JP2015098102A

JP2015098102A - パターン形成方法及びその形成装置

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Publication number: JP2015098102A
Application number: JP2013238167A
Authority: JP
Inventors: 牛房　信之; Nobuyuki Ushifusa; 信之牛房; 直仁植村; Naohito UEMURA; 鈴木　茂; Shigeru Suzuki; 鈴木　　茂; 実梶原; Minoru Kajiwara
Original assignee: Hitachi High Technologies Corp; Hitachi High Tech Corp
Current assignee: Hitachi High Tech Corp
Priority date: 2013-11-18
Filing date: 2013-11-18
Publication date: 2015-05-28
Anticipated expiration: 2033-11-18
Also published as: JP6251012B2

Abstract

【課題】パターン形成用マスクに形成されたパターンを転写して被パターン形成物に所望のパターンを形成するパターン形成装置において，高い光透過性と低い電気抵抗とを両立させるような透明導電膜のパターンの形成を可能にする。
【解決手段】パターン形成装置のペースト吐出手段に、先端部分に凹部が形成されて表面に撥液性を備えて形成された樹脂を主成分とする吐出部を備え、パターン形成用マスクに押し当てたときに凹部の一端がマスクと接触して他端がマスクの側に突き出てマスクとの間に隙間を形成するように凹部を成形し、凹部の一端をマスクと接触させた状態で吐出部を移動させることによりペーストを吐出部の凹部とマスクとで囲まれた領域に溜め込んでマスクに形成されたパターンに押し込んで充填することにより、被パターン形成基材の表面に中央部と周辺部とで厚さの異なるペーストによるパターンを形成するようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、被パターン形成基材に対し所定の開口パターンを有するパターン形成用マスクを介してパターン形成用材料を被パターン形成基材に吐出してパターンを形成する形成方法及びその形成装置に関する。

透明導電層の形成材料や、被形成材料を用い透明基体上に透明導電層を形成した透明導電層フィルムは、発光、受光機能を利用した電子装置等において、重要な機能性部材として数多く用いられている。特に透明導電層をパターン化して電極やスイッチ等の機能を持たせたものは、上記電子装置の薄型化、小型化のための必須の部材となっている。

今日、タッチパネル装置は、携帯電話、ゲーム機、タブレットＰＣ、カーナビゲーション、自動券売機、ＡＴＭ装置等への入力手段として広く用いられてきている。タッチパネル装置は液晶ディスプレイやＣＲＴ等の表示装置の表示面上に組み込まれ、操作者は、指またはタッチペンを用いて、表示面上でのカーソル移動、選択などの入力操作を行うことが出来る。このタッチパネル装置は、タッチパネルセンサ、タッチパネルセンサへの接触位置を検出する制御回路、配線等を含んでいる。

タッチパネル装置には、抵抗式、静電容量式、赤外線式、表面弾性波式、電磁式、近接場イメージング式などを含むいくつかのタイプがあるが、昨今では、タッチパネルセンサ上の複数の指等の接近、接触を検出できる方式（マルチタッチ）として、静電容量式のタッチパネル装置が注目されている。

静電容量式のタッチパネル装置においては、配列された透明電極と操作者の指の間での静電気結合による静電容量の変化、並びに、それにより発生する誘導電流を利用してタッチパネル上の位置座標を検知する。

典型的には、静電容量式タッチパネルセンサは、Ｘ軸透明電極およびＹ軸透明電極により構成され、Ｘ、Ｙ軸透明電極は互いに絶縁されてタッチパネルセンサ内に設置され、各々制御回路に接続される。

Ｘ軸透明電極およびＹ軸透明電極は、透明な導電性材料により形成されている。この透明な導電性材料として、可視光透過率が高く表面電気抵抗の低いこと、環境特性に優れていることから、インジウム系酸化物であるＩＴＯ膜が主に用いられている。透明導電層としてのＩＴＯ膜の製造方法は、通常、基板を加熱しながら、アルゴンと酸素の混合ガスを用いたスパッタリング法により、多結晶のＩＴＯを成膜し、フォトリソグラフィ法で所望のパターンを形成後、王水で不要なＩＴＯをエッチングする方法が用いられる。ここで、上記の基板加熱の温度は、ＩＴＯ結晶化のために、通常、２００〜２５０℃であることが、特開２００１−３１１９５４号公報（特許文献１）に記載されている。スパッタリング法は、ある程度大きな面積でも、表面電気抵抗の低い透明導電層を形成できる点で優れているが、成膜速度が遅く、均質な品質の導電膜を成膜するためには、装置内部のガス濃度、温度等の装置制御の精度を高めなくてはならず、これらの理由により装置の大型化に課題を有している。

被パターン形成基材へのパターン形成方法として、一般的にスクリーンマスクによるパターン形成法が用いられている。特に、回路パターンのような複雑形状のパターン形成用マスクとしては、スクリーンマスクが用いられる。

スクリーンマスクによるパターン形成法では、パターン形成用マスク上に粘性パターン形成用材料（ペースト）をコートすることを目的としたスクレッパや、パターン形成用マスクに形成した開口パターン部内への粘性パターン形成用材料（ペースト）を充填することを目的としたスキージが用いられるのが一般的である。

また、パターン形成用マスクへの粘性パターン形成用材料（ペースト）の充填方法として、強制加圧用吐出機構部を用いる方法が、特開平１１−２６８２３６号公報（特許文献２）に記載されている。この従来例を、以下では加圧吐出手段と記す。

この従来例によれば、高精度に充填圧力を制御でき、吐出口から適正な充填圧でパターン形成用マスクの開口部に充填することができるとともに、ペースト粘度や粘弾性等の物性に影響され難いことが記載されている。さらに、ペーストが吐出機構部密閉構造内にあることから、パターン形成時におけるペースト物性の変化（パターン形成用マスク上にペーストを放置した際の溶剤蒸発などが原因の粘度上昇、乾燥固形物混入）を防止でき、ペースト中へのエアーやごみの巻き込みを防止できる。

特開２００１−３１１９５４号広報特開平１１−２６８２３６号公報

タッチパネル用透明電極に必要な特性として、透明性と導電性を両立することが挙げられる。透明性を確保するためには、導電性材料自体の透明性を向上させること、膜厚を薄くすることが考えられるが、膜厚を薄くすると配線抵抗が高くなるという課題がある。一方、導電性を確保するためには、透明電極中に導電性に優れた材料を混入し、その割合を多くすることが考えられるが、透明性が損なわれるという課題がある。

また、タッチパネルの透明電極パッドはＩＴＯ等のダイヤモンド形状の連続構造であり、パッド間を接続する微細配線の抵抗が高く、２０インチを超えるディスプレイでは応答速度が遅くなるのが課題である。
現状のスクリーン印刷では、乳剤開口部の寸法差により乳剤開口部からのペースト吐出性に差が生じてしまい、形成する配線幅（乳剤幅）が狭くなると、ペーストの転写性が悪化し、印刷配線の厚さが薄くなるのが課題である。
一般的に、ペーストはシェア(せん断力)が加わることにより流動性が良くなることから、ローリングすることにより粘度が低下し、流動性が向上する。

加圧吐出手段では、密閉加圧容器内に保持されたペーストは、流動が少なくシェア(せん断力)が加わらない。そのため、粘度が向上し流動性を損なう可能性がある。流動性が悪いとパターン形成用マスクへのペーストの充填性が損なわれ、パターン形成用マスク内のペースト量が不足するといった不具合が生じる場合がある。

スキージ或いは加圧吐出手段を用いてパターン形成すると同時に、スキージ或いは加圧吐出手段の吐出部先端からのペーストの離型性を向上することによりペーストのローリング性を向上し、パターン形成性（充填性・転写性）を向上することも課題である。

さらに、スキージを用いてペーストをパターン形成する際、ペーストにはパターン形成用マスクと逆側のスキージ側面に沿ってせり上がるため、パターン形成用マスクへのペーストの充填が不足することも課題である。

このような課題を解決しうる特長を併せ持つパターン形成用マスクへのペーストの充填方法を見出すことが課題である。

また、ペーストはスキージ或いは加圧吐出手段の吐出部先端により、パターン形成用マスクに形成した開口パターンへ充填されるため、スキージ或いは加圧吐出手段の吐出部先端の形状がパターン形成用マスクへのペースト充填性を左右することになるため、充填性を従来のスキージ或いは加圧吐出手段の吐出部先端より向上することが可能な吐出機構部先端の構造および表面状態が課題である。特に、吐出機構部先端と被パターン形成基材のパターン形成面とのアタック角度により、ペーストに加わる力の方向が変わるため、パターン形成用マスクに形成した開口パターンへほぼ垂直方向からペーストを充填できるようにすることが課題である。

一方、一般的なスクリーンマスクによるパターン形成法においては、スキージ或いは加圧吐出手段の吐出部には印圧による荷重が加わるため、先端部が変形する。ウレタン製の平スキージは、全体的にしなりが生じるため、スキージ先端のアタック角度は非常に小さくなり、被パターン形成基材の段差によりそのアタック角度が変動することになる。アタック角度が変動すると、パターン形成用マスクの開口部への充填性が変わることになる。そこで、ペースト吐出機構部先端の構造を見出すことにより、ペーストのパターン形成用マスクへの充填性バラツキを低減することが課題である。

パターン形成対象物によって、パターン形成用マスクには、メタルマスク、メッシュマスク等使い分けを行うことがある。どのようなパターン形成用マスクに対しても対応可能な吐出機構部とすることが課題である。

また、パターン形成物の微細化に伴い、パターン形成用マスクに形成した開口部の大きさが小さくなってきており、その開口部の大きさにより被パターン形成基材へのペーストの転写厚さが少なくなることが懸念される。パターン形成用マスクとしては、パターン形成後にパターン形成用マスク内の開口パターン部のメッシュおよび乳剤に付着して残存するペーストを極力少なくし、ペーストを被パターン形成基材に所望の量を安定して転写することが課題である。

本発明は上述の問題に鑑みてなされ、タッチパネルとして必要となる透明度を損なうことなく、複雑形状の電極パターンおよびパッド間の接続抵抗を低減可能なパターンを形成できるパターン形成装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明では、パターン形成装置を、パターン形成用のマスクを保持するマスク保持手段と、パターン形成する被パターン形成基材を載置してこの被パターン形成基材をパターン形成用マスクの所定の位置に移動させるテーブル手段と、パターン形成用マスクを介してテーブル手段に載置された被パターン形成基材にペーストのパターンを形成する吐出機構を備えたペースト吐出手段と、このペースト吐出手段の吐出機構をパターン形成用マスクに沿って往復移動させる吐出機構駆動手段とを備えて構成し、ペースト吐出手段の吐出機構は、先端部分に凹部が形成されて表面に撥液性を備えて形成された樹脂を主成分とする吐出部を有し、凹部は吐出部をパターン形成用マスクに押し当てたときに凹部の一端がパターン形成用マスクと接触して凹部の他端がパターン形成用マスクの側に突き出てパターン形成用マスクとの間に隙間を形成するように成形されており、凹部の一端をパターン形成用マスクと接触させた状態で吐出機構駆動手段で往復移動させることによりペーストを吐出部に形成された凹部とパターン形成用マスクとで囲まれた領域に溜め込んでこの領域に溜め込んだペーストをパターン形成用マスクに形成された複数の小さなパターンに押し込んで充填することにより、被パターン形成基材の表面に中央部と周辺部とで厚さの異なるペーストによる大きなパターンを形成するようにした。

また、上記課題を解決するために、本発明では、パターン形成装置を、パターン形成用マスクを保持するパターン形成用マスク保持手段と、パターンを形成する被パターン形成基材を載置してこの被パターン形成基材を上下に移動させるテーブル手段と、パターン形成用マスクを介してテーブル手段に載置された被パターン形成基材にペーストのパターンを形成する吐出機構を備えたペースト吐出手段と、このペースト吐出手段の吐出機構をパターン形成用マスクに沿って往復移動させる吐出機構駆動手段とを備えて構成し、ペースト吐出手段の吐出機構は、先端部分に凹部が形成されて表面に撥液性を備えて形成された樹脂を主成分とする１対の吐出部を所定の間隔あけて対向させて配置し、凹部は１対の吐出部をパターン形成用マスクに押し当てたときにそれぞれの吐出部の凹部の一端がパターン形成用マスクと接触して凹部の他端がパターン形成用マスクの側に突き出てパターン形成用マスクとの間に隙間を形成するように成形されており、凹部の一端をパターン形成用マスクと接触させた状態で吐出機構駆動手段で往復移動させることにより所定の間隔あけた一対の吐出部の間に供給されたペーストを一対の吐出部に形成された凹部のうちの何れかの凹部とパターン形成用マスクとで囲まれた領域に溜め込んでこの領域に溜め込んだペーストをパターン形成用マスクに形成されたパターンに押し込んで充填することにより、被パターン形成基材の表面にペーストによるパターンを形成するようにした。

また、上記課題を解決するために、本発明では、パターン形成用のパターン形成用マスクをパターン形成する被パターン形成基材に密着又は近接させ、被パターン形成基材に密着又は近接させたパターン形成用マスクにペーストを供給し、このペーストが供給されたパターン形成用マスクに吐出機構を押し付けながら一方向に移動させ、吐出機構の一方向への移動が終了した状態でパターン形成用マスクを被パターン形成基材から引き剥がすことによりスクリーンに形成されたパターンを転写して前記被パターン形成基材上にペーストによるパターンを形成するパターン形成方法において、吐出機構には、先端部分に凹部が形成されて表面に撥液性を備えて形成された樹脂を主成分とする吐出部を有し、凹部は吐出部をパターン形成用マスクに押し当てたときに凹部の一端がパターン形成用マスクと接触して凹部の他端がパターン形成用マスクの側に突き出てパターン形成用マスクとの間に隙間を形成するように成形されており、ペーストが供給されたパターン形成用マスクに吐出機構を押し付けながら一方向に移動させる工程において、ペーストを吐出部に形成された凹部とパターン形成用マスクとで囲まれた領域に溜め込んでこの領域に溜め込んだペーストをパターン形成用マスクに形成された複数のマスクパターンに押し込んで充填することにより、被パターン形成基材の表面に中央部と周辺部とで厚さの異なる前記ペーストによるパターンを形成するようにした。

また、上記課題を解決するために、本発明では、パターン形成方法において、パターン形成用のパターン形成用マスクをパターン形成する被パターン形成基材に密着又は近接させ、被パターン形成基材に密着又は近接させたパターン形成用マスクにペーストを供給し、このペーストが供給されたパターン形成用マスクに吐出機構を押し付けながら一方向に移動させ、吐出機構の一方向への移動が終了した状態でパターン形成用マスクを被パターン形成基材から引き剥がすことによりスクリーンに形成されたパターンを転写して被パターン形成基材上にペーストによるパターンを形成するパターン形成方法において、吐出機構は、先端部分に凹部が形成されて表面に撥液性を備えて形成された樹脂を主成分とする１対の吐出部を所定の間隔あけて対向させて配置し、凹部は１対の吐出部をパターン形成用マスクに押し当てたときにそれぞれの吐出部の凹部の一端がパターン形成用マスクと接触して凹部の他端がパターン形成用マスクの側に突き出てパターン形成用マスクとの間に隙間を形成するように成形されており、ペーストが供給されたパターン形成用マスクに吐出機構を押し付けながら一方向に移動させるステップにおいて、所定の間隔あけた一対の吐出部の間に供給されたペーストを一対の吐出部に形成された凹部のうちの何れかの凹部とパターン形成用マスクとで囲まれた領域に溜め込んでこの領域に溜め込んだペーストをパターン形成用マスクに形成されたマスクパターンに押し込んで充填することにより、被パターン形成基材の表面にペーストによるパターンを形成するようにした。

本発明の吐出機構を搭載したパターン形成装置によれば、タッチパネルとして必要となる透明度を損なうことなく、複雑形状の電極パターンおよびパッド間の接続抵抗を低減し、安定してパターンを形成することができるようになった。

本発明の実施例１における吐出機構部を搭載するパターン形成装置の概略の構成を示すブロック図である。本発明の実施例１における吐出機構部を搭載するパターン形成装置でパターン形成を行う処理の流れを示すフロー図である。本発明の実施例１における電極配線のパターン形成状況を説明するプロセス概要図である。本発明の実施例１における吐出機構でパターン形成したときのマスクに対する吐出機構部の動きと吐出機構部先端部分におけるペーストの流れの状態を説明する吐出機構部先端部分の正面図である。本発明の実施例１における吐出機構でパターン形成したときの吐出機構部先端部分におけるペーストの流れの状態を説明する吐出機構部先端部分の正面図である。本発明の実施例１における吐出機構で電極配線をパターン形成するために使用するパターン形成用マスクの被パターン形成基材側から見た局部的に拡大した平面図である。本発明の実施例１におけるパターン形成用マスクを説明する局部的に拡大した断面図である。本発明の実施例１で形成したＸ軸透明電極を局部的に拡大した平面図である。本発明の実施例１で形成したＹ軸透明電極を局部的に拡大した平面図である。本発明の実施例２に用いるパターン形成用マスクの断面を局部的に拡大した断面図である。本発明の実施例４で用いるパターン形成用マスクを説明する吐出機構部１側乳剤を局部的に拡大した平面図である。本発明の実施例４で用いるパターン形成用マスクを説明する基板面側乳剤の局部的に拡大した平面図である。本発明の実施例４で用いるパターン形成用マスクの断面を局部的に拡大した断面図である。本発明の実施例５で用いるパターン形成用マスクを説明する吐出機構部１側乳剤を局部的に拡大した平面図である。本発明の実施例５で用いるパターン形成用マスクを説明する基板面側乳剤を局部的に拡大した平面図である。本発明の実施例５で用いるパターン形成用マスクの断面を局部的に拡大した断面図である。本発明の実施例６で用いるパターン形成用マスクを説明する吐出機構部１側乳剤を局部的に拡大した平面図である。本発明の実施例６で用いるパターン形成用マスクを説明する基板面側乳剤を局部的に拡大した平面図である。本発明の実施例６で用いるパターン形成用マスクの断面を局部的に拡大した断面図である。本発明の実施例７で用いるパターン形成用マスクを説明する吐出機構部１側乳剤を局部的に拡大した平面図である。本発明の実施例７で用いるパターン形成用マスクを説明する基板面側乳剤を局部的に拡大した平面図である。本発明の実施例７で用いるパターン形成用マスクの断面を局部的に拡大した断面図である。

本発明は、吐出機構部を用いて所定の位置に開口部を有するパターン形成用マスクからペーストをテーブルに固定した被パターン形成基材の所定の位置に転写するパターン形成装置において、微細なパターンを精度良く安定してパターン形成できるパターン形成を実現するために、吐出機構部先端部分のパターン形成用マスクと接触する部分を凹形状に形成し、この凹形状部を含む吐出機構部の先端部分の表面に撥液性を有する膜で被覆して、所望のパターン開口部が形成されたパターン形成用マスクにペーストを充填させて、被パターン形成基材の所定の位置に転写する際、撥液性を有する膜で被覆した吐出機構部の先端部分の凹形状部とパターン形成用マスクとで形成される領域の内部でペーストのローリングを促進することにより、微細なパターンを精度よくパターン形成できるようにしたものである。

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。

タッチパネル用透明電極の透明性を確保するためには、ダイヤモンド形状のパッド中央部の膜厚を薄くすることが必要であるが、配線抵抗が高くなるため、ダイヤモンド形状のパッド周辺の膜厚を厚くし、配線抵抗を低くする。そのため、ダイヤモンド形状のパッド周辺の導電性を確保したため、その一部分のみ若干透明性が損なわれるが、全面の透過率では、十分な透過性を確保することが出来る。

また、ダイヤモンド形状のパッド間を接続する微細配線は、ダイヤモンド形状のパッド周辺と同様に膜厚を厚くし、配線抵抗を低く抑えることが出来るため、２０インチを超える大きなディスプレイでも応答速度が遅くなることがない。
現状のスクリーン印刷では、乳剤開口部からのペースト吐出性に差があり、形成する配線幅（乳剤幅）が狭くなると、ペーストの転写性が悪化し、印刷配線の厚さが薄くなるのが課題であるが、これを利用しダイヤモンド形状のパッドに吐出量の差を形成し膜厚分布（抵抗分布）を有する透明電極パッドを形成することが出来る。
パターン形成装置への吐出機構部の取り付けは、実質的に垂直である。
吐出機構部を用いて所定の位置に開口部を有するパターン形成用マスクからペーストをテーブルに固定した被パターン形成基材の所定の位置に転写するパターン形成装置において、均一加圧方式によるパターン形成用マスクへのペーストの充填に加え、吐出機構部先端の円弧状の凹形状によるパターン形成用マスクへのペーストの充填を行うことに特徴がある。また、吐出機構本体への円弧状の凹形状を有する先端部の取り付け角度より吐出機構部と前記被パターン形成基材のパターン形成面とのアタック角度の方を変えることができることに特徴がある。

それにより、吐出機構部先端の円弧状の凹形状部内でペーストが閉じ込められ、吐出機構部がパターン形成用マスクの吐出機構部を密着させながら駆動方向に摺動させる工程で、ペーストが吐出機構部先端の円弧状の凹形状に沿ってローリングすることができる。

さらに、少なくとも円弧状の凹形状部を含むペーストが接触する吐出機構部先端部の表面が撥液性を有していることにより、ペーストと吐出機構部表面との摩擦力が低減され、ローリング性が向上する。ローリング性が向上すると、シェア速度が大きくなり、ペーストの粘度が低下し、より一層ペーストが流動しやすくなる。

ここで、撥液性を定量化する手法として、基材表面に液滴を落とし、液滴外周部の基材とが接触している点における液滴の角度（接触角）を用いる。接触角が小さいと、基材表面に液滴が濡れ広がった状態を示し、逆に、接触角が大きいと、基材表面に液滴が盛り上がった形状になり、液滴がはじいている状態を示している。

吐出機構部表面の撥液性は、ペーストに含有する溶剤で評価する必要がある。ペーストに含有する溶剤を吐出機構部表面に落とし、その接触角が４５度より小さい場合は、吐出機構部の表面に沿って、ペーストが盛り上がり、ローリングする速度が低下する。接触角が４５度以上であれば、吐出機構部表面の撥液性が向上し、吐出機構部表面にペーストが濡れ広がりにくくなり、ペーストのローリング性が向上する。接触角は大きいほど良好である。

撥液性を有する膜としては、ペーストに含有する溶剤に溶解するものは好ましくない。ペーストに含有する溶剤に対し抵抗力があり、また、撥液性を有する材料として、ＳｉＯ_２、フッ素樹脂、炭化水素、フッ素含有炭化水素が挙げられる。

また、吐出機構部に形状保持性と柔軟性を兼ね備えるために、吐出機構部先端のシム（図示していない）に接触する一部分に芯材を用いた。芯材は導電性を有するものが良く、特に、ステンレスからなる材料が良好である。芯材は、プラズマ処理による撥液性の膜を形成するための電極として使用することができる。

パターン形成後にパターン形成用マスク開口部に露出しているメッシュおよび乳剤の壁面に付着して残存するペーストがあると、被パターン形成基材に転写するペーストの量が安定しなくなることが考えられる。そこでこの問題を解決する方法としては、ペーストが付着すると考えられるパターン形成用マスク開口部に露出しているメッシュおよび乳剤の壁面と、被パターン形成基材側の乳剤面に撥液性を付与することが有効である。被パターン形成基材側の乳剤面に撥液性を付与するのは、被パターン形成基材に形成したパターン形成物のにじみを防止する必要があるためである。

また、本発明のパターン形成装置に搭載する吐出機構部は、パターン形成用マスクとして、パターン形成エリアが少なくとも金属メッシュと有機物からなる乳剤で構成され、乳剤に所定の開口部を有することを特徴とするパターン形成用マスク（メッシュマスク）が使用可能である。パターン形成用マスクとして、金属メッシュを使用する場合には、有機物からなる柔軟性を有する乳剤で開口部パターンを形成するため、乳剤により金属メッシュを被パターン形成基材から浮かせることができ、吐出機構部による被パターン形成基材表面へのダメージを低減するとともに、安定したパターン形成膜厚を形成することが可能である。

また、ここで使用するパターン形成用マスクとしては、ペーストを被パターン形成基材に効率よく転写する必要があり、上記吐出機構部と同様に撥液性を付与することが可能である。パターン形成用マスクの開口パターン部に充填されたペーストは、流動性がないことから高粘度になっており、パターン形成用マスクの開口パターン部への粘着性が向上している。そのため、パターン形成用マスクの開口パターン部に撥液性が付与されると、パターン形成用マスクの開口パターン部に充填されたペーストがパターン形成用マスクの開口パターン部に残留することが低減し、転写量を向上することができる。

この場合には、パターン形成用マスクの開口パターン部に充填されたペーストのほとんどが被パターン形成基材に転写されるため、乳剤による開口パターン部の幅を細くし、被パターン形成基材に転写されるペーストの量を制御することが必要である。ダイヤモンド形状の透明電極パッドを形成するため、矩形の開口パターン部を複数のラインで形成し、それらの矩形の開口パターン部のライン幅を変え、パッド外周部を広く、パッド中央部ほど狭くすることによりペーストの吐出量を変え、パッド内の配線抵抗の分布を設けることが出来る。

また、ダイヤモンド形状の透明電極パッドとするためには、矩形の開口パターン部から吐出されたペーストが複数のラインとなるため、それらが乾燥工程で繋がり、隙間が無いパッド形状とする必要がある。そこで、矩形の開口パターン部のラインを接続するラインを形成することで隙間を無くすことが出来る。

すなわち、本発明は、吐出機構部を用いて所定の位置に開口部を有するパターン形成用マスクからペーストをテーブルに固定した被パターン形成基材の所定の位置に転写するパターン形成装置において、微細なパターンを精度良く安定してパターン形成を実現するために、吐出機構部先端のパターン形成用マスクと接触する角部を凹形状に形成し、凹形状部を含む吐出機構部の先端部分の表面を撥液性を有する膜で被覆して、所望のパターン開口部を有するパターン形成用マスクにペーストを充填、転写する際、撥液性を有する膜で被覆した吐出機構部の先端部分の凹形状部とパターン形成用マスクとで形成される領域の内部でペーストのローリングを促進することにより、微細なパターンを精度よくパターン形成できるように促進させたものである。

本発明のパターン形成装置に搭載する吐出機構部を使用するパターン形成用マスクとしては、ここで説明したメタルマスク、メッシュマスクなどに限定するものではない。

本発明は、パターン形成法によりパターンをパターン形成する方法、例えば、電子デバイス、太陽電池用セル表面への電極配線のパターン形成、プリント配線基板への電極配線のパターン形成、液晶ディスプレイ用基板への枠状シール材のパターン形成、プラズマディスプレイ用基板への誘電体層、画素間隔壁や電極配線および蛍光材料の充填パターン形成、バックコンタクト型太陽電池用セル貫通穴内への導体材料の充填パターン形成、半導体凹部開口部内への絶縁性材料の充填パターン形成、半導体パッド上への高アスペクト導電性ピラーパターン形成、半導体表面への絶縁層パターン形成、再配線パターン形成等、様々な分野のパターン形成で、従来技術では不可能であった微細なパターンや高アスペクト開口部への充填等のパターン形成を行うことができる。

以下に、具体的な例を挙げて本発明を説明する。
以下の実施の形態においては便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらはお互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明等の関係にある。

また、以下の実施の形態において、要素の数等（個数、数値、量、範囲等を含む）に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でも良い。

本実施の形態を説明するための全図において同一機能を有するものは同一の符号を付すようにし、その繰り返しの説明は原則として省略する。以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。

実施例１に係る吐出機構部１を搭載するパターン形成装置１００の構成を、図１を用いて説明する。図１は本実施例１の吐出機構部１を搭載したパターン形成装置１００の正面図である。図１は簡略化のために、吐出機構部１先端の吐出部１０１、装置の架台や側壁、支柱、支持部材などや、被パターン形成基材を搬送、移設する機構などの表示を省略している。

パターン形成装置１００は、パターン形成用マスク部１１０、被パターン形成基材支持テーブル部２３、吐出機構ユニット１２０、吐出機構部駆動機構部１３０、ペースト加圧機構２、ペースト導入路３、ペースト貯蔵槽４および制御部２１を備えている。

パターン形成用マスク部１１０は、被パターン形成基材（例えばガラス基板）６の所望の回路パターンを形成するために設計されたパターン開口部が設けられたパターン形成用マスク１１（実際には、後述するパターン形成用マスク４０を使用）と、パターン形成用マスク１１を囲むテンションメッシュで緊張状態を保持した平面視矩形状の版枠２２と、この版枠を支持する支持部材１１１とを備えて構成されている。

被パターン形成基材支持テーブル部２３は、被パターン形成基材６を載置するテーブル２３１、テーブル２３１に載置された被パターン形成基材６を固定するチャック部２３２、テーブル２３１を上下に駆動する上下駆動部２３３を備えている。

吐出機構ユニット１２０は、吐出機構部１、吐出機構部固定治具１６、吐出機構部ヘッド１５、エアシリンダ２４を備えている。

エアシリンダ２４は支持部材２５に固定されており、エアシリンダ２４と接続している吐出機構ユニット１２０を上下に駆動する。また、支持部材２５は、駆動軸２７と係合している軸受け部２６で支持されている。

吐出機構部駆動機構部１３０の駆動軸２７はボールねじで構成され、モータ３０で回転駆動されることにより駆動軸２７と係合している軸受け部２６が図の左右方向に移動し、吐出機構ユニット１２０がガイド軸２８に沿って図の左右方向に移動する。駆動軸２７とガイド軸２８とは、固定板２９で支持されている。

制御部２１は、パターン形成装置１００の各部の動作を制御する。まず、制御部２１からの制御信号でエアシリンダ２４を駆動するエアシリンダ駆動部３１を制御することにより、エアシリンダ２４を駆動する。また制御部２１からの制御信号により、モータ３０のドライバ部３２を制御してモータ３０を正逆方向に回転させる。更に、制御部２１からの制御信号により、被パターン形成基材支持テーブル部２３のチャック部２３２を駆動するチャック駆動部３４を制御してテーブル２３１に載置された被パターン形成基材６を固定するチャック部２３２の開閉動作を行わせる。更にまた、制御部２１からの制御信号により被パターン形成基材支持テーブル部２３の上下駆動部２３３を駆動するテーブル駆動部３３を制御して、テーブル２３１を上下に移動させる。更にまた、制御部２１からの制御信号により被パターン形成基材支持テーブル部２３のチャック２３２の駆動部３４を制御してチャック２３２の開閉を行う。

以上の構成を備えたパターン形成装置の動作について図２のフロー図を用いて説明する。
まず、エアシリンダ駆動部３１でエアシリンダ２４を駆動して吐出機構部ヘッド１５を下降させ吐出機構部１先端をパターン形成マスク１１の上面に接触させ（Ｓ２０１）、図示していない搬送手段により被パターン形成基材６を被パターン形成基材支持テーブル２３１の上の所定の位置に載置し（Ｓ２０２）、被パターン形成基材支持テーブル２３１を搬送してパターン形成マスク１１の所定の位置に配置し（Ｓ２０３）、チャック部２３２で被パターン形成基材６を被パターン形成基材支持テーブル２３上に固定して保持する。

次に、テーブル駆動部３２で上下駆動部２３３を駆動してテーブル２３１を上昇させ（Ｓ２０４）、被パターン形成基材６をパターン形成用マスク部１１０のパターン形成用マスク１１と所定の距離を隔てて設置させる。次にエアシリンダ駆動部３１でエアシリンダ２４を駆動して吐出機構部ヘッド１５を下降させ（Ｓ２０５）、吐出機構部１先端の吐出部１０１（図示せず）のパターン形成用マスク１１を被パターン形成基材６に密着させる(Ｓ２０６)。このとき、吐出機構ユニット１２０は、図１の左端の部分に位置している。

次に、吐出機構部１先端の吐出部１０１（図示せず）のパターン形成用マスク１１を被パターン形成基材６に密着させた状態でパターン形成用マスク１１に沿って図１の左側から右側に向けて移動を開始する（Ｓ２０７）。その直後、図示していないペースト供給手段により吐出機構部１内のペーストを加圧・供給する（Ｓ２０８）。

ペーストが加圧・供給しながら、ドライバ部３２を制御してモータ３０を駆動し、ボールねじで構成された駆動軸２７を回転させることにより吐出機構ユニット１２０とその先端に取り付けた吐出機構部１をパターン形成用マスク１１に押し付けた状態でパターン形成用マスク１１に沿って図１の左側から右側に向けて移動させることによりペーストによるパターン形成用マスク１１のパターンを被パターン形成基材６上にパターン形成し、吐出機構部１が所定の距離移動する直前に供給手段による吐出機構部１内のペーストを加圧・供給を停止する（Ｓ２０９）。吐出機構部１が所定の距離移動した後、ドライバ部３２はモータ３０の駆動を停止して吐出機構部１の移動を停止させる。

次にエアシリンダ駆動部３１でエアシリンダ２４を駆動して吐出機構部ヘッド１５Ｌを上昇させ（Ｓ２１０）、吐出機構部１をパターン形成用マスク１１の上面の設置位置に戻す。この際、吐出機構部１先端とパターン形成用マスク１１とは接触している。次に、テーブル駆動部３３で上下駆動部２３３を制御してテーブル２３１を下降させ（Ｓ２１１）、テーブル２３１が下降端に達したら上下駆動部２３３によるテーブル２３１の下降は停止し、テーブル２３１を移動させる（Ｓ２１２）。

チャック駆動部３４を制御して被パターン形成基材６を保持しているチャック部２３２を開放し、図示していないハンドリング手段により被パターン形成基材６をテーブル２３１から取り外す（Ｓ２１３）。この取り出した被パターン形成基材が処理する最後の被パターン形成基材であるか否かを判定し、最後の場合には処理を終了するため、エアシリンダ駆動部３１でエアシリンダ２４を駆動して吐出機構部ヘッド１５を上降させ、吐出機構部１先端をパターン形成マスク１１の上面から離す。

一方、次に処理する基板が有る場合には、吐出機構部１先端とパターン形成マスク１１の上面が接触している状態（Ｓ２０１）であるため、ここからの処理フローを再び実行する。但し、パターン形成用マスク１１に密着させた吐出機構部１を図１の右側から左側に向けて移動させてパターン形成を行う。

実施例１に係る吐出機構部１先端の吐出部１０１の構成を、図３を用いて説明する。図３は本実施例１の吐出機構部１先端の吐出部１０１を用いてパターン形成している状況を模擬した断面図である。図３は簡素化のために、パターン形成装置に吐出機構部１を固定するホルダなどの表記を省略している。また、パターン形成用マスク１１として、図３に示した例においては、金属メッシュ４２に乳剤４１で転写用パターンが形成されパターン開口部４３が設けられているパターン形成用マスク４０を用いる。

吐出機構部１先端の吐出部１０１は、ポリウレタン樹脂１０２からなり、その表面に撥液性の膜１０３が形成されている。また、吐出部１０１には、円弧状の凹形状部８が形成されている。吐出部１０１は、爪部１２４で吐出機構部１に固定され、保持されている。パターン形成する際には、パターン形成用マスク１１（４０）と吐出機構部１先端の吐出部１０１とを密着させるためにエアシリンだ２４により印圧が付与され、パターン形成用マスク１１（４０）に押し付けられる。

この状態で、ペースト貯蔵槽４に貯蔵されてペースト加圧機構２で加圧されたペースト９が、ペースト導入路３を通って吐出機構部１に内蔵されたペースト流路１０から吐出機構部１先端の吐出部１０１に供給される。ペースト９が供給された状態で吐出機構部１をパターン形成方向２００に移動させることにより、パターン形成用マスク１１（４０）の乳剤開口パターン部４３にペースト９を充填し、被パターン形成基材６にパターン形成することが出来る。

本実施例１の吐出機構部１先端の吐出部１０１の製造方法の一例を説明する。
まず、前工程として、吐出機構部１先端の吐出部１０１の基となる構造物を作成する。
所定の寸法に加工された金型を用い、ポリウレタン樹脂１０２の原料となる溶液を金型に流し込む。適正な温度プロファイルで熱を加え、ポリウレタン樹脂１０２を硬化させる。温度が下がった段階で、金型から吐出機構部１を取り出すことにより、芯材１０４の周りにポリウレタン樹脂１０２が形成された吐出機構部１先端の吐出部１０１の構造物を作製した。

このようにして、硬度が８０度以上のポリウレタン樹脂１０２を形成する。一例として、吐出機構部先端を所定の形状（円弧状の凹形状部８）になるように、研磨機で加工を施す。吐出機構部１の先端の吐出部１０１を所定の形状（円弧状の凹形状部８）に成形するための研磨加工は、吐出機構部１先端の吐出部１０１の両側に一対設置するため、一対を同時に形成する。

吐出機構部１の先端の吐出部１０１の表面の撥液処理の一例として、炭化水素の膜を形成する方法を説明する。
炭化水素の膜は、プラズマ処理により行う。まず、前工程にて作製した吐出部１０１に、成膜が不要な個所はマスキングを行い、炭化水素の膜を成膜する箇所のみを露出させる。

吐出部１０１に電源接続端子（図示せず）を取り付け、図示していない成膜装置チャンバー内に入れて材料ガスとして含炭素化合物ガスを導入した状態で電源接続端子を介して高周波電力を印加する。これにより成膜装置のチャンバー内にプラズマが発生して成膜する箇所の表面にダイヤモンドライクの炭化水素の膜（ダイヤモンドライクカーボン膜）が形成される。

このようにして、吐出部１０１のポリウレタン樹脂１０２の表面に撥液性の膜１０３であるダイヤモンドライクカーボンを形成した。

吐出機構部１の構造は、図３に示したペースト流路１０を挟んで、左右で基本的には同じ構造になっている。吐出機構部１先端の吐出部１０１には、ペースト流路１０を挟んで左右対称に円弧状の凹形状部８が形成されている。

パターン形成する際には、ペースト９は吐出機構部１内のペースト流路１０を通って、吐出機構部１先端の吐出部１０１を形成するポリウレタン樹脂１０２のペースト接触面１０Ｌ及び１０Ｒ（図４Ｂ参照）に接触し、パターン形成用マスク１１（４０）に形成された乳剤開口パターン部４３にペースト９が挿入・充填される。さらに、吐出機構部先端の円弧状の凹形状部８でペースト９がローリングし、パターン形成用マスク１１（４０）に形成されたパターン形成用マスク１１（４０）のパターン開口部４３を介して被パターン形成基材６上に到達するまでペースト９が充填される。

吐出機構部１先端の吐出部１０１を形成するポリウレタン樹脂１０２表面に撥液性の膜１０３が形成された円弧状の凹形状部８でペースト９がローリングしてパターン形成用マスク１１（４０）の乳剤開口パターン部４３に充填され、パターン形成用マスク１１（４０）を介して被パターン形成基材６上に到達する。実際には、ペースト流路１０を介して加圧されたペースト９が吐出機構部１先端の吐出部１０１に充填されているが、説明しやすくするため、ペースト９の一部のみ表記している。また、菱形形状の透明導電パッドを形成するが、説明のため、その一部のみを表示している。

図３の（ａ）は、ペースト９を吐出機構部１先端の吐出部１０１からパターン形成マスク１１（４０）のパターン開口部４３から被パターン形成基材６上に転写している状況を示している。ここで、パターン形成マスク１１（４０）と被パターン形成基材６とは、版離れを行うためのギャップを設けている。図３の（ｂ）は、被パターン形成基材６へのペースト９によるペーストパターン９Ａの形成が終った直後であり、パターン形成用マスク１１（４０）は、版離れを行うためのギャップ分だけ被パターン形成基材６から離れている。パターン形成用マスク１１（４０）のパターン開口部４３の広さによりペースト９の転写量が異なり、被パターン形成基材６に形成されたペーストパターン９に含有される導電性材料の量も異なっている。その後、ペーストパターン９Ａに含有している溶剤を乾燥させていく途中経過の状況を図３（ｃ）に示している。

図３（ｂ）のように転写されたペーストパターン９Ａは、形成直後は溶剤により流動性を有しており、被パターン形成基材６上で広がり、図３（ｃ）のペーストパターン９Ｂのようになる。乾燥させている段階でもペーストパターン９Ｂの広がりは進み、ついには孤立していたペーストパターンは一体化する。図３（ｄ）は、乾燥が終了し、一体化したペーストパターンにより透明電極が形成された状態を示す。このようにして形成された透明電極は、比較的大きな開口パターンにより形成された側の端部の９Ｃとそれ以外の部分９Ｄとで厚みが異なった形状になっていることを示している。

吐出機構部１の先端の吐出部１０１を形成するポリウレタン樹脂１０２の円弧状の凹形状部８でペースト９がローリングしてパターン形成用マスク１１のパターン開口部１２に充填されることについて、図４Ａおよび図４Ｂを用いて詳細に説明する。実際には、ペースト流路１０を介して加圧されたペースト９が吐出機構部１の先端の吐出部１０１に充填されているが、説明しやすくするため、ペースト９の一部のみ表記している。図４Ａには、図３に示した吐出機構部１の先端の吐出部１０１の左側の状況について、添え字Ｌを記して説明する。右側も同様である。本実施例では、パターン形成用マスク１１として、実際には、後述するようなパターン形成用マスク４０を用いるが、ここでは、説明を簡単にするために、メタル板を採用したパターン形成用マスク１３を用いた場合について説明する。

先ず、図４Ａを用いて、吐出機構部１の先端の吐出部１０１をパターン形成マスク１３に押し当てながら矢印２００の方向に移動させたときに、吐出機構部１の吐出部１０１Ｌの先端の表面に撥液性の膜１０３Ｌが形成された円弧状の凹形状部８Ｌからペースト９がパターン形成マスク１３に形成されたパターン開口部１２(図３の開口部４３に相当)に充填される様子を（ａ）〜（ｅ）まで時系列的に並べて模式的に説明する。６は被パターン形成物を示している。また、図４Ａにおいては、ペースト9の流れを矢印（イ）、（ハ）、（ト）で示し、ペースト９そのものの表示を省略している。

図４Ａの（ａ）は、吐出機構部１の先端の吐出部１０１Ｌのポリウレタン樹脂１０２Ｌの表面に撥液性の膜１０３Ｌが形成された円弧状の凹形状部８Ｌが、パターン形成マスク１３に形成されたパターン開口部１２に到達する前の状態を示している。吐出部１０１Ｌは、円弧状の凹形状部８Ｌの角部８１Ｌがパターン形成マスク１３に押し当てられた状態で円弧状の凹形状部８Ｌのもう一方の角部８２Ｌがパターン形成マスク１３に対して隙間が空き、角部８２Ｌ近傍の円弧状の凹形状部８Ｌの接線方向が図４Ａの状態で右下がりになるような状態（円弧状の凹形状部８Ｌにおいて、角部８２Ｌがパターン形成マスク１３の側に突出している状態、又は、円弧状の凹形状部８Ｌの頂点が角部８１Ｌと角部８２Ｌとの間に有る状態、又は、円弧状の凹形状部８Ｌの角部８２Ｌが円弧状の凹形状部８Ｌの頂点よりも低い位置にある状態）で吐出機構部１に固定されている。

これにより、円弧状の凹形状部８Ｌとパターン形成マスク１３とで形成される空間は、角部８２Ｌとパターン形成マスク１３で形成されるペースト９の入口（出口）の間隔よりも内部の間隔の方が大きい、すなわち、ペースト９の入口（出口）の角部８２Ｌとパターン形成マスク１３との間隔が狭く内部が膨らんだ空間が形成される。

図４Ａの（ａ）に示したような吐出部１０１Ｌの角部８１Ｌがパターン形成マスク１３に押し当てられた状態で矢印２００の方向に移動すると、吐出部１０１Ｌの進行方向前面に供給されたペースト９は吐出部１０１Ｌのペースト接触面１０Ｌで押されて吐出部１０１Ｌと同じ方向に移動する。吐出部１０１Ｌと同じ方向に移動するペーストの一部は、吐出部１０１Ｌの表面に撥液性の膜１０３Ｌが形成された円弧状の凹形状部８Ｌの先端の下側（パターン形成マスク１３の側）に突き出している角部８２Ｌとパターン形成マスク１３との間の隙間Ｇ(図４Ｂ参照)から円弧状の凹形状部８Ｌとパターン形成マスク１３とで形成された空間の内側に入り込む（図４Ａ（ａ）の(イ)）。

円弧状の凹形状部８Ｌとパターン形成マスク１３とで形成された空間の内側に入り込んだペースト９は、パターン形成マスク１３に押し当てられている吐出部１０１Ｌの角部８１Ｌに突き当たって上方に逃げる（図４Ａ（ａ）の(ハ)）。上方に逃げたペースト９は、表面に撥液性の膜１０３が形成された円弧状の凹形状部８Ｌの面に沿って角部８２Ｌの側へ移動して、角部８２Ｌとパターン形成マスク１３との間の狭められた隙間Ｇ(図４Ｂ参照)から吐出部１０１Ｌのペースト接触面１０Ｌの側に押出される（図４Ａ（ａ）の（ト））。

吐出部１０１Ｌが矢印２００の方向に更に進んで図４Ａの（ｂ）のように吐出部１０１Ｌの円弧状の凹形状部８Ｌの先端の下側（パターン形成マスク１３の側）に突出している角部８２Ｌがパターン形成マスク１３に形成されたパターン開口部１２の上方に到達する。

ここで、角部８２Ｌとパターン形成マスク１３との間の隙間Ｇから円弧状の凹形状部８Ｌとパターン形成マスク１３とで形成された空間の内側に入り込み（図４Ａ（ｂ）の(イ)）、吐出部１０１Ｌの角部８１Ｌに突き当たって上方に逃げたペースト９（図４Ａ（ｂ）の(ハ)）は、表面に撥液性の膜１０３Ｌが形成された円弧状の凹形状部８Ｌの面に沿って移動して角部８２Ｌとパターン形成マスク１３との間の狭められた隙間Ｇから吐出部１０１Ｌのペースト接触面１０Ｌの側に押出されていたペースト９の一部が、角部８２Ｌとパターン形成マスク１３との間の狭められた隙間Ｇの部分で下向きの（角部８２Ｌの側からパターン形成マスク１３の側に向けた）圧力を受けて、ペースト９がパターン開口部１２に押し込まれる（図４Ａ（ｂ）の（ト））。

吐出機構部１が矢印の方向に更に進むと、図４Ａの（ｃ）のように吐出部１０１Ｌの先端の角部８２Ｌがパターン開口部１２の上方を通過して円弧状の凹形状部８Ｌがパターン開口部１２の上方に到達する。この状態では、ペースト９をパターン開口部１２に押し込む力が作用しなくなり、図４Ａの（ａ）の状態と同じように吐出部１０１Ｌの円弧状の凹形状部８Ｌの先端の角部８２Ｌとパターン形成マスク１３との間の隙間Ｇから円弧状の凹形状部８Ｌとパターン形成マスク１３とで形成された空間の内側に入り込んだペースト９（図４Ａ（ｃ）の（イ））は、角部８１Ｌに突き当たって表面に撥液性の膜１０３が形成された円弧状の凹形状部８Ｌの面に沿って角部８２Ｌの側に進み（図４Ａ（ｃ）の（ハ））、隙間Ｇから吐出部１０１のペースト接触面１０Ｌの側に押出される（図４Ａ（ｃ）の（ト））。

吐出機構部１が矢印の方向に更に進んで図４Ａの（ｄ）のようにパターン形成マスク１３に押し付けられている吐出部１０１Ｌの円弧状の凹形状部８Ｌの角部８１Ｌがパターン形成用マスク１３のパターン開口部１２の上方に到達する。

ここで、角部８２Ｌとパターン形成マスク１３との間の隙間Ｇから円弧状の凹形状部８Ｌとパターン形成マスク１３とで形成された空間の内側に入り込んだペースト９（図４Ａ（ｄ）の（イ））は、表面に撥液性の膜１０３が形成された円弧状の凹形状部８Ｌの内部で角部８１Ｌに突き当たりペースト９の一部はパターン形成用マスクのパターン開口部１２に押し込まれて残りは上方に逃げて（図４Ａ（ｄ）の（ハ））、円弧状の凹形状部８Ｌの上面に沿って隙間Ｇから吐出部１０１のペースト接触面１０Ｌの側に押出される（図４Ａ（ｄ）の（ト））。

吐出機構部１が矢印の方向に更に進んで図４Ａの（ｅ）のように、吐出部１０１Ｌの円弧状の凹形状部８Ｌの角部８１Ｌがパターン形成用マスク１３のパターン開口部１２を通り過ぎると、ペースト９は（イ）、（ハ）、（ト）の順に動いて、パターン開口部１２によるパターン形成は、終了する。

このように、先端の角部８２Ｌが下側に突出してパターン形成用マスク１３との間に狭められた隙間Ｇを作る円弧状の凹形状部８Ｌが形成された吐出部１０１Ｌを用いることにより、パターン形成マスク１３のパターン開口部１２にペースト９を、図４Ａの（ｂ）の状態と（ｄ）の状態との２回に亘って押し込むので、パターン開口部１２にペースト９を確実に充填することができる。

ここで、図４Ａの（ｂ）においてペースト９が表面に撥液性の膜１０３が形成された円弧状の凹形状部８Ｌの内部でローリングしてその一部がパターン形成用マスク１３のパターン開口部１２の内部に押し込められる状態について図４Ｂを用いて更に詳しく説明する。

図４Ｂでは、吐出機構部１先端の吐出部１０１Ｌの表面に撥液性の膜１０３Ｌが形成された円弧状の凹形状部８Ｌにおけるペースト９の吐出部１０１Ｌとの相対的な位置の変化を、矢印で示す。なお、図４Ｂにおいてペースト９の動きを示す矢印に付した（イ）（ハ）（ト）は、図４Ａに記載した（イ）（ハ）(ト）に対応している。また、図４Ｂには、吐出部１０１Ｌと対をなす吐出部１０１Ｒを形成するポリウレタン樹脂１０２Ｒと、ポリウレタン樹脂１０２Ｒのペースト接触面１０Ｒ、ポリウレタン樹脂１０２Ｒに形成された凹部８Ｒ、端部８２Ｒ、吐出部１０１Ｒの表面に撥液性の膜１０３Ｒも示してある。

吐出部１０１Ｌに形成された円弧状の凹形状部８Ｌの下端のエッジ部８１Ｌがパターン形成マスク１３に押し付けられた状態で、吐出機構部駆動機構１３０で駆動されて吐出部１０１Ｌが矢印２００の方向に進むとき、ペースト接触面１０Ｌとペースト接触面１０Ｒとの間に供給されたペースト９は、（イ）の位置から吐出部１０１Ｌに形成された凹部８Ｌの端部８２Ｌとパターン形成マスク１３との間の隙間Ｇから表面に撥液性の膜１０３が形成された凹部８Ｌとパターン形成マスク１３とで形成される空間の内部に入り込む（ロ）。

このとき既に（ロ）の位置に存在していたペースト９は、凹部８Ｌの端部８１Ｌの側に押し出される。端部８１Ｌはパターン形成マスク１３に押し当てられているために、端部８１Ｌに到達したペースト９は上方に押し上げられ（ハ）、その後、（ロ）の矢印方向とは逆の方向の端部８２Ｌの側に押し戻される（ニ）。

これにより、既に（ハ）及び（ニ）の位置に存在していたペースト９は凹部８Ｌの壁面に形成された撥液性の膜１０３に沿って（ニ）の位置から更に逆の方向に押し戻されて凹部８Ｌの端部８２Ｌ近傍の接線方向に沿った下向きの力を受けて押し出される（ホ）。ペースト９は、接線の方向が図４Ｂで右側に下がっている端部８２Ｌで更に下向きの力を受けて押し出され、その一部はパターン形成マスク１３に形成された開口部１２の内部に押し込まれて（ヘ）、開口部１２の内部がペースト９で充填される。

開口部１２に入りきれなかったペースト９は端部８２Ｌとパターン形成マスク１３との隙間Ｇから吐出部１０１Ｌのペースト接触面１０Ｌの側に排出される（ト）。即ち、凹部８Ｌの内部に入り込んだペースト９が、凹部８Ｌとパターン形成マスク１３とで形成される領域(空間)でローリングして、端部８２Ｌ及びその近傍でパターン形成マスク１３の側に押し付ける力を受けながら再び凹部８Ｌの外部に排出される。

このようにして、吐出部１０１Ｌが矢印２００の方向に進むときに吐出部１０１Ｌに形成された凹部８Ｌの端部８２Ｌとパターン形成マスク１３の表面との間の隙間Ｇから凹部８Ｌの内部に入り込んだペースト９は、表面に撥液性の膜１０３が形成された凹部８Ｌの内部でローリングして端部８２Ｌとパターン形成マスク１３の表面との間の隙間Ｇから凹部８Ｌの外側に排出されるときに、その一部がパターン形成マスク１３に形成された開口部１２の内部に押し込まれることにより、開口部１２の内部に確実にペーストが充填される。

一方、吐出部１０１Ｌが矢印２００と反対の方向に進むときには、吐出部１０１Ｒに形成されて表面に撥液性の膜１０３Ｒが形成された凹部８Ｒの端部８２Ｒが上記に説明した端部８２Ｌの役目を果して、ペースト９を凹部８Ｒの内部でローリングさせて端部８２Ｒとパターン形成マスク１３の表面との間の隙間Ｇから凹部８Ｒの外側に排出することにより、パターン形成マスク１３に形成された開口部１２の内部に確実にペースト９を充填することができる。

吐出機構部１を所定の距離だけ移動させてパターン形成マスク１３に形成された開口部１２の内部にペーストを充填させた後、パターン形成マスク１３と被パターン形成物６とを分離することにより、被パターン形成物６の表面に、パターン形成マスク１３の開口部１２に充填させたペーストによるパターンが形成される。

上記した図４Ａ及び図４Ｂにおいては、説明を簡単にするために、パターン形成用マスク１１として、メタル板を採用したパターン形成用マスク１３を用いた場合について説明したが、断面が図３に示したような形状を有して平面が図５に示すような、金属メッシュ４２に乳剤４１で転写用パターンが形成されパターン開口部４３が設けられているパターン形成用マスク４０を用いてもよい。

上記に説明したように、ペースト９を、表面に撥液性の膜１０３が形成された凹部８Ｌの内部でローリングさせてパターン形成マスク１３に形成された開口部１２の内部に押し込むことにより、開口部１２の内部に確実にペーストを充填することができる．その結果、吐出機構部１を複数回移動させる必要がなく、吐出機構部１を一方向に所定の距離１回移動させるだけで、被パターン形成物６上にペースト９によるパターンを形成することが可能になった。

本実施例１では、被パターン形成物６の表面に菱形形状の透明電極パッドのパターンを形成する場合について説明する。菱形形状の透明電極パッドを形成するための、図３に示したような断面構成を有するパターン形成用マスク４０において、金属メッシュ４２としては、線径１９μｍ、紗厚２５μｍの高強度線材を用いた＃５００綾織りを使用した。綾織りはメッシュ作成後の紗厚が線径の２倍以上になるため、紗厚が線材の１．３倍程度になるようカレンダ処理を施して使用した。この金属メッシュに、厚さ１０μｍの乳剤４１によりライン幅２０μｍ〜５０μｍのパターン開口部４３を形成したパターン形成用マスク４０を使用した。

メッシュテンションを用いてパターン形成用マスク４０と被パターン形成基材６との版離れを行うため、パターン形成用マスク４０のテンションを０．２ｍｍ以下（プロテック（株）製テンションゲージＳＴＧ−８０ＮＡで測定）とした。

実施例１の検証実験で使用するペースト９として、直径２０ｎｍの銀ナノワイヤを分散した粘度１０Ｐａ・ｓの透明導電膜形成用ペーストを用いた。このペースト９の固形分量は１％であり、１０μｍの厚さに転写したペーストが乾燥後０．１μｍ以下になるように設計している。図５に示すようにパターン形成用マスク４０に形成された乳剤開口パターン部４３（図３及び図４Ａ、図４Ｂのパターン開口部１２に相当）以外は乳剤４１によりペースト９が転写されないため、パターン形成用マスク４０と被パターン形成基材６とを版離れさせた後、被パターン形成基材６に転写されたペースト９が広がって一体化した際には菱形形状の透明電極パッド中央部の厚みが０．０５μｍ程度となるように乳剤開口パターン部４３を設計した。

図５に示した乳剤開口パターン部４３の内、矩形形状の乳剤開口パターン部４４は菱形形状の透明電極パッド周辺部の低抵抗の電極部を形成するためのものであり、矩形形状の乳剤開口パターン部４５は菱形形状の透明電極パッド中央部の透明性が高い電極部を形成するためのものである。また、図５において矩形形状の乳剤開口パターン部４４の内側で上下及び左右方向に形成した直線状の乳剤開口パターン部４６は被パターン形成基材６に転写された矩形のパターンのペースト９が一体化するためのものである。

更に、矩形形状の乳剤開口パターン部４４から左右の外側に伸びる乳剤開口パターン部４７は隣接する菱形形状の透明電極パッド間を接続するための接続電極を形成するためのものである。ここで、被パターン形成基材６に転写された菱形形状の透明電極パッドの周辺部とパッド接続用電極部とは、低抵抗化を図るために、透明性が重視される透明電極パッドの内側の部分と比べて厚くして、乾燥後１．０μｍ程度になるよう乳剤開口パターン部４３を設計した。

図６に菱形形状の透明電極パッドを形成するために使用するパターン形成用マスク４０の乳剤開口パターン部４３の概要を示す。図６に示すように、ペースト９の転写量を変化させるため乳剤開口パターン部を４３Ａから４３Ｄと変化させている。

ウレタンを主成分とする樹脂の吐出部１０１を用いて、パターン形成用マスク４０に、図５に示すような矩形のラインパターンとして幅が２０μｍ〜５０μｍの範囲で異なる開口パターン４４−４７を有する乳剤開口パターン部４３を形成したパターン形成用マスク４０を使用してパターン形成を行った。このパターン形成用マスク４０の乳剤４１の厚みは１０μｍで、被パターン形成基材６へのペースト９の転写厚みを１０μｍ狙いとしている。

検証に用いる吐出機構部１先端の吐出部としては、同一形状で、本実施例で作製した表面に撥液性の膜１０３が形成されて撥液性を付与した吐出部１０１と、表面に撥液性の膜が形成されておらず撥液処理をしていない吐出部を用いて、比較検討した。

本実施例１の吐出機構部１先端の吐出部１０１として、表面に撥液性の膜１０３が形成されて撥液性を付与した吐出機構部を用いた場合、吐出機構部１先端の円弧状の凹形状部８においてペースト９のローリングが生じ、ペースト９が低粘度化しパターン形成用マスク４０に形成した乳剤開口パターン部４３内への完全な充填が可能になった。

その結果、パターン形成用マスク４０と被パターン形成基材６とを版離れさせた後、被パターン形成基材６に転写されたペースト９が広がって良好な菱形形状の透明電極を形成することが出来た。菱形形状の透明電極部７００及び７１０を形成した結果の概要を図７Ａおよび図７Ｂに示した。

図７Ａは、本実施例で形成したＸ軸透明電極部７００を構成する個々のＸ軸透明電極７０１と電極間配線７０２の局部的な平面拡大概要図である。膜厚の厚い部分の色を濃くし、膜厚の薄い部分の色を薄くして、菱形形状の透明電極７０１の厚みの差を強調して表示している。また、図７Ｂは、本実施例で形成したＹ軸透明電極部７１０を構成する個々のＹ軸透明電極７１１と電極間配線７１２の局部的な平面拡大概要図である。

一方、吐出機構部１で、吐出部１０１の代わりに撥液処理をしていない吐出部を用いた場合、吐出部先端の円弧状の凹形状部８においてペースト９のローリングが損なわれ、パターン形成用マスク４０に形成した乳剤開口パターン部４３の大きさによりペースト９の乳剤開口パターン部４３内への充填に差が生じた。その結果、菱形形状の透明電極の一部にペーストが無いボイド不良が生じた。

このように、本実施例１で説明したような吐出部１０１を備えた吐出機構部１をパターン形成装置１００に搭載することにより、パターン形成用マスク４０の乳剤開口パターン部４３における開口面積の大小に関わらず、ペースト９を乳剤開口パターン部４３に確実に充填させることができ、精度良く安定してパターン形成することができる。

そのためには、吐出部１０１を図４Ａ及び図４Ｂに示したような円弧状の凹形状部８で下側に突出した端部８２が形成されたような特殊な形状に加工し、少なくともペースト９が接触する吐出部１０１の表面に撥液性を付与することが重要になる。これにより、所望の開口部を有するパターン形成用マスク４０の乳剤開口パターン部４３へのペースト９の充填、被パターン形成基材６へのペースト９の転写に際し、パターン形成用マスク４０と吐出１先端の円弧状の凹形状部８とで形成された領域内でのペースト９のローリングを促進させることができる。

その結果、ペースト９に対しパターン形成用マスク４０の乳剤開口パターン部４３にほぼ垂直方向に充填する力を付加することができ、パターン形成用マスク４０の乳剤開口パターン部４３へのペースト９の充填性を促進することができるようになった。

その結果、図７Ａ及び図７Ｂに示すような透明性と導電性を併せ持つ菱形形状の透明電極７０１と７１１及び電極間配線７０２と７１２を形成することが出来、透明電極及び電極間配線の抵抗値を低く抑えることを可能にしたので、２０インチのディスプレイにおいてタッチパネルとして迅速な動きを達成することが出来た。

本実施例２は、吐出機構部１先端の吐出部１０１の表面に形成する撥液性の膜１０３として、ＳｉＯ_２又はフッ素樹脂を使用する以外は、上記実施例１と同様である。

まず、吐出機構部１先端の吐出部１０１の表面に形成する撥液性の膜１０３として、ＳｉＯ_２を用いた。吐出機構部１の少なくともペースト９が接触する部分にアルコキシシラン含有溶液をスプレー法により塗布した。その後乾燥することにより、吐出機構部１先端の吐出部１０１の表面に撥液性を有するＳｉＯ_２を形成することが出来た。

ここで用いたアルコキシシランから生成された膜はペースト９に含有する各種溶剤に対して汚染されることが無く、安定であり、水や溶剤に対する撥液性が優れていた。

ここでは、成膜方法としては、スプレー法を用いたが、アルコキシシラン含有溶液をエアロゾルデポジション法或いはディップ法により塗布し、乾燥することにより撥液性の膜１０３を形成することが可能である。

このようにして、少なくともペースト９が接触する部分にＳｉＯ_２からなる撥液性の膜１０３を有する本実施例２で使用する吐出機構部１を作成することが出来た。

つぎに、吐出機構部１の表面に形成する撥液性の膜１０３として、フッ素樹脂を用いた。吐出機構部１先端の吐出部１０１の少なくともペースト９が接触する部分にテトラフルオロエチレンとパーフルオロアルコキシエチレンとの共重合体（ＰＦＡ）をポリウレタン樹脂に混合し、スプレー法により塗布した。その後吐出機構部の硬化と同様の温度プロファイルで加熱硬化することにより、吐出機構部１先端の吐出部１０１の表面に撥液性を有するテトラフルオロエチレンとパーフルオロアルコキシエチレンとの共重合体（ＰＦＡ）を全面に均一に分散した膜を形成することが出来た。

撥液性を有するフッ素樹脂として、ＰＦＡ以外に、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレンとヘキサフルオロプロピレンの共重合体（ＦＥＰ）、テトラフルオロエチレンとエチレンの共重合体（ＥＴＦＥ）等があるが、耐有機溶剤性に優れ、接触角が大きく、摩擦係数が小さいものとしては、テトラフルオロエチレンとパーフルオロアルコキシエチレンとの共重合体（ＰＦＡ）からなる膜が最も良好であった。

ここでは、テトラフルオロエチレンとパーフルオロアルコキシエチレンとの共重合体を有する膜を形成する方法として、ポリウレタン樹脂に混合し、スプレー法により塗布し、加熱硬化して撥液性の膜１０３を形成したが、ディップ法により塗布し、硬化することにより撥液性の膜１０３を形成することが可能である。

このようにして、少なくともペースト９が接触する部分にテトラフルオロエチレンとパーフルオロアルコキシエチレンとの共重合体を分散した撥液性の膜１０３を有する本実施例２で使用する吐出機構部１を作成することが出来た。

本実施例２でパターン形成状況を検証した結果は、実施例１でパターン形成状況を検証した結果とほぼ同様の結果が得られた。

このように、本実施例２に使用した吐出機構部１を搭載したパターン形成装置は、パターン形成用マスク１１の乳剤開口パターン部４３における開口面積の大小に関わらず、ペーストを精度良く安定してパターン形成することができる。そのためには、吐出機構部１先端の吐出部１０１を特殊な形状に加工し、少なくともペースト９が接触する吐出機構部１先端の吐出部１０１への撥液性を付与することが必要である。

これにより、実施例１で説明したように、所望の開口部を有するパターン形成用マスク１１の乳剤開口パターン部１２へのペーストの充填、被パターン形成基材６へのペーストの転写に際し、ペーストのローリングが促進される。ペーストをローリングさせることにより、ペーストに対しパターン形成用マスク４０の開口部乳剤開口パターン部４３にほぼ垂直方向に充填する力を付加することができる。その結果、パターン形成用マスク１１の乳剤開口パターン部１２へのペーストの充填性を促進することができるようになった。

実施例１の場合と同様に、本実施例２の吐出機構部１先端の吐出部１０１として、表面に撥液性の膜１０３が形成されて撥液性を付与した吐出部１０１を用いたため、吐出部１０１の先端の円弧状の凹形状部８においてペースト９のローリングが生じ、ペースト９が低粘度化しパターン形成用マスク１１（４０）に形成した乳剤開口パターン部１２内への完全な充填が可能になった。それにより、透明性が良好な菱形形状の透明電極とパッド間を接続する低抵抗配線を同時に形成することが出来た。

その結果、透明性と導電性を併せ持つ菱形形状の透明電極を形成することが出来、２０インチのディスプレイにおいてタッチパネルとして迅速な動きを達成することが出来た。

本実施例３は、図８に示すような撥液性を付与したパターン形成用マスク５０を使用する以外は、上記実施例１および２と同様である。図８に示したパターン形成用マスク５０において、パターン形成用乳剤５１として、硬度が高く解像性に優れた乳剤５１Ａと柔軟性に優れた乳剤５１Ｂの積層構造とし、メッシュ５２の露出部に撥液性の膜５２Ｃと乳剤５１露出部に撥液性の膜５１Ｃを形成した。柔軟性の乳剤５１Ｂを追加することにより、パターン形成用基材６の表面への密着性が向上した。

撥液性の付与は、実施例１及び２に記載の吐出部１０１先端の円弧状の凹形状部８に形成した方法と同様である。

パターン形成用マスク５０に撥液性を付与したことにより、パターン形成用マスク５０の乳剤開口パターン部５３内のペースト９の残量が低下し、ペースト９のパターン形成用マスク５０から被パターン形成用基材６への転写量が増加した。そのため、乳剤開口パターン部５３内にペースト９が残存しないため、ペーストの乾燥による目詰まりを防止することが出来、量産時の不良を低減することが出来た。

本実施例１および２で作製した撥液性を付与した吐出部１０１の方が、吐出部１０１の代わりに撥液処理をしていない吐出部を用いた場合に比べ、ペースト９の転写量が多くなった。これは、実施例１で説明したように、吐出機構部１先端の吐出部１０１に形成した円弧状の凹形状部８の吐出機構部面が撥液性を有しているため、ペースト９のローリング性を阻害することが無く、ペースト９の粘度が低い状態に保てたことが要因であると考えられる。

本実施例３でパターン形成状況を検証した結果は、実施例１〜２でパターン形成状況を検証した結果と同様の結果が得られた。

このように、本実施の形態１および２の吐出機構部１をパターン形成装置１００に搭載することにより、パターン形成用マスク５０の乳剤開口パターン部５３における開口面積の大小に関わらず、ペースト９を精度良く安定してパターン形成することができる。

これを実現するためには、吐出機構部１先端の吐出部１０１を特殊な形状に加工し、少なくともペースト９が接触する吐出機構部１先端部１０１への撥液性を付与することが必要である。これにより、所望の開口部を有するパターン形成用マスク５０の乳剤開口パターン部５３へのペースト９の充填、被パターン形成基材へのペースト９の転写に際し、ペースト９のローリングを促進し、ペースト９に対しパターン形成用マスク５０の乳剤開口パターン部５３にほぼ垂直方向に充填する力を付加することができる。その結果、パターン形成用マスク５０の乳剤開口パターン部５３へのペースト９の充填性を促進することができる。

本実施例３でパターン形成状況を検証した結果は、実施例１および２でパターン形成状況を検証した結果とほぼ同様の結果が得られた。それにより、透明性が良好な菱形形状の透明電極とパッド間を接続する低抵抗配線を一工程のストロークで同時に形成することが出来た。

本実施例４は、図９から１１に示すようなパターン形成用マスク６０を使用する以外は、基本的に上記実施例１から３と同様である。金属メッシュ６２としては、線径１６μｍ、紗厚２０μｍの高強度線材を用いた＃３６０平織りを使用した。メッシュは、縦糸と横糸の線材を編んで作成したものであり、紗厚は使用する線径の２倍程度である。そのため、使用するメッシュはハードカレンダ処理により紗厚を極限まで薄くし、メッシュの線材交差部による泡噛みの影響を低減した。使用したメッシュの紗厚は、線径の１．３倍以内とした。

図９は、吐出機構部１側から見たパターン形成用乳剤６１の乳剤開口パターン６３の局部的な平面拡大概要図である。また、図１０は、基板面側から見た乳剤開口パターン部６７の局部的な平面拡大概要図である。さらに、図１１は、パターン形成用マスク６０を説明する局部的な断面拡大概要図である。

図９の乳剤開口パターン部６３は、図７Ａで説明した透明電極７０１に対応する菱形パターン部を形成するための乳剤開口パターン部６４と菱形パターン部を接続する電極間配線を形成するための乳剤開口パターン部６５から形成されている。透明電極７０１に対応する菱形パターン部を形成するための乳剤開口パターン部６４は、円柱形状の開口部６４１を複数形成した集合体であり、その円柱形状の開口部６４１の形状、配置等を設計により、透過するペースト９の被パターン形成基材６へ所望の転写量・分布を規定した。

また、図１０は、図９の場合と反対側のパターン形成用基材６の側から見た乳剤開口パターン部６７の局部的な平面拡大概要図である。パターン形成用乳剤６６の乳剤開口パターン部６７は、透明電極７０１に対応する菱形パターン部を形成するための、菱形の形状をしている乳剤開口パターン部６８と、透明電極７０１に対応する菱形パターン部を接続する電極間配線を形成するための乳剤開口パターン部６９から形成されている。透明電極７０１に対応する菱形パターン部を形成するための乳剤開口パターン部６８は、ベタパターンでありペースト９の広がりを考慮している。

図１１に示すように、吐出機構部１側から見た乳剤開口パターン６３の透明電極７０１に対応する菱形パターン部を形成するための乳剤開口パターン部６４は、パターン形成用基材６の側から見た乳剤開口パターン部６７の透明電極７０１に対応する菱形パターン部を形成するための乳剤開口パターン部６８の内側に形成されている。

また、図示していないが、パターン形成用基材６の側から見た乳剤開口パターン部６７の透明電極７０１に対応する菱形パターン部を接続する電極間配線を形成するための乳剤開口パターン部６９は所望の配線幅に形成されているが、吐出機構部１側から見た乳剤開口パターン６３の透明電極７０１に対応する菱形パターン部を接続するための乳剤開口パターン部６５は乳剤開口パターン部６９より広めに配線幅を形成し、ペースト９の充填量を増加し、被パターン形成基材６へのペースト９の転写量を増やして低抵抗化を図っている。

吐出部１０１が接触するパターン形成用マスク６０の最上部にはメッシュ６２が無く、パターン形成用乳剤６１が形成されている。そのため、ペースト９がメッシュ６２の凹凸により泡立ちを起こすことが低減できている。実施例１から３のパターン形成用マスク４０および５０では、吐出部１０１が接触するパターン形成用マスク４０および５０の最上部にはメッシュ４２および５２が有り、ペースト９がメッシュ４２および５２の凹凸により泡立ちを生じるため、被パターン形成基材６へ転写したペースト９中に泡噛みが生じることがある。

パターン形成用マスク４０および５０に使用しているメッシュ４２および５２はカレンダ処理を施すことにより凹凸を低減しているため、多量の泡噛みを生じることは無いが、乾燥時に泡によって銀ナノワイヤ等の固形物が偏析することが考えられる。本実施例では、吐出部１０１が接触するパターン形成用マスク６０の最上部にパターン形成用乳剤６１を形成したことにより、このような問題を解決することが出来た。

さらに、図示は省略したが、実施例３と同様に、パターン形成用マスク６０のパターン形成用乳剤６１として、図８で説明したものと同様に、硬度が高く解像性に優れた乳剤と柔軟性に優れた乳剤の積層構造とし、メッシュ６２の露出部に撥液性の膜と乳剤６１の露出部に撥液性の膜を形成した。柔軟性の乳剤を追加することにより、パターン形成用基材６の表面への密着性が向上した。

パターン形成用マスク６０に撥液性を付与したことにより、パターン形成用マスク６０の吐出部１０１の側の乳剤開口パターン部６３内のペースト９の残量が低下し、ペースト９のパターン形成用マスク６０から被パターン形成用基材６への転写量が増加した。これにより、パターン開口部乳剤開口パターン部６３内にペースト９が残存しないため、ペーストの乾燥による目詰まりを防止することが出来、量産時の不良を低減することが出来た。

本実施例１から３で使用した撥液性を付与した吐出部１０１の方が、吐出部１０１に代えて撥液処理をしていない吐出部を用いた場合に比べ、転写量が多くなった。これは、吐出部１０１に形成した円弧状の凹形状部８の表面が撥液性を有しているため、ペースト９のローリング性を阻害することが無く、ペースト９の粘度が低い状態に保てたことが要因であると考えられる。

本実施例４でパターン形成状況を検証した結果は、実施例１〜３でパターン形成状況を検証した結果と同様の結果が得られた。

このように、本実施の形態１から４で説明した吐出機構部１をパターン形成装置１００に搭載することにより、パターン形成用マスク６０の吐出機構部１側の乳剤開口パターン部６３における開口面積の大小に関わらず、ペースト９を精度良く安定してパターン形成することができる。そのためには、吐出機構部１の先端の吐出部１０１を特殊な形状に加工し、少なくともペースト９が接触する吐出部１０１への撥液性を付与することにより、所望の開口部を有するパターン形成用マスク６０の吐出機構部１側の乳剤パターン開口部６３へのペースト９の充填、被パターン形成基材６へのペースト９の転写に際し、ペースト９のローリングを促進し、ペースト９に対しパターン形成用マスク６０の吐出部１０１の側の乳剤開口パターン部６３にほぼ垂直方向に充填する力を付加することができ、パターン形成用マスク６０の吐出機構部１側の乳剤開口パターン部６３へのペースト９の充填性を促進することができた。

吐出機構部１側の乳剤開口パターン部６３に充填されたペースト９は、乳剤開口パターン部６３内のメッシュ６２を通過して、基板面側の乳剤開口パターン部６７に充填される。基板面側の乳剤開口パターン部６７の菱形パターン部６８はベタパターンになっており、吐出機構部１側の乳剤開口パターン部６３に充填されたペースト９が菱形パターン部６８の形状に広がり、菱形パターン部６８の形状に即したパターンの膜を形成する。ペースト９に含有している溶剤が飛散すると共に乳剤開口パターン部６に形成されたペースト９の膜厚が減少し、所定の膜厚分布を得ることが出来た。

ペースト９に含有する溶剤体積とパターン形成用マスク６０の吐出機構部１側の乳剤開口パターン部６３の開口体積により、被パターン形成基材へのペースト９の転写量および膜厚分布を規定することが出来た。

本実施例４でパターン形成状況を検証した結果は、実施例１から３でパターン形成状況を検証した結果とほぼ同様の結果が得られた。

それにより、透明性が良好な菱形形状の透明電極とパッド間を接続する低抵抗配線を一工程のストロークで同時に形成することが出来た。

本実施例５は、図１２から１４に示すようなパターン形成用マスク７０を使用する以外は、上記実施例４と同様である。図１２は、吐出機構部１側から見た乳剤開口パターン７３の局部的な平面拡大概要図である。また、図１３は、図１２の場合と反対側のパターン形成用基材６の側から見た乳剤開口パターン部７７の局部的な平面拡大概要図である。さらに、図１４は、パターン形成用マスク７０を説明する局部的な断面拡大概要図である。

図１２において、金属メッシュ７２に塗布された乳剤７１に形成された乳剤開口パターン部７３は、透明電極７０１に対応する菱形パターン部を形成するための乳剤開口パターン部７４と菱形パターン部を接続するための乳剤開口パターン部７５から形成されている。透明電極７０１に対応する菱形パターン部を形成するための乳剤開口パターン部７４は、長円柱形状の開口部７４１を複数形成した集合体であり、その長円柱形状の開口部７４１の形状、配置等を設計により、透過するペースト９の被パターン形成基材６へ所望の転写量・分布を規定した。

図１３および１４は、実施例４で図１０及び図１１を用いて説明したものと同様である。図１３は、図１２の場合と反対側のパターン形成用基材６の側から見た乳剤開口パターン部７７の図である。乳剤開口パターン部７７として、金属メッシュ７２に塗布された乳剤７６に透明電極７０１に対応する菱形パターン部を形成するための乳剤開口パターン部７８と、菱形パターン部を接続する電極間配線を形成するための乳剤開口パターン部７９が形成されている。

本実施例５でパターン形成状況を検証した結果は、実施例４でパターン形成状況を検証した結果とほぼ同様の結果が得られた。

本実施例６は、図１５から１７に示すようなパターン形成用マスク８０を使用する以外は、上記実施例４および５で説明したものと同様である。パターン形成用マスク８０は、メッシュを使用しないメタルマスクであり、パターン形成用基材６の側に乳剤８６が形成されている。図１５は、吐出機構部１側から見たメタル８２に形成された開口パターン８３の局部的な平面拡大概要図である。また、図１６は、パターン形成用基材６の側から見た乳剤開口パターン部８７の局部的な平面拡大概要図である。さらに、図１７は、パターン形成用マスク８０を説明する局部的な断面拡大概要図である。

図１５のメタル８２に形成された開口パターン部８３は、透明電極７０１に対応する菱形パターン部を形成するための開口パターン部８４と透明電極７０１に対応する菱形パターン部間を接続する電極間配線を形成するための開口パターン部８５から形成されている。透明電極７０１に対応する菱形パターン部を形成するための乳剤メタル開口パターン部８４は、長円柱形状の開口部８４１を複数形成した集合体であり、その長円柱形状の開口部の形状、配置等を設計により、透過するペースト９の被パターン形成基材６へ所望の転写量・分布を規定した。

図１６および１７は、実施例４および５で図１０と図１１及び図１３と図１４を用いて説明したものと同様である。図１６は、図１５の場合と反対側のパターン形成用基材６の側から見た乳剤開口パターン部８７の図である。乳剤開口パターン部８７として、メタル８２に塗布された乳剤８６に透明電極７０１に対応する菱形パターン部を形成するための乳剤開口パターン部８８と、菱形パターン部を接続する電極間配線を形成するための乳剤開口パターン部８９が形成されている。

なお、図示はしていないが、メタル８２の表面と裏面及び乳剤８６の表面には、撥液処理が施されている。

実施例１から５のパターン形成用マスクとは異なり、パターン形成用マスク８０は、メッシュの代わりにメタルマスクを使用する。メッシュは線材の編み物であるため、線材の交差部で泡噛みを生じやすい。

本実施例６でパターン形成状況を検証した結果は、実施例４および５でパターン形成状況を検証した結果とほぼ同様の結果が得られた。

本実施例７は、図１８から２０に示すようなパターン形成用マスク９０を使用する以外は、上記実施例６と同様である。パターン形成用マスク９０は、メッシュを使用しないメタルマスクであり、メタル９２のパターン形成用基材６の側に乳剤９６が形成されている。図１８は、吐出機構部１側から見たメタル開口パターン９３の局部的な平面拡大概要図である。また、図１９は、パターン形成用基材６の側から見た乳剤開口パターン部９７の局部的な平面拡大概要図である。さらに、図２０は、パターン形成用マスク９０を説明する局部的な断面拡大概要図である。

図１８のメタル開口パターン部９３は、透明電極７０１に対応する菱形パターン部を形成するための乳剤開口パターン部９４と透明電極７０１に対応する菱形パターン部間を接続する電極間配線を形成するための乳剤開口パターン部９５から形成されている。透明電極７０１に対応する菱形パターン部を形成するための乳剤メタル開口パターン部９４は、長円柱形状の開口部９４１を複数形成した集合体であり、その長円柱形状の開口部９４１の形状、配置等を設計により、透過するペースト９の被パターン形成基材６へ所望の転写量・分布を規定した。

図１９および２０は、実施例６と同様である。
図１９および２０は、実施例６で図１６と図１７を用いて説明したものと同様である。図１９は、図１８の場合と反対側のパターン形成用基材６の側から見た乳剤開口パターン部９７の図である。乳剤開口パターン部９７として、メタル９２に塗布された乳剤９６に透明電極７０１に対応する菱形パターン部を形成するための乳剤開口パターン部９８と、菱形パターン部を接続する電極間配線を形成するための乳剤開口パターン部９９が形成されている。
なお、図示はしていないが、メタル９２の表面と裏面及び乳剤９６の表面には、撥液処理が施されている。

本実施例７でパターン形成状況を検証した結果は、実施例６でパターン形成状況を検証した結果とほぼ同様の結果が得られた。

以上のように本発明の実施態様について説明したが、上述の説明に基づいて当業者にとって種々の代替例、修正又は変形が可能であり、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲で前述の種々の代替例、修正又は変形を包含するものである。

１・・・吐出機構部２・・・ペースト加圧機構３・・・ペースト流路５・・・パターン形成用マスク表面６・・・被パターン形成基材８・・・吐出機構部先端の円弧状の凹形状部９・・・ペースト１１・・・パターン形成用マスク２１・・・制御盤２２・・・版枠２３・・・被パターン形成基材支持テーブル部２３１・・・テーブル１００・・・パターン形成装置１０１・・・吐出部１０２・・・ポリウレタン樹脂１０３・・・撥液性の膜１１０・・・パターン形成用マスク部１２０・・・吐出機構ユニット１３０・・・吐出機構ユニット駆動機構部４０、５０、６０、７０、８０、９０・・・パターン形成用マスク４１、５１、６１、６６、７１、７６、８６、９６・・・乳剤４２、５２、６２、７２・・・メッシュ８２，９２・・・メタル１２、５３、６３、６７、６８、７３、７７、７８、８７、８８、９７、９８・・・乳剤開口部。

Claims

パターン形成用のマスクを保持するマスク保持手段と、
パターン形成する被パターン形成基材を載置して該被パターン形成基材をパターン形成用マスクの所定の位置に移動させるテーブル手段と、
前記パターン形成用マスクを介して前記テーブル手段に載置された被パターン形成基材にペーストのパターンを形成する吐出機構を備えたペースト吐出手段と、
該ペースト吐出手段の吐出機構を前記パターン形成用マスクに沿って往復移動させる吐出機構駆動手段とを備えたパターン形成装置であって、
前記ペースト吐出手段の吐出機構は、先端部分に凹部が形成されて表面に撥液性を備えて形成された樹脂を主成分とする吐出部を有し、前記凹部は前記吐出部を前記パターン形成用マスクに押し当てたときに前記凹部の一端が前記パターン形成用マスクと接触して前記凹部の他端が前記パターン形成用マスクの側に突き出て前記パターン形成用マスクとの間に隙間を形成するように成形されており、前記凹部の一端を前記パターン形成用マスクと接触させた状態で前記吐出機構駆動手段で往復移動させることにより前記ペーストを前記吐出部に形成された凹部と前記パターン形成用マスクとで囲まれた領域に溜め込んで該領域に溜め込んだペーストを前記パターン形成用マスクに形成された複数の小さなパターンに押し込んで充填することにより、前記被パターン形成基材の表面に中央部と周辺部とで厚さの異なる前記ペーストによる大きなパターンを形成することを特徴とするパターン形成装置。
パターン形成用マスクを保持するパターン形成用マスク保持手段と、
パターンを形成する被パターン形成基材を載置して該被パターン形成基材を上下に移動させるテーブル手段と、
前記パターン形成用マスクを介して前記テーブル手段に載置された被パターン形成基材にペーストのパターンを形成する吐出機構を備えたペースト吐出手段と、
該ペースト吐出手段の吐出機構を前記パターン形成用マスクに沿って往復移動させる吐出機構駆動手段とを備えたパターン形成装置であって、
前記ペースト吐出手段の吐出機構は、先端部分に凹部が形成されて表面に撥液性を備えて形成された樹脂を主成分とする１対の吐出部を所定の間隔あけて対向させて配置し、前記凹部は前記１対の吐出部を前記パターン形成用マスクに押し当てたときにそれぞれの吐出部の前記凹部の一端が前記パターン形成用マスクと接触して前記凹部の他端が前記パターン形成用マスクの側に突き出て前記パターン形成用マスクとの間に隙間を形成するように成形されており、前記凹部の一端を前記パターン形成用マスクと接触させた状態で前記吐出機構駆動手段で往復移動させることにより前記所定の間隔あけた一対の吐出部の間に供給されたペーストを前記一対の吐出部に形成された凹部のうちの何れかの凹部と前記パターン形成用マスクとで囲まれた領域に溜め込んで該領域に溜め込んだペーストを前記パターン形成用マスクに形成されたパターンに押し込んで充填することにより、前記被パターン形成基材の表面に前記ペーストによるパターンを形成することを特徴とするパターン形成装置。
前記吐出部に形成した凹部は曲面で形成されており、前記凹部の一端を前記パターン形成用マスクと接触させた状態で前記吐出機構駆動手段で往復移動させることにより前記凹部と前記パターン形成用マスクとで囲まれた領域に溜め込んだ前記ペーストを前記曲面で形成された凹部に沿って前記領域内でローリングさせながら前記パターン形成用マスクに形成されたパターンに押し込んで充填することを特徴とする請求項１又は２に記載のパターン形成装置。
パターン形成用のパターン形成用マスクをパターン形成する被パターン形成基材に密着又は近接させ、
前記被パターン形成基材に密着又は近接させたパターン形成用マスクにペーストを供給し、
該ペーストが供給されたパターン形成用マスクに吐出機構を押し付けながら一方向に移動させ、
該吐出機構の一方向への移動が終了した状態で前記パターン形成用マスクを前記被パターン形成基材から引き剥がすことにより前記スクリーンに形成されたパターンを転写して前記被パターン形成基材上にペーストによるパターンを形成するパターン形成方法であって、
前記吐出機構には、先端部分に凹部が形成されて表面に撥液性を備えて形成された樹脂を主成分とする吐出部を有し、前記凹部は前記吐出部を前記パターン形成用マスクに押し当てたときに前記凹部の一端が前記パターン形成用マスクと接触して前記凹部の他端が前記パターン形成用マスクの側に突き出て前記パターン形成用マスクとの間に隙間を形成するように成形されており、前記ペーストが供給されたパターン形成用マスクに吐出機構を押し付けながら一方向に移動させる工程において、前記ペーストを前記吐出部に形成された凹部と前記パターン形成用マスクとで囲まれた領域に溜め込んで該領域に溜め込んだペーストを前記パターン形成用マスクに形成された複数のマスクパターンに押し込んで充填することにより、前記被パターン形成基材の表面に中央部と周辺部とで厚さの異なる前記ペーストによるパターンを形成することを特徴とするパターン形成方法。
パターン形成用のパターン形成用マスクをパターン形成する被パターン形成基材に密着又は近接させ、
前記被パターン形成基材に密着又は近接させたパターン形成用マスクにペーストを供給し、
該ペーストが供給されたパターン形成用マスクに吐出機構を押し付けながら一方向に移動させ、
該吐出機構の一方向への移動が終了した状態で前記パターン形成用マスクを前記被パターン形成基材から引き剥がすことにより前記スクリーンに形成されたパターンを転写して前記被パターン形成基材上にペーストによるパターンを形成するパターン形成方法であって、
前記吐出機構は、先端部分に凹部が形成されて表面に撥液性を備えて形成された樹脂を主成分とする１対の吐出部を所定の間隔あけて対向させて配置し、前記凹部は前記１対の吐出部を前記パターン形成用マスクに押し当てたときにそれぞれの吐出部の前記凹部の一端が前記パターン形成用マスクと接触して前記凹部の他端が前記パターン形成用マスクの側に突き出て前記パターン形成用マスクとの間に隙間を形成するように成形されており、前記ペーストが供給されたパターン形成用マスクに吐出機構を押し付けながら一方向に移動させるステップにおいて、前記所定の間隔あけた一対の吐出部の間に供給されたペーストを前記一対の吐出部に形成された凹部のうちの何れかの凹部と前記パターン形成用マスクとで囲まれた領域に溜め込んで該領域に溜め込んだペーストを前記パターン形成用マスクに形成されたマスクパターンに押し込んで充填することにより、前記被パターン形成基材の表面に前記ペーストによるパターンを形成することを特徴とするパターン形成方法。
前記吐出部に形成した凹部は曲面で形成されており、前記ペーストが供給されたパターン形成用マスクに吐出機構を押し付けながら該吐出機構を一方向に移動させる工程において、前記凹部と前記パターン形成用マスクとで囲まれた領域に前記ペーストを溜め込んで、前記ペーストを前記曲面で形成された凹部に沿って前記領域内でローリングさせながら前記パターン形成用マスクに形成されたマスクパターンに押し込んで充填することを特徴とする請求項４又は５に記載のパターン形成方法。
前記凹部と前記パターン形成用マスクとで囲まれた領域に溜め込んだペーストを前記パターン形成用マスクに形成されたマスクパターンに押し込んで充填することにより、前記被パターン形成基材の表面に中央部と周辺部とで厚さの異なる前記ペーストによるパターンを形成することを特徴とする請求項５記載のパターン形成方法。
前記ペーストが導電性を有するペーストであり、前記ペーストによるパターンの外縁部の抵抗が前記ペーストによるパターンの中央部の抵抗より低いことを特徴とする請求項４又は７に記載のパターン形成方法。
前記パターン形成用マスクに形成されたマスクパターンは乳剤に加工された開口部で形成されており、前記乳剤の開口部が矩形状の複数のラインとこれらのラインを接続するラインが形成されているとこを特徴とする請求項４又は５に記載のパターン形成方法。
前記パターン形成用マスクに形成されたマスクパターンは乳剤に加工された開口部で形成されており、少なくとも前記乳剤の開口部の内壁、前記被パターン形成基材側の前記乳剤の表面に撥液性の被膜を形成していることを特徴とする請求項４又は５に記載のパターン形成方法。
パターン形成に使用するペーストとして、少なくとも導電性無機材料、導電性有機材料を含有することを特徴とする請求項４又は５に記載のパターン形成方法。
導電性無機材料の形状として、少なくとも粒子形状、ワイヤ形状、ファイバー形状であることを特徴とする請求項１１に記載のパターン形成方法。
導電性無機材料の主成分として、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）、ＳｎＯ２、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｌのうちいずれかを含有することを特徴とする請求項１０又は１１に記載のパターン形成方法。
導電性有機材料として、ＰＥＤＯＴ（poly(3、4- ethylenedioxythiophene)）系高分子を含有することを特徴とする請求項１０乃至１２の何れかに記載のパターン形成方法。