粉體供給器、成膜裝置、及成膜方法與流程

2023-05-19 00:11:46 3

本發明涉及一種物品移動工具及陳列櫃。本案基於2014年9月17日在日本提出申請的日本特願2014－189134號主張優先權，並在此引用其內容。

背景技術：

作為在基材的表面形成薄膜的方法之一，有氣溶膠沉積法(以下，記載為AD法)。所謂AD法是指將作為原料物質的粉體粉碎而獲得納米尺寸的微粒，在使該微粒氣溶膠化後，使用由氮氣等非活性氣體形成的載氣，使所生成的氣溶膠從亞音速加速到超音速程度而將其物理性地吹送至基材的方法。在AD法中，由於衝擊固化現象，原料物質和基材、或原料物質彼此而強力接合，因此在基材表面以較低的溫度條件和較高的成膜速度形成薄膜。AD法具有可實現常溫下的成膜，基材特性的限制少等優點。因此，業界正盛行具備使用AD法所形成的薄膜的各種電子零件等的開發。

如上所述，在AD法中，必須使原料物質氣溶膠化。目前採用通過將預先製備的可氣溶膠化的原料物質收納在容器內，向該容器導入載氣，從而生成氣溶膠的方法。

例如專利文獻1中公開有一種複合結構物形成系統，其具備：收納原料物質收納機構；和使收納在該收納部件的原料物質分散在載氣中而形成氣溶膠的氣溶膠化機構。在該系統中，在收納機構和氣溶膠化機構之間設置有從收納機構向氣溶膠化機構供給原料物質的供給機構。並且，在供給機構設置有壓力阻斷機構，該壓力阻斷機構使收納機構內的壓力和氣溶膠化機構內的壓力設置壓力差，並阻斷收納機構和氣溶膠化機構之間的載氣流。通過該構成，能夠在該複合結構物形成系統保持運轉的狀態下，向收納機構補充原料物質。

專利文獻1:日本特開2006－206976號公報

技術實現要素：

發明要解決的技術問題

但是，在專利文獻1中所記載的複合結構物形成系統中，作為壓力阻斷的方法，採用在收納機構和氣溶膠化機構之間將原料物質壓緊的方法，因此存在原料物質凝聚，原料物質向氣溶膠化機構的導出量產生不一致，氣溶膠變得不穩定的問題。

專利文獻1中雖然公開有可利用粉碎方法使從收納機構擠出且經過壓縮的原料物質散開的主旨內容，但有可能原料物質未充分地散開至可穩定地生成氣溶膠的程度。

本發明是鑑於上述情況而開發的，提供一種不對原料物質壓緊就能夠抑制再凝聚而穩定且高效地生成氣溶膠的粉體供給器及具備該粉體供給器的成膜裝置以及使用它們的成膜方法。

用於解決課題的技術方案

[1]一種粉體供給器，其具備：攪拌部，其攪拌原料物質；氣溶膠化部，其裝入經過攪拌的所述原料物質和載氣，並使所述原料物質氣溶膠化而生成氣溶膠；噴出口，其噴出所述氣溶膠，在所述攪拌部和所述氣溶膠化部之間設置有隔板，在所述隔板上形成有導出孔，所述導出孔從所述攪拌部側向所述氣溶膠化部側擴大，並將經過攪拌的所述原料物質導出至氣溶膠化部。

[2]如所述[1]記載的粉體供給器，其中，所述導出孔的所述攪拌部側的最小開口寬度為經過攪拌的所述原料物質的平均粒徑的100倍以上100000倍以下。

[3]如所述[1]或所述[2]記載的粉體供給器，其中，所述導出孔的開口面積的擴大倍數為10倍以上1000倍以下。

[4]如所述[1]～[3]中任一項記載的粉體供給器，其中，所述攪拌部具備能夠以軸線為中心進行旋轉的攪拌葉片，在所述攪拌葉片上形成有使所述原料物質通過的孔部或切口。

[5]如所述[1]～[4]中任一項記載的粉體供給器，其中，在所述隔板和所述噴出口之間設置有具有多個微孔的部件。

[6]如所述[1]～[5]中任一項記載的粉體供給器，其中，在所述隔板的所述攪拌部側插入有粉碎用介質。

[7]一種成膜裝置，其具備一個以上的所述[1]～[6]中任一項記載的粉體供給器，並且具備：收納作為成膜對象的基材的成膜室，和將從所述粉體供給器導入至所述成膜室的氣溶膠向所述基材進行噴射的噴射部。

[8]一種成膜方法，該方法包括：使用所述[1]～[6]中任一項記載的粉體供給器或所述[7]記載的成膜裝置，在基材上形成薄膜。

發明的效果

根據本發明，提供不將原料物質壓緊而抑制再凝聚，從而能夠穩定且高效地生成氣溶膠的粉體供給器及具備該粉體供給器的成膜裝置以及使用它們的成膜方法。

附圖說明

圖1是表示本發明一個實施方式的粉體供給器的剖面圖；

圖2是表示本發明一個實施方式的粉體供給器的第一變形例的剖面圖；

圖3是表示本發明一個實施方式的粉體供給器的第二變形例的剖面圖；

圖4是表示本發明一個實施方式的粉體供給器的第三變形例的剖面圖；

圖5是表示本發明一個實施方式的粉體供給器的第四變形例的剖面圖；

圖6是表示本發明一個實施方式的粉體供給器的第五變形例的剖面圖；

圖7是表示本發明一個實施方式的粉體供給器的第六變形例的剖面圖；

圖8是表示本發明一個實施方式的粉體供給器的第七變形例的剖面圖；

圖9是用於說明本發明一個實施方式的粉體供給器的使用方法的概略圖；

圖10是用於說明本發明一個實施方式的粉體供給器的使用方法的概略圖；

圖11是本發明一個實施方式的粉體供給器的使用方法的概略圖；

圖12是表示具備本發明一個實施方式的粉體供給器的成膜裝置的構成的概略圖；

圖13是表示本發明一個實施方式的粉體供給器的第八變形例的剖面圖。

符號說明

1…粉體供給器

3…攪拌部

3B…攪拌葉片

3D…攪拌棒

4…氣溶膠化部

6…原料物質

8…隔板

8H…導出口

10…成膜裝置

11…成膜室

20…滾珠(粉碎用介質)

21…部件

41…基材

53…噴出口

62…氣溶膠

C…切口

H…孔部

J…軸線

具體實施方式

以下，參照圖1至圖8對使用本發明的一個實施方式的粉體供給器及具備該粉體供給器的成膜裝置以及使用它們的成膜方法進行說明。以下的說明中使用的附圖為示意圖，長度、寬度及厚度的比率等未必與實物相同，可適當變更。在以下的說明中所例示的材料等為一個例子，本發明並不限定於這些，可以不變更其主旨的範圍內適當變更而實施。

[粉體供給器]

圖1至圖7是表示本發明第一個實施方式的粉體供給器1的剖面圖。如圖1至圖7所示，本實施方式的粉體供給器1至少具備攪拌部3、氣溶膠化部4和噴出口53。本實施方式的粉體供給器1具備攪拌部3、收納氣溶膠化部4及噴出口53的生成容器5。

生成容器5為粉體供給器1的箱體，在同一空間內分別具備攪拌部3、氣溶膠化部4、噴出口53及隔板8。生成容器5是連續地生成氣溶膠62並送出至外部的容器狀的部件，形成為大致筒狀，使得容易對所填充的原料物質進行攪拌。

生成容器5設置有上部導入口51及下部導入口52作為兩處載氣導入口。並且，在生成容器5的底部(氣溶膠化部4的下遊側)設置有將所生成的氣溶膠62送出至外部的噴出口53。載氣沒有特別限定，例如使用氧氣、氮氣、稀有氣體、空氣(大氣)等。

攪拌部3是用於粉碎及攪拌原料物質6的部位，兼作收納作為氣溶膠62的原料的原料物質6的部位。攪拌部3在生成容器5的內部，經由隔板8的導出孔8H與氣溶膠化部4連通而構成。

用於將原料物質6填充至攪拌部3的構成沒有特別限定。雖然省略詳細的圖示，但為了將原料物質6填充至攪拌部3，例如可以採用下述構成：可在生成容器5的上部設置蓋體，在生成容器5的高度方向的任一位置將生成容器5的內部上下分割且可開閉。

也可以利用管材等將另一容器連接於生成容器5，向該容器內填充原料物質6，並且從該容器原料物質6至生成容器5，而不限定於圖1至圖11例示的配置及構成。

攪拌部3由粉碎及攪拌由原料物質6的粉碎攪拌裝置構成。作為粉碎攪拌裝置，優選以將形成攪拌部3的空間(以下，稱為攪拌空間)切割的方式進行攪拌，能夠粉碎及攪拌原料物質6的裝置。作為這種粉碎攪拌裝置，例如可列舉圖1及圖2所示的旋轉體3C，圖3及圖4所示的攪拌棒3D、3E，圖5所示的籠3J、圖6所示的攪拌部件3M等。

以在生成容器5的上部側面的一部分開口的方式，配置有用於將載氣導入攪拌部3的上部導入口51。載氣向攪拌部3的導入條件優選考慮原料物質6的特性等而適當決定。導入至攪拌部3的載氣的流量是考慮源自圖12所示的成膜室11內的噴射部19的噴射速度等而適當決定，例如設定為0.1L/min至10.0L/min左右的範圍內即可，優選為0.5L/min至5L/min的範圍內。

如圖1及圖2所示，旋轉體3C具有沿著攪拌部3的長邊方向且在生成容器5的上方觀察設置在大致中心附近的旋轉軸3A和平面觀察為大致長方形狀且為板狀的攪拌葉片3B。

旋轉軸3A通過設置在生成容器5的外部的省略圖示的馬達而進行旋轉，由此使攪拌葉片3B旋轉。旋轉軸3A的中心構成攪拌葉片3B的旋轉的軸線J。

攪拌葉片3B的一個長邊端連接於旋轉軸3A。攪拌葉片3B以旋轉軸3A側的所述長邊端作為基端，向生成容器5的內周面延伸。通過這種構成，在生成容器5的上面觀察，攪拌空間被攪拌葉片3B分割為多個小空間。

旋轉軸3A的長度及攪拌葉片3B的大小優選考慮生成容器5的直徑及長度進行設定。優選為攪拌葉片3B的底端的一部分或全部與隔板8的攪拌部3側相接。通過這種構成，可進一步抑制在隔板8的正上方的原料物質6的凝聚。

在圖1及圖2中例示了具有兩片攪拌葉片3B、3B的旋轉體3C，但攪拌葉片3B的數量並不限定於兩片，優選適當設定為以能夠切割攪拌空間的方式進行攪拌。攪拌葉片的數量沒有特別限定，從提高原料物質6的粉碎效率或粒度分布的穩定性的觀點出發，攪拌葉片3B的數量優選為兩片以上八片以下。

在圖1所示的攪拌葉片3B形成有使小空間彼此連通的孔H。在圖2所示的攪拌葉片3B形成有使小空間彼此連通的切口C。只要為可使原料物質6在小空間彼此間流通的大小，則孔H或切口C的大小或形狀並沒有特別限定。

為了促進在小空間彼此的原料物質6的攪拌，如圖13所示，可以在生成容器5的內部設置擋板3F。擋板3F是所謂阻隔板，固定於生成容器5內部的側壁。根據這種構成，在旋轉體3C以將攪拌空間切割的方式攪拌原料物質6時，切口C依次通過擋板3F。因此，利用擋板3F使切口C附近的原料物質6從旋轉體3C的旋轉方向前方的小空間向旋轉方向後方的小空間移動，並且也容易從旋轉體3C的旋轉方向前方向旋轉方向後方移動，如上所述促進小空間彼此的原料物質6的攪拌。

圖1及圖2中例示了形成有三個孔H、H、H或切口C、C、C的攪拌葉片3B，但形成於各個攪拌葉片3B的孔H或切口C的數量不限定於三個。孔H或切口C的形狀不限定於圖示例那樣的圓形，也可以為橢圓形、三角形、四角形、除此以外的多邊形、十字形、星形、或者這些形狀以外的形狀。形成於各個攪拌葉片3B的孔H或切口C的數量及形狀優選適當設定，使得旋轉體3C以切割攪拌空間的方式攪拌原料物質6，此時原料物質6能夠在小空間彼此間流通。

在孔H或切口C可以設置篩網等開設有許多微孔的部件。

旋轉體3C通過設為上述形狀而粉碎及攪拌原料物質6。此時，原料物質6通過孔H或切口C而在多個小空間彼此間流通，由此進行攪拌而不會滯留在攪拌空間的一部分，從而抑制再凝聚。

如圖3所示，攪拌棒3D是相對於攪拌部3的長邊方向形成為螺旋狀的棒狀的部件。如圖4所示，攪拌棒3E是沿著攪拌部3的長邊方向具有多個彎折部的棒狀的部件。攪拌棒3D、3E的粗細及形狀優選為考慮生成容器5的直徑及長度而設定。優選攪拌棒3D、3E的底端與隔板8的攪拌部3側相接。通過這種構成，隔板8的正上方的原料物質6的凝聚進一步得到抑制。

攪拌棒3D的螺旋形狀及攪拌棒3E的彎折部的內角或數量數優選適當設定，使得攪拌棒3D、3E以切割攪拌空間的方式攪拌原料物質6，此時原料物質6可在小空間彼此間流通。

攪拌棒3D、3E可通過設置於生成容器5的外部的省略圖示的馬達而沿箭頭方向旋轉。攪拌棒3D、3E可以利用未圖示的彈簧板等與旋轉軸3A連接(參照圖6)，而不與所述馬達連接。

攪拌棒3D、3E通過設為上述形狀而粉碎及攪拌原料物質6。此時，原料物質6通過穿過攪拌棒3D、3E的間隙而被攪拌，不會滯留在攪拌空間的一部分，從而抑制了再凝聚。

如圖5所示，籠3J由加工為篩網形狀的金屬等具有微孔的材料構成。所述材料的微孔的大小沒有特別限定，只要為可粉碎及攪拌原料物質6的大小即可，但優選為0.01mm篩孔至1mm篩孔左右的孔寸法。優選籠3J的底端的一部分或全部與隔板8的攪拌部3側相接。通過這種構成，隔板8的正上方的原料物質6的凝聚進一步得到抑制。

籠3J利用支撐部件3K等被支撐於生成容器5內，可通過設置於生成容器5的外部的省略圖示的馬達沿箭頭方向旋轉。

籠3J通過設為上述形狀而粉碎及攪拌原料物質6。此時，原料物質6通過從微孔在籠3J的外部和內部之間流通而被攪拌，不會滯留在攪拌空間的固定位置，從而抑制再凝聚。

如圖6所示，攪拌部件3M具有旋轉軸3A、刮板3N、連接旋轉軸3A和刮板3N的彈簧板3P。

彈簧板3P的基端連接於旋轉軸3A。彈簧板3P的前端連接於刮板3N。

刮板3N沿攪拌部3的軸線J延伸，並且配置於生成容器5的內周面附近。

優選刮板3N及設置於最下部的彈簧板3P的底端的一部分或全部與隔板8的攪拌部3側相接。通過這種構成，隔板8的正上方的原料物質6的凝聚進一步得到抑制。

攪拌部件3M通過設為上述形狀而粉碎及攪拌原料物質6。此時，原料物質6通過穿過由旋轉軸3A及刮板3N以及上下的彈簧板3P，3P所包圍的空間部而被攪拌，不會滯留在攪拌空間的一部分，從而抑制再凝聚。

粉碎攪拌裝置並不限定於上述說明的旋轉體3C、攪拌棒3D、3E、籠3J、攪拌部件3M。粉碎攪拌裝置優選採用使原料物質6在攪拌空間內自由移動的結構。

粉碎攪拌裝置可組合上述說明的構成例中的兩個以上，也可以為其他構成。例如，粉碎攪拌裝置可以設為在長邊方向具有多個彎曲部和彎折部的攪拌棒。

從可抑制隔板8正上方的原料物質6的凝聚的觀點出發，粉碎攪拌裝置等優選與隔板8的攪拌部3側相接。

在上述說明的旋轉體3C、攪拌棒3D、3E、籠3J、攪拌部件3M及其他粉碎攪拌裝置中，與隔板8的攪拌部3側相接的部分的結構沒有特別限定，可以以平面結構或如刮板那樣的結構相接。

粉碎攪拌裝置優選由硬度高於原料物質6的材料構成，例如，更優選莫氏硬度為6以上。作為具有這種硬度的材料，例如可列舉：不鏽鋼(SUS)、鈦、鎢、碳化矽、氧化鋁等各種金屬材料。

粉碎及攪拌原料物質6時的粉碎攪拌裝置的轉速沒有特別限定，例如優選設為1rpm以上1000rpm以下的範圍，更優選設為1rpm以上10rpm以下的範圍。通過將由旋轉體形成的攪拌部3的轉速設為所述範圍，原料物質6可被良好地粉碎及攪拌，並向氣溶膠化部4導出。由此，原料物質6的再凝聚更有效地得到抑制，在氣溶膠化部4穩定且高效地生成氣溶膠62。

隔板8是介於攪拌部3和其下方的氣溶膠化部4之間的間隔部件。在隔板8上形成有導出孔8H。導出孔8H以從攪拌部3側向氣溶膠化部4側擴大的方式形成。雖然導出孔8H的剖面形狀被設為圓形，但例如可以為橢圓形，也可以為三角形或四角形等多邊形或星形等，可適當變更。

原料物質6通過粉碎攪拌裝置的旋轉動作而集中於導出孔8H並被擠出。此時，通過導出孔8H的更窄的部分，然後立即被放出至擴大了的導出孔8H內，由此而被適度地分散。

從導出經過攪拌的狀態的原料物質6的觀點出發，攪拌部3側的導出孔8H的最小開口寬度優選為經過攪拌的原料物質6的平均粒徑的100倍以上100000倍以下，更優選為100倍以上10000倍以下。在此，所謂「開口寬度」，在導入孔8H的剖面形狀為圓形時是指直徑，在導入孔8H的剖面形狀為橢圓形的時是指短徑，在導入孔8H的剖面形狀為三角形或四角形等多邊形時是指最短的邊的長度。而且，「最小開口寬度」處於上述的範圍，意味著對設置的多個導入孔8H的總計個數的80％以上，優選為90％以上而言，從其最上部到最下部的孔整體的最小的開口寬度處於上述的範圍內。

從適度地調整通過導出孔8H的原料物質6的分散度的觀點出發，優選導出孔8H的開口面積的擴大倍數為10倍以上1000倍以下。在此「開口面積的擴大倍數」表示各導出孔8H的最大開口面積與最小開口面積的比率。

導出孔8H的開口面積可如圖1所示以固定比例擴大，也可以如圖7所示階段性且不連續地擴大。

更優選攪拌部3側的導出孔8H的最小開口寬度為經過攪拌的原料物質6的平均粒徑的100倍以上，且導出孔8H的開口面積的擴大倍數為10倍以上。

如圖1至圖7所示，在隔板8的攪拌部3側插入有珠或球20等粉碎用介質等。通過插入有珠或球20等粉碎用介質等，原料物質6被粉碎，易於用攪拌部3進行攪拌，並被高效地集中於導出孔8H。

從粉碎原料物質6的觀點出發，珠或球20等粉碎用介質等的平均粒徑優選為攪拌部3側的導出孔8H的最小開口寬度的2倍以上200倍以下，從粉碎效果的觀點出發，更優選為2倍以上100倍以下。作為珠或球20等粉碎用介質等的平均粒徑的測定方法，可採用與經過攪拌的原料物質6的平均粒徑的測定方法同樣的方法，此外也可以使用測定器或規尺。

珠或球20等粉碎用介質等可使用單一粒徑的物質，也可以將不同粒徑的粒子組合使用。

作為珠或球20等粉碎用介質等的材料，可列舉二氧化矽、氧化鋁、碳化矽、氧化鋯、玻璃、尼綸、特氟綸(註冊商標)等，但不限定於此。

氣溶膠化部4是用於使經過攪拌部3攪拌的原料物質6，利用導入至生成容器5內的載氣進行氣溶膠化，由此生成氣溶膠62的空間。

在氣溶膠化部4的附近，以在生成容器5的側面的一部分開口的方式配置有引入載氣的下部導入口52。從隔板8導出的原料物質6分散於從下部導入口52導入的載氣中進行氣溶膠化。

氣溶膠62從設置於生成容器5的底部的噴出口53噴出。

如圖1至圖7所示，在隔板8和噴出口53之間設置有具有許多微孔的部件21。部件21的微孔的最小開口寬度優選為經過攪拌的原料物質6的平均粒徑的100倍以上100000倍以下，更優選為100倍以上10000倍以下，進一步優選為100倍以上1000倍以下。通過將部件21的微孔的最小開口寬度設為上述範圍內，凝聚的氣溶膠62等無法通過部件21到達噴出口53。因此，通過設置部件21而抑制氣溶膠62的凝聚。

在粉體供給器1中，首先從設置於生成容器5的上部的上部導入口51導入載氣，使攪拌部3動作。其次，當從設置於生成容器5的下部的下部導入口52導入載氣時，則原料物質6在氣溶膠化部4被氣溶膠化，並且所生成的氣溶膠62被送出至生成容器5的外部。氣溶膠62從噴出口53向圖12所示的形成於成膜裝置10的成膜室11內的噴射部19運送。

氣溶膠62的生成效率取決於導入至氣溶膠化部4的載氣的流量等。因此，導入至氣溶膠化部4的載氣的流量等條件優選考慮原料物質6的特性或氣溶膠62的生成效率等而設定。

導入至氣溶膠化部4的載氣的流量考慮圖12所示的成膜室11內的噴射部19的噴射速度等而適當決定，以使原料物質6有效地分散於載氣中而進行氣溶膠化，且可從噴出口53高速送出的流速例如成為0.1L/min·cm2至1000L/min·cm2左右的範圍內的方式設定即可，優選以成為1L/min·cm2至100L/min·cm2的範圍內的方式設定。

在圖1至圖7所示的粉體供給器1中，作為載氣的導入口設置有上部導入口51和下部導入口52這兩個導入口，但不限定於該形態。例如，可以是通過使生成容器5中的導入口的配置最佳化而導入口僅設為一處的構成。

從將所生成的氣溶膠62有效地送出至外部的觀點出發，優選噴出口53在氣溶膠化部4的附近，且設置於生成容器5的底部側。

在圖1至圖7所示的粉體供給器1的例子中，生成容器5的下部的開口面積隨著向下方前進而縮小，氣溶膠化部4配置於生成容器5的下部內。但是，如圖8所示，生成容器5的下部(隔板8的下方)可具有與生成容器5的上部(隔板8的上方、或攪拌部3)大致相同的寬度。這樣，生成容器5的開口寬度設為大致均勻的情況下，如圖8所示，可以在生成容器5的底部設置下部導入口52，也可以在生成容器5的高度方向上的大致中央部且隔板8的正下部附近設置噴出口53。

[粉體供給器的使用方法]

首先，如圖9所示，將原料物質6填充至生成容器5的隔板8的上方，直至成為與攪拌葉片3B的上端相同程度的高度為止。例如，可打開設置於生成容器5的省略圖示的蓋體，將原料物質6收納在攪拌部3，由此將原料物質6填充至粉體供給器1。上部導入口51位於被填充的原料物質6的上方。

然後，向上部導入口51供給例如由氮氣等形成的載氣。由此，載氣被導入至粉體供給器1。

接著，使攪拌部3的粉碎攪拌裝置動作。裝填於攪拌部3的原料物質6通過載氣的導入及攪拌部3的旋轉而被粉碎及攪拌，與載氣一起被導入至導出孔8H。粉碎攪拌裝置的旋轉動作越繼續，攪拌部3內的原料物質6的量如圖10、圖11所示那樣越緩慢減少。原料物質6用盡的情況下(參照圖11)，向粉體供給器1裝填原料物質6。

原料物質6隨著向攪拌部3導入的載氣及粉碎攪拌裝置的旋轉而從導出孔8H導出至氣溶膠化部4。

為了利用攪拌部3良好地攪拌原料物質6，且向氣溶膠化部4有效地導出，考慮生成容器5的高度尺寸，適當調節載氣的流量或粉碎攪拌裝置的轉速各條件是有幫助的。

接著，向下部導入口52供給載氣。由此，將載氣導入至氣溶膠化部4。通過使從導出孔8H導出至氣溶膠化部4的原料物質6分散於從下部導入口52導入的載氣中而使其氣溶膠化，生成氣溶膠62。氣溶膠62從噴出口53被送出。

[成膜裝置]

圖12是表示具備粉體供給器1且採用AD法的成膜裝置10的示意圖。在圖12中，省略了粉體供給機1的構成要素中的攪拌部3、粉碎攪拌裝置、氣溶膠化部4、隔板8及導出孔8H等的圖示。

成膜裝置10具備至少一個以上粉體供給器1，並且具備成膜室11和噴射部19，所述成膜室11能夠收納作為成膜對象的基材41，並在其一個表面41a形成省略圖示的薄膜，所述噴射部19將從粉體供給器1導入至成膜室11的氣溶膠62向基材41噴射。

在成膜室11內設置有平臺12，其具有用於配置基材41的配置面12a。平臺12能夠在配置有基材41的狀態下在水平方向移動。

在成膜室11連接有真空泵13。通過真空泵13的抽吸，成膜室11內能夠成為負壓。

在成膜室11內配設有噴射部19。對噴射部19的噴出口19a的開口部進行了設置，使其與配置於平臺12的配置面12a上的基材41的一個表面41a對置。

噴射部19經由輸送管15與儲氣器16連接。

在輸送管15的路徑上從氣體鋼瓶6側起依次設置有質量流量控制器17、粉體供給器1。優選在粉體供給器1和噴射部19之間設置粉碎器25及分級器18。通過在粉體供給器1的後段設置粉碎器25，來抑制氣溶膠62的凝聚。通過在粉體供給器1的後段設置分級器18，將氣溶膠62的粒度分布抑制在適當範圍內。

在成膜裝置10中，由上述所說明的輸送管15、氣體鋼瓶16、質量流量控制器17、粉體供給器1、粉碎器25及分級器18構成粉體輸送機構。

載氣從氣體鋼瓶16向輸送管15供給。載氣的流速通過質量流量控制器17進行調節。經質量流量控制器17調節的載氣通過兩根輸送管15被導入粉體供給器1。

關於粉體供給器1的內部構成，由於為如上所述的構成，因此省略說明。

最後，氣溶膠62從噴射部19以亞音速以上超音速以下的噴射速度向基材41的一個表面41a噴出及噴射。

[成膜方法]

以下，對使用上述構成的粉體供給器1或成膜裝置10而生成氣溶膠62的工序及包括將粉體供給器1應用於成膜裝置10時的氣溶膠62的生成的成膜工序進行說明。以下，作為使用成膜裝置10並通過AD法而形成薄膜的一個例子，舉出形成色素敏感太陽能電池太陽能電池的光電極的方法進行說明。

在本實施方式的成膜方法中，將無機物質等原料物質6氣溶膠化，將所得到的氣溶膠62吹送至基材41，使基材41和原料物質6接合，並且使原料物質6彼此接合，由此在基材41上形成無機物質的薄膜。

首先，在成膜室11內的平臺12的配置面12a配置基材41。

作為基材41，例如可列舉用於色素敏感太陽能電池的光電極等各種電子零件所使用的透明基板或塑膠，但不限定於此。

作為透明基板，可列舉玻璃及塑料形成的基板、或者膜。作為基材41的材料的玻璃，例如可列舉鈉鈣玻璃、硼矽酸玻璃、石英玻璃、硼矽酸玻璃、高硼矽酸耐熱玻璃、無鹼玻璃、藍板玻璃及白板玻璃等一般的玻璃。

作為基材41的材料的塑料，可列舉：聚丙烯酸樹脂、聚碳酸酯樹脂、聚酯樹脂、聚醯亞胺樹脂、聚苯乙烯樹脂、聚氯乙烯樹脂及聚醯胺樹脂等。在這些塑料中，從作為透明耐熱膜而大量地生產及使用的觀點出發，聚酯樹脂尤其是聚萘二甲酸乙二酯(PEN)適合作為基材41的材料。並且，從製造較薄較輕且撓性的色素敏感太陽能電池的觀點出發，尤其是聚對苯二甲酸乙二酯(PET)膜適合作為基材41的材料。

其次，使真空泵13動作，使成膜室11內成為真空。

然後，經由輸送管15從儲氣器16對成膜室11內供給氮氣，使成膜室11內成為氮氣環境。

其次，錫摻雜氧化銦(ITO)、氟摻雜氧化錫(FTO)、氧化鋅(ZnO)、氧化錫、銻摻雜氧化錫(ATO)、氧化銦/氧化鋅(IZO)、氧化鎵/氧化鋅(GZO)等導電材料作為原料物質6，在基材41的一個表面41a形成由所述導電材料形成的導電層。可以使用預先形成有由上述導電材料形成的導電層的基材41。

其次，在基材41的一個表面41a上形成的導電層上，形成由氧化鈦(TiO2)、氧化鋅(ZnO)、氧化錫(SnO2)等金屬氧化物形成的光電轉換層。為了形成光電轉換層，首先在粉體供給器1的攪拌部3填充由上述金屬氧化物形成的原料物質6。

其次，使攪拌部3的粉碎攪拌裝置旋轉動作，將載氣從上部導入口51導入至攪拌部3。通過粉碎攪拌裝置的旋轉力而粉碎及攪拌原料物質6。並且，通過粉碎攪拌裝置的旋轉動作及載氣，使原料物質6從導出孔8H導出，並導入至氣溶膠化部4。原料物質6分散於從下部導入口52導入至氣溶膠化部4的載氣中而進行氣溶膠化。然後，將所生成的氣溶膠62從噴出口53噴出至輸送管15，依次向粉碎器25及分級器18運送，並且向設置於成膜室11內的噴射部19運送。

而且，從噴射部19的噴出口19a對形成於基材41的一個表面41a的導電層表面吹送氣溶膠62。

與形成於基材41上的導電層的表面碰撞的原料物質6成為至少其一部分沒入導電層的表面而不容易剝離的狀態。通過導電層和原料物質6的碰撞，在導電層的表面和原料物質6的表面形成新生面。主要在該新生面，導電層和原料物質6相接合。

通過繼續氣溶膠62的吹送，另外的原料物質6與沒入導電層的表面的原料物質6碰撞。通過這種原料物質6彼此的碰撞，在相互的原料物質6的表面形成新生面，主要在該新生面，原料物質6彼此接合。這種原料物質6彼此的碰撞由於不是在如原料物質6熔融那樣的高溫度下進行，因此不易產生溫度上升。在原料物質6彼此接合的界面實質上不存在玻璃質形成的晶界層。

並且，通過繼續吹送原料物質6，逐漸形成許多原料物質6接合在形成於基材41上的導電層的表面上而成的薄膜(省略圖示)。所形成的薄膜具有作為色素敏感太陽能電池的導電層而言充分的強度。也可以進一步進行燒成，進行使強度增加的處理。

通過上述的成膜方法，對形成於基材41的一個表面41a的導電層的表面以高速吹送TiO2粒子，使導電層和TiO2粒子接合，並且使TiO2粒子彼此接合，由此能夠在導電層上形成由TiO2粒子形成的薄膜狀的光電極。

以上述順序所獲得的薄膜不同於所謂加壓粉體，成為強度強於加壓粉體、且與壓粉體相比不易從基材41剝離的薄膜。

[粉體供給器1、成膜裝置10及本發明的成膜方法的作用效果]

如以上說明的那樣，根據本發明的粉體供給器1，在攪拌部3和氣溶膠化部4之間設置有隔板8。在隔板8上形成有從攪拌部3側向氣溶膠化部4側擴大且將原料物質6導出至氣溶膠化部4的導出孔8H。

通過上述構成，原料物質6能夠在集中於導出孔8H並從攪拌部3側擠出後立即在導出孔8H內擴散。因此，在從攪拌部3導出至氣溶膠化部4時，不用像以前那樣壓緊原料物質6，從而可以有效地抑制再凝聚。在氣溶膠化部4，可以穩定且高效地生成氣溶膠62。

根據本發明的粉體供給器1，攪拌部3側的導出孔8H的最小開口寬度優選設為經過攪拌的原料物質6的平均粒徑的100倍以上100000倍以下，優選導出孔8H的開口面積的擴大倍數為10倍以上1000倍以下。

通過上述構成，僅經過粉碎及攪拌的原料物質6能夠從攪拌部3進入導出孔8H，適度地調節通過導出孔8H間的原料物質6的分散度。因此，可以有效地抑制原料物質6的再凝聚，同時穩定且高效地生成氣溶膠62。

根據本發明的粉體供給器1，優選攪拌部3具備能夠以軸線J為中心進行旋轉的攪拌葉片3B，在攪拌葉片3B形成有供原料物質6通過的孔部H或切口C，或者在攪拌部3設置有沿軸線J的方向形成為螺旋狀的攪拌棒3D。

通過上述構成，旋轉體3C或攪拌棒3D進行旋轉動作，由此原料物質6經由孔部H或切口C而在被攪拌葉片3B劃分的攪拌部3的小空間內流通。原料物質6被攪拌，而不會滯留在攪拌部3的固定位置。因此，可以有效地抑制原料物質6的再凝聚，同時穩定且高效地生成氣溶膠62。

根據本發明的粉體供給器1，優選在隔板8和噴出口53之間設置有具有許多微孔的部件21。更優選部件21的微孔的大小設為原料物質6的平均粒徑的100倍以上100000倍以下。

通過上述構成，僅經過粉碎的氣溶膠62能夠通過部件21的微孔，到達噴出口53。因此，可以有效地抑制所生成的氣溶膠62的凝聚。

根據本發明的粉體供給器1，優選在隔板8的攪拌部3側插入有例如珠或球20等粉碎用介質。

通過上述構成，裝填在隔板8的攪拌部3側的原料物質6被珠或球20等粉碎用介質粉碎，並利用從上部導入口51導入的載氣的氣流等容易且迅速地搬運至氣溶膠化部4。

根據本發明的成膜裝置10，由於具備上述的粉體供給器1，因此發揮出能夠抑制在裝置內原料物質6的再凝聚，在基材41上高生產性地形成具有優異的特性的薄膜的效果。

根據本發明的成膜方法，由於使用上述的粉體供給器1或成膜裝置10在基材41上形成薄膜，所以發揮出能夠高生產性地形成具有優異的特性的薄膜的效果。

以上，對本發明的優選的實施方式進行了詳述，但本發明不限定於所述一個實施方式，在記載於權利要求的範圍內的本發明的主旨的範圍內，可以進行各種變形、變更。

例如，雖然省略詳細的圖示，但成膜裝置10可以具備多個粉體供給器1。在多個粉體供給器1中，也可以為下述構成，即：可具有不同的粒度分布，生成平均粒徑不同的氣溶膠62，並導入至成膜室11。通過採用將粒度分布不同的氣溶膠62導入成膜室11的構成，例如可以利用氣溶膠62的分率的調節而任意地調節在基材41上成膜的薄膜中的粒度分布。另外，不僅可以任意地調節粒度分布，例如也可以對基材41吹送不同的粒度分布的原料物質6，獲得薄膜的變化物。

工業上實用性

本發明能夠以粉體供給器、成膜裝置及成膜方法為主，在利用他們的薄膜形成相關的領域廣泛地應用。