(57)【要約】【課題】ウエッティングコントラストの高いパターン基板を、高い材料使用効率で且つバリアブル・オンデマンドで製造できる方法を提供する。【解決手段】インク８１の塗布によって所定パターンを基材Ｂに形成するパターン基板の製造方法において、撥液領域及び親液領域のいずれか一方が他方の領域に対して前記所定パターンを形成するように、撥液粒子Ｐで前記所定パターンを基材Ｂ上に形成する。このとき、一旦、感光体Ｄの表面に撥液粒子Ｐによって前記所定パターンを形成した後、感光体Ｄから基材Ｂに前記所定パターンを転写するのが好ましい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の液状体の塗布によって所定パターンが表面に形成されるパターン基板の製造方法であって、
撥液領域及び親液領域のいずれか一方が他方の領域に対して前記所定パターンを形成するように、撥液性又は親液性を有する粒子で前記所定パターンが基材上に形成される第１工程を有することを特徴とするパターン基板の製造方法。
【請求項２】
前記第１工程が、粒子担持体の表面に前記粒子によって前記所定パターンが形成される工程と、前記粒子担持体から前記基材に前記所定パターンが転写される工程とを含む請求項１記載のパターン基板の製造方法。
【請求項３】
前記粒子担持体の表面に前記粒子によって前記所定パターンが形成される工程が、前記粒子担持体に前記所定パターンの静電潜像が形成され、帯電させた前記粒子が前記静電潜像に電気的に移動して、前記粒子による前記所定パターンが前記粒子担持体の表面に形成されるものである請求項２記載のパターン基板の製造方法。
【請求項４】
前記粒子担持体が感光層を有し、前記粒子担持体が一様に帯電された後、露光によって前記粒子担持体の表面に前記所定パターンの静電潜像が形成される請求項３記載のパターン基板の製造方法。
【請求項５】
前記粒子担持体から前記基材に前記所定パターンが転写される工程が、前記粒子の帯電極性と逆極性の電圧が、前記基材の、前記粒子担持体側と反対側から印加され、前記粒子担持体から前記基材に前記所定パターンが電気的に転写されるものである請求項３又は４記載のパターン基板の製造方法。
【請求項６】
前記基材上に形成された前記粒子による前記所定パターンを前記基材に固定する第２工程をさらに有する請求項１〜５のいずれかに記載のパターン基板の製造方法。
【請求項７】
非接触過熱手段によって前記所定パターンを前記基材に固定する請求項６記載のパターン基板の製造方法。
【請求項８】
撥液性を有する粒子によって同一パターンを複数回重ねて形成し、パターンを積層化する請求項１〜７のいずれかに記載のパターン基板の製造方法。
【請求項９】
前記所定パターンの境界部分における積層数を、境界に近づく程少なくする請求項８記載のパターン基板の製造方法。
【請求項１０】
平面視における前記所定パターンの境界の形状を凹凸形状とする請求項１〜９のいずれかに記載のパターン基板の製造方法。
【請求項１１】
前記請求項１〜１０のいずれかの製造方法によって製造されたパターン基板に液状体を供給して、前記所定パターンに前記液状体を塗布する第３工程を有することを特徴とする基板の製造方法。
【請求項１２】
前記所定パターンがネガパターンであり、前記液状体の、前記粒子に対する接触角が９０°より大きく、且つ、前記基材に対する接触角が９０°より小さい請求項１１記載の基板の製造方法。
【請求項１３】
前記所定パターンがネガパターンであり、複数種類の液状体を順に供給して積層化する請求項１１記載の基板の製造方法。
【請求項１４】
前記所定パターンがポジパターンであり、前記液状体の、前記粒子に対する接触角が９０°より小さく、且つ、前記基材に対する接触角が９０°より大きい請求項１１記載の基板の製造方法。
【請求項１５】
前記所定パターンに塗布された前記液状体を加熱して前記基材上に固定する第４工程をさらに有する請求項１１〜１４のいずれかに記載の基板の製造方法。
【請求項１６】
前記液状体が、液状の電子機能材料である請求項１１〜１５のいずれかに記載の基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パターン基板の製造方法及びそれを用いた基板の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
プリント配線基板やメンブレンスイッチ、電子機器の電極部などの製造は、従来、エッチングによるサブトラクティブ法が用いられていたが、多数の複雑な工程や大掛かりな設備を必要とすると共に、材料の使用効率が低く、製造コストが高かった。
【０００３】
サブトラクティブ法のこのような課題を解決する製造方法として、近年、電気的機能を有した金属ナノ粒子を含有する液状体を、印刷技術を用いて基板上に塗布する、いわゆるプリンディッドエレクトロニクスが注目されている。
【０００４】
ところが、プリンディッドエレクトロニクスでは、塗布した液状体が基板上で濡れ広がるという新たな問題が生じた。特に、液状体の塗布手段として、バリアブル・オンデマンド性に優れたインクジェット法を用いた場合には、ヘッドから吐出可能な液状体の制約（表面張力、粘性など）が大きいため、液状体の濡れ広がりの問題が顕著であった。
【０００５】
塗布した液状体の基板上での濡れ広がりの対策として、基板表面に濡れ性の異なる領域（ウエッティングコントラスト）によって所定パターンを形成する方法が提案されている。例えば、露光や加熱により親水化が可能となる組成物を基板の表面全体に塗布した後、露光や加熱することによって所定パターンを基板表面に形成する方法が挙げられる。しかし、この方法では、基板の表面エネルギーの違いによってのみウエッティングコントラストを形成しているため、高いコントラストを得ることができない。
【０００６】
ウエッティングコントラストを高めるために、濡れ性の異なる材料を配置すると共に、表面形状に微小の凹凸を形成する方法が提案されている。例えば、特許文献１では、疎水性領域と親水性領域の面粗さを異なるようにして、高いウエッティングコントラストを得る技術が提案されている。また、特許文献２では、表面に凹凸を有する超撥水領域と、超親水領域とを形成して、高いウエッティングコントラストを得る技術が提案されている。さらに、特許文献３では、親水性及び／又は親油性が異なる一方の領域に、表面粗さを付与する粒子を含有させて高いウエッティングコントラストを得る技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開2004-193327号公報
【特許文献２】特開2003-347789号公報
【特許文献３】特開2007-116132号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、前記提案技術はいずれも、凹凸を形成する材料を基板の表面全体に塗布しなければならず、当該材料の使用効率が悪い。加えて、特許文献１の提案技術では、凹凸形成部を原版として繰り返し用いることができるが、基板表面に形成するパターンが変わると新たに原版を作製しなければならない。また、凹凸を形成する材料を、孔版印刷などによって選択的に塗布することも考えられるが、原版が必要であるためバリアブル・オンデマンド性が低い。
【０００９】
本発明はこのような従来の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、ウエッティングコントラストの高いパターン基板を、高い材料使用効率で且つバリアブル・オンデマンドで製造できる方法を提供することにある。
【００１０】
また本発明の目的は、微細なパターンがインク塗布によって形成された基板の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明によれば、所定の液状体の塗布によって所定パターンが表面に形成されるパターン基板の製造方法であって、撥液領域及び親液領域のいずれか一方が他方の領域に対して前記所定パターンを形成するように、撥液性又は親液性を有する粒子で前記所定パターンが基材上に形成される第１工程を有することを特徴とするパターン基板の製造方法が提供される。
【００１２】
なお、本明細書において「撥液領域」及び「親液領域」は、隣接する２つの領域において、前記所定の液状体に対する接触角の大きい方を撥液領域といい、接触角の小さい方を親液領域というものとする。
【００１３】
前記第１工程としては、粒子担持体の表面に前記粒子によって前記所定パターンが形成される工程と、前記粒子担持体から前記基材に前記所定パターンが転写される工程とを含むのが好ましい。
【００１４】
さらに、前記粒子担持体の表面に前記粒子によって前記所定パターンが形成される工程としては、前記粒子担持体に前記所定パターンの静電潜像が形成され、帯電させた前記粒子が前記静電潜像に電気的に移動して、前記粒子による前記所定パターンが前記粒子担持体の表面に形成されるものであるのが好ましい。
【００１５】
また、前記粒子担持体が感光層を有し、前記粒子担持体が一様に帯電された後、露光によって前記粒子担持体の表面に前記所定パターンの静電潜像が形成されるようにするのが好ましい。
【００１６】
前記粒子担持体から前記基材に前記所定パターンが転写される工程としては、前記粒子の帯電極性と逆極性の電圧が、前記基材の、前記粒子担持体側と反対側から印加され、前記粒子担持体から前記基材に前記所定パターンが電気的に転写されるものであるが好ましい。
【００１７】
そしてまた、本発明のパターン基板の製造方法では、前記基材上に形成された前記粒子による前記所定パターンを前記基材に固定する第２工程をさらに有するのが好ましい。
【００１８】
第２工程では、非接触過熱手段によって前記所定パターンを前記基材に固定するのが好ましい。
【００１９】
撥液性を有する粒子によって同一パターンを複数回重ねて形成し、パターンを積層化してもよい。このとき、前記所定パターンの境界部分における積層数を、境界に近づく程少なくするのが好ましい。
【００２０】
また、平面視における前記所定パターンの境界の形状を凹凸形状とするのが好ましい。なお、本明細書において、凹凸形状とは、三角波状や鋸歯状、正弦波状、矩形波状など境界が直線状でない形状を意味する。
【００２１】
本発明によれば、前記のいずれかの製造方法によって製造されたパターン基板に液状体を供給して、前記所定パターンに前記液状体を塗布する第３工程を有することを特徴とする基板の製造方法が提供される。
【００２２】
前記所定パターンがネガパターンである場合は、前記液状体の、前記粒子に対する接触角は９０°より大きく、且つ、前記基材に対する接触角は９０°より小さいのが好ましい。
【００２３】
前記所定パターンがネガパターンである場合は、複数種類の液状体を順に供給して前記パターンを積層化してもよい。
【００２４】
また、前記所定パターンがポジパターンである場合は、前記液状体の、前記粒子に対する接触角は９０°より小さく、且つ、前記基材に対する接触角は９０°より大きいのが好ましい。
【００２５】
そしてまた、本発明の基板の製造方法では、前記所定パターンに塗布された前記液状体を加熱して前記基材上に固定する第４工程をさらに有するのが好ましい。
【００２６】
前記液状体としては、液状の電子機能材料であってもよい。
【発明の効果】
【００２７】
本発明のパターン基板の製造方法によれば、ウエッティングコントラストの高いパターン基板を、高い材料使用効率で且つバリアブル・オンデマンドで製造できる。
【００２８】
また本発明の基板の製造方法によれば、インク塗布によって微細なパターンが形成された基板を製造できる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明に係るパターン基板の製造方法及び基板の製造方法の一例を示す概説図である。
【図２】本発明に係るパターン基板の製造方法及び基板の製造方法の他の例を示す概説図である。
【図３】本発明に係るパターン基板の製造方法及び基板の製造方法のさらに他の例を示す概説図である。
【図４】本発明に係るパターン基板の製造方法及び基板の製造方法の他の例を示す概説図である。
【図５】種類の異なるインク層を積層させる場合の工程例を示す図である。
【図６】種類の異なるインク層を積層させる場合の他の工程例を示す図である。
【図７】撥液粒子によるパターンの境界部の拡大平面図である。
【図８】親液粒子によるパターンの境界部の拡大平面図である。
【図９】親液粒子によるパターンの境界部の垂直断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明に係るパターン基板の製造方法及び基板の製造方法について図に基づいて詳述するが、本発明はこれらの実施形態に何ら限定されるものではない。
【００３１】
図１は反時計回りに回転駆動する感光体（粒子担持体）Ｄの周囲に、感光体Ｄの表面を一様に帯電させる帯電装置２と、感光体Ｄ表面に光を照射して、所定パターンの静電潜像を形成する露光装置３と、帯電した撥液性を有する粒子（以下、「撥液粒子」）Ｐを感光体Ｄに供給し感光体Ｄ上の静電潜像を現像して所定パターンを形成する現像装置４と、現像装置４によって形成された感光体Ｄ上の所定パターンを基材Ｂに転写する転写ローラ５と、基材Ｂに転写されずに感光体Ｄ上に残留した粒子を除去するクリーニング装置６とが設けられている。
【００３２】
帯電装置２は、スコロトロン方式の帯電装置であって、放電電極に数ｋＶの電圧が印加されるとコロナ放電が発生し、これにより感光体Ｄの表面が一様に帯電される。なお、帯電装置２の種類は特に限定されるものでなく、ローラ方式の帯電部材、ブレード状の帯電部材、ブラシ状の帯電部材等を用いてももちろん構わない。
【００３３】
露光装置３は、帯電装置２によって一様に帯電された感光体Ｄの表面に、例えばパソコンなどの外部装置から入力されるパターン画像データに基づいて、選択的に光を照射して露光を行い、感光体Ｄの表面に所定パターンの静電潜像を形成する。露光装置の光源としては、オンオフ可能なレーザーやＬＥＤなどを用いることができる。露光走査手段としては、直線性の高い単一光源からの光をポリゴンミラーで主走査方向に走査する方法や、複数の光源を主走査方向に配置し、それぞれの光源をＳＬＡ（セルフォックレンズアレイ（登録商標））で感光体表面に集光する方法などが挙げられる。
【００３４】
現像装置４は、ハウジング４１と、感光体Ｄに対向し回転可能に設けられた現像ローラ４２とを備える。ハウジング４１内には、撥液粒子Ｐと、撥液粒子Ｐと帯電列の異なる半導電性粒子（以下「キャリア粒子」と記す（不図示））とからなる現像剤が収容されている。撥液粒子Ｐとキャリア粒子とを混合撹拌することによって撥液粒子Ｐが帯電する。
【００３５】
本発明で使用する撥液粒子Ｐは、平均粒径が１μｍ〜１０μｍの範囲が好ましく、より好ましくは、電界に対する応答性及び安全性の観点から６μｍ程度である。また、撥液粒子Ｐの形状は、円形度が０．８以上の球状であるのが好ましい。このような撥液粒子Ｐの製造方法としては、例えば、次のような方法がある。
【００３６】
１．重量平均分子量が４０００００、数平均分子量が８０００のビスフェノール系ポリエステルを温度２００℃で混練し、ジェットミルで粉砕し気流分級機で分級して、平均粒径６μｍの粒子を得る。この粒子に日本ニューマチック社製サフュージョンシステムで３００℃で処理を行う。得られた粒子に平均粒径６０ｎｍの疎水化処理したコロイダルシリカ１％をヘンシェルミキサーで混合して撥液粒子Ｐを得る。
【００３７】
２．重量平均分子量が５０００００、数平均分子量が１００００のスチレン・ブチルメタクリレート・メタクリレート共重合体樹脂を使って（１）と同様の方法で撥液粒子Ｐを得る。なお、荷電制御剤としてのコロイダルシリカの添加量は３％とする。
【００３８】
３．ダイキン工業社製「ルブロンＬ５」に平均粒径８０ｎｍのアルミナを３％添加処理して撥液粒子Ｐを得る。アルミナを添加処理するのはＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）の過剰な負荷電性を抑えるためである。
【００３９】
４．ダイキン工業社製「ルブロンＬ５」に平均粒径６０ｎｍのアミノシランカップリング処理したシリカを３％処理して撥液粒子Ｐを得る。アミノシランカップリング処理するのはＰＴＦＥの過剰な負荷電性を抑えるためである。
【００４０】
５．５ｎｍのシリカ粒子にダイキン工業社製「ルブロンＬ５」を５％混合後、奈良機械社製ハイブリダイザーで処理して、ＰＴＦＥコートシリカ粒子を得る。この粒子を（１）と同じ方法で撥液粒子Ｐを得る。なお、ハイブリダイザー以外にホソカワミクロン社製オングミルや徳寿工作所製メカノミルなど従来公知の表面改質装置を用いることができる。
【００４１】
６．５ｎｍのアルミナ粒子にダイキン工業製「ルブロンＬ５」を５％混合後、奈良機械社製ハイブリダイザーで処理をして、ＰＴＦＥコートアルミナ粒子を得る。この粒子を（１）と同じ方法で撥液粒子Ｐを得る。表面改質装置としては従来公知のものを用いることができる。
【００４２】
７．重量平均分子量が２０００００、数平均分子量が１００００のビスフェノール系ポリエステル樹脂を、２５％のメタノールを混合した酢酸エチル溶液に溶解し、２０％溶液を調合する。この溶液を、６ｋＶの電圧をかけたノズルから２００℃の熱風中に噴射し、６μｍの均一粒径の粒子を得る。得られた粒子に平均粒径６０ｎｍの疎水化処理したコロイダルシリカ１％を奈良機械社製ハイブリダイザーで打ち込み処理して撥液粒子Ｐを得る。
【００４３】
一方、親液粒子の場合は、例えば、次のような方法によって製造することができる。もちろん、その他、コロイダルシリカやアルミナ、その他の金属酸化物粒子を親液粒子として用いることもできる。
【００４４】
８．コニカミノルタ社製「Bizhub C650」用トナーに６０ｎｍのコロイダルシリカを２０％混合し、奈良機械社製ハイブリダイザーで処理をして粒子を得る。この粒子を（１）と同じ方法で親液粒子を得る。表面改質装置としては従来公知のものを用いることができる。
【００４５】
９．ダイキン工業社製「ルブロンＬ５」に平均粒径６０ｎｍのコロイダルシリカを２０％混合後、奈良機械社製ハイブリダイザーで打ち込み処理して親液粒子を得る。表面改質装置としては従来公知のものを用いることができる。
【００４６】
１０．重量平均分子量が４０００００、数平均分子量が８０００のビスフェノール系ポリエステルを温度２００℃で混練し、ジェットミルで粉砕し気流分級機で分級して、平均粒径６μｍの粒子を得る。この粒子に日本ニューマチック社製サフュージョンシステムで３００℃で処理を行う。得られた粒子に平均粒径６０ｎｍのコロイダルシリカ２０％を混合後、奈良機械社製ハイブリダイザーで打ち込み処理をして、シリカコートポリエステルの親液粒子を得る。表面改質装置としては従来公知のものを用いることができる。
【００４７】
１１．重量平均分子量が５０００００、数平均分子量が１００００のスチレン・ブチルメタクリレート・メタクリレート共重合体樹脂を温度２００℃で混練し、ジェットミルで粉砕し気流分級機で分級して、平均粒径６μｍの粒子を得る。この粒子に日本ニューマチック社製サフュージョンシステムで３００℃で処理を行う。得られた粒子に平均粒径６０ｎｍのコロイダルシリカ１５％を混合後、奈良機械社製ハイブリダイザーで打ち込み処理をして、シリカコートポリエステルの親液粒子を得る。表面改質装置としては従来公知のものを用いることができる。
【００４８】
撥液粒子Ｐの帯電量に特に限定はないが、通常、絶対値で１０μＣ／ｇ〜５０μＣ／ｇの範囲が好ましい。より好ましくは、電解応答性の観点から絶対値で３０μＣ／ｇ程度である。撥液粒子Ｐの帯電量は、例えば、撥液粒子Ｐとキャリア粒子との混合比率を変えることによって制御できる。
【００４９】
使用するキャリア粒子としては、円形度が０．９以上の磁性を有する粒子であるのが好ましい。キャリア粒子が磁性を有すると、磁力を利用した粒子搬送が可能となる。キャリア粒子の平均粒径は１０μｍ〜１００μｍの範囲が好ましく、より好ましくは、帯電性及び磁力の観点から３０μｍ程度である。このようなキャリア粒子としては、例えば、フェライト粒子を芯材として表面に厚さ１μｍ程度の樹脂被膜を形成したコーティングキャリアが推奨される。
【００５０】
現像ローラ４２は、回転可能の非磁性のスリーブと、スリーブに内蔵・固定された磁石とを備える。スリーブが回転することによって、磁性を有するキャリア粒子と、キャリア粒子に付着した撥液粒子Ｐとが感光体Ｄとの対向部（現像部）に搬送される。現像部への現像剤の搬送量は、現像部よりも感光体回転方向上流側に、現像ローラ４２の表面との間に所定隙間が形成されるように規制部材を設けて制御するようにしてもよい。
【００５１】
撥液粒子Ｐによる、感光体Ｄ上の静電潜像の現像は、現像ローラ４２に現像バイアス電圧を印加することにより行われる。すなわち、現像ローラ４２に現像バイアス電圧を印加すると、現像ローラ４２に印加される電圧と感光体Ｄの静電潜像との間に電位差が生じ、この電位差に基づいて撥液粒子Ｐが感光体Ｄに移動し、感光体Ｄ上の静電潜像が撥液粒子Ｐによって可視像化（パターン）される。
【００５２】
現像バイアス電圧としては、静電潜像との電位差が１００Ｖ〜１０００Ｖ程度できるように設定するのが好ましい。なお、所望の現像量を得るため及びリークなどの不具合を発生させないようにするために、現像バイアス電圧はバイアス調整機構によって適宜調整可能としておくのが望ましい。また、現像バイアス電圧に交流電圧（サイン波、矩形波、三角波及びそれらの組み合わせ）を重畳させてもよい。これにより、高精細な現像が可能となる。
【００５３】
なお、キャリア粒子を用いることなく撥液粒子Ｐを帯電させ、静電潜像を現像することも可能である。例えば、現像ローラ４２として表面に弾性層が形成されたものを用い、撥液粒子Ｐを規制部材に接触させることによって摩擦帯電させる。そして、キャリア粒子を用いた場合と同様に、現像ローラ４２に現像バイアス電圧を印加し、現像バイアス電圧と静電潜像との間の電位差によって撥液粒子Ｐを感光体Ｄに移動させ、感光体Ｄ上の静電潜像を撥液粒子Ｐで現像する。
【００５４】
転写ローラ５は、転写ローラ５に連結された駆動モータ（不図示）によって回転可能に設けられるとともに付勢部材（不図示）によって感光体Ｄに基材Ｂを介して圧接している。また転写ローラ５には、不図示の電圧印加手段によって、撥液粒子Ｐの帯電極性と逆極性の電圧が印加される。感光体Ｄと転写ローラ５との間を基材Ｂが通過する際に、転写ローラ５に前記電圧が印加され、感光体Ｄに形成された撥液粒子Ｐによるパターンが基材Ｂに転写する。
【００５５】
転写電圧としては１００Ｖ〜１０００Ｖの範囲が好ましく、良好な転写状体を維持できるように適宜調整可能としておくのが望ましい。転写電圧は、電流量が一定となるように制御（定電流制御）するのが好ましい。
【００５６】
クリーニング装置６は、感光体Ｄに圧接するクリーニングブレードであって、感光体Ｄ表面に残留する未転写の撥液粒子Ｐを感光体Ｄから除去する。
【００５７】
ロール状に巻き付けられた可撓性を有する基材Ｂは巻き出し部１１に設置される。巻き出し部１１から巻き出された基材Ｂは、感光体Ｄと転写ローラ５とのニップ部を通って巻き取り部１２でロール状に巻き取られる。前述の通り、感光体Ｄと転写ローラ５とのニップ部において感光体Ｄから基材Ｂに撥液粒子Ｐのパターンが転写される。
【００５８】
感光体Ｄと転写ローラ５とのニップ部よりも基材搬送方向下流側には粒子固定装置７が設けられている。粒子固定装置７は、加熱手段としてのハロゲンヒータを有し、粒子固定装置７を撥液粒子Ｐによるパターンが通過する際に、パターンが加熱され基材Ｂ上に溶融固定する。粒子固定装置７としては、ハロゲンヒーターの他、フラッシュランプなどを用いることができる。また、インクジェットなどによって接着剤を塗布することによって粒子固定を図ってもよい。ただし、使用する接着剤は撥液粒子Ｐに対して親和性を有するものである必要がある。もちろん、静電的な付着力によって撥液粒子Ｐが基材Ｂにしっかりと固定している場合には、粒子固定装置７は特に必要としない。この場合、後の工程で撥液粒子Ｐが不要となったときには、転写工程と同じ機構によって基材Ｂから撥液粒子Ｐを除去回収できる。
【００５９】
加熱溶融による粒子固定手段としては、その他にも、加熱したローラを押し当てて粒子を溶融させて固定させても良い。ただし、加圧加熱により粒子形状が損なわれない様に、適宜加熱量と圧力を管理する必要がある。前記のハロゲンヒーターやフラッシュランプなどによる非加熱の加熱手段であれば、加熱量のみを管理すればよく、比較的容易に粒子形状を損なわずに固定することが可能である。さらに、撥液粒子を用いる場合に限って言えば、粒子パターンの高さも維持しやすいことから、後の工程でインクを高く塗布する必要がある場合（例えば、導電インクを高く塗布し、電気抵抗を下げる場合）には特に有用となる。
【００６０】
パターンを静電的な付着力以外の方法で基材Ｂに固定する場合、撥液粒子Ｐの有する電荷が、後工程に悪影響を及ぼすおそれのあるときは、除電手段よってパターンを除電するのが好ましい。除電手段としては、例えば、正負両方のイオンを発生するコロナ帯電器などが挙げられる。
【００６１】
以上の処理によって、所定の液状体を塗布するための所定パターンが表面に形成されたパターン基板が作製される。図１に示す実施形態では、次工程のインク（液状体）塗布工程にパターン基板は連続的に搬送されるが、作製されたパターン基板を一旦巻き取る、あるいは所定形状に分断するようにしても構わない。
【００６２】
なお、本実施形態では、撥液粒子Ｐを用いるので、撥液粒子Ｐで形成されるパターンはネガパターン（液状体のパターンを撥液粒子が取り囲むパターン）である。一方、親液粒子を用いる場合、親液粒子で形成されるパターンはポジパターン（液状体のパターンと撥液粒子で形成されるパターンが同じパターン）となる。
【００６３】
次いで、パターン基板の撥液粒子Ｐで囲まれた領域に、塗布手段としてのインクジェット装置８からインク（液状体）８１を吐出させて、前記領域にインク８１を供給する。このとき、インク８１の、撥液粒子Ｐに対する接触角が９０°より大きく、且つ基材Ｂに対する接触角が９０°より小さくなるようにするのが望ましい。これにより、撥液粒子Ｐで囲まれた領域、すなわち基材Ｂが露出している領域に着弾したインク８１は、表面張力によってそれぞれ連続して基板Ｂとの高い密着性を有しながら拡がる。一方、撥液粒子Ｐとの境界部分に着弾したインク８１は、撥液粒子Ｐに弾かれて表面張力によって親液性のある基材Ｂが露出している領域に引き込まれる。したがって、インク滴の着弾位置が多少ずれても、インク８１は撥液粒子Ｐで囲まれた領域に必ず移動し、微細なインクパターンを安定して形成できる。また、インク８１の塗膜を厚くすることもできる。このことは、例えば、プリント配線基板の導線部のように、導電性が重要な場合に特に有用となる。
【００６４】
本発明で使用するインク８１としては、液状の電子機能材料であるのが好ましい。このような液状の電気機能材料としては、金、銀、銅、白金、アルミニウム、ニッケル、銅−ニッケル、ニッケル−クロムなどの金属ナノ粒子を溶媒に分散させたものが例示される。これらの液状体で基材Ｂ上にパターンを形成することによって、例えば、プリント配線基板の導線部やＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification system）のアンテナ部、歪みゲージのゲージ部などが作製できる。あるいはまた、色材や配向膜材料を溶媒に分散させたインクを用いれば、ディスプレイのカラーフィルターや配向膜を作製することもできる。
【００６５】
インク８１の塗布手段としては、インクジェット法の他、ディスペンサーなど従来公知の塗布手段を用いることができるが、優れたバリアブル・オンデマンド性を得る観点からはインクジェット法が望ましい。
【００６６】
インク８１の、基材Ｂに対する接触角を９０°より小さくするには、例えば、基板材料としてポリイミドやポリエチレンを用いた場合には、金属ナノ粒子を分散させるインクの溶媒として、エチレングリコールと水を用い、その濃度を調整して表面エネルギーを５０Ｊ／ｍ２以下とすればよい。あるいは、基材表面にコロナ放電による親液処理を施してもよい。
【００６７】
また、インク８１の、撥液粒子Ｐに対する接触角を９０°より大きくするには、例えば、撥液粒子ＰとしてＰＴＦＥ粒子を用いる場合、インク８１の溶媒としてエチレングリコールと水とを用い、その濃度を調整して表面エネルギーを３０Ｊ／ｍ２以上とすればよい。なお、粒子の撥液性は、粒子状態でインクに対する撥液性が確保されることが必要である。例えば、ＰＴＦＥ粒子よりも表面エネルギーの高いポリスチレン粒子を用いた場合でも、その平均粒径を例えば６μｍとすれば粒子状態で高い撥液性が確保され得る。
【００６８】
次に、基材Ｂ上に形成されたインクパターンは、加熱装置９によって乾燥及び焼成されて基材Ｂに固定される。加熱温度としては、インク８１に含有される金属ナノ粒子が溶融し膜化する温度以上であって基材Ｂが燃焼する温度未満である。もちろん、常温で焼成可能な場合は、加熱装置９を設ける必要はない。
【００６９】
そして、作製された基板は巻き取り部１２でロール状に巻き取られる。もちろん、ロール状に巻き取ることなく、所定の大きさに分断して製品としてもよい。
【００７０】
図２に、本発明のパターン基板の製造方法及び基板の製造方法の他の実施形態を示す概説図を示す。図２に示す製造方法が、図１に示した製造方法と異なる工程は、撥液粒子Ｐによってパターンを形成する工程である。すなわち、図２に示す製造方法では、回転自在の無端状の中間転写ベルト（粒子担持体）１４を用いると共に、中間転写ベルト１４を挟んで現像ローラ４２と対向する位置に、感光体Ｄの軸方向に複数の電極１３を等ピッチで配置する。これら複数の電極１３は、個別に現像バイアス電圧を制御することができる。
【００７１】
前記の複数の電極１３に、撥液粒子Ｐの帯電極性と逆極性の現像バイアス電圧を、例えばパソコンなどの外部装置から入力されるパターン画像データに基づいて、選択的に印加して中間転写ベルト１４に撥液粒子Ｐを移動させて所定パターンを形成する。中間転写ベルト１４に形成された撥液粒子Ｐによるパターンは、中間転写ベルト１４の回転によって転写ローラ５とのニップ部に搬送され、前記実施形態と同様にして基材Ｂに転写される。それ以後の工程は図１の実施形態と同じである。
【００７２】
図２に示す製造方法によれば、中間転写ベルト１４に静電潜像を形成する必要がなく、図１の製造方法に比べて帯電工程及び露光工程が不要で装置機構の小型化及び簡単化が図りやすい。また、転写効率を１００％近くまで高めることができれば、中間転写ベルト１４のクリーニング工程を省くことができる。転写効率を高めるには、転写部において、撥液粒子Ｐと中間転写ベルト１４との間に働く付着力よりも大きな転写力を撥液粒子Ｐに与えればよい。図２に示す実施形態では、帯電した撥液粒子Ｐをクーロン力で転写しているので、転写部のニップ幅を広くし、中間転写ベルト１４と基材Ｂとを予め密着させた状態で十分な転写バイアス電圧を印加すればよい。これにより、放電ノイズなどの不具合を抑制しながら必要な電界を発生させることができ確実な転写が可能となる。
【００７３】
図３に、本発明のパターン基板の製造方法及び基板の製造方法のさらに他の実施形態を示す概説図を示す。図３に示す製造方法が、図１に示した製造方法と異なる点は、現像方法にある。すなわち、図１に示した現像方法は乾式現像方法であったのに対し、図３に示す現像方法は湿式現像方法である。湿式現像方法は、乾式現像方法に比べて、より小さな粒径の撥液粒子Ｐを用いることができる。より小さな粒径を有する撥液粒子Ｐによって高解像度のパターンが得られる。また、現像剤が液体のため流動性が高く均一なパターンが得られる。
【００７４】
図３に示す現像装置は、感光体Ｄと加圧接触される現像ローラ４６と、撥液粒子Ｐおよびキャリア液（不図示）を含む液体現像剤を貯蔵した現像槽４３と、現像槽４３に一部が浸漬され、液体現像剤を汲み上げる汲み上げローラ４４と、汲み上げローラ４４により汲み上げられた液体現像剤を現像ローラ４６に供給する供給ローラ４５とを備える。
【００７５】
互いに隣接している汲み上げローラ４４と供給ローラ４５とは接触領域において同一方向に回転する。また、汲み上げローラ４４は、供給ローラ４５に従動して回転する。また、互いに隣接している供給ローラ４５と現像ローラ４６とは接触領域において互いに反対方向に回転する。反対方向とすることにより供給ローラ４５から現像ローラ４６への液体現像剤を効率的に供給することが可能となる。また、現像ローラ４６の薄層を均一にすることが可能となる。
【００７６】
なお、汲み上げローラ４４には表面に凹部を設けた金属ローラ（アニロックスローラ）を用いることで液体現像剤の量を正確に規制するようにしてもよい。
【００７７】
現像ローラ４６の周辺には帯電装置（不図示）が設けられるとともに、帯電装置により現像ローラ４６上の液体現像剤中に含まれる撥液粒子Ｐに電荷が与えられる。そして、現像バイアス電圧が現像ローラ４６に印加されることによって、帯電した撥液粒子Ｐは現像ローラ４６から感光体Ｄに移動し感光体Ｄ上の静電潜像を現像する。
【００７８】
感光体Ｄ上に形成された撥液粒子Ｐによるパターンは基材Ｂに転写された後、乾燥装置７１において加熱してキャリア液を蒸発除去する。なお、キャリア液を完全に除去する必要はない。それ以後の工程は図１の実施形態と同じである。
【００７９】
以上説明した実施形態はいずれも撥液粒子Ｐによってパターンを形成していたが、親液粒子を用いてパターンを形成してもよい。この場合、親液粒子で基材Ｂに形成されるパターンはポジパターンであり、パターン上にインク８１が塗布される。このとき、インク８１の、親液粒子に対する接触角は９０°より小さく、且つ基材Ｂに対する接触角は９０°より大きくなるようにするのが望ましい。これにより、親液粒子で形成された領域に着弾したインク８１は、表面張力によってそれぞれ連続して親液粒子との高い密着性を有しながら拡がる。一方、基材Ｂが露出している領域と親液粒子との境界部分に着弾したインク８１は、基材Ｂに弾かれて表面張力によって親液粒子で形成された領域に引き込まれる。したがって、撥液粒子の場合と同様に、インク滴の着弾位置が多少ずれても、所望領域に必ず移動し、微細なインクパターンを安定して形成できる。また、親液粒子を基材Ｂに固定しておけば、インク８１を基材Ｂに強く固定できる。
【００８０】
後の工程でインクを厚く塗布する必要がある場合（例えば、導電インクを厚く塗布し、電気抵抗を下げる場合）には、撥液粒子によってネガパターンを形成するのが良い。撥液粒子によってネガパターンを高く形成すれば、それだけインクを厚く塗布することができる。ネガパターンを高く形成するには、同一パターンを複数回重ねて形成し、パターンを積層化してもよい。パターンを積層化するには、例えば、図１に示す構成であれば、基材の搬送駆動を逆転させて再度現像及び転写プロセスを行っても良いし、現像及び転写装置を基材搬送方向に複数並べて配置し現像及び転写プロセスを複数回行うようにしても良い。また、図４に示すように、回転自在の中間転写体１５に基材Ｂを固定し、中間転写体１５を複数回回転させて、転写部を通過する度に、感光体Ｄに形成された撥液粒子Ｐによるパターンを、基材Ｂに複数回転写させてパターンを積層化するようにしてもよい。このような構成によれば、現像及び転写装置を複数用意する必要がなく、パターンを重ねる精度も確保しやすい。
【００８１】
撥液粒子によるネガパターンを高く形成した場合には、インク塗布を複数回行ってインク層を厚くすることが可能である。一般に、機能性を有したインクは、その性能を発現させる為に乾燥或いは焼成すると、体積が減少する。例えば、金属ナノ粒子を含有する導電インクは、焼成によって体積が１／１０〜１／２０に減少する。従って、ネガパターン内にインクを塗布し焼成した後に、再びインクを塗布し焼成する処理を繰り返せば、厚みのある配線を形成することが可能で、電気抵抗を下げることが出来る。
【００８２】
さらに、インク塗布手段が複数あれば、同じネガパターン内に種類の異なるインク層を積層させることもできる。例えば図５に示すように、金属ナノ粒子を含有する導電インク８１ａを塗布し（図５（ａ））、焼成させて導電配線８２を形成した後（図５（ｂ））、絶縁材料を含有するインク８１ｂを塗布して絶縁層を形成することができる（図５（ｃ））。
【００８３】
或いは、図６に示すように、金属ナノ粒子を含有する導電インク８１ａを塗布し（図６（ａ））、焼成させて導電配線８２を形成した後（図６（ｂ））、有機材料を含有するインク８１ｃを塗布して（図６（ｃ））、焼成させて有機材料層８３を形成する（図６（ｄ））。次いで、再び導電インク８１ａを塗布し（図６（ｅ））、焼成させて導電配線８２を形成する（図６（ｆ））。このようにして、導電配線８２と有機材料層８３を積層することで、発光や圧力センシングなど、様々な機能をパターニングすることが可能となる。同じネガパターン内で形成されることから、各材料同士を確実に重ねることが可能となる。
【００８４】
また、本発明によれは、撥液性又は親液性を有する粒子によって所定パターンが形成されるため、パターン境界部に着弾したインク滴を所望領域に導くことが出来ることを述べたがが、図７〜９に示すような粒子によるパターンを形成することにより、インク滴の着弾精度をさらに緩めることが可能となる。
【００８５】
図７及び図８は、撥液粒子Ｐ及び親液粒子Ｐ’によって形成されたパターンの平面形状を示す図である。図７に示すパターンは、撥液粒子Ｐを用いて形成されたパターンであって、パターンの境界が三角波状となっている。撥液粒子Ｐの多い部分ほどインクを弾くので、パターンの境界を三角波状とすることによって、インクは、撥液粒子Ｐが少ない方向、即ちインクを塗布したい部分（基材Ｂの露出部分）に移動する。一方、図８に示すパターンは、親液粒子Ｐ’を用いて形成されたパターンであって、図７と同様に、パターンの境界が三角波状となっている。この場合、親液粒子Ｐ’の多い方にインクは移動するので、インクは、図７の場合と同様に、インクを塗布したい部分（親液粒子Ｐ’の付着部分）に移動する。これにより、インク滴の着弾精度を緩めることが可能となる。
【００８６】
図９は、撥液粒子Ｐによって形成されたパターンの垂直断面図である。図９に示すパターンでは、境界部分の撥液粒子Ｐの積層数を境界に近づくほど少なくし、撥液粒子Ｐのパターンの境界部分に、基材Ｂの露出部分に向かって下方に傾斜する部分を形成されている。これにより、撥液粒子Ｐのパターンの境界部分に着弾したインク滴は、濡れ性及び重力によって、インクを塗布したい部分（基材Ｂの露出部分）に移動し、インク滴の着弾精度は緩められる。本発明で説明する粒子パターンの形成方法のいずれにおいても、通常、境界部分において撥液粒子Ｐの高さは変化し得るが、着弾精度を緩めることを考えるならば、意図的に粒子の付着量を変化させることが望ましい。粒子の付着量を大きく変化させる為には、前述の撥液粒子Ｐの積層において、積層ごとにパターンの大きさを変化させればよい。
【００８７】
なお、平面視における撥液粒子Ｐ及び親液粒子Ｐ’によって形成されたパターンの境界の形状を三角波状などの凹凸形状とすると同時に、パターンの境界部分における積層数を、境界に近づく程少なくして、インク滴の着弾精度をさらに緩めるようにしても構わない。
【００８８】
ここで、基板と表現しているが、必ずしも板状である必要はなく、パターンを形成できる平面を有していれば、どのような形状であっても構わない（例えば円筒形状）。そしてそれは、液状体によるパターン（例えば導電配線など）を最終的に固定する基材である必要はなく、後の工程で液状体によるパターンのみを別の基材に転写しても構わない。
【実施例】
【００８９】
図１に示す構成の製造装置を用いてプリント配線基板を作製した。具体的な製造条件は以下の通りである。
撥液粒子：重量平均分子量が４０００００、数平均分子量が８０００のビスフェノール系ポリエステルを温度２００℃で混練し、ジェットミルで粉砕し気流分級機で分級して、平均粒径６μｍの粒子を得た。この粒子に日本ニューマチック社製サフュージョンシステムで３００℃で処理を行った。得られた粒子に平均粒径６０ｎｍの疎水化処理したコロイダルシリカ１％をヘンシェルミキサーで混合して撥液粒子とした。
インク  ：Novacentrix社製水系酸化銅ナノインク「ICI-003」
インク塗布手段：ピエゾ方式インクジェットシステム「KM1024SHB」コニカミノルタ社製
【００９０】
幅１５０μｍのネガパターンを基材上に形成し、液滴径５０μｍのインクをネガパターンに吐出してインクパターンを形成した。その後、ＵＶ光によって乾燥・焼成してプリント配線基板を作製した。作製したプリント配線基板に不具合はなかった。
【産業上の利用可能性】
【００９１】
本発明のパターン基板の製造方法によれば、ウエッティングコントラストの高いパターン基板を、高い材料使用効率で且つバリアブル・オンデマンドで製造でき有用である。
【符号の説明】
【００９２】
２    帯電装置
３    露光装置
４    現像装置
５    転写ローラ
７    粒子固定装置
８    インクジェット装置（インク塗布手段）
９    加熱装置
Ｂ    基材
Ｄ    感光体（粒子担持体）
Ｐ    撥液粒子
Ｐ’  親液粒子
１３    電極
１４    中間転写ベルト（粒子担持体）
４２    現像ローラ
４３    現像槽
４４    汲み上げローラ
４５    供給ローラ
４６    現像ローラ
７１    乾燥装置
８１    インク（液状体）
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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