JPH10272758A - 印刷方法、印刷物及び印刷装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数のパターンを重ね合わせ印刷する際に、
位置合わせ基準となるアライメントマークの輪郭の変
形。 【解決手段】 複数の印刷スクリーンを用いて被印刷物
に重ね合わせ印刷する際、被印刷物である基板１０に第
１印刷スクリーンを用いて基準アライメントマークＭre
fを印刷する。基準アライメントマークＭrefの直径は、
他の印刷スクリーンによって基準アライメントマークＭ
ref上に印刷されるアライメントマークＭの直径よりも
大きく設定する。また、基準アライメントマークＭref
とアライメントマークＭの大きさは、基準アライメント
マークの直径ｘが、印刷装置の撮像カメラの有効撮像領
域の径をＺ、印刷位置合わせマージンをｂ、印刷パター
ンの変形マージンをａ、アライメントマークＭの直径を
ｙとした場合に、Ｚ−（ｂ＋ａ）≧ｘ≧ｙ＋ａを満たす
ように設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、印刷スクリーン
を用い、被印刷物、例えば基板などに誘電体層、電極層
など様々な材料層を形成するためのスクリーン印刷に関
し、特に印刷スクリーンと被印刷物との位置合わせのた
めの構成に関する。

【０００２】

【従来の技術】スクリーン印刷（厚膜印刷とも言われ
る）は、印刷スクリーンを被印刷物に近接配置し、所望
パターンのスクリーンメッシュからペースト状の印刷材
料を被印刷物に転写する印刷方法であり、例えばプラズ
マディスプレイパネル（ＰＤＰ）を構成する基板に電極
層、誘電体層、障壁部或いは蛍光体層などのパターンを
形成したり、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）の蛍光体層或
いはプリンタヘッド基板の電極層や誘電体層等などの形
成に用いられている。

【０００３】スクリーン印刷では、１つの被印刷物に対
して複数の印刷スクリーンを順次用いて様々なパターン
を重ね合わせ印刷したり、他の方法（例えば、フォトリ
ソグラフィ）によって形成されたパターンに対して所望
のパターンを印刷する場合があり、このような場合には
被印刷物と印刷スクリーンとの位置合わせをより厳密に
行う必要がある。

【０００４】被印刷物と印刷スクリーンとの位置合わせ
には、被印刷物に印刷された例えば円形などの一定の形
状のアライメントマークが用いられている。以下、図１
０を用いて、この位置合わせの方法について説明する。

【０００５】まず、第１印刷スクリーンを用いて、被印
刷物（ここではガラス等の基板１０）に第１印刷パター
ン１２を形成し、同時に、基板１０上の所定の位置に基
準アライメントマークＭrefを形成する。

【０００６】また、予め第２印刷スクリーンによって透
明な素基板に第２パターンを印刷して位置合わせ用基板
２０が形成されている。そして、ＣＣＤ等のカメラの前
に第２パターンの印刷された位置合わせ用基板２０をセ
ットし、カメラの視野領域内の画像データからアライメ
ントマークＭの輪郭を抽出して形状を認識し、中心位置
を検出する。

【０００７】また、基準アライメントマークＭrefの形
成された基板１０を上記カメラの前に配置して、基板１
０にカメラのピントを合わせて、上記同様の手順によ
り、カメラの同一視野領域内で、基準アライメントマー
クＭrefを認識して中心位置を検出する。更に、アライ
メントマークＭの中心位置に基準アライメントマークＭ
refが一致するように基板１０が載置された基台を制御
し、位置合わせ用基板２０に対する基板１０の相対位置
を決定する。その後、基板１０を基台ごと第２印刷スク
リーンのセットされた印刷装置の印刷部に搬入し、位置
合わせ用基板２０に対する基板１０の位置制御量に基づ
いて、第２印刷スクリーンに対する基板１０の位置を制
御し、第２印刷スクリーンと基板１０とを位置決めす
る。

【０００８】このように、基準アライメントマークＭre
fと、次に印刷する第２印刷スクリーンに対応するアラ
イメントマークＭとを位置合わせして、第２印刷スクリ
ーンの第２パターンを基板１０に転写することで、第２
印刷スクリーンを基板１０の所望の位置に印刷する。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】スクリーン印刷では、
ペースト状の印刷材料をスクリーンメッシュから落とし
込むようにして転写している。このため、パターンを被
印刷物に実際に印刷した場合、位置合わせ精度の誤差に
よる位置ずれに加え、スクリーンパターンに対して被印
刷物上に形成される印刷材料のパターンの伸縮による変
形による位置ずれも発生する。よって、基板１０に形成
された基準アライメントＭref上に、次の印刷工程でア
ライメントマークＭ（1〜n）がずれて形成される場合も
多い。

【００１０】ところが、従来の印刷方法においては、各
印刷スクリーンで印刷されるアライメントマークＭと基
準アライメントマークＭrefとを同じ大きさとしてい
た。従って、アライメントマークＭの印刷時の位置ずれ
により、図１１に示すように、基準アライメントマーク
Ｍrefの形成領域からアライメントマークＭがはみ出す
可能性が高かった。マークの認識は、撮像カメラからの
視野エリア内の画像データ内に、決められた基準パター
ンに一致する輪郭を備えたパターンが存在するかどうか
を検出することで行っている。従って、アライメントマ
ークＭ（1〜n）が基準アライメントマークＭrefの形成
領域からはみ出して形成され、見かけ上、基準アライメ
ントマークＭrefの輪郭が変形した場合には、認識シス
テム側に設定されている基準パターンに、基板１０上の
マークの形状が一致しなる。このため、基板１０上の基
準アライメントマークＭrefを認識することができなく
なるという問題があった。

【００１１】この発明は、上記のような問題点を解消す
るためになされたもので、複数のパターンを位置精度よ
く重ね合わせて印刷することを可能とする方法及び印刷
装置を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】この発明は、複数の印刷
スクリーンを用いて被印刷物に印刷する際に、アライメ
ントマークを用いて前記各印刷スクリーンの被印刷物に
対する位置合わせを行う印刷方法であって、前記被印刷
物に第１印刷スクリーンを用いて基準アライメントマー
クを印刷し、第２印刷スクリーンによって印刷され前記
基準アライメントマークより小さく設定されたアライメ
ントマークと、基準アライメントマークとの中心位置が
一致するように前記被印刷物と前記第２印刷スクリーン
との相対位置を決定し、前記第２印刷スクリーンを用い
て前記被印刷物に第２パターンを印刷することを特徴と
するものである。

【００１３】また、この発明では、前記アライメントマ
ークが前記第２印刷スクリーンを用いて位置合わせ用基
板に印刷され、この位置合わせ用基板のアライメントマ
ークの中心位置と、前記基準アライメントマークとの中
心位置が一致するように前記被印刷物と前記位置合わせ
用基板との相対位置を決定し、前記決定した被印刷物と
前記位置合わせ用基板との相対位置に基づいて前記被印
刷物と前記第２印刷スクリーンとの相対位置を決定する
ことを特徴とするものである。

【００１４】更に、この発明は、複数の印刷スクリーン
を用いて複数のパターンが印刷された印刷物であって、
印刷する際に被印刷物と前記印刷スクリーンとの位置合
わせを行うための位置合わせ用のアライメントマークが
形成され、前記アライメントマークのうち第１印刷スク
リーンによって印刷され、後の印刷において被印刷物と
第２印刷スクリーンとの位置合わせ基準とされる基準ア
ライメントマークが、前記第２印刷スクリーンによって
前記基準アライメントマーク上に印刷されたアライメン
トマークよりも大きく設定されていることを特徴とする
ものである。

【００１５】また、この発明の上記印刷方法又は印刷物
において、前記基準アライメントマークの直径ｘは、印
刷装置のアライメントマーク撮像部の有効撮像領域の径
をＺとし、これに対する印刷位置合わせマージンをｂと
し、印刷パターンの変形マージンをａとし、前記アライ
メントマークの直径をｙとした場合に、Ｚ−（ｂ＋ａ）
≧ｘ≧ｙ＋ａを満たすことを特徴とするものである。

【００１６】更に、この発明は、複数の印刷スクリーン
を用いて被印刷物に印刷する際に、アライメントマーク
を用いて前記各印刷スクリーンの被印刷物に対する位置
合わせを行う印刷方法であって、前記被印刷物に第１印
刷スクリーンを用いて基準アライメントマークを印刷
し、前記基準アライメントマークの形成領域外の所定位
置に、第２印刷スクリーンを用いて前記被印刷物上に印
刷されるアライメントマークの仮想マークを発生し、前
記仮想マークと、前記基準アライメントマークとが一致
するように前記被印刷物と前記第２印刷スクリーンの相
対位置を決定して、前記被印刷物に前記第２印刷スクリ
ーンを用いて第２パターンを印刷することを特徴とする
ものである。

【００１７】また、この発明は、アライメントマークを
用いて印刷スクリーンと被印刷物とを位置合わせして、
被印刷物上に複数の印刷スクリーンのパターンを順次印
刷する印刷装置であって、前記被印刷物に第１印刷スク
リーンを用いて印刷された基準アライメントマークと、
第２印刷スクリーンによって形成されるアライメントマ
ークとを別の撮像領域で検出する画像処理手段と、いず
れか一方の領域内で検出された前記マークの仮想マーク
を他方の領域の所定位置に発生させ、前記仮想マークと
前記他方の領域内で検出されたマークとが一致するよう
に前記被印刷物と前記第２印刷スクリーンとの相対位置
を決定するアライメント制御手段と、を備え、前記第１
印刷スクリーンによって第１パターンが印刷された被印
刷物に前記第２印刷スクリーンを用いて第２パターンを
印刷し、前記基準アライメントマークの形成領域外に前
記第２印刷スクリーンのアライメントマークを形成する
ことを特徴とするものである。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、この発明の好適な実施の形
態について、図面を用いて説明する。

【００１９】実施の形態１．図１は、実施の形態１にお
ける被印刷物に印刷された基準アライメントマークと、
次に印刷されるアライメントマークとの関係を示す図で
ある。

【００２０】この実施の形態１では、図１（ａ）に示す
ように、各印刷工程での位置合わせの基準となる基準ア
ライメントマークＭrefの大きさを、各印刷スクリーン
によって印刷されるアライメントマークＭ（1〜n）より
も大きく設定している。

【００２１】基準アライメントマークＭrefは、図１
（ｂ）のように、被印刷物である基板１０（例えばガラ
ス基板）に、基準パターンとなる第１パターン１２を第
１印刷スクリーンによって印刷する際に同時に形成さ
れ、基板１０の所定位置、例えば印刷方向に平行又は直
交する線上に形成される。

【００２２】このような基準アライメントマークＭref
と、第２印刷スクリーンによって形成されるアライメン
トマークＭ1との中心位置が一致するように基板１０と
第２印刷スクリーンとの相対位置を決定して印刷するこ
とで、例えば、図１（ｃ）に示すように、第１パターン
上に第２パターン２３が形成される。

【００２３】印刷装置側で、基板１０と印刷スクリーン
との相対位置を基準アライメントマークＭrefの中心と
アライメントマークＭ（1〜n）の中心とが完全に一致す
るように制御しても、実際には、図１（ａ）に示すよう
に、基準アライメントマークＭref上に形成される各印
刷スクリーンのアライメントマークＭ（1〜n）は、基準
アライメントマークＭrefの中心に対してその中心がず
れることがある。

【００２４】しかし、アライメントマークＭの印刷位置
が多少ずれても、基準アライメントマークＭrefをアラ
イメントマークＭよりも大きく設定するので、アライメ
ントマークＭが基準アライメントマークＭrefの形成領
域外にはみ出して輪郭が変化することはない。このた
め、複数の印刷スクリーンを用いて印刷を行い、基準ア
ライメントマークＭref上に各印刷スクリーンのアライ
メントマークＭが形成されても、常に第１パターン１２
の基準アライメントマークＭrefを位置合わせの基準と
して用いることができる。

【００２５】以下、図２、図３及び図４に基づいて、こ
の実施の形態１において用いられる印刷装置の構成及び
印刷方法について具体的に説明する。

【００２６】図２は、印刷装置の位置合わせ機構の概略
を示している。また、図３及び図４は印刷における位置
合わせ手順を示している。

【００２７】印刷装置では、基板１０に形成された基準
アライメントマークＭrefと次に印刷する印刷スクリー
ン４０との相対位置を決定するためのアライメント部
と、決定された相対位置で実際に基板１０に印刷スクリ
ーン４０によってパターンを印刷する印刷部とを備え
る。アライメント部には、アライメントマーク撮像部を
なすＣＣＤ等が用いられた撮像カメラ３０が設けられて
いる。

【００２８】撮像カメラ３０の前には、次に印刷する第
２印刷スクリーン４０の第２パターンが透明な素基板に
印刷された位置合わせ用基板４２と、既に第１パターン
が印刷された基板１０とが配置される。撮像カメラ３０
から得られる画像データは、画像処理部３２でパターン
認識され、ここで、画像データ内から基準アライメント
マークＭrefやアライメントマークＭが検出される。

【００２９】検出結果はモニタ３８に出力されると共に
アライメント制御部３４に供給され、アライメント制御
部３４は２つのマークの中心位置が互いに一致するよう
にアライメント制御信号を発生する。基板位置制御部３
６は、このアライメント制御信号に基づいて、アライメ
ント部で位置合わせ用基板４２に対して基板１０の位置
を変更する。基板１０の位置は、基板１０を載置した基
台５０の位置をＸＹ方向に制御して変更する。基板位置
制御部３６は、基台５０の制御量を記憶する。なお、基
板１０自体を基台５０上で移動させてもよい。

【００３０】基準アライメントマークＭrefとアライメ
ントマークＭとの位置合わせが終了すると、基板１０
は、基台５０ごと印刷部に搬送され、既にアライメント
部での位置合わせ用基板４２と対応した位置にセットさ
れている第２印刷スクリーン４０の前に搬入される。基
板位置制御部３６は記憶した制御量に基づいて印刷部に
搬入された基台５０の位置を制御し、第２印刷スクリー
ン４０に対する基板１０の位置を決定する。なお、アラ
イメント部で基板１０の位置を直接制御する場合には、
印刷部で基台５０を所定位置に配置することで第２印刷
スクリーン４０に対する基板１０の位置がアライメント
部での位置合わせ結果に応じて決められる。

【００３１】基板１０と第２印刷スクリーン４０との位
置が決まると、スキージを移動させて、第２印刷スクリ
ーン４０のスクリーンメッシュからペースト状の印刷材
料を基板１０に転写し、これにより第１パターンの印刷
されている基板１０に第２印刷スクリーン４０の第２パ
ターンが印刷されることとなる。

【００３２】なお、上記印刷装置において、基板１０と
第２印刷スクリーン４０とを直接位置合わせする方法も
採用可能であるが、スクリーン印刷では、一般的に、上
述のように印刷スクリーン４０によって印刷された位置
合わせ用基板４２と基板１０との位置合わせを行うこと
で、第２印刷スクリーン４０と基板１０との相対位置を
決定している。印刷スクリーン４０に形成されているス
クリーンパターンと、実際に印刷されたスクリーンパタ
ーンとでは、印刷材料、スクリーン及びパターンなどに
起因する相違が大きい。そこで、より精度を向上するた
めに、印刷スクリーン４０と基板１０とを直接位置合わ
せせず、実際に印刷スクリーン４０で印刷されたパター
ンのアライメントマークＭと基板１０に印刷された基準
アライメントマークＭrefとを位置合わせして、印刷ス
クリーン４０と基板１０との相対位置を決定している。

【００３３】次に、基準アライメントマークＭrefと位
置合わせ用基板４２のアライメントマークＭとを用いた
位置合わせ手順について説明する。

【００３４】まず、印刷工程において、基板１０に後の
印刷工程の位置合わせの基準となる基準アライメントマ
ークＭrefを含む第１パターンを形成する（Ｓ１）。な
お、この第１パターンは、位置合わせの基準となる最初
のパターンであり、必ずしも基板１０上に形成される最
初の層には限らない。例えば、ＰＤＰの前面基板におい
て、各放電セルで表示データに基づいた放電を行わせる
ためのＸ、Ｙ電極の透明電極パターンが前面基板におけ
る基準となる第１パターンに相当するが、この透明電極
パターンの下層、つまり第１パターンの形成前に、基板
１０には印刷によって基板全面に誘電体層が形成されて
いる。

【００３５】また、予め素基板にアライメントマークＭ
1を含む第２パターンを印刷して位置合わせ用基板４２
が形成される（Ｓ４）。得られた位置合わせ用基板４２
を撮像カメラ３０の前にセットし、位置合わせ用基板４
２に撮像カメラ３０のピントを合わせ、画像処理部３２
が、撮像カメラ３０から供給される有効視野エリア（有
効撮像領域）６０内の画像データからアライメントマー
クＭ1の輪郭を抽出し、有効視野エリア６０内でアライ
メントマークＭ1の存在を認識する（Ｓ５）。アライメ
ントマークＭ1を認識すると画像処理部３２は、認識し
たマークＭ1からその中心位置を検出する（Ｓ６）。ア
ライメントマークＭ1の中心が有効視野エリア６０の基
準中心に一致していない場合には、オペレータがモニタ
３８を見ながら位置合わせ用基板４２の設置位置を調整
し、或いはアライメント制御部３４が位置合わせ用基板
４２の制御量を検出してその設置位置を自動的に調整し
て、図３（ｂ）に示すように、アライメントマークＭ1
を基準中心に一致させる。

【００３６】第１パターンが印刷された基板１０は焼結
工程を経て、既に位置合わせ用基板４２がセットされて
いる印刷装置のアライメント部に搬入され、位置合わせ
用基板４２と同様に、図２の撮像カメラ３０の前に仮配
置される。

【００３７】撮像カメラ３０は、その有効視野エリア６
０内で、基板１０上にピントを合わせ、撮像した画像デ
ータを画像処理部３２に供給する。画像処理部３２は、
得られた画像データから基準アライメントマークＭref
の輪郭を抽出する。さらに、その輪郭と記憶されている
基準パターンとを比較して、有効視野エリア６０内にお
いて基準アライメントマークＭrefの存在を認識する
（Ｓ２）。なお、基準アライメントマークＭrefがエリ
ア６０内に存在しない場合は、基準アライメントマーク
Ｍrefが有効視野エリア６０に入るまで基板１０の位置
を調整する。基準アライメントマークＭrefを認識する
と画像処理部３２は、図３（ａ）に示すように、認識し
たマークＭrefの中心位置を検出する（Ｓ３）。

【００３８】画像処理部３２にて基準アライメントマー
クＭref及びアライメントマークＭの中心位置がそれぞ
れ検出されると、アライメント制御部３４は、基準アラ
イメントマークＭrefの中心がアライメントマークＭ1の
中心に一致するように（図３（ｃ）参照）アライメント
制御信号を発生し、基板位置制御部３６がこの制御信号
に基づいて基板１０の位置（具体的には、基台５０）の
位置を制御する（Ｓ７）。

【００３９】アライメント制御部３４は、順次、アライ
メントマークＭ1の中心に基準アライメントマークＭref
の中心が一致したかどうか判定し（Ｓ８）、一致しなけ
れば（Ｎｏ）更に基板１０の位置を調整し、一致すると
（Ｙｅｓ）、第２印刷スクリーンによる実際の印刷工程
に移り、基板１０は、基台５０ごと印刷装置の印刷部に
搬送される。アライメント制御部３４は、アライメント
マークＭ1の中心に基準アライメントマークＭrefの中心
を一致させるための制御データを一旦記憶する。

【００４０】印刷部に基板１０が搬入されると、基板位
置制御部３６は、アライメント制御部３４が一旦記憶し
た制御データに基づいて、既にセットされている第２印
刷スクリーン４０に対する基板１０の相対位置を制御す
る（実際には基台５０位置を制御する）。第２印刷スク
リーン４０に対して基板１０の位置が決められると、次
に第２印刷スクリーン４０によって基板１０に実際に第
２パターンが印刷される。また第２パターン印刷後、基
板１０には焼結が施され第２パターンが第１パターン上
に形成される（Ｓ９）。

【００４１】基準アライメントマークＭrefを位置決め
の基準マークとして用いて更に第３、第４・・n+1の印
刷スクリーンによる印刷を行う場合には、印刷スクリー
ンを変更して上記Ｓ２〜Ｓ９の工程を繰り返す。以上の
ようにして基板１０上には基準アライメントマークＭre
fに基づいてそれぞれ位置合わせして印刷した複数のパ
ターンが形成される。

【００４２】図３（ｅ）は、複数の印刷工程を経た後の
基板１０の基準アライメントマークＭrefの形成領域の
平面を示している。上述のように基準アライメントマー
クＭrefの直径を各印刷スクリーンによって印刷される
アライメントマークＭ（1〜n）の直径よりも大きく設定
することで、基準アライメントマークＭref上に形成さ
れるアライメントマークＭの形成位置が多少ずれても、
基準アライメントマークＭrefの輪郭形状は変化してい
ない。このため、各印刷工程で基板に形成されたマーク
の輪郭抽出により基準アライメントマークＭrefを認識
するステップ（Ｓ２）において、常に、第１パターンの
基準アライメントマークＭrefの輪郭を抽出することが
でき、このマークＭrefの存在を認識することができ
る。

【００４３】次に、図５に基づいて、基準アライメント
マークＭrefと各印刷スクリーンで印刷されるアライメ
ントマークＭとの大きさの関係を説明する。

【００４４】印刷スクリーンによって印刷されるアライ
メントマークＭ（1〜n）は、互いに同一の大きさに設定
されている。そして、上述のようにパターン認識する必
要があることから、アライメントマークＭの直径ｙは、
撮像カメラ３０での撮像精度、印刷スクリーンのパター
ンや印刷材料などによって決まる最小直径以上に設定す
る（最小直径は、例えば、０．５ｍｍ程度）。

【００４５】次に、基準アライメントマークＭrefの直
径ｘは、印刷スクリーンで実際に基板に印刷した場合の
パターンの変形範囲を±α（例えば、α＝０．３５ｍ
ｍ）とすると、上記アライメントマークの直径ｙに対
し、パターンの変形マージンａ（ａ＝２α）を加算した
値［ｙ＋ａ］以上とする。基準アライメントマークＭre
fの直径ｘの最小値を［ｙ＋ａ］とすることにより通常
の印刷工程でのアライメントマークＭの印刷位置のずれ
が基準アライメントマークＭrefの形成領域内に収ま
る。

【００４６】また、基準アライメントマークＭrefの直
径ｘの上限は、撮像カメラ３０の有効撮像領域の径（一
辺の長さ）をＺ（通常、４〜１０ｍｍ）とし、位置合わ
せ精度を±β（例えば、β＝５μｍ）とすると、エリア
の径Ｚから位置合わせ余裕ｂ（ｂ＝２β）と、マークＭ
refのパターンの変形マージンａとを減算した値とな
る。

【００４７】つまり、この実施の形態１において、基準
アライメントマークＭrefの直径ｘは、アライメントマ
ークＭの直径ｙより少なくともパターン変形マージンａ
以上大きくし、次式（１）のような範囲とする。

【００４８】

【数１】 Ｚ−（ｂ＋ａ） ≧ ｘ ≧ ｙ＋ａ ・・・・（１） 例えば、エリアの径Ｚが４ｍｍ角で、位置合わせ余裕ａ
が５μｍ、パターンの変形余裕ｂが０．７ｍｍである場
合に、アライメントマークの直径ｙを０．８ｍｍ（一般
的に、マークとして本来的に取り得る直径ｘ、ｙの範囲
は、０．５〜１．５ｍｍ）とした場合、基準アライメン
トマークＭrefの直径ｘを１．５ｍｍに設定する。この
場合、基準アライメントマークＭrefの直径ｘとアライ
メントマークＭの直径ｙとの比は、ほぼ２：１に設定さ
れている。基準アライメントマークＭrefとアライメン
トマークＭとで直径が２倍程度違えば、アライメントマ
ークＭの形成位置が多少ずれても、基準アライメントマ
ークＭrefの形成領域に形成されるアライメントマーク
Ｍ（1〜n）がはみ出すことはほとんどない。従って、各
印刷工程において、常時、第１パターンの基準アライメ
ントマークＭrefを基準として位置合わせを実行するこ
とが可能となる。

【００４９】実施の形態２．図６は、実施の形態２にお
ける被印刷物に印刷された基準アライメントマークと、
次に印刷されるアライメントマークとの位置関係を示す
図である。

【００５０】実施の形態１では、基準アライメントマー
クＭref上に次の印刷スクリーンのアライメントマーク
Ｍが形成される場合に、基準アライメントマークＭref
をアライメントマークＭより所定量大きく設定すること
で、正確な位置合わせを実現している。これに対して実
施の形態２では、図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すよう
に、基板上で基準アライメントマークＭrefが形成され
る領域と、各印刷スクリーンによって印刷されるアライ
メントマークＭsとの形成領域とが重ならないようにず
らしている。

【００５１】このように基準アライメントＭrefとアラ
イメントマークＭsとの形成位置をずらすことで、複数
の印刷工程を経ても基準アライメントマークＭref上に
は、マークＭsが形成されることがなく、各工程で、常
時、基準アライメントマークＭrefを位置合わせの基準
マークとして使用することを可能としている。

【００５２】例えば、図６（ａ）のように各印刷パター
ンと第１パターンとの位置ずれによって、本来完全に重
なるはずの複数の各アライメントマークＭs（1〜n）が
ずれても、基準アライメントマークＭrefの輪郭形状に
は影響を与えない。

【００５３】また、後述するように、同一印刷スクリー
ンを用いたシフト印刷が実行される場合にも、図６
（ｂ）に示すようにアライメントマークＭs（1〜n）が
一定量づつシフトされて形成されていても、基準アライ
メントマークＭrefには影響がなく、各印刷工程におい
て、基準アライメントマークＭrefを利用した位置合わ
せに支障をきたすことはない。

【００５４】シフト印刷は、例えばＰＤＰ場合、背面基
板の蛍光体層の形成に用いられる。ＰＤＰの背面基板に
は、各放電セルを特定するアドレス電極配線が形成され
る。このアドレス電極配線が本実施の形態２の第１パタ
ーンに相当し、アドレス電極配線に対応して赤（Ｒ）、
青（Ｂ）、緑（Ｇ）の各蛍光体層がアドレス電極配線２
本おきにそれぞれ形成される。各色の蛍光体層はアドレ
ス電極配線１本ずつ位置が異なるだけで、同一のパター
ンである。そこで、このような場合、同一の印刷スクリ
ーンを用い、このスクリーンを所定量ずつシフトさせて
それぞれ印刷を行ういわゆるシフト印刷が行われる。な
お、ＰＤＰにおいては、実際には蛍光体層を印刷する前
にアドレス電極配線の各間隙に印刷によって障壁部が形
成される。

【００５５】実施の形態１のように基準アライメントマ
ークＭrefの形成領域に、後の印刷工程のアライメント
マークＭを形成する印刷方法をシフト印刷に適用した場
合、シフト量が大きいと、基準アライメントマークＭre
fの形成領域の外にアライメントマークＭが形成されて
しまう可能性があり、好ましくない。

【００５６】実施の形態２では、基準アライメントマー
クＭrefとアライメントマークＭsとが重ならないので、
このようなシフト印刷が印刷工程中に含まれる場合に有
効である。図７は、実施の形態２の印刷方法をシフト印
刷に適用した場合において、各印刷ステップで基板上に
形成される印刷パターンを示している。図７（ａ）に示
すように、基板１０には第１印刷スクリーンによって第
１パターン１２を形成する。基準アライメントマークＭ
refもこの第１パターンと同時に基板１０の所定位置に
形成される。

【００５７】第１パターン１２が形成された基板１０上
に、第２印刷スクリーンを用いて第２パターンを印刷す
る場合には、後述するように、上記基準アライメントマ
ークＭrefと第２印刷スクリーンによって形成されるア
ライメントマークＭs（1〜n）との中心位置が一定の関
係でずれるように位置合わせする。これによって、図７
（ｂ）のように、基板１０上には第２シフトパターン２
５が形成される。

【００５８】また、基準アライメントマークＭrefに近
接する領域には、この基準アライメントマークＭrefと
重なることなく、第２パターンの第１シフト位置に対応
した位置にアライメントマークＭs1が形成される。次
に、同一の第２印刷スクリーンを所定量シフトし、図７
（ｃ）に示すように、基板１０に第２シフトパターン２
７を印刷する。これにより、基準アライメントマークＭ
refの近接領域に、前記基準アライメントマークＭrefに
対して所定の位置関係で、かつ前記アライメントマーク
Ｍs1に対して第２印刷スクリーンのシフト量だけずれた
位置にアライメントマークＭs2が形成されることとなる
（図６（ｂ）参照）。そして、シフト印刷を行っても、
各アライメントマークＭsが基準アライメントマークＭr
efと重ならない位置に形成され、基準アライメントマー
クＭrefの輪郭形状は変化しない。

【００５９】以下、実施の形態２の具体的な位置合わせ
処理方法について図８及び図９に基づいて説明する。

【００６０】印刷装置の構成は、基本的に上述の図２の
印刷装置と同様であるが、実施の形態２においては、ア
ライメントマークＭsと、基準アライメントマークＭref
とを別の視野エリア内で検出するためにマーク撮像シス
テムを複数系統（ここでは、２系統）とし、撮像カメラ
３０を２台設置している。

【００６１】第２印刷スクリーンを用いて素基板にアラ
イメントマークＭsを含む第２パターンを印刷して位置
合わせ用基板４２を形成する（Ｓ２１）。得られた位置
合わせ用基板４２を撮像カメラ３０の前にセットし、撮
像カメラ３０のピントを第１撮像領域（第１有効視野エ
リア）６２において位置合わせ用基板４２に合わせ、画
像処理部３２が、第１撮像領域６２の画像データからア
ライメントマークＭsの輪郭を抽出し、第１撮像領域６
２内でアライメントマークＭsの存在を認識し、その中
心を検出する（Ｓ２２）。アライメントマークＭsの中
心が第１撮像領域６２の基準中心に一致していない場合
には、位置合わせ用基板４２の設置位置を自動又は手動
で調整して、図８（ａ）に示すように、アライメントマ
ークＭsを第１撮像領域６２の基準中心に一致させる。

【００６２】アライメント制御部３４は、図８（ｂ）に
示すように、第１撮像領域６２で検出したアライメント
マークＭsの中心位置に対応した仮想中心を第２撮像領
域（第２有効視野エリア）６４内に発生する（Ｓ２
３）。次に、シフト印刷のために、画像処理部３２は、
第２撮像領域６４内で仮想中心を所定量だけシフトさせ
（Ｓ２４）、シフト位置にアライメントマークＭsの仮
想中心を仮想シフト中心として設定する（Ｓ２５）。な
お、図８（ｂ）に示す例では、Ｘ軸方向に一定量だけ仮
想中心をシフトさせている。

【００６３】一方、基板１０には第１印刷スクリーンで
第１パターン（基準アライメントマークＭrefを含む）
を印刷する（Ｓ２６）。第１パターンが印刷され焼結工
程を経た基板１０は、既に位置合わせ用基板４２がセッ
トされている印刷装置のアライメント部に搬入され、図
２の撮像カメラ３０の前に配置される。撮像カメラ３０
は、第２撮像領域６４内で、基板１０上にピントを合わ
せ、撮像した画像データを画像処理部３２に供給する。

【００６４】画像処理部３２は、図８（ｃ）に示すよう
に得られた画像データから第２撮像領域６４内の基準ア
ライメントマークＭrefの輪郭を抽出し、その輪郭と記
憶されている基準パターンとを比較して、第２撮像領域
６４内において基準アライメントマークＭrefの存在を
認識する（Ｓ２７）。更に、基準アライメントマークＭ
refを認識すると画像処理部３２は、図８（ｃ）に示す
ように、認識したマークＭrefの中心位置を検出する
（Ｓ２８）。

【００６５】画像処理部３２は、第２撮像領域６４にお
いて、検出した基準アライメントマークＭrefの中心を
アライメントマークＭsの仮想シフト中心に一致するよ
うに（図８（ｃ）参照）アライメント制御信号を発生
し、基板位置制御部３６がこの制御信号に基づいて基板
１０（具体的には、基台５０）の位置を制御する（Ｓ２
９）。

【００６６】画像処理部３２は、随時撮像カメラ３０か
ら得られる第２撮像領域６４の画像データに基づいて基
準アライメントマークＭrefの位置を検出し、アライメ
ント制御部３４は、基準アライメントマークＭrefの中
心とアライメントマークＭsの仮想シフト中心とが一致
するかどうかを順次判定する（Ｓ３０）。判定の結果、
一致しない場合には（Ｎｏ）、図８（ｄ）のように、ア
ライメントマークＭ1の中心に基準アライメントマーク
Ｍrefの中心が一致するまで基板１０の位置を調整す
る。一致した場合（Ｙｅｓ）、アライメント制御部３４
は、アライメントマークＭsの仮想シフト中心に基準ア
ライメントマークＭrefの中心を一致させるための制御
データを記憶する。基板１０は、基台５０ごと印刷装置
の印刷部に搬送される。

【００６７】印刷部に基板１０が搬入されると、基板位
置制御部３６は、アライメント制御部３４が一旦記憶し
た制御データに基づいて、既にセットされている第２印
刷スクリーン４０に対し、基板１０の位置を制御する。
位置決め後、第２印刷スクリーン４０によって基板１０
に第２シフトパターンが印刷され、焼結される（Ｓ３
１）。但し、焼結することなく連続して次の印刷を行う
場合もある。

【００６８】以上により、例えば基板１０には、図７
（ｂ）に示すように第２シフトパターン２５が印刷さ
れ、基準アライメントマークＭrefの近接領域には、第
２印刷スクリーンによるアライメントマークＭs1が形成
されることとなる。

【００６９】図６（ｂ）又は図７に示すように第２印刷
スクリーン４０によるシフト印刷を行う場合には、ステ
ップＳ３２にて、第２印刷スクリーンによる印刷が完了
していないとして（Ｎｏ）、ステップＳ２４に戻る。そ
して、基板１０は、再び位置合わせ用基板４２が配置さ
れているアライメント部に搬送される。

【００７０】アライメント制御部３４は、第２撮像領域
６４において発生したアライメントマークＭsの仮想中
心を予め設定されたシフト量だけシフトし（Ｓ２４）、
シフトした位置にアライメントマークＭs2に対応する仮
想中心を仮想シフト中心として設定する（Ｓ２５）。

【００７１】また、第２シフトパターン（例えば図７の
パターン２５）が印刷された基板１０は、アライメント
部に搬入され撮像カメラ３０の前に仮配置される。そし
て、第２撮像領域６４内で、基板１０上の基準アライメ
ントマークＭrefが認識され（Ｓ２７）、マークの中心
位置が検出される（Ｓ２８）。

【００７２】画像処理部３２は、第２撮像領域６４にお
いて、検出した基準アライメントマークＭrefの中心が
アライメントマークＭs2の仮想シフト中心に一致するよ
うに（図８（ｃ）参照）アライメント制御信号を発生す
る。基板位置制御部３６はこの制御信号に基づいて基板
１０の位置を制御する（Ｓ２９）。

【００７３】基準アライメントマークＭrefの中心とア
ライメントマークＭs2の仮想シフト中心とが一致すると
（Ｓ３０）、その際の位置合わせ用基板４２と基板１０
との相対位置に対応して、印刷部における第２印刷スク
リーン４０と基板１０との相対位置が制御され、印刷が
行われる（Ｓ３１）。これによって、例えば図７（ｃ）
に示すように、第１パターン１２、第２シフトパターン
２５に加えて、さらに第２シフトパターン２７が印刷さ
れる。

【００７４】また、ステップＳ３２において、同一印刷
スクリーンを用いたシフト印刷が終了した場合又はシフ
ト印刷を行わず次の印刷スクリーンによるパターンを印
刷する場合には（Ｙｅｓ）、次の印刷スクリーンによる
印刷工程へと進む。次の印刷スクリーンによる印刷を行
う場合には、印刷スクリーンを変更して上記Ｓ２１〜Ｓ
２５、及びＳ２７〜Ｓ３２の手順を繰り返す。

【００７５】以上の手順により、基板１０には、各パタ
ーンと共に基準アライメントマークＭrefと、各印刷ス
クリーンの印刷によって形成される複数のアライメント
マークＭsとが、図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すよう
に、それぞれ別の領域に形成されることとなる。

【００７６】従って、シフト印刷により複数のアライメ
ントマークＭsが異なる位置に形成された場合でも、ま
たアライメントマークＭsが図６（ａ）のように一部ず
れて重なった場合と同様、常時、基板１０と印刷スクリ
ーンとの位置合わせを基準アライメントマークＭrefを
基準として実行する事ができる。このため、この実施の
形態２の手法により、各パターンの印刷位置精度を向上
することが可能となる。

【００７７】なお、基準アライメントマークＭrefとア
ライメントマークＭsとの大きさに関しては、実施の形
態１のように、基準アライメントマークＭrefを大きく
してもよいが、２つのマークＭrefとＭsとは重なること
がないので、両方とも同じ大きさとしても良い。

【００７８】更に、また上述の実施の形態１及び実施の
形態２では、マークとして円形の元についてのみ説明し
たが、各マーク形状自体は必ずしも円形である必要はな
い。但し、円形が輪郭抽出によるパターン認識が容易で
ある。

【００７９】

【発明の効果】以上のように、この発明では、被印刷物
に複数のパターンを印刷する際に、第１印刷スクリーン
を用いて印刷された位置合わせの基準となる基準アライ
メントマークの大きさを第２印刷スクリーンを用いて印
刷されるアライメントマークより大きくする。これによ
り、第１印刷スクリーンによって基準アライメントマー
クを含む第１パターンが形成された被印刷物上に、第２
印刷スクリーンによってアライメントマークを含む第２
パターンが印刷された場合に、位置ずれが発生しても、
基準アライメントマークの形成領域外にアライメントマ
ークがはみ出してしまうことを防止できる。従って、複
数の印刷工程において、常時、輪郭の変化しない基準ア
ライメントマークを位置合わせの基準とすることがで
き、印刷における位置合わせ精度を向上させることが可
能となり、また各パターンを精度良く印刷できるので、
高精細な印刷が成された印刷物が得られる。

【００８０】また、この発明において、印刷装置のアラ
イメントマーク撮像部の有効撮像領域の径をＺとし、こ
れに対する印刷位置合わせマージンをｂとし、印刷パタ
ーンの変形マージンをａとし、前記アライメントマーク
の直径をｙとした場合に、基準アライメントマークの直
径ｘを、Ｚ−（ｂ＋ａ）≧ｘ≧ｙ＋ａを満たすように設
定すれば、基準アライメントマークとアライメントマー
クの大きさを印刷装置において適正な値とすることがで
きる。

【００８１】更に、この発明では、被印刷物に第１印刷
スクリーンを用いて印刷された基準アライメントマーク
と、第２印刷スクリーンによって形成されるアライメン
トマークとを被印刷物上の別の領域にそれぞれ形成す
る。このような構成によっても、アライメントマークの
形成位置が基準アライメントマークに対して多少ずれて
も、基準アライメントマークの形成領域からアライメン
トマークが一部はみ出して形成されることが確実に防止
される。従って複数の各印刷工程において、常時、輪郭
形状の変化しない基準アライメントマークを位置合わせ
の基準として位置決めできるので、互いのパターンを位
置精度良く被印刷物に形成することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１における基準アライ
メントマークＭrefとアライメントマークＭとの関係を
示す図である。

【図２】 この発明の印刷装置の位置合わせ機構の概略
構成を示す図である。

【図３】 実施の形態１における印刷時の位置合わせ手
順を示す図である。

【図４】 実施の形態１における位置合わせ及び印刷手
順を示す図である。

【図５】 実施の形態１における基準アライメントマー
クＭrefとアライメントマークＭとの大きさの関係を示
す図である。

【図６】 この発明の実施の形態２における基準アライ
メントマークＭrefとアライメントマークＭsとの関係を
示す図である。

【図７】 実施の形態２の印刷方法をシフト印刷に適用
した場合に基板上に印刷されるパターンを示している。

【図８】 実施の形態２における印刷時の位置合わせ手
順を示す図である。

【図９】 実施の形態２における位置合わせ及び印刷手
順を示す図である。

【図１０】 従来の印刷方法における位置合わせ方法を
説明するための図である。

【図１１】 従来の印刷方法によって基板上に形成され
る基準アライメントマークとアライメントマークとを示
す図である。

【符号の説明】

１０ 基板、１２ 第１パターン、２０ 位置合わせ用
基板、２３ 第２パターン、２５，２７ 第２シフトパ
ターン、３０ 撮像カメラ、３２ 画像処理部、３４
アライメント制御部、３６ 基板位置制御部、３８ モ
ニタ、４０ 印刷スクリーン（第２印刷スクリーン）、
４２ 位置合わせ用基板、５０ 基台、６０ 有効視野
エリア（有効撮像領域）、６２ 第１撮像領域、６４
第２撮像領域。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の印刷スクリーンを用いて被印刷物
   に印刷する際に、アライメントマークを用いて前記各印
   刷スクリーンの被印刷物に対する位置合わせを行う印刷
   方法であって、 前記被印刷物に第１印刷スクリーンを用いて基準アライ
   メントマークを印刷し、 第２印刷スクリーンによって印刷され前記基準アライメ
   ントマークより小さく設定されたアライメントマーク
   と、前記基準アライメントマークと、の中心位置が一致
   するように前記被印刷物と前記第２印刷スクリーンとの
   相対位置を決定し、 前記第２印刷スクリーンを用いて前記被印刷物に第２パ
   ターンを印刷することを特徴とする印刷方法。
2. 【請求項２】 前記アライメントマークは、前記第２印
   刷スクリーンを用いて位置合わせ用基板に印刷され、前
   記位置合わせ用基板のアライメントマークの中心位置
   と、前記基準アライメントマークとの中心位置が一致す
   るように前記被印刷物と前記位置合わせ用基板との相対
   位置を決定し、 前記決定した被印刷物と前記位置合わせ用基板との相対
   位置に基づいて前記被印刷物と前記第２印刷スクリーン
   との相対位置を決定することを特徴とする印刷方法。
3. 【請求項３】 複数の印刷スクリーンを用いて複数のパ
   ターンが印刷された印刷物であって、 印刷する際に被印刷物と前記印刷スクリーンとの位置合
   わせを行うための位置合わせ用のアライメントマークが
   形成され、 前記アライメントマークのうち第１印刷スクリーンによ
   って印刷され、後の印刷において被印刷物と第２印刷ス
   クリーンとの位置合わせ基準とされる基準アライメント
   マークが、前記第２印刷スクリーンによって前記基準ア
   ライメントマーク上に印刷されたアライメントマークよ
   りも大きく設定されていることを特徴とする印刷物。
4. 【請求項４】 前記基準アライメントマークの直径ｘ
   は、 印刷装置のアライメントマーク撮像部の有効撮像領域の
   径をＺとし、これに対する印刷位置合わせマージンをｂ
   とし、印刷パターンの変形マージンをａとし、前記アラ
   イメントマークの直径をｙとした場合に、 Ｚ−（ｂ＋ａ） ≧ ｘ ≧ ｙ＋ａを満たすことを特
   徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の印刷方法又は
   印刷物。
5. 【請求項５】 複数の印刷スクリーンを用いて被印刷物
   に印刷する際に、アライメントマークを用いて前記各印
   刷スクリーンの被印刷物に対する位置合わせを行う印刷
   方法であって、 前記被印刷物に第１印刷スクリーンを用いて基準アライ
   メントマークを印刷し、 前記基準アライメントマークの形成領域外の所定位置
   に、第２印刷スクリーンを用いて前記被印刷物上に印刷
   されるアライメントマークの仮想マークを発生し、 前記仮想マークと、前記基準アライメントマークとが一
   致するように前記被印刷物と前記第２印刷スクリーンの
   相対位置を決定して、前記被印刷物に前記第２印刷スク
   リーンを用いて第２パターンを印刷することを特徴とす
   る印刷方法。
6. 【請求項６】 アライメントマークを用いて印刷スクリ
   ーンと被印刷物とを位置合わせして、被印刷物上に複数
   の印刷スクリーンのパターンを順次印刷する印刷装置で
   あって、 前記被印刷物に第１印刷スクリーンを用いて印刷された
   基準アライメントマークと、第２印刷スクリーンによっ
   て形成されるアライメントマークとを別の撮像領域にお
   いて検出する画像処理手段と、 いずれか一方の領域内で検出された前記マークの仮想マ
   ークを他方の領域の所定位置に発生させ、前記仮想マー
   クと前記他方の領域内で検出されたマークとが一致する
   ように前記被印刷物と前記第２印刷スクリーンとの相対
   位置を決定するアライメント制御手段と、を備え、 前記第１印刷スクリーンによって第１パターンが印刷さ
   れた被印刷物に前記第２印刷スクリーンを用いて第２パ
   ターンを印刷し、 前記基準アライメントマークの形成領域外に前記第２印
   刷スクリーンのアライメントマークを形成することを特
   徴とする印刷装置。