JP4846789B2 - 版、この版を用いたパターン形成装置、およびパターン形成方法 - Google Patents

Description

この発明は、例えば、平面型画像表示装置、配線基板、ＩＣタグなどの製造に用いる版、この版を用いるパターン形成装置、およびパターン形成方法に関する。

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。

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。

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いった特徴を生かしたパターニ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。

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）。

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いないという課題もある。

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）。

この方法を採用してガラス板に解像度の高い高精細なパターン像を形成するためには、静電印刷プレートに予め形成する電気抵抗の異なるパターンを高精細に形成する必要があるとともに、パターンを現像したパターン像を確実にガラス板に転写し、且つパターン転写後の静電印刷プレートに不所望に残留するトナーを確実にクリーニングする必要がある。

この発明の目的は、解像度の高い高精細なパターンを形成できる版、この版を用いたパターン形成装置、およびパターン形成方法を提供することにある。

上記目的を達成するため、この発明の版は、帯電した現像剤によるパターンを保持する保持部と、この保持部で保持された上記パターンに電界を作用させるための第１電極と、上記保持部で保持された上記パターンに作用させる超音波を発生させる超音波発生部と、を有し、上記保持部は、上記現像剤を収容可能なパターン状の凹部を有し、上記第１電極は、上記凹部の底に設けられており、上記超音波発生部は、上記第１電極の裏面側に設けられた圧電体と、上記第１電極と協働して上記圧電体を動作させるための第２電極と、を有する。

上記発明によると、保持部で保持した現像剤によるパターンを被転写媒体へ転写するとき、現像剤を供給する供給部材と第１電極との間に電界を形成して保持部のパターンを版から被転写媒体に向けて付勢するとともに、超音波発生部を動作させて保持部のパターンに超音波を作用させることにより、パターンを版の保持部から剥離せしめて被転写媒体へ転写でき、パターンを被転写媒体へ確実に転写できる。

また、上記発明によると、パターンを転写した後に版の保持部に残留した現像剤をクリーニングするとき、クリーニング装置と版の第１電極との間に電界を形成して保持部に残留した現像剤をクリーニング装置に向けて付勢するとともに、超音波発生部を動作させて保持部に残った現像剤に超音波を作用させることにより、残留した現像剤を版の保持部から剥離せしめて除去することができ、版に残留した現像剤を確実にクリーニングできる。

また、この発明のパターン形成装置は、帯電した現像剤によるパターンを保持する保持部と、この保持部で保持された上記パターンに電界を作用させるための第１電極と、上記保持部で保持された上記パターンに作用させる超音波を発生させる超音波発生部と、を有する版と、上記保持部に対向した供給部材を介して帯電した現像剤を上記保持部へ供給するとともに、上記供給部材と上記第１電極との間に電界を形成して上記保持部に現像剤によるパターンを形成する現像装置と、上記パターンを保持した上記保持部に対向した被転写媒体と上記第１電極との間に電界を形成して上記パターンを上記被転写媒体に向けて付勢し、且つ上記超音波発生部を介して上記パターンに超音波を作用させることで、上記パターンを上記保持部から剥離して上記被転写媒体へ転写する転写装置と、上記パターンを上記被転写媒体へ転写した後の上記保持部をクリーニングするクリーニング装置と、を有し、上記クリーニング装置は、上記第１電極との間で電界を形成して上記保持部に残留した現像剤を引き付けるとともに、上記超音波発生部を付勢して上記残留した現像剤に超音波を作用させて上記保持部から剥離させる。

また、この発明のパターン形成装置は、表面に開口したパターン状の凹部を有する高抵抗層と、この高抵抗層の裏面側に設けられた第１の電極層と、この第１の電極層の裏面側に設けられた圧電体層と、この圧電体層の裏面側に設けられた第２の電極層と、上記第１および第２の電極層間に交流電圧を与えて上記圧電体層から超音波を発生させる超音波発生部と、を有する版と、上記高抵抗層の表面に対向した供給部材を介して帯電した現像剤粒子を分散させた液体現像剤を該表面へ供給するとともに、上記供給部材と上記第１の電極層との間に電界を形成し、上記液体現像剤中の現像剤粒子を上記凹部に集めてパターンを現像する現像装置と、上記高抵抗層の表面に対向した被転写媒体と上記第１の電極層との間に電界を形成して、上記凹部に現像剤粒子を集めたパターンを上記被転写媒体に向けて付勢し、且つ上記超音波発生部を介して上記パターンに超音波を作用させることで、上記パターンを上記凹部から剥離して上記被転写媒体へ転写する転写装置と、上記パターンを上記被転写媒体へ転写した後の上記凹部をクリーニングするクリーニング装置と、を有する。

さらに、この発明のパターン形成方法は、帯電した現像剤に作用させる電界を形成するための電極および超音波発生部を備えた版に上記現像剤によるパターンを形成する現像工程と、上記現像剤によるパターンが形成された版に被転写媒体を対向させた状態で、上記電極と上記被転写媒体との間に電界を形成して上記パターンを上記被転写媒体に向けて付勢するとともに、上記超音波発生部を動作させて上記パターンに超音波を作用させ、上記パターンを上記版から剥離せしめて上記被転写媒体へ転写する転写工程と、上記電極との間に電界を形成して上記パターンを転写した後の版に残留した現像剤を版から離れる方向に付勢するとともに、上記超音波発生部を動作させて上記残留した現像剤に超音波を作用させて上記版から剥離し、上記残留した現像剤をクリーニングするクリーニング工程と、を有する。

図１は、この発明の実施の形態に係るパターン形成装置を示す概略図である。 図２は、図１のパターン形成装置で使用するパターン形成用原版の断面図である。 図３は、図２のパターン形成用原版の個別電極の配線構造を説明するための図である。 図４は、図２のパターン形成用原版の平面図である。 図５は、図２パターン形成用原版の部分拡大斜視図である。 図６は、図１のパターン形成装置に組み込まれた現像装置を示す概略図である。 図７は、図１のパターン形成装置の転写工程を説明するための概略図である。 図８は、図１のパターン形成装置の転写工程を詳細に説明するための概略図である。 図９は、図１のパターン形成装置のクリーニング工程を説明するための概略図である。 図１０は、図１のパターン形成装置のクリーニング工程を詳細に説明するための概略図である。 図１１は、この発明の別の実施の形態に係るパターン形成装置を示す概略図である。

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。
まず、この発明の実施の形態に係るパターン形成装置１０について、図１を用いて説明する。

図１に示すように、パターン形成装置１０は、図中矢印Ｔ方向に搬送される平板状のパターン形成用原版１（版）、このパターン形成用原版１の搬送経路の下方に対向して配置され、パターン形成用原版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）、およびパターン形成用原版１に保持せしめた現像剤粒子を図中左側に待機している平板状の被転写媒体Ｍに転写する転写装置３を有する。

また、このパターン形成装置１０は、パターン形成用原版１の後述する高抵抗層１５の表面を除電する交流コロナ除電器４、高抵抗層１５の表面を例えば＋４００［Ｖ］に帯電させる直流コロナ帯電器５、および転写後のパターン形成用原版１をクリーニングするクリーナ６（クリーニング装置）を有する。

図２にパターン形成用原版１の断面図を示す。
このパターン形成用原版１を製造する際には、ガラス板などの絶縁性基材１１の表面に、蒸着法やスパッタ法などによって例えばアルミニウムなどの導電層からなる共通電極１２（第２電極、第２の電極層）を形成した後に、圧電体層１３を形成する。その後、蒸着法やスパッタ法などによって例えばアルミニウムなどの導電層を形成し、フォトリソグラフィー法などを用いて、図３に示すような電極のパターニングを行うことにより個別電極１４（第１電極、第１の電極層）を形成する。最後に、高抵抗層１５をパターニンングしてパターン形成用原版１が完成する。

圧電体層１３は、例えば、ＰＺＴ系圧電体、チタン酸鉛系圧電体、ニオブ酸リチウム、酸化亜鉛などの圧電体によって形成される。この圧電体層１３の膜厚は、圧電体の圧電特性と駆動周波数によって決められるが、例えば、チタン酸鉛系圧電体の場合、駆動周波数を５０［ＭＨｚ］とすると、４５［μｍ］程度の膜厚になる。また、圧電体層１３の形成方法としては、厚膜の圧電体をエポキシ樹脂などの接着剤で接着した後、研磨する方法がある。また、酸化亜鉛を用いる場合には、圧電体層１３をスパッタ法によって形成することもできる。さらに、溶剤に分散させた圧電材料を塗布した後に、焼成することによって圧電体層１３を形成することも可能である。

個別電極１４は、図３に示すように、各色の画素電極５６が同じ色同士で一列に接続されて、異なる色の画素電極５６同士が電気的に分離されてパターニングされている。つまり、各色の個別電極１４には、各色毎に異なる電圧を印加できるようになっている。例えば２つの赤色の画素電極５６ｒは、電源ライン５７ｒと５８ｒを介して、不図示の赤用電源に接続されている。同様にして緑色の画素電極５６ｇは、電源ライン５７ｇと５８ｇを介して図示しない緑用電源に接続され、青色の画素電極５６ｂは、電源ライン５７ｂ、５８ｂを介して図示しない青用電源に接続されている。このように各色の画素電極５６を独立して配線することで、単一の凹版を用いて３色の蛍光体パターンを現像できる。

高抵抗層１５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）、ナイロンなどの体積抵抗率が１０^１０［Ωｃｍ］以上の材料（絶縁体を含む）により形成され、その膜厚は、５［μｍ］〜５０［μｍ］、好ましくは１０［μｍ］〜３０［μｍ］に形成されている。

この高抵抗層１５の表面には、図４に（平面図として）示すような、矩形の凹部１５ａ（保持部）を多数整列配置したパターンが形成されている。本実施の形態では、例えば平面型画像表示装置の前面基板に形成する蛍光体スクリーンを製造するパターン形成用原版１として、３色分の画素に相当する凹部１５ａを、高抵抗層１５の表面から凹ませて形成した。つまり、図３に示す個別電極の全ての画素電極５６ｒ、５６ｇ、５６ｂに対応する位置に凹部１５ａが形成されている。図５に１つの凹部１５ａを拡大した断面図を示すように、凹部１５ａの底には、個別電極の画素電極１４が露出しており、凹部１５ａの深さは高抵抗層１５の層厚に概ね相当する。

図６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。

現像装置２は、パターン形成用原版１の搬送方向Ｔに沿って並んだ２つの筐体２１、２２を有する。パターン形成用原版１は、上述した凹部１５ａによるパターンが下方に配置された現像装置２に対向する姿勢で搬送される。搬送方向上流側の筐体２１内には、現像ローラ２３（供給部材）が設けられている。現像ローラ２３は、搬送されるパターン形成用原版１の高抵抗層１５の表面に対して１５０±５０［μｍ］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、パターン形成用原版１の搬送方向と同じ方向（図中反時計回り方向）に１．２倍ないし４倍、より好ましくは１．５倍ないし２．５倍の速度で回転する。

現像ローラ２３のパターン形成用原版１から離間した下方には、現像ローラ２３と逆方向に回転するスポンジローラ２４が接触配置されている。このスポンジローラ２４は、パターン形成用原版１との対向位置を通過した現像ローラ２３の周面に付着している液体現像剤をクリーニングする。また、筐体２１の内側面には、現像ローラ２３の周面に液体現像剤を供給するためのノズル２５が設けられている。

液体現像剤は、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ノズル２５を介して筐体２１内に供給され、スポンジローラ２４によって回収された余剰の液体現像剤が筐体２１の下端底部に設けられた排出口２６を介して現像剤タンクへ回収される。液体現像剤は、絶縁性液体中に帯電した各色の蛍光体粒子（現像剤粒子）を分散させて構成されている。各色の蛍光体粒子は、正に帯電するように金属石鹸などが添加されている。

パターン形成用原版１の搬送方向に沿って下流側の筐体２２内には、スクイズローラ２７が設けられている。スクイズローラ２７は、その周面が現像ローラ２３よりパターン形成用原版１に近接して対向する位置、すなわち、本実施の形態では、高抵抗層１５の表面から２５［μｍ］乃至７５［μｍ］、より好ましくは３０［μｍ］乃至５０［μｍ］離間した距離に配置され、パターン形成用原版１の搬送方向Ｔと逆方向（図中時計回り方向）に回転する。スクイズローラ２７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が１［μｍ］〜３０［μｍ］程度になるようにコントロールする。

スクイズローラ２７の周面には、ゴム片により形成されたクリーニングブレード２８が接触配置されている。クリーニングブレード２８によってスクイズローラ２７の周面から回収された余剰の液体現像剤は、筐体２２の底部に設けられた排出口２９を介して図示しない現像剤タンクへ回収される。

次に、上述したパターン形成装置１０の動作について説明する。尚、ここでは平面型画像表示装置の前面基板の内面に各色の蛍光体層を形成する場合を例にとって説明する。

まず、パターン形成用原版１は、図１に示すように矢印Ｔ方向に一定速度で搬送される。このとき、交流コロナ除電器４が、図示しないコロナワイヤーに交流の高電圧を印加し、パターン形成用原版１の高抵抗層１５の表面を除電する。また、その直後に、直流コロナ帯電器５は、コロナワイヤーに正極性の高電圧を印加し、正コロナを発生し、パターン形成用原版１の高抵抗層１５の表面を例えば＋４００［Ｖ］に帯電する。

次に、１色目の赤色現像を実行する現像装置２ｒを動作位置（図１に図示した位置）へ配置する。そして、現像装置２ｒを介して赤色の蛍光体粒子を含む液体現像剤をパターン形成用原版１の高抵抗層１５の表面へ供給する。このとき、液体現像剤は、図６で反時計回り方向に回転する現像ローラ２３の周面によって厚さ数百［μｍ］程度の液膜として搬送され、この液膜が凹版１の高抵抗層１５の表面に接触して供給される。なお、この際、高抵抗層１５の表面に形成されたパターン状の凹部１５ａ内にも液体現像剤が供給される。

この時、図示しない電源装置を介して、現像ローラ２３に＋２００［Ｖ］の電圧を印加する。同時に、パターン形成用原版１の赤色の個別電極１４ｒは接地し、緑色の個別電極１４ｇと青色の個別電極１４ｂには＋３００Ｖの電圧を印加する。すると、現像ローラ２３とパターン形成用原版１との間に接触して介在された液体現像剤中の正帯電された赤色の蛍光体粒子は、＋４００［Ｖ］に帯電された高抵抗層１５の表面や＋３００Ｖの電圧が印加された緑色と青色の個別電極１４ｇ、１４ｂから反発される一方で、接地された赤色の個別電極１４ｒには電位差２００［Ｖ］の作用によって引き付けられる。つまり、両者の作用によって赤色の蛍光体粒子が赤色の個別電極１４ｒに集められる。このように、赤色現像剤による現像が終了すると、現像ローラ２３の周面がスポンジローラ２４によってクリーニングされて、パターン形成用原版１に供給されなかった液体現像剤が排出口２６を介して図示しないタンクへ回収される。

上述した赤色現像剤の現像の直後には、パターン形成用原版１の高抵抗層１５の表面に厚さ１００［μｍ］程度の液膜が付着しており、その内部には赤色パターンの凹部１５ａに集められなかった蛍光体粒子が浮遊している。この蛍光体粒子が浮遊しているとカブリの原因になるため、スクイズローラ２７によってこの液膜を絞ると同時に、浮遊している蛍光体粒子をスクイズローラ２７の表面に付着させて回収する必要がある。

このとき、スクイズローラ２７には、図示しない電源装置を介して２００［Ｖ］±５０［Ｖ］程度の電圧が印加され、この電圧により、液膜内に浮遊している蛍光体粒子がスクイズローラ２７に引き付けられる。スクイズローラ２７による絞り工程を通過したパターン形成用原版１の高抵抗層１５の表面には、この時点で、厚さ１〜３０［μｍ］程度の液膜が残留している。言い換えると、この程度の液膜がパターン形成用原版１の表面に残留するようにスクイズローラ２７による液膜の除去量がコントロールされる。すなわち、１色目の現像が終了した凹版１は、濡れた状態を維持している。

以上の動作を、順次、２色目の緑色現像を実行する現像装置２ｇ、３色目の青色現像を実行する現像装置２ｂについて、同様に行うことにより、パターン形成用原版１上には、３色の蛍光体粒子のパターンが形成される。

次に、パターン形成用原版１は転写工程に搬送される。図７に示すように、３色の蛍光体粒子のパターンが形成されたパターン形成用原版１は、その搬送方向下流側に待機していたガラス板Ｍの上方に離間して対向配置される。この状態で、パターン形成用原版１の高抵抗層１５の表面を濡らした液体現像剤にガラス板Ｍが接触しない程度に、パターン形成用原版１がガラス板Ｍから上方に離間している。この状態で、図示していない位置決め機構によって、パターン形成用原版１をガラス板Ｍに対して位置合わせする。この時、位置決め機構は、パターン形成用原版１とガラス板Ｍの双方に予め刻印した位置合わせマークを光学的な手段を用いて読み取って、両者間のズレを検出して、このズレを補正するようにパターン形成用原版１とガラス板Ｍを相対的に移動させる。

以上のように、パターン形成用原版１とガラス板Ｍを高精度に位置合わせした後、パターン形成用原版１の表面を濡らした絶縁性液体がガラス板Ｍの表面に接触するように近接させ、ガラス板Ｍのパターン形成用原版１から離間した背面（図中下面）に接触配置した転写装置３を介して、負の高電圧を印加すると共に、パターン形成用原版１の共通電極１２に高周波電圧を印加して、圧電体層１３から超音波を放射させることにより、蛍光体粒子をガラス基板Ｍへ転写する。

ここで、上述したパターンの転写動作について、図８を用いてより具体的に説明する。ガラス板Ｍの背面に押圧配置された導電性弾性ローラからなる転写装置３に、図示しない電源装置を介して、例えば、−７［ＫＶ］程度の負の高電圧を印加し、一方、個別電極１４は全て接地する。すると、ガラス板Ｍとパターン形成用原版１の個別電極１４との間に電位差が形成され、パターン形成用原版１の凹部１５ａに集められた正帯電の蛍光体粒子にはガラス板Ｍへ向かう方向の電界が発生する。

この時、共通電極１２には、±５０［Ｖ］程度の正弦波高周波（駆動周波数５０ＭＨｚ）を同時に印加し、圧電体層１３から超音波を放射する。この超音波は、凹部１５ａに集められた蛍光体粒子に作用し、蛍光体粒子が凹部１５ａから剥離される。このように、電界作用と超音波作用の両方を用いた転写方法によって、凹部に現像された厚膜かつ大粒径の蛍光体粒子をガラス基板Ｍに高効率に転写できることが確認された。

このようにして転写工程を終えたパターン形成用原版１は、図９に示すようにクリーニング工程へと搬送される。上述のように、電界作用と超音波作用によって、転写効率の向上を図ることができるが、それでも尚、パターン形成用原版１の凹部１５ａには僅かに蛍光体粒子が残存している可能性がある。このため、この凹部１５ａに残留した蛍光体粒子をクリーニングする工程が必要となる。

図９に示すように、クリーナ６は図示しない昇降機構によって図示の動作位置へ上昇され、パターン形成用原版１に残留した液体現像剤がクリーニングされる。この時、図１０に示すように、クリーナ６によるクリーニング動作と同時に、パターン形成用原版１の共通電極１２には、±５０［Ｖ］の正弦波高周波（駆動周波数５０ＭＨｚ）を同時に印加し、上述した転写プロセスのときと同様に圧電体層１３から超音波を放射させる。このように、クリーナ６の動作時に超音波を放射することにより、クリーニング効率を著しく向上させることができる。

なお、クリーナ６は、−３００［Ｖ］程度の電圧をクリーニングローラに与えて個別電極１４との間に電界を形成し、凹部１５ａ内に残留した蛍光体粒子に電界を作用させ、クリーニングローラに吸着させることで、残留した蛍光体粒子をクリーニングする。このとき、例えば、残留した蛍光体粒子が凹部１５ａの角部に付着しているような場合には、超音波を作用させることで確実に蛍光体粒子を除去できる。

以上のように、本実施の形態によると、蛍光体粒子の転写時に電界作用と超音波作用の両方を用いることにより、パターン形成用原版１の凹部１５ａに集められた厚膜かつ大粒径の蛍光体粒子を高効率且つ確実にガラス板Ｍへ転写することができる。また、クリーニング動作時にも電界を作用させるとともに超音波を作用させることにより、クリーニング効率の大幅な向上が可能となる。

つまり、本実施の形態のパターン形成用原版１を用いることにより、凹部１５ａに集めた蛍光体粒子を殆ど全てガラス板Ｍに転写でき、転写不良による像の乱れを防止でき、良好な転写像を形成できる。また、本実施の形態のパターン形成用原版１を用いることにより、凹部１５ａ内に僅かに残留する可能性のある蛍光体粒子を確実にクリーニングでき、常にクリーンな原版１を提供でき、解像度の高い高精細なパターンを形成できる。

また、上述した実施の形態では、平板状のパターン形成用原版１を用いてパターニングする場合について説明したが、これに限らず、図１１に示すように、上述したパターン形成用原版１を円筒体の周面に巻きつけたり、円筒体の周面にパターン形成用原版を直接形成したりしたドラム状の原版５１を用いることもできる。

この原版５１を用いてガラス板Ｍに３色の蛍光体パターンを形成する場合、まず、交流コロナ除電器４によって原版５１の周面を除電し、直流コロナ帯電器５によって原版５１の高抵抗層１５の表面を正に帯電する。そして、現像装置２ｒで赤色の蛍光体粒子を原版５１の凹部１５ａに凝集させて赤色のパターンを現像する。帯電・現像プロセスは、上述した実施の形態と同様である。同様にして、現像装置２ｇを介して緑色の蛍光体粒子を現像し、現像装置２ｂを介して青色の蛍光体粒子を現像する。

一方、ガラス板Ｍは、図示しない搬送装置によって図中右方から左方に向かって搬送され、転写ローラ３と原版５１の間に進入する。転写ローラ３は、例えばゴム硬度４０度の導電性ゴムローラにより形成され、図示しない電源装置を介して−７［ＫＶ］の電圧が印加されている。また、このとき、原版５１の圧電体層１３に電圧が与えられて超音波が放出され、凹部１５ａ内の各色の蛍光体粒子に作用される。この条件下で、ガラス板Ｍに３色の蛍光体層が転写される。転写にあたっては、ガラス板Ｍと原版５１に刻印された位置合わせマークを図示しない位置決め機構で検知し、両者の相対移動を高精度に制御しつつ転写を行う。

この後、原版５１の高抵抗層１５の表面は、クリーナ６でクリーニングされる。このクリーニング時にも、上述したように蛍光体粒子に電界が作用されるとともに、超音波が作用され、凹部１５ａに残留した蛍光体粒子が確実にクリーニングされる。

そして、次の媒体に対する蛍光体層の現像および転写のため原版５１が除電および帯電される。また、ガラス板Ｍは、搬送装置３１によって逆方向に搬送されて初期位置へ戻され、電荷除去装置４０によって不所望な残留電荷が除去される。

以上のように、ドラム状の原版５１を用いると、上述したパターン形成用原版１と比較して装置構成を小型化でき、省スペース化を図ることができる。また、原版５１を円筒形に形成したことで、平板状のガラス板Ｍに対して原版５１を徐々に離接させることができ、両者の間に介在する液膜に乱流を生じることを防止でき、ガラス板Ｍに転写した蛍光体層が剥離してしまう不具合を防止できる。

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く、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。

例えば、上述した実施の形態では、超音波発生部として共通電極１２と個別電極１４との間に圧電体層１３を挟んだ構成を採用したが、これに限らず、他の超音波発生手段を用いることができる。例えば、パターン形成用原版の基材の裏面に超音波発生手段を外付けする構成であっても良い。

また、上述した実施の形態では、パターン形成用原版１の個別電極１４を各色毎に電気的に独立させた場合について説明したが、これに限らず、１色用の版として凹部１５ａの数を１／３に減らして個別電極１４の位置に、いわゆるベタ状の電極層を形成しても良い。この場合、蛍光体粒子を１色ずつ現像してガラス板Ｍに転写すればよい。

また、上述した実施の形態では、蛍光体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。

さらに、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。

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［μｍ］の樹脂粒子と、その表面に付着している平均粒径０．０２［μｍ］の金属微粒子（例えば銅、パラジウム、銀、白金など）と、金属石鹸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ッキを施すことが望ましい。このようにして、導電性回路や、コンデンサー、抵抗などのパターニングを行うことも可能である。
以下、本願の出願当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［１］
帯電した現像剤によるパターンを保持する保持部と、
この保持部で保持された上記パターンに電界を作用させるための第１電極と、
上記保持部で保持された上記パターンに作用させる超音波を発生させる超音波発生部と、
を有することを特徴とする版。
［２］
上記保持部は、上記現像剤を収容可能なパターン状の凹部を有することを特徴とする［１］に記載の版。
［３］
上記第１電極は、上記凹部の底に設けられていることを特徴とする［２］に記載の版。
［４］
上記超音波発生部は、上記第１電極の裏面側に設けられた圧電体と、上記第１電極と協働して上記圧電体を動作させるための第２電極と、を有することを特徴とする［３］に記載の版。
［５］
円筒体の周面に設けられていることを特徴とする［１］に記載の版。
［６］
表面に開口したパターン状の凹部を有する高抵抗層と、
この高抵抗層の裏面側に設けられた第１の電極層と、
この第１の電極層の裏面側に設けられた圧電体層と、
この圧電体層の裏面側に設けられた第２の電極層と、
上記第１および第２の電極層間に交流電圧を与えて上記圧電体層から超音波を発生させる超音波発生部と、
を有することを特徴とする版。
［７］
帯電した現像剤によるパターンを保持する保持部と、この保持部で保持された上記パターンに電界を作用させるための第１電極と、上記保持部で保持された上記パターンに作用させる超音波を発生させる超音波発生部と、を有する版と、
上記保持部に対向した供給部材を介して帯電した現像剤を上記保持部へ供給するとともに、上記供給部材と上記第１電極との間に電界を形成して上記保持部に現像剤によるパターンを形成する現像装置と、
上記パターンを保持した上記保持部に対向した被転写媒体と上記第１電極との間に電界を形成して上記パターンを上記被転写媒体に向けて付勢し、且つ上記超音波発生部を介して上記パターンに超音波を作用させることで、上記パターンを上記保持部から剥離して上記被転写媒体へ転写する転写装置と、
上記パターンを上記被転写媒体へ転写した後の上記保持部をクリーニングするクリーニング装置と、
を有することを特徴とするパターン形成装置。
［８］
上記クリーニング装置は、上記第１電極との間で電界を形成して上記保持部に残留した現像剤を引き付けるとともに、上記超音波発生部を付勢して上記残留した現像剤に超音波を作用させて上記保持部から剥離させることを特徴とする［７］に記載のパターン形成装置。
［９］
上記保持部は、上記現像剤を収容可能なパターン状の凹部を有することを特徴とす［７］または［８］に記載のパターン形成装置。
［１０］
上記第１電極は、上記凹部の底に設けられていることを特徴とする［９］に記載のパターン形成装置。
［１１］
上記超音波発生部は、上記第１電極の裏面側に設けられた圧電体と、上記第１電極と協働して上記圧電体を動作させるための第２電極と、を有することを特徴とする［１０］に記載のパターン形成装置。
［１２］
上記版は、円筒体の周面に設けられていることを特徴とする［７］に記載のパターン形成装置。
［１３］
表面に開口したパターン状の凹部を有する高抵抗層と、この高抵抗層の裏面側に設けられた第１の電極層と、この第１の電極層の裏面側に設けられた圧電体層と、この圧電体層の裏面側に設けられた第２の電極層と、上記第１および第２の電極層間に交流電圧を与えて上記圧電体層から超音波を発生させる超音波発生部と、を有する版と、
上記高抵抗層の表面に対向した供給部材を介して帯電した現像剤粒子を分散させた液体現像剤を該表面へ供給するとともに、上記供給部材と上記第１の電極層との間に電界を形成し、上記液体現像剤中の現像剤粒子を上記凹部に集めてパターンを現像する現像装置と、
上記高抵抗層の表面に対向した被転写媒体と上記第１の電極層との間に電界を形成して、上記凹部に現像剤粒子を集めたパターンを上記被転写媒体に向けて付勢し、且つ上記超音波発生部を介して上記パターンに超音波を作用させることで、上記パターンを上記凹部から剥離して上記被転写媒体へ転写する転写装置と、
上記パターンを上記被転写媒体へ転写した後の上記凹部をクリーニングするクリーニング装置と、
を有することを特徴とするパターン形成装置。
［１４］
上記クリーニング装置は、上記第１の電極層との間で電界を形成して上記凹部内に残留した現像剤粒子を引き付けるとともに、上記超音波発生部を付勢して上記残留した現像剤に超音波を作用させて上記凹部から剥離させることを特徴とする［１３］に記載のパターン形成装置。
［１５］
上記第１の電極層は、上記凹部の底に設けられていることを特徴とする［１３］に記載のパターン形成装置。
［１６］
上記版は、円筒体の周面に設けられていることを特徴とする［１３］に記載のパターン形成装置。
［１７］
帯電した現像剤に作用させる電界を形成するための電極および超音波発生部を備えた版に上記現像剤によるパターンを形成する現像工程と、
上記現像剤によるパターンが形成された版に被転写媒体を対向させた状態で、上記電極と上記被転写媒体との間に電界を形成して上記パターンを上記被転写媒体に向けて付勢するとともに、上記超音波発生部を動作させて上記パターンに超音波を作用させ、上記パターンを上記版から剥離せしめて上記被転写媒体へ転写する転写工程と、
を有することを特徴とするパターン形成方法。
［１８］
上記電極との間に電界を形成して上記パターンを転写した後の版に残留した現像剤を版から離れる方向に付勢するとともに、上記超音波発生部を動作させて上記残留した現像剤に超音波を作用させて上記版から剥離し、上記残留した現像剤をクリーニングするクリーニング工程をさらに有することを特徴とする［１７］に記載のパターン形成方法。

この発明の版、およびパターン形成装置は、上記のような構成および作用を有しているので、現像剤によるパターンを被転写媒体へ確実に転写でき、転写後の版に残留した現像剤を確実にクリーニングでき、解像度の高い高精細なパターンを形成できる。

Claims (8)

1. 帯電した現像剤によるパターンを保持する保持部と、
   この保持部で保持された上記パターンに電界を作用させるための第１電極と、
   上記保持部で保持された上記パターンに作用させる超音波を発生させる超音波発生部と、を有し、
   上記保持部は、上記現像剤を収容可能なパターン状の凹部を有し、
   上記第１電極は、上記凹部の底に設けられており、
   上記超音波発生部は、上記第１電極の裏面側に設けられた圧電体と、上記第１電極と協働して上記圧電体を動作させるための第２電極と、を有することを特徴とする版。
2. 帯電した現像剤によるパターンを保持する保持部と、この保持部で保持された上記パターンに電界を作用させるための第１電極と、上記保持部で保持された上記パターンに作用させる超音波を発生させる超音波発生部と、を有する版と、
   上記保持部に対向した供給部材を介して帯電した現像剤を上記保持部へ供給するとともに、上記供給部材と上記第１電極との間に電界を形成して上記保持部に現像剤によるパターンを形成する現像装置と、
   上記パターンを保持した上記保持部に対向した被転写媒体と上記第１電極との間に電界を形成して上記パターンを上記被転写媒体に向けて付勢し、且つ上記超音波発生部を介して上記パターンに超音波を作用させることで、上記パターンを上記保持部から剥離して上記被転写媒体へ転写する転写装置と、
   上記パターンを上記被転写媒体へ転写した後の上記保持部をクリーニングするクリーニング装置と、を有し、
   上記クリーニング装置は、上記第１電極との間で電界を形成して上記保持部に残留した現像剤を引き付けるとともに、上記超音波発生部を付勢して上記残留した現像剤に超音波を作用させて上記保持部から剥離させることを特徴とするパターン形成装置。
3. 上記保持部は、上記現像剤を収容可能なパターン状の凹部を有し、
   上記第１電極は、上記凹部の底に設けられており、
   上記超音波発生部は、上記第１電極の裏面側に設けられた圧電体と、上記第１電極と協働して上記圧電体を動作させるための第２電極と、を有することを特徴とする請求項２に記載のパターン形成装置。
4. 表面に開口したパターン状の凹部を有する高抵抗層と、この高抵抗層の裏面側に設けられた第１の電極層と、この第１の電極層の裏面側に設けられた圧電体層と、この圧電体層の裏面側に設けられた第２の電極層と、上記第１および第２の電極層間に交流電圧を与えて上記圧電体層から超音波を発生させる超音波発生部と、を有する版と、
   上記高抵抗層の表面に対向した供給部材を介して帯電した現像剤粒子を分散させた液体現像剤を該表面へ供給するとともに、上記供給部材と上記第１の電極層との間に電界を形成し、上記液体現像剤中の現像剤粒子を上記凹部に集めてパターンを現像する現像装置と、
   上記高抵抗層の表面に対向した被転写媒体と上記第１の電極層との間に電界を形成して、上記凹部に現像剤粒子を集めたパターンを上記被転写媒体に向けて付勢し、且つ上記超音波発生部を介して上記パターンに超音波を作用させることで、上記パターンを上記凹部から剥離して上記被転写媒体へ転写する転写装置と、
   上記パターンを上記被転写媒体へ転写した後の上記凹部をクリーニングするクリーニング装置と、
   を有することを特徴とするパターン形成装置。
5. 上記クリーニング装置は、上記第１の電極層との間で電界を形成して上記凹部内に残留した現像剤粒子を引き付けるとともに、上記超音波発生部を付勢して上記残留した現像剤に超音波を作用させて上記凹部から剥離させることを特徴とする請求項４に記載のパターン形成装置。
6. 上記第１の電極層は、上記凹部の底に設けられていることを特徴とする請求項４に記載のパターン形成装置。
7. 上記版は、円筒体の周面に設けられていることを特徴とする請求項４に記載のパターン形成装置。
8. 帯電した現像剤に作用させる電界を形成するための電極および超音波発生部を備えた版に上記現像剤によるパターンを形成する現像工程と、
   上記現像剤によるパターンが形成された版に被転写媒体を対向させた状態で、上記電極と上記被転写媒体との間に電界を形成して上記パターンを上記被転写媒体に向けて付勢するとともに、上記超音波発生部を動作させて上記パターンに超音波を作用させ、上記パターンを上記版から剥離せしめて上記被転写媒体へ転写する転写工程と、
   上記電極との間に電界を形成して上記パターンを転写した後の版に残留した現像剤を版から離れる方向に付勢するとともに、上記超音波発生部を動作させて上記残留した現像剤に超音波を作用させて上記版から剥離し、上記残留した現像剤をクリーニングするクリーニング工程と、
   を有することを特徴とするパターン形成方法。

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