版、および版の製造方法
【課題】この発明は、現像剤の無駄が無くコストを低減でき、高精細なパターンを高い位置精度で形成できる版、および版の製造方法を提供することを課題とする。
【解決手段】平面型表示装置の前面基板に蛍光体スクリーンをパターニングする版は、その表面２０ａに整列配置された多数の点状凹部２１を有する。点状凹部２１の底部の径をＤ１、開口径をＤ２、深さをＴとした場合、点状凹部２１は、Ｄ１が点状凹部の最小の径で、Ｄ２が点状凹部の最大の径で、且つ、Ｄ２≧Ｄ１＋Ｔが成り立つ形状を有する。
【解決手段】平面型表示装置の前面基板に蛍光体スクリーンをパターニングする版は、その表面２０ａに整列配置された多数の点状凹部２１を有する。点状凹部２１の底部の径をＤ１、開口径をＤ２、深さをＴとした場合、点状凹部２１は、Ｄ１が点状凹部の最小の径で、Ｄ２が点状凹部の最大の径で、且つ、Ｄ２≧Ｄ１＋Ｔが成り立つ形状を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば、平面型表示装置の蛍光体スクリーンを形成するための版、およびこの版の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、偏平な平面パネル構造の真空外囲器を有する平面型表示装置として、液晶ディスプレイ、フィールドエミッションディスプレイ（ＦＥＤ）、プラズマディスプレイ（ＰＤＰ）等が知られている。また、ＦＥＤの一種として、表面伝導型の電子放出素子を備えた表示装置（以下、ＳＥＤと称する）の開発が進められている。
【０００３】
例えば、ＳＥＤは、一定の隙間を置いて対向配置された前面基板および背面基板を有する。これらの基板は、矩形枠状の側壁を介して周縁部を互いに接合され、内部を真空にされて偏平な平面パネル構造の真空外囲器を構成している。
【０００４】
透明な前面基板の内面には３色の蛍光体層およびメタルバックを有する蛍光体スクリーンが形成され、背面基板の内面には、蛍光体層を励起発光させる電子の放出源として、画素毎に対応する多数の電子放出素子が整列配置されている。また、背面基板の内面上には、電子放出素子を駆動するための多数本の配線がマトリックス状に設けられ、その端部は真空外囲器の外部に引き出されている。
【０００５】
前面基板と背面基板の間には、大気圧荷重を支えるための支持部材として、複数枚の板状のスペーサが配設されている。これら複数のスペーサは、前面基板および背面基板の内面に当接することで基板間の隙間を維持するよう機能する。
【０００６】
このＳＥＤを動作させる場合、基板間に１０［ｋＶ］程度の高電圧を与え、配線に接続した駆動回路を介して各電子放出素子に選択的に駆動電圧を印加する。これにより、各電子放出素子から選択的に電子ビームが放出され、これら電子ビームが、対応する蛍光体層に照射され、蛍光体層が選択的に励起発光されてカラー画像が表示される。
【０００７】
近年、この種の平面型表示装置では、高精細化の要求が高まりつつあり、蛍光体スクリーンの３色の蛍光体層の画素サイズがますます小さくなっている。このため、蛍光体層の微小なドットを高い位置精度で前面基板に印刷する要求が高まりつつある。このように、多数の蛍光体層を高精細に形成した表示装置として、フォトリソグラフィー技術を用いて蛍光体スクリーンを成膜した表示装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００８】
しかし、フォトリソグラフィーにより蛍光体スクリーンを形成する場合、例えば、蛍光体層を前面基板の全面に成膜した後、マスクを介して露光・現像するため、蛍光体の材料に無駄が多い。その上、フォトリソグラフィーによるパターニングは、成膜、マスキング、露光、現像と、工程数が多く、結果として表示装置の製造コストが高くなってしまう。
【特許文献１】特開２００６−９２８７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
この発明の目的は、現像剤の無駄が無くコストを低減でき、高精細なパターンを高い位置精度で形成できる版、および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】
【００１０】
上記目的を達成するため、この発明の版は、整列配置された多数の点状凹部を表面に有し、これら多数の点状凹部内に帯電した現像剤粒子を集めて、この集めた現像剤粒子に電界を作用させ、上記表面に対向した被転写媒体にこの現像剤粒子によるパターンを転写する版であって、上記多数の点状凹部は、底部の径が最小で上記被転写媒体に向けて開口した側の開口径が最大であり、且つ上記被転写媒体側の開口径が上記底部の径に該点状凹部の深さを足した値以上であることを特徴とする。
【００１１】
上記発明によると、多数の点状凹部の底部の径に対して被転写媒体に向けて開口した開口の径を大きくしたため、点状凹部内に集めた現像剤粒子に電界を作用させて被転写媒体に転写したとき、点状凹部内に残留する現像剤粒子の量を極めて少なくでき、高精細なパターンを高い位置精度で形成できる。また、上記発明の版を用いることで、現像剤粒子の無駄を無くすことができ、且つパターンの製造工数を少なくでき、コストを低減できる。
【発明の効果】
【００１２】
この発明の版、および版の製造方法によると、現像剤の無駄が無くコストを低減でき、高精細なパターンを高い位置精度で形成できる。
【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。
始めに、図１乃至図３を参照して、本発明の実施の形態に係る版を用いて製造する表示装置の一例として、ＳＥＤ（Surface-conduction Electron-emitter Display）１について説明する。図１は、前面基板２を部分的に切り欠いた状態のＳＥＤ１の真空外囲器１０を示す斜視図であり、図２は、図１の真空外囲器１０を線分II-IIで切断した断面図であり、図３は、図２の断面を部分的に拡大した部分拡大断面図である。ＳＥＤ１は、図１に示す真空外囲器１０に駆動回路や電源回路を接続して背面側に図示しない筐体を取り付けることによって構成される。
【００１４】
図１乃至図３に示すように、真空外囲器１０は、それぞれ矩形の透明なガラス板からなる前面基板２および背面基板４を備え、これらの基板は約１．０〜２．０ｍｍの隙間をおいて互いに平行に対向配置されている。なお、背面基板４は、前面基板２より１回り大きいサイズを有する。また、前面基板２および背面基板４は、ガラスからなる矩形枠状の側壁６を介して周縁部同志が接合され、内部が真空の扁平な平面パネル構造の真空外囲器１０を構成している。
【００１５】
前面基板２の内面には画像表示面として機能する蛍光体スクリーン１２が形成されている。この蛍光体スクリーン１２は、赤、青、緑の蛍光体層Ｒ、Ｇ、Ｂ、および遮光層１１を並べて構成され、これらの蛍光体層はストライプ状あるいはドット状に形成されている。また、蛍光体スクリーン１２上には、アルミニウム等からなるメタルバック１４が形成されている。
【００１６】
背面基板４の内面には、蛍光体スクリーン１２の蛍光体層Ｒ、Ｇ、Ｂを励起発光させるための電子を放出する電子放出源として、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１６が設けられている。これらの電子放出素子１６は、画素毎、すなわち蛍光体層Ｒ、Ｇ、Ｂ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１６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４の内面上には、各電子放出素子１６に駆動電圧を与えるための多数本の配線１８がマトリックス状に設けられ、その端部は真空外囲器１０の外部に引き出されている。
【００１７】
接合部材として機能する側壁６は、例えば、低融点ガラス、低融点金属等の封着材１９により、前面基板２の周縁部および背面基板４の周縁部に封着され、これらの基板同士を接合している。本実施の形態では、背面基板４と側壁６をフリットガラス１９ａを用いて接合し、前面基板２と側壁６をインジウム１９ｂを用いて接合した。もし、配線１８のある背面基板４と側壁６を低融点金属で封着する場合は、配線１８と封着材１９の電気ショートを避けるため、中間層として絶縁層を設ける必要がある。
【００１８】
また、真空外囲器１０は、前面基板２と背面基板４の間にガラスからなる複数の細長い板状のスペーサ８を備えている。本実施の形態において、スペーサ８は、複数の細長いガラス板としたが、矩形板状の金属板からなるグリッド（図示せず）と、グリッドの両面に一体的に立設された多数の柱状のスペーサ（図示せず）と、で構成しても良い。
【００１９】
各スペーサ８は、上述したメタルバック１４、および蛍光体スクリーン１２の遮光層１１を介して前面基板２の内面に当接する上端８ａ、および背面基板４の内面上に設けられた配線１８上に当接する下端８ｂを有する。しかして、これら複数のスペーサ８は、前面基板２および背面基板４の外側から作用する大気圧荷重を支持し、基板間の間隔を所定値に維持している。
【００２０】
さらに、ＳＥＤ１は、前面基板２のメタルバック１４と背面基板４との間にアノード電圧を印加する図示しない電圧供給部を備えている。電圧供給部は、例えば、背面基板４の電位を０Ｖに設定し、メタルバック１４の電位を１０ｋＶ程度にするよう、両者の間にアノード電圧を印加する。
【００２１】
そして、上記ＳＥＤ１において、画像を表示する場合、配線１８に接続した図示しない駆動回路を介して電子放出素子１６の素子電極間に電圧を与え、任意の電子放出素子１６の電子放出部から電子ビームを放出するとともに、メタルバック１４にアノード電圧を印加する。電子放出部から放出された電子ビームは、アノード電圧により加速され、蛍光体スクリーン１２に衝突する。これにより、蛍光体スクリーン１２の蛍光体層Ｒ、Ｇ、Ｂが励起されて発光し、カラー画像を表示する。
【００２２】
また、上記構造のＳＥＤ１の真空外囲器１０を製造する場合、予め、蛍光体スクリーン１２およびメタルバック１４の設けられた前面基板２を用意し、電子放出素子１６および配線１８が設けられているとともに側壁６およびスペーサ８が接合された背面基板４を用意しておく。そして、前面基板２、および背面基板４を図示しない真空チャンバ内に配置し、真空チャンバ内を真空排気した後、側壁６を介して前面基板２を背面基板４に接合する。これにより、複数のスペーサ８を備えた真空外囲器１０が製造される。
【００２３】
ところで、上述したＳＥＤ１などの平面型表示装置において、解像度が高く高精細で品質の高い良質な画像を表示させるためには、例えば、前面基板２の内面に形成する蛍光体スクリーン１２の遮光層１１や蛍光体層Ｒ、Ｇ、Ｂを高い位置精度で且つできるだけ高精細にパターニングする必要がある。近年、このような蛍光体スクリーン１２のパターニング方法として、フォトリソグラフィー技術を用いたパターン形成方法が知られているが、本願の背景技術で説明したように、工数が多く、現像剤の無駄が多いため、表示装置の製造コストが高くなる問題がある。
【００２４】
このため、本願発明者等は、図４に例示したように、整列配置した多数の点状凹部２１を表面２０ａに有する版２０を開発し、この版２０を用いて蛍光体スクリーン１２の例えば３色の蛍光体層Ｒ、Ｇ、Ｂをパターニングするようにした。なお、図４では、説明を分かり易くするため点状凹部２１を略矩形に描き且つその数も少なく描いたが、実際にはより多くの点状凹部２１が版２０の表面２０ａに形成されており形状も矩形に限らない。また、この版２０は、図示しない転写装置に組み込まれて繰り返し使用され、各色の蛍光体層Ｒ、Ｇ、Ｂを前面基板２の内面に転写する度に必要に応じてクリーニングされて次の色の蛍光体層Ｒ、Ｇ、Ｂの転写工程で使用されるものとする。
【００２５】
ここで、上記版２０を用いて蛍光体粒子（現像剤粒子）による１色分のパターンを前面基板２に形成する方法について図５乃至図９を参照して簡単に説明する。なお、ここでは、ガラス板２２の表面に電極層２３を形成し、この電極層２３の表面に絶縁層２４を積層して、絶縁層２４の表面２０ａ（すなわち、版２０の表面２０ａ）から点状凹部２１を刻設した版２０（平版）を用いるものとする。また、点状凹部２１の最適形状については後に詳述する。
【００２６】
まず、図５に示すように、帯電した蛍光体粒子３１を絶縁性溶媒３２に分散させた現像液３０を現像ローラ４１と版２０の表面２０ａとの間に供給し、両者の間を現像液３０で満たした状態で、版２０の点状凹部２１の底に配置した電極層２３と現像ローラ４１との間に現像バイアスを印加する。すると、現像液３０内の蛍光体粒子３１に点状凹部２１に向かう電界が作用し、絶縁性溶媒３２中に分散された蛍光体粒子３１がクーロン力によって絶縁性溶媒３２中を泳動し、図６に示すように、蛍光体粒子３１が点状凹部２１内に集められてパターンが現像される。このとき、版２０の表面２０ａ、すなわち絶縁層２４の表面２０ａは、予め、蛍光体粒子３１と正極性に帯電させておく。
【００２７】
次に、図７に示すように、蛍光体粒子３１が点状凹部２１内に集められてパターンを現像された版２０の表面２０ａに被転写媒体としての前面基板２が近接対向して位置決め配置され、両者の間に絶縁性溶媒が満たされる。この絶縁性溶媒として、例えば、上述した現像液３０の絶縁性溶媒３２が使用される。また、前面基板２の内面には、予め電極膜５１が設けられている。この電極膜５１は、後の工程で焼失される。
【００２８】
そして、この状態で、版２０の電極層２３と前面基板２の電極膜５１との間に転写バイアスが印加されると、版２０の点状凹部２１内に集められていた蛍光体粒子３１に前面基板２に向かう電界が作用され、蛍光体粒子３１が点状凹部２１から剥離される。このように、点状凹部２１から剥離された蛍光体粒子３１は、図８に示すように、版２０と前面基板２の間を満たした絶縁性溶媒３２中を泳動し、図９に示すように、前面基板２の内面（電極膜５１上）に転写される。以上の工程によって、前面基板２の内面に蛍光体粒子３１によるパターン３３が形成される。
【００２９】
上記のように、１色分の蛍光体層のパターン３３が前面基板２の内面に形成された後、混色のないように次の色のパターンを形成するため、版２０の表面２０ａおよび多数の点状凹部２１に残留した蛍光体粒子３１を除去するクリーニング工程が必要となる。しかし、版２０の点状凹部２１内に残留する蛍光体粒子３１の量を極めて少なくすることができれば、版２０を洗浄するクリーニング工程を不要とすることができる。つまり、次の色のパターンを形成する際に、混色を許容するレベルまで前の色の蛍光体粒子の残留量を少なくできれば版２０のクリーニング工程が不要となる。また、単色で使用する場合でも、残留する蛍光体粒子により画素形状が悪化するため、多数の点状凹部２１に残留した蛍光体粒子３１を除去するクリーニング工程が必要となるが、版２０の点状凹部２１内に残留する蛍光体粒子３１の量を極めて少なくすることができれば、版２０を洗浄するクリーニング工程を不要とすることができる。
【００３０】
具体的には、版２０における蛍光体粒子の転写効率を略１００％にできればクリーニングが不要となる。クリーニング工程が不要となると、そのための構成、すなわち、クリーナが不要となり、その分、装置の製造コストも低減できる。
【００３１】
本願発明者等は、上述した版２０の転写効率を高める目的で、点状凹部２１の最良な形状を調べるためのいくつかの実験をした。その結果、クリーニング工程を必要としない程度に離型性の良い点状凹部２１の形状の条件を見出した。以下、蛍光体粒子の転写効率を高めるための点状凹部２１の形状について、いくつかの実施例を上げて説明する。
【００３２】
図１０には、この発明の第１の実施例に係る版２０の１つの点状凹部２１を拡大した部分拡大平面図を示してある。また、図１１には、図１０の線分XI-XIで点状凹部２１を切断した部分拡大断面図を示してある。
【００３３】
以下に説明するいくつかの点状凹部は、例えば本実施の形態で説明したように表示装置の１つの画素に相当する程度に微小なものであるため、所望する形状を有する多数の点状凹部を整列配置した版を作成するには、その製造方法に工夫が必要となる。
【００３４】
以下、図１０および図１１に示した点状凹部２１を形成する方法について図１２に示すフローチャートを参照しつつ説明する。
【００３５】
まず、Ｆｅ−Ｎｉ合金などの金属板６１（基材）の表面に１０［μｍ］の厚さ（第１の厚さ）を有するドライフィルムレジスト６２（第１の感光層）をラミネートする（図１２、ステップ１）。そして、９０［μｍ］×１９０［μｍ］の矩形の多数の開口パターン（第１の開口）を有する図示しないマスク（第１のマスク）を介して、ドライフィルムレジスト６２を露光して現像する（ステップ２）。
【００３６】
これにより、多数の点状凹部２１に対応する位置に図１１に示すようなドライフィルムレジスト６２を貫通した矩形の開口６２ａ（第１の孔）が形成される。このとき、ドライフィルムレジスト６２に形成される多数の開口６２ａのサイズは、マスクの開口のサイズに依存して、９０［μｍ］×１９０［μｍ］となる。
【００３７】
次に、上記ドライフィルムレジスト６２の上に１０［μｍ］の厚さ（第２の厚さ）を有する別のドライフィルムレジスト６３（第２の感光層）をラミネートする（ステップ３）。そして、今度は、１１５［μｍ］×２１５［μｍ］の矩形の多数の開口パターン（第２の開口）を有する図示しない別のマスク（第２のマスク）を介して、ドライフィルムレジスト６３を露光して現像する（ステップ４）。
【００３８】
これにより、ステップ２でドライフィルムレジスト６２に形成した多数の開口６２ａに対応する位置に２層目のドライフィルムレジスト６３を貫通した矩形の開口６３ａ（第２の孔）が形成される。このとき、ドライフィルムレジスト６３に形成される多数の開口６３ａのサイズは、マスクの開口のサイズに依存して、１１５［μｍ］×２１５［μｍ］となる。つまり、底部に向けて開口径が段階的に狭くなった多数の点状凹部２１を有する版２０が製造される。
【００３９】
この版２０を用いて前面基板２の内面に蛍光体層Ｒ、Ｇ、Ｂを形成したときの蛍光体粒子の転写効率を調べたところ、蛍光体層のパターンの転写位置精度±１０［μｍ］／１［ｍ］を確保した上で、蛍光体粒子の転写率９９［％］以上を達成できた。言い換えると、本実施例の多数の点状凹部２１を有する版２０を用いて蛍光体層Ｒ、Ｇ、Ｂをパターニングすれば、版２０を洗浄するクリーニング工程が不要となり、装置の製造コストも低減できる。
【００４０】
なお、本実施例の版２０は、金属板にドライフィルムレジストを２層重ねて径の異なる多数の孔をそれぞれ形成して製造したが、３層以上のドライフィルムレジストを重ねて径を徐々に異ならせた孔をそれぞれ形成するようにしても良い。いずれにしても、形成される点状凹部２１の底部の径が最小となり、版２０の表面２０ａに開口した点状凹部２１の開口径が最大となるように傾斜を付けるとともに、点状凹部２１の最大開口径が底部の最小径に点状凹部２１の深さを足した値以上となるように、点状凹部２１の形状を調整すれば良い。また、感光層としては、ここで説明したドライフィルムレジストの代りに感光性のペーストを複数回に分けて塗布しても良い。
【００４１】
次に、この発明の第２の実施例に係る点状凹部２１の形成方法について、図１３に示すフローチャートを参照して説明する。
まず、金属板（基材）の表面に、図示しないコーターなどを用いて、８［μｍ］の厚さで比較的感度の高い感光性ペーストを塗布する。そして、この感光性ペーストの層を乾燥させて第１の感光層を形成する（ステップ１）。
【００４２】
そして、ステップ１で形成した第１の感光層の上に重ねて、図示しないコーターによって、１２［μｍ］の厚さで第１の感光層より感度の低い感光性ペーストを塗布して乾燥させ、第２の感光層を形成する（ステップ２）。
【００４３】
この後、１００［μｍ］×２００［μｍ］の矩形の多数の開口パターンを有する図示しないマスクを介して、第１および第２の感光層を同時に露光し、露光した第１および第２の感光層を現像する（ステップ３）。このように、感度の違う感光層を重ねて一緒に露光・現像することで、各層に形成される孔の径を異ならせることができる。
【００４４】
具体的には、本実施例の方法で形成した点状凹部２１は、上述した第１の実施例と同様に底部の径が最小で開口径が最大となるとともに、底部の径が８８［μｍ］×１８７［μｍ］となり、開口径が１１０［μｍ］×２１０［μｍ］となった。なお、点状凹部２１の深さは、各層の厚さを足した２０［μｍ］となった。言い換えると、本実施例の方法で形成した点状凹部２１も、開口径が底部の径に深さを足した値以上となった。
【００４５】
このように形成した多数の点状凹部２１を有する版２０についても、パターンの転写効率を調べたところ、±１０［μｍ］／１［ｍ］の位置精度を確保した上で、転写率９９［％］以上を達成できた。言い換えると、本実施例の版２０を用いた場合であっても、版２０のクリーニング工程が不要となり、装置の製造コストを低減できる。
【００４６】
次に、第３の実施例に係る点状凹部２１の形成方法について、図１４に示すフローチャートを参照して説明する。
まず、金属板（基材）の表面に、図示しないコーターなどを用いて、２０［μｍ］の厚さで高抵抗材料を塗布する。そして、この高抵抗材料の層を乾燥させて均一な厚さの高抵抗層を形成する（ステップ１）。
【００４７】
次に、ステップ１で形成した高抵抗層の上に、点状凹部２１に対応する１１５［μｍ］×２１５［μｍ］の矩形の多数の開口パターンを有する図示しない金属製のマスキングシート（マスク）をセットする。そして、このマスキングシートを介して高抵抗層をサンドブラスト処理し（ステップ２）、高抵抗層をその表面側から部分的に削り取り、高抵抗層を貫通した多数の点状凹部２１を形成する。
【００４８】
この方法で形成した点状凹部２１は、上述した第１および第２の実施例と同様に、金属板に露出した底部の径が最小で版２０の表面２０ａに開口した開口径が最大となるとともに、底部の径が８５［μｍ］×１８５［μｍ］となり、開口径が１１５［μｍ］×２１５［μｍ］となった。なお、点状凹部２１の深さは、高抵抗層の厚さに一致する２０［μｍ］である。言い換えると、本実施例の方法で形成した点状凹部２１も、開口径が底部の径に深さを足した値以上となった。
【００４９】
このように形成した多数の点状凹部２１を有する版２０についても、パターンの転写効率を調べたところ、±１０［μｍ］／１［ｍ］の位置精度を確保した上で、転写率９９［％］以上を達成できた。言い換えると、本実施例の版２０を用いた場合であっても、版２０のクリーニング工程が不要となり、装置の製造コストを低減できる。また、本実施例の方法で点状凹部２１を形成する場合、版２０の高抵抗層の材料に感光性を持たせる必要がないため、材料の選択の自由度を高めることができる。
【００５０】
次に、第４の実施例に係る点状凹部２１の形成方法について、図１５に示すフローチャートを参照して説明する。
まず、金属板（基材）の表面に、図示しないコーターなどを用いて、２０［μｍ］の厚さで感光性ペーストを塗布する。そして、この感光性ペーストの層を乾燥させて感光層を形成する（ステップ１）。
【００５１】
次に、ステップ１で形成した感光層の上に、点状凹部２１に対応する１１５［μｍ］×２１５［μｍ］の矩形の多数の開口パターンを有する図示しないマスクをセットし、感光層を露光する（ステップ２）。
【００５２】
そして、この後、マスクを剥がして感光層の表面から現像液を３乃至５［ｋｇｆ］の圧力でスプレーし、点状凹部２１を現像する（ステップ３）。
【００５３】
この方法で形成した点状凹部２１も、上述した第１乃至第３の実施例と同様に、金属板に露出した底部の径が最小で版２０の表面２０ａに開口した開口径が最大となるとともに、底部の径が８５［μｍ］×１８５［μｍ］となり、開口径が１１５［μｍ］×２１５［μｍ］となった。なお、点状凹部２１の深さは、高抵抗層の厚さに一致する２０［μｍ］である。言い換えると、本実施例の方法で形成した点状凹部２１も、開口径が底部の径に深さを足した値以上となった。
【００５４】
このように形成した多数の点状凹部２１を有する版２０についても、パターンの転写効率を調べたところ、±１０［μｍ］／１［ｍ］の位置精度を確保した上で、転写率９９［％］以上を達成できた。言い換えると、本実施例の版２０を用いた場合であっても、版２０のクリーニング工程が不要となり、装置の製造コストを低減できる。
【００５５】
この他にも、いろいろな手段で形状を異ならせたいくつかの点状凹部２１を形成して転写効率を調べたが、いずれの場合においても、点状凹部２１の版２０の表面２０ａに開口した開口径が最大となり、点状凹部２１の底部の径が最小となり、且つ最大開口径が最小径に点状凹部２１の深さを足した値以上となる形状にした場合に、転写効率が９９［％］以上となることが分かった。
【００５６】
言い換えると、点状凹部２１の底部の径をＤ１とし、表面２０ａに開口した開口径をＤ２とし、点状凹部２１の深さをＴとして、Ｄ１、Ｄ２、Ｔを種々変更して転写率を調べたところ、図１６に示すように、Ｄ１が点状凹部２１の最小の径となり、Ｄ２が点状凹部２１の最大の径となり、且つＤ２≧Ｄ１＋Ｔを満たす形状の点状凹部２１を形成した版を用いた場合に転写率が９９［％］以上となることが分かった。
【００５７】
これに対し、比較例１として、金属板の表面に２０［μｍ］の厚さの感光層を形成して、１００［μｍ］×２００［μｍ］の多数の開口を有するマスクを介して露光および現像し、底部の最小径が９０［μｍ］×１９０［μｍ］で最大開口径が１００［μｍ］×２００［μｍ］の点状凹部を有する版を作成した。この点状凹部は、言うまでもなく、上述した数式（Ｄ２≧Ｄ１＋Ｔ）を満たしておらず、本発明の範囲から外れている。このため、このような多数の点状凹部を有する版を用いて蛍光体層を形成して、転写効率を調べたところ、±１０［μｍ／１ｍ］の位置精度を実現できたものの、転写率が８９［％］となってしまった。
【００５８】
本願発明の効果をより分かり易く説明するため、上述した第１の実施例で説明した方法により作成した版と上述した比較例１で説明した方法で作成した版を用いて蛍光体層を転写した後の１つの点状凹部の状態を比較した。図１７には、転写後の第１実施例の版の１つの点状凹部を拡大した平面図を模式的に示してあり、図１９には、転写後の比較例１の版の１つの点状凹部を拡大した平面図を模式的に示してある。これによると、本願の第１実施例の版では転写後に残留する蛍光体粒子は殆ど無いことが分かるが、比較例１の版では点状凹部のエッジ部近くに多くの蛍光体粒子が残留していることが分かる。
【００５９】
つまり、比較例１の版は、図２０に断面図を示すように、点状凹部の底部の径と開口径が殆ど変わらないため、被転写媒体との間に電界を形成してクーロン力を作用させたときに、点状凹部の角部に付着している蛍光体粒子が十分に剥離されずに残ってしまう。これに対し、本願の第１実施例の版は、図１８に示すように、底部の径と開口径が比較的大きく異ならせてあるため、点状凹部の側面に比較的大きなテーパーが付けられており、点状凹部の角部が比較的大きな角度となっている。このため、角部に付着している蛍光体粒子を比較的容易に剥離させることができる。よって、比較例１と比較しても、本願の第１実施例の版を用いた場合、転写効率を高めることができる。
【００６０】
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。更に、異なる実施の形態に亘る構成要素を適宜組み合わせても良い。
【００６１】
例えば、上述した実施の形態では、ＳＥＤの前面基板に蛍光体層Ｒ、Ｇ、Ｂを形成するための版について説明したが、これに限らず、カラーフィルターや遮光層を形成するための版に本発明を適用しても良い。また、ＳＥＤなどの平面型表示装置の製造に用いる版以外の印刷版にも本発明を適用できる。
【００６２】
また、上述した実施の形態では、平面型表示装置として、表面伝導型の電子放出素子を有するＳＥＤについて代表して説明したが、これに限定されるものではなく、どのような構造の電子放出素子をもつものであっても本発明を適用することができる。例えば、ｐｎ型の冷陰極素子あるいは電界放出型の電子放出素子のような他の電子放出素子を用いた表示装置に本発明を適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】この発明の実施の形態に係る版を用いて製造されるＳＥＤの真空外囲器を示す外観斜視図。
【図２】図１の真空外囲器を線分II−IIに沿って切断した断面斜視図。
【図３】図２の断面を部分的に拡大して示す部分拡大断面図。
【図４】この発明の実施の形態に係る版を示す概略平面図。
【図５】図４の版を現像する動作を説明するための動作説明図。
【図６】図４の版を現像する動作を説明するための動作説明図。
【図７】図４の版で現像したパターンを転写する動作を説明するための動作説明図。
【図８】図４の版で現像したパターンを転写する動作を説明するための動作説明図。
【図９】図４の版で現像したパターンを転写する動作を説明するための動作説明図。
【図１０】図４の版の点状凹部を部分的に拡大して示す部分拡大平面図。
【図１１】図１０の線分XI-XIに沿って点状凹部を切断した版の部分拡大断面図。
【図１２】この発明の第１の実施例に係る点状凹部を形成する方法を説明するためのフローチャート。
【図１３】この発明の第２の実施例に係る点状凹部を形成する方法を説明するためのフローチャート。
【図１４】この発明の第３の実施例に係る点状凹部を形成する方法を説明するためのフローチャート。
【図１５】この発明の第４の実施例に係る点状凹部を形成する方法を説明するためのフローチャート。
【図１６】版の転写効率と点状凹部の形状との関係を示すグラフ。
【図１７】第１の実施例で説明した方法により形成した点状凹部の転写後の状態を示す模式図。
【図１８】図１７の点状凹部を切断した部分拡大断面図。
【図１９】比較例１で説明した方法により形成した点状凹部の転写後の状態を示す模式図。
【図２０】図１９の点状凹部を切断した部分拡大断面図。
【符号の説明】
【００６４】
１…ＳＥＤ、２…前面基板、４…背面基板、６…側壁、８…スペーサ、１０…真空外囲器、１２…蛍光体スクリーン、１４…メタルバック、１６…電子放出素子、１８…配線、２０…版、２０ａ…表面、２１…点状凹部、Ｄ１…底部の径、Ｄ２…開口径、Ｔ…深さ。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば、平面型表示装置の蛍光体スクリーンを形成するための版、およびこの版の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、偏平な平面パネル構造の真空外囲器を有する平面型表示装置として、液晶ディスプレイ、フィールドエミッションディスプレイ（ＦＥＤ）、プラズマディスプレイ（ＰＤＰ）等が知られている。また、ＦＥＤの一種として、表面伝導型の電子放出素子を備えた表示装置（以下、ＳＥＤと称する）の開発が進められている。
【０００３】
例えば、ＳＥＤは、一定の隙間を置いて対向配置された前面基板および背面基板を有する。これらの基板は、矩形枠状の側壁を介して周縁部を互いに接合され、内部を真空にされて偏平な平面パネル構造の真空外囲器を構成している。
【０００４】
透明な前面基板の内面には３色の蛍光体層およびメタルバックを有する蛍光体スクリーンが形成され、背面基板の内面には、蛍光体層を励起発光させる電子の放出源として、画素毎に対応する多数の電子放出素子が整列配置されている。また、背面基板の内面上には、電子放出素子を駆動するための多数本の配線がマトリックス状に設けられ、その端部は真空外囲器の外部に引き出されている。
【０００５】
前面基板と背面基板の間には、大気圧荷重を支えるための支持部材として、複数枚の板状のスペーサが配設されている。これら複数のスペーサは、前面基板および背面基板の内面に当接することで基板間の隙間を維持するよう機能する。
【０００６】
このＳＥＤを動作させる場合、基板間に１０［ｋＶ］程度の高電圧を与え、配線に接続した駆動回路を介して各電子放出素子に選択的に駆動電圧を印加する。これにより、各電子放出素子から選択的に電子ビームが放出され、これら電子ビームが、対応する蛍光体層に照射され、蛍光体層が選択的に励起発光されてカラー画像が表示される。
【０００７】
近年、この種の平面型表示装置では、高精細化の要求が高まりつつあり、蛍光体スクリーンの３色の蛍光体層の画素サイズがますます小さくなっている。このため、蛍光体層の微小なドットを高い位置精度で前面基板に印刷する要求が高まりつつある。このように、多数の蛍光体層を高精細に形成した表示装置として、フォトリソグラフィー技術を用いて蛍光体スクリーンを成膜した表示装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００８】
しかし、フォトリソグラフィーにより蛍光体スクリーンを形成する場合、例えば、蛍光体層を前面基板の全面に成膜した後、マスクを介して露光・現像するため、蛍光体の材料に無駄が多い。その上、フォトリソグラフィーによるパターニングは、成膜、マスキング、露光、現像と、工程数が多く、結果として表示装置の製造コストが高くなってしまう。
【特許文献１】特開２００６−９２８７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
この発明の目的は、現像剤の無駄が無くコストを低減でき、高精細なパターンを高い位置精度で形成できる版、および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】
【００１０】
上記目的を達成するため、この発明の版は、整列配置された多数の点状凹部を表面に有し、これら多数の点状凹部内に帯電した現像剤粒子を集めて、この集めた現像剤粒子に電界を作用させ、上記表面に対向した被転写媒体にこの現像剤粒子によるパターンを転写する版であって、上記多数の点状凹部は、底部の径が最小で上記被転写媒体に向けて開口した側の開口径が最大であり、且つ上記被転写媒体側の開口径が上記底部の径に該点状凹部の深さを足した値以上であることを特徴とする。
【００１１】
上記発明によると、多数の点状凹部の底部の径に対して被転写媒体に向けて開口した開口の径を大きくしたため、点状凹部内に集めた現像剤粒子に電界を作用させて被転写媒体に転写したとき、点状凹部内に残留する現像剤粒子の量を極めて少なくでき、高精細なパターンを高い位置精度で形成できる。また、上記発明の版を用いることで、現像剤粒子の無駄を無くすことができ、且つパターンの製造工数を少なくでき、コストを低減できる。
【発明の効果】
【００１２】
この発明の版、および版の製造方法によると、現像剤の無駄が無くコストを低減でき、高精細なパターンを高い位置精度で形成できる。
【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。
始めに、図１乃至図３を参照して、本発明の実施の形態に係る版を用いて製造する表示装置の一例として、ＳＥＤ（Surface-conduction Electron-emitter Display）１について説明する。図１は、前面基板２を部分的に切り欠いた状態のＳＥＤ１の真空外囲器１０を示す斜視図であり、図２は、図１の真空外囲器１０を線分II-IIで切断した断面図であり、図３は、図２の断面を部分的に拡大した部分拡大断面図である。ＳＥＤ１は、図１に示す真空外囲器１０に駆動回路や電源回路を接続して背面側に図示しない筐体を取り付けることによって構成される。
【００１４】
図１乃至図３に示すように、真空外囲器１０は、それぞれ矩形の透明なガラス板からなる前面基板２および背面基板４を備え、これらの基板は約１．０〜２．０ｍｍの隙間をおいて互いに平行に対向配置されている。なお、背面基板４は、前面基板２より１回り大きいサイズを有する。また、前面基板２および背面基板４は、ガラスからなる矩形枠状の側壁６を介して周縁部同志が接合され、内部が真空の扁平な平面パネル構造の真空外囲器１０を構成している。
【００１５】
前面基板２の内面には画像表示面として機能する蛍光体スクリーン１２が形成されている。この蛍光体スクリーン１２は、赤、青、緑の蛍光体層Ｒ、Ｇ、Ｂ、および遮光層１１を並べて構成され、これらの蛍光体層はストライプ状あるいはドット状に形成されている。また、蛍光体スクリーン１２上には、アルミニウム等からなるメタルバック１４が形成されている。
【００１６】
背面基板４の内面には、蛍光体スクリーン１２の蛍光体層Ｒ、Ｇ、Ｂを励起発光させるための電子を放出する電子放出源として、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１６が設けられている。これらの電子放出素子１６は、画素毎、すなわち蛍光体層Ｒ、Ｇ、Ｂ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１６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４の内面上には、各電子放出素子１６に駆動電圧を与えるための多数本の配線１８がマトリックス状に設けられ、その端部は真空外囲器１０の外部に引き出されている。
【００１７】
接合部材として機能する側壁６は、例えば、低融点ガラス、低融点金属等の封着材１９により、前面基板２の周縁部および背面基板４の周縁部に封着され、これらの基板同士を接合している。本実施の形態では、背面基板４と側壁６をフリットガラス１９ａを用いて接合し、前面基板２と側壁６をインジウム１９ｂを用いて接合した。もし、配線１８のある背面基板４と側壁６を低融点金属で封着する場合は、配線１８と封着材１９の電気ショートを避けるため、中間層として絶縁層を設ける必要がある。
【００１８】
また、真空外囲器１０は、前面基板２と背面基板４の間にガラスからなる複数の細長い板状のスペーサ８を備えている。本実施の形態において、スペーサ８は、複数の細長いガラス板としたが、矩形板状の金属板からなるグリッド（図示せず）と、グリッドの両面に一体的に立設された多数の柱状のスペーサ（図示せず）と、で構成しても良い。
【００１９】
各スペーサ８は、上述したメタルバック１４、および蛍光体スクリーン１２の遮光層１１を介して前面基板２の内面に当接する上端８ａ、および背面基板４の内面上に設けられた配線１８上に当接する下端８ｂを有する。しかして、これら複数のスペーサ８は、前面基板２および背面基板４の外側から作用する大気圧荷重を支持し、基板間の間隔を所定値に維持している。
【００２０】
さらに、ＳＥＤ１は、前面基板２のメタルバック１４と背面基板４との間にアノード電圧を印加する図示しない電圧供給部を備えている。電圧供給部は、例えば、背面基板４の電位を０Ｖに設定し、メタルバック１４の電位を１０ｋＶ程度にするよう、両者の間にアノード電圧を印加する。
【００２１】
そして、上記ＳＥＤ１において、画像を表示する場合、配線１８に接続した図示しない駆動回路を介して電子放出素子１６の素子電極間に電圧を与え、任意の電子放出素子１６の電子放出部から電子ビームを放出するとともに、メタルバック１４にアノード電圧を印加する。電子放出部から放出された電子ビームは、アノード電圧により加速され、蛍光体スクリーン１２に衝突する。これにより、蛍光体スクリーン１２の蛍光体層Ｒ、Ｇ、Ｂが励起されて発光し、カラー画像を表示する。
【００２２】
また、上記構造のＳＥＤ１の真空外囲器１０を製造する場合、予め、蛍光体スクリーン１２およびメタルバック１４の設けられた前面基板２を用意し、電子放出素子１６および配線１８が設けられているとともに側壁６およびスペーサ８が接合された背面基板４を用意しておく。そして、前面基板２、および背面基板４を図示しない真空チャンバ内に配置し、真空チャンバ内を真空排気した後、側壁６を介して前面基板２を背面基板４に接合する。これにより、複数のスペーサ８を備えた真空外囲器１０が製造される。
【００２３】
ところで、上述したＳＥＤ１などの平面型表示装置において、解像度が高く高精細で品質の高い良質な画像を表示させるためには、例えば、前面基板２の内面に形成する蛍光体スクリーン１２の遮光層１１や蛍光体層Ｒ、Ｇ、Ｂを高い位置精度で且つできるだけ高精細にパターニングする必要がある。近年、このような蛍光体スクリーン１２のパターニング方法として、フォトリソグラフィー技術を用いたパターン形成方法が知られているが、本願の背景技術で説明したように、工数が多く、現像剤の無駄が多いため、表示装置の製造コストが高くなる問題がある。
【００２４】
このため、本願発明者等は、図４に例示したように、整列配置した多数の点状凹部２１を表面２０ａに有する版２０を開発し、この版２０を用いて蛍光体スクリーン１２の例えば３色の蛍光体層Ｒ、Ｇ、Ｂをパターニングするようにした。なお、図４では、説明を分かり易くするため点状凹部２１を略矩形に描き且つその数も少なく描いたが、実際にはより多くの点状凹部２１が版２０の表面２０ａに形成されており形状も矩形に限らない。また、この版２０は、図示しない転写装置に組み込まれて繰り返し使用され、各色の蛍光体層Ｒ、Ｇ、Ｂを前面基板２の内面に転写する度に必要に応じてクリーニングされて次の色の蛍光体層Ｒ、Ｇ、Ｂの転写工程で使用されるものとする。
【００２５】
ここで、上記版２０を用いて蛍光体粒子（現像剤粒子）による１色分のパターンを前面基板２に形成する方法について図５乃至図９を参照して簡単に説明する。なお、ここでは、ガラス板２２の表面に電極層２３を形成し、この電極層２３の表面に絶縁層２４を積層して、絶縁層２４の表面２０ａ（すなわち、版２０の表面２０ａ）から点状凹部２１を刻設した版２０（平版）を用いるものとする。また、点状凹部２１の最適形状については後に詳述する。
【００２６】
まず、図５に示すように、帯電した蛍光体粒子３１を絶縁性溶媒３２に分散させた現像液３０を現像ローラ４１と版２０の表面２０ａとの間に供給し、両者の間を現像液３０で満たした状態で、版２０の点状凹部２１の底に配置した電極層２３と現像ローラ４１との間に現像バイアスを印加する。すると、現像液３０内の蛍光体粒子３１に点状凹部２１に向かう電界が作用し、絶縁性溶媒３２中に分散された蛍光体粒子３１がクーロン力によって絶縁性溶媒３２中を泳動し、図６に示すように、蛍光体粒子３１が点状凹部２１内に集められてパターンが現像される。このとき、版２０の表面２０ａ、すなわち絶縁層２４の表面２０ａは、予め、蛍光体粒子３１と正極性に帯電させておく。
【００２７】
次に、図７に示すように、蛍光体粒子３１が点状凹部２１内に集められてパターンを現像された版２０の表面２０ａに被転写媒体としての前面基板２が近接対向して位置決め配置され、両者の間に絶縁性溶媒が満たされる。この絶縁性溶媒として、例えば、上述した現像液３０の絶縁性溶媒３２が使用される。また、前面基板２の内面には、予め電極膜５１が設けられている。この電極膜５１は、後の工程で焼失される。
【００２８】
そして、この状態で、版２０の電極層２３と前面基板２の電極膜５１との間に転写バイアスが印加されると、版２０の点状凹部２１内に集められていた蛍光体粒子３１に前面基板２に向かう電界が作用され、蛍光体粒子３１が点状凹部２１から剥離される。このように、点状凹部２１から剥離された蛍光体粒子３１は、図８に示すように、版２０と前面基板２の間を満たした絶縁性溶媒３２中を泳動し、図９に示すように、前面基板２の内面（電極膜５１上）に転写される。以上の工程によって、前面基板２の内面に蛍光体粒子３１によるパターン３３が形成される。
【００２９】
上記のように、１色分の蛍光体層のパターン３３が前面基板２の内面に形成された後、混色のないように次の色のパターンを形成するため、版２０の表面２０ａおよび多数の点状凹部２１に残留した蛍光体粒子３１を除去するクリーニング工程が必要となる。しかし、版２０の点状凹部２１内に残留する蛍光体粒子３１の量を極めて少なくすることができれば、版２０を洗浄するクリーニング工程を不要とすることができる。つまり、次の色のパターンを形成する際に、混色を許容するレベルまで前の色の蛍光体粒子の残留量を少なくできれば版２０のクリーニング工程が不要となる。また、単色で使用する場合でも、残留する蛍光体粒子により画素形状が悪化するため、多数の点状凹部２１に残留した蛍光体粒子３１を除去するクリーニング工程が必要となるが、版２０の点状凹部２１内に残留する蛍光体粒子３１の量を極めて少なくすることができれば、版２０を洗浄するクリーニング工程を不要とすることができる。
【００３０】
具体的には、版２０における蛍光体粒子の転写効率を略１００％にできればクリーニングが不要となる。クリーニング工程が不要となると、そのための構成、すなわち、クリーナが不要となり、その分、装置の製造コストも低減できる。
【００３１】
本願発明者等は、上述した版２０の転写効率を高める目的で、点状凹部２１の最良な形状を調べるためのいくつかの実験をした。その結果、クリーニング工程を必要としない程度に離型性の良い点状凹部２１の形状の条件を見出した。以下、蛍光体粒子の転写効率を高めるための点状凹部２１の形状について、いくつかの実施例を上げて説明する。
【００３２】
図１０には、この発明の第１の実施例に係る版２０の１つの点状凹部２１を拡大した部分拡大平面図を示してある。また、図１１には、図１０の線分XI-XIで点状凹部２１を切断した部分拡大断面図を示してある。
【００３３】
以下に説明するいくつかの点状凹部は、例えば本実施の形態で説明したように表示装置の１つの画素に相当する程度に微小なものであるため、所望する形状を有する多数の点状凹部を整列配置した版を作成するには、その製造方法に工夫が必要となる。
【００３４】
以下、図１０および図１１に示した点状凹部２１を形成する方法について図１２に示すフローチャートを参照しつつ説明する。
【００３５】
まず、Ｆｅ−Ｎｉ合金などの金属板６１（基材）の表面に１０［μｍ］の厚さ（第１の厚さ）を有するドライフィルムレジスト６２（第１の感光層）をラミネートする（図１２、ステップ１）。そして、９０［μｍ］×１９０［μｍ］の矩形の多数の開口パターン（第１の開口）を有する図示しないマスク（第１のマスク）を介して、ドライフィルムレジスト６２を露光して現像する（ステップ２）。
【００３６】
これにより、多数の点状凹部２１に対応する位置に図１１に示すようなドライフィルムレジスト６２を貫通した矩形の開口６２ａ（第１の孔）が形成される。このとき、ドライフィルムレジスト６２に形成される多数の開口６２ａのサイズは、マスクの開口のサイズに依存して、９０［μｍ］×１９０［μｍ］となる。
【００３７】
次に、上記ドライフィルムレジスト６２の上に１０［μｍ］の厚さ（第２の厚さ）を有する別のドライフィルムレジスト６３（第２の感光層）をラミネートする（ステップ３）。そして、今度は、１１５［μｍ］×２１５［μｍ］の矩形の多数の開口パターン（第２の開口）を有する図示しない別のマスク（第２のマスク）を介して、ドライフィルムレジスト６３を露光して現像する（ステップ４）。
【００３８】
これにより、ステップ２でドライフィルムレジスト６２に形成した多数の開口６２ａに対応する位置に２層目のドライフィルムレジスト６３を貫通した矩形の開口６３ａ（第２の孔）が形成される。このとき、ドライフィルムレジスト６３に形成される多数の開口６３ａのサイズは、マスクの開口のサイズに依存して、１１５［μｍ］×２１５［μｍ］となる。つまり、底部に向けて開口径が段階的に狭くなった多数の点状凹部２１を有する版２０が製造される。
【００３９】
この版２０を用いて前面基板２の内面に蛍光体層Ｒ、Ｇ、Ｂを形成したときの蛍光体粒子の転写効率を調べたところ、蛍光体層のパターンの転写位置精度±１０［μｍ］／１［ｍ］を確保した上で、蛍光体粒子の転写率９９［％］以上を達成できた。言い換えると、本実施例の多数の点状凹部２１を有する版２０を用いて蛍光体層Ｒ、Ｇ、Ｂをパターニングすれば、版２０を洗浄するクリーニング工程が不要となり、装置の製造コストも低減できる。
【００４０】
なお、本実施例の版２０は、金属板にドライフィルムレジストを２層重ねて径の異なる多数の孔をそれぞれ形成して製造したが、３層以上のドライフィルムレジストを重ねて径を徐々に異ならせた孔をそれぞれ形成するようにしても良い。いずれにしても、形成される点状凹部２１の底部の径が最小となり、版２０の表面２０ａに開口した点状凹部２１の開口径が最大となるように傾斜を付けるとともに、点状凹部２１の最大開口径が底部の最小径に点状凹部２１の深さを足した値以上となるように、点状凹部２１の形状を調整すれば良い。また、感光層としては、ここで説明したドライフィルムレジストの代りに感光性のペーストを複数回に分けて塗布しても良い。
【００４１】
次に、この発明の第２の実施例に係る点状凹部２１の形成方法について、図１３に示すフローチャートを参照して説明する。
まず、金属板（基材）の表面に、図示しないコーターなどを用いて、８［μｍ］の厚さで比較的感度の高い感光性ペーストを塗布する。そして、この感光性ペーストの層を乾燥させて第１の感光層を形成する（ステップ１）。
【００４２】
そして、ステップ１で形成した第１の感光層の上に重ねて、図示しないコーターによって、１２［μｍ］の厚さで第１の感光層より感度の低い感光性ペーストを塗布して乾燥させ、第２の感光層を形成する（ステップ２）。
【００４３】
この後、１００［μｍ］×２００［μｍ］の矩形の多数の開口パターンを有する図示しないマスクを介して、第１および第２の感光層を同時に露光し、露光した第１および第２の感光層を現像する（ステップ３）。このように、感度の違う感光層を重ねて一緒に露光・現像することで、各層に形成される孔の径を異ならせることができる。
【００４４】
具体的には、本実施例の方法で形成した点状凹部２１は、上述した第１の実施例と同様に底部の径が最小で開口径が最大となるとともに、底部の径が８８［μｍ］×１８７［μｍ］となり、開口径が１１０［μｍ］×２１０［μｍ］となった。なお、点状凹部２１の深さは、各層の厚さを足した２０［μｍ］となった。言い換えると、本実施例の方法で形成した点状凹部２１も、開口径が底部の径に深さを足した値以上となった。
【００４５】
このように形成した多数の点状凹部２１を有する版２０についても、パターンの転写効率を調べたところ、±１０［μｍ］／１［ｍ］の位置精度を確保した上で、転写率９９［％］以上を達成できた。言い換えると、本実施例の版２０を用いた場合であっても、版２０のクリーニング工程が不要となり、装置の製造コストを低減できる。
【００４６】
次に、第３の実施例に係る点状凹部２１の形成方法について、図１４に示すフローチャートを参照して説明する。
まず、金属板（基材）の表面に、図示しないコーターなどを用いて、２０［μｍ］の厚さで高抵抗材料を塗布する。そして、この高抵抗材料の層を乾燥させて均一な厚さの高抵抗層を形成する（ステップ１）。
【００４７】
次に、ステップ１で形成した高抵抗層の上に、点状凹部２１に対応する１１５［μｍ］×２１５［μｍ］の矩形の多数の開口パターンを有する図示しない金属製のマスキングシート（マスク）をセットする。そして、このマスキングシートを介して高抵抗層をサンドブラスト処理し（ステップ２）、高抵抗層をその表面側から部分的に削り取り、高抵抗層を貫通した多数の点状凹部２１を形成する。
【００４８】
この方法で形成した点状凹部２１は、上述した第１および第２の実施例と同様に、金属板に露出した底部の径が最小で版２０の表面２０ａに開口した開口径が最大となるとともに、底部の径が８５［μｍ］×１８５［μｍ］となり、開口径が１１５［μｍ］×２１５［μｍ］となった。なお、点状凹部２１の深さは、高抵抗層の厚さに一致する２０［μｍ］である。言い換えると、本実施例の方法で形成した点状凹部２１も、開口径が底部の径に深さを足した値以上となった。
【００４９】
このように形成した多数の点状凹部２１を有する版２０についても、パターンの転写効率を調べたところ、±１０［μｍ］／１［ｍ］の位置精度を確保した上で、転写率９９［％］以上を達成できた。言い換えると、本実施例の版２０を用いた場合であっても、版２０のクリーニング工程が不要となり、装置の製造コストを低減できる。また、本実施例の方法で点状凹部２１を形成する場合、版２０の高抵抗層の材料に感光性を持たせる必要がないため、材料の選択の自由度を高めることができる。
【００５０】
次に、第４の実施例に係る点状凹部２１の形成方法について、図１５に示すフローチャートを参照して説明する。
まず、金属板（基材）の表面に、図示しないコーターなどを用いて、２０［μｍ］の厚さで感光性ペーストを塗布する。そして、この感光性ペーストの層を乾燥させて感光層を形成する（ステップ１）。
【００５１】
次に、ステップ１で形成した感光層の上に、点状凹部２１に対応する１１５［μｍ］×２１５［μｍ］の矩形の多数の開口パターンを有する図示しないマスクをセットし、感光層を露光する（ステップ２）。
【００５２】
そして、この後、マスクを剥がして感光層の表面から現像液を３乃至５［ｋｇｆ］の圧力でスプレーし、点状凹部２１を現像する（ステップ３）。
【００５３】
この方法で形成した点状凹部２１も、上述した第１乃至第３の実施例と同様に、金属板に露出した底部の径が最小で版２０の表面２０ａに開口した開口径が最大となるとともに、底部の径が８５［μｍ］×１８５［μｍ］となり、開口径が１１５［μｍ］×２１５［μｍ］となった。なお、点状凹部２１の深さは、高抵抗層の厚さに一致する２０［μｍ］である。言い換えると、本実施例の方法で形成した点状凹部２１も、開口径が底部の径に深さを足した値以上となった。
【００５４】
このように形成した多数の点状凹部２１を有する版２０についても、パターンの転写効率を調べたところ、±１０［μｍ］／１［ｍ］の位置精度を確保した上で、転写率９９［％］以上を達成できた。言い換えると、本実施例の版２０を用いた場合であっても、版２０のクリーニング工程が不要となり、装置の製造コストを低減できる。
【００５５】
この他にも、いろいろな手段で形状を異ならせたいくつかの点状凹部２１を形成して転写効率を調べたが、いずれの場合においても、点状凹部２１の版２０の表面２０ａに開口した開口径が最大となり、点状凹部２１の底部の径が最小となり、且つ最大開口径が最小径に点状凹部２１の深さを足した値以上となる形状にした場合に、転写効率が９９［％］以上となることが分かった。
【００５６】
言い換えると、点状凹部２１の底部の径をＤ１とし、表面２０ａに開口した開口径をＤ２とし、点状凹部２１の深さをＴとして、Ｄ１、Ｄ２、Ｔを種々変更して転写率を調べたところ、図１６に示すように、Ｄ１が点状凹部２１の最小の径となり、Ｄ２が点状凹部２１の最大の径となり、且つＤ２≧Ｄ１＋Ｔを満たす形状の点状凹部２１を形成した版を用いた場合に転写率が９９［％］以上となることが分かった。
【００５７】
これに対し、比較例１として、金属板の表面に２０［μｍ］の厚さの感光層を形成して、１００［μｍ］×２００［μｍ］の多数の開口を有するマスクを介して露光および現像し、底部の最小径が９０［μｍ］×１９０［μｍ］で最大開口径が１００［μｍ］×２００［μｍ］の点状凹部を有する版を作成した。この点状凹部は、言うまでもなく、上述した数式（Ｄ２≧Ｄ１＋Ｔ）を満たしておらず、本発明の範囲から外れている。このため、このような多数の点状凹部を有する版を用いて蛍光体層を形成して、転写効率を調べたところ、±１０［μｍ／１ｍ］の位置精度を実現できたものの、転写率が８９［％］となってしまった。
【００５８】
本願発明の効果をより分かり易く説明するため、上述した第１の実施例で説明した方法により作成した版と上述した比較例１で説明した方法で作成した版を用いて蛍光体層を転写した後の１つの点状凹部の状態を比較した。図１７には、転写後の第１実施例の版の１つの点状凹部を拡大した平面図を模式的に示してあり、図１９には、転写後の比較例１の版の１つの点状凹部を拡大した平面図を模式的に示してある。これによると、本願の第１実施例の版では転写後に残留する蛍光体粒子は殆ど無いことが分かるが、比較例１の版では点状凹部のエッジ部近くに多くの蛍光体粒子が残留していることが分かる。
【００５９】
つまり、比較例１の版は、図２０に断面図を示すように、点状凹部の底部の径と開口径が殆ど変わらないため、被転写媒体との間に電界を形成してクーロン力を作用させたときに、点状凹部の角部に付着している蛍光体粒子が十分に剥離されずに残ってしまう。これに対し、本願の第１実施例の版は、図１８に示すように、底部の径と開口径が比較的大きく異ならせてあるため、点状凹部の側面に比較的大きなテーパーが付けられており、点状凹部の角部が比較的大きな角度となっている。このため、角部に付着している蛍光体粒子を比較的容易に剥離させることができる。よって、比較例１と比較しても、本願の第１実施例の版を用いた場合、転写効率を高めることができる。
【００６０】
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。更に、異なる実施の形態に亘る構成要素を適宜組み合わせても良い。
【００６１】
例えば、上述した実施の形態では、ＳＥＤの前面基板に蛍光体層Ｒ、Ｇ、Ｂを形成するための版について説明したが、これに限らず、カラーフィルターや遮光層を形成するための版に本発明を適用しても良い。また、ＳＥＤなどの平面型表示装置の製造に用いる版以外の印刷版にも本発明を適用できる。
【００６２】
また、上述した実施の形態では、平面型表示装置として、表面伝導型の電子放出素子を有するＳＥＤについて代表して説明したが、これに限定されるものではなく、どのような構造の電子放出素子をもつものであっても本発明を適用することができる。例えば、ｐｎ型の冷陰極素子あるいは電界放出型の電子放出素子のような他の電子放出素子を用いた表示装置に本発明を適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】この発明の実施の形態に係る版を用いて製造されるＳＥＤの真空外囲器を示す外観斜視図。
【図２】図１の真空外囲器を線分II−IIに沿って切断した断面斜視図。
【図３】図２の断面を部分的に拡大して示す部分拡大断面図。
【図４】この発明の実施の形態に係る版を示す概略平面図。
【図５】図４の版を現像する動作を説明するための動作説明図。
【図６】図４の版を現像する動作を説明するための動作説明図。
【図７】図４の版で現像したパターンを転写する動作を説明するための動作説明図。
【図８】図４の版で現像したパターンを転写する動作を説明するための動作説明図。
【図９】図４の版で現像したパターンを転写する動作を説明するための動作説明図。
【図１０】図４の版の点状凹部を部分的に拡大して示す部分拡大平面図。
【図１１】図１０の線分XI-XIに沿って点状凹部を切断した版の部分拡大断面図。
【図１２】この発明の第１の実施例に係る点状凹部を形成する方法を説明するためのフローチャート。
【図１３】この発明の第２の実施例に係る点状凹部を形成する方法を説明するためのフローチャート。
【図１４】この発明の第３の実施例に係る点状凹部を形成する方法を説明するためのフローチャート。
【図１５】この発明の第４の実施例に係る点状凹部を形成する方法を説明するためのフローチャート。
【図１６】版の転写効率と点状凹部の形状との関係を示すグラフ。
【図１７】第１の実施例で説明した方法により形成した点状凹部の転写後の状態を示す模式図。
【図１８】図１７の点状凹部を切断した部分拡大断面図。
【図１９】比較例１で説明した方法により形成した点状凹部の転写後の状態を示す模式図。
【図２０】図１９の点状凹部を切断した部分拡大断面図。
【符号の説明】
【００６４】
１…ＳＥＤ、２…前面基板、４…背面基板、６…側壁、８…スペーサ、１０…真空外囲器、１２…蛍光体スクリーン、１４…メタルバック、１６…電子放出素子、１８…配線、２０…版、２０ａ…表面、２１…点状凹部、Ｄ１…底部の径、Ｄ２…開口径、Ｔ…深さ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
整列配置された多数の点状凹部を表面に有し、これら多数の点状凹部内に帯電した現像剤粒子を集めて、この集めた現像剤粒子に電界を作用させ、上記表面に対向した被転写媒体にこの現像剤粒子によるパターンを転写する版であって、
上記多数の点状凹部は、底部の径が最小で上記被転写媒体に向けて開口した側の開口径が最大であり、且つ上記被転写媒体側の開口径が上記底部の径に該点状凹部の深さを足した値以上であることを特徴とする版。
【請求項２】
請求項１に記載の版を製造する方法であって、
基材の表面に感光層を積層し、上記点状凹部を形成するためのパターンを有するマスク介して上記感光層を露光し、露光した感光層のパターンを現像する工程を２回以上繰り返すことを特徴とする版の製造方法。
【請求項３】
請求項１に記載の版を製造する方法であって、
基材の表面に第１の厚さを有する第１の感光層を積層し、上記点状凹部を形成するための第１の開口を有する第１のマスクを介して上記第１の感光層を露光し、この露光した第１の感光層を現像して第１の孔を形成し、
上記第１の感光層の上に第２の厚さを有する第２の感光層を積層し、上記第１の孔に一致する第２の開口を有する第２のマスクを介して上記第２の感光層を露光し、この露光した第２の感光層を現像して上記第１の孔に一致した第２の孔を形成することを特徴とする版の製造方法。
【請求項４】
上記第２の孔の径は、上記第１の孔の径に上記第１の厚さおよび第２の厚さを足した値以上であることを特徴とする請求項３に記載の版の製造方法。
【請求項５】
請求項１に記載の版を製造する方法であって、
基材の表面に第１の感光層を積層し、その上に上記第１の感光層より感度の低い第２の感光層を積層し、上記点状凹部を形成するためのパターンを有するマスクを介して上記第１および第２の感光層を同時に露光し、露光した第１および第２の感光層を現像することを特徴とする版の製造方法。
【請求項６】
請求項１に記載の版を製造する方法であって、
上記点状凹部の開口と同じパターンを有するマスクを高抵抗層の表面に重ね、このマスクを介して上記高抵抗層をサンドブラスト処理により部分的に削り取ることを特徴とする版の製造方法。
【請求項７】
請求項１に記載の版を製造する方法であって、
基材の表面に感光層を積層し、上記点状凹部を形成するためのパターンを有するマスクを介して上記感光層を露光し、露光した感光層の表面に現像液を吹き付けて上記点状凹部を現像することを特徴とする版の製造方法。
【請求項８】
上記現像液を上記感光層に吹き付ける圧力は、３乃至５［ｋｇｆ］であることを特徴とする請求項７に記載の版の製造方法。
【請求項９】
上記感光層は、感光性のペースト、またはドライフィルムレジストにより形成されることを特徴とする請求項２〜５、７、８のいずれか１項に記載の版の製造方法。
【請求項１】
整列配置された多数の点状凹部を表面に有し、これら多数の点状凹部内に帯電した現像剤粒子を集めて、この集めた現像剤粒子に電界を作用させ、上記表面に対向した被転写媒体にこの現像剤粒子によるパターンを転写する版であって、
上記多数の点状凹部は、底部の径が最小で上記被転写媒体に向けて開口した側の開口径が最大であり、且つ上記被転写媒体側の開口径が上記底部の径に該点状凹部の深さを足した値以上であることを特徴とする版。
【請求項２】
請求項１に記載の版を製造する方法であって、
基材の表面に感光層を積層し、上記点状凹部を形成するためのパターンを有するマスク介して上記感光層を露光し、露光した感光層のパターンを現像する工程を２回以上繰り返すことを特徴とする版の製造方法。
【請求項３】
請求項１に記載の版を製造する方法であって、
基材の表面に第１の厚さを有する第１の感光層を積層し、上記点状凹部を形成するための第１の開口を有する第１のマスクを介して上記第１の感光層を露光し、この露光した第１の感光層を現像して第１の孔を形成し、
上記第１の感光層の上に第２の厚さを有する第２の感光層を積層し、上記第１の孔に一致する第２の開口を有する第２のマスクを介して上記第２の感光層を露光し、この露光した第２の感光層を現像して上記第１の孔に一致した第２の孔を形成することを特徴とする版の製造方法。
【請求項４】
上記第２の孔の径は、上記第１の孔の径に上記第１の厚さおよび第２の厚さを足した値以上であることを特徴とする請求項３に記載の版の製造方法。
【請求項５】
請求項１に記載の版を製造する方法であって、
基材の表面に第１の感光層を積層し、その上に上記第１の感光層より感度の低い第２の感光層を積層し、上記点状凹部を形成するためのパターンを有するマスクを介して上記第１および第２の感光層を同時に露光し、露光した第１および第２の感光層を現像することを特徴とする版の製造方法。
【請求項６】
請求項１に記載の版を製造する方法であって、
上記点状凹部の開口と同じパターンを有するマスクを高抵抗層の表面に重ね、このマスクを介して上記高抵抗層をサンドブラスト処理により部分的に削り取ることを特徴とする版の製造方法。
【請求項７】
請求項１に記載の版を製造する方法であって、
基材の表面に感光層を積層し、上記点状凹部を形成するためのパターンを有するマスクを介して上記感光層を露光し、露光した感光層の表面に現像液を吹き付けて上記点状凹部を現像することを特徴とする版の製造方法。
【請求項８】
上記現像液を上記感光層に吹き付ける圧力は、３乃至５［ｋｇｆ］であることを特徴とする請求項７に記載の版の製造方法。
【請求項９】
上記感光層は、感光性のペースト、またはドライフィルムレジストにより形成されることを特徴とする請求項２〜５、７、８のいずれか１項に記載の版の製造方法。
【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１９】
【図２０】
【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１９】
【図２０】
【公開番号】特開２００８−１５５４１９（Ｐ２００８−１５５４１９Ａ）
【公開日】平成２０年７月１０日（２００８．７．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３４４８１６（Ｐ２００６−３４４８１６）
【出願日】平成１８年１２月２１日（２００６．１２．２１）
【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７月１０日（２００８．７．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１２月２１日（２００６．１２．２１）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
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