(57)【要約】【課題】この発明は、高精細なパターンを高い品質で形成できるパターン形成装置、およびパターン形成方法を提供することを課題とする。【解決手段】パターン形成装置は、ガラス板５の表面にある導電層８１の上に凹部８４を区画するバンク８６を形成した被転写媒体に対し、トナー粒子５５を転写してパターンを形成する凹版１を有する。凹版１は、金属フィルム１２の表面に高抵抗層１３を形成して凹部１４ａを形成し、凹部１４ａの開口を除く高抵抗層１３表面に電極層１１を形成して構成されている。凹部１４ａに現像したトナー粒子５５を凹部８４に転写するとき、電極層１１の電位をコントロールして凹部８４の角部にまでトナー粒子５５を行き渡らせるように拡散した電界を形成する。【選択図】      図９
2008200896.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも表面に第１の導電層を有し、その上に重ねて第１の高抵抗層を有し、現像剤粒子を転写すべきパターン状の第１の凹部を上記第１の高抵抗層に形成した被転写媒体の上記第１の凹部に現像剤粒子を転写してパターンを形成するパターン形成装置であって、
少なくとも表面に第２の導電層を有し、その上に重ねて第２の高抵抗層を有し、上記第１の凹部に対応するパターン状の第２の凹部を上記第２の高抵抗層に形成し、さらに上記第２の凹部の開口部を除く上記第２の高抵抗層の表面に電極層を備えた凹版と、
この凹版の上記第２の凹部に帯電した現像剤粒子を供給してパターンを現像する現像装置と、
現像剤粒子によるパターンを保持した上記凹版を上記被転写媒体に対向させて上記第１の凹部と第２の凹部を位置合わせした状態で、上記第２の凹部内の現像剤粒子に上記第１の凹部に向かう電界を作用させるべく、上記第１の導電層と第２の導電層との間に電位差を形成すると同時に、上記第１の凹部内で上記現像剤粒子を拡散する方向の電界を形成すべく、上記電極層の電位を制御し、現像剤粒子によるパターンを上記第２の凹部から第１の凹部へ転写する転写機構と、
を有することを特徴とするパターン形成装置。
【請求項２】
上記転写機構は、上記第２の導電層と電極層との間の電界が上記電極層と第１の導電層との間の電界より強くなる電位を上記電極層に与えることを特徴とする請求項１に記載のパターン形成装置。
【請求項３】
上記第２の導電層と上記電極層との間の電位差をＶｉとし、上記第２の導電層と上記第１の導電層との間の電位差をＶｔとし、上記第２の高抵抗層の厚さをｄｒとし、上記第１の高抵抗層の厚さをｄｂとした場合、上記転写機構は、Ｖｉ＞ｄｒ／（ｄｂ＋ｄｒ）×Ｖｔを満たす電位を上記電極層に与え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。
【請求項４】
上記第２の凹部の開口部は、上記第１の凹部の開口部の内側に収まる大きさに形成されていることを特徴とする請求項１に記載のパターン形成装置。
【請求項５】
上記第２の凹部の開口部を露出した上記電極層の開口部は、上記第２の凹部の開口部より外側で且つ上記第１の凹部の開口部より内側に収まる大きさに形成さ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。
【請求項６】
上記第２の凹部の開口部を露出した上記電極層の開口部は、上記第２の凹部の開口部と略一致する大きさに形成さ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。
【請求項７】
上記転写機構によってパターンを転写する際に、上記第１の凹部と第２の凹部を位置合わせした状態で、上記凹版の電極層を上記被転写媒体の第１の高抵抗層に密着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装置。
【請求項８】
少なくとも表面に第１の導電層を有し、その上に重ねて第１の高抵抗層を有し、現像剤粒子を転写すべきパターン状の第１の凹部を上記第１の高抵抗層に形成した被転写媒体を用意する工程と、
少なくとも表面に第２の導電層を有し、その上に重ねて第２の高抵抗層を有し、上記第１の凹部に対応するパターン状の第２の凹部を上記第２の高抵抗層に形成し、さらに上記第２の凹部の開口部を除く上記第２の高抵抗層の表面に電極層を備えた凹版を用意する工程と、
この凹版の上記第２の凹部に帯電した現像剤粒子を供給してパターンを現像する現像工程と、
現像剤粒子によるパターンを保持した上記凹版を上記被転写媒体に対向させて上記第１の凹部と第２の凹部を位置合わせする位置合わせ工程と、
上記第２の凹部内の現像剤粒子に上記第１の凹部に向かう電界を作用させるべく、上記第１の導電層と第２の導電層との間に電位差を形成すると同時に、上記第１の凹部内で上記現像剤粒子を拡散する方向の電界を形成すべく、上記電極層に上記第１の導電層と第２の導電層との間の電位を与え、現像剤粒子によるパターンを上記第２の凹部から第１の凹部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。
【請求項９】
上記転写工程では、上記第２の導電層と電極層との間の電界が上記電極層と第１の導電層との間の電界より強くなる電位を上記電極層に与えることを特徴とする請求項８に記載のパターン形成方法。
【請求項１０】
上記第２の導電層と上記電極層との間の電位差をＶｉとし、上記第２の導電層と上記第１の導電層との間の電位差をＶｔとし、上記第２の高抵抗層の厚さをｄｒとし、上記第１の高抵抗層の厚さをｄｂとした場合、上記転写工程では、Ｖｉ＞ｄｒ／（ｄｂ＋ｄｒ）×Ｖｔを満たす電位を上記電極層に与えることを特徴とする請求項９に記載のパターン形成方法。
【請求項１１】
上記位置合わせ工程の後、上記転写工程でパターンを転写する際に、上記凹版の電極層を上記被転写媒体の第１の高抵抗層に密着させることを特徴とする請求項８に記載のパターン形成方法。
【発明の詳細な説明】
【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、ＬＥＤ照明デバイスなどの製造に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。
【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高めつつある反面、巨大で高額な製造設備を必要とするとともに、パターン以外に塗布した材料の再利用が難しく、パターン形成に要するコストを低く抑えることが難しい。
【０００３】
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比較的安価なパターニング技術として実用化され始めている。しかし、このインクジェット技術も、例えば近年の平面型画像表示装置の蛍光体スクリーンのパターニングに要求される程度の高解像度化や高生産性には限界があることが露呈されつつある。
【０００４】
これらの点において、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】
従来、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パターン形成方法が提案されている。
【０００６】
例えば、平面型画像表示装置の前面基板に蛍光体スクリーンを形成する装置として、感光体ドラムの表面にパターン状の静電潜像を形成し、この静電潜像に帯電した現像剤を供給して現像し、このように現像した各色の現像剤像を転写ドラムへ順次転写し、転写ドラム上で重ねられた各色の現像剤像を基板に一括転写して定着させるパターン形成装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
しかし、この種の複数のドラムを用いた装置では、感光体ドラムの湾曲した周面に形成したパターン状の現像剤像を転写ドラムの湾曲した周面に転写し、且つこの転写ドラム周面のパターンを平らな基板上へ転写するため、感光体ドラムと転写ドラムとの間の位置精度、および転写ドラムと基板との間の位置精度を高精度に維持することが極めて困難であり、微細なパターンを要求される程度に高い位置制度で基板に形成することが極めて難しく、品質の高いパターンを形成することは難しい。
【特許文献１】特開２００４−３０９８０号公報（図４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
この発明の目的は、高精細なパターンを高い品質で形成できるパターン形成装置、およびパターン形成方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、この発明のパターン形成装置は、少なくとも表面に第１の導電層を有し、その上に重ねて第１の高抵抗層を有し、現像剤粒子を転写すべきパターン状の第１の凹部を上記第１の高抵抗層に形成した被転写媒体の上記第１の凹部に現像剤粒子を転写してパターンを形成する装置であって、少なくとも表面に第２の導電層を有し、その上に重ねて第２の高抵抗層を有し、上記第１の凹部に対応するパターン状の第２の凹部を上記第２の高抵抗層に形成し、さらに上記第２の凹部の開口部を除く上記第２の高抵抗層の表面に電極層を備えた凹版と、この凹版の上記第２の凹部に帯電した現像剤粒子を供給してパターンを現像する現像装置と、現像剤粒子によるパターンを保持した上記凹版を上記被転写媒体に対向させて上記第１の凹部と第２の凹部を位置合わせした状態で、上記第２の凹部内の現像剤粒子に上記第１の凹部に向かう電界を作用させるべく、上記第１の導電層と第２の導電層との間に電位差を形成すると同時に、上記第１の凹部内で上記現像剤粒子を拡散する方向の電界を形成すべく、上記電極層の電位を制御し、現像剤粒子によるパターンを上記第２の凹部から第１の凹部へ転写する転写機構と、を有する。
【００１０】
また、この発明のパターン形成方法は、少なくとも表面に第１の導電層を有し、その上に重ねて第１の高抵抗層を有し、現像剤粒子を転写すべきパターン状の第１の凹部を上記第１の高抵抗層に形成した被転写媒体を用意する工程と、
少なくとも表面に第２の導電層を有し、その上に重ねて第２の高抵抗層を有し、上記第１の凹部に対応するパターン状の第２の凹部を上記第２の高抵抗層に形成し、さらに上記第２の凹部の開口部を除く上記第２の高抵抗層の表面に電極層を備えた凹版を用意する工程と、この凹版の上記第２の凹部に帯電した現像剤粒子を供給してパターンを現像する現像工程と、現像剤粒子によるパターンを保持した上記凹版を上記被転写媒体に対向させて上記第１の凹部と第２の凹部を位置合わせする位置合わせ工程と、上記第２の凹部内の現像剤粒子に上記第１の凹部に向かう電界を作用させるべく、上記第１の導電層と第２の導電層との間に電位差を形成すると同時に、上記第１の凹部内で上記現像剤粒子を拡散する方向の電界を形成すべく、上記電極層に上記第１の導電層と第２の導電層との間の電位を与え、現像剤粒子によるパターンを上記第２の凹部から第１の凹部へ転写する転写工程と、を有する。
【００１１】
上記発明によると、凹版に保持せしめたパターンを被転写媒体に転写するとき、凹版と被転写媒体を密着させた状態で、凹版の第２の導電層と被転写媒体の第１の導電層との間に電位差を形成して現像剤粒子に第１の凹部に向かう電界を作用させると同時に、第１の凹部内に移動した現像剤粒子に対して横に拡散する方向の電界を形成するため凹版の表面に設けた電極層に特定の電位を与えるようにした。これにより、転写される現像剤粒子を第１の凹部の周縁部まで行き渡らせることができ、高精細なパターンを高い品質で形成できる。
【発明の効果】
【００１２】
この発明の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、高精細なパターンを高い品質で形成できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
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に示すように、この発明の実施の形態に係るパターン形成装置１０は、図中時計回り方向（矢印Ｒ方向）に回転するドラム素管（後述する）の周面に巻かれた凹版１、この凹版１に各色（ｒ：赤、ｇ：緑、ｂ：青）の液体現像剤を供給して後述するパターンを現像する複数の現像装置３ｒ、３ｇ、３ｂ（以下、総称して現像装置３と称する場合もある）、現像によって凹版１に付着した液体現像剤の溶媒成分をエアブローによって気化して乾燥させる乾燥器４、凹版１に付着した現像剤粒子を転写してパターンを形成する被転写媒体となるガラス板５を定位置で保持するとともに面方向に位置合わせするためのステージ６、転写に先立ってガラス板５の表面に高抵抗もしくは絶縁性の溶媒を塗布する塗布装置７、および転写を終えた凹版１をクリーニングするクリーナ８を有する。
【００１４】
各色の現像装置３ｒ、３ｇ、３ｂに収納される液体現像剤は、炭化水素系やシリコーン系などの絶縁性溶媒中に帯電した微粒子（現像剤粒子）を分散したもので、この微粒子が電界で電気泳動することによって現像が行われる。微粒子としては、例えば平均粒径４［μｍ］程度の各色の蛍光体粒子をこれよりも平均粒径が小さい樹脂粒子が取り囲み、樹脂粒子がイオン性帯電サイトを有していて電界中でイオン解離することで電荷を帯びる構成や、樹脂粒子の内部に各色の顔料微粒子を内包する構成、もしくは樹脂粒子の表面に各色の顔料微粒子を担持する構成などが実施可能である。
【００１５】
図２（ａ）に平面図を示すように、凹版１は、矩形の薄板状に形成されている。この凹版１は、図２（ｂ）に断面図を示すように、厚さ０．０５［ｍｍ］ないし０．４［ｍｍ］、より好ましくは厚さ０．１［ｍｍ］ないし０．２［ｍｍ］の矩形の金属フィルム１２（第２の導電層）の表面に高抵抗層１３（第２の高抵抗層）を重ねて形成し、さらにこの高抵抗層１３の上に電極層１１を重ねて構成されている。
【００１６】
金属フィルム１２は可撓性を有し、アルミニウム、ステンレス、チタン、アンバーなどの素材で構成可能であるほかに、ポリイミドやＰＥＴなどの表面に金属を蒸着したものなどでも良いが、転写パターンを高い位置精度で形成するためには、熱膨張や応力による伸びなどが生じにくい素材で構成することが望ましい。
【００１７】
また、高抵抗層１３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１０１０［Ωｃｍ］以上の材料（絶縁体を含む）により形成され、その膜厚は、１０［μｍ］〜４０［μｍ］、より好ましくは２０［μｍ］±５［μｍ］に形成されている。
【００１８】
さらに、電極層１１は、アルミニウム、銅、ニッケル、導電性ポリマーなどの材料で構成され、その膜厚は、０．１［μｍ］〜１０［μｍ］、より好ましくは１［μｍ］±０．５［μｍ］に形成されている。
【００１９】
図３に部分的に拡大して示すように、凹版１の電極層１１側の表面１ａには、多数の整列した矩形の凹部１４ａ（第２の凹部）を高抵抗層１３および電極層１１を貫通して刻設したパターン１４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凹版として、１色分の画素に相当する凹部１４ａだけを凹版１の表面１ａから凹ませて形成し、図３中に破線で示す他の２色分の領域１４ｂには凹部を形成しないでスペースだけを確保してある。
【００２０】
上記構造の凹版１は、例えば、両面に銅などの金属を貼り付けたポリイミドを加工することで形成でき、或いは露光したレジスト層の上に電極層１１の材料を蒸着して、リフトオフ法によって凹部１４ａの部分を取り除くことで形成できる。
【００２１】
図４には、１つの凹部１４ａを拡大した凹版１の断面図を示してある。本実施の形態では、凹部１４ａの底には金属フィルム１２の表面１２ａが露出しており、凹部１４ａの深さは、高抵抗層１３と電極層１１を重ねた層の厚さに概ね相当する。なお、凹部１４ａの底に露出した金属フィルム１２の表面１２ａ、凹部１４ａの内壁、および電極層１１の表面１ａを含む凹版１の表面全体に、厚さ０．５［μｍ］ないし３［μｍ］程度の表面離型層をコーティングすれば、転写特性が向上しより好ましい特性が得られる。
【００２２】
図５には、上記構造のフィルム状の凹版１をドラム素管３１に巻きつける様子を描いた概略図を示してある。ドラム素管３１の図中上部の切り込み部３１ａには、凹版１の一端を固定するクランプ３２と他端を固定するクランプ３３が設けられている。凹版１をドラム素管３１の周面上に巻き付ける場合、まず、凹版１の一端をクランプ３２に固定し、その後、凹版１を架張しつつその他端３４をクランプ３３で固定する。これにより、たるみ無く凹版１をドラム素管３１周面の規定位置に巻き付けることができる。なお、少なくとも一方のクランプ３２、３３には、凹版１の電極層１１に任意の電圧を印加するための図示しない金属接点が設けられている。
【００２３】
図６には、上記のようにドラム素管３１に巻き付けられた凹版１のパターン１４を現像装置３によって現像する動作を説明するための動作説明図を示してある。  
パターンを現像する際には、現像する色の現像装置３ｒ、３ｇ、３ｂを原板１に対向させて、その現像ローラ５１とスクイズローラ５２を凹版１の表面１ａに近接させ、凹版１に上述した液体現像剤を供給する。現像ローラ５１は、搬送される凹版１の電極層１１の表面１ａに対して１００〜１５０［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、凹版１の回転方向と同じ方向（図中反時計回り方向）に１．５倍ないし４倍程度の速度で回転する。
【００２４】
不図示の供給系によって現像ローラ５１周面に供給される液体現像剤５３は、絶縁性液体としての溶媒５４に現像剤粒子としての帯電したトナー粒子５５を分散させて構成されており、現像ローラ５１の回転に伴って凹版１の周面に供給される。ここで、現像ローラ５１に図示しない電源装置によって例えば＋２５０［Ｖ］の電圧を印加すると、正に帯電しているトナー粒子５５は、接地電位の金属フィルム１２に向かって溶媒５４中を泳動し、凹版１の凹部１４ａ内に集められる。このとき、凹版１の電極層１１には、図示しない電源装置を介して＋５００［Ｖ］程度の電圧が印加される。これにより、正帯電したトナー粒子５５は、電極層１１の表面１ａから反発されて付着することがない。
【００２５】
このようにして凹版１の凹部１４ａ内にトナー粒子５５が集められた後、トナー粒子５５の濃度が薄くなった液体現像剤５３が引き続いてスクイズローラ５２と凹版１が対向するギャップに進入する。ここでは、ギャップ（電極層表面１ａとスクイズローラ５２表面の間の距離）が３０［μｍ］ないし５０［μｍ］、スクイズローラの電位が＋１００［Ｖ］ないし＋２５０［Ｖ］で、スクイズローラ５２は凹版１とは逆向きに凹版１の速度の３倍から５倍程度の速度で移動するように設定されているため、現像をさらに促進しつつ、同時に凹版１に付着している溶媒５６の一部を絞り取る効果を奏する。このようにして、凹版１の凹部１４ａにトナー粒子５５によるパターン５７が形成される。
【００２６】
ところで、ガラス板５上に３色の蛍光体のパターンを形成する場合、図７に示すように、まず、青色蛍光体粒子を含む液体現像剤を収納する現像装置３ｂが凹版１の直下に移動し、ここで図示しない昇降機構によって現像装置３ｂが上昇して凹版１に近接させる。この状態で、原板１が矢印Ｒ方向に回転して凹部１４ａによるパターンが現像される。青色パターンの現像が終了すると、現像装置３ｂが下降して凹版１から離間する。また、現像された青色パターンは、適宜、乾燥器４によって乾燥される。
【００２７】
この青色現像プロセスの間に、図示しない搬送装置によって予め搬送されてステージ６上に保持されているガラス板５のステージ６から離間した表面に沿って塗布装置７が図中の破線矢印Ｔ１方向（一定方向）に移動し、ガラス板５の表面に溶媒（絶縁性液体）が塗布される。この溶媒の役割と材料組成については後述する。また、溶媒の塗布方法についても後に詳述する。
【００２８】
しかる後に、青色のパターンを周面に担持した凹版１が回転しつつ図中の破線矢印Ｔ２に沿って移動（この動作を転動と称する）し、青色のパターン像がガラス板５の表面に転写される。このとき、転動する凹版１は、ガラス板５の表面に一定の圧力で押し付けられて密着される。転写の詳細についても後述する。青パターンの転写を終えた凹版１は図中左方に平行移動し、現像時の初期位置に戻る。このとき、ガラス板５を保持したステージ６が下降して初期位置に戻る凹版１との接触が避けられる。そして、凹版１がクリーナ８によってクリーニングされる。
【００２９】
次に、３色の現像装置３ｒ、３ｇ、３ｂが図中左方に移動し、緑色の現像装置３ｇが凹版１の直下に位置するところで停止し、青色の現像のときと同様にして現像装置３ｇの上昇、現像、下降が行われる。引き続いて上記と同様の操作で緑パターンが凹版１からガラス板５の表面に転写される。このとき、緑色のパターンのガラス板５表面上の転写位置は、ガラス板５をステージ６によって移動させることで、上述した青色のパターンから１色分ずらされることは言うまでもない。
【００３０】
そして、上記の動作を赤色の現像についても繰り返し、ガラス板５の表面上に３色パターンを並べて転写して３色のパターン像をガラス板５の表面に形成する。このように、ガラス板５を定位置に保持して固定し、凹版１をガラス板５に対して移動させることで、ガラス板５の往復移動が不要になり、大きな移動スペースの確保や装置の大型化を抑制できる。
【００３１】
図８には、塗布装置７による溶媒の塗布動作を説明するための動作説明図を示してある。本実施の形態では、塗布装置７として、例えばスプレーコーター等の溶媒の塗布量をコントロールできる装置を用いた。
【００３２】
塗布装置７には、溶媒の塗布量を制御するためのコントローラ７１が接続されている。また、塗布装置７の内部若しくは外部には、プリウェット溶媒を収容した図示しないタンクが設けられている。プリウェット溶媒は、絶縁性もしくは高抵抗であれば良いが、液体現像剤に用いられている溶媒と同一の溶媒、もしくはこれに帯電制御剤などが添加されたものであればなお好適である。
【００３３】
コントローラ７１には、塗布装置７の矢印Ｔ１方向に沿った位置に関する信号Ｓ１（以下、単に位置信号Ｓ１と称する）が入力される。そして、コントローラ７１は、この位置信号Ｓ１に応じて溶媒の塗布量を指示するための信号Ｓ２（以下、単に塗布量信号Ｓ２と称する）を出力する。さらに、塗布装置７は、この塗布量信号Ｓ２に応じた量の溶媒を吐出する。つまり、本実施の形態の塗布装置７は、ガラス板５に対する相対位置に応じて溶媒の塗布量をコントロールする。
【００３４】
塗布装置７は、図７で説明したように、凹版１がガラス板５に沿って矢印Ｔ２方向に転動する直前のタイミングで矢印Ｔ１方向に移動し、凹版１のパターン像をガラス板５に転写する転写動作に並行して溶媒をガラス板表面５ａに塗布する。言い換えると、本実施の形態では、ガラス板表面５ａに溶媒を塗布した直後に凹版１が通過するようになっており、溶媒の塗布動作と転写動作が略同時に行われるようになっている。
【００３５】
塗布装置７による溶媒の塗布量は、図８に示すように、塗布し初めの領域Ｒ１では比較的多く、塗布の終わりの領域Ｒ２では比較的少なく制御される。例えば、ガラス板表面５ａの矢印Ｔ１方向に沿った全長のうち、矢印Ｔ１方向上流側の現像位置に近い側の端から切替位置Ｒ０までの領域Ｒ１においては、塗布直後の溶媒の厚さが第１の厚さｔ１となるように溶媒の塗布量がコントロールされ、切替位置Ｒ０から矢印Ｔ１方向下流側の端までの領域Ｒ２においては、塗布直後の溶媒の厚さが第２の厚さｔ２となるように溶媒の塗布量がコントロールされる。
【００３６】
具体的には、コントローラ７１において予め２種類の溶媒塗布量の制御値を保持しておき、その制御値を切り替える切替位置Ｒ０、すなわち塗布装置７のガラス板５に対する相対的な切替位置Ｒ０を設定しておく。そして、図示しないリニアエンコーダ等により入力される塗布装置７の位置信号Ｓ１が上記の切替位置Ｒ０になったときに、コントローラ７１は、溶媒塗布量の制御値を切り替えて溶媒の塗布厚をｔ１からｔ２へ変更する。
【００３７】
溶媒塗布量の切替タイミングは、上述した切替位置Ｒ０に塗布装置７を検出する図示しないセンサー等を設けその出力をコントローラ７１に送信することでも実現できるし、溶媒塗布の開始タイミングからの経過時間を監視して切替タイミングを特定することもできる。
【００３８】
以上のように、凹版１の移動方向Ｔ２、すなわち塗布装置７の移動方向Ｔ１に沿って溶媒の塗布量を変更することで、凹版１とガラス板５との間のニップに溶媒が不所望に滞留することを防止でき良好な転写が可能となる。
【００３９】
図９には、凹版１の凹部１４ａに保持したトナー粒子５５をガラス板５に転写する際のトナー粒子５５の挙動を説明するための部分拡大断面図を示してある。  
図９に示すように、ガラス板５の表面５ａには、例えば導電性高分子などで構成される導電層８１（第１の導電層）が形成されており、この導電層８１の表面８１ａには、後述するバンクを形成するための高抵抗層８２（第１の高抵抗層）が積層して形成されている。本実施の形態では、導電層８１の厚さを０．１［μｍ］〜１［μｍ］程度に設計し、高抵抗層８２の厚さを１０［μｍ］〜３０［μｍ］程度に設計した。
【００４０】
また、この高抵抗層８２には、上述した凹版１の多数の凹部１４ａに対応した多数の凹部８４（第１の凹部）によるパターンが形成されている。本実施の形態では、高抵抗層８２には、凹版１の凹部１４ａの数の３倍、すなわち凹部を形成しない矩形の領域１４ｂ（図３）の数も含めた数の凹部８４をマトリックス状に整列したパターンを形成した。すなわち、これら高抵抗層８２の多数の凹部８４は、平面型画像表示装置のフロントパネルに形成する蛍光体スクリーンの画素に相当する形状を有する。言い換えると、これら多数の矩形の凹部８４を整列して形成することで、格子状のバンク８６がガラス板５の表面５ａ上に形成される。なお、ここでは、高抵抗層８２の凹部８４の形状を矩形にしたが、例えば画素の形状を楕円形にしたい場合には凹部８４の形状も楕円形にすることができる。
【００４１】
このようにガラス板５の表面５ａに構築したバンク８６によって区画した多数の凹部８４は、目的とする最終生成物としてのパターン形状に略一致する形状に形成されているが、これら凹部８４にトナー粒子５５を転写する凹版１の凹部１４ａのサイズは、凹部１４ａの開口部が凹部８４の開口部の内側に配置されるように少し小さく設計されている。つまり、凹版１の凹部１４ａと高抵抗層８２の凹部８４を位置合わせしたとき、図９に示すように凹部１４ａが凹部８４の内側に収まる大きさにされている。
【００４２】
これにより、凹版１とガラス板５との間の位置合わせ精度を低くでき、凹部１４ａ内に保持されたトナー粒子５５を凹部８４に確実に転写することができる。言い換えると、凹版１の凹部１４ａの形状は、上述した実施の形態のように矩形にする必要はなく、被転写媒体側の凹部８４の内側に収まる開口形状であれば変更可能でもある。
【００４３】
また、トナー粒子５５を転写する際には、上記のように凹部１４ａの開口部のサイズを凹部８４の開口部のサイズより少し小さくした上で、凹版１とガラス板５を密着させることも重要である。つまり、凹版１をガラス板５に対向させたときに、凹版１の表面にある電極層１１とガラス板５の表面にあるバンク８６の表面との間に隙間があると、この隙間にトナー粒子５５が入り込んでしまう可能性があるため、この隙間はできるだけ無くす方が良い。トナー粒子５５が凹部８４からはみ出して転写されてしまうと、その分、パターンの輪郭がぼやけてしまう。
【００４４】
しかしながら、本実施の形態のように、ミクロンオーダーの微細な表面形状を有する凹版１とガラス板５を広い面積に亘って密着させる場合、両者を完全に密着させることは難しい。このため、発明の詳細な説明で言う“密着”および特許請求の範囲で言う“密着”とは、凹部１４ａ内の全てのトナー粒子５５が凹部８４へ確実に転写できる程度のギャップは許容するものとする。本実施の形態では、凹版１の表面をガラス板５の表面に密着させるため、凹版１をガラス板５に沿って転動させる際に凹版１を一定圧力でガラス板５に押し付けるようにした。
【００４５】
このように、凹版１とガラス板５を密着させた状態で、ガラス板５の導電層８１に電源装置８８を介して例えば−５００［Ｖ］の電圧を印加すると、接地電位の凹版１の金属フィルム１２との間で５００［Ｖ］の電位差が形成され、凹部１４ａ内に保持されている正帯電のトナー粒子５５に対して導電層８１に向かう電界が作用される。これにより、凹部１４ａに付着しているトナー粒子５５が剥離されて導電層８１に向けて溶媒５４中を泳動され、凹部８４内に転写される。
【００４６】
しかし、本実施の形態では、凹部１４ａ内のトナー粒子５５を凹部８４に確実に転写するよう凹部１４ａの開口部のサイズを少し小さめに設計したため、上記のように導電層８１に向かう電界を形成しただけでは凹部１４ａ内のトナー粒子５５が略真下にしか移動せず、凹部８４の角にトナー粒子５５を行き渡らせることが難しい。つまり、このままでは、パターンの輪郭がぼやけてしまう可能性が高い。
【００４７】
このため、本実施の形態では、上記のようにトナー粒子５５を転写する際に、凹版１の表面に設けた電極層１１の電位をコントロールするようにした。つまり、電極層１１に対して、凹版１の金属フィルム１２の電位（本実施の形態では０［Ｖ］）とガラス板５の導電層８１の電位（本実施の形態では−５００［Ｖ］）の間の電位（本実施の形態では−４００［Ｖ］）を与えるようにした。このように、電極層１１に中間電位を与えることで、凹部８４内に移動されたトナー粒子５５に対して図９で横方向、すなわち凹部８４の周囲のバンク８６に向かう電界を作用させることができ、トナー粒子５５を凹部８４の角まで行き渡らせることができる。
【００４８】
特に、このようなトナー粒子５５の拡散効果を高めるためには、凹部１４ａ内でトナー粒子５５に作用する電界の強度を凹部８４内でトナー粒子５５に作用する電界の強度より強くできる電位を電極層１１に与えることが望ましい。以下、このようなトナー粒子５５の拡散効果についてより詳細に説明する。
【００４９】
図１０には、上述した実施の形態のように凹版１の電極層１１に−４００［Ｖ］の電圧を印加した場合における転写空間内の等電位面の計算結果を図示してあり、図１１には、転写空間内でトナー粒子５５に作用する電界の向きおよび強さの計算結果をベクトル表示してある。ここで言う転写空間とは、凹版１の凹部１４ａとガラス板５の凹部８４が重なった空間を指し、図１０、１１では、バンク８６の一部と凹版１の高抵抗層１３および電極層１１の一部を図示してある。
【００５０】
これによると、凹版１の金属フィルム１２を接地してガラス板５の導電層８１に−５００［Ｖ］の電圧を印加した状態で、凹版１の電極層１１に−４００［Ｖ］の電位を与えると、等電位面が電極層１１の縁部近くで凹部８４に向けて凸となり、この付近の電界の向きが凹部８４の角部に向けて外側に広がっているのがわかる。つまり、この外側に拡散する電界によってトナー粒子５５が凹部８４の角に向けても集められることになり、凹部８４内にトナー粒子５５が広く行き渡るようになる。
【００５１】
これに対し、図１２および図１３には、他の条件を同じにして電極層１１に−１００［Ｖ］の電位を与えた場合における等電位面および電界ベクトルの計算結果を図示してある。この場合、電極層１１の縁部近くで等電位面が凹版１の凹部１４ａに向けて凸となっており、この部位における電界の向きも僅かに凹部８４の中央に向かっているのがわかる。つまり、図１３に示すような電界が形成された場合には、凹部８４の角部にトナー粒子５５を集めることは難しい。
【００５２】
このことから、転写空間内でトナー粒子５５を拡散させつつ転写することのできる好適な電界を形成するには、電極層１１の縁部近くで転写先となる凹部８４に向けて凸となる等電位面を形成すれば良いことがわかる。このような等電位面を作るためには、図１０に示すように、凹版１の凹部１４ａ内における等電位面の間隔をガラス板５の凹部８４内における等電位面の間隔より狭くすれば良い。言い換えると、凹部１４ａ内でトナー粒子５５に作用する電界の強度を凹部８４内でトナー粒子５５に作用する電界の強度より大きくすれば良い。つまり、この条件を満たすためには、以下の式（１）を満たす電位を電極層１１に与えれば良いことがわかる。
【００５３】
例えば、凹版１の金属フィルム１２の電位をゼロにした場合、電極層１１に与える電圧をＶｉとし、ガラス板５の導電層８１に印加する電圧をＶｔとし、凹版１の高抵抗層１３の厚さをｄｒとし、ガラス板５のバンク８６の厚さをｄｂとすると、
Ｖｉ＞ｄｒ／（ｄｂ＋ｄｒ）×Ｖｔ・・・（１）
を満たす電位を電極層１１に与えることで、トナー粒子５５を拡散させて凹部８４に転写することができる。
【００５４】
以上のように、本実施の形態によると、凹版１のパターン状の凹部１４ａとガラス板５のパターン状の凹部８４を位置合わせして両者を密着させた状態で、凹版１の金属フィルム１２とガラス板５の導電層８１との間で転写電界を形成するとともに、上述した条件を満たす電位を凹版１の表面にある電極層１１に与えるようにしたため、凹部８４へ移動するトナー粒子５５に拡散する方向の電界を作用させることができ、パターンのエッジがぼけることを防止でき、高精細なパターンを高い品質で形成できる。
【００５５】
また、本実施の形態のようにトナー粒子５５を拡散させて転写することのできる電界を形成することで、パターンの品質を落すことなく、凹版１の凹部１４ａの開口部の大きさをガラス板５の凹部８４の開口部の大きさより小さくでき、凹版１とガラス板５との間の位置合わせ精度を低くできる。これにより、位置合わせ工程を簡略化でき、その分、パターン形成コストを低減できる。
【００５６】
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。
【００５７】
例えば、上述した実施の形態では、凹版１の凹部１４ａの開口形状と電極層１１の開口形状を概ね一致する形状としたが、電極層１１の開口部の大きさを少し大きくしても良い。例えば、図１４には、凹版１の高抵抗層１３に形成した凹部１４ａの縁から電極層１１の縁を外側に僅かに後退させたときの、転写空間における等電位面の計算結果を図示してある。電極層１１に与える電位など他の条件は上述した実施の形態と同じである。このときの後退量は、凹部１４ａの開口部の縁と凹部８４の開口部の縁のちょうど中間（本実施の形態では５［μｍ］）とした。なお、図１５には、このときの電界ベクトルの計算結果を図示してある。
【００５８】
これによると、エッジを少し後退させた電極層１１の縁部近くで等電位面が凹部８４に向けて凸となっており（図１４）、この部位における電界ベクトルも凹部８４の角に向けて拡散する方向に延びているのが分かる（図１５）。つまり、この程度、電極層１１のエッジを後退させても、転写するトナー粒子５５を凹部８４の角部に向けて拡散させる効果を発揮させることができる。その上、電極層１１の縁部を高抵抗層１３のエッジから後退させることで、凹版１の金属フィルム１２と電極層１１のエッジとの間で放電を生じる可能性を低くできるといった新たな効果も期待できる。
【００５９】
上述したトナー粒子５５の拡散効果と電極層１１の後退量との関係を調べるため、転写の条件を同じにして、電極層１１を徐々に後退させたときの転写空間における等電位面を計算した。その結果を図１６乃至図１９に示す。図１６には電極層１１のエッジの後退量を１０［μｍ］にしたときの計算結果、すなわち電極層１１のエッジをガラス板５のバンク８６のエッジと一致させたときの計算結果を示してあり、図１７には後退量を１５［μｍ］にしたときの計算結果を示してあり、図１８には後退量を２０［μｍ］にしたときの計算結果を示してあり、図１９には後退量を２５［μｍ］にしたときの計算結果を示してある。また、図２０には、各場合における（後退量をパラメータとした）特定位置の水平方向の電界強度と凹部８４内における深さ方向の位置との関係をグラフにして示してある。水平方向の電界強度は、凹部１４ａの開口部の縁に略一致する図２１に示す線分９１の位置でプロットした。
【００６０】
これによると、図１６〜図１９に示すように、後退量を徐々に大きくしても、上述した条件で電極層１１に電位を与えた場合、凹部８４内における等電位面の形状、すなわち電界の向きは殆ど変わらず、いずれの場合も凹部８４の角部に向けてトナー粒子５５を拡散する効果は変わらないことが分かる。しかし、図２０のグラフを見ると、特に、凹版１の電極層１１の深さ位置２０付近（図２１参照）で水平方向の電界強度に変化が見られる。つまり、特に、凹部１４ａの開口部のエッジ付近では、電極層１１の後退量を大きくするにつれて水平方向の電界強度は小さくなる。この水平方向の電界は、トナー粒子５５を凹部８４内で拡散させるための電界に相当するため、水平方向の電界強度はできるだけ強い方がよい。
【００６１】
従って、トナー粒子５５の拡散効果を十分に発揮するためには、電極層１１の後退量をゼロにすることが望ましく、また、電極層１１の後退量は、バンク８６のエッジを超えたあたりから水平方向の電界強度にあまり変化が見られなくなることから、電極層１１の後退量はバンク８６のエッジと凹部１４ａの縁との間に設定することが最適であると言える。
【００６２】
また、この発明は上述した実施の形態に限定されるものではなく、発明の範囲内で種々変更可能である。例えば、上述した実施の形態では、図９で説明した電源装置８８を介して凹版１の電極層１１に電圧を与えてその電位をコントロールしたが、周知のコロナ帯電器などを用いて凹版１の電極層１１を帯電させることで電位をコントロールするようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】この発明の実施の形態に係るパターン形成装置の概略構成を示す斜視図。
【図２】図１のパターン形成装置で使用する凹版を示す平面図（ａ）、および断面図（ｂ）。
【図３】図２の凹版を部分的に拡大して示す部分拡大平面図。
【図４】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断面斜視図。
【図５】図２の凹版をドラム素管に巻き付けた状態を示す概略図。
【図６】図２の凹版に液体現像剤を供給してトナー粒子によるパターンを形成する動作を説明するための動作説明図。
【図７】図２の凹版のパターンをガラス板に転写する動作を説明するための動作説明図。
【図８】図１のパターン形成装置に組み込まれた塗布装置の動作を説明するための動作説明図。
【図９】図２の凹版のパターンをガラス板に転写する際のトナー粒子の挙動を説明するための部分拡大断面図。
【図１０】電極層の電位をコントロールした状態における転写空間の等電位面の計算結果を示す図。
【図１１】図１０と同様、電極層の電位をコントロールしたときの転写空間における電界の向きおよび強度をベクトル表示した図。
【図１２】比較のため電極層の電位を変えた場合の等電位面を示す図。
【図１３】図１２の場合の電界ベクトルを示す図。
【図１４】電極層のエッジを後退させたときの転写空間における等電位面を示す図。
【図１５】図１４の場合の電界ベクトルを示す図。
【図１６】図１４の状態よりさらに電極層のエッジを後退させたときの等電位面を示す図。
【図１７】図１６よりさらに電極層のエッジを後退させたときの等電位面を示す図。
【図１８】図１７よりさらに電極層のエッジを後退させたときの等電位面を示す図。
【図１９】図１８よりさらに電極層のエッジを後退させたときの等電位面を示す図。
【図２０】転写空間の深さ位置と水平方向の電界強度との関係を電極層の後退量をパラメータとして示したグラフ。
【図２１】図２０のグラフに関連して水平方向の電界強度をプロットした位置を説明するための図。
【符号の説明】
【００６４】
１…凹版、３ｒ、３ｇ、３ｂ…現像装置、４…乾燥器、５…ガラス板、６…ステージ、７…塗布装置、１０…パターン形成装置、１１…電極層、１２…金属フィルム、１３…高抵抗層、１４…パターン、１４ａ…凹部、８１…導電層。
【図１】
2008200896.tif 000003
【図２】
2008200896.tif 000004
【図３】
2008200896.tif 000005
【図４】
2008200896.tif 000006
【図５】
2008200896.tif 000007
【図６】
2008200896.tif 000008
【図７】
2008200896.tif 000009
【図８】
2008200896.tif 000010
【図９】
2008200896.tif 000011
【図１０】
2008200896.tif 000012
【図１１】
2008200896.tif 000013
【図１２】
2008200896.tif 000014
【図１３】
2008200896.tif 000015
【図１４】
2008200896.tif 000016
【図１５】
2008200896.tif 000017
【図１６】
2008200896.tif 000018
【図１７】
2008200896.tif 000019
【図１８】
2008200896.tif 000020
【図１９】
2008200896.tif 000021
【図２０】
2008200896.tif 000022
【図２１】
2008200896.tif 000023