JP2017131815A - Electrospray device and pellicle formation method - Google Patents

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清人 山本
Kiyoto Yamamoto
清人 山本
和輝 石
Kazuteru Ishi
和輝 石
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electrospray device capable of inhibiting the thickness of a pellicle deposited on a substrate from being dispersed by electric charges that electrifies a pellicle of a solution material deposited on the substrate.SOLUTION: This electrospray device comprises a nozzle 1 that sprays the solution material in a state of being impressed with voltage and a control part 7 (switch part 4) that alternately switches a first operation for spraying the solution material electrified by impressing a first voltage 10a on the nozzle 1 to a substrate 3 and a second operation for spraying the solution material electrified in a polarity reverse to the polarity of the solution material sprayed in the first operation to the substrate 3.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

この発明は、エレクトロスプレー装置および薄膜の形成方法に関し、特に、溶液材料に電圧を印加した状態で噴霧するノズルを備えるエレクトロスプレー装置および薄膜の形成方法に関する。   The present invention relates to an electrospray apparatus and a thin film forming method, and more particularly to an electrospray apparatus including a nozzle that sprays a solution material in a state where a voltage is applied to the solution material and a thin film forming method.

従来、ノズルから噴霧された溶液材料を基板に薄膜として堆積させるエレクトロスプレー装置が知られている(たとえば、特許文献1参照)。   Conventionally, an electrospray apparatus that deposits a solution material sprayed from a nozzle as a thin film on a substrate is known (see, for example, Patent Document 1).

上記特許文献1には、基板が載置されるプレートと、電圧が印加された状態の溶液材料を基板に噴霧するノズルとを備えるエレクトロスプレー装置が開示されている。このエレクトロスプレー装置では、基板は金属製のプレートの表面上(ノズル側の表面上)に配置されている。また、金属製のプレートは、接地されている。これにより、ノズルと金属製のプレートとの間に電界が生じるので、基板が非導電性の場合でも、溶液材料を噴霧(塗布)することが可能になる。   Patent Document 1 discloses an electrospray apparatus that includes a plate on which a substrate is placed and a nozzle that sprays a solution material in a state where a voltage is applied to the substrate. In this electrospray apparatus, the substrate is disposed on the surface of a metal plate (on the nozzle side surface). The metal plate is grounded. Accordingly, an electric field is generated between the nozzle and the metal plate, so that the solution material can be sprayed (applied) even when the substrate is non-conductive.

特開2014−147891号公報JP 2014-147891 A

しかしながら、上記特許文献1に記載のエレクトロスプレー装置では、ノズルから電圧(正の電圧)が印加された状態の溶液材料が基板に噴霧(塗布)されるため、基板および基板に堆積した溶液材料の薄膜に電荷(正の電荷)が帯電する場合がある。この場合、基板に堆積した溶液材料の薄膜に帯電した電荷(正の電荷)と、ノズルから噴霧された溶液材料とが反発して、ノズルから噴霧された電荷(正の電荷)を帯びた溶液材料が基板に堆積(付着)しにくくなるという不都合がある。また、基板に堆積した溶液材料の薄膜に帯電した電荷に起因して、ノズルと基板(金属製のプレート)との間の電界が弱まり、安定した状態でノズルから溶液材料を噴霧できなくなるという不都合がある。これらのため、基板に堆積される薄膜の膜厚がばらつく(均一にならない)という問題点がある。   However, in the electrospray device described in Patent Document 1, since the solution material in a state where a voltage (positive voltage) is applied from the nozzle is sprayed (applied) to the substrate, the solution material deposited on the substrate and the substrate The thin film may be charged with a charge (positive charge). In this case, the charge charged on the thin film of the solution material deposited on the substrate (positive charge) and the solution material sprayed from the nozzle are repelled and charged with the charge sprayed from the nozzle (positive charge). There is a disadvantage that the material is difficult to deposit (attach) on the substrate. In addition, the electric field between the nozzle and the substrate (metal plate) is weakened due to the electric charge charged on the thin film of the solution material deposited on the substrate, and the solution material cannot be sprayed from the nozzle in a stable state. There is. For these reasons, there is a problem that the thickness of the thin film deposited on the substrate varies (is not uniform).

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の1つの目的は、基板に堆積した溶液材料の薄膜に帯電した電荷に起因して、基板に堆積される薄膜の膜厚がばらつくのを抑制することが可能なエレクトロスプレー装置および薄膜の形成方法を提供することである。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and one object of the present invention is to be deposited on a substrate due to an electric charge charged in a thin film of solution material deposited on the substrate. It is an object to provide an electrospray apparatus and a method for forming a thin film capable of suppressing variations in the thickness of the thin film.

上記目的を達成するために、この発明の第1の局面によるエレクトロスプレー装置は、ノズルから噴霧された溶液材料を、基板に薄膜として堆積させるエレクトロスプレー装置であって、溶液材料に電圧を印加した状態で噴霧するノズルと、ノズルに第1電圧を印加して帯電した溶液材料を基板に噴霧する第1動作と、ノズルに第2電圧を印加して第1動作において噴霧される溶液材料の極性とは逆極性に帯電した溶液材料を基板に噴霧する第2動作とを交互に切り替える切替部とを備える。   In order to achieve the above object, an electrospray apparatus according to a first aspect of the present invention is an electrospray apparatus for depositing a solution material sprayed from a nozzle as a thin film on a substrate, and applying a voltage to the solution material. A nozzle for spraying in a state, a first operation for spraying a solution material charged by applying a first voltage to the nozzle to the substrate, and a polarity of the solution material sprayed in the first operation by applying a second voltage to the nozzle And a switching unit that alternately switches the second operation of spraying the solution material charged to the opposite polarity onto the substrate.

この第1の局面によるエレクトロスプレー装置では、上記のように、ノズルに第1電圧を印加して帯電した溶液材料を基板に噴霧する第1動作と、ノズルに第2電圧を印加して第1動作において噴霧される溶液材料の極性とは逆極性に帯電した溶液材料を基板に噴霧する第2動作とを交互に切り替える切替部を備える。これにより、第1動作によって基板に堆積した溶液材料の薄膜に帯電した電荷を、第2動作により噴霧される逆極性に帯電した溶液材料により除電する(帯電量を減少させる)ことができるので、2回目以降の第1動作の際に、ノズルから噴霧された電荷を帯びた溶液材料が反発されることと、ノズルと基板との間の電界が弱まることとが抑制される。その結果、基板に堆積した溶液材料の薄膜に帯電した電荷に起因して、基板に堆積される薄膜の膜厚がばらつくのを抑制することができる。   In the electrospray apparatus according to the first aspect, as described above, the first operation in which the solution material charged by applying the first voltage to the nozzle is sprayed on the substrate, and the second voltage is applied to the nozzle in the first operation. A switching unit that alternately switches between a second operation of spraying the solution material charged to a polarity opposite to the polarity of the solution material sprayed in the operation onto the substrate. As a result, the charge charged in the thin film of the solution material deposited on the substrate by the first operation can be eliminated by the solution material charged in the reverse polarity sprayed by the second operation (reducing the charge amount). In the second and subsequent first operations, repulsion of the charged solution material sprayed from the nozzle and weakening of the electric field between the nozzle and the substrate are suppressed. As a result, it is possible to suppress variation in the thickness of the thin film deposited on the substrate due to the electric charge charged on the thin film of the solution material deposited on the substrate.

また、第1動作によって基板に堆積した溶液材料の薄膜に帯電した電荷を、第2動作により噴霧される逆極性に帯電した溶液材料により除電する(帯電量を減少させる)ことができるので、電荷が比較的帯電しやすい厚みの大きい基板、および、電荷が比較的帯電しやすい材質の基板を使用することができる。また、第2動作では、第1動作により基板に堆積した溶液材料の薄膜に帯電した電荷に対して逆極性に帯電した溶液材料が噴霧されるので、第1動作により基板に堆積した溶液材料の薄膜に帯電した電荷に反発されることなく、基板に溶液材料を噴霧することができる。   Further, since the charge charged on the thin film of the solution material deposited on the substrate by the first operation can be removed by the oppositely charged solution material sprayed by the second operation (charge amount is reduced), the charge A substrate having a large thickness that is relatively easily charged and a substrate made of a material that is relatively easily charged can be used. In the second operation, since the solution material charged in the opposite polarity to the electric charge charged on the thin film of the solution material deposited on the substrate by the first operation is sprayed, the solution material deposited on the substrate by the first operation is sprayed. The solution material can be sprayed onto the substrate without being repelled by the electric charge charged on the thin film.

上記第1の局面によるエレクトロスプレー装置において、好ましくは、切替部は、第1動作と第2動作とを切り替える際のノズルと基板に堆積した溶液材料の薄膜との電位差が薄膜の堆積の開始時のノズルと基板との電位差に略等しくなるように、第1動作と第2動作とを交互に切り替えるように構成されている。このように構成すれば、第1動作と第2動作とを切り替える際において、ノズルと基板との電位差が変化することに起因して、溶液材料の噴霧量(塗布速度)が変化することを抑制することができる。   In the electrospray device according to the first aspect, preferably, the switching unit is configured such that a potential difference between the nozzle when switching between the first operation and the second operation and the thin film of the solution material deposited on the substrate is at the start of deposition of the thin film. The first operation and the second operation are alternately switched so as to be substantially equal to the potential difference between the nozzle and the substrate. If comprised in this way, when changing a 1st operation | movement and a 2nd operation | movement, it will suppress that the spray amount (application | coating speed) of a solution material changes due to the potential difference of a nozzle and a board | substrate changing. can do.

上記第1の局面によるエレクトロスプレー装置において、好ましくは、切替部は、ノズルに印加する電圧を第1電圧と、第2電圧とに交互に切り替えるスイッチ部を含む。このように構成すれば、スイッチ部を交互に切り替えるだけで、容易に、第1動作と第2動作とを交互に切り替えることができる。   In the electrospray device according to the first aspect, the switching unit preferably includes a switch unit that alternately switches a voltage applied to the nozzle between the first voltage and the second voltage. If comprised in this way, a 1st operation | movement and a 2nd operation | movement can be switched easily only by switching a switch part alternately.

上記第1の局面によるエレクトロスプレー装置において、好ましくは、ノズルは、第1電圧が印加される第1ノズルと、第2電圧が印加される第2ノズルとを含み、切替部は、第1動作において第1ノズルに第1電圧を印加して帯電した溶液材料を基板に噴霧するとともに、第2動作において第2ノズルに第2電圧を印加して第1動作において噴霧される溶液材料の極性とは逆極性に帯電した溶液材料を基板に噴霧するように、第1動作と第2動作とを交互に切り替えるように構成されている。このように構成すれば、別個の第1ノズルおよび第2ノズルにそれぞれ第1電圧および第2電圧を印加することにより、同一のノズルに印加される電圧の極性を切り替える場合と異なり、電圧の極性の切り替え後の溶液材料のテーラーコーンが生成されるまでに要する時間を経過することなく、第1ノズルによる第1動作と第2ノズルによる第2動作とを切り替えることができる。これにより、第1動作と第2動作との切り替えを迅速に行うことができる。   In the electrospray apparatus according to the first aspect, preferably, the nozzle includes a first nozzle to which the first voltage is applied and a second nozzle to which the second voltage is applied, and the switching unit performs the first operation. And spraying the charged solution material on the substrate by applying the first voltage to the first nozzle and applying the second voltage to the second nozzle in the second operation and the polarity of the solution material sprayed in the first operation Is configured to alternately switch between the first operation and the second operation so that the solution material charged in the reverse polarity is sprayed onto the substrate. If comprised in this way, unlike the case where the polarity of the voltage applied to the same nozzle is switched by applying a 1st voltage and a 2nd voltage to a separate 1st nozzle and a 2nd nozzle, respectively, the polarity of a voltage The first operation by the first nozzle and the second operation by the second nozzle can be switched without elapse of the time required for generating the tailor cone of the solution material after the switching. Thereby, switching between the first operation and the second operation can be performed quickly.

この発明の第2の局面による薄膜の形成方法は、電圧を印加した状態でノズルから噴霧された溶液材料を、基板に薄膜として堆積させるエレクトロスプレー装置による薄膜の形成方法であって、ノズルに第1電圧を印加して帯電した溶液材料を基板に噴霧する第1動作と、ノズルに第2電圧を印加して第1動作において噴霧される溶液材料の極性とは逆極性に帯電した溶液材料を基板に噴霧する第2動作とを交互に切り替えることを備える。   A thin film forming method according to a second aspect of the present invention is a thin film forming method using an electrospray apparatus in which a solution material sprayed from a nozzle with a voltage applied is deposited as a thin film on a substrate. A first operation of spraying a charged solution material on the substrate by applying one voltage and a solution material charged to a polarity opposite to the polarity of the solution material sprayed in the first operation by applying a second voltage to the nozzle Alternately switching to the second operation of spraying on the substrate.

この第2の局面による薄膜の形成方法では、上記のように、ノズルに第1電圧を印加して帯電した溶液材料を基板に噴霧する第1動作と、ノズルに第2電圧を印加して第1動作において噴霧される溶液材料の極性とは逆極性に帯電した溶液材料を基板に噴霧する第2動作とを交互に切り替えることを備える。これにより、第1動作によって基板に堆積した溶液材料の薄膜に帯電した電荷を、第2動作により噴霧される逆極性に帯電した溶液材料により除電する(帯電量を減少させる)ことができるので、2回目以降の第1動作の際に、ノズルから噴霧された電荷を帯びた溶液材料が反発されることと、ノズルと基板との間の電界が弱まることとが抑制される。その結果、基板に堆積した溶液材料の薄膜に帯電した電荷に起因して、基板に堆積される薄膜の膜厚がばらつくのを抑制することが可能な薄膜の形成方法を提供することができる。   In the method for forming a thin film according to the second aspect, as described above, the first operation of spraying the substrate with the solution material charged by applying the first voltage to the nozzle, and the second operation by applying the second voltage to the nozzle. The method includes alternately switching a second operation of spraying a solution material charged to a polarity opposite to the polarity of the solution material sprayed in one operation onto the substrate. As a result, the charge charged in the thin film of the solution material deposited on the substrate by the first operation can be eliminated by the solution material charged in the reverse polarity sprayed by the second operation (reducing the charge amount). In the second and subsequent first operations, repulsion of the charged solution material sprayed from the nozzle and weakening of the electric field between the nozzle and the substrate are suppressed. As a result, it is possible to provide a method for forming a thin film capable of suppressing variations in the thickness of the thin film deposited on the substrate due to the electric charge charged on the thin film of the solution material deposited on the substrate.

また、第1動作によって基板に堆積した溶液材料の薄膜に帯電した電荷を、第2動作により噴霧される逆極性に帯電した溶液材料により除電する(帯電量を減少させる)ことができるので、電荷が比較的帯電しやすい厚みの大きい基板、および、電荷が比較的帯電しやすい材質の基板を使用することが可能な薄膜の形成方法を提供することができる。また、第2動作では、第1動作により基板に堆積した溶液材料の薄膜に帯電した電荷に対して逆極性に帯電した溶液材料が噴霧されるので、第1動作により基板に堆積した溶液材料の薄膜に帯電した電荷に反発されることなく、基板に溶液材料を噴霧することが可能な薄膜の形成方法を提供することができる。   Further, since the charge charged on the thin film of the solution material deposited on the substrate by the first operation can be removed by the oppositely charged solution material sprayed by the second operation (charge amount is reduced), the charge It is possible to provide a method for forming a thin film that can use a substrate having a large thickness that is relatively easily charged and a substrate made of a material that is relatively easily charged. In the second operation, since the solution material charged in the opposite polarity to the electric charge charged on the thin film of the solution material deposited on the substrate by the first operation is sprayed, the solution material deposited on the substrate by the first operation is sprayed. It is possible to provide a method for forming a thin film capable of spraying a solution material on a substrate without being repelled by electric charges charged in the thin film.

上記第2の局面による薄膜の形成方法において、好ましくは、第1動作と第2動作とを交互に切り替えることは、薄膜の堆積の開始時のノズルと基板との電位差に略等しくなるように、第1動作と第2動作とを交互に切り替えることを含む。このように構成すれば、第1動作と第2動作とにおいて、ノズルと基板との電位差が変化することに起因して、溶液材料の噴霧量(塗布速度)が変化することを抑制することが可能な薄膜の形成方法を提供することができる。   In the method for forming a thin film according to the second aspect, preferably, alternately switching between the first operation and the second operation is substantially equal to a potential difference between the nozzle and the substrate at the start of thin film deposition. Including alternately switching between the first operation and the second operation. If comprised in this way, in the 1st operation | movement and 2nd operation | movement, it can suppress that the spray amount (application | coating speed) of a solution material changes due to the potential difference of a nozzle and a board | substrate changing. A method for forming a possible thin film can be provided.

上記第2の局面による薄膜の形成方法において、好ましくは、第1動作と第2動作とを交互に切り替えることは、第1動作により帯電した、基板に堆積した溶液材料の薄膜が、第2動作により電気的に略中性になるように、第1動作と第2動作とを交互に切り替えることを含む。このように構成すれば、2回目以降の第1動作の際には、基板に堆積した溶液材料の薄膜に電荷が略帯電していないので、基板に堆積される薄膜の膜厚がばらつくのをより抑制することができる。   In the method for forming a thin film according to the second aspect, preferably, the first operation and the second operation are alternately switched in that the thin film of the solution material deposited on the substrate charged by the first operation is operated in the second operation. To alternately switch between the first operation and the second operation so as to be electrically neutral. With this configuration, in the first operation after the second time, since the electric charge is not substantially charged in the thin film of the solution material deposited on the substrate, the film thickness of the thin film deposited on the substrate varies. It can be suppressed more.

本発明によれば、上記のように、基板に堆積した溶液材料の薄膜に帯電した電荷に起因して、基板に堆積される薄膜の膜厚がばらつくのを抑制することができる。   According to the present invention, as described above, it is possible to suppress variation in the thickness of the thin film deposited on the substrate due to the electric charge charged on the thin film of the solution material deposited on the substrate.

本発明の第1実施形態によるエレクトロスプレー装置の全体図である。1 is an overall view of an electrospray device according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第1実施形態によるエレクトロスプレー装置のノズルおよびスイッチ部を示す図である。It is a figure which shows the nozzle and switch part of the electrospray apparatus by 1st Embodiment of this invention. 基板に堆積した溶液材料の薄膜の電圧(電位)を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the voltage (electric potential) of the thin film of the solution material deposited on the board | substrate. 本発明の第1実施形態によるエレクトロスプレー装置の薄膜の形成方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the formation method of the thin film of the electrospray apparatus by 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態によるエレクトロスプレー装置の全体図である。It is a general view of the electrospray apparatus by 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態によるエレクトロスプレー装置の側面図である。It is a side view of the electrospray apparatus by 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態の変形例によるエレクトロスプレー装置の全体図である。It is a general view of the electrospray apparatus by the modification of 2nd Embodiment of this invention.

以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。   DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments embodying the present invention will be described below with reference to the drawings.

[第1実施形態]
(エレクトロスプレー装置の構造)
図1および図2を参照して、第1実施形態によるエレクトロスプレー装置100の構造について説明する。エレクトロスプレー装置100は、ノズル1から噴霧された溶液材料を、基板3に薄膜8として堆積させるように構成されている。なお、図2では、複数のノズル1のうちの1つのノズル1が示されている。図2に示されていない他のノズル1も、図2に示されるノズル1と同様に構成されている。
[First Embodiment]
(Structure of electrospray device)
With reference to FIG. 1 and FIG. 2, the structure of the electrospray apparatus 100 by 1st Embodiment is demonstrated. The electrospray apparatus 100 is configured to deposit the solution material sprayed from the nozzle 1 as a thin film 8 on the substrate 3. In FIG. 2, one nozzle 1 of the plurality of nozzles 1 is shown. Other nozzles 1 not shown in FIG. 2 are configured in the same manner as the nozzle 1 shown in FIG.

図1に示すように、第1実施形態によるエレクトロスプレー装置100は、ノズル1を備えている。ノズル1は、溶液材料に電圧を印加した状態で噴霧するように構成されている。また、ノズル1は、複数設けられている。複数のノズル1は、X方向に沿って一列に配置されている。また、複数のノズル1は、溶液材料を上方(Z1方向)に噴霧するように構成されている。   As shown in FIG. 1, the electrospray apparatus 100 according to the first embodiment includes a nozzle 1. The nozzle 1 is configured to spray while applying a voltage to the solution material. A plurality of nozzles 1 are provided. The plurality of nozzles 1 are arranged in a line along the X direction. The plurality of nozzles 1 are configured to spray the solution material upward (Z1 direction).

また、エレクトロスプレー装置100は、ノズル1に対向するように設けられるアースプレート2を備えている。アースプレート2は、導電性の部材(金属など)から構成されている。また、アースプレート2の下面(Z2方向側の面)には、基板3(図2参照)が載置されている。なお、基板3は、たとえば真空吸着によりアースプレート2に載置されている。   In addition, the electrospray apparatus 100 includes a ground plate 2 provided to face the nozzle 1. The ground plate 2 is composed of a conductive member (metal or the like). A substrate 3 (see FIG. 2) is placed on the lower surface of the earth plate 2 (the surface on the Z2 direction side). The substrate 3 is placed on the earth plate 2 by, for example, vacuum suction.

基板3は、たとえば、ガラスまたは樹脂などの絶縁性の部材からなる。   The substrate 3 is made of an insulating member such as glass or resin.

ここで、第1実施形態では、図2に示すように、エレクトロスプレー装置100は、スイッチ部4を備えている。スイッチ部4は、ノズル1に印加する電圧を正電圧である第1電圧(たとえば、+10kV)と、負電圧である第2電圧(たとえば、−8kV)とに交互に切り替えるように構成されている。具体的には、ノズル1に正電圧を印加する電源10a(高電圧電源)と、ノズル1に負電圧を印加する電源10b(高電圧電源)とが設けられている。そして、スイッチ部4は、電源10aとノズル1との間に設けられるスイッチ部4aと、電源10bとノズル1との間に設けられるスイッチ部4bとを含む。なお、電源10aの正極は、スイッチ部4aに接続され、負極は、アースプレート2に接続されている。また、電源10bの負極は、スイッチ部4bに接続され、正極は、アースプレート2に接続されている。そして、スイッチ部4aがオンされるとともに、スイッチ部4bがオフされることにより、ノズル1に正電圧が印加される。また、スイッチ部4aがオフされるとともに、スイッチ部4bがオンされることにより、ノズル1に負電圧が印加される。なお、スイッチ部4(スイッチ部4a、スイッチ部4b)は、特許請求の範囲の「切替部」の一例である。   Here, in the first embodiment, as shown in FIG. 2, the electrospray device 100 includes the switch unit 4. The switch unit 4 is configured to alternately switch the voltage applied to the nozzle 1 between a first voltage that is a positive voltage (for example, +10 kV) and a second voltage that is a negative voltage (for example, −8 kV). . Specifically, a power source 10a (high voltage power source) that applies a positive voltage to the nozzle 1 and a power source 10b (high voltage power source) that applies a negative voltage to the nozzle 1 are provided. The switch unit 4 includes a switch unit 4 a provided between the power source 10 a and the nozzle 1 and a switch unit 4 b provided between the power source 10 b and the nozzle 1. Note that the positive electrode of the power source 10 a is connected to the switch unit 4 a, and the negative electrode is connected to the earth plate 2. The negative electrode of the power supply 10b is connected to the switch unit 4b, and the positive electrode is connected to the earth plate 2. When the switch unit 4a is turned on and the switch unit 4b is turned off, a positive voltage is applied to the nozzle 1. Further, when the switch unit 4a is turned off and the switch unit 4b is turned on, a negative voltage is applied to the nozzle 1. The switch unit 4 (switch unit 4a, switch unit 4b) is an example of the “switching unit” in the claims.

また、エレクトロスプレー装置100は、XYステージ5を備えている。そして、複数のノズル1は、XYステージ5に取り付けられている。具体的には、XYステージ5は、X軸フレーム5aとY軸フレーム5bとを含む。そして、複数のノズル1は、X軸フレーム5a上に取り付けられている。   Further, the electrospray apparatus 100 includes an XY stage 5. The plurality of nozzles 1 are attached to the XY stage 5. Specifically, the XY stage 5 includes an X-axis frame 5a and a Y-axis frame 5b. The plurality of nozzles 1 are mounted on the X-axis frame 5a.

また、XYステージ5を取り囲むように複数の支柱6が設けられている。アースプレート2は、ノズル1に対向するように、複数の支柱6に支持されている。   A plurality of support columns 6 are provided so as to surround the XY stage 5. The ground plate 2 is supported by a plurality of support columns 6 so as to face the nozzle 1.

また、エレクトロスプレー装置100は、制御部7を備えている。制御部7は、ノズル1からの溶液材料の噴霧、スイッチ部4およびXYステージ5の動作を制御するように構成されている。ここで、第1実施形態では、制御部7は、ノズル1に第1電圧を印加して帯電した溶液材料を基板3に噴霧する第1動作と、ノズル1に第2電圧を印加して第1動作において噴霧される溶液材料の極性とは逆極性に帯電した溶液材料を基板3に噴霧する第2動作とを交互に切り替えるように構成されている。具体的には、制御部7は、スイッチ部4aをオンするとともにスイッチ部4bをオフすることと、スイッチ部4aをオフするとともにスイッチ部4bをオンすることとを交互に切り替えるように構成されている。また、スイッチ部4a(スイッチ部4b)は、基板3に堆積した溶液材料の薄膜8に電荷が帯電した状態から、基板3に堆積した溶液材料の薄膜8が電気的に略中性になった際に、オンとオフとが切り替えられる。また、第1動作と第2動作とは、予め基板3に堆積した溶液材料の薄膜8が電気的に略中性になるまでの時間を実験などにより計測しておいて、この時間に基づいて切り替えればよい。また、第1動作と第2動作とは、基板3に堆積した溶液材料の薄膜8に帯電した電荷量を検出装置により検出して、基板3に堆積した溶液材料の薄膜8が電気的に略中性になった際に切り替えてもよい。なお、制御部7は、特許請求の範囲の「切替部」の一例である。   In addition, the electrospray apparatus 100 includes a control unit 7. The control unit 7 is configured to control the spraying of the solution material from the nozzle 1 and the operations of the switch unit 4 and the XY stage 5. Here, in the first embodiment, the control unit 7 applies a first voltage to the nozzle 1 to spray the solution material charged by the first voltage onto the substrate 3, and applies a second voltage to the nozzle 1 to perform the first operation. The second operation in which the solution material charged in the opposite polarity to the polarity of the solution material sprayed in one operation is sprayed on the substrate 3 is alternately switched. Specifically, the control unit 7 is configured to alternately switch between turning on the switch unit 4a and turning off the switch unit 4b, and turning off the switch unit 4a and turning on the switch unit 4b. Yes. Further, in the switch unit 4a (switch unit 4b), the thin film 8 of the solution material deposited on the substrate 3 is substantially neutral from the state in which the electric charge is charged on the thin film 8 of the solution material deposited on the substrate 3. When switching between on and off. In addition, the first operation and the second operation are performed by measuring the time until the thin film 8 of the solution material deposited in advance on the substrate 3 becomes electrically neutral by experiments, and based on this time. Switch. In the first operation and the second operation, the amount of electric charge charged in the thin film 8 of the solution material deposited on the substrate 3 is detected by the detection device, and the thin film 8 of the solution material deposited on the substrate 3 is electrically substantially omitted. It may be switched when it becomes neutral. The control unit 7 is an example of the “switching unit” in the claims.

また、第1実施形態では、制御部7(スイッチ部4)は、第1動作と第2動作とを切り替える際のノズル1と基板3に堆積した溶液材料の薄膜8との電位差が、薄膜8の堆積の開始時のノズル1と基板3との電位差に略等しくなるように、第1動作と第2動作とを交互に切り替えるように構成されている。具体的には、図3に示すように、第1電位をV1、第2電位をV2とする。また、薄膜8の堆積の開始時(時刻t1)のノズル1と基板3との電位差がΔV1であるとする。そして、基板3に溶液材料の噴霧(第1動作)が行われる。なお、堆積した溶液材料の薄膜8の電位(電圧)は、時間の経過に伴って変化する。そして、第1動作と第2動作とを切り替える際(時刻t2)のノズル1と基板3に堆積した溶液材料の薄膜8との電位差ΔV2が、薄膜8の堆積の開始時のノズル1と基板3との電位差ΔV1に略等しくなるように、第1動作から第2動作に切り替えられる。また、時刻t3において、第2動作から第1動作に切り替えられる際には、ノズル1と基板3に堆積した溶液材料の薄膜8との電位差は、ΔV1にされる。   Further, in the first embodiment, the control unit 7 (switch unit 4) determines that the potential difference between the nozzle 1 and the thin film 8 of the solution material deposited on the substrate 3 when switching between the first operation and the second operation is the thin film 8. The first operation and the second operation are alternately switched so as to be substantially equal to the potential difference between the nozzle 1 and the substrate 3 at the start of deposition. Specifically, as shown in FIG. 3, the first potential is V1, and the second potential is V2. Further, it is assumed that the potential difference between the nozzle 1 and the substrate 3 at the start of deposition of the thin film 8 (time t1) is ΔV1. Then, spraying (first operation) of the solution material is performed on the substrate 3. Note that the potential (voltage) of the deposited thin film 8 of the solution material changes with time. The potential difference ΔV2 between the nozzle 1 and the thin film 8 of the solution material deposited on the substrate 3 at the time of switching between the first operation and the second operation (time t2) is the nozzle 1 and the substrate 3 at the start of the deposition of the thin film 8. The first operation is switched to the second operation so as to be substantially equal to the potential difference ΔV1. At the time t3, when the second operation is switched to the first operation, the potential difference between the nozzle 1 and the thin film 8 of the solution material deposited on the substrate 3 is set to ΔV1.

また、図2に示すように、エレクトロスプレー装置100は、薄膜8の膜厚が目標膜厚tに達するまで、複数回に分割して薄膜堆積動作(第1動作または第2動作)を行う。たとえば、1回の薄膜堆積動作より堆積する薄膜8の膜厚をt/4として、薄膜堆積動作を4回行う。そして、制御部7は、薄膜8の膜厚が目標膜厚tに達するまで、第1動作と第2動作とを交互に切り替えるように構成されている。以下、薄膜8の形成方法について具体的に説明する。   Further, as shown in FIG. 2, the electrospray apparatus 100 performs the thin film deposition operation (first operation or second operation) by dividing into a plurality of times until the film thickness of the thin film 8 reaches the target film thickness t. For example, the thin film deposition operation is performed four times, assuming that the thickness of the thin film 8 deposited by one thin film deposition operation is t / 4. The control unit 7 is configured to alternately switch between the first operation and the second operation until the film thickness of the thin film 8 reaches the target film thickness t. Hereinafter, a method for forming the thin film 8 will be specifically described.

(薄膜の形成方法)
次に、図4を参照して、エレクトロスプレー装置100による薄膜8の形成方法について説明する。なお、下記のスイッチ部4の切り替えは、制御部7により行われる。
(Thin film formation method)
Next, with reference to FIG. 4, the formation method of the thin film 8 by the electrospray apparatus 100 is demonstrated. Note that switching of the switch unit 4 described below is performed by the control unit 7.

まず、図4(a)に示すように、スイッチ部4aがオンされるとともに、スイッチ部4bがオフされることにより、ノズル1に第1電圧(たとえば、10kV)が印加される。また、基板3は、接地される。すなわち、薄膜8の堆積の開始時のノズル1と基板3との電位差は、10kV(図3のΔV1)である。そして、ノズル1に第1電圧を印加して帯電した溶液材料を基板3に噴霧する第1動作が行われる。   First, as shown in FIG. 4A, the switch unit 4a is turned on and the switch unit 4b is turned off, whereby a first voltage (for example, 10 kV) is applied to the nozzle 1. The substrate 3 is grounded. That is, the potential difference between the nozzle 1 and the substrate 3 at the start of the deposition of the thin film 8 is 10 kV (ΔV1 in FIG. 3). Then, a first operation is performed in which a solution material charged by applying a first voltage to the nozzle 1 is sprayed onto the substrate 3.

これにより、図4(b)に示すように、1回目の第1動作により、t/4の膜厚分、薄膜8が堆積される。また、XYステージ5によりノズル1をX方向およびY方向に移動させながら、基板3に薄膜8が堆積される。そして、1回目の第1動作の終了時(図3の時刻t2)では、ノズル1に印加される電圧と同じ極性(正極性)の電荷が基板3に堆積した溶液材料の薄膜8に帯電する。たとえば、基板3に堆積した溶液材料の薄膜8に+2kVの電荷が帯電する。   As a result, as shown in FIG. 4B, the thin film 8 is deposited by a thickness of t / 4 by the first first operation. Further, the thin film 8 is deposited on the substrate 3 while moving the nozzle 1 in the X direction and the Y direction by the XY stage 5. At the end of the first operation of the first time (time t2 in FIG. 3), a charge having the same polarity (positive polarity) as the voltage applied to the nozzle 1 is charged on the thin film 8 of the solution material deposited on the substrate 3. . For example, a charge of +2 kV is charged on the thin film 8 of the solution material deposited on the substrate 3.

次に、図4(c)に示すように、スイッチ部4aがオフされるとともに、スイッチ部4bがオンされることにより、ノズル1に第2電圧(たとえば、−8kV)が印加される。また、1回目の第1動作の終了時(1回目の第2動作の開始時、時刻t2)において、基板3に堆積した溶液材料の薄膜8には、+2kVの電荷が帯電している。そして、ノズル1に第2電圧を印加して第1動作において噴霧される溶液材料の極性(正極性)とは逆極性(負極性)に帯電した溶液材料を基板3に噴霧する第2動作が行われる。すなわち、第1実施形態では、第1動作と第2動作とが交互に切り替えられる。   Next, as illustrated in FIG. 4C, the switch unit 4 a is turned off and the switch unit 4 b is turned on, whereby a second voltage (for example, −8 kV) is applied to the nozzle 1. At the end of the first first operation (at the start of the first second operation, time t2), the thin film 8 of the solution material deposited on the substrate 3 is charged with +2 kV. Then, the second operation of applying the second voltage to the nozzle 1 and spraying the solution material charged to the polarity (negative polarity) opposite to the polarity (positive polarity) of the solution material sprayed in the first operation on the substrate 3 is performed. Done. That is, in the first embodiment, the first operation and the second operation are switched alternately.

ここで、第1実施形態では、第1動作と第2動作とを切り替える際のノズル1と基板3に堆積した溶液材料の薄膜8との電位差が、薄膜8の堆積の開始時のノズル1と基板3との電位差に略等しくなるように、第1動作と第2動作とが交互に切り替えられる。すなわち、上記のように、薄膜8の堆積の開始時のノズル1と基板3との電位差(10kV、図3のΔV1)に略等しくなるように、ノズル1に第2電圧(−8kV)が印加される。また、第1動作と第2動作とを切り替える際(図3の時刻t2)において、基板3に堆積した溶液材料の薄膜8には、+2kVの電荷が帯電している。つまり、第2動作の開始時において、ノズル1と基板3との電位差(図3のΔV2)は、薄膜8の堆積の開始時の電位差(10kV=+2−(−8))(図3のΔV1)に略等しくなる。   Here, in the first embodiment, the potential difference between the nozzle 1 when switching between the first operation and the second operation and the thin film 8 of the solution material deposited on the substrate 3 is the same as the nozzle 1 at the start of the deposition of the thin film 8. The first operation and the second operation are alternately switched so as to be substantially equal to the potential difference with the substrate 3. That is, as described above, the second voltage (−8 kV) is applied to the nozzle 1 so as to be substantially equal to the potential difference (10 kV, ΔV1 in FIG. 3) between the nozzle 1 and the substrate 3 at the start of deposition of the thin film 8. Is done. When switching between the first operation and the second operation (time t2 in FIG. 3), the thin film 8 of the solution material deposited on the substrate 3 is charged with +2 kV. That is, at the start of the second operation, the potential difference between the nozzle 1 and the substrate 3 (ΔV2 in FIG. 3) is the potential difference at the start of deposition of the thin film 8 (10 kV = + 2 − (− 8)) (ΔV1 in FIG. 3). ).

そして、図4(d)に示すように、1回目の第2動作により、t/4の膜厚分、薄膜8が堆積される。すなわち、1回目の第1動作と1回目の第2動作とによって、合計t/2の膜厚の薄膜8が堆積される。また、第1実施形態では、第1動作により帯電(+2kV)した基板3に堆積した溶液材料の薄膜8が、第2動作により電気的に略中性(0kV)になるように、第1動作と第2動作とが交互に切り替えられる。なお、第1動作と第2動作とは、上記のように、予め計測された基板3に堆積した溶液材料の薄膜8が電気的に略中性になるまでの時間に基づいて、または、基板3に堆積した溶液材料の薄膜8が電気的に略中性になったことが検出されたことに基づいて、切り替えられる。   Then, as shown in FIG. 4D, the thin film 8 is deposited by the thickness of t / 4 by the first second operation. That is, the thin film 8 having a total film thickness of t / 2 is deposited by the first first operation and the first second operation. In the first embodiment, the first operation is performed such that the thin film 8 of the solution material deposited on the substrate 3 charged (+2 kV) by the first operation becomes electrically neutral (0 kV) by the second operation. And the second operation are alternately switched. As described above, the first operation and the second operation are based on the time until the thin film 8 of the solution material deposited on the substrate 3 that has been measured in advance is electrically neutral, or the substrate. 3 is switched based on the detection that the thin film 8 of the solution material deposited on 3 becomes substantially neutral electrically.

その後、2回目の第1動作および2回目の第2動作が行われることにより、膜厚tの薄膜8が形成される。最後に、膜厚tの薄膜8を乾燥させて、薄膜8の形成が終了する。   Thereafter, the thin film 8 having the film thickness t is formed by performing the second first operation and the second second operation. Finally, the thin film 8 having a film thickness t is dried, and the formation of the thin film 8 is completed.

(第1実施形態の効果)
次に、第1実施形態の効果について説明する。
(Effect of 1st Embodiment)
Next, effects of the first embodiment will be described.

第1実施形態では、上記のように、ノズル1に第1電圧を印加して帯電した溶液材料を基板3に噴霧する第1動作と、ノズル1に第2電圧を印加して第1動作において噴霧される溶液材料の極性とは逆極性に帯電した溶液材料を基板3に噴霧する第2動作とを交互に切り替える制御部7(スイッチ部4)を備える。これにより、第1動作によって基板3に堆積した溶液材料の薄膜8に帯電した電荷を、第2動作により噴霧される逆極性に帯電した溶液材料により除電する(帯電量を減少させる)ことができるので、2回目以降の第1動作の際に、ノズル1から噴霧された電荷を帯びた溶液材料が反発されることと、ノズル1と基板3との間の電界が弱まることとが抑制される。その結果、基板3に堆積した溶液材料の薄膜8に帯電した電荷に起因して、基板3に堆積される薄膜8の膜厚がばらつくのを抑制することができる。   In the first embodiment, as described above, in the first operation in which the first voltage is applied to the nozzle 1 to spray the charged solution material onto the substrate 3, and in the first operation by applying the second voltage to the nozzle 1. A control unit 7 (switch unit 4) that alternately switches between a second operation of spraying the substrate 3 with the solution material charged to a polarity opposite to the polarity of the solution material to be sprayed is provided. As a result, the charge charged on the thin film 8 of the solution material deposited on the substrate 3 by the first operation can be neutralized (reduced charge amount) by the solution material charged to the reverse polarity sprayed by the second operation. Therefore, in the second and subsequent first operations, the repulsive solution material sprayed from the nozzle 1 and the weakening of the electric field between the nozzle 1 and the substrate 3 are suppressed. . As a result, it is possible to suppress variation in the film thickness of the thin film 8 deposited on the substrate 3 due to the electric charge charged on the thin film 8 of the solution material deposited on the substrate 3.

また、第1動作によって基板3に堆積した溶液材料の薄膜8に帯電した電荷を、第2動作により噴霧される逆極性に帯電した溶液材料により除電する(帯電量を減少させる)ことができるので、電荷が比較的帯電しやすい厚みの大きい基板3、および、電荷が比較的帯電しやすい材質の基板3を使用することができる。また、第2動作では、第1動作により基板3に堆積した溶液材料の薄膜8に帯電した電荷に対して逆極性に帯電した溶液材料が噴霧されるので、第1動作により基板3に堆積した溶液材料の薄膜8に帯電した電荷に反発されることなく、基板3に溶液材料を噴霧することができる。   Further, the charge charged on the thin film 8 of the solution material deposited on the substrate 3 by the first operation can be eliminated by the solution material charged to the reverse polarity sprayed by the second operation (the charge amount is reduced). Further, it is possible to use a substrate 3 having a large thickness that is relatively easily charged and a substrate 3 made of a material that is relatively easily charged. In the second operation, since the solution material charged in the opposite polarity to the electric charge charged on the thin film 8 of the solution material deposited on the substrate 3 by the first operation is sprayed, the solution material deposited on the substrate 3 by the first operation. The solution material can be sprayed onto the substrate 3 without being repelled by the electric charge charged on the thin film 8 of the solution material.

また、第1実施形態では、上記のように、制御部7(スイッチ部4)を、第1動作と第2動作とを切り替える際のノズル1と基板3に堆積した溶液材料の薄膜8との電位差が薄膜8の堆積の開始時のノズル1と基板3との電位差に略等しくなるように、第1動作と第2動作とを交互に切り替えるように構成する。これにより、第1動作と第2動作とにおいて、ノズル1と基板3との電位差が変化することに起因して、溶液材料の噴霧量(塗布速度)が変化することを抑制することができる。   Further, in the first embodiment, as described above, the control unit 7 (switch unit 4) uses the nozzle 1 when switching between the first operation and the second operation and the thin film 8 of the solution material deposited on the substrate 3. The first operation and the second operation are alternately switched so that the potential difference becomes substantially equal to the potential difference between the nozzle 1 and the substrate 3 at the start of deposition of the thin film 8. Thereby, in the 1st operation and the 2nd operation, it can control that the spray amount (application speed) of the solution material changes due to the change in potential difference between the nozzle 1 and the substrate 3.

また、第1実施形態では、上記のように、ノズル1に印加する電圧を第1電圧と、第2電圧とに交互に切り替えるスイッチ部4を設ける。これにより、スイッチ部4を交互に切り替えるだけで、容易に、第1動作と第2動作とを交互に切り替えることができる。   In the first embodiment, as described above, the switch unit 4 that switches the voltage applied to the nozzle 1 alternately between the first voltage and the second voltage is provided. Accordingly, the first operation and the second operation can be easily switched alternately by simply switching the switch unit 4 alternately.

また、第1実施形態では、上記のように、第1動作により、帯電した基板3に堆積した溶液材料の薄膜8が、第2動作により電気的に略中性になるように、第1動作と第2動作とを交互に切り替える。これにより、2回目以降の第1動作の際には、基板3に堆積した溶液材料の薄膜8に電荷が略帯電していないので、基板3に堆積される薄膜8の膜厚がばらつくのをより抑制することができる。   In the first embodiment, as described above, the first operation is performed so that the thin film 8 of the solution material deposited on the charged substrate 3 by the first operation becomes electrically neutral by the second operation. And the second operation are alternately switched. Thereby, in the first operation after the second time, since the electric charge is not substantially charged in the thin film 8 of the solution material deposited on the substrate 3, the film thickness of the thin film 8 deposited on the substrate 3 varies. It can be suppressed more.

[第2実施形態]
(エレクトロスプレー装置の構造)
図5および図6を参照して、第2実施形態によるエレクトロスプレー装置110の構造について説明する。エレクトロスプレー装置110は、上記ノズル1に印加する電圧を正電圧と負電圧とに交互に切り替えた第1実施形態と異なり、正電圧が印加されるノズル11aと負電圧が印加されるノズル11bとを備えている。なお、ノズル11aおよびノズル11bは、それぞれ、特許請求の範囲の「第1ノズル」および「第2ノズル」の一例である。
[Second Embodiment]
(Structure of electrospray device)
With reference to FIG. 5 and FIG. 6, the structure of the electrospray apparatus 110 according to the second embodiment will be described. Unlike the first embodiment in which the voltage applied to the nozzle 1 is alternately switched between a positive voltage and a negative voltage, the electrospray apparatus 110 includes a nozzle 11a to which a positive voltage is applied and a nozzle 11b to which a negative voltage is applied. It has. The nozzle 11a and the nozzle 11b are examples of the “first nozzle” and the “second nozzle” in the claims, respectively.

図5および図6に示すように、第2実施形態によるエレクトロスプレー装置110は、ノズル11を備えている。ノズル11は、第1電圧(正電圧)が印加されるノズル11aと、第2電圧(負電圧)が印加されるノズル11bとを含む。ノズル11aおよびノズル11bは、それぞれ、複数設けられている。   As shown in FIGS. 5 and 6, the electrospray apparatus 110 according to the second embodiment includes a nozzle 11. The nozzle 11 includes a nozzle 11a to which a first voltage (positive voltage) is applied and a nozzle 11b to which a second voltage (negative voltage) is applied. A plurality of nozzles 11a and nozzles 11b are provided.

また、エレクトロスプレー装置110は、XYステージ15を備えている。そして、ノズル11は、XYステージ15に取り付けられている。具体的には、XYステージ15は、X軸フレーム15aと、X軸フレーム15bと、Y軸フレーム15cとを含む。そして、ノズル11aは、X軸フレーム15a上に取り付けられている。また、ノズル11bは、X軸フレーム15b上に取り付けられている。   The electrospray apparatus 110 includes an XY stage 15. The nozzle 11 is attached to the XY stage 15. Specifically, the XY stage 15 includes an X-axis frame 15a, an X-axis frame 15b, and a Y-axis frame 15c. The nozzle 11a is mounted on the X-axis frame 15a. The nozzle 11b is mounted on the X-axis frame 15b.

また、エレクトロスプレー装置110は、制御部17を備えている。そして、第2実施形態では、第1動作においてノズル11aに第1電圧を印加して帯電した(正極性に帯電した)溶液材料を基板3に噴霧する。また、制御部17は、第2動作においてノズル11bに第2電圧を印加して第1動作において噴霧される溶液材料の極性とは逆極性(負電圧)に帯電した溶液材料を基板3に噴霧する。なお、第1動作の際には、基板3は接地される。また、第2動作の際には、基板3には、正電圧が印加される。なお、制御部17は、特許請求の範囲の「切替部」の一例である。   In addition, the electrospray apparatus 110 includes a control unit 17. In the second embodiment, the solution material charged (charged positively) by applying the first voltage to the nozzle 11a in the first operation is sprayed on the substrate 3. Further, the control unit 17 applies a second voltage to the nozzle 11b in the second operation, and sprays the solution material charged to a polarity (negative voltage) opposite to the polarity of the solution material sprayed in the first operation on the substrate 3. To do. In the first operation, the substrate 3 is grounded. In the second operation, a positive voltage is applied to the substrate 3. The control unit 17 is an example of the “switching unit” in the claims.

具体的には、X軸フレーム15a上に取り付けられたノズル11aをX方向およびY方向に移動させて、第1動作が行われる。なお、第1動作の際には、ノズル11bは、基板3から離間した位置(図6参照)に移動されている。第1動作の終了後、ノズル11aは、基板3から離間するように移動される。その後、X軸フレーム15b上に取り付けられたノズル11bをX方向およびY方向に移動させて、第2動作が行われる。そして、第1動作と第2動作とが交互に切り替えられる。   Specifically, the first operation is performed by moving the nozzle 11a attached on the X-axis frame 15a in the X direction and the Y direction. In the first operation, the nozzle 11b is moved to a position separated from the substrate 3 (see FIG. 6). After the end of the first operation, the nozzle 11a is moved away from the substrate 3. Thereafter, the nozzle 11b attached on the X-axis frame 15b is moved in the X direction and the Y direction, and the second operation is performed. Then, the first operation and the second operation are alternately switched.

また、第2実施形態においても上記第1実施形態と同様に、薄膜8の堆積の開始時のノズル11と基板3との電位差に略等しくなるように、第1動作と第2動作とが交互に切り替えられる。すなわち、第1動作の際のノズル11aと基板3に堆積した溶液材料の薄膜8との電位差、および、第2動作の際のノズル11bと基板3に堆積した溶液材料の薄膜8との電位差は、薄膜8の堆積の開始時のノズル11と基板3との電位差に略等しい。   Also in the second embodiment, as in the first embodiment, the first operation and the second operation are alternately performed so as to be approximately equal to the potential difference between the nozzle 11 and the substrate 3 at the start of deposition of the thin film 8. Can be switched to. That is, the potential difference between the nozzle 11a during the first operation and the thin film 8 of the solution material deposited on the substrate 3 and the potential difference between the nozzle 11b during the second operation and the thin film 8 of the solution material deposited on the substrate 3 are The potential difference between the nozzle 11 and the substrate 3 at the start of the deposition of the thin film 8 is substantially equal.

なお、第2実施形態のその他の構成および動作は、上記第1実施形態と同様である。   Other configurations and operations of the second embodiment are the same as those of the first embodiment.

(第2実施形態の効果)
次に、第2実施形態の効果について説明する。
(Effect of 2nd Embodiment)
Next, effects of the second embodiment will be described.

第2実施形態では、上記のように、ノズル11は、第1電圧が印加されるノズル11aと、第2電圧が印加されるノズル11bとを含む。そして、第1動作においてノズル11aに第1電圧を印加して帯電した溶液材料を基板3に噴霧するとともに、第2動作においてノズル11bに第2電圧を印加して第1動作において噴霧される溶液材料の極性とは逆極性に帯電した溶液材料を基板3に噴霧するように、第1動作と第2動作とを交互に切り替えるように制御部17を構成する。これにより、別個のノズル11aおよびノズル11bにそれぞれ第1電圧および第2電圧を印加することにより、同一のノズル11に印加される電圧の極性を切り替える場合と異なり、電圧の極性の切り替え後の溶液材料のテーラーコーンが生成されるまでに要する時間を経過することなく、ノズル11aによる第1動作とノズル11bによる第2動作とを切り替えることができる。その結果、第1動作と第2動作との切り替えを迅速に行うことができる。   In the second embodiment, as described above, the nozzle 11 includes the nozzle 11a to which the first voltage is applied and the nozzle 11b to which the second voltage is applied. Then, a solution that is charged by applying a first voltage to the nozzle 11a in the first operation is sprayed on the substrate 3, and a solution sprayed in the first operation by applying the second voltage to the nozzle 11b in the second operation. The control unit 17 is configured to alternately switch between the first operation and the second operation so that the solution material charged to a polarity opposite to the polarity of the material is sprayed on the substrate 3. Thus, unlike the case where the polarity of the voltage applied to the same nozzle 11 is switched by applying the first voltage and the second voltage to the separate nozzle 11a and nozzle 11b, respectively, the solution after switching the polarity of the voltage The first operation by the nozzle 11a and the second operation by the nozzle 11b can be switched without passing the time required for generating the tailor cone of material. As a result, switching between the first operation and the second operation can be performed quickly.

なお、第2実施形態のその他の効果は、上記第1実施形態と同様である。   The remaining effects of the second embodiment are similar to those of the aforementioned first embodiment.

[変形例]
なお、今回開示された実施形態および実施例は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態および実施例の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更(変形例)が含まれる。
[Modification]
The embodiments and examples disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above description of the embodiments and examples but by the scope of claims for patent, and includes all modifications (modifications) within the meaning and scope equivalent to the scope of claims for patent.

たとえば、上記第1および第2実施形態では、薄膜の堆積の開始時に、正極性の溶液材料を基板に噴霧する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、薄膜の堆積の開始時に、負極性の溶液材料を基板に噴霧してもよい。   For example, in the first and second embodiments, the example in which the positive solution material is sprayed on the substrate at the start of the deposition of the thin film has been described, but the present invention is not limited to this. In the present invention, the negative electrode solution material may be sprayed onto the substrate at the start of thin film deposition.

また、上記第1および第2実施形態では、ノズルに正電圧である第1電圧と、負電圧である第2電圧とを印加する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、極性の異なる溶液材料を噴霧できるのであれば、ノズルに正電圧である第1電圧と、第1電圧とは大きさの異なる正電圧である第2電圧とを印加してもよい。また、ノズルに負電圧である第1電圧と、第1電圧とは大きさの異なる負電圧である第2電圧とを印加してもよい。   In the first and second embodiments, the example in which the first voltage that is a positive voltage and the second voltage that is a negative voltage are applied to the nozzles. However, the present invention is not limited to this. In the present invention, as long as solution materials having different polarities can be sprayed, a first voltage that is a positive voltage and a second voltage that is a positive voltage having a magnitude different from that of the first voltage may be applied to the nozzle. . Moreover, you may apply the 1st voltage which is a negative voltage to a nozzle, and the 2nd voltage which is a negative voltage from which a 1st voltage differs in magnitude | size.

また、上記第1および第2実施形態では、第1動作および第2動作のそれぞれにおいて堆積される薄膜の膜厚が略等しい例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、第1動作および第2動作のそれぞれにおいて堆積される薄膜の膜厚を異ならせてもよい。   In the first and second embodiments, an example is shown in which the film thicknesses of the thin films deposited in each of the first operation and the second operation are substantially equal. However, the present invention is not limited to this. In the present invention, the thickness of the thin film deposited in each of the first operation and the second operation may be different.

また、上記第1実施形態では、ノズルが複数設けられる例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、ノズルが1つだけ設けられていてもよい。   In the first embodiment, an example in which a plurality of nozzles are provided has been described. However, the present invention is not limited to this. For example, only one nozzle may be provided.

また、上記第2実施形態では、ノズル11aとノズル11bとが、それぞれ、X軸フレーム15a上とX軸フレーム15b上とに取り付けられる例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、図7に示すエレクトロスプレー装置120のように、ノズル11aとノズル11bとを、XYステージ25の1つ(同一)のX軸フレーム25a上に取り付けてもよい。これにより、2つのX軸フレームにノズル11aとノズル11bとがそれぞれ設けられる場合と異なり、エレクトロスプレー装置120の構成を簡略化することができる。   In the second embodiment, an example in which the nozzle 11a and the nozzle 11b are attached to the X-axis frame 15a and the X-axis frame 15b, respectively, is shown, but the present invention is not limited to this. For example, the nozzle 11a and the nozzle 11b may be mounted on one (same) X-axis frame 25a of the XY stage 25 as in the electrospray apparatus 120 shown in FIG. Thereby, unlike the case where the nozzle 11a and the nozzle 11b are respectively provided on the two X-axis frames, the configuration of the electrospray device 120 can be simplified.

また、上記第1および第2実施形態では、第1動作により帯電した、基板に堆積した溶液材料の薄膜が、第2動作により電気的に略中性になるように第1動作と第2動作とが交互に切り替えられる例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、第1動作により正に帯電した、基板に堆積した溶液材料の薄膜が、第2動作により負に帯電するように、第1動作と第2動作とを切り替えてもよい。   In the first and second embodiments, the first operation and the second operation are performed so that the thin film of the solution material deposited on the substrate charged by the first operation becomes electrically neutral by the second operation. However, the present invention is not limited to this. For example, the first operation and the second operation may be switched so that a thin film of the solution material deposited on the substrate that is positively charged by the first operation is negatively charged by the second operation.

また、上記第1および第2実施形態では、絶縁性の基板に薄膜が堆積される例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、導電性の基板に薄膜を堆積してもよい。なお、基板が絶縁性の部材からなる場合、基板自身も帯電するおそれがある一方、本発明により基板の帯電も抑制することが可能である。   In the first and second embodiments, an example in which a thin film is deposited on an insulating substrate has been described. However, the present invention is not limited to this. For example, a thin film may be deposited on a conductive substrate. When the substrate is made of an insulating member, the substrate itself may be charged. On the other hand, it is possible to suppress charging of the substrate according to the present invention.

また、上記第1および第2実施形態では、溶液材料が下方から上方に向かって噴霧される例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、溶液材料を上方から下方に向かって噴霧してもよいし、横方向に向かって噴霧してもよい。   Moreover, in the said 1st and 2nd embodiment, although the solution material was sprayed from the downward toward the upper direction, this invention is not limited to this. For example, the solution material may be sprayed from above to below, or may be sprayed in the lateral direction.

また、上記第1および第2実施形態では、ノズルと基板との電位差が10kVである例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、ノズルと基板との電位差が10kV以外の電位差でもよい。   In the first and second embodiments, the example in which the potential difference between the nozzle and the substrate is 10 kV has been described. However, the present invention is not limited to this. In the present invention, the potential difference between the nozzle and the substrate may be a potential difference other than 10 kV.

1 ノズル
3 基板
4、4a、4b スイッチ部(切替部)
7、17 制御部(切替部)
8 薄膜
11 ノズル
11a ノズル(第1ノズル)
11b ノズル(第2ノズル)
100、110、120 エレクトロスプレー装置
1 Nozzle 3 Substrate 4, 4a, 4b Switch part (switching part)
7, 17 Control unit (switching unit)
8 Thin film 11 Nozzle 11a Nozzle (first nozzle)
11b Nozzle (second nozzle)
100, 110, 120 Electrospray device

Claims (7)

ノズルから噴霧された溶液材料を、基板に薄膜として堆積させるエレクトロスプレー装置であって、
溶液材料に電圧を印加した状態で噴霧する前記ノズルと、
前記ノズルに第1電圧を印加して帯電した溶液材料を前記基板に噴霧する第1動作と、前記ノズルに第2電圧を印加して前記第1動作において噴霧される溶液材料の極性とは逆極性に帯電した溶液材料を前記基板に噴霧する第2動作とを交互に切り替える切替部とを備える、エレクトロスプレー装置。
An electrospray apparatus for depositing a solution material sprayed from a nozzle as a thin film on a substrate,
The nozzle sprayed with a voltage applied to the solution material;
The first operation of spraying a solution material charged by applying a first voltage to the nozzle onto the substrate is opposite to the polarity of the solution material sprayed in the first operation by applying a second voltage to the nozzle. An electrospray apparatus comprising: a switching unit that alternately switches a second operation of spraying a polarly charged solution material onto the substrate.
前記切替部は、前記第1動作と前記第2動作とを切り替える際の前記ノズルと前記基板に堆積した溶液材料の前記薄膜との電位差が前記薄膜の堆積の開始時の前記ノズルと前記基板との電位差に略等しくなるように、前記第1動作と前記第2動作とを交互に切り替えるように構成されている、請求項1に記載のエレクトロスプレー装置。   The switching unit is configured such that a potential difference between the nozzle when switching between the first operation and the second operation and the thin film of the solution material deposited on the substrate is the nozzle and the substrate at the start of deposition of the thin film. The electrospray apparatus according to claim 1, wherein the first operation and the second operation are alternately switched so as to be substantially equal to a potential difference between the first operation and the second operation. 前記切替部は、前記ノズルに印加する電圧を前記第1電圧と、前記第2電圧とに交互に切り替えるスイッチ部を含む、請求項1または2に記載のエレクトロスプレー装置。   The electrospray apparatus according to claim 1, wherein the switching unit includes a switch unit that alternately switches a voltage applied to the nozzle between the first voltage and the second voltage. 前記ノズルは、前記第1電圧が印加される第1ノズルと、前記第2電圧が印加される第2ノズルとを含み、
前記切替部は、前記第1動作において前記第1ノズルに前記第1電圧を印加して帯電した溶液材料を前記基板に噴霧するとともに、前記第2動作において前記第2ノズルに前記第2電圧を印加して前記第1動作において噴霧される溶液材料の極性とは逆極性に帯電した溶液材料を前記基板に噴霧するように、前記第1動作と前記第2動作とを交互に切り替えるように構成されている、請求項1または2に記載のエレクトロスプレー装置。
The nozzle includes a first nozzle to which the first voltage is applied, and a second nozzle to which the second voltage is applied,
The switching unit sprays the charged solution material onto the substrate by applying the first voltage to the first nozzle in the first operation, and applies the second voltage to the second nozzle in the second operation. The first operation and the second operation are alternately switched so that a solution material charged to a polarity opposite to the polarity of the solution material applied and sprayed in the first operation is sprayed on the substrate. The electrospray apparatus according to claim 1 or 2, wherein
電圧を印加した状態でノズルから噴霧された溶液材料を、基板に薄膜として堆積させるエレクトロスプレー装置による薄膜の形成方法であって、
前記ノズルに第1電圧を印加して帯電した溶液材料を前記基板に噴霧する第1動作と、前記ノズルに第2電圧を印加して前記第1動作において噴霧される溶液材料の極性とは逆極性に帯電した溶液材料を前記基板に噴霧する第2動作とを交互に切り替えることを備える、薄膜の形成方法。
A method of forming a thin film by an electrospray apparatus in which a solution material sprayed from a nozzle in a state where a voltage is applied is deposited as a thin film on a substrate,
The first operation of spraying a solution material charged by applying a first voltage to the nozzle onto the substrate is opposite to the polarity of the solution material sprayed in the first operation by applying a second voltage to the nozzle. A method for forming a thin film, comprising alternately switching a second operation of spraying a polarly charged solution material onto the substrate.
前記第1動作と前記第2動作とを交互に切り替えることは、前記薄膜の堆積の開始時の前記ノズルと前記基板との電位差に略等しくなるように、前記第1動作と前記第2動作とを交互に切り替えることを含む、請求項5に記載の薄膜の形成方法。   The first operation and the second operation are alternately switched between the first operation and the second operation so that the potential difference between the nozzle and the substrate at the start of deposition of the thin film is substantially equal. The method for forming a thin film according to claim 5, comprising alternately switching the two. 前記第1動作と前記第2動作とを交互に切り替えることは、前記第1動作により帯電した、前記基板に堆積した溶液材料の前記薄膜が、前記第2動作により電気的に略中性になるように、前記第1動作と前記第2動作とを交互に切り替えることを含む、請求項5または6に記載の薄膜の形成方法。   By alternately switching between the first operation and the second operation, the thin film of the solution material deposited on the substrate charged by the first operation becomes electrically substantially neutral by the second operation. As described above, the method for forming a thin film according to claim 5, comprising alternately switching between the first operation and the second operation.
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