JP3565408B2 - スクリーン印刷装置およびスペーサー配置方法および液晶表示装置の作製方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置のギャップ制御に利用されるスペーサーを基板上に配置するためのスクリーン印刷装置およびスペーサー配置方法および液晶表示装置の作製方法に関する。
【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、光学的特性が変化することを利用した表示装置である。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程度の球状ないし棒状のスペーサーを配置し、上下電極間のギャップを一定に保つように制御されている。ここで、スペーサーの配置方法としては、一般的に、スペーサーを湿式ないし乾式状態で散布ノズルにより基板上に噴霧し、分散させる方法（散布方式）が取られている。
【０００３】
ところで、ギャップは液晶表示装置の応答速度やコントラスト，視角等に影響を与えるため、液晶表示装置の面内で均一な表示を実現するためには、ギャップの均一性が要求されるが、上述の散布方式では基板の任意の位置にスペーサーを置くことができない。そのため電極上にスペーサーが置かれた場合と電極間にスペーサーが置かれた場合ではギャップが異なり、均一性を低下させ、表示性能の面内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ーが凝集し易いため、均一分散が完全には実現できず、ギャップ制御に関して本質的な問題をもっていた。
【０００４】
そこで、基板の任意の位置にスペーサーを配置することにより、ギャップの均一性を向上させることが検討されている。例えば散布方式に変わり、スクリーン印刷を用いる方法が試みられている。スクリーン印刷を用いる方法では、溶媒中に分散されたスペーサーをスクリーン版上に置き、スクリーン版をスキージで擦ることによって、基板上にスペーサーを配置するようになっている。ここで、スクリーン版については特開平８−２５８４４４号に提案がなされ、また、スペーサーを分散させる溶媒に関しては特開平５−１７３１４７号，特開平９−３０４７７９号に提案がなされている。
【０００５】
図１１は特開平８−２５８４４４号に示されているスクリーン版を用いたスペーサー配置方法を説明するための図である。図１１（ａ）において、スクリーン版２００には、印刷版表面から印刷版裏面に向かってテーパー形状２０２の開口２０１が設けられている。ガラス基板２０５上にスペーサーを配置する場合には、開口２０１がテーパー形状をしているため、溶媒中に分散したスペーサー２０７がスキージ２１０によりスクリーン版２００の裏面側の開口端２０４に集められ、スペーサー２０７は凝集状態となる。その状態のまま、開口端２０４から最初のスペーサー２０８が押し出される。従って、開口２０１に対応した場所に、最初に押し出されたスペーサー２０８が置かれる。一方、最初に押し出されたスペーサー２０８につながっていたスペーサーは開口端２０４とガラス基板２０５との間隔Ｌがスペーサー２０７の大きさ以下に設定されているため、開口端２０４とガラス基板２０５の間に入ることができない。その結果、最初に押しだされたスペーサー２０８のみが開口２０１から押し出された形となり、ガラス基板２０５上に配置されるスペーサー２０８は、図１１（ｂ）に示すように凝集しないでガラス基板２０５上に配置される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のスペーサー配置方法では、液晶表示装置の基板として、柔軟性のあるプラスチック基板が用いられる場合、図１２に示すような欠点が生じてしまう。なお、図１２（ａ）において、スクリーン版３００には、図１１と同様のもの，すなわち、印刷版表面から印刷版裏面に向かってテーパー形状３０２の開口３０１が設けられたものが用いられている。図１２（ａ）を参照すると、スクリーン版３００の開口３０１がテーパー形状をしているため、溶媒中に分散したスペーサー３０７がスキージ３１０によりスクリーン版裏面側の開口端３０４に集められ、スペーサーは凝集状態となる。その状態のまま、開口端３０４から最初のスペーサー３０８が押し出される。スキージ３１０はさらに印刷方向へ移動し続けるため、スキージ３１０は開口端３０４に凝集したスペーサー３０７を開口３０１のテーパー形状３０２に沿って移動させ、開口端３０４から押し出された最初のスペーサー３０８をプラスチック基板３０５へ押し込もうとする応力（図中の応力Ｆ）が発生する。基板が図１１に示したようなガラス基板の場合は剛性があるため、応力Ｆによる表面の変形は起きないが、プラスチック基板３０５の場合は柔軟性があるため、スキージ３１０によって発生した応力Ｆによって（つまり押し出されたスペーサー３０８によって）プラスチック基板３０５表面に大きな凹み３０６が作られる。凹み３０６は、開口端３０４とプラスチック基板３０５の間隔Ｌをガラス基板の場合よりも大きくする方向に作用し、開口端３０４とプラスチック基板３０５の間に大きな空隙を生じさせる。その空隙がスペーサー２個以上の体積になると、開口端３０４から最初のスペーサー３０８につながった状態で次のスペーサーも押し出されてしまう。その結果、プラスチック基板３０５上には、図１２（ｂ）に示すように、開口３０１に対応した場所に、凝集したスペーサー３０９が配置されてしまう。
【０００７】
これらの凝集したスペーサー３０９は、ギャップの均一性を低下させるため、表示性能が低下してしまう。またスペーサーが凝集するためギャップ確保のために必要なスペーサー量が増加し、液晶表示装置のコストアップにつながっていた。なお、凹み３０６を発生させないためにスキージの押し込み量を低減し、スペーサーの凝集を抑制することが考えられるが、その場合はスペーサーがスクリーン版裏面側の開口端に集められにくくなり、プラスチック基板上において、開口に対応した位置にスペーサーが配置されない箇所が多く発生し、この場合にもギャップ均一性が低下してしまう。
【０００８】
本発明は、溶媒中に分散されたスペーサーをスクリーン版上に置き、スクリーン版をスキージで擦ることによって、基板上にスペーサーを配置する際に、すなわち、スクリーン印刷によって基板上にスペーサーを配置する際に、基板がプラスチック基板である場合にも、基板上にスペーサーを凝集させず、また、スペーサーを所定位置に確実に配置させ、液晶表示装置のギャップの均一性を確保することの可能なスクリーン印刷装置およびスペーサー配置方法および液晶表示装置の作製方法を提供することを目的としている。
【０００９】
また、本発明は、スクリーン版とスキージとの位置ズレを小さくする機構を有するスクリーン印刷装置を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、溶媒中に分散されたスペーサーをスクリーン版上に置き、スクリーン版をスキージで擦ることによって、基板上にスペーサーを配置するスクリーン印刷装置において、スキージは、スキージの長手方向で印刷方向の下流側の面にスキージ長手方向に沿ってピッチＰの三角波形状の凹凸構造を有し、また、スクリーン版は、平坦な表面に複数の垂直形状の開口を有しており、スクリーン版の開口は、スキージの長手方向において、スキージの三角波形状の凹凸構造のピッチＰと同じピッチで配置されていることを特徴としている。
【００１１】
また、請求項２記載の発明は、請求項１記載のスクリーン印刷装置において、スキージの長手方向で印刷方向の下流側の面にある三角波形状の凹凸構造の高さは、スペーサーの大きさの３倍以上であることを特徴としている。
【００１２】
また、請求項３記載の発明は、請求項１または請求項２記載のスクリーン印刷装置において、スキージがスクリーン版を擦る際に、スキージの長手方向で印刷方向の下流側の面にある三角波形状の凹凸構造の谷部の位置がスクリーン版上の開口のスキージ長手方向の位置と合うように、スキージおよび／またはスクリーン版の位置を調整する位置調整機構を有していることを特徴としている。
【００１３】
また、請求項４記載の発明は、請求項３記載のスクリーン印刷装置において、スキージの長手方向で印刷方向の下流側の面にある三角波形状の凹凸構造の谷部の位置とスクリーン版上の開口のスキージ長手方向の位置との位置ズレを検出する検知機構と、位置ズレに対応した信号を発生する信号発生機構とをさらに有し、信号発生機構で発生した信号を位置調整機構に帰還して位置ズレを修正するようになっていることを特徴としている。
【００１４】
また、請求項５記載の発明は、請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載のスクリーン印刷装置を用いて、プラスチック基板上へスペーサーを配置することを特徴としている。
【００１５】
また、請求項６記載の発明は、請求項５記載のスペーサー配置方法を用いて、プラスチック基板上へスペーサーを配置し、対向する電極間のギャップを制御することを特徴としている。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本願の発明者は、スクリーン印刷によって（すなわち、溶媒中に分散されたスペーサーをスクリーン版上に置き、スクリーン版をスキージで擦ることによって、基板上にスペーサーを配置する仕方によって）プラスチック基板上へスペーサーを配置する方法を検討した結果、従来の欠点であるプラスチック基板上でのスペーサーの凝集が、スキージがスクリーン版を擦る間（つまり印刷中）に、絶えずスペーサーがスキージによってスクリーン版の開口のテーパーに沿ってプラスチック基板へ押し込まれることによって起きることを見出した。
【００１７】
そこで、スキージに特殊の構造を付加し、スキージのみの作用により、スペーサーをスクリーン版の開口へと容易にかき集めることを可能にし、さらにスクリーン版の開口からテーパーを取り除くことによって、印刷中に絶えず、スペーサーがスキージにより、開口のテーパーに沿ってプラスチック基板へ押し込まれることを抑制し、最終的にはプラスチック基板上でのスペーサーの凝集を抑えることができることを見出し、本発明を完成させた。
【００１８】
すなわち、本発明のスクリーン印刷装置は、溶媒中に分散されたスペーサーをスクリーン版上に置き、スクリーン版をスキージで擦ることによって、基板上にスペーサーを配置するものであって、スキージは、スキージの長手方向で印刷方向の下流側の面にスキージ長手方向に沿ってピッチＰの三角波形状の凹凸構造を有し、また、スクリーン版は、平坦な表面に複数の垂直形状の開口を有しており、スクリーン版の開口は、スキージの長手方向において、スキージの三角波形状の凹凸構造のピッチＰと同じピッチで配置されていることを特徴としている。
【００１９】
本発明では、予めスキージの三角波形状の凹凸構造の谷部がスクリーン版上にあるスキージ長手方向の開口上を擦るように、スキージとスクリーン版の位置を合わせておくと、スキージが印刷方向へ移動し始めるとき、スクリーン版上の溶媒に分散されたスペーサーは、スキージの三角波形状の凹凸構造に当たり、三角波形状の凹凸構造の谷部へ掻き集められ、スキージの谷部に集められたスペーサーは、スキージが印刷方向へ動く間に、スキージの三角波形状の凹凸構造の谷部が、スクリーン版表面の開口上を通るため、掻き集められたスペーサーの内、最初の１個のスペーサーが開口の開口端を通して、プラスチック基板上へ配置される。ここで、開口は垂直形状をしているため、スキージが印刷中に三角波形状の凹凸構造の谷部にあるスペーサーを圧す応力は、印刷方向と同じになり、プラスチック基板上に最初に配置されたスペーサーは、プラスチック基板へ押し込まれず、スクリーン版の開口端とプラスチック基板との間隔は大きくならない。その結果、スクリーン版とプラスチック基板の間には、スペーサーが１個のみしか入れず、最初に配置されたスペーサーのみがスクリーン版の開口に対応した位置に置かれる。よって、プラスチック基板上でのスペーサーの凝集を抑制できる。
【００２０】
このように、本発明のスクリーン印刷装置を用い、プラスチック基板にスペーサーを配置することにより、スペーサーを凝集させず、その結果、プラスチック基板からなる液晶表示装置の表示品質の面内バラツキを抑制し、コストを低減させることができる。
【００２１】
さらに、本発明のスクリーン印刷装置は、スキージの長手方向で印刷方向の下流側の面にある三角波形状の凹凸構造の高さがスペーサーの大きさの３倍以上となっている。この場合には、印刷中にスキージの三角波形状の凹凸構造の谷部に効率的にスペーサーを集めることができる。
【００２２】
また、本発明のスクリーン印刷装置は、スキージがスクリーン版を擦る際に、スキージの長手方向で印刷方向の下流側の面にある三角波形状の凹凸構造の谷部の位置がスクリーン版上の開口のスキージ長手方向の位置と合うように、スキージおよび／またはスクリーン版の位置を調整する位置調整機構を有している。この場合には、位置調整機構を動かすことによって、容易に、スキージの三角波形状の凹凸構造の谷部がスクリーン版上にあるスキージ長手方向の開口上を擦るようにできる。
【００２３】
本発明のスクリーン印刷装置は、さらに、スキージの長手方向で印刷方向の下流側の面にある三角波形状の凹凸構造の谷部の位置とスクリーン版上の開口のスキージ長手方向の位置との位置ズレを検出する検知機構と、位置ズレに対応した信号を発生する信号発生機構とをさらに有し、信号発生機構で発生した信号を前記位置調整機構に帰還して位置ズレを修正するようになっている。この場合、スクリーン印刷前またはスクリーン印刷中に、自動的に、スキージの三角波形状の凹凸構造の谷部の位置とスクリーン版上にあるスキージ長手方向の開口の位置との位置ズレを検知機構により検出し、信号発生機構を介して位置ズレ量を位置調整機構にフィードバックすることで、スキージの三角波形状の凹凸構造の谷部の位置とスクリーン版上にあるスキージ長手方向の開口の位置とを合わせることが可能になる。
【００２４】
また、本発明のスペーサー配置方法は、上記のスクリーン印刷装置を用いて、プラスチック基板上へスペーサーを配置することを特徴とし、また、本発明の液晶表示装置の作製方法は、上記のスペーサー配置方法を用いて、プラスチック基板上へスペーサーが配置し、対向する電極間のギャップを制御することを特徴としている。
【００２５】
図１乃至図３は本発明に係るスクリーン印刷装置の一構成例を示す。なお、図１はスクリーン印刷装置の全体を示す図である。また、図２（ａ），（ｂ），（ｃ）は図１のスキージ１１０の正面図，底面図，側面図をそれぞれ示す図である。すなわち、図２（ａ）は図１のスキージ１１０を矢印Ａの方向から見た図、図２（ｂ）は図１のスキージ１１０を矢印Ｂの方向から見た図、図２（ｃ）は図１のスキージ１１０を矢印Ｃの方向から見た図である。また、図３は図１のスクリーン版１００の表面側から見た平面図である。
【００２６】
また、図４，図５は本発明のスクリーン印刷装置を用い、スペーサーを配置する様子を示す図である。なお、図４はスクリーン版１００の表面側から見た平面図であり、図５はスクリーン版１００の側面から見た側面図である。
【００２７】
図１を参照すると、スクリーン印刷装置は、スキージ１１０と、スクリーン版１００とにより構成されている。ここで、スキージ１１０の面の内、スキージの長手方向で、かつ印刷方向に対し下流側にある面１１０ａを、「スキージの長手方向で印刷方向の下流側の面」とすると、スキージ１１０は、スキージ１１０の面の内、スキージの長手方向で印刷方向の下流側の面１１０ａに長手方向に沿って凹凸構造１１１を有している（図２参照）。
【００２８】
凹凸構造１１１は三角波形状をしており、山部１１２と谷部１１３とがピッチＰで繰り返されている。また、凹凸構造１１１の高さＨとして、山部１１２と谷部１１３との高さの差が示されており、また、凹凸構造１１１の角度θとして、三角波形状の頂点の角度が示されている。
【００２９】
また、スクリーン版１００は、図３に示すように、表面が平坦になっており、表面上に複数の垂直形状の開口１０１が設けられている。ここで、開口１０１は、スキージ１１０の長手方向において、ピッチＰ’で配置されており、ピッチＰ’は、スキージ１１０の長手方向で印刷方向の下流側の面１１０ａにある三角波形状の凹凸構造１１１のピッチＰと同じ（Ｐ’＝Ｐ）となっている。
【００３０】
このような構成のスクリーン印刷装置では、スキージ１１０，スクリーン版１００を用いたスクリーン印刷装置により、スクリーン版１００上に置かれた溶媒中に分散したスペーサー１０７をスキージ１１０の長手方向の角でスクリーン版１００を擦る（スキージ１１０が印刷方向へ移動する）ことによって、スクリーン印刷装置に保持されたプラスチック基板１０５上に、スクリーン版１００の裏面側の開口１０１の開口端１０４を通して、スペーサー１０７を配置するようにしている。
【００３１】
より具体的な処理動作を図４，図５を用いて説明する。先ず、スキージ１１０の長手方向で印刷方向の下流側の面１１０ａにある三角波形状の凹凸構造１１１のピッチＰとスクリーン版１００上においてスキージ長手方向にある開口１０１のピッチＰ’とが同じであるので、予めスキージ１１０の三角波形状の凹凸構造１１１の谷部１１３が、スクリーン版１００上にあるスキージ長手方向の開口１０１上を擦るように、スキージ１１０とスクリーン版１００との位置を合わせておく。
【００３２】
スキージ１１０には、スキージ長手方向で印刷方向の下流側の面１１０ａに、スキージ長手方向に沿って三角波形状の凹凸構造１１１がある。そのため、スキージ１１０が印刷方向へ移動し始めると（スクリーン版１００を擦る初期において）、スクリーン版１００上の溶媒に分散されたスペーサー１０７はスキージ１１０の三角波形状の凹凸構造１１１に当たり、三角波形状の凹凸構造１１１の谷部１１３へかき集められる。なお、後述するプラスチック基板１０５上へのスペーサー配置の段階において、開口１０１に対応した位置にスペーサー１０８（１０７）を確実に置くために、スキージ１１０に三角波形状の凹凸構造１１１の谷部１１３に、ある程度の量のスペーサーを集めておく必要がある。
【００３３】
このようにして、スキージ１１０の凹凸構造１１１の谷部１１３に集められたスペーサー１０７は、スキージ１１０が印刷方向へ移動する間に、スキージ１１０の三角波形状の凹凸構造１１１の谷部１１３がスクリーン版１００表面の開口１０１上を通るため、かき集められたスペーサー１０７の内、最初の１個スペーサー１０８が開口１０１の開口端１０４を通して、プラスチック基板１０５上へ配置される。ここで、開口１０１は垂直形状をしているため、スキージ１１０が印刷中に三角波形状の凹凸構造１１１の谷部１１３にあるスペーサー１０７を圧す応力Ｆは，印刷方向と同じ方向となり、従来例で問題となったプラスチック基板へスペーサーを押し込もうとする方向には働かない。
【００３４】
その結果、スペーサー１０７のうち、プラスチック基板１０５上に最初に配置されたスペーサー１０８は、プラスチック基板１０５へ押し込まれず、スクリーン版１００の開口端１０４とプラスチック基板１０５との間隔Ｌは大きくならない。通常、間隔Ｌはスペーサーの大きさよりも小さく設定されているため、スクリーン版１００とプラスチック基板１０５との間には、スペーサーが１個のみしか入れず、最初に配置された１個のスペーサー１０８のみがスクリーン版１００の開口１０１に対応した位置に置かれる。従って、プラスチック基板１０５上でのスペーサーの凝集を抑制できる。
【００３５】
ここで、スキージ１１０の長手方向で印刷方向の下流側の面１１０ａにある三角波形状の凹凸構造１１１の構造、特に、凹凸構造１１１の高さＨ，角度θが重要になる。例えば凹凸構造１１１の高さＨが小さすぎる場合、スキージ１１０の三角波形状の凹凸構造１１１の谷部１１３に集められたスペーサー１０７は印刷中に凹凸構造１１１の谷部１１３からあふれ出し、開口１０１に対応した位置にスペーサーを確実に置くための必要量が凹凸構造１１１の谷部１１３に確保されなくなる。また、スキージ１１０の三角波形状の凹凸構造１１１の角度θは、印刷速度，スペーサーの大きさ，開口の大きさ，開口の密度に依存するが、一般的に、角度θが大きすぎる場合には、スペーサー１０７がスキージ１１０の三角波形状の凹凸構造１１１の谷部１１３に効率的に集められなくなる。一方、角度θが小さすぎると、スキージ１１０の三角波形状の凹凸構造１１１の高さＨが非常に大きくなり、スキージ１１０の加工が複雑になる。
【００３６】
本願の発明者は、スキージ１１０の三角波形状の凹凸構造１１１の形状を検討した結果、５個以上のスペーサー１０７が三角波形状の凹凸構造１１１の谷部１１３に集められると、良好なスペーサー配置が可能になることを見出した。５個以上のスペーサー１０７をスキージ１１０の三角波形状の凹凸構造１１１の谷部１１３に集めるためには、三角波形状の凹凸構造１１１の高さＨをスペーサー１０７の大きさの３倍以上にするのが良く、また凹凸構造１１１の角度θを４０〜１５０度にすれば、谷部１１３へ効率的にスペーサー１０７をかき集められ、かつスキージ１１０の作製も従来のスキージの材料を機械加工することによって容易に行なうことができる。
【００３７】
また、スキージ１１０の三角波形状の凹凸構造１１１のピッチＰは作製される液晶表示装置の表示モードや望まれる表示品質によって決定されるが、例えばＳＴＮモードやＴＮモードで用いられる直径５μｍのスペーサーを使用する場合は、必要とされるスペーサー密度は４０〜５００個／ｍｍ２となり、ピッチＰを４５〜１４０μｍ程度にするのが良い。なお、三角波形状の凹凸構造１１１のピッチＰが上記範囲であれば、従来のスキージの材料を機械加工することにより、希望する三角波形状の凹凸構造１１１を容易に実現できる。
【００３８】
また、スキージ１１０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問題なく、一般的にはウレタン樹脂等の高分子材料やステンレス等の金属が用いられる。
【００３９】
なお、上述の例では、スキージ１１０の三角波形状の凹凸構造１１１の山部１１２，谷部１１３の先端が頂点を形成している（三角形となっている）が、スクリーン版１００上のスペーサー１０７を凹凸構造１１１の谷部１１３にかき集めることができる構造のものであれば任意の構造で良く、例えば、山部１１２，谷部１１３の先端が丸みをもっていても（所定の曲率をもっていても）良い。
【００４０】
一方、本発明のスクリーン版１００は、スキージ１１０がスクリーン版１００に押し込まれても開口１０１のスキージ長手方向の位置を維持する必要があるため、非弾性体で構成される必要がある。すなわち、スクリーン版１００を弾性体で構成した場合、スキージ１１０の押し込みによりスクリーン版１００が著しく伸長し、開口１０１のスキージ長手方向の位置とスキージ１１０の三角波形状の凹凸構造１１１の谷部１１３の位置とが大きくずれて、良好なスペーサー配置が困難となる。
【００４１】
しかしながら、スクリーン版１００を非弾性体で構成した場合においても、スクリーン版１００は薄いため、スキージ１１０が押し込まれた場合、スクリーン版１００の若干の伸長は避けることが困難である。このような問題を回避するためには、スキージ１１０の押し込み量とスクリーン版１００の伸長との関係を事前に評価し、スキージ１１０がスクリーン版１００に押し込まれた場合に、スクリーン版１００のスキージ長手方向の開口１０１のピッチＰ’とスキージ１１０の三角波形状の凹凸構造１１１のピッチＰが初めて合うように、ピッチＰ’に位置補正をかけてスクリーン版１００を作製するか、ピッチＰに位置補正をかけてスキージ１１０を作製するのが良い。
【００４２】
なお、スクリーン版１００を非弾性体で構成する場合、スクリーン版１００としては、Ｎｉ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｃｏやそれらの合金ないしステンレス等が使用でき、エッチング法や電着法等によってスクリーン版１００を作製することができる。
【００４３】
また、スクリーン版１００の膜厚としては、開口１０１のスキージ長手方向の位置を維持し、かつ開口１０１を通してプラスチック基板１０５上にスペーサー１０８を配置するために、適切な膜厚が必要になる。また使用されるスペーサー１０７の大きさと開口１０１の深さ（つまりスクリーン版１００の膜厚）は、強い相関があるため、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直径５μｍのスペーサーを配置する場合、スクリーン版１００の膜厚を５〜３０μｍ程度にすると、プラスチック基板１０５上で、スペーサーは凝集がなく配置される。
【００４４】
また、開口１０１のスキージ長手方向のピッチＰ’は、スキージ１１０の三角波形状の凹凸構造１１１のピッチＰと合わせればよいので、例えばＳＴＮモードやＴＮモードの場合は、ピッチＰと同様に４５〜１４０μｍ程度になる。
【００４５】
さらに、スクリーン版１００の表面に設けられる開口１０１の大きさは、スペーサー１０７が横方向で１個のみ入る（つまり２個入らない）必要があるため、スペーサー１０７の大きさの１〜２倍、望ましくは１．２〜１．６倍にするのが良い。
【００４６】
例えば、ＳＴＮモード，ＴＮモードで用いられる直径５μｍのスペーサーの場合は、開口１０１の大きさは、開口形状のバラツキを考慮し、直径を６〜８μｍ程度にするのが良い。
【００４７】
また、上述の例では、スキージ１１０の三角波形状の凹凸構造１１１のピッチＰ，およびスクリーン版１００のスキージ長手方向の開口１０１のピッチＰ’が一定であるが、ＰとＰ’は一致すれば良いだけなので、これらは一定である必要はない。
【００４８】
例えば、スキージ１１０の三角波形状の凹凸構造１１１のピッチＰがｐ１，ｐ２，…，ｐｎ（ｐ１，ｐ２，…，ｐｎ＝定数）の繰返しで構成されている場合、スクリーン版１００のスキージ長手方向の開口１０１のピッチＰ’も、ｐ１，ｐ２，…，ｐｎの繰返しで構成されていれば良く、Ｐ，Ｐ’は必ずしも一定のものでなくとも良い。
【００４９】
さらに、図１に示すように、スクリーン版１００の裏面に、開口１０１に対応して凹み１０３を設けると、開口１０１から多くの溶媒が凹み１０３に入り込み、スペーサー１０８をプラスチック基板１０５上に固定しやすくなるので、より望ましい。
【００５０】
ここで、凹み１０３の大きさとしては、スペーサー１０８をプラスチック基板１０５上に固定できる量の溶媒が供給される体積があれば良いので、凹み１０３の横方向の長さ（スクリーン版の印刷方向の長さ）は１０〜５０μｍとするのが良く、また凹み１０３の高さ（スクリーン版の膜厚方向の大きさ）はスペーサー１０８の大きさよりも小さい必要があり、ＳＴＮ，ＴＮモードの場合は、１〜３μｍにするのが良い。
【００５１】
なお、上述の例では、スクリーン版１００裏面に開口１０１に対応して、凹み１０３を設けているが、凹み１０３がなくても、相当数のスペーサー１０８がプラスチック基板１０５上に固定されるので、希望される液晶表示装置の表示品質によっては、凹み１０３は必ずしも必要ではない。このように、本発明のスクリーン版１００は、凹み１０３の有無に左右されるものではない。
【００５２】
さらに、上述の例では、スキージ１１０の角でスクリーン版１００を擦っているが、スキージ１００の底面でスクリーン版１００を擦っても良い。
【００５３】
図６，図７，図８は本発明に係るスクリーン印刷装置の他の構成例を示す図である。なお、図６は本発明のスクリーン印刷装置の全体を示す図である。また、図７（ａ），（ｂ），（ｃ）は図６のスキージ４１０の正面図，底面図，側面図をそれぞれ示す図である。すなわち、図７（ａ）は図６のスキージ４１０を矢印Ａの方向から見た図、図７（ｂ）は図６のスキージ４１０を矢印Ｂの方向から見た図、図７（ｃ）は図６のスキージ４１０を矢印Ｃの方向から見た図である。また、図８は図６のスクリーン版４００の表面側から見た平面図である。
【００５４】
図６，図７，図８の構成例においても、スクリーン印刷装置は、スキージ４１０と、スクリーン版４００とにより構成されているが、スキージ４１０は、図１，図２，図３の構成例に対して、スクリーン版４００に対する摺動面４１５を有している点で異なっている。すなわち、図６，図７，図８の構成例では、スキージ４１０は、摺動面４１５でスクリーン版４００を擦る構造となっている。
【００５５】
より具体的に、図６，図７，図８のスキージ４１０は、図７に示すように、スキージ４１０の面の内、長手方向で印刷方向の下流側の面４１０ａに、長手方向に沿って凹凸構造４１１を有している。凹凸構造４１１は三角波形状をしており、山部４１２と谷部４１３がピッチＰで繰り返されている。また、スキージ４１０の摺動面４１５全面にも、三角波形状の凹凸構造４１１がある。
【００５６】
また、スクリーン版４００は、図８に示すように、表面が平坦になっており、表面上に複数の垂直形状の開口４０１が設けられている。ここで、開口４０１は、スキージ４１０の長手方向において、ピッチＰ’で配置されており、ピッチＰ’はスキージ４１０の長手方向で、印刷方向の下流側の面にある三角波形状の凹凸構造４１１のピッチＰと同じ（Ｐ’＝Ｐ）となっている。また、スクリーン版４００の裏面側には、開口４０１に対応し、凹み４０３が設けられている。
【００５７】
図１，図２，図３の構成例のように、スキージ１１０の角で、スクリーン版１００を擦る場合、スキージ１１０のスクリーン版１００への押し込み量が大きいと、スキージ１１０の三角波形状の凹凸構造１１１の山部１１２に大きな押し込み圧が加わり、三角波形状の凹凸構造１１１の山部１１２が早く摩耗してしまう。
【００５８】
また、押し込み量が小さいと、スキージ１１０の三角波形状の凹凸構造１１１の谷部１１３とスクリーン版１００の間に隙間が生じ、谷部１１３に集められたスペーサー１０７が前記の隙間を通って、スキージの印刷方向の上流側に逃げる可能性がある。
【００５９】
これに対し、図６，図７，図８の構成例では、スキージ４１０は摺動面４１５でスクリーン版４００を擦るため、スキージ４１０の三角波形状の凹凸構造４１１には分散された押し込み圧がかかるだけである。これにより、スキージ４１０の三角波形状の凹凸構造４１１の摩耗を抑制することができる。
【００６０】
また、スキージ４１０の三角波形状の凹凸構造４１１の谷部４１３とスクリーン版４００との間に、隙間が生じないため、谷部４１３に集められたスペーサー４０７がスキージ４１０の印刷方向の上流側に逃げず、より効率的なスペーサー配置が実現できる。
【００６１】
また、図９は本発明に係るスクリーン印刷装置の他の構成例を示す図である。なお、図９はスクリーン印刷装置をスクリーン版５００の表面側から見た図である。図９の構成例では、スクリーン印刷装置は、スキージ５１０と、スクリーン版５００とにより構成されている。ここで、スキージ５１０は、スキージ５１０の面の内、長手方向で印刷方向の下流側の面５１０ａに，長手方向に沿って凹凸構造５１１を有している。凹凸構造５１１は三角波形状をしており、山部５１２と谷部５１３がピッチＰで繰り返されている。
【００６２】
また、スクリーン版５００は、表面が平坦になっており、表面上に複数の垂直形状の開口５０１が設けられている。開口５０１は、スキージ５１０の長手方向において、ピッチＰ’で配置されており、ピッチＰ’はスキージ５１０の長手方向で、印刷方向の下流側の面にある三角波形状の凹凸構造５１１のピッチＰと同じ（Ｐ’＝Ｐ）となっている。
【００６３】
さらに、図９の構成例では、スキージ５１０がスクリーン版５００を擦る際に、スキージ５１０の三角波形状の凹凸構造５１１の谷部５１３の位置がスクリーン版５００上にあるスキージ長手方向の開口５０１の位置と合うように、スクリーン版５００の位置を調整する位置調整機構５２０が設けられている。
【００６４】
図９の構成例では、位置調整機構５２０によって、スクリーン版５００をスキージ長手方向で位置調整し、容易にスキージ５１０の三角波形状の凹凸構造５１１の谷部５１３がスクリーン版５００上にあるスキージ長手方向の開口５０１上を擦るようにできる。そのためスクリーン版５００やスキージ５１０をスクリーン印刷装置から取り外し、再度取り付ける場合においても、位置調整機構５２０を用いた短時間の調整により、スキージ５１０とスクリーン版５００の位置合わせが実現でき、スペーサーを配置するためのスクリーン印刷装置の段取り時間の短縮化を計ることができる。
【００６５】
また、実際のスペーサー配置においては、初期に試し刷りを行ない、試し刷りされたプラスチック基板において、スペーサーの配置状況を観察することによって、スキージ５１０の三角波形状の凹凸構造５１１の谷部５１３とスクリーン版５００上にあるスキージ長手方向の開口５０１との位置ズレを評価し、位置ズレがある場合は、調整機構５２０によってスクリーン版５００をスキージ５１０の長手方向で動かすことで、スキージ５１０とスクリーン版５００を容易に位置合わせができ、良好なスペーサー配置を実現するための印刷初期の段取り時間を短縮できる。
【００６６】
なお、上述の例では、位置調整機構５２０によりスクリーン版５００をスキージ５１０の長手方向で位置調整を行なっているが、位置調整機構５２０はスキージ５１０をスキージ５１０の長手方向で位置調整するものであっても良く、また、スクリーン版５００，スキージ５１０の両方をスキージ５１０の長手方向で位置調整するものであっても良い。
【００６７】
また、図１０は本発明に係るスクリーン印刷装置の他の構成例を示す図である。なお、図１０はスクリーン印刷装置をスクリーン版６００の表面側から見た図である。
【００６８】
図１０の構成例では、スクリーン印刷装置は、スキージ６１０がスクリーン版６００を擦る際に、スキージ６１０の三角波形状の凹凸構造６１１の谷部６１３の位置が、スクリーン版６００上のスキージ長手方向の開口６０１の位置と合うように、スクリーン版６００の位置を調整する位置調整機構６２０を有しており、さらに、スキージ６１０の三角波形状の凹凸構造６１１の谷部６１３の位置とスクリーン版６００上のスキージ長手方向の開口６０１の位置との位置ズレを検出する検知機構６２１と、前記の位置ズレに対応した信号を発生する信号発生機構６２２とを有し、信号発生機構６２２で発生した信号を位置調整機構６２０に帰還して前記位置ズレを修正するようになっている。
【００６９】
図１０の構成例では、スクリーン印刷前またはスクリーン印刷中に自動的にスキージ６１０の三角波形状の凹凸構造６１１の谷部６１３の位置と、スクリーン版６００上にあるスキージ長手方向の開口６０１の位置ズレを検知機構６２１により検出し、信号発生機構６２２を介し、位置ズレ量を位置調整機構６２０にフィードバックし、スキージ６１０の三角波形状の凹凸構造６１１の谷部６１３の位置と、スクリーン版６００上にあるスキージ長手方向の開口６０１の位置とを合わせることが可能になる。
【００７０】
そのため、長期において、スキージ６１０の三角波形状の凹凸構造６１１の谷部６１３の位置とスクリーン版６００上にあるスキージ長手方向の開口６０１の位置との位置ズレが起きず、長期信頼性に優れ、またスキージ６１０とスクリーン版６００の位置調整が自動的になされるため、タクトタイムの短縮が実現できる。
【００７１】
なお、図１０の例では、位置調整機構６２０によりスクリーン版６００をスキージ６１０の長手方向で位置調整を行なっているが、位置調整機構６２０は、スキージ６１０をスキージ６１０の長手方向で位置調整するものであっても良く、また、スクリーン版６００，スキージ６１０の両方をスキージ６１０の長手方向で位置調整するものであっても良い。
【００７２】
また、本発明において使用できるプラスチック基板１０５は、液晶表示素子の光の入出力側に使用される場合のみ可視光に対し透明である必要があるが、その他には材質は制限されない。プラスチック基板１０５として、一般的には、ポリカーボネイト（ＰＣ），ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ），ポリエーテルテレフタレート（ＰＥＴ），ポリイミド（ＰＩ）等が使用され、プラスチック基板１０５の厚さは０．０５〜１．５ｍｍ，望ましくは０．０７〜０．４ｍｍ程度が良い。また、プラスチック基板表面に耐溶剤層やガスバリア層が被覆されていれば、耐プロセス性が向上し、完成された液晶表示装置の信頼性が向上するので更に望ましい。
【００７３】
また、プラスチック基板１０５上に電極層を設けるための密着層や緩和層が被覆されていれば、電極層形成での電極層剥離や基板カールを抑制でき、プロセスの複雑化を防ぐことができる。
【００７４】
また、プラスチック基板の代わりに、ガラス基板，石英基板が用いられる場合にも、同様に、本発明を適用できる。すなわち、基板としてガラス基板，石英基板が用いられる場合にも、本発明のスクリーン印刷装置を用いて、スペーサーを配置しても、基板上には凝集のないスペーサーが配置される。
【００７５】
また、本発明で用いられるスペーサー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、かつ印刷前には比較的低温の加熱で蒸発する有機溶媒が使用できる。例えば、１−オクタノール、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が使用できる。
【００７６】
以上のように、本発明のスクリーン印刷装置によりプラスチック基板上にスペーサー配置を行なった場合、プラスチック基板上に凝集のないスペーサーを確実に置くことが可能となる。その結果、プラスチック基板が用いられる場合においても、均一性の高いギャップ制御が可能となる。また、プラスチック基板上で凝集するスペーサーが著しく減少するため、ギャップ制御に必要なスペーサー量が減少し、スペーサー配置のための製造コストが低減する。
【００７７】
さらに、本発明のスクリーン印刷装置により、プラスチック基板へスペーサーを配置し、ギャップ制御を行なった液晶表示装置においては、従来よりギャップの均一性が向上しているため、液晶表示装置の表示品質の内面バラツキが低減しており、良好な表示特性を持たせることができる。また、スペーサー配置の製造コストが低減することにより、完成された液晶表示装置のコストも抑制することが可能となる。
【００７８】
【実施例】
次に、本発明の実施例について説明する。
【００７９】
実施例１
実施例１では、ウレタン樹脂を機械加工し、スキージを作製した。このスキージは、スキージ長手方向で印刷方向の下流側の面に、三角波形状の凹凸構造（ピッチＰ，高さＨ，角度θ）を有している。また、Ｎｉ合金からなるスクリーン版を電着法により作製した。このスクリーン版は、スキージ長手方向にほぼ垂直な開口がピッチＰ’で配置されている。各々の寸法を表１に示す。
【００８０】
【表１】
【００８１】
作製したスキージ及びスクリーン版をスクリーン印刷装置に取り付け、スキージがスクリーン版を擦るときに、スキージの三角波形状の凹凸構造の谷部がスクリーン版上のスキージの長手方向にある開口上を擦るようにスキージとスクリーン版の位置を合わせておいた。
【００８２】
次に、厚さ０．１３ｍｍのＰＣ基板上に、反応性スパッタ法によりＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ−ｔｉｎ−Ｏｘｉｄｅ）層を７５ｎｍ成膜し、フォトリソグラフィー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た。
【００８３】
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た。その後、ラビングにより配向処理を行なった。配向処理後、前述のスクリーン印刷装置を用い、固着剤のない球状のプラスチックスペーサー（直径５．５μｍ）を２−メチル１，３−ヘキサジオールに５０ｗｔ％で分散させたインクを、配向膜上へ印刷した。印刷後、１００℃の温度で１５分間オーブン中で加熱し、２−メチル１，３−ヘキサジオールを蒸発させ、配向膜上へスペーサーを配置した。
【００８４】
配向膜上に配置されたスペーサーを観察した結果、占有率（開口に対応した全箇所の内、スペーサーが配向される比率）は９５％以上、単独率（配置されたスペーサーの内、凝集していない比率）は８５％以上となっており、ＰＣ基板上において良好なスペーサー配置が実現できた。
【００８５】
実施例２
実施例２では、実施例１のスクリーン印刷装置に、図９に示したように、位置調整機構を取り付けた。なお、位置調整機構としては、ステッピングモーターに電気信号を与え、ステッピングモーターによりボールネジを駆動し、スクリーン版をスキージの長手方向で移動させる機構のものを用いた。
【００８６】
実施例２においても、実施例１と同様に、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ー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た。
【００８７】
その後、透明電極上にフレキソ印刷でポリイミド樹脂を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なった。配向処理後、位置調整機構が設けられたスクリーン印刷装置を用い、固着剤のない球状のプラスチックスペーサー（直径５．５μｍ）を２−メチル１，３−ヘキサジオールに５０ｗｔ％分散させたインクを、配向膜上へ印刷した。印刷後、１００℃の温度で１５分間オーブン中で加熱し、２−メチル１，３−ヘキサジオールを蒸発させ、配向膜上へスペーサーを配置した。
【００８８】
配向膜上に配置されたスペーサーを観察した結果、占有率が２０〜５０％程度であった。また、ＣＣＤカメラでスキージの三角波形状の凹凸構造の谷部の位置と、スクリーン版上記のスキージ長手方向にある開口の中心位置とを観察した結果、２０μｍの位置ズレがあった。
【００８９】
その後、ステッピングモーターを駆動し、スクリーン版をスキージ長手方向で２０μｍ移動させ、スキージがスクリーン版を擦るときに、スキージの三角波形状の凹凸構造の谷部がスクリーン版上のスキージ長手方向にある開口上を擦るように、スキージとスクリーン版との位置を合わせた。そして、前述したと同様に、スクリーン印刷を行ない配向膜上のスペーサーを観察した。この結果、配向膜上のスペーサーは、占有率は９５％以上、単独率は８５％以上となっており、位置調整機構を設けることによって、短時間にスキージの三角波形状の凹凸構造の谷部がスクリーン版上のスキージの長手方向にある開口上を擦るように調整できることが確認された。
【００９０】
実施例３
実施例３では、実施例１のスクリーン印刷装置に、図１０に示したように、検知機構，信号発生機構，位置調整機構からなる帰還回路を取り付けた。なお、ここで、検知機構は、ＣＣＤカメラで捉えた画像を処理し、スキージの三角波形状の凹凸構造の谷部の位置と、スクリーン版上のスキージ長手方向にある開口の中心位置とのズレ量を検出するものであり、信号発生機構は、位置ズレを電気信号に変換し、電気信号を増幅する回路であり、位置調整機構は、信号発生機構からの電気信号をステッピングモーターに伝え、ステッピングモーターによりボールネジを駆動し、スクリーン版をスキージの長手方向で移動させる機構である。
【００９１】
実施例３においても、実施例１と同様に、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ー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た。
【００９２】
その後、透明電極上にフレキソ印刷でポリイミド樹脂を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なった。配向処理後、検知機構，信号発生機構，位置調整機構が設けられたスクリーン印刷装置を用い、固着剤のない球状のプラスチックスペーサー（直径５．５μｍ）を２−メチル１，３−ヘキサジオールに５０ｗｔ％分散させたインクを、配向膜上へ印刷した。印刷後、１００℃の温度で１５分間オーブン中で加熱し、２−メチル１，３−ヘキサジオールを蒸発させ、配向膜上へスペーサーを配置した。
【００９３】
配向膜上に配置されたスペーサーを観察した結果、印刷１枚目から、占有率が９５％以上、単独率は８５％以上となっていた。これは、印刷初期から検知機構，信号発生機構，位置調整機構からなる帰還回路により、スキージがスクリーン版を擦るときに、スキージの三角波形状の凹凸構造の谷部がスクリーン版上のスキージ長手方向にある開口上を擦るようになるためである。また、連続して４０枚印刷を行なったが、印刷中において、配向膜上に配置されたスペーサーの占有率，単独率に変化はなかった。
【００９４】
実施例４
実施例４では、３種類の液晶表示装置（第１，第２，第３の液晶表示装置）を作製した。
【００９５】
先ず、実施例１のスペーサーが配置されたＰＣ基板を用いて、第１の液晶表示装置を作製した。すなわち、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ープロセスにより、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。
【００９６】
その後、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なった。
【００９７】
その後、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ーにより塗布し、実施例１で作製したスペーサーが配置されたＰＣ基板と貼り合わせ、１２０℃の加熱によりシール剤を硬化させ、空セルを完成させた。その後、空セルを減圧下に置き、ネマチック液晶を注入し、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、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、第１の液晶表示装置を完成させた。
【００９８】
同様に、実施例２のスペーサーが配置されたＰＣ基板を用いて第２の液晶表示装置を作製し、また、実施例３のスペーサーが配置されたＰＣ基板を用いて第３の液晶表示装置を作製した。ただし、第２の液晶表示装置は、実施例２において、２枚目に印刷されたＰＣ基板を用いた。
【００９９】
完成した第１，第２，第３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。
【０１００】
【発明の効果】
以上に説明したように、請求項１記載の発明によれば、溶媒中に分散されたスペーサーをスクリーン版上に置き、スクリーン版をスキージで擦ることによって、基板上にスペーサーを配置するスクリーン印刷装置において、スキージは、スキージの長手方向で印刷方向の下流側の面にスキージ長手方向に沿ってピッチＰの三角波形状の凹凸構造を有し、また、スクリーン版は、平坦な表面に複数の垂直形状の開口を有しており、スクリーン版の開口は、スキージの長手方向において、スキージの三角波形状の凹凸構造のピッチＰと同じピッチで配置されているので、溶媒中に分散されたスペーサーをスクリーン版上に置き、スクリーン版をスキージで擦ることによって、基板上にスペーサーを配置する際に、すなわち、スクリーン印刷によって基板上にスペーサーを配置する際に、基板がプラスチック基板である場合にも、基板上にスペーサーを凝集させず、また、スペーサーを所定位置に確実に配置させることができ、液晶表示装置のギャップの均一性を確保することができる。
【０１０１】
また、請求項２記載の発明によれば、請求項１記載のスクリーン印刷装置において、スキージの長手方向で印刷方向の下流側の面にある三角波形状の凹凸構造の高さは、スペーサーの大きさの３倍以上であるので、印刷中にスキージの三角波形状の凹凸構造の谷部に効率的にスペーサーを集めることができる。
【０１０２】
また、請求項３記載の発明によれば、請求項１または請求項２記載のスクリーン印刷装置において、スキージがスクリーン版を擦る際に、スキージの長手方向で印刷方向の下流側の面にある三角波形状の凹凸構造の谷部の位置がスクリーン版上の開口のスキージ長手方向の位置と合うように、スキージおよび／またはスクリーン版の位置を調整する位置調整機構を有しており、位置調節機構を動かすことによって、容易に、スキージの三角波形状の凹凸構造の谷部がスクリーン版上にあるスキージ長手方向の開口上を擦るようにできる。
【０１０３】
また、請求項４記載の発明によれば、請求項３記載のスクリーン印刷装置において、スキージの長手方向で印刷方向の下流側の面にある三角波形状の凹凸構造の谷部の位置とスクリーン版上の開口のスキージ長手方向の位置との位置ズレを検出する検知機構と、位置ズレに対応した信号を発生する信号発生機構とをさらに有し、信号発生機構で発生した信号を位置調整機構に帰還して位置ズレを修正するようになっており、スクリーン印刷前またはスクリーン印刷中に、自動的にスキージの三角波形状の凹凸構造の谷部の位置とスクリーン版上にあるスキージ長手方向の開口の位置との位置ズレを検知機構により検出し、信号発生機構を介して位置ズレ量を位置調整機構にフィードバックすることで、スキージの三角波形状の凹凸構造の谷部の位置とスクリーン版上にあるスキージ長手方向の開口の位置とを常に正確に合わせることができ、より確実に、スキージの三角波形状の凹凸構造の谷部がスクリーン版上にあるスキージ長手方向の開口上を擦るようにできる。
【０１０４】
また、請求項５記載の発明によれば、請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載のスクリーン印刷装置を用いて、プラスチック基板上へスペーサーを配置するので、プラスチック基板上に凝集のないスペーサーを置くことが可能となる。その結果、プラスチック基板上においても、均一性の高いギャップ制御が可能となる。また、プラスチック基板上で、凝集するスペーサーが著しく減少するため、ギャップ制御に必要なスペーサー量が減少し、スペーサー配置のための製造コストが低減する。
【０１０５】
また、請求項６記載の発明によれば、請求項５記載のスペーサー配置方法を用いて、プラスチック基板上へスペーサーを配置し、対向する電極間のギャップを制御するので、従来よりもギャップの均一性を向上させることができる。これにより、液晶表示装置の表示品質の内面バラツキを低減させ、良好な表示特性を持たせることができる。また、スペーサー配置の製造コストが低減することにより、完成された液晶表示装置のコストも抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るスクリーン印刷装置の一構成例を示す図である。
【図２】本発明に係るスクリーン印刷装置の一構成例を示す図である。
【図３】本発明に係るスクリーン印刷装置の一構成例を示す図である。
【図４】本発明のスクリーン印刷装置を用い、スペーサーを配置する様子を示す図である。
【図５】本発明のスクリーン印刷装置を用い、スペーサーを配置する様子を示す図である。
【図６】本発明に係るスクリーン印刷装置の他の構成例を示す図である。
【図７】本発明に係るスクリーン印刷装置の他の構成例を示す図である。
【図８】本発明に係るスクリーン印刷装置の他の構成例を示す図である。
【図９】本発明に係るスクリーン印刷装置の他の構成例を示す図である。
【図１０】本発明に係るスクリーン印刷装置の他の構成例を示す図である。
【図１１】従来のスクリーン印刷版を用いたガラス基板上でのスペーサー配置例を示す図である。
【図１２】従来のスクリーン印刷版を用いたプラスチック基板上でのスペーサー配置例を示す図である。
【符号の説明】
１００，４００，５００，６００ スクリーン版
１１０，４１０，５１０，６１０ スキージ
１１１，４１１，５１１，６１１ 凹凸構造
１１２，４１２，５１２，６１２ 山部
１１３，４１３，５１３，６１３ 谷部
１０１，４０１，５０１，６０１ 開口
１０３，４０３ 凹み
１０５ プラスチック基板
１０７，１０８，４０７，４０８ スペーサー
４１５ スキージの摺動面
５２０，６２０ 位置調整機構
６２１ 検知機構
６２２ 信号発生機構
１１０ａ スキージの長手方向で印刷方向の下流側の面
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置のギャップ制御に利用されるスペーサーを基板上に配置するためのスクリーン印刷装置およびスペーサー配置方法および液晶表示装置の作製方法に関する。
【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、光学的特性が変化することを利用した表示装置である。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程度の球状ないし棒状のスペーサーを配置し、上下電極間のギャップを一定に保つように制御されている。ここで、スペーサーの配置方法としては、一般的に、スペーサーを湿式ないし乾式状態で散布ノズルにより基板上に噴霧し、分散させる方法（散布方式）が取られている。
【０００３】
ところで、ギャップは液晶表示装置の応答速度やコントラスト，視角等に影響を与えるため、液晶表示装置の面内で均一な表示を実現するためには、ギャップの均一性が要求されるが、上述の散布方式では基板の任意の位置にスペーサーを置くことができない。そのため電極上にスペーサーが置かれた場合と電極間にスペーサーが置かれた場合ではギャップが異なり、均一性を低下させ、表示性能の面内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ーが凝集し易いため、均一分散が完全には実現できず、ギャップ制御に関して本質的な問題をもっていた。
【０００４】
そこで、基板の任意の位置にスペーサーを配置することにより、ギャップの均一性を向上させることが検討されている。例えば散布方式に変わり、スクリーン印刷を用いる方法が試みられている。スクリーン印刷を用いる方法では、溶媒中に分散されたスペーサーをスクリーン版上に置き、スクリーン版をスキージで擦ることによって、基板上にスペーサーを配置するようになっている。ここで、スクリーン版については特開平８−２５８４４４号に提案がなされ、また、スペーサーを分散させる溶媒に関しては特開平５−１７３１４７号，特開平９−３０４７７９号に提案がなされている。
【０００５】
図１１は特開平８−２５８４４４号に示されているスクリーン版を用いたスペーサー配置方法を説明するための図である。図１１（ａ）において、スクリーン版２００には、印刷版表面から印刷版裏面に向かってテーパー形状２０２の開口２０１が設けられている。ガラス基板２０５上にスペーサーを配置する場合には、開口２０１がテーパー形状をしているため、溶媒中に分散したスペーサー２０７がスキージ２１０によりスクリーン版２００の裏面側の開口端２０４に集められ、スペーサー２０７は凝集状態となる。その状態のまま、開口端２０４から最初のスペーサー２０８が押し出される。従って、開口２０１に対応した場所に、最初に押し出されたスペーサー２０８が置かれる。一方、最初に押し出されたスペーサー２０８につながっていたスペーサーは開口端２０４とガラス基板２０５との間隔Ｌがスペーサー２０７の大きさ以下に設定されているため、開口端２０４とガラス基板２０５の間に入ることができない。その結果、最初に押しだされたスペーサー２０８のみが開口２０１から押し出された形となり、ガラス基板２０５上に配置されるスペーサー２０８は、図１１（ｂ）に示すように凝集しないでガラス基板２０５上に配置される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のスペーサー配置方法では、液晶表示装置の基板として、柔軟性のあるプラスチック基板が用いられる場合、図１２に示すような欠点が生じてしまう。なお、図１２（ａ）において、スクリーン版３００には、図１１と同様のもの，すなわち、印刷版表面から印刷版裏面に向かってテーパー形状３０２の開口３０１が設けられたものが用いられている。図１２（ａ）を参照すると、スクリーン版３００の開口３０１がテーパー形状をしているため、溶媒中に分散したスペーサー３０７がスキージ３１０によりスクリーン版裏面側の開口端３０４に集められ、スペーサーは凝集状態となる。その状態のまま、開口端３０４から最初のスペーサー３０８が押し出される。スキージ３１０はさらに印刷方向へ移動し続けるため、スキージ３１０は開口端３０４に凝集したスペーサー３０７を開口３０１のテーパー形状３０２に沿って移動させ、開口端３０４から押し出された最初のスペーサー３０８をプラスチック基板３０５へ押し込もうとする応力（図中の応力Ｆ）が発生する。基板が図１１に示したようなガラス基板の場合は剛性があるため、応力Ｆによる表面の変形は起きないが、プラスチック基板３０５の場合は柔軟性があるため、スキージ３１０によって発生した応力Ｆによって（つまり押し出されたスペーサー３０８によって）プラスチック基板３０５表面に大きな凹み３０６が作られる。凹み３０６は、開口端３０４とプラスチック基板３０５の間隔Ｌをガラス基板の場合よりも大きくする方向に作用し、開口端３０４とプラスチック基板３０５の間に大きな空隙を生じさせる。その空隙がスペーサー２個以上の体積になると、開口端３０４から最初のスペーサー３０８につながった状態で次のスペーサーも押し出されてしまう。その結果、プラスチック基板３０５上には、図１２（ｂ）に示すように、開口３０１に対応した場所に、凝集したスペーサー３０９が配置されてしまう。
【０００７】
これらの凝集したスペーサー３０９は、ギャップの均一性を低下させるため、表示性能が低下してしまう。またスペーサーが凝集するためギャップ確保のために必要なスペーサー量が増加し、液晶表示装置のコストアップにつながっていた。なお、凹み３０６を発生させないためにスキージの押し込み量を低減し、スペーサーの凝集を抑制することが考えられるが、その場合はスペーサーがスクリーン版裏面側の開口端に集められにくくなり、プラスチック基板上において、開口に対応した位置にスペーサーが配置されない箇所が多く発生し、この場合にもギャップ均一性が低下してしまう。
【０００８】
本発明は、溶媒中に分散されたスペーサーをスクリーン版上に置き、スクリーン版をスキージで擦ることによって、基板上にスペーサーを配置する際に、すなわち、スクリーン印刷によって基板上にスペーサーを配置する際に、基板がプラスチック基板である場合にも、基板上にスペーサーを凝集させず、また、スペーサーを所定位置に確実に配置させ、液晶表示装置のギャップの均一性を確保することの可能なスクリーン印刷装置およびスペーサー配置方法および液晶表示装置の作製方法を提供することを目的としている。
【０００９】
また、本発明は、スクリーン版とスキージとの位置ズレを小さくする機構を有するスクリーン印刷装置を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、溶媒中に分散されたスペーサーをスクリーン版上に置き、スクリーン版をスキージで擦ることによって、基板上にスペーサーを配置するスクリーン印刷装置において、スキージは、スキージの長手方向で印刷方向の下流側の面にスキージ長手方向に沿ってピッチＰの三角波形状の凹凸構造を有し、また、スクリーン版は、平坦な表面に複数の垂直形状の開口を有しており、スクリーン版の開口は、スキージの長手方向において、スキージの三角波形状の凹凸構造のピッチＰと同じピッチで配置されていることを特徴としている。
【００１１】
また、請求項２記載の発明は、請求項１記載のスクリーン印刷装置において、スキージの長手方向で印刷方向の下流側の面にある三角波形状の凹凸構造の高さは、スペーサーの大きさの３倍以上であることを特徴としている。
【００１２】
また、請求項３記載の発明は、請求項１または請求項２記載のスクリーン印刷装置において、スキージがスクリーン版を擦る際に、スキージの長手方向で印刷方向の下流側の面にある三角波形状の凹凸構造の谷部の位置がスクリーン版上の開口のスキージ長手方向の位置と合うように、スキージおよび／またはスクリーン版の位置を調整する位置調整機構を有していることを特徴としている。
【００１３】
また、請求項４記載の発明は、請求項３記載のスクリーン印刷装置において、スキージの長手方向で印刷方向の下流側の面にある三角波形状の凹凸構造の谷部の位置とスクリーン版上の開口のスキージ長手方向の位置との位置ズレを検出する検知機構と、位置ズレに対応した信号を発生する信号発生機構とをさらに有し、信号発生機構で発生した信号を位置調整機構に帰還して位置ズレを修正するようになっていることを特徴としている。
【００１４】
また、請求項５記載の発明は、請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載のスクリーン印刷装置を用いて、プラスチック基板上へスペーサーを配置することを特徴としている。
【００１５】
また、請求項６記載の発明は、請求項５記載のスペーサー配置方法を用いて、プラスチック基板上へスペーサーを配置し、対向する電極間のギャップを制御することを特徴としている。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本願の発明者は、スクリーン印刷によって（すなわち、溶媒中に分散されたスペーサーをスクリーン版上に置き、スクリーン版をスキージで擦ることによって、基板上にスペーサーを配置する仕方によって）プラスチック基板上へスペーサーを配置する方法を検討した結果、従来の欠点であるプラスチック基板上でのスペーサーの凝集が、スキージがスクリーン版を擦る間（つまり印刷中）に、絶えずスペーサーがスキージによってスクリーン版の開口のテーパーに沿ってプラスチック基板へ押し込まれることによって起きることを見出した。
【００１７】
そこで、スキージに特殊の構造を付加し、スキージのみの作用により、スペーサーをスクリーン版の開口へと容易にかき集めることを可能にし、さらにスクリーン版の開口からテーパーを取り除くことによって、印刷中に絶えず、スペーサーがスキージにより、開口のテーパーに沿ってプラスチック基板へ押し込まれることを抑制し、最終的にはプラスチック基板上でのスペーサーの凝集を抑えることができることを見出し、本発明を完成させた。
【００１８】
すなわち、本発明のスクリーン印刷装置は、溶媒中に分散されたスペーサーをスクリーン版上に置き、スクリーン版をスキージで擦ることによって、基板上にスペーサーを配置するものであって、スキージは、スキージの長手方向で印刷方向の下流側の面にスキージ長手方向に沿ってピッチＰの三角波形状の凹凸構造を有し、また、スクリーン版は、平坦な表面に複数の垂直形状の開口を有しており、スクリーン版の開口は、スキージの長手方向において、スキージの三角波形状の凹凸構造のピッチＰと同じピッチで配置されていることを特徴としている。
【００１９】
本発明では、予めスキージの三角波形状の凹凸構造の谷部がスクリーン版上にあるスキージ長手方向の開口上を擦るように、スキージとスクリーン版の位置を合わせておくと、スキージが印刷方向へ移動し始めるとき、スクリーン版上の溶媒に分散されたスペーサーは、スキージの三角波形状の凹凸構造に当たり、三角波形状の凹凸構造の谷部へ掻き集められ、スキージの谷部に集められたスペーサーは、スキージが印刷方向へ動く間に、スキージの三角波形状の凹凸構造の谷部が、スクリーン版表面の開口上を通るため、掻き集められたスペーサーの内、最初の１個のスペーサーが開口の開口端を通して、プラスチック基板上へ配置される。ここで、開口は垂直形状をしているため、スキージが印刷中に三角波形状の凹凸構造の谷部にあるスペーサーを圧す応力は、印刷方向と同じになり、プラスチック基板上に最初に配置されたスペーサーは、プラスチック基板へ押し込まれず、スクリーン版の開口端とプラスチック基板との間隔は大きくならない。その結果、スクリーン版とプラスチック基板の間には、スペーサーが１個のみしか入れず、最初に配置されたスペーサーのみがスクリーン版の開口に対応した位置に置かれる。よって、プラスチック基板上でのスペーサーの凝集を抑制できる。
【００２０】
このように、本発明のスクリーン印刷装置を用い、プラスチック基板にスペーサーを配置することにより、スペーサーを凝集させず、その結果、プラスチック基板からなる液晶表示装置の表示品質の面内バラツキを抑制し、コストを低減させることができる。
【００２１】
さらに、本発明のスクリーン印刷装置は、スキージの長手方向で印刷方向の下流側の面にある三角波形状の凹凸構造の高さがスペーサーの大きさの３倍以上となっている。この場合には、印刷中にスキージの三角波形状の凹凸構造の谷部に効率的にスペーサーを集めることができる。
【００２２】
また、本発明のスクリーン印刷装置は、スキージがスクリーン版を擦る際に、スキージの長手方向で印刷方向の下流側の面にある三角波形状の凹凸構造の谷部の位置がスクリーン版上の開口のスキージ長手方向の位置と合うように、スキージおよび／またはスクリーン版の位置を調整する位置調整機構を有している。この場合には、位置調整機構を動かすことによって、容易に、スキージの三角波形状の凹凸構造の谷部がスクリーン版上にあるスキージ長手方向の開口上を擦るようにできる。
【００２３】
本発明のスクリーン印刷装置は、さらに、スキージの長手方向で印刷方向の下流側の面にある三角波形状の凹凸構造の谷部の位置とスクリーン版上の開口のスキージ長手方向の位置との位置ズレを検出する検知機構と、位置ズレに対応した信号を発生する信号発生機構とをさらに有し、信号発生機構で発生した信号を前記位置調整機構に帰還して位置ズレを修正するようになっている。この場合、スクリーン印刷前またはスクリーン印刷中に、自動的に、スキージの三角波形状の凹凸構造の谷部の位置とスクリーン版上にあるスキージ長手方向の開口の位置との位置ズレを検知機構により検出し、信号発生機構を介して位置ズレ量を位置調整機構にフィードバックすることで、スキージの三角波形状の凹凸構造の谷部の位置とスクリーン版上にあるスキージ長手方向の開口の位置とを合わせることが可能になる。
【００２４】
また、本発明のスペーサー配置方法は、上記のスクリーン印刷装置を用いて、プラスチック基板上へスペーサーを配置することを特徴とし、また、本発明の液晶表示装置の作製方法は、上記のスペーサー配置方法を用いて、プラスチック基板上へスペーサーが配置し、対向する電極間のギャップを制御することを特徴としている。
【００２５】
図１乃至図３は本発明に係るスクリーン印刷装置の一構成例を示す。なお、図１はスクリーン印刷装置の全体を示す図である。また、図２（ａ），（ｂ），（ｃ）は図１のスキージ１１０の正面図，底面図，側面図をそれぞれ示す図である。すなわち、図２（ａ）は図１のスキージ１１０を矢印Ａの方向から見た図、図２（ｂ）は図１のスキージ１１０を矢印Ｂの方向から見た図、図２（ｃ）は図１のスキージ１１０を矢印Ｃの方向から見た図である。また、図３は図１のスクリーン版１００の表面側から見た平面図である。
【００２６】
また、図４，図５は本発明のスクリーン印刷装置を用い、スペーサーを配置する様子を示す図である。なお、図４はスクリーン版１００の表面側から見た平面図であり、図５はスクリーン版１００の側面から見た側面図である。
【００２７】
図１を参照すると、スクリーン印刷装置は、スキージ１１０と、スクリーン版１００とにより構成されている。ここで、スキージ１１０の面の内、スキージの長手方向で、かつ印刷方向に対し下流側にある面１１０ａを、「スキージの長手方向で印刷方向の下流側の面」とすると、スキージ１１０は、スキージ１１０の面の内、スキージの長手方向で印刷方向の下流側の面１１０ａに長手方向に沿って凹凸構造１１１を有している（図２参照）。
【００２８】
凹凸構造１１１は三角波形状をしており、山部１１２と谷部１１３とがピッチＰで繰り返されている。また、凹凸構造１１１の高さＨとして、山部１１２と谷部１１３との高さの差が示されており、また、凹凸構造１１１の角度θとして、三角波形状の頂点の角度が示されている。
【００２９】
また、スクリーン版１００は、図３に示すように、表面が平坦になっており、表面上に複数の垂直形状の開口１０１が設けられている。ここで、開口１０１は、スキージ１１０の長手方向において、ピッチＰ’で配置されており、ピッチＰ’は、スキージ１１０の長手方向で印刷方向の下流側の面１１０ａにある三角波形状の凹凸構造１１１のピッチＰと同じ（Ｐ’＝Ｐ）となっている。
【００３０】
このような構成のスクリーン印刷装置では、スキージ１１０，スクリーン版１００を用いたスクリーン印刷装置により、スクリーン版１００上に置かれた溶媒中に分散したスペーサー１０７をスキージ１１０の長手方向の角でスクリーン版１００を擦る（スキージ１１０が印刷方向へ移動する）ことによって、スクリーン印刷装置に保持されたプラスチック基板１０５上に、スクリーン版１００の裏面側の開口１０１の開口端１０４を通して、スペーサー１０７を配置するようにしている。
【００３１】
より具体的な処理動作を図４，図５を用いて説明する。先ず、スキージ１１０の長手方向で印刷方向の下流側の面１１０ａにある三角波形状の凹凸構造１１１のピッチＰとスクリーン版１００上においてスキージ長手方向にある開口１０１のピッチＰ’とが同じであるので、予めスキージ１１０の三角波形状の凹凸構造１１１の谷部１１３が、スクリーン版１００上にあるスキージ長手方向の開口１０１上を擦るように、スキージ１１０とスクリーン版１００との位置を合わせておく。
【００３２】
スキージ１１０には、スキージ長手方向で印刷方向の下流側の面１１０ａに、スキージ長手方向に沿って三角波形状の凹凸構造１１１がある。そのため、スキージ１１０が印刷方向へ移動し始めると（スクリーン版１００を擦る初期において）、スクリーン版１００上の溶媒に分散されたスペーサー１０７はスキージ１１０の三角波形状の凹凸構造１１１に当たり、三角波形状の凹凸構造１１１の谷部１１３へかき集められる。なお、後述するプラスチック基板１０５上へのスペーサー配置の段階において、開口１０１に対応した位置にスペーサー１０８（１０７）を確実に置くために、スキージ１１０に三角波形状の凹凸構造１１１の谷部１１３に、ある程度の量のスペーサーを集めておく必要がある。
【００３３】
このようにして、スキージ１１０の凹凸構造１１１の谷部１１３に集められたスペーサー１０７は、スキージ１１０が印刷方向へ移動する間に、スキージ１１０の三角波形状の凹凸構造１１１の谷部１１３がスクリーン版１００表面の開口１０１上を通るため、かき集められたスペーサー１０７の内、最初の１個スペーサー１０８が開口１０１の開口端１０４を通して、プラスチック基板１０５上へ配置される。ここで、開口１０１は垂直形状をしているため、スキージ１１０が印刷中に三角波形状の凹凸構造１１１の谷部１１３にあるスペーサー１０７を圧す応力Ｆは，印刷方向と同じ方向となり、従来例で問題となったプラスチック基板へスペーサーを押し込もうとする方向には働かない。
【００３４】
その結果、スペーサー１０７のうち、プラスチック基板１０５上に最初に配置されたスペーサー１０８は、プラスチック基板１０５へ押し込まれず、スクリーン版１００の開口端１０４とプラスチック基板１０５との間隔Ｌは大きくならない。通常、間隔Ｌはスペーサーの大きさよりも小さく設定されているため、スクリーン版１００とプラスチック基板１０５との間には、スペーサーが１個のみしか入れず、最初に配置された１個のスペーサー１０８のみがスクリーン版１００の開口１０１に対応した位置に置かれる。従って、プラスチック基板１０５上でのスペーサーの凝集を抑制できる。
【００３５】
ここで、スキージ１１０の長手方向で印刷方向の下流側の面１１０ａにある三角波形状の凹凸構造１１１の構造、特に、凹凸構造１１１の高さＨ，角度θが重要になる。例えば凹凸構造１１１の高さＨが小さすぎる場合、スキージ１１０の三角波形状の凹凸構造１１１の谷部１１３に集められたスペーサー１０７は印刷中に凹凸構造１１１の谷部１１３からあふれ出し、開口１０１に対応した位置にスペーサーを確実に置くための必要量が凹凸構造１１１の谷部１１３に確保されなくなる。また、スキージ１１０の三角波形状の凹凸構造１１１の角度θは、印刷速度，スペーサーの大きさ，開口の大きさ，開口の密度に依存するが、一般的に、角度θが大きすぎる場合には、スペーサー１０７がスキージ１１０の三角波形状の凹凸構造１１１の谷部１１３に効率的に集められなくなる。一方、角度θが小さすぎると、スキージ１１０の三角波形状の凹凸構造１１１の高さＨが非常に大きくなり、スキージ１１０の加工が複雑になる。
【００３６】
本願の発明者は、スキージ１１０の三角波形状の凹凸構造１１１の形状を検討した結果、５個以上のスペーサー１０７が三角波形状の凹凸構造１１１の谷部１１３に集められると、良好なスペーサー配置が可能になることを見出した。５個以上のスペーサー１０７をスキージ１１０の三角波形状の凹凸構造１１１の谷部１１３に集めるためには、三角波形状の凹凸構造１１１の高さＨをスペーサー１０７の大きさの３倍以上にするのが良く、また凹凸構造１１１の角度θを４０〜１５０度にすれば、谷部１１３へ効率的にスペーサー１０７をかき集められ、かつスキージ１１０の作製も従来のスキージの材料を機械加工することによって容易に行なうことができる。
【００３７】
また、スキージ１１０の三角波形状の凹凸構造１１１のピッチＰは作製される液晶表示装置の表示モードや望まれる表示品質によって決定されるが、例えばＳＴＮモードやＴＮモードで用いられる直径５μｍのスペーサーを使用する場合は、必要とされるスペーサー密度は４０〜５００個／ｍｍ２となり、ピッチＰを４５〜１４０μｍ程度にするのが良い。なお、三角波形状の凹凸構造１１１のピッチＰが上記範囲であれば、従来のスキージの材料を機械加工することにより、希望する三角波形状の凹凸構造１１１を容易に実現できる。
【００３８】
また、スキージ１１０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問題なく、一般的にはウレタン樹脂等の高分子材料やステンレス等の金属が用いられる。
【００３９】
なお、上述の例では、スキージ１１０の三角波形状の凹凸構造１１１の山部１１２，谷部１１３の先端が頂点を形成している（三角形となっている）が、スクリーン版１００上のスペーサー１０７を凹凸構造１１１の谷部１１３にかき集めることができる構造のものであれば任意の構造で良く、例えば、山部１１２，谷部１１３の先端が丸みをもっていても（所定の曲率をもっていても）良い。
【００４０】
一方、本発明のスクリーン版１００は、スキージ１１０がスクリーン版１００に押し込まれても開口１０１のスキージ長手方向の位置を維持する必要があるため、非弾性体で構成される必要がある。すなわち、スクリーン版１００を弾性体で構成した場合、スキージ１１０の押し込みによりスクリーン版１００が著しく伸長し、開口１０１のスキージ長手方向の位置とスキージ１１０の三角波形状の凹凸構造１１１の谷部１１３の位置とが大きくずれて、良好なスペーサー配置が困難となる。
【００４１】
しかしながら、スクリーン版１００を非弾性体で構成した場合においても、スクリーン版１００は薄いため、スキージ１１０が押し込まれた場合、スクリーン版１００の若干の伸長は避けることが困難である。このような問題を回避するためには、スキージ１１０の押し込み量とスクリーン版１００の伸長との関係を事前に評価し、スキージ１１０がスクリーン版１００に押し込まれた場合に、スクリーン版１００のスキージ長手方向の開口１０１のピッチＰ’とスキージ１１０の三角波形状の凹凸構造１１１のピッチＰが初めて合うように、ピッチＰ’に位置補正をかけてスクリーン版１００を作製するか、ピッチＰに位置補正をかけてスキージ１１０を作製するのが良い。
【００４２】
なお、スクリーン版１００を非弾性体で構成する場合、スクリーン版１００としては、Ｎｉ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｃｏやそれらの合金ないしステンレス等が使用でき、エッチング法や電着法等によってスクリーン版１００を作製することができる。
【００４３】
また、スクリーン版１００の膜厚としては、開口１０１のスキージ長手方向の位置を維持し、かつ開口１０１を通してプラスチック基板１０５上にスペーサー１０８を配置するために、適切な膜厚が必要になる。また使用されるスペーサー１０７の大きさと開口１０１の深さ（つまりスクリーン版１００の膜厚）は、強い相関があるため、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直径５μｍのスペーサーを配置する場合、スクリーン版１００の膜厚を５〜３０μｍ程度にすると、プラスチック基板１０５上で、スペーサーは凝集がなく配置される。
【００４４】
また、開口１０１のスキージ長手方向のピッチＰ’は、スキージ１１０の三角波形状の凹凸構造１１１のピッチＰと合わせればよいので、例えばＳＴＮモードやＴＮモードの場合は、ピッチＰと同様に４５〜１４０μｍ程度になる。
【００４５】
さらに、スクリーン版１００の表面に設けられる開口１０１の大きさは、スペーサー１０７が横方向で１個のみ入る（つまり２個入らない）必要があるため、スペーサー１０７の大きさの１〜２倍、望ましくは１．２〜１．６倍にするのが良い。
【００４６】
例えば、ＳＴＮモード，ＴＮモードで用いられる直径５μｍのスペーサーの場合は、開口１０１の大きさは、開口形状のバラツキを考慮し、直径を６〜８μｍ程度にするのが良い。
【００４７】
また、上述の例では、スキージ１１０の三角波形状の凹凸構造１１１のピッチＰ，およびスクリーン版１００のスキージ長手方向の開口１０１のピッチＰ’が一定であるが、ＰとＰ’は一致すれば良いだけなので、これらは一定である必要はない。
【００４８】
例えば、スキージ１１０の三角波形状の凹凸構造１１１のピッチＰがｐ１，ｐ２，…，ｐｎ（ｐ１，ｐ２，…，ｐｎ＝定数）の繰返しで構成されている場合、スクリーン版１００のスキージ長手方向の開口１０１のピッチＰ’も、ｐ１，ｐ２，…，ｐｎの繰返しで構成されていれば良く、Ｐ，Ｐ’は必ずしも一定のものでなくとも良い。
【００４９】
さらに、図１に示すように、スクリーン版１００の裏面に、開口１０１に対応して凹み１０３を設けると、開口１０１から多くの溶媒が凹み１０３に入り込み、スペーサー１０８をプラスチック基板１０５上に固定しやすくなるので、より望ましい。
【００５０】
ここで、凹み１０３の大きさとしては、スペーサー１０８をプラスチック基板１０５上に固定できる量の溶媒が供給される体積があれば良いので、凹み１０３の横方向の長さ（スクリーン版の印刷方向の長さ）は１０〜５０μｍとするのが良く、また凹み１０３の高さ（スクリーン版の膜厚方向の大きさ）はスペーサー１０８の大きさよりも小さい必要があり、ＳＴＮ，ＴＮモードの場合は、１〜３μｍにするのが良い。
【００５１】
なお、上述の例では、スクリーン版１００裏面に開口１０１に対応して、凹み１０３を設けているが、凹み１０３がなくても、相当数のスペーサー１０８がプラスチック基板１０５上に固定されるので、希望される液晶表示装置の表示品質によっては、凹み１０３は必ずしも必要ではない。このように、本発明のスクリーン版１００は、凹み１０３の有無に左右されるものではない。
【００５２】
さらに、上述の例では、スキージ１１０の角でスクリーン版１００を擦っているが、スキージ１００の底面でスクリーン版１００を擦っても良い。
【００５３】
図６，図７，図８は本発明に係るスクリーン印刷装置の他の構成例を示す図である。なお、図６は本発明のスクリーン印刷装置の全体を示す図である。また、図７（ａ），（ｂ），（ｃ）は図６のスキージ４１０の正面図，底面図，側面図をそれぞれ示す図である。すなわち、図７（ａ）は図６のスキージ４１０を矢印Ａの方向から見た図、図７（ｂ）は図６のスキージ４１０を矢印Ｂの方向から見た図、図７（ｃ）は図６のスキージ４１０を矢印Ｃの方向から見た図である。また、図８は図６のスクリーン版４００の表面側から見た平面図である。
【００５４】
図６，図７，図８の構成例においても、スクリーン印刷装置は、スキージ４１０と、スクリーン版４００とにより構成されているが、スキージ４１０は、図１，図２，図３の構成例に対して、スクリーン版４００に対する摺動面４１５を有している点で異なっている。すなわち、図６，図７，図８の構成例では、スキージ４１０は、摺動面４１５でスクリーン版４００を擦る構造となっている。
【００５５】
より具体的に、図６，図７，図８のスキージ４１０は、図７に示すように、スキージ４１０の面の内、長手方向で印刷方向の下流側の面４１０ａに、長手方向に沿って凹凸構造４１１を有している。凹凸構造４１１は三角波形状をしており、山部４１２と谷部４１３がピッチＰで繰り返されている。また、スキージ４１０の摺動面４１５全面にも、三角波形状の凹凸構造４１１がある。
【００５６】
また、スクリーン版４００は、図８に示すように、表面が平坦になっており、表面上に複数の垂直形状の開口４０１が設けられている。ここで、開口４０１は、スキージ４１０の長手方向において、ピッチＰ’で配置されており、ピッチＰ’はスキージ４１０の長手方向で、印刷方向の下流側の面にある三角波形状の凹凸構造４１１のピッチＰと同じ（Ｐ’＝Ｐ）となっている。また、スクリーン版４００の裏面側には、開口４０１に対応し、凹み４０３が設けられている。
【００５７】
図１，図２，図３の構成例のように、スキージ１１０の角で、スクリーン版１００を擦る場合、スキージ１１０のスクリーン版１００への押し込み量が大きいと、スキージ１１０の三角波形状の凹凸構造１１１の山部１１２に大きな押し込み圧が加わり、三角波形状の凹凸構造１１１の山部１１２が早く摩耗してしまう。
【００５８】
また、押し込み量が小さいと、スキージ１１０の三角波形状の凹凸構造１１１の谷部１１３とスクリーン版１００の間に隙間が生じ、谷部１１３に集められたスペーサー１０７が前記の隙間を通って、スキージの印刷方向の上流側に逃げる可能性がある。
【００５９】
これに対し、図６，図７，図８の構成例では、スキージ４１０は摺動面４１５でスクリーン版４００を擦るため、スキージ４１０の三角波形状の凹凸構造４１１には分散された押し込み圧がかかるだけである。これにより、スキージ４１０の三角波形状の凹凸構造４１１の摩耗を抑制することができる。
【００６０】
また、スキージ４１０の三角波形状の凹凸構造４１１の谷部４１３とスクリーン版４００との間に、隙間が生じないため、谷部４１３に集められたスペーサー４０７がスキージ４１０の印刷方向の上流側に逃げず、より効率的なスペーサー配置が実現できる。
【００６１】
また、図９は本発明に係るスクリーン印刷装置の他の構成例を示す図である。なお、図９はスクリーン印刷装置をスクリーン版５００の表面側から見た図である。図９の構成例では、スクリーン印刷装置は、スキージ５１０と、スクリーン版５００とにより構成されている。ここで、スキージ５１０は、スキージ５１０の面の内、長手方向で印刷方向の下流側の面５１０ａに，長手方向に沿って凹凸構造５１１を有している。凹凸構造５１１は三角波形状をしており、山部５１２と谷部５１３がピッチＰで繰り返されている。
【００６２】
また、スクリーン版５００は、表面が平坦になっており、表面上に複数の垂直形状の開口５０１が設けられている。開口５０１は、スキージ５１０の長手方向において、ピッチＰ’で配置されており、ピッチＰ’はスキージ５１０の長手方向で、印刷方向の下流側の面にある三角波形状の凹凸構造５１１のピッチＰと同じ（Ｐ’＝Ｐ）となっている。
【００６３】
さらに、図９の構成例では、スキージ５１０がスクリーン版５００を擦る際に、スキージ５１０の三角波形状の凹凸構造５１１の谷部５１３の位置がスクリーン版５００上にあるスキージ長手方向の開口５０１の位置と合うように、スクリーン版５００の位置を調整する位置調整機構５２０が設けられている。
【００６４】
図９の構成例では、位置調整機構５２０によって、スクリーン版５００をスキージ長手方向で位置調整し、容易にスキージ５１０の三角波形状の凹凸構造５１１の谷部５１３がスクリーン版５００上にあるスキージ長手方向の開口５０１上を擦るようにできる。そのためスクリーン版５００やスキージ５１０をスクリーン印刷装置から取り外し、再度取り付ける場合においても、位置調整機構５２０を用いた短時間の調整により、スキージ５１０とスクリーン版５００の位置合わせが実現でき、スペーサーを配置するためのスクリーン印刷装置の段取り時間の短縮化を計ることができる。
【００６５】
また、実際のスペーサー配置においては、初期に試し刷りを行ない、試し刷りされたプラスチック基板において、スペーサーの配置状況を観察することによって、スキージ５１０の三角波形状の凹凸構造５１１の谷部５１３とスクリーン版５００上にあるスキージ長手方向の開口５０１との位置ズレを評価し、位置ズレがある場合は、調整機構５２０によってスクリーン版５００をスキージ５１０の長手方向で動かすことで、スキージ５１０とスクリーン版５００を容易に位置合わせができ、良好なスペーサー配置を実現するための印刷初期の段取り時間を短縮できる。
【００６６】
なお、上述の例では、位置調整機構５２０によりスクリーン版５００をスキージ５１０の長手方向で位置調整を行なっているが、位置調整機構５２０はスキージ５１０をスキージ５１０の長手方向で位置調整するものであっても良く、また、スクリーン版５００，スキージ５１０の両方をスキージ５１０の長手方向で位置調整するものであっても良い。
【００６７】
また、図１０は本発明に係るスクリーン印刷装置の他の構成例を示す図である。なお、図１０はスクリーン印刷装置をスクリーン版６００の表面側から見た図である。
【００６８】
図１０の構成例では、スクリーン印刷装置は、スキージ６１０がスクリーン版６００を擦る際に、スキージ６１０の三角波形状の凹凸構造６１１の谷部６１３の位置が、スクリーン版６００上のスキージ長手方向の開口６０１の位置と合うように、スクリーン版６００の位置を調整する位置調整機構６２０を有しており、さらに、スキージ６１０の三角波形状の凹凸構造６１１の谷部６１３の位置とスクリーン版６００上のスキージ長手方向の開口６０１の位置との位置ズレを検出する検知機構６２１と、前記の位置ズレに対応した信号を発生する信号発生機構６２２とを有し、信号発生機構６２２で発生した信号を位置調整機構６２０に帰還して前記位置ズレを修正するようになっている。
【００６９】
図１０の構成例では、スクリーン印刷前またはスクリーン印刷中に自動的にスキージ６１０の三角波形状の凹凸構造６１１の谷部６１３の位置と、スクリーン版６００上にあるスキージ長手方向の開口６０１の位置ズレを検知機構６２１により検出し、信号発生機構６２２を介し、位置ズレ量を位置調整機構６２０にフィードバックし、スキージ６１０の三角波形状の凹凸構造６１１の谷部６１３の位置と、スクリーン版６００上にあるスキージ長手方向の開口６０１の位置とを合わせることが可能になる。
【００７０】
そのため、長期において、スキージ６１０の三角波形状の凹凸構造６１１の谷部６１３の位置とスクリーン版６００上にあるスキージ長手方向の開口６０１の位置との位置ズレが起きず、長期信頼性に優れ、またスキージ６１０とスクリーン版６００の位置調整が自動的になされるため、タクトタイムの短縮が実現できる。
【００７１】
なお、図１０の例では、位置調整機構６２０によりスクリーン版６００をスキージ６１０の長手方向で位置調整を行なっているが、位置調整機構６２０は、スキージ６１０をスキージ６１０の長手方向で位置調整するものであっても良く、また、スクリーン版６００，スキージ６１０の両方をスキージ６１０の長手方向で位置調整するものであっても良い。
【００７２】
また、本発明において使用できるプラスチック基板１０５は、液晶表示素子の光の入出力側に使用される場合のみ可視光に対し透明である必要があるが、その他には材質は制限されない。プラスチック基板１０５として、一般的には、ポリカーボネイト（ＰＣ），ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ），ポリエーテルテレフタレート（ＰＥＴ），ポリイミド（ＰＩ）等が使用され、プラスチック基板１０５の厚さは０．０５〜１．５ｍｍ，望ましくは０．０７〜０．４ｍｍ程度が良い。また、プラスチック基板表面に耐溶剤層やガスバリア層が被覆されていれば、耐プロセス性が向上し、完成された液晶表示装置の信頼性が向上するので更に望ましい。
【００７３】
また、プラスチック基板１０５上に電極層を設けるための密着層や緩和層が被覆されていれば、電極層形成での電極層剥離や基板カールを抑制でき、プロセスの複雑化を防ぐことができる。
【００７４】
また、プラスチック基板の代わりに、ガラス基板，石英基板が用いられる場合にも、同様に、本発明を適用できる。すなわち、基板としてガラス基板，石英基板が用いられる場合にも、本発明のスクリーン印刷装置を用いて、スペーサーを配置しても、基板上には凝集のないスペーサーが配置される。
【００７５】
また、本発明で用いられるスペーサー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、かつ印刷前には比較的低温の加熱で蒸発する有機溶媒が使用できる。例えば、１−オクタノール、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が使用できる。
【００７６】
以上のように、本発明のスクリーン印刷装置によりプラスチック基板上にスペーサー配置を行なった場合、プラスチック基板上に凝集のないスペーサーを確実に置くことが可能となる。その結果、プラスチック基板が用いられる場合においても、均一性の高いギャップ制御が可能となる。また、プラスチック基板上で凝集するスペーサーが著しく減少するため、ギャップ制御に必要なスペーサー量が減少し、スペーサー配置のための製造コストが低減する。
【００７７】
さらに、本発明のスクリーン印刷装置により、プラスチック基板へスペーサーを配置し、ギャップ制御を行なった液晶表示装置においては、従来よりギャップの均一性が向上しているため、液晶表示装置の表示品質の内面バラツキが低減しており、良好な表示特性を持たせることができる。また、スペーサー配置の製造コストが低減することにより、完成された液晶表示装置のコストも抑制することが可能となる。
【００７８】
【実施例】
次に、本発明の実施例について説明する。
【００７９】
実施例１
実施例１では、ウレタン樹脂を機械加工し、スキージを作製した。このスキージは、スキージ長手方向で印刷方向の下流側の面に、三角波形状の凹凸構造（ピッチＰ，高さＨ，角度θ）を有している。また、Ｎｉ合金からなるスクリーン版を電着法により作製した。このスクリーン版は、スキージ長手方向にほぼ垂直な開口がピッチＰ’で配置されている。各々の寸法を表１に示す。
【００８０】
【表１】
作製したスキージ及びスクリーン版をスクリーン印刷装置に取り付け、スキージがスクリーン版を擦るときに、スキージの三角波形状の凹凸構造の谷部がスクリーン版上のスキージの長手方向にある開口上を擦るようにスキージとスクリーン版の位置を合わせておいた。
【００８２】
次に、厚さ０．１３ｍｍのＰＣ基板上に、反応性スパッタ法によりＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ−ｔｉｎ−Ｏｘｉｄｅ）層を７５ｎｍ成膜し、フォトリソグラフィー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た。
【００８３】
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た。その後、ラビングにより配向処理を行なった。配向処理後、前述のスクリーン印刷装置を用い、固着剤のない球状のプラスチックスペーサー（直径５．５μｍ）を２−メチル１，３−ヘキサジオールに５０ｗｔ％で分散させたインクを、配向膜上へ印刷した。印刷後、１００℃の温度で１５分間オーブン中で加熱し、２−メチル１，３−ヘキサジオールを蒸発させ、配向膜上へスペーサーを配置した。
【００８４】
配向膜上に配置されたスペーサーを観察した結果、占有率（開口に対応した全箇所の内、スペーサーが配向される比率）は９５％以上、単独率（配置されたスペーサーの内、凝集していない比率）は８５％以上となっており、ＰＣ基板上において良好なスペーサー配置が実現できた。
【００８５】
実施例２
実施例２では、実施例１のスクリーン印刷装置に、図９に示したように、位置調整機構を取り付けた。なお、位置調整機構としては、ステッピングモーターに電気信号を与え、ステッピングモーターによりボールネジを駆動し、スクリーン版をスキージの長手方向で移動させる機構のものを用いた。
【００８６】
実施例２においても、実施例１と同様に、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ー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た。
【００８７】
その後、透明電極上にフレキソ印刷でポリイミド樹脂を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なった。配向処理後、位置調整機構が設けられたスクリーン印刷装置を用い、固着剤のない球状のプラスチックスペーサー（直径５．５μｍ）を２−メチル１，３−ヘキサジオールに５０ｗｔ％分散させたインクを、配向膜上へ印刷した。印刷後、１００℃の温度で１５分間オーブン中で加熱し、２−メチル１，３−ヘキサジオールを蒸発させ、配向膜上へスペーサーを配置した。
【００８８】
配向膜上に配置されたスペーサーを観察した結果、占有率が２０〜５０％程度であった。また、ＣＣＤカメラでスキージの三角波形状の凹凸構造の谷部の位置と、スクリーン版上記のスキージ長手方向にある開口の中心位置とを観察した結果、２０μｍの位置ズレがあった。
【００８９】
その後、ステッピングモーターを駆動し、スクリーン版をスキージ長手方向で２０μｍ移動させ、スキージがスクリーン版を擦るときに、スキージの三角波形状の凹凸構造の谷部がスクリーン版上のスキージ長手方向にある開口上を擦るように、スキージとスクリーン版との位置を合わせた。そして、前述したと同様に、スクリーン印刷を行ない配向膜上のスペーサーを観察した。この結果、配向膜上のスペーサーは、占有率は９５％以上、単独率は８５％以上となっており、位置調整機構を設けることによって、短時間にスキージの三角波形状の凹凸構造の谷部がスクリーン版上のスキージの長手方向にある開口上を擦るように調整できることが確認された。
【００９０】
実施例３
実施例３では、実施例１のスクリーン印刷装置に、図１０に示したように、検知機構，信号発生機構，位置調整機構からなる帰還回路を取り付けた。なお、ここで、検知機構は、ＣＣＤカメラで捉えた画像を処理し、スキージの三角波形状の凹凸構造の谷部の位置と、スクリーン版上のスキージ長手方向にある開口の中心位置とのズレ量を検出するものであり、信号発生機構は、位置ズレを電気信号に変換し、電気信号を増幅する回路であり、位置調整機構は、信号発生機構からの電気信号をステッピングモーターに伝え、ステッピングモーターによりボールネジを駆動し、スクリーン版をスキージの長手方向で移動させる機構である。
【００９１】
実施例３においても、実施例１と同様に、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ー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た。
【００９２】
その後、透明電極上にフレキソ印刷でポリイミド樹脂を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なった。配向処理後、検知機構，信号発生機構，位置調整機構が設けられたスクリーン印刷装置を用い、固着剤のない球状のプラスチックスペーサー（直径５．５μｍ）を２−メチル１，３−ヘキサジオールに５０ｗｔ％分散させたインクを、配向膜上へ印刷した。印刷後、１００℃の温度で１５分間オーブン中で加熱し、２−メチル１，３−ヘキサジオールを蒸発させ、配向膜上へスペーサーを配置した。
【００９３】
配向膜上に配置されたスペーサーを観察した結果、印刷１枚目から、占有率が９５％以上、単独率は８５％以上となっていた。これは、印刷初期から検知機構，信号発生機構，位置調整機構からなる帰還回路により、スキージがスクリーン版を擦るときに、スキージの三角波形状の凹凸構造の谷部がスクリーン版上のスキージ長手方向にある開口上を擦るようになるためである。また、連続して４０枚印刷を行なったが、印刷中において、配向膜上に配置されたスペーサーの占有率，単独率に変化はなかった。
【００９４】
実施例４
実施例４では、３種類の液晶表示装置（第１，第２，第３の液晶表示装置）を作製した。
【００９５】
先ず、実施例１のスペーサーが配置されたＰＣ基板を用いて、第１の液晶表示装置を作製した。すなわち、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ープロセスにより、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。
【００９６】
その後、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なった。
【００９７】
その後、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ーにより塗布し、実施例１で作製したスペーサーが配置されたＰＣ基板と貼り合わせ、１２０℃の加熱によりシール剤を硬化させ、空セルを完成させた。その後、空セルを減圧下に置き、ネマチック液晶を注入し、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、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、第１の液晶表示装置を完成させた。
【００９８】
同様に、実施例２のスペーサーが配置されたＰＣ基板を用いて第２の液晶表示装置を作製し、また、実施例３のスペーサーが配置されたＰＣ基板を用いて第３の液晶表示装置を作製した。ただし、第２の液晶表示装置は、実施例２において、２枚目に印刷されたＰＣ基板を用いた。
【００９９】
完成した第１，第２，第３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。
【０１００】
【発明の効果】
以上に説明したように、請求項１記載の発明によれば、溶媒中に分散されたスペーサーをスクリーン版上に置き、スクリーン版をスキージで擦ることによって、基板上にスペーサーを配置するスクリーン印刷装置において、スキージは、スキージの長手方向で印刷方向の下流側の面にスキージ長手方向に沿ってピッチＰの三角波形状の凹凸構造を有し、また、スクリーン版は、平坦な表面に複数の垂直形状の開口を有しており、スクリーン版の開口は、スキージの長手方向において、スキージの三角波形状の凹凸構造のピッチＰと同じピッチで配置されているので、溶媒中に分散されたスペーサーをスクリーン版上に置き、スクリーン版をスキージで擦ることによって、基板上にスペーサーを配置する際に、すなわち、スクリーン印刷によって基板上にスペーサーを配置する際に、基板がプラスチック基板である場合にも、基板上にスペーサーを凝集させず、また、スペーサーを所定位置に確実に配置させることができ、液晶表示装置のギャップの均一性を確保することができる。
【０１０１】
また、請求項２記載の発明によれば、請求項１記載のスクリーン印刷装置において、スキージの長手方向で印刷方向の下流側の面にある三角波形状の凹凸構造の高さは、スペーサーの大きさの３倍以上であるので、印刷中にスキージの三角波形状の凹凸構造の谷部に効率的にスペーサーを集めることができる。
【０１０２】
また、請求項３記載の発明によれば、請求項１または請求項２記載のスクリーン印刷装置において、スキージがスクリーン版を擦る際に、スキージの長手方向で印刷方向の下流側の面にある三角波形状の凹凸構造の谷部の位置がスクリーン版上の開口のスキージ長手方向の位置と合うように、スキージおよび／またはスクリーン版の位置を調整する位置調整機構を有しており、位置調節機構を動かすことによって、容易に、スキージの三角波形状の凹凸構造の谷部がスクリーン版上にあるスキージ長手方向の開口上を擦るようにできる。
【０１０３】
また、請求項４記載の発明によれば、請求項３記載のスクリーン印刷装置において、スキージの長手方向で印刷方向の下流側の面にある三角波形状の凹凸構造の谷部の位置とスクリーン版上の開口のスキージ長手方向の位置との位置ズレを検出する検知機構と、位置ズレに対応した信号を発生する信号発生機構とをさらに有し、信号発生機構で発生した信号を位置調整機構に帰還して位置ズレを修正するようになっており、スクリーン印刷前またはスクリーン印刷中に、自動的にスキージの三角波形状の凹凸構造の谷部の位置とスクリーン版上にあるスキージ長手方向の開口の位置との位置ズレを検知機構により検出し、信号発生機構を介して位置ズレ量を位置調整機構にフィードバックすることで、スキージの三角波形状の凹凸構造の谷部の位置とスクリーン版上にあるスキージ長手方向の開口の位置とを常に正確に合わせることができ、より確実に、スキージの三角波形状の凹凸構造の谷部がスクリーン版上にあるスキージ長手方向の開口上を擦るようにできる。
【０１０４】
また、請求項５記載の発明によれば、請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載のスクリーン印刷装置を用いて、プラスチック基板上へスペーサーを配置するので、プラスチック基板上に凝集のないスペーサーを置くことが可能となる。その結果、プラスチック基板上においても、均一性の高いギャップ制御が可能となる。また、プラスチック基板上で、凝集するスペーサーが著しく減少するため、ギャップ制御に必要なスペーサー量が減少し、スペーサー配置のための製造コストが低減する。
【０１０５】
また、請求項６記載の発明によれば、請求項５記載のスペーサー配置方法を用いて、プラスチック基板上へスペーサーを配置し、対向する電極間のギャップを制御するので、従来よりもギャップの均一性を向上させることができる。これにより、液晶表示装置の表示品質の内面バラツキを低減させ、良好な表示特性を持たせることができる。また、スペーサー配置の製造コストが低減することにより、完成された液晶表示装置のコストも抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るスクリーン印刷装置の一構成例を示す図である。
【図２】本発明に係るスクリーン印刷装置の一構成例を示す図である。
【図３】本発明に係るスクリーン印刷装置の一構成例を示す図である。
【図４】本発明のスクリーン印刷装置を用い、スペーサーを配置する様子を示す図である。
【図５】本発明のスクリーン印刷装置を用い、スペーサーを配置する様子を示す図である。
【図６】本発明に係るスクリーン印刷装置の他の構成例を示す図である。
【図７】本発明に係るスクリーン印刷装置の他の構成例を示す図である。
【図８】本発明に係るスクリーン印刷装置の他の構成例を示す図である。
【図９】本発明に係るスクリーン印刷装置の他の構成例を示す図である。
【図１０】本発明に係るスクリーン印刷装置の他の構成例を示す図である。
【図１１】従来のスクリーン印刷版を用いたガラス基板上でのスペーサー配置例を示す図である。
【図１２】従来のスクリーン印刷版を用いたプラスチック基板上でのスペーサー配置例を示す図である。
【符号の説明】
１００，４００，５００，６００ スクリーン版
１１０，４１０，５１０，６１０ スキージ
１１１，４１１，５１１，６１１ 凹凸構造
１１２，４１２，５１２，６１２ 山部
１１３，４１３，５１３，６１３ 谷部
１０１，４０１，５０１，６０１ 開口
１０３，４０３ 凹み
１０５ プラスチック基板
１０７，１０８，４０７，４０８ スペーサー
４１５ スキージの摺動面
５２０，６２０ 位置調整機構
６２１ 検知機構
６２２ 信号発生機構
１１０ａ スキージの長手方向で印刷方向の下流側の面
Claims (6)
- 溶媒中に分散されたスペーサーをスクリーン版上に置き、スクリーン版をスキージで擦ることによって、基板上にスペーサーを配置するスクリーン印刷装置において、前記スキージは、スキージの長手方向で印刷方向の下流側の面にスキージ長手方向に沿ってピッチＰの三角波形状の凹凸構造を有し、また、前記スクリーン版は、平坦な表面に複数の垂直形状の開口を有しており、前記スクリーン版の前記開口は、前記スキージの長手方向において、前記スキージの三角波形状の凹凸構造のピッチＰと同じピッチで配置されていることを特徴とするスクリーン印刷装置。
- 請求項１記載のスクリーン印刷装置において、前記スキージの長手方向で印刷方向の下流側の面にある三角波形状の凹凸構造の高さは、前記スペーサーの大きさの３倍以上であることを特徴とするスクリーン印刷装置。
- 請求項１または請求項２記載のスクリーン印刷装置において、スキージがスクリーン版を擦る際に、前記スキージの長手方向で印刷方向の下流側の面にある三角波形状の凹凸構造の谷部の位置がスクリーン版上の開口のスキージ長手方向の位置と合うように、スキージおよび／またはスクリーン版の位置を調整する位置調整機構を有していることを特徴とするスクリーン印刷装置。
- 請求項３記載のスクリーン印刷装置において、前記スキージの長手方向で印刷方向の下流側の面にある三角波形状の凹凸構造の谷部の位置とスクリーン版上の開口のスキージ長手方向の位置との位置ズレを検出する検知機構と、前記位置ズレに対応した信号を発生する信号発生機構とをさらに有し、前記信号発生機構で発生した信号を前記位置調整機構に帰還して前記位置ズレを修正するようになっていることを特徴とするスクリーン印刷装置。
- 請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載のスクリーン印刷装置を用いて、プラスチック基板上へスペーサーを配置することを特徴とするスペーサー配置方法。
- 請求項５記載のスペーサー配置方法を用いて、プラスチック基板上へスペーサーを配置し、対向する電極間のギャップを制御することを特徴とする液晶表示装置の作製方法。
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