(57)【要約】  本発明は、金属酸化膜以外の機能性を有する薄膜を成膜できるミスト塗布成膜装置及びミスト塗布成膜方法を提供することを目的とする。そして、本発明において、原料溶液ミスト化機構（５０）は、ナノ粒子分散溶液あるいはナノファイバー分散溶液である原料溶液（５）をミスト化させて、原料溶液ミスト（６）を得る。ミスト塗布機構（７０）は基板（９）の表面上に原料溶液ミスト（６）を塗布して、基板９の表面上に極薄原料溶液液膜を形成する。焼成・乾燥機構（９０）はホットプレート（１３）上において、表面上に極薄原料溶液液膜が形成された基板（９）を焼成・乾燥し、極薄原料溶液液膜の溶媒を蒸発させて極薄原料溶液液膜に含まれるナノ粒子原料あるいはナノファイバー原料を構成材料とした薄膜を基板（９）の表面上に成膜する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波振動子（１）を利用して霧化容器（４）内の原料溶液（５）をミスト化して液滴状の原料溶液ミスト（６）を得る原料溶液ミスト化機構（５０）を備え、前記原料溶液は、所定の原料を含むナノ粒子分散溶液あるいはナノファイバー分散溶液であり、
成膜対象となる基板（９）を載置する載置部（１０）を有し、前記基板に前記原料溶液ミストを供給し、前記基板の表面上に前記原料溶液ミストを塗布して、前記基板の表面上に原料溶液液膜（６１）を形成するミスト塗布機構（７０）と、
前記基板の表面上に形成された前記原料溶液液膜を焼成・乾燥して、前記基板の表面上に前記原料溶液液膜に含まれる前記所定の原料を構成材料とした薄膜（６２）を成膜する焼成・乾燥機構（９０）とをさらに備える、
ミスト塗布成膜装置。
【請求項２】
請求項１記載のミスト塗布成膜装置であって、
前記原料溶液ミスト化機構は前記原料溶液ミストを前記ミスト塗布機構に向けて搬送するためのキャリアガスを供給するキャリアガス供給部（１６）を含む、
ミスト塗布成膜装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のミスト塗布成膜装置であって、
前記ミスト塗布機構は、ミスト噴出口（１８）から前記原料溶液ミストを噴出するミスト塗布ヘッド（８）をさらに有し、前記ミスト噴出口は所定方向を長手方向としたスリット状に形成され、
前記ミスト塗布ヘッドの前記ミスト噴出口の短手方向に合致する移動方向に沿って前記載置部を移動させ、前記移動方向に沿った前記載置部の移動速度を可変制御する移動制御部（３７）をさらに有する、
ミスト塗布成膜装置。
【請求項４】
(a) 所定の原料を含む、ナノ粒子分散溶液あるいはナノファイバー分散溶液をミスト化して原料溶液ミスト（６）を得るステップ（Ｓ１）と、
(b) 成膜対象となる基板（９）に前記原料溶液ミストを供給し、前記基板の表面上に前記原料溶液ミストを塗布して、前記基板の表面上に原料溶液液膜を形成するステップ（Ｓ２）と、
(c) 前記基板の表面上に形成された前記原料溶液液膜を焼成・乾燥して前記基板の表面上に前記所定の原料を含む薄膜を成膜するステップ（Ｓ３）とを備える、
ミスト塗布成膜方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ナノ粒子分散溶液、あるいはナノファイバー分散溶液である原料溶液を超音波によりミスト化し、成膜対象となる基板上に薄膜を成膜するミスト塗布成膜装置及びミスト塗布成膜方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
大気圧下で有機金属化合物から酸化金属薄膜を成膜する方法の一つとしてミストＣＶＤ成膜方法がある。【０００３】
ミストＣＶＤ成膜システムは二つ部分で構成される。一つは、有機金属化合物を溶解した原料溶液を超音波振動子でミスト化して、搬送ガスで原料溶液ミストを供給する第１部分である。もう一つは、搬送ガスで供給したミストを成膜ヘッドから基板の表面に噴霧し、基板を加熱しつつ、基板の表面上で気化した原料溶液ミストが酸化剤オゾンあるいは水蒸気と反応することにより金属酸化膜を成膜する第２部分である。【０００４】
ミストＣＶＤ成膜方法は化学反応を通して、有機金属化合物を溶解した原料溶液から金属酸化薄膜を成膜する方法である。ＣＶＤ成膜方法は例えば特許文献１や非特許文献１に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−３１５４１号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】T. Kawaharamura, “Physics on development of open-air atmospheric press-ure thin film fabrication technique using mist droplets: Control of precursor flow,” Japan-ese Journal of Applied Physics, Vol. 53(05FF08), 2014.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１あるいは非特許文献１で開示された従来のミストＣＶＤ成膜装置は有機金属化合物を溶解した原料溶液を超音波振動子でミスト化し、搬送ガスでミストを成膜ヘッドまで搬送する。成膜ヘッドから供給されたミストは気化して、加熱した成膜基板上で気化した原料が酸化剤と反応して金属酸化膜を生成する。【０００８】
このように、ミストＣＶＤ成膜方法はジエチル亜鉛、アルミニウムアセチルアセトナート等の有機金属化合物から化学的な方法で酸化亜鉛、アルミナ等の金属酸化膜を成膜する方法である。【０００９】
しかしながら、従来のミストＣＶＤ成膜方法は金属酸化薄膜を成膜できるが、ナノ粒子分散溶液あるいはナノファイバー分散溶液である原料溶液からナノ粒子薄膜、ナノファイバー薄膜等の機能性を有する薄膜を成膜できないという問題点があった。近年、機能性フィルム、光学フィルム、フラットディスプレイパネルの高性能化によって、様々な機能性を有する薄膜のニーズが高くなっており、従来のミストＣＶＤ成膜方法はそのニーズに対応できていない。【００１０】
本発明では、上記のような問題点を解決し、金属酸化膜以外の機能性を有する薄膜を成膜できるミスト塗布成膜装置及びミスト塗布成膜方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明に係るミスト塗布成膜装置は超音波振動子を利用して霧化容器内の原料溶液をミスト化して液滴状の原料溶液ミストを得る原料溶液ミスト化機構を備え、前記原料溶液は、所定の原料を含むナノ粒子分散溶液あるいはナノファイバー分散溶液であり、成膜対象となる基板を載置する載置部を有し、前記基板に前記原料溶液ミストを供給し、前記基板の表面上に前記原料溶液ミストを塗布して、前記基板の表面上に原料溶液液膜を形成するミスト塗布機構と、前記基板の表面上に形成された前記原料溶液液膜を焼成・乾燥して、前記基板の表面上に前記原料溶液液膜に含まれる前記所定の原料を構成材料とした薄膜を成膜する焼成・乾燥機構とをさらに備える。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１記載の本願発明のミスト塗布成膜装置はミスト塗布機構により、原料溶液ミストを塗布して基板の表面上に原料溶液液膜を形成した後、焼成・乾燥機構により原料溶液液膜を焼成・乾燥して基板の表面上に所定の原料を含む薄膜を成膜している。この際、原料溶液としてナノ粒子分散溶液あるいはナノファイバー分散溶液を用いている。【００１３】
その結果、請求項１記載の本願発明のミスト塗布成膜装置は、ナノ粒子分散溶液あるいはナノファイバー分散溶液に含まれる所定の原料を構成材料とした薄膜を均一性良く基板の表面上に成膜することができる。【００１４】
この発明の目的、特徴、局面、および利点は、以下の詳細な説明と添付図面とによって、より明白となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】この発明の実施の形態であるミスト塗布成膜装置の構成を模式的に示す説明図である。
【図２】図１で示したミスト塗布ヘッドの底面構造を示す平面図である。
【図３】図１で示したミスト塗布成膜装置を用いて実行するミスト塗布成膜方法の成膜手順を示すフローチャートである。
【図４】本実施の形態のミスト塗布成膜方法の実行時における基板の表面上の状態を模式的に示す説明図である。
【図５】基板に対するヘッド底面の位置関係を模式的に示す説明図である。
【図６】ＳＥＭによる、成膜されたナノファイバー薄膜の観察画像を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１７】
＜実施の形態１＞
（ミスト塗布成膜装置(mist coating forming apparatus)）
図１は、この発明の実施の形態であるミスト塗布成膜装置の構成を模式的に示す説明図である。同図に示すように、実施の形態１のミスト塗布成膜装置は、原料溶液ミスト化機構５０、ミスト塗布機構７０、焼成・乾燥機構９０を主要構成要素として有している。
【００１８】
原料溶液ミスト化機構５０は、超音波を発生する超音波振動子１を利用して霧化容器４に投入した原料溶液５を粒径分布が狭く中心粒径が約４μｍの液滴にミスト化（霧化）して原料溶液ミスト６を発生する原料溶液ミスト発生処理を実行する。原料溶液ミスト６はキャリアガス供給部１６から供給されるキャリアガスによってミスト供給ライン２２を介してミスト塗布機構７０に搬送される。
【００１９】
ミスト塗布機構７０は、ミスト供給ライン２２から原料溶液ミスト６を受け、ミスト塗布ヘッド８から移動ステージ１０（載置部）上に載置された基板９（成膜対象の基板）の表面上に原料溶液ミスト６を供給することにより、基板９の表面上に原料溶液ミスト６を塗布して(coat)、基板９の表面上に極薄原料溶液液膜（原料溶液液膜）を形成する原料溶液ミスト塗布処理(mist coating processing)を実行する。
【００２０】
焼成・乾燥機構９０はホットプレート１３上において、表面上に薄原料溶液液膜が形成された基板９を焼成・乾燥し、極薄原料溶液液膜の溶媒を蒸発させて極薄原料溶液液膜に含まれるナノ粒子原料あるいはナノファイバー原料を構成材料とした薄膜を基板９の表面上に成膜する焼成・乾燥処理を実行する。
【００２１】
（原料溶液ミスト化機構５０）
原料溶液ミスト化機構５０において、超音波振動子１としては、例えば１．５〜２．５ＭＨｚ範囲内の超音波周波数を用いることができる。超音波振動子１上に設けられた水槽２に超音波振動子１で発生した超音波伝播の媒体として水３を導入し、超音波振動子１を駆動することにより、ミスト化容器４に投入した原料溶液５をミスト化（霧化）させて、粒径分布が狭く中心粒径が４μｍ程度のマイクロメーターサイズの液滴である、原料溶液ミスト６を得る。
【００２２】
なお、原料溶液５としては、原料溶液の粘度が高くても低粘度のメタノール、トルエン、水、ヘキサン、エーテル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ビニル、塩化エチル等の溶媒で希釈された、粘度が１．１ｍＰａ・s以下の原料溶液を想定している。
【００２３】
原料溶液５がナノ粒子分散溶液の場合を考える。この場合、例えば、銀ナノ粒子分散溶液、酸化ジルコニウム分散溶液、酸化セリウム分散溶液、酸化インジウム分散溶液、酸化スズ分散溶液、酸化亜鉛分散溶液、酸化チタン分散溶液、シリカ分散溶液あるいはアルミナ分散溶液が考えられ、これらの溶液が上記溶媒により希釈されて原料溶液５が得られる。
【００２４】
したがって、上述したナノ粒子分散溶液に含まれるナノ粒子原料（所定の原料）は、銀ナノ粒子、酸化ジルコニウムナノ粒子、酸化セリウムナノ粒子、酸化インジウムナノ粒子、酸化スズナノ粒子、酸化亜鉛ナノ粒子、酸化チタンナノ粒子、シリカナノ粒子、あるいはアルミナナノ粒子となる。
【００２５】
なお、「ナノ粒子」とは、粒径が１００ｎｍ以下の粒子を意味し、「ナノ粒子分散溶液」とは、水、アルコール等の溶媒に溶けることなく、ナノ粒子が浮いて存在していることを意味する。
【００２６】
一方、原料溶液５がナノファイバー分散溶液の場合を考える。この場合、例えば、カーボンナノチューブ分散溶液、銀ナノファイバー分散溶液、あるいはセルロースナノファイバー分散溶液が考えられ、これらの溶液が上記溶媒により希釈されて原料溶液５が得られる。
【００２７】
上述したナノファイバー分散水溶液に含まれるナノファイバー原料（所定の原料）は、カーボンナノチューブ、銀ナノファイバー、あるいはセルロースナノファイバーとなる。
【００２８】
なお、「ナノファイバー」とは、繊維径が１００ｎｍ以下の繊維状物質を意味し、「ナノファイバー分散溶液」とは、水、アルコール等の溶媒に溶けることなく、ナノファイバーが浮いて存在していることを意味する。
【００２９】
キャリアガス供給部１６から供給されたキャリアガスをキャリアガス導入ライン２１からミスト化容器４内に供給することにより、ミスト化容器４の内部空間でミスト化された液滴状の原料溶液ミスト６は、ミスト供給ライン２２を介してミスト塗布機構７０のミスト塗布ヘッド８に向けて運ばれる。なお、キャリアガスは主に原料溶液ミスト６を搬送する目的で窒素ガスあるいは空気が使われており、キャリアガス流量は２〜１０（Ｌ／min）でミスト制御部３５によって制御される。なお、バルブ２１ｂはキャリアガス導入ライン２１に設けられ、キャリアガス流量を調整するためのバルブである。
【００３０】
ミスト制御部３５はバルブ２１ｂの開閉度合を制御してキャリアガス供給部１６から供給されるキャリアガス流量を制御するとともに、超音波振動子１の振動の有無、超音波周波数等を制御する。
【００３１】
（ミスト塗布機構７０）
ミスト塗布機構７０はミスト塗布ヘッド８と成膜対象の基板９を上部に載置して、移動制御部３７の制御下で移動可能な移動ステージ１０（載置部）を主要構成要素として有している。
【００３２】
図２はミスト塗布ヘッド８の底面構造を示す平面図である。図２にＸＹ座標軸を示している。同図に示すように、ミスト塗布ヘッド８のヘッド底面８ｂにおいてＹ方向（所定方向）を長手方向としたスリット状のミスト噴出口１８が形成されている。
【００３３】
図２において、ミスト塗布ヘッド８のヘッド底面８ｂ下に存在する基板９の仮想平面位置を示している。基板９は図中、Ｘ方向の辺を長辺、Ｙ方向の辺を短辺とした矩形状に構成される。
【００３４】
図２に示すように、ヘッド底面８ｂに設けられるミスト噴出口１８は、基板９の短辺形成方向（Ｙ方向）を長手方向としたスリット状に設けられており、その形成長（Ｙ方向の長さ）は、基板９の短辺幅と同程度に設定される。
【００３５】
したがって、例えば、移動ステージ１０によって基板９をＸ方向（ミスト噴出口１８の短手方向）に沿って移動させながら、ミスト塗布ヘッド８内で整流された原料溶液ミスト６をミスト噴出口１８から供給することにより、基板９の表面上の略全面に原料溶液ミスト６を塗布して、基板９の表面上に極薄原料溶液液膜を形成することできる。また、ミスト噴出口１８がスリット状で形成されているため、ミスト塗布ヘッド８における長手方向（Ｙ方向，所定方向）の形成長を調整することにより、成膜対象の基板である基板９の短辺幅に制限されることがなく、短辺幅が広い基板９にも適応することができる。具体的には、想定される基板９の最大短辺幅に合致した長手方向の幅をミスト塗布ヘッド８に持たせることにより、ミスト噴出口１８の形成長を基板９の最大短辺幅にほぼ合致させることができる。
【００３６】
なお、基板９を上部に載置する移動ステージ１０はミスト塗布ヘッド８のヘッド底面８ｂから１〜５ｍｍ離れた状態で、移動制御部３７による制御下でＸ方向に沿って移動することにより、基板９の表面の略全面上に原料溶液ミスト６の塗布によって極薄原料溶液液膜を基板９の表面上に形成することができる。
【００３７】
この際、移動制御部３７によって移動ステージ１０の移動速度を変更することにより、極薄原料溶液液膜の厚さを調整することができる。
【００３８】
すなわち、移動制御部３７は、ミスト塗布ヘッド８のミスト噴出口１８の短手方向に合致する移動方向（図２のＸ方向）に沿って移動ステージ１０を移動させ、移動方向に沿った移動ステージ１０の移動速度を可変制御する。
【００３９】
また、ミスト塗布ヘッド８及び移動ステージ１０はミスト塗布チャンバー１１内に設けられており、ミスト塗布チャンバー１１内で揮発した原料溶液ミスト６の溶媒蒸気とキャリアガスとの混合ガスは排ガス出力ライン２３を介して、図示しない排気処理装置にて処理された後に大気に放出される。なお、バルブ２３ｂは排ガス出力ライン２３に設けられるバルブである。
【００４０】
（焼成・乾燥機構９０）
焼成・乾燥機構９０では焼成・乾燥チャンバー１４内に設けられるホットプレート１３を主要構成として有している。ミスト塗布機構７０によって原料溶液ミスト６の塗布により、表面上に極薄原料溶液液膜が形成された基板９が焼成・乾燥チャンバー１４内においてホットプレート１３上に載置される。
【００４１】
ホットプレート１３を用いて極薄原料溶液液膜が表面上に形成された基板９に対し焼成・乾燥処理を行うことにより、原料溶液ミスト６の塗布により形成された極薄原料溶液液膜の溶媒を蒸発させて、基板９の表面上に原料溶液５に含まれる原料（所定の原料）そのものを構成材料とした薄膜を成膜することができる。すなわち、薄膜は極薄原料溶液液膜より薄い膜厚となり、その組成が原料溶液５の組成と同じになる。なお、焼成・乾燥処理により生成した原料溶液５の溶媒蒸気は排ガス出力ライン２４から、図示しない排気処理装置にて処理された後に大気に放出される。
【００４２】
なお、図１で示す例では、焼成・乾燥処理をホットプレート１３を用いて実行したが、ホットプレート１３を用いることなく、焼成・乾燥チャンバー１４内に熱風を供給する態様で焼成・乾燥機構９０を構成しても良い。
【００４３】
（ミスト塗布成膜方法(mist coating forming method)）
図３は、図１で示したミスト塗布成膜装置を用いて実行するミスト塗布成膜方法の成膜手順を示すフローチャートである。図４はミスト塗布成膜方法の実行時における基板９の表面上の状態を模式的に示す説明図である。以下、図３及び図４を参照して、ミスト塗布成膜方法の処理手順を説明する。
【００４４】
ステップＳ１において、原料溶液ミスト化機構５０により、超音波振動子１を利用して霧化容器４内の原料溶液５をミスト化して液滴状の原料溶液ミスト６を発生する原料溶液ミスト発生処理を実行する。以下では、原料溶液５としてナノファイバー分散溶液を用いた場合を説明する。
【００４５】
具体的には、１ｗｔ％（重量パーセント）のナノファイバー分散溶液を粘度１．１ｍＰａ・s以下まで希釈して原料溶液５とする。原料溶液５を１.６ＭＨｚで振動する２つの超音波振動子１（図１では１つの超音波振動子１のみ図示）を駆動して原料溶液５のミスト化を行い、キャリアガス流量が２Ｌ／ｍｉｎの窒素キャリアガスをキャリアガス供給部１６から供給することにより、ミスト化容器４内で発生された原料溶液ミスト６をミスト供給ライン２２を介してミスト塗布機構７０内のミスト塗布ヘッド８に搬送することができる。
【００４６】
このように、霧化制御部であるミスト制御部３５の制御下で複数の超音波振動子１における動作振動子数とキャリアガス供給部１６から供給されるキャリアガスにおけるキャリアガス流量とを制御することにより、原料溶液ミスト６をミスト塗布機構７０内のミスト塗布ヘッド８に精度良く供給することができる。
【００４７】
次に、ステップＳ２において、ミスト塗布機構７０により、移動ステージ１０上に塗布対象基板である基板９を載置し、ミスト塗布ヘッド８のミスト噴出口１８から原料溶液ミスト６を供給し、基板９の表面上に原料溶液ミスト６を塗布して、図４(a) に示すように、基板９の表面上に極薄原料溶液液膜６１（原料溶液液膜）を形成する原料溶液ミスト塗布処理を実行する。
【００４８】
具体的には、ミスト塗布ヘッド８内で整流された原料溶液ミスト６はスリット状に形成されたミスト噴出口１８を通して基板９の表面に供給されることにより原料溶液ミスト塗布処理が実行される。なお、基板９は長辺を４００（ｍｍ）短辺を２００（ｍｍ）とした矩形状の表面を有している。
【００４９】
移動ステージ１０上に載置（セット）された基板９は、ヘッド底面８ｂの下方１〜５ｍｍの間隔を隔てた位置に存在し、移動制御部３７による制御下で移動ステージ１０を図２のＸ方向に移動（スキャン）させることにより、基板９の表面上の略全面に原料溶液ミスト６の塗布による極薄原料溶液液膜６１が形成される。なお、移動制御部３７によって移動ステージ１０の移動速度は１〜５０（ｍｍ／ｓｅｃ）の範囲で可変制御できる。
【００５０】
原料溶液ミスト６を塗布して極薄原料溶液液膜６１を基板９の表面上に形成するためには、原料溶液ミスト６が基板９の表面上でよく濡れる（濡れ性を高める）必要がある。原料溶液ミスト６が基板９の表面上でよく濡れるためには、原料溶液ミスト６の表面張力を小さくして、基板９の表面張力を大きくする必要がある。原料溶液５がナノファイバー分散溶液であるため、溶媒水としてメタノールを用い原料溶液ミスト６の表面張力を小さくするとともに、基板９表面上の汚れとなる有機物と金属物を除去することにより基板９の表面張力を大きくしている。その結果、塗布される原料溶液ミスト６の基板９の表面上での濡れ性が高まる結果、基板９の表面上に液体状の極薄原料溶液液膜６１を形成することができる。
【００５１】
このように、原料溶液５において表面張力が小さい溶媒の使用と基板９の表面汚れを除去することにより、塗布される原料溶液ミスト６が基板９の表面でよく濡れて極薄原料溶液液膜６１を形成している。また、ミスト塗布ヘッド８を固定しつつ、基板９を載置した移動ステージ１０のみを移動して基板９の表面上に原料溶液ミスト６を塗布することにより、比較的容易に基板９の表面上に極薄原料溶液液膜６１を形成することができる。
【００５２】
図５は基板９に対するヘッド底面８ｂの位置関係を模式的に示す説明図である。同図において、ＸＺ座標軸を併記している。同図に示すように、基板９の表面形成方向（図５のＸ方向）に対し傾きθを持たせることにより、ミスト噴出口１８から基板９の垂線Ｌ９から角度θ分、斜め方向に原料溶液ミスト６を噴出することができる。
【００５３】
このように、ミスト塗布ヘッド８のヘッド底面８ｂを基板９の表面形成方向に対し傾きθを持たせることにより、キャリアガス供給部１６からのキャリアガス流量による原料溶液ミスト６が基板９の表面に当たる際に生じる液膜の乱れを効果的に抑制して、原料溶液ミスト６がより均一に基板９の表面上に塗布できるようにして、極薄原料溶液液膜６１の均一性を高めている。
【００５４】
次に、ステップＳ３において、焼成・乾燥機構９０により、基板９の表面上に形成された極薄原料溶液液膜６１を焼成・乾燥して、図４(b) に示すように、基板９の表面上に分散溶液に含まれるカーボンナノチューブ、セルロースナノファイバー等のナノファイバー原料（所定の原料）そのものを構成材料とした、極薄原料溶液液膜６１より膜厚が薄いナノファイバー薄膜６２（薄膜）を成膜する焼成・乾燥処理を実行する。ナノファイバー薄膜６２の構成材料によって、様々な機能性（バリア性、導電性、反射防止、親水性、疎水性）有する薄膜としてナノファイバー薄膜６２を成膜することができる。
【００５５】
以上のステップＳ１〜Ｓ３によるミスト塗布成膜方法により、基板９の表面上にナノファイバー薄膜６２を形成することができる。なお、上述した例では、原料溶液５としてナノファイバー分散溶液を用いた例を示したが、原料溶液５としてナノ粒子分散溶液を用いて上述したステップＳ１〜Ｓ３によるミスト塗布成膜方法を実行することにより、基板９の表面上にナノ粒子薄膜を形成することができる。
【００５６】
このように、図３で示したステップＳ１〜Ｓ３を備えたミスト塗布成膜方法を実行する、本実施の形態のミスト塗布成膜装置はミスト塗布機構７０により、原料溶液５としてナノ粒子分散溶液あるいはナノファイバー分散溶液を用い、原料溶液ミスト６を塗布して基板９の表面上に極薄原料溶液液膜６１を形成している。そして、焼成・乾燥機構９０により極薄原料溶液液膜６１を焼成・乾燥して基板９の表面上に原料溶液５の原料（所定の原料）を構成材料とした機能性を有する薄膜（ナノ粒子薄膜あるいはナノファイバー薄膜）を成膜している。
【００５７】
その結果、本実施の形態のミスト塗布成膜装置は、ナノ粒子分散溶液あるいはナノファイバー分散溶液内に含まれる原料溶液５の原料（ナノ粒子原料あるいはナノファイバー原料）を構成要素した様々な機能性を有する薄膜を均一性良く基板９の表面上に成膜することができる。
【００５８】
加えて、上述したミスト塗布成膜方法を実行する、本実施の形態のミスト塗布成膜装置は、真空装置が不用であるため、シンプルでイニシャルコストとランニングコストとの低減化を図ることができる。
【００５９】
次に、図３を参照して、実施の形態１のミスト塗布成膜装置によるミスト塗布成膜方法により基板９の表面上に成膜されたナノファイバー薄膜６２の成膜検証処理を説明する。
【００６０】
図３のステップＳ４において、基板９の表面上に成膜されたナノファイバー薄膜６２を選択的にＳＥＭ(Scanning Electron Microscope)にて観察を実行した。図６はＳＥＭによるナノファイバー薄膜６２の観察画像を示す図である。
【００６１】
図６に示すように、本実施の形態のミスト塗布成膜装置によるミスト塗布成膜方法の実行により、綿密なファイバー構造を有するナノファイバー薄膜６２が成膜されることができた。
【００６２】
この発明は詳細に説明されたが、上記した説明は、すべての局面において、例示であって、この発明がそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、この発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。
【符号の説明】
【００６３】
１  超音波振動子
４  霧化容器
５  原料溶液
６  原料溶液ミスト
８  ミスト塗布ヘッド
８ｂ  ヘッド底面
９  基板
１０  移動ステージ
１１  ミスト塗布チャンバー
１３  ホットプレート
１４  焼成・乾燥チャンバー
１６  キャリアガス供給部
１８  ミスト噴出口
２１  キャリアガス導入ライン
２２  ミスト供給ライン
２１ｂ  バルブ
３５  ミスト制御部
３７  移動制御部
５０  原料溶液ミスト化機構
７０  ミスト塗布機構
９０  焼成・乾燥機構
【図１】
2018011854.tif 000003
【図２】
2018011854.tif 000004
【図３】
2018011854.tif 000005
【図４】
2018011854.tif 000006
【図５】
2018011854.tif 000007
【図６】
2018011854.tif 000008
【国際調査報告】
2018011854.tif 000009
2018011854.tif 000010
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