CN114173938B - 喷雾装置及喷涂方法 - Google Patents

Abstract

课题在于，提供一种能够分涂涂布液，并能够形成均匀性高且致密的有机物膜的喷雾装置及喷涂方法。通过具有如下来解决课题，喷雾器；气流形成机构，形成限制由喷雾器所喷雾的涂布液的飞行空间的气流；及空间加热机构，从由气流形成机构所形成的气流的外部对涂布液的飞行空间进行加热。

Description

喷雾装置及喷涂方法

技术领域

本发明涉及一种用于各种材料的膜形成等的喷雾装置及喷涂方法。

背景技术

至今，新一代电子材料以半导体技术为中心发展壮大。

另一方面，在未来，随着高速通信和万亿级传感器时代的到来，需要一种不需要印刷及涂布等昂贵设备，并且任何人都可以轻松制造电子设备的技术。由此，能够实现按需生产和少量多品种的开发，并且能够进一步开发和推广技术。

然而，用于这些电子设备的材料及功能层等原本是无机物。因此，为了形成构成电子设备的膜等，需要真空成膜装置，生产设备成本非常高。

为了克服这些问题，已经尝试用有机物取代无机物，或者将其转化为有机无机杂化材料。

例如，正在研究半导体使用有机半导体材料代替传统的硅类材料。并且，正在研究将氟类聚合物及聚硅氮烷等代替成用作绝缘膜及阻气膜等的二氧化硅、氮化硅及氧化铝(氧化铝)等而用于绝缘膜等。

尝试通过这些材料的转换，从使用无机物的真空成膜，实现使用将有机物溶解在溶剂中的涂布液(涂料)且在大气中通过涂布及印刷来形成膜。

然而，使用有机物形成的膜的性能不如由真空装置形成的无机物膜。其原因有多种，但主要可举出以下3个。

作为第一个原因，可举出用于表达膜的原始性能的分子结构和用于为了制备涂布液而溶解在溶剂中以成为液体的功能的分子结构与原始功能相悖的一点。

例如，为了使有机半导体表达高迁移率，希望有机半导体分子有规则地排列或者形成均匀排列的颗粒块。因此，有机半导体的自凝性必须高。然而，自凝性高是指，即用作涂布液时难以溶解。另一方面，有机半导体设为易于溶解的结构，此外，若结构由于长时间干燥而发生变化，则可能不会如适当发挥其原始性能的分子排列进行排列。

作为第二个原因，可举出为了形成薄膜，必须将涂布液稀释至有机物的浓度低的状态。即，在通过涂布及印刷等形成膜时，若涂布液的固体成分浓度并非充分低的状态，则难以形成薄膜。其结果，在由有机物形成的膜中大量残留残留溶剂而成为杂质，阻碍膜表达适当的功能。

例如，用作绝缘膜的DAIKIN INDUSTRIES,LTD.制造的OPTOOL等氟聚合物膜的膜厚优选为1μm以下，更优选为100nm以下。这种薄膜若不充分稀释有机物而用低粘度的涂布液形成膜，则会产生膜缺陷。因此，需要将用于形成膜的涂布液的溶媒量设定为90质量％以上。

作为第三个原因，可举出如下，若相反地提高涂布液的浓度，则空气中的氧等与有机物的反应性变高，有机物变得易于形成自凝物。若在涂布液中形成有机物的自凝物，则无法形成均匀(均质)的膜。

例如，若聚硅氮烷为溶液，薄薄地涂布并加热，则能够形成SiO₂膜。增加Si量的无机聚硅氮烷能够形成非常接近SiO₂的膜，并且绝缘性及阻隔性等优异。然而，涂布液中无机物的比例越大，通过与氧的反应，脱水缩合越加剧而凝胶化。其结果，直接导致涂布液的适用期缩短的问题。若通过增加有机物的比例来解决该问题，则膜中的碳原子增加，并且绝缘性及阻隔性等所需的性能显著降低。也可以考虑稀释用于形成膜的涂布液，但产生与上述第二个原因相同的不便。

即，在通过涂布及印刷等形成有机物膜时，会产生有机物不易溶于涂布液、为了溶解有机物而降低涂布液的有机物浓度，则难以去除溶剂、以及难以控制成为涂布液时有机物的反应性等新的问题。

这些问题在涂布装置及喷墨装置等的开发中无法应对的部分也较多，成为阻碍印刷电子等的发展的主要因素。

作为能够解决这种问题的方法，可例示通过使用喷雾器的涂布液的喷雾来形成膜的方法。

具体而言，在通过喷雾来形成膜的方法中，制备将有机物溶解于溶剂中的涂布液，通过对该涂布液进行喷雾，以飞行的雾状从涂布液去除溶剂，从而在基板上形成有机物的薄膜。

例如，在专利文献1中，在通过超声波喷雾装置将包含载催化剂粒子、离子传导性聚合物及溶剂的催化剂油墨涂布到靶材上而形成燃料电池用电极层的方法中，例示有使从超声波喷雾装置喷雾的油墨粒子以干燥的状态附着于靶材表面的方式对油墨粒子进行干燥的方法。

并且，专利文献2中记载了抗蚀剂涂布装置，其具备：晶片搭载部，具有对晶片基板进行加热的加热器；超声波喷雾喷嘴，使抗蚀剂液成为雾状、并且在雾状抗蚀剂液周围形成空气幕并喷雾在晶片基板上；及致动器，从超声波喷雾喷嘴将雾状抗蚀剂以裙状喷出，并且使超声波喷雾喷嘴相对于晶片基板相对移动，以使相邻的超声波喷雾喷嘴的喷雾移动轨迹中的雾状抗蚀剂的裙状边缘部分相互重叠。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2009-289629号公报

专利文献2：日本特开2010-087198号公报

发明内容

发明要解决的技术课题

根据本发明人等的研究，在基于使用这种超声波喷雾等的喷雾的有机物膜的形成中，以飞行的雾状对涂布液进行加热，从而能够从涂布液去除溶剂。因此，当涂布液附着于基板上的时刻，可以使涂布液中的有机物浓度处于高的状态，并且能够快速地干燥以形成膜。其结果，获得表达有机物原本具有的性能的薄膜。

在此，从在大面积上涂敷包含有机物的涂布液的观点考虑，专利文献1中记载的方法优异。

然而，在该方法中，所喷雾的涂布液的雾没有均匀地飞散。因此，例如若用于形成有机半导体等，则膜厚的分布等变大，从而难以形成均匀的膜。另外，在该方法中，难以控制所喷雾的涂布液的飞行，难以进行例如喷墨仅在形成于基板上的电路的某一部分上形成膜的分涂。

另一方面，专利文献2中记载的方法中，通过利用空气幕，所喷雾的涂布液的飞行控制性优异，从而能够提高分涂等的精密性。

然而，在简单的空气幕中，没有促进涂布液的高浓度，而只加快液滴的飞行速度。因此，在专利文献2中记载的方法中，涂布液在固体成分浓度低的状态下，即在涂布液中有机物充分溶解的状态下涂布于基板上。因此，专利文献2的方法中，无法获得通过上述喷雾进行的膜形成方法的优点。

本发明的目的在于解决这种现有技术的问题，提供一种能够以良好的控制性进行涂布液的分涂，并且能够形成均匀性高且致密的有机物膜的喷雾装置以及喷涂方法。

用于解决技术课题的手段

为了解决该课题，本发明具有以下结构。

[1]一种喷雾装置，其特征在于，具有：

喷雾器；

气流形成机构，形成用于限制由喷雾器所喷雾的涂布液的飞行空间的气流；及

加热机构，从由气流形成机构所形成的气流的外部对涂布液的飞行空间进行加热。

[2]根据[1]所述的喷雾装置，其中，

喷雾器及气流形成机构不与空间加热机构接触。

[3]根据[1]或[2]所述的喷雾装置，其中，

喷雾器仅对涂布液进行喷雾。

[4]根据[3]所述的喷雾装置，其中，

喷雾器为超声波喷雾器。

[5]根据[1]至[4]中任一项所述的喷雾装置，其中，

空间加热机构通过辐射热对气流所限制的涂布液的飞行空间进行加热。

[6]根据[1]至[5]中任一项所述的喷雾装置，其中，

由气流形成机构形成的气流不作用于基于喷雾器的涂布液的喷雾。

[7]根据[1]至[6]中任一项所述的喷雾装置，其中，

喷雾器构成气流形成机构的一部分。

[8]根据[1]至[7]中任一项所述的喷雾装置，其具有三维移动喷雾器、气流形成机构及空间加热机构的移动机构。

[9]根据[8]所述的喷雾装置，其中，

移动机构一体地移动喷雾器、气流形成机构及空间加热机构。

[10]根据[1]至[9]中任一项所述的喷雾装置，其中，

空间加热机构与涂布涂布液的被涂布材料分开。

[11]根据[1]至[10]中任一项所述的喷雾装置，其具有对供给到喷雾器的涂布液进行加热的涂布液加热机构。

[12]根据[1]至[11]中任一项所述的喷雾装置，其具有对成为由气流形成机构所形成的气流的气体进行加热的气体加热机构。

[13]根据[1]至[12]中任一项所述的喷雾装置，其具有对涂布涂布液的被涂布材料进行加热的被涂布材料加热机构。

[14]根据[1]至[13]中任一项所述的喷雾装置，其具有对喷雾器进行加热的喷雾器加热机构。

[15]根据[1]至[14]中任一项所述的喷雾装置，其中，

气流形成机构形成筒状气流，作为限制由喷雾器喷雾的涂布液的飞行空间的气流。

[16]一种喷涂方法，其中，

通过基于喷雾器的涂布液的喷雾，将涂布液涂布于被涂布材料时，形成用于限制由喷雾器喷雾的涂布液的飞行空间的气流，并且

从用于限制飞行空间的气流的外部，一边对涂布液的飞行空间进行加热，一边将涂布液涂布于被涂布材料。

发明效果

根据本发明，能够以能够分涂等良好的控制性，形成均匀性良好且致密的有机物膜。

附图说明

图1是概念地表示本发明的喷雾装置的一例的图。

图2是用于说明图1所示的喷雾装置的作用的概念图。

图3是概念地表示散热部件的另一例的图。

图4是概念地表示散热部件的另一例的图。

图5是概念地表示散热部件的另一例的图。

图6是概念地表示散热部件的另一例的图。

图7是概念地表示散热部件的另一例的图。

图8是概念地表示散热部件的另一例的图。

具体实施方式

以下，以示于附图的优选实施例为基础，对本发明的喷雾装置及喷涂方法进行详细说明。

另外，本发明中使用“～”表示的数值范围是指将记载在“～”的前后的数值作为下限值及上限值而包含的范围。

图1中通过局部剖视图概念地示出实施本发明的喷涂方法的本发明的喷雾装置的一例。

另外，包括图1在内，以下所示的图概念地表示本发明的喷雾装置。因此，在以下附图中，各部件的大小、形状、配置位置、大小的关系、及位置关系等并不一定与本发明的实际喷雾装置一致。

图1所示的喷雾装置10具有超声波喷雾器12、外壳14、气流形成部16、空间加热部18及基板托架20。

本发明的喷雾装置10为通过在基板Z上喷涂将要形成的膜的材料溶解于溶剂而成的涂布液，由此在基板Z形成膜的装置。基板Z是指本发明中的涂布液的被涂布材料。

具体而言，喷雾装置10一边通过由气流形成部16所形成的气流限制由超声波喷雾器12所喷雾的涂布液的飞行空间，一边在基板Z上喷涂涂布液。并且，喷雾装置10一边从由气流形成部16所形成的气流的外部对气流形成部16所限制的涂布液的飞行空间进行加热，一边在基板Z上喷涂涂布液。

本发明的喷雾装置10通过具有这种结构，能够以能够分涂等良好的控制性，形成均匀性良好且致密的有机物膜。

本发明的喷雾装置10形成膜的基板Z、即本发明的喷雾装置10涂布涂布液的基板Z并无限定，能够利用各种类型。

作为一例，可例示聚对苯二甲酸乙二酯(PET)薄膜及聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)薄膜等树脂薄膜、玻璃板、以及硅晶片等。

并且，关于本发明的喷雾装置10形成膜的基板Z，对树脂薄膜等片状物(板状物)也并无限定。即，本发明的喷雾装置10(喷涂方法)可以在球体、长方体、柱状体、锥状体以及不规则形状等各种形状的物品形成膜。

另外，关于本发明的喷涂装置10形成膜，可以是原材料，可以是半成品，也可以是成品。

本发明的喷雾装置10通过在这种基板Z上喷涂涂布液，在基板Z的表面形成膜。

涂布液(涂料)是将形成于基板Z的膜的材料(成膜材料)溶解于溶剂(溶媒)而成的材料。

由本发明的喷雾装置10要形成的膜并无限定，只要能够溶解于溶剂，则能够利用各种材料。作为一例，可例示6,13-双(三异丙基甲硅烷基乙炔基)并五苯(TIPS并五苯)及二苯并噻吩并苯并噻吩(C8-BTBT)等有机半导体材料、氟类聚合物及聚硅氮烷等绝缘材料、以及成为阻气膜的材料等。另外，本发明的喷雾装置10即使是对溶剂的溶解性低的有机物，也能够形成控制性良好，均匀且致密的膜。因此，本发明的喷雾装置10能够进一步优选地利用在有机物的成膜上。

用于涂布液的溶剂也并无限定，根据要形成的膜的材料，适当选择能够溶解膜的材料的溶剂即可。

此外，涂布液的浓度(固体成分浓度)也并无限定，根据要形成的膜的材料、溶剂、要形成的膜的材料的溶解度等，适当设定即可。

涂布液的制备以与将膜的材料投入溶剂中并搅拌，溶解于溶剂而成的公知的溶液的制备相同的方式进行即可。

优选，对溶剂(涂布液)进行加热以制备涂布液。由此，通过在常温下制备涂布液，能够使涂布液中的膜的形成材料的浓度成为高浓度。

基板托架20保持基板Z。

基板托架20只要能够根据被形成膜的基板Z的形状等来保持基板Z，就能够利用各种公知的基板托架。例如，基板Z为片状物的情况下，作为基板托架20，可例示载置基板Z的载置台等。

喷雾装置10优选具有对基板托架20所保持的基板Z进行加热的基板加热机构(被涂布材料加热机构)。

通过具有基板加热机构，使附着于基板Z的涂布液的溶剂迅速蒸发，能够以良好的生产率形成均匀性高的膜。

基板加热机构并无限定，能够根据基板Z的形状等，利用各种公知的机构。作为一例，可例示当基板Z为片状物的情况下，作为基板托架20，使用热板的方法。作为基板加热机构，除此之外，还可例示基于使用红外线加热器及卤素灯等加热器的辐射热的加热机构、以及通过对基板托架20进行加热来对基板Z进行加热的加热机构等。

另外，根据基板Z的耐热性、形成在基板Z上的膜的耐久性、及用于涂布液的溶剂的沸点等，适当设定基于基板加热机构的基板Z的加热温度即可。

超声波喷雾器12为将涂布液喷雾于基板Z的本发明中的喷雾器。

另外，在本发明中，喷雾器并不限定于超声波喷雾器12。即，在本发明中，关于喷雾器，只要喷雾能够根据所形成的膜的材料、浓度等涂布液的状态、及基板Z的种类等，将所需尺寸的液滴仅以所需量喷雾成雾状，则能够利用各种公知的喷雾器(液体喷雾机构、雾化器)。另外，在本发明的喷雾装置中，喷雾器还包含一般称作液体的喷射机构等的机构。

作为喷雾器，作为一例，除了图示例的超声波喷雾器12之外，还可例示二流体喷雾器、电场喷雾器(电子喷雾器)、静电喷雾器、及喷墨头等。其中，从能够通过不需要用于喷雾的气体的气流控制雾状液滴的喷雾空间的等方面考虑，可优选地例示仅喷雾超声波喷雾器、电场喷雾器和静电喷雾器等的液滴的喷涂机构(单流体喷雾器)。其中，尤其优选地例示图示例的超声波喷雾器12。

在图示例中，超声波喷雾器12具有壳体24、涂布液流路管30及超声波发振部26a。

壳体24为具有外径不同的2个区域的圆筒状部件，且具有外径大的主体部26及外径小的喷嘴部28。喷嘴部28成为涂布液的喷雾侧。

并且，如上述，壳体24为圆筒状，且在中心具有圆形的贯穿孔24a。在贯穿孔24a中，以中心一致的方式嵌入圆筒状涂布液流路管30。

涂布液流路管30通过连接部34a与涂布液的供给管33连结并固定。

涂布液从供给管33供给到超声波喷雾器12的涂布液流路管30。涂布液流过涂布液流路管30到达壳体24的喷嘴部28的末端、即超声波喷雾器12的末端面28a。

另外，涂布液向供给管33的供给能够利用使用泵的方法等、各种公知的液体供给机构。

喷雾装置10具有用于对涂布液进行加热的涂布液加热部34。

供给管33在涂布液加热部34内通过连接部件34a连接于涂布液流路管30。因此，从供给管33供给的涂布液在涂布液加热部34中被加热，并供给到超声波喷雾器12的涂布液流路管30。

通过对涂布液进行加热来制备，并且在涂布液加热部34中加热后供给，从而即使所形成的膜的材料的溶解度低的情况下，也能够将高浓度的涂布液供给到超声波喷雾器12。

基于涂布液加热部34的涂布液的加热方法并无限定，能够利用各种公知的方法。作为一例，可例示基于使用红外线加热器及卤素灯等加热器的辐射热的加热、将带状加热器缠绕在供给管33和/或连接部件34a上的方法、以及基于循环的热介质的供给管33的加热等。

基于涂布液加热部34的涂布液的加热温度也并无限定，根据涂布液中包含的溶剂、膜的形成材料、涂布液的浓度等，适当设定即可。

如上述，壳体24(主体部26及喷嘴部28)为圆筒状。并且，在壳体24的中心的圆形的贯穿孔24a中，以中心一致的方式插入贯通圆筒状涂布液流路管30。

因此，由壳体24(喷嘴部28)的末端面和涂布液流路管30的末端面形成的超声波喷雾器12的末端面28a为圆形状。即，由壳体24的末端面和涂布液流路管30的末端面形成的超声波喷雾器12的储液部(雾化面)为圆形。

供给到涂布液流路管30的涂布液通过涂布液流路管30到达超声波喷雾器12的末端面28a，并在末端面28a上涂覆。涂布液在超声波喷雾器12的末端面28a上通过壳体24的超声波振动被雾化并喷雾。

在本发明的喷雾装置10中超声波喷雾器12的末端面28a(储液部)的形状并不限定于圆形。即，在本发明的喷雾装置10中，超声波喷雾器(超声波喷雾器喷嘴)的雾化面的形状并不限定于圆形。

因此，超声波喷雾器12的末端面28a的形状能够利用椭圆形状及多边形状等各种形状。然而，从在超声波喷雾器12的末端面28a的整个表面上均匀地涂覆涂布液的观点考虑，超声波喷雾器12的末端面28a优选为圆形。

在超声波喷雾器12中，在壳体24的主体部26上组装有超声波发振部26a(超声波振子)。

超声波喷雾器12通过由超声波发振部26a进行超声波振动，使壳体24(主体部26及喷嘴部28)超声波振动。由此，使涂覆在作为雾化面的超声波喷雾器12的末端面28a上的涂布液进行超声波振动而喷雾成雾状。

在涂布液流路管30与壳体24之间具有间隙。通过具有该间隙，仅使壳体24振动。

在本发明的喷雾装置10中，超声波喷雾器12并无限定。即，超声波喷雾器12能够利用通过超声波振动将涂覆在末端面28a上的涂布液雾化并喷雾成雾状的、各种公知的超声波喷雾器(超声波雾化器)。因此，在本发明中，超声波喷雾器12的形成材料也并无限定。

并且，超声波喷雾器12还能够优选地利用市售品。作为超声波喷雾器12的市贩品，作为一例，可例示Sono-Tek Corporation制造的AccuMist、MicroMist、Impact、Vortex及Propel等。

超声波喷雾器12保持在外壳14上。

外壳14作为一例为上下面封闭的中空圆柱状部件。在外壳14的圆柱的上下面形成有贯穿孔。超声波喷雾器12通过将供给管33侧的端部附近及喷嘴部28插入贯通到该贯穿孔并保持，保持于外壳14上。

在外壳14的供给管33侧的端面设置用于使空气(加热/冷却用空气)流动的流入口14a及排出口14b，该空气(加热/冷却用空气)用于调节超声波发振部26a及外壳14的温度。

在喷雾装置10中，在外壳14的基板Z侧即涂布液喷雾侧的端面设置气流形成部16。

气流形成部16具有腔室38及气流形成管40。

腔室38为固定于外壳14且一面(上面)开放的中空圆柱状部件。通过外壳14的基板Z侧的端面封闭腔室38的开放面。

并且，在腔室38的封闭面(基板Z侧的端面)形成有直径大于超声波喷雾器12的壳体24的喷嘴部28的圆形开口38a。

在腔室38的下面固定圆筒状气流形成管40。开口38a与气流形成管40的中心一致。另外，腔室38的开口38a的直径与气流形成管40的贯穿孔(内径)的直径可以一致，也可以不一致。

气流形成管40具有在腔室38侧的端部向外侧突出的凸缘部40a。该凸缘部40a固定于腔室38的下面，由此气流形成管40固定于腔室38。

在开口38a及气流形成管40的贯穿孔插入贯通超声波喷雾器12的喷嘴部28。

如上述，开口38a及气流形成管40的贯穿孔为圆形。并且，超声波喷雾器12的喷嘴部28为圆筒状，且直径小于开口38a等。超声波喷雾器12的喷嘴部28以中心一致的方式插入贯通开口38a及气流形成管40。

因此，在喷嘴部28与开口38a及气流形成管40之间，遍及包围喷嘴部28的整周，形成均匀间隔的空隙。

在腔室38的侧面连接供给管42。气流形成用气体从供给管42供给到腔室38的内部。

供给到腔室38的内部的气流形成用气体从喷嘴部28与开口38a及气流形成管40之间排出。即，在喷雾装置10中，超声波喷雾器12的喷嘴部28也构成气流形成部16的一部分。

并且，通过具有插入贯通喷嘴部28的圆筒状气流形成管40，能够高精度地形成及控制形成涂布液的飞行空间的气流。

如上述，喷嘴部28为圆筒状，开口38a及气流形成管40的贯穿孔为圆形。因此，从喷嘴部28与开口38a及气流形成管40之间排出的气流形成用气体成为包围喷嘴部28的圆筒状气流。

即，在喷雾装置10中，包围喷嘴部28的圆筒状气流(气帘、成形空气)从喷嘴部28朝向基板Z形成。

另外，根据需要，可以在喷嘴部28的外周面和/或气流形成管40的内周面形成朝向涂布液的喷雾方向的螺旋状槽。

由此，从喷嘴部28与气流形成管40之间排出的圆筒状气流一边旋转一边行进，因此能够提高气流的直进性。

从超声波喷雾器12的末端面28a喷雾涂布液。所喷雾的涂布液通过超声波振动被雾化，且不包含喷雾用气体等。

因此，通过包围喷嘴部28的圆筒状气流，能够将由超声波喷雾器12所喷雾的涂布液的飞行空间限制在该圆筒状气流内。

另外，该圆筒状气流仅作用于限制由超声波喷雾器12所喷雾的涂布液的飞行空间，基本不作用于来自超声波喷雾12的涂布液的喷雾、即，来自超声波喷雾器12的涂布液的喷雾仅通过超声波喷雾器12的超声波振动进行。

并且，通过调节通过气流形成部16形成的气流，能够限制由超声波喷雾器12所喷雾的涂布液的涂布区域。

例如，通过缩小圆筒状气流的内径，能够缩小涂布液向基板Z的涂布区域。相反，通过增大圆筒状气流的内径，能够扩大涂布液向基板Z的涂布区域。另外，圆筒状气流的内径的调节利用超声波喷雾器12的侧面的外径(最大直径)的调节、气流的喷雾方向的调节、及扩径或缩径等气体排出侧的气流形成管40的形状的选择等公知的方法进行即可。

因此，根据本发明的喷雾装置10，能够以良好的控制性进行涂布液的分涂等。例如，根据本发明的喷雾装置10，向基板Z的期望区域选择性形成膜等也能够以较高的精度及控制性进行。

由气流形成部16所形成且限制由超声波喷雾器12所喷雾的涂布液的飞行空间的气流并不限定于如图示例的圆筒状。

例如，可以将限制涂布液的飞行空间的气流设为缩径或扩径的圆锥台形状的筒状。

并且，可以将气流形成管40的形状设为四角筒状及六角筒状等的角筒状。在此，如上述，超声波喷雾器12的末端面28a优选为圆形。超声波喷雾器12的末端面28a为圆形的情况下，气流形成管40的形状为六角筒状等角筒状时，在超声波喷雾器12的末端面28a与气流形成管40之间产生距离即间隙不同的区域。这种情况下，因超声波喷雾器12的末端面28a与气流形成管40的间隙的差异，产生气流的流速局部不同的区域，从而有可能对涂布液的飞行带来影响。因此，气流形成管40优选为中心与超声波喷雾器12一致的圆筒状。

另外，在图示例的喷雾装置10中，超声波喷雾器12的末端面28a从气流形成管40的末端部略微突出，但本发明并不限定于此。

即，喷雾装置10中，超声波喷雾器12的末端面28a可以位于气流形成管40的内部。或者，喷雾装置10中，超声波喷雾器12的末端面28a与气流形成管40的末端部的位置可以与涂布液的喷雾方向一致。

此外，喷雾装置10可以设为使超声波喷雾器12和气流形成管40能够向基于超声波喷雾器12的涂布液的喷雾方向相对移动。

这种情况下，可以将气流形成管40和/或喷嘴部28设为逐渐缩径或扩径的形状。由此，通过超声波喷雾器12与气流形成管40的相对移动，能够调节超声波喷雾器12的末端面28a与气流形成管40的间隙，以调节气流的速度。

在本发明的喷雾装置中，气流形成机构并不限定于使用了超声波喷雾器12及包围超声波喷雾器12的筒状体的结构。

例如，可以将管之间成为气体的流路的双重管用作气流形成机构。此时，只要通过所形成的气流能够限制涂布液的飞行空间，则关于双重管，可以将超声波喷雾器12的末端面28a嵌入到内侧管，也可以不嵌入到内侧管。

并且，可以以沿周向包围超声波喷雾器12的喷嘴部28的方式设置多个供给气体的喷嘴，由此构成气流形成机构。

即，在本发明的喷雾装置中，气流形成机构并不限定于将超声波喷雾器12作为结构必要条件的一部分的实施方式。并且，在本发明的喷雾装置中，由气流形成机构形成的气流并不限定于筒状。

在本发明的喷雾装置中，由气流形成机构形成的气流只要能够限制由超声波喷雾器12喷雾的涂布液的飞行空间，则形状及状态等并无限定。除此之外，在本发明的喷雾装置中，气流形成机构只要能够形成能限制涂布液的飞行空间的气流，则能够利用各种结构。

形成基于气流形成部16的气流的气体并无限定。在此，形成气流的气体优选不对涂布液带来影响。从该观点考虑，形成气流的气体优选地利用空气、以及氮气及氦气等惰性气体。

并且，限制涂布液的飞行空间的气流的流速并无限定。即，限制涂布液的飞行空间的气流的流速可以根据基于超声波喷雾器12的涂布液的喷雾量等适当设定能够限制涂布液的飞行空间的流量。另外，如上述，基于超声波喷雾器12的涂布液的喷雾由基于超声波振动的涂布液的雾化引起，所雾化的涂布液的推进力没有那么强。因此，限制涂布液的飞行空间的气流可以为流速小且平稳的气流。

作为优选实施方式，图示例的喷雾装置10具有气体加热部50，该气体加热部50在将形成气流的气体供给到腔室38的供给管42的途中对气体加热。

通过具有气体加热部50，提高限制涂布液的飞行空间的气流的温度，从而能够提高基于后述空间加热部18的涂布液的飞行空间的加热效率。其结果，能够更优选地实现膜形成速度的提高、所形成的膜的均匀化、及所形成的膜的密度的提高等。

基于气体加热部50的气体的加热并无限定，能够利用公知的方法。

作为一例，可例示使用市售(少量)气体加热器的方法、基于使用红外线加热器及卤素灯等加热器的辐射热的加热、将带状加热器缠绕在供给管42的方法、及基于循环的热介质(气体或液体)的供给管42的加热等。

基于气体加热部50的气体的加热温度也并无限定，根据涂布液中包含的溶剂、膜的形成材料、及涂布液的浓度等，适当设定即可。

本发明的喷雾装置10具有空间加热部18，该空间加热部18从由气流形成部16所形成的气流的外部对由该气流所限制的涂布液的飞行空间进行加热。

图示例的喷雾装置10的空间加热部18具有：圆筒状散热部件52，包围由气流形成部16所形成的圆筒状气流；及加热装置54，对散热部件52进行加热。优选为，散热部件52的中心与超声波喷雾器12的末端面的中心即气流形成部16的中心一致。

另外，散热部件52由不锈钢、铝及铁等各种金属等、具有良好的导热性的材料形成即可。

散热部件52通过被加热装置54加热来发出辐射热。喷雾装置10通过由所加热的散热部件52发出的辐射热，从由气流形成部16所形成的圆筒状气流的外部，对通过气流限制的涂布液的飞行机构进行加热。

本发明的喷雾装置10在喷雾涂布液而在基板Z形成膜的装置中，通过具有上述气流形成部16及空间加热部18，从而能够以高的膜形成速度形成能够以良好的控制性进行涂布液的分涂，并且均匀性高且致密的有机物膜。

另外，在本发明的喷雾装置中，对通过由气流形成部16所形成的气流来限制的涂布液的飞行空间进行加热的空间加热机构并不限定于基于辐射热的加热。

作为空间加热机构，例如还能够使用利用电磁感应的加热机构、及利用微波的加热机构等。

图2中概念地示出喷雾装置10中的超声波喷雾器12的末端面28a及空间加热部18(散热部件52)的附近，说明本发明的喷雾装置10的作用。

如上述，在喷雾装置10中，将成为所形成的膜的材料溶解于溶剂中而成的涂布液从供给管33供给到超声波喷雾器12的涂布液流路管30。如上述，涂布液流路管30以中心一致的方式插入贯通圆筒状壳体24(主体部26及喷嘴部28)的贯穿孔24a。

涂布液通过涂布液流路管30到达超声波喷雾器12的末端面28a，并涂覆在末端面28a的表面。

在此，涂布液优选通过加热来制备。加热制备的涂布液由涂布液加热部34加热并供给到涂布液流路管30，并通过涂布液流路管30供给到末端面28a。因此，涂布液的浓度即使高于常温下的饱和浓度，也可适当保持液体状态并供给到末端面28a。

开始向基板Z涂布涂布液时，通过超声波发振部26a使超声波喷雾器12的壳体24进行超声波振动。涂覆在超声波喷雾器12的末端面28a的涂布液通过壳体24进行超声波振动而被雾化，并从超声波喷雾器12的末端面28a喷雾。另外，仅壳体24进行超声波振动，固定于连接部34a的涂布液流路管30不振动。

从末端面28a喷雾的涂布液朝向保持于基板托架20的基板Z飞行。基板Z优选被加热。

在此，在喷雾装置10中，如图2中箭头所示，从喷嘴部28的外表面与气流形成管40的内表面的间隙，通过气流形成部16，朝向基板Z形成圆筒状气流。从超声波喷雾器12(末端面28a)喷雾的涂布液的飞行空间并不限定于该圆筒状气流的内部。

因此，从超声波喷雾器12喷雾的涂布液在通过气流限制的飞行空间内飞行并涂布于基板Z的规定位置。

基板Z中，溶剂从涂布液蒸发，由此溶解在溶剂中的材料被析出以形成膜。此外，可以根据需要，在基板Z上涂布涂布液后，使用加热器等加热基板Z，从而进一步从涂布液去除溶剂。

在此，通过来自空间加热部18的散热部件52的辐射热，并从气流的外部加热被气流限制的涂布液的飞行空间。

本发明的喷雾装置10在形成基于喷涂的膜时，通过进行基于气流的涂布液的飞行空间的限制、及从气流外部对飞行空间的加热，从而能够以较高的膜形成速度形成能够以良好的控制性进行涂布液的分涂，并且均匀性高且致密的有机物膜。

即，在本发明的喷雾装置10中，对涂布液进行喷雾，并以雾化的液滴向空中喷出，且以液滴状态加热飞行中的涂布液。由此，提高涂布液的液滴的温度，并使液滴内部的饱和溶解度成为高的状态。其结果，能够以保持与所制备的涂布液相应的高浓度的状态，将涂布液涂布于基板Z上，而不会发生在液滴内的晶体析出。

并且，从飞行中的涂布液的液滴使溶剂蒸发即去除，从而能够使液滴即涂布液的浓度更高。在此，在本发明中，即使从液滴去除溶剂，由于饱和溶解度高，因此也能够防止晶体的析出以及凝聚物的生成。除此之外，本发明以飞行中的液滴的状态对涂布液进行加热，因此液滴整体被均匀地加热而浓度均匀地变高，且表面张力遍及整个区域稳定，因此不易产生晶核。其结果，能够防止生成飞行中的液滴内的膜形成材料的晶体及凝聚物。

此外，在本发明中，通过气流限制涂布液的飞行空间，且对该所限制的飞行空间进行加热，因此无需扩散雾状液滴就能够进行加热，涂布液的加热效率高，可以更优选地获得上述优点。

因此，根据本发明的喷雾装置10，高浓度的涂布液以适当的溶液状态附着于基板Z上。其结果，溶剂从附着于基板Z上的涂布液迅速蒸发，膜形成材料迅速固化，因此能够迅速形成均匀且致密的膜。而且，由于通过气流限制涂布液的飞行空间，因此能够在雾状液滴扩散之前有效地加热涂布液。并且，通过气流限制涂布液的飞行空间，因此仅在基板Z的期望区域涂布涂布液等分涂也能够以良好的精度进行。

除此之外，在本发明的喷雾装置10中，通过气流限制涂布液的飞行空间，且通过空间加热机构从气流的外部对飞行空间进行加热。因此，还能够防止涂布液附着于空间加热机构。

另外，对飞行中的涂布液不进行加热的情况下，因温度下降，导致在飞行中的涂布液的液滴内析出晶体而凝聚。其结果，所获得的膜成为凝聚物多且不均匀的膜。

并且，本发明的喷雾装置10优选对保持于基板托架20的基板Z进行加热。

附着于基板Z的涂布液的液滴为高浓度且被加热，因此附着于基板Z时，溶剂蒸发而迅速产生晶体。即，能够进一步提高膜的形成速度。而且，由于液滴在基板Z上也被加热，因此不会在附着后立即结晶，能够沿基板Z的面方向移动并连结。其结果，能够在面方向上均匀地形成膜，从而进一步提高膜的均匀性。

从以上观点考虑，本发明的喷雾装置10优选地利用于形成对溶剂的溶解度低的材料的膜，且形成基于低浓度的涂布液的膜。

并且，所形成的膜也能够形成有机半导体膜、绝缘膜、阻气膜、各种单分子膜及硬涂层等各种膜。

另外，在本发明的喷雾装置10中，在基于超声波喷雾器12的涂布液的开始喷雾、基于气流形成部16且限制涂布液飞行空间的气流的开始形成、及基于空间加热部18的涂布液飞行空间的开始加热的顺序并无限定。

然而，若开始涂布液的喷雾后，开始形成限制涂布液的飞行空间的气流，则在散热部件52(空间加热部18)上附着涂布液而形成膜的可能性高。因此，在本发明的喷雾装置10中，优选开始基于气流形成部16的气流的形成后，开始基于超声波喷雾器12的涂布液的喷雾。即，喷雾装置10可以具有控制机构，该控制装置控制各部位的驱动，以使开始涂布液的喷雾时，可以在开始基于气流形成部16的气流的形成后，开始基于超声波喷雾器12的涂布液的喷雾。

在本发明的喷雾装置10中，空间加热部18从限制由气流形成部16所形成的涂布液的飞行空间的气流的外部对涂布液的飞行空间进行加热。

因此，空间加热部18、尤其对涂布液的飞行空间进行加热的散热部件52和超声波喷雾器12及气流形成部16为不相关的独立部件。因此，考虑气流的稳定性、防止涂布液向散热部件52的附着、及各部件的温度控制等时，在本发明的喷雾装置10中，如图示例，优选超声波喷雾器12及气流形成部16不与空间加热部18(散热部件52)接触。

并且，散热部件52只是加热涂布液的飞行空间，与涂布液的飞行空间的限制无关。

即，通过包围涂布液的飞行空间的部件，限制涂布液的飞行空间的情况下，使部件与基板Z接触，才能够更准确地限制涂布液的飞行空间，以在基板Z的目标位置涂布涂布液来形成膜。

然而，在本发明的喷雾装置10中，限定涂布液的飞行空间的是气流，散热部件52与涂布液的飞行空间的限制无关。因此，散热部件52无需与基板Z接触。

在此，如上述，本发明的喷雾装置10通过气流限制涂布液的飞行空间，因此能够进行在基板Z的期望位置涂布涂布液等分涂。此时，如后述，喷雾装置10优选具有移动机构，该移动机构三维移动超声波喷雾器12、气流形成部16及空间加热部18(散热部件52)。

从该观点考虑，在本发明的喷雾装置10中，散热部件52优选配置成总是与基板Z分开。

在本发明的喷雾装置10中，基于空间加热部18的涂布液的飞行空间的加热温度并无限定，根据涂布液中包含的溶剂、膜的形成材料、涂布液的浓度等适当设定即可。

在本发明的喷雾装置10中，对散热部件52进行加热的加热装置54并无限定，能够利用各种加热装置。

作为一例，加热装置54可以为内置于散热部件52的盒式加热器。

或者，如图示例，加热装置54可以配置于散热部件52的外侧，且利用与散热部件52接触的路径循环所加热的油等的热介质。

此外，还可以散热部件52本身为发热的结构。例如，例示通过由电阻大的材料形成散热部件52且通电，从而产生焦耳热，对散热部件52进行加热的结构。作为其他方法，例示通过用能够感应加热的材料形成散热部件52，且对散热部件52施加磁场，从而对散热部件52进行加热的结构。

认为即使涂布液使用可燃性溶剂的情况下，使热介质循环的加热装置54、及散热部件52自身发热的结构也比较容易确保安全性。

为了有效地加热涂布液的飞行空间，优选散热部件52的散热性及加热效率良好。

从该观点考虑，散热部件52优选为黑色部件。具体而言，散热部件52的放射率ε优选为0.90以上，更优选为0.95以上。由此，提高散热部件52的加热效率及散热性，从而能够提高涂布液的飞行空间的加热效率。

并且，还优选散热部件52的表面被粗糙化处理。由此，能够增加散热部件52的表面积，提高散热部件52的加热效率及散热性，从而能够提高涂布液的飞行空间的加热效率。粗糙化处理能够利用公知的方法。作为粗糙化处理，作为一例，可例示滚花、喷砂及喷丸硬化等。

此外，还例示在散热部件52的表面形成凹凸，将表面积相对于投影面积设为2倍以上。作为一例，可例示出如图3中概念地表示的散热部件52a，设置有在内表面朝向涂布液的飞行空间突出的翅片60的结构。由此，增加散热部件52的表面积，提高散热部件52的加热效率及散热性，从而能够提高涂布液的飞行空间的加热效率。

另外，图3及后述的图4～图8是概念地表示从基板Z侧观察超声波喷雾器12(喷嘴部28)、气流形成管40时的图。并且，在图3～图8中，为了简化附图，涂布液流路管30用实线圆表示。

另外，关于将散热部件52的放射率ε设为0.90以上的结构、对散热部件52的表面进行粗糙化的结构、及将散热部件52的表面积设为投影面积的2倍以上的结构，可以并用2个以上。

散热部件的形状并不限定于图1及图2所示的圆筒状，能够利用各种形状。

作为一例，如图4中概念地表示，可例示出在圆筒的轴线方向具有狭缝状开口且截面形状为兰道环状的散热部件52b。另外，圆筒的轴线方向为圆筒的高度方向。根据该散热部件52b，能够从狭缝状开口观察涂布液的飞行状态等。

并且，如图5中概念地表示，也能够利用组合沿圆筒的轴线方向分割成2个的1对大致半圆筒而成的散热部件52c。根据该散热部件52c，能够一边从一个间隙照射观察用光，一边从另一间隙观察涂布液的飞行状态等。

此外，如图6中概念地表示，也能够利用具有由沿轴线方向将圆筒分割成2个的1对大致半圆筒形成，且在大致点对称的位置提高加热效率的结构的散热部件52d。在图示例中，沿周向将2个半圆筒分割成2个，且在点对称的位置设置有翅片60。

根据该结构，通过散热效率之差，在散热部件52d与限制涂布液的飞行空间的气流之间产生缓慢的空气流动。其结果，消除局部高温的区域及局部低温的区域，实现散热部件52d与气流之间的温度的均匀化，从而能够提高基于散热部件52d的加热效率。

另外，以上的例中，散热部件均为圆筒状(大致圆筒状)即圆管状，但本发明并不限定于此。

作为一例，如图7中概念地表示，也能够优选地利用在长方体或立方体的中心设置从上面贯穿至下面的圆形贯穿孔62的散热部件52e。

另外，上述的各散热部件优选均与图1及图2所示的散热部件52相同，且使圆筒、略圆筒及圆形的贯穿孔的中心与超声波喷雾器12的末端面的中心即气流形成管40的中心一致。

从能够对限制涂布液的飞行空间的气流周围进行均等的加热的观点考虑，优选如上述的圆筒状散热部件。然而，在本发明的喷雾装置中，散热部件并不限定于如上述的圆筒状(筒状、大致筒状)。

作为一例，如图8中概念地表示，可以以沿周向包围限制涂布液的飞行空间的圆筒状气流的方式设置砌块状散热部件52f，对涂布液的飞行空间进行加热。

并且，本发明的喷雾装置10可以在散热部件52设置气体的供给机构，并向散热部件52与限制涂布液的飞行空间的气流之间供给用于搅拌其之间的空气的少量的搅拌气体。另外，作为搅拌气体，例示与形成限制涂布液的飞行空间的气流的气体相同的气体。并且，搅拌气体优选为用散热部件52加热的高温气体。此外，搅拌气体的供给机构可以相对于超声波喷雾器12的末端面28a的中心在点对称的位置设置多处。

根据该结构，将散热部件52与限制涂布液的飞行空间的气流之间的空气缓慢地搅拌，从而消除局部高温的区域及局部低温的区域，实现散热部件52与气流之间的温度的均匀，从而能够提高基于散热部件52的加热效率。

此外，还优选用烧结金属等多孔材料形成设置于散热部件52上的搅拌气体的供给机构中的气体供给口。由此，使从散热部件52供给的搅拌气体更缓慢，从而能够大幅减少对限制涂布液的飞行空间的气流带来的影响。

另外，从设置于散热部件52的气体供给机构供给搅拌气体可以根据喷雾装置10的驱动状态等适当控制。

例如，若从散热部件52供给搅拌气体，则有可能在限制涂布液的飞行空间的气流中产生紊乱。当检测出这种气流紊乱的情况下，可以进行停止从散热部件52供给搅拌气体，或者减少供给量等的控制。

例如通过基板Z上的涂布液的涂布位置的变动等，检测限制涂布液的飞行空间的气流紊乱即可。并且，控制搅拌气体的供给，利用电磁阀的开放/封闭等公知的方法即可。

并且，如后述，本发明的喷雾装置10优选具有移动机构，该移动机构三维移动超声波喷雾器12、气流形成部16及空间加热部18。

在喷雾装置10中，可以在涂布涂布液过程中移动超声波喷雾器12等，并且，也可以在停止涂布液的涂布时，移动超声波喷雾器12等。与其对应，在涂布液的涂布过程中，可以设为：在停止从散热部件52供给搅拌气体，且停止涂布液的涂布时，从散热部件52供给搅拌气体。另外，停止涂布液的涂布时，供给搅拌气体的情况下，可以增加流量，提高散热部件52与限制涂布液的飞行空间的气流之间的空气的搅拌效率。

此外，也可以设为：测定由基于气流形成部16的气流所限制的涂布液的飞行空间的温度，根据该温度测定结果，控制从设置于散热部件52的气体供给机构供给搅拌气体。

从散热部件52供给的搅拌气体基本上是通过散热部件52加热的高温气体。因此，根据涂布液的飞行空间的温度测定结果，温度过低的情况下，从散热部件52供给搅拌气体，当飞行空间的温度充分高时，可以控制搅拌气体的供给以停止供给搅拌气体。

如上述，本发明的喷雾装置10还能够三维移动超声波喷雾器12等，将涂布液涂布于基板Z。在此，移动超声波喷雾器12等时，外部的室温空气流入涂布液的飞行空间内，有时飞行空间的温度可能下降。作为一例，在这种情况下，控制从上述散热部件52供给搅拌气体是有效的。

如上述，本发明的喷雾装置10通过气流限制涂布液的飞行空间，因此能够以良好的控制性进行涂布液的分涂，向基板Z的期望区域选择性形成膜等也能够以较高的精度及控制性进行。

因此，本发明的喷雾装置10优选具有移动机构，该移动机构例如沿着作为图1的横向的x方向、作为与图1的纸面正交的方向的y方向、及作为图1的上下方向的z方向三维移动超声波喷雾器12、气流形成部16及空间加热部18(散热部件52)。

通过具有这种移动机构，能够向大面积的基板Z形成膜，并且，还能够以描绘任意图案的方式形成膜。

此外，超声波喷雾器12等的移动还能够在膜的形成过程即涂布液向基板Z的涂布过程中进行。在此，本发明的喷雾装置10中，通过气流限制涂布液的飞行空间，因此能够防止超声波喷雾器12等的移动对涂布液的飞行带来影响。尤其，如图示例，通过圆筒状(筒状)散热部件52包围涂布液的飞行空间，由此能够使超声波喷雾器12等的移动对涂布液的飞行带来的影响非常小。

超声波喷雾器12、气流形成部16及空间加热部18的移动机构并无限定。只要能够三维移动这些部件，就能够利用各种公知的结构物的移动机构。

并且，移动机构可以单独地三维移动超声波喷雾器12、气流形成部16及空间加热部18。并且，移动机构优选一体地三维移动超声波喷雾器12、气流形成部16及空间加热部18。

控制基于移动机构的超声波喷雾器12、气流形成部16及空间加热部18的移动，并无限定。

因此，可以连续进行超声波喷雾器12等的移动。或者，可以以交替进行停止移动的涂布和停止涂布的移动的方式，控制超声波喷雾器12等的移动。或者，可以以交替进行一边涂布一边移动和停止涂布的移动的方式，控制超声波喷雾器12等的移动。或者，可以以交替进行一边移动一边涂布和停止涂布及移动的方式，控制超声波喷雾器12等的移动。或者，可以适当组合这些方法来控制超声波喷雾器12等的移动。

并且，例如，超声波喷雾器12等的移动可以适当调节移动速度，以使停止涂布时的移动速度比涂布过程中的移动速度快，且在涂布过程中和/或涂布停止时变更移动速度等。

此外，可以通过调节超声波喷雾器12等沿涂布涂布液过程中的x-y方向的移动速度，调节所形成的膜的膜厚。

另外，本发明的喷雾装置10移动超声波喷雾器12、气流形成部16及空间加热部18，并无限定。

即，本发明的喷雾装置10可以固定超声波喷雾器12、气流形成部16及空间加热部18，来二维或三维移动基板托架20。

通过本发明的喷雾装置10在基板Z形成膜时，基板Z为长尺寸的片状物的情况下，还能够利用RtoR(卷对卷)。

如众所周知，RtoR是指从卷绕有基板Z的辊送出基板，沿长边方向传送基板Z的同时进行膜形成等处理，并将完成处理的基板Z卷绕成卷状的制造方法。

将本发明的喷雾装置利用于RtoR的情况下，所形成的膜可以是面方向相同的膜即所谓的固体膜，或者可以是规则地或不规则地图案形成的膜。

以上、对本发明的喷雾装置进行了详细说明，但本发明并不限定于上述实施方式，在不脱离本发明的主旨的范围内，可以进行各种改良或变更。

实施例

以下，举出实施例对本发明进行具体的说明。另外，本发明并不限定于以下所示的具体例。

[实施例1]

＜基板的制作＞

＜＜基材＞＞

作为基材，准备了厚度为100μm的没有下涂层的聚萘二甲酸乙二醇酯薄膜(TEIJINLIMITED.制造、Teonex Q65)。

＜＜栅极电极的形成＞＞

通过在基材的表面载置掩模，且以金为靶的溅射，形成了厚度为50nm的金薄膜作为栅极电极。

＜＜栅极绝缘膜的形成＞＞

以覆盖基材整个表面的方式，通过以氧化硅(SiO₂)为靶的溅射，形成了厚度为1000nm的氧化硅膜作为栅极绝缘膜。

＜＜SAM膜的形成＞＞

为了控制栅极绝缘膜的接触角，在栅极绝缘膜的表面形成了三甲氧基(2-苯基乙基)硅烷膜作为SAM膜。

向3mL(升)管瓶中加入1mL的三甲氧基(2-苯基乙基)硅烷(Tokyo ChemicalIndustry Co.,Ltd.制造)接着，将该管瓶和形成栅极绝缘层的基板放入130℃的烤箱加热了3小时。由此，管瓶中的三甲氧基(2-苯基乙基)硅烷蒸发，在栅极绝缘膜上形成了由三甲氧基(2-苯基乙基)硅烷形成的SAM膜。

为了去除多余的SAM膜，在超声波清洗装置中放入甲苯，在其中浸渍形成SAM膜的基板，并清洗了5分钟。此外，在其他超声波清洗装置中放入异丙醇，并对形成SAM膜的基板清洗及冲洗了5分钟。

利用干燥器对形成SAM膜的基板进行3分钟左右干燥，去除了冲洗液。使用接触角仪确认了形成有SAM膜的基板的接触角成70°。

将与如上制作的、在基材的表面形成了栅极电极及栅极绝缘膜、以及SAM膜的底部栅极-顶部接触型有机薄膜晶体管对应的未完成品用作基板Z。

＜喷雾装置＞

制作了如图1中概念地表示的结构的喷雾装置10。

作为超声波喷雾头，准备了Sono-Tek Corporation制造的AccuMist。

该超声波喷雾头的壳体24为钛合金制的圆筒状。壳体24具有末端为直径3.0mm的圆形，在末端的中心开口，且直径为1.0mm的贯穿孔24a。因此，超声波喷雾器12的末端面28a为直径3.0mm的圆形状。

并且，在壳体24的贯穿孔24a插入贯通有不锈钢制且外径为0.95mm、内径为0.6mm的圆筒状涂布液流路管30。

涂布液流路管30的末端比壳体24的末端更靠内侧0.9mm左右处停留。

在超声波喷雾器12的涂布液流路管30连接硅软管作为供给管33。在供给管33的释放端连接了10mL(升)的注射器泵。

在供给管33与超声波喷雾器12的接合部卷绕带状加热器以作为涂布液加热部34。

准备了不锈钢制的中空圆柱状外壳14。在外壳14的上下面的中央设置贯穿孔，以固定了超声波喷雾器12。并且，在外壳14的上面上，以夹着超声波喷雾器12且对置的方式，设置了用于使调节超声波发振部26a及外壳14的温度的空气流动的流入口14a及排出口14b。

准备了不锈钢制的一面开放的中空圆柱状腔室38。在腔室38的封闭面的中央形成了直径为5mm的圆形开口38a。在外壳14的基板Z侧，以嵌入外壳14的端部的方式嵌合腔室38的开放面，将腔室38固定于外壳14。在外壳14与腔室38的接触面放入了O形环。并且，使腔室38的开口38a的中心与超声波喷雾器12的涂布液流路管30(即末端面28a)的中心一致。

并且，在腔室38的侧面设置贯穿孔，连接了供给气流形成用气体的供给管42。在供给管42卷绕带状加热器而作为气体加热部50。

此外，在腔室38的下面以中心与开口38a一致的方式固定了内径为4mm的圆筒状气流形成管40。关于固定，使用设置在气流形成管40的一端部的凸缘部40a并通过粘结剂而进行。另外，气流形成管40设为超声波喷雾器12的末端面28a侧突出0.5mm的长度。

由此，构成了气流形成部16。

如上述，超声波喷雾器12的末端面28a的直径为3.0mm。并且，超声波喷雾器12的末端面28a的中心与开口38a即气流形成管40的中心一致。因此，在超声波喷雾器12的喷嘴部28与气流形成管40的内周面之间，遍及整周具有0.5mm的间隙。从该间隙释放限制涂布液的飞行空间的气流形成用气体，形成圆筒状气流。

作为散热部件52，准备了内径为12mm、厚度为30mm、高度为38mm的铝制，且经黑色氧化铝膜处理的圆筒。

使该散热部件52的中心与超声波喷雾器12的末端面28a的中心一致，且在基板Z侧配置于从超声波喷雾器12的末端面28a距0.1mm的位置。

在散热部件52的周围4处，沿着周向以90°间隔，设置电热加热器及热电偶，以使能够加热散热部件52，从而构成了空间加热部18。

作为基板托架20准备了热板。即，该喷雾装置10具备基板Z的加热机构。

并且，配置于基板托架20上的喷雾装置与XYZ定位台连接，以使相对于基板Z，能够以任意速度相对移动。

调节XYZ定位台的Z轴，，将超声波喷雾器12的末端面28a与基板Z的距离设为40mm。因此，散热部件52与基板Z分开。

＜涂布液的制备＞

将有机半导体材料(Sigma-Aldrich Co.LLC.制造、C8-BTBT)溶解于甲苯，以制备了浓度为1质量％的涂布液。涂布液的温度设为60℃。

＜膜的形成＞

使用这种喷雾装置及涂布液，在形成了栅极电极、栅极绝缘膜及SAM膜的基板Z上形成了有机半导体材料的膜。

基板Z的温度通过基板托架20(热板)调节为80℃。并且，从流入口14a向外壳14内供给60℃的加热用气体，对超声波喷雾器12进行了加热。

之后，开始了从供给管42供给形成限制涂布液的飞行空间的气流的气体。关于气体，使用了氮气。气体的供给量设为1L/分钟。气流形成管40的正下方的气流的流速为0.1m/秒。另外，气流形成用气体通过气体加热部50(SHINNETSU CO.,LTD.制造、少量气体加热器)加热到60℃。

开始供给气流形成用气体后，开始了从注射器泵向超声波喷雾器12供给涂布液。涂布液的供给量设为0.5mL/分钟。涂布液通过涂布液加热部34(带状加热器)加热到60℃。

同时，通过加热装置54(红外线加热器)，对散热部件52进行了加热，以使被气流限制的涂布液的飞行空间的温度成为60℃。

接着，驱动超声波振子，以120kHz频率使超声波喷雾器12进行超声波振动，开始了涂布液的喷雾。

开始涂布液的喷雾的同时，通过XYZ定位台，使喷雾装置相对于基板Z以10mm/秒的速度直线移动。

由此，形成了宽度为10mm、长度为100mm的涂布膜。

形成涂布膜后，利用130℃的烤箱对基板加热10分钟，去除残留溶剂，完成了有机半导体膜(C8-BTBT膜)。

[实施例2]

制作了除不具有涂布液加热部34以外与实施例1相同的喷雾装置。

使用了除该喷雾装置以外，以与实施例1相同的方式形成了有机半导体膜。即，在本例中，无法进行涂布液的加热。

[实施例3]

制作了除不具有气体加热部50以外与实施例1相同的喷雾装置。

使用了除该喷雾装置以外，以与实施例1相同的方式形成了有机半导体膜。即，在本例中，无法加热形成限制涂布液的飞行空间的气流的气体。

[实施例4]

制作了除作为基板托架20使用不具有加热机构的板状载置台来代替热板以外，与实施例1相同的喷雾装置。

使用了除该喷雾装置以外，以与实施例1相同的方式形成了有机半导体膜。即，在本例，无法进行基板Z的加热。

[实施例5]

制作了除不具有涂布液加热部34及气体加热部50，并且使用不具有加热机构的板状载置台来代替热板以外，与实施例1相同的喷雾装置。

使用了除该喷雾装置以外，以与实施例1相同的方式形成了有机半导体膜。即，在本例中，无法进行涂布液的加热、形成限制涂布液的飞行空间的气流的气体的加热、及基板Z的加热。

[比较例1]

制作了除不具有气流形成部16以外，与实施例1相同的喷雾装置。

使用了除该喷雾装置以外，以与实施例1相同的方式形成了有机半导体膜。即，在本例中，无法供给用于形成气流的气体，即，无法限制涂布液的飞行空间。

[比较例2]

制作了除不具有气流形成部18以外，与实施例1相同的喷雾装置。

使用了除该喷雾装置以外，以与实施例1相同的方式形成了有机半导体膜。即，在本例中，无法进行从气流的外部对涂布液的飞行空间进行加热。

[评价]

关于所形成的有机半导体膜，进行了以下评价。

＜膜的均匀性＞

利用微分干涉显微镜观察所形成的有机半导体膜，观察了膜的均匀性及凝聚物的生成。在任意选择的显微镜的1mm见方的视野范围内的5处中，

将形成均匀的1片晶体状的状态评价为A，

将大多数为均匀的连续膜的状态评价为B，

将一部分为均匀的膜的状态评价为C，

将断续相连的状态评价为D，

将凝聚物散落的状态评价为E。

＜迁移率的测定＞

在所形成的有机半导体膜上真空蒸镀铜，形成源电极及漏极电极，制作了有机薄膜晶体管。

源电极及漏极电极分别设为沟道长度为50μm、厚度为30nm，且沟道宽度为1mm。

关于制作的有机薄膜晶体管，通过下述方法测定了载流子迁移率。

在源电极-漏极电极之间施加-40V的电压，使栅极电压在40V～-40V范围内发生变化，并利用表示漏极电流Id的下述式，计算出载流子迁移率μ。

Id＝(w/2L)μCi(Vg-Vth)²

(式中，L为栅极长度、w为栅极宽度、Ci为绝缘层的每单位面积的容量、Vg为栅极电压、Vth为阈值电压)

将结果示于下述表。

另外，关于有机半导体膜的厚度，通过原子力显微镜测定有机半导体膜的端部上的台阶差，并将该台阶差的高度作为膜厚。

[表1]

气流形成是指，限制涂布液的飞行空间的气流的形成

空间加热是指，涂布液的飞行空间的加热

气体的加热是指，形成限制涂布液的飞行空间的气流的气体的加热

如上述表所示，根据通过气流限制涂布液的飞行空间，且从气流的外侧对涂布液的飞行空间进行加热的本发明，能够以较快的形成速度形成均匀性高的膜。因此，所形成的有机半导体膜的迁移率也高。

并且，如实施例2～4所示，通过对涂布液、形成限制涂布液的飞行空间的气流的气体、及基板进行加热，可以更优选地获得上述效果。尤其，如实施例1所示，通过对涂布液、形成限制涂布液的飞行空间的气流的气体、及基板均进行加热，可以非常优选地获得上述效果。

与此相对，对涂布液的飞行空间没有进行加热的比较例1中，由于在飞行中无法从涂布液充分去除溶剂，因此膜的均匀性差，膜厚薄。其结果，所形成的有机半导体膜的移动度也低。

此外，不通过气流限制涂布液的飞行空间的比较例2中，涂布液向各方向飞散，膜的均匀性差，且膜厚也非常薄。其结果，所形成的有机半导体膜的移动度也非常低。

本发明的效果通过以上结果变得明确。

产业上的可利用性

有机半导体膜等有机物膜等能够优选地利用于形成各种膜。

符号说明

10-喷雾装置，12-超声波喷雾器，14-外壳，14a-流入口，14b-排出口，16-气流形成部，18-空间加热部，20-基板托架，24-壳体，26-主体部，26a-超声波发振部，28-喷嘴部，28a-末端面，30-涂布液流路管，33、42-供给管，34-涂布液加热部，34a-连接部件，38-腔室，38a-开口，40-气流形成管，40a-凸缘部，50-气体加热部，52、52a、52b、52c、52d、52e、52f-散热部件，54-加热装置，60-翅片，Z-基板。

Claims (15)

1.一种喷雾装置，其特征在于，具有：

喷雾器；

气流形成机构，其形成用于限制所述喷雾器所喷雾的涂布液的飞行空间的气流；以及

空间加热机构，其从所述气流形成机构所形成的气流的外部对所述涂布液的飞行空间进行加热，

所述气流形成机构形成筒状气流，作为限制所述喷雾器所喷雾的涂布液的飞行空间的气流，

所述空间加热机构使用包围所述气流形成机构所形成的所述筒状气流的散热部件、以及对所述散热部件进行加热的加热机构，从所述气流形成机构所形成的所述筒状气流的外部对所述涂布液的飞行空间进行加热。

2.根据权利要求1所述的喷雾装置，其中，

所述喷雾器以及所述气流形成机构不与所述空间加热机构接触。

3.根据权利要求1或2所述的喷雾装置，其中，

所述喷雾器仅对涂布液进行喷雾。

4.根据权利要求3所述的喷雾装置，其中，

所述喷雾器为超声波喷雾器。

5.根据权利要求1或2所述的喷雾装置，其中，

所述空间加热机构通过辐射热对所述气流所限制的所述涂布液的飞行空间进行加热。

6.根据权利要求1或2所述的喷雾装置，其中，

所述气流形成机构所形成的气流不作用于基于所述喷雾器的涂布液的喷雾。

7.根据权利要求1或2所述的喷雾装置，其中，

所述喷雾器构成所述气流形成机构的一部分。

8.根据权利要求1或2所述的喷雾装置，其中，

该喷雾装置具有移动机构，该移动机构使所述喷雾器、所述气流形成机构以及所述空间加热机构三维移动。

9.根据权利要求8所述的喷雾装置，其中，

所述移动机构使所述喷雾器、所述气流形成机构以及所述空间加热机构一体地移动。

10.根据权利要求1或2所述的喷雾装置，其中，

所述空间加热机构与被涂布所述涂布液的被涂布材料分开。

11.根据权利要求1或2所述的喷雾装置，其中，

该喷雾装置具有涂布液加热机构，该涂布液加热机构对供给到所述喷雾器的所述涂布液进行加热。

12.根据权利要求1或2所述的喷雾装置，其中，

该喷雾装置具有气体加热机构，该气体加热机构对成为所述气流形成机构所形成的气流的气体进行加热。

13.根据权利要求1或2所述的喷雾装置，其中，

该喷雾装置具有被涂布材料加热机构，该被涂布材料加热机构对被涂布所述涂布液的被涂布材料进行加热。

14.根据权利要求1或2所述的喷雾装置，其中，

该喷雾装置具有喷雾器加热机构，该喷雾器加热机构对所述喷雾器进行加热。

15.一种喷涂方法，其中，

在通过基于喷雾器的涂布液的喷雾，将所述涂布液涂布于被涂布材料时，

形成用于限制所述喷雾器所喷雾的涂布液的飞行空间的筒状气流，并且

使用包围用于限制所述飞行空间的所述筒状气流的散热部件、以及对所述散热部件进行加热的加热机构，从用于限制所述飞行空间的所述筒状气流的外部，对所述涂布液的飞行空间进行加热，并且将涂布液涂布于所述被涂布材料。

Images