液体現像剤、及び表示装置の製造方法
【課題】粘着性に優れ、厚膜のトナー層を、高解像度、高精度、かつ低コストで形成し得る液体現像剤を提供する。
【解決手段】電気絶縁性溶媒と、電気絶縁性溶媒中に包含された核粒子、核粒子表面に設けられた熱可塑性樹脂微粒子被覆層、及び該熱可塑性樹脂微粒子被覆された核粒子表面に添加された電荷制御剤を含有するトナー粒子とを含む液体現像剤であって、電気絶縁性溶媒は、バインダーと、バインダーを溶解し得、かつ該電気絶縁性溶媒よりも低い沸点を有する溶媒とをさらに含む。
【解決手段】電気絶縁性溶媒と、電気絶縁性溶媒中に包含された核粒子、核粒子表面に設けられた熱可塑性樹脂微粒子被覆層、及び該熱可塑性樹脂微粒子被覆された核粒子表面に添加された電荷制御剤を含有するトナー粒子とを含む液体現像剤であって、電気絶縁性溶媒は、バインダーと、バインダーを溶解し得、かつ該電気絶縁性溶媒よりも低い沸点を有する溶媒とをさらに含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばプラズマディスプレイ、及びフィールド・エミッション・ディスプレイ等の表示装置の製造方法、それに使用される液体現像剤、及び液体現像剤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きた。しかしながら、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まる反面、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。
【０００３】
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っている。しかしながら、上記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。
【０００４】
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ている。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。しかしながら、高解像度化や高生産性には限界があった。
【０００５】
これに対し、液体トナーを用いた、電子写真技術等を含む電気泳動技術は、低価格、高解像度化、及び高生産性に関して、優れた可能性を有している。例えば、このような電気泳動技術を用いて、フラットパネルディスプレイ用の前面基板の蛍光体層を形成する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この方法では、蛍光体トナー用樹脂成分として、絶縁性溶媒に不溶又は膨潤する核部分と、絶縁性溶媒に膨潤又は溶解する外縁部分とからなる樹脂を使用している。
【０００６】
しかしながら、トナー粒子製造時に樹脂を完全に十分に溶解し得る良溶媒を使用する必要がある。このため、絶縁性溶媒以外の揮発性有機溶媒を使用しなければならない上に、ＳＰ値をコントロールした樹脂を設計しなければならず、本来のトナー特性である帯電性や、粘着性、凝集性などをコントロールすることが困難であり、材料選定の幅が非常に制限されていた。
【特許文献１】特開平９−２０２９９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、粘着性に優れ、厚膜のトナー層を、高解像度、高精度、かつ低コストで形成し得る液体現像剤、及びこの液体現像剤を用いた画像表示装置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】
【０００８】
本発明の液体現像剤は、バインダーと、
電気絶縁性の第１の溶媒と、バインダーを溶解し得、かつ該電気絶縁性溶媒よりも低い沸点を有する第２の溶媒との混合溶媒と
該混合溶媒中に包含された核粒子、該核粒子表面に設けられた熱可塑性樹脂微粒子被覆層、及び該熱可塑性樹脂微粒子被覆された核粒子表面に添加された電荷制御剤を含有するトナー粒子とを含むことを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の表示装置の製造方法は、液体現像剤を、供給部材を介して像保持体の表面に供給し、該供給部材と像保持体との間に電界を形成して該像保持体表面に、ドット状またはストライプ状のパターン像を形成する現像工程と、
液体現像剤によるパターン像が形成された前記像保持体を、定位置に保持された、遮光層を有する透明基板に沿って転動させる転動工程と、
転動する前記像保持体と前記透明基板との間に電界を形成し、前記像保持体表面上のパターン像を前記透明基板へ転写し、該遮光層で区画された該基板上の各領域に、蛍光体層を形成する転写工程と、該蛍光体層上にメタルバック層を形成する工程とを含む前面基板の形成プロセスを具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明を用いると、粘着性に優れ、厚膜のトナー層を、高解像度、高精度、かつ低コストで形成し得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の液体現像剤は、バインダーと混合溶媒とトナー粒子とを含む。
【００１２】
この混合溶媒は、第１の溶媒と第２の溶媒を含む。
【００１３】
第１の溶媒は、電気絶縁性溶媒である。第２の溶媒は、バインダーを溶解し得、かつ電気絶縁性溶媒よりも低い沸点を有する。
【００１４】
このトナー粒子は、核粒子と、核粒子表面に熱可塑性樹脂微粒子を被覆させた被覆層と、熱可塑性樹脂微粒子被覆層上に添加された電荷制御剤とを有し、その粒径は０．０１ないし１０μｍである。
【００１５】
図１に、本発明にかかる液体現像剤中のトナー粒子の構成を表す模式的な断面図を示す。
【００１６】
図示するように、このトナー粒子６０は、核粒子６１と、核粒子６１上に付着された樹脂微粒子６３による被覆層が形成されている。
【００１７】
ここで、被覆層は、トナー粒子表面の少なくとも一部を覆っているものとする。
【００１８】
トナー粒子表面には、図示しない電荷制御剤が添加されている。
【００１９】
トナー粒子表面に添加された電荷制御剤は、この表面に吸着したり、あるいは表面の官能基に対して酸・塩基的な配位をとり得る。
【００２０】
また、液体現像剤において、熱可塑性樹脂微粒子被覆層表面に添加されて、吸着あるいは配位されているのは、上記混合溶媒中に存在する電荷制御剤の少なくとも一部である。残部の電荷制御剤は、熱可塑性樹脂微粒子被覆層表面に作用することなく、混合溶媒中に存在し得る。
【００２１】
本発明の液体現像剤では、バインダーが溶解された第２の溶媒の方が、第１の溶媒すなわち電気絶縁性溶媒よりも沸点が低いため、本発明の液体現像剤を用いて現像を行うと、現像されたトナー層中で第２の溶媒の方が早く揮発する。第２の溶媒が揮発すると、バインダーの作用が発現する。バインダーの作用としては、例えばトナー粒子間、及びトナー粒子と電着された基板との間で、接着あるいは粘着作用が働くことがあげられる。これにより、トナー層中のトナー粒子が、電気絶縁性溶媒が揮発する前に、トナー層を形成すべき部分に固定され得る。
【００２２】
このように、本発明を用いると、現像後、トナー粒子を、トナー層を形成すべき部分により迅速に固定することができるので、トナー粒子がトナー層を形成すべき部分以外の部分には付着しにくく、汚染の発生を抑制できる。
【００２３】
本発明に使用されるトナー粒子は、その粒径が０．０１ないし１０μｍであり、これは実用的な範囲であり、０．０１μｍ未満であると、核粒子の分子間凝集が大きくなり、均一な分散が難しくなる傾向がある。このように平均粒径が小さく分散性の悪い核粒子例えば数ｎｍの平均粒径を持つ微小顔料粒子などを用いる場合には、より大きな平均粒径を持つ樹脂などに担持させることができる。これにより、分散性を改善し適用することができる。また、１０μｍを超えると、核粒子を均一に攪拌することが困難となり、結果的に均一な樹脂層を形成することが困難となる傾向がある。
【００２４】
本発明の液体現像剤は、例えば次のような方法で製造することができる。かかる液体現像剤の製造方法では、電気絶縁性溶媒中で、この核粒子とともに熱可塑性樹脂微粒子を、絶縁性溶媒の沸点以下、かつ熱可塑性樹脂微粒子の軟化点以上の温度で加熱攪拌することにより、核粒子表面に、熱可塑性樹脂微粒子を付着させることができる。続いて、熱可塑性樹脂微粒子被覆された核粒子を含む電気絶縁性溶媒に、バインダーを溶解させた、該電気絶縁性溶媒よりも低い沸点を有する溶媒を添加し、電荷制御剤を適用することにより、熱可塑性樹脂微粒子被覆された核粒子に、電荷制御剤を添加する。
【００２５】
また本発明の液体現像剤に用いられる熱可塑性樹脂微粒子は、例えば懸濁従合法や乳化重合法に代表される重合方法を用いて製造され得る。
【００２６】
熱可塑性樹脂微粒子は、好ましくは０．１μｍ〜５μｍの平均粒子径を有する。
【００２７】
このような熱可塑性樹脂微粒子として、例えば乾燥された１次平均粒子径０．１μｍ〜５μｍ程度の粉末として得られるアクリル系微粒子などが利用できる。また微粒子状でなくとも、アクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ナイロン系樹脂等の熱可塑性樹脂を顆粒状、あるいはペレット状にしたもの、または微粉砕機などにより物理的に粉砕したものを使用することが出来る。
【００２８】
また、サンドグラインダなどのビーズミルや、ボールミルなどによって絶縁性溶媒中で微粒子化した後に使用することも出来る。
【００２９】
核粒子上に熱可塑性樹脂微粒子を設けるには、上述のように、核粒子及び熱可塑性樹脂微粒子を含む分散系を熱可塑性樹脂微粒子の軟化点以上温度で加熱撹拌する方法等があげられる。しかしながら、この核粒子として、親水性を有する蛍光体を使用すると、疎水性を有する熱可塑性樹脂微粒子を適用しても付着しにくい。このような場合には、核粒子を予めシランカップリング剤で表面処理し、このシランカップリング処理層が核粒子と熱可塑性樹脂微粒子とを親和させて、結合剤のように機能させ、熱可塑性樹脂微粒子が核粒子上に付着させるか、もしくはワックス等を熱可塑性樹脂微粒子と一緒に核粒子に析出させることで核粒子表面に熱可塑性樹脂微粒子を付着させることができる。
【００３０】
核粒子に均一な表面処理を行うシランカップリング剤の水溶液もしくは水−アルコール溶液、ｐＨ４程度の酢酸水溶液の濃度は０．０１重量％ないし５重量％であることが好ましい。
【００３１】
０．０１重量％未満であると、核粒子表面に十分なシランカップリング処理が行えず、熱可塑性樹脂微粒子の付着が不十分となる傾向があり、５重量％を超えると、シランカップリング剤が溶媒に溶解しきれないため、かえってシランカップリング処理にムラが発生してしまったり、凝集してしまう傾向がある。
【００３２】
核粒子上の熱可塑性樹脂微粒子による被覆量を制御することにより、トナー粒子に対する電荷制御剤の吸着性を制御でき、帯電性を調整し得る。
【００３３】
バインダーを溶解させた、該電気絶縁性溶媒よりも低い沸点を有する溶媒の添加量を最適化することにより、パターニング時の形状が良好となる。
【００３４】
核粒子に均一な表面処理を行うシランカップリング剤の水溶液もしくは水−アルコール溶液、ｐＨ４程度の酢酸水溶液の濃度は０．０１重量％ないし５重量％であることが好ましい。
【００３５】
０．０１重量％未満であると、核粒子表面に十分なシランカップリング処理が行えず、熱可塑性樹脂微粒子の付着が不十分となる傾向があり、５重量％を超えると、シランカップリング剤が溶媒に溶解しきれないため、かえってシランカップリング処理にムラが発生してしまったり、凝集してしまう傾向がある。
【００３６】
液体現像剤１００重量部に対し、トナー粒子と絶縁性溶媒の重量比は、２：９８ないし５０：５０であることが好ましい。
【００３７】
重量比が上記範囲外であると、所定の膜厚を得るために大量の溶媒を必要となったり、膜形成されるべきパターン以外にもトナー粒子が付着し、汚染の原因となったりする傾向がある。
【００３８】
電気絶縁性溶媒と、バインダーを溶解し得、電気絶縁性溶媒よりも低い沸点を有する溶媒は、核粒子の電気泳動性が阻害されない程度で混合することができ、その重量比は、９９．９９：０．０１ないし９５：５程度である。
【００３９】
混合重量比が前記の範囲外では、バインダーを十分に溶解できなかったり、核粒子が電気泳動しなくなる傾向がある。
【００４０】
このような電気絶縁性溶媒として、例えばｎ−ペンタン，ヘキサン，ヘプタン等の脂肪族炭化水素、シクロペンタン，シクロヘキサン等脂環族炭化水素，塩素化されたアルカン，フッ素化されたアルカン，クロロフルオロカーボン等のハロゲン化された炭化水素溶媒，シリコンオイル類及びこれら混合物等を使用することが出来る。好ましくは、Ｅｘｘｏｎ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ製 アイソパーＧ（登録商標），アイソパーＨ（登録商標），アイソパーＫ（登録商標），アイソパーＬ（登録商標），アイソパーＭ（登録商標）及びアイソパーＶ（登録商標）などの分枝型パラフィン溶媒混合物を使用することが出来る。
【００４１】
好ましくは７０〜２５０℃の温度範囲に沸点を有し、１０９Ω・ｃｍ以上好ましくは１０１０ないし１０１７Ω・ｃｍの体積比抵抗と３未満の誘電率を有するものが使用できる。
【００４２】
バインダーを溶解し得、かつ電気絶縁性溶媒よりも低い沸点を有する溶媒として、例えばシクロヘキサノール、２−ピロリドン、及びプロピオン酸等が挙げられる。
【００４３】
好ましいバインダーとして、例えばアクリル樹脂、ウレタン樹脂、ポリビニルピロリドン、ポリイミド等があげられる。
【００４４】
また、核粒子に対し、電荷制御剤はトナー粒子に対し１重量部ないし５０重量部であることが好ましい。
【００４５】
熱可塑性樹脂微粒子の添加量は、核粒子に対し５体積％ないし２００体積％であることが好ましい。
【００４６】
熱可塑性樹脂微粒子の添加量が、核粒子に対し５体積％未満であると、付着する熱可塑性樹脂の量が少なすぎるため核粒子が露出する確率が高くなり、電荷制御剤の吸着性及びそれによるトナー粒子の帯電性をコントロールすることが困難になる傾向がある。また、２００体積％を超えると核粒子に対して熱可塑性樹脂が付着しきれなくなり、溶液中に遊離・凝集する傾向がある。この場合では電荷制御剤等を添加してトナー粒子に電荷を与えようとしても遊離した熱可塑性樹脂に吸着して、トナー粒子の帯電特性を阻害する傾向がある。これらの問題を加味し、さらに好ましくは熱可塑性樹脂微粒子の添加量は、核粒子に対して体積比率で１０体積％以上１５０体積％以下である。
【００４７】
また、電荷制御剤がトナー粒子に対し、１重量部未満であると、トナー電荷量が不十分なため電着膜が流れたり、膜形成されるべき部分以外にもトナー粒子が付着し汚染の原因となったりする傾向がある。また、５０重量部を超えると、現像液中のイオン成分量が過剰となり現像液全体の抵抗が低くなりすぎるためトナー粒子の電気泳動性が低下する傾向がある。
【００４８】
核粒子としては、例えば蛍光体粒子、無機顔料等の着色剤等があげられる。
【００４９】
本発明に使用可能な蛍光体としては、Ｙ２Ｏ３：Ｅｕ：ＹＶＯ４：Ｅｕ、（Ｙ，Ｇｄ）ＢＯ３：Ｅｕ、Ｙ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ、γ−Ｚｎ３（ＰＯ４）２：Ｍｎ、（ＺｎＣｄ）Ｓ：Ａｇ＋ＩｎＯ（以上赤色）、Ｚｎ２ＧｅＯ２：Ｍｎ、ＢａＡｌ１２Ｏ１９：Ｍｎ、Ｚｎ２ＳｉＯ４：Ｍｎ、ＬａＰＯ４：Ｔｂ、ＺｎＳ：（Ｃｕ，Ａｌ）、ＺｎＳ：（Ａｕ，Ｃｕ，Ａｌ）、（ＺｎＣｄ）Ｓ：（Ｃｕ，Ａｌ）、Ｚｎ２ＳｉＯ４：（Ｍｎ，Ａｓ）、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ、Ｇｄ２Ｏ２Ｓ：Ｔｂ、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｔｂ、ＺｎＯ：Ｚｎ（以上緑色）、Ｓｒ５（ＰＯ４）３ＣＩ：Ｅｕ、ＢａＭｇＡｌ１４Ｏ２３：Ｅｕ、ＢａＭｇＡｌ１６Ｏ２７：Ｅｕ、ＺｎＳ：Ａｇ＋赤色顔料、Ｙ２ＳｉＯ３：Ｃｅ（以上青色）等が挙げられる。
【００５０】
本発明に使用可能な無機顔料の例としては、黄土色等の天然顔料、黄鉛、ジンクイエロー、バリウムイエロー、クロムオレンジ、モリブデンレッド、クロムグリーン等のクロム酸塩、紺青等のフェロシアン化合物、酸化チタン、チタンイエロー、チタン白、ベンガラ、黄色酸化鉄、酸化亜鉛、亜鉛フェライト、亜鉛華、鉄黒、コバルトブルー、酸化クロム、スピネルグリーン等の酸化物、カドミウムイエロー、カドミウムオレンジ、カドミウムレッド等の硫化物、硫酸バリウム等の硫酸塩、珪酸カルシウム、群青等の珪酸塩、ブロンズ、アルミニウム等の金属粉等が挙げられる。
【００５１】
本発明の液体現像剤に使用可能な電荷制御剤は、金属石鹸、界面活性剤、及び金属アルコキシドからなる群から選択される少なくとも１種である。
【００５２】
このような金属石鹸としては、例えばナフテン酸銅、ナフテン酸コバルト、ナフテン酸ニッケル、ナフテン酸鉄、ナフテン酸亜鉛、オクチル酸ジルコニウム、オクチル酸コバルト、オクチル酸ニッケル、オクチル酸亜鉛、ドデシル酸コバルト、ドデシル酸ニッケル、ドデシル酸亜鉛、２−エチルヘキサン酸コバルト、石油系スルホン酸金属塩、スルホコハク酸エステルの金属塩等のスルホン酸金属塩類等などがあげられる。
【００５３】
また、本発明の液体現像剤に使用可能な界面活性剤としては、例えばアルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム、アルキルベンゼンスルホン酸カルシウム、ジオクチルスルホン酸ナトリウム、ジオクチルスルホン酸カルシウム、ｎ−ドデシル硫酸ナトリウム、１−オクタンスルホン酸ナトリウム、スルホンコハク酸ジ−２−エチルヘキシルナトリウム等があげられる。
【００５４】
また、本発明の液体現像剤に使用可能な金属アルコキシドとしては、例えばチタニウムテトライソプロポキシド、チタニウムテトラ−ｎ−ブトキシド、テトラステアリルチタネート等があげられる。
【００５５】
本発明の液体現像剤は、導電率が良好であり、帯電性、電気泳動性もまた優れる。
【００５６】
本発明の液体現像剤を用いると平面型画像表示装置の蛍光体層やカラーフィルタ層の形成が簡便にできる。蛍光体層を形成する場合、核粒子として蛍光体を使用することができる。また、カラーフィルタを形成する場合には、核粒子として、無機顔料の着色剤等を使用することができる。
【００５７】
本発明にかかる平面型画像表示装置の製造方法は、前面基板を形成するプロセスを含む。
【００５８】
この前面基板の形成プロセスは、
透明基板上に、格子状またはストライプのパターンを有する遮光層を形成する工程と、
本発明にかかる液体現像剤を、供給部材を介して像保持体の表面に供給し、供給部材と像保持体との間に電界を形成して像保持体表面に、ドットまたはストライプ状のパターン像を形成する現像工程と、
パターン像が形成された像保持体を、定位置に保持された、遮光層を有する透明基板に沿って転動させる転動工程と、
転動する像保持体と透明基板との間に電界を形成し、像保持体表面上のパターン像を透明基板へ転写し、遮光層で区画された透明基板上の各領域に、蛍光体層を形成する転写工程と、該蛍光体層上にメタルバック層を形成する工程とを含む。
【００５９】
この方法では、液体現像剤の組成及び濃度等を調整することにより、得られる表示装置の蛍光体層やカラーフィルタ層の膜厚を制御できる。
【００６０】
また、本発明の一実施態様においては、像保持体は、その表面にパターン像を形成するためのパターン状の電極層を有し得る。電極層の形状を変えることで、任意の形状に蛍光体層やカラーフィルタ層を簡便にかつ低コストにパターニングすることができる。
【００６１】
次に、図２ないし図１１を用いて、本発明に用いられる前面基板の形成プロセスの一例を説明する。
【００６２】
図２は、前面基板の形成プロセスに使用されるパターン形成装置の一例を表す外観図を示す。
【００６３】
図２に示すように、このパターン形成装置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）の周面に巻かれた原版１（像保持体）、この原版１の後述する高抵抗層に電荷を与えて帯電させる帯電器２、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）、現像によって原版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（乾燥装置）、原版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透明基板としてのガラス板５を定位置で保持するステージ６（保持機構）、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（濡らし装置）、転写を終えた原版１をクリーニングするクリーナ８、および原版１の電荷を除去する除電器９を有する。
【００６４】
各色の現像装置３ｒ、３ｇ、３ｂに収納される液体現像剤は、絶縁性溶媒、と絶縁性溶媒中に帯電したトナー粒子と、トナー粒子表面に添加された帯電制御剤が含まれたもので、このトナー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。
【００６５】
また、ｒ、ｇ、ｂの液体現像剤のうち少なくとも１つは、バインダーと、絶縁性溶媒と、このバインダーを溶解し得、かつ該電気絶縁性溶媒よりも低い沸点を有する溶媒との混合溶媒と、混合溶液中に帯電したトナー粒子とを含む。
【００６６】
このトナー粒子は、核粒子と、核粒子上に熱可塑性樹脂微粒子を被覆させた被覆層と、被覆層上に添加された電荷制御剤とを有し、その粒径は０．１ないし１０μｍである。核粒子としては、例えば平均粒径４（μｍ）程度の各色の蛍光体粒子、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。
【００６７】
図３（ａ）に平面図を示すように、原版１は、矩形の薄板状に形成されている。この原版１は、図３（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の表面に高抵抗層１３を形成して構成されている。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。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。
【００６８】
また、原版１の高抵抗層１３の表面１３ａには、図４に部分的に拡大して示すような矩形の凹部１４ａを多数整列配置したドット状のパターン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だけを高抵抗層１３の表面１３ａから凹ませて形成し、図４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。
【００６９】
図５には、１つの凹部１４ａを拡大した原版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、この金属フィルム１２の露出した表面１２ａがこの発明のパターン状の電極層として機能する。凹部１４ａの深さは、高抵抗層１３の層厚に概ね相当する。凹部１４ａの底に露出した金属フィルム１２の表面１２ａ、および高抵抗層１３の表面１３ａを含む原版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。
【００７０】
図６には、上記構造のフィルム状の原版１をドラム素管３１に巻きつける様子を描いた概略断面図を示してある。ドラム素管３１の図中上部の切り込み部３１ａには、原版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。原版１をドラム素管３１の周面上に巻き付ける場合、まず、原版１の一端をクランプ３２に固定し、その後、原版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、たるみ無く原版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。
【００７１】
図７は、このようにしてドラム素管３１に巻きつけられた原版１の高抵抗層１３の表面１３ａを帯電器４によって帯電する工程を説明するための部分構成図である。帯電器４は、周知のコロナ帯電器であり、コロナワイヤー４２とシールドケース４３で基本的に構成されているが、メッシュ状のグリッド４４を設けることで帯電の均一性を向上できる。例えば、原版１の金属フィルム１２とシールドケース４３を接地し、コロナワイヤー４２に不図示の電源装置によって＋５．５（ｋＶ）の電圧を印加し、更にグリッド４４に＋５００（Ｖ）の電圧を印加して原版１を図中矢印Ｒ方向に移動させると、高抵抗層１３の表面１３ａは略＋５００（Ｖ）に均一に帯電される。
【００７２】
同図に示した除電器９は、帯電器４とほぼ同様の構造であるが、コロナワイヤー４６に例えば実効電圧６（ｋＶ）、周波数５０（Ｈｚ）の交流電圧を印加すべく不図示の交流電源に接続し、シールドケース４７とグリッド４８を設置すると、帯電器４による帯電に先立って原版１の高抵抗層１３の表面１３ａを略０（Ｖ）となるよう除電することが可能で、高抵抗層１３の繰り返し帯電特性を安定化させることができる。
【００７３】
図８には、上記のように帯電された原版１に対する現像動作を説明するための図を示してある。現像時には、現像する色の現像器３を原板１に対向させて、その現像ローラ５１（供給部材）とスクイズローラ５２を原版１に近接させ、原版１に上述した液体現像剤を供給する。現像ローラ５１は、搬送される原版１の高抵抗層１３の表面１３ａ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、原版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。
【００７４】
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の回転に伴って原版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、原版１の凹部１４ａ内に集められる。このとき、高抵抗層１３の表面１３ａは、＋５００（Ｖ）程度に帯電されているので正帯電したトナー粒子５５は表面１３ａから反発されて付着しない。
【００７５】
このようにして原版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と原版１が対向するギャップに進入する。ここでは、ギャップ（絶縁層１３表面１３ａ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＋２５０（Ｖ）で、スクイズローラ５２は原版１とは逆向きに原版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、同時に原版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、原版１の凹部１４ａにトナーによるパターン５７が形成される。
【００７６】
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９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器３ｂが原版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器３ｂが上昇して原版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、現像器３ｂが下降して原版１から離間する。
【００７７】
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。
【００７８】
しかる後に、青色のパターンを周面に担持した原版１が回転しつつ図中の破線矢印に沿って移動（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。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原版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原版１との接触が避けられる。
【００７９】
次に、３色の現像器３ｒ、３ｇ、３ｂが図中左方に移動し、緑色の現像器３ｇが原版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器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原版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、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。
【００８０】
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、原版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。
【００８１】
図１０には、上述した原版１をガラス板５に沿って転動させるための転動機構の要部の構造を示してある。原版１を周面上に巻き付けたドラム素管３１の軸方向両端には、ピニオンと呼ばれる歯車７１が取り付けられている。原版１は、この歯車７１とモーター７２の駆動歯車７３のかみ合わせによって回転するとともに、ステージ６の両端に設置されている直線軌道のラック７４とピニオン（歯車７１）の噛み合わせによって図中右方向に並進する。このとき、ステージ６上に保持されたガラス板５の表面と原版１の表面との間に相対的なズレを生じることのないように、転動機構の各部の構造が設計されている。特許請求の範囲では、このように回転しながらガラス板５に沿って平行に移動する動作を転動と称している。
【００８２】
このようなラック・アンド・ピニオン機構によれば、駆動伝達用のアイドラが無いため、バックラッシュの無い高精度の回転・並進駆動を実現でき、ガラス板５上に例えば±５（μｍ）といった位置精度の高い高精細パターンを転写することが可能となる。
【００８３】
一方、ガラス板５（図１０では図示していない）は、図９に示すように、ステージ６の平らな接触面６ａに対して、その裏面５ｂ（原版１から離間した側の面）の略全面を面接させるようにステージ６上に配置される。その上、ガラス板５には、ステージ６を貫通して接触面６ａまで延びた吸気口７６に、接続パイプ７５から主パイプ７７を経由して不図示の真空ポンプを接続することによって、吸気口７６の接触面６ａに開口した図示しない吸着孔を介して負圧が作用され、ステージ６の接触面６ａ上に吸着される。この吸着機構によって、ガラス板５は、高い平面度を持った接触面６ａにその裏面５ｂの略全面を押圧させて密着され、平面性が高い状態でステージ６上に保持される。このように平らな接触面６ａにガラス板５を押し付けることにより、ガラス板５の歪み等をも矯正でき、後述する原版１との間の転写ギャップを高精度に維持できる。
【００８４】
図１１は、原版１からガラス板５にトナー粒子５５を転写する際の様子を説明する要部断面図である。図示しない遮光層を有するガラス板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が塗布されており、この導電層８１の表面８１ａと原版１の高抵抗層１３の表面１３ａとは、ギャップｄ２を介して非接触状態に設置される。ｄ２は例えば１０（μｍ）ないし４０（μｍ）の範囲の値に設定される。高抵抗層１３の厚さが例えば２０（μｍ）の場合は、金属フィルム１２と導電層８１表面８１ａとの間の距離は、３０（μｍ）ないし６０（μｍ）となる。
【００８５】
この状態で、電源装置８２（転写装置）を介して導電層８１に例えばー５００（Ｖ）の電圧を印加すると、接地電位の金属フィルム１２との間に５００（Ｖ）の電位差が形成され、その電界によってトナー粒子５５が溶媒５４中を電気泳動して導電層８１の表面８１ａに転写される。このように、トナー粒子５５は非接触状態でも転写が可能なので、オフセット印刷やフレキソ印刷の場合のように、ブランケットやフレキソ版といった弾性体を介在させる必要がなく、常に位置精度の高い転写を実現することが可能となる。導電層８１は、トナー粒子５５の転写後、ガラス板５を図示しないベーク炉へ投入して焼成することで消失させる。このようにして、本発明にかかる表示装置の前面基板が得られる。
【００８６】
なお、上記のように、電界を用いてトナー粒子をガラス板５に転写する場合、転写ギャップに溶媒が存在してガラス板５側の導電層８１と原版１との間を濡らすことが必須条件となるため、転写に先立ってガラス板５の表面５ａを溶媒でプリウェットしておくことが有効である。プリウェット溶媒として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。プリウェット溶媒は、図９を用いて説明したように、塗布装置７によって適切なタイミングで適当な塗布量でガラス板５の表面５ａ上に塗布される。
【００８７】
以上のように、上述した実施の形態によると、定位置に配置したガラス板５に対して原版１を転動させて現像したトナー粒子５５をガラス板５の表面５ａに転写するようにしたため、原版１を転動させる転動機構の構成を小型化でき、装置の設置スペースを小さくできる。また、上述した実施の形態によると、非接触状態で対向配置した原版１からガラス板５へ電界を用いてトナー粒子５５を転写するようにしたため、従来のようにフレキソ版を用いた転写方式と比較して、転写像の解像度を高めることができ、高精細なパターンを形成できる。
【００８８】
また、上述した実施の形態では、原版１の凹部１４ａに集めた（現像した）トナー粒子５５を乾燥器４からのエアブローによって一旦適度に乾燥させた後、ガラス板５の表面５ａを溶媒によって濡らして（プリウェットして）トナー粒子５５を転写するようにしたため、ガラス板５の表面５ａに転写されるトナー像の形状を安定させることができ、パターンの輪郭を鮮明にできる。
【００８９】
図１２にこのようにして得られた前面基板を模式的に表す断面図を示す。
【００９０】
図１２に示すように、得られた前面基板１１１は、透明基板５とその上にドット状に設けられた蛍光体層１１６と、蛍光体層１１６の周囲に格子状に設けられた遮光層１１７とを有する。
【００９１】
図１３は、本発明に係る表示装置としてのＦＥＤの一例を表す斜視図を示す。
【００９２】
また、図１４には、そのＡ−Ａ’断面図を示す。
【００９３】
図１３および図１４に示すように、このＦＥＤは、絶縁基板としてそれぞれ矩形状のガラス板からなる前面基板１１１、および背面基板１１２を備え、これらの基板は１〜２ｍｍの隙間を置いて対向配置されている。そして、前面基板１１１および背面基板１１２は、矩形枠状の側壁１１３を介して周縁部同士が接合され、内部が真空状態に維持された扁平な矩形状の真空外囲器１１０を構成している。
【００９４】
真空外囲器１１０の内部には、前面基板１１１および背面基板１１２に加わる大気圧荷重を支えるため、複数のスペーサ１１４が設けられている。スペーサ１１４としては、板状あるいは柱状のスペーサ等を用いることができる。
【００９５】
前面基板１１１の内面上には、画像表示面として、赤、緑、青の蛍光体層１１６とマトリクス状の遮光層１１７とを有した蛍光面１１５が形成されている。これらの蛍光体層１１６はストライプ状あるいはドット状に形成してもよい。この蛍光面１１５上には、アルミニウム膜等からなるメタルバック１２０が形成されている。さらに真空外囲器１１０の内部圧力を下げるためにゲッタ膜１２１を形成し、内部の不要ガスを吸着している。ゲッタ粉末に接着効果のある材料を混ぜて接着している。
【００９６】
背面基板１１２の内面上には、蛍光面１１５の蛍光体層１１６を励起する電子源として、それぞれ電子ビームを放出する多数の表面伝導型の電子放出素子１１８が設けられている。これらの電子放出素子１１８は、画素毎に対応して複数列および複数行に配列されている。各電子放出素子１１８は、図示しない電子放出部、この電子放出部に電圧を印加する一対の素子電極等で構成されている。また、背面基板１１２の内面には、電子放出素子１１８に電位を供給する多数本の配線１２１がマトリクス状に設けられ、その端部は真空外囲器１１０の外部に引出されている。
【００９７】
このようなＦＥＤでは、画像を表示する場合、蛍光面１１５およびメタルバック１２０にアノード電圧を印加して、電子放出素子１１８から放出された電子ビームをアノード電圧により加速して蛍光面へ衝突させる。これにより、蛍光面１１５の蛍光体層１１６が励起されて発光し、カラー画像を表示する。
【００９８】
実施例
図１５に、本発明に使用し得る実験装置の一例を表す概略図を示す。
【００９９】
図示するように、この実験装置は、上下に分離可能な三つ口のセパラブルフラスコ３０と、中央の口に差し込まれた撹拌羽根を有する攪拌機１３６、攪拌機１３６を回転駆動させ、かつ中央の口を封止する防爆モータ１３２、中央の口の両側の口の一方に設けられ、ジムロート還流冷却器１３１、他の一方の口からセパラブルフラスコ１３０内部まで差し込まれた熱電対１３３、熱電対１３３に接続されたリレー温調ユニット１３４、及びリレー温調ユニット１３４に接続されたマントルヒータ１３５を有する。
【０１００】
この実験装置では、セパラブルフラスコ１３０の内容物を撹拌機１３６を用いて撹拌しながら、熱電対１３３で常に温度を計測し、計測された温度を基にリレー温調ユニット１３４にてマントルヒータ３５の加熱を制御し、内容物の温度を常に一定に保つことができる。内容物からの溶媒蒸気は、ジムロート還流冷却器１３１により冷却、凝縮させて再び下部の容器内に戻され、これにより、セパラブルフラスコ１３０内圧力の過度な上昇を防ぐことができる。
【０１０１】
実施例１
１０００ｍｌビーカーに信越化学社製シランカップリング剤（ＫＢＭ−６０３）水溶液を７００ｇ作成し、Ｙ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ系赤色発光蛍光体粒子（平均粒子径４．５μｍ、比重５．０）を５０ｇを投入し、２時間攪拌した。その後、濾過して乾燥炉で１２０℃、３時間乾燥させることによりシランカップリング処理を行った後、篩にかけた。次に、５００ｍｌセパラブルフラスコに、沸点範囲が１９１〜２０５℃のエクソン化学社製 絶縁性炭化水素溶媒（アイソパーL）を１８０ｇを注ぎ、さらに比重１．０である綜研化学株式会社製 アクリル微粒子（ＭＰ４００９）２ｇとシランカップリング処理を行ったＹ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ系赤色発光蛍光体粒子１８ｇを投入し、温度コントローラとしてリレー温調ユニットを５０℃にセットして、攪拌機により加熱攪拌を行った。溶液温度が５０℃の状態で２時間攪拌を続け、その後１．５時間かけて室温（２５℃）まで冷却しながら攪拌を続けた。このようにして得られた固形分濃度１０重量％の蛍光体粒子分散体に対し、沸点が１６１℃の関東化学製シクロヘキサノールに日本触媒製ポリビニルピロリドンＫ−３０を１重量％の割合で溶解させたポリビニルピロリドン溶液を１ｇ、大日本インキ化学工業社製 ナフテン酸ジルコニウムを４ｇ添加し、赤色発光蛍光体含有液体現像剤を得た。
【０１０２】
図１６に、上記液体現像剤を用いてトナー層を形成するための実験装置の一例を表す概略図を示す。
【０１０３】
図示する様に、実験装置としてのサンドイッチセルは、一対のＩＴＯ電極２１１，２１２間に、テフロン（登録商標）製スペーサ２１３を配置し、ＩＴＯ電極２１１，２１２間に電圧を印可できるようになっている。テフロン製スペーサ２１３は、一辺が４０ｍｍの正方形で、中央に３０ｍｍ角の正方形の開孔が設けられ、その一辺から、開孔に通じる２つのパスを形成するようにスペーサ２１３の一部が除去されている。２つのパスの一方は、空気抜き穴２１５として、もう一方は、液体現像剤の注入路２１４として使用される。
【０１０４】
上記赤色発光蛍光体含有液体現像剤を、図示するようなサンドイッチセルに注入し、直流電圧３００Ｖを５秒間印加した後にセルを分解した。得られた電着膜の様子を観察したところ、いずれの場合もグランド側のＩＴＯ電極２１１に均一な蛍光体電着膜が形成されており、正極側のＩＴＯ電極２１２にはなにも付着していなかった。
【０１０５】
このことから、これらの現像剤はすべて正極性に帯電しており、逆極性に帯電しているものは無いことが分かった。なお、このときの負極側の電着膜の厚みは平均で１１μｍであり、十分な厚さの電着膜が形成されていることがわかった。
【０１０６】
蛍光体電着膜の電子線励起での輝度を測定したところ、スクリーン印刷で形成した蛍光膜と同程度の輝度が得られた。
【０１０７】
実施例２
Ｙ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ系赤色発光蛍光体粒子の代わりに、ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌ系緑色発光蛍光体粒子（平均粒子径５．６μｍ、比重４．１）を５０ｇを投入すること以外は、実施例１と同様にして、緑色発光蛍光体含有液体現像剤を得た。
【０１０８】
得られた緑色発光蛍光体含有液体現像剤を用いて、実施例１と同様にして電着膜を形成し、その様子を観察したところ、いずれの場合もグランド側のＩＴＯ電極に均一な蛍光体電着膜が形成されており、正極側のＩＴＯ電極にはなにも付着していなかった。
【０１０９】
このことから、これらの現像剤はすべて正極性に帯電しており、逆極性に帯電しているものは無いことが分かった。このときの負極側の電着膜の厚みは平均で１２μｍであり、十分な厚さの電着膜が形成されていることがわかった。
【０１１０】
実施例１と同様にして輝度を測定したところ、スクリーン印刷で形成した蛍光膜と同程度となった。
【０１１１】
また、得られた緑色発光蛍光体含有液体現像剤を用いて作成した電着膜のトナー粒子表面構造をＳＥＭにより撮影して観察した。図１７に、トナー粒子の表面構造を表すＳＥＭ写真を示す。
【０１１２】
比較として、図１８にはバインダーを含有していないトナー粒子の表面構造を表すＳＥＭ写真を示す。
【０１１３】
図１８と比べて、図１７に示すトナー粒子には、蛍光体表面にバインダーが固着していることがわかった。
【０１１４】
実施例３
Ｙ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ系赤色発光蛍光体粒子の代わりに、ＺｎＳ：Ａｇ，Ａｌ系青色発光蛍光体粒子（平均粒子径５．６μｍ、比重４．１）を５０ｇを投入すること以外は、実施例１と同様にして、青色発光蛍光体含有液体現像剤を得た。
【０１１５】
得られた青色発光蛍光体含有液体現像剤を用いて実施例１と同様に電着膜を形成し、得られた電着膜の様子を観察したところ、いずれの場合もグランド側のＩＴＯ電極に均一な蛍光体電着膜が形成されており、正極側のＩＴＯ電極はなにも付着していなかった。
【０１１６】
このことから、これらの現像剤はすべて正極性に帯電しており、逆極性に帯電しているものは無いことが分かった。このときの負極側の電着膜の厚みは平均で１２μｍであり、十分な厚さの電着膜が形成されていることがわかった。
【０１１７】
蛍光体電着膜の電子線励起での輝度を測定したところ、スクリーン印刷で形成した蛍光膜と同程度となった。
【０１１８】
実施例４
さらに、上記実施例１ないし３で得られた赤色発光蛍光体含有液体現像剤、緑色発光蛍光体含有液体現像剤、及び青色発光蛍光体含有液体現像剤を、図２と同様の構成を有する装置の現像装置３ｒ、３ｇ、３ｂに各々収容し、幅１４７μｍ×長さ２４７μｍの大きさのドットを多数整列配置したパターンを有する１０ｍｍ×１００ｍｍの大きさを有する原版を適用して、現像、乾燥、及び転写を行うことにより、１０ｍｍ×１０ｍｍの大きさを有する透明基板上に赤色発光蛍光体層、緑色発光蛍光体層、青色発光蛍光体層を形成した。
【０１１９】
得られた各蛍光体層から無作為に３０箇所選択し、その幅を計測し、標準偏差を測定した。その結果、横幅平均１４８．８１μｍ、標準偏差１．２９という良好な結果が得られた。
【０１２０】
比較例１
固形分濃度１０重量％の蛍光体粒子分散体に対し、バインダーすなわちシクロヘキサノールに日本触媒製ポリビニルピロリドンＫ−３０を１重量％の割合で溶解させたポリビニルピロリドン溶液を添加しないこと以外は実施例１と同様にして、青色発光蛍光体含有液体現像剤を得た。
【０１２１】
同様な作成方法でバインダーが添加されていないＹ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ系赤色発光蛍光体含有液体現像剤とＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌ系緑色発光蛍光体含有液体現像剤を得た。
【０１２２】
比較の赤色発光蛍光体含有液体現像剤、緑色発光蛍光体含有液体現像剤、及び青色発光蛍光体含有液体現像剤を用いて、図２と同様の構成を有する装置の現像装置３ｒ、３ｇ、３ｂに各々収容し、幅１４７μｍ×長さ２４７μｍの大きさのドットを多数整列配置したパターンを有する１０ｍｍ×１００ｍｍの大きさを有する原版を適用して、現像、乾燥、及び転写を行うことにより、１０ｍｍ×１０ｍｍの大きさを有する透明基板上に赤色発光蛍光体層、緑色発光蛍光体層、青色発光蛍光体層を形成した。
【０１２３】
得られた各蛍光体層から無作為に３０箇所選択し、その幅を計測し、標準偏差を測定した。その結果、横幅平均１５１．７２μｍ、標準偏差１．６６という結果が得られた。
【０１２４】
実施例１ないし３に示したバインダーが含有された液体現像剤の結果と比較して、ドット形状のバラツキが低減され、なおかつ所望の幅により近い値となったことから、パターニング性能が向上していることがわかった。
【図面の簡単な説明】
【０１２５】
【図１】本発明にかかる液体現像剤中のトナー粒子の構成を表す模式的な断面図
【図２】前面基板の形成プロセスに使用されるパターン形成装置の一例を表す外観図
【図３】図２のパターン形成装置で使用する原版を示す平面図（ａ）、および断面図（ｂ）
【図４】図３の原版を部分的に拡大して示す部分拡大平面図
【図５】図３の原版の１つの凹部の構造を説明するための部分拡大斜視図
【図６】図３の原版をドラム素管に巻き付けた状態を示す概略図
【図７】図３の原版の高抵抗層の表面を帯電させるための構成を示す概略図
【図８】図３の原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ための構成を示す概略図
【図９】図３の原版に形成したパターンをガラス板に転写するための構成を示す概略図
【図１０】図３の原版をガラス板に沿って転動させるための転動機構の要部の構成を示す概略図
【図１１】原版の凹部に集めたトナー粒子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１２】本発明にかかる前面基板の一例を模式的に表す断面図
【図１３】本発明に係る表示装置としてのＦＥＤの一例を表す斜視図
【図１４】図１３のＡ−Ａ’断面図
【図１５】本発明に使用し得る実験装置の一例を表す概略図
【図１６】液体現像剤を用いてトナー層を形成するための実験装置の一例を表す概略図
【図１７】トナー粒子の表面構造を表すＳＥＭ写真
【図１８】トナー粒子の表面構造を表すＳＥＭ写真
【符号の説明】
【０１２６】
１…原版、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、１２…金属フィルム、１３…高抵抗層、１４ａ…凹部、６１…核粒子、６２…被覆層、６３…熱可塑性樹脂微粒子、６０…トナー粒子、１３１…ジムロート還流冷却器、１３２…防爆モータ、１３３…熱電対、１３４…リレー温調ユニット、１３５…マントルヒータ、１３６…攪拌機、１１０…真空外囲器、１１１…前面基板、１１２…背面基板、１１３…側壁、１１５…蛍光面、１１６…蛍光体層、１１７…遮光層、１１８…電子放出素子、１２０…メタルバック、１２１…ゲッタ層、２１１，２１２…ＩＴＯ電極、２１３…スペーサ、２１４…注入路、２１５…空気抜き穴
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばプラズマディスプレイ、及びフィールド・エミッション・ディスプレイ等の表示装置の製造方法、それに使用される液体現像剤、及び液体現像剤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きた。しかしながら、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まる反面、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。
【０００３】
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っている。しかしながら、上記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。
【０００４】
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ている。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。しかしながら、高解像度化や高生産性には限界があった。
【０００５】
これに対し、液体トナーを用いた、電子写真技術等を含む電気泳動技術は、低価格、高解像度化、及び高生産性に関して、優れた可能性を有している。例えば、このような電気泳動技術を用いて、フラットパネルディスプレイ用の前面基板の蛍光体層を形成する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この方法では、蛍光体トナー用樹脂成分として、絶縁性溶媒に不溶又は膨潤する核部分と、絶縁性溶媒に膨潤又は溶解する外縁部分とからなる樹脂を使用している。
【０００６】
しかしながら、トナー粒子製造時に樹脂を完全に十分に溶解し得る良溶媒を使用する必要がある。このため、絶縁性溶媒以外の揮発性有機溶媒を使用しなければならない上に、ＳＰ値をコントロールした樹脂を設計しなければならず、本来のトナー特性である帯電性や、粘着性、凝集性などをコントロールすることが困難であり、材料選定の幅が非常に制限されていた。
【特許文献１】特開平９−２０２９９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、粘着性に優れ、厚膜のトナー層を、高解像度、高精度、かつ低コストで形成し得る液体現像剤、及びこの液体現像剤を用いた画像表示装置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】
【０００８】
本発明の液体現像剤は、バインダーと、
電気絶縁性の第１の溶媒と、バインダーを溶解し得、かつ該電気絶縁性溶媒よりも低い沸点を有する第２の溶媒との混合溶媒と
該混合溶媒中に包含された核粒子、該核粒子表面に設けられた熱可塑性樹脂微粒子被覆層、及び該熱可塑性樹脂微粒子被覆された核粒子表面に添加された電荷制御剤を含有するトナー粒子とを含むことを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の表示装置の製造方法は、液体現像剤を、供給部材を介して像保持体の表面に供給し、該供給部材と像保持体との間に電界を形成して該像保持体表面に、ドット状またはストライプ状のパターン像を形成する現像工程と、
液体現像剤によるパターン像が形成された前記像保持体を、定位置に保持された、遮光層を有する透明基板に沿って転動させる転動工程と、
転動する前記像保持体と前記透明基板との間に電界を形成し、前記像保持体表面上のパターン像を前記透明基板へ転写し、該遮光層で区画された該基板上の各領域に、蛍光体層を形成する転写工程と、該蛍光体層上にメタルバック層を形成する工程とを含む前面基板の形成プロセスを具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明を用いると、粘着性に優れ、厚膜のトナー層を、高解像度、高精度、かつ低コストで形成し得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の液体現像剤は、バインダーと混合溶媒とトナー粒子とを含む。
【００１２】
この混合溶媒は、第１の溶媒と第２の溶媒を含む。
【００１３】
第１の溶媒は、電気絶縁性溶媒である。第２の溶媒は、バインダーを溶解し得、かつ電気絶縁性溶媒よりも低い沸点を有する。
【００１４】
このトナー粒子は、核粒子と、核粒子表面に熱可塑性樹脂微粒子を被覆させた被覆層と、熱可塑性樹脂微粒子被覆層上に添加された電荷制御剤とを有し、その粒径は０．０１ないし１０μｍである。
【００１５】
図１に、本発明にかかる液体現像剤中のトナー粒子の構成を表す模式的な断面図を示す。
【００１６】
図示するように、このトナー粒子６０は、核粒子６１と、核粒子６１上に付着された樹脂微粒子６３による被覆層が形成されている。
【００１７】
ここで、被覆層は、トナー粒子表面の少なくとも一部を覆っているものとする。
【００１８】
トナー粒子表面には、図示しない電荷制御剤が添加されている。
【００１９】
トナー粒子表面に添加された電荷制御剤は、この表面に吸着したり、あるいは表面の官能基に対して酸・塩基的な配位をとり得る。
【００２０】
また、液体現像剤において、熱可塑性樹脂微粒子被覆層表面に添加されて、吸着あるいは配位されているのは、上記混合溶媒中に存在する電荷制御剤の少なくとも一部である。残部の電荷制御剤は、熱可塑性樹脂微粒子被覆層表面に作用することなく、混合溶媒中に存在し得る。
【００２１】
本発明の液体現像剤では、バインダーが溶解された第２の溶媒の方が、第１の溶媒すなわち電気絶縁性溶媒よりも沸点が低いため、本発明の液体現像剤を用いて現像を行うと、現像されたトナー層中で第２の溶媒の方が早く揮発する。第２の溶媒が揮発すると、バインダーの作用が発現する。バインダーの作用としては、例えばトナー粒子間、及びトナー粒子と電着された基板との間で、接着あるいは粘着作用が働くことがあげられる。これにより、トナー層中のトナー粒子が、電気絶縁性溶媒が揮発する前に、トナー層を形成すべき部分に固定され得る。
【００２２】
このように、本発明を用いると、現像後、トナー粒子を、トナー層を形成すべき部分により迅速に固定することができるので、トナー粒子がトナー層を形成すべき部分以外の部分には付着しにくく、汚染の発生を抑制できる。
【００２３】
本発明に使用されるトナー粒子は、その粒径が０．０１ないし１０μｍであり、これは実用的な範囲であり、０．０１μｍ未満であると、核粒子の分子間凝集が大きくなり、均一な分散が難しくなる傾向がある。このように平均粒径が小さく分散性の悪い核粒子例えば数ｎｍの平均粒径を持つ微小顔料粒子などを用いる場合には、より大きな平均粒径を持つ樹脂などに担持させることができる。これにより、分散性を改善し適用することができる。また、１０μｍを超えると、核粒子を均一に攪拌することが困難となり、結果的に均一な樹脂層を形成することが困難となる傾向がある。
【００２４】
本発明の液体現像剤は、例えば次のような方法で製造することができる。かかる液体現像剤の製造方法では、電気絶縁性溶媒中で、この核粒子とともに熱可塑性樹脂微粒子を、絶縁性溶媒の沸点以下、かつ熱可塑性樹脂微粒子の軟化点以上の温度で加熱攪拌することにより、核粒子表面に、熱可塑性樹脂微粒子を付着させることができる。続いて、熱可塑性樹脂微粒子被覆された核粒子を含む電気絶縁性溶媒に、バインダーを溶解させた、該電気絶縁性溶媒よりも低い沸点を有する溶媒を添加し、電荷制御剤を適用することにより、熱可塑性樹脂微粒子被覆された核粒子に、電荷制御剤を添加する。
【００２５】
また本発明の液体現像剤に用いられる熱可塑性樹脂微粒子は、例えば懸濁従合法や乳化重合法に代表される重合方法を用いて製造され得る。
【００２６】
熱可塑性樹脂微粒子は、好ましくは０．１μｍ〜５μｍの平均粒子径を有する。
【００２７】
このような熱可塑性樹脂微粒子として、例えば乾燥された１次平均粒子径０．１μｍ〜５μｍ程度の粉末として得られるアクリル系微粒子などが利用できる。また微粒子状でなくとも、アクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ナイロン系樹脂等の熱可塑性樹脂を顆粒状、あるいはペレット状にしたもの、または微粉砕機などにより物理的に粉砕したものを使用することが出来る。
【００２８】
また、サンドグラインダなどのビーズミルや、ボールミルなどによって絶縁性溶媒中で微粒子化した後に使用することも出来る。
【００２９】
核粒子上に熱可塑性樹脂微粒子を設けるには、上述のように、核粒子及び熱可塑性樹脂微粒子を含む分散系を熱可塑性樹脂微粒子の軟化点以上温度で加熱撹拌する方法等があげられる。しかしながら、この核粒子として、親水性を有する蛍光体を使用すると、疎水性を有する熱可塑性樹脂微粒子を適用しても付着しにくい。このような場合には、核粒子を予めシランカップリング剤で表面処理し、このシランカップリング処理層が核粒子と熱可塑性樹脂微粒子とを親和させて、結合剤のように機能させ、熱可塑性樹脂微粒子が核粒子上に付着させるか、もしくはワックス等を熱可塑性樹脂微粒子と一緒に核粒子に析出させることで核粒子表面に熱可塑性樹脂微粒子を付着させることができる。
【００３０】
核粒子に均一な表面処理を行うシランカップリング剤の水溶液もしくは水−アルコール溶液、ｐＨ４程度の酢酸水溶液の濃度は０．０１重量％ないし５重量％であることが好ましい。
【００３１】
０．０１重量％未満であると、核粒子表面に十分なシランカップリング処理が行えず、熱可塑性樹脂微粒子の付着が不十分となる傾向があり、５重量％を超えると、シランカップリング剤が溶媒に溶解しきれないため、かえってシランカップリング処理にムラが発生してしまったり、凝集してしまう傾向がある。
【００３２】
核粒子上の熱可塑性樹脂微粒子による被覆量を制御することにより、トナー粒子に対する電荷制御剤の吸着性を制御でき、帯電性を調整し得る。
【００３３】
バインダーを溶解させた、該電気絶縁性溶媒よりも低い沸点を有する溶媒の添加量を最適化することにより、パターニング時の形状が良好となる。
【００３４】
核粒子に均一な表面処理を行うシランカップリング剤の水溶液もしくは水−アルコール溶液、ｐＨ４程度の酢酸水溶液の濃度は０．０１重量％ないし５重量％であることが好ましい。
【００３５】
０．０１重量％未満であると、核粒子表面に十分なシランカップリング処理が行えず、熱可塑性樹脂微粒子の付着が不十分となる傾向があり、５重量％を超えると、シランカップリング剤が溶媒に溶解しきれないため、かえってシランカップリング処理にムラが発生してしまったり、凝集してしまう傾向がある。
【００３６】
液体現像剤１００重量部に対し、トナー粒子と絶縁性溶媒の重量比は、２：９８ないし５０：５０であることが好ましい。
【００３７】
重量比が上記範囲外であると、所定の膜厚を得るために大量の溶媒を必要となったり、膜形成されるべきパターン以外にもトナー粒子が付着し、汚染の原因となったりする傾向がある。
【００３８】
電気絶縁性溶媒と、バインダーを溶解し得、電気絶縁性溶媒よりも低い沸点を有する溶媒は、核粒子の電気泳動性が阻害されない程度で混合することができ、その重量比は、９９．９９：０．０１ないし９５：５程度である。
【００３９】
混合重量比が前記の範囲外では、バインダーを十分に溶解できなかったり、核粒子が電気泳動しなくなる傾向がある。
【００４０】
このような電気絶縁性溶媒として、例えばｎ−ペンタン，ヘキサン，ヘプタン等の脂肪族炭化水素、シクロペンタン，シクロヘキサン等脂環族炭化水素，塩素化されたアルカン，フッ素化されたアルカン，クロロフルオロカーボン等のハロゲン化された炭化水素溶媒，シリコンオイル類及びこれら混合物等を使用することが出来る。好ましくは、Ｅｘｘｏｎ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ製 アイソパーＧ（登録商標），アイソパーＨ（登録商標），アイソパーＫ（登録商標），アイソパーＬ（登録商標），アイソパーＭ（登録商標）及びアイソパーＶ（登録商標）などの分枝型パラフィン溶媒混合物を使用することが出来る。
【００４１】
好ましくは７０〜２５０℃の温度範囲に沸点を有し、１０９Ω・ｃｍ以上好ましくは１０１０ないし１０１７Ω・ｃｍの体積比抵抗と３未満の誘電率を有するものが使用できる。
【００４２】
バインダーを溶解し得、かつ電気絶縁性溶媒よりも低い沸点を有する溶媒として、例えばシクロヘキサノール、２−ピロリドン、及びプロピオン酸等が挙げられる。
【００４３】
好ましいバインダーとして、例えばアクリル樹脂、ウレタン樹脂、ポリビニルピロリドン、ポリイミド等があげられる。
【００４４】
また、核粒子に対し、電荷制御剤はトナー粒子に対し１重量部ないし５０重量部であることが好ましい。
【００４５】
熱可塑性樹脂微粒子の添加量は、核粒子に対し５体積％ないし２００体積％であることが好ましい。
【００４６】
熱可塑性樹脂微粒子の添加量が、核粒子に対し５体積％未満であると、付着する熱可塑性樹脂の量が少なすぎるため核粒子が露出する確率が高くなり、電荷制御剤の吸着性及びそれによるトナー粒子の帯電性をコントロールすることが困難になる傾向がある。また、２００体積％を超えると核粒子に対して熱可塑性樹脂が付着しきれなくなり、溶液中に遊離・凝集する傾向がある。この場合では電荷制御剤等を添加してトナー粒子に電荷を与えようとしても遊離した熱可塑性樹脂に吸着して、トナー粒子の帯電特性を阻害する傾向がある。これらの問題を加味し、さらに好ましくは熱可塑性樹脂微粒子の添加量は、核粒子に対して体積比率で１０体積％以上１５０体積％以下である。
【００４７】
また、電荷制御剤がトナー粒子に対し、１重量部未満であると、トナー電荷量が不十分なため電着膜が流れたり、膜形成されるべき部分以外にもトナー粒子が付着し汚染の原因となったりする傾向がある。また、５０重量部を超えると、現像液中のイオン成分量が過剰となり現像液全体の抵抗が低くなりすぎるためトナー粒子の電気泳動性が低下する傾向がある。
【００４８】
核粒子としては、例えば蛍光体粒子、無機顔料等の着色剤等があげられる。
【００４９】
本発明に使用可能な蛍光体としては、Ｙ２Ｏ３：Ｅｕ：ＹＶＯ４：Ｅｕ、（Ｙ，Ｇｄ）ＢＯ３：Ｅｕ、Ｙ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ、γ−Ｚｎ３（ＰＯ４）２：Ｍｎ、（ＺｎＣｄ）Ｓ：Ａｇ＋ＩｎＯ（以上赤色）、Ｚｎ２ＧｅＯ２：Ｍｎ、ＢａＡｌ１２Ｏ１９：Ｍｎ、Ｚｎ２ＳｉＯ４：Ｍｎ、ＬａＰＯ４：Ｔｂ、ＺｎＳ：（Ｃｕ，Ａｌ）、ＺｎＳ：（Ａｕ，Ｃｕ，Ａｌ）、（ＺｎＣｄ）Ｓ：（Ｃｕ，Ａｌ）、Ｚｎ２ＳｉＯ４：（Ｍｎ，Ａｓ）、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ、Ｇｄ２Ｏ２Ｓ：Ｔｂ、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｔｂ、ＺｎＯ：Ｚｎ（以上緑色）、Ｓｒ５（ＰＯ４）３ＣＩ：Ｅｕ、ＢａＭｇＡｌ１４Ｏ２３：Ｅｕ、ＢａＭｇＡｌ１６Ｏ２７：Ｅｕ、ＺｎＳ：Ａｇ＋赤色顔料、Ｙ２ＳｉＯ３：Ｃｅ（以上青色）等が挙げられる。
【００５０】
本発明に使用可能な無機顔料の例としては、黄土色等の天然顔料、黄鉛、ジンクイエロー、バリウムイエロー、クロムオレンジ、モリブデンレッド、クロムグリーン等のクロム酸塩、紺青等のフェロシアン化合物、酸化チタン、チタンイエロー、チタン白、ベンガラ、黄色酸化鉄、酸化亜鉛、亜鉛フェライト、亜鉛華、鉄黒、コバルトブルー、酸化クロム、スピネルグリーン等の酸化物、カドミウムイエロー、カドミウムオレンジ、カドミウムレッド等の硫化物、硫酸バリウム等の硫酸塩、珪酸カルシウム、群青等の珪酸塩、ブロンズ、アルミニウム等の金属粉等が挙げられる。
【００５１】
本発明の液体現像剤に使用可能な電荷制御剤は、金属石鹸、界面活性剤、及び金属アルコキシドからなる群から選択される少なくとも１種である。
【００５２】
このような金属石鹸としては、例えばナフテン酸銅、ナフテン酸コバルト、ナフテン酸ニッケル、ナフテン酸鉄、ナフテン酸亜鉛、オクチル酸ジルコニウム、オクチル酸コバルト、オクチル酸ニッケル、オクチル酸亜鉛、ドデシル酸コバルト、ドデシル酸ニッケル、ドデシル酸亜鉛、２−エチルヘキサン酸コバルト、石油系スルホン酸金属塩、スルホコハク酸エステルの金属塩等のスルホン酸金属塩類等などがあげられる。
【００５３】
また、本発明の液体現像剤に使用可能な界面活性剤としては、例えばアルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム、アルキルベンゼンスルホン酸カルシウム、ジオクチルスルホン酸ナトリウム、ジオクチルスルホン酸カルシウム、ｎ−ドデシル硫酸ナトリウム、１−オクタンスルホン酸ナトリウム、スルホンコハク酸ジ−２−エチルヘキシルナトリウム等があげられる。
【００５４】
また、本発明の液体現像剤に使用可能な金属アルコキシドとしては、例えばチタニウムテトライソプロポキシド、チタニウムテトラ−ｎ−ブトキシド、テトラステアリルチタネート等があげられる。
【００５５】
本発明の液体現像剤は、導電率が良好であり、帯電性、電気泳動性もまた優れる。
【００５６】
本発明の液体現像剤を用いると平面型画像表示装置の蛍光体層やカラーフィルタ層の形成が簡便にできる。蛍光体層を形成する場合、核粒子として蛍光体を使用することができる。また、カラーフィルタを形成する場合には、核粒子として、無機顔料の着色剤等を使用することができる。
【００５７】
本発明にかかる平面型画像表示装置の製造方法は、前面基板を形成するプロセスを含む。
【００５８】
この前面基板の形成プロセスは、
透明基板上に、格子状またはストライプのパターンを有する遮光層を形成する工程と、
本発明にかかる液体現像剤を、供給部材を介して像保持体の表面に供給し、供給部材と像保持体との間に電界を形成して像保持体表面に、ドットまたはストライプ状のパターン像を形成する現像工程と、
パターン像が形成された像保持体を、定位置に保持された、遮光層を有する透明基板に沿って転動させる転動工程と、
転動する像保持体と透明基板との間に電界を形成し、像保持体表面上のパターン像を透明基板へ転写し、遮光層で区画された透明基板上の各領域に、蛍光体層を形成する転写工程と、該蛍光体層上にメタルバック層を形成する工程とを含む。
【００５９】
この方法では、液体現像剤の組成及び濃度等を調整することにより、得られる表示装置の蛍光体層やカラーフィルタ層の膜厚を制御できる。
【００６０】
また、本発明の一実施態様においては、像保持体は、その表面にパターン像を形成するためのパターン状の電極層を有し得る。電極層の形状を変えることで、任意の形状に蛍光体層やカラーフィルタ層を簡便にかつ低コストにパターニングすることができる。
【００６１】
次に、図２ないし図１１を用いて、本発明に用いられる前面基板の形成プロセスの一例を説明する。
【００６２】
図２は、前面基板の形成プロセスに使用されるパターン形成装置の一例を表す外観図を示す。
【００６３】
図２に示すように、このパターン形成装置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）の周面に巻かれた原版１（像保持体）、この原版１の後述する高抵抗層に電荷を与えて帯電させる帯電器２、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）、現像によって原版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（乾燥装置）、原版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透明基板としてのガラス板５を定位置で保持するステージ６（保持機構）、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（濡らし装置）、転写を終えた原版１をクリーニングするクリーナ８、および原版１の電荷を除去する除電器９を有する。
【００６４】
各色の現像装置３ｒ、３ｇ、３ｂに収納される液体現像剤は、絶縁性溶媒、と絶縁性溶媒中に帯電したトナー粒子と、トナー粒子表面に添加された帯電制御剤が含まれたもので、このトナー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。
【００６５】
また、ｒ、ｇ、ｂの液体現像剤のうち少なくとも１つは、バインダーと、絶縁性溶媒と、このバインダーを溶解し得、かつ該電気絶縁性溶媒よりも低い沸点を有する溶媒との混合溶媒と、混合溶液中に帯電したトナー粒子とを含む。
【００６６】
このトナー粒子は、核粒子と、核粒子上に熱可塑性樹脂微粒子を被覆させた被覆層と、被覆層上に添加された電荷制御剤とを有し、その粒径は０．１ないし１０μｍである。核粒子としては、例えば平均粒径４（μｍ）程度の各色の蛍光体粒子、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。
【００６７】
図３（ａ）に平面図を示すように、原版１は、矩形の薄板状に形成されている。この原版１は、図３（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の表面に高抵抗層１３を形成して構成されている。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。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。
【００６８】
また、原版１の高抵抗層１３の表面１３ａには、図４に部分的に拡大して示すような矩形の凹部１４ａを多数整列配置したドット状のパターン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だけを高抵抗層１３の表面１３ａから凹ませて形成し、図４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。
【００６９】
図５には、１つの凹部１４ａを拡大した原版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、この金属フィルム１２の露出した表面１２ａがこの発明のパターン状の電極層として機能する。凹部１４ａの深さは、高抵抗層１３の層厚に概ね相当する。凹部１４ａの底に露出した金属フィルム１２の表面１２ａ、および高抵抗層１３の表面１３ａを含む原版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。
【００７０】
図６には、上記構造のフィルム状の原版１をドラム素管３１に巻きつける様子を描いた概略断面図を示してある。ドラム素管３１の図中上部の切り込み部３１ａには、原版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。原版１をドラム素管３１の周面上に巻き付ける場合、まず、原版１の一端をクランプ３２に固定し、その後、原版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、たるみ無く原版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。
【００７１】
図７は、このようにしてドラム素管３１に巻きつけられた原版１の高抵抗層１３の表面１３ａを帯電器４によって帯電する工程を説明するための部分構成図である。帯電器４は、周知のコロナ帯電器であり、コロナワイヤー４２とシールドケース４３で基本的に構成されているが、メッシュ状のグリッド４４を設けることで帯電の均一性を向上できる。例えば、原版１の金属フィルム１２とシールドケース４３を接地し、コロナワイヤー４２に不図示の電源装置によって＋５．５（ｋＶ）の電圧を印加し、更にグリッド４４に＋５００（Ｖ）の電圧を印加して原版１を図中矢印Ｒ方向に移動させると、高抵抗層１３の表面１３ａは略＋５００（Ｖ）に均一に帯電される。
【００７２】
同図に示した除電器９は、帯電器４とほぼ同様の構造であるが、コロナワイヤー４６に例えば実効電圧６（ｋＶ）、周波数５０（Ｈｚ）の交流電圧を印加すべく不図示の交流電源に接続し、シールドケース４７とグリッド４８を設置すると、帯電器４による帯電に先立って原版１の高抵抗層１３の表面１３ａを略０（Ｖ）となるよう除電することが可能で、高抵抗層１３の繰り返し帯電特性を安定化させることができる。
【００７３】
図８には、上記のように帯電された原版１に対する現像動作を説明するための図を示してある。現像時には、現像する色の現像器３を原板１に対向させて、その現像ローラ５１（供給部材）とスクイズローラ５２を原版１に近接させ、原版１に上述した液体現像剤を供給する。現像ローラ５１は、搬送される原版１の高抵抗層１３の表面１３ａ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、原版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。
【００７４】
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の回転に伴って原版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、原版１の凹部１４ａ内に集められる。このとき、高抵抗層１３の表面１３ａは、＋５００（Ｖ）程度に帯電されているので正帯電したトナー粒子５５は表面１３ａから反発されて付着しない。
【００７５】
このようにして原版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と原版１が対向するギャップに進入する。ここでは、ギャップ（絶縁層１３表面１３ａ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＋２５０（Ｖ）で、スクイズローラ５２は原版１とは逆向きに原版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、同時に原版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、原版１の凹部１４ａにトナーによるパターン５７が形成される。
【００７６】
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９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器３ｂが原版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器３ｂが上昇して原版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、現像器３ｂが下降して原版１から離間する。
【００７７】
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。
【００７８】
しかる後に、青色のパターンを周面に担持した原版１が回転しつつ図中の破線矢印に沿って移動（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。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原版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原版１との接触が避けられる。
【００７９】
次に、３色の現像器３ｒ、３ｇ、３ｂが図中左方に移動し、緑色の現像器３ｇが原版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器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原版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、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。
【００８０】
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、原版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。
【００８１】
図１０には、上述した原版１をガラス板５に沿って転動させるための転動機構の要部の構造を示してある。原版１を周面上に巻き付けたドラム素管３１の軸方向両端には、ピニオンと呼ばれる歯車７１が取り付けられている。原版１は、この歯車７１とモーター７２の駆動歯車７３のかみ合わせによって回転するとともに、ステージ６の両端に設置されている直線軌道のラック７４とピニオン（歯車７１）の噛み合わせによって図中右方向に並進する。このとき、ステージ６上に保持されたガラス板５の表面と原版１の表面との間に相対的なズレを生じることのないように、転動機構の各部の構造が設計されている。特許請求の範囲では、このように回転しながらガラス板５に沿って平行に移動する動作を転動と称している。
【００８２】
このようなラック・アンド・ピニオン機構によれば、駆動伝達用のアイドラが無いため、バックラッシュの無い高精度の回転・並進駆動を実現でき、ガラス板５上に例えば±５（μｍ）といった位置精度の高い高精細パターンを転写することが可能となる。
【００８３】
一方、ガラス板５（図１０では図示していない）は、図９に示すように、ステージ６の平らな接触面６ａに対して、その裏面５ｂ（原版１から離間した側の面）の略全面を面接させるようにステージ６上に配置される。その上、ガラス板５には、ステージ６を貫通して接触面６ａまで延びた吸気口７６に、接続パイプ７５から主パイプ７７を経由して不図示の真空ポンプを接続することによって、吸気口７６の接触面６ａに開口した図示しない吸着孔を介して負圧が作用され、ステージ６の接触面６ａ上に吸着される。この吸着機構によって、ガラス板５は、高い平面度を持った接触面６ａにその裏面５ｂの略全面を押圧させて密着され、平面性が高い状態でステージ６上に保持される。このように平らな接触面６ａにガラス板５を押し付けることにより、ガラス板５の歪み等をも矯正でき、後述する原版１との間の転写ギャップを高精度に維持できる。
【００８４】
図１１は、原版１からガラス板５にトナー粒子５５を転写する際の様子を説明する要部断面図である。図示しない遮光層を有するガラス板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が塗布されており、この導電層８１の表面８１ａと原版１の高抵抗層１３の表面１３ａとは、ギャップｄ２を介して非接触状態に設置される。ｄ２は例えば１０（μｍ）ないし４０（μｍ）の範囲の値に設定される。高抵抗層１３の厚さが例えば２０（μｍ）の場合は、金属フィルム１２と導電層８１表面８１ａとの間の距離は、３０（μｍ）ないし６０（μｍ）となる。
【００８５】
この状態で、電源装置８２（転写装置）を介して導電層８１に例えばー５００（Ｖ）の電圧を印加すると、接地電位の金属フィルム１２との間に５００（Ｖ）の電位差が形成され、その電界によってトナー粒子５５が溶媒５４中を電気泳動して導電層８１の表面８１ａに転写される。このように、トナー粒子５５は非接触状態でも転写が可能なので、オフセット印刷やフレキソ印刷の場合のように、ブランケットやフレキソ版といった弾性体を介在させる必要がなく、常に位置精度の高い転写を実現することが可能となる。導電層８１は、トナー粒子５５の転写後、ガラス板５を図示しないベーク炉へ投入して焼成することで消失させる。このようにして、本発明にかかる表示装置の前面基板が得られる。
【００８６】
なお、上記のように、電界を用いてトナー粒子をガラス板５に転写する場合、転写ギャップに溶媒が存在してガラス板５側の導電層８１と原版１との間を濡らすことが必須条件となるため、転写に先立ってガラス板５の表面５ａを溶媒でプリウェットしておくことが有効である。プリウェット溶媒として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。プリウェット溶媒は、図９を用いて説明したように、塗布装置７によって適切なタイミングで適当な塗布量でガラス板５の表面５ａ上に塗布される。
【００８７】
以上のように、上述した実施の形態によると、定位置に配置したガラス板５に対して原版１を転動させて現像したトナー粒子５５をガラス板５の表面５ａに転写するようにしたため、原版１を転動させる転動機構の構成を小型化でき、装置の設置スペースを小さくできる。また、上述した実施の形態によると、非接触状態で対向配置した原版１からガラス板５へ電界を用いてトナー粒子５５を転写するようにしたため、従来のようにフレキソ版を用いた転写方式と比較して、転写像の解像度を高めることができ、高精細なパターンを形成できる。
【００８８】
また、上述した実施の形態では、原版１の凹部１４ａに集めた（現像した）トナー粒子５５を乾燥器４からのエアブローによって一旦適度に乾燥させた後、ガラス板５の表面５ａを溶媒によって濡らして（プリウェットして）トナー粒子５５を転写するようにしたため、ガラス板５の表面５ａに転写されるトナー像の形状を安定させることができ、パターンの輪郭を鮮明にできる。
【００８９】
図１２にこのようにして得られた前面基板を模式的に表す断面図を示す。
【００９０】
図１２に示すように、得られた前面基板１１１は、透明基板５とその上にドット状に設けられた蛍光体層１１６と、蛍光体層１１６の周囲に格子状に設けられた遮光層１１７とを有する。
【００９１】
図１３は、本発明に係る表示装置としてのＦＥＤの一例を表す斜視図を示す。
【００９２】
また、図１４には、そのＡ−Ａ’断面図を示す。
【００９３】
図１３および図１４に示すように、このＦＥＤは、絶縁基板としてそれぞれ矩形状のガラス板からなる前面基板１１１、および背面基板１１２を備え、これらの基板は１〜２ｍｍの隙間を置いて対向配置されている。そして、前面基板１１１および背面基板１１２は、矩形枠状の側壁１１３を介して周縁部同士が接合され、内部が真空状態に維持された扁平な矩形状の真空外囲器１１０を構成している。
【００９４】
真空外囲器１１０の内部には、前面基板１１１および背面基板１１２に加わる大気圧荷重を支えるため、複数のスペーサ１１４が設けられている。スペーサ１１４としては、板状あるいは柱状のスペーサ等を用いることができる。
【００９５】
前面基板１１１の内面上には、画像表示面として、赤、緑、青の蛍光体層１１６とマトリクス状の遮光層１１７とを有した蛍光面１１５が形成されている。これらの蛍光体層１１６はストライプ状あるいはドット状に形成してもよい。この蛍光面１１５上には、アルミニウム膜等からなるメタルバック１２０が形成されている。さらに真空外囲器１１０の内部圧力を下げるためにゲッタ膜１２１を形成し、内部の不要ガスを吸着している。ゲッタ粉末に接着効果のある材料を混ぜて接着している。
【００９６】
背面基板１１２の内面上には、蛍光面１１５の蛍光体層１１６を励起する電子源として、それぞれ電子ビームを放出する多数の表面伝導型の電子放出素子１１８が設けられている。これらの電子放出素子１１８は、画素毎に対応して複数列および複数行に配列されている。各電子放出素子１１８は、図示しない電子放出部、この電子放出部に電圧を印加する一対の素子電極等で構成されている。また、背面基板１１２の内面には、電子放出素子１１８に電位を供給する多数本の配線１２１がマトリクス状に設けられ、その端部は真空外囲器１１０の外部に引出されている。
【００９７】
このようなＦＥＤでは、画像を表示する場合、蛍光面１１５およびメタルバック１２０にアノード電圧を印加して、電子放出素子１１８から放出された電子ビームをアノード電圧により加速して蛍光面へ衝突させる。これにより、蛍光面１１５の蛍光体層１１６が励起されて発光し、カラー画像を表示する。
【００９８】
実施例
図１５に、本発明に使用し得る実験装置の一例を表す概略図を示す。
【００９９】
図示するように、この実験装置は、上下に分離可能な三つ口のセパラブルフラスコ３０と、中央の口に差し込まれた撹拌羽根を有する攪拌機１３６、攪拌機１３６を回転駆動させ、かつ中央の口を封止する防爆モータ１３２、中央の口の両側の口の一方に設けられ、ジムロート還流冷却器１３１、他の一方の口からセパラブルフラスコ１３０内部まで差し込まれた熱電対１３３、熱電対１３３に接続されたリレー温調ユニット１３４、及びリレー温調ユニット１３４に接続されたマントルヒータ１３５を有する。
【０１００】
この実験装置では、セパラブルフラスコ１３０の内容物を撹拌機１３６を用いて撹拌しながら、熱電対１３３で常に温度を計測し、計測された温度を基にリレー温調ユニット１３４にてマントルヒータ３５の加熱を制御し、内容物の温度を常に一定に保つことができる。内容物からの溶媒蒸気は、ジムロート還流冷却器１３１により冷却、凝縮させて再び下部の容器内に戻され、これにより、セパラブルフラスコ１３０内圧力の過度な上昇を防ぐことができる。
【０１０１】
実施例１
１０００ｍｌビーカーに信越化学社製シランカップリング剤（ＫＢＭ−６０３）水溶液を７００ｇ作成し、Ｙ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ系赤色発光蛍光体粒子（平均粒子径４．５μｍ、比重５．０）を５０ｇを投入し、２時間攪拌した。その後、濾過して乾燥炉で１２０℃、３時間乾燥させることによりシランカップリング処理を行った後、篩にかけた。次に、５００ｍｌセパラブルフラスコに、沸点範囲が１９１〜２０５℃のエクソン化学社製 絶縁性炭化水素溶媒（アイソパーL）を１８０ｇを注ぎ、さらに比重１．０である綜研化学株式会社製 アクリル微粒子（ＭＰ４００９）２ｇとシランカップリング処理を行ったＹ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ系赤色発光蛍光体粒子１８ｇを投入し、温度コントローラとしてリレー温調ユニットを５０℃にセットして、攪拌機により加熱攪拌を行った。溶液温度が５０℃の状態で２時間攪拌を続け、その後１．５時間かけて室温（２５℃）まで冷却しながら攪拌を続けた。このようにして得られた固形分濃度１０重量％の蛍光体粒子分散体に対し、沸点が１６１℃の関東化学製シクロヘキサノールに日本触媒製ポリビニルピロリドンＫ−３０を１重量％の割合で溶解させたポリビニルピロリドン溶液を１ｇ、大日本インキ化学工業社製 ナフテン酸ジルコニウムを４ｇ添加し、赤色発光蛍光体含有液体現像剤を得た。
【０１０２】
図１６に、上記液体現像剤を用いてトナー層を形成するための実験装置の一例を表す概略図を示す。
【０１０３】
図示する様に、実験装置としてのサンドイッチセルは、一対のＩＴＯ電極２１１，２１２間に、テフロン（登録商標）製スペーサ２１３を配置し、ＩＴＯ電極２１１，２１２間に電圧を印可できるようになっている。テフロン製スペーサ２１３は、一辺が４０ｍｍの正方形で、中央に３０ｍｍ角の正方形の開孔が設けられ、その一辺から、開孔に通じる２つのパスを形成するようにスペーサ２１３の一部が除去されている。２つのパスの一方は、空気抜き穴２１５として、もう一方は、液体現像剤の注入路２１４として使用される。
【０１０４】
上記赤色発光蛍光体含有液体現像剤を、図示するようなサンドイッチセルに注入し、直流電圧３００Ｖを５秒間印加した後にセルを分解した。得られた電着膜の様子を観察したところ、いずれの場合もグランド側のＩＴＯ電極２１１に均一な蛍光体電着膜が形成されており、正極側のＩＴＯ電極２１２にはなにも付着していなかった。
【０１０５】
このことから、これらの現像剤はすべて正極性に帯電しており、逆極性に帯電しているものは無いことが分かった。なお、このときの負極側の電着膜の厚みは平均で１１μｍであり、十分な厚さの電着膜が形成されていることがわかった。
【０１０６】
蛍光体電着膜の電子線励起での輝度を測定したところ、スクリーン印刷で形成した蛍光膜と同程度の輝度が得られた。
【０１０７】
実施例２
Ｙ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ系赤色発光蛍光体粒子の代わりに、ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌ系緑色発光蛍光体粒子（平均粒子径５．６μｍ、比重４．１）を５０ｇを投入すること以外は、実施例１と同様にして、緑色発光蛍光体含有液体現像剤を得た。
【０１０８】
得られた緑色発光蛍光体含有液体現像剤を用いて、実施例１と同様にして電着膜を形成し、その様子を観察したところ、いずれの場合もグランド側のＩＴＯ電極に均一な蛍光体電着膜が形成されており、正極側のＩＴＯ電極にはなにも付着していなかった。
【０１０９】
このことから、これらの現像剤はすべて正極性に帯電しており、逆極性に帯電しているものは無いことが分かった。このときの負極側の電着膜の厚みは平均で１２μｍであり、十分な厚さの電着膜が形成されていることがわかった。
【０１１０】
実施例１と同様にして輝度を測定したところ、スクリーン印刷で形成した蛍光膜と同程度となった。
【０１１１】
また、得られた緑色発光蛍光体含有液体現像剤を用いて作成した電着膜のトナー粒子表面構造をＳＥＭにより撮影して観察した。図１７に、トナー粒子の表面構造を表すＳＥＭ写真を示す。
【０１１２】
比較として、図１８にはバインダーを含有していないトナー粒子の表面構造を表すＳＥＭ写真を示す。
【０１１３】
図１８と比べて、図１７に示すトナー粒子には、蛍光体表面にバインダーが固着していることがわかった。
【０１１４】
実施例３
Ｙ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ系赤色発光蛍光体粒子の代わりに、ＺｎＳ：Ａｇ，Ａｌ系青色発光蛍光体粒子（平均粒子径５．６μｍ、比重４．１）を５０ｇを投入すること以外は、実施例１と同様にして、青色発光蛍光体含有液体現像剤を得た。
【０１１５】
得られた青色発光蛍光体含有液体現像剤を用いて実施例１と同様に電着膜を形成し、得られた電着膜の様子を観察したところ、いずれの場合もグランド側のＩＴＯ電極に均一な蛍光体電着膜が形成されており、正極側のＩＴＯ電極はなにも付着していなかった。
【０１１６】
このことから、これらの現像剤はすべて正極性に帯電しており、逆極性に帯電しているものは無いことが分かった。このときの負極側の電着膜の厚みは平均で１２μｍであり、十分な厚さの電着膜が形成されていることがわかった。
【０１１７】
蛍光体電着膜の電子線励起での輝度を測定したところ、スクリーン印刷で形成した蛍光膜と同程度となった。
【０１１８】
実施例４
さらに、上記実施例１ないし３で得られた赤色発光蛍光体含有液体現像剤、緑色発光蛍光体含有液体現像剤、及び青色発光蛍光体含有液体現像剤を、図２と同様の構成を有する装置の現像装置３ｒ、３ｇ、３ｂに各々収容し、幅１４７μｍ×長さ２４７μｍの大きさのドットを多数整列配置したパターンを有する１０ｍｍ×１００ｍｍの大きさを有する原版を適用して、現像、乾燥、及び転写を行うことにより、１０ｍｍ×１０ｍｍの大きさを有する透明基板上に赤色発光蛍光体層、緑色発光蛍光体層、青色発光蛍光体層を形成した。
【０１１９】
得られた各蛍光体層から無作為に３０箇所選択し、その幅を計測し、標準偏差を測定した。その結果、横幅平均１４８．８１μｍ、標準偏差１．２９という良好な結果が得られた。
【０１２０】
比較例１
固形分濃度１０重量％の蛍光体粒子分散体に対し、バインダーすなわちシクロヘキサノールに日本触媒製ポリビニルピロリドンＫ−３０を１重量％の割合で溶解させたポリビニルピロリドン溶液を添加しないこと以外は実施例１と同様にして、青色発光蛍光体含有液体現像剤を得た。
【０１２１】
同様な作成方法でバインダーが添加されていないＹ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ系赤色発光蛍光体含有液体現像剤とＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌ系緑色発光蛍光体含有液体現像剤を得た。
【０１２２】
比較の赤色発光蛍光体含有液体現像剤、緑色発光蛍光体含有液体現像剤、及び青色発光蛍光体含有液体現像剤を用いて、図２と同様の構成を有する装置の現像装置３ｒ、３ｇ、３ｂに各々収容し、幅１４７μｍ×長さ２４７μｍの大きさのドットを多数整列配置したパターンを有する１０ｍｍ×１００ｍｍの大きさを有する原版を適用して、現像、乾燥、及び転写を行うことにより、１０ｍｍ×１０ｍｍの大きさを有する透明基板上に赤色発光蛍光体層、緑色発光蛍光体層、青色発光蛍光体層を形成した。
【０１２３】
得られた各蛍光体層から無作為に３０箇所選択し、その幅を計測し、標準偏差を測定した。その結果、横幅平均１５１．７２μｍ、標準偏差１．６６という結果が得られた。
【０１２４】
実施例１ないし３に示したバインダーが含有された液体現像剤の結果と比較して、ドット形状のバラツキが低減され、なおかつ所望の幅により近い値となったことから、パターニング性能が向上していることがわかった。
【図面の簡単な説明】
【０１２５】
【図１】本発明にかかる液体現像剤中のトナー粒子の構成を表す模式的な断面図
【図２】前面基板の形成プロセスに使用されるパターン形成装置の一例を表す外観図
【図３】図２のパターン形成装置で使用する原版を示す平面図（ａ）、および断面図（ｂ）
【図４】図３の原版を部分的に拡大して示す部分拡大平面図
【図５】図３の原版の１つの凹部の構造を説明するための部分拡大斜視図
【図６】図３の原版をドラム素管に巻き付けた状態を示す概略図
【図７】図３の原版の高抵抗層の表面を帯電させるための構成を示す概略図
【図８】図３の原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ための構成を示す概略図
【図９】図３の原版に形成したパターンをガラス板に転写するための構成を示す概略図
【図１０】図３の原版をガラス板に沿って転動させるための転動機構の要部の構成を示す概略図
【図１１】原版の凹部に集めたトナー粒子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１２】本発明にかかる前面基板の一例を模式的に表す断面図
【図１３】本発明に係る表示装置としてのＦＥＤの一例を表す斜視図
【図１４】図１３のＡ−Ａ’断面図
【図１５】本発明に使用し得る実験装置の一例を表す概略図
【図１６】液体現像剤を用いてトナー層を形成するための実験装置の一例を表す概略図
【図１７】トナー粒子の表面構造を表すＳＥＭ写真
【図１８】トナー粒子の表面構造を表すＳＥＭ写真
【符号の説明】
【０１２６】
１…原版、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、１２…金属フィルム、１３…高抵抗層、１４ａ…凹部、６１…核粒子、６２…被覆層、６３…熱可塑性樹脂微粒子、６０…トナー粒子、１３１…ジムロート還流冷却器、１３２…防爆モータ、１３３…熱電対、１３４…リレー温調ユニット、１３５…マントルヒータ、１３６…攪拌機、１１０…真空外囲器、１１１…前面基板、１１２…背面基板、１１３…側壁、１１５…蛍光面、１１６…蛍光体層、１１７…遮光層、１１８…電子放出素子、１２０…メタルバック、１２１…ゲッタ層、２１１，２１２…ＩＴＯ電極、２１３…スペーサ、２１４…注入路、２１５…空気抜き穴
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バインダーと、
電気絶縁性の第１の溶媒と、該バインダーを溶解し得、かつ該電気絶縁性溶媒よりも低い沸点を有する第２の溶媒との混合溶媒と
該混合溶媒中に包含された核粒子、該核粒子表面に設けられた熱可塑性樹脂微粒子被覆層、及び該熱可塑性樹脂微粒子被覆された核粒子表面に添加された電荷制御剤を含有するトナー粒子とを含むことを特徴とする液体現像剤。
【請求項２】
前記核粒子は、０．０１ないし１０μｍの平均粒径を有する請求項１に記載の液体現像剤。
【請求項３】
前記熱可塑性樹脂微粒子は、０．１ないし５μｍの平均粒径を有する請求項１または２に記載の液体現像剤。
【請求項４】
前記電荷制御剤は、金属石鹸、界面活性剤、及び金属アルコキシドからなる群から選択される少なくとも１種であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の液体現像剤。
【請求項５】
前記バインダーは、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、ポリビニルピロリドン、及びポリイミドからなる群から選択される少なくとも１種であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の液体現像剤。
【請求項６】
前記核粒子は、有機顔料、無機顔料、及び蛍光体粒子からなる群から選択される少なくとも１種である請求項１ないし５のいずれか１項に記載の液体現像剤。
【請求項７】
透明基板上に、複数の枠状またはストライプ状のパターンを有する遮光層を形成する工程と、
請求項１ないし６のいずれか１項に記載の液体現像剤を、供給部材を介して像保持体の表面に供給し、該供給部材と像保持体との間に電界を形成して該像保持体表面に、ドット状またはストライプ状のパターン像を形成する現像工程と、
液体現像剤によるパターン像が形成された前記像保持体を、定位置に保持された、遮光層を有する透明基板に沿って転動させる転動工程と、
転動する前記像保持体と前記透明基板との間に電界を形成し、前記像保持体表面上のパターン像を前記透明基板へ転写し、該遮光層で区画された該基板上の各領域に、蛍光体層を形成する転写工程と、該蛍光体層上にメタルバック層を形成する工程とを含む前面基板の形成プロセスを具備することを特徴とする表示装置の製造方法。
【請求項１】
バインダーと、
電気絶縁性の第１の溶媒と、該バインダーを溶解し得、かつ該電気絶縁性溶媒よりも低い沸点を有する第２の溶媒との混合溶媒と
該混合溶媒中に包含された核粒子、該核粒子表面に設けられた熱可塑性樹脂微粒子被覆層、及び該熱可塑性樹脂微粒子被覆された核粒子表面に添加された電荷制御剤を含有するトナー粒子とを含むことを特徴とする液体現像剤。
【請求項２】
前記核粒子は、０．０１ないし１０μｍの平均粒径を有する請求項１に記載の液体現像剤。
【請求項３】
前記熱可塑性樹脂微粒子は、０．１ないし５μｍの平均粒径を有する請求項１または２に記載の液体現像剤。
【請求項４】
前記電荷制御剤は、金属石鹸、界面活性剤、及び金属アルコキシドからなる群から選択される少なくとも１種であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の液体現像剤。
【請求項５】
前記バインダーは、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、ポリビニルピロリドン、及びポリイミドからなる群から選択される少なくとも１種であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の液体現像剤。
【請求項６】
前記核粒子は、有機顔料、無機顔料、及び蛍光体粒子からなる群から選択される少なくとも１種である請求項１ないし５のいずれか１項に記載の液体現像剤。
【請求項７】
透明基板上に、複数の枠状またはストライプ状のパターンを有する遮光層を形成する工程と、
請求項１ないし６のいずれか１項に記載の液体現像剤を、供給部材を介して像保持体の表面に供給し、該供給部材と像保持体との間に電界を形成して該像保持体表面に、ドット状またはストライプ状のパターン像を形成する現像工程と、
液体現像剤によるパターン像が形成された前記像保持体を、定位置に保持された、遮光層を有する透明基板に沿って転動させる転動工程と、
転動する前記像保持体と前記透明基板との間に電界を形成し、前記像保持体表面上のパターン像を前記透明基板へ転写し、該遮光層で区画された該基板上の各領域に、蛍光体層を形成する転写工程と、該蛍光体層上にメタルバック層を形成する工程とを含む前面基板の形成プロセスを具備することを特徴とする表示装置の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【公開番号】特開２００８−２５６８５８（Ｐ２００８−２５６８５８Ａ）
【公開日】平成２０年１０月２３日（２００８．１０．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−９７６２３（Ｐ２００７−９７６２３）
【出願日】平成１９年４月３日（２００７．４．３）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１０月２３日（２００８．１０．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年４月３日（２００７．４．３）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
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