(57)【要約】【課題】この発明は、装置構成を簡略化でき、パターン形成の工程数を少なくでき、フォトリソグラフィー技術と同程度の高い位置精度で高精細なパターンを短時間で安価に形成できるパターン形成装置、およびマスキング版の製造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、ガラス板の表面に対向配置されるマスキング版を有する。マスキング版は、パターン状の多数の貫通孔２２を有する基板２４を有し、これら多数の貫通孔２２の内面、基板２４の裏面２４ｂ、および基板２４の表面２４ａのうち貫通孔２２の周縁部に環状の絶縁層２６ａを被覆して形成されている。【選択図】図１１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被印刷媒体の表面に形成する印刷パターンに相当するパターン状の貫通孔を有し、上記被印刷媒体に対向した表面のうち少なくとも上記貫通孔の周縁部、上記貫通孔の内面、および上記被印刷媒体から離間した裏面を被覆した絶縁層を有するマスキング版と、
このマスキング版の上記絶縁層を現像剤粒子と同極性に帯電させる帯電装置と、
上記マスキング版を上記被印刷媒体の表面に近接対向せしめた状態で、絶縁性液体中に帯電した現像剤粒子を分散させた液体現像剤を上記マスキング版の裏面側に供給し、上記貫通孔を通る電界を形成して上記現像剤粒子を上記貫通孔内に集めて上記被印刷媒体の表面に上記印刷パターンを現像する現像装置と、を有し、
上記マスキング版の表面と上記貫通孔の内面との間で連続した絶縁層の曲率半径Ｒは、当該絶縁層の厚さをＴとした場合、
Ｒ≦Ｔ／２
を満たすことを特徴とするパターン形成装置。
【請求項２】
上記被印刷媒体とマスキング版を密着させる密着機構をさらに有す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】
上記マスキング版は、磁性金属板に上記絶縁層を被覆して形成されており、
上記密着機構は、上記被印刷媒体とマスキング版を磁力により密着させる磁石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。
【請求項４】
上記マスキング版の絶縁層の表面には、上記現像剤粒子の離型性を高めるための離型材が塗布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】
上記被印刷媒体の表面には、所望する印刷パターンに略一致するパターン状の凹部が形成されており、上記マスキング版のパターン状の貫通孔は、上記凹部の開口より小さい開口を有す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６】
被印刷媒体の表面に形成する印刷パターンに相当するパターン状の貫通孔を有し、上記被印刷媒体に対向した表面のうち少なくとも上記貫通孔の周縁部、上記貫通孔の内面、および上記被印刷媒体から離間した裏面を被覆した絶縁層を有するマスキング版を製造する方法であって、
上記マスキング版の基板に上記パターン状の貫通孔を形成する工程と、
上記基板にドライフィルムレジストをラミネートして加圧することで上記貫通孔の内部までレジスト材料を押し込む工程と、
上記貫通孔より小さいマスク領域を有する焼付け版を介して上記ドライフィルムレジストを露光する工程と、
上記露光したドライフィルムレジストを現像する工程と、
を有することを特徴とするマスキング版の製造方法。
【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タグなどの製造に用いるパターン形成装置、およびこのパターン形成装置で使用するマスキング版の製造方法に関する。
【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、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】
つまり、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。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）。
【０００６】
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、微細なパターンを基板に形成することが極めて難しい。
【０００７】
また、このパターン形成装置では、基板にパターンを形成するために多くの工程を必要とし、処理時間が長くなり、処理効率が悪く、コスト高につながることが考えられる。
【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、装置構成を簡略化でき、パターン形成の工程数を少なくでき、フォトリソグラフィー技術と同程度の高い位置精度で高精細なパターンを短時間で安価に形成できるパターン形成装置、およびマスキング版の製造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、被印刷媒体の表面に形成する印刷パターンに相当するパターン状の貫通孔を有し、上記被印刷媒体に対向した表面のうち少なくとも上記貫通孔の周縁部、上記貫通孔の内面、および上記被印刷媒体から離間した裏面を被覆した絶縁層を有するマスキング版と、このマスキング版の上記絶縁層を現像剤粒子と同極性に帯電させる帯電装置と、上記マスキング版を上記被印刷媒体の表面に近接対向せしめた状態で、絶縁性液体中に帯電した現像剤粒子を分散させた液体現像剤を上記マスキング版の裏面側に供給し、上記貫通孔を通る電界を形成して上記現像剤粒子を上記貫通孔内に集めて上記被印刷媒体の表面に上記印刷パターンを現像する現像装置と、を有し、上記マスキング版の表面と上記貫通孔の内面との間で連続した絶縁層の曲率半径Ｒは、当該絶縁層の厚さをＴとした場合、Ｒ≦Ｔ／２を満たすことを特徴とする。
【００１０】
上記発明によると、マスキング版が被印刷媒体に対向する表面と貫通孔の内面との間で連続した絶縁層の曲率半径Ｒを、絶縁層の厚さをＴとしたとき、Ｒ≦Ｔ／２を満たす値に設定したため、マスキング版の貫通孔と表面との間のエッジを介して現像剤粒子が漏れる現象を抑制でき、被印刷媒体の表面に形成される印刷パターンの輪郭がぼやけることがなく、フォトリソグラフィー技術と同程度の高い位置精度で高精細なパターンを形成できる。
【００１１】
また、この発明のマスキング版の製造方法は、被印刷媒体の表面に形成する印刷パターンに相当するパターン状の貫通孔を有し、上記被印刷媒体に対向した表面のうち少なくとも上記貫通孔の周縁部、上記貫通孔の内面、および上記被印刷媒体から離間した裏面を被覆した絶縁層を有するマスキング版を製造する方法であって、上記マスキング版の基板に上記パターン状の貫通孔を形成する工程と、上記基板にドライフィルムレジストをラミネートして加圧することで上記貫通孔の内部までレジスト材料を押し込む工程と、上記貫通孔より小さいマスク領域を有する焼付け版を介して上記ドライフィルムレジストを露光する工程と、上記露光したドライフィルムレジストを現像する工程と、を有する。
【００１２】
上記発明によると、マスキング版の基板にドライフィルムレジストをラミネートして加圧することで貫通孔の内部までレジスト材料を押し込み、貫通孔より小さいマスク領域を有する焼付け版を介してドライフィルムレジストを露光および現像するようにしたため、基板の表面と貫通孔の内面との間の絶縁層のエッジを立たせることができ、パターン形成時に、貫通孔のエッジから現像剤粒子が漏れることを抑制でき、高精細なパターンを形成できるマスキング版を提供できる。
【発明の効果】
【００１３】
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、装置構成を簡略化でき、パターン形成の工程数を少なくでき、フォトリソグラフィー技術と同程度の高い位置精度で高精細なパターンを短時間で安価に形成できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照しながら、この発明の実施の形態に係るパターン形成装置について詳細に説明する。ここでは、パターン形成装置の一例として、液晶表示装置やプラズマ表示装置などの平面型画像表示装置のフロントパネル内面に蛍光体スクリーンを印刷するためのパターン形成装置１００について説明する。
【００１５】
図１に示すように、パターン形成装置１００は、フロントパネル１０（被印刷媒体）の背面１０ｂを吸着して保持する吸着板１２、フロントパネル１０の図中下方に水平な姿勢で配置されたマスキング版２０、および、マスキング版２０の図中下方に配置され図中左右方向に移動可能に設けられた３つのユニット（現像ユニット３０、乾燥ユニット４０、および洗浄ユニット５０）を有する。
【００１６】
３つのユニット３０、４０、５０は、図中破線矢印で示すように、マスキング版２０に対して離接する方向およびマスキング版２０と平行な方向に可変速で移動可能に設けられている。なお、現像ユニット３０は本発明の現像装置として機能する。また、３つのユニット３０、４０、５０をフロントパネル１０に沿って移動させる代りにフロントパネル１０を水平方向に移動させるようにしても良い。
【００１７】
図２に示すように、パターン形成装置１００の動作を制御する制御部２００には、後述する位置決め用の４台のカメラ６１、６２、６３、６４、これらのカメラによって撮影した画像をオペレータに対して表示する表示パネル６６、オペレータによる各種操作入力を受け付ける操作入力部６８、上述した吸着板１２を保持するとともに面方向に移動させてフロントパネル１０をマスキング版２０に対して位置合わせするための位置合わせ機構７２、マスキング版２０を張設した矩形の枠体２１を保持するとともにマスキング版２０をフロントパネル１０に対して離接させる方向に枠体２１を昇降移動させる昇降機構７４、吸着板１２による保持力を生じさせるようにフロントパネル１０に対する吸着力を生じせしめる吸着機構１４、フロントパネル１０の内面１０ａ（表面）とマスキング版２０の内面２０ａ（表面）を密着させるための磁力を生じせしめる電磁石１６、および上述した３つのユニット３０、４０、５０が接続されている。
【００１８】
吸着機構１４は、フロントパネル１０の背面１０ｂに静電気力を作用させてパネル１０を吸着板１２に吸着せしめるようにしても良く、フロントパネル１０の背面１０ｂに吸着板１２から負圧を作用させて吸着せしめるようにしても良い。また、電磁石１６は、例えば、吸着板１２に内蔵され、フロントパネル１０を通して磁性金属により形成された基板を有するマスキング版２０に磁力を作用させて、吸着板１２とマスキング版２０との間でフロントパネル１０を挟持することで、フロントパネル１０とマスキング版２０を密着させる本発明の密着機構として機能する。
【００１９】
図３に部分的に拡大して示すように、フロントパネル１０は、矩形のガラス板１の表面に透明な電極層１１および格子状のブラックマトリックス１３を形成して構成されている。言い換えると、フロントパネル１０の内面１０ａには、ブラックマトリックス１３によって区画された３色の蛍光体層を形成するための略矩形の多数の凹部１５がマトリックス状に整列して形成されている。すなわち、各凹部１５は表示装置の１画素に相当し、その底部には電極層１１が設けられていることになる。なお、電極層１１は図１に示すように接地されている。
【００２０】
電極層１１は、ナガセケムテックス社製のＤｅｎａｔｒｒｏｎ  Ｇ−１１５Ｓをガラス板１の表面にスプレー塗布し、乾燥させて膜厚０．２［μｍ］に成膜して形成される。或いは、電極層１１は、酸化アンチモンのスパッタ膜などの無機材料によって形成することもできる。
【００２１】
図４に部分的に拡大して示すように、マスキング版２０は、フロントパネル１０に形成する３色の蛍光体層の印刷パターン１５に相当するパターン状の貫通孔２２を有する。本実施の形態では、このマスキング版２０を用いて３色の蛍光体層を１色ずつフロントパネル１０の内面１０ａに印刷するため、マスキング版２０は、内面１０ａに形成された凹部１５の数の１／３の数の貫通孔２２を有する。しかしながら、半導体基板など他のパターンを１回で印刷する場合、マスキング版の貫通孔の形状は、印刷パターンと略一致する形状となる。なお、１つの貫通孔２２は、フロントパネル１０の表面１０ａに形成された凹部１５の開口面積より小さい開口面積を有することを特徴としている。
【００２２】
本実施の形態では、１色分の蛍光体層の印刷が終了した後、マスキング版２０を必要に応じて洗浄し、その後、同じマスキング版２０を１色分ずらすようにフロントパネル１０に対して相対的に移動させて、次の色の蛍光体層を印刷するようにマスキング版２０を運用する。このため、マスキング版２０は、フロントパネル１０の内面１０ａに形成する凹部１５の数の１／３の数の貫通孔２２しか持たない。また、洗浄工程を省いた場合、３種類の色毎のマスキング版２０を用意することになる。
【００２３】
本実施の形態のマスキング版２０は、５０［μｍ］厚のＮｉ−Ｆｅ合金の基板２４をフォトエッチングによって孔開け加工した後、その表面２０ａ側および裏面２０ｂ側から厚さ３０［μｍ］のドライフィルムレジストをそれぞれラミネートして図示しないゴムローラで加圧し、後述するマスク領域を有する焼付け版を介して必要な部位を露光して現像することで絶縁層２６を被覆して形成される。マスキング版２０の製造方法については後に詳述する。
【００２４】
絶縁層２６は、マスキング版２０の裏面２０ｂ全体を被覆するとともに、貫通孔２２の内面およびマスキング版２０の表面２０ａのうち貫通孔２２の周縁部をも環状に被覆する。マスキング版２０は、上述した電磁石１６による磁着が可能な磁性材料（本実施の形態では基板２４）を含み、且つ表面を帯電可能な高抵抗材料で被覆したものであれば良く、本実施の形態の構造に限定されるものではない。或いは、マスキング版２０を帯電が可能な高抵抗材料によって形成しても良い。なお、後述する現像剤粒子の離型性を高めるため、マスキング版２０の表面に離型材を塗布しても良い。
【００２５】
ここで、図５に示すフローチャートとともに図６乃至図９を参照して、上記構造のパターン形成装置１００によるパターン形成動作を説明する。  
まず、ガラス板１０の表面に予め電極層１１とブラックマトリックス１３を形成したフロントパネル１０を用意する。そして、このフロントパネル１０の背面１０ｂに吸着板１２を吸着せしめて、吸着板１２を位置合わせ機構７２にセットする（図５、ステップ１）。このとき、フロントパネル１０の内面１０ａが下方を向く姿勢で吸着板１２が位置合わせ機構７２に取り付けられる。これにより、フロントパネル１０の内面１０ａが下方にセットされたマスキング版２０の内面２０ａに対向した状態となる。このとき、フロントパネル１０の内面１０ａとマスキング版２０の内面２０ａとの間には隙間がある（例えば、図４（ａ）の状態）。
【００２６】
この状態で、図６に示すように、４台のカメラ６１、６２、６３、６４を介して撮影した画像を、表示パネル６６を介して表示し、この表示画像を見たオペレータによって位置合わせ機構７２が操作されてフロントパネル１０が面方向に移動されて位置合わせされる（ステップ２）。図１および図６に示すように、フロントパネル１０の４角には位置合わせ用のマークＭが予め形成されており、図６では図示を省略した吸着板１２の対応する部位には貫通孔１２ｈ（図１）が形成されている。そして、吸着板１２の背面側に設置したカメラ６１、６２、６３、６４を介して、フロントパネル１０のマークＭとマスキング版２０の対応する位置合わせ用のマークＭを重ね合わせて検出することで、フロントパネル１０とマスキング版２０の面方向のズレを検出し、位置合わせ機構７２によってフロントパネル１０とマスキング版２０の面方向の位置合わせを実施する。
【００２７】
すなわち、この位置合わせ工程では、後述する密着工程でフロントパネル１０とマスキング版２０を密着させたときに、フロントパネル１０の現像すべき色の凹部１５の内側にマスキング版２０の貫通孔２２が位置決め（図７の状態）されるように、フロントパネル１０をマスキング版２０に対して比較的ラフに位置合わせする。
【００２８】
ステップ２の位置合わせの後、昇降機構７４が動作されてマスキング版２０がフロントパネル１０の内面１０ａに向けて上昇され、フロントパネル１０の内面１０ａとマスキング版２０の内面２０ａが密着される。このとき、吸着板１２に内蔵された電磁石１６がＯＮにされ、その磁力によって、磁性材料を含むマスキング版２０がフロントパネル１０の内面１０ａに密着される（ステップ３）。なお、マスキング版２０を高抵抗材料によって形成した場合、磁性材料を混ぜても十分な吸着力を生じさせることができないため、マスキング版２０の裏面２０ｂ側でパターン形成領域の外側に枠状の磁性体からなる持具を配置して、電磁石１６との間でフロントパネル１０とマスキング版２０を挟持するようにしても良い。
【００２９】
マスキング版２０は、上述したように薄い金属板の表面に絶縁層を被覆して形成されているため、パネルサイズが大きくなる程、水平な姿勢に配置した際の撓み量が多くなり、昇降機構７４によってマスキング版２０を上昇させただけではフロントパネル１０と完全に密着しない。このため、本実施の形態では、電磁石１６の磁力を利用してフロントパネル１０の内面１０ａにマスキング版２０の内面２０ａを密着させる工夫をした。この状態を図７に部分的に拡大して示す。
【００３０】
つまり、ステップ３で電磁石１６をＯＮにして図７に示すようにフロントパネル１０の内面１０ａとマスキング版２０の内面２０ａを密着させると、ステップ２で位置合わせしたフロントパネル１０の内面１０ａに形成されている凹部１５とマスキング版２０の貫通孔２２が繋がって１つの連続した現像凹部８２が形成される。このとき、マスキング版２０の内面２０ａであって貫通孔２２の周縁部に被覆された環状の絶縁層がシール部材として機能し、貫通孔２２と凹部１５との間の隙間を埋める。
【００３１】
本実施の形態では、後述する現像工程のため、フロントパネル１０とマスキング版２０を図７のように密着させた際に、マスキング版２０の貫通孔２２がフロントパネル１０の対応する凹部１５の内側に配置される必要があるが、貫通孔２２の開口を凹部１５の開口より小さくしてあるため、ステップ２の位置合わせにおいて、その精度を低くできる。つまり、位置合わせ精度をある程度低くしても、貫通孔２２が対応する凹部１５の内側に収まれば問題は無い。
【００３２】
この後、制御部２００は、図８に示す現像ユニット３０を動作させてマスキング版２０の裏面２０ｂを被覆した絶縁被覆層２６を現像剤粒子と同極性に帯電させる（ステップ４）。本実施の形態では、帯電装置として、コロナ帯電器３２を用いた。なお、ここでは、ステップ３の密着工程の後にステップ４の帯電工程を実施するようにしたが、帯電工程は、密着工程より前のどのタイミングで実施しても良い。また、本実施の形態では、ステップ４の帯電工程において、絶縁層２６の表面の電位を４００［Ｖ］に帯電させるようにした。
【００３３】
現像ユニット３０は、図８に示すように、マスキング版２０の裏面２０ｂに向けて開口したケース３１を有する。図６に示すように、現像ユニット３０は、マスキング版２０と略同じ幅を有する。ケース３１の開口の上端縁部には、その移動方向（図中矢印方向）と直交する幅方向に延びた２本の押付ローラ３３が回転可能に取り付けられている。これら押付ローラ３３は、現像ユニット３０を図８の矢印方向に移動させるとき、マスキング版２０の裏面２０ｂに押し付けられるとともに裏面２０ｂに転接する。これにより、現像ユニット３０が通過する現像領域において、マスキング版２０がフロントパネル１０に対してより強い力で密着される。
【００３４】
現像ユニット３０のケース３１内には、上述したコロナ帯電器３２の他に、現像ローラ３４（供給部材）とスクイーズローラ３６（除去部材）を収容した現像器３８が配置されている。この現像器３８も、幅方向に延び、パターン形成領域の全幅をカバーする。図９には、現像器３８の現像ローラ３４とスクイーズローラ３６を部分的に拡大して示してある。現像ローラ３４およびスクイーズローラ３６は、マスキング版２０の裏面２０ｂに対して、それぞれ一定のギャップを介して対向する。
【００３５】
ステップ４の帯電工程に続いて、フロントパネル１０の全ての凹部１５のうち１色分の凹部１５が現像される（ステップ５）。本実施の形態では、現像ユニット３０がコロナ帯電器３２と現像器３８をケース３１内に一緒に収容しているため、帯電工程と現像工程が略同時に実施される。
【００３６】
ステップ５の現像工程では、不図示の供給系によって供給された液体現像剤が回転する現像ローラ３４の周面を介してマスキング版２０の裏面２０ｂ側に供給される。このとき、現像ローラ３４に現像バイアスが印加され、現像ローラ３４とフロントパネル１０の電極層１１の間に電位差が形成される。つまり、フロントパネル１０の電極層１１は上述したように接地されており、現像ローラ３４にはプラスの現像バイアスが印加されるため、正帯電している現像剤粒子には現像凹部８２に向かう電界が作用される。これにより、液体現像剤中に分散している現像剤粒子が絶縁性液体中を泳動されて現像凹部８２に集められる。本実施の形態では、ステップ５の現像工程において、現像ローラ３４に３００［Ｖ］のバイアス電圧を印加するようにした。
【００３７】
このとき、マスキング版２０の裏面２０ｂおよび貫通孔２２の表面に被覆された絶縁層２６の表面も、上述した帯電工程において現像剤粒子と同極性に帯電されているため、泳動する現像剤粒子がマスキング版２０の表面に付着することがない。なお、このとき、現像バイアスをコントロールすることで、凹部１５内に集める現像剤粒子の充填量を制御できる。これ以外に、液体現像剤中の現像剤粒子の濃度や現像ユニット３０の移動速度をコントロールすることでも、凹部１５を現像する現像剤粒子の量を制御できる。
【００３８】
また、このとき、現像器３８のスクイーズローラ３６が逆方向に回転されて余剰の現像剤粒子とともに絶縁性液体が一部回収される。スクイーズローラ３６には、現像ローラ３４より低い電位で現像剤粒子と同極性の電圧が印加され、スクイーズローラ３６から凹部１５の電極層１１に向かう電界が形成される。このため、凹部１５に集められた現像剤粒子がより強固に凝集されるとともに、絶縁性液体中に浮遊している余剰の現像剤粒子がスクイーズローラ３６の表面に吸着される。なお、本実施の形態では、ステップ５の現像工程において、スクイーズローラ３６に２００［Ｖ］の電圧を印加するようにした。
【００３９】
ところで、上述したように液体現像剤がマスキング版２０の裏面２０ｂ側に供給されると、貫通孔２２と連続したフロントパネル１０の凹部１５、即ち現像凹部８２内にムラ無く液体現像剤が供給され、電気泳動によって現像剤粒子を当該凹部１５の角部にまで供給することができる。このため、本実施の形態のパターン形成方法を採用すると、凹部１５の形状と殆ど一致する形状の印刷パターンを形成できる。すなわち、例えば、プラズマディスプレイのフロントパネルに形成するリブ構造の内面に蛍光体粒子を付着させる場合に本発明が有効であると言える。
【００４０】
また、この現像工程において、マスキング版２０をフロントパネル１０に密着させることが重要である。つまり、マスキング版２０の表面２０ａとフロントパネル１０の表面１０ａとの間に隙間があると、この隙間に液体現像剤が流れてしまい、フロントパネル１０に形成される印刷パターンの輪郭がぼやけてしまう。このため、本発明では、マスキング版２０の表面２０ａの貫通孔２２の周縁部にまで環状の絶縁層２６を被覆し、且つ、電磁石１６を用いてフロントパネル１０とマスキング版２０を磁力によって密着させるとともに、現像ユニット３０の押付ローラ３３をマスキング版２０の裏面２０ｂに押し付けて、少なくとも現像領域においてフロントパネル１０とマスキング版２０を強固に密着させるようにした。
【００４１】
ステップ５の現像工程の後、制御部２００は、図１０に示す乾燥ユニット４０を動作させて、ステップ５でマスキング版２０の裏面２０ｂ側に供給した液体現像剤のうち絶縁性液体を乾燥させる（ステップ６）。このとき、まず、スポンジ４２がマスキング版２０の裏面２０ｂに摺接されて絶縁性液体の大部分がスポンジ４２に吸収される。そして、ドライヤー４４を介してマスキング版２０の裏面２０ｂにエアーを吹き付けて残りの絶縁性液体を乾燥させる。なお、スポンジ４２の代りに吸引ノズルを有する吸引装置を利用してエアーにより絶縁性液体の大部分を吸引するようにしても良い。また、スポンジ４２や吸引ノズルを用いずに、ドライヤー４４によるエアーの吹き付けだけで絶縁性液体を所望する状態まで乾燥させるようにしても良い。
【００４２】
そして、制御部２００は、ステップ６で絶縁性液体を乾燥させた後、昇降機構７４を動作させて、マスキング版２０（枠体２１）をフロントパネル１０から引き離す方向に下降させ、フロントパネル１０とマスキング版２０を剥離する（ステップ７）。このとき、マスキング版２０は、フロントパネル１０に対してゆっくりとした速度で徐々に引き剥がされることが望ましく、マスキング版２０の一端側から少しずつ傾斜を付けて剥離することが望ましい。なお、ステップ６の乾燥工程でマスキング版２０およびフロントパネル１０の構造物を濡らしていた絶縁性液体がある程度乾燥されているため、ステップ７の剥離工程では、絶縁性液体の液流によって現像剤粒子が拡散することがなく、現像後の現像剤粒子が破壊される心配がない。
【００４３】
最後に、制御部２００は、洗浄ユニット５０を動作させて、フロントパネル１０から剥離されたマスキング版２０に残留した液体現像剤を洗浄する（ステップ８）。このとき、例えば、マスキング版２０の表面２０ａおよび裏面２０ｂの両面から図示しないノズルを介して洗浄液をマスキング版２０にスプレーする。なお、このステップ８の洗浄工程は、必要に応じて実施されれば良く、必ずしも必要な工程とは限らない。例えば、多色印刷を必要としないパターン印刷の場合には、版を必ずしも毎回洗浄する必要はない。また、この洗浄工程では、例えば、洗浄液をシャワーのように降りかけたり、ブラシを用いてマスキング版２０を洗浄したり、超音波を用いてマスキング版２０を洗浄したりすることもできる。
【００４４】
ステップ８の洗浄工程で洗浄されたマスキング版２０は、次の色の蛍光体層をフロントパネル１０の表面１０ａに形成する際に利用される。このとき、表示パネル６６を介してカメラ６１、６２、６３、６４で撮影したマークＭを観察して位置合わせ機構７２を動作させ、フロントパネル１０をその面方向に僅かに移動させて、マスキング版２０に対してフロントパネル１０を１画素分だけずらして位置合わせする。そして、次の色の現像剤粒子を含む液体現像剤を用いて次の色のパターンを形成する。
【００４５】
以上のように、本実施の形態によると、パターン状の貫通孔２２を有するマスキング版２０を介して液体現像剤によってフロントパネル１０に直接パターンを形成するようにしたため、パターン形成に要する工程数を極めて少なくでき、その分、装置構成を簡略化でき、且つ現像剤の使用量を必要最小限に抑えることができ、パターン形成に要するコストを極めて低く抑えることができる。また、パターン形成装置の構成を簡略化できることから、その設置スペースも小さくできる。その上、パターン形成の工程数を少なくすることで、パターン形成に要する処理時間を極めて短くでき、処理効率を高めることができ、コストを低減することができる。
【００４６】
また、本実施の形態のパターン形成方法は、マスキング版２０を介して現像剤粒子をフロントパネル１０の凹部１５内に現像するため、蛍光体層など比較的厚いパターンの形成に適しており、パターンの高精細化にも十分に対応できる。また、フロントパネル１０の内面に凹部１５を形成する際には、フォトリソグラフィー技術を利用できるため、本実施の形態の方法によると、この凹部１５の位置および形状に依存するパターンをフォトリソグラフィー技術と同程度に高精度に形成できる。
【００４７】
ところで、上述したマスキング版２０を用いたパターン形成方法を採用した場合、上述した密着工程でも説明したが、ガラス板１０の表面に形成するパターンの輪郭をはっきりさせるためには、ガラス板１０とマスキング版２０を貫通孔２２の周縁部においてしっかりと密着させる必要がある。このため、本実施の形態では、磁石による密着機構を設けるとともに、貫通孔２２の周縁部にもシール部材として機能する環状の絶縁層２６を設けたが、パターンの輪郭は、この環状の絶縁層２６の形状にも依存することが分かっている。
【００４８】
つまり、理想的には、図１１に部分拡大断面図を示すように、マスキング版２０の貫通孔２２の内面とガラス板１０に対向したマスキング版２０の表面２０ａとの間で連続して延びた絶縁層２６のエッジ９１が直角であることが望ましい。この場合、マスキング版２０の表面２０ａ側に形成された環状の絶縁層２６ａの部分が例えば図９に示すようにガラス板１０の凹部１５の周縁部にあるブラックマトリックス１３に密着した状態で、両者の間に隙間が形成されることがない。このため、環状の絶縁層２６ａのエッジ９１を略直角にすれば、ガラス板１０側に形成されるパターンの輪郭を鮮明にできる。
【００４９】
しかしながら、数十ミクロン単位の径を有する微細な貫通孔２２の周縁部に被覆する環状の絶縁層２６ａのエッジ９１を直角にすることは極めて困難であり、本願発明者等は、エッジ９１を直角に近付けるための試行錯誤を繰り返した。その結果、パターンの輪郭の“ぼやけ”を許容できる絶縁層２６ａのエッジ９１の曲率半径Ｒと絶縁層２６の厚さＴとの間に一定の関係を見出した。つまり、結論を言うと、環状の絶縁層２６ａのエッジ９１をＲ≦１／２Ｔを満たす曲率半径にした場合に、パターンの“ぼやけ”が許容範囲に収まることを見出した。
【００５０】
絶縁層２６に使用する材料によってその帯電特性は異なるが、その違いは絶縁層の厚さを調節することで均一化できる。言い換えると、マスキング版２０の裏面２０ｂおよび貫通孔２２の内面を所望する電位に良好に帯電させるためには、絶縁層２６の厚さは、その材質に合った適切な厚さがある。つまり、良好な帯電特性を得るためには、絶縁層２６の厚さを一定の厚さ以上にする必要がある。絶縁層２６に薄い部分があると、その部分に現像剤粒子が付着してしまう。
【００５１】
図１２には、環状の絶縁層２６ａのエッジ９１の曲率半径を種々変更したマスキング版２０を作成してガラス板１０にパターンを形成した場合におけるパターンの輪郭について評価した結果を示してある。ここでは、エッジ９１の曲率半径ＲをＴ／５〜４Ｔまで変化させた場合におけるパターンの“ぼやけ”を評価した。
【００５２】
これによると、エッジ９１の曲率半径Ｒを絶縁層の厚さＴの３／４倍以上にした場合には、エッジ９１に付着する現像剤粒子の量が許容値を超えて多くなり、ガラス板１０に形成されるパターンの輪郭にも許容できない“ぼやけ”が見られた。また、エッジ９１の曲率半径Ｒをさらに大きくして２Ｔ以上にした場合には、許容範囲を超えた領域まで現像剤粒子の飛散も多く見られた。つまり、この評価によると、環状の絶縁層２６ａのエッジ９１の曲率半径Ｒを絶縁層２６の厚さの半分、すなわちＴ／２以下にした場合に、輪郭に“ぼやけ”の無い良好なパターンが形成できることが分かった。
【００５３】
しかし、絶縁層２６の厚さを本実施の形態のように３０［μｍ］にした場合、パターンの輪郭に“ぼやけ”を生じない絶縁層エッジ９１の曲率半径Ｒは１５［μｍ］以下ということになり、従来のようにスプレー塗布や浸漬によって絶縁層２６を被覆した場合、この程度の曲率半径を達成することはできない。このため、本実施の形態では、基板２４の両面にドライフィルムレジストをラミネートして露光・現像するといった絶縁層２６の被覆方法を採用した。
【００５４】
すなわち、マスキング版２０を製造する場合、図１３に示すように、多数の貫通孔２２を形成した基板２４の表面２４ａおよび裏面２４ｂにドライフィルムレジスト９２、９４をそれぞれラミネートして図示しないゴムローラで両面から加圧し、多数の貫通孔２２の内部までレジスト材料を押し込む。そして、表面２４ａ側に配置した焼付け版９６を介してドライフィルムレジスト９２を露光するとともに、裏面２４ｂ側に配置した焼付け版９８を介してドライフィルムレジスト９４を露光し、焼付け版９６、９８でマスキングした非露光部分をエッチングにより除去して絶縁層２６を現像する。この状態を図１４に示す。或いは、図１５に示すように、裏面側に配置した焼付け版９８を介して露光・現像した後に、表面側に焼付け版９６を配置して露光・現像するようにしても良い。
【００５５】
いずれにしても、基板２４の両面にドライフィルムレジスト９２、９４をラミネートして焼付け版９６、９８を介して露光・現像することで、表面側の環状の絶縁層２６ａのエッジ９１を直角に近付けることができ、パターンの輪郭をはっきりさせることができた。なお、この方法で作成したマスキング版２０の環状の絶縁層２６ａのエッジ９１の曲率半径Ｒを調べたところ、絶縁層２６の厚さＴに対して、Ｒ≦Ｔ／２を満たす値であったことは言うまでも無い。
【００５６】
以上のように、本実施の形態によると、マスキング版２０を被覆した絶縁層２６のガラス板１０に対向する表面２０ａ側の環状部分２６ａと貫通孔２２の内面との間のエッジ９１を略直角にすることで、ガラス板１０とマスキング版２０を密着させたときに両者の間の隙間を殆ど無くすことができ、ガラス板１０に形成されるパターンの輪郭を鮮明にできる。また、このとき、ガラス板１０に密着する環状の絶縁層２６ａがシール部材として機能することで、ガラス板１０とマスキング版２０の密着性をより高めることができる。さらに、ガラス板１０に対向するマスキング版２０の表面２０ａ側において、環状の絶縁層２６ａ以外の部分に絶縁層２６を設けないことで、環状部分２６ａのみがガラス板１０に接触する状態を作ることができ、接触圧が環状部分２６ａにのみかかることになり、よりシール性を向上させることができる。
【００５７】
以下、本発明のマスキング版２０の製造方法について、図１６のフローチャートとともに、図１７乃至図２１を参照して、より詳細に説明する。なお、ここでは、マスキング版２０の貫通孔２２を含む露出した表面全体に絶縁層２６を被覆する場合について説明する。マスキング版２０の表面側に環状の絶縁層２６ａを形成する代りに表面全体を絶縁層２６で被覆しても、本発明の効果を奏することができる。
【００５８】
このマスキング版２０を製造する場合、まず、厚さ５０［μｍ］の矩形の磁性金属板を用意し、この金属板、すなわち基板２４に多数のパターン状の貫通孔２２を形成する（図１６、ステップ１）。本実施の形態では、基板２４として、Ｎｉ−Ｆｅ合金を用い、フォトエッチングによって多数の貫通孔２２を形成した。
【００５９】
そして、この基板２４の一方の面に、図１７に示すように、厚さ３０［μｍ］のドライフィルムレジスト９２をラミネートして、図示しないゴムローラでこのドライフィルムレジスト９２を加圧し（ステップ２）、基板２４の多数の貫通孔２２内までレジスト材料を押し込む。さらに、基板２４の他方の面にもドライフィルムレジスト９４をラミネートして加圧し（ステップ２）、図１８に示すように、貫通孔２２の部位で表裏がつながった絶縁層を被覆する。
【００６０】
この後、図１９に示すように、基板２４の一方の面側に焼付け版９６を配置して絶縁層を一方側から露光する（ステップ３）。このとき、貫通孔２２の径より５０［μｍ］小さいマスク領域９６ａを有する焼付け版９６を用いて絶縁層を露光する。これにより、貫通孔２２の内面にも絶縁層を形成できる。また、この後、図２０に示すように、基板２４の他方側にも同じ焼付け版９６を配置して絶縁層を露光する。
【００６１】
さらに、両面を露光した絶縁層（ドライフィルムレジスト）を現像して（ステップ４）、図２１に示すように、基板２４の両面でつながった多数の貫通孔２２を有するマスキング版２０を形成する。
【００６２】
或いは、図２２乃至図２７を用いて以下に説明する方法によってマスキング版２０を製造しても良い。  
つまり、図２２に示すように、基板２４の一方の面にドライフィルムレジスト９２をラミネートして加圧し、図２３に示すように、一方の面に配置した焼付け版９６を介してレジスト材料を露光する。そして、図２４に示すように、露光したレジスト材料をエッチングにより現像する。
【００６３】
この後、同様にして、図２５〜図２７に示すように、基板２４の他方の面にドライフィルムレジスト９４をラミネートして加圧し、焼付け版９６を介して露光して現像する。これにより、基板２４の両面および多数の貫通孔２２の内面を絶縁材料によって被覆したマスキング版２０を得ることができる。
【００６４】
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。
【００６５】
例えば、上述した実施の形態では、平面型画像表示装置のフロントパネル１０に蛍光体層を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、ブラックマトリックスやカラーフィルターをパターニングする際にも本発明を適用できる。また、半導体基板のパターニングやＩＣタグの製造にも、本発明のパターン形成装置およびパターン形成方法を採用できる。
【００６６】
また、上述した実施の形態では、被印刷媒体（フロントパネル１０）に印刷する印刷パターンに相当するパターン状の貫通孔を有するマスキング版を用いたが、この「相当する」とは、印刷パターンと貫通孔のパターンが一致する場合も含む。つまり、被印刷媒体の表面にパターン状の凹部１５を形成しない場合には、マスキング版２０の貫通孔２２の形状がそのまま印刷パターンの形状となる。
【００６７】
反対に、この「相当する」とは、上述した実施の形態のように、印刷パターン（すなわち凹部１５）の輪郭より小さい開口を有する貫通孔２２であっても該当する。つまり、図７に示すように、フロントパネル１０とマスキング版２０を密着させたときに、凹部１５の内側に貫通孔２２の開口が収まる状態であればパターンを正常に形成できる。さらに言えば、貫通孔２２の開口形状は凹部１５の形状に合わせて矩形にする必要はなく、例えば円形などでも良い。
【００６８】
また、凹部１５の形状が本実施の形態のようにドット状ではなく、例えば、配線パターンのように、より複雑な形状である場合には、パターンに
沿った飛び飛びの位置に複数の貫通孔を配置して液体現像剤を供給しても良い。液体現像剤を使用することで、凹部内を流れて隅々まで行き渡るため、貫通孔の形状は比較的自由度が高い。言い換えると、貫通孔の開口部をパターン凹部の内側に位置決めする際には、上述したように、高い位置合わせ精度は必要ない。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】この発明の実施の形態に係るパターン形成装置を示すブロック図。
【図２】図１のパターン形成装置の制御系を示すブロック図。
【図３】図１のパターン形成装置にセットされるフロントパネルの部分拡大断面図（ａ）、およびこのパネルをマスキング版側から見た平面図（ｂ）。
【図４】図１のパターン形成装置のマスキング版をフロントパネルに対向させた状態の部分拡大断面図（ａ）、およびマスキング版を裏面側から見た底面図（ｂ）。
【図５】図１のパターン形成装置の動作を説明するためのフローチャート。
【図６】マスキング版とフロントパネルの位置合わせ方法について説明するための斜視図。
【図７】フロントパネルとマスキング版を密着させた状態を示す部分拡大断面図。
【図８】現像ユニットによる動作を説明するための動作説明図。
【図９】現像器による現像動作を説明するための部分拡大断面図。
【図１０】洗浄機構による動作を説明するための動作説明図。
【図１１】マスキング版の１つの貫通孔を部分的に拡大して示す部分拡大断面図。
【図１２】マスキング版の絶縁層のエッジの曲率半径と絶縁層の厚さとの関係に基づいてパターンの輪郭を評価した結果を示す表。
【図１３】マスキング版の製造工程を説明するための動作説明図。
【図１４】マスキング版の製造工程を説明するための動作説明図。
【図１５】マスキング版の製造工程を説明するための動作説明図。
【図１６】マスキング版の製造方法を説明するためのフローチャート。
【図１７】マスキング版の製造方法の一例を説明するための動作説明図。
【図１８】マスキング版の製造方法の一例を説明するための動作説明図。
【図１９】マスキング版の製造方法の一例を説明するための動作説明図。
【図２０】マスキング版の製造方法の一例を説明するための動作説明図。
【図２１】マスキング版の製造方法の一例を説明するための動作説明図。
【図２２】マスキング版の製造方法の他の一例を説明するための動作説明図。
【図２３】マスキング版の製造方法の他の一例を説明するための動作説明図。
【図２４】マスキング版の製造方法の他の一例を説明するための動作説明図。
【図２５】マスキング版の製造方法の他の一例を説明するための動作説明図。
【図２６】マスキング版の製造方法の他の一例を説明するための動作説明図。
【図２７】マスキング版の製造方法の他の一例を説明するための動作説明図。
【符号の説明】
【００７０】
１…ガラス板、１０…フロントパネル、１１…電極層、１２…吸着板、１３…ブラックマトリックス、１５…凹部、１６…電磁石、２０…マスキング版、２２…貫通孔、２４…基板、２６…絶縁被覆層、２６ａ…環状部分、３０…現像ユニット、４０…乾燥ユニット、９１…エッジ、９２、９４…ドライフィルムレジスト、９６、９８…焼付け版、１００…パターン形成装置、２００…制御部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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