JPH0766126B2 - 微粒子散布装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、基板上に微粒子を乾式で均一に散布する装
置に関する。

従来の技術 従来例えば液晶用セルにあっては、スペーサとして使用
される微粒子を基板上に均一に単分散させることが求め
られており、それを実現させる方法として、（１）溶媒
に微粒子を分散させた液を湿式噴霧する方法、（２）微
粒子を気体により乾式散布する方法等がある。

発明が解決しようとする課題 しかしながら方法（１）にあっては、溶媒の乾燥時に基
板上で微粒子の移動が起って、微粒子の凝集部分を生
じ、また使用するフロン、アルコール等の溶媒の安全性
及び噴霧液の分散を十分に行わなければならない等の問
題があった。

つぎに方法（２）にあっては、微粒子のフアン・デル・
ワールス力及び静電気力によって凝集物が形成され、基
板上に微粒子の凝集部分が生じ、また散布装置などへの
微粒子の付着が生ずる等の問題があった。これは一般に
平均微粒子径が0.1〜20μｍの微粒子は、材質が無機物
質または有機物質のいかんに拘らず、フアン・デル・ワ
ールス力及び静電気力などにより凝集が生ずるためであ
り、その結果ガラスなどの基板上に微粒子を均一に単分
散させることが非常に困難となっている。

そこでこの発明の目的は、前記のような湿式、乾式分散
法に使用された散布装置のもつ問題点を解消し、微粒子
の凝集部分の発生を防止し、基板上に微粒子を乾式で均
一に単分散させることのできる散布装置を提供するにあ
る。

課題を解決するための手段 この発明は前記のような目的を達成するために、微粒子
拡散室と、この微粒子拡散室の頂部と連通管によって頂
部が連通されている微粒子散布室とを具え、前記微粒子
拡散室は上下段フィルタによって区画された試料室を有
し、この試料室には下段フィルタの上下から試料室内に
送気する散布用気体管が設けられ、前記微粒子散布室の
内面は帯電防止処理が施され、下部には微粒子が散布さ
れる基板支持用のスクリーンが設けられ、前記連通管の
微粒子散布室内に開口する微粒子散布口の近くに洗浄用
気体を送気する洗浄用気体管が設けられているものであ
る。

また下段フィルタの上部に位置する散布用気体管は複数
個設けられ、これらの気体管は微粒子拡散室に斜め下向
きに、かつ半径方向に対して同じ方向にほぼ同一の角度
をもって傾斜して配置されている。

作用 前記のような微粒子散布装置において、散布される微粒
子は試料室内において下段フィルタ上の試料皿に装填さ
れ、下段フィルタの上部に開口する散布用気体管から微
粒子の上面に対して吹き出され、このようにして試料室
内に飛散した微粒子は、下段フィルタの下部の散布用気
体管から吹出す気体も加って、試料室の上部の上段フィ
ルタを通過し、この際単分散状態となって微粒子拡散室
の頂部に到り、ここから連通管を介して微粒子散布室の
頂部に導かれ、ここにおいて該連通管の散布口から該散
布室内に散布される。

この際微粒子散布室の下方には基板がスクリーンによっ
て支持されており、微粒子担持気体はこのスクリーンを
通過して下方に排出されることとなるため、該散布室内
を層流となって降下し、また該散布室の内面は帯電防止
処理が施されていることから、微粒子は静電気力の影響
を受けることなく、基板上に均一に散布されるが、散布
口では気体の流速が急激に低下するため、その先端部に
微粒子が付着しようとするが、その近くに開口している
洗浄用気体管から洗浄用気体が散布口の先端部に吹付け
られてここを洗浄することとなるので、これが防止され
ることとなる。

また下段フィルタの上部に複数の散布用気体管が垂直方
向及び水平方向において、下向きにかつ半径方向と異る
方向に傾斜して設けられているので、試料室において散
布用気体が螺旋状に吹き出され、これにより同室内にお
ける微粒子の飛散が均一となる。

実施例 第１、第２図に示すこの発明の実施例について説明す
る。

１は微粒子拡散室、２は微粒子散布室をそれぞれ示し、
拡散室１と散布室２とは互いの頂部を連通する連通管３
によって連結されている。拡散室１は上下段のフィルタ
4,5によって区画された試料室６を有し、上下段フィル
タ４はステンレス、ナイロン等によって形成されてお
り、この実施例では上段のフィルタは４−1,2,3のよう
に３段設けられ、下方から上方へかけてその透孔の目開
きは次第に小さくなっていて、それぞれの目開きは150
μ、44μ、10μとなっており、下段フィルタの透孔の目
開きは５μとなっているが、フィルタの数及び透孔の径
はこれに限るものでないことはいうまでもない。

試料室６には上部から垂直方向及び水平半径方向に対し
て、その傾斜角α，βが約35゜〜55゜、好ましくは45゜
の角度をもって傾斜した複数（この実施例では４本）の
上部散布用気体管７が挿入されており、また下段フィル
タ５の下方には下部散布用気体管８が接続されている。

９は下段フィルタ５に載置された試料皿、10はフィルタ
4,5の目詰りを防止するため拡散室１の外周に取付けら
れてこれを振動するバイブレータ、11はアースを示す。

微粒子散布室２はその内面に帯電防止剤が塗布され、底
部に基板支持用スクリーン13が設けられ、連通管３の微
粒子散布口14の近くに吹出口を有する洗浄用気体管15が
挿入されている。

そして16はスクリーン13に支持された基板、17はアース
を示す。

20は気体ボンベを示し、気体管7,8,15にフィルタ21、流
量計22が配置された気体ライン23を介して、空気、ヘリ
ウム等からなる気体を送給するようになっている。

前記のようなものにおいて、微粒子散布作業を行うに当
っては、スクリーン13上にガラス板からなる基板16を載
置し、試料皿９に微粒子を充填して、ボンベ20からの気
体を気体管7,8を介して拡散室１内に、また気体管15を
介して散布室２に吹出させる。これにより試料皿９内の
試料は瞬時に拡散室１内に飛散して上昇し、連通管３を
経て散布室２内に散布される。この際試料皿９から飛散
した微粒子中には微量の凝集物が存在することがある
が、この凝集物はフィルタ４を通過する際気体中に単分
散される。

前記のようにして散布室２に吹出された単分散した微粒
子は、連通管３の散布口14で急速に流速低下することか
ら、ここに付着しようとするが洗浄用気体管15から吹出
す気体によってその付着が防止される。そしてこのよう
な微粒子を担持する気体は、スクリーン13を通って散布
室２外に排出されることから、散布室２内を層流となっ
て下降し、また散布室２の内面は帯電防止加工されてい
て、微粒子がこれにひかれることがないこともあって、
微粒子は基板16上に均一に散布され、これ以外の微粒子
は回収して再使用される。

なお微粒子が0.1〜20μｍ程度の粒径領域では静電気力
による凝集力が強く働くこととなるが、アース11,17に
よってこれが排除される。

前記の場合において、基板16上の微粒子の散布密度は、
微粒子の量、気体の流量及び散布室２の連通管３の散布
口14から基板16までの距離等を調節することによって制
御することができる。

実施例１ 第1,第２図に示した装置を使用して、平均粒子径5.5μ
ｍのシリカの微粒子をガラス基板16上に表１に示す条件
で散布した。散布結果を表２に示す。

表２及び第３図からわかるように、この発明の装置を使
用して微粒子を散布した場合、ガラス基板上に散布され
た微粒子は均一に分散されており、４個以上の凝集粒子
は観察されず、また、３個以下の凝集粒子も非常に少な
い。

実施例２ 第１図に示した装置を使用して、平均粒子径5.5μｍの
シリカの微粒子をガラス基板16上に表３に示す条件で散
布した。散布結果を表４に示す。

表４から、散布密度が異なるほかは、実施例１と同様に
４個以上の凝集粒子は観察されず、３個以下の凝集粒子
も少ないことがわかる。

比較例 第１図に示した装置において、拡散室１のフィルタ４お
よび散布室２の洗浄用気体管15を設置しない装置を使用
して、平均粒径5.5μｍの微粒子を実施例１の表１と同
一の散布条件で散布した。散布結果を表５に示す。

前記のことから、この比較例は実施例に比較して、ガラ
ス基板16上に散布された微粒子は、特に４個以上の凝集
粒子が相当量観察され、また３個以下の凝集粒子も多い
ことがわかる。

発明の効果 この発明は前記のようであって、内面を帯電防止加工し
た微粒子拡散室と、これと連通管で頂部どおしを連結し
た微粒子散布室とをもち、微粒子拡散室に設けた上下段
フィルタによって形成された試料室内に装填された微粒
子の上下部から散布用気体管によって気体が送給されて
飛散した微粒子が、微粒子散布室に連通管によって送ら
れて、該散布室の下部に設けたスクリーンで支持された
基体に上部から散布され、連通管の微粒子散布室の近く
に洗浄用気体が吹付けられるようになっているので、微
粒子拡散室内において飛散した微粒子はフィルタを通過
する際、単分散状態となって微粒子散布室に送られ、そ
の際洗浄用気体により散布口に、また帯帯防止加工によ
り該散布室内面にそれぞれ付着することなく、このよう
にして凝集物を生ずることなく均一な単分散状態で基板
上に散布されるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例の一部を縦断した正面図、第
２図は第１図の微粒子拡散室の下部の横断平面図であ
る。 １……微粒子拡散室、２……微粒子散布室 ３……連通管、４……上段フィルタ ５……上段フィルタ、６……試料室 7,8……散布用気体管、13……スクリーン 14……微粒子散布口、15……洗浄用気体管 16……基板

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】微粒子拡散室と、この微粒子拡散室の頂部
   と連通管によって頂部が連通されている微粒子散布室と
   を具え、前記微粒子拡散室は上下段フィルタによって区
   画された試料室を有し、この試料室には下段フィルタの
   上下から試料室内に送気する散布用気体管が設けられ、
   前記微粒子散布室の内面は帯電防止処理が施され、下部
   には微粒子が散布される基板支持用のスクリーンが設け
   られ、前記連通管の微粒子散布室内に開口する微粒子散
   布口の近くに洗浄用気体を送気する洗浄用気体管が設け
   られていることを特徴とする微粒子散布装置。
2. 【請求項２】下段フィルタの上部に位置する散布用気体
   管は複数設けられ、これらの気体管は微粒子拡散室に斜
   め下向きに、かつ半径方向に対して同じ方向にほぼ同一
   の角度をもって傾斜して配置されている請求項１に記載
   の微粒子散布装置。