(57)【要約】  エアロゾルデポジションによる成膜において、高精度にパターニングした成膜が可能な成膜方法の提供を課題とする。成膜材料を含む原料液をエアロゾル化して、基材にエアロゾルを供給して、基材に成膜材料を成膜するに際し、基材が、被成膜面に、原料液に対して撥液性の撥液領域と親液性の親液領域とを有し、撥液領域の幅をＬ、エアロゾルの直径をＤとした際に、『Ｄ≧Ｌ／２』を満たすことにより、課題を解決する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
成膜材料を含む原料液をエアロゾル化して、基材に前記エアロゾルを供給して、前記基材に前記成膜材料を成膜するに際し、
前記基材が、被成膜面に、前記原料液に対して撥液性の撥液領域と、前記原料液に対して親液性の親液領域とを有し、
前記撥液領域の幅をＬ、前記エアロゾルの直径をＤとした際に、『Ｄ≧Ｌ／２』を満たすこと特徴とする成膜方法。
【請求項２】
前記基材を振動しつつ、前記基材に前記エアロゾルを供給する、請求項１に記載の成膜方法。
【請求項３】
前記基材を加熱しつつ、前記基材に前記エアロゾルを供給する、請求項１または２に記載の成膜方法。
【請求項４】
前記基材を、前記基材の表面の温度が１００℃以上となるように加熱する、請求項３に記載の成膜方法。
【請求項５】
前記原料液に含まれる溶剤または分散媒の沸点が１００℃以下である、請求項３または４に記載の成膜方法。
【請求項６】
前記基材の前記親液領域および前記撥液領域が、前記基材の被成膜面の全面に親液化処理を行い、その後、前記原料液に対する撥液性を有するパターンを形成することにより、形成されたものである、請求項１〜５のいずれか１項に記載の成膜方法。
【請求項７】
『Ｄ≧Ｌ』を満たす、請求項１〜６のいずれか１項に記載の成膜方法。
【請求項８】
前記親液領域および前記撥液領域が、配線パターンを形成する、請求項１〜７のいずれか１項に記載の成膜方法。
【請求項９】
前記配線パターンが、ラインアンドスペースの配線パターンである、請求項８に記載の成膜方法。
【請求項１０】
前記成膜材料が導電性材料である、請求項１〜９のいずれか１項に記載の成膜方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エアロゾルデポジションによる成膜方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
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。【０００３】
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。【０００４】
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。【０００５】
これに対して、基材に、原料液に対して撥液性を有する撥液領域と、原料液に対して親液性を有する親液領域とをパターン化して形成することで、エアロゾルデポジションによって、基材の所望の領域に成膜を行って、配線パターン等に応じた膜を形成することが提案されている。【０００６】
例えば、特許文献１には、光エネルギーの照射によって親撥液性が改質する機能層を基材（基板）の表面に形成する工程と、基材上の機能層にパターン化された光エネルギーを照射して、親撥液性によるコントラストを付与したパターンを生成する光パターニング工程と、電子デバイスの為の材料物質の分子または粒子を含む機能性溶液をエアロゾル（ミスト）にし、エアロゾルをキャリアガスに混合した気体を、光パターニング工程で処理された基材の表面に噴霧する堆積工程と、を備えるデバイス製造方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】国際公開第２０１３／１７６２２２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１に記載されるように、基材に、親液領域と撥液領域とを形成することで、撥液領域へのエアロゾルの付着を抑制して、親液領域のみに選択的にエアロゾルを付着させることができる。
従って、目的とする膜のパターンに応じて、基材に撥液領域と親液領域とを形成することによって、エアロゾルデポジションによって、目的とするパターンの膜を成膜できる。【０００９】
しかしながら、前述のように、エアロゾルデポジションで成膜に供されるエアロゾルは、インクジェット等の液滴に比して、非常に小さい。
そのため、基材に撥液領域と親液領域とをパターン化して形成しても、必ずしも、目的とするパターンを高精度に成膜できない場合も多い。【００１０】
本発明の目的は、このような従来技術の問題点を解決することにあり、エアロゾルデポジションによって、目的とするパターンの成膜を高精度に行うことができる成膜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】
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］  成膜材料を含む原料液をエアロゾル化して、基材にエアロゾルを供給して、基材に成膜材料を成膜するに際し、
基材が、被成膜面に、原料液に対して撥液性の撥液領域と、原料液に対して親液性の親液領域とを有し、
撥液領域の幅をＬ、エアロゾルの直径をＤとした際に、『Ｄ≧Ｌ／２』を満たすこと特徴とする成膜方法。
［２］  基材を振動しつつ、基材にエアロゾルを供給する、［１］に記載の成膜方法。
［３］  基材を加熱しつつ、基材にエアロゾルを供給する、［１］または［２］に記載の成膜方法。
［４］  基材を、基材の表面の温度が１００℃以上となるように加熱する、［３］に記載の成膜方法。
［５］  原料液に含まれる溶剤または分散媒の沸点が１００℃以下である、［３］または［４］に記載の成膜方法。
［６］  基材の親液領域および撥液領域が、基材の被成膜面の全面に親液化処理を行い、その後、原料液に対する撥液性を有するパターンを形成することにより、形成されたものである、［１］〜［５］のいずれかに記載の成膜方法。
［７］  『Ｄ≧Ｌ』を満たす、［１］〜［６］のいずれかに記載の成膜方法。
［８］  親液領域および撥液領域が、配線パターンを形成する、［１］〜［７］のいずれかに記載の成膜方法。
［９］  配線パターンが、ラインアンドスペースの配線パターンである、［８］に記載の成膜方法。
［１０］  成膜材料が導電性材料である、［１］〜［９］のいずれかに記載の成膜方法。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の成膜方法によれば、エアロゾルデポジションによって、目的とするパターンを高精度に成膜できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、本発明の成膜方法の一例を説明するための概念図である。
【図２】図２は、本発明の成膜方法の一例を説明するための概念図である。
【図３】図３は、基材に撥液領域および親液領域を形成する方法の一例を説明するための概念図である。
【図４】図４は、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。
【図５】図５は、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。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の成膜方法について、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。
【００１５】
図１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１に示す成膜装置１０は、前述のエアロゾルデポジションによって基材Ｚに成膜を行う装置であって、エアロゾル生成部１２と、成膜部１４とを有する。エアロゾル生成部１２と成膜部１４とは、誘導配管１６によって接続されている。
【００１６】
後に詳述するが、本発明の成膜方法は、原料液Ｍに対して親液性の親液領域と、原料液Ｍに対して撥液性の撥液領域とを有する基材Ｚを用い、かつ、撥液領域の幅をＬ、エアロゾルＡの直径をＤとした際に、『Ｄ≧Ｌ／２』を満たす（図２参照）。本発明の成膜方法は、この条件を満たす以外は、基本的に、公知のエアロゾルデポジション（ミストデポジション）と同様の成膜を行うものである。
従って、図１に示す成膜装置１０等は、基本的に、エアロゾルデポジションによる成膜を行う公知の装置である。また、成膜装置１０は、図示した部材以外にも、原料液Ｍの供給手段、成膜に供されなかったエアロゾルＡ（原料液Ｍ）の回収手段、および、キャリアガスの浄化手段等、エアロゾルデポジションによって成膜を行う公知の装置が有する各種の部材を有してもよい。
【００１７】
以下の説明では、基材Ｚに形成された親液領域および撥液領域を、便宜的に『親撥パターン』ともいう。
【００１８】
エアロゾル生成部１２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Ｍをエアロゾル化して、生成したエアロゾルＡを誘導配管１６に供給する。エアロゾルＡは、誘導配管１６を通って、成膜部１４に送られる。
成膜装置１０において、エアロゾル生成部１２は、原料液Ｍを収容する原料容器２０と、原料容器２０の一部を収容する容器２４と、容器２４の底面に配置される超音波振動子２６と、エアロゾルＡを誘導配管１６を経て成膜部１４に送るためのキャリアガスを供給するガス供給手段２８と、を有する。
【００１９】
容器２４内には、水Ｗが収容されている。水Ｗは、超音波振動子２６が発生した超音波を原料液Ｍに伝達するために、容器２４に収容される。従って、超音波振動子２６は、水Ｗに浸漬されている。また、原料容器２０を収容する容器２４も、少なくとも一部が水Ｗに浸漬される。
超音波振動子２６が振動すると、水Ｗが超音波振動を伝播して、原料容器２０を超音波振動させて、原料容器２０に収容される原料液Ｍを超音波振動させる。原料液Ｍが超音波振動することにより、原料液Ｍがエアロゾル化され、原料液ＭのエアロゾルＡが生成される。すなわち、原料容器２０、容器２４および超音波振動子２６は、いわゆる超音波噴霧器（Ultrasonic Atomizer）を構成する。
【００２０】
本発明の成膜方法において、原料液Ｍを超音波振動する方法は、水Ｗすなわち中間溶液を使って超音波を伝播して原料液Ｍ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２０の下面に超音波振動子２６を配置して、原料容器２０を介して原料液Ｍを超音波振動させる方法、原料容器２０の底面に超音波振動子２６を配置して、原料液Ｍ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Ｍ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。
【００２１】
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、液晶化合物、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、酸化物半導体および有機半導体となる分子、ならびに、カーボンナノチューブ等が例示される。
中でも、酸化インジウムスズ、ハロゲン化銀および金属ナノ粒子等の透明電極材料、ならびに、カーボンナノチューブ等の半導体装置等の基板において配線となる導電性材料は、本発明における成膜材料として好適に利用可能である。
【００２２】
原料液Ｍ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。
【００２３】
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Ｚ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Ｚを加熱しつつ、基材Ｚへのエアロゾルの供給を行う。
一方、本発明の成膜方法は、親撥パターンを有する基材Ｚ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Ｍ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。
【００２４】
原料液Ｍ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、各種のバインダーおよびカップリング剤等を含んでもよい。
また、原料液Ｍ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。
【００２５】
超音波振動子２６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Ｍ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２６による超音波振動の周波数にも、制限はなく、原料液Ｍの組成等に応じて、原料液Ｍ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Ｍ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。
【００２６】
後に詳述するが、本発明の成膜方法では、親撥パターンにおける撥液領域の幅Ｌと、エアロゾルの直径Ｄとが、『Ｄ≧Ｌ／２』を満たす。
エアロゾルデポジションでは、原料液Ｍの密度（濃度）、原料液Ｍ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の直径Ｄを調節できる。
【００２７】
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。
エアロゾル化方法としては、一例として、加圧式、回転ディスク式、オリフィス振動式および静電式当が例示される。加圧式とは、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である。回転ディスク式とは、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である。オリフィス振動式とは、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である。静電式とは、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である。
【００２８】
ガス供給手段２８は、ガス供給管２８ａを介してキャリアガスを原料容器２０に導入するものである。ガス供給手段２８から供給されるキャリアガスによって、原料容器２０内を浮遊しているエアロゾルＡが原料容器２０から搬送され、誘導配管１６を通って成膜部１４に搬送される。
【００２９】
ガス供給手段２８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１４の排出口３０ａからの吸引によって、キャリアガスを原料容器２０に供給してもよい。
ガス供給手段２８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２８は、原料容器２０、誘導配管１６および成膜部１４（後述するケーシング３０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Ｚの表面に均一な厚さの膜を成膜できる。
ガス供給手段２８によるキャリアガスの供給量は、３×１０-3〜５×１０-3ｍ3／分が好ましく、１×１０-3〜３×１０-3ｍ3／分がより好ましい。
【００３０】
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。
【００３１】
一方、成膜部１４は、ケーシング３０と、基材Ｚを支持する支持体３２と、加振装置３４とを有する。支持体３２は、ケーシング３０内に配置される。
加振装置３４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３０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３２は、加熱手段を内蔵している。
【００３２】
本発明の成膜方法において、基材Ｚには制限はなく、エアロゾルデポジションによる成膜において、基材として用いられている各種のものが利用可能である。
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。
また、基材Ｚとしては、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も利用可能である。すなわち、本発明の成膜方法は、表面に凹凸を有する各種の部材も、基材Ｚとして利用可能である。
【００３３】
本発明の成膜方法においては、基材Ｚへの成膜に先立ち、必要に応じて、基材Ｚの被成膜面に表面処理を行ってもよい。
基材Ｚの表面処理は、原料液Ｍが含有する溶剤（分散媒）および成膜材料の種類等に応じて、エアロゾルデポジションで行われている各種の処理が利用可能である。例えば、液晶化合物を成膜する場合には、基材Ｚに配向性を付与するためのラビング処理が例示される。ラビング処理の一般的な方法については、例えば、「液晶便覧」（丸善社発行、平成１２年１０月３０日）に記載されている。
さらに、基材Ｚの表面処理としては、密着性の改善、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。
【００３４】
本発明の成膜方法において、基材Ｚは、被成膜面に、原料液Ｍに対して親液性の親液領域と、原料液Ｍに対して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。
なお、本発明において、親液性を有するとは、基材Ｚの被成膜面と原料液Ｍ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、基材Ｚの被成膜面と原料液Ｍとの接触角が９０°以上であることを示す。
なお、接触角は、例えば、共和界面化学社製のＤｒｏｐＭａｓｔｅｒ７００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。
【００３５】
本発明の成膜方法において、基材Ｚに形成される親撥パターンは、一例として、図２に概念的に示すように、半導体装置等の基板に形成される配線パターンに対応するものであり、いわゆるラインアンドスペースのパターンである。
図２において、上段は、基材Ｚを主面の面方向から見た図であり、図１と同方向に見た図である。また、下段は、基材Ｚを主面と直交する方向から見た図であり、基材Ｚの被成膜面を示す図（基材Ｚの平面図）である。なお、主面とは、シート状物（板状物、フィルム状物）における最大面である。
【００３６】
本発明の成膜方法においては、図２に概念的に示すように、親撥パターンにおける撥液領域Ｚａの幅をＬ、エアロゾルＡの直径をＤとした際に、撥液領域Ｚａの幅ＬとエアロゾルＡの直径Ｄとが、『Ｄ≧Ｌ／２』を満たす。なお、エアロゾルＡの直径とは、言い換えれば、エアロゾル粒子の粒子直径（粒子径）である。
【００３７】
なお、本発明において、撥液領域Ｚａの幅Ｌとは、言い換えれば、撥液領域Ｚａに内接する最大の内接円の直径である。
具体的には、撥液領域Ｚａの幅Ｌは、例えば、基材Ｚに形成される親撥パターンが、図２に概念的に示す、配線パターンに対応するようなラインアンドスペースのパターンである場合には、基本的に、撥液領域Ｚａに内接する最大の内接円の直径は、ライン状の撥液領域Ｚａのライン幅に一致する。
また、親撥パターンが、撥液領域Ｚａの中に島状の親液領域Ｚｂを有するような、いわゆる海島状（海島構造）のパターンである場合には、撥液領域Ｚａの幅Ｌは、親液領域Ｚｂに重複せずに撥液領域Ｚａに内接する最大の内接円の直径であり、すなわち、複数の親液領域Ｚｂに囲まれた領域において、親液領域Ｚｂに重複せずに形成可能な最大の円の直径である。なお、この際において、海島状の親撥パターンにおける島の形状には制限はなく、円形、楕円形、三角形および四角形などの多角形、ならびに、不定形等、各種の形状が利用可能である。
【００３８】
本発明の成膜方法は、このような構成を有することにより、親撥パターンを形成した基材Ｚへのエアロゾルデポジションによる成膜において、撥液領域ＺａへのエアロゾルＡの付着および成膜を抑制して、親液領域Ｚｂに選択的にエアロゾルＡを付着して、目的とするパターン（絵柄）の成膜を高精度に行える。
【００３９】
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Ｚ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、特許文献１にも示されるように、基材Ｚの被成膜面に親撥パターンを形成することにより、撥液領域へのエアロゾルＡの付着を抑制して、親液領域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。
【００４０】
ところが、エアロゾルＡは、インクジェット等における液滴に比して非常に小さい。また、エアロゾルデポジションでは、基材Ｚに付着したエアロゾルＡから、溶剤（分散媒）が蒸発することで、基材Ｚに成膜材料が成膜される。
そのため、エアロゾルデポジションでは、撥液領域Ｚａの幅Ｌに対して、エアロゾルＡが大幅に小さいと、撥液領域Ｚａに付着したエアロゾルＡが撥液領域Ｚａから親液領域Ｚｂまで移動する間に、非常に小さな液滴であるエアロゾルＡから溶剤が蒸発してしまい、撥液領域Ｚａに成膜材料が成膜されてしまう。
【００４１】
これに対し、本発明の成膜方法では、撥液領域Ｚａの幅Ｌと、エアロゾルＡの直径Ｄとが、『Ｄ≧Ｌ／２』を満たす。
そのため、撥液領域Ｚａに到達したエアロゾルＡが転がって、１回転すれば、エアロゾルＡは親液領域Ｚｂに到達し、親液領域Ｚｂに保持され、成膜される。従って、本発明の成膜方法によれば、エアロゾルデポジションにおいて、撥液領域ＺａへのエアロゾルＡの付着および成膜を抑制して、親液領域Ｚｂに選択的にエアロゾルＡを付着して、目的とするパターンにパターニングした成膜を、高精度に行える。すなわち、例えば、図４に示すような配線パターンであれば、配線となる位置のみに適正にエアロゾルＡを付着して、高精度な配線パターンを形成できる。
【００４２】
本発明の成膜方法においては、撥液領域Ｚａの幅ＬとエアロゾルＡの直径Ｄとは、好ましくは『Ｄ≧Ｌ』を満たす。
撥液領域Ｚａの幅Ｌと、エアロゾルＡの直径Ｄとが『Ｄ≧Ｌ』を満たすことにより、より好適に撥液領域ＺａへのエアロゾルＡの付着および成膜を抑制して、より確実に親液領域Ｚｂに選択的にエアロゾルＡを付着して、所望のパターンにパターニングした成膜を、より高精度に行える。
【００４３】
本発明の成膜方法において、エアロゾルＡの直径Ｄの上限には、制限はない。しかしながら、エアロゾルＡの直径Ｄが大きすぎると、すなわち、エアロゾルＡが大きすぎると、親液領域ＺｂにエアロゾルＡを保持しきれずに、エアロゾルＡが撥液領域Ｚａに至ってしまい、パターニング精度が低下してしまう可能性も有る。
この点を考慮すると、撥液領域Ｚａの幅ＬとエアロゾルＡの直径Ｄとは、『Ｄ≦２Ｌ』を満たすのが好ましい。すなわち、本発明の成膜方法においては、『２Ｌ≧Ｄ≧Ｌ／２』を満たすのが好ましい。
特に、親撥パターンが、図４に示す配線パターンのようなラインアンドスペースの場合には、ライン状の親液領域Ｚｂの幅をＬｂとして、『Ｄ≦Ｌ＋Ｌｂ』を満たすのが好ましい。すなわち、この際においては、『Ｌ＋Ｌｂ≧Ｄ≧Ｌ／２』を満たすのが好ましい。
【００４４】
なお、本発明の成膜方法において、撥液領域Ｚａの幅Ｌは、基材Ｚの成膜領域の全域で均一である構成に制限はされず、基材Ｚの１箇所以上で、撥液領域Ｚａの幅Ｌが異なる部分（領域）を有してもよい。
【００４５】
本発明の成膜方法においては、撥液領域Ｚａの少なくとも一部が、『Ｄ≧Ｌ／２』を満たせば良い。
しかしながら、パターニングした成膜を高精度に行うためには、撥液領域Ｚａの全面積の７０％以上が『Ｄ≧Ｌ／２』を満たすのが好ましく、８０％以上が『Ｄ≧Ｌ／２』を満たすのがより好ましく、９９％以上が『Ｄ≧Ｌ／２』を満たすのが特に好ましい。
【００４６】
本発明の成膜方法において、基材Ｚに親撥パターンすなわち親液領域および撥液領域を形成する方法には、制限はなく、基材Ｚの形成材料、および、溶剤（分散媒）などの原料液Ｍの組成等に応じて、公知の方法が利用可能である。
例えば、撥液性を有する基材Ｚを用い、基材Ｚの表面に、転写、プラズマ処理、オゾン照射、ＵＶ（Ultra Violet（紫外線））照射、ＵＶオゾン照射、電子線（ＥＢ（Electron Beam））照射、および、フォトリソグラフィー等によって親液パターンを形成する方法、親液性を有する基材Ｚを用い、基材Ｚの表面に、転写、グラビア印刷、インクジェット、および、フォトリソグラフィー等等によって撥液パターンを形成する方法等が例示される。
なお、撥液性を有する基材Ｚおよび親液性を有する基材Ｚは、基材Ｚの表面を撥液化処理して撥液性にした基材Ｚでもよく、あるいは、基材Ｚの表面を親液化処理して親液性にした基材Ｚでもよい。
【００４７】
基材Ｚに親撥パターンを形成する方法としては、一例として、原料液Ｍの溶剤として水を用いる場合には、基材Ｚの表面全面を親水化処理し、その後、撥液領域Ｚａに撥水剤で形成した撥水パターンを転写する方法が例示される。
例えば、予め、基材Ｚの表面全面をＵＶオゾン処理して親水化処理しておく。また、図３に概念的に示すように、親撥パターンに応じた凹凸を有する凹凸原版３６を用意する。この凹凸原版３６においては、凸部３６ａが撥液領域Ｚａに、凹部３６ｂが親液領域Ｚｂに対応する。
その上で、図３に概念的に示すように、凹凸原版３６の凹凸形成面に、撥水剤Ｈを例えば蒸着によって成膜する。次いで、撥水剤Ｈを成膜した凹凸原版３６の凸部３６ａを、表面全面を親水化処理した基材Ｚに当接して、押圧する。その後、凹凸原版３６の凸部３６ａを基材Ｚから離間することで、凸部３６ａの撥水剤Ｈを基材Ｚに転写して、基材Ｚに、撥液領域Ｚａと親液領域Ｚｂとからなる親撥パターンを形成する。
撥水剤Ｈは、フッ素系化合物およびシリコン系化合物等が例示される。さらに、市販の撥水剤を用いてもよい。
凹凸原版３６への撥水剤Ｈの膜の形成は、蒸着以外にも、スパッタリング等の気相成膜法および塗布法等、公知の各種の成膜方法が利用可能である。また、塗布および転写等によって、凸部３６ａの先端面のみに、撥水剤Ｈの膜を形成してもよい。
また、このような撥水パターンの転写は、マイクロコンタクトプリント、グラビアオフセット印刷、グラビア印刷、凸版印刷、凹版印刷、オフセット印刷、および、パッド印刷
等を利用して行ってもよい。
【００４８】
本発明の成膜方法において、エアロゾルＡの直径の測定方法には、制限はなく、公知の粒子の直径（粒径（粒子径））の測定方法が、各種、利用可能である。
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の直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。市販の微粒子可視化システムとしては、例えば、新日本空調社製のＶｉＥＳＴなどが例示される。なお、エアロゾルＡを可視化して直径を測定（算出）する際には、必要に応じて画像処理を行ってもよい。
エアロゾルＡの直径の測定位置には制限はないが、エアロゾルＡが流動している位置で測定するのが好ましい。従って、一例として、誘導配管１６においてエアロゾルＡの直径を測定するのが好ましい。
【００４９】
また、原料液Ｍ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の直径Ｄ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Ｍの密度を、σは原料液Ｍ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。
【００５０】
なお、エアロゾルＡの直径は、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の直径が変わった場合を除き、エアロゾルＡの生成〜誘導配管１６内の移動〜基材Ｚに到着するまで、基本的に、同じと考えられる。
また、基材Ｚに到着するエアロゾルＡの直径は、同様に不意にエアロゾルＡの直径が変わった場合を除き、基本的に、基材Ｚの全面で均一であると考えられる。
【００５１】
本発明の成膜方法において、エアロゾルＡの直径Ｄ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、エアロゾルの直径Ｄは、原料液Ｍの密度、原料液Ｍ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。
【００５２】
支持体３２は、基材Ｚ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Ｚの支持手段は、基材Ｚを載置する支持体３２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Ｚを搬送するローラ、および、エアロゾルＡの供給部において基材Ｚを巻き掛けて搬送するドラム（キャン）等が、基材Ｚの支持手段として作用する。基材Ｚを搬送するローラとは、例えば、搬送ローラおよび搬送ローラ対などである。
【００５３】
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Ｚを加熱するのが好ましい。これに対応して、成膜装置１０は、支持体３２は加熱手段を内蔵している。
基材Ｚを加熱しつつ、エアロゾルＡを基材Ｚ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Ｚ上を移動するので、撥液領域Ｚａから親液領域Ｚｂ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Ｚの加熱温度には、制限はなく、原料液Ｍ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Ｚの加熱は、基材Ｚ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。
【００５４】
基材Ｚの加熱は、基材Ｚの形成材料に応じて、基材Ｚ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Ａ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Ｚ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Ｍ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。
【００５５】
支持体３２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Ｚの加熱方法は、支持体３２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。
【００５６】
図示例の成膜装置１０は、支持体３２の下面に加振装置３４を備える。加振装置３４は、好ましい態様として設けられるもので、基材ＺにエアロゾルＡを供給する際に、基材Ｚを振動させるためのものである。
成膜部１４において、支持体３２は、ケーシング３０の底面（内壁面）に当接して設けられている。加振装置３４は、ケーシング３０の下面に当接して設けられている。従って、加振装置３４がケーシング３０を振動することで、支持体３２が振動し、支持体３２に支持された基材Ｚが振動する。
【００５７】
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Ｚａおよび親液領域Ｚｂ）を有する基材Ｚを用いて、親液領域Ｚｂのみにエアロゾル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Ｚを振動しつつエアロゾルＡを基材Ｚに供給することで、撥液領域Ｚａに付着したエアロゾルＡの親液領域Ｚｂ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。
また、基材Ｚを振動しつつエアロゾＡルを基材Ｚ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Ｚ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Ｚ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Ｚ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Ｚ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Ｚ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Ｚ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。
【００５８】
本発明の成膜方法において、基材Ｚを振動させる場合において、基材Ｚの振動の周波数には制限はない。
基材Ｚを振動することの効果を好適に得るためには、基材Ｚ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。
【００５９】
また、本発明の成膜方法において、基材Ｚを振動させる場合には、基材Ｚ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Ｚに付着すると、エアロゾルＡ同士が結合して原料液Ｍに近い液体となる。ここで、基材Ｚを１０ｋＨｚ超の周波数で振動すると、基材Ｚに付着した原料液Ｍ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Ｚ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。
【００６０】
本発明の成膜方法において、基材Ｚを振動させる場合には、基材Ｚの振動の速度にも制限はない。
しかしながら、基材Ｚ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Ｚを振動するのが好ましい。基材Ｚ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Ｚ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Ｚにかかる負担が大きくなる、エアロゾルＡが基材Ｚ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Ｚ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。
【００６１】
加振装置３４には制限はなく、基材Ｚを支持する支持体３２に応じて、支持体３２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Ｚ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３４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３４は、市販の加振器（加振装置）も好適に利用可能である。
【００６２】
本発明の成膜方法において、基材Ｚの振動方法は、基材Ｚ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Ｚ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Ｚを搬送する場合など、基材Ｚ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Ｚが単体で振動可能な状態になっている場合には、基材Ｚの振動手段として、基材Ｚ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Ｚに音波を照射して振動させる手段等も、基材Ｚの振動手段として、好適に利用可能である。
【００６３】
本発明の成膜方法において、基材Ｚ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ＺへのエアロゾルＡの供給を開始する前に、基材Ｚの振動を開始するのが好ましい。例えば、図１に示す成膜装置１０であれば、加振装置３４による基材Ｚ（支持体３２）の振動を開始した後に、超音波振動子２６の駆動を開始して、原料液Ｍのエアロゾル化を開始するのが好ましい。
基材Ｚ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ＺにエアロゾルＡを供給している状態では、常に、基材Ｚを振動しているのが好ましい。基材ＺへのエアロゾルＡの供給を開始する前に、基材Ｚ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Ｚが振動している状態にできる。
【００６４】
なお、本発明の成膜方法において、基材Ｚの振動は、基材Ｚの主面の面方向でもよく、基材Ｚの主面と直交する方向でもよく、基材Ｚの主面の面方向と基材Ｚ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Ｚ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。
【００６５】
以下、図１に示す成膜装置１０の作用を説明する。
図１に示す成膜装置１０において、撥液パターンを形成した基材Ｚを支持体３２に載置する。
その後、原料容器２０に原料液Ｍを収容した状態で超音波振動子２６が超音波振動すると、超音波が水Ｗを介して原料液Ｍに伝達され、原料液Ｍが超音波振動する。
原料液Ｍが超音波振動することにより、原料液Ｍがエアロゾル化する。これにより、原料容器２０の内部では、原料液Ｍ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。
【００６６】
次いで、原料容器２０内に、ガス供給管２８ａを介して、ガス供給手段２８からキャリアガスが供給される。原料容器２０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２０から誘導配管１６に搬送され、誘導配管１６から成膜部１４のケーシング３０内に搬送される。なお、必要に応じて、例えば、誘導配管１６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１４のケーシング３０内にエアロゾルＡが搬送されると、支持体３２に載置された基材ＺにエアロゾルＡが供給される。さらに、基材Ｚ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Ｍ）に含まれる成膜材料が基材Ｚ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３０の排出口３０ａから排出される。
【００６７】
ここで、本発明の成膜方法では、基材Ｚに親撥パターンが形成されており、さらに、撥液領域Ｚａの幅ＬとエアロゾルＡの直径Ｄとが『Ｄ≧Ｌ／２』を満たす。
そのため、前述のように、エアロゾルＡは好適に親液領域Ｚｂに選択的に付着し、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Ｚを加振装置３４で振動し、また、支持体３２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。
【００６８】
なお、本発明の成膜方法では、必要に応じて、基材Ｚ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Ｚ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。
【００６９】
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Ｚを振動することで成膜速度を向上できるので、基材Ｚ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Ｚをロール状に巻回した基材ロールから基材Ｚを送り出し、長尺な基材Ｚを長手方向に搬送しつつ、連続的に基材Ｚに成膜等の処理を行い、処理済の基材Ｚ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。
【００７０】
図４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４に示す成膜装置は、図１に示す成膜装置１０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。
【００７１】
図４に示す成膜装置４０において、長尺な基材Ｚは、搬送ローラ４２および搬送ローラ４６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１４Ａのケーシング３０Ａは、下面が開放された矩形の筐体である。また、加振装置３４は、ケーシング３０Ａと共に基材Ｚを挟むように、基材Ｚの下方に配置される。ケーシング３０Ａは、基材Ｚの搬送方向において、搬送ローラ４２と搬送ローラ４６との間に設けられる。従って、成膜装置４０においては、搬送ローラ４２および搬送ローラ４６が、基材Ｚの支持手段となる。
【００７２】
成膜装置４０において、親撥パターンを有する基材Ｚは、搬送ローラ４２および搬送ローラ４６によって、長手方向に搬送されつつ、ケーシング３０Ａ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Ｚは、ケーシング３０Ａの下方に配置される加振装置３４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３４として、基材Ｚ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Ｚ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４２および／または搬送ローラ４６を振動させることにより、基材Ｚを振動させてもよい。
【００７３】
なお、前述のように、基材Ｚ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４０では、加振装置３４は、ケーシング３０Ａよりも上流から、基材Ｚ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４２の直下流から、基材Ｚを振動させるのが好ましい。
【００７４】
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Ｚ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３０Ａの上流に、親撥パターンを形成する装置を設けて、ＲｔｏＲによって、親撥パターン（撥液領域Ｚａおよび親液領域Ｚｂ）の形成およびエアロゾルデポジションによる成膜を連続的に行ってもよい。
【００７５】
例えば、図５に概念的に示すように、成膜装置４０（ケーシング３０Ａ）の上流に、撥水パターン転写装置５４を設け、さらに、撥水パターン転写装置５４の上流にＵＶオゾン処理装置５２を設ける。また、原料液Ｍの溶剤として、水を用いる。
この際には、基材Ｚを長手方向（矢印ｘ方向）に搬送しつつ、まず、ＵＶオゾン処理装置５２によって基材Ｚの全面にＵＶオゾン処理を施して、基材Ｚの全面を親水化する。次いで、撥水パターン転写装置５４によって、マイクロコンタクトプリント等によって形成した撥水パターンを、転写ローラ５４ａから全面を親水化した基材Ｚの表面に転写する。これにより、基材Ｚの表面に親撥パターンが形成される。
その後、基材Ｚ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Ｚに、本発明の成膜方法を行う成膜装置４０によって、成膜を行う。これにより、親水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。
【００７６】
なお、図５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に示すような枚葉型（カットシート状）の基材Ｚ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Ｚに、順次、ＵＶオゾン処理装置５２による親水化処理、撥水パターン転写装置５４による撥水パターンの転写を行って、本発明の成膜方法を行う成膜装置４０で成膜を行う製造方法にも、利用可能である。
【００７７】
以上、本発明の成膜方法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。
【実施例】
【００７８】
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。【００７９】
［実施例１］
下記の組成の原料液を調製した。
調製した原料液の密度は０．９３ｇ／ｃｍ3、表面張力は２４ｍＮ／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。
――――――――――――――――――――――――――――――――――
・重合性液晶化合物（ＬＣ−１−１）                      ８０質量部
・重合性液晶化合物（ＬＣ−２）                          ２０質量部
・光重合開始剤（チバ・ジャパン社製、イルガキュア９０７）  ３質量部
・配向制御剤ＦＰ２                                        １質量部
・配向補助剤ＦＰ３                                    ０．４質量部
・メチルエチルケトン                                  １９３質量部
・シクロヘキサノン                                      ５０質量部
――――――――――――――――――――――――――――――――――【００８０】
重合性液晶化合物（ＬＣ−１−１）
【化１】
2019124151.tif 000003
重合性液晶化合物（ＬＣ−２）
【化２】
2019124151.tif 000004
配向制御剤ＦＰ２
【化３】
2019124151.tif 000005
配向補助剤ＦＰ３
【化４】
2019124151.tif 000006
【００８１】
厚さ１００μｍのＰＥＴフィルム（東洋紡社製、コスモシャインＡ４１００）を用意した。このＰＥＴフィルムを５０×５０ｍｍに切断して、基材とした。
基材の表面に、Ｊｅｌｉｇｈｔ社製のＵＶＯクリーナー１４４Ｘ（２８ｍＷ/ｃｍ2）を用いて、ＵＶオゾンを１０秒間照射して、基材の表面全面を親水化処理した。【００８２】
図３に示すような凹凸原版を用意した。凹凸原版は、直線状の凹部と凸部とが、長手方向と直交する方向に交互に平行に配列された、ストライプ状の凹凸パターンを有する。凹凸原版は、凸部の幅は１μｍ、凹部の幅は３μｍ（すなわち凹凸の１ピッチは４μｍ）とし、凹部の深さは２μｍとした。
この凹凸原版の凹凸形成面に、撥水剤（ダイキン工業社製、オプツールＤＳＸ）を蒸着した。撥水剤の膜厚は、３０ｎｍであった。【００８３】
基材の親水化処理面に、撥水剤を成膜した凹凸原版を押圧して、凸部の先端面に成膜された撥水剤を、基材に転写した。
これにより、基材の表面に、撥液領域の幅すなわち撥液領域の最大の内接円の直径が１μｍ、凹部の幅すなわち親液領域の幅が３μｍである、ラインアンドスペース（ストライプ状）の親撥パターンを形成した。【００８４】
親撥パターンを形成した基材を、図１に示すような成膜装置の成膜部の支持体に載置した。
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。
また、成膜部の支持体は、ホットプレートを用い、基材の表面（被成膜面）が１００℃となるように加熱した。
基材の振動および加熱を開始した後、エアロゾル生成部の超音波振動子を１．７ＭＨｚ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。【００８５】
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２．８×１０-3ｍ3／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。【００８６】
６０秒間の成膜を行った後、基材を成膜部から取り出し、温度６０℃、風速２ｍ／分の熱風を６０秒、吹き付けて、加熱した。
その後、３０℃のホットプレート上に置き、酸素濃度３００ｐｐｍの雰囲気下でＵＶ照射器（フュージョンＵＶシステムズ社製、無電極ランプ「Ｄバルブ」、照度６０ｍＷ/ｃｍ2）によってＵＶを６秒間、照射して、液晶層を固定し、液晶膜を形成した。
形成した液晶膜の厚さは、３．５μｍであった。なお、液晶膜の膜厚は、反射分光膜厚計（大塚電子製、ＦＥ３０００）によって、親液領域の膜厚を測定した。この点に関しては、他の例も同様である。
また、前述の式（Ｄ＝０．６８［（π＊σ）／（ρ＊ｆ2）］1/2）でエアロゾルの直径を算出したところ、２μｍであった。【００８７】
［実施例２〜実施例４］
凹凸原版において、凸部の幅すなわち撥液領域の幅を２μｍ（実施例２）、３μｍ（実施例３）、および、４μｍ（実施例４）、に変更した以外は、実施例１と同様に液晶膜を形成した。【００８８】
［実施例５］
超音波振動子の周波数を０．７ＭＨｚに変更した以外は、実施例１と同様に液晶膜を形成した。
前述の式でエアロゾルの直径を算出したところ、３．７μｍであった。
［実施例６］
超音波振動子の周波数を０．６ＭＨｚに変更し、かつ、凹凸原版における凸部の幅すなわち撥液領域の幅を８μｍに変更した以外は、実施例１と同様に液晶膜を形成した。
前述の式でエアロゾルの直径を算出したところ、４．１μｍであった。【００８９】
［実施例７］
基材の加熱を行わず、かつ、凹凸原版における凸部の幅すなわち撥液領域の幅を４μｍに変更した以外は、実施例１と同様に液晶膜を形成した。
［実施例８］
基材の振動を行わず、かつ、凹凸原版における凸部の幅すなわち撥液領域の幅を４μｍに変更した以外は、実施例１と同様に液晶膜を形成した。
［実施例９］
基材の加熱および振動を行わず、かつ、凹凸原版における凸部の幅すなわち撥液領域の幅を４μｍに変更した以外は、実施例１と同様に液晶膜を形成した。【００９０】
［比較例１］
凹凸原版における凸部の幅すなわち撥液領域の幅を８μｍに変更し、かつ、基材の振動および加熱を行わなかった以外は、実施例１と同様に液晶膜を形成した。
［比較例２］
凹凸原版における凸部の幅すなわち撥液領域の幅を８μｍに変更した以外は、実施例１と同様に液晶膜を形成した。【００９１】
［評価］
作製した液晶膜を顕微鏡で観察および撮影して、観察像を画像解析して、撥液領域（撥水領域）で液晶が占める面積を計算して、液晶付着率を算出した。
画像解析は、無償で公開されているソフトウエア（オープンソースソフトウェア）であるＩｍａｇｅＪを用い、撥液領域において、液晶部の像の輪郭を取り囲むことで面積を自動演算し、撥液領域において液晶が占める面積の割合を求め、これを液晶付着率とした。
液晶付着率が１％未満の場合を、非常に良好、
液晶付着率が１％以上５％以下の場合を、良好、
液晶付着率が５％超１０％以下の場合を、やや良好、
液晶付着率が１０％超の場合を不良、と評価した。
結果を下記の表に示す。【００９２】
【表１】
2019124151.tif 000007
【００９３】
表１に示されるように、撥液領域の幅Ｌとエアロゾルの直径Ｄとが『Ｄ≧Ｌ／２』を満たす本発明の成膜方法によれば、撥液領域に付着するエアロゾル、すなわち、撥液領域に成膜される成膜材料の量を大幅に抑制して、高い精度でパターニングしたパターン膜を成膜できる。特に、撥液領域の幅Ｌとエアロゾルの直径Ｄとが『Ｄ≧Ｌ』を満たす実施例１、実施例２および実施例５では、撥液領域に付着する液晶（成膜材料）の量を非常に好適に抑制でき、撥水領域における液晶付着率は、ほぼ０％であった。
実施例７〜９と、他の実施例との比較より、基材を振動しつつエアロゾルを供給することにより、また、基材を加熱しつつエアロゾルを供給することにより、より撥液領域へのエアロゾル（成膜材料）の付着を防止して、高精度なパターニングが可能になる。
これに対して、撥液領域の幅Ｌとエアロゾルの直径Ｄとが『Ｄ≧Ｌ／２』を満たさない比較例では、多くのエアロゾルすなわち成膜材料が撥液領域に付着してしまい、高精度にパターニングしたパターン膜を成膜することができない。
【産業上の利用可能性】
【００９４】
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。
【符号の説明】
【００９５】
１０，４０  成膜装置
１２  エアロゾル生成部
１４，１４Ａ  成膜部
１６  誘導配管
２０  原料容器
２４  容器
２６  超音波振動子
２８  ガス供給手段
２８ａ  ガス供給管
３０，３０Ａ  ケーシング
３２  支持体
３４  加振装置
３６  凹凸原版
３６ａ  凸部
３６ｂ  凹部
４２，４６  搬送ローラ
５２  ＵＶオゾン処理装置
５４  撥水パターン転写装置
Ａ  エアロゾル
Ｍ  原料液
Ｗ  水
Ｚ  基材
Ｚａ  撥液領域
Ｚｂ  親液領域
【図１】
2019124151.tif 000008
【図２】
2019124151.tif 000009
【図３】
2019124151.tif 000010
【図４】
2019124151.tif 000011
【図５】
2019124151.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】令和2年6月3日(2020.6.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
成膜材料を含む原料液をエアロゾル化して、基材に前記エアロゾルを供給して、前記基材に前記成膜材料を成膜するに際し、
前記基材が、被成膜面に、前記原料液に対して撥液性の撥液領域と、前記原料液に対して親液性の親液領域とを有し、
前記撥液領域の幅をＬ、前記エアロゾルの直径をＤとした際に、『Ｄ＞Ｌ』を満たすこと特徴とする成膜方法。
【請求項２】
前記基材を振動しつつ、前記基材に前記エアロゾルを供給する、請求項１に記載の成膜方法。
【請求項３】
前記基材を加熱しつつ、前記基材に前記エアロゾルを供給する、請求項１または２に記載の成膜方法。
【請求項４】
前記基材を、前記基材の表面の温度が１００℃以上となるように加熱する、請求項３に記載の成膜方法。
【請求項５】
前記原料液に含まれる溶剤または分散媒の沸点が１００℃以下である、請求項３または４に記載の成膜方法。
【請求項６】
前記基材の前記親液領域および前記撥液領域が、前記基材の被成膜面の全面に親液化処理を行い、その後、前記原料液に対する撥液性を有するパターンを形成することにより、形成されたものである、請求項１〜５のいずれか１項に記載の成膜方法。
【請求項７】
前記親液領域および前記撥液領域が、配線パターンを形成する、請求項１〜６のいずれか１項に記載の成膜方法。
【請求項８】
前記配線パターンが、ラインアンドスペースの配線パターンである、請求項７に記載の成膜方法。
【請求項９】
前記成膜材料が導電性材料である、請求項１〜８のいずれか１項に記載の成膜方法。
【国際調査報告】
2019124151.tif 000013
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2019124151.tif 000015
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