JPH11105447A - スクリーン印刷版およびその利用 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数の重ね印刷において位置精度が高度に保
たれるスクリーン印刷版を提供する。 【解決手段】 紗と版枠と版被膜からなるスクリーン印
刷版において、版被膜にインクを吐出する開口部のパタ
ーンとインキが吐出しない凹部のパターンが形成されて
おり、かつその凹部のパターンが版被膜の被印刷体に接
触する面に設けられていることを特徴とするスクリーン
印刷版。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、スクリーン印刷
版、スクリーン印刷方法、この方法を用いた画像表示装
置の製造方法およびその製造方法を用いて得られた画像
表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】スクリーン印刷技術は、今日、グラフィ
ック印刷分野、エレクトロニクス分野など、多くの分野
において広く用いられている。

【０００３】スクリーン印刷の概要を図９を用いて説明
する。

【０００４】図９（ａ）はスクリーン印刷を説明するた
めの要部の一部破断斜視図であり、図９（ｂ）は印刷時
のワークとスクリーンの関係を示す断面図である。図９
（ａ），（ｂ）において１００２は版枠、１００３はス
クリーンメッシュ、１００７はスキージ、１０１６はワ
ーク、１０１７は押圧部、１０１８は版パターン、１０
１９はインキパターン、１０２０はインキ、１０２４は
張力、１０２３はギャップである。スクリーンメッシュ
１００３は紗と版被膜からなる。紗は糸で織られた網目
構造の織物で、網目の空隙がインキ１０２０を通す。糸
はステンレスやポリエステル等の材質でできており、一
定の張力で版枠１００２に張られている。版被膜は紗の
網目を閉じ、画線（点）となるところは開いていて、こ
こをインク１０２０が通る。版被膜によって１０２０の
通るところと閉じたところすなわちインキパターン１０
１９が作られる。版被膜は一般には感光性乳材、例えば
ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）と酢酸ビニルエマルジ
ョンの乳剤に感光性樹脂を配合し調整したものであり、
紗を版枠１００２に紗張りした後に紗の上にコーティン
グされて形成される。コーティングされた版被膜は露光
・現像することによりインキ１０２０を吐出するための
版パターン１０１８が形成される。

【０００５】印刷は次のような手順で行う。まず図９
（ｂ）に示すように版枠１０２２（すなわちスクリーン
１００３の面）とワーク１０１６を所定のギャップ１０
２３にセットする。次にスクリーンメッシュ１００３が
押圧部１０１７においてワーク１０１６に接するまでス
キージ１００７を下げる。次にスキージ１００７の手前
にインキ１０２０を設置する。次にスクリーンメッシュ
１００３がワーク１０１６に常に接するようにスキージ
１００７を下げたままスキージ１００７をの矢印方向に
操引してインクを掻き取る。その際図９（ａ）のように
スキージからの圧力によって、インキ１０２０は版パタ
ーン１０１８を通ってワーク１０１６上に吐出される。
インキの吐出と同時に図９（ｂ）に示すスクリーン押圧
部１０１７の張力１０２４の垂直成分に由来する復元力
によりスクリーンメッシュ１００３がワークから離れる
ことでインキ１０２０が分離されワーク１０１６上に図
９（ａ）に示す所望のインキパターン１０１９が形成さ
れる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】スクリーン印刷の特徴
は、次の２点にある。

【０００７】（１）４辺を枠固定したスクリーンメッシ
ュを原版として使用している。

【０００８】（２）原版とワークの間をあるギャップに
保った状態で印刷を行う。

【０００９】しかしながら、従来のスクリーン印刷方法
には以下のような問題点がある。

【００１０】すなわち、スクリーン印刷ではあらかじめ
設定されたスクリーン版上の元パターンを伸長して印刷
することになるため、元パターンの寸法に対して誤差が
加えられた寸法で印刷される。この位置精度の悪化は大
面積になれば無視できないほど大きくなる。とりわけ印
刷のパターンが積層することにより形成される場合、例
えばマトリックス配線等をスクリーン印刷で形成すると
きは、下層のパターンに上層のパターンを位置合わせす
ることが必要となり、この位置精度の悪化は大きな問題
となる。

【００１１】本発明の目的は上述した位置精度の問題を
解決したスクリーン印刷版およびスクリーン印刷方法を
提供することにある。

【００１２】また本発明の他の目的は本発明のスクリー
ン印刷方法を利用した画像表示装置の製造方法およびこ
の製造方法を用いた画像表示装置を提供することにあ
る。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明は次のようである。 １．紗と版枠と版被膜からなるスクリーン印刷版におい
て、版被膜にインキを吐出する開口部のパターンとイン
キが吐出しない凹部のパターンが形成されており、かつ
その凹部のパターンが版被膜の被印刷体に接触する面に
設けられていることを特徴とするスクリーン印刷版。 ２．同一の被印刷体に複数回スクリーン印刷することに
よりパターンを形成するスクリーン印刷方法において、
上記１に記載の印刷版を用い、被印刷体上のスクリーン
印刷により形成されたパターンの少なくも一部に前記凹
部の少なくも一部を重ねてスクリーン印刷を行うことに
よりパターン形成することを特徴とするスクリーン印刷
方法。 ３．基板上にスクリーン印刷によりマトリックス配線を
形成する工程を含む画像表示装置の形成方法において少
なくもその一部を上記２に記載のスクリーン印刷方法を
用いることを特徴とする画像表示装置の製造方法。 ４．上記３記載の方法を用いて形成された画像表示装
置。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
を説明する。図３にストライプの配線パターンのスクリ
ーン印刷版の平面図を示す。ここで３０１は版枠、３０
２はスクリーンメッシュ、３０３は版パターンの開口部
である。版断面を図４に示す。ここで図の上側がスキー
ジ面であり、下側が被印刷面の接触する面である。図４
（ａ）は版作製前の状態を示し、４０１は紗の糸であ
り、４０２は感光性乳材を示す。図４（ｂ）は露光・現
像を行って開口部４０３が作製された状態を示してい
る。

【００１５】本発明者はこのストライプパターンにて配
線を積層した場合に配線が積層により太らない、すなわ
ち積層により印刷時の位置精度が劣化しない版およびそ
れを用いた印刷方法を見出した。これは第一の配線が形
成されると、次からは配線の凸形状がストライプの版被
膜開口部に重なり、強制的に配線位置に開口部位置がな
らうためである。これを模式的に示したものが図４
（ｃ）である。４０５は配線を示す。本発明はこの原理
を応用したものであり、複数のパターンを大面積にわた
り積層形成するときに極めて有効である。

【００１６】図１に本発明によるスクリーン印刷版の平
面図を示す。１０１は版枠、１０２はスクリーンメッシ
ュ、１０３は版パターン、１０４は凹部パターンを示
す。ここではストライプの配線が直交したパターンを用
いているが、パターンはこれに限定されるものではな
い。直交したパターンはストライプ配線を直交させて積
層することにより得ることができる。

【００１７】図２に図１の版断面図を示す。図２（ａ）
は図１のＡ−Ａ’断面を示し、版パターンの開口部が形
成されているが、図２（ｂ）に示す図１のＢ−Ｂ’の断
面は被印刷面側に凹部が形成されている。Ｂ−Ｂ’の凹
部パターンは第一のストライプ配線パターンと同様であ
り、Ａ−Ａ’の開口部は第二の直交するストライプ配線
のパターンである。

【００１８】紗はステンレス製、線径１６μｍ〜２８μ
ｍ、メッシュ数は３２５〜５００、乳材厚１０〜４０μ
ｍが例示されるが、紗の仕様はインキの特性とパターン
のサイズにより異なるものであり、特に限定されるもの
ではない。

【００１９】このようなスクリーン印刷版を用い、本発
明の版を作製するには版被膜である感光性乳材をスクリ
ーンに塗布し、露光・現像を２回行うことにより形成で
きる。第一の乳材の露光は印刷したいパターン（第二の
配線パターン）を用いて行う（開口部の形成）。現像後
さらに乳材を塗布し、第一の配線と第二の配線を重ね合
わせたパターンを用いて露光・現像を行う（凹部の形
成）。二回目の露光時のアライメントはあらかじめ形成
してある開口部をマーカーにすることができる。

【００２０】乳材の塗布はバケット塗布法、スピンナー
塗布法、フローコーター法のいずれでもよい。また紗に
乳材を塗布せず、感光膜をスクリーン版上に転写して感
光する直間法と呼ばれる方法でも何ら問題はない。

【００２１】本発明は印刷機に限定されるものではない
が、凹部が被印刷体上に形成された配線パターンになら
うためには印刷機の繰り返し印刷精度がよいことが望ま
しい。ここでは印刷領域に対して±５μｍ以内のステー
ジ繰り返し位置精度の印刷機が好ましい。

【００２２】図５に従来の印刷方法による直交パターン
と本発明の印刷方法による直交パターンの印刷位置精度
を示す。従来の印刷方法によるものが版の不均一な伸張
により印刷パターン（ａ）が歪んでいるのに対し、本発
明の印刷パターン（ｂ）は歪みがない。

【００２３】次に、本発明の印刷方法による画像表示装
置の形成例として表面伝導型電子放出素子を用いた画像
表示装置の作成方法を説明する。

【００２４】本出願人は先に米国特許５，０６６，８８
３において一対の素子電極間に電子を放出せしめる微粒
子を分散配置させた表面伝導型電子放出素子を提案し
た。この電子放出素子は従来の表面伝導型電子放出素子
に対し、電子放出位置をより精密に制御できる。この表
面伝導型電子放出素子の典型的な素子構成を図７に示
す。図７（ａ）は素子構成の平面図、図７（ｂ）は素子
構成の断面を示す。本図において８０１は絶縁性基板、
８０２，８０３は電気的接続を得るための素子電極、８
０４は分散配置された微粒子導電材からなる導電性薄膜
である。この表面伝導型電子放出素子において、前記一
対の素子電極の間隔Ｌ１は０．０１μｍ〜１００μｍ、
導電性薄膜８０４の電子放出部のシート抵抗は１×１０
² Ω／□〜１×１０⁷ Ω／□が適当である。また素子電
極は微粒子導電材からなる薄膜と電気的な接続を保つた
めにその膜厚ｄを２００ｎｍ以下に薄く形成するのが望
ましい。

【００２５】この表面伝導型電子放出素子は構造が単純
で製造も容易であることから、大面積にわたって多数素
子を配列形成できる利点がある。多数配列する方法とし
ては電子放出素子をＸ方向およびＹ方向に行列上に配列
し、同じ行に配された複数の電子放出素子の電極の一方
を、Ｘ方向の配線に接続し、同じ列に配された複数の電
子放出素子の電極の一方をＹ方向の配線に接続する単純
マトリックス配線が挙げられる。このような電子源基板
を真空容器内に配置し、真空容器内の素子のほぼ垂直上
にフェースプレートを設ける。電子放出部から得られた
電子線をフェースプレートの蛍光体に照射することによ
って蛍光体を発光させ、画像表示装置として用いること
ができる。

【００２６】上記電子源基板の形成について、本発明の
方法を適用した例を図６を用いて説明する。図中、基板
は不図示の絶縁性基板であり、スパッタ法により金属薄
膜成膜後、ホトリソエッチング法により素子電極６０
１，６０２を形成する（ａ）。次に素子電極６０１を接
続するように下配線（行方向配線）６０３を銀ペースト
を用いてスクリーン印刷法により印刷し（ｂ）、これを
焼成する（例えば焼成温度５５０℃、ピーク保持時間１
５分）。次にガラスを主成分とする絶縁層６０４を本発
明によりスクリーン印刷法により印刷する（ｃ）。この
ときのスクリーン印刷版の凹部のパターンは下配線のパ
ターンを用いる。

【００２７】絶縁層６０４は下配線６０３に直交した帯
状の絶縁層であるが、部分的に切り欠きを有しており、
この切り欠き部６０５を介して上配線（列方向配線）と
素子電極６０２と電気的に接続する。絶縁層のペースト
材料は例えばＰｂＯを主成分としたガラスバインダーを
混合したペーストである。前記と同様の焼成（焼成温度
５５０℃、ピーク保持時間は１５分間）を行う。この絶
縁膜形成工程は２回繰り返し行う。

【００２８】次に上配線６０６を絶縁層６０４上に本発
明のスクリーン印刷法により形成する（ｄ）。上配線は
帯状のパターンであり、素子電極６０２と電気的に接続
されるようにする。このときのスクリーン印刷版の凹部
のパターンは絶縁層６０４と下配線６０３を重ねあわせ
たパターンを用いる。続いて導電性薄膜６０７として有
機金属溶液を塗布し、焼成を行い金属微粒子からなる薄
膜を形成後、パターニングをホトリソグラフィにより行
い形成する（ｅ）。形成された電子源基板は上配線２４
０本、下配線４８０が層間絶縁層を介してマトリックス
状に配置され、表面伝導型電子放出素子を１１５２５０
素子有するものである。

【００２９】この電子源基板に外枠、蛍光体等が形成さ
れているフェースプレート等を用いて真空外囲器を組み
立て、駆動回路を付与し画像表示装置を作成する（図
８）。図８において、７０は電子源基板、７１は素子電
極、７２，７３はそれぞれＹ配線およびＸ配線、７４は
電子放出部、８１はリアプレート、８２は支持枠、８
３，８４，８５はそれぞれガラス基板、蛍光体（膜）、
メタルバックでフェースプレート８６を形成し、フェー
スプレート８６、支持枠８２、リアプレート８１で外囲
器８８を形成している。

【００３０】このようにして作成された画像表示装置は
マトリックス配線の位置精度が良好なため、歩留まりが
よい。フェースプレートとの位置関係に不均一性がなく
電子線のビームずれが発生しない等の長所がある。

【００３１】

【実施例】

実施例１ 図１に示すようなスクリーン印刷版を作成した。図２に
版断面図を示す。Ａ−Ａ’の断面は開口部が形成されて
いるが、Ｂ−Ｂ’の断面は被印刷面側に凹部が形成され
ている。Ｂ−Ｂ’の凹部パターンは図３に示すストライ
プのパターンと同様であり、Ａ−Ａ’の開口部は第二の
直交するする側の配線のパターンである。凹部の線幅は
１００μｍでピッチは３００μｍ、本数は４８０本。開
口部の線幅は４００μｍでピッチは７００μｍで本数は
２４０本である。紗はステンレス製、線径２３μｍ、メ
ッシュ数は４００である。第一の配線用の版乳材厚は１
５μｍ、本発明による第二の配線用の乳材厚は２５μｍ
とした。

【００３２】このようなスクリーン印刷版は以下のよう
にして作成した。まずアルミ製の版枠に紗張りした後、
乳材をバケット塗布した。版枠は７５０ｍｍ×７５０ｍ
ｍである。乳材厚１５μｍに塗布した後露光・現像を行
い、開口部を形成した。次にまた乳材を塗布して、乳材
厚を２５μｍとした後露光・現像して凹部を形成した。

【００３３】このように形成したスクリーン印刷版にて
直交配線を形成した。印刷機はマイクロテック社製ＭＴ
５００を使用し、インキ粘度４０万ｃｐｓの銀ペース
ト、版ギャップを２ｍｍ、スキージ速度を８０ｍｍ／ｓ
とした。被印刷体はソーダライムガラスを用いた。第一
の配線を印刷後、５５０℃で焼成した。続いて第二の配
線を同様に印刷して焼成した。第二の配線を印刷する際
にはあらかじめダミー基板にて配線パターンを印刷し、
印刷機のステージを調整して第一の配線に対するアライ
メントを行ったのち印刷した。このようにして形成した
配線パターンを測長機にて測定した。図５に示すように
従来のスクリーン印刷に対して本発明の印刷によれば印
刷領域での不均一な伸長がなく、良好な位置精度が得ら
れた。

【００３４】実施例２ この実施例は、前述の表面伝導型電子放出素子を用いた
図８の画像形成装置の作製に本発明の印刷方法を適用し
た例である。ソーダライムガラス上にスパッタ法により
Ｐｔ薄膜を製膜した後、ホトリソエッチング法により素
子電極を形成した。Ｐｔの膜厚は４００オングストロー
ムであり、またガラスとの密着性を得るためにＴｉ薄膜
が下引き層として８０オングストローム形成されてい
る。素子電極間隔は２０μｍであり、図６の素子電極６
０１の長さは２００μｍ、素子電極６０２は３００μｍ
である。次に素子電極６０１を接続するように下配線
（行方向配線）６０３を銀ペーストを用いてスクリーン
印刷法により印刷し、これを焼成した（焼成温度５５０
℃、ピーク保持時間１５分）。配線幅は１００μｍであ
り、配線厚さは１０μｍであった。なお基板のソーダラ
イムガラスは印刷後の焼成工程で熱収縮しないようにあ
らかじめ熱処理ししてある。

【００３５】このように形成された電子源基板に支持枠
と、蛍光体等が形成されているフェースプレートを用い
て真空外囲器を組み立てて、駆動回路を付与して画像表
示装置を作成した。この画像表示装置で画像表示を行っ
たところ、良好な画像を得ることができた。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、スクリー
ン印刷での不均一な伸長を抑制し、精度のよい印刷を行
うことができる。積層の印刷には本発明は極めて有効で
あり、この印刷法を用いればマトリックス配線等を精度
よく、しかも歩留まりよく形成することができ、このよ
うな配線を用いた良好な画像表示装置を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のスクリーン版の一例を示す平面図であ
る。

【図２】本発明のスクリーン版の一例を示す断面図であ
る。

【図３】従来のスクリーン版の一例を示す平面図であ
る。

【図４】従来のスクリーン版の一例を示す断面図であ
る。

【図５】本発明および従来のスクリーン印刷により印刷
したパターンの寸法の比較を表わす図である。

【図６】電子源基板の形成プロセスを示す平面図であ
る。

【図７】表面伝導型電子放出素子の構成を示す平面図で
ある。

【図８】画像表示装置の構成を示す模式的斜視図であ
る。

【図９】スクリーン印刷におけるインキの吐出を示す図
である。

【符号の説明】 ７０ 電子源基板 ７１ 素子電極 ７２ Ｙ配線 ７３ Ｘ配線 ７４ 電子放出部 ８１ リアプレート ８２ 支持枠 ８３ ガラス基板 ８４ 蛍光体 ８５ メタルバック ８６ フェースプレート ８８ 外囲器 １０１ 版枠 １０２ スクリーンメッシュ １０３ 版パターン １０４ 凹部パターン ２０１ 紗の糸 ２０２ 感光性乳材 ２０３ 開口部 ２０４ 凹部 ３０１ 版枠 ３０２ スクリーンメッシュ ３０３ 版パターン ４０１ 紗の糸 ４０２ 感光性乳材 ４０３ 開口部 ４０５ 配線 ６０１，６０２ 素子電極 ６０３ 下配線 ６０４ 絶縁層 ６０５ 切り欠き部 ６０６ 上配線 ６０７ 導電性薄膜 ８０１ 絶縁性基板 ８０２，８０３ 素子電極 ８０４ 導電性薄膜 ８０５ 電子放出部 １００２ 版枠 １００３ スクリーンメッシュ １００７ スキージ １０１６ ワーク １０１７ 押圧部 １０１８ 版パターン １０１９ インキパターン １０２０ インキ １０２３ ギャップ １０２４ 張力

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｂ４１Ｍ 1/10 Ｂ４１Ｍ 1/10 // Ｈ０５Ｋ 3/12 ６１０ Ｈ０５Ｋ 3/12 ６１０Ｐ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 紗と版枠と版被膜からなるスクリーン印
   刷版において、版被膜にインキを吐出する開口部のパタ
   ーンとインキが吐出しない凹部のパターンが形成されて
   おり、かつ該凹部のパターンが版被膜の被印刷体に接触
   する面に設けられていることを特徴とするスクリーン印
   刷版。
2. 【請求項２】 同一の被印刷体に複数回スクリーン印刷
   することによりパターンを形成するスクリーン印刷方法
   において、請求項１に記載の印刷版を用い、該被印刷体
   上のスクリーン印刷により形成されたパターンの少なく
   も一部に前記凹部の少なくも一部を重ねてスクリーン印
   刷を行うことによりパターン形成することを特徴とする
   スクリーン印刷方法。
3. 【請求項３】 基板上にスクリーン印刷によりマトリッ
   クス配線を形成する工程を含む画像表示装置の形成方法
   において、少なくもその一部を請求項２に記載のスクリ
   ーン印刷方法を用いることを特徴とする画像表示装置の
   製造方法。
4. 【請求項４】 請求項３記載の方法を用いて形成された
   画像表示装置。