JP2000117097A - Forming method of particle thin film - Google Patents
Forming method of particle thin filmInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明はエレクトロニクスや
バイオテクノロジー等の諸分野で応用可能な薄膜の形成
方法に関し、より詳細には、薄膜センサー、多孔質フィ
ルム、ディスプレー、および記録材料等に利用可能な粒
子薄膜の形成方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for forming a thin film applicable to various fields such as electronics and biotechnology, and more particularly to a method for forming a thin film sensor, a porous film, a display, and a recording material. The present invention relates to a method for forming a particle thin film.
【0002】[0002]
【従来の技術】エレクトロニクスやバイオテクノロジー
等の諸分野において、高度な機能を実現する新しい機能
性材料や新規デバイスの登場が期待されている。その候
補材料および候補デバイスの一つとして、機能性微粒子
を集積化した高機能デバイスが注目されており、これに
伴い微粒子によって薄膜を形成する技術が盛んに研究さ
れている。2. Description of the Related Art In various fields such as electronics and biotechnology, the appearance of new functional materials and new devices realizing advanced functions is expected. As one of the candidate materials and devices, a high-performance device in which functional fine particles are integrated has attracted attention, and a technique for forming a thin film using the fine particles has been actively studied.
【0003】従来の微粒子による薄膜の形成方法は、薄
膜形成支持体に着目すると、大きく二つの方法に分けら
れる。一つは薄膜形成の支持体として固体面を使用する
方法であり、もう一つは支持体として液体面を使用する
方法である。固体面を微粒子の薄膜形成支持体とする方
法には、例えば、水平に設置したガラス等の基板上に、
所望の微粒子を分散させた液体をスピンコート等で薄層
となるように塗布し、溶液を乾燥させて粒子薄膜を形成
する乾燥法や、微粒子を分散させた液体にガラス等の基
板を浸し、微粒子の沈着現象を利用して基板表面に吸着
した微粒子を固定化する吸着法が一般的に知られてい
る。吸着法の一種として、特開平8−229474で
は、移流集積法と呼ばれる粒子薄膜形成方法を提案して
いる。これは、微粒子を分散した液体に、その溶媒とな
じみやすい平坦な基板を浸漬し、雰囲気、湿度、粒子濃
度、基板引上げ速度を制御することによって、基板上に
単粒子膜および多粒子膜を形成するものである。また、
比較的大きな粒子の薄膜形成方法として、基板表面に接
着層を設け、粒子を基板上に次々と供給し、粒子と基板
とを接触させ、粒子を基板表面に付着させていくカスケ
ード法なども一般的に知られている。[0003] Conventional thin film forming methods using fine particles can be broadly divided into two methods when focusing on a thin film forming support. One is a method using a solid surface as a support for forming a thin film, and the other is a method using a liquid surface as a support. The method of using a solid surface as a support for forming a thin film of fine particles, for example, on a substrate such as a glass horizontally installed,
A liquid in which the desired fine particles are dispersed is applied in a thin layer by spin coating or the like, and a drying method of forming a particle thin film by drying the solution, or a substrate such as glass is immersed in the liquid in which the fine particles are dispersed, An adsorption method for immobilizing the fine particles adsorbed on the substrate surface by utilizing the deposition phenomenon of the fine particles is generally known. As one type of the adsorption method, Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-229474 proposes a particle thin film forming method called advection accumulation method. This involves forming a single-particle film and a multi-particle film on a substrate by immersing a flat substrate that is easily compatible with the solvent in a liquid in which fine particles are dispersed, and controlling the atmosphere, humidity, particle concentration, and substrate pulling speed. Is what you do. Also,
As a method of forming a relatively large particle thin film, a cascade method in which an adhesive layer is provided on the substrate surface, particles are supplied one after another on the substrate, the particles are brought into contact with the substrate, and the particles are attached to the substrate surface is also generally used. Is known.
【0004】一方、液体面を微粒子の薄膜形成支持体と
する方法には、LB法(ラングミュア・ブロジェット
法)を応用したものがある。この方法は、液体表面に粒
子を展開させ、展開した粒子を液体表面方向に圧縮し
て、高密度な一層の粒子薄膜を形成し、これを固体基板
に転写し、固定するものである。また、特開平7−18
5311号公報には、微粒子の薄膜形成支持体として高
密度液体を使用し、微粒子の分散液を高密度液体表面に
展開し、さらにその展開厚みを制御することで、微粒子
を高密度液体上に2次元凝集させ、形成された粒子薄膜
を固体基板に転写し、基板上に固定する方法が提案され
ている。この方法によれば、高密度な粒子薄膜、特に一
層の粒子薄膜を比較的高速に形成することができる。On the other hand, as a method of using a liquid surface as a support for forming a thin film of fine particles, there is a method to which the LB method (Langmuir-Blodgett method) is applied. In this method, particles are spread on a liquid surface, and the expanded particles are compressed in the direction of the liquid surface to form a single layer of high-density particle thin film, which is transferred to a solid substrate and fixed. Also, JP-A-7-18
No. 5311 discloses that a high-density liquid is used as a support for forming a thin film of fine particles, a dispersion liquid of the fine particles is spread on the surface of the high-density liquid, and the developed thickness is controlled, whereby the fine particles are deposited on the high-density liquid. A method has been proposed in which a two-dimensionally aggregated and formed particle thin film is transferred to a solid substrate and fixed on the substrate. According to this method, a high-density particle thin film, particularly a single-layer particle thin film, can be formed at a relatively high speed.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】前記した従来の粒子薄
膜の形成方法には、以下に示すような幾つかの問題点が
ある。例えば、前記乾燥法では、微粒子の分散液を使用
しているが、分散液中の粒子濃度はマクロにみれば均一
であるが、ミクロ的には濃度は不均一である。このよう
に濃度が不均一な粒子分散液を基板上に薄層塗布する
と、薄層中の粒子の濃度はさらに不均一になる傾向があ
る。また、粒子薄膜の膜厚(粒子層数)は、使用する液
体中の粒子の分散濃度と塗布量で規定されるため、分散
濃度が均一である理想状態を形成しない限り、高密度な
一層の粒子薄膜の形成は不可能である。The above-mentioned conventional method for forming a particle thin film has several problems as described below. For example, in the drying method, a dispersion liquid of fine particles is used. The particle concentration in the dispersion liquid is uniform when viewed macroscopically, but the concentration is not uniform microscopically. When a thin layer of a particle dispersion having a non-uniform concentration is applied to a substrate, the concentration of the particles in the thin layer tends to be further non-uniform. Further, since the thickness of the particle thin film (the number of particle layers) is determined by the dispersion concentration of the particles in the liquid to be used and the coating amount, unless an ideal state in which the dispersion concentration is uniform is formed, a high-density layer is formed. Formation of a particle thin film is not possible.
【0006】また、吸着法では、固体表面の低平坦性や
低清浄性により、粒子薄膜の厚みの不均一性や密度の不
均一性が原理的に発生しやく、また微粒子の沈着現象お
よびその制御の高速化が困難であるため、粒子薄膜の形
成速度を速くすることができない。特開平8−2294
74号公報に示されている移流集積法と呼ばれる粒子薄
膜形成方法においても、薄膜形成速度は1秒間に数μm
程度であり、例えば10cm角の基板に粒子の薄膜を形
成するのに1時間以上を要してしまう。また、カスケー
ド法では、一度基板に付着した粒子は基板上を移動でき
ないため、例えば先に基板表面に付着した複数粒子の間
隔が粒子径よりわずかでも小さい場合など、その間隙部
分には粒子が保持されず、従って高密度な粒子薄膜を形
成することは不可能である。In addition, in the adsorption method, unevenness of thickness and density of the particle thin film easily occurs in principle due to low flatness and low cleanliness of the solid surface. Since it is difficult to increase the speed of the control, the formation speed of the particle thin film cannot be increased. JP-A-8-2294
In the particle thin film forming method called advection accumulation method disclosed in Japanese Patent Publication No. 74-74, the thin film forming speed is several μm / sec.
For example, it takes one hour or more to form a thin film of particles on a substrate of 10 cm square. Also, in the cascade method, particles that have once adhered to the substrate cannot move on the substrate.For example, when the interval between multiple particles that have previously adhered to the substrate surface is slightly smaller than the particle diameter, particles are retained in the gaps. Therefore, it is impossible to form a dense particle thin film.
【0007】一方、液面を薄膜形成の支持体として用い
る、LB法を応用した方法では、用いる粒子の大きさに
制限があり、例えば、サイズが数百nmから数十μmの
微粒子を使用すると、粒子間の凝集力が大きくなり、液
面に粒子を供給しただけでは凝集粒子を展開することが
できず、薄膜が形成できない場合がある。また、高密度
液体を使用する特開平7−185311号公報では、粒
子を高密度液体に分散させる工程、高密度液体上に供給
する粒子分散液の液膜厚を高精度に制御する工程などが
必要となり、装置が非常に大掛かりなものとなる。ま
た、この方法では使用する高密度液体は水銀等であり、
人体に与える影響等が懸念され、安全性上問題がある。On the other hand, in the method using the LB method in which the liquid surface is used as a support for forming a thin film, the size of the particles used is limited. For example, when fine particles having a size of several hundred nm to several tens μm are used. In addition, the cohesive force between the particles is increased, and the aggregated particles cannot be developed simply by supplying the particles to the liquid surface, and the thin film may not be formed. In Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-185311 using a high-density liquid, a step of dispersing particles in the high-density liquid, a step of controlling the film thickness of the particle dispersion supplied on the high-density liquid with high accuracy, and the like are described. Required and the equipment becomes very large. In this method, the high-density liquid used is mercury or the like,
There is concern about the effects on the human body, etc., and there is a safety problem.
【0008】本発明は、前記問題点に鑑みなされたもの
であって、簡単かつ安全に、密度が均一でかつ高密度で
ある粒子薄膜の形成方法を提案することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to provide a method for easily and safely forming a particle thin film having a uniform density and a high density.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】第1の本発明は、表面に
粒子が浮揚している液体に振動を作用させ、粒子を液体
の表面に展開して、粒子からなる薄膜を液体の表面に形
成する工程を含む粒子薄膜形成方法である。粒子を液体
の表面に展開した後、液体に作用させている振動の振幅
を段階的に低減していくと、より速く、安定的に粒子薄
膜が形成できるので好ましい。According to a first aspect of the present invention, a liquid in which particles are levitated on a surface is caused to vibrate, the particles are spread on the surface of the liquid, and a thin film composed of particles is formed on the surface of the liquid. It is a method of forming a particle thin film including a step of forming. After the particles are spread on the surface of the liquid, it is preferable to gradually reduce the amplitude of the vibration acting on the liquid, since a particle thin film can be formed more quickly and stably.
【0010】第2の本発明は、表面に粒子が浮揚してい
る液体に、液体の表面の一部が隆起するように超音波振
動を作用させ、液体表面に粒子を展開して、粒子からな
る薄膜を液体の表面に形成する工程を含む粒子薄膜形成
方法である。液体の表面の一部が隆起するとともに、該
隆起部分が移動するように超音波振動を液体に作用させ
たり、超音波振動の伝達方向が液体の表面に対して垂直
とならないように超音波振動を液体に作用させると、よ
り効率よく粒子薄膜が形成できるので好ましい。さら
に、粒子を液体表面に展開した後、液体に作用させてい
る超音波振動の振幅を段階的に低減していくと、欠陥の
ない粒子薄膜をより速く、より安定的に形成できるので
好ましい。According to a second aspect of the present invention, an ultrasonic vibration is applied to a liquid having particles floating on the surface so that a part of the surface of the liquid is raised, and the particles are developed on the liquid surface, and the particles are spread from the particles. Forming a thin film on the surface of a liquid. A part of the surface of the liquid is raised, and the ultrasonic vibration is applied to the liquid so that the raised part moves, or the ultrasonic vibration is transmitted so that the transmission direction of the ultrasonic vibration is not perpendicular to the surface of the liquid. Is preferably applied to a liquid because a particle thin film can be formed more efficiently. Furthermore, it is preferable to gradually reduce the amplitude of the ultrasonic vibration applied to the liquid after the particles have been spread on the liquid surface, because a defect-free particle thin film can be formed more quickly and more stably.
【0011】第3の本発明は、表面に粒子が浮揚してい
る液体に、液体の表面の一部が隆起するとともに、該隆
起部分の頂点の形状に乱れが生じるように前記液体に流
れを発生させ、液体表面に粒子を展開して、粒子からな
る薄膜を液体の表面に形成する工程を含む粒子薄膜形成
方法である。液体の表面の一部が隆起するとともに、該
隆起部分が移動するように液体に流れを発生させたり、
流れの方向が液体の表面に対して垂直とならないように
液体に流れを発生させると、より効率的に粒子薄膜が形
成できるので好ましい。さらに、粒子を液体の表面に展
開した後、液体に発生させている流れの速さを段階的に
低減していくと、欠陥のない粒子薄膜をより速く、より
安定的に形成できるので好ましい。According to a third aspect of the present invention, a liquid having particles floating on its surface is provided with a flow in the liquid so that a part of the surface of the liquid is raised and the shape of the apex of the raised portion is disturbed. This is a method for forming a particle thin film including a step of generating the particles, developing the particles on the surface of the liquid, and forming a thin film composed of the particles on the surface of the liquid. A part of the surface of the liquid is raised, and the flow is generated in the liquid so that the raised part moves,
It is preferable to generate a flow in the liquid such that the direction of the flow is not perpendicular to the surface of the liquid, because a particle thin film can be formed more efficiently. Furthermore, it is preferable to gradually reduce the flow rate of the liquid generated after the particles are spread on the surface of the liquid, because a particle thin film without defects can be formed more quickly and more stably.
【0012】第1〜第3の本発明において、帯電してい
る粒子を液体の表面に浮揚させ、あるいは、液体の表面
に粒子を浮揚させた後に粒子を帯電し、粒子からなる薄
膜が前記液体の表面に形成される前に、あるいは粒子か
らなる薄膜が形成された後に、粒子に電界を作用させる
と、過剰な粒子を効率よく除去でき、より安定的に粒子
薄膜を形成できるので好ましい。また、粒子を除去する
際に液体に弱い振動を与えると、より効率的に過剰粒子
を除去できるので好ましい。In the first to third aspects of the present invention, the charged particles are levitated on the surface of the liquid, or the particles are charged after the particles are levitated on the surface of the liquid, and the thin film comprising the particles is formed of the liquid. It is preferable to apply an electric field to the particles before the particles are formed on the surface or after the thin film composed of the particles is formed, because excess particles can be efficiently removed and the particle thin film can be formed more stably. Further, it is preferable to apply a weak vibration to the liquid when removing the particles, since excess particles can be removed more efficiently.
【0013】第1〜第3の本発明により、液体表面に粒
子薄膜を形成した後、該薄膜を固体基板表面に接触させ
て転写し、固定することによって基板表面に粒子からな
る薄膜を、容易に形成することができる。この操作を繰
り返すことによって、所望の膜厚の粒子薄膜を基板上に
形成することができる。According to the first to third aspects of the present invention, after a thin particle film is formed on a liquid surface, the thin film is brought into contact with the surface of a solid substrate, transferred and fixed, whereby a thin film composed of particles can be easily formed on the substrate surface. Can be formed. By repeating this operation, a particle thin film having a desired thickness can be formed on the substrate.
【0014】[0014]
【発明の実施の形態】図1は、本発明の第1の態様の薄
膜形成方法に用いられる薄膜形成装置の一例である。液
体2は保持容器5に保持されている。保持容器5の底面
は振動板6で形成されていて、振動板6と接触して配置
されているセラミックス製またはプラスチック製等の振
動子4aからの振動が、液体2の底面全体に伝わるよう
になっている。振動子4aは、高周波電源7に接続され
ていて、高周波電圧が印加できるようになっている。FIG. 1 is an example of a thin film forming apparatus used in a thin film forming method according to a first embodiment of the present invention. The liquid 2 is held in a holding container 5. The bottom surface of the holding container 5 is formed by a vibrating plate 6, and the vibration from a vibrator 4 a made of ceramics, plastic, or the like disposed in contact with the vibrating plate 6 is transmitted to the entire bottom surface of the liquid 2. Has become. The vibrator 4a is connected to a high frequency power supply 7 so that a high frequency voltage can be applied.
【0015】液体2の表面には粒子1が浮揚している。
この状態で、振動子4aに高周波電源7から高周波電圧
が印加されると、振動子4aが振動し、この振動が振動
板6を介して液体2の全体に伝わる。振動は保持容器5
の底面から液体2中を液体表面方向に進行していき、振
動が液体表面まで達すると、粒子1が液体2の表面に展
開していき、粒子の単一層が液体2の表面に形成され
る。The particles 1 float on the surface of the liquid 2.
In this state, when a high-frequency voltage is applied from the high-frequency power supply 7 to the vibrator 4a, the vibrator 4a vibrates, and this vibration is transmitted to the entire liquid 2 via the vibration plate 6. Vibration is holding container 5
From the bottom surface in the liquid 2 toward the liquid surface, and when the vibration reaches the liquid surface, the particles 1 develop on the surface of the liquid 2 and a monolayer of particles is formed on the surface of the liquid 2 .
【0016】図1において、粒子1が液体2の表面に展
開し、液体2の表面に粒子からなる薄膜が形成される過
程を図2(a)〜(d)に模式的に示す。粒子1は、凝
集状態で液体2の表面に浮揚している(図2(a))。
液体に接触している粒子1aには、液体2との付着力F
1と、粒子1bとの付着力F2が作用している。液体2
に直接接触していない粒子1b、および、さらに上層に
位置する粒子1cには粒子間の付着力F2が作用してい
る。両物体間の付着力は、物体が接触している面積が大
きいほど大きくなる傾向があるので、通常、F2<F1
が成立している(図2(b))。In FIG. 1, the process in which the particles 1 are spread on the surface of the liquid 2 and the thin film composed of the particles is formed on the surface of the liquid 2 is schematically shown in FIGS. The particles 1 are floating on the surface of the liquid 2 in an aggregated state (FIG. 2A).
The particles 1a in contact with the liquid have an adhesive force F with the liquid 2
1 and particles 1b are acting. Liquid 2
The particles 1b that are not directly in contact with the particles and the particles 1c that are located further above have an adhesion force F2 between the particles. Since the adhesive force between the two objects tends to increase as the area where the objects are in contact increases, usually, F2 <F1
Holds (FIG. 2B).
【0017】粒子1aに対する振動による作用力F3
が、F2<F3<F1となるように、振動子4aに高周
波電圧を印加する。粒子1aは液体表面から振動による
作用力F3を受けるが、F1がF3より大きいので、粒
子1aは液体表面に保持される。一方、粒子1bは、粒
子1aを介して振動による作用力F3’を受けるが、F
3’はF2より大きいので、粒子1aとの付着力F2に
よる拘束がなくなり、粒子1aとの接触・非接触を繰り
返すようになる。さらに上層に位置する粒子1cは、粒
子間空隙が多く、また、粒子の自由度が大きいので、粒
子1cに対する振動による作用力F3’’は減衰してい
て、F3’’はF2よりも小さくなっている。その結
果、図2(c)に示すように、粒子1bおよび粒子1c
は、凝集状態を保持したまま、粒子1aの上を移動す
る。その後、粒子1b等の凝集粒子は、粒子1aが存在
していない液体2の表面に順次到達し、液体2との付着
力F1により液体2の表面に保持され、粒子薄膜の一部
を構成するようになる。Acting force F3 due to vibration on particle 1a
However, a high-frequency voltage is applied to the vibrator 4a so that F2 <F3 <F1. Although the particle 1a receives an acting force F3 from the liquid surface due to vibration, the particle 1a is held on the liquid surface because F1 is larger than F3. On the other hand, the particle 1b receives an acting force F3 ′ due to vibration via the particle 1a,
Since 3 ′ is larger than F2, there is no restriction due to the adhesive force F2 with the particle 1a, and contact / non-contact with the particle 1a is repeated. Further, the particles 1c located in the upper layer have many interparticle gaps and a large degree of freedom of the particles, so that the acting force F3 ″ due to vibration on the particles 1c is attenuated, and F3 ″ becomes smaller than F2. ing. As a result, as shown in FIG. 2C, the particles 1b and 1c
Moves on the particle 1a while maintaining the aggregation state. Thereafter, the aggregated particles such as the particles 1b sequentially reach the surface of the liquid 2 where the particles 1a are not present, and are held on the surface of the liquid 2 by the adhesive force F1 with the liquid 2, thereby forming a part of the particle thin film. Become like
【0018】図2(d)に示すように、液体2の表面に
接触している粒子1aは、液体2の表面上で2次元移動
(図2中、上下方向の移動を含まず、左右方向の移動を
示す。)が可能であるので、粒子1a間の粒子間引力と
液架橋力(固体と液体の濡れによる毛管力)との合成力
である凝集力F4によって、液体2の表面において、2
次元的に凝集される。従って、液体2の表面に凝集状態
で浮揚していた粒子1は、液体2の表面に展開されると
ともに、高密度配置をとるようになる。その結果、液体
表面2には、高密度であり、かつ 均一な密度を有する
粒子1からなる薄膜(以下、「粒子薄膜」という場合が
ある。)が形成される。As shown in FIG. 2D, the particles 1a in contact with the surface of the liquid 2 move two-dimensionally on the surface of the liquid 2 (in FIG. At the surface of the liquid 2 by the cohesive force F4, which is the combined force of the inter-particle attractive force between the particles 1a and the liquid crosslinking force (capillary force due to the wetting of the solid and the liquid). 2
Dimensionally aggregated. Therefore, the particles 1 which have floated on the surface of the liquid 2 in an aggregated state are developed on the surface of the liquid 2 and have a high density arrangement. As a result, a thin film composed of the particles 1 having a high density and a uniform density (hereinafter, may be referred to as a “particle thin film”) is formed on the liquid surface 2.
【0019】液体に作用させる振動の周波数は、用いる
液体や粒子の物性によって、適宜決定すればよい。液体
に作用させる振動は高周波振動であると、粒子薄膜の形
成が安定的に行えるので好ましく、100Hz〜100
kHz程度であるのが好ましい。また、振動による作用
力F3が凝集力F4よりも大きくなる場合は、粒子薄膜
の密度が低下することがある。従って、F3の大きさは
F3<F4となるように決定するのが好ましい。振動の
作用力F3は、振幅を調節することにより所望の大きさ
に設定することができ、図1においては、振動子4aに
印加する電圧を調節することによって好ましい範囲に設
定することができる。The frequency of the vibration applied to the liquid may be appropriately determined depending on the properties of the liquid or particles used. Vibration applied to the liquid is preferably high-frequency vibration because a thin particle film can be stably formed.
Preferably, it is about kHz. Further, when the acting force F3 due to the vibration becomes larger than the cohesive force F4, the density of the particle thin film may decrease. Therefore, it is preferable to determine the magnitude of F3 so that F3 <F4. The acting force F3 of the vibration can be set to a desired magnitude by adjusting the amplitude, and in FIG. 1, can be set to a preferable range by adjusting the voltage applied to the vibrator 4a.
【0020】また、液体表面に低い密度の薄膜が形成さ
れると、粒子が不均一に凝集し、薄膜に亀裂が生じる場
合がある。これに対し、一旦、粒子を液体の表面に展開
した後、F3を段階的に小さくしていくと、粒子薄膜の
2次元的凝集(図2(d))が促進され、薄膜を高密度
化することができる。従って、粒子を液体の表面に展開
している間(図2(a)〜(c))は、振動の作用力F
3を大きくして、高速で効率よく薄膜を形成し、展開後
は振動の作用力F3を段階的に低減して、薄膜を高密度
化すれば、効率よく安定的に高密度な薄膜を形成できる
ので好ましい。振動の作用力F3は、前記と同様に、振
幅を調節することにより所望の大きさに設定することが
でき、図1においては、振動子4aに印加する電圧を調
節することによって好ましい範囲に設定することができ
る。Further, when a low-density thin film is formed on the surface of the liquid, the particles may aggregate non-uniformly and the thin film may be cracked. On the other hand, once the particles are spread on the surface of the liquid and F3 is gradually reduced, the two-dimensional aggregation of the particle thin film (FIG. 2D) is promoted, and the thin film is densified. can do. Therefore, while the particles are being spread on the surface of the liquid (FIGS. 2A to 2C), the acting force F of the vibration is applied.
3, the thin film is efficiently formed at high speed and efficiently, and after the development, the acting force F3 of the vibration is reduced step by step, and the density of the thin film is increased. It is preferable because it is possible. The acting force F3 of the vibration can be set to a desired magnitude by adjusting the amplitude in the same manner as described above, and in FIG. 1, it is set to a preferable range by adjusting the voltage applied to the vibrator 4a. can do.
【0021】液体に振動を作用させる方向は、特に限定
されず、種々の方向の振動を作用させることができる。
例えば、図3に示すように、振動板6を液体保持容器5
の側面に配置し、液体2の表面と平行な方向に進行する
振動を作用させてもよい。振動の発生源を複数設けても
よく、例えば、図4に示すように、液体保持容器5の底
面を分割して、分割区分ごとに振動板6と振動子4を配
置してもよい。The direction in which vibration is applied to the liquid is not particularly limited, and vibrations in various directions can be applied.
For example, as shown in FIG.
May be applied to apply vibration that travels in a direction parallel to the surface of the liquid 2. A plurality of vibration sources may be provided. For example, as shown in FIG. 4, the bottom surface of the liquid holding container 5 may be divided, and the vibration plate 6 and the vibrator 4 may be arranged for each division.
【0022】図5は、本発明の第2の態様の薄膜形成方
法に用いられる薄膜形成装置の一例である。液体2は保
持容器5に保持されている。保持容器5の底面にはセラ
ミック製の圧電素子4bが配置されていて、圧電素子4
bからの超音波振動が液体2に伝わるようになってい
る。圧電素子4bは、高周波電源7に接続されていて、
高周波電圧が印加されるようになっている。FIG. 5 shows an example of a thin film forming apparatus used in the thin film forming method according to the second embodiment of the present invention. The liquid 2 is held in a holding container 5. On the bottom surface of the holding container 5, a piezoelectric element 4b made of ceramic is arranged.
The ultrasonic vibration from b is transmitted to the liquid 2. The piezoelectric element 4b is connected to the high-frequency power source 7,
A high-frequency voltage is applied.
【0023】液体2の表面には粒子1が浮揚している。
この状態で、圧電素子4bに高周波電源7から高周波電
圧が印加されると、圧電素子4bが超音波振動し、この
超音波振動が保持容器5の底面から液体2に伝わる。超
音波振動が液体2の表面まで達すると、液体2の表面に
は超音波によって生じる放射圧により、液体の表面の一
部に隆起部3aが生じる。これによって、粒子1が液体
2の表面に展開していき、粒子の単一層が液体2の表面
に形成される。The particles 1 float on the surface of the liquid 2.
When a high-frequency voltage is applied to the piezoelectric element 4b from the high-frequency power supply 7 in this state, the piezoelectric element 4b vibrates ultrasonically, and the ultrasonic vibration is transmitted to the liquid 2 from the bottom surface of the holding container 5. When the ultrasonic vibration reaches the surface of the liquid 2, a bulge 3a is formed on a part of the surface of the liquid 2 by a radiation pressure generated by the ultrasonic wave. As a result, the particles 1 spread on the surface of the liquid 2, and a monolayer of the particles is formed on the surface of the liquid 2.
【0024】図5の隆起部3aにおける液体2の流れを
図6の(a)および(b)に、粒子1が隆起部3aにお
いて展開していく様子を図6の(c)に、各々模式的に
示す。液体2の内部から液体2の表面に向かって超音波
振動を作用させると、液体2中に放射圧が発生し、図6
(a)に示すように、液体2の表面に隆起部3aが形成
される。隆起部3aには、図6(b)に示すような渦状
の流れが発生し、液体表面に浮揚している粒子1は、複
数の粒子が集まった凝集体として、この流れとともに移
動している。6 (a) and 6 (b) show the flow of the liquid 2 in the raised portion 3a of FIG. 5, and FIG. 6 (c) shows how the particles 1 expand in the raised portion 3a. Is shown. When ultrasonic vibration is applied from the inside of the liquid 2 toward the surface of the liquid 2, a radiation pressure is generated in the liquid 2, and FIG.
As shown in (a), a bump 3a is formed on the surface of the liquid 2. A vortex flow as shown in FIG. 6B is generated in the protruding portion 3a, and the particles 1 floating on the surface of the liquid move together with the flow as an aggregate of a plurality of particles. .
【0025】隆起部3aの流れに従って移動している粒
子1には、前記と同様のF1〜F4の作用力が加えられ
ているとともに、さらに、図6(c)に示すように、隆
起部3aに発生している流れの作用力F5と、自重の作
用力F6が作用している。粒子1は、凝集体として隆起
部3aの頂点方向に移動している間に、粒子1bおよび
粒子1cは凝集状態を維持したまま隆起部3aの傾斜面
を滑り落ち、粒子1aのみが液体2の表面に保持され、
隆起部3aの頂点まで移動することができる(図6
(c))。粒子1b等は、隆起部3aを滑り落ちた後、
粒子1aが存在していない液体2の表面に到達し、液体
2との付着力F1により液体2の表面に保持され、粒子
薄膜の一部を構成するようになる。その後、前記凝集力
F4によって、粒子1は液体2の表面で、2次元的に凝
集され、高密度であり、かつ 均一な密度の粒子薄膜が
液体2の表面に形成される。尚、放射圧による隆起部3
aを形成する超音波振動の周波数は、数100kHz〜
数100MHzの範囲であり、中でも1MHz〜100
MHzの範囲であると効率的に粒子薄膜を形成すること
ができる。The particles 1 moving in accordance with the flow of the raised portion 3a are subjected to the same acting force of F1 to F4 as described above, and further, as shown in FIG. And the acting force F6 of its own weight is acting. While the particles 1 are moving as agglomerates in the vertex direction of the ridge 3a, the particles 1b and 1c slide down the inclined surface of the ridge 3a while maintaining the aggregation state, and only the particles 1a Held on the surface,
It is possible to move to the top of the raised portion 3a (FIG. 6)
(C)). After the particles 1b and the like slide down the protruding portion 3a,
The particles 1a reach the surface of the liquid 2 where no particles exist, and are held on the surface of the liquid 2 by the adhesive force F1 with the liquid 2, thereby forming a part of the particle thin film. Thereafter, the particles 1 are two-dimensionally aggregated on the surface of the liquid 2 by the aggregation force F4, and a particle thin film having a high density and a uniform density is formed on the surface of the liquid 2. In addition, the raised part 3 by radiation pressure
The frequency of the ultrasonic vibration forming a is several hundred kHz to
It is in the range of several hundred MHz, especially 1 MHz to 100
When it is in the range of MHz, a particle thin film can be efficiently formed.
【0026】第2の態様の薄膜形成方法においては、薄
膜形成の過程で、粒子(粒子1bおよび粒子1c)が隆
起部の傾斜面を滑り落ちる際に、自重の作用も付加され
るので、超音波振動の作用力を小さくでき、飛翔による
粒子の損失を防止することができる。In the method of forming a thin film according to the second aspect, when the particles (particles 1b and 1c) slide down on the inclined surface of the raised portion in the process of forming the thin film, the action of their own weight is also added. The acting force of vibration can be reduced, and loss of particles due to flying can be prevented.
【0027】液体の表面に形成されている隆起部を移動
させると、粒子薄膜の形成速度を向上させることができ
るので好ましい。超音波の放射圧による液面の隆起部3
aを利用する方法では、液体表面に発生する流れによっ
て薄膜形成の速度が決定され、隆起部3aから遠いとこ
ろでは流れが遅くなり、大きな面積の薄膜を形成するの
に時間を要してしまう。隆起部3aを移動させると、大
きな面積を有する粒子薄膜を高速に形成することができ
る。液体表面に形成されている隆起部を移動させる方法
としては、例えば、図7に示すように、超音波振動の発
生源である圧電素子4bを、液体保持容器5の底面に設
置したスライド機構を有する搬送手段8に固定して、左
右に往復運動させる方法等が挙げられる。It is preferable to move the raised portion formed on the surface of the liquid because the speed of forming the particle thin film can be improved. Raised part 3 of liquid surface due to ultrasonic radiation pressure
In the method using a, the flow rate of the thin film is determined by the flow generated on the surface of the liquid, and the flow is slow at a position far from the raised portion 3a, so that it takes time to form a thin film having a large area. By moving the raised portion 3a, a particle thin film having a large area can be formed at a high speed. As a method of moving the raised portion formed on the liquid surface, for example, as shown in FIG. 7, a slide mechanism in which a piezoelectric element 4b which is a source of ultrasonic vibration is installed on the bottom surface of the liquid holding container 5 is used. And a method of reciprocating to the left and right while being fixed to the transporting means 8.
【0028】また、超音波振動の伝達方向が液体の表面
に対して垂直とならないように、超音波振動を液体に作
用させると、大きな面積を有する粒子薄膜を効率的に形
成できるので好ましい。このように超音波振動を作用さ
せると、発生する流れの範囲を大きくすることができ、
結果として、粒子薄膜の形成速度が速くなる。例えば、
図8に示すように、超音波振動の発生源である圧電素子
4bを、液体保持容器5の底面に対して角度(α)を持
たせることによって、超音波振動の伝達方向を液体表面
に対して垂直とならないようにすることができる。It is preferable that the ultrasonic vibration is applied to the liquid so that the transmission direction of the ultrasonic vibration is not perpendicular to the surface of the liquid, because a thin particle film having a large area can be efficiently formed. By applying ultrasonic vibration in this way, the range of the generated flow can be increased,
As a result, the formation speed of the particle thin film is increased. For example,
As shown in FIG. 8, the transmission direction of the ultrasonic vibration is set to the liquid surface by making the piezoelectric element 4b, which is the source of the ultrasonic vibration, have an angle (α) with respect to the bottom surface of the liquid holding container 5. So that they are not vertical.
【0029】圧電素子4bの数は、複数であってもよ
く、図9に示すように、圧電素子4bを、保持容器(不
図示)の底面にライン状に複数並べて配置してもよい。
これをさらに、図7に示すスライド機構を有する搬送手
段に固定して、左右に移動させれば、より効率的に粒子
薄膜を形成できる。尚、圧電素子は、保持容器内部に設
置しても、外部に設置してもよいが、外部に設置する場
合は、圧電素子の超音波振動が液体に伝達されるよう
に、保持容器の底面の部材を選択する必要がある。The number of piezoelectric elements 4b may be plural, and plural piezoelectric elements 4b may be arranged in a line on the bottom surface of a holding container (not shown) as shown in FIG.
If this is further fixed to the transporting means having the slide mechanism shown in FIG. 7 and moved to the left and right, a particle thin film can be formed more efficiently. The piezoelectric element may be installed inside the holding container or may be installed outside. However, when the piezoelectric element is installed outside, the bottom surface of the holding container is transmitted so that ultrasonic vibration of the piezoelectric element is transmitted to the liquid. Needs to be selected.
【0030】粒子を液体の表面に展開した後、超音波振
動の振幅を段階的に小さくしていくと、高密度な粒子薄
膜をより安定的に迅速に形成できるので好ましい。粒子
を液体の表面に展開させた後、直ちに超音波振動を停止
してしまうと、液体の表面に形成された隆起部が消失す
る際に、大きな波が液面に生じ粒子薄膜が一部重複した
り、粒子薄膜に亀裂が生じることがある。超音波振動を
段階的に低減していくと、隆起部も徐々に消失されてい
くので、前記のような大きな波は発生せず、隆起部位に
発生しやすい粒子薄膜の欠陥を防止することができる。
尚、超音波振動の振幅は、例えば、図5では、圧電素子
4bに印加する電圧を調節することによって、好ましい
範囲にすることができる。After the particles have been spread on the surface of the liquid, it is preferable to gradually reduce the amplitude of the ultrasonic vibration since a high-density particle thin film can be formed more stably and quickly. If the ultrasonic vibration is stopped immediately after the particles are spread on the surface of the liquid, a large wave is generated on the liquid surface when the ridge formed on the surface of the liquid disappears, and the particle thin film partially overlaps Or cracks may occur in the particle thin film. When the ultrasonic vibration is gradually reduced, the ridges gradually disappear, so that the large waves as described above are not generated, and it is possible to prevent the defect of the particle thin film which is likely to be generated at the ridge portion. it can.
Note that the amplitude of the ultrasonic vibration can be set in a preferable range in FIG. 5, for example, by adjusting the voltage applied to the piezoelectric element 4b.
【0031】図10は、本発明の第3の態様の薄膜形成
方法に用いられる薄膜形成装置の一例である。液体2は
保持容器5に保持されている。保持容器5の内部底面に
は、図中の下から上に向かって流れを発生させるポンプ
9が配置されていて、液体2中に、下から上に向かう流
れを発生できるようになっている。液体2の表面に粒子
1を浮揚させた状態でポンプ9を作動させると、下から
上に向かう流れが発生し、この流れが表面まで達する
と、液体2の表面には隆起部3bが発生する。この隆起
部3bによって、粒子1が液体2の表面に展開してい
き、粒子の単一層が液体2の表面に形成される。FIG. 10 shows an example of a thin film forming apparatus used in the thin film forming method according to the third embodiment of the present invention. The liquid 2 is held in a holding container 5. A pump 9 for generating a flow from the bottom to the top in the drawing is arranged on the inner bottom surface of the holding container 5 so that a flow from the bottom to the top in the liquid 2 can be generated. When the pump 9 is operated in a state where the particles 1 are levitated on the surface of the liquid 2, a flow is generated from the bottom to the top, and when this flow reaches the surface, a bump 3 b is generated on the surface of the liquid 2. . The protrusions 3 b cause the particles 1 to spread on the surface of the liquid 2, and a monolayer of particles is formed on the surface of the liquid 2.
【0032】隆起部3bの頂点部位には乱れが生じてい
る必要がある。隆起部3bの乱れは振動を伴うため、液
体に流れを作用させることによっても、液体に超音波振
動を作用させていると同様な効果が得られる。液面に浮
揚している粒子は振動による作用力F3を受ける。その
結果、粒子1は、超音波振動の放射圧による隆起部に置
かれた場合と同様な挙動を示し、液体2の表面には、高
密度で、かつ、均一な密度の粒子薄膜が形成される。It is necessary that the top portion of the raised portion 3b is disturbed. Since the turbulence of the raised portion 3b is accompanied by vibration, the same effect can be obtained by applying a flow to the liquid as if ultrasonic vibration was applied to the liquid. The particles floating on the liquid surface receive an acting force F3 due to vibration. As a result, the particles 1 behave similarly to the case where they are placed on a bulge due to the radiation pressure of ultrasonic vibration, and a high-density and uniform-density particle thin film is formed on the surface of the liquid 2. You.
【0033】液体の表面に形成されている隆起部を移動
させたり、液体中の流れの方向が液体の表面に対して垂
直とならないように流れを発生させると、大きな面積を
有する粒子薄膜を効率的に形成できるので好ましい。隆
起部を移動させる方法としては、例えば、図11に示す
ように、流れの発生源であるポンプ9を、液体保持容器
5の底面に設置したスライド機構を有する搬送手段8に
固定して、左右に往復運動させる方法等が挙げられる。
また、流れの方向に角度を持たせる方法としては、流れ
の発生源であるポンプ等を、保持容器の底面に非水平に
傾斜させて設置する方法等が挙げられる。尚、粒子薄膜
形成がより効率的になる理由は、超音波振動を作用させ
る場合と同様である。When a bulge formed on the surface of the liquid is moved or a flow is generated so that the direction of the flow in the liquid is not perpendicular to the surface of the liquid, the particle thin film having a large area can be efficiently used. It is preferable because it can be formed in a uniform manner. As a method of moving the raised portion, for example, as shown in FIG. 11, a pump 9 which is a source of flow is fixed to a transporting means 8 having a slide mechanism installed on the bottom surface of the liquid holding container 5, and left and right. And the like.
As a method of giving an angle to the direction of the flow, a method of inclining a pump or the like, which is a source of the flow, on the bottom surface of the holding container in a non-horizontal manner may be used. The reason why the particle thin film formation is more efficient is similar to the case where ultrasonic vibration is applied.
【0034】粒子を液体の表面に展開した後、発生させ
ている流れの速さを段階的に低減していくと、高密度な
粒子薄膜をより安定的に迅速に形成できるので好まし
い。粒子を液体の表面に展開した後、直ちに流れを停止
させてしまうと、液体の表面に形成された隆起部が消失
する際に、大きな波が液面に生じ、粒子薄膜が一部重複
したり、粒子薄膜に亀裂が生じることがある。流れの速
さを段階的に低減していくと、隆起部も徐々に消失され
ていくので、前記のような大きな波は発生せず、隆起部
位に発生しやすい粒子薄膜の欠陥を防止することができ
る。After the particles have been spread on the surface of the liquid, it is preferable to gradually reduce the speed of the generated flow since a high-density particle thin film can be formed more stably and quickly. If the flow is stopped immediately after the particles are spread on the surface of the liquid, a large wave will be generated on the liquid surface when the ridge formed on the surface of the liquid disappears, and the particle thin film may partially overlap. In some cases, cracks may occur in the particle thin film. When the flow speed is reduced stepwise, the ridges are also gradually disappeared, so the large waves as described above are not generated, and the defect of the particle thin film which is likely to be generated at the ridge portion is prevented. Can be.
【0035】第1〜第3の態様において、液体表面に浮
揚している粒子の量が過剰である場合や、粒子薄膜を形
成した後、外乱等により粒子の重なりが生じた場合は、
過剰な粒子や、重なっている部分の粒子を除去するのが
好ましい。除去の方法としては、例えば、予め粒子を摩
擦帯電させておいたり、あるいは、液体の表面に粒子薄
膜が形成されている状態でコロナ放電等により帯電さ
せ、その後、粒子を液体表面に展開させている最中に、
あるいは、粒子薄膜が液体表面に形成された後に、粒子
薄膜に静電界を作用させ、薄膜上に残留している粒子等
を静電除去することができる。この方法は、一般的に、
粒子1aと液体との付着力F1が、粒子間の付着力F2
よりも非常に大きいことを利用するもので、粒子除去の
ために作用させる静電的な吸引力(クーロン力)F7
を、F2<F7<F1となるように設定すればよい。
尚、静電界を作用させると同時に、液体の表面に振動を
与えると、振動の作用F3と静電力F7とを同時に作用
させることができ、より効率的に不要粒子を除去するこ
とができる。図12(a)にコロナ放電器12による粒
子を帯電させている様子を、(b)に帯電された粒子に
電極プレート13により静電界を作用させて粒子を除去
している様子を概略的に示す。In the first to third aspects, when the amount of particles floating on the liquid surface is excessive, or when particles overlap due to disturbance or the like after forming a particle thin film,
It is preferable to remove excess particles and particles in the overlapping portion. As a method of removal, for example, the particles are preliminarily triboelectrically charged, or charged by corona discharge or the like in a state where a particle thin film is formed on the surface of the liquid, and then the particles are spread on the liquid surface. While you are
Alternatively, after the thin particle film is formed on the liquid surface, an electrostatic field can be applied to the thin particle film to electrostatically remove particles and the like remaining on the thin film. This method is generally
The adhesive force F1 between the particles 1a and the liquid is equal to the adhesive force F2 between the particles.
It utilizes the fact that it is much larger than the electrostatic attraction force (Coulomb force) F7 that acts to remove particles.
May be set so that F2 <F7 <F1.
When vibration is applied to the surface of the liquid at the same time as the electrostatic field is applied, the action F3 of the vibration and the electrostatic force F7 can be simultaneously applied, and the unnecessary particles can be removed more efficiently. FIG. 12A schematically shows a state in which particles are charged by the corona discharger 12, and FIG. 12B schematically shows a state in which particles are removed by applying an electrostatic field to the charged particles by the electrode plate 13. Show.
【0036】第1〜第3の薄膜形成方法により液体の表
面に形成され粒子薄膜を、固体基板に接触させて転写
し、固定することによって、固体基板上に高密度な粒子
薄膜を、容易に形成することができる。図13を用いて
具体的に説明すると、固体基板14は、上下方向へのス
ライド機構を有する保持手段15に保持されている。こ
の保持手段15を下方向にスライドさせることによっ
て、固体基板14を粒子薄膜20が形成されている液体
2に徐々に浸漬させる(図13(a))。次に、保持手
段15を上方向にスライドさせることによって、固体基
板14を液体2から徐々に引き上げると、固体基板14
上には粒子薄膜20が転移する(図13(b))。この
操作を複数回繰り返せば、所望の厚さの粒子薄膜を固体
基板上に形成することができる。その後、所望により、
固体基板14を加熱乾燥することにより、粒子薄膜20
を固体基板上に固定することができる。尚、固体基板全
体を液体に浸漬する必要はなく、例えば、固体基板の粒
子薄膜を形成した面を液体表面と平行に保持し、該面の
みを粒子薄膜に接触した後、剥離することによっても、
粒子薄膜を固体基板に転写することができる。The particle thin film formed on the surface of the liquid by the first to third thin film forming methods is transferred to a solid substrate and transferred and fixed, whereby a high-density particle thin film can be easily formed on the solid substrate. Can be formed. More specifically, referring to FIG. 13, the solid substrate 14 is held by holding means 15 having a vertical sliding mechanism. By sliding the holding means 15 downward, the solid substrate 14 is gradually immersed in the liquid 2 on which the particle thin film 20 is formed (FIG. 13A). Next, the solid substrate 14 is gradually pulled up from the liquid 2 by sliding the holding means 15 in the upward direction.
The particle thin film 20 transfers to the upper part (FIG. 13B). By repeating this operation a plurality of times, a particle thin film having a desired thickness can be formed on the solid substrate. Then, if desired,
By heating and drying the solid substrate 14, the particle thin film 20 is dried.
Can be fixed on a solid substrate. It is not necessary to immerse the entire solid substrate in the liquid, for example, by holding the surface of the solid substrate on which the particle thin film is formed in parallel with the liquid surface, contacting only this surface with the particle thin film, and then peeling off. ,
The particle thin film can be transferred to a solid substrate.
【0037】第1〜第3の薄膜形成方法に用いられる粒
子の材質、大きさ等については、特に制限はなく、使用
する液体に対して化学的に安定で、濡れにくく、かつ、
液体の表面に浮揚するように選択すればよい。また、元
々、表面エネルギーが大きく、用いる液体に対して濡れ
やすい粒子であっても、粒子の表面に疎水化処理等の化
学的処理を施せば、好適に用いることができる。尚、用
いる液体についても特に制限はなく、粒子との組み合わ
せで、種々の液体を用いることができる。The material, size, etc. of the particles used in the first to third thin film forming methods are not particularly limited, and are chemically stable, hardly wet with the liquid used, and
What is necessary is just to select so that it may float on the surface of the liquid. Even particles that originally have a large surface energy and are easily wettable by the liquid to be used, can be suitably used by subjecting the surface of the particles to a chemical treatment such as a hydrophobic treatment. The liquid used is not particularly limited, and various liquids can be used in combination with the particles.
【0038】液体の表面に浮揚させる粒子の量は、粒子
径と液体保持容器の開口部の大きさ等に応じて最密配列
となる場合に必要な量を算出し、これに、実際には配列
が理想的な最密配列からずれること等を考慮して適宜決
定すればよい。過剰な粒子は、前記のように静電界を作
用させることによって除去することができる。The amount of the particles levitated on the surface of the liquid is calculated in accordance with the particle diameter and the size of the opening of the liquid holding container, and the amount necessary for the close-packed arrangement is calculated. The arrangement may be appropriately determined in consideration of the fact that the arrangement deviates from the ideal close-packed arrangement. Excess particles can be removed by applying an electrostatic field as described above.
【0039】[0039]
【実施例】以下、実施例を挙げて、本発明をさらに詳細
に説明するが、本発明はこれに限定されるものではな
い。実施例1 図1と同様な装置を用い、開口部が120mm×120
mmの容器5に水を注入した後、ポリスチレン系ラテッ
クス(真球状、球径:3.0μm、粒度分布(GSD
値)1.02〜1.03)を供給して、水面に浮揚させ
た。セラミックス製の圧電素子4a(共振点は700H
z、1.8kHz、11.6kHz、および22.4k
Hz)に、電源7から周波数22.4kHzで正弦波電
圧±30Vを与え、純水に高周波振動を作用させた。振
動の作用により、ポリスチレンラテックス粒子は水面全
体に展開され、約80秒で水面にポリスチレンラテック
ス粒子からなる薄膜が形成された。次に、図12(a)
に示すように、コロナ放電器12に、−6kVの電圧を
印加して、コロナ放電させながら、粒子薄膜上をスキャ
ンし、ポリスチレンラテックス粒子を負に帯電させた。
続いて、圧電素子4aに±15Vの電圧を与え、圧電素
子4aを振動させるとともに、図12(b)に示すよう
に、電極プレート13に1kV〜2kVの範囲で電圧を
印加し、電極プレート13を水面と微小間隔(約2m
m)を隔てて、ポリスチレンのラテックス粒子からなる
薄膜に静電界を作用させた。すると、薄膜の構造は破壊
されることなく、電極プレート13に余剰のラテックス
粒子が付着し、粒子薄膜上から除去された。EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited thereto. Example 1 An apparatus similar to that of FIG.
After water is poured into a container 5 mm, a polystyrene-based latex (spherical, spherical diameter: 3.0 μm, particle size distribution (GSD
Values) 1.02 to 1.03) were supplied and floated on the water surface. Ceramic piezoelectric element 4a (resonance point is 700H
z, 1.8 kHz, 11.6 kHz, and 22.4 kHz
Hz), a sine wave voltage ± 30 V was applied from the power supply 7 at a frequency of 22.4 kHz, and high-frequency vibration was applied to pure water. By the action of the vibration, the polystyrene latex particles spread over the entire surface of the water, and a thin film composed of the polystyrene latex particles was formed on the water surface in about 80 seconds. Next, FIG.
As shown in (1), a voltage of -6 kV was applied to the corona discharger 12 to scan the particle thin film while performing corona discharge, thereby negatively charging the polystyrene latex particles.
Subsequently, a voltage of ± 15 V is applied to the piezoelectric element 4a to vibrate the piezoelectric element 4a, and as shown in FIG. 12B, a voltage is applied to the electrode plate 13 in the range of 1 kV to 2 kV, A minute distance from the water surface (about 2m
m), an electrostatic field was applied to a thin film composed of polystyrene latex particles. As a result, the surplus latex particles adhered to the electrode plate 13 without being destroyed, and were removed from the particle thin film.
【0040】次に、この薄膜を顕微鏡で観察したとこ
ろ、薄膜中に亀裂や粒子の重なりは見られず、均一な構
造の薄膜であることが確認できた。さらに、形成された
ポリスチレンラテックス粒子薄膜をCCDカメラで取り
込み、画像処理によって粒子の配列密度を計算した。結
果は、完全に球形な粒子が最密配列とった場合を1とす
ると、約0.7の密度で粒子が配列されている薄膜であ
ることがわかった。ラテックス粒子の粒度分布を考慮す
ると、得られた粒子薄膜の密度は非常に高いことが実証
された。Next, when this thin film was observed with a microscope, it was confirmed that no cracks or particles were overlapped in the thin film, and that the thin film had a uniform structure. Further, the formed polystyrene latex particle thin film was taken in by a CCD camera, and the particle arrangement density was calculated by image processing. As a result, assuming that the case where perfectly spherical particles are arranged in the closest density is 1, it was found that the film was a thin film in which particles were arranged at a density of about 0.7. Considering the particle size distribution of the latex particles, it was demonstrated that the density of the obtained particle thin film was very high.
【0041】実施例2 電源7からの正弦波電圧を±30Vから±20Vに変え
た以外は、実施例1と同様に粒子薄膜を形成した。薄膜
形成までの時間は約4分であった。また、実施例1と同
様に求めた粒子配列の密度(最密配列を1とした場合の
密度)は、約0.7であった。実施例3 電源7からの正弦波電圧を±30Vから±40Vに変え
た以外は、実施例1同様に粒子薄膜を形成した。薄膜形
成までの時間は約40秒であった。実施例1と同様に求
めた粒子配列の密度(最密配列を1とした場合の密度)
は、約0.62であった。 Example 2 A thin particle film was formed in the same manner as in Example 1 except that the sine wave voltage from the power supply 7 was changed from ± 30 V to ± 20 V. The time until the thin film was formed was about 4 minutes. Further, the density of the particle arrangement (the density when the closest arrangement is 1) obtained in the same manner as in Example 1 was about 0.7. Example 3 A thin particle film was formed in the same manner as in Example 1 except that the sine wave voltage from the power supply 7 was changed from ± 30 V to ± 40 V. The time until the thin film was formed was about 40 seconds. The density of the particle arrangement determined in the same manner as in Example 1 (the density when the closest arrangement is 1)
Was about 0.62.
【0042】実施例4 実施例1と同様な装置を用い、圧電素子4aへの電圧の
印加を以下のように変更した以外は、実施例1と同様に
粒子薄膜を形成した。電源7からの正弦波電圧を±30
Vから±40Vに変えて、圧電素子4aに40秒間電圧
を印加し、振動の作用によりポリスチレンラテックス粒
子を純水に展開した後、±30Vの正弦波電圧まで低減
して、約10秒間電圧を圧電素子4aに印加した。得ら
れた粒子薄膜の密度は、実施例1と同様であり、また、
薄膜形成に要した時間は約50秒であったことから、振
動の大きさを段階的に小さくすると、より迅速に高密度
の粒子薄膜が形成できることが実証された。 Example 4 A thin particle film was formed in the same manner as in Example 1 except that the application of the voltage to the piezoelectric element 4a was changed as follows. ± 30 sinusoidal voltage from power supply 7
V was changed to ± 40V, a voltage was applied to the piezoelectric element 4a for 40 seconds, and the polystyrene latex particles were developed into pure water by the action of vibration. Then, the voltage was reduced to a sine wave voltage of ± 30V, and the voltage was increased for about 10 seconds. The voltage was applied to the piezoelectric element 4a. The density of the obtained particle thin film is the same as in Example 1, and
Since the time required for forming the thin film was about 50 seconds, it was proved that when the magnitude of the vibration was gradually reduced, a high-density particle thin film could be formed more quickly.
【0043】実施例5 図5と同様な装置を用い、開口部が120mm×120
mmの容器5に純水を注入した後、ポリスチレン系ラテ
ックス(真球状、球径:3.0μm、粒度分布(GSD
値)1.02〜1.03)を供給して、水面に浮揚させ
た。圧電素子4b(共振点は5MHz、円形:直径30
mm)に、電源7から周波数5MHzで正弦波電圧±2
5Vを与え、純水に超音波振動を作用させた。超音波振
動の放射圧により、円錐形状(円錐底面の直径:約30
mm、高さ:約10mm、円錐先端部は丸みを帯び、形
状に乱れはなかった。)の隆起部3aが水面に形成され
たことを目視にて確認した。ポリスチレンラテックス粒
子は、水面を展開していき、約5分後に水面にポリスチ
レンラテックス粒子からなる薄膜が形成された。実施例
1と同様に、薄膜の構造を顕微鏡で観察したところ、粒
子の重なりはなく、薄膜中に亀裂も生じていなかった。
また、実施例1と同様に求めた粒子配列の密度(最密配
列を1とした場合の密度)は、約0.7であった。 Example 5 An apparatus similar to that of FIG.
After injecting pure water into a 5 mm container 5, a polystyrene latex (spherical, spherical diameter: 3.0 μm, particle size distribution (GSD
Values) 1.02 to 1.03) were supplied and floated on the water surface. Piezoelectric element 4b (resonance point is 5 MHz, circle: diameter 30)
mm), a sine wave voltage ± 2 from the power source 7 at a frequency of 5 MHz.
5 V was applied, and ultrasonic vibration was applied to pure water. Due to the radiation pressure of ultrasonic vibration, a cone shape (diameter of cone bottom: about 30
mm, height: about 10 mm, the tip of the cone was rounded, and the shape was not disturbed. ) Was visually confirmed that the raised portion 3a was formed on the water surface. The polystyrene latex particles spread on the water surface, and after about 5 minutes, a thin film composed of the polystyrene latex particles was formed on the water surface. When the structure of the thin film was observed with a microscope in the same manner as in Example 1, no particles were overlapped and no crack was generated in the thin film.
Further, the density of the particle arrangement (the density when the closest arrangement is 1) obtained in the same manner as in Example 1 was about 0.7.
【0044】実施例6 図5と同様な薄膜形成装置に代えて、図7と同様な薄膜
形成装置を用いた以外は、実施例5と同様に粒子薄膜を
形成した。圧電素子4bを、搬送手段8により、10m
m/secで往復運動させた。実施例5と同様な形状の
隆起部が水面上を、移動するのが目視にて確認できた。
粒子薄膜は、約2分で形成された。実施例1と同様に薄
膜構造および配列密度を調べたところ、実施例5と同様
に、高密度で、かつ、均一構造の薄膜が形成されたこと
が確認できた。 Example 6 A particle thin film was formed in the same manner as in Example 5, except that a thin film forming apparatus similar to that shown in FIG. 7 was used instead of the thin film forming apparatus similar to that shown in FIG. The piezoelectric element 4b is moved 10 m
It was reciprocated at m / sec. It was visually confirmed that the raised portion having the same shape as that of Example 5 moved on the water surface.
A particle thin film was formed in about 2 minutes. When the thin film structure and the array density were examined in the same manner as in Example 1, it was confirmed that, as in Example 5, a thin film having a high density and a uniform structure was formed.
【0045】実施例7 実施例5に用いた薄膜形成装置(図5)の圧電素子4b
を、保持容器5の底面に対して水平ではなく、角度
(α)を形成するように配置した薄膜形成装置(図8)
を用いて粒子薄膜を形成した。αを20度〜50度に変
化させてポリスチレンラテックス粒子を展開させたとこ
ろ、いずれの角度であっても、流れの作用している範囲
が、実施例5で形成された隆起部3aの範囲よりも拡張
されることが確認できた。粒子薄膜は、約3分で形成さ
れた。実施例1と同様に薄膜構造および配列密度を調べ
たところ、実施例5と同様に、高密度で、かつ、均一構
造の薄膜が形成されたことが確認できた。 Embodiment 7 The piezoelectric element 4b of the thin film forming apparatus used in Embodiment 5 (FIG. 5)
Is disposed so as to form an angle (α), not horizontal, with respect to the bottom surface of the holding container 5 (FIG. 8).
Was used to form a particle thin film. When α was changed from 20 degrees to 50 degrees to expand the polystyrene latex particles, the range in which the flow was acting was larger than the range of the raised portion 3a formed in Example 5 at any angle. Has been confirmed to be expanded. A particle thin film was formed in about 3 minutes. When the thin film structure and the array density were examined in the same manner as in Example 1, it was confirmed that, as in Example 5, a thin film having a high density and a uniform structure was formed.
【0046】実施例8 実施例5と同様な薄膜形成装置を用い、実施例5と同様
にポリスチレンラテックス粒子を展開させた。粒子を水
面に展開している間は、圧電素子4bに正弦波電圧±4
0Vを与えていたが、展開後は、毎秒±5Vずつ段階的
に電圧を低下させた。このように電圧を段階的に下げた
結果、電圧を瞬時に下げた場合は、約4〜5回に1回の
割合で、粒子薄膜の隆起部位に亀裂および重なりが生じ
ていたのに対して、10回以上連続して薄膜を形成して
も、薄膜に亀裂および重なりは生じず、より安定的に粒
子薄膜を形成することができた。 Example 8 Using the same thin film forming apparatus as in Example 5, polystyrene latex particles were developed in the same manner as in Example 5. While the particles are being spread on the water surface, a sine wave voltage of ± 4 is applied to the piezoelectric element 4b.
Although 0 V was applied, after the development, the voltage was gradually decreased by ± 5 V per second. As a result of the stepwise reduction of the voltage as described above, when the voltage was lowered instantaneously, cracks and overlaps occurred at the protruding portion of the particle thin film at a rate of about once every 4 to 5 times. Even when the thin film was continuously formed 10 times or more, the thin film did not crack or overlap, and the particle thin film could be formed more stably.
【0047】実施例9 図10と同様な装置を用い、開口部が120mm×12
0mmの容器5に純水を注入した後、ポリスチレン系ラ
テックス(真球状、球径:3.0μm、粒度分布(GS
D値)1.02〜1.03)を供給して、水面に浮揚さ
せた。ポンプ9は流入口10と流出口11を一体で備え
たものであり、ポンプの流出口11は、直径10mmの
円形であった。このポンプを作動させ、底面から水面へ
向かう流れを発生させた。この流れにより、水面には振
動を伴う乱れが生じていることを目視にて確認した。ポ
リスチレンラテックス粒子は、水面の隆起部3b上を移
動して展開していき、約5分後に水面にポリスチレンラ
テックス粒子からなる薄膜が形成された。実施例1と同
様に、薄膜の構造を顕微鏡で観察したところ、粒子の重
なりはなく、薄膜中に亀裂も生じていなかった。また、
実施例1と同様に求めた粒子配列の密度(最密配列を1
とした場合の密度)は、0.6〜0.65程度であっ
た。 Embodiment 9 Using the same apparatus as that shown in FIG.
After injecting pure water into a 0 mm container 5, polystyrene-based latex (spherical, spherical diameter: 3.0 μm, particle size distribution (GS
D value) of 1.02 to 1.03) was supplied and floated on the water surface. The pump 9 was provided with an inlet 10 and an outlet 11 integrally, and the outlet 11 of the pump was a circle having a diameter of 10 mm. The pump was operated to generate a flow from the bottom surface to the water surface. It was visually confirmed that the flow caused disturbance with vibration on the water surface. The polystyrene latex particles moved and developed on the ridge 3b on the water surface, and a thin film composed of the polystyrene latex particles was formed on the water surface after about 5 minutes. When the structure of the thin film was observed with a microscope in the same manner as in Example 1, no particles were overlapped and no crack was generated in the thin film. Also,
The density of the particle arrangement determined in the same manner as in Example 1 (the closest arrangement is 1
Was about 0.6 to 0.65.
【0048】比較例1 ポンプ流速を遅くした以外は、実施例9と同様な装置を
用い、液体に流れを作用させた。水面に隆起部は形成さ
れたが、隆起部の頂点の形状には、乱れが生じていなか
った。この状態では、ポリスチレンのラテックス粒子
は、凝集体のまま、隆起部を流れに従って移動している
だけで、粒子薄膜は形成されなかった。COMPARATIVE EXAMPLE 1 A flow was applied to a liquid using the same apparatus as in Example 9 except that the pump flow rate was reduced. The raised portion was formed on the water surface, but the shape of the vertex of the raised portion was not disturbed. In this state, the polystyrene latex particles were merely moving along the ridges according to the flow as aggregates, but no particle thin film was formed.
【0049】実施例10 図10と同様な薄膜形成装置に代えて、図11と同様な
薄膜形成装置を用いた以外は、実施例9と同様に粒子薄
膜を形成した。ポンプ10を、搬送手段8により、10
mm/secで往復運動させた。実施例10と同様な形
状の隆起部が水面上を、移動するのが目視にて確認でき
た。粒子薄膜は、約2分で形成された。実施例1と同様
に薄膜構造および配列密度を調べたところ、実施例9と
同様に、高密度で、かつ、均一構造の薄膜が形成された
ことが確認できた。 Example 10 A particle thin film was formed in the same manner as in Example 9, except that a thin film forming apparatus similar to that shown in FIG. 11 was used instead of the thin film forming apparatus similar to that shown in FIG. Pump 10 is moved by transporting means 8 to 10
It was reciprocated at mm / sec. It could be visually confirmed that the raised portion having the same shape as in Example 10 moved on the water surface. A particle thin film was formed in about 2 minutes. When the thin film structure and the arrangement density were examined in the same manner as in Example 1, it was confirmed that, as in Example 9, a thin film having a high density and a uniform structure was formed.
【0050】実施例11 実施例9に用いた薄膜形成装置(図10)のポンプ10
を、保持容器5の底面に対して水平ではなく、角度
(β)を形成するように配置した薄膜形成装置を用いて
粒子薄膜を形成した。βを20度〜50度に変化させて
ポリスチレンラテックス粒子を展開させたところ、いず
れの角度であっても、流れの作用している範囲が、実施
例9で形成された隆起部3bの範囲よりも拡張されるこ
とが確認できた。粒子薄膜は、約3分で形成された。実
施例1と同様に薄膜構造および配列密度を調べたとこ
ろ、実施例9と同様に、高密度で、かつ、均一構造の薄
膜が形成されたことが確認できた。 Embodiment 11 The pump 10 of the thin film forming apparatus (FIG. 10) used in Embodiment 9
Was formed using a thin film forming apparatus arranged so as to form an angle (β) instead of being horizontal with respect to the bottom surface of the holding container 5. When the polystyrene latex particles were developed by changing β from 20 degrees to 50 degrees, the range in which the flow was acting was larger than the range of the raised portion 3b formed in Example 9 at any angle. Has been confirmed to be expanded. A particle thin film was formed in about 3 minutes. When the thin film structure and the arrangement density were examined in the same manner as in Example 1, it was confirmed that, as in Example 9, a thin film having a high density and a uniform structure was formed.
【0051】実施例12 実施例9と同様な薄膜形成装置を用い、実施例9と同様
にポリスチレンラテックス粒子を展開させた。粒子を水
面に展開後、約3秒かけて段階的に流速を低下させた。
このように流速を段階的に下げた結果、粒子薄膜の隆起
部位に亀裂および重なりが生じていない粒子薄膜を安定
的に形成することができた。 Example 12 Using the same thin film forming apparatus as in Example 9, polystyrene latex particles were developed in the same manner as in Example 9. After the particles were spread on the water surface, the flow rate was gradually reduced over about 3 seconds.
As a result of the stepwise reduction in the flow rate, a particle thin film having no cracks and no overlap at the protruding portions of the particle thin film could be formed stably.
【0052】実施例1〜実施例12でポリスチレンラテ
ックス粒子からなる粒子薄膜を形成した後、図13に示
す装置を用いて、ガラス基板上に粒子薄膜を固定した。
いずれの粒子薄膜も、構造を乱すことなく、ガラス基板
上に転写された。After forming a particle thin film composed of polystyrene latex particles in Examples 1 to 12, the particle thin film was fixed on a glass substrate using an apparatus shown in FIG.
Each of the particle thin films was transferred onto a glass substrate without disturbing the structure.
【0053】[0053]
【発明の効果】本発明によれば、簡単かつ安全に、微粒
子の密度が均一、かつ高密度である粒子薄膜を形成する
ことができる。According to the present invention, it is possible to easily and safely form a particle thin film having a uniform fine particle density.
【図1】 本発明の粒子薄膜形成方法の第1の態様に用
いられる粒子薄膜形成装置の一例の概略断面図である。FIG. 1 is a schematic sectional view of an example of a particle thin film forming apparatus used in a first embodiment of a particle thin film forming method of the present invention.
【図2】 本発明の粒子薄膜形成方法において、粒子薄
膜が形成される過程を模式的に示した図である。FIG. 2 is a view schematically showing a process of forming a particle thin film in the method of forming a particle thin film of the present invention.
【図3】 本発明の粒子薄膜形成方法の第1の態様に用
いられる粒子薄膜形成装置の一例の概略断面図である。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of an example of a particle thin film forming apparatus used in the first embodiment of the particle thin film forming method of the present invention.
【図4】 本発明の粒子薄膜形成方法の第1の態様に用
いられる粒子薄膜形成装置の一例の概略断面図である。FIG. 4 is a schematic sectional view of an example of a particle thin film forming apparatus used in the first embodiment of the particle thin film forming method of the present invention.
【図5】 本発明の粒子薄膜形成方法の第2の態様に用
いられる粒子薄膜形成装置の一例の概略断面図である。FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of an example of a particle thin film forming apparatus used in the second embodiment of the particle thin film forming method of the present invention.
【図6】 本発明の粒子薄膜形成方法において、粒子薄
膜が形成される過程を模式的に示した図である。FIG. 6 is a diagram schematically showing a process of forming a particle thin film in the method for forming a particle thin film of the present invention.
【図7】 本発明の粒子薄膜形成方法の第2の態様に用
いられる粒子薄膜形成装置の他の例の概略断面図であ
る。FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of another example of the particle thin film forming apparatus used in the second embodiment of the particle thin film forming method of the present invention.
【図8】 本発明の粒子薄膜形成方法の第2の態様に用
いられる粒子薄膜形成装置の他の例の概略断面図であ
る。FIG. 8 is a schematic cross-sectional view of another example of the particle thin film forming apparatus used in the second embodiment of the particle thin film forming method of the present invention.
【図9】 本発明の粒子薄膜形成方法の第2の態様に用
いられる粒子薄膜形成装置の他の例を部分構造を示す斜
視図である。FIG. 9 is a perspective view showing a partial structure of another example of the particle thin film forming apparatus used in the second embodiment of the particle thin film forming method of the present invention.
【図10】本発明の粒子薄膜形成方法の第3の態様に用
いられる粒子薄膜形成装置の一例の概略断面図である。FIG. 10 is a schematic cross-sectional view of an example of a particle thin film forming apparatus used in the third embodiment of the particle thin film forming method of the present invention.
【図11】本発明の粒子薄膜形成方法の第3の態様に用
いられる粒子薄膜形成装置の他の例の概略断面図であ
る。FIG. 11 is a schematic sectional view of another example of the particle thin film forming apparatus used in the third embodiment of the particle thin film forming method of the present invention.
【図12】本発明の粒子薄膜形成方法において、余剰粒
子の除去に用いられる装置の概略断面図である。FIG. 12 is a schematic cross-sectional view of an apparatus used for removing surplus particles in the method for forming a particle thin film of the present invention.
【図13】本発明の粒子薄膜形成方法において、固体基
板上への粒子薄膜の転写に用いられる装置の概略断面図
である。FIG. 13 is a schematic sectional view of an apparatus used for transferring a particle thin film onto a solid substrate in the method for forming a particle thin film of the present invention.
1 粒子 2 液体 3a 隆起部 3b 隆起部 4a 振動子 4b 圧電素子 5 液体保持容器 6 振動板 7 高周波電源 8 搬送手段(スライド機構) 9 ポンプ 10 ポンプ流入口 11 ポンプ流出口 12 コロナ放電器 13 プレート電極 14 固体基板 15 保持部材 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Particle 2 Liquid 3a Raised part 3b Raised part 4a Vibrator 4b Piezoelectric element 5 Liquid holding container 6 Vibrating plate 7 High frequency power supply 8 Transport means (slide mechanism) 9 Pump 10 Pump inlet 11 Pump outlet 12 Corona discharger 13 Plate electrode 14 Solid substrate 15 Holding member
Claims (13)
作用させ、粒子を液体の表面に展開して、粒子からなる
薄膜を液体の表面に形成する工程を含む粒子薄膜形成方
法。1. A method of forming a particle thin film, comprising the steps of: applying a vibration to a liquid having particles floating on a surface thereof, developing the particles on the surface of the liquid, and forming a thin film of particles on the surface of the liquid.
に作用させている振動の振幅を段階的に低減する工程を
含む請求項1に記載の粒子薄膜形成方法。2. The method of forming a thin particle film according to claim 1, further comprising the step of reducing the amplitude of vibration applied to the liquid in a stepwise manner after the particles have been spread on the surface of the liquid.
の表面の一部が隆起するように超音波振動を作用させ、
液体の表面に粒子を展開して、粒子からなる薄膜を液体
の表面に形成する工程を含む粒子薄膜形成方法。3. An ultrasonic vibration is applied to a liquid having particles floating on its surface so that a part of the surface of the liquid is raised,
A method of forming a particle thin film, comprising: developing particles on a surface of a liquid to form a thin film of the particles on the surface of the liquid.
該隆起部が移動するように超音波振動を液体に作用させ
ることを特徴とする請求項3に記載の粒子薄膜形成方
法。4. A part of the surface of the liquid is raised,
The method according to claim 3, wherein ultrasonic vibration is applied to the liquid so that the protrusion moves.
して垂直とならないように超音波振動を液体に作用させ
ることを特徴とする請求項3または請求項4に記載の粒
子薄膜形成方法。5. The method according to claim 3, wherein the ultrasonic vibration is applied to the liquid such that the transmission direction of the ultrasonic vibration is not perpendicular to the surface of the liquid. .
に作用させている超音波振動の振幅を段階的に低減して
いく工程を含むことを特徴とする請求項3から5までの
いずれか1項に記載の粒子薄膜形成方法。6. The method according to claim 3, further comprising the step of reducing the amplitude of ultrasonic vibration applied to the liquid in a stepwise manner after the particles are spread on the surface of the liquid. 2. The method for forming a particle thin film according to claim 1.
の表面の一部が隆起するとともに、該隆起部分の頂点の
形状に乱れが生じるように前記液体に流れを発生させ、
液体表面に粒子を展開して、粒子からなる薄膜を液体の
表面に形成する工程を含む粒子薄膜形成方法。7. A flow is generated in the liquid in which particles are levitated on the surface so that a part of the surface of the liquid is raised and the shape of the apex of the raised part is disturbed.
A method of forming a particle thin film, comprising: developing particles on a liquid surface to form a thin film of particles on the surface of the liquid.
該隆起部が移動するように前記液体に流れを発生させる
ことを特徴とする請求項7に記載の粒子薄膜形成方法。8. A part of the surface of the liquid is raised,
The method according to claim 7, wherein a flow is generated in the liquid so that the protrusion moves.
ならないように、液体に流れを発生させることを特徴と
する請求項7または請求項8に記載の粒子薄膜形成方
法。9. The method according to claim 7, wherein the flow is generated in the liquid such that the direction of the flow is not perpendicular to the surface of the liquid.
体に発生させている流れの速さを段階的に低減していく
工程を含むことを特徴とする請求項7から9までのいず
れか1項に記載の粒子薄膜形成方法。10. The method according to claim 7, further comprising a step of gradually reducing the speed of the flow generated in the liquid after the particles have been spread on the surface of the liquid. 2. The method for forming a particle thin film according to claim 1.
させ、あるいは、液体の表面に粒子を浮揚させた後に粒
子を帯電し、粒子からなる薄膜が前記液体の表面に形成
される前に、あるいは粒子からなる薄膜が形成された後
に、粒子に電界を作用させることを特徴とする請求項1
から請求項10までのいずれか1項に記載の粒子薄膜形
成方法。11. Floating charged particles on the surface of a liquid, or charging particles after floating the particles on the surface of a liquid, before forming a thin film of particles on the surface of the liquid. An electric field is applied to the particles after a thin film composed of the particles is formed.
The method for forming a thin particle film according to any one of claims 1 to 10.
か1項に記載の粒子薄膜形成方法により液体の表面に粒
子からなる薄膜を形成した後、該薄膜を固体基板表面に
接触させて転写し、固定することによって基板表面に粒
子からなる薄膜を形成する粒子薄膜形成方法。12. A thin film made of particles is formed on a liquid surface by the method of forming a thin particle film according to any one of claims 1 to 11, and the thin film is transferred to a surface of a solid substrate by contact. And forming a thin film composed of particles on the surface of the substrate by fixing.
を、複数回繰り返すことを特徴とする粒子薄膜形成方
法。13. A method for forming a particle thin film according to claim 12, wherein the method is repeated a plurality of times.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10294292A JP2000117097A (en) | 1998-10-15 | 1998-10-15 | Forming method of particle thin film |
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
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Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
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ID=17805820
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JP10294292A Pending JP2000117097A (en) | 1998-10-15 | 1998-10-15 | Forming method of particle thin film |
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Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2000117097A (en) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
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- 1998-10-15 JP JP10294292A patent/JP2000117097A/en active Pending
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