(57)【要約】【課題】静電噴霧型の成膜装置において、噴霧状態の安定化を図る。【解決手段】被膜を形成するガラス基板（100）に対向し、原料液が供給される筒状の噴霧ノズル（21）と、原料液が帯電した液滴となって噴霧ノズル（21）からガラス基板（100）へ噴霧されるように噴霧ノズル（21）とガラス基板（100）との間に電圧を印加する電圧印加部（40）とを備えている。原料液を絶縁性液体とし、噴霧ノズル（21）の先端面（23）を軸心に対して傾斜するように構成し、噴霧ノズル（21）を、先鋭部（24）が他の部分よりも下方であって他の部分よりもガラス基板（100）に近い位置に配置されるように設ける。【選択図】図２
2014117691.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被膜を形成する対象物（100）に対向し、原料液が供給される筒状の噴霧ノズル（21）と、
上記原料液が帯電した液滴となって上記噴霧ノズル（21）から上記対象物（100）へ噴霧されるように上記噴霧ノズル（21）と上記対象物（100）との間に電圧を印加する電圧印加部（40）とを備え、
上記対象物（100）に原料液を噴霧することによって該対象物（100）の表面に被膜を形成する静電噴霧型の成膜装置であって、
上記原料液は絶縁性液体であり、
上記噴霧ノズル（21）は、先端面（23）が軸心に対して傾斜するように構成され、先鋭部（24）が他の部分よりも下方であって他の部分よりも上記対象物（100）に近い位置に配置されるように設けられている
ことを特徴とする静電噴霧型の成膜装置。
【請求項２】
請求項１において、
上記噴霧ノズル（21）は、上記対象物（100）の表面に対して垂直に配置されている
ことを特徴とする静電噴霧型の成膜装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静電噴霧によって対象物に被膜を形成する成膜装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電気流体力学（ＥＨＤ：Electro Hydrodynamics）により液体を霧化状態で噴霧する静電噴霧装置が知られている（例えば、下記特許文献１を参照）。静電噴霧装置は、液体が供給される噴霧ノズルと、絶縁電極と、噴霧ノズルと絶縁電極との間に電圧を印加する電圧印加部とを備えている。静電噴霧装置では、電圧印加部によって噴霧ノズルと絶縁電極との間に所定の電圧が印加されると、噴霧ノズル内の液体が分極し、噴霧ノズルの先端の液体に、電圧印加部によって噴霧ノズルに与えられる電位と同極性の電荷が集まる。この電荷により、噴霧ノズルの先端の液体の液面には静電気力が生じ、該静電気力によって該液面が引き伸ばされ、テイラーコーンと称される円錐形状の液面となる。そして、噴霧ノズルの先端の液体の液面に生じた静電気力が、表面張力に打ち勝つことにより、液体が分裂して帯電した液滴となって噴霧される。
【０００３】
近年、上記静電噴霧装置を、例えば、スマートフォン等のタッチパネルの表面に被膜を形成するための成膜装置として用いることが検討されている。このような成膜装置は、絶縁電極が、例えば、ガラス基板等の対象物に取り付けられ、電圧印加部によって膜の材料となる成分を溶解させた原料液が供給される噴霧ノズルと絶縁電極との間に所定の電圧が印加されることによって、液体が対象物の表面へ霧化状態で噴霧される。液体中の溶媒が揮発することにより、残留成分のみが対象物の表面上に定着し、これによって被膜が形成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３８６１９０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記成膜装置において、噴霧ノズルを上下方向に延びる細径管によって構成すると、先端面（下端面）が水平に形成される。このような噴霧ノズルでは、図７（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、先端面における原料液の濡れ拡がり具合によって、形成されるテイラーコーンの形状が変化するため、該テイラーコーンから分裂する液滴の径や噴霧方向が変動してしまう。
【０００６】
具体的には、図７（Ａ）に示すように、液体が噴霧ノズルの先端面において濡れ拡がらない場合には、噴霧ノズルの先端面の開口のみを底面とする円錐形状のテイラーコーンが形成される。これに対し、図７（Ｂ）に示すように、液体が噴霧ノズルの先端面全体に濡れ拡がった場合には、噴霧ノズルの先端面全体を底面とする円錐形状のテイラーコーンが形成される。これにより、図７（Ａ）の場合に比べてテイラーコーンが大きくなって表面張力が小さくなるため、該テイラーコーンから分裂する液滴の径が大きくなる。また、図７（Ｃ）に示すように、液体が噴霧ノズルの先端の片側のみに濡れ拡がった場合には、噴霧ノズルの先端面の開口と原料液の濡れ拡がり部分とを底面とする円錐形状のテイラーコーンが形成される。これにより、図７（Ａ）の場合に比べてテイラーコーンが大きくなると共に中心軸がずれるため、該テイラーコーンから分裂する液滴の径が大きくなると共に噴霧方向がずれてしまう。
【０００７】
以上のように、噴霧ノズルを上下方向に延びる細径管によって構成すると、テイラーコーンの形状が原料液の濡れ拡がり具合によって変化するため、該テイラーコーンから分裂する液滴の径や噴霧方向が変動し、噴霧状態を所望の状態に制御できないという問題があった。
【０００８】
本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、静電噴霧型の成膜装置において、噴霧状態の安定化を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
第１の発明は、被膜を形成する対象物（100）に対向し、原料液が供給される筒状の噴霧ノズル（21）と、上記原料液が帯電した液滴となって上記噴霧ノズル（21）から上記対象物（100）へ噴霧されるように上記噴霧ノズル（21）と上記対象物（100）との間に電圧を印加する電圧印加部（40）とを備え、上記対象物（100）に原料液を噴霧することによって該対象物（100）の表面に被膜を形成する静電噴霧型の成膜装置であって、上記原料液は絶縁性液体であり、上記噴霧ノズル（21）は、先端面（23）が軸心に対して傾斜するように構成され、先鋭部（24）が他の部分よりも下方であって他の部分よりも上記対象物（100）に近い位置に配置されるように設けられている。
【００１０】
第１の発明では、噴霧ノズル（21）は、先端面（23）が軸心に対して傾斜するように構成され、先鋭部（24）が他の部分よりも下方に位置するように設けられている。そのため、噴霧ノズル（21）に供給された原料液は、重力によって最も下方の先鋭部（24）へ濡れ拡がろうとする。一方、噴霧ノズル（21）は、先鋭部（24）が対象物（100）に最も近い位置に配置されるように設けられている。そのため、電圧印加部（40）によって噴霧ノズル（21）と対象物（100）との間に電圧が印加されると、噴霧ノズル（21）の先鋭部（24）には、電界が集中することとなる。
【００１１】
ここで、原料液が導電性液体である場合、電圧印加部（40）によって噴霧ノズル（21）と対象物（100）との間に電圧が印加されると、噴霧ノズル（21）内の原料液表面全体に噴霧ノズル（21）の電位と同極性の電荷が現れる。該電荷は、絶縁体である空気に向かって移動し、噴霧ノズル（21）の先端の液面に集まる。該電荷によって噴霧ノズル（21）の先端の液面には静電気力が生じ、該液面は円錐形状に引き伸ばされてテイラーコーン（C）となる。このとき、電荷は、テイラーコーン（C）の先端部に集まるものの、テイラーコーン（C）全体に存在している。そのため、原料液は、噴霧ノズル（21）と共に電極となって電界を形成しつつ、図４（Ａ）に示すように、電界が集中する噴霧ノズル（21）の先鋭部（24）に誘引される。このようにして、原料液が導電性液体である場合、噴霧ノズル（21）の先端面（23）の開口まで至った原料液は、噴霧ノズル（21）の先端面（23）の開口から先鋭部（24）へ濡れ拡がる。これにより、噴霧ノズル（21）の先端面（23）には、該先端面（23）の開口と先鋭部（24）の原料液が濡れ拡がった部分とを底面とする円錐形状のテイラーコーン（C）が形成される。
【００１２】
これに対し、第１の発明では、原料液が絶縁性液体である場合、電圧印加部（40）によって噴霧ノズル（21）と対象物（100）との間に電圧が印加されても、噴霧ノズル（21）内の原料液表面には電荷が生じ難く、僅かに噴霧ノズル（21）の電位と同極性の電荷が生じる。微量の電荷は、絶縁体である空気に向かって移動し、噴霧ノズル（21）の先端の液面に集まる。この電荷により、噴霧ノズル（21）の先端の液面には静電気力が生じ、該液面は円錐形状に引き伸ばされてテイラーコーン（C）となる。このとき、微量の電荷は、テイラーコーン（C）の先端部に集中するため、テイラーコーン（C）の基端部には電荷が存在しない。つまり、該基端部は、噴霧ノズル（21）の電位と同極性の電荷が集中するテイラーコーン（C）の先端部と電界が集中する噴霧ノズル（21）の先鋭部（24）との間を絶縁する絶縁層となる。このように、微量の電荷がテイラーコーン（C）の先端部に集中することにより、テイラーコーン（C）の先端部は、噴霧ノズル（21）の先鋭部（24）に集中する電界から電気的な斥力を受ける。このようにして、原料液が絶縁性液体である場合、噴霧ノズル（21）の先端面（23）の開口まで至った原料液は、重力によって下方の先鋭部（24）に濡れ拡がろうとするところ、噴霧ノズル（21）の電位と同極性の電荷が集中するテイラーコーン（C）の先端部が噴霧ノズル（21）の先鋭部（24）に集中する電界に反発することから、先鋭部（24）への濡れ拡がりが抑制され、開口に留まることとなる（図４（Ｂ）を参照）。これにより、噴霧ノズル（21）の先端面（23）には、該先端面（23）の開口のみを底面とする円錐形状のテイラーコーン（C）が形成される。
【００１３】
第２の発明は、第１の発明において、上記噴霧ノズル（21）は、上記対象物（100）の表面に対して垂直に配置されている。
【００１４】
第２の発明では、噴霧ノズル（21）の先端面（23）は、対象物（100）の表面に対して傾斜している。そのため、原料液は、噴霧ノズル（21）から対象物（100）の表面に対して傾斜した方向に噴霧される。これにより、原料液が対象物（100）の表面に垂直に噴霧される場合に比べて液滴の飛翔距離が長くなり、液滴の飛翔時間が長くなる。よって、液滴中の溶媒が、飛翔中に確実に揮発し、液滴が十分に小径化された状態で対象物（100）の表面上に付着することとなる。
【発明の効果】
【００１５】
第１の発明によれば、原料液を絶縁性液体とし、噴霧ノズル（21）の先端面（23）を軸心に対して傾斜させると共に、先鋭部（24）を最も下方であって対象物（100）に最も近い位置に配置することにより、原料液を重力を利用して噴霧ノズル（21）の先鋭部（24）に導くと共に、該先鋭部（24）に電界を集中させることとしている。これにより、絶縁性液体であるために噴霧ノズル（21）の電位と同極性の電荷が先端部のみに集中して基端部が絶縁層となるテイラーコーン（C）の先端部には、噴霧ノズル（21）の先鋭部（24）に集中する電界との間に電気的な斥力が与えられる。その結果、噴霧ノズル（21）の先端の液面の濡れ拡がりを抑制することができる。つまり、図４（Ｂ）に示すように、噴霧ノズル（21）の先端面（23）の開口のみを底面とする円錐形状のテイラーコーン（C）を形成することができる。このように原料液の噴霧ノズル（21）の先端面における濡れ拡がりを抑制することができるため、原料液の噴霧中にテイラーコーン（C）の形状を変化させずに一定の形状に維持することができる。よって、テイラーコーン（C）から分裂する液滴の径や噴霧方向を変動させずに安定させることができるため、噴霧状態を所望の状態に制御することができる。
【００１６】
また、第２の発明によれば、原料液が対象物（100）の表面に対して傾斜した方向に噴霧されるように噴霧ノズル（21）を構成することとしたため、噴霧ノズル（21）と対象物（100）との距離を拡大することなく、噴霧ノズル（21）から噴霧される液滴の飛翔時間を長くすることができる。これにより、液滴中の溶媒が飛翔中に確実に揮発するため、液滴を十分に小径化させた状態で対象物（100）の表面上に付着させることができる。よって、対象物（100）の表面上に形成される被膜の膜厚を薄くすると共に被膜の密度を増大させることができる。従って、対象物（100）の表面上に剥がれ難い被膜を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、実施形態の成膜装置の液供給部及び電圧印加部を除いた概略構成を示す斜視図である。
【図２】図２は、実施形態の成膜装置の概略構成を示す断面図である。
【図３】図３は、噴霧ノズルの先端部を拡大して示す側面図である。
【図４】図４（Ａ）及び（Ｂ）は、噴霧ノズルの先端面に形成されるテイラーコーンを示す側面図であり、図４（Ａ）は原料液が導電性液体である場合を示し、図４（Ｂ）は原料液が絶縁性液体である場合を示す。
【図５】図５（Ａ）及び（Ｂ）は、噴霧ノズルとガラス基板との間に形成される電界を概念的に示す側面図であり、図５（Ａ）は第１電極及び第２電極を設けない場合を示し、図５（Ｂ）は第１電極及び第２電極を設けた場合を示す。
【図６】図６は、その他の実施形態の成膜装置の噴霧ノズルとガラス基板との関係を概略的に示す断面図である。
【図７】図７（Ａ）〜（Ｃ）は、従来の円筒状の噴霧ノズルを用いた場合に、原料液の濡れ拡がり具合によってテイラーコーンの形状が変化する様子を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１９】
〈発明の実施形態〉
本実施形態の成膜装置は、タッチパネルのガラス基板の表面に防汚用の被膜を形成するためのものである。また、本実施形態の成膜装置は、いわゆる静電噴霧法により、揮発性の溶媒に膜の材料となる成分を溶解させた原料液を、対象物であるガラス基板の表面に付着させて被膜を形成する静電噴霧型の成膜装置である。
【００２０】
本実施形態では、図１及び図２に示すように、ガラス基板（100）は、矩形の平板状に形成され、表面が被膜形成面になっている。ガラス基板（100）は、導電性樹脂等によって矩形の平板状に形成された導電板（101）の上に、表面を上側にして載せられている。導電板（101）は、図示しない搬送台の上に載せられている。搬送台は、図１に示す前後方向及び左右方向に移動するように構成され、ガラス基板（100）が載せられた導電板（101）を前後方向及び左右方向に移動させる。
【００２１】
上記成膜装置（10）は、噴霧部（20）と、液供給部（30）と、電圧印加部（40）とを備えている。
【００２２】
上記噴霧部（20）は、原料液を噴霧するための噴霧ノズル（21）と、該噴霧ノズル（21）を保持するノズルホルダ（22）とを備えている。
【００２３】
噴霧ノズル（21）は、導電性材料（例えば、ステンレス）によって円管状に形成されている。噴霧ノズル（21）は、内径が０．１ｍｍ程度で外径が０．３ｍｍ程度の細径管によって構成されている。なお、噴霧ノズル（21）は、内径が０．０５ｍｍ〜０．５ｍｍ、外径が０．１ｍｍ〜０．８ｍｍであることが好ましい。また、図３に拡大して示すように、噴霧ノズル（21）は、先端面（23）が軸心に対して傾斜するように形成されている。
【００２４】
ノズルホルダ（22）は、導電性材料（例えば、導電性を有する樹脂）によって側面が円筒形状の筺体に形成されている。ノズルホルダ（22）の底部には、その中央に、噴霧ノズル（21）の基端部が接合されている。噴霧ノズル（21）の基端部は、ノズルホルダ（22）の底部を貫通している。また、ノズルホルダ（22）の上部には、後述する液供給部（30）の輸液配管（32）が接続されている。ノズルホルダ（22）は、輸液配管（32）を介して供給された原料液を噴霧ノズル（21）へ導く。
【００２５】
上記液供給部（30）は、原料液を噴霧部（20）に供給するように構成されている。具体的には、液供給部（30）は、タンク（31）と、輸液配管（32）と、ポンプ（33）とを備えている。
【００２６】
タンク（31）は、中空の容器によって構成され、原料液が貯留されている。輸液配管（32）は、一端がタンク（31）の底部に接続され、他端が噴霧部（20）のノズルホルダ（22）の上部に接続されている。ポンプ（33）は、輸液配管（32）に設けられ、タンク（31）から吸引した原料液をノズルホルダ（22）へ向けて吐出する。
【００２７】
上記電圧印加部（40）は、原料液が帯電した液滴となって噴霧ノズル（21）からガラス基板（100）へ噴霧されるように噴霧ノズル（21）とガラス基板（100）との間に所定の電圧を印加するように構成されている。具体的には、電圧印加部（40）は、電源（41）と、放電電極（42）と、対向電極（43）とを備えている。
【００２８】
電源（41）は、出力電圧が５ｋＶ程度の直流電源である。電源（41）は、正極が放電電極（42）に接続され、負極が接地されている。
【００２９】
放電電極（42）は、上記噴霧ノズル（21）によって構成されている。つまり、噴霧ノズル（21）に電源（41）の正極が接続されている。
【００３０】
対向電極（43）は、接地されて接地電極を構成している。また、対向電極（43）は、ガラス基板（100）が載せられた導電板（101）の下方に配置され、搬送台によって搬送される導電板（101）の下面と接触するように設けられている。ガラス基板（100）を載せた導電板（101）が接地電極である対向電極（43）と接触して導通すると、導電板（101）が対向電極（43）と同電位になる。
【００３１】
このような構成により、放電電極（42）と対向電極（43）との間に電圧が印加されると、噴霧ノズル（21）と、導電板（101）に載ったガラス基板（100）との間に電圧が印加されることとなる。
【００３２】
〈原料液〉
原料液は、絶縁性液体であり、本実施形態では、エトキシ−ノナフルオロブタン（Ｃ４Ｆ９ＯＣ２Ｈ５）からなる溶媒に、膜の材料となるフッ素系防汚コーティング剤を溶解したものを用いている。本実施形態の原料液は、導電率が、２×１０−９Ｓ／ｍ程度になっている。
【００３３】
〈噴霧ノズルの配置〉
図１に示すように、本実施形態では、噴霧ノズル（21）は、水平方向に延びるガラス基板（100）の上方において、該ガラス基板（100）の表面に対して垂直に且つ先端面（23）が前方を向くように設けられている。つまり、噴霧ノズル（21）は、鉛直方向に延び、前方斜め下方に向かって開口している。このような構成により、本実施形態では、噴霧ノズル（21）から原料液が前方斜め下方に向かって噴霧される。つまり、噴霧ノズル（21）の噴霧方向は、図２に矢印で示すように、噴霧ノズル（21）の先端面（23）に垂直な方向、即ち、噴霧ノズル（21）の前方斜め下方の方向であってガラス基板（100）の表面に対して傾斜した方向となる。
【００３４】
また、噴霧ノズル（21）を上述のように構成、配置することによって、噴霧ノズル（21）の先端に形成される先鋭部（24）が、噴霧ノズル（21）の他の部分よりも下方、即ち、噴霧ノズル（21）の中で最も下側の位置に配置される。さらに、上記先鋭部（24）は、噴霧ノズル（21）の他の部分よりもガラス基板（100）に近い位置、即ち、ガラス基板（100）との距離が噴霧ノズル（21）の中で最も短くなるように配置される。このような噴霧ノズル（21）の構成及び配置により、原料液が重力によって噴霧ノズル（21）の先鋭部（24）に導かれると共に、電圧印加部（40）によって噴霧ノズル（21）とガラス基板（100）との間に形成される電界が、先鋭部（24）に集中することとなる。
【００３５】
〈電極〉
図１及び図２に示すように、上記成膜装置（10）は、第１電極（50）と第２電極（60）とを備えている。
【００３６】
第１電極（50）は、棒状に形成された導電性樹脂製の部材であって、噴霧ノズル（21）とガラス基板（100）との間の該ガラス基板（100）寄りの位置において、噴霧ノズル（21）の噴霧方向（図２の矢印を参照）の前側、即ち、先端面（23）が前方を向く噴霧ノズル（21）の前方に設けられている。本実施形態では、第１電極（50）は、図１に示す左右方向に延びる前方制御部（51）と、該前方制御部（51）の両端からそれぞれ後方に向かって延びる２つの側方制御部（52,52）とを有し、平面視においてコ字形状に形成されている。第１電極（50）は、前方制御部（51）が噴霧ノズル（21）の先端面（23）と対向するように設けられている。
【００３７】
第１電極（50）は、電圧印加部（40）の電源（41）の正極に電気的に接続されている（図２を参照）。詳細については後述するが、電源（41）の正極に接続された噴霧ノズル（21）から噴霧された液滴は、正電荷を有している。そのため、第１電極（50）には、噴霧ノズル（21）から噴霧される正電荷を有する液滴と同極性の電位が電源（41）によって与えられることとなる。
【００３８】
一方、第２電極（60）は、棒状に形成された導電性樹脂製の部材であって、噴霧ノズル（21）の先端部の後方に設けられている。本実施形態では、第２電極（60）は、左右方向に延びる前方制御部（61）と、該前方制御部（61）の両端からそれぞれ前方に向かって延びる２つの側方制御部（62,62）とを有し、平面視においてコ字形状に形成されている。第２電極（60）は、噴霧ノズル（21）の先端面（23）の裏側に、該先端面（23）の裏側を取り囲むように配置されている。
【００３９】
第２電極（60）は、電圧印加部（40）の電源（41）の正極に電気的に接続されている（図２を参照）。そのため、第２電極（60）には、第１電極（50）と同様に、噴霧ノズル（21）から噴霧される正電荷を有する液滴と同極性の電位が電源（41）によって与えられることとなる。
【００４０】
−成膜装置の運転動作−
原料液を噴霧する前に、前工程において被膜形成面である表面が洗浄されたガラス基板（100）を、搬送台によって下方の導電板（101）と共に噴霧ノズル（21）に対向する位置に配置する。そして、液供給部（30）によって原料液を噴霧ノズル（21）へ供給し、電圧印加部（40）によって噴霧ノズル（21）とガラス基板（100）との間に電圧を印加して原料液を帯電した液滴にして噴霧する。このようにして噴霧された液滴が、ガラス基板（100）の表面に付着することによって、ガラス基板（100）の表面に被膜が形成される。以下、原料液を噴霧する動作と、ガラス基板（100）の表面の全面に被膜を形成するための動作とについて詳述する。
【００４１】
〈原料液を噴霧する動作〉
先ず、液供給部（30）によって噴霧ノズル（21）に原料液を供給する。具体的には、液供給部（30）のポンプ（33）を起動し、タンク（31）内の原料液をノズルホルダ（22）を介して噴霧ノズル（21）へ供給する。そして、原料液が該噴霧ノズル（21）の先端面（23）の開口に至った状態で、電圧印加部（40）によって噴霧ノズル（21）と対向電極（43）との間に所定の電圧を印加する。ここで、上述のように、ガラス基板（100）を噴霧ノズル（21）に対向する位置に配置すると、導電板（101）が接地電極である対向電極（43）と導通し、導電板（101）が対向電極（43）と同電位になる。よって、噴霧ノズル（21）と対向電極（43）との間に電圧を印加すると、噴霧ノズル（21）とガラス基板（100）との間に電圧が印加される。このとき、誘電分極により、ガラス基板（100）の表面には、対向電極（43）の電位と同極性の電荷、即ち、負電荷が現れる。
【００４２】
このようにして噴霧ノズル（21）とガラス基板（100）との間に電圧が印可されると、放電電極（42）である噴霧ノズル（21）から負電荷を帯びたガラス基板（100）の表面に向かう電界が形成される。一方、噴霧ノズル（21）内では、原料液表面に僅かに噴霧ノズル（21）に与えられる電位と同極性の電荷、即ち、正電荷が生じる。この微量の電荷は、絶縁体である空気に向かって移動し、噴霧ノズル（21）の先端の液面に集まる。この正電荷により、噴霧ノズル（21）の開口の液面にはガラス基板（100）へ向かう方向に静電気力が生じ、噴霧ノズル（21）の開口の液面は、上記静電気力によってガラス基板（100）に向かって引き伸ばされ、テイラーコーン（C）と称される円錐形状の液面が形成される（図４（Ｂ）を参照）。そして、噴霧ノズル（21）の開口の液面に生じる静電気力が、表面張力に打ち勝つことにより、原料液が概ね数μｍから１００μｍ程度の大きさの液滴に分裂し、図２に示すように、ガラス基板（100）に向かって飛翔する。
【００４３】
〈ガラス基板の全面に被膜を形成するための動作〉
成膜装置（10）では、ガラス基板（100）を載せた導電板（101）が、搬送台によって図１に示す前後方向、左右方向に交互に移動する。本実施形態では、ガラス基板（100）の右前の隅角部から原料液を付着させるため、ガラス基板（100）を、前方、右方、後方、右方のように前後方向、左右方向に交互に移動させ、この移動するガラス基板（100）に対して、噴霧部（20）が原料液を噴霧する。その結果、矩形状のガラス基板（100）の表面全体に原料液が付着し、ガラス基板（100）の表面全体に防汚用の被膜が形成される。このようにして被膜を形成したガラス基板（100）を加熱することにより、被膜がガラス基板（100）に定着することとなる。
【００４４】
−テイラーコーンの形状について−
本実施形態では、原料液の噴霧動作中、噴霧ノズル（21）の先端面（23）において、該先端面（23）の開口のみを底面とする円錐形状のテイラーコーン（C）が形成され、このテイラーコーン（C）の形状が変化することなく一定の形状に維持される。以下、その理由について詳述する。
【００４５】
上述のように、噴霧ノズル（21）は、図３に示すように、先端面（23）が軸心に対して傾斜するように構成されると共に、先鋭部（24）が他の部分よりも下方に位置するように設けられている。そのため、噴霧ノズル（21）に供給された原料液は、重力によって最も下方の先鋭部（24）へ濡れ拡がろうとする。言い換えると、噴霧ノズル（21）の先端面（23）の開口まで至った原料液は、下方の先鋭部（24）に向かってのみ濡れ拡がろうとする。一方、噴霧ノズル（21）の先鋭部（24）は、ガラス基板（100）に最も近い位置に配置されているため、電圧印加部（40）によって形成される電界は、噴霧ノズル（21）の先鋭部（24）に集中する。
【００４６】
ここで、原料液が導電性液体である場合、電圧印加部（40）によって噴霧ノズル（21）とガラス基板（100）との間に電圧が印加されると、噴霧ノズル（21）内の原料液表面全体に噴霧ノズル（21）の電位と同極性の正電荷が現れる。該正電荷は、絶縁体である空気に向かって移動し、噴霧ノズル（21）の先端の液面に集まる。該正電荷によって噴霧ノズル（21）の先端の液面には静電気力が生じ、該液面は円錐形状に引き伸ばされてテイラーコーン（C）となる。このとき、正電荷は、テイラーコーン（C）の先端部に集まるものの、テイラーコーン（C）全体に存在している。そのため、原料液は、噴霧ノズル（21）と共に電極となって電界を形成しつつ、図４（Ａ）に示すように、電界が集中する噴霧ノズル（21）の先鋭部（24）に誘引される。このようにして、原料液が導電性液体である場合、噴霧ノズル（21）の先端面（23）の開口まで至った原料液は、噴霧ノズル（21）の先端面（23）の開口から先鋭部（24）へ濡れ拡がる。これにより、噴霧ノズル（21）の先端面（23）には、該先端面（23）の開口と先鋭部（24）の原料液が濡れ拡がった部分とを底面とする円錐形状のテイラーコーン（C）が形成される。
【００４７】
これに対し、本実施形態のように、原料液が絶縁性液体である場合、電圧印加部（40）によって噴霧ノズル（21）とガラス基板（100）との間に電圧が印加されても、噴霧ノズル（21）内の原料液表面には電荷が生じ難く、僅かに噴霧ノズル（21）の電位と同極性の正電荷が生じる。微量の正電荷は、絶縁体である空気に向かって移動し、噴霧ノズル（21）の先端の液面に集まる。この正電荷により、噴霧ノズル（21）の先端の液面には静電気力が生じ、該液面は円錐形状に引き伸ばされてテイラーコーン（C）となる。このとき、微量の正電荷は、テイラーコーン（C）の先端部に集中するため、テイラーコーン（C）の基端部には正電荷が存在しない。つまり、該基端部は、噴霧ノズル（21）の電位と同極性の正電荷が集中するテイラーコーン（C）の先端部と電界が集中する噴霧ノズル（21）の先鋭部（24）との間を絶縁する絶縁層となる。このように、微量の正電荷がテイラーコーン（C）の先端部に集中することにより、テイラーコーン（C）の先端部は、噴霧ノズル（21）の先鋭部（24）に集中する電界から電気的な斥力を受ける。このようにして、原料液が絶縁性液体である場合、噴霧ノズル（21）の先端面（23）の開口まで至った原料液は、重力によって下方の先鋭部（24）に濡れ拡がろうとするところ、噴霧ノズル（21）の電位と同極性の電荷が集中するテイラーコーン（C）の先端部が噴霧ノズル（21）の先鋭部（24）に集中する電界に反発することから、先鋭部（24）への濡れ拡がりが抑制され、開口に留まることとなる（図４（Ｂ）を参照）。これにより、噴霧ノズル（21）の先端面（23）には、該先端面（23）の開口のみを底面とする円錐形状のテイラーコーン（C）が形成される。
【００４８】
このようにして、原料液が絶縁性液体である場合、原料液の噴霧動作中に原料液が噴霧ノズル（21）の先端面（23）の開口から周囲に濡れ拡がることなくテイラーコーン（C）が形成される。そのため、テイラーコーン（C）の形状は、原料液の噴霧動作中に変化せず、一定の形状に維持される。よって、テイラーコーン（C）から分裂する液滴の径や噴霧方向が変動せず、噴霧状態が一定になる。
【００４９】
−液滴の小径化について−
本実施形態の成膜装置（10）では、液滴が十分に小径化された状態で、ガラス基板（100）に付着する。以下、その理由について詳述する。
【００５０】
上述のように、噴霧ノズル（21）は、対象物であるガラス基板（100）の表面に対して傾斜した方向に原料液を噴霧するように構成されている。このように噴霧ノズル（21）を構成することにより、噴霧ノズル（21）から噴霧された液滴は、放物線を描くように飛翔してガラス基板（100）の表面に付着することとなる。よって、このような構成によれば、噴霧ノズル（21）とガラス基板（100）との距離を拡大することなく、噴霧ノズル（21）から噴霧された液滴の飛翔距離を長くすることができる。その結果、原料液をガラス基板（100）の表面に対して垂直に噴霧した場合に比べて、液滴の飛翔時間が各段に長くなり、液滴中の溶媒が飛翔中に確実に揮発する。よって、液滴が十分に小径化された状態でガラス基板（100）の表面上に付着することとなる。
【００５１】
−電極が電界に及ぼす作用−
上述のように、本実施形態の成膜装置（10）には、第１電極（50）及び第２電極（60）が設けられている。この第１電極（50）及び第２電極（60）を設けることにより、噴霧ノズル（21）とガラス基板（100）との間に形成される電界が変化する。以下、電界の変化について図５（Ａ）及び（Ｂ）を用いて詳述する。なお、図５（Ｂ）では、第１電極（50）及び第２電極（60）の側方制御部（52,62）の図示を省略している。
【００５２】
図５（Ａ）に示すように、第１電極（50）及び第２電極（60）を設けない場合、電気力線は、放電電極（42）である噴霧ノズル（21）の表面から垂直な方向に延出し、負電荷を帯びたガラス基板（100）の表面に対して垂直な線となるように湾曲し、該ガラス基板（100）の表面に至る。
【００５３】
一方、図５（Ｂ）に示すように、第１電極（50）及び第２電極（60）を設けた場合、放電電極（42）である噴霧ノズル（21）の表面だけでなく、電源（41）の正極に接続された２つの電極（50,60）の表面のそれぞれから垂直な方向に電気力線が延出する。この２つの電極（50,60）の表面から延出する電気力線によって、噴霧ノズル（21）の表面から延出する電気力線が変化する。
【００５４】
具体的には、第２電極（60）の表面からは電気力線が垂直な方向に延出し、負電荷を帯びたガラス基板（100）の表面に対して垂直な線となるように湾曲して該ガラス基板（100）の表面に至る。そのため、第２電極（60）が設けられた噴霧ノズル（21）の先端面（23）の裏側では、噴霧ノズル（21）の表面から延出する電気力線が、第２電極（60）の表面から延出する電気力線と打ち消し合う。その結果、噴霧ノズル（21）の表面から左右側方及び後方に延出する電気力線の数が、第２電極（60）を設けない場合に比べて減少する。一方、噴霧ノズル（21）の先端面（23）の前側では、第２電極（60）によって、噴霧ノズル（21）の先端面（23）から前側に延出する電気力線の数が増大する。
【００５５】
また、第１電極（50）の表面からは電気力線が垂直な方向に延出し、負電荷を帯びたガラス基板（100）の表面に対して垂直な線となるように湾曲して該ガラス基板（100）の表面に至る。そのため、水平方向において第１電極（50）と噴霧ノズル（21）との中間地点では、噴霧ノズル（21）の表面から延出する電気力線と上記第１電極（50）の表面から延出する電気力線とが反発し合う。その結果、噴霧ノズル（21）の表面から延出してガラス基板（100）の表面に至る電気力線のガラス基板（100）の表面における分布範囲が、所定の範囲、即ち、第１電極（50）の前方制御部（51）よりも後方であって２つの側方制御部（51,51）の間の範囲に限られ、第１電極（50）を設けない場合に比べて狭くなる。
【００５６】
−電極が液滴に及ぼす作用−
本実施形態の成膜装置（10）では、噴霧ノズル（21）の先端面（23）の裏側に設けられて電源（41）の正極と導通する第２電極（60）により、液滴の噴霧方向が所望の方向に制御される。また、噴霧ノズル（21）の噴霧方向の前側に設けられて電源（41）の正極と導通する第１電極（50）により、液滴の拡散が抑制される。以下、第１電極（50）及び第２電極（60）が液滴に及ぼす作用について詳述する。
【００５７】
〈第２電極が液滴に及ぼす作用〉
噴霧ノズル（21）から噴霧される液滴は、正電荷を有している。そのため、正電荷を有する液滴と、電源（41）の正極と導通する第２電極（60）との間には、電気的な斥力が作用する。つまり、噴霧ノズル（21）から噴霧された液滴には、第２電極（60）から遠ざかる方向へ静電気力が作用する。これにより、噴霧ノズル（21）から噴霧された液滴は、第２電極（60）の側方制御部（62,62）に反発することで左右方向への飛散が抑制されると共に、前方制御部（61）に反発することで後方への飛散が抑制される。そして、噴霧ノズル（21）から噴霧された液滴は、第２電極（60）によって数が増大した噴霧ノズル（21）の先端面（23）から前側に延出する電気力線（図５（Ｂ）参照）に沿って、前方斜め下方に誘導される。つまり、このようにして、液滴の噴霧方向が、所望の方向、即ち、先端面（23）に垂直な方向に延出する電気力線に沿う方向（前方斜め下方）に制御される。
【００５８】
〈第１電極が液滴に及ぼす作用〉
噴霧ノズル（21）から噴霧される液滴は、正電荷を有している。そのため、正電荷を有する液滴と、電源（41）の正極と導通する第１電極（50）との間には、電気的な斥力が作用する。つまり、噴霧ノズル（21）から噴霧されてガラス基板（100）の表面付近に到達した液滴には、第１電極（50）から遠ざかる方向へ静電気力が作用する。これにより、噴霧ノズル（21）から噴霧された液滴は、第１電極（50）の前方制御部（51）に反発することで前方への飛散が抑制されると共に、２つの側方制御部（52,52）に反発することで左右への飛散が抑制される。言い換えると、噴霧ノズル（21）から噴霧された液滴は、第１電極（50）の表面から延出する電気力線に反発してガラス基板（100）の表面の所定の範囲内に至った噴霧ノズル（21）から延出する電気力線（図６（Ｂ）参照）に沿って、ガラス基板（100）の表面における所望の範囲、即ち、第１電極（50）の前方制御部（51）よりも後方であって２つの側方制御部（51,51）の間の範囲内へ誘導される。つまり、このようにして、液滴の噴霧範囲が所望の範囲に収まるため、液滴の拡散が抑制される。
【００５９】
−実施形態の効果−
本実施形態によれば、原料液を絶縁性液体とし、噴霧ノズル（21）の先端面（23）を軸心に対して傾斜させると共に、先鋭部（24）を最も下方であってガラス基板（100）に最も近い位置に配置することにより、原料液を重力を利用して噴霧ノズル（21）の先鋭部（24）に導くと共に、該先鋭部（24）に電界を集中させることとしている。これにより、絶縁性液体であるために噴霧ノズル（21）の電位と同極性の正電荷が先端部のみに集中して基端部が絶縁層となるテイラーコーン（C）の先端部には、噴霧ノズル（21）の先鋭部（24）に集中する電界との間に電気的な斥力が与えられる。その結果、噴霧ノズル（21）の先端の液面の濡れ拡がりを抑制することができる。つまり、図４（Ｂ）に示すように、噴霧ノズル（21）の先端面（23）の開口のみを底面とする円錐形状のテイラーコーン（C）を形成することができる。このように原料液の噴霧ノズル（21）の先端面における濡れ拡がりを抑制することができるため、原料液の噴霧中にテイラーコーン（C）の形状を変化させずに一定の形状に維持することができる。よって、テイラーコーン（C）から分裂する液滴の径や噴霧方向を変動させずに安定させることができるため、噴霧状態を所望の状態に制御することができる。
【００６０】
また、本実施形態によれば、原料液がガラス基板（100）の表面に対して傾斜した方向に噴霧されるように噴霧ノズル（21）を構成することとしたため、噴霧ノズル（21）とガラス基板（100）との距離を拡大することなく、噴霧ノズル（21）から噴霧される液滴の飛翔時間を長くすることができる。これにより、液滴中の溶媒が飛翔中に確実に揮発するため、液滴を十分に小径化させた状態でガラス基板（100）の表面上に付着させることができる。よって、ガラス基板（100）の表面上に形成される被膜の膜厚を薄くすると共に被膜の密度を増大させることができる。従って、ガラス基板（100）の表面上に剥がれ難い被膜を形成することができる。
【００６１】
〈その他の実施形態〉
上記実施形態では、先端面（23）が軸心に対して傾斜した噴霧ノズル（21）をガラス基板（100）に対して垂直にすることで、先鋭部（24）が他の部分よりも下方であって他の部分よりもガラス基板（100）に近い位置に配置されるようにしていた。しかしながら、噴霧ノズル（21）の配置は、先鋭部（24）が他の部分よりも下方であって他の部分よりもガラス基板（100）に近い位置に配置されるのであれば上記実施形態の配置に限られない。例えば、図６に示すように、噴霧ノズル（21）を、水平方向に配置し、先鋭部（24）が先端面（23）において最も下側に位置するようにしてもよい。このような場合であっても、先鋭部（24）が他の部分よりも下方であって他の部分よりもガラス基板（100）に近い位置に配置されるため、原料液の噴霧ノズル（21）の先端面における濡れ拡がりを抑制することができるため、形成されるテイラーコーン（C）の形状を変化させずに安定させることができる。
【００６２】
上記実施形態において、絶縁性液体である原料液として、導電率が、２×１０−９Ｓ／ｍ程度のものを用いていたが、原料液はこのようなものに限られない。原料液は、導電率が１０−９Ｓ／ｍ以下の絶縁性液体であればよい。
【００６３】
上記実施形態において、上記被膜は、汚れ防止膜に限られず、紫外線除去膜などであってもよい。
【００６４】
上記実施形態において、上記被膜が形成される対象物は、ガラス基板に限られない。
【００６５】
なお、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
以上説明したように、本発明は、静電噴霧によって対象物に被膜を形成する成膜装置について有用である。
【符号の説明】
【００６７】
１０      成膜装置
２１      噴霧ノズル
２３      先端面
２４      先鋭部
１００      ガラス基板（対象物）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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