(57)【要約】      （修正有）【課題】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きの抑制が可能なエレクトロスプレー装置の提供。【解決手段】溶液材料に電圧を印加した状態で噴霧するノズル１と、ノズル１に第１電圧１０ａ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１０ｂ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）とを備えるエレクトロスプレー装置。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
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。
【請求項２】
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。
【請求項３】
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。
【請求項４】
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。
【請求項５】
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。
【請求項６】
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。
【請求項７】
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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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）。
【０００３】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−１４７８９１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。
【０００６】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【発明の効果】
【００１８】
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。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】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。
【図２】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。
【図３】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。
【図４】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。
【図５】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。
【図６】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。
【図７】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。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
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。
【００２１】
［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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
（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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
（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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
［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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
（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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
［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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【符号の説明】
【００６４】
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
【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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