(57)【要約】【課題】  常に一定の低い描画手段の押付力を維持して線描画が行えるようにし、パターン形状に形成された機能材料の膜の線幅と厚さを、安定して所望の一定値にすることが可能な機能材料の線描画装置および線描画方法を提供する。【解決手段】  基材に描画部が接触して機能材料を基材に線状に描画する描画手段と、描画手段の描画部を基材に一定の押付力で接触させる押付力付与手段と、基材を固定保持する基材固定手段と、基材に対し描画部が接触している描画手段を相対的に移動させる相対移動手段とを有し、さらに押付力付与手段では、微量往復回転自在な揺動回転中心から両方向に延びるシーソーの一端に描画手段と、それとは逆側の一端に押付力調整用のカウンターウェイトが配置されている線描画装置。【選択図】図１
2020146871.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材に描画部が接触して機能材料を前記基材に線状に描画する描画手段と、該描画手段の描画部を基材に一定の押付力で接触させる押付力付与手段と、基材を固定保持する基材固定手段と、固定保持された基材に対し描画部が一定力で接触している前記描画手段を相対的に移動させる相対移動手段と、を有する機能材料の線描画装置であって、前記押付力付与手段では、微量往復回転自在な揺動回転中心から左右両方向に延びるシーソーの一端に前記描画手段が配置されているとともに、それとは逆側の一端に押付力調整用のカウンターウェイトが配置されていることを特徴とする機能材料の線描画装置。
【請求項２】
前記シーソーの揺動回転中心は、前記描画手段の描画先端部が基材表面に接触する時に、基材表面に沿う直線上に略配置されることを特徴とする請求項１に記載の機能材料の線描画装置。
【請求項３】
さらに前記カウンターウェイトは、前記描画手段の描画部を基材に接触させる押付力が調整自在となるように、前記揺動回転中心から前記シーソーが延びる方向に移動して位置決め可能に構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の機能材料の線描画装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の機能材料の線描画装置を用い、前記押付力付与手段で、前記カウンターウェイトを移動して位置決めすることにより前記描画手段の描画部が基材に接触する押付力を調整した後に、前記基材固定手段に固定された基材に対して、機能材料が供給された前記描画手段の描画部を接触させるとともに相対移動手段により移動させて、前記機能材料を基材上に線描画することを特徴とする機能材料の線描画方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラス、プラスチック、フィルム、シリコンウェハ、セラミックス、紙等の基材の表面に、新たな特性を付与するために、定められたパターン形状で機能材料を線描画して機能材料の薄膜を形成する機能材料の線描画装置および線描画方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、基材上に機能材料の薄膜をパターン形状に形成して、様々な製品が製造されている。例えば基材上に導電性インク膜を、線状の所定パターン形状に形成して電気回路や電極としたり、高抵抗インク膜をパターン形状に形成して発熱体が作成される。さらには親液性や撥液性をパターン形状に基材上で付与することが、半導体をはじめ、有機ＥＬ素子や有機太陽電池等の電子材料の製造で行われている。機能材料の薄膜を定められたパターン形状に形成する手段としては、スクリーン印刷、インクジェット、ディスペンサー等による印刷法や、パターン形状の膜が形成されたシートからの転写法、形状や配置位置を高精度に形成可能なフォトリソ法、スパッタリング等がある。パターン形状が小さな幅となる線で構成され、線幅精度や形状精度が比較的低くてもよく、パターン形状の変更が容易であることが求められる場合は、簡便で低コストでもることから、ディスペンサーによる印刷法のほか、ペンや筆ペン等の描画手段が基材に接触して描画する線描画法が選択される。
【０００３】
線描画法の場合、描画手段が基材に接触する時の押付力が一定でないと、線幅やパターン形状に形成された膜の厚さが変動する。さらに押付力も０．０１Ｎオーダーの低い値にしないと、薄膜にできないし、基材によってはダメージを与えてしまうことがある。線描画法の押付力を一定にする手段としては、押付力すなわち筆圧をセンサーにより測定して一定筆圧になるようアクチュエータでペンを基材に押しつけるものがある。（例えば特許文献１）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平４−３１２８９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし上記特許文献１に開示されているような方法では、基材の厚みむらとペンの水平方向移動時の上下動によって発生する接触位置変動に基づく押付力変動に、応答性よく対応することができない。特にペンが高速で移動する時には、細かな押付力変動をセンサーで測定できても、それに対応して押付力を一定の値に安定して制御することは非常に困難である。すなわち、ペンの基材に対する押付力を一定にして、パターン形状に形成された機能材料膜の線幅や厚さを安定して所望の値に一定化する適切な手段はない、というのが現状である。
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するもので、その目的とするところは、常に一定の低い描画手段の押付力を維持して線描画が行えるようにし、パターン形状に形成された機能材料の膜の線幅と厚さを、安定して所望の一定値にすることが可能な機能材料の線描画装置および線描画方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明の機能材料の線描画装置は、基材に描画部が接触して機能材料を前記基材に線状に描画する描画手段と、該描画手段の描画部を基材に一定の押付力で接触させる押付力付与手段と、基材を固定保持する基材固定手段と、固定保持された基材に対し描画部が一定力で接触している上記描画手段を相対的に移動させる相対移動手段と、を有する機能材料の線描画装置であって、上記押付力付与手段では、微量往復回転自在な揺動回転中心から左右両方向に延びるシーソーの一端に上記描画手段が配置されているとともに、それとは逆側の一端に押付力調整用のカウンターウェイトが配置されていることを特徴とする。
【０００８】
ここで、上記シーソーの揺動回転中心は、上記描画手段の描画先端部が基材表面に接触する時に、基材表面に沿う直線上に略配置されること、さらに上記カウンターウェイトは、上記描画手段の描画部を基材に接触させる押付力が調整自在となるように、上記揺動回転中心から上記シーソーが延びる方向に移動して位置決め可能に構成されていること、が好ましい。  
【０００９】
本発明の機能材料の線描画方法は、上記押付力付与手段で、上記カウンターウェイトを移動して位置決めすることにより上記描画手段の描画部が基材に接触する押付力を調整した後に、上記基材固定手段に固定された基材に対して、機能材料が供給された上記描画手段の描画部を接触させるとともに相対移動手段により移動させて、上記機能材料を基材上に線描画することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の機能材料の線描画装置は、描画手段が微量に揺動回転するシーソーの一端に取付けられているので、基材の厚みむらと描画手段の水平方向移動時の上下動によって発生する接触位置変動があっても、その接触位置変動にならって描画手段が動作するため、ペン等の描画手段の基材への押付力を常に一定の低い値に維持して線描画することができる。この作用効果は描画手段が高速で移動する場合も、変わりなく発揮される。以上の描画手段の基材への押付力を常に一定の低い値に維持できるのであるから、パターン形状に形成された機能材料の膜の線幅と厚さを、安定して一定値にすることが可能となる。
【００１１】
さらに本発明の好ましい態様では、シーソーの揺動回転中心を、描画手段の描画部が接触する基材表面に沿う直線上に概略配置したので、上記のような基材と描画手段の接触位置の上下動があっても、描画手段の基材に対する設置傾き角度がほとんど変化しないため、パターン形状に形成された機能材料の膜の線幅と厚さを、安定して一定にすることができる。    
【００１２】
さらに本発明の好ましい態様では、押付力を、カウンターウェイトの揺動回転中心からの配置位置を移動させて位置決めできるので、容易に０．０１Ｎオーダーで所望の値に調整することが可能となり、描画手段の基材への押付力を所望の値に調整して、機能材料の膜の線幅と厚さを、容易に所望の一定値にすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明になる線描画装置１の概略正面図である。
【図２】線描画装置１の一部である線描画ユニット２０の概略平面図である。
【図３】描画手段１０の一実施態様の概略拡大正面断面図である。
【図４】本発明の機能材料の線描画方法をステップ的に示す説明図である。
【図５】基材上に線描画した一実施例を示す平面図である。
【図６】別の描画手段１００の実施態様を示す概略正面断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明を図１〜３を参照しながら説明する。図１は本発明になる線描画装置１の概略正面図、図２は線描画ユニット２０の概略平面図、図３は描画手段１０の一実施態様の概略拡大正面断面図、である。
【００１５】
まず図１を参照すると、本発明になる線描画装置１が示されている。線描画装置１は、機能材料を線描画する描画手段１０を備えた線描画ユニット２０と、線描画される矩形状の基材である基板４を保持して、線描画ユニット２０を３次元的に相対移動させるＸＹＺステージ４０とより構成されている。
【００１６】
さらに線描画ユニット２０の一部に保持されている描画手段１０の詳細は、図３に示されている。図３を見ると描画手段１０は、線描画ユニット２０の左端にある先端保持部材２５内に設けられたＵ字長穴２３に装着されている。図２に示される通りＵ字長穴２３は片側が開いているので、割締めボルト２４の締結力により、Ｕ字長穴２３で描画手段１０を挟持して固定化している。なお図３で、斜線は断面部分を示している。断面を示されている描画手段１０はいわゆる筆ペンであり、線描画を行う描画部１１は、一定長さの多数の毛状部材を束ねて構成されている。そして基板４と接触して線描画を行う描画先端部１６に向かって、先細の円錐形状となるように形成されている。この描画部１１は、その描画先端部１６の逆側が、細長い円筒形状のカートリッジ１２内の液貯蔵部１３に貫通して保持されている。液貯蔵部１３の塗りつぶされた部分には液体状の機能材料Ａが充填されており、それが毛細管により描画部１１の描画先端部逆側から描画先端部１６に伝わって流れて、描画先端部１６とその近傍で機能材料Ａを基材に線描画できるようになる。カートリッジ１２の上部には、機能材料Ａの乾燥防止のために脱着可能なふた１４が設けられている。またカートリッジ１２の下方には、機能材料Ａが充填された描画手段１０を上下方向に先端保持部材２５に支持させる同心円形形状の座面１５が設けられている。
【００１７】
以上の構成により描画手段１０は、基板４に描画部１１が接触して機能材料Ａを基板４に線状に描画するものとなる。
【００１８】
以上説明した描画手段１０を保持する線描画ユニット２０について、再び図１と図２を参照して説明する。図１を見て、線描画ユニット２０は、Ｚ軸可動テーブル８１に固定されたブラケット３５にボルト３９で締結固定されている保持板２１、保持板２１の下方に取付けられた揺動回転軸３６に回転自在に保持されているＬ型部材３０、描画手段１０を保持するとともにＬ型部材３０の左側端部でボルト２２により固定されている先端保持部材２５、Ｌ型部材３０の右側側面に固定されているＸ方向に延びるねじ軸３１、このねじ軸３１にねじ係合している円筒形状のカウンターウェイト３２、Ｌ型部材３０の揺動回転軸３６回りの左回転を、Ｌ型部材３０の阻止部３８と接触して止めるストッパー３７、より構成されている。なおストッパー３７は保持板２１に取付けられている。
【００１９】
ここで描画手段１０は上記したように、カートリッジ１２の下部が先端保持部材２５のＵ字長穴２３に装着され、座面１５が先端保持部材２５の上部と接触することで上下方向に支持、位置決めされている。さらに先端保持部材２５は、ボルト２２を緩めれば、ボルト２２の中心回りに回転可能となる構成になっているので、描画手段１０の基板４に対する傾き角度を図１に示す９０度から変更することができる。所望の傾き角度にしてからボルト２２を締結すれば、その傾き角度を維持することができる。
【００２０】
またＬ型部材３０の揺動回転（微小量の往復回転）は、揺動回転軸３６の中心が揺動回転中心Ｏとなって行われる。すなわち、Ｌ型部材３０は揺動回転中心Ｏ周りに揺動回転自在となっているので、揺動回転軸３６とＬ型部材３０とでシーソーを構成しているといえる。シーソーは揺動回転中心Ｏから左右両方向であるＸ方向に延びている。この揺動回転中心Ｏの左側に描画手段１０、右側にカウンターウェイト３２が配置されているので、シーソーの作用でカウンターウェイト３２によって、描画手段１０の描画部１１の基板４への押付力を設定することが可能となる。また押付力の大きさは、カウンターウェイト３２の重さや重心位置を変えて調整することができる。図１に示す線描画装置１では、カウンターウェイト３２をねじ軸３１回りに回転させて、カウンターウェイト３２の重心を揺動回転中心Ｏに対してＸ方向に相対移動させることで、描画手段１０の基板４への押付力を自在に調整することができる。また、ねじ軸３１はおねじ、ねじ軸３１と係合するカウンターウェイト３２の部分はめねじ（ナット）となっている。これによってカウンターウェイト３２を回転させて微小量移動して位置を固定できる、すなわち微小量の移動位置決めが容易に行えるので、押付力を０．００１Ｎオーダーで精密にかつ安定して調整することができる。
【００２１】
すなわち本実施態様では、描画手段１０の描画部１１を基板４に接触させる押付力が調整自在となるように、カウンターウェイト３２は、揺動回転中心Ｏからシーソーが延びる方向であるＸ方向に移動して位置決め可能に構成されているといえる。なお描画手段１０の描画部１１が基板４に接触する時は、Ｌ型部材３０は左回転するが、それが行きすぎないように途中で止めるためにストッパー３７が設けられている。ただし線描画を行う時は、ストッパー３７とＬ型部材の阻止部３８が接触しないように、ストッパー３７の取付け位置を調整する。以上の構成により線描画ユニット２０は、描画手段１０の描画部１１を基板４に一定の押付力で接触させる押付力付与手段となる。そのような機能を発現するために線描画ユニット２０では、微量往復回転自在な揺動回転中心Ｏから左右両方向であるＸ方向に延びるシーソーの一部となるＬ型部材３０の一端に描画手段１０が配置されているとともに、それとは逆側の一端に押付力調整用のカウンターウェイト３２が配置されている。
【００２２】
つづいて、線描画装置１を構成するＸＹＺステージ４０の詳細について説明する。図１を見ると、ＸＹＺステージ４０の一部となる吸着盤５０には基板４が載置されている。吸着盤５０の上面には図示されていない吸着孔が多数配置されており、図示されていない真空源からの真空圧によって基板４を吸着保持して固定することができる。すなわち吸着盤５０は、基材である基板４を固定保持する基材固定手段となる。また吸着盤５０は、Ｘ軸リニア駆動装置６０のＸ軸可動テーブル６１上に固定されている。Ｘ軸リニア駆動装置６０はベース台４１上に固定されており、Ｘ軸可動テーブル６１とそれに固定されている吸着盤５０を、Ｘ方向に自在に往復動させることができる。
【００２３】
次に、ＸＹＺステージ４０を構成するＺ軸リニア駆動装置８０のＺ軸可動テーブル８１には、上記したように、保持板２１を介して線描画ユニット２０を保持するブラケット３５が締結固定されている。これによって、Ｚ軸リニア駆動装置８０はＺ軸可動テーブル８１とそれに連結している線描画ユニット２０、およびその一端に保持されている描画手段１０を、上下方向であるＺ方向に自在に往復動させることができる。そしてＺ軸リニア駆動装置８０は、Ｙ軸リニア駆動装置７０のＹ軸可動テーブル７１に固定されている。Ｙ軸リニア駆動装置７０は、ベース台４１の右側端部に固定されている門型フレーム４２のステー部４３の左側側面に、Ｙ方向すなわち紙面に垂直な方向に延びるように取り付けられている。Ｙ軸リニア駆動装置７０を駆動させることにより、これもまた線描画ユニット２０とその一端に保持されている描画手段１０を、Ｙ方向に自在に往復動させることができる。
【００２４】
以上の構成によって、ＸＹＺステージ４０は、吸着盤５０に固定された基板４に対して、描画手段１０をＸ、Ｙ、Ｚ方向に自在に相対移動させることができる。すなわちＸＹＺステージ４０は、固定保持された基板４に対し描画部１１が一定力で接触している描画手段１０を相対的に移動させる相対移動手段となる。そしてその動作は、図示されていない制御装置によって、あらかじめ設定された条件に基づいて制御される。
【００２５】
なお図１で、上記に詳細を説明した線描画装置１の線描画ユニット２０の揺動回転中心Ｏは、描画手段１０の描画部１１の描画先端部１６が基板４に接触する時に、基板４の表面に沿う直線である線ＢＬ（破線で表示）上に配置されるように、揺動回転軸３６の配置位置を定めるのが好ましい。このように配置するのは、（１）基板４の厚さむら、（２）ＸＹＺステージ４０のＸ軸可動テーブル６１やＹ軸可動テーブル７１の走行、に起因する描画手段１０の上下動が発生しても、描画手段１０の描画先端部１６のＸ方向の位置変動が極く小さいので、Ｙ方向に線描画する時の位置ずれや、線幅変動がほとんど無視できるほど小さくすることができるためである。なお、Ｙ方向に線描画する時の位置ずれや線幅変動は、描画手段１０の描画部１１と描画先端部１６の基材４に対する設置傾き角度(図１では９０度)が変動することで発生する。
【００２６】
そしてさらには、線ＢＬ上にカウンターウェイト３２の重心が配置されるように、線ＢＬとねじ軸３１の中心軸を一致させて、カウンターウェイト３２とねじ軸３１を配置することがより好ましい。これによって、上記理由に起因する描画手段１０の上下動が発生しても、Ｘ方向の描画先端部１６の位置変動やカウンターウェイト３２の重心位置変動を極めて小さくできるので、押付力の変動をより小さくすることが可能となるためである。なお上記の作用を最大に得るには、揺動回転中心Ｏは線ＢＬ上に配置されるのが好ましいが、線ＢＬから±１ｍｍの範囲内で離れた位置に配置されてもほぼ同様の作用が得られる。このことから、揺動回転中心Ｏを線ＢＬから±１ｍｍの範囲内で離れた位置に配置することを「略配置する」と定める。以上より、シーソーを構成するＬ型部材３０等の揺動回転中心Ｏは、描画手段１０の描画先端部１６が基板４表面に接触する時に、基板４表面に沿う直線である線ＢＬ上に略配置されても、線ＢＬ上に配置されたものと同等の作用効果を発現する。
【００２７】
次に、図４を参照して、線描画装置１を用いた本発明の機能材料の線描画方法について説明する。図４（ａ）〜（ｅ）には、図１で示される線描画装置１の一部である描画手段１０、線描画ユニット２０、吸着盤５０、基板４を取り出して拡大して示す概略正面図（Ｙ方向に見た図）が配置されている。またステップＳＴ１〜ＳＴ５が図４（ａ）〜（ｅ）に対応していて、それぞれのステップの時の状況や各部の動作の結果が、対応する図に示される。ステップＳＴは数字の大きい方が時間的に後になる。さらに図４（ｄ１）と（ｄ２）では、（ｄ２）の方が時間的に後になる。
【００２８】
図４で示される具体的な線描画方法は、図５に示される描画パターンに基づく。図５は基材上に線描画した一実施例を示す平面図であり、基板４に機能材料Ａを線描画した結果を示している。図５に示されるように、機能材料Ａを線幅ＷＬで点Ｃ→点Ｄ→点Ｅ→点Ｆ→点Ｃの順に矩形状に線描画する方法を、図４でステップＳＴを順にたどって具体的に説明する。
【００２９】
（ステップＳＴ０）（図４に図示なし）
線描画を行う前の準備（段取り）ステップである。描画手段１０を線描画ユニット２０に装着、固定してから、線幅ＷＬで機能材料Ａを基板４に線描画できるように押付力の調整を行う。描画手段１０の描画部１１の先端である描画先端部１６を電子天秤等の荷重測定器に置き、荷重を測定しながら、カウンターウェイト３２をねじ軸３１上で回転し、荷重すなわち押付力が所望の値になるように、カウンターウェイト３２の重心位置を調整する。調整後、ＸＹＺステージ４０の各軸の原点復帰を行う。これによって図１で、吸着盤５０はＸ方向の一番左側の位置に移動し、描画手段１０はＹ方向には吸着盤５０の中央位置、Ｚ方向には吸着盤５０から離れた一番高い位置に移動する。
【００３０】
（ステップＳＴ１）（図４（ａ）の状況）
線描画準備ステップ１である。原点復帰完了後に、基板４を吸着盤５０上に置き、吸着固定する。
【００３１】
（ステップＳＴ２）（図４（ｂ）の状況）
線描画準備ステップ２である。ＸＹＺステージ４０のＸ軸リニア駆動装置６０とＹ軸リニア駆動装置７０を駆動して、図５に示す基板４の点Ｃの直上に、描画手段１０の描画先端部１６が来るように両者を移動し、完了後静止させる。この時描画手段１０は、ストッパー３７により垂直よりやや傾いた角度にて静止する。この時の垂直からの傾き角度は好ましくは５度以下、より好ましくは１度以下にする。
【００３２】
（ステップＳＴ３）（図４（ｃ）の状況）
線描画準備ステップ３である。Ｚ軸リニア駆動装置８０を駆動して描画手段１０を下降させ、Ｚ方向に揺動回転中心Ｏが基板４の表面の高さ位置に来たら停止させる。これによって線描画手段１０の描画先端部１６は基板４の表面に着地して接触する。そして描画手段１０は基板４に対して垂直になるとともに、ストッパー３７はＬ型部材３０の阻止部３８から離れる。
【００３３】
この時、線描画手段１０の描画部１１は、ステップＳＴ０で調整した押付力にて基板４に押しつけられている。また描画手段１０の描画部１１と描画先端部１６の基材４に対する設置傾き角度は、９０度となる。
【００３４】
（ステップＳＴ４）（図４（ｄ１）、（ｄ２）の状況）
線描画実行ステップである。まずＸ軸リニア駆動装置６０を駆動して、描画手段１０が図５に示す点Ｃから点Ｄに移動するように吸着盤５０を速度Ｖで移動させる（図４（ｄ１）の状態）。つづいてＹ軸リニア駆動装置７０、Ｘ軸リニア駆動装置６０を次々駆動して、描画手段１０を図５に示す点Ｄ→点Ｅ→点Ｆ→点Ｃに速度Ｖで移動させる。点Ｃへの移動によって始点位置に戻り、基板４への線幅ＷＬの機能材料Ａの線描画が完了する（図４（ｄ２）の状態）。
【００３５】
（ステップＳＴ５）（図４（ｅ）の状況）
終了ステップである。Ｚ軸リニア駆動装置８０を駆動して、描画手段１０をＺ方向の原点位置まで上昇させる（図４（ｅ）の状態）。その後ＸＹＺステージ４０の各軸の原点復帰を行ってから、吸着盤５０の吸着を解除して、線描画した基板４を取り出す。
【００３６】
以降繰り返して線描画する場合は、ステップＳＴ１から実行する。
【００３７】
以上のステップＳＴ０〜ＳＴ５を実行することによって、押付力付与手段である線描画ユニット２０で、カウンターウェイト３２を移動して位置決めすることにより描画手段１０の描画部１１が基材である基板４に接触する押付力を調整した後に、基材固定手段である吸着盤５０に固定された基板４に対して、機能材料Ａが供給された描画手段１０の描画部１１を接触させるとともに相対移動手段であるＸＹＺステージ４０により移動させて、機能材料Ａを基板４上に線描画する本発明の機能材料の線描画方法を、実現することになる。
【００３８】
つづいて別の描画手段１００について、図６を参照して説明する。図６は、別の描画手段１００の実施態様を示す概略正面断面図であり、斜線部分は断面を示している。図６では描画手段１００は、図１に示す描画手段１０に替えて、描画ユニット２０の先端保持部材２５のＵ字長穴２３に装着されている。そして割締めボルト２４による締結により、先端保持部材２５にしっかりと保持されている。その先端保持部材２５は、水平より傾き角θだけ傾いた状態でＬ型部材３０の左側端部に、ボルト２２により固定されている。その結果として、描画手段１００の中心線ＣＬは、基板４に対して垂直から傾き角θだけ傾いている。描画手段１００は、内部に機能材料Ａを一旦貯めこむマニホールド１０３を備えるシリンジ１０２、細長いパイプ形状の描画部１０１より構成されている。液体状の機能材料Ａは供給装置１１０から、供給口１０４を介してシリンジ１０２のマニホールド１０３に流入する。そしてそれがマニホールド１０３と連通している描画部１０１内部の流出流路１０５を経て、流出口１０６から流出して、基板４上に描画される。描画される機能材料膜の線幅ＷＬは、直径ｄｉの流出口１０６近傍でビードを形成するので、パイプ形状の描画部１０１の外径ｄｏより少し大きくなる。さらに基板４と接触する描画部１０１の接触部１０７は、基板４の表面と平行な面にしている。これは、描画部１０１で基板４表面を傷つけるのを防止するためである。この目的のためには接触部１０７はＲ形状でもよい。
【００３９】
なお描画部１０１の接触部１０７は、基板４の表面と平行に接触する時、基板４の表面に平行で揺動回転中心Ｏを通る線ＢＬ（破線で表示）上に配置されるように描画手段１００を構成することが好ましい。
【００４０】
以上説明した描画手段１００の特徴は、描画した機能材料膜の線幅がより安定しているのと、膜の厚さを供給装置１１０からの供給量で制御できることである。上記の傾き角θをゼロにすると、基板４の表面で描画手段１００の流出口１０６をふたする形になって、機能材料Ａの流出が妨げられ、好ましくない。機能材料が供給装置１１０からの供給量分だけ吐出口１０７から流出できるよう、傾き角θは好ましくは２〜３０度、より好ましくは５〜１５度にする。
【００４１】
なお供給装置１１０は、描画手段１００の供給口１０４に接続する供給チューブ１１１の上流側に、供給バルブ１１２、シリンジポンプ１２０、吸引チューブ１１３、吸引バルブ１１４、タンク１１５を備えている。ここで供給チューブ１１１は描画手段１００〜シリンジポンプ１２０まで連通し、吸引チューブ１１３はシリンジポンプ１２０〜タンク１１５まで連通している。最も上流にあるタンク１１５には液体である機能材料Ａが蓄えられており、圧空源１１６に連結されて任意の大きさの背圧を機能材料Ａに付加することができる。タンク１１５内の機能材料Ａは、吸引チューブ１１３を通じてシリンジポンプ１２０に供給される。シリンジポンプ１２０では、シリンジ１２１、ピストン１２２が本体１２３に取り付けられている。ここでピストン１２２は図示しない駆動源によって上下方向に自在に往復動できる。シリンジポンプ１２０は、一定の内径を有するシリンジ１２１内に機能材料Ａを充填し、それをピストン１２２により押し出して、描画手段１００に一定容量の機能材料Ａを供給できる間欠型定容量ポンプである。シリンジ１２１内に機能材料Ａを充填するときは、シリンジポンプ１２０の上流側の開閉バルブである吸引バルブ１１４を開、下流側の開閉バルブである供給バルブ１１２を閉として、ピストン１２２を下方に移動させる。またシリンジ１２１内に充填された塗布液を描画手段１００に向かって供給するときは、吸引バルブ１１４を閉、供給バルブ１１２を開とし、ピストン１２２を上方に移動させることで、ピストン１２２でシリンジ１２１内部の機能材料Ａを押し上げ排出する。
【００４２】
以上の供給装置１１０を、描画手段１０への機能材料Ａの供給に用いてもよい。この場合、機能材料Ａをカートリッジ１２内部の液貯蔵部１３に、フル充填しないことが好ましい。また描画手段１０は、液貯蔵部１３を空にしておいて、描画手段１０の描画部１１だけを小容器に貯えた機能材料Ａに浸して、供給するようにしてもよい。この場合は、描画手段１０で線描画する都度に、機能材料Ａを浸漬供給することになる。
【００４３】
なお線描画装置１で描画手段１００を用いた時の線描画方法であるが、上記ステップＳＴ０〜ＳＴ５で示した描画手段１０を用いた時の線描画方法と、以下の変更点以外は全く同じとなる。
【００４４】
（１）ステップＳＴ０で、描画手段１００を線描画ユニット２０に装着、固定後に、図６のタンク１１５〜描画手段１００の流出口１０６までを機能材料Ａで充満して残留空気を排出する。そして供給装置１１０の状態は、シリンジ１２１に機能材料Ａがフル充填、吸引バルブ１１４は閉、供給バルブ１１２は開、そしてピストン１２２は最下端の位置、であり、いつでも機能材料Ａを描画手段１００に供給できるようにする。
【００４５】
またその後の押付力の調整については、描画手段１００が基板４の表面にダメージを与えない値をあらかじめ求めておいて、その値になるように調整する。（押付力の大きさで線幅ＷＬが変わらないため）。
【００４６】
（２）ステップＳＴ４で、描画手段の移動と同時に、供給装置１１０から描画手段１００に機能材料Ａを供給する。単位時間あたりの供給量は、（描画手段１００の相対移動速度Ｖ）×（膜の線幅ＷＬ）×（膜の厚さ）で算出する。
【００４７】
本発明が適用可能な機能材料には特に制約はないが、各種の親液剤、撥液剤、導電性インク、高抵抗インク、はんだ用フラックス、等に好ましく適用される。
【００４８】
また本発明が適用可能な基材にも特に制約はないが、ガラス基板、各種の樹脂基板、シリコンウェハ、フィルム、紙、セラミックス基板、等に好ましく適用される。
【００４９】
また描画手段の基材への押付力については、好ましくは０．０１〜５Ｎ、より好ましくは０．０５〜１Ｎにする。小さすぎると、描画手段が基材上に着地する時に跳ねてしまい、静止するまで時間を要するのと、大きすぎると線幅や厚さが極端に大きくなるので、好ましくない。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明の機能材料の線描画装置および線描画方法は、様々な特性をもつ機能材料の膜を基材上に線状パターン形状に形成する時に利用することができる。
【符号の説明】
【００５１】
１  線描画装置
４  基板
１０  描画手段
１１  描画部
１２  カートリッジ
１３  液貯蔵部
１４  ふた
１５  座面
１６  描画先端部
２０  線描画ユニット
２１  保持板
２２  ボルト
２３  Ｕ字長穴
２４  割締めボルト
２５  先端保持部材
３０  Ｌ型部材
３１  ねじ軸
３２  カウンターウェイト
３５  ブラケット
３６  揺動回転軸
３７  ストッパー
３８  阻止部
３９  ボルト
４０  ＸＹＺステージ
４１  ベース台
４２  門型フレーム
４３  ステー部
５０  吸着盤
６０  Ｘ軸リニア駆動装置
６１  Ｘ軸可動テーブル
７０  Ｙ軸リニア駆動装置
７１  Ｙ軸可動テーブル
８０  Ｚ軸リニア駆動装置
８１  Ｚ軸可動テーブル
１００  描画手段  
１０１  描画部
１０２  シリンジ
１０３  マニホールド
１０４  供給口
１０５  流出流路
１０６  流出口
１０７  接触部
１１０  供給装置
１１１  供給チューブ
１１２  供給バルブ
１１３  吸引チューブ
１１４  吸引バルブ
１１５  タンク
１１６  圧空源
１２０  シリンジポンプ
１２１  シリンジ
１２２  ピストン
１２３  本体
Ａ  機能材料
ＢＬ  線
Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ  点
ＣＬ  描画手段１００の中心線
Ｏ  揺動回転中心
ＷＬ  線幅
θ  傾き角
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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