JPH07181315A - パターン形成用基体とこのパターン形成用基体を用いたパターン形成方法及びこの方法により製造されたパターン形成体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】電子写真方式により形成されるパターンが帯電
時の雰囲気に影響を受け難いパターン形成用基体とパタ
ーン形成方法並びにパターン形成体を提供する。 【構成】支持体１とこの上に順次設けられた第一導電体
層21と光導電体層３と第二導電体層22とを具備するパタ
ーン形成用基体の第一導電体層と第二導電体層間に直流
電圧を印加して光導電体層を帯電させ、マスクＭを介し
パターン露光を施して光導電体層に静電潜像パターンを
形成した後、光導電体層上の第二導電体層表面にトナー
を付着させてパターンを形成する方法。この方法によれ
ば、コロナ等の放電現象を利用した帯電方式を採る必要
がないため、湿度や気圧等帯電時の雰囲気如何に拘らず
光導電体層に対し安定した帯電電位を与えることが可能
となり、トナー現像画素における濃度差を従来に較べて
大幅に減少させることが可能となる効果を有している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電子写真方式によりパタ
ーンが形成されるパターン形成用基体とこのパターン形
成用基体を用いたパターン形成方法及びこの方法により
製造されたパターン形成体に係り、特に、電子写真方式
により形成されるパターンが湿度や気圧等の帯電時の雰
囲気に影響を受け難いパターン形成用基体とパターン形
成方法並びにパターン形成体の改良に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】この種のパターン形成体は、従来、スラ
イドやマスク等の透過原稿に広く利用されているが、近
年、液晶表示装置等をはじめとする各種の表示装置ある
いは固体撮像素子等に組込まれるカラーフィルターの分
野にもその利用が図られている。そこで、従来のパター
ン形成体について、以下、カラーフィルターを例に挙げ
て説明する。

【０００３】液晶表示装置に適用されるカラーフィルタ
ーの製造方法は数多く提案され、そのいくつかの方法が
実用化されている。例えば、透明基板上に感光性樹脂を
塗布し、常法に従って所望のパターンを形成した後、該
パターンをレッドに染色し、同様にして、以下グリー
ン、ブルーを染色することによりカラーフィルターを製
造する染色法、予め顔料が分散された感光性樹脂を使用
し、常法に従ってレッド・グリーン・ブルーの画素を順
次形成する顔料分散法、透明基板上に透明導電体膜によ
る所望のパターンを形成し、着色すべきパターンにのみ
通電しながら顔料が分散された帯電樹脂を電着させて画
素を形成する電着法、オフセット印刷等によって画素を
形成する印刷法がある。前記の方法以外にも、真空蒸着
によって画素を基板上に形成する方法、カラー写真の様
にハロゲン化銀乳剤によって画素を形成する方法等も知
られている。

【０００４】ところで、従来から実用化されているカラ
ーフィルターの製造方法のうち、上記染色法及び顔料分
散法は感光液の塗布及びその焼成工程に比較的長時間を
要し工程が長くなりがちである。また、電着法において
は透明導電膜の同色用パターンが異色用パターンと導通
することなく互いに接続していなければならず、画素形
状や配列に制約が生じ、かつ、透明導電膜のパターン化
には高度な微細加工技術が必要となる。印刷法は感光液
の塗布・露光・現像等の所謂フォトリソグラフィ工程の
必要がなく製造工程は比較的短いものの、パターン形状
や位置精度を高度に維持しなければならず、高度で特殊
な印刷技術を要する。

【０００５】このような技術的背景の下、より簡便なカ
ラーフィルターの製造方法として電子写真方式を用いた
カラーフィルターの製造方法が開発されている（特開昭
４８−１６５２９号公報、特開昭５６−６９６０４号公
報、特開昭５６−１１７２１０号公報、及び、特開昭６
３−２３４２０３号公報参照）。

【０００６】以下に、通常の電子写真方式によるカラー
フィルターの製造方法について図面を用いて説明する。

【０００７】まず、カラーフィルター用のパターン形成
用基体は、図２（Ａ）に示すように透明支持体ａと、こ
の上に設けられた透明導電体層ｂと、この上に設けられ
た光導電体層ｃとを備える構造を有している。そして、
このパターン形成用基体を用いてカラーフィルターを製
造するには、図２（Ａ）に示すように、まず、パターン
形成用基体の光導電体層ｃを帯電器ｄを用いて帯電させ
た後、所定のマスクＭを介し紫外線ランプ等の光源ｅか
ら露光を行うことにより露光部の電荷を除去して上記光
導電体層ｃ上に静電潜像パターン（図示せず）を形成す
る（図２Ｂ参照）。次に、電荷を有する各カラーのトナ
ーが分散された現像液ｆに上記静電潜像パターンが形成
されたパターン形成用基体を浸漬し（図２Ｃ参照）、静
電潜像パターンを現像するという工程を繰返してカラー
フィルター用の着色画素ｇを形成し（図Ｄ参照）、カラ
ーフィルターが製造される。

【０００８】このように電子写真方式を用いたカラーフ
ィルターの製造方法は比較的簡便に目的とするカラーフ
ィルターが製造でき、かつ、製造に要する時間も短いと
共に大画面用のカラーフィルターの製造が可能になる等
の利点を有することから注目されている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、電子写真方
式を用いたカラーフィルターの製造方法は上述した利点
を有しているが、その反面、パターン形成用基体の上記
光導電体層ｃを帯電させるのにコロナ等の放電現象を利
用した帯電工程が必要となり、これに起因して以下のよ
うな問題点を有していた。

【００１０】すなわち、従来法に係る帯電工程はコロナ
等の放電現象を利用しているため、当然のことながら湿
度や気圧等の帯電時の雰囲気に影響を受け易く安定した
帯電電位を得ることが困難な欠点があり、かつ、パター
ン形成用基体が大きくなればなる程パターン形成用基体
面内での帯電電位のばらつきが大きくなるため、最終的
に面内での同一色画素の濃度差が生じ易くなる問題点が
あった。

【００１１】本発明はこのような問題点に着目してなさ
れたもので、その課題とするところは、コロナ等の放電
現象を利用した帯電工程を必要とせず、従って、電子写
真方式により形成されるパターンが湿度や気圧等の帯電
時の雰囲気に影響を受け難いパターン形成用基体とパタ
ーン形成方法並びにパターン形成体を提供することにあ
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】すなわち、請求項１に係
る発明は、電子写真方式によりパターンが形成されるパ
ターン形成用基体を前提とし、支持体と、この上に設け
られた第一導電体層と、この上に設けられた光導電体層
と、この上に設けられた第二導電体層とを具備し、か
つ、上記第一導電体層及び第二導電体層の少なくとも一
方が透明材料により構成されていることを特徴とするも
のである。

【００１３】この請求項１記載の発明に係るパターン形
成用基体において上記支持体の光透過性の有無について
はこのパターン形成用基体から得られるパターン形成体
の用途により定まり、例えば、上記パターン形成体の用
途が上述したスライド等の透過原稿やカラーフィルター
の場合には、ガラス、有機高分子化合物等の透明材料で
構成することを要し、他方、通常のコピー原稿等に適用
される場合には支持体の光透過性は要求されない。尚、
光不透過性の材料で支持体を構成した場合には、支持体
とは反対側に配置される第二導電体層を透明材料で構成
することを要する。パターン露光処理の際に支持体側か
ら光照射することができないからである。また、上記パ
ターン形成体の用途が透過原稿やカラーフィルターの場
合には、支持体に限らず光導電体層や第一導電体層並び
に第二導電体層も透明材料で構成することを要する。請
求項２に係る発明はこのような理由からなされている。

【００１４】すなわち、請求項２に係る発明は、請求項
１記載の発明に係るパターン形成用基体を前提とし、上
記支持体、第一導電体層、光導電体層、及び、第二導電
体層が透明材料により構成されていることを特徴とする
ものである。

【００１５】この請求項２記載の発明に係るパターン形
成用基体において上記第一導電体層と第二導電体層は、
光透過性を有し、かつ、直流電圧印加やパターン露光並
びに現像時に光導電体層に流出入する電荷のチャンネル
としての作用を有するものであれば公知の材料が適用で
き、例えば、ＩＴＯ（インジウム−スズ酸化物）や酸化
スズ（ＳｎＯ₂ ）などが挙げられる。また、これ等第一
導電体層と第二導電体層の形成手段としては、スパッタ
リング法や熱分解形成法等の任意の製膜手段が適用でき
る。また、上記光導電体層としては、光導電性と光透過
性を有する材料としてスピンコート法等の製膜手段で形
成されるＰＶＫ（ポリビニルカルバゾール）等が例示で
きる。尚、光導電体層に光透過性が要求されない請求項
１に係る発明においては、酸化亜鉛等の光導電性材料の
適用が可能である。

【００１６】次に、請求項３〜４に係る発明は、請求項
１又は２記載の発明に係るパターン形成用基体を用いて
パターンを形成する方法に関する。

【００１７】すなわち、請求項３に係る発明は、請求項
１又は２記載の発明に係るパターン形成用基体を用いた
パターン形成方法を前提とし、パターン形成用基体の第
一導電体層と第二導電体層間に直流電圧を印加した後、
光透過部と不透過部から成るパターンを有するマスクを
介し透明な導電体層側からパターン露光を施して上記光
導電体層に静電潜像パターンを形成し、次いで上記静電
潜像パターンに応じて光導電体層上の第二導電体層表面
にトナーを付着させてパターンを形成することを特徴と
し、また、請求項４に係る発明は、パターン形成用基体
の第一導電体層と第二導電体層間に直流電圧を印加しつ
つ、光透過部と不透過部から成るパターンを有するマス
クを介し透明な導電体層側からパターン露光を施して上
記光導電体層に静電潜像パターンを形成し、次いで上記
静電潜像パターンに応じて光導電体層上の第二導電体層
表面にトナーを付着させてパターンを形成することを特
徴とするものである。

【００１８】この請求項３又は４記載の発明に係るパタ
ーン形成方法においては、上記第一導電体層と第二導電
体層間に直流電圧を印加することにより各第一導電体層
と第二導電体層が電極となって光導電体層をコンデンサ
となすことができ、次に、上記パターン露光処理を施し
上記光導電体層に蓄積された電荷の中の露光された部分
を各導電体層から逃がすことにより光導電体層中に所望
の静電潜像パターンを形成することができ、かつ、この
静電潜像パターンをトナー現像することによりパターン
形成体が得られる。

【００１９】そして、これ等パターン形成方法によれ
ば、光導電体層の帯電処理方式としてパターン形成用基
体の第一導電体層と第二導電体層間に直流電圧を印加す
る帯電方式を採り、従来例のようにコロナ等の放電現象
を利用した帯電方式を採っていないため、湿度や気圧等
帯電時の雰囲気如何に拘らず上記光導電体層に対し安定
した帯電電位を与えることが可能となる。このため、得
られたパターン形成体において形成されたパターンの面
内でのトナー現像画素における濃度差を従来例に較べて
大幅に減少させることが可能となる。

【００２０】以下、図面を参照してこのパターン形成方
法の一例について詳細に説明すると、まず、ガラス等の
支持体１と、この上に設けられたＩＴＯ等から成る第一
導電体層２１と、この上に設けられたＰＶＫ等から成る
光導電体層３と、この上に設けられたＩＴＯ等から成る
第二導電体層２２とでその主要部が構成されるパターン
形成用基体を用意し、このパターン形成用基体の上記第
一導電体層２１と第二導電体層２２との間に電源４を用
いて数百Ｖの直流電圧を印加した後、あるいは、印加し
ながら光透過部と不透過部から成るパターンを有するマ
スクＭを介し第二導電体層２２側から紫外線ランプ等の
光源５でパターン露光を施す（図１Ａ参照）。上記直流
電圧の印加後、あるいは、直流電圧を印加しながらのパ
ターン露光処理により光導電体層３中に図示外の静電潜
像パターンが形成されかつ保持される。次に、静電潜像
パターンが形成されたパターン形成用基体を速やかに現
像液であるトナー分散液６内に数秒間浸漬し、上記静電
潜像パターンをトナー現像する（図１Ｂ参照）。現像終
了後、現像画素７を構成するトナーを更に凝集させかつ
定着させるためにベーキング処理を施し図１（Ｃ）に示
すようなパターン形成体を得る。尚、このような工程を
複数繰返すと共にそれぞれ異色のトナーを適用すること
によりカラーパターンを有するパターン形成体を得るこ
とが可能となる。請求項５に係る発明はこのような目的
に基づきなされたものである。

【００２１】すなわち、請求項５に係る発明は、請求項
３又は４記載の発明に係るパターン形成方法を前提と
し、パターン形成用基体の第一導電体層と第二導電体層
間に直流電圧を印加する工程から光導電体層上の第二導
電体層表面にトナーを付着させてパターンを形成する工
程までを１サイクルとし、これを少なくとも３サイクル
繰返すと共に、各サイクルにおいてそれぞれ異色のカラ
ートナーを用いることにより上記第二導電体層表面にカ
ラーパターンを形成することを特徴とするものである。

【００２２】尚、この場合、請求項２記載の発明に係る
パターン形成用基体を適用することにより、カラー透過
原稿やカラーフィルター等が簡便に得られる利点があ
る。請求項６及び７に係る発明はこのような理由からな
されている。

【００２３】すなわち、請求項６に係る発明は、請求項
５記載の発明に係るパターン形成方法により製造された
パターン形成体を前提とし、透明材料から成る支持体
と、この上に設けられた透明材料から成る第一導電体層
と、この上に設けられた透明材料から成る光導電体層
と、この上に設けられた透明材料から成る第二導電体層
と、この第二導電体層表面に設けられたそれぞれ異色の
カラートナーから成るカラーパターンとを具備すること
を特徴とし、また、請求項７に係る発明は、請求項６に
係るパターン形成体がカラーフィルターであることを特
徴とするものである。

【００２４】

【作用】請求項１〜２記載の発明に係るパターン形成用
基体によれば、光導電体層が第一導電体層と第二導電体
層に挟まれた構造を有し、この第一導電体層と第二導電
体層間に直流電圧を印加することにより各第一導電体層
と第二導電体層が電極となって上記光導電体層を帯電さ
せることが可能になるため、コロナ等の放電現象を利用
する帯電方式を採らずに電子写真方式のパターン形成用
基体として適用することが可能となる。

【００２５】また、請求項３〜４記載の発明に係るパタ
ーン形成方法によれば、上記第一導電体層と第二導電体
層間に直流電圧を印加することにより各第一導電体層と
第二導電体層が電極となって光導電体層をコンデンサと
なすことができ、次いでパターン露光処理を施し上記光
導電体層に蓄積された電荷の中の露光された部分を各導
電体層から逃がすことにより光導電体層中に所望の静電
潜像パターンを形成することができ、かつ、この静電潜
像パターンをトナー現像することによりパターン形成体
が得られる。そして、光導電体層の帯電処理方式として
従来のようにコロナ等の放電現象を利用した帯電方式を
採っていないため、湿度や気圧等帯電時の雰囲気如何に
拘らず上記光導電体層に対し安定した帯電電位を与える
ことが可能となり、得られたパターン形成体においてそ
のパターンの面内でのトナー現像画素における濃度差を
従来に較べて大幅に減少させることが可能となる。

【００２６】他方、請求項５記載の発明に係るパターン
形成方法によれば、パターン形成用基体の第一導電体層
と第二導電体層間に直流電圧を印加する工程から光導電
体層上の第二導電体層表面にトナーを付着させてパター
ンを形成する工程までを１サイクルとし、これを少なく
とも３サイクル繰返すと共に、各サイクルにおいてそれ
ぞれ異色のカラートナーを用いているため、カラーパタ
ーンの形成が可能となる。

【００２７】また、請求項６〜７記載の発明に係るパタ
ーン形成体によれば、透明材料から成る支持体と、この
上に設けられた透明材料から成る第一導電体層と、この
上に設けられた透明材料から成る光導電体層と、この上
に設けられた透明材料から成る第二導電体層と、この第
二導電体層表面に設けられたそれぞれ異色のカラートナ
ーから成るカラーパターンとを具備しているため、カラ
ーフィルターやカラー透過原稿にそのまま適用すること
が可能となる。

【００２８】

【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。

【００２９】ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール（アナン
製、商品名：ツビコール２１０）１００重量部を、シク
ロヘキサノン９００重量部に溶解して光導電体層用の母
液とした。この母液をＩＴＯから成る透明第一導電体層
が予め形成されたソーダガラス基板にスピンコート法で
塗布した後、オーブンを用いて１５０℃で３０分間乾燥
を行い、約２μｍの厚さの光導電体層を形成した。

【００３０】次に、この光導電体層上にＩＴＯから成る
透明第二導電体層を、スパッタリング装置を用いて約
０．１μｍの厚さで形成した。

【００３１】次に、上記光導電体層を挟む第一導電体層
と第二導電体層を電極としてこれ等間に６ｋＶの高電圧
を印加し、かつ、光透過部と不透過部から成る所定パタ
ーンのマスクを介して露光処理（ブラックライト使用、
波長：３６６ｎｍ、露光：１秒間）を行い、光導電体層
中に静電潜像パターンを形成した。

【００３２】続いて、バインダ樹脂の白色ラテックスに
黒色着色剤を分散させ、その粒径が約０．５μｍのブラ
ックトナーにしたものに、イソパラフィン系溶媒（エッ
ソ化学製、商品名：アイソパーＧ）を加えて正帯電ブラ
ックトナーの現像液を調整し、その液中へ上記静電潜像
パターンが形成されたパターン形成用基体を浸漬してト
ナー現像を行い、ブラックマトリクス像を形成した。

【００３３】次に、トナーをさらに凝集させると共に定
着させるため、温度１５０℃で１時間のベーキング処理
を施しブラックマトリクス像の形成を終了した。

【００３４】さらに以下同様にして、第２色目以降のレ
ッド、グリーン、ブルーの各色画素を順次形成して、カ
ラーフィルターを完成させた。

【００３５】

【発明の効果】請求項１〜２に係る発明によれば、第一
導電体層と第二導電体層間に直流電圧を印加することに
より光導電体層を帯電させることが可能になるため、コ
ロナ等の放電現象を利用する帯電方式を必要としない電
子写真方式のパターン形成用基体として適用できる効果
を有している。

【００３６】また、請求項３〜４に係る発明によれば、
請求項１又は２記載の発明に係るパターン形成用基体を
用いており、光導電体層の帯電処理方式として従来のよ
うにコロナ等の放電現象を利用した帯電方式を採る必要
がないため、湿度や気圧等帯電時の雰囲気如何に拘らず
上記光導電体層に対し安定した帯電電位を与えることが
可能となる。従って、得られたパターン形成体において
そのパターンの面内でのトナー現像画素における濃度差
を従来に較べて大幅に減少させることが可能となる効果
を有している。

【００３７】他方、請求項５に係る発明によれば、パタ
ーン形成用基体の第一導電体層と第二導電体層間に直流
電圧を印加する工程から光導電体層上の第二導電体層表
面にトナーを付着させてパターンを形成する工程までを
１サイクルとし、これを少なくとも３サイクル繰返すと
共に、各サイクルにおいてそれぞれ異色のカラートナー
を用いているためカラーパターンの形成が可能となる効
果を有している。

【００３８】また、請求項６〜７に係る発明によれば、
透明材料から成る支持体と、この上に設けられた透明材
料から成る第一導電体層と、この上に設けられた透明材
料から成る光導電体層と、この上に設けられた透明材料
から成る第二導電体層と、この第二導電体層表面に設け
られたそれぞれ異色のカラートナーから成るカラーパタ
ーンとを具備しているため、各トナー現像画素の濃度差
が少なく光学特性に優れたカラーフィルターやカラー透
過原稿等に適用できる効果を有している。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１（Ａ）〜（Ｃ）は本発明に係るパターン形
成方法を示す工程説明図。

【図２】図２（Ａ）〜（Ｄ）は従来例に係るパターン形
成方法を示す工程説明図。

【符号の説明】

１ 支持体 ２１ 第一導電体層 ２２ 第二導電体層 ３ 光導電体層 ４ 電源 ５ 光源 ６ トナー分散液 ７ 現像画素 Ｍ マスク

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電子写真方式によりパターンが形成される
   パターン形成用基体において、 支持体と、この上に設けられた第一導電体層と、この上
   に設けられた光導電体層と、この上に設けられた第二導
   電体層とを具備し、かつ、上記第一導電体層及び第二導
   電体層の少なくとも一方が透明材料により構成されてい
   ることを特徴とするパターン形成用基体。
2. 【請求項２】上記支持体、第一導電体層、光導電体層、
   及び、第二導電体層が透明材料により構成されているこ
   とを特徴とする請求項１記載のパターン形成用基体。
3. 【請求項３】請求項１又は２記載のパターン形成用基体
   を用いたパターン形成方法において、 上記パターン形成用基体の第一導電体層と第二導電体層
   間に直流電圧を印加した後、光透過部と不透過部から成
   るパターンを有するマスクを介し透明な導電体層側から
   パターン露光を施して上記光導電体層に静電潜像パター
   ンを形成し、次いで上記静電潜像パターンに応じて光導
   電体層上の第二導電体層表面にトナーを付着させてパタ
   ーンを形成することを特徴とするパターン形成方法。
4. 【請求項４】請求項１又は２記載のパターン形成用基体
   を用いたパターン形成方法において、 上記パターン形成用基体の第一導電体層と第二導電体層
   間に直流電圧を印加しつつ、光透過部と不透過部から成
   るパターンを有するマスクを介し透明な導電体層側から
   パターン露光を施して上記光導電体層に静電潜像パター
   ンを形成し、次いで上記静電潜像パターンに応じて光導
   電体層上の第二導電体層表面にトナーを付着させてパタ
   ーンを形成することを特徴とするパターン形成方法。
5. 【請求項５】請求項３又は４記載のパターン形成方法に
   おいて、 パターン形成用基体の第一導電体層と第二導電体層間に
   直流電圧を印加する工程から光導電体層上の第二導電体
   層表面にトナーを付着させてパターンを形成する工程ま
   でを１サイクルとし、これを少なくとも３サイクル繰返
   すと共に、各サイクルにおいてそれぞれ異色のカラート
   ナーを用いることにより上記第二導電体層表面にカラー
   パターンを形成することを特徴とするパターン形成方
   法。
6. 【請求項６】請求項５記載のパターン形成方法により製
   造されたパターン形成体において、 透明材料から成る支持体と、この上に設けられた透明材
   料から成る第一導電体層と、この上に設けられた透明材
   料から成る光導電体層と、この上に設けられた透明材料
   から成る第二導電体層と、この第二導電体層表面に設け
   られたそれぞれ異色のカラートナーから成るカラーパタ
   ーンとを具備することを特徴とするパターン形成体。
7. 【請求項７】上記パターン形成体がカラーフィルターで
   あることを特徴とする請求項６記載のパターン形成体。