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JP2004016858A - Film forming apparatus and method - Google Patents

Film forming apparatus and method Download PDF

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JP2004016858A
JP2004016858A JP2002172400A JP2002172400A JP2004016858A JP 2004016858 A JP2004016858 A JP 2004016858A JP 2002172400 A JP2002172400 A JP 2002172400A JP 2002172400 A JP2002172400 A JP 2002172400A JP 2004016858 A JP2004016858 A JP 2004016858A
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JP
Japan
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film forming
medium
curable resin
curing
ejected
Prior art date
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Pending
Application number
JP2002172400A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toshihiko Harajiri
原尻 俊彦
Yutaka Hongo
本郷 豊
Toshihiko Sakuhara
作原 寿彦
Kazuyoshi Furuta
古田 一吉
Morinobu Endo
遠藤 守信
Tetsuo Uchiyama
内山 哲夫
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Instruments Inc
SII Printek Inc
Original Assignee
Seiko Instruments Inc
SII Printek Inc
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Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Instruments Inc, SII Printek Inc filed Critical Seiko Instruments Inc
Priority to JP2002172400A priority Critical patent/JP2004016858A/en
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a film forming apparatus and a method capable of easily forming a film having a diamagnetic material of desired orientation to a desired shape at a high accuracy. <P>SOLUTION: The film having the diamagnetic material is formed by the film forming apparatus 10 provided with an ink jet head 20 delivering a material to be delivered containing the diamagnetic material comprising a carbon nano-tube or a carbon nano-fiber and a curing resin on a medium 1 as a liquid drop; an orientation means 30 for orienting the diamagnetic material in the material to be delivered delivered on the medium 1 by a magnetic field; and a curing means 40 for curing the curing resin in the state that the diamagnetic material in the delivered material to be delivered is oriented to a predetermined direction. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子デバイスに用いられるカーボンナノチューブ又はカーボンナノファイバからなる反磁性材料を含有する膜を形成する膜形成装置及び方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
繊維状形態の炭素は、繊維径によって分類され、繊維径が数μm以上のものをカーボンファイバ(CF)、繊維径が10〜1000nmのものをカーボンナノファイバ(CNF)、繊維径が1〜数nmのものをカーボンナノチューブ(CNT)とされている。
【0003】
この繊維状形態の炭素で、ナノメータースケールの外径のきわめて微少なCNT(CNF)が特に産業技術の面から注目されている。
【0004】
CNTには、グラファイト六角網平面を筒状に丸めて形成される欠陥のない単層のカーボンナノチューブ(SWCNT)あるいはそれらが入れ子状に積層した多層のカーボンナノチューブ(MWCNT)があり、これらSWCNTやMWCNTは、化学的特性、電子的特性及び力学的特性などにより大きな注目を集め、特に化学的安定性、金属滴及び半導体的な電気伝導性、高い電子放出性、高い機械的強度、高い熱伝導性などの様々な物性を利用すべく、フィールドエミッションディスプレイ、ヒートポンプ、太陽電池、トランジスタ及び燃料電池等の多くの電子デバイスに採用される可能性が期待されている。
【0005】
このCNT及びCNFからなる反磁性材料を電子デバイスに使用するには、所望の方向に配向させる必要がある。
【0006】
このため、CNT(CNF)を所望の配向とするには、接着剤中にCNTを含浸させた後、反磁性材料であるCNTの性質を利用して磁界により配向させたCNTを有するカーボンナノチューブ膜(CNT膜)を形成する方法又は、触媒を任意の位置に配置し、CNTを成長させる方法により配向させるしかなかった。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、接着剤にCNTを含浸させる方法では、CNT膜によって微細な形状を形成することができないという問題がある。
【0008】
また、触媒により成長させてCNT膜を形成する方法では、触媒を任意の位置に配置するのが困難であるため、所望の形状を形成することができないという問題がある。
【0009】
本発明はこのような事情に鑑み、所望の配向の反磁性材料を有する膜を所望の形状に容易に且つ高精度に形成することができる膜形成装置及び方法を提供することを課題とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する本発明の第1の態様は、カーボンナノチューブ又はカーボンナノファイバからなる反磁性材料と硬化性樹脂とを含有する被吐出材料を被媒体上に液滴として吐出するインクジェットヘッドと、前記被媒体上に吐出された前記被吐出材料中の前記反磁性材料を磁界により配向させる配向手段と、吐出された前記被吐出材料中の前記反磁性材料を所定方向に配向させた状態で前記硬化性樹脂を硬化させる硬化手段とを具備することを特徴とする膜形成装置にある。
【0011】
本発明の第2の態様は、第1の態様において、前記インクジェットヘッド内に保持された被吐出材料内の前記反磁性材料を磁界により配向させる予備配向手段を具備することを特徴とする膜形成装置にある。
【0012】
本発明の第3の態様は、第2の態様において、前記予備配向手段が、磁界を発生する電磁石からなることを特徴とする膜形成装置にある。
【0013】
本発明の第4の態様は、第1〜3の何れかの態様において、前記硬化性樹脂が紫外線硬化型であると共に、前記硬化手段が紫外線照射装置であることを特徴とする膜形成装置にある。
【0014】
本発明の第5の態様は、第1〜3の何れかの態様において、前記硬化性樹脂が電子線硬化型であると共に、前記硬化手段が電子線照射装置であることを特徴とする膜形成装置にある。
【0015】
本発明の第6の態様は、第1〜3の何れかの態様において、前記硬化性樹脂が熱硬化型であると共に、前記硬化手段が加熱装置であることを特徴とする膜形成装置にある。
【0016】
本発明の第7の態様は、第1〜6の何れかの態様において、前記被媒体が、絶縁基板、金属板、半導体基板、プラスチックフィルム又はそれらの表面に配線処理されたものであることを特徴とする膜形成装置にある。
【0017】
本発明の第8の態様は、第1〜7の何れかの態様において、前記配向手段が、複数の電磁石からなることを特徴とする膜形成装置にある。
【0018】
本発明の第9の態様は、第1〜8の何れかの態様において、前記インクジェットヘッド、前記配向手段及び前記硬化手段が、前記被媒体に対して走査方向及び副走査方向に移動自在に設けられていることを特徴とする膜形成装置にある。
【0019】
本発明の第10の態様は、カーボンナノチューブ又はカーボンナノファイバからなる反磁性材料と硬化性樹脂とを含有する被吐出材料をインクジェットヘッドによって被媒体上に液滴として吐出する工程と、前記被媒体上に吐出された前記被吐出材料内の前記反磁性材料を磁界により所定方向に配向させる工程と、吐出された前記被吐出材料内の前記反磁性材料を所定方向に配向させた状態で前記硬化性樹脂を硬化させる工程とを具備することを特徴とする膜形成方法にある。
【0020】
本発明の第11の態様は、第10の態様において、前記被媒体上に液滴として吐出する工程の前に、前記被吐出材料内の前記反磁性材料を磁界により予め配向させる工程をさらに有することを特徴とする膜形成方法にある。
【0021】
本発明の第12の態様は、第10又は11の態様において、前記硬化性樹脂が紫外線硬化型であると共に、前記液滴を硬化させる工程では、紫外線を照射することにより行うことを特徴とする膜形成方法にある。
【0022】
本発明の第13の態様は、第10又は11の態様において、前記硬化性樹脂が電子線硬化型であると共に、前記液滴を硬化させる工程では、電子線を照射することにより行うことを特徴とする膜形成方法にある。
【0023】
本発明の第14の態様は、第10又は11の態様において、前記硬化性樹脂が熱硬化型であると共に、前記液滴を硬化させる工程では、加熱することにより行うことを特徴とする膜形成方法にある。
【0024】
本発明の第15の態様は、第10〜14の何れかの態様において、前記反磁性材料を配向させる工程では、前記被媒体の前記材料が形成される面に対して直交する方向の磁界を印加して行うことを特徴とする膜形成方法にある。
【0025】
本発明の第16の態様は、第10〜15の何れかの態様において、前記カーボンナノチューブ又はカーボンナノファイバを配向させる工程では、前記被媒体の前記パターンが形成される面に沿った方向の磁界を印加して行うことを特徴とする膜形成方法にある。
【0026】
かかる本発明では、所望の配向の反磁性材料を有する膜を所望形状に容易に形成することができる。
【0027】
インクジェットヘッドによって膜の形状を形成することができるため、微細な形状の膜を容易に且つ高精度に形成することができる。また、配向手段によって反磁性材料を配向させることで所望の配向の反磁性材料を有する膜を容易に形成することができる。
【0028】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明を実施形態に基づいて詳細に説明する。
【0029】
(実施形態1)
図1は、膜形成装置の概略斜視図であり、図2は、膜形成装置の概略上面図及びそのA−A′断面図である。
【0030】
図示するように、膜形成装置10は、カーボンナノチューブ(CNT)又はカーボンナノファイバ(CNF)からなる反磁性材料と硬化性樹脂とを含有する被吐出材料を保持し、この被吐出材料を被媒体1上に吐出可能なインクジェットヘッド20と、インクジェットヘッド20から吐出された被媒体1上の被吐出材料の反磁性材料を磁界により所定方向に配向させる配向手段30と、反磁性材料を所定方向に配向させた状態で被吐出材料中の硬化性樹脂を硬化させる硬化手段40とを具備する。
【0031】
被吐出材料に含有される反磁性材料は、例えば、カーボンナノチューブ(CNT)又はカーボンナノファイバ(CNF)からなり、本実施形態では、CNTを用いた。
【0032】
また、被吐出材料に含有される硬化性樹脂は、例えば、紫外線(UV)硬化型、電子線(EB)硬化型等の放射線硬化型樹脂又は熱硬化型樹脂等からなる。本実施形態では、硬化性樹脂として、UV硬化型樹脂を用いた。
【0033】
ここで、UV硬化型樹脂は、例えば、ラジカル重合系又はカチオン重合系などを挙げることができる。ラジカル重合系のUV硬化樹脂としては、アクリレートなどのモノマーと、エポキシアクリレート、ウレタンアクリレート等のオリゴマーと、ベンゾフェノン系、アセトフェノン系等の重合開始剤、3級アミン系等の重合促進剤及び重合禁止剤、チクソ性付与剤、可塑剤、溶剤、非反応性ポリマー等のその他添加剤とからなる。
【0034】
また、カチオン重合系のUV硬化樹脂としては、脂環式エポキシ樹脂、グリシジルエーテルエポキシ樹脂、ウレタンビニルエーテル又はポリエステルビニルエーテル等のモノマーと、脂環式エポキシ樹脂又はグリシジルエーテルエポキシ樹脂等のオリゴマーと、スルホニウム塩又はヨードニウム塩等の重合開始剤と、その他添加剤とからなる。
【0035】
このようなCNT及びUV硬化型樹脂を含有する被吐出材料は、常温下でインクジェットヘッド20から正常に吐出できる粘度、例えば、40mPa・s以下の粘度であるのが好ましい。
【0036】
なお、被吐出材料の粘度は、これに限定されず、例えば、インクジェットヘッドに加熱装置等を設けることによって、被吐出材料の粘度を加熱により低下させることができるため、40mPa・sより大きな粘度の被吐出材料を用いることができる。
【0037】
このような被吐出材料を被媒体1に吐出するインクジェットヘッド20は、被吐出材料を液滴として吐出することができれば、特に限定されず、例えば、圧電セラミックプレートに溝を形成して、この溝を画成する側壁に電圧を印加してノズル開口から液滴を吐出するインクジェットヘッド、圧電材料と電極形成材料とを交互に積層させて軸方向に伸縮させる縦振動型のインクジェットヘッド、圧電素子と電極形成材料とを交互に積層させて撓み方向に変形させる撓み変形型のインクジェットヘッド、発熱素子等の発熱で発生するバブルによってインク滴を吐出させるインクジェットヘッド及び導電性材料からなる被吐出材料を連続的に吐出させ、吐出した被吐出材料を帯電し、帯電した被吐出材料に磁界を与えることによって吐出方向を調整するインクジェットヘッド等を挙げることができる。
【0038】
また、配向手段30は、被媒体1上に吐出した被吐出材料内のCNTを配向させる磁界を発生するものであり、本実施形態では、鉄芯等の導電体の外周面に電線等のコイルが巻かれた電磁石31及び32を複数設けた。
【0039】
この配向手段30は、配向の方向によって磁界の向きを変更できるように、被媒体1の被吐出材料が設けられる一方面側に4つの電磁石31と、被媒体1の他方面側に4つの電磁石31に端面同士が相対向するように設けられた4つの電磁石32とで構成されている。
【0040】
このような配向手段30は、詳しくは後述するが、CNTが反磁性材料であるという性質を利用して配向させるものであり、配向手段30によってCNTに磁界を印加すると、CNTの軸を磁界とは直交する方向に配向させることができるため、被媒体1上の被吐出材料中のCNTを所望の配向とすることができる。
【0041】
また、硬化手段40は、被吐出材料に含有される硬化性樹脂によって、例えば、紫外線(UV)照射装置、電子線(EB)照射装置又は加熱装置等から選択される。本実施形態では、硬化性樹脂がUV硬化型樹脂であるため、硬化手段40としてUV照射装置を用いた。
【0042】
このようなUV照射装置としては、例えば、波長領域200nm〜450nmの電磁放射を行う水銀ランプ、メタルハライドランプ又はエレクロドレスランプ等を用いることができる。
【0043】
このようなインクジェットヘッド20、配向手段30の被媒体1の被吐出材料が設けられる一方面側に設けられた4つの電磁石31及び硬化手段40は、被媒体1に対して走査方向に移動自在に設けられた第1のキャリッジ50に搭載され、配向手段30の他方面側に設けられた4つの電磁石32が第1のキャリッジ50と連動して走査方向に移動する第2のキャリッジ51に搭載されている。
【0044】
第1のキャリッジ50は、被媒体1の走査方向に亘って設けられた一対の第1のガイドレール52に軸方向に移動自在に搭載されている。
【0045】
また、第2のキャリッジ51は、第1のガイドレール52に対して被媒体1の反対側に相対向するように配置された第2のガイドレール53に軸方向に移動自在に搭載されている。
【0046】
このような第1及び第2のキャリッジ50、51は、図示しない駆動モータ等の駆動手段によって移動されるようになっており、常に被媒体1を挟んで相対向して配置されるように連動して移動するようになっている。
【0047】
また、第1及び第2のキャリッジ50、51がそれぞれ搭載された第1及び第2のガイドレール52、53は、ベースユニット54に固定され、このベースユニット54は、被媒体1の副走査方向に亘って設けられた一対の第3のガイドレール55に軸方向に移動自在に設けられている。
【0048】
なお、ベースユニット54も、第1及び第2のキャリッジ50、51と同様に、図示しない駆動モータ等の駆動手段によって第3のガイドレール55に沿って副走査方向に移動されるようになっている。
【0049】
すなわち、第1及び第2のキャリッジ50、51は、第1及び第2のガイドレール52、53に沿って走査方向に移動し、ベースユニット54が第3のガイドレール55に沿って副走査方向に移動するようになっている。これにより、インクジェットヘッド20、配向手段30及び硬化手段40は被媒体1の全面の所望の位置に被吐出材料を吐出、配向及び硬化させることができるようになっている。
【0050】
このように、本実施形態の膜形成装置は、CNT及びUV硬化性樹脂を含有する被吐出材料をインクジェットヘッド20によって被媒体1の所望の位置に吐出させ、吐出された被吐出材料中のCNTを配向手段30によって所望の方向に配向させ、さらにCNTが配向した被吐出材料中のUV硬化性樹脂を硬化手段40によって硬化させるようにしたため、所望の配向のCNTを有する膜を所定形状に形成することができる。
【0051】
また、被吐出材料をインクジェットヘッド20によって吐出させるため、微少な形状の膜を容易に且つ高精度に形成することができる。
【0052】
ここで、上述した膜形成装置によって形成されるCNT膜の一例を図3に示す。なお、図3は、被媒体の斜視図である。
【0053】
図3(a)に示すように、被媒体1の表面には、所定の間隔で複数列及び複数行の円形のCNT膜2が設けられている。このCNT膜2内のCNT3は、全て同一の方向に配向している。このようなCNT膜2が形成された被媒体1は、例えば、フィールドエミッションディスプレイ等に用いることができる。
【0054】
また、図3(b)に示すように、被媒体1の表面には、連続してコ字状にCNT膜2Aが設けられている。このCNT膜2AのCNT3は、コ字状のCNT膜2Aの形状に沿って配向している。このようなCNT膜2Aが形成された被媒体1は、例えば、ヒートポンプ等に用いることができる。
【0055】
さらに、図3(c)に示すように、被媒体1の表面には、十字状に二膜のCNT膜2B、2Cが積層形成されており、各CNT膜2B、2C内に設けられたCNT3は、それぞれ軸がCNT膜2B、2Cの長手方向に沿うように設けられている。このような積層されたCNT膜2B、2Cが形成された被媒体1は、例えば、太陽電池等に用いることができる。
【0056】
なお、上述した膜形成装置10によって、特に図示しないが上述したCNT膜2〜2C以外にも様々な形状を形成することができる。
【0057】
また、CNT膜2〜2Cが形成される被媒体1は、特に限定されず、例えば、絶縁基板、金属板、半導体基板、プラスチックフィルム又はそれらの表面に配線処理されたものを挙げることができる。
【0058】
ここで、膜形成装置10によって被媒体1上にCNT膜を形成する製造方法を図4〜図6を参照して説明する。なお、図4は、被媒体の断面図であり、図5及び図6は、被媒体の上面図及び断面図である。
【0059】
まず、図4(a)に示すように、インクジェットヘッド20によって、被媒体1上に被吐出材料102を吐出する。この被媒体1上の被吐出材料102のCNT3は無秩序な方向に向いている。
【0060】
次いで、図4(b)に示すように、配向手段30によって被媒体1上の被吐出材料102中のCNT3を配向する。
【0061】
詳しくは、図5(a)に示すように、第1及び第2のキャリッジ50、51を走査方向及び副走査方向に移動することによって、被媒体1を挟むように設けられた2つの電磁石31a、32をその間で被吐出材料102を挟むように配置する。
【0062】
そして、図5(b)に示すように、この2つの電磁石31a、32に磁界を発生させて被吐出材料102に磁界を印加する。これにより、CNT3の軸を磁界と直交する方向、すなわち、被媒体1の面内に配向する。
【0063】
この2つの電磁石31a、32による磁界では、CNT3の軸は被媒体1の面内でのみ配向しているため、図5(c)に示すように、CNT3は、被媒体1の面内で無秩序な方向に向いてしまう。
【0064】
このため、図6に示すように、被吐出材料102の設けられた一方面側の2つの電磁石31a、31bをその間に被吐出材料102が挟まれるように配置し、この2つの電磁石31a、31bに磁界を発生させて被吐出材料102に磁界を印加することにより、CNT3の軸を被媒体1の面内の所望の方向に配向することができる。
【0065】
次に、図4(c)に示すように、硬化手段40によって被吐出材料102中の硬化性樹脂を硬化させて、CNT膜2を形成する。
【0066】
本実施形態では、硬化性樹脂としてUV硬化型樹脂を用いたため、硬化手段40にUV照射装置を用いて、被吐出材料102にUVを照射することで硬化させてCNT膜2を形成する。
【0067】
このような吐出、配向及び硬化の一連の工程を繰り返し行うことで、CNT3が所望の配向で形成されたCNT膜2を所望の形状に形成することができる。
【0068】
また、被吐出材料102をインクジェットヘッド20によって吐出して被媒体1上にCNT膜2を形成するため、微細な形状を容易に且つ高精度に形成することができる。
【0069】
さらに、被吐出材料102に硬化性樹脂を含有させて硬化手段40によって所望のタイミングで被吐出材料102を硬化させることで、図3(c)に示すようなCNT3の配向の異なる積層したCNT膜を容易に且つ高精度に形成することができる。
【0070】
また、被吐出材料102の吐出、配向及び硬化の一連の工程を被吐出材料一滴ずつ行ってもよいし、所望の形状に吐出後、全ての又は一部のCNTを配向させ、配向させたCNTを有する被吐出材料中の硬化性樹脂を硬化させてCNT膜を形成するようにしてもよい。
【0071】
このように、被媒体1上の被吐出材料中の全ての又は一部のCNTを配向させる際は、最初に配向させたいCNTの全てを被媒体の面内に配向させ、その後に面内での所望の配向を行うようにしてもよいし、このCNTを配向させる2工程を繰り返し行うようにしてもよい。
【0072】
(他の実施形態)
以上、本発明の実施形態1を説明したが、膜形成装置及び方法の基本的構成は上述したものに限定されるものではない。
【0073】
例えば、上述した実施形態1では、被媒体1上の被吐出材料102中のCNT3を配向させる際に、被媒体1の面内の配向に、被媒体1の両側に配置された電磁石31a、32によって磁界を印加して行うようにしたが、これに限定されず、例えば、被媒体の被吐出材料が設けられた面に配置された1つの電磁石によって行うようにしてもよい。
【0074】
また、上述した実施形態1では、被媒体上の被吐出材料の配向を、被媒体の面方向としたが、これに限定されず、配向手段を構成する電磁石の磁界を印加する方向を変更すれば、被媒体の面に対して直交する方向にCNTを配向させることもできる。
【0075】
このようにCNTの配向によって、配向手段30の被媒体1上の被吐出材料102に対する電磁石31、32の配置を適宜変更すればよい。
【0076】
さらに、例えば、上述した実施形態1では、被媒体1上に吐出された被吐出材料102中のCNT3は無秩序な方向に向いているが、インクジェットヘッド20内の被吐出材料102中のCNTをある程度配向させた状態(予備配向)で、インクジェットヘッド20に吐出させるようにしてもよい。このような予備配向は、インクジェットヘッドに磁界を印加する電磁石等の予備配向手段を設けることで行うことができるが、吐出された被吐出材料内のCNTは配向がずれる虞があるため、配向手段30による被媒体1上の被吐出材料102中のCNT3の配向を行うのが好ましい。
【0077】
また、上述した実施形態1の膜形成装置10では、被媒体1を固定し、第1及び第2のキャリッジ50、51が走査方向及び副走査方向に移動することで、被媒体1の全面に被吐出材料の吐出、配向及び硬化を行えるようにしたが、これに限定されず、例えば、第1及び第2のキャリッジが走査方向に移動すると共に被媒体を副走査方向に移動して被媒体の全面に被吐出材料を吐出、配向及び硬化させるようにしてもよい。
【0078】
さらに、上述した実施形態1では、第1及び第2のキャリッジ50、51にインクジェットヘッド20、配向手段30及び硬化手段40を第1及び第2のキャリッジ50、51の移動方向である走査方向に並設するようにしたが、これに限定されず、例えば、インクジェットヘッド、配向手段及び硬化手段を第1及び第2のキャリッジの移動方向とは直交する方向、すなわち、副走査方向に並設するようにしてもよい。また、インクジェットヘッド20、配向手段30及び硬化手段40は、第1及び第2のキャリッジ50、51に保持されることで同時に移動するようにしたが、これに限定されず、インクジェットヘッド、配向手段及び硬化手段をそれぞれ独立して移動するようにしてもよい。
【0079】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では、インクジェットヘッドによって被吐出材料を被媒体上に吐出することで微細な形状の被吐出材料を容易に且つ高精度に形成できると共に配向手段の磁界によって反磁性材料を配向させて硬化手段によって被吐出材料中の硬化性樹脂を硬化させることで、所望の配向の反磁性材料を有する膜を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態1に係る膜形成装置の概略斜視図である。
【図2】本発明の実施形態1に係る膜形成装置の概略上面図及びそのA−A′断面図である。
【図3】本発明の実施形態1に係る被媒体上に形成された膜の一例を示す斜視図である。
【図4】本発明の実施形態1に係る膜形成方法を示す被媒体の断面図である。
【図5】本発明の実施形態1に係る膜形成方法を示す被媒体の断面図及び上面図である。
【図6】本発明の実施形態1に係る膜形成方法を示す被媒体の断面図及び上面図である。
【符号の説明】
1 被媒体
2、2A、2B、2C CNT膜
3 CNT
10 膜形成装置
20 インクジェットヘッド
30 配向手段
31、32 電磁石
40 硬化手段
50 第1のキャリッジ
51 第2のキャリッジ
52 第1のガイドレール
53 第2のガイドレール
54 ベースユニット
55 第3のガイドレール
102 被吐出材料
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a film forming apparatus and method for forming a film containing a diamagnetic material composed of carbon nanotubes or carbon nanofibers used for an electronic device.
[0002]
[Prior art]
Fibrous carbon is classified according to fiber diameter. Carbon fibers having a fiber diameter of several μm or more are carbon fibers (CF), carbon fibers having a fiber diameter of 10 to 1000 nm are carbon nanofibers (CNF), and fiber diameters of 1 to nm are carbon nanotubes (CNT).
[0003]
CNT (CNF), which is a fibrous form of carbon and has an extremely small outer diameter on the nanometer scale, has attracted attention particularly from the viewpoint of industrial technology.
[0004]
CNTs include single-walled carbon nanotubes (SWCNTs) formed by rolling a graphite hexagonal mesh plane into a cylindrical shape and having no defects or multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs) in which they are nested. These SWCNTs and MWCNTs are used. Has attracted much attention due to its chemical, electronic and mechanical properties, especially its chemical stability, metal droplet and semiconductive electrical conductivity, high electron emission, high mechanical strength, high thermal conductivity In order to make use of various physical properties such as, for example, field emission displays, heat pumps, solar cells, transistors, and fuel cells, it is expected to be used in many electronic devices.
[0005]
In order to use the diamagnetic material composed of CNT and CNF for an electronic device, it is necessary to orient it in a desired direction.
[0006]
For this reason, in order to make CNT (CNF) have a desired orientation, a carbon nanotube film having CNTs which is impregnated with an adhesive and then oriented by a magnetic field utilizing the properties of CNT which is a diamagnetic material is used. There has been no choice but to form the (CNT film) or arrange the catalyst at an arbitrary position and orient it by the method of growing the CNT.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, the method of impregnating the adhesive with CNT has a problem that a fine shape cannot be formed by the CNT film.
[0008]
Further, in the method of forming a CNT film by growing with a catalyst, it is difficult to arrange the catalyst at an arbitrary position, and thus there is a problem that a desired shape cannot be formed.
[0009]
In view of such circumstances, an object of the present invention is to provide a film forming apparatus and a method capable of easily and highly accurately forming a film having a diamagnetic material having a desired orientation into a desired shape.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
A first aspect of the present invention that solves the above-described problem is an inkjet head that discharges a material to be discharged containing a diamagnetic material made of carbon nanotubes or carbon nanofibers and a curable resin as droplets onto a medium, An orientation unit for orienting the diamagnetic material in the material to be ejected onto the medium by a magnetic field, and the diamagnetic material in the material to be ejected in a state where the diamagnetic material is oriented in a predetermined direction. And a curing means for curing the curable resin.
[0011]
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, there is provided a film forming method, further comprising a pre-orienting means for orienting the diamagnetic material in the material to be ejected held in the inkjet head by a magnetic field. In the device.
[0012]
According to a third aspect of the present invention, there is provided a film forming apparatus according to the second aspect, wherein the preliminary orientation means comprises an electromagnet which generates a magnetic field.
[0013]
A fourth aspect of the present invention is directed to the film forming apparatus according to any one of the first to third aspects, wherein the curable resin is of an ultraviolet curing type, and the curing means is an ultraviolet irradiation device. is there.
[0014]
According to a fifth aspect of the present invention, in any one of the first to third aspects, the curable resin is an electron beam-curable type, and the curing means is an electron beam irradiation device. In the device.
[0015]
A sixth aspect of the present invention is the film forming apparatus according to any one of the first to third aspects, wherein the curable resin is a thermosetting type, and the curing means is a heating device. .
[0016]
According to a seventh aspect of the present invention, in any one of the first to sixth aspects, the medium is an insulating substrate, a metal plate, a semiconductor substrate, a plastic film, or a wiring processed on the surface thereof. A feature of the invention is a film forming apparatus.
[0017]
An eighth aspect of the present invention is the film forming apparatus according to any one of the first to seventh aspects, wherein the orienting means comprises a plurality of electromagnets.
[0018]
According to a ninth aspect of the present invention, in any one of the first to eighth aspects, the inkjet head, the orientation unit, and the curing unit are provided movably in the scanning direction and the sub-scanning direction with respect to the medium. The film forming apparatus is characterized in that:
[0019]
According to a tenth aspect of the present invention, there is provided a method for ejecting a material to be ejected containing a diamagnetic material made of carbon nanotubes or carbon nanofibers and a curable resin onto an object to be ejected by an inkjet head as droplets, Orienting the diamagnetic material in the material to be ejected discharged in a predetermined direction by a magnetic field, and curing the diamagnetic material in the material to be ejected in a state oriented in a predetermined direction. Curing the conductive resin.
[0020]
According to an eleventh aspect of the present invention, in the tenth aspect, before the step of discharging the liquid as droplets on the medium, the method further comprises a step of pre-orienting the diamagnetic material in the material to be discharged by a magnetic field. A film forming method characterized in that:
[0021]
According to a twelfth aspect of the present invention, in the tenth or eleventh aspect, the curable resin is an ultraviolet curable type, and the step of curing the droplets is performed by irradiating ultraviolet rays. In the method of film formation.
[0022]
According to a thirteenth aspect of the present invention, in the tenth or eleventh aspect, the curable resin is an electron beam-curable type, and the step of curing the droplets is performed by irradiating an electron beam. To form a film.
[0023]
According to a fourteenth aspect of the present invention, in the tenth or eleventh aspect, the curable resin is a thermosetting resin, and the step of curing the droplets is performed by heating. In the way.
[0024]
In a fifteenth aspect of the present invention based on any one of the tenth to fourteenth aspects, in the step of orienting the diamagnetic material, a magnetic field in a direction orthogonal to a surface of the medium to be formed on which the material is formed is provided. A film forming method characterized by applying a voltage.
[0025]
According to a sixteenth aspect of the present invention, in any one of the tenth to fifteenth aspects, in the step of orienting the carbon nanotube or the carbon nanofiber, a magnetic field in a direction along a surface of the medium to be patterned on which the pattern is formed. In the film forming method.
[0026]
In the present invention, a film having a diamagnetic material having a desired orientation can be easily formed in a desired shape.
[0027]
Since the shape of the film can be formed by the ink jet head, a film having a fine shape can be easily and accurately formed. Further, by orienting the diamagnetic material by the alignment means, a film having the diamagnetic material having a desired orientation can be easily formed.
[0028]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on embodiments.
[0029]
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a schematic perspective view of a film forming apparatus, and FIG. 2 is a schematic top view of the film forming apparatus and a cross-sectional view taken along line AA ′.
[0030]
As shown in the figure, the film forming apparatus 10 holds a material to be discharged containing a diamagnetic material made of carbon nanotubes (CNT) or carbon nanofibers (CNF) and a curable resin, and transfers the material to be discharged to a medium An ink jet head 20 capable of discharging the ink onto the medium 1, an orientation unit 30 for orienting the diamagnetic material of the material to be ejected on the medium 1 ejected from the inkjet head 20 in a predetermined direction by a magnetic field, and And a curing unit 40 for curing the curable resin in the material to be discharged in an oriented state.
[0031]
The diamagnetic material contained in the material to be ejected is, for example, a carbon nanotube (CNT) or a carbon nanofiber (CNF). In the present embodiment, CNT is used.
[0032]
The curable resin contained in the material to be discharged is, for example, a radiation curable resin such as an ultraviolet (UV) curable resin, an electron beam (EB) curable resin, or a thermosetting resin. In the present embodiment, a UV curable resin is used as the curable resin.
[0033]
Here, examples of the UV-curable resin include a radical polymerization system and a cationic polymerization system. Examples of radical polymerization type UV curable resins include monomers such as acrylates, oligomers such as epoxy acrylates and urethane acrylates, polymerization initiators such as benzophenones and acetophenones, and polymerization accelerators and polymerization inhibitors such as tertiary amines. And other additives such as a thixotropic agent, a plasticizer, a solvent, and a non-reactive polymer.
[0034]
Examples of the cationic polymerization UV curable resin include monomers such as alicyclic epoxy resin, glycidyl ether epoxy resin, urethane vinyl ether or polyester vinyl ether, oligomers such as alicyclic epoxy resin or glycidyl ether epoxy resin, and sulfonium salts. Or, it comprises a polymerization initiator such as an iodonium salt and other additives.
[0035]
It is preferable that the material to be discharged containing such CNT and UV-curable resin has a viscosity that allows normal discharge from the inkjet head 20 at normal temperature, for example, a viscosity of 40 mPa · s or less.
[0036]
Note that the viscosity of the material to be discharged is not limited to this. For example, by providing a heating device or the like in the inkjet head, the viscosity of the material to be discharged can be reduced by heating. A material to be ejected can be used.
[0037]
The ink jet head 20 that discharges such a material to be ejected onto the medium 1 is not particularly limited as long as the material to be ejected can be ejected as droplets. For example, a groove is formed in a piezoelectric ceramic plate. An ink-jet head that applies a voltage to a side wall that defines a liquid droplet to eject droplets from a nozzle opening, a vertical vibration-type ink-jet head that alternately laminates a piezoelectric material and an electrode forming material and expands and contracts in the axial direction, and a piezoelectric element. An ink-jet head of a bending deformation type, which alternately laminates with an electrode forming material and deforms in a bending direction, an ink-jet head which discharges ink droplets by bubbles generated by heat generation of a heating element and the like, and a discharge target material made of a conductive material. The discharge direction is adjusted by charging the discharged discharge target material and applying a magnetic field to the charged discharge target material. An inkjet head or the like which can be exemplified.
[0038]
Further, the orienting means 30 generates a magnetic field for orienting the CNTs in the material to be discharged, which has been discharged onto the medium 1, and in the present embodiment, a coil such as an electric wire is provided on the outer peripheral surface of a conductor such as an iron core. Are provided with a plurality of electromagnets 31 and 32 wound.
[0039]
The orienting means 30 includes four electromagnets 31 on one surface of the medium 1 on which the material to be ejected is provided and four electromagnets on the other surface of the medium 1 so that the direction of the magnetic field can be changed depending on the direction of the orientation. It comprises four electromagnets 32 provided so that the end faces thereof face each other.
[0040]
As will be described in detail later, such an orientation means 30 is oriented by utilizing the property that the CNT is a diamagnetic material. When a magnetic field is applied to the CNT by the orientation means 30, the axis of the CNT is aligned with the magnetic field. Can be oriented in a direction orthogonal to the CNTs, so that the CNTs in the material to be ejected on the medium 1 can have a desired orientation.
[0041]
The curing unit 40 is selected from, for example, an ultraviolet (UV) irradiation device, an electron beam (EB) irradiation device, a heating device, and the like, depending on the curable resin contained in the material to be discharged. In this embodiment, since the curable resin is a UV-curable resin, a UV irradiation device is used as the curing means 40.
[0042]
As such a UV irradiation device, for example, a mercury lamp, a metal halide lamp, an electroless lamp, or the like that emits electromagnetic radiation in a wavelength region of 200 nm to 450 nm can be used.
[0043]
The four electromagnets 31 and the curing unit 40 provided on one side of the ink jet head 20 and the orientation unit 30 on which the material to be ejected of the medium 1 is provided, are movable with respect to the medium 1 in the scanning direction. Four electromagnets 32 mounted on the first carriage 50 provided on the other surface of the orientation unit 30 are mounted on the second carriage 51 which moves in the scanning direction in conjunction with the first carriage 50. ing.
[0044]
The first carriage 50 is mounted on a pair of first guide rails 52 provided in the scanning direction of the medium 1 so as to be movable in the axial direction.
[0045]
Further, the second carriage 51 is mounted on a second guide rail 53 that is disposed on the opposite side of the medium 1 from the first guide rail 52 so as to be movable in the axial direction. .
[0046]
The first and second carriages 50 and 51 are moved by driving means such as a driving motor (not shown), and are interlocked so that they are always opposed to each other with the medium 1 interposed therebetween. And move.
[0047]
Further, the first and second guide rails 52 and 53 on which the first and second carriages 50 and 51 are respectively mounted are fixed to a base unit 54, and the base unit 54 is attached to the medium 1 in the sub-scanning direction. Are provided movably in the axial direction on a pair of third guide rails 55 provided over the first guide rail 55.
[0048]
The base unit 54 is also moved in the sub-scanning direction along the third guide rail 55 by driving means such as a driving motor (not shown), similarly to the first and second carriages 50 and 51. I have.
[0049]
That is, the first and second carriages 50 and 51 move in the scanning direction along the first and second guide rails 52 and 53, and the base unit 54 moves in the sub-scanning direction along the third guide rail 55. To move to. Thus, the inkjet head 20, the orientation unit 30, and the curing unit 40 can eject, orient, and cure the ejection target material at a desired position on the entire surface of the medium 1.
[0050]
As described above, the film forming apparatus according to the present embodiment causes the target material containing CNT and the UV curable resin to be discharged to a desired position of the medium 1 by the inkjet head 20, and the CNT in the discharged target material to be discharged is discharged. Is oriented in a desired direction by the orientation means 30, and the UV curable resin in the material to be ejected in which the CNTs are oriented is cured by the curing means 40, so that a film having CNTs of a desired orientation is formed in a predetermined shape. can do.
[0051]
Further, since the material to be discharged is discharged by the inkjet head 20, a film having a minute shape can be formed easily and with high precision.
[0052]
Here, an example of the CNT film formed by the above-described film forming apparatus is shown in FIG. FIG. 3 is a perspective view of the medium.
[0053]
As shown in FIG. 3A, a plurality of columns and a plurality of rows of circular CNT films 2 are provided at predetermined intervals on the surface of the medium 1. The CNTs 3 in the CNT film 2 are all oriented in the same direction. The medium 1 on which such a CNT film 2 is formed can be used for, for example, a field emission display.
[0054]
Further, as shown in FIG. 3B, a CNT film 2A is continuously provided on the surface of the medium 1 in a U-shape. The CNTs 3 of the CNT film 2A are oriented along the shape of the U-shaped CNT film 2A. The medium 1 on which such a CNT film 2A is formed can be used for, for example, a heat pump.
[0055]
Further, as shown in FIG. 3C, two CNT films 2B and 2C are laminated in a cross shape on the surface of the medium 1 and the CNTs 3 provided in each of the CNT films 2B and 2C are formed. Are provided such that their axes are along the longitudinal direction of the CNT films 2B and 2C, respectively. The medium 1 on which such laminated CNT films 2B and 2C are formed can be used, for example, for a solar cell or the like.
[0056]
Although not shown, various shapes other than the CNT films 2 to 2C can be formed by the film forming apparatus 10 described above.
[0057]
Further, the medium 1 on which the CNT films 2 to 2C are formed is not particularly limited, and examples thereof include an insulating substrate, a metal plate, a semiconductor substrate, a plastic film, and those having their surfaces subjected to wiring processing.
[0058]
Here, a manufacturing method of forming a CNT film on the medium 1 by the film forming apparatus 10 will be described with reference to FIGS. 4 is a cross-sectional view of the medium, and FIGS. 5 and 6 are a top view and a cross-sectional view of the medium.
[0059]
First, as shown in FIG. 4A, the material to be discharged 102 is discharged onto the medium 1 by the inkjet head 20. The CNTs 3 of the ejection target material 102 on the medium 1 are oriented in a random direction.
[0060]
Next, as shown in FIG. 4B, the CNTs 3 in the material to be ejected 102 on the medium 1 are oriented by the orientation means 30.
[0061]
More specifically, as shown in FIG. 5A, two electromagnets 31a provided so as to sandwich the medium 1 by moving the first and second carriages 50 and 51 in the scanning direction and the sub-scanning direction. , 32 are arranged so as to sandwich the material to be discharged 102 therebetween.
[0062]
Then, as shown in FIG. 5B, a magnetic field is generated in the two electromagnets 31 a and 32 to apply a magnetic field to the material to be discharged 102. Thereby, the axis of the CNT 3 is oriented in a direction orthogonal to the magnetic field, that is, in the plane of the medium 1.
[0063]
In the magnetic field generated by the two electromagnets 31a and 32, the axis of the CNT 3 is oriented only in the plane of the medium 1, so that the CNT 3 is disordered in the plane of the medium 1 as shown in FIG. In a different direction.
[0064]
For this reason, as shown in FIG. 6, two electromagnets 31a and 31b on one surface side on which the material to be discharged 102 is provided are arranged so that the material to be discharged 102 is sandwiched between the two electromagnets 31a and 31b. By applying a magnetic field to the material to be ejected 102 by generating a magnetic field, the axis of the CNT 3 can be oriented in a desired direction in the plane of the medium 1.
[0065]
Next, as shown in FIG. 4C, the curable resin in the material to be ejected 102 is cured by the curing means 40 to form the CNT film 2.
[0066]
In the present embodiment, since the UV-curable resin is used as the curable resin, the CNT film 2 is formed by irradiating the material to be discharged 102 with UV by using a UV irradiating device as the curing means 40.
[0067]
The CNT film 2 in which the CNTs 3 are formed in a desired orientation can be formed in a desired shape by repeatedly performing a series of steps of such ejection, orientation, and curing.
[0068]
Further, since the CNT film 2 is formed on the medium 1 by discharging the material to be discharged 102 by the ink jet head 20, a fine shape can be formed easily and with high precision.
[0069]
Further, the curable resin is contained in the material to be ejected 102, and the material to be ejected 102 is cured at a desired timing by the curing means 40, so that the laminated CNT films having different CNT3 orientations as shown in FIG. Can be formed easily and with high precision.
[0070]
In addition, a series of steps of discharging, orienting, and curing the material to be discharged 102 may be performed one drop at a time, or after discharging to a desired shape, all or a part of the CNTs may be aligned and aligned. The CNT film may be formed by curing the curable resin in the material to be ejected having the above.
[0071]
As described above, when aligning all or a part of the CNTs in the material to be ejected on the medium 1, all of the CNTs to be aligned are first aligned in the plane of the medium, and then in the plane. May be performed, or the two steps of aligning the CNTs may be repeatedly performed.
[0072]
(Other embodiments)
Although the first embodiment of the present invention has been described above, the basic configuration of the film forming apparatus and method is not limited to the above.
[0073]
For example, in the first embodiment, when the CNTs 3 in the material to be ejected 102 on the medium 1 are oriented, the electromagnets 31 a and 32 disposed on both sides of the medium 1 are oriented in the plane of the medium 1. However, the present invention is not limited to this. For example, a single electromagnet disposed on the surface of the medium on which the material to be ejected is provided may be used.
[0074]
In the first embodiment, the orientation of the material to be ejected on the medium is the surface direction of the medium. However, the orientation is not limited to this, and the direction in which the magnetic field of the electromagnet constituting the orientation means is applied may be changed. For example, the CNTs can be oriented in a direction orthogonal to the surface of the medium.
[0075]
In this way, the arrangement of the electromagnets 31 and 32 with respect to the material to be ejected 102 on the medium 1 of the orientation means 30 may be appropriately changed depending on the orientation of the CNT.
[0076]
Further, for example, in the above-described first embodiment, the CNTs 3 in the material to be ejected 102 ejected onto the medium 1 are oriented in a random direction, but the CNTs in the material to be ejected 102 in the inkjet head 20 are reduced to some extent. The ink may be ejected to the inkjet head 20 in the state of being oriented (preliminary orientation). Such a pre-orientation can be performed by providing a pre-orientation unit such as an electromagnet for applying a magnetic field to the ink jet head. It is preferable to perform the orientation of the CNTs 3 in the material to be ejected 102 on the medium 1 by 30.
[0077]
In the film forming apparatus 10 of the first embodiment described above, the medium 1 is fixed, and the first and second carriages 50 and 51 move in the scanning direction and the sub-scanning direction. The ejection, orientation, and curing of the ejection target material can be performed. However, the present invention is not limited to this. For example, the first and second carriages move in the scanning direction and the medium moves in the sub-scanning direction. The material to be discharged may be discharged, oriented and cured on the entire surface of the substrate.
[0078]
Further, in the first embodiment described above, the inkjet head 20, the orienting unit 30, and the curing unit 40 are applied to the first and second carriages 50 and 51 in the scanning direction, which is the moving direction of the first and second carriages 50 and 51. Although arranged side by side, the present invention is not limited to this. For example, the ink jet head, the orientation unit, and the curing unit are arranged side by side in the direction orthogonal to the moving direction of the first and second carriages, that is, in the sub-scanning direction. You may do so. In addition, the inkjet head 20, the orienting unit 30, and the curing unit 40 are simultaneously moved by being held by the first and second carriages 50 and 51. However, the invention is not limited thereto. And the curing means may be moved independently.
[0079]
【The invention's effect】
As described above, in the present invention, a discharge target material having a fine shape can be easily and accurately formed by discharging a discharge target material onto a medium by an ink jet head, and a diamagnetic material can be formed by a magnetic field of an alignment means. Is oriented and the curable resin in the material to be ejected is cured by the curing means, whereby a film having a diamagnetic material having a desired orientation can be formed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic perspective view of a film forming apparatus according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic top view of a film forming apparatus according to Embodiment 1 of the present invention and a cross-sectional view taken along the line AA ′.
FIG. 3 is a perspective view showing an example of a film formed on a medium according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view of a medium to be printed, showing a film forming method according to the first embodiment of the present invention.
FIGS. 5A and 5B are a cross-sectional view and a top view of a medium, showing a film forming method according to the first embodiment of the present invention.
6A and 6B are a cross-sectional view and a top view of a medium showing a film forming method according to the first embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Medium 2, 2A, 2B, 2C CNT film 3 CNT
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Film-forming apparatus 20 Ink-jet head 30 Orientation means 31, 32 Electromagnet 40 Curing means 50 First carriage 51 Second carriage 52 First guide rail 53 Second guide rail 54 Base unit 55 Third guide rail 102 Discharge material

Claims (16)

カーボンナノチューブ又はカーボンナノファイバからなる反磁性材料と硬化性樹脂とを含有する被吐出材料を被媒体上に液滴として吐出するインクジェットヘッドと、前記被媒体上に吐出された前記被吐出材料中の前記反磁性材料を磁界により配向させる配向手段と、吐出された前記被吐出材料中の前記反磁性材料を所定方向に配向させた状態で前記硬化性樹脂を硬化させる硬化手段とを具備することを特徴とする膜形成装置。An inkjet head that ejects a material to be ejected containing a diamagnetic material composed of carbon nanotubes or carbon nanofibers and a curable resin as droplets onto a medium to be ejected, and An orientation unit for orienting the diamagnetic material by a magnetic field, and a curing unit for curing the curable resin in a state where the diamagnetic material in the ejected material to be ejected is oriented in a predetermined direction. Characteristic film forming apparatus. 請求項1において、前記インクジェットヘッド内に保持された被吐出材料内の前記反磁性材料を磁界により配向させる予備配向手段を具備することを特徴とする膜形成装置。2. The film forming apparatus according to claim 1, further comprising a pre-orienting unit for orienting the diamagnetic material in the material to be ejected held in the ink jet head by a magnetic field. 請求項2において、前記予備配向手段が、磁界を発生する電磁石からなることを特徴とする膜形成装置。3. A film forming apparatus according to claim 2, wherein said pre-orientation means comprises an electromagnet for generating a magnetic field. 請求項1〜3の何れかにおいて、前記硬化性樹脂が紫外線硬化型であると共に、前記硬化手段が紫外線照射装置であることを特徴とする膜形成装置。The film forming apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the curable resin is an ultraviolet curable resin, and the curing means is an ultraviolet irradiation device. 請求項1〜3の何れかにおいて、前記硬化性樹脂が電子線硬化型であると共に、前記硬化手段が電子線照射装置であることを特徴とする膜形成装置。4. The film forming apparatus according to claim 1, wherein the curable resin is an electron beam curing type, and the curing unit is an electron beam irradiation device. 請求項1〜3の何れかにおいて、前記硬化性樹脂が熱硬化型であると共に、前記硬化手段が加熱装置であることを特徴とする膜形成装置。The film forming apparatus according to claim 1, wherein the curable resin is a thermosetting resin, and the curing unit is a heating device. 請求項1〜6の何れかにおいて、前記被媒体が、絶縁基板、金属板、半導体基板、プラスチックフィルム又はそれらの表面に配線処理されたものであることを特徴とする膜形成装置。The film forming apparatus according to any one of claims 1 to 6, wherein the medium is an insulating substrate, a metal plate, a semiconductor substrate, a plastic film, or a wiring-processed surface thereof. 請求項1〜7の何れかにおいて、前記配向手段が、複数の電磁石からなることを特徴とする膜形成装置。The film forming apparatus according to any one of claims 1 to 7, wherein the orienting means comprises a plurality of electromagnets. 請求項1〜8の何れかにおいて、前記インクジェットヘッド、前記配向手段及び前記硬化手段が、前記被媒体に対して走査方向及び副走査方向に移動自在に設けられていることを特徴とする膜形成装置。9. The film forming method according to claim 1, wherein the ink jet head, the orientation unit, and the curing unit are provided movably in a scanning direction and a sub-scanning direction with respect to the medium. apparatus. カーボンナノチューブ又はカーボンナノファイバからなる反磁性材料と硬化性樹脂とを含有する被吐出材料をインクジェットヘッドによって被媒体上に液滴として吐出する工程と、前記被媒体上に吐出された前記被吐出材料内の前記反磁性材料を磁界により所定方向に配向させる工程と、吐出された前記被吐出材料内の前記反磁性材料を所定方向に配向させた状態で前記硬化性樹脂を硬化させる工程とを具備することを特徴とする膜形成方法。Ejecting a material to be ejected containing a diamagnetic material composed of carbon nanotubes or carbon nanofibers and a curable resin as droplets onto a medium to be ejected by an inkjet head, and the material to be ejected ejected onto the medium A step of orienting the diamagnetic material in a predetermined direction by a magnetic field, and a step of curing the curable resin in a state where the diamagnetic material in the discharged material to be discharged is oriented in a predetermined direction. A film forming method. 請求項10において、前記被媒体上に液滴として吐出する工程の前に、前記被吐出材料内の前記反磁性材料を磁界により予め配向させる工程をさらに有することを特徴とする膜形成方法。11. The film forming method according to claim 10, further comprising a step of pre-orienting the diamagnetic material in the material to be discharged by a magnetic field before the step of discharging the liquid as droplets onto the medium. 請求項10又は11において、前記硬化性樹脂が紫外線硬化型であると共に、前記液滴を硬化させる工程では、紫外線を照射することにより行うことを特徴とする膜形成方法。12. The film forming method according to claim 10, wherein the curable resin is an ultraviolet curable resin, and the step of curing the droplets is performed by irradiating an ultraviolet ray. 請求項10又は11において、前記硬化性樹脂が電子線硬化型であると共に、前記液滴を硬化させる工程では、電子線を照射することにより行うことを特徴とする膜形成方法。12. The film forming method according to claim 10, wherein the curable resin is an electron beam curing type, and the step of curing the droplets is performed by irradiating an electron beam. 請求項10又は11において、前記硬化性樹脂が熱硬化型であると共に、前記液滴を硬化させる工程では、加熱することにより行うことを特徴とする膜形成方法。12. The film forming method according to claim 10, wherein the curable resin is a thermosetting resin, and the step of curing the droplets is performed by heating. 請求項10〜14の何れかにおいて、前記反磁性材料を配向させる工程では、前記被媒体の前記材料が形成される面に対して直交する方向の磁界を印加して行うことを特徴とする膜形成方法。15. The film according to claim 10, wherein the step of orienting the diamagnetic material is performed by applying a magnetic field in a direction perpendicular to a surface of the medium to be formed on which the material is formed. Forming method. 請求項10〜15の何れかにおいて、前記カーボンナノチューブ又はカーボンナノファイバを配向させる工程では、前記被媒体の前記パターンが形成される面に沿った方向の磁界を印加して行うことを特徴とする膜形成方法。The method according to any one of claims 10 to 15, wherein the step of aligning the carbon nanotubes or the carbon nanofibers is performed by applying a magnetic field in a direction along a surface of the medium to be patterned on which the pattern is formed. Film formation method.
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