JP2010248651A - Device and method for accumulating fine particle and fine particle accumulation film formed by the device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、微粒子の集合体からなる微粒子堆積膜もしくは構造物を作製するための微粒子堆積装置、微粒子堆積方法、及びその装置により形成された微粒子堆積膜に関する。 The present invention relates to a fine particle deposition apparatus, a fine particle deposition method, and a fine particle deposition film formed by the apparatus for producing a fine particle deposition film or a structure including an aggregate of fine particles.
この種の微粒子堆積膜は、ナノ粒子やナノファイバーといった微細構造物の集合体であり、例えば触媒の担持体や濾過膜として用いられ、また断熱材、低屈折率材、低誘電率材としての利用可能性もあって、その用途が幅広く、そのニーズが高まるにつれて、多種多様なものが開発され、普及しつつある。特に、樹脂材料を用いた微粒子堆積膜もしくは構造物は、無機材料を用いたものと比較すると、その製法が容易かつ簡単であって、製造コストが低く、また様々な官能基を付与することによる多機能化が比較的容易なため、各種デバイスに向けて開発が進められている。 This kind of fine particle deposition film is an aggregate of fine structures such as nanoparticles and nanofibers, and is used as, for example, a catalyst carrier or a filtration film, and as a heat insulating material, a low refractive index material, or a low dielectric constant material. Due to its availability, its versatility is widespread, and a wide variety of products are being developed and spread as the needs increase. In particular, a fine particle deposition film or structure using a resin material is easier and simpler to manufacture than a film using an inorganic material, has a low manufacturing cost, and is provided with various functional groups. Since it is relatively easy to achieve multiple functions, development is progressing toward various devices.
そのような樹脂を用いた微粒子堆積膜もしくは構造物は、樹脂のナノ粒子やナノファイバーを堆積させることにより作製され、このための幾つかの手法が提供されている。その中でも、エレクトロスピニング法(静電スプレー法)は、非真空中で実施され、簡易な装置構成で安価かつ大量に工業的な生産が可能であることから、各方面で注目されている。 A fine particle deposition film or structure using such a resin is produced by depositing resin nanoparticles or nanofibers, and several techniques for this purpose are provided. Among them, the electrospinning method (electrostatic spraying method) is performed in a non-vacuum state, and has attracted attention in various fields because it can be industrially produced in large quantities at a low cost with a simple apparatus configuration.
例えば、特許文献1には、原料液を高圧で噴霧機構に送り込んで、噴霧機構から微粒子の液滴を吹き出し、エレクトロスピニング法に基づく静電爆発により液滴を更に微粒子化して、ナノオーダーの微粒子の生産性を高めるという技術が記載されている。 For example, in Patent Document 1, a raw material liquid is fed into a spray mechanism at a high pressure, droplets of fine particles are blown out from the spray mechanism, and the droplets are further microparticulated by electrostatic explosion based on an electrospinning method. The technology to increase the productivity of is described.
また、特許文献2には、エレクトロスピニング法によりナノファイバーを形成し、このナノファイバーを回転コレクタに巻き取りながら、巻き取られたナノファイバーを除電して、回転コレクタに巻き取られたナノファイバーの配向性を高めている。詳しくは、図8に示すように、ノズル101と回転コレクタ102間に高電圧を印加し、シリンジ103からノズル101へと樹脂溶液を送り込んで、ノズル101から樹脂のファイバーを噴出し、静電爆発により該ファイバーをナノファイバー105に細化して、ナノファイバー105を回転コレクタ102に巻き取り、静電除去装置104により回転コレクタ102周面のナノファイバー105を除電して、配向を制御されたナノファイバーを作製している。
Further, in Patent Document 2, nanofibers are formed by an electrospinning method, and the nanofibers wound on the rotating collector are discharged while the nanofibers are wound around the rotating collector. The orientation is improved. Specifically, as shown in FIG. 8, a high voltage is applied between the
ところで、エレクトロスピニング法の適用例として、静電爆発により微粒子化されたナノオーダーの微粒子をターゲット基板に着弾堆積させ、ターゲット基板上に微粒子堆積膜を生成するという手法がある。 By the way, as an application example of the electrospinning method, there is a technique of depositing and depositing nano-order fine particles finely divided by electrostatic explosion on a target substrate to generate a fine particle deposited film on the target substrate.
しかしながら、そのような手法では、微粒子及び微粒子堆積膜が樹脂であって絶縁性を有するために、ターゲット基板に着弾した微粒子の帯電電荷が放電されずに保持され、これが原因となって、ターゲット基板周りの電界分布が変化して、微粒子堆積膜の緻密度が低下したり、微粒子の粒径分布がブロード化するという問題があった。このような問題は、ターゲット基板が絶縁体であったり、絶縁性の無機材料をエレクトロスピニング法により微粒子化して堆積させる場合にも生じ得る。 However, in such a method, since the fine particles and the fine particle deposition film are resin and have insulating properties, the charged charges of the fine particles that have landed on the target substrate are held without being discharged, and this causes the target substrate There is a problem that the electric field distribution around changes, the density of the fine particle deposition film decreases, and the particle size distribution of the fine particles becomes broad. Such a problem may also occur when the target substrate is an insulator, or when an insulating inorganic material is deposited in the form of fine particles by electrospinning.
また、一般に、エレクトロスピニング法では、微粒子の粒径のサイズ分布が問題になることが多く、微粒子を微細化するほど粒径の均一化が困難になる。 In general, in the electrospinning method, the particle size distribution of the fine particles often becomes a problem, and the finer the fine particles, the more difficult the uniform particle size becomes.
ところが、そのような問題を効果的に解決する技術が未だに提案されていないのが現状である。例えば、特許文献1の技術では、微粒子を更に微細化することができても、微粒子の粒径を均一化したり、微粒子堆積膜の緻密度を制御することはできず、そのような問題点を解決することはできない。また、特許文献2の技術では、静電除電装置により回転コレクタ102周面のナノファイバー105を除電して、ナノファイバー105の配向を制御しているが、この除電をノズル101と回転コレクタ102間の高電圧の印加とは相関無く行っている。ナノファイバー105を回転コレクタ102の周面に巻き取る場合は、そのような除電を高電圧の印加と相関無く行うことに差し支えなくても、微粒子をターゲット基板に着弾させる場合は、そのような除電を高電圧の印加と相関無く行うと、微粒子の制御が困難になると考えられる。
However, the present situation is that no technology for effectively solving such a problem has been proposed yet. For example, in the technique of Patent Document 1, even if the fine particles can be further refined, the particle size of the fine particles cannot be made uniform or the density of the fine particle deposition film cannot be controlled. It cannot be solved. In the technique of Patent Document 2, the
そこで、本発明は、上記従来の課題を解決するためになされたものであり、ターゲット基板上の微粒子の粒径を均一化し、微粒子堆積膜の緻密度を向上させることが可能な微粒子堆積装置、微粒子堆積方法、及びその装置により形成された微粒子堆積膜を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made to solve the above-described conventional problems, and a fine particle deposition apparatus capable of uniformizing the particle size of the fine particles on the target substrate and improving the density of the fine particle deposition film, It is an object of the present invention to provide a fine particle deposition method and a fine particle deposition film formed by the apparatus.
上記課題を解決するために、本発明の微粒子堆積装置は、液滴をターゲット基板に向けて吐出する液滴吐出部と、電圧の印加によりターゲット基板と前記液滴吐出部間に電界を形成すると共に液滴吐出部から吐出される液滴に電荷を付与する電圧印加手段とを備え、ターゲット基板に向っている液滴を分裂させて、この分裂により形成された微粒子をターゲット基板に着弾堆積させるエレクトロスピニング法を用いた微粒子堆積装置であって、前記液滴もしくは微粒子の帯電電荷量を調節する帯電電荷量調節手段と、前記電圧印加手段及び前記帯電電荷量調節手段を制御する制御手段とを備えている。 In order to solve the above problems, the fine particle deposition apparatus according to the present invention forms a liquid discharge unit that discharges liquid droplets toward a target substrate, and forms an electric field between the target substrate and the liquid droplet discharge unit by applying a voltage. And a voltage applying means for applying an electric charge to the droplets discharged from the droplet discharge unit, and the droplets directed to the target substrate are split and the fine particles formed by the splitting land and deposit on the target substrate. A fine particle deposition apparatus using an electrospinning method, comprising: a charged charge amount adjusting means for adjusting a charged charge amount of the droplets or fine particles; and a control means for controlling the voltage applying means and the charged charge amount adjusting means. I have.
例えば、前記帯電電荷量調節手段は、ターゲット基板に堆積した微粒子の帯電電荷量を調節している。 For example, the charged charge amount adjusting means adjusts the charged charge amount of fine particles deposited on the target substrate.
あるいは、前記帯電電荷量調節手段は、ターゲット基板に着弾する前の液滴もしくは微粒子の帯電電荷量を調節している。 Alternatively, the charged charge amount adjusting means adjusts the charged charge amount of droplets or fine particles before landing on the target substrate.
また、前記液滴もしくは微粒子の帯電電荷量を計測する帯電電荷量計測手段を備え、前記制御手段は、前記帯電電荷量計測手段の計測結果に基づいて前記帯電電荷量調節手段を制御している。 In addition, a charge charge amount measuring unit that measures the charge amount of the droplets or fine particles is provided, and the control unit controls the charge charge amount adjusting unit based on a measurement result of the charge charge amount measuring unit. .
例えば、前記帯電電荷量計測手段は、ターゲット基板に堆積した微粒子の帯電電荷量を計測している。 For example, the charged charge amount measuring means measures the charged charge amount of the fine particles deposited on the target substrate.
あるいは、前記帯電電荷量計測手段は、ターゲット基板に着弾する前の液滴もしくは微粒子の帯電電荷量を計測している。 Alternatively, the charged charge amount measuring means measures the charged charge amount of droplets or fine particles before landing on the target substrate.
また、前記制御手段は、前記電圧印加手段及び前記帯電電荷量調節手段の稼動タイミングを制御している。 Further, the control means controls the operation timing of the voltage applying means and the charged charge amount adjusting means.
また、前記液滴は、樹脂のモノマーもしくはポリマーを含有する溶液もしくは融液、樹脂又は無機の粒子を分散させた分散液、樹脂又は無機の粒子を含有するゾルのうちのいずれか1つを主成分とする。 In addition, the droplets mainly include any one of a solution or melt containing a resin monomer or polymer, a dispersion in which resin or inorganic particles are dispersed, or a sol containing resin or inorganic particles. Ingredients.
また、ターゲット基板を支持する支持部を備え、前記電圧印加手段は、前記支持部と前記液滴吐出部間に電圧を印加して、ターゲット基板と前記液滴吐出部間に電界を形成している。 Further, a support unit for supporting the target substrate is provided, and the voltage application unit applies a voltage between the support unit and the droplet discharge unit to form an electric field between the target substrate and the droplet discharge unit. Yes.
例えば、ターゲット基板が絶縁体であり、前記支持部の少なくとも一部が前記電圧印加手段に接続される導電体である。 For example, the target substrate is an insulator, and at least a part of the support portion is a conductor connected to the voltage application unit.
次に、本発明の微粒子堆積方法は、ターゲット基板と、液滴をターゲット基板に向けて吐出する液滴吐出部と、電圧の印加によりターゲット基板と前記液滴吐出部間に電界を形成すると共に液滴吐出部から吐出される液滴に電荷を付与する電圧印加手段とを用いており、ターゲット基板に向っている液滴を分裂させて、この分裂により形成された微粒子をターゲット基板に着弾堆積させるエレクトロスピニング法を用いた微粒子堆積方法であって、前記液滴もしくは微粒子の帯電電荷量を調節制御すると共に前記電圧印加手段による印加電圧を調節制御することにより、ターゲット基板上の微粒子の粒子密度および粒径を操作している。 Next, the fine particle deposition method of the present invention includes a target substrate, a droplet discharge portion that discharges droplets toward the target substrate, and an electric field is formed between the target substrate and the droplet discharge portion by applying a voltage. Using voltage application means to apply electric charge to the droplets discharged from the droplet discharge unit, the droplets facing the target substrate are split, and the fine particles formed by this splitting land on the target substrate A particle deposition method using an electrospinning method, wherein the charge density of the droplets or particles is adjusted and controlled, and the voltage applied by the voltage applying unit is adjusted and controlled, whereby the particle density of the particles on the target substrate is adjusted. And manipulating particle size.
また、本発明の微粒子堆積膜は、上記本発明の微粒子堆積装置によって形成された微粒子堆積膜であって、樹脂又は無機からなる粒径および粒子密度を任意の値に制御しながら堆積させることにより形成されている。 The fine particle deposition film of the present invention is a fine particle deposition film formed by the fine particle deposition apparatus of the present invention, and is deposited by controlling the particle diameter and particle density of resin or inorganic to arbitrary values. Is formed.
本発明の微粒子堆積装置では、ターゲット基板と液滴吐出部間に電界を形成すると共に液滴吐出部から吐出される液滴に電荷を付与する電圧印加手段と、液滴もしくは微粒子の帯電電荷量を調節する帯電電荷量調節手段と、電圧印加手段及び帯電電荷量調節手段を制御する制御手段とを備えているので、印加電圧の制御と、液滴もしくは微粒子の帯電電荷量の調節とを相関させて行うことができる。これにより、ターゲット基板への微粒子の着弾及びターゲット基板上の微粒子もしくは微粒子堆積膜の帯電電荷を適切に制御することが可能になり、延いてはターゲット基板周りの電界分布の変化を抑えて、微粒子堆積膜の緻密度を向上させたり、微粒子の粒径を均一化させることができる。 In the fine particle deposition apparatus of the present invention, a voltage applying means for forming an electric field between the target substrate and the droplet discharge portion and applying electric charge to the droplet discharged from the droplet discharge portion, and the charged charge amount of the droplet or the fine particle The charge charge amount adjusting means for adjusting the charge voltage and the voltage applying means and the control means for controlling the charge charge amount adjusting means are provided, so that the control of the applied voltage correlates with the adjustment of the charge charge amount of the droplets or fine particles. Can be done. This makes it possible to appropriately control the landing of the fine particles on the target substrate and the charged charge of the fine particles on the target substrate or the fine particle deposition film, thereby suppressing the change in the electric field distribution around the target substrate and reducing the fine particles. The density of the deposited film can be improved and the particle diameter of the fine particles can be made uniform.
例えば、帯電電荷量調節手段は、ターゲット基板に堆積した微粒子の帯電電荷量を調節する。この場合は、微粒子の帯電電荷量の調節が容易である。 For example, the charged charge amount adjusting means adjusts the charged charge amount of the fine particles deposited on the target substrate. In this case, it is easy to adjust the charge amount of the fine particles.
あるいは、帯電電荷量調節手段は、ターゲット基板に着弾する前の液滴もしくは微粒子の帯電電荷量を調節する。この場合は、ターゲット基板上で微粒子もしくは微粒子堆積膜の帯電電荷量を調節する必要がなくなり、微粒子堆積膜の形成速度を向上させることができる。 Alternatively, the charged charge amount adjusting means adjusts the charged charge amount of droplets or fine particles before landing on the target substrate. In this case, it is not necessary to adjust the charge amount of the fine particles or the fine particle deposition film on the target substrate, and the formation speed of the fine particle deposition film can be improved.
また、液滴もしくは微粒子の帯電電荷量を計測する帯電電荷量計測手段を備え、制御手段は、帯電電荷量計測手段の計測結果に基づいて帯電電荷量調節手段を制御している。これにより、液滴もしくは微粒子の帯電電荷量を過不足なく調節することが可能になり、更には粒子密度および粒径を操作できる。 In addition, a charge charge amount measuring unit that measures the charge amount of droplets or fine particles is provided, and the control unit controls the charge charge amount adjusting unit based on the measurement result of the charge charge amount measuring unit. This makes it possible to adjust the charge amount of the droplets or fine particles without excess or deficiency, and to further control the particle density and particle size.
例えば、帯電電荷量計測手段は、ターゲット基板に堆積した微粒子の帯電電荷量を計測する。あるいは、帯電電荷量計測手段は、ターゲット基板に着弾する前の液滴もしくは微粒子の帯電電荷量を計測する。これらの測定箇所の選択は、帯電電荷量調節手段による液滴もしくは微粒子の帯電量の調節箇所に応じて行うのが好ましい。 For example, the charged charge amount measuring means measures the charged charge amount of fine particles deposited on the target substrate. Alternatively, the charged charge amount measuring means measures the charged charge amount of the droplet or fine particle before landing on the target substrate. These measurement locations are preferably selected according to the location where the charge amount of the droplets or fine particles is adjusted by the charged charge amount adjusting means.
例えば、制御手段は、電圧印加手段及び帯電電荷量調節手段の稼動タイミングを制御する。これにより、ターゲット基板上の微粒子の堆積とターゲット基板上の微粒子もしくは微粒子堆積膜の帯電電荷の調節とを確実に行うことができる。 For example, the control unit controls the operation timing of the voltage applying unit and the charged charge amount adjusting unit. Thereby, the deposition of the fine particles on the target substrate and the adjustment of the charged charges of the fine particles or the fine particle deposited film on the target substrate can be reliably performed.
例えば、液滴は、樹脂のモノマーもしくはポリマーを含有する溶液もしくは融液、樹脂又は無機の粒子を分散させた分散液、樹脂又は無機の粒子を含有するゾルのうちのいずれか1つを主成分とするものである。いずれの種類の液滴も、微粒子になった状態で絶縁性を有するならば、ターゲット基板上の微粒子もしくは微粒子堆積膜の帯電電荷が保持されることから、本発明の適用が有効である。 For example, the droplet is mainly composed of any one of a solution or melt containing a resin monomer or polymer, a dispersion in which resin or inorganic particles are dispersed, or a sol containing resin or inorganic particles. It is what. The application of the present invention is effective because any kind of droplets has an insulating property in the form of fine particles, because the charged charges of the fine particles or the fine particle deposition film on the target substrate are retained.
また、ターゲット基板を支持する支持部を設けてもよい。この場合は、支持部と液滴吐出部間に電圧を印加して、ターゲット基板と液滴吐出部間に電界を形成することができる。特に、ターゲット基板が絶縁体であれば、そのような電圧の印加が必要になる。 Moreover, you may provide the support part which supports a target board | substrate. In this case, an electric field can be formed between the target substrate and the droplet discharge portion by applying a voltage between the support portion and the droplet discharge portion. In particular, if the target substrate is an insulator, it is necessary to apply such a voltage.
一方、本発明の微粒子堆積方法においても、上記本発明の微粒子堆積装置と同様の作用効果を奏することができる。 On the other hand, also in the fine particle deposition method of the present invention, the same effects as the fine particle deposition apparatus of the present invention can be obtained.
また、本発明の微粒子堆積膜は、樹脂又は無機からなる粒径および粒子密度を任意の値に制御しながら堆積させることにより形成されたものであり、安定的な特性を有する。 The fine particle deposition film of the present invention is formed by depositing while controlling the particle size and particle density of resin or inorganic to arbitrary values, and has stable characteristics.
以下、本発明の実施形態を添付図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
まず、本発明の微粒子堆積装置及び微粒子堆積方法の前提となるエレクトロスピニング法(静電スプレー法)の基本原理について、図1を参照して説明する。 First, the basic principle of the electrospinning method (electrostatic spray method) which is a premise of the fine particle deposition apparatus and fine particle deposition method of the present invention will be described with reference to FIG.
図1において、電圧源11は、数kV〜数十kV程度のパルス状高電圧をキャピラリ(液滴吐出部)12とターゲット基板13間に印加して、キャピラリ12とターゲット基板13間に電界を形成し、キャピラリ12を正に帯電させ、ターゲット基板13を負に帯電させる。また、シリンジ14からキャピラリ12へと樹脂溶液15を圧送供給する。この樹脂溶液15は、ポリマー溶液である。
In FIG. 1, the
キャピラリ12先端の樹脂溶液15は、キャピラリ12と同様に正に帯電し、キャピラリ12とターゲット基板13間の電界によりターゲット基板13側に引き寄せられて液滴16となって噴出する。
The
この液滴16は、キャピラリ12からターゲット基板13へと電界中を飛翔する。この液滴自身が保持し得る電荷の量は、液滴の表面張力と表面電荷同士のCoulomb反発力から求められ、Rayleigh限界(q=8π(εγr3)1/2)で決定される。ここで、qは液滴の帯電電荷量、εは真空誘電率、rは液滴の粒径、γは液滴の粘度である。液滴がターゲット基板13に到達するまでに、液滴の溶媒が蒸発し、液滴の粒径rが小さくなり、液滴がやがてRayleigh限界に達して、液滴に静電爆発が生じ、液滴が分裂して粒子となる。
The
図1のキャピラリ12とターゲット基板13間の領域17においては、そのような液滴もしくは粒子の溶媒蒸発と分裂が繰り返されて、溶液中の樹脂が析出して微粒子化し、この微粒子がターゲット基板13に着弾堆積して、ターゲット基板13上に微粒子堆積膜が形成される。以上がエレクトロスピニング法の基本原理である。
In the
ここで、微粒子が絶縁性を有する樹脂からなる場合、ターゲット基板13に着弾した微粒子の帯電電荷が放電されずに保持されるか、あるいは微粒子の帯電電荷が部分的に放電されるだけであって、微粒子の帯電電荷の殆どが保持されて残る。また、微粒子の絶縁性にかかわらず、ターゲット基板13が絶縁性を有する場合も、微粒子の帯電電荷が保持される。
Here, when the fine particles are made of an insulating resin, the charged charges of the fine particles that have landed on the
このようにターゲット基板13に着弾した微粒子の帯電電荷が残った状態では、この微粒子の帯電電荷によってターゲット基板13表面の帯電電荷が見かけ上キャンセルされる。図2に示すように電圧源11の電圧印加によりターゲット基板13表面が負に帯電していても、ターゲット基板13上の微粒子18に正電荷が残っていることから、この微粒子18の正電荷によりターゲット基板13表面の負電荷が見かけ上キャンセルされる。このターゲット基板13表面の負電荷がキャンセルされた箇所では、キャピラリ12から該箇所へと至る電気力線17が消失するので、この箇所には微粒子18が着弾しなくなる。加えて、ターゲット基板13上の微粒子18自体が正の電荷を保持していることから、この微粒子18近傍に新たに飛来した他の微粒子18がその傍で反発する。この結果、一度微粒子が着弾した箇所付近に別な粒子は着弾し難くなる。
Thus, in the state where the charged charges of the fine particles that land on the
このため、ターゲット基板13上では、微粒子18が空間的に粗に着弾し、微粒子の密度が低くなり、微粒子堆積膜の形成が困難になる。
For this reason, the
また、ターゲット基板13上の微粒子の正電荷によりターゲット基板13表面の負電荷が見かけ上減少することから、キャピラリ12先端の樹脂溶液15表面の正電荷も減少し、液滴表面の正電荷が減少する。このため、静電爆発の発生確率が減少して、微粒子の粒径が大きくなり、微粒子の粒径分布がブロード化する。
Further, since the negative charge on the surface of the
図3に示すようにキャピラリ12からの液滴吐出の開始初期では、液滴16aが多くの表面電荷を保持しているが、時間の経過に伴い、ターゲット基板13に多数の微粒子18が広い範囲で着弾すると、この広い範囲(静電遮蔽領域)19でターゲット基板13の負電荷が見かけ上キャンセルされるので、キャピラリ12先端の樹脂溶液15表面の正電荷が大幅に減少し、液滴16b表面の正電荷も大幅に減少する。この結果、静電爆発の発生確率が減少して、微粒子の粒径が大きくなり、微粒子の粒径分布がブロード化する。
As shown in FIG. 3, at the beginning of droplet discharge from the capillary 12, the
ここで、図4に示すような等価回路を考える。この等価回路では、キャピラリ12及びターゲット基板13をコンデンサの正電極21及び負電極22に置き換え、ターゲット基板13に着弾した多数の微粒子18の層を絶縁層23に置き換えている。この等価回路から明らかなように負電極22の負の帯電電荷量が変わらなくても、絶縁層23の正の帯電電荷量が増えると、正電極21側から見たときの見かけ上の負電極22の負の帯電電荷量が減り、正電極21の正の帯電電荷量が減少する。従って、図3のキャピラリ12先端の樹脂溶液15表面の正電荷が大幅に減少する。このため、液滴16b表面の正電荷も大幅に減少し、静電爆発の発生確率が減少して、微粒子の粒径が大きくなる。
Here, consider an equivalent circuit as shown in FIG. In this equivalent circuit, the capillary 12 and the
すなわち、キャピラリ12からの液滴吐出を開始した初期では、微粒子の粒径が小さくても、時間の経過に伴い、微粒子の粒径が大きくなり、微粒子の粒径分布がブロード化する。 That is, at the initial stage when droplet discharge from the capillary 12 is started, even if the particle size of the fine particles is small, the particle size of the fine particles increases with time, and the particle size distribution of the fine particles becomes broad.
そこで、本発明の微粒子堆積装置及び微粒子堆積方法では、ターゲット基板上の微粒子表面の電荷を打ち消したり、微粒子表面に逆極性の電荷を与えて、キャピラリとターゲット基板間の電気力線の消失を防止したり、電気力線を増やしている。あるいは、キャピラリから吐出される液滴表面の電荷の減少を防止したり、液滴表面の電荷を増やしている。これにより、ターゲット基板13上の微粒子の密度の低下を防止したり、微粒子の密度を向上させて、微粒子堆積膜の形成を安定化させることができる。あるいは、静電爆発の発生確率を一定に維持して、微粒子の粒径を均一化させることができる。
Therefore, in the fine particle deposition apparatus and the fine particle deposition method of the present invention, the charge on the surface of the fine particle on the target substrate is canceled or the charge of the opposite polarity is given to the fine particle surface to prevent the disappearance of the lines of electric force between the capillary and the target substrate. Or increase the lines of electric force. Alternatively, the charge on the surface of the droplet discharged from the capillary is prevented from decreasing, or the charge on the surface of the droplet is increased. As a result, a decrease in the density of the fine particles on the
図5は、本発明の微粒子堆積装置の第1実施形態を示すブロック図である。尚、図5において、図1と同様の作用を果たす部位には同じ符号を付している。また、ターゲット基板13を拡大して示している。
FIG. 5 is a block diagram showing a first embodiment of the fine particle deposition apparatus of the present invention. Note that, in FIG. 5, the same reference numerals are given to portions that perform the same operation as in FIG. 1. Further, the
本実施形態の微粒子堆積装置31では、数kV〜数十kV程度のパルス状高電圧をキャピラリ12とターゲット基板13間に印加する電圧源11と、ターゲット基板13近傍に配置された帯電電荷量調節部32と、電圧源11及び帯電電荷量調節部32を制御する制御部33とを備えている。
In the fine
帯電電荷量調節部32は、ターゲット基板13に着弾した微粒子18もしくは微粒子18が堆積してなる微粒子堆積膜の帯電電荷量を調節もしくはキャンセルするためのものであり、ターゲット基板13上の微粒子18もしくは微粒子堆積膜に対する大気圧プラズマ処理、コロナ放電処理、イオン照射処理などを行って、それらの帯電電荷量を調節もしくはキャンセルする。エレクトロスピニング法は、通常大気圧で行われるが、溶液の粘度や溶媒の沸点を適切に設定すれば低圧で行うこともできる。エレクトロスピニング法を低圧で行う場合には、帯電電荷量調節部32により低圧プラズマ処理を行って、微粒子18もしくは微粒子堆積膜の帯電電荷量を調節もしくはキャンセルすることが可能となる。
The charged charge
この帯電電荷量調節部32による帯電電荷量の調節範囲は、ターゲット基板13全体であるが、ターゲット基板13上で微粒子18もしくは微粒子堆積膜の帯電電荷量に偏りが生じる場合には、その帯電電荷量が偏る一部を帯電電荷量の調節範囲として設定しても構わない。
The adjustment range of the charged charge amount by the charged charge
制御部33は、電圧源11から出力される高電圧のレベル、電圧源11による高電圧の印加タイミング、もしくは印加期間を制御すると同時に、帯電電荷量調節部32の出力レベル、帯電電荷量調節部32による帯電電荷量の調節タイミング、もしくは調節期間を制御することができる。例えば、制御部33は、電圧源11による高電圧の印加と、帯電電荷量調節部32による帯電電荷量の調節を交互に行う。すなわち、ターゲット基板13への微粒子の着弾と、ターゲット基板13上の微粒子18もしくは微粒子堆積膜の帯電電荷量のキャンセルとを交互に繰り返す。これにより、ターゲット基板13上の微粒子18もしくは微粒子堆積膜が正の帯電電荷を保持していても、この正の帯電電荷がキャンセルされてから、ターゲット基板13への微粒子の着弾が再開されることになる。ターゲット基板13上の微粒子18もしくは微粒子堆積膜の帯電電荷がキャンセルされると、キャピラリ12とターゲット基板13間の電気力線が消失せず、キャピラリ11から吐出される液滴表面の電荷が減少せずに済む。そして、この状態でターゲット基板13への微粒子の着弾がなされると、ターゲット基板13上に微粒子が一様に着弾するので、ターゲット基板13上の微粒子の密度が向上し、微粒子堆積膜の形成が安定化する。また、静電爆発の発生確率が一定に維持されて、微粒子の粒径が均一化する。
The
尚、電圧源11による高電圧の印加と、帯電電荷量調節部32による帯電電荷量の調節を完全に切り分ける必要はなく、同時に行われる時間が存在しても構わない。その場合、粒子形成と表面帯電処理が同時に行われるので、堆積膜形成速度が向上するメリットがある。
Note that it is not necessary to completely separate the application of a high voltage from the
また、帯電電荷量調節部32によりターゲット基板13上の微粒子18もしくは微粒子堆積膜の正の帯電電荷をキャンセルするだけではなく、帯電電荷量調節部32により微粒子もしくは微粒子堆積膜に負の帯電電荷を付与しても構わない。この場合は、ターゲット基板13に正に帯電した微粒子が着弾すると同時に、この正に帯電した微粒子がターゲット基板13上の負に帯電した微粒子に引き付けられて密接し、微粒子堆積膜の膜質および密度が高められる。
Further, not only the charged charge
図6は、本発明の微粒子堆積装置の第2実施形態を示すブロック図である。尚、図6において、図1及び図5と同様の作用を果たす部位には同じ符号を付している。また、ターゲット基板13を拡大して示している。
FIG. 6 is a block diagram showing a second embodiment of the fine particle deposition apparatus of the present invention. In FIG. 6, the same reference numerals are given to portions that perform the same operations as those in FIGS. 1 and 5. Further, the
本実施形態の微粒子堆積装置41は、図5の装置に帯電電荷量計側部42を付設したものである。この帯電電荷量計側部42は、ターゲット基板13上の微粒子18もしくは微粒子堆積膜の帯電電荷量を計測して、この計測結果を制御部33に出力する。この帯電電荷量計側部42としては、ファラデーケージなどが挙げられる。
The fine
制御部33は、帯電電荷量計側部42の計測結果、すなわちターゲット基板13上の微粒子18もしくは微粒子堆積膜の帯電電荷量を監視し、この帯電電荷量を適確にキャンセルすることができるように帯電電荷量調節部32の出力レベル、帯電電荷量調節部32による帯電電荷量の調節タイミング、もしくは調節期間を制御する。これにより、微粒子の帯電電荷量を過不足なく調節することが可能になる。
The
帯電電荷量計測部42は、ターゲット基板13上の微粒子もしくは微粒子堆積膜の帯電電荷量を計測する代わりに、ターゲット基板13に着弾する前の液滴もしくは微粒子の帯電電荷量、つまり飛翔中の液滴もしくは微粒子の帯電電荷量を計測しても構わない。この場合は、飛翔中の液滴もしくは微粒子の帯電電荷量を様々に変化させ、その度に、ターゲット基板13上の微粒子の密度が向上し、微粒子堆積膜の形成が安定化し、かつ微粒子の粒径が均一化するような、つまり微粒子もしくは微粒子堆積膜が最適化するような帯電電荷量調節部32の出力レベル、帯電電荷量調節部32による帯電電荷の調節タイミング、もしくは調節期間を予め求めておく。そして、帯電電荷量計測部42により飛翔中の液滴もしくは微粒子の帯電電荷量を計測し、この計測結果に応じて帯電電荷量調節部32による微粒子もしくは微粒子堆積膜の最適化制御を行う。
The charged charge
また、帯電電荷量調節部32は、ターゲット基板13上の微粒子もしくは微粒子堆積膜の帯電電荷量を調節する代わりに、ターゲット基板13に着弾する前の飛翔中の液滴もしくは微粒子の帯電電荷量を調節しても構わない。この場合は、ターゲット基板13上の微粒子の密度が向上し、微粒子堆積膜の形成が安定化し、かつ微粒子の粒径が均一化するような飛翔中の液滴もしくは微粒子の最適な帯電電荷量を予め求めておき、帯電電荷量計測部42により飛翔中の液滴もしくは微粒子の帯電電荷量を計測しつつ、帯電電荷量調節部32により飛翔中の液滴もしくは微粒子の帯電電荷量を最適化する。これにより、ターゲット基板13に着弾した後で微粒子もしくは微粒子堆積膜の帯電電荷量をキャンセルする場合と比較すると、帯電電荷量のキャンセルのためにだけ割り当てられる時間を削減して、微粒子堆積膜の形成速度を向上させることができる。また、液滴の状態で帯電電荷量の制御を行えば、液滴の静電爆発のタイミングを制御することができ、微粒子の粒径及び粒子密度の制御を行うことが可能になる。
Further, the charged charge
尚、帯電電荷量調節部32によりターゲット基板13上の微粒子18もしくは微粒子堆積膜の正の帯電電荷をキャンセルするだけではなく、帯電電荷量調節部32により微粒子18もしくは微粒子堆積膜に負の帯電電荷を付与しても構わない。
The charged charge
また、上記各実施形態では、ポリマー溶液を例示しているが、ポリマー融液、モノマー溶液あるいは融液や、樹脂又は無機の粒子を含有するゾル(コロイド溶液)でもよい。モノマー溶液の場合は、微粒子堆積膜を形成した後で、微粒子同士を重合させて、それらの界面を接続することができるので、より緻密な微粒子堆積膜を形成することができる。ゾルの場合も、微粒子の形成が可能であり、また微粒子の着弾前あるいは微粒子の着弾堆積後での化学的反応によるゲル化で、ゲル微粒子の堆積膜を作製することができる。 In each of the above embodiments, a polymer solution is exemplified, but a polymer melt, a monomer solution or a melt, or a sol (colloid solution) containing resin or inorganic particles may be used. In the case of the monomer solution, after forming the fine particle deposition film, the fine particles can be polymerized to connect their interfaces, so that a finer particle deposition film can be formed. In the case of a sol, fine particles can be formed, and a gel fine particle deposition film can be produced by gelation by chemical reaction before the fine particles have landed or after the fine particles have landed and deposited.
更に、溶液や融液に限らず、樹脂材料あるいは無機材料からなる微粒子を作製して、その分散液を用いても良い。前もって微粒子を作製する手法としては、ミリングやレーザー破砕などの粉砕による手法と、化学的に合成する手法とが知られている。特に、化学的に合成する手法は、近年研究が盛んであり、例えば特開2004−292682号公報には、共沈法を用いてφ30nm程度のポリイミド微粒子の分散液を作製する手法が紹介されている。こうした微粒子を溶液中に分散させて用いることで、エレクトロスピニング法のみでは微粒子の微細化が困難であっても、微粒子膜を作製することができる。 Furthermore, not only solutions and melts but also fine particles made of resin material or inorganic material may be prepared and the dispersion liquid may be used. As a method for producing fine particles in advance, a method using pulverization such as milling or laser crushing and a method of chemically synthesizing are known. In particular, methods for chemically synthesizing have been actively studied in recent years. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-292682 introduces a method for preparing a dispersion of polyimide fine particles having a diameter of about 30 nm using a coprecipitation method. Yes. By using these fine particles dispersed in a solution, a fine particle film can be produced even if it is difficult to make fine particles by electrospinning alone.
また、絶縁性を有する無機の粒子を含有するゾルもしくは分散液を用いる場合も、ターゲット基板13上の微粒子の帯電電荷が保持されるので、本発明の適用が有効である。
In addition, when using a sol or dispersion containing inorganic particles having insulating properties, the application of the present invention is effective because the charged charges of the fine particles on the
更に、先にも述べたように微粒子の絶縁性にかかわらず、ターゲット基板13が絶縁性を有する場合も、ターゲット基板13上の微粒子の帯電電荷が保持されるので、本発明の適用が有効である。この場合は、図5及び図6において、ターゲット基板13を基板支持体43に搭載して支持し、キャピラリ12と基板支持体43間にパルス状の高電圧を印加して、キャピラリ12と基板支持体43間に電界を形成し、この電界中にターゲット基板13を配置して、電気力線がターゲット基板13を通るようにする。このために、基板支持体43の少なくとも一部を導電性材料で形成する。ターゲット基板13から外れる電気力線が多くなると、ターゲット基板13から逸れて飛散する微粒子が多くなるので、電気力線がターゲット基板13から外れないようにするべく、導電性材料からなる基板支持体43の部分を特定する必要がある。このような構成においても、絶縁性のターゲット基板13上に着弾堆積した微粒子もしくは微粒子堆積膜の帯電電荷が保持されるので、本発明が適用されて、微粒子もしくは微粒子堆積膜の帯電電荷量が調節されれば、ターゲット基板13上の微粒子の密度が向上して、微粒子堆積膜の形成が安定化する。また、静電爆発の発生確率が一定に維持されて、微粒子の粒径が均一化する。
Furthermore, as described above, even when the
次に、本発明の発明者等は、本発明を実施し、その実施例について実験を行ったので、この実験結果を説明する。 Next, the inventors of the present invention implemented the present invention and conducted experiments on the examples, and the experimental results will be described.
この実施例では、樹脂溶液の吐出用に、カトーテック社製エレクトロスピニング装置NSU−1を適用している。また、ターゲット基板として、□50×t2mmの銅板をアルミ箔で被覆したものを適用している。 In this embodiment, an electrospinning device NSU-1 manufactured by Kato Tech Co., Ltd. is applied for discharging a resin solution. In addition, a target substrate in which a □ 50 × t2 mm copper plate is coated with an aluminum foil is used.
シリンジ先端のキャピラリを電圧源の正の出力端子に接続し、ターゲット基板を電圧源のアース端子に接続して、キャピラリとターゲット基板間にパルス状の高電圧を印加して、キャピラリとターゲット基板間に電界を形成し、キャピラリからターゲット基板へと正に帯電した液滴を飛翔させ、微粒子をターゲット基板に着弾させた。 Connect the capillary at the tip of the syringe to the positive output terminal of the voltage source, connect the target substrate to the ground terminal of the voltage source, apply a pulsed high voltage between the capillary and the target substrate, and connect between the capillary and the target substrate. An electric field was formed on the substrate, and positively charged droplets were allowed to fly from the capillary to the target substrate, causing the fine particles to land on the target substrate.
ここで、シリンジ容量は1ml(内径2.2mm)、液滴吐出速度は0.75ul/min(シリンジの押出速度としては0.05mm/min)、キャピラリ先端の内径は0.5mmである。また、透明ポリイミド樹脂材料は、三菱ガス化学社製ネオプリム(ポリマー)であり、その溶液の溶媒としてジメチルアセトアミド(DMAC)を用い、その溶液の濃度を7wt%に設定している。また、印加電圧を25kVに設定している。 Here, the syringe volume is 1 ml (inner diameter 2.2 mm), the droplet discharge speed is 0.75 ul / min (the syringe extrusion speed is 0.05 mm / min), and the capillary tip inner diameter is 0.5 mm. The transparent polyimide resin material is neoprim (polymer) manufactured by Mitsubishi Gas Chemical Company, and dimethylacetamide (DMAC) is used as a solvent for the solution, and the concentration of the solution is set to 7 wt%. The applied voltage is set to 25 kV.
まず、従来の装置と同様に、ターゲット基板上の微粒子もしくは微粒子堆積膜の帯電電荷をキャンセルしない状態で、5分間連続して、ターゲット基板上に微粒子を堆積させ、このターゲット基板上の微粒子を、走査型電子顕微鏡を用いて観察した。この結果を図7(a)に示す。図7(a)から明らかなように微粒子が形成されてはいるものの、微粒子の粒径が非常にばらついており、粒子同士が密着せず緻密な膜が形成されなかった。微粒子の堆積が長時間継続されても、この傾向が変わらず、緻密な膜が形成されなかった。これは、先に述べたようにターゲット基板上の微粒子の帯電電荷が保持されて周囲の電気力線に影響を及ぼすためである。 First, as in the conventional apparatus, the fine particles on the target substrate are deposited on the target substrate continuously for 5 minutes without canceling the charged charge of the fine particles on the target substrate or the fine particle deposition film. Observation was performed using a scanning electron microscope. The result is shown in FIG. As is apparent from FIG. 7A, although the fine particles are formed, the particle diameters of the fine particles are very varied, and the particles are not in close contact with each other, so that a dense film is not formed. This tendency did not change even when the deposition of fine particles was continued for a long time, and a dense film was not formed. This is because, as described above, the charged electric charge of the fine particles on the target substrate is retained and affects the surrounding electric lines of force.
そこで、ターゲット基板上の微粒子もしくは微粒子堆積膜の帯電電荷量をキャンセルするために、キーエンス社製の除電器SJ−M200(帯電電荷量調節部)を付設した。この除電器SJ−M200は、イオンを放出するマイクロヘッドを有し、このマイクロヘッドからターゲット基板へとイオン照射を行うことができる。 Therefore, in order to cancel the charged charge amount of the fine particles or the fine particle deposited film on the target substrate, a static eliminator SJ-M200 (charged charge amount adjusting unit) manufactured by Keyence Corporation was attached. This static eliminator SJ-M200 has a microhead that emits ions, and ion irradiation can be performed from the microhead to the target substrate.
そして、1分間の微粒子の堆積と、1〜2分間の微粒子の帯電電荷のキャンセルとを1サイクルとして、このサイクルを5回繰り返した。除電器からのイオン照射のときに、簡易的にターゲット基板上の微粒子の帯電電荷量を計測して、微粒子が正に帯電していることや、その帯電電荷量が減少してほとんど無くなることを確認できた。また、ターゲット基板上の微粒子を、走査型電子顕微鏡を用いて観察した。この結果を図7(b)に示す。図7(b)から明らかなように微粒子の粒径のばらつきが減って、粒径が均一になり、かつ微粒子同士が密に堆積して、緻密な微粒子堆積膜が形成されていることが分かる。これは、ターゲット基板上の微粒子の帯電電荷による周囲の電気力線への影響が軽減されたためである。 Then, this cycle was repeated 5 times, with the deposition of the fine particles for 1 minute and the cancellation of the charged charge of the fine particles for 1 to 2 minutes as one cycle. At the time of ion irradiation from the static eliminator, the charged charge amount of the fine particles on the target substrate is simply measured to confirm that the fine particles are positively charged or that the charged charge amount decreases and almost disappears. It could be confirmed. Moreover, the fine particles on the target substrate were observed using a scanning electron microscope. The result is shown in FIG. As apparent from FIG. 7B, it can be seen that the variation in the particle size of the fine particles is reduced, the particle size becomes uniform, and the fine particles are densely deposited to form a dense fine particle deposition film. . This is because the influence of the charged electric charges of the fine particles on the target substrate on the surrounding electric field lines is reduced.
このような本発明の微粒子堆積膜は、例えば太陽電池のカバーガラス上に堆積形成して、保護膜や反射防止膜として用いるという適用例が考えられる。この場合、微粒子が絶縁性を有していることが想定される。また、微粒子が絶縁性を有していなくても、カバーガラスが絶縁性を有する。このため、カバーガラスに着弾した微粒子の帯電電荷がキャンセルされなければ、微粒子の粒径がばらついて、微粒子同士が密着せず緻密な膜が形成されず、外観上の問題となる。本発明を適用すれば、微粒子の粒径のばらつきが減って、粒径が均一になり、かつ微粒子同士が密に堆積して、緻密な膜が形成されるので、好ましい外観が得られる。 Such a fine particle deposition film of the present invention can be applied, for example, by depositing on a cover glass of a solar cell and using it as a protective film or an antireflection film. In this case, it is assumed that the fine particles have insulating properties. Moreover, even if the fine particles do not have insulating properties, the cover glass has insulating properties. For this reason, unless the charged charge of the fine particles landed on the cover glass is canceled, the particle diameters of the fine particles vary, the fine particles do not adhere to each other, and a dense film is not formed, resulting in an appearance problem. By applying the present invention, variation in the particle size of the fine particles is reduced, the particle size becomes uniform, and the fine particles are densely deposited to form a dense film, so that a preferable appearance can be obtained.
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと解される。 As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described referring an accompanying drawing, it cannot be overemphasized that this invention is not limited to the example which concerns. It will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made within the scope of the claims, and these are naturally within the technical scope of the present invention. It is understood.
本発明は、基板や塗布材料の導電性に関わらず、任意の粒径に均一に揃えられた微粒子からなる微粒子堆積膜の形成を可能にする。このため、例えば樹脂光学部材上に、樹脂材料や無機材料からなる微粒子を密度制御しながら堆積させることで、屈折率、散乱、吸収、反射などを調節した光学機能膜を形成することができる。また、非真空で、そのような微粒子堆積膜を形成することができるため、そのような光学部材もしくは工学部材を備えたモジュールを安価に提供することができる。 The present invention makes it possible to form a fine particle deposition film composed of fine particles having a uniform particle size regardless of the conductivity of a substrate or a coating material. For this reason, for example, by depositing fine particles made of a resin material or an inorganic material on a resin optical member while controlling the density, an optical functional film in which the refractive index, scattering, absorption, reflection, etc. are adjusted can be formed. Further, since such a fine particle deposition film can be formed in a non-vacuum state, a module including such an optical member or engineering member can be provided at low cost.
11 電圧源
12 キャピラリ(液滴吐出部)
13 ターゲット基板
14 シリンジ
15 樹脂溶液
16 液滴
18 微粒子
21 正電極
22 負電極
23 絶縁層
31、41 微粒子堆積装置
32 帯電電荷量調節部
33 制御部
42 帯電電荷量計側部
43 基板支持体
11
13
Claims (12)
前記液滴もしくは微粒子の帯電電荷量を調節する帯電電荷量調節手段と、
前記電圧印加手段及び前記帯電電荷量調節手段を制御する制御手段とを備えることを特徴とする微粒子堆積装置。 A droplet discharge unit that discharges the droplet toward the target substrate, and an electric field is formed between the target substrate and the droplet discharge unit by applying a voltage, and an electric charge is applied to the droplet discharged from the droplet discharge unit. A fine particle deposition apparatus using an electrospinning method, comprising: a voltage applying means; and dividing droplets directed toward the target substrate and landing and depositing fine particles formed by the division on the target substrate,
Charged charge amount adjusting means for adjusting the charged charge amount of the droplets or fine particles;
A fine particle deposition apparatus comprising: control means for controlling the voltage applying means and the charged charge amount adjusting means.
前記帯電電荷量調節手段は、ターゲット基板に堆積した微粒子の帯電電荷量を調節することを特徴とする微粒子堆積装置。 The fine particle deposition apparatus according to claim 1,
The charged particle amount adjusting means adjusts the charged charge amount of the particles deposited on the target substrate.
前記帯電電荷量調節手段は、ターゲット基板に着弾する前の液滴もしくは微粒子の帯電電荷量を調節することを特徴とする微粒子堆積装置。 The fine particle deposition apparatus according to claim 1,
The charged particle amount adjusting means adjusts the charged charge amount of droplets or particles before landing on a target substrate.
前記液滴もしくは微粒子の帯電電荷量を計測する帯電電荷量計測手段を備え、
前記制御手段は、前記帯電電荷量計測手段の計測結果に基づいて前記帯電電荷量調節手段を制御することを特徴とする微粒子堆積装置。 The fine particle deposition apparatus according to any one of claims 1 to 3,
Charged charge amount measuring means for measuring the charged charge amount of the droplets or fine particles,
The fine particle deposition apparatus, wherein the control unit controls the charged charge amount adjusting unit based on a measurement result of the charged charge amount measuring unit.
前記帯電電荷量計測手段は、ターゲット基板に堆積した微粒子の帯電電荷量を計測することを特徴とする微粒子堆積装置。 The fine particle deposition apparatus according to claim 4,
The charged charge amount measuring means measures a charged charge amount of fine particles deposited on a target substrate.
前記帯電電荷量計測手段は、ターゲット基板に着弾する前の液滴もしくは微粒子の帯電電荷量を計測することを特徴とする微粒子堆積装置。 The fine particle deposition apparatus according to claim 4,
The charged charge amount measuring means measures the charged charge amount of droplets or fine particles before landing on a target substrate.
前記制御手段は、前記電圧印加手段及び前記帯電電荷量調節手段の稼動タイミングを制御することを特徴とする微粒子堆積装置。 The fine particle deposition apparatus according to any one of claims 1 to 6,
The fine particle deposition apparatus, wherein the control means controls operation timing of the voltage applying means and the charged charge amount adjusting means.
前記液滴は、樹脂のモノマーもしくはポリマーを含有する溶液もしくは融液、樹脂又は無機の粒子を分散させた分散液、樹脂又は無機の粒子を含有するゾルのうちのいずれか1つを主成分とすることを特徴とする微粒子堆積装置。 A particulate deposition apparatus according to any one of claims 1 to 7,
The droplet is mainly composed of any one of a solution or melt containing a resin monomer or polymer, a dispersion in which resin or inorganic particles are dispersed, or a sol containing resin or inorganic particles. A fine particle deposition apparatus.
ターゲット基板を支持する支持部を備え、
前記電圧印加手段は、前記支持部と前記液滴吐出部間に電圧を印加して、ターゲット基板と前記液滴吐出部間に電界を形成することを特徴とする微粒子堆積装置。 A particle deposition apparatus according to any one of claims 1 to 8,
A support unit for supporting the target substrate;
The fine particle deposition apparatus, wherein the voltage applying means applies a voltage between the support portion and the droplet discharge portion to form an electric field between the target substrate and the droplet discharge portion.
ターゲット基板が絶縁体であり、前記支持部の少なくとも一部が前記電圧印加手段に接続される導電体であることを特徴とする微粒子堆積装置。 The fine particle deposition apparatus according to claim 9, wherein
A fine particle deposition apparatus, wherein the target substrate is an insulator, and at least a part of the support portion is a conductor connected to the voltage applying means.
前記液滴もしくは微粒子の帯電電荷量を調節制御すると共に前記電圧印加手段による印加電圧を調節制御することにより、ターゲット基板上の微粒子の粒子密度および粒径を操作することを特徴とする微粒子堆積方法。 A target substrate, a droplet discharge portion that discharges the droplet toward the target substrate, and an electric field is formed between the target substrate and the droplet discharge portion by applying a voltage, and the droplet is discharged from the droplet discharge portion. A particle deposition method using an electrospinning method in which droplets directed to the target substrate are split and the particles formed by the splitting land and deposit on the target substrate. There,
A fine particle deposition method characterized by controlling the charge density of the droplets or fine particles and adjusting the voltage applied by the voltage applying means to control the particle density and particle size of the fine particles on the target substrate. .
樹脂又は無機からなる粒径および粒子密度を任意の値に制御しながら堆積させることにより形成された微粒子堆積膜。 A particulate deposition film formed by the particulate deposition apparatus according to any one of claims 1 to 10,
A fine particle deposition film formed by depositing while controlling the particle diameter and particle density of resin or inorganic to arbitrary values.
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