含有量,開口2の大きさや密度等によっては隣接する一対の突起構造体3a,3bの隙間GS1がスペーサ12の大きさ以上であってもスペーサ12を開口2付近に十分な必要量を集めることができる場合もある。したがって、この発明においては、隣接する一対の突起構造体3a,3bの隙間GS1がスペーサ12の大きさ未満に限定するものではない。
【0026】
また、突起構造体3a,3bの角度θも印刷速度やスペーサ12の大きさや含有量,開口2の大きさや密度等に依存するが、一般的に角度θが大きすぎる場合にはスキージ15で押されるスペーサ12に対して突起構造体3a,3bが遮蔽物となり、スペーサ12が突起構造体3a,3bに当たり開口2に向かって円滑に運ばれにくくなり、スペーサ12を開口2付近に効率よく集めることができず、プラスチック基板14上のスペーサ12の占有率が低下する。一方、角度θが小さすぎる場合、印刷方向における開口2のピッチを考慮すると、隣接する一対の突起構造体3a,3bの隙間GS1が大きくなり、スペーサ12を開口2付近に効率よく集めることができなくなり、やはりプラスチック基板14上のスペーサ12の占有率が低下する。一般的に開口2はスクリーン版1表面の2次元方向で等ピッチで配置されているので、一対の突起構造体3a,3bのなす角度θはスペーサ12が突起構造体3a,3bに沿って円滑に運ばれるよう60度〜120度にすると良い。
【0027】
また、スクリーン版1の厚さ、すなわち開口2の深さと使用するスペーサ12の大きさは強い相関があり、スクリーン版1の厚さを一意には決定できないが、例えばSTNモードやTNモードで用いられる5μmのスペーサ12を配置する場合はスクリーン版1の膜厚を5〜30μm程度にすると、プラスチック基板14上でスペーサ12を凝集なく配置することができる。
【0028】
さらに、開口2の大きさはスペーサ12が1個だけ入る必要があるため、スペーサ12の大きさより幾分大きくて2倍未満、望ましくはスペーサ12の大きさの1.2倍〜1.6倍にするのが良い。例えばSTNモードやTNモードで用いられる5μmのスペーサ12の場合は、開口形状のバラツキを考慮して開口2の大きさを6〜8μm程度にするのが良い。また、スクリーン版1の裏面に開口2に対応して凹み13を設けると、開口2から多くの溶媒が凹み13に入り込み、スペーサ12をプラスチック基板14上に固定しやすくなる。この凹み13の大きさは、スペーサ12をプラスチック基板14上に固定できる量の溶媒が供給される容積があれば良いので、凹み13のスクリーン版1の印刷方向の長さは10〜50μmとするのが良く、凹み13の深さはスペーサ12の大きさよりも小さい必要があり、STNやTNモードの場合は1〜3μmにすると良い。なお、この実施例ではスクリーン版1の裏面に開口2に対応して凹み13を設けた場合について説明したが、凹み13がなくても相当数のスペーサ12がプラスチック基板14上に固定されるので、液晶表示装置の表示品質によっては凹み13が必要ない場合もある。
【0029】
また、上記実施例では一対の突起構造体3a,3bの間隔GWは印刷上流側から印刷下流側に向かい直線的に減少している場合について説明したが、各突起構造体3a,3bを湾曲させ、間隔GWを印刷上流側から印刷下流側に向かって曲線状に緩やかに減少させても良い。
【0030】
さらに、使用できるスペーサ12はプラスチック製やシリカ製のどちらでも良く、スペーサ12を分散させる溶媒としてはスクリーン印刷中に蒸発が少なく、かつ印刷後には比較的低温の加熱で蒸発する有機溶媒、例えば1−オクタノールや2−エチル−1−ヘキサノール,2−メチル−1,3−ヘキサジオール等のアルコール類を使用すれば良い。
【0031】
また、スペーサ12を掻き集めるスキージ15の材質としては、スクリーン印刷用のスキージで使用されている材料であればいずれでも良く、一般的に使用されるウレタン樹脂等の高分子樹脂やステンレス等の金属を用いれば良い。特にスキージ15の材質として高分子樹脂を用いた場合は、突起構造体3a,3bがスキージ15に押し込まれ易くなり、スキージ15が突起構造体3a,3bの上にある場合でもスキージ15がスクリーン版1表面に接触しやすくなり、スペーサ12を円滑に運ぶことができる。また、長期間使用しても、スキージ15の押し込みによる突起構造体3a,3bの形状劣化が小さくなり、スクリーン版1の寿命を伸ばすことができる。
【0032】
また、スペーサ12を配置するプラスチック基板14としては一般的な高分子フィルムや高分子シートが用いられ、例えばポリカーボネート(PC)やポリエーテルサルフォン(PES),ポリエチレンテレフタレート(PET)等が使用できる。その厚さは0.05mm〜1.5mm位が一般的であり、特に薄い液晶表示装置を作製したい場合は0.07mm〜0.4mm程度のプラスチック基板14を使用する。さらにプラスチック基板14上に種々の薬液から基板を保護する耐溶剤層や液晶層への気体進入を抑制するガスバリア層,透明電極等の電極を形成する時の応力を緩和するバッファ層等が積層されていると、液晶表示装置の製造歩留や寿命が向上するのでより望ましい。また、スペーサ12を配置する基板として柔軟性のないガラス基板や石英基板等の非プラスチック基板であっても、スクリーン版1を用いて上記実施例と同様にスペーサ12を凝集させないで任意の位置に配置することができる。
【0033】
〔実施例2〕 実施例1ではスクリーン版1に四角柱状の突起構造体3a,3bを設けた場合について説明したが、図4の斜視図に示すように、スクリーン版1に上端が鋭利に形成された三角柱状の突起構造体31a,31bを設けても良い。このように三角柱状の突起構造体31a,31bを設けることにより、スキージ15が突起構造体31a,31bと接触するときに三角柱状の鋭利な上端で接触する。したがってスキージ15がスクリーン版1に押し込まれるとき、スキージ15と突起構造体31a,31bとの接触面積が減り、突起構造体31a,31b上では単位面積当たりの押し込み圧力が大きくなり、スキージ15が高分子樹脂で作製されている場合は、前記実施例1よりも突起構造体31a,31bがスキージ15に押し込まれ易くなる。その結果、四角柱状の突起構造体3a,3bの場合よりも突起構造体31a,31bの高さGHを大きくでき、スペーサ12をより容易に開口2付近に集めることができ、プラスチック基板14上にスペーサ12を高占有率で配置することができる。
【0034】
〔実施例3〕 また、図5の斜視図に示すように、印刷方向の上流側がV字状に形成され、両側面が印刷方向の上流側に広がり、両側面の下流端が隣接する開口2の近傍にある突起構造体32を各開口2の間に設けても良い。このように、各開口2の間に印刷方向の上流側がV字状に形成に形成され突起構造体32を設けることにより、実施例1,2のように一対の突起構造体3a,3bや突起構造体31a,31b同士の隙間GS1がないため、スキージ15が印刷方向に動くときに、スクリーン版1上の全てのスペーサ12を突起構造体32に沿って開口2付近に集めることができる。したがってプラスチック基板14上にスペーサ12をより高占有率で配置することができる。
【0035】
〔実施例4〕 また、実施例1に示した一対の突起構造体3a,3bあるいは、実施例2に示した一対の突起構造体31a,31bをそれぞれ複数に分割して設けても良い。例えば図6に示すように、スクリーン版1表面からほぼ垂直に高さGHだけ突出し、長さGLを有する一対の突起構造体をそれぞれ印刷方向に複数に分割して、分割した各突起構造体片34で一対の突起構造体33a,33bを構成する。ここで分割した各突起構造体片34の隙間GS2はスペーサ12の大きさより小さくしておく。このように一対の突起構造体33a,33bはそれぞれ突起構造体片34で分割されているが、各突起構造体片34の隙間GS2をスペーサ12の大きさより小さくしておくことにより、スキージ15が印刷方向に動くときスペーサ12は一対の突起構造体33a,33bに沿って開口2付近に集められる。また、スペーサ12を分散させた溶媒はスキージ15が移動するにしたがって分割された各突起構造体片34の隙間GS2を通して一対の突起構造体33a,33bの外側に流れ出し、一対の突起構造体33a,33bで挟まれた領域の溶媒の容量が減る。その結果、スキージ15が印刷方向に移動するにしたがって溶媒が一対の突起構造体33a,33bの上を越えて溢れ出すことを抑制できる。この一対の突起構造体33a,33bの上を越えて溢れ出す溶媒の量が多いと、一対の突起構造体33a,33bで挟まれた領域にあるスペーサ12の一部を溶媒の流れに乗せて突起構造体33a,33bを乗り越えさせるが、この一対の突起構造体33a,33bの上を越えて溢れ出す溶媒の量を抑制することにより、一対の突起構造体33a,33bで挟まれた領域にあるスペーサ12が突起構造体33a,33bを乗り越えることを抑えることができ、一対の突起構造体33a,33bで挟まれた領域にあるスペーサ12を効率よく開口2付近に集めることができる。このスペーサ12が突起構造体33a,33bを乗り越えることを抑えるために設けた各突起構造体片34の隙間GS2は加工精度を考えるとスペーサ12の大きさの1/2〜1倍未満にすれば良い。例えばSTNモードやTNモードで用いられる5μmのスペーサを配置する場合は、各突起構造体片34の隙間GS2を3〜4μm程度にすると良い。但し、印刷速度,スペーサ12の大きさや含有量,開口2の大きさや密度,突起構造体33a,33bの高さGHと長さGL及び角度θ等によっては隙間GS2がスペーサ807の大きさ以上であっても,スペーサ807が各突起構造体片34の隙間GS2をほとんど通らなくなる場合もあり、そのような場合は隙間GS2をスペーサ12の大きさ未満にしなくても良い。
【0036】
〔実施例5〕 また、液晶表示装置の表示性能や表示モードによってギャップ均一性のマージンが広い場合や開口2の密度が非常に多い場合及びスペーサ12の含有量が非常に多い場合等においては、スクリーン版1の1個の開口2に対し一対の突起構造体3a,3bあるいは突起構造体31a,31bを設けるのではなく、一部の突起構造体を間引いても良い。例えば図7の斜視図に示すように、2個の開口2を挟んで一対の突起構造体3a,3bを設けても良い。このように突起構造体3a,3bの数を減らすことにより、スクリーン版1を作製するときの歩留を向上することができ、スペーサ12を配置する工程のコストを抑えることができる。
【0037】
〔具体例1〕 実施例1〜実施例5のスクリーン版1とスキージ15を用いて透明電極が形成された厚さ0.13mmのPC基板上に大きさ5.5μmのスペーサ12を配置した。スクリーン版1は電鋳加工によりNi合金で下記表に示す構造で作製した。
【0038】
【表1】
Figure 0003865984
【0039】
この各スクリーン版1を作製したときに、No7のスクリーン版1を製造するための金型を作製したときの歩留は他のスクリーン版1の金型作製の歩留より若干良かった。これは突起構造体の数が少ないためと考えられる。また、スペーサ12を配置するためのインクは直径5.5μmで固着剤無しのプラスチックスペーサを2−メチル−1,3−ヘキサジオールの溶媒に50重量%分散させたものを用い、スキージ15はポリウレタン製のものを使用した。また、使用したプラスチック基板14は有機膜からなる耐溶剤層と酸化シリコン膜からなるガスバリア層が積層された厚さ0.13mmのPC基板上に反応性スパッタ法によりITO層を75nm成膜し、フォトリソグラフィ/エッチングプロセスにより塩化鉄/塩酸系のウエットエッチング液を用いてITO層をエッチングして透明電極を形成し、その後、透明電極上にフレキソ印刷で可溶性ポリイミド樹脂を80nm塗布し,加熱により溶媒を蒸発させ配向膜とし、さらにラビングにより配向処理を行った。
【0040】
そして各スクリーン版1をスクリーン印刷装置に取り付け、プラスチック基板14をスクリーン印刷装置に設置した。その後、スクリーン版1の印刷上流側にインクを置き、スキージ15で擦り印刷を行い、プラスチック基板14を100℃15分間オーブン中で加熱し溶媒を蒸発させてプラスチック基板14にスペーサ12を配置した。このプラスチック基板14上に配置されたスペーサ12を観察した結果、占有率はNo1からNo7の全てのスクリーン版1で90%以上であり、配置されたスペーサ12のうち凝集していない比率は85%以上となっていた。特にNo3,No4,No5、No6のスクリーン版1では占有率が95%を越えており、スクリーン版1全面に良好なスペーサ配置ができていた。
【0041】
【具体例2】
上記具体例1のNo1〜No7のスクリーン版1によってスペーサ12が配置された7枚のプラスチック基板14を用い液晶表示装置を作製した。液晶表示装置を作製するにあたり、対向基板となる厚さ0.13mmのPC基板上に反応性スパッタ法によりITO層を75nm成膜し、フォトリソグラフィ/エッチングプロセスにより塩化鉄/塩酸系のウエットエッチング液を用いてITO層をエッチングして対向透明電極を形成した。この対向透明電極上にフレキソ印刷で可溶性ポリイミド樹脂を80nm塗布し、加熱により溶媒を蒸発させ配向膜とした。その後ラビングにより配向処理を行った。この対向基板となるPC基板の周辺にエポキシ樹脂からなるシール剤をディスペンサにより塗布し、スペーサ12が配置された7枚のプラスチック基板14と各々貼り合わせ、120℃の加熱によりシール剤を硬化させ7個の空セルを完成させた。この空セルにネマチック液晶を注入して注入孔をアクリル性の封止剤で封止した。さらに、両基板表面に偏光板を貼り付け、透明電極と対向透明電極のパットとTAB形状の駆動用LSIを異方性導電膜を介して接続して7個の液晶表示装置を完成させた。完成した7個の液晶表示装置の表示特性を測定した結果,表示品質の面内均一性が高く、全て4〜8階調表示が可能であった。
【0042】
【発明の効果】
この発明は以上説明したように、スクリーン版に、表面に対してほぼ垂直形状に設けられた多数の開口と、各開口を中心にした印刷方向の上流側の左右に配置され、印刷方向の上流側に向かう一対の突起構造体を設け、一対の突起構造体の間隔が印刷方向の上流側から下流側に向かい緩やかに減少するようにしたから、スキージにより運ばれるスペーサを一対の突起構造体により掻き集めて凝集状態にして開口付近へ運ぶことができ、開口に対応した位置にスペーサを確実に置くための必要量を確保することができる。したがって基板上にスペーサを高占有率で配置することができる。また、スクリーン版上のスペーサを有効に使用するから、ギャップ制御に必要なスペーサの使用量を減少でき、スペーサ配置のための製造コストを低減することができる。
【0043】
また、開口が表面に対してほぼ垂直形状をしているから、スキージが印刷中にスペーサを圧する応力は印刷方向と同じになり、スペーサを基板へ押し込もうとする方向へ応力が働かず、プラスチック基板を使用した場合、プラスチック基板の変形を防ぎ、開口に対応した基板上に1個のスペーサだけを配置して、基板上でスペーサが凝集することを抑制できる。
【0044】
また、一対の突起構造体が印刷方向で複数に分割することにより、スキージで押された溶媒を分割した突起構造体の間隙から流出させて、一対の突起構造体の上を越えて溢れ出す溶媒の量を抑制することにより、一対の突起構造体で挟まれた領域にあるスペーサが突起構造体を乗り越えることを抑えることができ、一対の突起構造体で挟まれた領域にあるスペーサを効率よく開口付近に集めることができる。
【0045】
さらに、一対の突起構造体を複数の開口の両側の印刷方向の上流側に配置することにより、突起構造体の数を減らしてスクリーン版を作製するときの歩留を向上することができ、スペーサを配置する工程のコストを抑えることができる。
【0046】
また、各開口の間の印刷方向の上流間に配置され、印刷方向上流側の先端がV字状に形成された突起構造体を設けることにより、スキージによりスクリーン版上の全てのスペーサを突起構造体に沿って開口付近に集めることができ、基板上にスペーサをより高占有率で配置することができる。また、スクリーン版上のスペーサを全て有効に使用でき、ギャップ制御に必要なスペーサの使用量を大幅に減少でき、スペーサ配置のための製造コストをより低減することができる。
【0047】
また、多数の開口と突起構造体を有するスクリーン版を電鋳加工によって作製することにより、エッチング加工でスクリーン版を製造する場合と比べて低コストで安定した形状と寸法を有するスクリーン版を容易に作製することができる。
【0048】
また、多数の開口と突起構造体を有するスクリーン版を用いて、スクリーン版上の溶媒に分散されたスペーサを基板上に配置し、このスペーサを配置した基板を液晶表示装置に使用することにより、電極間のギャップの均一性を高め、表示品質の面内バラツキが低減した良好な表示特性を持つ液晶表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施例のスクリーン版の構成図である。
【図2】上記実施例のスクリーン版を作製するときの工程図である。
【図3】上記スクリーン版を使用してスペーサを配置するときの動作工程図である。
【図4】第2の実施例のスクリーン版の構成を示す斜視図である。
【図5】第3の実施例のスクリーン版の構成を示す斜視図である。
【図6】第4の実施例のスクリーン版の構成を示す斜視図である。
【図7】第5の実施例のスクリーン版の構成を示す斜視図である。
【図8】従来例の動作を示す動作工程図である。
【図9】従来例でプラスチック基板を使用したときの動作を示す動作工程図である。
【符号の説明】
1;スクリーン版、2;開口、3;突起構造体、12;スペーサ、
14;プラスチック基板、15;スキージ。

Claims (5)

  1. 溶媒中に分散したスペーサをスクリーン印刷によって基板上に配置するスクリーン版において、
    表面に対してほぼ垂直形状に設けられた多数の開口と、各開口を中心にした印刷方向の上流側の左右に配置され、印刷方向の上流側に向かう一対の突起構造体を有し、一対の突起構造体の間隔が印刷方向の上流側から下流側に向かい緩やかに減少することを特徴とするスクリーン版。
  2. 請求項1項に記載のスクリーン版において、一対の突起構造体が印刷方向で複数に分割されていることを特徴とするスクリーン版。
  3. 溶媒中に分散したスペーサをスクリーン印刷によって基板上に配置するスクリーン版において、
    表面に対してほぼ垂直形状に設けられた多数の開口と、複数の開口の両側の印刷方向の上流側に配置され、印刷方向上流側に向かう一対の突起構造体を有し、一対の突起構造体の間隔が印刷方向の上流側から下流側に向かい緩やかに減少することを特徴とするスクリーン版。
  4. 溶媒中に分散したスペーサをスクリーン印刷によって基板上に配置するスクリーン版において、
    表面に対してほぼ垂直形状に設けられた多数の開口と、各開口の間の印刷方向の上流間に配置され、印刷方向上流側の先端がV字状に形成された突起構造体を有することを特徴とするスクリーン版。
  5. 請求項1乃至4のいずれかに記載のスクリーン版を電鋳加工によって作製することを特徴とするスクリーン版の製造方法。
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