JP2014195015A - パターン構造体の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】リフトオフ材の塗布量を比較的少なくすることができると共に、リフトオフ材の厚みの均一性を高めることができるパターン構造体の製造方法を提供する。
【解決手段】実施形態に係るパターン構造体の製造方法では、筆３４を有する塗布装置２０を用いて基材１０上にリフトオフ材１２を形成する。次に、基材１０及びリフトオフ材１２上に、原子層堆積法により機能膜１４を形成する。次に、リフトオフ法によりリフトオフ材１２を除去することによって、基材１０上に、機能膜１４からパターン１４ａを形成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、パターン構造体の製造方法に関する。

インクジェット法によりリフトオフ材を基材上に形成した後、原子層堆積法により機能膜をリフトオフ材及び基材上に形成し、リフトオフ法により機能膜からパターンを形成する方法が知られている（例えば特許文献１参照）。

国際公開第２０１２／１６１０５１号

上記方法では、非接触のインクジェット法によりリフトオフ材を基材上に形成するので、通常のディスペンサーを用いた場合に比べ、リフトオフ材の塗布量が過大となるのを抑制するが、半面、リフトオフ材の塗布量が比較的少なくなるため、隠蔽できない部分が生じやすい。また、インクジェットプリンターの導入コスト負担や、インクジェットプリンターから好適に吐出されるようにインク設計を行なう必要がある。

本発明は、ディスペンサー方式と比較して、リフトオフ材の塗布量を比較的少なくすることができると共に、インクジェット方式のように設備投資負担がない簡便な設備で、且つ、インクジェット方式のような複雑なインク設計を必要とせず、リフトオフ材の厚みの均一性を高めることができるパターン構造体の製造方法を提供することを目的とする。

本発明の一側面に係るパターン構造体の製造方法は、接触式塗布部を有する塗布装置を用いて基材上にリフトオフ材を形成する工程と、前記基材及び前記リフトオフ材上に、原子層堆積法により機能膜を形成する工程と、リフトオフ法により前記リフトオフ材を除去することによって、前記基材上に、前記機能膜からパターンを形成する工程と、を含む。

この方法では、接触式塗布部を有する塗布装置を用いているので、基材上に塗布されるリフトオフ材の塗布量を比較的少なくすることができると共に、リフトオフ材の厚みの均一性を高めることができる。

前記接触式塗布部が前記基材に接触することにより、前記塗布装置が変形可能であってもよい。

この場合、接触式塗布部が基材に接触して塗布装置が変形することによって、接触式塗布部から基材に加わる圧力が小さくなる。そのため、接触式塗布部が基材に与えるダメージを小さくすることができる。

前記接触式塗布部が筆を備えてもよい。

この場合、接触式塗布部が基材に与えるダメージをより小さくすることができる。また、塗布面積が可変になる。

前記リフトオフ材が、樹脂と溶媒とを含むインクを前記基材上に塗布した後、前記溶媒を除去することによって形成されてもよい。

前記基材が凸部を有し、前記リフトオフ材が、前記凸部上に形成されてもよい。

前記基材が、ポリマーフィルムであってもよい。

低温プロセスでは、ポリマーフィルムを用いることができる。その結果、各種デバイス、フレキシブルプリント配線基板（ＦＰＣ）を低コストで製造することができる。

前記リフトオフ材が、溶媒に可溶な材料を含んでもよい。

この場合、溶媒によってリフトオフ材を簡単に除去することができる。

前記パターンを形成した後、前記リフトオフ材を形成する工程に戻ってもよい。

これにより、パターン形成を繰り返すことによって、複数のパターンを基材上に積層させることができる。

本発明によれば、リフトオフ材の塗布量を比較的少なくすることができると共に、リフトオフ材の厚みの均一性を高めることができるパターン構造体の製造方法が提供され得る。

実施形態に係るパターン構造体の製造方法の各工程を模式的に示す図である。 接触式塗布部を有する塗布装置の一例を模式的に示す図である。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った塗布装置の断面図である。 図２の塗布装置の塗布具を模式的に示す図である。 図４のＶ−Ｖ線に沿った塗布具の断面図である。 図２の塗布装置のホルダーを模式的に示す図である。 図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿ったホルダーの断面図である。 変形した図２の塗布装置を模式的に示す図である。 接触式塗布部を有する塗布装置の他の例を模式的に示す図である。 変形した図９の塗布装置を模式的に示す図である。 接触式塗布部を有する塗布装置の他の例を模式的に示す図である。 図１１のＸＩＩ−ＸＩＩ線に沿った塗布装置の断面図である。 図１１の塗布装置の塗布具を模式的に示す図である。 図１３のＸＩＶ−ＸＩＶ線に沿った塗布具の断面図である。 変形した図１１の塗布装置を模式的に示す図である。 接触式塗布部を有する塗布装置の他の例を模式的に示す図である。 変形した図１６の塗布装置を模式的に示す図である。 接触式塗布部を有する塗布装置の他の例を模式的に示す図である。 変形した図１８の塗布装置を模式的に示す図である。 塗布具の他の例を模式的に示す図である。 図２０のＸＸＩ−ＸＸＩ線に沿った塗布具の断面図である。 図２０の塗布具の一部を模式的に示す図である。 接触式塗布部を有する塗布装置の他の例を模式的に示す図である。 図２３のＸＸＩＶ−ＸＸＩＶ線に沿った塗布装置の断面図である。 図２３の塗布装置の塗布具を模式的に示す図である。 図２５のＸＸＶＩ−ＸＸＶＩ線に沿った塗布具の断面図である。 接触式塗布部を有する塗布装置の他の例を模式的に示す図である。 図２７のＸＸＶＩＩＩ−ＸＸＶＩＩＩ線に沿った塗布装置の断面図である。 分解した図２７の塗布装置を模式的に示す図である。 接触式塗布部の形状の例を模式的に示す図である。

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態が詳細に説明される。図面の説明において、同一又は同等の要素には同一符号が用いられ、重複する説明は省略される。

図１は、実施形態に係るパターン構造体の製造方法の各工程を模式的に示す図である。本実施形態に係るパターン構造体の製造方法は、例えば以下のように実施される。

（リフトオフ材形成工程）
まず、図１（ａ）に示されるように、接触式塗布部としての筆３４を有する塗布装置２０を用いて基材上にリフトオフ材１２を形成する。塗布装置２０は、例えばディスペンサ装置である。塗布装置２０は、筆３４を有する塗布具３０と、塗布具３０がはめ込まれるホルダー４０とを備えてもよい。塗布具３０は例えばペン体である。塗布装置２０の詳細な構造については後述する。

基材１０は凸部１０ａを有してもよい。リフトオフ材１２は、凸部１０ａ上に形成されてもよい。凸部１０ａは、基材１０の表面１０ｂに沿って第１の方向Ｙに延びている。リフトオフ材１２は、基材１０の表面１０ｂに沿って第１の方向Ｙと交差する第２の方向Ｘに延びるように形成されてもよい。第１の方向Ｙは、第２の方向Ｘと直交してもよい。第２の方向Ｘに垂直な面におけるリフトオフ材１２の断面形状は例えば矩形であるが、断面形状はこれに限定されない。第１の方向Ｙに垂直な面における凸部１０ａの断面形状は例えば矩形であるが、断面形状はこれに限定されない。凸部１０ａは、基材１０と一体でもよいし、別体でもよい。凸部１０ａの幅をＬ、高さをｈとしたときに、ｈ／Ｌは１００以下であってもよく、１０以下であってもよい。隣接する凸部１０ａ間の距離をＷとしたときに、Ｗ／ｈは１００以下であってもよく、１０以下であってもよい。

基材１０は、例えばガラス基板、シリコン基板、ポリマーフィルム、フレキシブル基材又はこれらの組み合わせ等であってもよい。低温プロセスでは、基材１０としてポリマーフィルムを用いることができる。その結果、例えばフレキシブルプリント配線基板（ＦＰＣ）を低コストで製造することができる。基材１０は、例えばポリイミドフィルム等の熱硬化性フィルム、例えばポリプロピレンフィルム等の熱可塑性樹脂フィルム、透明ポリエステル基材であってもよい。

リフトオフ材１２は、溶媒に可溶な材料を含んでもよい。この場合、後述するパターン形成工程（図１（ｃ）参照）において、溶媒によってリフトオフ材１２を簡単に除去することができる。

溶媒としては、例えば、水、有機溶剤等が挙げられる。有機溶剤は、水溶性有機溶剤であってもよいし、水溶性有機溶剤に相溶する有機溶剤であってもよい。溶媒は、例えば、水と、水に無限に又は一部可溶する有機溶剤との混合物であってもよい。または、溶媒は、水に不溶な有機溶剤を単独又は２種以上混合したものでもよい。有機溶剤としては、例えば、アルコール、グリコール、多価アルコール、ケトン類、ピロリドン類、グリコールエーテル類、グリコールジエーテル類、アルキレングリコール類、アルキルエーテル類及びこれらの混合溶媒等が挙げられる。有機溶剤は、例えば、アルコール類、多価アルコール類、グリコールエーテル類、炭化水素類等であってもよい。アルコール類としては、例えば、エタノール、ｎ−プロパノール、イソプロパノール、ｎ−ブタノール、イソブタノール、tert-ブチルアルコール、１−ペンタノール、イソアミルアルコール、sec-アミルアルコール、３−ペンタノール、tert-アミルアルコール、ｎ−ヘキサノール、メチルアミルアルコール、２−エチルブタノール、ｎ-ヘプタノール、２−ヘプタノール、３−ヘプタノール、ｎ−オクタノール、２−オクタノール、２−エチルヘキサノール、３，５，５−トリメチルヘキサノール、ノナノール、ｎ−デカノール、ウンデカノール、ｎ−デカノール、トリメチルノニルアルコール、テトラデカノール、ヘプタデカノール、シクロヘキサノール、２−メチルシクロヘキサノール、ベンジルアルコール、２−フェノキシエタノー等が挙げられる。多価アルコール類としては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、３−メチル−１，３−ブタンジオール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、１，３−プロパンジオール、１，３−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、ヘキシレングリコール、オクチレングリコール、グリセリン等が挙げられる。グリコールエーテル類としては、例えば、メチルイソプロピルエーテル、エチルエーテル、エチルプロピルエーテル、エチルブチルエーテル、イソプロピルエーテル、ブチルエーテル、ヘキシルエーテル、２−エチルヘキシルエーテル、エチレングリコールモノヘキシルエーテル、エチレングリコールモノフェニルエーテル、エチレングリコールモノ−２−エチルブチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、テトラエチレングリコールモノブチルエーテル、３−メチル−３−メトキシ−１−ブタノール、３−メトキシ−１−ブタノール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールフェニルエーテル、プロピレングリコールターシャリーブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノブチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、トリプロピレングリコールモノブチルエーテル、テトラプロピレングリコールモノブチルエーテル等が挙げられる。炭化水素類としては、例えば、シクロヘキサン、キシレン、メチルイソブチルケトン、メチルエチルケトン等が挙げられる。

リフトオフ材１２は、例えば樹脂を含む。樹脂としては、例えば、上記溶媒に可溶な材料が挙げられる。樹脂としては、例えば、ケトン樹脂、スルホアミド樹脂、マレイン酸樹脂、テルペン樹脂、テルペンフェノール樹脂、エステルガム、キシレン樹脂、アルキッド樹脂、フェノール樹脂、ロジン、ポリビニルピロリドン、ポリビニルブチラール、ポリビニルアルコール、アクリル系樹脂、メラミン系樹脂、セルロース系樹脂等の天然及び合成樹脂の１種又は２種以上を用いることができる。樹脂は、例えばセルロース系（カルボキシルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース）、合成ポリマー系（ポリアクリル酸ナトリウム、ポリアクリルアミド、ポリビニルアルコール、ポリエチレンイミン、ポリエチレンオキシド、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアセタール、酢酸ビニル−ビニルピロリドン共重合体）等であってもよい。これらの中でも、ポリビニルアセタール、酢酸ビニル−ビニルピロリドン共重合体が特に好ましい。

リフトオフ材１２は、非硬化型の樹脂を含んでもよい。この場合、硬化することなく溶媒を揮発させるだけで、低温でリフトオフ材１２を形成することができる。樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）は例えば１００℃以下である。この場合、樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）以上の温度にリフトオフ材１２を加熱することによって、リフトオフ材１２の表面の応力が緩和され、表面形状が変化する。その結果、リフトオフが更に容易になる。

リフトオフ材１２は、塗膜の識別のための色材を含んでもよい。色材としては、染料、顔料分散体、ＵＶ照射等により発光する材料（例えば蛍光材料、蓄光材料）等が挙げられる。

リフトオフ材１２は、その他任意の材料を含んでもよい。リフトオフ材１２は、例えば、防錆剤、防腐剤、ＰＨ調整剤、界面活性剤、保湿剤、糖類、天然多糖類等を含んでもよい。防錆剤としては、例えば、ベンゾトリアゾール、トリルトリアゾール、ジシクロへキシルアンモニウムナイトライト等が挙げられる。防腐剤としては、例えば、フェノール、ナトリウムオマジン、安息香酸ナトリウム、ベンズイミダゾール系化合物等が挙げられる。ＰＨ調整剤としては、例えば、トリエタノールアミン、アミノメチルプロパノール等が挙げられる。界面活性剤としては、例えば、フッ素系、アセチレングリコール系、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエステル、ショ糖エステル等が挙げられる。保湿剤としては、例えば、尿素等が挙げられる。糖類としては、例えば、単糖類、二糖類、オリゴ糖、デキストリン、デンプン分解物等が挙げられる。天然多糖類としては、例えば、キサンタンガム、サクシノグリカン、ウェランガム、カラギーナン等が挙げられる。

リフトオフ材１２は、硬化プロセスが不要な材料からなってもよい。基材１０の表面１０ｂからのリフトオフ材１２の高さ（リフトオフ材１２の厚み）は、例えば１〜５００μｍである。

リフトオフ材１２は、例えば樹脂と溶媒とを含むインクを基材１０上に塗布した後、溶媒を乾燥除去することによって形成される。インクは任意の添加剤等を含んでもよい。インクの溶媒を除去する際に、必ずしも全ての溶媒を除去する必要はない。すなわち、溶媒は、リフトオフ材１２中に残存してもよい。溶媒の除去方法としては、例えば、揮発性溶剤の自然乾燥、熱風乾燥等が挙げられる。

インクの粘度は、例えば塗布装置２０から好適に吐出される粘度である。インクの粘度は、２５℃、せん断速度３．８ｓ^−１において、例えば１〜１０００ｍＰａ・ｓである。１０００ｍＰａ・ｓを超える高粘度を有するインク又はチキソトロピー性を有するインクであっても、加温したり、加圧したりしてインクを吐出させることができる。

（成膜工程）
次に、図１（ｂ）に示されるように、基材１０及びリフトオフ材１２上に、原子層堆積法により機能膜１４を形成する。例えば、まず、機能膜１４の第１原料を基材１０及びリフトオフ材１２上に供給した後、パージガスを供給する。その後、例えば酸化剤等の第２原料を基材１０及びリフトオフ材１２上に供給した後、パージガスを供給する。このようなサイクルを繰り返すことにより、機能膜１４が形成される。

原子層堆積法を用いると、広い面積において機能膜１４の膜厚均一性を高めることができると共に、３次元的なコンフォーマリティを有する化学量論組成の機能膜１４を形成することができる。また、機能膜１４の膜厚を高精度に制御することができる。さらに、ダスト粒子が存在する場合であっても、ダスト粒子の陰になる場所において機能膜１４が形成されるので、ダスト粒子の影響を比較的受けにくい。

機能膜１４は、例えば導体膜、半導体膜、絶縁膜、無機膜、有機膜、ナノ積層膜、複合酸化物膜、金属酸化膜又はこれらの組み合わせ等であってもよい。機能膜１４が金属を含む場合、そのような金属としては、例えばアルミニウム、銅、ハフニウム、ルテニウム、タンタル、チタン、タングステン、亜鉛、ジルコニウム等が挙げられる。機能膜１４の第１原料としては、例えばＴＭＡ（ＡＬ（ＣＨ_３）_３）、ＴＤＭＡＨ（Ｈｆ［Ｎ（ＣＨ_３）_２］_４）、Ｒｕ（Ｃ_５Ｈ_４−Ｃ_２Ｈ_５）_２、（ＣＨ_３）_３ＣＮ＝Ｔａ（Ｎ（Ｃ_２Ｈ_５）_２）_３、ＴＤＭＡＴ（Ｔｉ［Ｎ（ＣＨ_３）_２］_４）、（（ＣＨ_３）_３ＣＮ）_２Ｗ（Ｎ（ＣＨ_３）_２）_２、Ｚｎ（Ｃ_２Ｈ_５）_２、ＴＤＭＡＺ（Ｚｒ［Ｎ（ＣＨ_３）_２］_４）等をそれぞれ用いることができる。機能膜１４は、ＩＴＯ膜であってもよい。機能膜１４は、例えばＳｉＯ_２やＡｌ_２Ｏ_３等からなるパッシベーション膜であってもよい。機能膜１４は、例えばＺｎＯ半導体、ＩＧＺＯ半導体等からなる導体膜であってもよい。

（パターン形成工程）
次に、図１（ｃ）に示されるように、リフトオフ法によりリフトオフ材１２を除去することによって、基材１０上に、機能膜１４からパターン１４ａを形成する。これにより、パターン構造体１００が製造される。リフトオフ材１２は、溶媒を用いて除去されてもよい。溶媒を用いる前に、機能膜１４の表面に傷又は穴を形成してもよい。機能膜１４の表面に傷又は穴を形成する方法として、例えば、レーザー、超音波、ウォータージェット、ドライアイスブラスト、及びリフトオフ材１２と基材１０との熱膨張係数の差のうち少なくとも１つが挙げられる。リフトオフ材１２と基材１０との熱膨張係数の差を用いる場合、熱又は光（例えば紫外線）によりリフトオフ材１２を可溶化させることにより、リフトオフ材１２を除去することができる。パターン１４ａを形成した後、上記リフトオフ材形成工程に戻ってもよい。これにより、パターン形成を繰り返すことによって、複数のパターン１４ａを基材１０上に積層させることができる。複数のパターン１４ａは互いに異なってもよい。パターン１４ａは、配線パターンであってもよい。

パターン構造体１００は、例えば、集積回路、ディスプレイ、太陽電池、撮像装置、センサ、半導体デバイス、電子デバイス、光学デバイス、有機ＥＬ素子、無機ＥＬ素子、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）、シフトレジスタ、プリント配線基板、フレキシブルプリント配線基板（ＦＰＣ）又はこれらの組み合わせ等であってもよい。ＦＰＣの場合、基材１０として透明ポリエステル基材を用い、パターン１４ａとしてビット線回路の配線を用い、例えばインクジェット法、スクリーン印刷法等により形成されたワード線回路の配線を用いることができる。ＴＦＴの場合、パターン構造体１００はシフトレジスタを更に備えてもよく、基材１０の幅は３００ｍｍ以上、長さは２０００ｍｍ以上と大面積であってもよい。有機ＥＬ素子の場合、パターン１４ａとして有機ＥＬ層を用いることができる。

本実施形態に係るパターン構造体の製造方法では、筆３４を有する塗布装置２０を用いているので、基材１０上に塗布されるリフトオフ材１２の塗布量を比較的少なくすることができると共に、リフトオフ材１２の厚みの均一性を高めることができる。その結果、薄くて均一な厚みを有するリフトオフ材１２を形成することができる。さらに、リフトオフ材１２が形成される位置を高精度に制御することができる。

また、原子層堆積法では、通常の成膜方法に比べて低温（例えば室温〜４００℃）で機能膜１４を形成可能である。リフトオフ法では、通常のフォトリソグラフィー法に比べて低温かつ低コストでパターン１４ａを形成可能である。したがって、熱により損傷を受け易い基材１０（例えばポリマーフィルム）を用いることができる。また、通常の原子層堆積法では適用が難しいリフトオフ法によって、パターン構造体１００を製造することができる。

さらに、原子層堆積法では、低い圧力でプロセスを行うことができるので、リフトオフ材の塗布及びリフトオフ法との連続プロセスが可能になる。また、基材１０を巻いてロールを形成する、いわゆるロールトゥーロール（Ｒｏｌｌ−ｔｏ−Ｒｏｌｌ）プロセスが可能になる。

図２は、接触式塗布部を有する塗布装置の一例を模式的に示す図である。図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った塗布装置の断面図である。図２及び図３に示される塗布装置２０は、図４及び図５に示される塗布具３０と、図６及び図７に示されるホルダー４０とを備える。

塗布具３０は、軸体３１と、貯蔵体３２と、中継芯３３と、筆３４と、ホルダー部材３５と、尾栓３６とを備える。軸体３１は例えば円筒形状を有する。軸体３１内には、例えば中綿等の貯蔵体３２が収容される。貯蔵体３２は、毛管作用によってインクを繊維束内に貯蔵可能である。軸体３１の前部及び後部には開口が形成されている。軸体３１の前部に形成された開口には中継芯３３の後部が挿入されている。軸体３１の後部に形成された開口は尾栓３６によって封止されている。中継芯３３の前部は、筆３４の後部に接続されている。筆３４の後部は、中継芯３３に接続されたホルダー部材３５によって保持されている。筆３４の前部は、ホルダー部材３５から外側に突出している。貯蔵体３２中のインクは、中継芯３３及び筆３４を通って基材１０上に供給される。

筆３４は、多数の繊維を備える。筆３４の繊維は、筆３４の後部においてリング状部材１３４に溶着されている。筆３４としては、例えば丸筆、平筆、はけ等が挙げられる。

筆３４の繊維としては、例えば、合成樹脂繊維、獣毛等が挙げられる。合成樹脂繊維の材料としては、例えば、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリメチレンテレフタレート、ポリブチレンナフタレート等のポリエステル系樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂、ナイロン６、ナイロン６１０、ナイロン６１２等のポリアミド系樹脂、アクリル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリアセタール系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリエーテル系樹脂、ポリフェニレン系樹脂、ポリビニル系樹脂等が挙げられる。獣毛としては、例えば、馬、イタチ、たぬき、リス等の毛が挙げられる。

筆３４の繊維は、例えば、太さが一定なストレート形状、末端に向かって断面積が小さくなるテーパー形状、巻き毛（クリンプ）形状等を有する。筆３４の繊維の断面は、円形でもよいし、多角形でもよい。筆３４の繊維は、三角形、星形、クローバ型等の異形断面形状を有してもよい。この場合、繊維間に多くの微小な空隙を形成することができる。

筆３４の繊維の直径は例えば０．０５〜０．３ｍｍである。筆３４の繊維の長さは例えば５〜１００ｍｍである。

ホルダー４０は、ホルダー本体４１と、固定部材４２と、蓋体４３とを備える。塗布具３０は、ホルダー本体４１内に挿入される。ホルダー本体４１は、例えば、軸体３１と同軸の円筒形状を有する。ホルダー本体４１の前部及び後部には開口が形成されている。ホルダー本体４１の前部に形成された開口には、塗布具３０を固定するための固定部材４２が接続されている。ホルダー本体４１の後部に形成された開口は蓋体４３によって封止されている。

図８は、変形した図２の塗布装置を模式的に示す図である。図８に示されるように、筆３４は、基材１０に接触することにより、変形可能である。そのため、筆３４から基材１０に加わる圧力が小さくなる。よって、筆３４が基材１０に与えるダメージを小さくすることができる。また、例えば筆３４の形状、筆３４を基材１０に押し付ける力等を変えることによって、インクの塗布面積を変えることができる。さらに、基材１０の表面１０ｂの法線方向において塗布装置２０に位置ずれが生じても、筆３４が変形することによって、位置ずれを補正することができる。

図９は、接触式塗布部を有する塗布装置の他の例を模式的に示す図である。図９に示される塗布装置２０ａは、塗布具３０ａとホルダー４０とを備える。塗布具３０ａは、筆３４に代えてペン芯３４ａを備え、ホルダー部材３５に代えて先軸３２ａを備えること以外は塗布具３０と同様の構造を備える。ペン芯３４ａは、先軸３２ａによって保持されている。ペン芯３４ａは、例えば気孔を有する弾性部材である。弾性部材の材料としては、例えばエラストマー、ゴム、スポンジ等が挙げられる。塗布具３０ａ中のインクは、ペン芯３４ａを通って基材１０上に供給される。

図１０は、変形した図９の塗布装置を模式的に示す図である。図１０に示されるように、ペン芯３４ａは、基材１０に接触することにより、弾性変形可能である。そのため、ペン芯３４ａから基材１０に加わる圧力が小さくなる。よって、ペン芯３４ａが基材１０に与えるダメージを小さくすることができる。塗布装置２０ａでは、塗布装置２０と同様の作用効果が得られる。

図１１は、接触式塗布部を有する塗布装置の他の例を模式的に示す図である。図１２は、図１１のＸＩＩ−ＸＩＩ線に沿った塗布装置の断面図である。図１１及び図１２に示される塗布装置２０ｂは、図１３及び図１４に示される塗布具３０ａと、ホルダー４０とを備える。塗布具３０ａはいわゆるバルブ式の塗布具である。

塗布具３０ａは、本体である後軸３１ａと、先軸３２ａと、弁棒３３ａと、接触式塗布部としてのペン芯３４ａと、弁座３５ａと、スプリング３６ａと、スプリング受け３７ａと、スポンジ３８ａを備える。塗布具３０ａは中継芯を備えていない。後軸３１ａは例えば中空形状を有する。後軸３１ａの前部には開口が形成されているが、後部には開口が形成されていない。後軸３１ａ内には、インクが貯蔵され得る。後軸３１ａの前部は先軸３２ａの後部内に嵌め込まれている。先軸３２ａは例えば中空形状を有する。後軸３１ａの前部に形成された開口には、弁棒３３ａの後部が挿入されている。弁棒３３ａの前部はペン芯３４ａの後部に当接している。ペン芯３４ａの前部は先軸３２ａの前部から外側に突出している。先軸３２ａ内において、弁棒３３ａの前部及びペン芯３４ａの後部の周囲には、スポンジ３８ａが配置されている。弁棒３３ａの周囲にはスプリング３６ａが配置され、スプリング３６ａの後端にはスプリング受け３７ａが配置されている。弁棒３３ａの中央部には、大径部が形成されている。スプリング３６ａの前端は、弁棒３３ａの大径部に当接されている。スプリング３６ａは、弁棒３３ａの大径部とスプリング受け３７ａとの間において伸縮可能である。弁座３５ａは、弁棒３３ａの大径部を保持すると共に先軸３２ａに接続されている。スプリング３６ａが前後に伸縮することによって、ペン芯３４ａも前後に伸縮する。

ペン芯３４ａは、例えば、フェルト、繊維束、焼結体、又は毛管からなってもよい。フェルトは、繊維を圧縮加工した後、樹脂加工することによって得られる。繊維束は、繊維を一定方向に束ねてまとめることによって得られる。焼結体は、プラスチック粉末を接着して焼結することによって得られる。毛管は、樹脂にスリットを設けながら棒状に成形することによって得られる。

ペン芯３４ａは、例えば、ポリエチレン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアセタール系樹脂、ポリアミド系樹脂、アクリル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリオレフォイン系樹脂、ポリエーテル系樹脂、ポリフェニレン系樹脂等の一般的な樹脂材料、エラストマーを成型したものでもよい。ペン芯３４ａは、例えば、上記各種の樹脂材料の繊維、植物性繊維、動物性繊維等の繊維束を樹脂加工等により固定した繊維芯を、切断又は研磨加工したものでもよい。さらには、フェルト、スポンジ、又は、樹脂粒子焼結体、樹脂繊維焼結体等の焼結体等から構成される毛管力を有する多孔質体を適宜加工して使用してもよい。ペン芯３４ａは、毛筆状のものであってもよい。

図１５は、変形した図１１の塗布装置を模式的に示す図である。図１５に示されるように、ペン芯３４ａは、基材１０に接触することにより、先軸３２ａ内に引っ込む。すなわち、ペン芯３４ａは、基材１０に接触することにより、基材１０の表面１０ｂの法線方向において変位する。よって、塗布具３０ａは、基材１０に接触することにより、変形可能である。塗布装置２０ｂでは、塗布装置２０ａと同様の作用効果が得られる。

図１６は、接触式塗布部を有する塗布装置の他の例を模式的に示す図である。図１６に示される塗布装置２０ｃは、塗布具３０ｂとホルダー４０ａとを備える。塗布具３０ｂは、スプリング３６ａに関する機構を備えないこと以外は塗布具３０ａと同様の構造を備える。

図１７は、変形した図１６の塗布装置を模式的に示す図である。塗布具３０ｂでは、ペン芯３４ａが基材１０に接触しても塗布具３０ｂは変形しない。ホルダー４０ａは、塗布具３０ｂを変位させる機構（例えばスプリング等）を更に備えること以外はホルダー４０と同様の構造を備える。塗布装置２０ｃでは、ペン芯３４ａが基材１０に接触することにより、塗布具３０ｂがホルダー４０ａ内に引っ込む。すなわち、塗布具３０ｂは、基材１０に接触することにより、基材１０の表面１０ｂの法線方向において変位する。よって、塗布装置２０ｃは、基材１０に接触することにより、変形可能である。塗布装置２０ｃでは、塗布装置２０ｂと同様の作用効果が得られる。

図１８は、接触式塗布部を有する塗布装置の他の例を模式的に示す図である。図１８に示される塗布装置２０ｄは、塗布具３０ｂとホルダー４０ｂとを備える。ホルダー４０ｂは、例えば蛇腹部等の伸縮部４４を更に備えること以外はホルダー４０と同様の構造を備える。

図１９は、変形した図１８の塗布装置を模式的に示す図である。塗布装置２０ｄでは、塗布具３０ｂが変形しない。ペン芯３４ａが基材１０に接触することにより、ホルダー４０ｂが変形する。よって、塗布装置２０ｄは、基材１０に接触することにより、変形可能である。ペン芯３４ａが基材１０に接触することにより、塗布装置２０ｄにおけるホルダー４０ｂ以外の部材が変形可能であってもよい。塗布装置２０ｄでは、塗布装置２０ｃと同様の作用効果が得られる。

図２０は、塗布具の他の例を模式的に示す図である。図２１は、図２０のＸＸＩ−ＸＸＩ線に沿った塗布具の断面図である。図２２は、図２０の塗布具の一部を模式的に示す図である。図２０及び図２１に示される塗布具３０ｃは、軸体３１ｂと、貯蔵体（中綿）３２ｂと、中継芯３３ｂと、接触式塗布部としてのペン先３４ｂと、ホルダー部材３５と、尾栓３６ｂとを備える。軸体３１ｂは例えば円筒形状を有する。軸体３１ｂ内には、例えば中綿等の貯蔵体３２ｂが収容される。貯蔵体３２ｂは、毛管作用によってインクを繊維束内に貯蔵可能である。軸体３１ｂの前部及び後部には開口が形成されている。軸体３１ｂの前部に形成された開口には中継芯３３ｂの後部が挿入されている。軸体３１ｂの後部に形成された開口は尾栓３６ｂによって封止されている。中継芯３３ｂの前部は、ペン先３４ｂに接続されている。中継芯３３ｂの前部及びペン先３４ｂは、ホルダー部材３５ｂによって保持されている。貯蔵体３２ｂ中のインクは、中継芯３３ｂ及びペン先３４ｂを通って基材１０上に供給される。ペン先３４ｂの材料としては、ペン芯３４ａの材料と同様のものが挙げられる。

塗布具３０ｃは、塗布具３０，３０ａ，３０ｂに代えて用いられてもよい。塗布具３０ｃは、接触式塗布部としてのペン先３４ｂを備えているので、基材１０上に塗布されるリフトオフ材１２の塗布量を比較的少なくすることができると共に、リフトオフ材１２の厚みの均一性を高めることができる。さらに、リフトオフ材１２が形成される位置を高精度に制御することができる。

図２３は、接触式塗布部を有する塗布装置の他の例を模式的に示す図である。図２４は、図２３のＸＸＩＶ−ＸＸＩＶ線に沿った塗布装置の断面図である。図２３及び図２４に示される塗布装置２０ｅは、図２５及び図２６に示される塗布具３０ｄと、ホルダー４０とを備える。

塗布具３０ｄは、軸体３１ｄと、継手３２ｄと、中継芯３３ｄと、接触式塗布部としてのペン先３４ｄと、コレクター部材（インク保溜体）３５ｄとを備える。軸体３１ｄは例えば中空形状を有する。軸体３１ｄの前部には開口が形成されているが、後部には開口が形成されていない。軸体３１ｄ内には、インクが貯蔵され得る。軸体３１ｄの前部には継手３２ｄが接続されている。継手３２ｄは例えば中空形状を有する。軸体３１ｄの前部に形成された開口には、中継芯３３ｄ及びコレクター部材３５ｄが挿入されている。コレクター部材３５ｄは、中継芯３３ｄの周囲に配置されている。コレクター部材３５ｄは、軸体３１ｄ内の空気の加圧又は減圧によるインクの漏れ出しを抑制する。中継芯３３ｄの前部はペン先３４ｄに当接している。インクは、コレクター部材３５ｄから中継芯３３ｄ及びペン先３４ｄを通って基材１０上に供給される。

塗布具３０ｄは中継芯３３ｄを備えなくてもよい。その場合、軸体３１ｄの前部に形成された開口にペン先３４ｄの後部が挿入される。塗布具３０ｄは、塗布具３０，３０ａ，３０ｂ，３０ｃに代えて用いられてもよい。塗布具３０ｄでは、塗布具３０ｃと同様の作用効果が得られる。

図２７は、接触式塗布部を有する塗布装置の他の例を模式的に示す図である。図２８は、図２７のＸＸＶＩＩＩ−ＸＸＶＩＩＩ線に沿った塗布装置の断面図である。図２９は、分解した図２７の塗布装置を模式的に示す図である。図２７〜図２９に示される塗布装置２０ｆは、図２９（ｂ）に示される塗布具３０ｅと、図２９（ａ）に示されるホルダー４０ｃとを備える。塗布具３０ｅは、ホルダー４０ｃに取り付けられるアタッチメントである。

塗布具３０ｅは、固定部材３１ｃと、中継芯３３ｃと、筆３４ｃと、ホルダー部材３５ｃとを備える。固定部材３１ｃは、中継芯３３ｃの周囲に配置され、ホルダー４０ｂに着脱可能に固定される。中継芯３３ｃの後部はホルダー４０ｃ内に挿入される。中継芯３３ｃの前部は筆３４ｃの後部に接続されている。筆３４ｃの後部は、ホルダー部材３５ｃによって保持されている。ホルダー部材３５ｃは固定部材３１ｃに接続されている。

ホルダー４０ｃは、ホルダー本体４１ｂと、蓋体４３ｂとを備える。ホルダー本体４１ｂは例えば円筒形状を有する。ホルダー本体４１ｂの前部及び後部には開口が形成されている。ホルダー本体４１ｂの前部に形成された開口には、塗布具３０ｅが取り付けられる。ホルダー本体４１ｂの後部に形成された開口は蓋体４３ｂによって封止されている。蓋体４３ｂには、ホルダー本体４１ｂの内部と連通するチューブ５０が接続されている。これにより、ホルダー本体４１ｂの内部を加圧又は減圧することができる。

塗布装置２０ｆでは、塗布具３０ｅの交換が容易になる。また、塗布装置２０ｆでは、塗布装置２０と同様の作用効果が得られる。筆３４ｃをペン芯３４ａ、ペン先３４ｂ又はペン先３４ｄに置き換えてもよい。

図３０は、接触式塗布部の形状の例を模式的に示す図である。筆３４、ペン芯３４ａ、ペン先３４ｂ、ペン先３４ｄ、又は筆３４ｃといった接触式塗布部は、任意の形状を有してもよい。図３０（ａ）及び（ｅ）に示されるように、接触式塗布部は、円柱形状の本体部と、曲面を有する先端部とを有してもよい。図３０（ｂ）及び（ｆ）に示されるように、接触式塗布部は、円錐形状を有してもよい。図３０（ｃ）及び（ｇ）に示されるように、接触式塗布部は、円柱形状を有し、先端の円形の縁が面取りされていてもよい。図３０（ｄ）及び（ｈ）に示されるように、接触式塗布部は、直方体形状を有し、４側面を連結する４辺が面取りされていてもよい。

以上、本発明の好適な実施形態について詳細に説明されたが、本発明は上記実施形態に限定されない。上述した塗布装置の構成要素は、互いに任意に組み合わせ得る。

塗布装置は、ディスペンサー装置に限られず、例えば、平版印刷機、凹版印刷機（例えばグラビア印刷機）、凸版印刷機等の印刷機であってもよい。塗布装置の接触式塗布部は、筆、ペン芯又はペン先に限られず、任意の部材であってもよい。

また、基材１０は、凸部１０ａを有しておらず、平坦な表面１０ｂを有してもよい。

１０…基材、１０ａ…凸部、１０ｂ…基材の表面、１２…リフトオフ材、１４…機能膜、１４ａ…パターン、２０，２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ，２０ｅ，２０ｆ…塗布装置、３４，３４ｃ…筆（接触式塗布部）、３４ａ…ペン芯（接触式塗布部）、３４ｂ，３４ｄ…ペン先（接触式塗布部）、１００…パターン構造体、Ｘ…第２の方向、Ｙ…第１の方向。

Claims (8)

1. 接触式塗布部を有する塗布装置を用いて基材上にリフトオフ材を形成する工程と、
   前記基材及び前記リフトオフ材上に、原子層堆積法により機能膜を形成する工程と、
   リフトオフ法により前記リフトオフ材を除去することによって、前記基材上に、前記機能膜からパターンを形成する工程と、
   を含む、パターン構造体の製造方法。
2. 前記接触式塗布部が前記基材に接触することにより、前記塗布装置が変形可能である、請求項１に記載のパターン構造体の製造方法。
3. 前記接触式塗布部が筆を備える、請求項２に記載のパターン構造体の製造方法。
4. 前記リフトオフ材が、樹脂と溶媒とを含むインクを前記基材上に塗布した後、前記溶媒を除去することによって形成される、請求項１〜３のいずれか一項に記載のパターン構造体の製造方法。
5. 前記基材が凸部を有し、
   前記リフトオフ材が、前記凸部上に形成されている、請求項１〜４のいずれか一項に記載のパターン構造体の製造方法。
6. 前記基材が、ポリマーフィルムである、請求項１〜５のいずれか一項に記載のパターン構造体の製造方法。
7. 前記リフトオフ材が、溶媒に可溶な材料を含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載のパターン構造体の製造方法。
8. 前記パターンを形成した後、前記リフトオフ材を形成する工程に戻る、請求項１〜７のいずれか一項に記載のパターン構造体の製造方法。

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