JP2019118868A - Pattern formation method, deposition method and sheet-like product - Google Patents

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Abstract

To provide a novel lyophilic and liquid repellent pattern formation method, a deposition method for performing deposition to a lyophilic and liquid repellent pattern formed by the pattern formation method and a sheet-like product formed with the lyophilic and liquid repellent pattern by the pattern formation method.SOLUTION: The problem: is solved by: forming on a surface of a substrate, a particle layer including particles; depressing a pressing plate having a concavoconvex surface onto the particle layer so as to crush a part of the particles of the particle layer with the pressing plate to form a lyophilic area and a liquid repellent area; and performing deposition using an aerosol deposition method to the lyophilic area and the liquid repellent area.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、基材の表面に親液領域と撥液領域とを形成するパターン形成方法、この形成方法でパターンを形成した基材に成膜を行う成膜方法、および、この形成方法でパターンを形成したシート状物に関する。   In the present invention, a pattern forming method for forming a lyophilic area and a liquid repellent area on the surface of a substrate, a film forming method for forming a film on a substrate on which a pattern is formed by this forming method, and a pattern by this forming method The present invention relates to a sheet-like material formed.

薄膜の成膜技術として、成膜材料を含む原料液をエアロゾル化して、生成したエアロゾルをキャリアガスで搬送することで基材に供給して、基材に付着したエアロゾル中の溶媒を気化させることにより、成膜材料を成膜する技術が知られている。この成膜技術は、エアロゾルデポジションとも呼ばれている。   As a film forming technique for thin film, a raw material liquid containing a film forming material is aerosolized, and the generated aerosol is transported by a carrier gas to be supplied to a substrate to evaporate the solvent in the aerosol attached to the substrate. The technique which forms film-forming material into a film is known. This film formation technique is also called aerosol deposition.

エアロゾルデポジションは、インクジェットおよびスプレー塗布等の成膜における液滴に比して非常に小さいエアロゾルによって成膜を行う。
そのため、エアロゾルデポジションによれば、基材の凹凸等に対して高い追従性(カバレッジ性)で、厚さが均一な膜を精密に成膜できる。
Aerosol deposition forms a film by means of an aerosol that is very small compared to droplets in film formation such as inkjet and spray coating.
Therefore, according to the aerosol deposition, a film having a uniform thickness can be precisely formed with high followability (coverage) to the unevenness of the base material and the like.

ところで、インクジェットによる成膜では、目的とする位置に選択的に液滴を着弾できる。例えば、インクジェットでは、目的とする配線パターンに応じてインク液滴を着弾させることにより、配線パターンを形成できる。
これに対して、エアロゾルデポジションでは、基本的に、基材の全面に、ほぼ均一にエアロゾルが供給される。すなわち、エアロゾルデポジションでは、基材上の所望する位置に対して、選択的に成膜を行うことはできない。
By the way, in the film formation by the ink jet, droplets can be selectively landed at the target position. For example, in ink jet, a wiring pattern can be formed by landing ink droplets according to a target wiring pattern.
On the other hand, in aerosol deposition, basically, the aerosol is supplied almost uniformly over the entire surface of the substrate. That is, in aerosol deposition, it is not possible to selectively form a film on a desired position on a substrate.

このような問題は、一例として、基材の表面に、親液性を有する親液領域と撥液性を有す撥液領域とを、パターニングして形成することで解決できる。
すなわち、基材の表面に、配線パターン等の目的とするパターンに応じて、親液領域と撥液領域とをパターニングして形成することにより、撥液領域へのエアロゾルの付着および成膜を抑制し、親液領域に選択的にエアロゾルを付着させて、所望のパターンの成膜を行うことが可能になる。
Such a problem can be solved, for example, by patterning and forming a lyophilic area having lyophilicity and a liquid repellent area having liquid repellency on the surface of the base material.
That is, by adhering and forming the lyophilic area and the liquid repellent area on the surface of the base according to the intended pattern such as a wiring pattern, adhesion of aerosol to the liquid repellent area and film formation are suppressed. As a result, aerosol can be selectively attached to the lyophilic region to form a desired pattern of film formation.

親液領域と撥液領域とをパターン化して形成する方法として、例えば、特許文献1には、シート状物の表面に、微細な凹凸構造によって液体を弾くロータス効果を発揮する凹凸構造を、凹凸構造よりも平滑な部分を挟んで配列させ、次いで、シート状物表面の平滑な部分に塗布液を塗布して固化させることで、親液領域と撥液領域とをパターン化して形成する、パターンシートの製造方法が記載されている。   As a method of patterning and forming a lyophilic area and a liquid repellent area, for example, Patent Document 1 discloses a concavo-convex structure that exerts a lotus effect that repels a liquid by a fine concavo-convex structure on the surface of a sheet A pattern in which a lyophilic area and a lyophobic area are patterned by forming an array across a portion smoother than the structure, and then applying a coating liquid to the smooth portion of the surface of the sheet and solidifying it. A method of making the sheet is described.

特開2003−190876号公報JP 2003-190876

特許文献1にも記載されるように、親液領域と撥液領域とを有するパターンの形成は、一般的に、親液性の基材の表面に、エンボス加工等によって、ロータス効果による撥液性を発現する凹凸構造を、パターン化して形成することで行われる。   As also described in Patent Document 1, the formation of a pattern having a lyophilic area and a lyophobic area is generally performed by embossing or the like on the surface of a lyophilic substrate to form a lyophobic liquid. It is performed by patterning and forming the concavo-convex structure which expresses sex.

本発明の目的は、従来のパターン形成方法とは異なる、新しい親液領域および撥液領域のパターン形成方法、このパターン形成方法で形成した親液領域および撥液領域を有する成膜面に成膜を行う成膜方法、および、このパターン形成方法で親液領域および撥液領域を形成したシート状物を提供することにある。   The object of the present invention is to form a new lyophilic area and liquid repellent area pattern forming method different from the conventional pattern forming method, and to form a film on a film forming surface having a lyophilic area and liquid repellent area formed by this pattern forming method The present invention is directed to providing a film-forming method for forming a lyophilic area and a liquid-repellent area by the pattern forming method.

この課題を解決するために、本発明は、以下の構成を有する。
[1] 基材の表面に粒子を含む粒子層を形成して、凹凸を有する押圧版を粒子層に押圧して、粒子層の粒子の一部を押圧版で押し潰すことにより、対象となる液体に対して親液性の親液領域および対象となる液体に対して撥液の撥液領域を形成することを特徴とするパターン形成方法。
[2] 粒子が、中空の粒子である、[1]に記載のパターン形成方法。
[3] 押圧版による押圧で、粒子層を凹凸に成型する、[1]または[2]に記載のパターン形成方法。
[4] 押圧版が、少なくとも一方向に配列される複数の凹部を有し、凹部は、押圧版の凹部形成面に対して配列方向に傾斜する傾斜面を有する、[1]〜[3]のいずれかに記載のパターン形成方法。
[5] 押圧版の凹部が、凹部の配列方向の断面において、四角形状である、[4]に記載のパターン形成方法。
[6] 押圧版の凹部が、凹部の配列方向の断面において、台形状である、[5]に記載のパターン形成方法。
[7] 基材の表面に粒子層を形成する前に、基材の表面を親液化する、[1]〜[6]のいずれかに記載のパターン形成方法。
[8] 基材がシート状であり、シート状の基材の少なくとも一方の面に、親液領域および撥液領域を形成する、[1]〜[7]のいずれかに記載のパターン形成方法。
[9] 成膜材料を含む原料液をエアロゾル化して、[1]〜[8]のいずれかに記載のパターン形成方法で形成した親液領域および撥液領域に、エアロゾルを供給する、成膜方法。
[10] 基材を振動しつつ、親液領域および撥液領域にエアロゾルを供給する、[9]に記載の成膜方法。
[11] 基材を加熱しつつ、親液領域および撥液領域にエアロゾルを供給する、[9]または[10]に記載の成膜方法。
[12] 少なくとも一方の表面に、少なくとも一方向に配列された複数の凸部を有し、 凸部は、配列方向に対して傾斜する平面と、平面に連続する面とを有し、対象となる液体に対して、凸部の平面は親液性で、凸部の平面に連続する面は、粒子による凹凸に起因する撥液性を有することを特徴とするシート状物。
[13] さらに、親液性を有する面の表面に膜を有する、[12]に記載のシート状物。
In order to solve this problem, the present invention has the following configuration.
[1] A particle layer containing particles is formed on the surface of a substrate, and a pressing plate having asperities is pressed against the particle layer, and a part of the particles of the particle layer is crushed by the pressing plate to be a target 1. A pattern forming method comprising: forming a lyophilic area lyophilic to a liquid; and a lyophobic area lyophobic to a liquid to be treated.
[2] The method for forming a pattern according to [1], wherein the particles are hollow particles.
[3] The pattern forming method according to [1] or [2], wherein the particle layer is formed into irregularities by pressing with a pressing plate.
[4] The pressing plate has a plurality of recesses arranged in at least one direction, and the recess has an inclined surface which is inclined in the arrangement direction with respect to the recess forming surface of the pressing plate, [1] to [3] The pattern formation method as described in any of the above.
[5] The pattern forming method according to [4], wherein the depressions of the pressing plate have a square shape in a cross section in the arrangement direction of the depressions.
[6] The pattern forming method according to [5], wherein the depressions of the pressing plate have a trapezoidal shape in a cross section in the arrangement direction of the depressions.
[7] The pattern formation method according to any one of [1] to [6], wherein the surface of the substrate is made lyophilic before the particle layer is formed on the surface of the substrate.
[8] The pattern forming method according to any one of [1] to [7], wherein the base material is a sheet, and a lyophilic area and a liquid repellent area are formed on at least one surface of the sheet-like base .
[9] Film formation by aerosolizing a raw material liquid containing a film forming material and supplying the aerosol to the lyophilic area and the liquid repellent area formed by the pattern forming method according to any one of [1] to [8] Method.
[10] The film forming method according to [9], wherein the aerosol is supplied to the lyophilic area and the liquid repelling area while vibrating the substrate.
[11] The film forming method according to [9] or [10], wherein the aerosol is supplied to the lyophilic area and the liquid repellent area while heating the substrate.
[12] A plurality of projections arranged in at least one direction on at least one surface, wherein the projections have a plane inclined with respect to the arrangement direction and a plane continuous to the plane, What is claimed is: 1. A sheet-like product characterized in that the flat surface of the convex portion is lyophilic with respect to the liquid, and the surface continuous with the flat surface of the convex portion has liquid repellency caused by the unevenness due to particles.
[13] The sheet-like material according to [12], further having a film on the surface of the lyophilic surface.

本発明のパターン形成方法によれば、従来の方法とは異なる方法で、親液性を有する親液領域と撥液性を有する撥液領域とを形成する、新しいパターン形成方法が提供される。
また、本発明の成膜方法によれば、本発明のパターン形成方法で形成した親液領域および撥液領域を成膜面として、目的とするパターンの成膜を行うことができる。
さらに、本発明のシート状物は、本発明のパターン形成方法で形成した親液領域および撥液領域を有する、目的とするパターンの成膜を行うことができるシート状物である。
According to the pattern formation method of the present invention, a new pattern formation method is provided in which a lyophilic region having lyophilicity and a liquid repellent region having liquid repellency are formed by a method different from the conventional method.
Further, according to the film forming method of the present invention, it is possible to form a target pattern by using the lyophilic area and the liquid repellent area formed by the pattern forming method of the present invention as a film forming surface.
Furthermore, the sheet-like material of the present invention is a sheet-like material capable of forming a target pattern having a lyophilic area and a liquid repellent area formed by the pattern forming method of the present invention.

本発明のパターン形成方法の一例を説明するための概念図である。It is a conceptual diagram for demonstrating an example of the pattern formation method of this invention. 本発明のパターン形成方法の別の例を説明するための概念図である。It is a conceptual diagram for demonstrating another example of the pattern formation method of this invention. 図2に示すパターン形成方法を説明するための概念図である。It is a conceptual diagram for demonstrating the pattern formation method shown in FIG. 本発明のパターン形成方法の別の例を説明するための概念図である。It is a conceptual diagram for demonstrating another example of the pattern formation method of this invention. 本発明のパターン形成方法の別の例を説明するための概念図である。It is a conceptual diagram for demonstrating another example of the pattern formation method of this invention. 本発明の成膜方法を説明するための概念図である。It is a conceptual diagram for demonstrating the film-forming method of this invention. 本発明の成膜方法の別の例を説明するための概念図である。It is a conceptual diagram for demonstrating another example of the film-forming method of this invention. 本発明のパターン形成方法と成膜方法とを説明するための概念図である。It is a conceptual diagram for demonstrating the pattern formation method of this invention, and the film-forming method.

以下、本発明のパターン形成方法、成膜方法、および、シート状物について、添付の図面に示される好適な実施形態を基に、詳細に説明する。
なお、以下に示す実施形態は本発明の一例を例示するものであり、本発明の範囲を制限するものではない。また、各構成部材の説明を明確に行うために、図中の各構成部材の寸法は、適宜、変更している。このため、図中の縮尺は実際とは異なっている。
さらに、本明細書において「〜」を用いて表される数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。
Hereinafter, the pattern formation method, the film formation method, and the sheet-like material of the present invention will be described in detail based on the preferred embodiments shown in the attached drawings.
Note that the embodiments shown below illustrate an example of the present invention, and do not limit the scope of the present invention. Further, in order to clearly explain each constituent member, the dimensions of each constituent member in the drawing are appropriately changed. For this reason, the scale in the figure is different from the actual.
Furthermore, the numerical range represented using "-" in this specification means the range which includes the numerical value described before and after "-" as a lower limit and an upper limit.

図1に、本発明のパターン形成方法の一例を概念的に示す。
本発明のパターン形成方法は、基材10の表面に粒子12aを含む粒子層12を形成し、凹凸を有する押圧版14を粒子層12に押圧して、粒子層12の粒子12aを押圧版14で部分的に押し潰すことにより、基材10の表面に、親液性を有する親液領域と撥液性を有する撥液領域とをパターニングして形成するものである。
以下の説明では、パターニングして形成された親液領域および撥液領域を、親撥パターンとも言う。
FIG. 1 conceptually shows an example of the pattern formation method of the present invention.
In the pattern forming method of the present invention, the particle layer 12 containing the particles 12 a is formed on the surface of the substrate 10, and the pressing plate 14 having irregularities is pressed against the particle layer 12 to press the particles 12 a of the particle layer 12. By partially crushing at this time, a lyophilic area having lyophilicity and a liquid repellent area having liquid repellency are formed on the surface of the base material 10 by patterning.
In the following description, the lyophilic area and the lyophobic area formed by patterning are also referred to as a lyophobic pattern.

本発明のパターン形成方法において、基材10には制限はなく、例えば、後述するエアロゾルデポジションによる成膜対象(被成膜材)となるものが、各種、利用可能である。 基材10としては、好ましくは、シート状物(フィルム、板状物)が例示される。
基材10となるシート状物としては、一例として、ポリエチレン(PE)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリアミド(PA)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリ塩化ビニル(PVC)、ポリビニルアルコール(PVA)、ポリアクリトニトリル(PAN)、ポリイミド(PI)、透明ポリイミド、ポリメタクリル酸メチル樹脂(PMMA)、ポリカーボネート(PC)、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリプロピレン(PP)、ポリスチレン(PS)、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体(ABS)、シクロオレフィン共重合体(COC)、シクロオレフィンポリマー(COP)、トリアセチルセルロース(TAC)、および、エチレン−ビニルアルコール共重合体(EVOH)等の樹脂材料からなる樹脂フィルム、ならびに、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、キチン、および、キトサン等からなる生分解性フィルム等が例示される。
In the pattern formation method of the present invention, the base material 10 is not limited. For example, various kinds of substances can be used as a film formation target (a film formation material) by aerosol deposition described later. As the base material 10, preferably, a sheet-like material (film, plate-like material) is exemplified.
Examples of the sheet material to be the substrate 10 include polyethylene (PE), polyethylene naphthalate (PEN), polyamide (PA), polyethylene terephthalate (PET), polyvinyl chloride (PVC), polyvinyl alcohol (PVA), and the like. Polyacrylonitrile (PAN), polyimide (PI), transparent polyimide, polymethyl methacrylate resin (PMMA), polycarbonate (PC), polyacrylate, polymethacrylate, polypropylene (PP), polystyrene (PS), acrylonitrile-butadiene-styrene Resin materials such as copolymer (ABS), cycloolefin copolymer (COC), cycloolefin polymer (COP), triacetyl cellulose (TAC), and ethylene-vinyl alcohol copolymer (EVOH) Made of a resin film, and, polylactic acid, polyglycolic acid, chitin, and biodegradable film made of chitosan and the like.

また、基材10は、シート状物に制限されないのは、前述のとおりである。
シート状物以外の基材10としては、一例として、μTAS(micro-Total Analysis Systems)等のマイクロ流路チップ基材、シリコンウェハー上の各種回路基材、および、バイオテンプレート基材等が好適に例示される。
すなわち、本発明のパターン形成方法は、表面に凹凸を有する各種の部材も、基材10として利用可能である。
Moreover, it is as above-mentioned that the base material 10 is not restrict | limited to a sheet-like thing.
As a substrate 10 other than a sheet-like material, for example, a microchannel chip substrate such as μ-TAS (micro-Total Analysis Systems), various circuit substrates on a silicon wafer, a bio-template substrate, etc. are suitably used. It is illustrated.
That is, in the pattern forming method of the present invention, various members having irregularities on the surface can also be used as the base material 10.

本発明のパターン形成方法では、このような基材10の表面に、粒子12aを含む粒子層12を形成する。
なお、本発明のパターン形成方法においては、粒子層12の形成に先立ち、基材10の一面または両面に、表面処理を施してもよい。
基材10の表面処理には制限はなく、何らかの層(膜)を形成される成膜面に施される公知の表面処理が、全て、利用可能である。表面処理としては、一例として、親液性(塗れ性)を改善する、コロナ処理、プラズマ処理、UV(Ultra Violet)照射、オゾン照射、および、UVオゾン洗浄等が例示される。
また、基材10の表面処理としては、親液性の改善または付与、および、表面平滑性の確保等を目的とする、下地層の形成も利用可能である。下地層の形成は、形成する下地層に応じて、塗布法および印刷法等の公知の方法で行えばよい。
In the pattern formation method of the present invention, a particle layer 12 containing particles 12 a is formed on the surface of such a substrate 10.
In addition, in the pattern formation method of this invention, you may surface-treat on the one surface or both surfaces of the base material 10 in advance of formation of the particle layer 12. As shown in FIG.
There is no restriction on the surface treatment of the substrate 10, and any known surface treatment applied to the film formation surface on which a layer (film) is to be formed can be used. Examples of surface treatment include corona treatment, plasma treatment, UV (Ultra Violet) irradiation, ozone irradiation, and UV ozone cleaning, which improve the lyophilicity (paintability), as an example.
Moreover, as surface treatment of the base material 10, formation of the base layer aiming at improvement or provision of lyophilic property, ensuring of surface smoothness, etc. can also be utilized. The formation of the base layer may be performed by a known method such as a coating method and a printing method depending on the base layer to be formed.

本発明のパターン形成方法では、図1の上から2段目に示すように、基材10の表面に、粒子12aを含む粒子層12を形成する。
粒子層12は、粒子(微粒子)12aによる凹凸を有することで、いわゆるロータス効果(ロータス構造)によって、撥液性を発現する層である。
なお、本発明において、親液性を有するとは、対象となる面と対象となる液体との接触角が90°未満であることを示す。他方、撥液性を有するとは、対象となる面と対象となる液体との接触角が90°以上であることを示す。対象となる面とは、具体的には、撥液性の場合には、基材10の表面、粒子層12の表面および後述する撥液領域10a等である。また、親液性の場合には、対象となる面とは、後述する親液領域10b等である。
さらに、対象となる液体とは、例えば、撥液領域10aが撥水性で親液領域10bが親水性である場合には、水および親水性の液体(水に溶解しやすい液体、および、水に混ざりやすい液体)であり、また、撥液領域10aおよび親液領域10bを形成した基材10に、後述するエアロゾルデポジションによって成膜を行う場合には、原料液Lである。
接触角は、例えば、共和界面化学社製のDrop Master700等の市販の装置を用いて、JIS R 3257に準拠して測定すればよい。但し、撥液領域10aおよび親液領域10bは、微細な領域で、直接的に水の接触角が測定できない場合も多い。この場合には、実際に、水(水系インク)を塗布して、光学顕微鏡等で塗布面を観察して、水の付着を確認することにより、親液性および撥液性を確認すればよい。なお、撥液領域10aにおける水の接触角は、通常、粒子層12における水の接触角と一致する。
In the pattern formation method of the present invention, a particle layer 12 containing particles 12 a is formed on the surface of a substrate 10 as shown in the second top of FIG. 1.
The particle layer 12 is a layer that exhibits liquid repellency by the so-called Lotus effect (Lotus structure) by having unevenness due to the particles (particulates) 12a.
In the present invention, having lyophilic indicates that the contact angle between the target surface and the target liquid is less than 90 °. On the other hand, having liquid repellency means that the contact angle between the target surface and the target liquid is 90 ° or more. Specifically, in the case of liquid repellency, the target surface is the surface of the substrate 10, the surface of the particle layer 12, the liquid repellent region 10a described later, and the like. Further, in the case of lyophilic, the target surface is a lyophilic area 10 b or the like described later.
Furthermore, the target liquid is, for example, water and a hydrophilic liquid (a liquid that is easily dissolved in water, and water, when the liquid repellent area 10 a is water repellent and the lyophilic area 10 b is hydrophilic. When a film is formed on the base material 10 on which the liquid repellent area 10a and the lyophilic area 10b are formed by the aerosol deposition described later, the raw material liquid L is used.
The contact angle may be measured, for example, using a commercially available device such as Drop Master 700 manufactured by Kyowa Interface Chemical Co., Ltd., in accordance with JIS R 3257. However, the liquid repellent area 10 a and the lyophilic area 10 b are often fine areas, and in many cases the contact angle of water can not be measured directly. In this case, actually, water (water-based ink) may be applied, and the application surface may be observed with an optical microscope or the like to confirm adhesion of water, thereby confirming lyophilicity and liquid repellency. . In addition, the contact angle of water in the liquid repellent area 10 a generally matches the contact angle of water in the particle layer 12.

ロータス効果は、蓮の葉効果(蓮の葉構造)とも言われる。
周知のとおり、ロータス効果とは、Cassie-Baxter理論で説明されるように、凹凸の高さや粗さが大きく、かつ、凹凸のピッチや間隔が狭い場合に、毛管現象により液体が凹凸溝の底まで到達できず液滴の下に空隙が生じ、液体と凹凸部材が点接触することにより撥液性を発現する効果である。逆に、凹凸の高さや粗さが小さく、かつ凹凸のピッチや間隔が広い場合は撥液性が発現しない。
The lotus effect is also referred to as a lotus leaf effect (a lotus leaf structure).
As well known, the Lotus effect means that as described in Cassie-Baxter theory, when the height and roughness of the asperities are large and the pitch and interval of the asperities are narrow, the liquid is the bottom of the asperity groove by capillary action. It is an effect of expressing a liquid repellency by not being able to reach to the bottom, a void being generated under the droplet, and the liquid and the concavo-convex member being in point contact with each other. On the contrary, when the height and roughness of the unevenness are small and the pitch and interval of the unevenness are wide, the liquid repellency does not appear.

本発明においては、粒子層12が、ロータス効果によって、前述の水の接触角で定義される撥液性を発現するものであれば、粒子層12の表面形状には、制限はない。
粒子層12の表面は、好ましくは、算術平均粗さRaが0.05〜0.2μmで、凹凸の平均間隔Smが0.5〜20μmを満たすのが好ましい。粒子層12の表面形状が、上述の範囲を満たすことにより、粒子層12すなわち後述する撥液領域10aが、より好適にロータス効果による撥液性を発現する。
粒子層12の算術平均粗さRaは、0.07〜0.2μmがより好ましく、0.1〜0.2μmがさらに好ましい。また、粒子層12の凹凸の平均間隔Smは、0.5〜10μmがより好ましく、0.5〜5μmがさらに好ましい。
算術平均粗さRaおよび凹凸の平均間隔Smは、東京精密社製のサーフコム等の市販の装置を用いて、例えば、JIS B 0601−1994に準拠して測定すればよい。
In the present invention, the surface shape of the particle layer 12 is not limited as long as the particle layer 12 exhibits liquid repellency defined by the above-described water contact angle by the Lotus effect.
The surface of the particle layer 12 preferably has an arithmetic mean roughness Ra of 0.05 to 0.2 μm, and preferably has an average spacing Sm of asperities of 0.5 to 20 μm. When the surface shape of the particle layer 12 satisfies the above-described range, the particle layer 12, that is, the liquid repellent region 10 a described later more preferably exhibits liquid repellency by the Lotus effect.
The arithmetic average roughness Ra of the particle layer 12 is more preferably 0.07 to 0.2 μm, and still more preferably 0.1 to 0.2 μm. Moreover, 0.5-10 micrometers is more preferable, and, as for average space Sm of the unevenness | corrugation of the particle layer 12, 0.5-5 micrometers is more preferable.
Arithmetic mean roughness Ra and mean interval Sm of unevenness may be measured in accordance with, for example, JIS B 0601-1994, using a commercially available device such as Surfcom manufactured by Tokyo Precision Co., Ltd.

前述のように、粒子層12は、粒子12aによる凹凸に起因するロータス効果によって撥液性を発現する。
このような粒子層12は、一例として、粒子12aおよびバインダを含む塗布液(組成物)を調製して、塗布液を基材10の表面に塗布して、バインダを硬化して粒子12aを固定化することで形成する。
As described above, the particle layer 12 exhibits liquid repellency by the Lotus effect caused by the unevenness due to the particles 12 a.
Such particle layer 12 prepares a coating liquid (composition) containing particles 12a and a binder as an example, applies the coating liquid on the surface of the substrate 10, cures the binder, and fixes the particles 12a. Form by

粒子12aは、ロータス効果による撥液性を発現する凹凸が形成でき、かつ、後述する押圧版14による押圧によって押し潰すことができるものであれば、各種の粒子が制限なく利用可能である。
従って、粒子12aの粒径(粒子径)には、制限はない。粒子12aの粒径は、10〜200nmが好ましく、30〜100nmがより好ましい。
また、粒子12aは、中空粒子であっても、中実粒子であってもよい。しかしながら、押圧版14による押し潰しが容易である等の点から、粒子12aは、中空粒子であるのが好ましい。なお、中実粒子とは、内部が詰まった粒子である。
Various particles can be used without limitation as long as the particles 12a can form asperities that exhibit liquid repellency due to the Lotus effect and can be crushed by pressing with a pressing plate 14 described later.
Accordingly, there is no limitation on the particle size (particle size) of the particles 12a. 10-200 nm is preferable and, as for the particle size of particle | grains 12a, 30-100 nm is more preferable.
The particles 12a may be hollow particles or solid particles. However, it is preferable that the particles 12 a be hollow particles in terms of ease of crushing by the pressing plate 14 and the like. Solid particles are particles whose inside is clogged.

粒子12aの形成材料にも、制限はない。
粒子12aの形成材料としては、シリカ(二酸化ケイ素)、シリカ系などの無機材料、アクリル系、スチレン系、メラミン系およびベンゾグアナミン系などの有機材料、ならびに、有機無機複合材料等が例示される。
There is no restriction also in the formation material of particle 12a.
Examples of the material for forming the particles 12a include silica (silicon dioxide), inorganic materials such as silica, organic materials such as acrylic, styrene, melamine and benzoguanamine, organic-inorganic composite materials, and the like.

粒子層12を形成するバインダにも、制限はなく、粒子等を分散してなる層(膜)の形成に用いられる各種のバインダが利用可能である。
バインダとしては、具体的には、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ウレタンアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、および、ペンタエリスリトールテトラアクリレート等が例示される。
なお、塗布液中の粒子12aの含有量は、ロータス効果による撥液性を発現する凹凸が形成できる量を、粒子12aの粒径等に応じて、適宜、設定すればよい。
The binder forming the particle layer 12 is also not limited, and various binders used for forming a layer (film) formed by dispersing particles and the like can be used.
Specific examples of the binder include dipentaerythritol pentaacrylate, dipentaerythritol hexaacrylate, urethane acrylate, pentaerythritol triacrylate, and pentaerythritol tetraacrylate.
The content of the particles 12a in the coating liquid may be set appropriately in accordance with the particle diameter of the particles 12a and the like, so that the unevenness capable of exhibiting liquid repellency due to the Lotus effect can be formed.

粒子層12を形成するための塗布液には、必要に応じて、重合開始剤、シランカップリング剤、界面活性剤、および、増粘剤等を添加してもよい。   If necessary, a polymerization initiator, a silane coupling agent, a surfactant, a thickener, and the like may be added to the coating liquid for forming the particle layer 12.

粒子層12を形成するための塗布液は、粒子を含有する層を形成するための、粒子を分散してなる塗布液と同様に調製すればよい。
一例として、バインダとなる化合物を溶剤に溶解した溶液を調製し、この溶液に粒子12aを添加して、拡散および分散することで、粒子層12を形成するための塗布液を調製すればよい。また、必要に応じて、調製した塗布液を濾過して、異物を除去してもよい。
The coating liquid for forming the particle layer 12 may be prepared in the same manner as the coating liquid in which particles are dispersed, for forming a layer containing particles.
As an example, a solution in which a compound serving as a binder is dissolved in a solvent is prepared, and the particles 12a are added to the solution, followed by diffusion and dispersion to prepare a coating solution for forming the particle layer 12. In addition, if necessary, the prepared coating solution may be filtered to remove foreign matter.

粒子層12は、このような塗布液を基材10の表面に塗布し、バインダを硬化することで形成できる。
調製した塗布液の塗布方法には、制限はなく、バーコート、グラビアコート、ダイコート、スロットルダイコート、および、ドクターナイフ等の公知の方法が利用可能である。
次いで、塗布液を乾燥した後、必要に応じてバインダを硬化する。バインダの硬化方法にも、制限はなく、バインダに応じて、UV照射、電子線照射、および、加熱等の公知の方法で行えばよい。
The particle layer 12 can be formed by applying such a coating solution to the surface of the substrate 10 and curing the binder.
There are no limitations on the method of applying the prepared coating solution, and known methods such as bar coating, gravure coating, die coating, throttle die coating, and doctor knife can be used.
Next, after drying the coating solution, the binder is cured if necessary. The curing method of the binder is also not limited, and may be performed by a known method such as UV irradiation, electron beam irradiation, and heating depending on the binder.

本発明のパターン形成方法においては、次いで、図1の3段目〜5段目に示すように、親液領域および撥液領域すなわち親撥パターンに応じた凹凸を有する押圧版14によって、基材10に形成した粒子層12を押圧して、凸部14bによって粒子層12の粒子12aを押し潰し、基材10から押圧版14を離間する。
これにより、基材10の表面に撥液領域10aおよび親液領域10bとを有する親撥パターンが形成できる。
Next, in the pattern forming method of the present invention, as shown in the third and fifth rows of FIG. The particle layer 12 formed in 10 is pressed, and the particles 12 a of the particle layer 12 are crushed by the convex portion 14 b to separate the pressing plate 14 from the base material 10.
Thereby, the lyophobic pattern having the lyophobic area 10 a and the lyophilic area 10 b can be formed on the surface of the base material 10.

前述のように、粒子層12は、粒子12aが形成する凹凸によるロータス効果によって、撥液性を発現する。
しかしながら、粒子層12の粒子12aを押し潰すと、粒子12aを押し潰された領域は、凹凸が無くなって、ロータス効果による撥液性を発現できなくなる。
従って、目的とする撥液領域に応じた凹部14aと、目的とする親液領域に応じた凸部14bとを有する押圧版14を形成し、この押圧版14によって粒子層12を押圧して、凸部14bで粒子12aを押し潰すことにより、凹部14aに対応する領域は撥液性を維持して撥液領域10aとし、凸部14bに対応する領域はロータス効果を発現する凹凸が無い、親液性を有する親液領域10bとして、目的とする親撥パターンを形成できる。
例えば、後述するエアロゾルデポジションによって、配線基板等の配線パターンを形成する場合であれば、配線を形成する領域を凸部14b、配線を形成しない領域を凹部14aとした押圧版14を形成して、粒子層12を押圧することで、目的とする配線パターンに応じた親撥パターンを形成できる。
As described above, the particle layer 12 exhibits liquid repellency by the Lotus effect due to the unevenness formed by the particles 12 a.
However, when the particles 12a of the particle layer 12 are crushed, the region where the particles 12a are crushed has no unevenness and can not exhibit liquid repellency due to the Lotus effect.
Therefore, a pressure plate 14 having concave portions 14 a corresponding to the target liquid repellent area and convex portions 14 b corresponding to the target lyophilic area is formed, and the particle layer 12 is pressed by the pressure plate 14, By squeezing the particle 12a with the convex portion 14b, the region corresponding to the concave portion 14a maintains liquid repellency to make the liquid repellent region 10a, and the region corresponding to the convex portion 14b does not have asperities that exhibit the Lotus effect. A target lyophobic pattern can be formed as the lyophilic area 10 b having liquid properties.
For example, in the case of forming a wiring pattern such as a wiring substrate by aerosol deposition to be described later, the pressing plate 14 is formed in which the region for forming the wiring is the convex portion 14b and the region where the wiring is not formed is the concave portion 14a. By pressing the particle layer 12, it is possible to form a lyophobic pattern according to the target wiring pattern.

前述のように、従来の親撥パターン形成方法は、親液性の表面に、親撥パターンに応じたエンボス加工等によってロータス効果による撥液性を発現する凹凸を形成する。
これに対して、本発明のパターン形成方法は、先に、粒子によってロータス効果による撥液性を発現する凹凸を有する粒子層(撥液層)を形成し、この粒子層の粒子を親撥パターンに応じて押し潰して親液性とすることで、親撥パターンを形成するものである。
As described above, according to the conventional lyophilic pattern forming method, the lyophilic surface is formed with the concavities and convexities that exhibit the lyophobicity by the Lotus effect by embossing according to the lyophobic pattern.
On the other hand, according to the pattern forming method of the present invention, first, a particle layer (liquid repellent layer) having irregularities to develop liquid repellency by the Lotus effect by particles is formed, and the particles of this particle layer The lyophilic pattern is formed by squeezing them to be lyophilic in accordance with the above.

また、前述のように、本発明のパターン形成方法では、親撥パターンに応じた押圧版14で、粒子層12を押圧して親撥パターンを形成する。すなわち、撥液領域10aにおける撥液性は、粒子層12が有する凹凸によるロータス効果によって発現される。
そのため、本発明のパターン形成方法では、エンボス加工等による凹凸の形成で、ロータス効果による撥液性を発現させる従来の親撥パターンの形成のように、ロータス効果を得られるような微細な凹凸を有する押圧版を作製する必要もない。
In addition, as described above, in the pattern forming method of the present invention, the particle layer 12 is pressed by the pressing plate 14 corresponding to the hydrophilicity repellent pattern to form the hydrophilicity repellent pattern. That is, the liquid repellency in the liquid repellent area 10 a is exhibited by the Lotus effect due to the unevenness of the particle layer 12.
Therefore, in the pattern formation method of the present invention, fine irregularities such as to obtain the Lotus effect like the formation of the conventional hydrophilic / repellant pattern for expressing liquid repellency by the Lotus effect by the formation of the irregularities by embossing etc. There is also no need to make a press plate with it.

本発明のパターン形成方法において、押圧版14の押圧力は、粒子12aの強度等に応じて、粒子12aを押し潰せる押圧力を、適宜、設定すればよい。
また、押圧版14における凹部14aの深さ(厚さ方向のサイズ)は、粒子層12の厚さに応じて、粒子層12に接触しない深さを、適宜、設定すればよい。
In the pattern forming method of the present invention, the pressing force that can crush the particles 12 a may be appropriately set according to the strength of the particles 12 a and the like.
Further, the depth (the size in the thickness direction) of the recess 14 a in the pressing plate 14 may be appropriately set according to the thickness of the particle layer 12 so as not to be in contact with the particle layer 12.

押圧版14の凹部14aおよび凸部14bの、凹部14aおよび凸部14bの配列方向と直交する方向、すなわち、図1の紙面に垂直な方向の長さにも、制限はない。
従って、押圧版14の凹部14aおよび凸部14bは、凹部14aおよび凸部14bの配列方向と直交する方向に、長尺なものでもよい。すなわち、押圧版14は、基材10の図1の紙面に垂直な方向において、連続する1本の溝を形成するように粒子層12の粒子12aを押し潰すものであってもよい。この際において、凸部14bは、基材10の図1の紙面に垂直な方向の全域で粒子層12の粒子12aを押し潰すものでも、同方向の両端あるいは一方の端部を残して、連続する1本の溝を形成するように粒子層12の粒子12aを押し潰すものでもよい。
あるいは、押圧版14の凸部14bは、凹部14aおよび凸部14bの配列方向と直交する方向に、複数に分割されたものであってもよい。すなわち、押圧版14は、基材10の図1の紙面に垂直な方向において、離間する複数箇所で、粒子層12の粒子12aを押し潰すものであってもよい。すなわち、押圧版14は、基材10の図1の紙面に垂直な方向において、断続する複数の溝を形成するように粒子層12の粒子12aを押し潰すものであってもよい。
この点に関しては、後述する鋸状の凹凸を形成する押圧版18および20、および、後述するロール・トゥ・ロールに対応するロール押圧版14Rも、同様である。
The length of the concave portion 14a and the convex portion 14b of the pressing plate 14 in the direction orthogonal to the arrangement direction of the concave portion 14a and the convex portion 14b, that is, the direction perpendicular to the paper surface of FIG.
Therefore, the concave portions 14 a and the convex portions 14 b of the pressing plate 14 may be elongated in the direction orthogonal to the arrangement direction of the concave portions 14 a and the convex portions 14 b. That is, the pressing plate 14 may squeeze the particles 12 a of the particle layer 12 so as to form one continuous groove in the direction perpendicular to the paper surface of FIG. 1 of the base material 10. At this time, even if the projections 14b squeeze the particles 12a of the particle layer 12 in the entire region of the base material 10 in the direction perpendicular to the paper surface of FIG. 1, both ends or one end of the same direction remain continuous. The particles 12a of the particle layer 12 may be crushed so as to form a single groove.
Alternatively, the convex portions 14 b of the pressing plate 14 may be divided into a plurality of pieces in the direction orthogonal to the arrangement direction of the concave portions 14 a and the convex portions 14 b. That is, the pressing plate 14 may squeeze the particles 12 a of the particle layer 12 at a plurality of places separated in the direction perpendicular to the paper surface of FIG. 1 of the base material 10. That is, the pressing plate 14 may squeeze the particles 12 a of the particle layer 12 so as to form a plurality of intermittent grooves in the direction perpendicular to the paper surface of FIG. 1 of the base material 10.
In this regard, the same applies to the press plates 18 and 20 forming the saw-like unevenness described later and the roll press plate 14R corresponding to the roll-to-roll described later.

前述のように、本発明のパターン形成方法は、粒子によってロータス効果による撥液性を発現する凹凸を有する粒子層(撥液層)形成し、この粒子層の粒子を親撥パターンに応じて押し潰して親液性とすることで、親撥パターンを形成する。
このような本発明のパターン形成方法によれば、表面に傾斜面を有する凸部を配列してなり、傾斜面が親液性を有する親液領域で、この傾斜面に連続する面が撥液性を有する撥液領域となるような親撥パターンも形成可能である。
図2および図3に、その一例を概念的に示す。
As described above, according to the pattern forming method of the present invention, a particle layer (a liquid repellent layer) having irregularities to develop liquid repellency by the Lotus effect is formed by particles, and the particles of this particle layer are pressed according to the lyophobic pattern. The lyophilic pattern is formed by crushing to make it lyophilic.
According to such a pattern forming method of the present invention, convex portions having inclined surfaces are arrayed on the surface, and the inclined surface is a lyophilic area having lyophilic property, and a surface continuous with the inclined surface is liquid repellent It is also possible to form a lyophobic pattern that results in a lyophobic area having properties.
FIG. 2 and FIG. 3 conceptually show an example thereof.

本例でも、前述の図1に示す例と同様、基材10の表面に粒子12aを有する粒子層12を形成する。
なお、本例においては、粒子層12によって、傾斜面を有する凸部を配列した親撥パターンを形成するので、粒子層12は、図1に示す例に比して、厚くする必要がある。
Also in this example, as in the example shown in FIG. 1 described above, the particle layer 12 having the particles 12 a is formed on the surface of the base material 10.
In the present embodiment, since the hydrophilic layer is formed by arranging the convex portions having inclined surfaces by the particle layer 12, the particle layer 12 needs to be thicker than the example shown in FIG.

次いで、先の例と同様、凹部18aを有する押圧版18によって、粒子層12を形成した基材10を押圧する。
この押圧版18は、凹部18aが一方向に配列されてなる凹凸形状を有する。凹部18aは、凹部18aの配列方向の断面において台形状の形状を有している。以下の説明では、凹部の配列方向の断面における凹部の形状を、単に『凹部の形状』ともいう。また、以下の説明では、断りがない場合、『断面』とは、凹部の配列方向の断面を示す。
すなわち、押圧版18の凹部18aは、押圧版18の凹部形成面に対して傾斜する傾斜面を有する。以下の説明では、このような押圧版18の凹部形成面に対して、凹部の配列方向に傾斜する傾斜面を有する凹部を配列した押圧版の凹凸形状を、便宜的に、『鋸状』ともいう。
また、押圧版18の凹部形成面とは、言い換えれば、押圧版18における凹部の開口と、凸部の上端(開口側端部)とを接続した面である。
Next, as in the previous example, the base 10 on which the particle layer 12 is formed is pressed by the pressing plate 18 having the recess 18 a.
The pressing plate 18 has a concavo-convex shape in which the concave portions 18 a are arranged in one direction. The recess 18 a has a trapezoidal shape in a cross section in the arrangement direction of the recess 18 a. In the following description, the shape of the recess in the cross section in the arrangement direction of the recess is also referred to simply as the “shape of the recess”. Moreover, in the following description, unless otherwise noted, the “cross-section” indicates a cross-section in the arrangement direction of the recesses.
That is, the recess 18 a of the pressing plate 18 has an inclined surface which is inclined with respect to the recess forming surface of the pressing plate 18. In the following description, the concavo-convex shape of a pressing plate in which concave portions having inclined surfaces inclined in the direction of arrangement of the concave portions are arranged with respect to the concave portion forming surface of the pressing plate 18 is Say.
Further, the recess forming surface of the pressing plate 18 is, in other words, a surface connecting the opening of the recess in the pressing plate 18 and the upper end (opening side end) of the protrusion.

断面における凹部18aの台形は、一方の脚aのみが押圧版18の凹部形成面に対して傾斜しており、他方の脚bは、押圧版18の凹部形成面に垂直である(図3参照)。すなわち、この脚aの部分が、前述の押圧版18の凹部形成面に対して傾斜する傾斜面を有する。以下の説明では、この押圧版18の凹部形成面に対して傾斜する傾斜面を、単に『傾斜面』ともいう。
さらに、押圧版18は、好ましい態様として、台形状の凹部18aが、凹部18aの配列方向に、隙間を開けずに連続的に配列されている。
The trapezoidal shape of the recess 18a in the cross section is such that only one leg a is inclined to the recess forming surface of the pressing plate 18, and the other leg b is perpendicular to the recess forming surface of the pressing plate 18 (see FIG. 3) ). That is, the portion of the leg a has an inclined surface which is inclined with respect to the recess forming surface of the pressing plate 18 described above. In the following description, the inclined surface which is inclined with respect to the recess forming surface of the pressing plate 18 is also simply referred to as “inclined surface”.
Furthermore, as a preferred embodiment, the pressing plate 18 has trapezoidal concave portions 18 a continuously arranged in the direction of arrangement of the concave portions 18 a without opening a gap.

図2に示す例においては、粒子層12を成型するように、押圧版18によって粒子層12を押圧する。
この際において、押圧版18によって押圧される粒子層12は、押圧版18の凹部18aの形状に、完全に追従するわけではなく、凹部18aとは、若干、異なる形状になる。
すなわち、粒子層12には、凹部18aの傾斜面に対応する領域、すなわち、断面における凹部18aの台形において凹部形成面に対して傾斜する脚aに対応する領域が、押圧版18(凹部18aの形成面)に当接する。従って、この領域は、押圧版18の傾斜面によって押圧され、凹部18aの形状に追従して成型される。また、この領域では、押圧によって、粒子12aが押し潰されて、凹凸が小さくなり、ロータス効果による撥液性を発現しない、親液領域10b(破線)となる。
一方、粒子層12における、台形の上底cに対応する領域、および、凹部形成面に垂直な脚bに対応する領域は、押圧版18が当接していなくても、上述の凹部18aの傾斜面(脚a)による粒子層12の押圧によって、追従するように変形され、角部(肩部)が丸くなったような、いわゆる、ダレたような形状になる。その結果、この領域では、押圧版18による押圧が無い領域、および/または、押圧版18による押圧力が小さい領域が大部分となり、粒子12aが押し粒されることなく保持される。その結果、台形の上底cおよび脚bに対応する領域は、粒子12aで形成される凹凸によって、ロータス効果による撥液性を発現する、撥液領域10aとなる。
In the example shown in FIG. 2, the particle layer 12 is pressed by the pressing plate 18 so as to form the particle layer 12.
At this time, the particle layer 12 pressed by the pressing plate 18 does not completely follow the shape of the recess 18 a of the pressing plate 18, and has a slightly different shape from the recess 18 a.
That is, in the particle layer 12, a region corresponding to the inclined surface of the recess 18a, that is, a region corresponding to the leg a inclined with respect to the recess forming surface in the trapezoid of the recess 18a in the cross section Abut on the forming surface). Therefore, this area is pressed by the inclined surface of the pressing plate 18 and is molded following the shape of the recess 18a. Further, in this region, the particles 12a are crushed by pressing, and the unevenness becomes small, so that it becomes a lyophilic region 10b (broken line) which does not express liquid repellency by the Lotus effect.
On the other hand, in the region corresponding to the trapezoid upper bottom c in the particle layer 12 and the region corresponding to the leg b perpendicular to the recess forming surface, the inclination of the recess 18a described above is obtained even if the pressing plate 18 is not in contact. Due to the pressing of the particle layer 12 by the surface (leg a), it is deformed so as to follow, and it becomes a so-called sluggish shape in which the corner (shoulder) is rounded. As a result, in this area, the area where there is no pressure by the pressing plate 18 and / or the area where the pressing force by the pressing plate 18 is small becomes most, and the particles 12a are held without being pressed. As a result, the area corresponding to the trapezoidal upper base c and the leg b becomes a liquid repellent area 10a that exhibits liquid repellency by the Lotus effect due to the unevenness formed by the particles 12a.

すなわち、このような鋸状の凹凸形状を有する押圧版での押圧によって形成された親撥パターンは、平面状(略平面状)の傾斜面を有する凸部が連続的に形成され、かつ、凸部の配列方向に向かって、親液領域10bとなる傾斜面と、撥液領域10aとなる傾斜面に連続する領域とを、交互に有する、親撥パターンとなる。なお、基材10がシート状物である場合には、この親撥パターンを形成された基材10は、本発明のシート状物である。
このような親撥パターンに、後述するようにエアロゾルデポジションによる成膜を行うことにより、例えば、異なる表面性状を一方向に交互に有する部材、異なる光学特性を一方向に交互に有する部材、弾性および硬さ等の機械的強度が異なる領域を一方向に有する部材、ガス吸着特性が異なる領域を一方向に有するガスセンサー用部材、反射特性が異なる領域を一方向に有するアンテナ用部材、および、電磁特性が異なる領域を一方向に有する部材等、異なる特性を一方向に交互に有する各種の部材を作製できる。
That is, in the hydrophilicity repellent pattern formed by pressing with the press plate having such a saw-like concavo-convex shape, convex portions having planar (substantially planar) inclined surfaces are continuously formed, and convex The lyophobic pattern has alternating inclined surfaces to be the lyophilic regions 10b and regions continuous to the inclined surfaces to be the lyophobic regions 10a in the arrangement direction of the parts. In addition, when the base material 10 is a sheet-like thing, the base material 10 in which this lyophilic pattern was formed is a sheet-like thing of this invention.
By forming a film by aerosol deposition on such a lyophilic pattern as described later, for example, a member having different surface characteristics alternately in one direction, a member having different optical characteristics alternately in one direction, elasticity And a member having regions having different mechanical strength such as hardness in one direction, a member for a gas sensor having a region having different gas adsorption properties in one direction, a member for an antenna having a region having different reflection characteristics in one direction, Various members having different characteristics alternately in one direction can be manufactured, such as members having regions having different electromagnetic characteristics in one direction.

図2に示す例において、粒子層12の厚さには制限はない。すなわち、粒子層12の厚さは、親液領域10bの長さ、撥液領域10aの長さ、形成する凹凸状の親撥パターンの厚さ、および、粒子12aを適切に押しつぶせる押圧力の条件調節すなわち押圧時に粒子が崩れたり(脱離したり)、粒子層12の膜割れが生じない押圧条件等に応じて、目的とする形状の粒子層12が得られる厚さを、適宜、設定すればよい。   In the example shown in FIG. 2, the thickness of the particle layer 12 is not limited. That is, the thickness of the particle layer 12 is the length of the lyophilic area 10b, the length of the liquid repellent area 10a, the thickness of the uneven lyophobic pattern to be formed, and the pressing force that can crush the particles 12a appropriately. Condition adjustment, that is, the thickness at which the particle layer 12 of the target shape is obtained is appropriately set according to the pressing condition or the like in which the particles do not break (detach) during pressing or the film cracking of the particle layer 12 does not occur. Just do it.

また、凹部の形状および傾斜面の長さ等も、親液領域10bの長さ、撥液領域10aの長さ、目的とする粒子層の凹凸形状、角部(肩部)のダレやすさ(すなわち粒子12aと18aとが当接し難い形状)等に応じて、適宜、設定すればよい。
例えば、断面が台形状の凹部18aであれば、台形の凹部形成面に対して傾斜する脚a(凹部の傾斜面)の長さを調節することで、凹凸の配列方向における親液領域の長さを調節でき、また、台形の上底cの長さを調節することで、凹凸の配列方向における撥液の長さを調節できる。
In addition, the shape of the recess and the length of the inclined surface, etc. are also the length of the lyophilic area 10b, the length of the liquid repellent area 10a, the asperity shape of the target particle layer, and the ease of sagging of the corner That is, it may be set as appropriate according to the shape or the like) in which the particles 12a and 18a do not easily abut.
For example, if the cross section is a trapezoidal concave portion 18a, the length of the lyophilic area in the arrangement direction of the concavities and convexities can be adjusted by adjusting the length of the leg a (the inclined surface of the concave portion) inclined to the trapezoidal concave surface By adjusting the length of the upper bottom c of the trapezoid, it is possible to adjust the length of the liquid repellent in the direction of arrangement of the asperities.

このような鋸状の凹凸を有する押圧版において、凹部の形状は図示例のような台形状に制限はされない。
すなわち、凹部が傾斜面を有するものであれば、すなわち、断面において凹部の開口から凹部形成面に対して傾斜する辺を有するものであれば、凹部の閉塞面側の平面が、押圧版の凹部形成面とは平行ではない、不定形の四角形状であってもよい。
In the press plate having such a saw-like unevenness, the shape of the recess is not limited to the trapezoidal shape as shown in the illustrated example.
That is, if the recess has an inclined surface, that is, if it has a side inclined from the opening of the recess to the recess forming surface in the cross section, the plane on the closed surface side of the recess is the recess of the pressing plate It may be an irregular quadrilateral which is not parallel to the formation surface.

また、このような鋸状の凹凸を有する押圧版は、凹部の断面形状が四角形には制限されず、図4に概念的に示す押圧版20のような、三角形の凹部であってもよい。
このような三角形状の凹部であっても、図5に概念的に示すように、同様に粒子層12は押圧版20の形状に完全に追従することはない。すなわち、押圧版20の傾斜面に対応する領域では、粒子層12の形状は追従するが、頂角近傍から押圧版の凹部形成面に垂直な辺に対応する領域において、凹部に追従せず、凹部の形状とは異なる、若干、ダレたような状態になる。
その結果、前述の図2に示す例と同様に、押圧版20の傾斜面に対応する領域では、粒子12aが押し潰されて凹凸が無くなり、ロータス効果による撥液性を発現しない、親液領域(破線)となる。これに対して、頂角近傍から押圧版の凹部形成面に垂直な辺に対応する、凹部30aに追従しなかった領域では、粒子12aが保持されて、粒子12aで形成される凹凸によって、ロータス効果による撥液性を発現する撥液領域となる。
Further, the pressing plate having such a saw-like unevenness is not limited to a rectangular cross-sectional shape of the recess, but may be a triangular recess such as the pressing plate 20 conceptually shown in FIG. 4.
Even with such a triangular recess, the particle layer 12 does not completely follow the shape of the pressing plate 20, as conceptually shown in FIG. That is, in the region corresponding to the inclined surface of the pressing plate 20, the shape of the particle layer 12 follows, but does not follow the recess in the region corresponding to the side perpendicular to the recess forming surface of the pressing plate from near the apex angle It is in a slightly dripped state different from the shape of the recess.
As a result, as in the example shown in FIG. 2 described above, in the region corresponding to the inclined surface of the pressing plate 20, the particles 12a are crushed and the unevenness is eliminated, and the lyophilic region does not express liquid repellency by the Lotus effect. (Broken line). On the other hand, in a region which does not follow the recess 30a corresponding to a side perpendicular to the recess forming surface of the pressing plate from near the apex angle, the particles 12a are held, and the unevenness formed by the particles 12a causes the lotus It becomes a liquid repellant area which expresses liquid repellence by an effect.

なお、このような鋸状の凹部を有する押圧版においては、配列方向における凹部の一面が押圧版の凹部形成面に垂直である構成に制限はされない。すなわち、鋸状の凹凸形状を有する押圧版は、配列方向において、凹部が、2面の傾斜面を有する構成でもよい。
例えば、図3に示す断面台形状の凹部を有する押圧版において、押圧版の凹部形成面に垂直な脚bが、押圧版の凹部形成面に対して傾斜していてもよい。また、図4に示す三角形状の凹部を有する押圧版20において、凹部の形状が直角三角形ではなく、通常の三角形であってもよい。
この際においては、凹部形成面に対する傾斜面の角度に応じて、凹部形成面に対する角度が小さい傾斜面で押圧された領域が、粒子が押し粒されて親液領域となり、押圧版の凹部形成面に対する角度が大きい傾斜面で押圧された領域は、粒子が押し粒されずに、凹凸に起因する撥液性を維持した撥液領域となる。
In addition, in the press plate having such a saw-like recess, the configuration in which one surface of the recess in the arrangement direction is perpendicular to the recess forming surface of the press plate is not limited. That is, in the pressing plate having a saw-like uneven shape, the recess may have two inclined surfaces in the arrangement direction.
For example, in a press plate having a recess having a trapezoidal cross section shown in FIG. 3, the leg b perpendicular to the recess formation surface of the press plate may be inclined with respect to the recess formation surface of the press plate. Further, in the pressing plate 20 having a triangular recess shown in FIG. 4, the shape of the recess may not be a right triangle, but may be a normal triangle.
At this time, according to the angle of the inclined surface with respect to the recess forming surface, the region pressed by the inclined surface having a small angle with respect to the recess forming surface is pressed particles to become a lyophilic region, and the recess forming surface of the pressing plate The region pressed by the inclined surface having a large angle with respect to the surface becomes a liquid repellent region maintaining the liquid repellency caused by the unevenness without pressing the particles.

図2に示す例では、押圧版18(20)は、粒子層12のみを成型したが、本発明は、これに制限はされない。
すなわち、鋸状の凹凸を有する押圧版18によって、基材10を凹凸状にプレス成型することで、平面状(略平面状)の傾斜面を有する凸部が連続的に形成され、かつ、凸部の配列方向に向かって、親液領域となる傾斜面と、撥液領域となる傾斜面に連続する領域とを、交互に有する、親撥パターンを有する基材10としてもよい。
また、このような押圧版による粒子層12の成型は、鋸状の凹凸を有する押圧版18以外にも、各種の形状の凹凸を有する押圧版で利用可能である。例えば、図1に示す例において、粒子層12の厚さを厚くして、矩形の凹凸を有する押圧版14によって粒子層12を押圧成型して、矩形の凹凸を有する粒子層12を形成してもよい。この際には、凸部14bによって押圧成型された部分が、粒子12aが押し潰されて凹凸が無くなり、ロータス効果による撥液性を発現しない親液領域となる。また、凹部14aに対応する領域がロータス効果による撥液性を発現する撥液領域となる。従って、この場合には、凹部14aの天井面が、粒子層12に当接しないようにする必要がある。
In the example shown in FIG. 2, the pressing plate 18 (20) has molded only the particle layer 12, but the present invention is not limited thereto.
That is, a convex portion having a flat (substantially planar) inclined surface is continuously formed by pressing the base material 10 in a concave and convex shape with the press plate 18 having a saw-like concave and convex, and a convex It is good also as base material 10 which has a lyophobic pattern which has an inclined surface used as a lyophilic area, and an area which follows an inclined surface used as a lyophobic area alternately in the arrangement direction of the parts.
Further, the molding of the particle layer 12 by such a pressing plate can be used as a pressing plate having irregularities of various shapes in addition to the pressing plate 18 having saw-like irregularities. For example, in the example shown in FIG. 1, the thickness of the particle layer 12 is increased, and the particle layer 12 is pressed and formed by the pressing plate 14 having rectangular asperities to form the particle layer 12 having rectangular asperity. It is also good. At this time, the portion pressed and formed by the convex portion 14 b is a lyophilic area in which the particles 12 a are crushed and the unevenness is eliminated, and the liquid repellency due to the Lotus effect is not expressed. In addition, a region corresponding to the recess 14 a is a liquid repellent region that exhibits liquid repellency by the Lotus effect. Therefore, in this case, it is necessary to prevent the ceiling surface of the recess 14 a from coming into contact with the particle layer 12.

本発明の成膜方法は、このような本発明のパターン形成方法で形成した親撥パターンに、エアロゾルデポジションによって成膜を行うものである。
言い換えれば、本発明の成膜方法は、本発明のパターン形成方法で形成した親撥パターンを有する基材10の親撥パターン形成面に、エアロゾルデポジションによって成膜を行うものである。
In the film forming method of the present invention, film formation is performed by aerosol deposition on the hydrophilicity pattern formed by the pattern forming method of the present invention.
In other words, in the film forming method of the present invention, film formation is performed by aerosol deposition on the lyophilic pattern forming surface of the substrate 10 having the lyophilic pattern formed by the pattern forming method of the present invention.

図6に、本発明の成膜方法を実施する成膜装置の一例を概念的に示す。
図6に示す成膜装置50は、前述のエアロゾルデポジションによって基材10に成膜を行う装置であって、エアロゾル生成部52と、成膜部54とを有する。エアロゾル生成部52と成膜部54とは、誘導配管56によって接続されている。
In FIG. 6, an example of the film-forming apparatus which enforces the film-forming method of this invention is shown notionally.
The film forming apparatus 50 shown in FIG. 6 is an apparatus for forming a film on the substrate 10 by the above-described aerosol deposition, and includes an aerosol generating unit 52 and a film forming unit 54. The aerosol generating unit 52 and the film forming unit 54 are connected by a guiding pipe 56.

エアロゾル生成部52は、溶剤または分散媒に、成膜材料を溶解または分散してなる原料液Lをエアロゾル化して、生成したエアロゾルAを誘導配管56に供給する。エアロゾルAは、誘導配管56を通って、成膜部54に送られる。
成膜装置50において、エアロゾル生成部52は、原料液Lを収容する原料容器58と、原料容器58の一部を収容する容器60と、容器60の底面に配置される超音波振動子62と、エアロゾルAを誘導配管56を経て成膜部54に送るためのキャリアガスを供給するガス供給手段64と、を有する。
The aerosol generation unit 52 aerosolizes the raw material liquid L obtained by dissolving or dispersing the film forming material in a solvent or a dispersion medium, and supplies the generated aerosol A to the induction pipe 56. The aerosol A is sent to the film forming unit 54 through the induction pipe 56.
In the film forming apparatus 50, the aerosol generating unit 52 includes a raw material container 58 for containing the raw material liquid L, a container 60 for containing a part of the raw material container 58, and an ultrasonic transducer 62 disposed on the bottom of the container 60. And gas supply means 64 for supplying a carrier gas for sending the aerosol A to the film forming unit 54 through the induction pipe 56.

容器60内には、水Wが収容されている。水Wは、超音波振動子62が発生した超音波を原料液Lに伝達するために、容器60に収容される。従って、超音波振動子62は、水Wに浸漬されている。また、原料容器58を収容する容器60も、少なくとも一部が水Wに浸漬される。
超音波振動子62が振動すると、水Wが超音波振動を伝播して、原料容器58を超音波振動させて、原料容器58に収容される原料液Lを超音波振動させる。原料液Lが超音波振動することにより、原料液Lがエアロゾル化され、原料液LのエアロゾルAが生成される。すなわち、原料容器58、容器60および超音波振動子62は、いわゆる超音波噴霧器(Ultrasonic Atomizer)を構成する。
In the container 60, water W is accommodated. The water W is accommodated in the container 60 in order to transmit the ultrasonic waves generated by the ultrasonic transducer 62 to the raw material liquid L. Therefore, the ultrasonic transducer 62 is immersed in the water W. Further, at least a part of the container 60 for containing the raw material container 58 is also immersed in the water W.
When the ultrasonic transducer 62 vibrates, the water W propagates the ultrasonic vibration to ultrasonically vibrate the raw material container 58 to ultrasonically vibrate the raw material liquid L stored in the raw material container 58. By ultrasonically vibrating the raw material liquid L, the raw material liquid L is aerosolized, and an aerosol A of the raw material liquid L is generated. That is, the raw material container 58, the container 60 and the ultrasonic transducer 62 constitute a so-called ultrasonic atomizer.

本発明の成膜方法において、原料液Lを超音波振動する方法は、水W(中間溶液)を使って超音波を伝播して原料液Lを超音波振動する方法に制限はされない。例えば、原料容器58の下面に超音波振動子62を配置して、原料容器58を介して原料液Lを超音波振動させる方法、原料容器58の底面に超音波振動子62を配置して、原料液Lを、直接、超音波振動させる方法等、エアロゾルデポジションにおける原料液Lの超音波振動に利用される公知の方法が利用可能である。   In the film forming method of the present invention, the method of ultrasonically vibrating the raw material liquid L is not limited to the method of ultrasonically vibrating the raw material liquid L by propagating ultrasonic waves using water W (intermediate solution). For example, a method of disposing the ultrasonic transducer 62 on the lower surface of the raw material container 58 and ultrasonically vibrating the raw material liquid L through the raw material container 58, and disposing the ultrasonic transducer 62 on the bottom surface of the raw material container 58 A known method may be used which is used for ultrasonic vibration of the raw material liquid L in aerosol deposition, such as a method of ultrasonically vibrating the raw material liquid L directly.

本発明の成膜方法において、成膜材料(成膜する膜)には制限はなく、エアロゾルデポジションによって成膜が可能な材料が、各種、利用可能である。
一例として、有機エレクトロルミネッセンス材料、金属アルコキシド化合物、二酸化ケイ素(シリカ)およびテトラエトキシシラン等のケイ素化合物、チタン酸ジルコン酸鉛(PZT)および酸化アルミニウム(アルミナ)等のセラミック粉、亜鉛系、アルミナ系、ジルコニア系、シリカ系およびプロブスカイト系などの金属酸化物、酸化インジウムスズ(ITO)、ハロゲン化銀および金属ナノ粒子等の透明電極材料、ゼラチン、ポリビニルアルコール、ポリビニルプロリドンおよび澱粉等の多糖類、セルロースおよびその誘導体、ポリエチレンオキサイド、ポリビニルアミン、キトサン、ポリリジン、ポリアクリル酸、ポリアルギン酸、ポリヒアルロン酸およびカルボキシセルロース等の水溶性樹脂、ならびに、酸化物半導体や有機半導体となる分子やカーボンナノチューブを含む溶液等が例示される。
In the film forming method of the present invention, the film forming material (film to be formed) is not limited, and various materials which can be formed by aerosol deposition can be used.
Examples include organic electroluminescent materials, metal alkoxide compounds, silicon compounds such as silicon dioxide (silica) and tetraethoxysilane, ceramic powders such as lead zirconate titanate (PZT) and aluminum oxide (alumina), zinc-based, alumina-based , Metal oxides such as zirconia, silica and probstite, transparent electrode materials such as indium tin oxide (ITO), silver halide and metal nanoparticles, polysaccharides such as gelatin, polyvinyl alcohol, polyvinyl prolydon and starch , Water-soluble resins such as cellulose and derivatives thereof, polyethylene oxide, polyvinylamine, chitosan, polylysine, polyacrylic acid, polyalginic acid, polyhyaluronic acid and carboxycellulose, and oxide semiconductors and organic semiconductors Solution such as a solution containing a molecule or a carbon nanotube serving as is exemplified.

原料液Lの調製に用いられる溶剤または分散媒にも制限はなく、成膜材料に応じて、成膜材料を溶解または分散できるものであれば、各種の液体が利用可能である。
一例として、メチルエチルケトン、N,N−ジメチルホルムアミド等のアミド、ジメチルスルホキシド等のスルホキシド、ピリジン等のヘテロ環化合物、ベンゼンおよび塀酸等の炭化水素、クロロホルムおよびジクロロメタン等のアルキルハライド、酢酸メチルおよび酢酸ブチル等のエステル、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンおよびシクロヘキサノン等のケトン、テトラヒドロフランおよび1,2−ジメトキシエタン等のエーテル、ならびに、メタノール、エタノールおよびプロパノール等のアルキルアルコール等の有機溶剤が例示される。また、溶剤または分散剤としては、水も例示される。なお、水は、イオン交換水、蒸留水および純水のいずれかを用いるのが好ましい。
溶剤および分散媒は、2種以上を混合して使用して用いてもよい。
There is no restriction on the solvent or dispersion medium used for preparation of the raw material liquid L, and various liquids can be used as long as the film forming material can be dissolved or dispersed depending on the film forming material.
Examples include amides such as methyl ethyl ketone and N, N-dimethylformamide, sulfoxides such as dimethyl sulfoxide, heterocyclic compounds such as pyridine, hydrocarbons such as benzene and oxalic acid, alkyl halides such as chloroform and dichloromethane, methyl acetate and butyl acetate And esters thereof such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone and cyclohexanone, ethers such as tetrahydrofuran and 1,2-dimethoxyethane, and organic solvents such as alkyl alcohols such as methanol, ethanol and propanol. Moreover, water is also illustrated as a solvent or a dispersing agent. In addition, as water, it is preferable to use any of ion exchange water, distilled water and pure water.
The solvent and the dispersion medium may be used as a mixture of two or more.

なお、後述するが、本発明の成膜方法においては、ライデンフロスト効果による基材10上におけるエアロゾルAの移動を目的として、好ましい対応として、基材10を加熱しつつ、基材10へのエアロゾルAの供給を行う。
一方、本発明の成膜方法は、親撥パターンを有する基材10に成膜を行うが、加熱によってエアロゾルAの乾燥が進むと、親撥パターンの効果が低減してしまう。
この点を考慮すると、原料液Lの調製に用いられる溶剤(分散媒)は、沸点が100℃以下の液体であるのが好ましい。
In addition, although mentioned later, in the film-forming method of this invention, the aerosol to the base material 10 is carried out, heating the base material 10 as a preferable response for the purpose of movement of the aerosol A on the base material 10 by the Leidenfrost effect. Supply A.
On the other hand, in the film forming method of the present invention, film formation is performed on the base material 10 having the lyophilic pattern, but when drying of the aerosol A proceeds by heating, the effect of the lyophilic pattern is reduced.
In consideration of this point, the solvent (dispersion medium) used for preparation of the raw material liquid L preferably has a boiling point of 100 ° C. or less.

原料液Lは、必要に応じて、成膜後の膜の密着性の向上および膜強度の改善等を目的として、各種のバインダおよびカップリング剤等を含んでもよい。
また、原料液Lは、必要に応じて、成膜した膜の膜硬度を高めるために、重合性のモノマーを含んでもよい。
The raw material liquid L may contain various binders, coupling agents, and the like for the purpose of improving the adhesion of the film after film formation, improving the film strength, and the like, as necessary.
Moreover, the raw material liquid L may also contain a polymerizable monomer in order to raise the film hardness of the film formed as needed.

超音波振動子62には制限はなく、エアロゾルデポジションにおいて、原料液Lのエアロゾル化(ミスト化)に用いられる超音波振動子(超音波振動の発生手段)が、各種、利用可能である。
超音波振動子62による超音波振動の周波数にも、制限はなく、原料液Lの組成等に応じて、原料液Lをエアロゾル化できる超音波振動の周波数を、適宜、設定すればよい。原料液Lをエアロゾル化するための超音波振動の周波数は、15kHz〜3MHz程度である。
The ultrasonic transducer 62 is not limited, and various types of ultrasonic transducers (means for generating ultrasonic vibrations) used for aerosolizing (forming into mist) of the raw material liquid L can be used in aerosol deposition.
The frequency of ultrasonic vibration by the ultrasonic transducer 62 is not limited, and the frequency of ultrasonic vibration that can aerosolize the raw material liquid L may be appropriately set according to the composition of the raw material liquid L and the like. The frequency of ultrasonic vibration for aerosolizing the raw material liquid L is about 15 kHz to 3 MHz.

なお、エアロゾルデポジションでは、原料液Lの密度(濃度)、原料液Lの表面張力、および、超音波振動の周波数の、1以上を調節することによって、エアロゾルAの粒径を調節できる。   In the aerosol deposition, the particle size of the aerosol A can be adjusted by adjusting one or more of the density (concentration) of the raw material liquid L, the surface tension of the raw material liquid L, and the frequency of ultrasonic vibration.

本発明の成膜方法において、原料液Lのエアロゾル化は、原料液Lの超音波振動に制限はされず、エアロゾルデポジションで用いられる、公知の原料液Lのエアロゾル化方法が、各種、利用可能である。
一例として、圧力を加え流速を増加させたガスを液体と衝突させることによりエアロゾル化する方法(加圧式)、高速回転している円盤上に滴下された液体が遠心力で円盤の端でエアロゾル化する方法(回転ディスク式)、微細な孔を持つオリフィスに液滴を通す際に振動を加えることで液滴を切断しエアロゾル化する方法(オリフィス振動式)、および、液滴を通す細管に直流あるいは交流の電圧を負荷して液体をエアロゾル化する方法(静電式)等が例示される。
In the film forming method of the present invention, the aerosolization of the raw material liquid L is not limited to the ultrasonic vibration of the raw material liquid L, and various known aerosolization methods of the raw material liquid L used in aerosol deposition are used. It is possible.
As an example, there is a method (a pressurized method) of applying pressure and increasing the flow velocity and causing gas to collide with the liquid (pressure method), the liquid dropped on the high speed rotating disc is aerosolized at the end of the disc by centrifugal force. Method (rotary disk type), a method of cutting and aerosolizing a droplet by applying vibration when passing the droplet through an orifice having a fine hole (orifice oscillator type), and direct current to a capillary through which the droplet passes Alternatively, a method (electrostatic type) of applying an alternating voltage to aerosolize a liquid is exemplified.

ガス供給手段64は、ガス供給管64aを介してキャリアガスを原料容器58に導入するものである。ガス供給手段64から供給されるキャリアガスによって、原料容器58内を浮遊しているエアロゾルAが原料容器58から搬送され、誘導配管56を通って成膜部54に搬送される。   The gas supply means 64 is for introducing the carrier gas into the raw material container 58 via the gas supply pipe 64a. The aerosol A suspended in the source container 58 is transported from the source container 58 by the carrier gas supplied from the gas supply means 64, and is transported to the film forming unit 54 through the induction pipe 56.

ガス供給手段64には制限はなく、ファン、ブロワ、ガスボンベ、および、圧縮空気等、エアロゾルデポジションにおいてキャリアガスの供給に用いられる公知のガス供給手段が、各種、利用可能である。あるいは、後述する成膜部54の排出口70aからの吸引によって、キャリアガスを原料容器58に供給してもよい。
ガス供給手段64によるガスの供給量にも制限はない。ここで、ガス供給手段64は、原料容器58、誘導配管56および成膜部54(後述するケーシング70内)におけるガス流が層流になるように、キャリアガスを供給するのが好ましい。エアロゾルを含むガス流を層流とすることにより、基材10の表面に均一な厚さの膜を成膜できる。
ガス供給手段64によるキャリアガスの供給量は、3×10-3〜5×10-33/分が好ましく、1×10-3〜3×10-33/分がより好ましい。
The gas supply means 64 is not limited, and various known gas supply means used for supply of carrier gas in aerosol deposition, such as fans, blowers, gas cylinders, and compressed air, can be used. Alternatively, the carrier gas may be supplied to the raw material container 58 by suction from the discharge port 70 a of the film forming unit 54 described later.
The amount of gas supplied by the gas supply means 64 is also not limited. Here, it is preferable that the gas supply means 64 supply the carrier gas so that the gas flow in the raw material container 58, the induction piping 56 and the film forming unit 54 (in the casing 70 described later) becomes a laminar flow. By making the gas flow containing an aerosol into a laminar flow, a film of uniform thickness can be formed on the surface of the substrate 10.
The supply amount of the carrier gas by the gas supply unit 64 is preferably 3 × 10 −3 to 5 × 10 −3 m 3 / min, and more preferably 1 × 10 −3 to 3 × 10 −3 m 3 / min.

本発明の成膜方法においては、キャリアガスにも制限はなく、アルゴンおよび窒素等の不活性ガス、空気、成膜材料をエアロゾル化したガスそのもの、および、別の成膜材料をエアロゾル化したガス等、エアロゾルデポジションにおいてキャリアガスとして用いられる公知のガスが、各種、利用可能である。   In the film forming method of the present invention, the carrier gas is also not limited, and inert gas such as argon and nitrogen, air, gas itself obtained by aerosolizing a film forming material, and gas formed by aerosolizing another film forming material A variety of known gases are available, such as those used as carrier gases in aerosol deposition.

一方、成膜部54は、ケーシング70と、基材10を支持する支持体72と、加振装置74とを有する。支持体72は、ケーシング70内に配置される。なお、基材10は、前述の本発明のパターン形成方法で、親液領域および撥液領域(親撥パターン)を形成された基材である。
加振装置74は、好ましい態様として設けられるものであり、図示例においては、ケーシング70の下面に当接して固定される。また、好ましい態様として、支持体72は、加熱手段を内蔵している。
On the other hand, the film forming unit 54 includes a casing 70, a support 72 that supports the base material 10, and an oscillating device 74. The support 72 is disposed in the casing 70. In addition, the base material 10 is a base material in which the lyophilic area and the liquid repellent area (the lyophobic pattern) are formed by the pattern forming method of the present invention described above.
The vibrating device 74 is provided as a preferred embodiment, and in the illustrated example, is fixed in contact with the lower surface of the casing 70. In a preferred embodiment, the support 72 incorporates a heating means.

本発明の成膜方法において、基材10は、被成膜面に、親液性の親液領域と、撥液性の撥液領域とが形成された、親撥パターンを有する。
前述のように、基材の所望の位置に選択的に液滴を着弾できるインクジェットとは異なり、エアロゾルデポジションでは、基材10の全面にエアロゾルAが均一に供給され、基本的に、目的のパターンにパターニングした成膜を行うことはできない。
これに対して、基材10の被成膜面に親撥パターンを形成することにより、撥液領域10aへのエアロゾルAの付着を抑制して、親液領域10bに選択的にエアロゾルAを付着させて、目的のパターンにパターニングした成膜を行うことができる。
In the film forming method of the present invention, the substrate 10 has a lyophobic pattern in which a lyophilic lyophilic area and a lyophobic liquid repellent area are formed on the film formation surface.
As described above, in the aerosol deposition, the aerosol A is uniformly supplied to the entire surface of the substrate 10, unlike the ink jet that can selectively land droplets on the desired position of the substrate, basically, It is not possible to perform film formation patterned in a pattern.
On the other hand, adhesion of the aerosol A to the liquid repellent area 10a is suppressed by forming a lyophobic pattern on the film formation surface of the base material 10, and the aerosol A is selectively adhered to the lyophilic area 10b. It is possible to perform film formation patterned in a target pattern.

本発明の成膜方法において、エアロゾルAの粒径には制限はないが、20〜50μmが好ましく、10〜20μmがより好ましく、1〜10μmがさらに好ましい。
前述のように、エアロゾルの粒径は、原料液Lの密度、原料液Lの表面張力、および、超音波振動の周波数の、1以上を調節することで、調節できる。
In the film forming method of the present invention, the particle size of the aerosol A is not limited, but is preferably 20 to 50 μm, more preferably 10 to 20 μm, and still more preferably 1 to 10 μm.
As described above, the particle size of the aerosol can be adjusted by adjusting one or more of the density of the raw material liquid L, the surface tension of the raw material liquid L, and the frequency of ultrasonic vibration.

本発明の成膜方法において、エアロゾルAの粒径は、公知の粒径(粒子の粒子径)の測定方法で測定すればよい。
一例として、エアロゾルAが存在している空間に、可視化用レーザーシート光源を用いてレーザーシート光を入射し、高速カメラで撮像して画像を解析することで、エアロゾルAの粒径を測定する方法が例示される。また、市販の微粒子可視化システム(例えば、新日本空調社製のViESTなど)を用いて、エアロゾルAを可視化して、エアロゾルAの粒径を測定してもよい。なお、エアロゾルAを可視化して粒径を測定(算出)する際には、必要に応じて画像処理を行ってもよい。
また、原料液Lのエアロゾル化を超音波振動で行う場合には、エアロゾルAの粒径を、下記の式で求めてもよい。なお、下記式において、ρは原料液Lの密度を、σは原料液Lの表面張力を、fは超音波振動の周波数を、それぞれ示す。
D=0.68[(π*σ)/(ρ*f2)]1/2
なお、この式に関しては、J.Accousticai Sot.Amer.34(1962) 6.に記載されている。
In the film forming method of the present invention, the particle diameter of the aerosol A may be measured by a known method of measuring the particle diameter (particle diameter of particles).
A method of measuring the particle size of the aerosol A by, as an example, injecting laser sheet light into a space where the aerosol A exists using a laser sheet light source for visualization, imaging with a high-speed camera, and analyzing an image Is illustrated. Alternatively, the particle size of the aerosol A may be measured by visualizing the aerosol A using a commercially available fine particle visualization system (for example, ViEST manufactured by Shin Nippon Air Conditioning Co., Ltd.). When the aerosol A is visualized to measure (calculate) the particle size, image processing may be performed as necessary.
Moreover, when performing aerosolization of the raw material liquid L by ultrasonic vibration, the particle size of the aerosol A may be calculated | required by the following formula. In the following equation, ρ represents the density of the raw material liquid L, σ represents the surface tension of the raw material liquid L, and f represents the frequency of ultrasonic vibration.
D = 0.68 [(π * σ) / (ρ * f 2 )] 1/2
This formula is described in J. Accousticai Sot. Amer. 34 (1962) 6.

なお、エアロゾルAの粒径は、エアロゾルA同士の衝突等によって不意にエアロゾルAの粒径が変わった場合を除き、エアロゾルAの生成〜誘導配管56内の移動〜基材10に到着するまで、基本的に、同じと考えられる。
また、基材10に到着するエアロゾルAの粒径は、同様に不意にエアロゾルAの粒径が変わった場合を除き、基本的に、基材10の全面で均一であると考えられる。
The particle size of the aerosol A is from generation of the aerosol A to movement in the induction pipe 56 to arrival at the substrate 10, except when the particle size of the aerosol A unexpectedly changes due to collisions between the aerosols A, etc. Basically, it is considered the same.
In addition, the particle size of the aerosol A arriving at the substrate 10 is basically considered to be uniform over the entire surface of the substrate 10 except in the case where the particle size of the aerosol A unexpectedly changes.

支持体72は、基材10を載置して支持する支持手段である。
なお、本発明の成膜方法において、基材10の支持手段は、基材10を載置する支持体72に制限はされず、シート状物の端部を挟持する支持手段等、公知のシート状物(板状物、フィルム状物)の支持手段が、各種、利用可能である。
なお、後述するロール・トゥ・ロールの場合には、エアロゾルAの供給部(成膜部)において基材10を搬送するローラ(搬送ローラおよび搬送ローラ対など)、ならびに、エアロゾルAの供給部において基材10を巻き掛けて搬送するドラム(キャン)等が、基材10の支持手段として作用する。
The support 72 is a support means for mounting and supporting the substrate 10.
In the film forming method of the present invention, the support means for the base material 10 is not limited to the support 72 on which the base material 10 is placed, and any known sheet such as a support means for holding the end of the sheet Various means for supporting the sheet (plate, film) can be used.
In the case of roll-to-roll, which will be described later, a roller (a conveying roller, a conveying roller pair, etc.) for conveying the base material 10 in the supply unit (film forming unit) of the aerosol A A drum (can) or the like for winding and conveying the substrate 10 acts as a support means for the substrate 10.

本発明の成膜方法では、エアロゾルAを供給している際に、基材10を加熱するのが好ましい。これに対応して、成膜装置50は、支持体72は加熱手段を内蔵している。
基材10を加熱しつつ、エアロゾルAを基材10に供給することにより、ライデンフロスト現象(ライデンフロスト効果)によって、エアロゾルAが基材10上を移動するので、撥液領域10aから親液領域10bへのエアロゾルAの移動を促進して、成膜のパターニング精度を、より向上できる。
基材10の加熱温度には、制限はなく、原料液Lに用いる溶剤に応じて、ライデンフロスト現象が生じる温度を、適宜、設定すればよい。基材10の加熱は、基材10の表面が100℃以上となるように行うのが好ましく、150℃以上となるように行うのがより好ましい。
In the film forming method of the present invention, the substrate 10 is preferably heated when the aerosol A is being supplied. Corresponding to this, in the film forming apparatus 50, the support 72 incorporates a heating means.
By supplying the aerosol A to the base material 10 while heating the base material 10, the aerosol A moves on the base material 10 by the Leidenfrost phenomenon (Leidenfrost effect), so the liquid repellent area 10a to the lyophilic area The movement of the aerosol A to 10 b can be promoted to further improve the patterning accuracy of the film formation.
There is no restriction | limiting in the heating temperature of the base material 10, According to the solvent used for the raw material liquid L, what is necessary is just to set the temperature which a Leidenfrost phenomenon produces suitably. The heating of the substrate 10 is preferably performed so that the surface of the substrate 10 is 100 ° C. or more, and more preferably 150 ° C. or more.

基材10の加熱は、基材10の形成材料に応じて、基材10が損傷しない温度以下とするのが好ましい。
ここで、加熱によってエアロゾルAの乾燥が進むと、基材10に形成した親撥パターンの効果が低減してしまう。この点を考慮すると、加熱による基材10の表面温度は、300℃以下とするのが好ましく、200℃以下とするのがより好ましい。
さらに、この点を考慮して、原料液Lの調製に用いる溶剤(分散媒)は、沸点が100℃以下の液体であるのが好ましいのは、前述のとおりである。
It is preferable to set the heating of the substrate 10 to a temperature at which the substrate 10 is not damaged or less, depending on the forming material of the substrate 10.
Here, when the drying of the aerosol A proceeds by heating, the effect of the lyophilic pattern formed on the substrate 10 is reduced. In consideration of this point, the surface temperature of the substrate 10 by heating is preferably 300 ° C. or less, and more preferably 200 ° C. or less.
Furthermore, in view of this point, the solvent (dispersion medium) used for the preparation of the raw material liquid L is preferably a liquid having a boiling point of 100 ° C. or less, as described above.

支持体72の加熱方法は、ヒータ等を用いる方法等、公知の加熱方法が、各種、利用可能である。
また、基材10の加熱方法は、支持体72の加熱以外にも、ランプによる加熱およびヒータによる直接的な加熱等、公知のシート状物の加熱方法が、各種、利用可能である。
As a heating method of the support 72, various known heating methods such as a method using a heater can be used.
Moreover, the heating method of the base material 10 can utilize various well-known heating methods of a sheet-like thing, such as direct heating by heating with a lamp and a heater other than heating of the support 72.

図示例の成膜装置50は、支持体72の下面に加振装置74を備える。加振装置74は、好ましい態様として設けられるもので、基材10にエアロゾルAを供給する際に、基材10を振動させるためのものである。
成膜部54において、支持体72は、ケーシング70の底面(内壁面)に当接して設けられている。加振装置74は、ケーシング70の下面に当接して設けられている。従って、加振装置74がケーシング70を振動することで、支持体72が振動し、支持体72に支持された基材10が振動する。
The film forming apparatus 50 in the illustrated example is provided with a vibrating apparatus 74 on the lower surface of the support 72. The vibration apparatus 74 is provided as a preferable embodiment, and vibrates the base 10 when the aerosol A is supplied to the base 10.
In the film forming unit 54, the support 72 is provided in contact with the bottom surface (inner wall surface) of the casing 70. The excitation device 74 is provided in contact with the lower surface of the casing 70. Therefore, when the vibration device 74 vibrates the casing 70, the support 72 vibrates, and the base 10 supported by the support 72 vibrates.

本発明の成膜方法は、エアロゾルデポジションによる成膜において、親撥パターン(撥液領域10aおよび親液領域10b)を有する基材10を用いて、撥液領域10aへのエアロゾルAの付着を抑制して、親液領域10bに選択的にエアロゾルAを付着することで、目的とするパターンにパターニングした成膜を行うものである。
そのため、基材10を振動しつつエアロゾルAを基材10に供給することで、撥液領域10aに付着したエアロゾルAの親液領域10bへの移動を促進して、成膜のパターニング精度を、より向上できる。
The film forming method of the present invention uses the substrate 10 having the lyophobic pattern (the liquid repellent area 10a and the lyophilic area 10b) in the film formation by aerosol deposition to adhere the aerosol A to the liquid repellent area 10a. By suppressing the aerosol A selectively adhering to the lyophilic area 10b, a film formed by patterning in a target pattern is performed.
Therefore, by supplying the aerosol A to the substrate 10 while vibrating the substrate 10, the movement of the aerosol A attached to the liquid repellent region 10a to the lyophilic region 10b is promoted, and the patterning accuracy of the film formation is It can improve more.

また、基材10を振動しつつエアロゾルAを基材10に供給することで、成膜速度も向上できる。
エアロゾルデポジションでは、エアロゾルAが基材10に付着して、乾燥して海島状に成膜が行われる。ここで、基材10に固定されなかったエアロゾルAは、そのまま、転げ落ちるようにして、基材10から排出される。そのため、従来のエアロゾルデポジションでは、多くのエアロゾルAが有効に成膜に供されず、成膜速度が遅い。これに対して、基材10を振動しつつエアロゾルAを供給することにより、エアロゾルAが基材から転げ落ちることを抑制できると共に、エアロゾルAが基材10上で移動して、エアロゾルA同士が衝突することで、エアロゾルAの液滴が凝集する。その結果、エアロゾルAが基材10上に固定されやすくなり、成膜速度が向上すると考えられる。
Moreover, the film-forming speed can also be improved by supplying the aerosol A to the base material 10 while vibrating the base material 10.
In the aerosol deposition, the aerosol A adheres to the substrate 10 and is dried to form a film in a sea-island manner. Here, the aerosol A which has not been fixed to the substrate 10 is discharged from the substrate 10 as it falls. Therefore, in the conventional aerosol deposition, many aerosols A are not effectively used for film formation, and the film formation speed is slow. On the other hand, by supplying the aerosol A while vibrating the base material 10, it is possible to prevent the aerosol A from rolling down from the base material, and the aerosol A moves on the base material 10 and the aerosols A collide with each other. As a result, droplets of the aerosol A aggregate. As a result, the aerosol A is likely to be fixed on the substrate 10, and the film forming rate is considered to be improved.

本発明の成膜方法において、基材10を振動させる際における基材10の振動の周波数には制限はない。
基材10を振動する効果を好適に得るためには、基材10の振動の周波数は50Hz以上が好ましく、100Hz以上がより好ましく、200Hz以上がさらに好ましい。
In the film forming method of the present invention, there is no limitation on the frequency of vibration of the substrate 10 when the substrate 10 is vibrated.
In order to suitably obtain the effect of vibrating the substrate 10, the frequency of vibration of the substrate 10 is preferably 50 Hz or more, more preferably 100 Hz or more, and still more preferably 200 Hz or more.

また、本発明の成膜方法において、基材10を振動させる場合には、基材10の振動の周波数は、10kHz以下が好ましく、5kHz以下がより好ましく、1kHz以下がさらに好ましい。
エアロゾルAが基材10に付着すると、エアロゾルA同士が結合して原料液Lに近い液体となる。ここで、基材10を10kHz超の周波数で振動すると、基材10に付着した原料液Lに近い液体が超音波振動された状態になり、再度、エアロゾルA化して、基材10の表面から離脱して、成膜速度が遅くなってしまう可能性がある。
In the film forming method of the present invention, when the substrate 10 is vibrated, the frequency of vibration of the substrate 10 is preferably 10 kHz or less, more preferably 5 kHz or less, and still more preferably 1 kHz or less.
When the aerosol A adheres to the substrate 10, the aerosols A combine to become a liquid close to the raw material liquid L. Here, when the substrate 10 is vibrated at a frequency of more than 10 kHz, a liquid close to the raw material liquid L attached to the substrate 10 is ultrasonically vibrated, and is again converted into an aerosol A, and from the surface of the substrate 10 There is a possibility that the deposition rate may be reduced due to detachment.

本発明の成膜方法において、基材10を振動させる場合には、基材10の振動の速度にも制限はない。
しかしながら、基材10を振動することの効果を好適に得るためには、ある程度の速度以上で、基材10を振動するのが好ましい。基材10の振動の速度は、0.1mm/秒以上が好ましく、0.5mm/秒以上がより好ましく、1mm/秒以上がさらに好ましい。
逆に、基材10の振動の速度が速すぎると、装置にかかる負担が大きくなる、基材10にかかる負担が大きくなる、エアロゾルAが基材10から転げ落ちやすくなる、エアロゾルAが移動する前に乾燥してしまう等の問題が生じる可能性がある。従って、基材10の振動の振幅は、10mm/秒以下が好ましく、8mm/秒以下がより好ましく、5mm/秒以下がさらに好ましい。
When the substrate 10 is vibrated in the film forming method of the present invention, the speed of vibration of the substrate 10 is not limited.
However, in order to suitably obtain the effect of vibrating the substrate 10, it is preferable to vibrate the substrate 10 at a certain speed or more. The speed of vibration of the substrate 10 is preferably 0.1 mm / sec or more, more preferably 0.5 mm / sec or more, and still more preferably 1 mm / sec or more.
Conversely, if the speed of vibration of the substrate 10 is too fast, the load on the device increases, the load on the substrate 10 increases, the aerosol A easily falls from the substrate 10, and before the aerosol A moves Problems such as drying out may occur. Therefore, 10 mm / s or less is preferable, as for the amplitude of a vibration of the base material 10, 8 mm / s or less is more preferable, and 5 mm / s or less is more preferable.

加振装置74には制限はなく、基材10を支持する支持体72に応じて、支持体72を振動可能な公知の加振手段が、各種、利用可能である。なお、本発明において、基材10を支持する支持体(支持手段)には、ロール・トゥ・ロールにおけるローラ等を含むのは、前述のとおりである。
加振装置74としては、一例として、ピエゾ素子を用いる振動手段、振動モータ(偏心モータ)、可動コイルを用いる振動手段、ならびに、空気アクチュエーターおよび油圧アクチュエーター等を用いる振動手段等が例示される。また、加振装置74は、市販の加振器(加振装置)も好適に利用可能である。
The vibrating device 74 is not limited, and various known vibrating means capable of vibrating the support 72 depending on the support 72 supporting the substrate 10 may be used. In the present invention, the support (support means) for supporting the base material 10 includes a roller and the like in roll-to-roll as described above.
As the vibration device 74, as an example, a vibration means using a piezo element, a vibration motor (eccentric motor), a vibration means using a movable coil, a vibration means using an air actuator, a hydraulic actuator or the like are exemplified. Moreover, the vibration exciter 74 can also utilize suitably a commercially available vibrator (vibration exciter).

本発明の成膜方法において、基材10の振動方法は、基材10の支持手段を振動する方法に制限はされない。
例えば、端部を挟持する支持手段で基材10が支持されている場合、および、後述するロール・トゥ・ロールにおいて搬送ローラ対で基材10を搬送する場合など、基材10へのエアロゾルAの供給位置すなわち成膜位置において、基材10が単体で振動可能な状態になっている場合には、基材10の振動手段として、基材10に送風して振動させる送風手段、および、スピーカーなどの基材10に音波を照射して振動させる手段等も、基材10の振動手段として、好適に利用可能である。
In the film forming method of the present invention, the method of vibrating the substrate 10 is not limited to the method of vibrating the supporting means of the substrate 10.
For example, when the substrate 10 is supported by supporting means for holding the end, or when the substrate 10 is transported by a pair of transport rollers in roll-to-roll described later, the aerosol A to the substrate 10 When the substrate 10 is in a vibratable state of the substrate 10 at the supply position, ie, the film formation position, as a vibration means of the substrate 10, a blower for blowing and vibrating the substrate 10, and a speaker A means or the like that vibrates by irradiating a sound wave to the base material 10 such as is also suitably usable as a vibration means of the base material 10.

本発明の成膜方法において、基材10を振動する場合における、振動を開始するタイミングには制限はないが、基材10へのエアロゾルAの供給を開始する前に、基材10の振動を開始するのが好ましい。例えば、図6に示す成膜装置50であれば、加振装置74による基材10(支持体72)の振動を開始した後に、超音波振動子62の駆動を開始して、原料液Lのエアロゾル化を開始するのが好ましい。
基材10を振動する場合には、振動の効果を好適に得るためには、基材10にエアロゾルAを供給している状態では、常に、基材10を振動しているのが好ましい。基材10へのエアロゾルAの供給を開始する前に、基材10の振動を開始することで、エアロゾルAの供給時には、確実に基材10が振動している状態にできる。
In the film forming method of the present invention, when vibrating the substrate 10, there is no limitation on the timing to start the vibration, but before the supply of the aerosol A to the substrate 10 is started, the vibration of the substrate 10 is It is preferable to start. For example, in the case of the film forming apparatus 50 shown in FIG. 6, after starting the vibration of the base 10 (support 72) by the vibrating apparatus 74, the driving of the ultrasonic transducer 62 is started. It is preferred to initiate aerosolization.
When the substrate 10 is vibrated, it is preferable to always vibrate the substrate 10 in a state where the aerosol A is supplied to the substrate 10 in order to suitably obtain the effect of the vibration. By starting the vibration of the substrate 10 before the supply of the aerosol A to the substrate 10 is started, the substrate 10 can be reliably vibrated when the aerosol A is supplied.

なお、本発明の成膜方法において、基材10の振動は、基材10の主面(最大面)の面方向でもよく、基材10の主面と直交する方向でもよく、基材10の主面の面方向と基材10の主面と直交する方向との両方向を含む振動でもよい。
また、基材10の振動は、直線的な往復動でもよく、円、楕円および多角形等の形状を描くような軌跡の振動でもよい。
In the film forming method of the present invention, the vibration of the substrate 10 may be in the plane direction of the main surface (maximum surface) of the substrate 10 or in the direction orthogonal to the main surface of the substrate 10. The vibration may include both the surface direction of the main surface and the direction orthogonal to the main surface of the substrate 10.
Also, the vibration of the base material 10 may be a linear reciprocating motion, or may be a vibration of a trace that draws a shape such as a circle, an ellipse, and a polygon.

以下、図6に示す成膜装置50の作用を説明する。
図6に示す成膜装置50において、撥液パターンを形成した基材10を支持体72に載置する。
その後、原料容器58に原料液Lを収容した状態で超音波振動子62が超音波振動すると、超音波が水Wを介して原料液Lに伝達され、原料液Lが超音波振動する。
原料液Lが超音波振動することにより、原料液Lがエアロゾル化する。これにより、原料容器58の内部では、原料液Lのエアロゾル化で生成されたエアロゾルAが上方で浮遊した状態になる。
Hereinafter, the operation of the film forming apparatus 50 shown in FIG. 6 will be described.
In the film-forming apparatus 50 shown in FIG. 6, the base material 10 in which the liquid repelling pattern was formed is mounted in the support body 72. As shown in FIG.
Thereafter, when the ultrasonic transducer 62 ultrasonically vibrates in a state where the raw material liquid L is stored in the raw material container 58, the ultrasonic wave is transmitted to the raw material liquid L via the water W, and the raw material liquid L ultrasonically vibrates.
By ultrasonic vibration of the raw material liquid L, the raw material liquid L is aerosolized. Thereby, in the inside of the raw material container 58, the aerosol A produced | generated by aerosolization of the raw material liquid L will be in the state which floated above.

次いで、原料容器58内に、ガス供給管64aを介して、ガス供給手段64からキャリアガスが供給される。原料容器58内を浮遊しているエアロゾルAは、キャリアガスによって原料容器58から誘導配管56に搬送され、誘導配管56から成膜部54のケーシング70内に搬送される。なお、必要に応じて、例えば、誘導配管56を加熱することにより、エアロゾルAを濃縮してもよい。
成膜部54のケーシング70内にエアロゾルAが搬送されると、支持体72に載置された基材10にエアロゾルAが供給される。さらに、基材10に供給(付着)されたエアロゾルAから、溶剤が蒸発して、エアロゾルA(原料液L)に含まれる成膜材料が基材10に成膜される。なお、成膜に供されなかったエアロゾルAは、ケーシング70の排出口70aから排出される。
Next, the carrier gas is supplied from the gas supply means 64 into the raw material container 58 via the gas supply pipe 64a. The aerosol A floating in the raw material container 58 is conveyed from the raw material container 58 to the induction pipe 56 by the carrier gas, and is conveyed from the induction pipe 56 into the casing 70 of the film forming unit 54. In addition, the aerosol A may be concentrated, for example, by heating the induction piping 56, if necessary.
When the aerosol A is transported into the casing 70 of the film forming unit 54, the aerosol A is supplied to the base 10 placed on the support 72. Furthermore, the solvent is evaporated from the aerosol A supplied (adhered) to the substrate 10, and the film forming material contained in the aerosol A (raw material liquid L) is deposited on the substrate 10. In addition, the aerosol A which was not used for film-forming is discharged | emitted from the discharge port 70a of the casing 70. As shown in FIG.

ここで、本発明の成膜方法では、基材10に親撥パターンが形成されている。
そのため、前述のように、撥液領域10aに到着したエアロゾルAは移動して、エアロゾルAは親液領域10bに選択的に付着する。その結果、高いパターニング精度で、目的とするパターンにパターニングされた膜を成膜できる。好ましくは、基材10を加振装置74で振動し、また、支持体72が内蔵する加熱手段で加熱することで、より高精度にパターニングした成膜を行うことができる。
Here, in the film forming method of the present invention, the hydrophilic pattern is formed on the substrate 10.
Therefore, as described above, the aerosol A arriving at the liquid repellent area 10a moves, and the aerosol A selectively adheres to the lyophilic area 10b. As a result, a film patterned in a target pattern can be formed with high patterning accuracy. Preferably, the substrate 10 is vibrated by the vibration device 74 and heated by the heating means contained in the support 72, so that the film formation patterned with higher accuracy can be performed.

なお、本発明の成膜方法では、必要に応じて、基材10に成膜を行った後、成膜した膜に、UV、電子線、ならびに、α線、β線およびγ線などの放射線等の活性放射線を照射してもよい。
例えば、成膜材料が重合性液晶化合物である場合には、基材10に成膜を行った後、膜にUVを照射して、重合性液晶化合物の硬化(重合)を行ってもよい。紫外線を発生する光源としては、例えば、低圧水銀灯、中圧水銀灯、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、カーボンアーク灯、メタルハライドランプ、キセノンランプ、および、LED等が例示される。
In the film forming method of the present invention, after forming a film on the substrate 10 as necessary, UV, electron beam and radiation such as α ray, β ray and γ ray are formed on the formed film. And the like may be irradiated with actinic radiation.
For example, when the film forming material is a polymerizable liquid crystal compound, the film may be formed on the substrate 10, and then the film may be irradiated with UV to cure (polymerize) the polymerizable liquid crystal compound. As a light source which generate | occur | produces an ultraviolet-ray, a low pressure mercury lamp, a medium pressure mercury lamp, a high pressure mercury lamp, an ultrahigh pressure mercury lamp, a carbon arc lamp, a metal halide lamp, a xenon lamp, LED etc. are illustrated, for example.

本発明の成膜方法は、ロール・トゥ・ロールによる成膜も利用可能である。特に、前述のように、基材10を振動することで成膜速度を向上できるので、基材10を振動することで、より好適にロール・トゥ・ロールが利用できる。
周知のように、ロール・トゥ・ロールとは、長尺な基材10をロール状に巻回した基材ロールから基材10を送り出し、長尺な基材10を長手方向に搬送しつつ、連続的に基材10に成膜等の処理を行い、処理済の基材10を、再度、ロール状に巻回する製造方法である。ロール・トゥ・ロールを利用することにより、生産性を大幅に向上できる。
以下の説明では、ロール・トゥ・ロールを『RtoR』ともいう。
The film forming method of the present invention can also use roll-to-roll film formation. In particular, as described above, since the film forming rate can be improved by vibrating the substrate 10, roll-to-roll can be more suitably used by vibrating the substrate 10.
As well known, the roll-to-roll means that the base material 10 is fed from a base material roll in which the long base material 10 is wound in a roll, and the long base material 10 is conveyed in the longitudinal direction. It is a manufacturing method which processes treatment, such as membrane formation, continuously to substrate 10, and rolls processing-treated substrate 10 again in roll shape. By using roll-to-roll, productivity can be greatly improved.
In the following description, roll-to-roll is also referred to as "RtoR".

図7に、本発明の成膜方法をRtoRに利用した一例を概念的に示す。なお、図7に示す成膜装置は、図6に示す成膜装置50と同じ部材を多用するので、同じ部材には同じ符号を付し、説明は異なる部位を主に行う。   FIG. 7 conceptually shows an example in which the film forming method of the present invention is used for RtoR. The film forming apparatus shown in FIG. 7 uses the same members as the film forming apparatus 50 shown in FIG. 6 in many cases, so the same members are denoted by the same reference numerals and description will be mainly made on different parts.

図7に示す成膜装置78において、長尺な基材10は、搬送ローラ80および搬送ローラ82によって、長手方向(図中矢印x方向)に搬送される。なお、搬送ローラに代えて、搬送ローラ対を用いてもよい。
成膜部54Aのケーシング70Aは、下面が開放された矩形の筐体である。また、加振装置74は、ケーシング70Aと共に基材10を挟むように、基材10の下方に配置される。ケーシング70Aは、基材10の搬送方向において、搬送ローラ80と搬送ローラ82との間に設けられる。従って、成膜装置78においては、搬送ローラ80および搬送ローラ82が、基材10の支持手段となる。
In the film forming apparatus 78 shown in FIG. 7, the long base material 10 is transported by the transport roller 80 and the transport roller 82 in the longitudinal direction (arrow x direction in the figure). In addition, it may replace with a conveyance roller and may use a conveyance roller pair.
The casing 70A of the film forming unit 54A is a rectangular casing whose lower surface is open. In addition, the vibrating device 74 is disposed below the base 10 so as to sandwich the base 10 together with the casing 70A. The casing 70 </ b> A is provided between the transport roller 80 and the transport roller 82 in the transport direction of the substrate 10. Therefore, in the film forming apparatus 78, the transport roller 80 and the transport roller 82 serve as a support for the substrate 10.

成膜装置78において、親撥パターンを有する基材10は、搬送ローラ80および搬送ローラ82によって、長手方向に搬送されつつ、ケーシング70Aの下方を通過する際に、エアロゾルAを供給されて、成膜される。
好ましくは、基材10は、ケーシング70Aの下方に配置される加振装置74によって振動される。これにより、より高精度にパターニングした成膜が可能になり、かつ、成膜速度を向上できる。
RtoRでは、加振装置74として、基材10に送風して振動させる送風手段、および、スピーカーなどの基材10に音波を照射して振動させる手段が好適に利用可能であるのは、前述のとおりである。また、支持手段である搬送ローラ80および/または搬送ローラ82を振動させることにより、基材10を振動させてもよい。
In the film forming apparatus 78, the base material 10 having the lyophilic pattern is supplied in the longitudinal direction by the transport roller 80 and the transport roller 82, and is supplied with the aerosol A when passing under the casing 70A. Be filmed.
Preferably, the substrate 10 is vibrated by a vibration device 74 disposed below the casing 70A. As a result, it becomes possible to form a film patterned with higher accuracy, and the film forming speed can be improved.
In RtoR, as the vibrating device 74, an air blower that blows and vibrates the base material 10 and a means that irradiates and vibrates a sound wave to the base material 10 such as a speaker are preferably usable as described above. That's right. Further, the base 10 may be vibrated by vibrating the carrying roller 80 and / or the carrying roller 82 as the supporting means.

なお、前述のように、基材10の振動は、エアロゾルAの供給を開始する前に開始するのが好ましい。
従って、RtoRを利用する図示例の成膜装置78では、加振装置74は、ケーシング70Aよりも上流から、基材10を振動させるのが好ましく、具体的には、上流側の搬送ローラ80の直下流から、基材10を振動させるのが好ましい。
As described above, the vibration of the base material 10 is preferably started before the supply of the aerosol A is started.
Therefore, in the film forming apparatus 78 of the illustrated example using RtoR, it is preferable that the vibration exciting apparatus 74 vibrate the base material 10 from the upstream side of the casing 70A. It is preferable to vibrate the substrate 10 from immediately downstream.

前述のように、本発明の成膜方法は、親撥パターンを有する基材10に、エアロゾルデポジションによってパターニングした成膜を行う。
ここで、本発明をRtoRに利用する場合には、ケーシング70Aの上流に、粒子層の形成手段および押圧版を設けて、本発明のパターン形成方法と本発明の成膜方法とを、RtoRによって連続的に行ってもよい。
As described above, in the film forming method of the present invention, film formation patterned by aerosol deposition is performed on the base material 10 having the lyophilic pattern.
Here, when the present invention is used for RtoR, a particle layer forming means and a pressing plate are provided upstream of the casing 70A, and the pattern forming method of the present invention and the film forming method of the present invention are processed by RtoR. It may be performed continuously.

例えば、図8に概念的に示すように、成膜装置78(ケーシング70A)の上流に、週面に凸部14Rbおよび凹部14Raを有するローラ押圧版14Rを設け、さらに、ローラ押圧版14Rの上流に、粒子層12を形成する粒子層形成手段86を設ける。粒子層形成手段86は、一例として、粒子層12を形成するための塗布液を基材10に塗布する塗布手段、基材10に塗布した塗布液を乾燥する乾燥手段、および、塗膜のバインダを硬化する効果手段、を有する。
この際には、基材10を長手方向(矢印x方向)に搬送しつつ、まず、粒子層形成手段86によって、バインダと粒子12aとを含有する塗布液を塗布し、次いで、塗布液の溶剤を乾燥し、さらに、UV照射等によってバインダを硬化して、基材10の表面に粒子層12を形成する。
次いで、基材10を長手方向に搬送しつつ、ローラ押圧版14Rの凸部14Rbを基材10に押圧して、凸部14Rbによって、粒子層12の粒子12aを押し潰す。これにより、基材10の表面には、凹部14Raに対応する撥液領域10aと、凸部14Rbによって粒子12aが押し粒された親液領域10bとを有する、親撥パターンが形成される。
その後、基材10を搬送しつつ、このような親撥パターンが形成された基材10に、本発明の成膜方法を行う成膜装置78によって、成膜を行う。これにより、親液領域のみにパターン化してエアロゾルAを付着して、成膜材料をパターン化して成膜できる。
For example, as conceptually shown in FIG. 8, a roller pressing plate 14R having a convex portion 14Rb and a concave portion 14Ra on the week surface is provided upstream of the film forming device 78 (casing 70A). And a particle layer forming means 86 for forming the particle layer 12. For example, the particle layer forming unit 86 applies a coating solution for forming the particle layer 12 to the substrate 10, a drying unit for drying the coating solution applied to the substrate 10, and a binder of the coating film Effect means for curing.
At this time, while the base material 10 is conveyed in the longitudinal direction (arrow x direction), first, a coating liquid containing a binder and particles 12 a is applied by the particle layer forming means 86, and then a solvent of the coating liquid Are dried, and the binder is cured by UV irradiation or the like to form the particle layer 12 on the surface of the substrate 10.
Next, while conveying the base material 10 in the longitudinal direction, the convex portions 14Rb of the roller pressing plate 14R are pressed against the base material 10, and the particles 12a of the particle layer 12 are crushed by the convex portions 14Rb. As a result, a lyophobic pattern is formed on the surface of the base material 10, having a lyophobic area 10a corresponding to the concave portion 14Ra and a lyophilic area 10b in which the particles 12a are pressed and granulated by the convex portion 14Rb.
Thereafter, while the base material 10 is transported, a film is formed on the base material 10 on which such a hydrophilic pattern is formed by the film forming apparatus 78 which performs the film forming method of the present invention. As a result, patterning can be performed only on the lyophilic area to attach the aerosol A, and the film formation material can be patterned to form a film.

なお、図8に示すような製造方法は、ベルトコンベアおよびローラコンベア等の搬送手段を用い、図1に示すような、親撥パターンを形成した枚葉型(カットシート状)の基材10を、搬送方向に、複数枚、配列して、搬送手段で搬送しつつ、搬送される基材10に、順次、粒子層形成手段86による粒子層12の形成、および、ローラ押圧版14Rによる親撥パターンの形成を行って、本発明の成膜方法を行う成膜装置78で成膜を行う製造方法にも、利用可能である。   In addition, the manufacturing method as shown in FIG. 8 uses a transfer means such as a belt conveyer and a roller conveyer, and as shown in FIG. A plurality of sheets are arranged in the transport direction, and while being transported by the transport means, the formation of the particle layer 12 by the particle layer forming means 86 is sequentially performed on the substrate 10 which is transported, and the lyophobicity by the roller pressing plate 14R. The present invention can also be used in a manufacturing method in which a film is formed by the film forming apparatus 78 that performs the film forming method of the present invention after forming a pattern.

また、図8に示すようなRtoRによる処理は、本発明のパターン形成方法のみを実施する場合にも利用可能である。
一例として、図8に示す装置において、成膜装置78を設けずに、粒子層形成手段86およびローラ押圧版14Rのみを有する構成として、基材10を長手方向に搬送しつつ、粒子層形成手段86による粒子層12の形成、および、ローラ押圧版14Rによる粒子層12の粒子12aの押し潰しによる親撥パターンの形成をRtoRで行ってもよい。
Moreover, the processing by RtoR as shown in FIG. 8 can also be used when only the pattern formation method of the present invention is implemented.
As an example, in the apparatus shown in FIG. 8, the particle layer forming means is carried while conveying the base material 10 in the longitudinal direction as a configuration having only the particle layer forming means 86 and the roller pressing plate 14R without providing the film forming device 78. The formation of the particle layer 12 by 86 and the formation of the lyophobic pattern by crushing of the particles 12a of the particle layer 12 by the roller pressing plate 14R may be performed by RtoR.

以上、本発明のパターン形成方法、成膜方法およびシート状物について詳細に説明したが、本発明は上述の例に限定はされず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変更を行ってもよいのは、もちろんである。   As mentioned above, although the pattern formation method, the film-forming method, and the sheet-like material of the present invention have been described in detail, the present invention is not limited to the above-described example, and various improvements and modifications can be made without departing from the scope of the present invention. Of course you may do it.

以下に実施例を挙げて本発明の特徴をさらに具体的に説明する。ただし、本発明の範囲は、以下に示す具体例により限定的に解釈されるべきものではない。   The features of the present invention will be more specifically described below with reference to examples. However, the scope of the present invention should not be construed as limited by the specific examples shown below.

<押圧版A>
表面に鋸状の凹凸(図2および図3参照)を有する押圧版Aを用意した。
この押圧版Aは、凹凸の配列方向の断面において、台形状の凹部を有し、凹部が凹凸の配列方向に連続的に形成されている。以下の記載において、押圧版Aの台形とは、凹凸の配列方向の断面における台形を示す。
台形は、下底が20μm、上底が5μm、高さが2μmとした。台形の下底とは、押圧版Aの凹部形成面側の凹凸配列方向の長さで、すなわち、凹部の形成ピッチである。また、台形の上底とは、凹部の閉塞側の凹部形成面側の凹凸配列方向の長さで、高さとは、凹部の深さである。
また、台形の脚の一方は凹部形成面に対して傾斜しており、台形の脚の他方は、凹部形成面に対して垂直であった。すなわち、この押圧版の凹部は、傾斜面を有する。
なお、凹部は、凹凸の配列方向と直交する方向(図2および図4における紙面と垂直方法)には、長尺なものである。
<Pressing plate A>
A press plate A having saw-like irregularities (see FIGS. 2 and 3) on the surface was prepared.
The pressing plate A has a trapezoidal recess in a cross section in the arrangement direction of the asperities, and the recess is continuously formed in the asperity arrangement direction. In the following description, the trapezoidal shape of the pressing plate A indicates a trapezoidal shape in a cross section in the arrangement direction of the concavities and convexities.
The trapezoidal shape had a lower base of 20 μm, an upper base of 5 μm, and a height of 2 μm. The lower base of the trapezoid is the length of the concave-convex arrangement direction of the concave plate forming surface side of the pressing plate A, that is, the formation pitch of the concaves. Further, the upper bottom of the trapezoid is the length in the concave / convex arrangement direction of the concave portion forming surface on the closed side of the concave portion, and the height is the depth of the concave portion.
Also, one of the trapezoidal legs was inclined with respect to the recess forming surface, and the other of the trapezoidal legs was perpendicular to the recess forming surface. That is, the recess of this pressing plate has an inclined surface.
The concave portion is elongated in a direction perpendicular to the arrangement direction of the concavities and convexities (a method perpendicular to the paper surface in FIGS. 2 and 4).

<押圧版B>
表面に矩形の凹凸(図1参照)を有する押圧版Bを用意した。
この押圧版Bは、凹凸の配列方向の断面において、矩形の凹部と凸部とが交互に形成された凹凸形状を有する。凹凸の配列方向における凹部の長さは5μm、凸部の長さは15μmで、凹凸の形成ピッチは20μmとした。また、凸部の高さすなわち凹部の深さは2μmとした。
なお、凹部は、凹凸の配列方向と直交する方向(図1における紙面と垂直方法)には、長尺なものである。すなわち、この凹凸形状は、ラインアンドスペースのような凹凸形状である。
<Pressing plate B>
A pressure plate B having rectangular asperities (see FIG. 1) on its surface was prepared.
The pressing plate B has a concavo-convex shape in which rectangular recesses and protrusions are alternately formed in a cross section in the arrangement direction of the concavities and convexities. The length of the depressions in the arrangement direction of the asperities was 5 μm, the length of the asperities was 15 μm, and the formation pitch of the asperities was 20 μm. Further, the height of the convex portion, that is, the depth of the concave portion was 2 μm.
In addition, a recessed part is elongate in the direction (perpendicular to the paper surface in FIG. 1) orthogonal to the sequence direction of unevenness | corrugation. That is, this uneven | corrugated shape is uneven | corrugated shape like a line and space.

<塗布液Aの調製>
ジペンタエリスリトールペンタアクリレートとジペンタエリスリトールヘキサアクリレートとの混合物(日本化薬社製、DPHA)285.0gをメチルイソブチルケトン175.0gで希釈した。さらに、重合開始剤(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製イルガキュア184、)を15.0g添加し、混合撹拌した。
続いてシランカップリング剤(信越化学工業社製、KBM−5103)60.0gを加えてエアーディスパーにて120分間撹拌して溶質を完全に溶解した。
さらに、この溶液に、ポリトロン分散機によって10000rpmで20分間分散した、平均粒径105nmの中空シリカ粒子(日鉄鉱業社製、シリナックス)の40%メチルイソブチルケトン分散液240gを加えた。その後、メチルエチルケトン112.5gとプロピレングリコール112.5gとを添加し、エアーディスパーによって10分間撹拌した。
この中空シリカ粒子を分散してなる分散液を、孔径30μmのポリプロピレン製フィルターでろ過して、塗布液Aを調製した。
<Preparation of Coating Solution A>
A mixture of dipentaerythritol pentaacrylate and dipentaerythritol hexaacrylate (DPHA, manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.) was diluted with 285.0 g of methyl isobutyl ketone. Further, 15.0 g of a polymerization initiator (Irgacure 184 manufactured by Ciba Specialty Chemicals) was added and mixed and stirred.
Subsequently, 60.0 g of a silane coupling agent (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., KBM-5103) was added and stirred for 120 minutes with an air disper to completely dissolve the solute.
Further, to this solution was added 240 g of a 40% methyl isobutyl ketone dispersion of hollow silica particles (Silinx, manufactured by Nittetsu Mining Co., Ltd.) dispersed with a Polytron disperser at 10000 rpm for 20 minutes. Thereafter, 112.5 g of methyl ethyl ketone and 112.5 g of propylene glycol were added, and the mixture was stirred by an air disper for 10 minutes.
The dispersion obtained by dispersing the hollow silica particles was filtered with a polypropylene filter having a pore size of 30 μm to prepare a coating solution A.

<粒子層Aの形成>
基材として、厚さ80μm、幅300mmのトリアセチルセルロースフィルム(富士フイルム社製、TAC−TD80U)を容易した。
この基材に、スロットダイコーターを用いて、5.2g/m2となるように塗布液Aを塗設し、30℃で30秒間、90℃で40秒間、乾燥した。乾燥を行った後、窒素パージ下で160W/cm2の紫外線を照射して塗布層を硬化させ、基材の表面に厚さ1.8μmの粒子層Aを形成した。
粒子層Aを形成した基材は、表面粗さRaが0.15μm、Smが3μmであった。また、粒子層Aを形成した基材に水を滴下したところ120°の接触角であり,撥液性があることを確認した。なお、表面形状は東京精密社製のサーフコムで測定し、接触角の測定は、共和界面化学社製のDrop Master700で測定した。
<Formation of particle layer A>
As a substrate, a triacetyl cellulose film (TAC-TD80U manufactured by Fujifilm Corporation) having a thickness of 80 μm and a width of 300 mm was facilitated.
The coating solution A was applied to the base material to a 5.2 g / m 2 using a slot die coater, and dried at 30 ° C. for 30 seconds and 90 ° C. for 40 seconds. After drying, the coated layer was cured by irradiation with ultraviolet light of 160 W / cm 2 under a nitrogen purge to form a particle layer A having a thickness of 1.8 μm on the surface of the substrate.
The base on which the particle layer A was formed had a surface roughness Ra of 0.15 μm and an Sm of 3 μm. Moreover, when water was dripped at the base material in which the particle layer A was formed, it was a contact angle of 120 degrees, and it confirmed that there was liquid repellency. In addition, the surface shape was measured by the surf com made by Tokyo Seimitsu Co., Ltd., and the measurement of the contact angle was measured by Drop Master 700 made by Kyowa Interface Chemical Co., Ltd.

[実施例1]
粒子層Aを形成した基材を、50×50mmに切り出した。
押圧版Aを、凹部形成面を向けて、切り出した基材の粒子層Aの形成面に当接して、圧力3kg/cm2、温度120℃の条件で押圧して、粒子層Aの粒子を押し潰して、親撥パターンを形成した。
Example 1
The base material on which the particle layer A was formed was cut into 50 × 50 mm.
The pressing plate A is brought into contact with the formation surface of the particle layer A of the cut substrate with the depression forming surface facing, and is pressed under the conditions of a pressure of 3 kg / cm 2 and a temperature of 120 ° C. It was crushed to form a lyophobic pattern.

押圧版Aを押圧した粒子層Aを、電界放出型走査電子顕微鏡(FE−SEM)によって観察した。その結果、押圧版Aの凹部形成面に対して傾斜する脚(凹部の傾斜面)に対応する部分では、粒子が完全に押し潰されていた。なお、押圧版Aの台形の上底および凹部形成面に垂直な脚に対応する部分には、粒子が完全に残っていた。
押圧版Aの凹凸は微細あるため、押圧版Aの凹凸によって形成した親液領域および撥液領域における水の接触角は、測定不可能であった。
代わりに、押圧版Aで押圧した面に水系インクを滴下し、光学顕微鏡で観察した。その結果、押圧版Aの台形の上底および凹部形成面に垂直な脚に対応する部分には、インクが無く、押圧版Aの凹部形成面に対して傾斜する脚に対応する部分には、インクが集合的に付着していた。
この結果より、押圧版Aの凹部形成面に対して傾斜する脚(凹部の傾斜面)に対応する部分は、粒子層Aの粒子が押しつぶされて親液化され、押圧版Aの台形の上底および凹部形成面に垂直な脚に対応する部分は、粒子が押しつぶされずに粒子層Aが有する撥液性を維持しており、親撥パターンが形成されていることが判明した。なお、凹部形成面に対して傾斜する脚に対応する領域は、押圧版Aによって粒子が押し潰されて、粒子の凹凸の高さや粗さが平坦化され、かつ、微粒子の凹凸のピッチや間隔が広くなり撥液性が失われたと考えられる。
The particle layer A pressed by the pressing plate A was observed by a field emission scanning electron microscope (FE-SEM). As a result, in the portion corresponding to the leg (the inclined surface of the recess) inclined with respect to the recess forming surface of the pressing plate A, the particles were completely crushed. The particles were completely left on the upper bottom of the trapezoidal shape of the pressing plate A and the portions corresponding to the legs perpendicular to the recess forming surface.
Since the unevenness of the pressure plate A is fine, the contact angle of water in the lyophilic area and the liquid repellent area formed by the unevenness of the pressure plate A can not be measured.
Instead, water-based ink was dropped on the surface pressed by the pressing plate A and observed with an optical microscope. As a result, there is no ink in the portions corresponding to the legs perpendicular to the upper bottom of the trapezoidal shape of the pressing plate A and the recess forming surface, and the portions corresponding to the legs inclined to the recess forming surface of the pressing plate A Ink was attached collectively.
From this result, the particles of the particle layer A are crushed and lyophilic in the portions corresponding to the legs (inclined surface of the recess) inclined with respect to the recess forming surface of the pressing plate A. And the part corresponding to the leg perpendicular | vertical to a recessed part formation surface has maintained the liquid repellency which the particle layer A has, without particle | grains being crushed, and it turned out that the lyophobic pattern is formed. In the region corresponding to the leg inclined with respect to the recess formation surface, the pressing plate A squeezes the particles to flatten the height and roughness of the unevenness of the particles, and the pitch and interval of the unevenness of the particles It is considered that the liquid repellent property was lost.

下記の組成の原料液(親液性インク)を調製した。
調製した原料液の密度は1.1g/cm3、表面張力は46mN/mであった。なお、原料液の密度はJIS Z 8804:2012に準拠して測定した。また、原料液の表面張力は、懸滴法(ペンダント・ドロップ法)によって測定した。
なお、観察を容易にするために、原料液には、色素として青色1号を含有させた。
――――――――――――――――――――――――――――――――――――
・水 25.05g
・グリセリン 4.65g
・ジエチレングリコール 3g
・オルフィン(日信化学工業社製、E1010) 0.03g
・青色1号 0.27g
――――――――――――――――――――――――――――――――――――
A raw material liquid (lyophilic ink) having the following composition was prepared.
The density of the prepared raw material liquid was 1.1 g / cm 3 and the surface tension was 46 mN / m. The density of the raw material solution was measured in accordance with JIS Z 8804: 2012. In addition, the surface tension of the raw material liquid was measured by the hanging drop method (pendant drop method).
In addition, in order to make observation easy, the raw material liquid contained Blue No. 1 as a pigment.
――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――
・ 25.05 g of water
-Glycerin 4.65g
・ Diethylene glycol 3g
・ Orphin (Nisshin Chemical Industry Co., Ltd. E1010) 0.03 g
・ Blue No. 1 0.27 g
――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――

親撥パターンを形成した基材を、親撥パターンの形成面を上にして、図6に示すような成膜装置の成膜部の支持体に載置し、エアロゾルデポジションによる成膜を行った。
成膜部の加振装置は、エア・ブラウン社製のLW139.141−75を用いた。この加振装置によって、基材(支持体)を、周波数500Hz、振動速度2mm/秒で振動した。
基材の振動を開始した後、エアロゾル生成部の超音波振動子を500kHzで振動させて、原料液のエアロゾル化を開始した。超音波振動子は、星光技研社製のIM4−36Dを用いた。
The substrate on which the lyophobic pattern is formed is placed on the support of the film forming unit of the film forming apparatus as shown in FIG. 6 with the lyophobic pattern formed surface up, and film formation by aerosol deposition is performed. The
As a vibrating device of the film forming unit, LW139.141-75 manufactured by Air Brown Ltd. was used. The substrate (support) was vibrated at a frequency of 500 Hz and a vibration speed of 2 mm / sec by this vibration excitation device.
After vibration of the base material was started, the ultrasonic transducer of the aerosol generation unit was vibrated at 500 kHz to start aerosolization of the raw material liquid. As an ultrasonic transducer, IM4-36D manufactured by Hoshi Kogakuen Co., Ltd. was used.

生成したエアロゾルを、キャリアガスとして空気を用いて、原料容器から誘導配管を経て成膜室に搬送した。キャリアガスの流速は2.8×10-33/分とした。
このような条件の下、60秒間、基材にエアロゾルを供給して、成膜を行った。
なお、前述の式(D=0.68[(π*σ)/(ρ*f2)]1/2)でエアロゾルの粒径を算出したところ、5.5μmであった。
The produced | generated aerosol was conveyed to the film-forming chamber from the raw material container through induction piping using air as carrier gas. The flow rate of the carrier gas was 2.8 × 10 −3 m 3 / min.
Under such conditions, film formation was performed by supplying an aerosol to the substrate for 60 seconds.
In addition, it was 5.5 micrometers when the particle size of the aerosol was computed by the above-mentioned formula (D = 0.68 [(π * σ) / (rho * f 2 )] 1/2 ).

成膜を終了した後、基材をエアロゾル供給部から取り出し、乾燥後、顕微鏡で成膜面を観察した。
その結果、上述の親撥パターンの確認によって検出された、撥液領域には青色1号の付着が確認されず、押圧版Aの傾斜面に対応する、粒子が押し潰された親液領域のみに青色1号の付着が確認され、良好なパターンが成膜できた。
After the film formation was completed, the substrate was removed from the aerosol supply unit, dried, and the film formation surface was observed with a microscope.
As a result, adhesion of Blue No. 1 was not confirmed in the liquid repellent area detected by the above-described confirmation of the lyophobic pattern, and only the lyophilic area corresponding to the inclined surface of the pressure plate A was crushed. The adhesion of Blue No. 1 was confirmed, and a good pattern could be formed.

[実施例2]
粒子層Aを形成した基材を、50×50mmに切り出した。
押圧版Bを、凹部形成面を向けて、切り出した基材の粒子層Aの形成面に当接して、押圧した。押圧条件は、実施例1と同様にした。
Example 2
The base material on which the particle layer A was formed was cut into 50 × 50 mm.
The pressing plate B was pressed against the formation surface of the particle layer A of the cut-out base material, with the depression forming surface facing the surface. The pressing conditions were the same as in Example 1.

押圧後、実施例1と同様にFE−SEMで確認した。その結果、押圧版Bの凸部に対応する部分では、粒子が完全に押し潰されていた。なお、押圧版Bの凹部に対応する部分には、粒子が完全に残っていた。
また、実施例1と同様に、押圧版Bで押圧した面に水系インクを滴下し、光学顕微鏡で観察したところ、押圧版Bの凹部に対応する領域にはインクが無く、押圧版Bの凸部に対応する領域に、インクが集合的に付着していた。
この結果より、押圧版Bの凸部に対応する部分は、粒子層の粒子が押しつぶされて親液化され、押圧版Bの凹部に対応する部分は、粒子が押しつぶされずに粒子層が有する撥液性を維持しており、親撥パターンが形成されていることが判明した。なお、押圧版Bの凸部に対応する領域は、同様に、押圧版Bによって粒子が押し潰されて、粒子の凹凸の高さや粗さが平坦化され、かつ、微粒子の凹凸のピッチや間隔が広くなり撥液性が失われたと考えられる。
After pressing, it confirmed by FE-SEM like Example 1. FIG. As a result, in the portion corresponding to the convex portion of the pressing plate B, the particles were completely crushed. In addition, in the part corresponding to the recessed part of the press plate B, particle | grains remained completely.
Further, similar to Example 1, when the water-based ink is dropped on the surface pressed by the pressing plate B and observed with an optical microscope, there is no ink in the region corresponding to the concave portion of the pressing plate B, and the convex of the pressing plate B The ink was collectively attached to the area corresponding to the part.
From this result, the particles of the particle layer are crushed and lyophilicized in the portion corresponding to the convex portion of the pressing plate B, and in the portion corresponding to the recess of the pressing plate B, the particles are not crushed but the liquid repellant possessed by the particle layer It turned out that the nature was maintained and the lyophobic pattern was formed. Similarly, in the region corresponding to the convex portion of the pressing plate B, the particles are crushed by the pressing plate B, and the height and roughness of the unevenness of the particles are flattened, and the pitch and interval of the unevenness of the particles It is considered that the liquid repellent property was lost.

このようにして親撥パターンを形成した基材に、実施例1と同様にして、エアロゾルデポジションによる成膜を行った。
その結果、上述の親撥パターンの確認によって検出された、撥液領域には青色1号の付着が確認されず、凹部形成面に対して傾斜する脚に対応する、粒子が押し潰された親液領域のみに青色1号の付着が確認され、良好なパターンが成膜できた。
In the same manner as in Example 1, a film was formed by aerosol deposition on the substrate on which the hydrophilicity pattern was formed in this manner.
As a result, adhesion of Blue No. 1 is not confirmed in the liquid repellent area detected by the above-described confirmation of the lyophilic pattern, and the particle is crushed and corresponds to the leg inclined with respect to the recess forming surface. Adhesion of Blue No. 1 was confirmed only in the liquid region, and a good pattern could be formed.

<塗布液Bの調製>
ジペンタエリスリトールペンタアクリレートとジペンタエリスリトールヘキサアクリレートとの混合物(日本化薬社製、DPHA)285.0gをメチルイソブチルケトン175.0gで希釈した。さらに、重合開始剤(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製イルガキュア184、)を15.0g添加し、混合撹拌した。
続いてシランカップリング剤(信越化学工業社製、KBM−5103)60.0gを加えてエアーディスパーにて120分間撹拌して溶質を完全に溶解した。
さらに、この溶液に、ポリトロン分散機によって10000rpmで20分間分散した、平均粒径30nmの中実のシリカ粒子(AEROSIL50 日本エアロジル社製)の60%メチルイソブチルケトン分散液240g加えた。その後に、メチルエチルケトン112.5gとプロピレングリコール112.5gとを添加し、エアーディスパーにて10分間撹拌した。
この中実シリカ粒子を分散してなる分散液を、孔径30μmのポリプロピレン製フィルターでろ過して、塗布液Bを調製した。
<Preparation of Coating Solution B>
A mixture of dipentaerythritol pentaacrylate and dipentaerythritol hexaacrylate (DPHA, manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.) was diluted with 285.0 g of methyl isobutyl ketone. Further, 15.0 g of a polymerization initiator (Irgacure 184 manufactured by Ciba Specialty Chemicals) was added and mixed and stirred.
Subsequently, 60.0 g of a silane coupling agent (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., KBM-5103) was added and stirred for 120 minutes with an air disper to completely dissolve the solute.
Further, to this solution was added 240 g of a 60% methyl isobutyl ketone dispersion of solid silica particles (AEROSIL 50 manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.) having an average particle diameter of 30 nm dispersed by a polytron disperser at 10000 rpm for 20 minutes. Thereafter, 112.5 g of methyl ethyl ketone and 112.5 g of propylene glycol were added, and the mixture was stirred for 10 minutes with an air disper.
The dispersion obtained by dispersing the solid silica particles was filtered with a polypropylene filter having a pore size of 30 μm to prepare a coating solution B.

<粒子層Bの形成>
基材として、厚さ80μm、幅300mmのトリアセチルセルロースフィルム(富士フイルム社製、TAC−TD80U)を用意した。
この基材に、スロットダイコーターを用いて、4.2g/m2となるように塗布液Bを塗設し、30℃で30秒間、90℃で40秒間、乾燥した。乾燥を行った後、窒素パージ下で160W/cm2の紫外線を照射して塗布層を硬化させ、基材の表面に厚さ1.4μmの粒子層Bを形成した。
粒子層Bを形成した基材は、表面粗さRaが0.11μm、Smが1μmであった。また、粒子層Bを形成した基材に水を滴下したところ、130°の接触角であり,撥液性があることを確認した。なお、表面形状は東京精密社製のサーフコムで測定し、接触角の測定は、共和界面化学社製のDrop Master700で測定した。
<Formation of particle layer B>
As a substrate, a triacetyl cellulose film (TAC-TD80U manufactured by Fujifilm Corporation) having a thickness of 80 μm and a width of 300 mm was prepared.
The coating solution B was applied to this base material to 4.2 g / m 2 using a slot die coater, and dried at 30 ° C. for 30 seconds and 90 ° C. for 40 seconds. After drying, the coated layer was cured by irradiation with ultraviolet light of 160 W / cm 2 under a nitrogen purge to form a particle layer B with a thickness of 1.4 μm on the surface of the substrate.
The base on which the particle layer B was formed had a surface roughness Ra of 0.11 μm and Sm of 1 μm. Moreover, when water was dripped at the base material in which the particle layer B was formed, it was a contact angle of 130 degrees, and it confirmed that there was liquid repellency. In addition, the surface shape was measured by the surf com made by Tokyo Seimitsu Co., Ltd., and the measurement of the contact angle was measured by Drop Master 700 made by Kyowa Interface Chemical Co., Ltd.

[実施例3]
粒子層Bを形成した基材を、50×50mmに切り出した。
押圧版Aを、凹部形成面を向けて、切り出した粒子層Bを有する基材に押圧した。押圧条件は、実施例1と同様にした。
[Example 3]
The base on which the particle layer B was formed was cut into 50 × 50 mm.
The pressing plate A was pressed against the substrate having the cut particle layer B with the recess forming surface facing. The pressing conditions were the same as in Example 1.

押圧版Aを押圧した粒子層Bを、実施例1と同様にFE−SEMによって観察した。その結果、押圧版Aの凹部形成面に対して傾斜する脚(凹部の傾斜面)に対応する領域は、大部分が粒子が押しつぶされていたが、粒子が押し潰されずに残っている部分も散見された。微粒子が中空では無かったため、一部で押し潰し不良が発生したと考えられる。なお、押圧版Aの台形の上底および凹部形成面に垂直な脚に対応する領域には、粒子が完全に残っていた。
また、実施例1と同様に、水系インクを滴下して光学顕微鏡で確認したところ、押圧版Aの断面台形の上底および凹部形成面に垂直な脚に対応する部分には、インクが無く、押圧版Aの凹部形成面に対して傾斜する脚に対応する部分には、インクが集合的に付着していた。この結果から、基材の表面は親撥パターンとして作用していると判断できる。
The particle layer B in which the pressing plate A was pressed was observed by FE-SEM in the same manner as in Example 1. As a result, in the region corresponding to the leg (the inclined surface of the recess) that is inclined with respect to the recess forming surface of the pressing plate A, most of the particles are crushed, but the particle is not crushed and remains I was spotted. Since the fine particles were not hollow, it is considered that a partial crushing failure occurred. The particles remained completely in the upper bottom of the trapezoidal shape of the pressing plate A and in the region corresponding to the leg perpendicular to the recess forming surface.
Further, similar to Example 1, when the water-based ink was dropped and confirmed by the optical microscope, there was no ink in the upper bottom of the trapezoidal section of the pressing plate A and the part corresponding to the leg perpendicular to the recess forming surface The ink was collectively attached to the part corresponding to the leg which inclines with respect to the recessed part formation surface of the press plate A. FIG. From this result, it can be judged that the surface of the base material acts as a lyophobic pattern.

このようにして親撥パターンを形成した基材に、実施例1と同様にして、エアロゾルデポジションによる成膜を行った。
その結果、成膜パターンに若干の乱れが認められるものの、上述の親撥パターンの確認によって検出された撥液領域には、青色1号の付着が確認されず、押圧版Aの傾斜面に対応する粒子が押し潰された親液領域のみに、青色1号の付着が確認され、良好なパターンが成膜できた。
In the same manner as in Example 1, a film was formed by aerosol deposition on the substrate on which the hydrophilicity pattern was formed in this manner.
As a result, although a slight disorder is observed in the film formation pattern, no adhesion of Blue No. 1 is confirmed in the liquid repellent area detected by the above-described confirmation of the lyophilic pattern, and the inclined surface of the pressure plate A is supported. The adhesion of Blue No. 1 was confirmed only in the lyophilic area where the particles were crushed, and a good pattern could be formed.

[実施例4]
粒子層Bを形成した基材を、50×50mmに切り出した。
押圧版Bを、凹部形成面を向けて、切り出した粒子層Bを有する基材に押圧した。押圧条件は、実施例1と同様にした。
Example 4
The base on which the particle layer B was formed was cut into 50 × 50 mm.
The pressing plate B was pressed against the base material having the cut particle layer B with the recess forming surface facing. The pressing conditions were the same as in Example 1.

押圧後、実施例1と同様にFE−SEMで確認した。その結果、押圧版Bの凸部に対応する領域は、大部分が粒子が押しつぶされていたが、粒子が潰されていない部分が散見された。微粒子が中空では無かったため、一部で押しつぶし不良が発生したと考えられる。なお、押圧版Bの凹部に対応する部分は、粒子が完全に残っていた。
また、実施例1と同様に、水系インクを滴下して光学顕微鏡で確認したところ、押圧版Bの凹部に対応する部分には、インクが無く、押圧版Bの凸部に対応する部分には、インクが集合的に付着していた。その結果から、基材の表面は親撥パターンとして作用していると判断できる。
After pressing, it confirmed by FE-SEM like Example 1. FIG. As a result, in the region corresponding to the convex portion of the pressing plate B, most of the particles were crushed, but portions where the particles were not crushed were scattered. Since the fine particles were not hollow, it is considered that a partial crushing failure occurred. In addition, in the part corresponding to the recessed part of the press plate B, the particle | grains remained completely.
Further, as in Example 1, when the water-based ink was dropped and confirmed by the optical microscope, there was no ink in the portion corresponding to the concave portion of the pressure plate B, and the portion corresponding to the convex portion of the pressure plate B The ink was attached collectively. From the result, it can be judged that the surface of the base material acts as a hydrophilicity repellent pattern.

このようにして親撥パターンを形成した基材に、実施例1と同様にして、エアロゾルデポジションによる成膜を行った。
その結果、成膜パターンに若干の乱れが認められるものの、上述の親撥パターンの確認によって検出された、撥液領域には青色1号の付着が確認されず、押圧版Bの傾斜面に対応する、粒子が押し潰された親液領域のみに青色1号の付着が確認され、良好なパターンが形成できた。
結果を下記の表に示す。
In the same manner as in Example 1, a film was formed by aerosol deposition on the substrate on which the hydrophilicity pattern was formed in this manner.
As a result, although a slight disorder is observed in the film formation pattern, no adhesion of Blue No. 1 is confirmed in the liquid repellent area detected by the above-described confirmation of the lyophilic pattern, and the inclined surface of the pressure plate B is supported. The adhesion of Blue No. 1 was confirmed only in the lyophilic area where the particles were crushed, and a good pattern could be formed.
The results are shown in the following table.

表1に示されるように、本発明によれば、押圧版の凹凸によって、目的とする親撥パターンが形成でき、かつ、目的とするパターンの成膜を行うことができる。
なお、粒子層に中実の粒子を用いた実施例3および4では、成膜パターンに、若干の乱れが認められたが、品質的には、何ら問題がない程度であった。
As shown in Table 1, according to the present invention, it is possible to form a target lyophilic pattern and to form a target pattern of film formation by the unevenness of the pressing plate.
In Examples 3 and 4 in which solid particles were used for the particle layer, some disturbance was observed in the film formation pattern, but there was no problem in quality.

例えば、光学素子の製造、半導体素子の製造、電気素子の製造および太陽電池の製造等に、好適に利用可能である。   For example, it can be suitably used for the production of an optical element, the production of a semiconductor element, the production of an electric element, the production of a solar cell, and the like.

10 基材
10a 撥液領域
10b 親液領域
12 粒子層
12a 粒子
14,18,20 押圧版
14a,18a 凹部
14b 凸部
14R ローラ押圧版
50,78 成膜装置
52 エアロゾル生成部
54,54A 成膜部
56 誘導配管
58 原料容器
60 容器
62 超音波振動子
64 ガス供給手段
64a ガス供給管
70,70A ケーシング
72 支持体
74 加振装置
80,82 搬送ローラ
86 粒子層形成手段
A エアロゾル
L 原料液
W 水
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 base material 10a liquid repellent area 10b lyophilic area 12 particle layer 12a particle 14, 18, 20 pressing plate 14a, 18a recessed part 14b convex part 14R roller pressing plate 50, 78 film forming apparatus 52 aerosol generation part 54, 54A film forming part 56 Induction piping 58 Raw material container 60 Container 62 Ultrasonic transducer 64 Gas supply means 64a Gas supply pipe 70, 70A Casing 72 Support body 74 Vibrating device 80, 82 Conveying roller 86 Particle layer forming means A Aerosol L Raw material liquid W Water

Claims (13)

基材の表面に粒子を含む粒子層を形成して、凹凸を有する押圧版を前記粒子層に押圧して、前記粒子層の前記粒子の一部を前記押圧版で押し潰すことにより、対象となる液体に対して親液性の親液領域および対象となる液体に対して撥液性の撥液領域を形成することを特徴とするパターン形成方法。   A particle layer containing particles is formed on the surface of a substrate, and a pressing plate having asperities is pressed against the particle layer, and a part of the particles of the particle layer is crushed by the pressing plate. 9. A pattern forming method comprising: forming a lyophilic area that is lyophilic with respect to a liquid; and a liquid repellent area that is repellent with respect to a liquid of interest. 前記粒子が、中空の粒子である、請求項1に記載のパターン形成方法。   The pattern formation method according to claim 1, wherein the particles are hollow particles. 前記押圧版による押圧で、前記粒子層を凹凸に成型する、請求項1または2に記載のパターン形成方法。   The pattern formation method of Claim 1 or 2 which shape | molds the said particle layer into an unevenness | corrugation by the press by the said press plate. 前記押圧版が、少なくとも一方向に配列される複数の凹部を有し、前記凹部は、前記押圧版の凹部形成面に対して前記配列方向に傾斜する傾斜面を有する、請求項1〜3のいずれか1項に記載のパターン形成方法。   4. The pressure plate according to claim 1, wherein the pressing plate has a plurality of recesses arranged in at least one direction, and the recess has an inclined surface which is inclined in the arranging direction with respect to the recess forming surface of the pressing plate. The pattern formation method of any one term. 前記押圧版の前記凹部が、前記凹部の配列方向の断面において、四角形状である、請求項4に記載のパターン形成方法。   The pattern formation method according to claim 4, wherein the concave portion of the pressing plate has a rectangular shape in a cross section in the arrangement direction of the concave portion. 前記押圧版の前記凹部が、前記凹部の配列方向の断面において、台形状である、請求項5に記載のパターン形成方法。   The pattern formation method according to claim 5, wherein the concave portion of the pressing plate has a trapezoidal shape in a cross section in the arrangement direction of the concave portion. 前記基材の表面に前記粒子層を形成する前に、前記基材の表面を親液化する、請求項1〜6のいずれか1項に記載のパターン形成方法。   The pattern formation method according to any one of claims 1 to 6, wherein the surface of the substrate is made lyophilic before the particle layer is formed on the surface of the substrate. 前記基材がシート状であり、前記シート状の基材の少なくとも一方の面に、前記親液領域および前記撥液領域を形成する、請求項1〜7のいずれか1項に記載のパターン形成方法。   The pattern formation according to any one of claims 1 to 7, wherein the base material is a sheet, and the lyophilic area and the liquid repellent area are formed on at least one surface of the sheet-like base material. Method. 成膜材料を含む原料液をエアロゾル化して、
請求項1〜8のいずれか1項に記載のパターン形成方法で形成した前記親液領域および前記撥液領域に、前記エアロゾルを供給する、成膜方法。
By aerosolizing the raw material liquid containing the film forming material,
The film-forming method of supplying the said aerosol to the said lyophilic area | region and the said liquid repelling area | region which were formed by the pattern formation method of any one of Claims 1-8.
前記基材を振動しつつ、前記親液領域および前記撥液領域に前記エアロゾルを供給する、請求項9に記載の成膜方法。   The film forming method according to claim 9, wherein the aerosol is supplied to the lyophilic area and the liquid repellent area while vibrating the base material. 前記基材を加熱しつつ、前記親液領域および前記撥液領域に前記エアロゾルを供給する、請求項9または10に記載の成膜方法。   The film forming method according to claim 9, wherein the aerosol is supplied to the lyophilic area and the liquid repellent area while the substrate is heated. 少なくとも一方の表面に、少なくとも一方向に配列された複数の凸部を有し、
前記凸部は、前記配列方向に対して傾斜する平面と、前記平面に連続する面とを有し、
対象となる液体に対して、前記凸部の前記平面は親液性で、前記凸部の前記平面に連続する面は、粒子による凹凸に起因する撥液性を有することを特徴とするシート状物。
At least one surface has a plurality of projections arranged in at least one direction,
The convex portion has a plane which is inclined with respect to the arrangement direction, and a plane which is continuous with the plane,
For the liquid to be processed, the flat surface of the convex portion is lyophilic, and the surface continuous to the flat surface of the convex portion has a liquid repellant property due to unevenness due to particles. object.
さらに、前記親液性を有する面の表面に膜を有する、請求項12に記載のシート状物。   The sheet-like material according to claim 12, further comprising a membrane on the surface of the lyophilic surface.
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