WO2007132700A1

WO2007132700A1 - パターン形成方法

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Publication number: WO2007132700A1
Application number: PCT/JP2007/059522
Authority: WO
Inventors: Mitsunaga Saito; Yasushi Shinjiyo; Yoshihiro Tajima; Koichi Ishii; Masahiro Hosoya; Ken Takahashi
Original assignee: Kabushiki Kaisha Toshiba
Priority date: 2006-05-12
Filing date: 2007-05-08
Publication date: 2007-11-22
Also published as: CN101443833A; KR100993442B1; JP4786406B2; KR20080109083A; EP2019387A1; US7648813B2; EP2019387A4; JP2007305476A; US20090123855A1; TW200804907A; TWI359981B

Description

明細書

パターン形成方法

技術分野

[0001] この発明は、例えば、平面型画像表示装置、配線基板、 ICタグなどの製造時において絶縁性基板上に機能性材料によるパターンを形成するパターン形成方法に関する。

背景技術

[0002] 従来、基材の表面に微細なパターンを形成する技術として、フォトリソグラフィー技術が中心的な役割を果たしてきている。しかし、このフォトリソグラフィー技術は、その解像度やパフォーマンスをますます高めつつある反面、巨大で高額な製造設備を必要とし、製造コストも解像度に応じて高くなりつつある。

[0003] 一方、半導体デバイスはもとより、画像表示装置などの製造分野においては、性能の改良とともに低価格化の要求が高まりつつあり、上記のフォトリソグラフィー技術ではこのような要求を十分に満足できなくなってきている。このような状況下で、デジタル印刷技術を用いたパターン形成技術が注目されつつある。

[0004] これに対し、例えば、インクジェット技術は、装置の簡便さや非接触パターニングとレ、つた特徴を生力たパターユング技術として実用化され始めているが、高解像度化や高生産性には限界があると言わざるを得ない。つまり、この点において、電子写真技術、とりわけ液体トナーを用いた電子写真技術は、優れた可能性を有している。

[0005] 例えば、このような電子写真技術を用いて、フラットパネルディスプレイ用の前面基板の蛍光体層やブラックマトリックス、カラーフィルターなどを形成する方法が提案されている（例えば、特開 2004— 30980号公報、特開平 6— 265712号公報参照）。

[0006] しかし、フラットパネルディスプレイの分野においては、高解像度化の要求は益々高まりつつあり、より高い位置精度で高解像度のパターンを形成することが要請されている。しかし、上述した電子写真方式では、この課題に答えることは困難である。何故ならば、書き込み光学系の解像度は高々 1200 [dpi]程度であり、解像度や位置合せにおいて不十分であるからである。また、近年の大画面化に対応できる広幅の書き込み光学系を実現できてレ、ないとレ、う課題もある。

[0007] これに対し、感光体の代わりに表面に予め電気抵抗の異なるパターンを形成した静電印刷プレートを用いて、このプレートに液体トナーを作用させてパターンを現像し、このパターン像をガラス板に転写することで、ディスプレイ用フロントガラスに蛍光体などのパターンを形成する方法が提案されている（例えば、特表 2002— 527783 号公報参照）。

[0008] しかし、本願発明者らが鋭意実験検討を行った結果、この方法においても、以下のような本質的な問題点が見出された。

[0009] まず、液体トナーによる現像像は一般にその層厚が l [ x m]以下である場合が多く

、ディスプレイ装置の蛍光体やカラーフィルターなどの厚膜の形成には適しておらず

、高精細の厚膜形成にはさらに新規なアイデアが必要となる。

[0010] また、現像像をガラス板に転写する際にコロナ帯電器を用いるとコロナ電荷がガラス表面を伝ってリークしてしまレ、、転写特性が不安定になりやすレ、。また、ガラスの内部には空間電荷が蓄積しやすぐコロナ転写ではこの空間電荷に打ち勝つ転写電界を形成することは困難であった。さらに、 1色の現像像を転写すると、この問題はさらに助長され、 2色目、 3色目の現像像をガラス板に転写することは極めて困難であつに。

発明の開示

[0011] この発明の目的は、絶縁性基板に対して現像剤を効率良く転写できるパターン形成方法を提供することにある。

[0012] 上記目的を達成するため、この発明のパターン形成方法は、像保持体に帯電した現像剤によるパターン像を形成する現像工程と、上記像保持体に対向する対向面側に電極層を有する被転写媒体を上記像保持体に対向配置し、上記像保持体と上記電極層との間に電界を形成して上記パターン像を上記被転写媒体へ転写する転写工程と、上記電極層を消失させる消失工程と、を有する。

[0013] 上記発明によると、被転写媒体の像保持体に近い側に電極層を設け、この電極層と像保持体との間に電界を形成し、像保持体に形成されたパターン像を転写した後、電極層を消失させるようにした。このように、電極層を像保持体に近づけたことにより、比較的強い転写電界を形成でき、被転写媒体に対するパターン像の転写効率を高めることができる。その上、転写に用いた電極層は消失させるため、電極層が存在することによる種々の不具合をも防止できる。

[0014] また、この発明のパターン形成方法は、像保持体に帯電した現像剤によるパターン像を形成する現像工程と、上記像保持体に対向する対向面側に電極層を有する被転写媒体を上記像保持体に対向配置し、上記像保持体と上記電極層との間に電界を形成して上記パターン像を上記被転写媒体へ転写する転写工程と、上記電極層を加熱して高抵抗化させる高抵抗化工程と、を有する。

[0015] また、この発明のパターン形成方法は、絶縁性基板の表面側にパターン状の電極層を形成する電極層形成工程と、上記絶縁性基板の表面側に対向配置した供給部材を介して帯電した現像剤を上記絶縁性基板へ供給し、上記供給部材と上記電極層との間に電界を形成して上記電極層に上記現像剤を集めてパターン像を形成する現像工程と、上記電極層を消失させる消失工程と、を有する。

[0016] さらに、この発明のパターン形成方法は、絶縁性基板の表面側にパターン状の電極層を形成する電極層形成工程と、上記絶縁性基板の表面側に対向配置した供給部材を介して帯電した現像剤を上記絶縁性基板へ供給し、上記供給部材と上記電極層との間に電界を形成して上記電極層に上記現像剤を集めてパターン像を形成する現像工程と、上記電極層を加熱して高抵抗化させる高抵抗化工程と、を有する。図面の簡単な説明

[0017] [図 1]図 1は、この発明の実施の形態に係るパターン形成装置の要部の構成を示す概略図である。

[図 2]図 2は、図 1のパターン形成装置で使用する凹版を示す部分拡大断面図である

[図 3]図 3は、図 2の凹版の 1つの凹部の構造を説明するための部分拡大斜視図である。

[図 4]図 4は、図 2の凹版に設けられた複数本のパターン電極を部分的に示す概略図である。

[図 5]図 5は、図 4のパターン電極に付与する電圧を切り換え制御する電源装置の構造を説明するための図である。

[図 6]図 6は、図 2の凹版に対する帯電プロセスを説明するための動作説明図である。

[図 7]図 7は、図 2の凹版に対する 1色目の現像プロセスを説明するための動作説明図である。

[図 8]図 8は、図 2の凹版に対する 2色目の現像プロセスを説明するための動作説明図である。

[図 9]図 9は、現像プロセスが終了した凹版から被転写媒体へパターン像を転写する転写プロセスを説明するための動作説明図である。

[図 10]図 10は、図 9の転写プロセスによって被転写媒体にパターン像を転写した状態を示す図である。

[図 11]図 11は、パターン像を転写した被転写媒体を焼成炉に投入した状態を示す概略図である。

[図 12]図 12は、図 11の焼成工程を経た被転写媒体を示す図である。

[図 13]図 13は、第 1実施例を説明するための図である。

[図 14]図 14は、第 2実施例を説明するための図である。

[図 15]図 15は、第 3実施例を説明するための図である。

[図 16]図 16は、第 4実施例を説明するための図である。

[図 17]図 17は、第 5実施例を説明するための図である。

[図 18]図 18は、別の実施の形態に係るパターン形成方法を説明するための図である [図 19]図 19は、別の実施の形態に係るパターン形成方法を説明するための図である [図 20]図 20は、別の実施の形態に係るパターン形成方法を説明するための図である

発明を実施するための最良の形態

以下、図面を参照しながら、この発明の実施の形態について詳細に説明する。図 1には、この発明の実施の形態に係るパターン形成装置 10の要部の構成を概略的に示してある。ここで説明するパターン形成装置 10は、例えば、平面型画像表示装置の表示パネルの内面に蛍光体層やカラーフィルターを形成するための装置である。

[0019] パターン形成装置 10は、この発明の像保持体として機能する平板状の凹版 1、この凹版 1の図中下方に近接対向して配置され、凹版 1に各色 (r：赤、 g：緑、 b：青）の液体現像剤を供給して現像する複数の現像装置 2r、 2g、 2b (以下、総称して現像装置 2と称する場合もある）、凹版 1の上述する高抵抗層 14の表面 14aを予め決められた電位に帯電させる帯電装置 3、およびこれら複数の現像装置 2および帯電装置 3を保持したステージ 4を有する。

[0020] また、このパターン形成装置 10は、各現像装置 2と凹版 1との間のギャップを維持したまま、ステージ 4を凹版 1に対して図中矢印 T方向に相対的に移動させる制御装置 5、およびこの制御装置 5から出力される制御信号に基づいて凹版 1の後述するパターン電極 13に電圧を与える電源装置 6を有する。このパターン形成装置 10は、この他に、図 1では図示していない後述する転写装置 30および焼成炉 40を有する。

[0021] 図 2には、上述した凹版 1の部分断面図を示してある。凹版 1は、絶縁性の基板 11 、この基板 11の現像装置 2から離間した裏面側に設けられた共通電極 12、基板 11 の表面側に設けられた複数のパターン電極 13、およびこれら複数のパターン電極 1 3を部分的に被覆して区画するとともに後述する画素単位の凹部 14bを形成するための高抵抗層 14を有する。

[0022] 基板 11は、例えば、ポリイミド、 PET (ポリエチレンテフタレート）、 PEN (ポリエチレンナフタレート）などの樹脂材料やガラス材料により形成され、 20 [ /1 111]乃至200 [ /1 m]程度の厚さを有する。共通電極 12は、例えば、アルミニウムやステンレスなどの導電性材料により形成され、 100 [ z m]乃至 3000 [ x m]程度の厚さを有する。高抵抗層 14は、例えば、ポリイミド、アクリル、ポリエステル、ウレタン、エポキシ、テフロン（登録商標）、ナイロン、フヱノールなどの樹脂類、各種セラミックスなど体積抵抗率が 10¹ °[ Ω cm]以上の材料 (絶縁体を含む）により形成され、その膜厚は、 10 [ x m]〜30 [ μ m]、好ましくは 20 [ μ m] ± 2 [ μ m]に形成されてレ、る。

[0023] パターン電極 13は、図 4に示すように基板 11の表面にパターユングされている。本実施の形態のパターン電極 13は、凹版 1とステージ 4の相対的な移動方向 Tに並んで複数の同じパターンを有し、各パターン電極 13が互いに電気的に独立して互いに平行にパターユングされている。各パターン電極 13は、表示パネルの 1画素に相当する複数の矩形部分 13aを細長レ、配線部分 13bで接続した形状を有する。本実施の形態のように表示パネルの蛍光体層やカラーフィルターを形成する装置に用いる凹版 1の場合、複数本のパターン電極 13は、赤色用のパターン電極 13r、緑色用のパターン電極 13g、および青色用のパターン電極 13bとして割り当てられており、この順序で交互に並べて形成されてレ、る。

[0024] そして、高抵抗層 14は、各パターン電極 13の全ての矩形部分 13aを露出する複数の凹部 14bを有する。言い換えると、高抵抗層 14は、基板 11の表面にパターニングされた複数本のパターン電極 13の配線部分 13bを部分的に被覆し、矩形部分 13a だけを表面側に露出する形状を有する。図 3には、パターン電極 13の矩形部分 13a を露出した高抵抗層 14の凹部 14bを部分的に拡大して断面図にして示してある。凹部 14bの深さは、高抵抗層 14の層厚に概ね相当する。

[0025] 各パターン電極 13は、図 5に示すように電源装置 6に接続され、各パターン電極 13 に異なる電圧を独立して与えることができるようになっている。本実施の形態では、各パターン電極 13それぞれにスィッチ 15を配線し、各パターン電極 13を電源電圧（本実施の形態では + 200 [V] )と接地電圧（0 [V] )のレ、ずれか一方に独立して切り換え可能となっている。また、この電源装置 6では、共通電極 12を接地電位（0 [V] )に接続している。なお、各パターン電極 13に与える電圧を本実施の形態のように 2つのレベル間で切り換える以外に、各パターン電極 13に独立して任意の電圧を与えるようにボリュームコントロール機能を付与しても良い。

[0026] 帯電装置 3として、本実施の形態では、図 6に示すように、帯電ケース 3a、帯電ワイヤー 3b、およびグリッド電極 3cを有するスコロトロン帯電器を用いた。しかし、これ以外にも、帯電装置 3として、グリッド電極を持たないコロトロン帯電器やワイヤーを使用しなレ、イオン発生器などを用いても良い。いずれにしても、帯電装置 3は、凹版 1の高抵抗層 14の表面 14aに対して 1 [mm]乃至 2 [mm]程度のギャップを介して対向配置され、ステージ 4の移動によって上述したパターン電極 13を横切る方向（矢印 T方向）に移動される。 [0027] 図 7および図 8には、現像装置 2の概略構造を拡大して示してある。上述した各色の現像装置 2r、 2g、 2bは、使用する液体現像剤が異なる以外、同じ構造を有するため、ここでは、現像装置 2として説明する。

[0028] 現像装置 2は、凹版 1に対する移動方向 Tに沿って並んだ 2つの筐体 21、 22を有する。移動方向下流側の筐体 21内には、現像ローラ 23が設けられている。現像ローラ 23は、凹版 1の高抵抗層 14の表面 14aに対して 100 [ z m]乃至 500 [ z m]程度のギャップを介してその周面が対向する位置に配置され、図中反時計回り方向に回転する。

[0029] 移動方向上流側の筐体 22内には、スクイズローラ 24が設けられている。スクイズ口ーラ 24は、その周面が現像ローラ 23より凹版 1に近接して対向する位置、すなわち、高抵抗層 14の表面 14aから 30 [ μ m]乃至 100 [ μ m]程度離間した位置に配置され、図中時計周り方向に回転する。スクイズローラ 24は、現像ローラ 23によって凹版 1 に供給された液体現像剤を部分的に除去し、凹版 1に残留する液体現像剤の膜厚をコントロールする。スクイズローラ 24の周面には、ゴム片により形成されたタリーニングブレード 25が接触配置されてレ、る。

[0030] 液体現像剤 Dは、図示しない現像剤タンクに収容されており、図示しないポンプ等により図示しなレゾズノレを介して筐体 21内に供給される。筐体 21内の液体現像剤 D は、現像ローラ 23を介して凹版 1へ供給される。凹版 1へ供給された液体現像剤のうち余剰の液体現像剤は、スクイズローラ 24およびクリーニングブレード 25を介して筐体 22内に回収され、図示しないポンプ等によって図示しないノズルを介して図示しない回収タンクへ排出される。液体現像剤 Dは、絶縁性液体中に帯電した各色の蛍光体粒子、顔料や染料などの色素粒子 (現像剤粒子)を分散させて構成されている。各色の現像剤粒子は、正に帯電するように金属石鹼などが添加されている。

[0031] ステージ 4によって保持された現像装置 2r、 2g、 2b、および帯電装置 3は、制御装置 5の制御に基づきステージ 4を凹版 1に対して矢印 T方向に移動させることにより、凹版 1の表面に沿って矢印 T方向に移動される。このとき、ステージ 4は、上述した凹版 1と現像装置 2との間のギャップ、および凹版 1と帯電装置 3との間のギャップを維持するように凹版 1の表面と略平行に移動される。 [0032] 次に、上述したパターン形成装置 10によるパターン形成方法について、図 6乃至図 12を参照して説明する。

まず、図 6に示すように、制御装置 5がステージ 4 (ここでは図示せず）を一定速度で移動させて帯電装置 3を凹版 1に対して矢印 T方向に相対的に一定速度で移動させ、凹版 1の高抵抗層 14の表面 14aを帯電させる。このとき、凹版 1の共通電極 12および全てのパターン電極 13が接地電位（0 [V] )となるように、電源装置 6のスィッチ 15 を切り換えておく。

[0033] これにより、帯電によりパターン電極 13に付与される電荷は接地電位に流れ、結果として図示のように高抵抗層 14の表面 14aだけが帯電される。本実施の形態では、帯電ワイヤー 3bに例えば + 6 [KV]程度の直流電圧を印加し、帯電ケース 3aおよびグリッド電極 3cに例えば + 350 [V]程度の直流電圧を印加することで、凹版 1の高抵抗層 14の表面 14bを例えば + 400 [V]に帯電した。

[0034] また、このとき、ステージ 4によって保持された現像装置 2r、 2g、 2bも矢印 T方向に一緒に移動し、凹版 1の帯電動作と並行して、それぞれの色の液体現像剤を凹版 1 に供給して対応する色のパターン電極 13を現像する。言い換えると、帯電装置 3によつて帯電された凹版 1の部位に対しては、順次、各色の現像がなされる。

[0035] 図 7には上述した帯電動作と並行して実施される 1色目（赤色）の現像動作を説明するための動作説明図を示してある。赤色用のパターン電極 13rに赤色の液体現像剤を供給して現像する場合、凹版 1の複数本のパターン電極 13 (図 4参照）のうち赤色画素に相当するパターン電極 13rを接地電位（0 [V] ) (Lレベル）に切り換え且つ残りの色のパターン電極 13g、 13bを電源電位（本実施の形態では + 200 [V] ) (H レベル）に切り換えておく。具体的には、表示パネルの 3色蛍光体層を形成する場合、赤色、緑色、青色の画素を交互に並べて形成するため、図 7に示すように、複数のパターン電極 13のうち 2つおきのパターン電極 13に Lレベルの電圧を与えておく。

[0036] この状態で、現像装置 2rの現像ローラ 23が図中反時計周り方向に回転され、筐体 21内に収容されている赤色の液体現像剤 Dがローラ周面に付着されて巻き上げられる。このとき、現像ローラ 23は、その周面の速度がステージ 4による現像装置 2rの移動速度の 2乃至 5倍程度となる速度で回転される。ローラ周面によって巻き上げられた液体現像剤 Dは、一定のギャップを介して対向している凹版 1との間で濡れ広がり、両者の間に液体現像剤 Dで満たされたニップ 26が形成される。

[0037] そして、現像ローラ 23に例えば + 200 [V]程度の直流バイアス電圧を与えると、二ップ 26内において、現像ローラ 23から赤色のパターン電極 13rに向力電界が形成され、 +400 [V]に帯電された高抵抗層 14の表面 14aから現像ローラ 23に向力電界が形成され、且つ + 400 [V]の Hレベルに切り換えられた他の色（この場合、緑色と青色）のパターン電極 13g、 13bから現像ローラ 23に向力、う電界が形成される。

[0038] これにより、ニップ 26内の液体現像剤中を泳動する正に帯電された現像剤粒子が、高抵抗層 14の表面 14aから現像ローラ 23に向力電界の作用によって高抵抗層 1 4の表面 14aから反発力を受け、緑色のパターン電極 13gおよび青色のパターン電極 13bから現像ローラ 23に向力、う電界の作用によって各パターン電極 13g、 13bから反発力を受け、現像ローラ 23から赤色のパターン電極 13rに向力電界の作用によつて赤色のパターン電極 13rにだけ引き付けられる。

[0039] この結果、図 7に示すように、赤色のパターン電極 13rを底部に有する凹部 14b内にだけ赤色の現像剤粒子が比較的高い濃度で集められて赤色のパターン像 27が形成される。なお、このとき現像されるパターン像 27の形状は、高抵抗層 14の凹部 1 4bの形状に依存した形状となるため、高抵抗層 14と略同じ厚さの複数の整列した矩形のパターンとなる。つまり、対応する色のパターン電極 13rの矩形部分 13aと略同じサイズの矩形のパターン像 27がマトリックス状に整列配置されることになる。

[0040] 現像ローラ 23を介して赤色のパターン像 27が現像された後、ニップ 26を介して濡れた凹版 1の表面から余剰の液体現像剤 Dが除去される。この際、上述した現像時の各パターン電極 13の電位はそのまま維持され、当該現像装置 2rのスクイズローラ 24が図中時計周り方向に回転され、スクイズローラ 24に例えば + 200 [V]程度の直流バイアス電圧が与えられる。本実施の形態では、スクイズローラ 24は、その周面の速度が現像装置 2rの移動速度の 1乃至 3倍程度となる速度で逆方向に回転される。

[0041] 凹版 1とスクイズローラ 24との間のギャップに介在される液体現像剤 Dは、直前の現像ローラ 23を通過したことで現像剤粒子の濃度が薄くなつている。この薄くなつた余剰の液体現像剤には、スクイズローラ 24から赤色用のパターン電極 13rに向力電界、高抵抗層 14の表面 14aからスクイズローラ 24に向力電界、および緑色用および青色用のパターン電極 13g、 13bからスクイズローラ 24に向力う電界が作用する。このため、余剰の液体現像剤中を浮遊する少量の現像剤粒子は赤色用のパターン電極 13rにのみ引き付けられる。当然、既にパターン電極 13rに引き付けられている赤色の現像剤粒子にはパターン電極 13rに押し付ける方向の電界が作用するため、剥離してしまう心配はない。

[0042] スクイズローラ 24が凹版 1との相対的な移動方向と逆方向に回転することで、凹版 1 とスクイズローラ 24との間に介在された余剰の液体現像剤に流体的な作用が及ぼされ、余剰の液体現像剤がスクイズローラ 24の周面を伝って筐体 22内に巻き込まれるように回収される。このとき、上述した電界の作用によって凹版 1から離間する方向に付勢された余剰の現像剤粒子も、スクイズローラ 24の回転によって余剰の絶縁性液体とともに筐体 22内に回収される。つまり、スクイズローラ 24を通過した凹版 1の表面には、概ね液体現像剤の絶縁性液体だけが僅かに濡れてレ、る状態となる。

[0043] なお、スクイズローラ 24の周面に付着されて回収された余剰の液体現像剤は、再び凹版 1に向けて移動しょうとする力 S、スクイズローラ 24の周面に押し付けられたタリ一二ングブレード 25によって搔き落とされ、筐体 22内に回収される。このようにして筐体 22内に集められた余剰の液体現像剤は、図示しないポンプによって図示しない回収タンクへ回収される。

[0044] この後、図 8に示すように、緑色用の現像装置 2gによって、凹版 1に対する 2色目（緑色）の現像動作がなされる。この 2色目の現像動作も、 1色目の現像のときと同様に、帯電動作および 1色目の現像動作と並行して実行される。基本的な動作は上述した赤色の現像時と略同じであるため、ここでは異なる部分についてのみ簡単に説明する。

[0045] まず、凹版 1の現像装置 2gが対向する領域において、上述した赤色用のパターン電極 13rに隣接した緑色用のパターン電極 13gに対して Lレベルの接地電圧（0 [V] )が付与され、他の色のパターン電極 13r、 13bに対して Hレベルの電源電圧（ + 20 0 [V] )が付与される。また、現像ローラ 23およびスクイズローラ 24に対して + 200 [V ]程度の直流バイアス電圧が付与される。 [0046] この状態で現像ローラ 23を回転すると、現像ローラ 23が凹版 1に対向した部分にニップ 26が形成される。そして、このニップ 26内において、現像ローラ 23から緑色用のパターン電極 13gに向力う電界が形成され、緑色の液体現像剤中を泳動する現像剤粒子がパターン電極 13gを有する凹部 14b内に凝集され、緑色のパターン像 28が形成される。このとき、高抵抗層 14の表面 14aから現像ローラ 23に向力電界が形成されるとともに、現像に関係しない他の色のパターン電極 13r、 13bから現像ローラ 23に向力電界が形成され、緑色の現像剤粒子が凹版 1の他の部位に付着することが防止される。

[0047] し力、しながら、既に赤色の現像剤粒子を集めた凹部 14bにおいて赤色用のパターン電極 13rから現像ローラ 23に向力強い電界を形成してしまうと現像剤粒子が凹部 14bから剥離してしまう心配がある場合には、赤色用のパターン電極 13rに付与する電圧を現像ローラ 23に付与する電圧に近い値に設定することもできる。

[0048] さらに、この後、青色用の現像装置 2bを介して凹版 1に青色の液体現像剤が供給され、同様にして、青色用のパターン電極 13bを有する高抵抗層 14の凹部 14bに青色の現像剤粒子が凝集されて青色のパターン像 29が形成される。この青色用の現像装置 2bによる現像動作も、上述した各色の現像動作と同様に、帯電動作を含む他のプロセスと並行して実施される。

[0049] 以上のように全ての色の現像が終了した後、図 9に示すように、各色のパターン像 2 7、 28、 29を保持した凹版 1と絶縁性の被転写媒体 31が近接して対向配置され、全てのパターン像 27、 28、 29が被転写媒体 31へ一括して転写される。このとき、凹版 1と被転写媒体 31は、微小ギャップを介して対向し、両者の間に液体現像剤の絶縁性液体が濡れてレ、ることが望ましレ、。

[0050] 被転写媒体 31は、凹版 1のパターン像 27、 28、 29が形成された側に対向する対向面 31aを有し、この対向面 31a側に電極層 32を有する。被転写媒体 31は、絶縁性基板であり、例えば、青ガラス、石英ガラス、低歪点ガラスなどのガラス材料や、ポリイミド、ポリアミド、アクリル、エポキシ、ウレタン、ポリエステル、フエノールなどの樹脂材料により形成される。本実施の形態では、被転写媒体 31は、表示パネルの前面基板であり、 0. 5 [mm]〜3. 0 [mm]程度の厚さを有する矩形板状のガラス板である。 [0051] 電極層 32は、凹版 1に対向せしめてパターン像 27、 28、 29を転写する時点においては、表面抵抗が 10⁸[ Ω /口]以下の導電性を有する材料により形成する必要があり、且つ、加熱により蒸発して消失する材料、加熱により昇華して消失する材料、或いは加熱により分解して高抵抗化する材料により形成する必要がある。この 2つの条件を満たす材料として、界面活性剤型帯電防止剤、高分子系持続性帯電防止剤、共役系導電性ポリマーなどがある。すなわち、本実施の形態の電極層 32は、界面活性剤型帯電防止剤、高分子系持続性帯電防止剤、および共役系導電性ポリマーのうち少なくとも 1種を含む材料により形成される。

[0052] 界面活性剤型帯電防止剤として、例えば、 Ν,Ν-(2-ヒドロキシェチル)アルキルアミン酸エステル、グリセリン脂肪酸エステル、ポリグリセリン脂肪酸エステル、ポリグリセリン脂肪酸エステル脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレン脂肪酸アルコールエーテル、アルキルスルホン酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルサルフェート、アルキルフォスフェート、テトラアルキルアンモニゥム塩、トリアルキルべンジルアンモニゥム塩、ァルキルべタイン、イミダゾリン型両性界面活性剤、などがある。例えば、ソルビタン酸脂肪酸エステルは、下式（1)に示す構造を有し、テトラアルキルアンモニゥム塩は、例えば下式（2)に示す構造を有する。

[化 1]

ソルビタン酸脂肪酸エステル（モノエステル）

[化 2] テトラアルキルアンモニゥム塩

(ラウリルトリメチルアンモニゥムクロライド)

CH3 +

I

C12H25" -N― Chk CI ( 2 )

I

CH3

[0053] また、高分子系持続性帯電防止剤として、例えば、ポリエチレンォキシド、ポリエーテノレエステノレアミド、メトキシポリエチレングリコール (メタ）アタリレート共重合体、ポリエーテノレアミドイミド、エチレンォキシド一ェピハロヒドリン共重合体などのポリエーテル類、 4級アンモニゥム塩基含有 (メタ）アタリレート共重合体、 4級アンモニゥム塩基含有メタクリルイミド共重合体、 4級アンモニゥム塩基含有マレイミド共重合体などの 4 級アンモニゥム塩基を有するポリマー類、ポリスチレンスルホン酸ナトリウム、カルボべタイングラフト共重合体、高分子電荷移動型結合体などがある。

[0054] 例えば、 4級アンモニゥム塩基含有 (メタ）アタリレート共重合体は、下式 (3)に示す構造を有する。

[化 3]

4級アンモニゥム塩基含有（メタ）ァクリレート共重合体

[0055] さらに、共役系導電性ポリマーとして、例えば、ポリアセチレン、ポリ（バラフヱ二レン )、ポリピロール、ポリチォフェン、ポリア二リン、ポリフエ二レンスルフイド、ポリ（フエニレンェチ二レン）、ポリ（フエ二レンビニレン）、ポリアセンなどかある。

[0056] これらの高分子の導電性を高め、安定な性質を与えるため導電性高分子にドーパントをドーピングするのが一般的に知られている。これら高分子に適当なドーパントを加えるとその一部が酸化、もしくは還元されて p型、 n型の半導体特性を持つようになる。 [0057] ドーパントとしては、 I , Br , CI , IC1, IC1 , IBr, IF,などのハロゲン類、 BF , PF

2 2 2 3 3 5

, AsF , SbF , SO , BBr , BF―, PF―, AsF―, SbF―, CIO―,などのルイス酸

5 6 3 5 4 6 6 6 4

類、硫酸、硝酸、塩酸、過塩素酸、フッ化水素酸、 FSO H, CFSO H,などのプロト

3 3

ン酸類、 FeCl， MoCl , WC1 , SnCl , MoF , FeOCl, RuF， TaBr , Snl , Ln

3 5 5 4 5 5 5 4

CI (Ln =ランタノイド金属）などの遷移金属ハロゲン化物類、 TCNQ, DDQ, TCN

3

E,などの有機化合物、 Li, Na， K, Cs, Rb,などのアルカリ金属類、 NEt ⁺, N¾u

4 4

+ ,などのアンモニゥムイオン類、 Euなどのランタノイド金属類、ポルフィリン、各種色素、アルキルスルホン酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、 PSSのような高分子型のドーパントなどがある。

[0058] また導電性高分子内に電気的な偏りを持たせることで導電性を発現する自己ドーパント型の導電性高分子なども使用可能である。

[0059] 例えば、ポリア二リンは、下式 (4)に示す構造を有する。

[化 4] ポリア二リン

[0060] 例えば、ポリチォフェンは、下式 (5)に示す構造を有する c

[化 5]

P E D O T/P S S

3, 4一ポリエチレンジォキシチォフェン/ポリエチレンスルフェート共重合体

例えば、ポリピロールは、下式 (6)に示す構造を有する。

[化 6]

可溶性ポリピロールおよぴド一パント（TCN A)

(6)

SSPY

例えば、自己ドープ型導電性高分子としてポリスルホンィ匕チォフェンは、下式 (7) 示す構造を有する。

[化 7] ポリスルホン化チォフェン

[0063] このような機能を持つ電極層 32を備えた被転写媒体 31に凹版 1に保持されたパターン像 27、 28、 29を転写する場合、まず、図 9に示すように近接して対向配置された凹版 1と被転写媒体 31を位置合わせする。このとき、本実施の形態では、各色のパターン像 27、 28、 29間での位置合わせが不要であるため、高精度な位置合わせが可能となる。言い換えると、各色パターン像 27、 28、 29は、凹版 1の高抵抗層 14の凹部 14bの形状に略依存する形状となるため、本実施の形態では各色間における位置合わせの必要は無い。

[0064] なお、凹版 1のパターン像 27、 28、 29を被転写媒体 31へ転写する転写装置 30は、上述した電極層 32の他にこの電極層 32に一定の電圧を与える電源装置 33を有する。

[0065] 各色パターン像 27、 28、 29を転写する際には、図 9に示すように、転写装置 30において凹版 1と被転写媒体 31を対向させた状態で、凹版 1の全てのパターン電極 13 に Lレベルの電圧（0 [V] )を与え、電源装置 33を介して対向電極 32に例えば— 200 [V]程度のバイアス電圧を印加する。これにより、全てのパターン電極 13から対向電極 32に向力比較的強い転写電界が形成され、図 10に示すように、凹版 1に保持された全てのパターン像 27、 28、 29が被転写媒体 31の表面上に一括して転写される

[0066] この後、パターン像 27、 28、 29が転写された被転写媒体 31を図 11に示すように焼成炉 40内に配置し、被転写媒体 31の対向面 31aにある電極層 32を加熱して、分解、蒸発、もしくは昇華させて高抵抗化する。ここで言う"分解"とは、電極層 32を構成する導電性有機成分が加熱により物質固有の熱分解温度を超えることで有機成分が気化および無機化し極微量の残渣を残す状態のことを言う。また、高抵抗化とは、電極層 32を構成する導電性有機成分が加熱などにより、分解、蒸発、もしくは昇華した結果、導電性を維持できないほど減量 (消失)したり、構造変化を起こすことであり、電極層 32の抵抗値が概ね 10¹⁽⁾[ Ω /口]以上の抵抗値となることを言う。

[0067] 例えば、界面活性剤型帯電防止剤のソルビタンラウレートを主成分とする導電化剤によって電極層 32を形成した場合、電極層 32を約 300 [°C]の高温で約 60分間加熱することで、ソルビタンラウレートが蒸発して消失し電極層 32は高抵抗化する。

[0068] 例えば、共役系導電性ポリマーのポリア二リンを主成分とする導電化剤によって電極層 32を形成した場合、電極層 32を約 500 [°C]の高温で約 60分間加熱することで、ポリア二リンが分解して電極層 32の導電性は高抵抗化する。

[0069] 例えば、高分子系持続性帯電防止剤の 4級アンモニゥム塩基含有 (メタ）アタリレート共重合体を主成分とする導電化剤によって電極層 32を形成した場合、電極層 32 を約 450 [°C]の高温で約 60分間加熱することで、 4級アンモニゥム塩基含有 (メタ）ァタリレート共重合体分解して電極層 32の導電性は高抵抗化する。

[0070] 例えば、共役系導電性ポリマーの PEDOT/PSS (ポリエチレンジォキシチォフエン）を主成分とする導電化剤によって電極層 32を形成した場合、電極層 32を約 520 [°C]の高温で約 60分間加熱することで、 PEDOT/PSS (ポリエチレンジォキシチォフェン）が分解して電極層 32の導電性は高抵抗化する。

[0071] 例えば、共役系導電性ポリマーを主成分とする導電化剤によって電極層 32を形成した場合、電極層 32を約 500 [°C]の高温で約 60分間加熱することで、ポリア二リンが分解して電極層 32の導電性は高抵抗化する。

[0072] 例えば、界面活性剤型帯電防止剤のドデシノレベンゼンスルホン酸ナトリウムを主成分とする導電化剤によって電極層 32を形成した場合、電極層 32を約 600 [°C]の高温で約 60分間加熱することで、ドデシノレベンゼンスルホン酸ナトリウムが分解して電極層 32は高抵抗化する。

[0073] つまり、本実施の形態のパターン形成方法を採用すると、被転写媒体 31の対向面

31a上に予め形成した電極層 32を利用して凹版 1から被転写媒体 31側へパターン像 27、 28、 29を一括転写した後、不要な電極層 32を消失或いは高抵抗化することで、図 12に示すように、被転写媒体 31の対向面 31a上にパターン像 27、 28、 29を有する構造物を得ることができる。例えば、本実施の形態では、上述した方法を採用することで、ガラス基板の内面に 3色の蛍光体層を有する構造物を形成することができる。

[0074] 特に、本実施の形態によると、被転写媒体 31が凹版 1に対向する対向面 31a側に設けた電極層 32と凹版 1のパターン電極 13との間で転写電界を形成するため、被転写媒体 31の凹版 1から離間した裏面側に電極を配置する場合と比較して、電圧を上げることなく転写電界を強くでき、安定した転写が可能となる。そして、使用後の電極層 32は、上述したように消失或いは高抵抗化できるので、被転写媒体 31に残留して不具合を生じることはない。

[0075] また、本実施の形態によると、凹版 1に設けた複数のパターン電極 13に付与する電圧をコントロールすることで、現像および転写プロセスを実施できるため、例えばコロナ帯電器を用いた複数回にわたる転写動作を行なう必要がなぐ安定した転写が可能となる。

[0076] また、本実施の形態によると、比較的大型の平面型表示装置の表示パネルの製造に適した製造装置を提供できる。

[0077] さらに、本実施の形態によると、凹版 1の高抵抗層 14の厚さに依存した厚さのパターン 27、 28、 29を形成でき、比較的厚いパターンを形成するのに適している。

[0078] 以下、上述した電極層 32の機能について、いくつかの実施例をあげてより詳しく説明する。

[実施例 1]

図 13に示すように、絶縁性の被転写媒体として厚さ 2. 8 [mm]の高歪点ガラス 31 を用意し、このガラス板 31の表面 31aにナガセケムテックス社製のデナトロン G— 11 5S (商標）をバーコータにて直接塗布して乾燥させ、 0. 2 [ x m]の膜厚を有する電極層 32を形成した。この電極層 32の抵抗値をシルテックス社製表面抵抗測定計（S LT— YKH4101)を用いて測定したところ、その抵抗値は 6. 3 Χ 10⁵[ Ω /口]を示した。

[0079] そして、この構造物の電極層 32の表面にテスト用の微粒子層として粒子径 4ミクロンの蛍光体トナー層を形成した後、焼成炉 40に投入して約 500 [°C]の温度で 1 [時間]焼成し、構造物表面の抵抗値を測定した。その結果、抵抗値の測定レンジをォ一バーして測定不能となった。つまり、このときの抵抗値は、 2Χ10⁹[Ω /口]以上であると推測され、電極層 32が消失したことを意味するものと考えられる。

[0080] [実施例 2]

図 14に示すように、絶縁性の被転写媒体として厚さ 2.8 [mm]の高歪点ガラス 31 を用意し、このガラス板 31の表面 31aに約 5[ zm]のブラックマトリックス層 42のベタ膜を形成し、ナガセケムテックス社製のデナトロン G— 115S (商標）をバーコータにて層 42上に塗布して乾燥させ、 0.18 [ xm]の膜厚を有する電極層 32を形成した。この場合においても、電極層 32の抵抗値をシノレテックス社製表面抵抗測定計（SLT_ YKH4101)を用いて測定したところ、その抵抗値は 4.2Χ10⁴[Ω /口]を示した。

[0081] そして、この構造物の電極層 32の表面にテスト用の微粒子層として粒子径 4ミクロンの蛍光体トナー層を形成した後、焼成炉 40に投入して約 500 [°C]の温度で 1 [時間]焼成し、構造物表面の抵抗値を測定した。その結果、抵抗値の測定レンジをォ一バーして測定不能となった。つまり、このときの抵抗値は、 2Χ10⁹[Ω /口]以上であると推測され、電極層 32が消失したことを意味するものと考えられる。

[0082] [実施例 3]

図 15に示すように、絶縁性の被転写媒体として厚さ 2.8[mm]の高歪点ガラス 31 を用意し、このガラス板 31の表面 31aに約 5[/im]のブラックマトリックス層のベタ膜を形成し、このベタ膜をフォトエッチングによってパターエングしてブラックマトリックスのパターン 44を形成し、ナガセケムテックス社製のデナトロン G— 115S (商標）をバ一コータにて層 44上に塗布して乾燥させ、 0.19[/ m]の膜厚を有する電極層 32を形成した。この場合においても、電極層 32の抵抗値をシルテックス社製表面抵抗測定計（SLT—YKH4101)を用いて測定したところ、その抵抗値は 8.8Χ10⁴[Ω/ 口]を示した。

[0083] そして、この構造物の電極層 32の表面にテスト用の微粒子層として粒子径 4ミクロンの蛍光体トナー層を形成した後、焼成炉 40に投入して約 500 [°C]の温度で 1 [時間]焼成し、構造物表面の抵抗値を測定した。その結果、抵抗値の測定レンジをォ一バーして測定不能となった。つまり、このときの抵抗値は、 2Χ10⁹[ΩΖ口]以上であると推測され、電極層 32が消失したことを意味するものと考えられる。 [0084] 液晶ディスプレイ（LED)、プラズマディスプレイ（PDP)、フィールドェミッションディスプレイ（FED)、表面伝導型電子放出ディスプレイ（SED)などの表示装置のフロントパネルを製造する場合、ガラス板 31の表面 31 aに形成する構造物として上述したブラックマトリックスパターン 44の他に、抵抗作成材料、フィルター材料、蛍光体材料などがある。つまり、電極層 32は、上述した実施例 1のように、これら構造物を形成する前にガラス板 31の表面 31aに直接形成しても、実施例 2や実施例 3のように、構造物を形成した後に形成しても、いずれの場合であっても加熱により消失させることができることが分かる。

[0085] この他に、図 16に示す第 4の実施例のように、まず、ガラス板 31の表面 31a上に電極層 32を形成し、その上にブラックマトリックス層 42を形成して微粒子層を形成し、その後に、電極層 32を焼成して消失させることもできる。また、図 17に示す第 5の実施例のように、ガラス板 31の表面 31a上に電極層 32を形成し、その上にブラックマトリックス層を形成しパターニングし、このパターン 44の後に微粒子層を形成し、さらにその後に、電極層 32を焼成して消失させることもできる。

[0086] 次に、図 18乃至図 20を参照して、この発明の別の実施の形態に係るパターン形成方法について説明する。なお、このパターン形成方法は、上述した凹版 1を用いるパターン形成方法と同様に、パターン 27、 28、 29を被転写媒体 31へ転写した後電極層 32を消失或いは高抵抗化する点が一致するが、凹版 1を用いずに直接被転写媒体へパターンを形成する点において異なる。

[0087] この方法では、まず、図 18に示すように、被転写媒体としてのガラス板 31の表面 31 aにパターンを形成するためのレジスト層 51を形成する。そして、図 19に示すように、このレジスト層 51の上に重ねて上述した電極層 32を形成する。さらに、図 20に示すように、この電極層 32をレジスト層の部位でリフトオフし、パターン状の電極層 42aを形成する。

[0088] この後、ここでは図示しない供給部材を介して図 20の構造物 50の表面側から液体現像剤を供給し、供給部材と電極層 42aとの間に電界を形成する。これにより、液体現像剤中の帯電した現像剤粒子が絶縁性液体中を泳動して電極層 42aに引き付けられ、電極層 42aの形状に依存したパターン像が形成される。 [0089] さらに、この後、例えば図 11を用いて説明した焼成炉 40内に上述したパターン像を有する現像後のガラス板 31を投入し、加熱によって電極層 42aを消失或いは高抵抗化せしめて目的物を得ることができる。

[0090] 以上のように、本実施の形態においても、上述した実施の形態と同様の効果を奏すること力 sできるとともに、凹版 1を用いることなく微細なパターンを絶縁性基板上に形成できる。これにより、より簡単な装置構成とすることができ、パネルの製造コストを低減すること力 Sできる。

[0091] なお、この発明は、上述した実施の形態そのままに限定されるものではなぐ実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上述した実施の形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより種々の発明を形成できる。例えば、上述した実施の形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除しても良い。更に、異なる実施の形態に亘る構成要素を適宜組み合わせても良い。

[0092] 例えば、上述した実施の形態では、被転写媒体 31の対向面 31a側に直接或いは間接的に形成した電極層 32を加熱により消失或いは高抵抗化する場合について説明したが、これに限らず、光を照射することにより消失或いは高抵抗化する材料によつて電極層 32を形成しても良レ、。

[0093] また、上述した実施の形態では、現像剤粒子を正に帯電させてパターン形成装置を動作させる場合について説明したが、これに限らず、全ての構成を逆極性に帯電させて動作させても良い。

[0094] また、上述した実施の形態では、平面型画像表示装置の前面基板に蛍光体層やカラーフィルターを形成する装置に本発明を適用した場合についてのみ説明したが、本発明は、他の技術分野における製造装置として広く利用できる。

[0095] 例えば、液体現像剤の組成を変更すれば回路基板や ICタグなどにおける導電パターンを形成する装置に本発明を適用することも可能である。この場合には、液体現像剤を、例えば、平均粒径 0. 3 [ z m]の樹脂粒子と、その表面に付着している平均粒径 0. 02 [ z m]の金属微粒子（例えば銅、パラジウム、銀など）と、金属石鹼のような電荷制御剤から構成すれば、上述した実施の形態と同様の手法により、例えばシリコンウェハー上に現像剤による配線パターンを形成することもできる。一般に、このような現像剤のみで十分な導電性を有する回路パターンを形成することは容易ではないので、パターン形成後に上記の金属微粒子を核としてメツキを施すことが望ましレ、。このようにして、導電性回路や、コンデンサー、抵抗などのパターユングを行うことも可能である。

[0096] また、上述した実施の形態では、凹版 1のパターン電極 13を部分的に被覆する比較的厚い高抵抗層 14を設けて凹部 14bの深さによって比較的厚いパターンを形成する場合について説明したが、これに限らず、凹部 14は発明に必須の構成ではない

[0097] さらに、上述した実施の形態では、電極層 32を加熱により分解して高抵抗化したり、加熱により蒸発させたり昇華させたりした力この他に、プラズマ処理装置を用いて電極層 32を除去するようにしても良い。

[0098] プラズマ処理装置では、 10_⁴ [Pa]程度まで排気された真空槽内に酸素ガスとフッ素系ガスの混合ガスを導入してプラズマを発生させ、 20 [秒]間、プラズマによる電極層 32の除去処理を行った。プラズマ処理として、酸素ガスとフッ素系ガスの混合ガスによるプラズマ処理を行った力他に、除去する対象となる樹脂に応じて、それぞれフッ素ガス、酸素ガス、アルゴンガス、塩素ガスなどのガス単体のプラズマ処理でも効果があるし、また、これらのガスを適宜組み合わせた混合ガスによるプラズマ処理でも同様の効果が上げられる。

産業上の利用可能性

[0099] この発明のパターン形成方法によると、絶縁性基板 (被転写媒体）に対して現像剤を効率良く転写でき、転写性を高めることができる。

Claims

請求の範囲

[1] 像保持体に帯電した現像剤によるパターン像を形成する現像工程と、

上記像保持体に対向する対向面側に電極層を有する被転写媒体を上記像保持体に対向配置し、上記像保持体と上記電極層との間に電界を形成して上記パターン像を上記被転写媒体へ転写する転写工程と、

上記電極層を消失させる消失工程と、

を有することを特徴とするパターン形成方法。

[2] 上記消失工程では、上記電極層を加熱により蒸発させることを特徴とする請求項 1 に記載のパターン形成方法。

[3] 上記消失工程では、上記電極層を加熱により昇華させることを特徴とする請求項 1 に記載のパターン形成方法。

[4] 像保持体に帯電した現像剤によるパターン像を形成する現像工程と、

上記電極層を加熱して高抵抗化させる高抵抗化工程と、

を有することを特徴とするパターン形成方法。

[5] 上記電極層は、界面活性剤型帯電防止剤、高分子系持続性帯電防止剤、および共役系導電性ポリマーのうち少なくとも 1種を含む材料により形成されていることを特徴とする請求項 2乃至請求項 4のいずれか 1項に記載のパターン形成方法。

[6] 絶縁性基板の表面側にパターン状の電極層を形成する電極層形成工程と、上記絶縁性基板の表面側に対向配置した供給部材を介して帯電した現像剤を上記絶縁性基板へ供給し、上記供給部材と上記電極層との間に電界を形成して上記電極層に上記現像剤を集めてパターン像を形成する現像工程と、

上記電極層を消失させる消失工程と、

を有することを特徴とするパターン形成方法。

[7] 上記消失工程では、上記電極層を加熱により蒸発させることを特徴とする請求項 6 に記載のパターン形成方法。

[8] 上記消失工程では、上記電極層を加熱により昇華させることを特徴とする請求項 6 に記載のパターン形成方法。

[9] 絶縁性基板の表面側にパターン状の電極層を形成する電極層形成工程と、上記絶縁性基板の表面側に対向配置した供給部材を介して帯電した現像剤を上記絶縁性基板へ供給し、上記供給部材と上記電極層との間に電界を形成して上記電極層に上記現像剤を集めてパターン像を形成する現像工程と、

上記電極層を加熱して高抵抗化させる高抵抗化工程と、

を有することを特徴とするパターン形成方法。

[10] 上記電極層は、界面活性剤型帯電防止剤、高分子系持続性帯電防止剤、および共役系導電性ポリマーのうち少なくとも 1種を含む材料により形成されていることを特徴とする請求項 7乃至請求項 9のいずれか 1項に記載のパターン形成方法。