图案形成装置、图案形成方法

专利名称：图案形成装置、图案形成方法
技术领域：
本发明涉及例如用于平面型图像显示装置、布线基板、IC标签等的制造的图案形成装置以及图案形成方法。

背景技术：
以往，作为在基材的表面形成微细图案的技术，光刻技术起着重要的作用。但是，该光刻技术虽不断提高其分辨率和性能，但反之，需要巨大的昂贵的制造设备，制造成本也与分辨率相应地越来越高。
另一方面，半导体器件本来在图像显示装置等制造领域中，对改善性能、同时降低价格的要求不断提高，上述的光刻技术无法充分满足这样的要求。在这样的状况下，使用数字印刷技术的图案形成技术越来越受到关注。
对此，例如喷墨技术作为一种装置简便和有效利用非接触图案形成这样的特征的图案形成技术开始被实用化，但是必须承认在高分辨率和高生产率方面有限度。即，在这一点，电子照相技术、也就是使用所谓的湿墨(liquid toner)的电子照相技术有可能比较好。
例如，提出有一种方法，该方法使用这样的电子照相技术，形成平板显示器用的前面基板的荧光层、黑底、滤色片等(例如，参照日本专利特开2004—30980号公报、以及日本专利特开平6—265712号公报)。
但是，在平板显示器领域中，高分辨率的要求越来越高，要求以更高的位置精度形成高分辨率的图案。但是，上述的电子照相方式难以解决这样的问题。其原因是，写入光学系统的分辨率最高不过1200dpi左右，分辨率和位置对准中达不到要求。另外的问题是，无法实现能应对近些年来大画面的宽幅的写入光学系统。
对此，提出有另一种方法，该方法使用在表面预先形成电阻不同的图案的静电印刷板来代替感光体，使该板与湿墨作用而使图案显影，将该图案图像转印到玻璃板，从而在显示器用前玻璃上形成荧光体等的图案(例如参照日本专利特表2002—527783号公报)。
但是，本案的发明者们进行了专心的实验研究后，发现在该方法中也存在下面的本质性问题。
首先，通过湿墨显影的图像一般其层厚多为1μm以下，不适用于形成显示器装置的荧光体和滤色片等的厚膜，为了形成高清晰的厚膜，需要进一步的新的想法。
另外，在将显影图像转印到玻璃板的时候，一旦使用电晕带电器，则电晕电荷会沿玻璃表面传导而泄漏，转印特性容易不稳定。另外，玻璃内部易积存空间电荷，电晕转印中难以形成克服该空间电荷的转印电场。并且，一旦转印单色的显影图像，会进一步助长该问题，将第2色、第3色的显影图像转印到玻璃板上会非常困难。
并且，在使用该静电印刷板的方法中，由于无法同时将多色的显影图像进行显影，所以需要按照各种颜色分别进行显影、转印的步骤，存在的问题是，1次印刷需要的处理时间较长，装置的运转率较低。


发明内容
本发明的目的是提供能以高分辨率、高精度地形成厚膜的图案的图案形成装置以及图案形成方法。
另外，本发明的目的是提供可以缩短显影步骤需要的处理时间、使装置的运转率提高的图案形成装置以及图案形成方法。
为了达到上述目的，本发明的图案形成装置具有具有互相电独立的第1以及第2图案电极的版；将使带电的第1显影剂粒子分散在绝缘性液体中的第1液体显影剂通过第1提供构件提供给所述版、同时在该第1提供构件和所述第1图案电极之间形成第1电位差、将所述第1液体显影剂中的所述第1显影剂粒子汇集在所述第1图案电极以进行显影的第1显影装置；将使带电的第2显影剂粒子分散在绝缘性液体中的第2液体显影剂通过第2提供构件提供给所述版、同时在该第2提供构件和所述第2图案电极之间形成第2电位差、将所述第2液体显影剂中的所述第2显影剂粒子汇集在所述第2图案电极以进行显影的第2显影装置；以及在使所述第1图案电极汇集所述第1显影剂粒子进行显影并且所述第2图案电极汇集所述第2显影剂粒子进行显影的版与被转印介质相对的状态下、在所述第1图案电极以及所述第2图案电极和所述被转印介质间形成第3电位差、而将汇集在所述第1以及第2图案电极的所述第1以及第2显影剂粒子转印到所述被转印介质的转印装置。
另外，本发明的图案形成装置具有在互相电独立的状态下同时设置多个图案电极的版；向所述多个图案电极分别独立提供电压的电源装置；将使带电的第1显影剂粒子分散在绝缘性液体中的第1液体显影剂通过第1提供构件提供给所述版、同时通过在由所述电源装置提供了第1电压的第1图案电极和所述第1提供构件之间形成的第1电场、将所述第1液体显影剂中的所述第1显影剂粒子汇集在所述第1图案电极以进行显影的第1显影装置；将使带电的第2显影剂粒子分散在绝缘性液体中的第2液体显影剂通过第2提供构件提供给所述版、同时通过在由所述电源装置提供了第2电压的第2图案电极和所述第2提供构件之间形成的第2电场、将所述第2液体显影剂中的所述第2显影剂粒子汇集在所述第2图案电极以进行显影的第2显影装置；以及在使所述第1图案电极汇集所述第1显影剂粒子进行显影并且所述第2图案电极汇集所述第2显影剂粒子进行显影的版与被转印介质相对的状态下、在所述第1图案电极以及所述第2图案电极和所述被转印介质间形成第3电场、而将汇集在所述第1以及第2图案电极的所述第1以及第2显影剂粒子转印到所述被转印介质的转印装置。
并且，本发明的图案形成方法具有准备在互相电独立的状态下同时交替设置了第1以及第2图案电极的版的工序；使带电的第1显影剂粒子分散在绝缘性液体中的第1液体显影剂通过第1提供构件提供给所述版、同时对所述第1图案电极施加第1电压而在与所述第1提供构件之间形成第1电场、并通过该第1电场将提供的所述第1液体显影剂中的所述第1显影剂粒子汇集在所述第1图案电极以进行显影的第1显影工序；使带电的第2显影剂粒子分散在绝缘性液体中的第2液体显影剂通过第2提供构件提供给所述版、同时对所述第2图案电极施加第2电压而在与所述第2提供构件之间形成第2电场、并通过该第2电场将提供的所述第2液体显影剂中的所述第2显影剂粒子汇集在所述第2图案电极以进行显影的第2显影工序；以及在使通过所述第1以及第2显影剂粒子进行显影的版和被转印介质相对的状态下、在所述第1图案电极以及所述第2图案电极和所述被转印介质间形成第3电场、而将汇集在所述第1以及第2图案电极的所述第1以及第2显影剂粒子一起转印到所述被转印介质的转印工序。



图1是表示本发明的第1实施形态的图案形成装置的主要部分的结构概略图。
图2是表示图1的图案形成装置中使用的凹版的部分放大剖面图。
图3是说明图2的凹版的1个凹部结构用的部分放大立体图。
图4是部分地表示在图2的凹版设置的多个图案电极的概略图。
图5是说明切换控制向图4的图案电极提供的电压的电源装置的结构用的图。
图6是说明对于图2的凹版的带电步骤用的动作说明图。
图7是说明对于图2的凹版的第1色显影步骤用的动作说明图。
图8是说明对于图2的凹版的第2色显影步骤用的动作说明图。
图9是说明从显影步骤结束了的凹版向被转印介质转印图案的转印步骤用的动作说明图。
图10是表示通过图9的转印步骤向被转印介质转印图案的状态的图。
图11是表示图1的图案形成装置的变形例的概略图。
图12是说明使用中间转印介质的构成例用的概略图。
图13是说明并行处理对于凹版的带电步骤以及各色显影步骤的动作用的动作说明图。
图14是为了说明实现图13说明的动作用的电源装置的电路结构的方框图。
图15是本发明的第2实施形态的图案形成装置的主要部分概略图。
图16是说明图15的图案形成装置的动作用的动作说明图。
图17是为了说明实现图15说明的动作用的电源装置的电路结构的方框图。
图18是表示本发明的第3实施形态的图案形成装置的概略图。
图19是说明使用中间转印鼓的构成例用的概略图。
图20是表示在图3的凹部的底部设置功能层的例子的部分放大立体图。

具体实施例方式 下面参照附图，详细说明本发明的实施形态。
图1概略地表示了本发明的第1实施形态的图案形成装置10的主要部分的结构。这里说明的图案形成装置10例如是在平面型图像显示装置的显示面板的内表面形成荧光层或滤色片用的装置。
图案形成装置10具有作为本发明的版的平面状凹版1；在该凹版1的图中下方接近相对配置的、向凹版1提供各色(r红、g绿、b蓝)的液体显影剂进行显影的多个显影装置2r、2g、2b(以下，有时也总称为显影装置2)；使凹版1的后述高电阻层14的表面14a带有预先决定的电位的带电装置3；以及保持这些多个显影装置2以及带电装置3的台4。另外，该图案形成装置10还具有在维持各显影装置2和凹版1之间的间隙不变的状态下、使台4对于凹版1向图中箭头T的方向相对移动的控制装置5(移动机构)；以及基于从该控制装置5输出的控制信号向凹版1的后述图案电极13提供电压的电源装置6。该图案形成装置10除此之外还具有图1未图示的后述转印装置30。
图2表示上述凹版1的部分剖面图。凹版1具有绝缘性基板11；在该基板11的从显影装置2离开的背面侧设置的公共电极12；在基板11的表面侧设置的多个图案电极13；以及部分地覆盖并划分这些多个图案电极13、同时形成后述的像素单位的凹部14b用的高电阻层14。
基板11例如由聚酰亚胺、PET(聚对苯二甲酸乙二酯)、PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯)等树脂材料或玻璃材料形成，具有20μm至50μm左右的厚度。公共电极12例如由铝或不锈钢等导电性材料形成，具有100μm至300μm左右的厚度。高电阻层14例如由聚酰亚胺、丙烯、聚酯、尿烷、环氧、特氟隆(注册商标)、尼龙等的体积电阻率为1010Ωcm以上的材料(包括绝缘体)形成，其膜厚为10μm～30μm，最好形成为20μm±5μm。
图案电极13如图4所示，在基板11的表面形成图案。本实施形态的图案电极13具有在凹版1和台4的相对移动方向排列的多个相同图案，各图案电极13相互电独立相互平行地形成图案。各图案电极13具有以细长的布线部分131连接了相当于显示面板的1个像素的多个矩形部分13a的形状。在如本实施形态那样形成显示面板的荧光层和滤色片的装置中所用的凹版1的情况下，将多个图案电极13分配作为红色用的图案电极13r、绿色用的图案电极13g以及蓝色用的图案电极13b，以该顺序交替排列形成。
而且，高电阻层14具有使各图案电极13的全部矩形部分13a露出的多个凹部14b。换言之，高电阻层14具有部分地覆盖在基板11的表面形成图案的多个图案电极13的布线部分131、只有矩形部分13a在表面侧露出的形状。图3表示部分地放大露出图案电极13的矩形部分13a的高电阻层14的凹部14b的剖面图。凹部14b的深度大概相当于高电阻层14的层厚。
另外，在该凹部14b的底部也可配置如图20所示的功能层91。该功能层91可以作为转印时促进墨的剥离的脱模层、或者防止放电用的绝缘层，图20表示的例子中，通过氟化物或者硅树脂形成膜厚0.1～2μm左右的功能层91。
各图案电极13如图5所示，与电源装置6连接，可以独立地向各图案电极13提供不同的电压。本实施形态中，各图案电极13分别与开关15接线，可以独立地将各图案电极13切换至电源电压(本实施形态中为+200V)和接地电压(0V)的任意一方。另外，该电源装置6中，将公共电极12连接在接地电位(0V)。另外，除了将向各图案电极13提供的电压如本实施形态那样在2个电平间切换以外，也可以附加增益控制功能，向各图案电极13独立地提供任意的电压。
作为带电装置3，本实施形态中如图6所示，使用具有带电壳3a、带电线3b以及栅电极3c的电冕(scorotron)带电器。但是，除此之外，作为带电装置3，也可以使用没有栅电极的电晕管(corotron)带电器或者不使用电线的离子发生器等。无论怎样，将带电装置3对于凹版1的高电阻层14的表面14a隔开1mm至2mm左右的间隙相对配置，通过台4的移动向横切所述图案电极13的方向(箭头T的方向)移动。
图7以及图8表示放大显影装置2的概略结构。上述的各色显影装置2r、2g、2b，由于除了使用的液体显影剂不同以外，具有相同的结构，所以这里作为显影装置2进行说明。
显影装置2具有沿着相对于凹版1的移动方向T排列的2个壳体21、22。在移动方向下游侧的壳体21内设有起到作为本发明的提供构件的功能的显影辊23。显影辊23对于凹版1的高电阻层14的表面14a隔开100μm至200μm左右的间隙，将其周面配置在相对的位置，沿图中逆时针方向旋转。在移动方向上游侧的壳体22内设有挤压辊24。挤压辊24配置在其周面比显影辊23更接近凹版1的相对位置、即从高电阻层14的表面14a离开30μm至60μm左右的位置，沿图中顺时针方向旋转。挤压辊24部分地去除通过显影辊23向凹版1提供的液体显影剂，控制残留在凹版1的液体显影剂的膜厚。与挤压辊24的周面接触配置有橡胶片形成的清理铲25。
将液体显影剂D放置在未图示的显影剂槽中，利用未图示的泵等通过未图示的喷嘴提供给壳体21内。壳体21内的液体显影剂D通过显影辊23提供给凹版1。向凹版1提供的液体显影剂中剩余的液体显影剂通过挤压辊24以及清理铲25被回收至壳体22内，利用未图示的泵等通过未图示的喷嘴排出至未图示的回收槽。液体显影剂D是使带电的各色荧光体粒子、颜料和染料等的色素粒子(显影剂粒子)分散在绝缘性液体中而构成。对各色的显影剂粒子添加了金属皂等，使其带正电。
基于控制装置5的控制，使台4对于凹版1向箭头T的方向移动，从而利用台4保持的显影装置2r、2g、2b以及带电装置3沿着凹版1的表面向箭头T的方向移动。此时，使台4与凹版1的表面近似平行地移动，以维持上述的凹版1和显影装置2之间的间隙、以及凹版1和带电装置3之间的间隙。
接下来，参照图6至图10说明上述的图案形成装置10的动作。
首先如图6所示，控制装置5使台4(这里未图示)以一定速度移动，使带电装置3对于凹版1向箭头T的方向以相对一定的速度移动，使凹版1的高电阻层14的表面14a带电。此时，切换电源装置6的开关15，以使凹版1的公共电极12以及所有的图案电极13为接地电位(0V)。据此，通过带电而提供给图案电极13的电荷流入接地电位，其结果如图所示，只有高电阻层14的表面14a带电。本实施形态中，对带电电线3b施加例如+6KV左右的直流电压，对带电壳3a以及栅电极3c施加例如+300V左右的直流电压，从而使凹版1的高电阻层14的表面14b带有例如+400V的电。
另外，此时利用台4保持的显影装置2r、2g、2b也向箭头T的方向移动，与凹版1的带电动作并行，提供各自的颜色的液体显影剂，使对应颜色的图案电极13显影。换言之，对于通过带电装置3带电的凹版1的部位，依次进行各种颜色的显影。
图7表示说明与上述带电动作并行实施的第1色(红色)的显影动作用的动作说明图。向红色用的图案电极13r提供红色的液体显影剂进行显影的时候，将凹版1的多个图案电极13(参照图4)中相当于红色像素的图案电极13r切换至接地电位(0V)(L电平)，并且将剩余颜色的图案电极13g、13b切换至电源电位(本实施形态中为+200V)(H电平)。具体地讲，形成显示面板的3色荧光层的时候，由于红色、绿色、蓝色的像素交替排列形成，所以如图7所示，多个图案电极13中每隔2个提供L电平的电压。
在该状态下，显影装置2r的显影辊23向图中逆时针方向旋转，放置在壳体21内的红色的液体显影剂D附着在滚筒周面被卷起。此时，显影辊23其周面的速度以利用台4产生的显影装置2r的移动速度的2倍至5倍左右的速度旋转。被滚筒周面卷起的液体显影剂D润湿扩散至与隔开一定的间隙相对的凹版1之间，两者间液体显影剂D充满形成辊隙26。
然后，若向显影辊23提供例如+200V左右的直流偏压，则在辊隙26内形成从显影辊23向红色的图案电极13r的电场，形成从带电+400V的高电阻层14的表面14a向显影辊23的电场，并且形成从被切换至+400V的H电平的其他颜色(此时为绿色和蓝色)的图案电极13g、13b向显影辊23的电场。
据此，辊隙26内的液体显影剂中迁移的带正电的显影剂粒子，通过从高电阻层14的表面14a向显影辊23的电场的作用，从高电阻层14的表面14a受到斥力，通过从绿色的图案电极13g和蓝色的图案电极13b向显影辊23的电场的作用，从各图案电极13g、13b受到斥力，通过从显影辊23向红色的图案电极13r的电场作用，只被吸引至红色的图案电极13r。
其结果如图7所示，只在底部有红色的图案电极13r的凹部14b内，以较高的浓度汇集红色的显影剂粒子，将红色的图案27进行显影。另外，此时显影的图案27的形状，由于取决于高电阻层14的凹部14b的形状，所以成为与高电阻层14大致相同厚度的多个矩形图案。即，将与对应颜色的图案电极13r的矩形部分13a大致相同尺寸的矩形的图案排列配置为矩阵状。
通过显影辊23使红色的图案27进行显影后，从通过辊隙26润湿的凹版1的表面去除剩余的液体显影剂D。此时，上述的显影时的各图案电极13的电位维持原样，使该显影装置2r的挤压辊24沿图中顺时针方向旋转，向挤压辊24提供例如+50V～+200V左右的直流偏压。本实施形态中，挤压辊24其周面的速度以显影装置2r的移动速度的1至3倍左右的速度与显影辊23反方向旋转。
介于凹版1和挤压辊24间的间隙中的液体显影剂D，由于通过前面的显影辊23，所以显影剂粒子的浓度变薄。对该变薄的剩余液体显影剂，作用有从挤压辊24向红色用的图案电极13r的电场、从高电阻层14的表面14a向挤压辊24的电场以及从绿色用和蓝色用的图案电极13g、13b向挤压辊24的电场。因此，悬浮在剩余的液体显影剂中的少量显影剂粒子只被红色用的图案电极13r吸引。当然，由于对已经被图案电极13r吸引的红色的显影剂粒子作用有与按压图案电极13r的方向的电场，所以不用担心产生剥离。
由于挤压辊24是与凹版1的相对移动方向的反方向进行旋转，所以对介于凹版1和挤压辊24之间的剩余的液体显影剂产生流体的作用，剩余的液体显影剂沿挤压辊24的周面被卷入壳体22内，从而被回收。此时，通过上述的电场的作用在从凹版1离开的方向被吸引的剩余显影剂粒子，也通过挤压辊24的旋转与剩余的液体显影剂一起被回收至壳体22内。即，通过挤压辊24的凹版1的表面14成为大概只附着液体显影剂的绝缘性液体的状态。
另外，附着在挤压辊24的周面而被回收的剩余的液体显影剂虽然欲再次向凹版1移动，但是被按压挤压辊24的周面的清理铲25剥落，回收至壳体22内。这样，壳体22内汇集的剩余的液体显影剂通过未图示的泵被回收至未图示的回收槽。
其后，如图8所示，通过绿色用的显影装置2g，对于凹版1进行第2色(绿色)的显影动作。该第2色的显影动作与第1色的显影时同样，并行执行带电动作以及第1色的显影动作。由于基本的动作与上述的红色显影时大致相同，在这里只对不同的部分进行简单说明。
首先，在凹版1的显影装置2g的相对范围，对于与上述红色用的图案电极13r相邻的绿色用的图案电极13g提供L电平的接地电压(0V)，对于其他颜色的图案电极13r、13b提供H电平的电源电压(+200V)。另外，对于显影辊23以及挤压辊24提供+200V左右的直流偏压。
在该状态下显影辊23一旦旋转，则显影辊23在与凹版1相对的部分形成辊隙26。于是，在该辊隙26内，形成从显影辊23向绿色用的图案电极13g的电场，在绿色的液体显影剂中迁移的显影剂粒子聚集在具有图案电极13g的凹部14b内，形成绿色的图案28。此时，形成从高电阻层14的表面14a向显影辊23的电场，同时形成与显影无关的从其他颜色的图案电极13r、13b向显影辊23的电场，可以防止绿色的显影剂粒子附着在凹版1的其他部位。
然而，在已经汇集了红色的显影剂粒子的凹部14b中，若形成从红色用的图案电极13r向显影辊23的较强电场，而显影剂粒子有可能从凹部14b剥离的时候，也可以将提供给红色用的图案电极13r的电压设定为接近提供给显影辊23的电压的值。
并且，其后通过蓝色用的显影装置2b向凹版1提供蓝色的液体显影剂，同样地，在具有蓝色用的图案电极13b的高电阻层14的凹部14b聚集蓝色的显影剂粒子，使蓝色的图案29进行显影。该蓝色用的显影装置2b的显影动作也与上述各色的显影动作一样，与包含带电动作的其他步骤并行实施。
上述的所有颜色显影结束后，如图9所示，将保持各色的图案27、28、29的凹版1和绝缘性的被转印介质31接近，进行相对配置，将所有的图案27、28、29一起转印到被转印介质31上。此时，凹版1和被转印介质31通过微小的间隙相对，最好在两者之间由液体显影剂的绝缘性液体润湿。另外，本实施形态中，被转印介质31是显示面板的前面基板，是矩形板状的玻璃板。
凹版1和被转印介质31在通过微小的间隙相对的状态下，相互位置对准。此时，由于不用将各色的图案27、28、29间的位置对准，所以可以高精度地进行位置对准。换言之，各色图案27、28、29的形状由于是大概取决于凹版1的高电阻层14的凹部14b的形状，所以本实施形态中不必在各色间进行位置对准。
将凹版1的图案27、28、29转印到被转印介质31的转印装置30具有配置在被转印介质31的从凹版1离开的背面侧的相对电极32；以及向该相对电极32提供一定电压的电源装置33。相对电极32在转印动作终止后，可以从被转印介质31的背面剥离。
转印时，如图9所示，在转印装置30中，在使凹版1和被转印介质31相对的状态下，向凹版1的全部图案电极13提供L电平的电压(0V)，通过电源装置33向相对电极32施加例如—10KV左右的偏压。据此，形成从所有图案电极13向相对电极32的较强的转印电场，如图10所示，被凹版1保持的所有图案27、28、29被转印到被转印介质31的表面上。最后，使相对电极从被转印介质31的背面分离，可以得到转印了各色图案27、28、29的被转印介质31。
如上所述，通过本实施形态，在凹版1的表面的多个凹部14b汇集各色的显影剂粒子、进行显影后，将各色的图案27、28、29可以一起转印到被转印介质31上。特别是在本实施形态中，由于通过控制向在凹版1设置的多个图案电极13提供的电压，可以实施显影以及转印步骤，因此不必使用例如电晕带电器重复多次进行转印动作，而可以进行稳定的转印。另外，根据本实施形态，可以提供适用于制造较大型的平面型显示装置的显示面板的制造装置。并且，根据本实施形态，可以形成厚度取决于凹版1的高电阻层14的厚度的图案27、28、29，适用于形成较厚的图案。
另外，在上述实施形态中，说明了使安装在台4上的显影装置2以及带电装置3对凹版1移动的情况，但不限于此。例如如图11所示，也可以使凹版1对固定配置的显影装置2以及带电装置3向图中箭头T的方向移动，来执行显影步骤。此时，在后面的转印步骤中，可以使用在凹版1的移动方向待机的转印辊35对被转印介质31进行图案27、28、29的转印，可以将凹版1自动向转印装置移动。
另外，如图12所示，也可以使用通过弹性体形成的中间转印介质。即，也可以在通过带电装置3以及3色的显影装置2的凹版1的移动方向下游侧配置鼓状的中间转印介质41，在该中间转印介质41的周面上通过转印辊36一起转印各色的图案27、28、29，将该各色图案通过转印辊37转印到被转印介质31上。此时，每次向被转印介质31的图案转印结束后，使用清理装置42清理中间转印介质41的周面。
并且，在上述的实施形态中，说明了设置部分地覆盖凹版1的图案电极13的较厚的高电阻层14、以利用凹部14b的深度来形成比较厚的图案的情况，但是并非限定于此，凹部14不是发明的必须结构。
接下来，从并行处理的观点更具体地说明上述的带电动作以及显影动作。
如图1的说明所示，在利用台4保持的带电装置3使凹版1的高电阻层14的表面14a带电的带电步骤的初始阶段，在凹版1的图中左端附近配置有带电装置3。从该状态移动台4，带电装置3以及3个显影装置2r、2g、2b向箭头T的方向移动，红色用的显影装置2r、绿色用的显影装置2g以及蓝色用的显影装置2b以该顺序接在带电装置3的后面通过凹版1的左端。换言之，如图13(a)～(d)所示，带电装置3以及显影装置2以相同顺序、以相同的时间通过沿着凹版1的箭头T的方向的各部位。
如上所述，在带电步骤以及各色的显影步骤中，必须将向沿着凹版1的相对移动方向等间隔排列的多个图案电极13提供的电压按照各自的步骤中的规则进行切换控制。即，在台4的各移动位置，必须将凹版1的与带电装置3相对范围的所有图案电极13切换为L电平的电压(图13a)，必须将与红色的显影装置2r相对范围的红色用图案电极13r切换为L电平的电压并且将其他颜色的图案电极13g、13b切换为H电平的电压(图13b)，必须将与绿色的显影装置2g相对范围的绿色用图案电极13g切换为L电平的电压并且将其他颜色的图案电极13r、13b切换为H电平的电压(图13c)，必须将与蓝色的显影装置2b相对范围的蓝色用图案电极13b切换为L电平的电压并且将其他颜色的图案电极13g、13r切换为H电平的电压(图13d)。
在凹版1的带电装置3的相对范围，实际上配置有多于图6表示的图案电极13。同样地，在各色的显影装置2的相对范围也配置有多个图案电极13。具体地讲，显影辊23的直径为20mm至30mm左右，对此，由于图案电极13的间距为0.1mm左右，所以显影辊23和凹版1之间的辊隙26的图案电极13的数量约为30个。
实际上，将提供给通过了执行各步骤的范围的图案电极13的电压1个1个错开按照各步骤的规则进行切换控制。据此，使台4对凹版1只要移动1次，所有颜色的图案27、28、29就可以显影，可以大幅提升步骤速度。即，若采用本实施形态的方法，则由于各色的图案27、28、29不必分别显影，所以可以加快步骤速度。
图14表示切换控制向凹版1的多个图案电极13提供的电压的电源装置6的控制电路的结构的方框图。
从使台4移动的控制装置5输出的位置信息51一旦输入至电源装置6，则在状态变换部52中变换为表示各图案电极13是否在执行某个步骤的状态信号，作为2位信号输出至为每个图案电极13准备的电平选择部53。此时，提供从控制装置5输出的位置信息，作为例如从台4开始移动的经过时间或从台4设置的未图示的编码器的输出信号。另外，在从状态变换部52输出的上述状态信号中，有(1)待机状态、(2)红色的显影步骤、(3)绿色的显影步骤、(4)蓝色的显影步骤等4种。(1)的待机状态包含带电步骤，同时包含各步骤间的待机状态。
各电平选择部53中，基于从状态变换部52输入的状态信号，将选择与各步骤适合的电平的电压用的1位信号输出至电压输出部54。于是，从各电压输出部54提供与各步骤适合的电平的电压给各图案电极13。该电压输出部54相当于上述的实施形态中的开关15，将电压在L电平和H电平的2段间切换。
电压输出部54也可以将提供给各图案电极13的电压值设定为任意的值。例如，由于根据液体显影剂中的显影剂粒子的颜色来决定转印时的最合适的转印电场强度，所以也可以在分配给各色的图案电极13r、13g、13b之间使H电平的电压值根据最佳值而变化。此时，由于对各图案电极13分配了特定的颜色，所以只要提供预先的电压变化率作为电压输出部54的规定值即可。
如上所述，根据本实施形态，由于将提供给凹版1的多个图案电极13的电压按照各自的步骤依次进行切换控制，所以可以并行实施带电步骤以及各色的显影步骤，可以大幅提高步骤速度，可以提高装置的运转率。
接下来说明本发明的第2实施形态。另外，本实施形态的装置由于除了提供给图案电极13的电压的切换控制单位不同以外，与上述的第1实施形态一样，因此对于具有同样功能的构成要素标注了同样的标号，并省略对其进行详细说明。特别是，凹版1的结构与上述第1实施形态完全相同。
图15表示将凹版1的全部图案电极13分割为多个块62的想象图。该块62是表示控制单位的块，在实际的凹版1中并不存在这样的块62。即，上述的第1实施形态中是将提供给多个图案电极13的电压进行个别的切换控制，但在本实施形态中，是将多个图案电极13以块为单位进行切换控制。
具体地讲，用一个块62划分的多个图案电极13经常适用特定步骤的规则，提供基于同一规则的电压。换言之，将在1个块内的所有图案电极13分配为1个特定的步骤，不会同时分配多个步骤。
所以，对一个块62内的图案电极13，需要形成经常有带电装置3或者显影装置2r、2g、2b的任意一个在作用、或者使任意一个装置都不作用的状态，构成1个块62的图案电极13的个数是根据相邻的显影装置2之间的距离、以及沿台4的移动方向的图案电极13的间隔来决定。若设相邻的显影装置2之间的距离为L，图案电极13的间隔为P，则包含在一个块62内的图案电极13的数量N需要满足下式 N≦L/P 所以，划分1个凹版1的块62的数量B需要满足 B＝M/N≧M(P/L) 另外，上式的M表示设置在凹版1的图案电极13的总数。例如，M＝1920个、L＝32mm、P＝0.16mm的时候，块数B为10以上即可。
图16表示说明以块为单位来切换控制图案电极13的本实施形态的动作的具体例用的动作说明图。这里，凹版1的图案电极13如图所示，设被分割为14个块62a～62n。
在图16(a)表示的第1状态中，向属于从图中左起第10个块62j至第14个块62n的图案电极13施加有与带电步骤对应的电压，向所有的图案电极13提供L电平的电压。另外，向属于第7个块62g至第9个块62i的图案电极13施加有与红色的显影步骤对应的电压，向红色用的图案电极13r提供L电平，向除此之外的图案电极13g、13b提供H电平的电压。另外，向属于第4个块62d至第6个块62f的图案电极13施加有与绿色的显影步骤对应的电压，向绿色用的图案电极13g提供L电平，向除此之外的图案电极13r、13b提供H电平的电压。并且，向属于第1个块62a至第3个块62c的图案电极13施加与蓝色的显影步骤对应的电压，向蓝色用的图案电极13b提供L电平，向除此之外的图案电极13r、13g提供H电平的电压。
即，第10个块62j至第14个块62n中与带电装置3相对的块执行带电步骤，第7个块62g至第9个块62i中与红色的显影装置2r相对的块执行红色的显影步骤，第4个块62d至第6个块62f中与绿色的显影装置2g相对的块执行绿色的显影步骤，第1个块62a至第3个块62c中与蓝色的显影装置2b相对的块执行蓝色的显影步骤，对凹版1同时并行执行所有的步骤。
然后，如图16(b)表示的第2状态，台4一旦向箭头T的方向移动一个块的量，则将施加在各图案电极13的电压以块为单位进行切换。即，向属于第11个块62k至第14个块62n的图案电极13施加与带电步骤对应的电压，向属于第8个块62h至第10个块62j的图案电极13施加与红色的显影步骤对应的电压，向属于第5个块62e至第7个块62g的图案电极13施加与绿色的显影步骤对应的电压，向属于第2个块62b至第4个块62d的图案电极13施加与蓝色的显影步骤对应的电压。另外，向属于通过被分配为显影步骤的范围的第1个块62a的图案电极13施加例如L电平的电压。
并且，如图16(c)表示的第3状态，台4一旦进一步向箭头T的方向移动一个块的量，则同样地，将属于各块62a～62n的图案电极13的电位以块为单位进行切换。如上所述，通过以块为单位对所有的图案电极13实施电压值的切换控制，可以使控制简化，可以廉价制造装置结构。
图17表示实现本实施形态的切换控制用的设置在电源装置6内的控制电路的方框图。与图14说明的控制电路一样，一旦从控制装置5输入台4的位置信息51，则该位置信息51被状态变换部52变换为表示各块62是否被分配为某个步骤的2位状态信号。关于该状态信号与图14说明的内容相同。
状态变换部52变换的2位输出信号被输入至下面的块电平选择部55，变换为选择与各步骤状态相应的L电平或者H电平的1位信号。于是，对于属于各块62的图案电极13，通过电压输出部54实际上提供了与各电平相应的电压。
如上所述，通过以块为单位来切换控制提供给凹版1的所有图案电极13的电压，可以大幅降低控制的负担。具体地讲，可以降低从状态变换部52向电平选择部55输出的信号容量。例如，若设图案电极13的个数为1920个，则将它们全部个别驱动的时候需要13位(11位+2位)的信号处理，但是以如前面示例的块数B＝10来划分的块为单位进行驱动的时候，则6位(4位+2位)的信号处理即可。由于信号容量的降低，可以实现降低控制部花费的成本以及提高信号处理速度。
下面，使用图18说明本发明的第3实施形态的图案形成装置70。
图案形成装置70中，凹版1形成鼓状，带电装置3、各色的显影装置2r、2g、2b以及清理器71固定地配置在凹版1的周围。凹版1由铝、不锈钢等导电材料制成，其表面层叠有图2说明的结构物。或者也可以是这样的结构，即，将导电性鼓作为公共电极12，将除此之外的结构物另外形成绝缘片状，再卷绕在导电性鼓上。在电源装置6中内置有上述第1实施形态或者第2实施形态的控制电路，将来自设置在凹版1的旋转轴的编码器72的信号作为位置信息信号51，取入至该控制电路。
然后，在凹版1的周边，在蓝色的显影装置2b和清理器71之间，使被转印介质31与凹版1接近相对，在该相对位置执行转印动作。
该图案形成装置70的动作与上述第1实施形态或者第2实施形态一样。即，通过带电装置3使凹版1的高电阻层14的表面14a带电，其后依次执行红色的显影步骤、绿色的显影步骤、蓝色的显影步骤，将在凹版1的凹部14b显影的各色图案27、28、29一起转印到被转印介质31上。其后，利用清理器71去除未被转印的在凹版1的表面上残留的显影剂粒子。
如上所述，通过本实施形态，由于可以使图案形成装置70的各构成要素在该地点而不移动来进行动作，所以可以减轻装置的动作控制的负担，同时可以抑制装置的大型化。另外，由于带电步骤、各色显影步骤、转印步骤以及清理步骤可以全部同时并行执行，所以可以大幅缩短步骤时间。
本实施形态的装置70虽然与上述的第1以及第2实施形态不同，带电装置3、各色显影装置2r、2g、2b的位置是固定的，但是由于如果可以掌握凹版1和它们的装置的相对位置关系，就能利用本发明的控制装置，所以在本实施形态中也可以通过与上述的第1实施形态或者与第2实施形态完全相同的方法，切换控制提供给凹版1的各图案电极13的电压。
另外，在上述的第3实施形态中，说明了是从凹版1直接将各色的图案27、28、29转印到被转印介质31的装置，但不限于此，例如也可以使用图19表示的图案形成装置80那样的中间转印鼓81。
此时，通过带电装置3使凹版1的高电阻层表面带电，通过各色显影装置2r、2g、2b使各色的图案27、28、29进行显影，向在接近鼓状的凹版1的周面配置的中间转印鼓81转印各色的图案27、28、29。然后，将被转印到中间转印鼓81上的图案27、28、29通过转印辊82转印到被转印介质31上。中间转印鼓81的周面是由弹性体形成的，向被转印介质31转印图案后，通过清理装置83清理在周面上残留的显影剂。
另外，本发明并非限定于上述实施形态原样，在实施阶段只要不脱离该要点的范围内可以将构成要素变形并具体化。另外，可以通过将上述实施形态揭示的多个构成要素进行适当组合而形成各种发明。例如，可以从上述实施形态表示的全部构成要素删除几个构成要素。并且，也可以适当组合涉及不同实施形态的构成要素。
例如，上述实施形态中，说明了只将凹版、中间转印体以及被转印介质的任意一方对另一方移动的情况，但并非限定于此，只要相对的2个构件相对地移动即可。
另外，上述实施形态中，说明了使显影剂粒子带正电使图案形成装置动作的情况，但并非限定于此，也可以使所有的结构带相反极性的电并使其动作。
另外，上述实施形态中，说明了对在平面型图像显示装置的前面基板形成荧光层或者滤色片的装置采用本发明的情况，但本发明也可广泛用于其他技术领域的制造装置。
例如，若变更液体显影剂的组成，便可对电路基板或IC标签等的形成导电图案的装置采用本发明。此时，若将液体显影剂由例如平均粒子直径0.3μm的树脂粒子、其表面附着有平均粒子直径为0.02μm的金属微粒子(例如铜、钯、银等)、和金属皂那样的电荷控制剂构成，则通过与上述实施形态同样的手法，例如也可以在硅晶片上通过显影剂形成布线图案。一般来讲，由于只用该显影剂无法容易形成具有充分导电性的电路图案，所以最好在图案形成后以所述金属微粒子为核实施电镀。这样，可以进行导电性电路、电容、电阻等的图案形成。
工业上的实用性 本发明的图案形成装置由于具有上述的结构以及作用，所以可以以高分辨率高精度地形成厚膜的图案，同时可以缩短显影步骤需要的处理时间，提高装置的运转率。
权利要求
1.一种图案形成装置，其特征在于，包括
具有互相电独立的第1以及第2图案电极的版；
将使带电的第1显影剂粒子分散在绝缘性液体中的第1液体显影剂通过第1提供构件提供给所述版、同时在该第1提供构件和所述第1图案电极之间形成第1电位差、将所述第1液体显影剂中的所述第1显影剂粒子汇集在所述第1图案电极以进行显影的第1显影装置；
将使带电的第2显影剂粒子分散在绝缘性液体中的第2液体显影剂通过第2提供构件提供给所述版、同时在该第2提供构件和所述第2图案电极之间形成第2电位差、将所述第2液体显影剂中的所述第2显影剂粒子汇集在所述第2图案电极以进行显影的第2显影装置；
以及在使所述第1图案电极汇集所述第1显影剂粒子进行显影并且所述第2图案电极汇集所述第2显影剂粒子进行显影的版与被转印介质相对的状态下、在所述第1图案电极以及所述第2图案电极和所述被转印介质间形成第3电位差、而将汇集在所述第1以及第2图案电极的所述第1以及第2显影剂粒子转印到所述被转印介质的转印装置。
2.如权利要求1所述的图案形成装置，其特征在于，
进一步具有使保持所述第1显影装置和第2显影装置的台与所述版向所述第1以及第2图案电极的排列方向相对移动的移动机构。
3.如权利要求2所述的图案形成装置，其特征在于，
进一步具有基于所述第1以及第2显影装置和所述版间的相对位置信息、控制向所述第1以及第2图案电极提供的电压的电源装置。
4.如权利要求1所述的图案形成装置，其特征在于，
所述版具有与所述第1以及第2显影装置相对的表面，在该表面上开口，同时具有与所述第1以及第2图案电极重合的多个凹部，在这些凹部内汇集对应的显影剂粒子以使其聚集。
5.一种图案形成装置，其特征在于，包括
在互相电独立的状态下同时设置多个图案电极的版；
向所述多个图案电极分别独立地提供电压的电源装置；
将使带电的第1显影剂粒子分散在绝缘性液体中的第1液体显影剂通过第1提供构件提供给所述版、同时通过在由所述电源装置提供了第1电压的第1图案电极和所述第1提供构件之间形成的第1电场、将所述第1液体显影剂中的所述第1显影剂粒子汇集在所述第1图案电极以进行显影的第1显影装置；
将使带电的第2显影剂粒子分散在绝缘性液体中的第2液体显影剂通过第2提供构件提供给所述版、同时通过在由所述电源装置提供了第2电压的第2图案电极和所述第2提供构件之间形成的第2电场、将所述第2液体显影剂中的所述第2显影剂粒子汇集在所述第2图案电极以进行显影的第2显影装置；
以及在使所述第1图案电极汇集所述第1显影剂粒子进行显影并且所述第2图案电极汇集所述第2显影剂粒子进行显影的版与被转印介质相对的状态下、在所述第1图案电极以及所述第2图案电极和所述被转印介质间形成第3电场、而将汇集在所述第1以及第2图案电极的所述第1以及第2显影剂粒子转印到所述被转印介质的转印装置。
6.如权利要求5所述的图案形成装置，其特征在于，
所述多个图案电极被分配作为在其排列方向交替的所述第1图案电极以及第2图案电极。
7.如权利要求6所述的图案形成装置，其特征在于，
进一步具有使保持所述第1显影装置和第2显影装置的台与所述版向所述第1以及第2图案电极交替排列的方向相对移动的移动机构。
8.如权利要求7所述的图案形成装置，其特征在于，
所述电源装置基于所述第1以及第2显影装置和所述版间的相对位置信息，切换控制提供给所述多个图案电极的电压。
9.如权利要求8所述的图案形成装置，其特征在于，
所述电源装置基于所述位置信息，依次切换控制向所有的图案电极提供的电压，使得对所述第1显影装置与所述凹版相对的第1范围的所述第1图案电极提供所述第1电压，同时对该第1范围的另外图案电极提供在与所述第1提供构件间可以形成与所述第1电场反向的第4电场的第4电压，对所述第2显影装置与所述凹版相对的第2范围的所述第2图案电极提供所述第2电压，同时对该第2范围的另外图案电极提供在与所述第2提供构件间可以形成与所述第2电场反向的第5电场的第5电压。
10.如权利要求9所述的图案形成装置，其特征在于，
所述电源装置将向所述全部图案电极提供的电压，以每隔一定数量划分这些多个图案电极的块为单位来进行切换控制。
11.如权利要求10所述的图案形成装置，其特征在于，
在设所述第1以及第2显影装置间的距离为L、所述多个图案电极的间距为P的情况下，将所述一定数量N设定为满足N≦L/P的值。
12.如权利要求5所述的图案形成装置，其特征在于，
所述版具有与所述第1以及第2显影装置相对的表面，在该表面上开口，同时具有与所述多个图案电极重合的多个凹部，在这些凹部内汇集对应的显影剂粒子以使其聚集。
13.一种图案形成方法，其特征在于，具有
准备在互相电独立的状态下同时交替设置了第1以及第2图案电极的版的工序；
使带电的第1显影剂粒子分散在绝缘性液体中的第1液体显影剂通过第1提供构件提供给所述版、同时对所述第1图案电极施加第1电压而在与所述第1提供构件间形成第1电场、并通过该第1电场将提供的所述第1液体显影剂中的所述第1显影剂粒子汇集在所述第1图案电极以进行显影的第1显影工序；
使带电的第2显影剂粒子分散在绝缘性液体中的第2液体显影剂通过第2提供构件提供给所述版、同时对所述第2图案电极施加第2电压而在与所述第2提供构件间形成第2电场、并通过该第2电场将提供的所述第2液体显影剂中的所述第2显影剂粒子汇集在所述第2图案电极以进行显影的第2显影工序；
以及在使通过所述第1以及第2显影剂粒子进行显影的版和被转印介质相对的状态下、在所述第1图案电极以及所述第2图案电极和所述被转印介质间形成第3电场、而将汇集在所述第1以及第2图案电极的所述第1以及第2显影剂粒子一起转印到所述被转印介质的转印工序。
14.如权利要求13所述的图案形成方法，其特征在于，
进一步具有使所述第1以及第2显影装置和所述版向所述图案电极的排列方向相对移动的移动工序，
所述第1以及第2显影工序按照所述的相对移动依次并行地实施。
全文摘要
本发明揭示的图案形成装置具有保持利用显影剂形成的图案的凹版(1)；使凹版(1)带电的带电装置(3)；使红色的图案进行显影的显影装置(2r)；使绿色的图案进行显影的显影装置(2g)；使蓝色的图案进行显影的显影装置(2b)；以及保持带电装置(3)和各色显影装置(2)、同时对于凹版(1)相对移动的台。依次沿着凹版(1)通过带电装置(3)、红色显影装置(2r)、绿色显影装置(2g)、蓝色显影装置(2b)，并行实施带电步骤、红色显影步骤、绿色显影步骤、蓝色显影步骤。
文档编号G03G15/05GK101395652SQ20078000758
公开日2009年3月25日 申请日期2007年2月28日 优先权日2006年3月2日
发明者石井浩一, 细矢雅弘 申请人:株式会社东芝