(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材層；および
前記基材層の少なくとも一面に備えられ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｗ、これらの酸化物、これらの窒化物およびこれらの炭化物のうちから選択された一つ以上の単一ターゲット物質からなる２層以上の繰り返し積層されたサブ層を有する複合層を含み、
前記２層以上のサブ層間の各元素の含量差が３ａｔ％以下であり、
５５０ｎｍの波長の光に対する複合層の光透過度が８２％以上であることを特徴とする複合フィルム。
【請求項２】
基材層；および
前記基材層の少なくとも一面に備えられ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｗ、これらの酸化物、窒化物および炭化物のうちから選択された１種以上の層構成物質からなるサブ層が２層以上繰り返し積層された構造を有する複合層を含み、
前記２層以上のサブ層間の各元素の含量差が３ａｔ％以下であり、
５５０ｎｍの波長の光に対する複合層の光透過度が８２％以上であることを特徴とする複合フィルム。
【請求項３】
前記２層以上のサブ層間の各元素の含量差が０〜１ａｔ％であることを特徴とする、請求項１または２に記載の複合フィルム。
【請求項４】
前記２層以上のサブ層間の各元素の含量差が１〜３ａｔ％であることを特徴とする、請求項１または２に記載の複合フィルム。
【請求項５】
前記各サブ層の元素組成は珪素（Ｓｉ）および窒素（Ｎ）を含み、前記珪素（Ｓｉ）と前記窒素（Ｎ）の元素比率（Ｓｉ／Ｎ）は１〜２０であることを特徴とする、請求項１または２に記載の複合フィルム。
【請求項６】
前記各サブ層の元素組成は珪素（Ｓｉ）および窒素（Ｎ）を含み、前記珪素（Ｓｉ）と前記窒素（Ｎ）の元素比率（Ｓｉ／Ｎ）は１．７〜１５であることを特徴とする、請求項１または２に記載の複合フィルム。
【請求項７】
前記各サブ層の元素組成は酸素（Ｏ）および窒素（Ｎ）を含み、前記酸素（Ｏ）と前記窒素（Ｎ）の元素比率（Ｏ／Ｎ）は０．１〜３０であることを特徴とする、請求項１または２に記載の複合フィルム。
【請求項８】
前記各サブ層の元素組成は酸素（Ｏ）および窒素（Ｎ）を含み、前記酸素（Ｏ）と前記窒素（Ｎ）の元素比率（Ｏ／Ｎ）は１．４〜２６であることを特徴とする、請求項１または２に記載の複合フィルム。
【請求項９】
前記各サブ層の元素組成は酸素（Ｏ）および珪素（Ｓｉ）を含み、前記酸素（Ｏ）と前記珪素（Ｓｉ）の元素比率（Ｏ／Ｓｉ）は０．１〜２であることを特徴とする、請求項１または２に記載の複合フィルム。
【請求項１０】
前記各サブ層の元素組成は酸素（Ｏ）および珪素（Ｓｉ）を含み、前記酸素（Ｏ）と前記珪素（Ｓｉ）の元素比率（Ｏ／Ｓｉ）は０．８〜１．７であることを特徴とする、請求項１または２に記載の複合フィルム。
【請求項１１】
前記各サブ層の元素組成は珪素（Ｓｉ）、窒素（Ｎ）および酸素（Ｏ）を含み、前記珪素（Ｓｉ）と前記窒素（Ｎ）の元素比率（Ｓｉ／Ｎ）は１〜２０であり、前記酸素（Ｏ）と前記窒素（Ｎ）の元素比率（Ｏ／Ｎ）は０．１〜３０であることを特徴とする、請求項１または２に記載の複合フィルム。
【請求項１２】
前記各サブ層の元素組成は珪素（Ｓｉ）、窒素（Ｎ）および酸素（Ｏ）を含み、前記珪素（Ｓｉ）と前記窒素（Ｎ）の元素比率（Ｓｉ／Ｎ）は１．７〜１５であり、前記酸素（Ｏ）と前記窒素（Ｎ）の元素比率（Ｏ／Ｎ）は１．４〜２６であることを特徴とする、請求項１または２に記載の複合フィルム。
【請求項１３】
前記各サブ層の元素組成は珪素（Ｓｉ）、窒素（Ｎ）および酸素（Ｏ）を含み、前記珪素（Ｓｉ）と前記窒素（Ｎ）の元素比率（Ｓｉ／Ｎ）は１〜２０であり、前記酸素（Ｏ）と前記窒素（Ｎ）の元素比率（Ｏ／Ｎ）は０．１〜３０であり、前記酸素（Ｏ）と前記珪素（Ｓｉ）の元素比率（Ｏ／Ｓｉ）は０．１〜２であることを特徴とする、請求項１または２に記載の複合フィルム。
【請求項１４】
前記各サブ層の元素組成は珪素（Ｓｉ）、窒素（Ｎ）および酸素（Ｏ）を含み、前記珪素（Ｓｉ）と前記窒素（Ｎ）の元素比率（Ｓｉ／Ｎ）は１．７〜１５であり、前記酸素（Ｏ）と前記窒素（Ｎ）の元素比率（Ｏ／Ｎ）は１．４〜２６であり、前記酸素（Ｏ）と前記珪素（Ｓｉ）の元素比率（Ｏ／Ｓｉ）は０．８〜１．７であることを特徴とする、請求項１または２に記載の複合フィルム。
【請求項１５】
前記各サブ層の元素組成は、前記各サブ層を構成する元素全体含有量に対し、３０〜５０ａｔ％の珪素（Ｓｉ）、１０〜６５ａｔ％の酸素（Ｏ）および１〜５０ａｔ％の窒素（Ｎ）を含むことを特徴とする、請求項１または２に記載の複合フィルム。
【請求項１６】
前記各サブ層の元素組成は、前記各サブ層を構成する元素全体含有量に対し、３０〜５０ａｔ％の珪素（Ｓｉ）、１０〜６５ａｔ％の酸素（Ｏ）、１〜５０ａｔ％の窒素（Ｎ）および０超過５ａｔ％の炭素（Ｃ）を含むことを特徴とする、請求項１または２に記載の複合フィルム。
【請求項１７】
前記各サブ層は、下記式１で示される酸素（Ｏ）、窒素（Ｎ）および珪素（Ｓｉ）の元素比率が、０．５〜１であることを特徴とする、請求項１または２に記載の複合フィルム。
（数式１）
（Ｏ２＋Ｎ４／３）／Ｓｉ
【請求項１８】
前記各サブ層の厚さは０．１〜５０ｎｍであることを特徴とする、請求項１または２に記載の複合フィルム。
【請求項１９】
前記２層以上のサブ層のうちの少なくとも二つのサブ層の厚さが互いに異なり、
前記２層以上のサブ層のうちの少なくとも一つのサブ層の厚さは０．１〜５０ｎｍであり、少なくとも一つのサブ層の厚さは０．１〜１０ｎｍであることを特徴とする、請求項１または２に記載の複合フィルム。
【請求項２０】
前記２層以上のサブ層は、厚さが０．１〜５０ｎｍの範囲内である第１サブ層、厚さが０．１〜１０ｎｍの範囲内であり、前記第１サブ層より薄い第２サブ層、前記厚さが０．１〜５０ｎｍの範囲であり、前記第２サブ層より厚い第１サブ層、および前記厚さが０．１〜１０ｎｍの範囲内であり、前記第１サブ層より薄い第２サブ層を前記順序通り含むことを特徴とする、請求項１９に記載の複合フィルム。
【請求項２１】
前記複合層は１０〜５０００ｎｍであることを特徴とする、請求項１または２に記載の複合フィルム。
【請求項２２】
前記複合層の少なくとも一面に備えられたコーティング層をさらに含むことを特徴とする、請求項１または２に記載の複合フィルム。
【請求項２３】
請求項１または２による複合フィルムを含むディスプレイ装置。
【請求項２４】
請求項１または２による複合フィルムを含む太陽光発電素子。
【請求項２５】
基材層の少なくとも一面に２層以上のサブ層を有する複合層を形成するステップとして、単一ターゲット物質を用いて前記２層以上のサブ層を形成するステップを含み、
前記２層以上のサブ層間の各元素の含量差が３ａｔ％以下であることを特徴とする請求項１〜２２の何れか１項に記載の複合フィルムの製造方法。
【請求項２６】
前記単一ターゲット物質は、Ｓｉ、Ａｌ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｗ、これらの酸化物、窒化物および炭化物のうちから選択された１種以上の物質を含むことを特徴とする、請求項２５に記載の複合フィルムの製造方法。
【請求項２７】
前記２層以上のサブ層間の各元素の含量差が０〜１ａｔ％であることを特徴とする、請求項２５に記載の複合フィルムの製造方法。
【請求項２８】
前記２層以上のサブ層間の各元素の含量差が１〜３ａｔ％であることを特徴とする、請求項２５に記載の複合フィルムの製造方法。
【請求項２９】
前記各サブ層の元素組成は珪素（Ｓｉ）、窒素（Ｎ）および酸素（Ｏ）を含み、前記珪素（Ｓｉ）と前記窒素（Ｎ）の元素比率（Ｓｉ／Ｎ）は１〜２０であり、前記酸素（Ｏ）と前記窒素（Ｎ）の元素比率（Ｏ／Ｎ）は０．１〜３０であり、前記酸素（Ｏ）と前記珪素（Ｓｉ）の元素比率（Ｏ／Ｓｉ）は０．１〜２であることを特徴とする、請求項２６に記載の複合フィルムの製造方法。
【請求項３０】
前記各サブ層の元素組成は珪素（Ｓｉ）、窒素（Ｎ）および酸素（Ｏ）を含み、前記珪素（Ｓｉ）と前記窒素（Ｎ）の元素比率（Ｓｉ／Ｎ）は１．７〜１５であり、前記酸素（Ｏ）と前記窒素（Ｎ）の元素比率（Ｏ／Ｎ）は１．４〜２６であり、前記酸素（Ｏ）と前記珪素（Ｓｉ）の元素比率（Ｏ／Ｓｉ）は０．８〜１．７であることを特徴とする、請求項２６に記載の複合フィルムの製造方法。
【請求項３１】
前記各サブ層の元素組成は、前記各サブ層を構成する元素全体含有量に対し、３０〜５０ａｔ％の珪素（Ｓｉ）、１０〜６５ａｔ％の酸素（Ｏ）および１〜５０ａｔ％の窒素（Ｎ）を含むことを特徴とする、請求項２６に記載の複合フィルムの製造方法。
【請求項３２】
前記各サブ層の元素組成は、前記各サブ層を構成する元素全体含有量に対し、３０〜５０ａｔ％の珪素（Ｓｉ）、１０〜６５ａｔ％の酸素（Ｏ）、１〜５０ａｔ％の窒素（Ｎ）および０超過５ａｔ％の炭素（Ｃ）を含むことを特徴とする、請求項２６に記載の複合フィルムの製造方法。
【請求項３３】
前記単一ターゲット物質として窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４）を用いて窒素と酸素の混合反応性ガス下で前記２層以上のサブ層を蒸着させることを特徴とする、請求項２５に記載の複合フィルムの製造方法。
【請求項３４】
前記窒素と酸素の混合反応性ガスは、全体工程ガスに対し、０超過６０％以下で用いられることを特徴とする、請求項３３に記載の複合フィルムの製造方法。
【請求項３５】
前記窒素と酸素の混合反応性ガスのうちの酸素と窒素の含有比率が１：１００〜８０：３０であることを特徴とする、請求項３３に記載の複合フィルムの製造方法。
【請求項３６】
前記２層以上のサブ層の形成ステップは０．５〜２０ｍＴｏｒｒの圧力下で進行されることを特徴とする、請求項２５に記載の複合フィルムの製造方法。
【請求項３７】
前記複合層の少なくとも一面にコーティング層を形成するステップをさらに含むことを特徴とする、請求項２５に記載の複合フィルムの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガス遮断性、水分遮断性および光透過度に優れた複合フィルムおよびその製造方法に関する。
【０００２】
本出願は２００７年６月１日に韓国特許庁に提出された韓国特許出願第２００７−００５３７６７号の出願日の利益を主張し、その内容の全ては本明細書に含まれる。
【背景技術】
【０００３】
有機や無機発光体、ディスプレイ装置、太陽光発展素子などを製造する時、これらの内部電気素子を酸素、水分などの外部化学物質から遮断して保護する必要がある。従来技術によれば、ガラス板を基板材あるいは蓋板として利用して化学物質にぜい弱な内部電気素子を保護している。このようなガラス板は、光透過度、熱膨張係数、耐化学性などに満足するほどの特性を有しているが、重く、壊れやすく、固いため、取り扱いに注意が必要であって、製品設計にも制限要素として作用している。
【０００４】
前記問題点を有している電気素子用基板材としてガラス板を代替し、軽く、耐衝撃性に優れ、柔軟な特性を有する代表的な物質であるプラスチックを適用しようとする試みが活発になされている。しかし、現在商業的に生産されるプラスチックフィルムは、ガラス板に比べて色々な短所を有しているために物性の補完が必要である。特に、プラスチックフィルムのガス遮断性は、ガラス板の特性と比較して改善が至急に必要である。
【０００５】
一般的に、前記電気素子用基板のガス遮断性を補完するために、有機物あるいは無機物を、スパッタリング法、化学蒸着法、ゾル−ゲルコーティング法などの様々な方法によってコーティングして積層する。基板上に積層する前記コーティング層の厚さを増加させれば、ガス遮断性は増加するが、光透過度は減少し、また、残留応力が厚さに応じて次第に増加して一定厚さ以上では亀裂が発生し易く、プラスチック材料の長所である柔軟性を減殺させる短所がある。このような短所を克服するために、無機物層と高分子物質層を交互にいくつか積層するガス遮断層構造が考案されたこともあるが（ＢａｒｉｘＴＭ）、積層された無機物層と有機物層との間の剥離が発生し易い短所がある。
【０００６】
最近、ＧＥ（Ｇｅｎｅｒａｌ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃ）の米国特許ＵＳ７，０１５，６４０  Ｂ２は、ＰＥＣＶＤ（Ｐｌａｓｍａ−ｅｎｈａｎｃｅｄ  ｃｈｅｍｉｃａｌ  ｖａｐｏｒ  ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法を利用し、投入する原料ガスの成分を調節して、有機成分と無機成分を交互にいくつか積層するガス遮断層構造を提示した。前記特許においては、コーティング層の組成が２種類の主要成分の間において連続して変わるようにし、ＢａｒｉｘＴＭのように無機物／有機物層が繰り返される多層構造の短所として指摘された層間剥離を解決しようとした。しかし、用いる蒸着機の大きさが大きくなるほど、蒸着機の中に存在する反応物の組成を迅速に且つ連続的に意図通りに調節することが難しかった。したがって、前記特許は各層の組成と厚さを設計通りに調節し難い特性をさらに有している。このような問題は連続工程の場合により目立つ。また、シラン（ｓｉｌａｎｅ）のように有毒な物質を用いるという短所があり、より安定した原料物質を用いる場合には、蒸着された無機物層に存在する不純物の濃度が増加する恐れがある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで、本発明は、ガス遮断性、水分遮断性および光透過度に優れた複合フィルムおよびその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、基材層；および前記基材層の少なくとも一面に備えられ、単一ターゲット物質からなる２層以上のサブ層を有する複合層を含むことを特徴とする複合フィルムを提供する。
【０００９】
本発明は、基材層；および前記基材層の少なくとも一面に備えられ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｗ、これらの酸化物、窒化物および炭化物のうちから選択された１種以上の層構成物質からなるサブ層が２層以上積層された構造を有する複合層を含み、前記２層以上のサブ層間の各元素の含量差が３ａｔ％以下であることを特徴とする複合フィルムを提供する。
【００１０】
本発明は、基材層の少なくとも一面に２層以上のサブ層を有する複合層を形成するステップとして、単一ターゲット物質を用いて前記２層以上のサブ層を形成するステップを含むことを特徴とする複合フィルムの製造方法を提供する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る複合フィルムは、ガス遮断性、水分遮断性および光透過度に優れており、面上発光体、ディスプレイ装置、太陽光発電素子などの電気素子において基板材、保護蓋および包装材として用いることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の複合層を製作するのに用いることのできる蒸着機の概略図１５０である。
【図２】図１の蒸着機が改良された蒸着機の概略図２５０である。
【図３】基材層３２０の上に複合層３１０が形成された複合フィルムの断面図３５０である。
【図４】２枚の前記複合フィルム３５０が接着層４１０で接合された複合フィルムの断面図４５０である。
【図５】前記複合フィルム（３５０または４５０）の上に電気回路層４２０が形成され、前記電気回路層４２０の上に複合層３１０が形成された電気素子の断面図５５０である。
【図６】前記複合フィルム（３５０または４５０）、ガラス板、半導体ウェハーなどの基板材４３０の上に電気回路層４２０が形成され、前記電気回路層４２０の上に前記複合フィルム（３５０または４５０）が積層された電気素子の断面図６５０である。
【図７】本発明の実施例１による複合層の断面を示す写真である。
【図８】本発明の実施例２による複合層の断面を示す写真である。
【図９】本発明の実施例３による複合層の断面を示す写真である。
【図１０】本発明の実施例４による複合層の断面を示す写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明に係る複合フィルムは、基材層；および前記基材層の少なくとも一面に備えられ、単一ターゲット物質を用いて形成した２層以上のサブ層を有する複合層を含む。
【００１４】
前記基材層は柔軟性に優れることが好ましく、必要により、透明性を有した複合フィルムを製作するためにプラスチックフィルムを用いるか、目的により、ガラス板、半導体ウェハー、複合樹脂組成物から製造された基材、金属から製造された基材などが好ましく用いられる。
【００１５】
前記基材層に用いることのできるプラスチックフィルムとして好適な材料としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ、ＰＥＴ）、ポリアリレート（ｐｏｌｙａｒｙｌａｔｅｓ）、ポリエーテルスルホン（ｐｏｌｙｅｔｈｅｒｓｕｌｆｏｎｅ、ＰＥＳ）、ポリカーボネート（ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅｓ、ＰＣ）、ポリエチレンナフタレート（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅｎａｐｈｔｈａｌａｔｅｓ、ＰＥＮ）、ポリイミド（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ、ＰＩ）、ポリアリレート（ｐｏｌｙａｒｙｌａｔｅｓ）、エポキシ樹脂などから選択された１種以上の物質が好ましい。
【００１６】
前記基材層として用いられるプラスチックフィルムは、機械的物性と熱的物性を増大するために、下記の単純充填剤または下記の繊維形態の充填剤と共に複合樹脂組成物を形成して用いることができる。
【００１７】
前記単純充填剤としては、例えば、金属、ガラス粉末、ダイヤモンド粉末、シリコンオキシド、クレー、リン酸カルシウム、リン酸マグネシウム、硫酸バリウム、フッ化アルミニウム、ケイ酸カルシウム、ケイ酸マグネシウム、ケイ酸バリウム、炭酸バリウム、水酸化バリウム、ケイ酸アルミニウムなどが好ましい。
【００１８】
また、前記繊維形態の充填剤としては、例えば、ガラス繊維や織造されたガラス繊維などが挙げられる。
【００１９】
また、前記基材層に用いることのできる金属としては、ステンレス、銅、アルミニウムなどから選択された１種以上の物質が好ましい。
【００２０】
前記複合層は２層以上のサブ層で構成され、前記２層以上のサブ層は、いくつかのターゲット物質ではなく、一つのターゲット物質で形成することができる。
【００２１】
ここで、単一ターゲット物質を用いるということは、蒸着するサブ層別にターゲットを各々用いることではなく、一つのターゲット物質を用いることを意味する。一例として窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４）のような一つの無機物ターゲットが挙げられるが、これに限定されるものではない。
【００２２】
単一ターゲット物質からなる２層以上のサブ層間の各元素の含量差が３ａｔ％以下であってもよく、０〜１ａｔ％であってもよく、１〜３ａｔ％であってもよい。
【００２３】
前記単一ターゲット物質で２層以上のサブ層を形成できることにより、製造工程が簡素化されるだけでなく、サブ層間の各元素含量差が３ａｔ％以下であって、ほぼ同一であるため、既存の多層フィルムから発生し易い層間剥離現象を減少させることができる。
【００２４】
そこで、ガス遮断性、水分遮断性、光透過度などに優れた複合フィルムを提供することができる。
【００２５】
前記複合層を形成するための前記単一ターゲット物質は、Ｓｉ、Ａｌ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｗ、これらの酸化物、窒化物および炭化物のうちから選択された１種以上の層構成物質を含むことができる。
【００２６】
前記各サブ層の元素組成は珪素（Ｓｉ）、酸素（Ｏ）および窒素（Ｎ）を含むことができる。また、炭素（Ｃ）をさらに含むことができる。
【００２７】
前記各サブ層の元素組成は珪素（Ｓｉ）および窒素（Ｎ）を含み、前記珪素（Ｓｉ）と前記窒素（Ｎ）の元素比率（Ｓｉ／Ｎ）は１〜２０であり得る。また、前記珪素（Ｓｉ）と前記窒素（Ｎ）の元素比率（Ｓｉ／Ｎ）は１．７〜１５であり得る。
【００２８】
前記各サブ層の元素組成は酸素（Ｏ）および窒素（Ｎ）を含み、前記酸素（Ｏ）と前記窒素（Ｎ）の元素比率（Ｏ／Ｎ）は０．１〜３０であり得る。また、前記酸素（Ｏ）と前記窒素（Ｎ）の元素比率（Ｏ／Ｎ）は１．４〜２６であり得る。
【００２９】
前記各サブ層の元素組成は酸素（Ｏ）および珪素（Ｓｉ）を含み、前記酸素（Ｏ）と前記珪素（Ｓｉ）の元素比率（Ｏ／Ｓｉ）は０．１〜２であり得る。また、前記酸素（Ｏ）と前記珪素（Ｓｉ）の元素比率（Ｏ／Ｓｉ）は０．８〜１．７であり得る。
【００３０】
前記各サブ層の元素組成は珪素（Ｓｉ）、窒素（Ｎ）および酸素（Ｏ）を含み、前記珪素（Ｓｉ）と前記窒素（Ｎ）の元素比率（Ｓｉ／Ｎ）は１〜２０であり、前記酸素（Ｏ）と前記窒素（Ｎ）の元素比率（Ｏ／Ｎ）は０．１〜３０であり得る。
【００３１】
前記各サブ層の元素組成は珪素（Ｓｉ）、窒素（Ｎ）および酸素（Ｏ）を含み、前記珪素（Ｓｉ）と前記窒素（Ｎ）の元素比率（Ｓｉ／Ｎ）は１．７〜１５であり、前記酸素（Ｏ）と前記窒素（Ｎ）の元素比率（Ｏ／Ｎ）は１．４〜２６であり得る。
【００３２】
前記各サブ層の元素組成は珪素（Ｓｉ）、窒素（Ｎ）および酸素（Ｏ）を含み、前記珪素（Ｓｉ）と前記窒素（Ｎ）の元素比率（Ｓｉ／Ｎ）は１〜２０であり、前記酸素（Ｏ）と前記窒素（Ｎ）の元素比率（Ｏ／Ｎ）は０．１〜３０であり、前記酸素（Ｏ）と前記珪素（Ｓｉ）の元素比率（Ｏ／Ｓｉ）は０．１〜２であり得る。
【００３３】
前記各サブ層の元素組成は珪素（Ｓｉ）、窒素（Ｎ）および酸素（Ｏ）を含み、前記珪素（Ｓｉ）と前記窒素（Ｎ）の元素比率（Ｓｉ／Ｎ）は１．７〜１５であり、前記酸素（Ｏ）と前記窒素（Ｎ）の元素比率（Ｏ／Ｎ）は１．４〜２６であり、前記酸素（Ｏ）と前記珪素（Ｓｉ）の元素比率（Ｏ／Ｓｉ）は０．８〜１．７であり得る。
【００３４】
前記各サブ層の元素組成は、前記各サブ層を構成する元素全体含有量に対し、３０〜５０ａｔ％の珪素（Ｓｉ）、１０〜６５ａｔ％の酸素（Ｏ）および１〜５０ａｔ％の窒素（Ｎ）を含むことができる。
【００３５】
前記各サブ層の元素組成は、前記各サブ層を構成する元素全体含有量に対し、３０〜５０ａｔ％の珪素（Ｓｉ）、１０〜６５ａｔ％の酸素（Ｏ）、１〜５０ａｔ％の窒素（Ｎ）および０超過５ａｔ％の炭素（Ｃ）を含むことができる。
【００３６】
前記各サブ層は、下記式１で示される酸素（Ｏ）、窒素（Ｎ）および珪素（Ｓｉ）の元素比率が０．５〜１であり得る。
（数式１）
（Ｏ２＋Ｎ４／３）／Ｓｉ
【００３７】
前記各サブ層の厚さは０．１ｎｍ〜５０ｎｍであってもよく、好ましくは０．５ｎｍ〜３０ｎｍ、より好ましくは０．５ｎｍ〜１５ｎｍである。
【００３８】
前記２層以上のサブ層のうちの少なくとも二つのサブ層の厚さが互いに異なってもよい。
【００３９】
前記２層以上のサブ層のうちの少なくとも一つのサブ層の厚さは０．１〜５０ｎｍであり、少なくとも一つのサブ層の厚さは０．１〜１０ｎｍであり得る。
【００４０】
また、前記２層以上のサブ層のうちの前記厚さが相異なる二つのサブ層が交互に繰り返し積層されてもよい。
【００４１】
一例として、図７〜図１０に示すように、２つ以上のサブ層を含む複合層は、０．１〜５０ｎｍ範囲で厚い第１サブ層、０．１〜１０ｎｍ範囲で第１サブ層より薄い第２サブ層、再び、０．１〜５０ｎｍ範囲で厚い第１サブ層、および再び０．１〜１０ｎｍ範囲で第１サブ層より薄い第２サブ層が続けて繰り返される積層形態を有してもよい。
【００４２】
前記２層以上のサブ層を含む複合層の厚さは、各サブ層の厚さと積層回数を調節して決めることが好ましいが、１０ｎｍ〜５０００ｎｍ範囲が好ましく、１０ｎｍ〜１０００ｎｍ範囲がより好ましく、１０ｎｍ〜３００ｎｍ範囲が最も好ましい。
【００４３】
前記２層以上のサブ層を含む複合層は前記基材層の一面または両面のいずれに形成することができ、複合層が形成された本発明に係る複合フィルムを２以上接合して使うこともできる。
【００４４】
一方、本発明に係る複合フィルムは、前記複合層の少なくとも一面に備えられたコーティング層をさらに含むことができる。
【００４５】
前記コーティング層は、基材層の物性を補完するか、新しい特性を付与することができ、例えば、基材層と複合層との間の接着を増加させるか、機械的変形が起こる時に複合層が受ける応力を緩和させるか、複合フィルムの取り扱い過程における複合層の損傷を防止することができる。
【００４６】
前記コーティング層は、例えば、ゾル−ゲル系、アクリル系、エポキシ系およびウレタン系のうちから選択された１種以上の物質を用い、熱硬化または光硬化技法を単独あるいは併用して利用することによって形成させることができる。
【００４７】
一方、また他の形態の本発明に係る複合フィルムは、基材層；および前記基材層の少なくとも一面に備えられ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｗ、これらの酸化物、窒化物および炭化物のうちから選択された１種以上の層構成物質からなるサブ層が２層以上積層された構造を有する複合層を含み、前記２層以上のサブ層間の各元素の含量差が３ａｔ％以下であり得る。前述した実施状態の内容が全て適用されるので具体的な説明は省略する。
【００４８】
本発明に係る複合フィルムは、柔軟性、ガス遮断性および水分遮断性に優れることにより、前記基材層上に蒸着される物質に応じて電気絶縁性を有する基板材として製作することができる。具体的には、ＥＰＤ、ＯＬＥＤ、無機発光体などの基板材として用いることができる。
【００４９】
また、本発明に係る複合フィルムは、水分や酸素などの外部ガスにぜい弱な内部電気素子、例えば、具体的にはＥＰＤ、ＯＬＥＤ、無機発光体などを保護したり、ガス遮断が必要な製品を包装したりする目的で使うことができる。
【００５０】
一方、本発明に係る複合フィルムの製造方法は、基材層の少なくとも一面に２層以上のサブ層を有する複合層を形成するステップとして、単一ターゲット物質を用いて前記２層以上のサブ層を形成するステップを含むことができる。構成および材質は前述した複合フィルムの内容が全て適用されるので具体的な説明は省略する。
【００５１】
前記２層以上のサブ層を形成するステップにおいて、いくつかのターゲット物質ではなく、前記単一ターゲット物質と単一な工程条件を用いて２層以上のサブ層を有する複合層を形成すれば、製造工程が簡素化され、サブ層間の各元素の含量差が３ａｔ％以下であって、ほぼ同一であり、ガス遮断性、水分遮断性、光透過度などに優れた複合フィルムを提供することができる。
【００５２】
また、いくつかのターゲット物質を用い、それにより、それぞれ異なる工程条件を同一の蒸着室において利用する場合には、ターゲット物質や工程ガスの相互汚染が生じ易いが、単一物質のターゲットおよび単一な工程条件を利用する本発明の場合には、生産性を考慮して単一物質のターゲットをいくつか続けて用いても、ターゲット物質と工程ガス条件の差から起因する相互汚染の恐れはない。
【００５３】
また、単一ターゲット物質でサブ層を形成する場合、電子顕微鏡で観察されるサブ層は元素組成の差や結晶構造の差を有するため、繰り返されるサブ層の積層によって蒸着が周期的に初期化される効果を期待することができる。すなわち、既存の有機層と無機層の繰り返しによる欠陥（ｄｅｆｅｃｔｓ）の成長や層間欠陥が連結されることを防止する効果を微細積層構造を通じて得る。したがって、ガス遮断性に優れた特性を得ることができる。
【００５４】
具体的に説明すれば、引き続き２つ以上のサブ層が積層される時、これらの界面に３ａｔ％以下の範囲内で元素組成差あるいは微細な結晶構造の差が生じ、電子顕微鏡で観察される層状の積層構造が形成される。
【００５５】
連続した２層間にこのように差があるサブ層が周期的に存在して毎回蒸着を初期化する役割をするため、単一ターゲット物質を蒸着する過程において、欠陥（ｄｅｆｅｃｔ）の成長を抑制、すなわち初期化してガス遮断性を向上させることができる。このように、本発明においては、繰り返される微細層状構造を形成し、２層以上のサブ層で形成された複合層を提供することができる。
【００５６】
前記単一ターゲット物質として窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４）を用いて、窒素と酸素の混合反応性ガス下で、前記２層以上のサブ層を蒸着させることができる。
【００５７】
前記窒素と酸素の混合反応性ガスは、全体工程ガスに対し、０超過６０％以下で用いることができる。
【００５８】
前記窒素と酸素の混合反応性ガスのうちの酸素と窒素の含有比率が１：１００〜８０：３０であり得る。一例として、光透過度を考慮すれば、含有比率が３０：７０〜７５：２５であり得る。
【００５９】
前記２層以上のサブ層の形成ステップは、０．５〜２０ｍＴｏｒｒの圧力下で進行され得る。
【００６０】
一方、本発明に係る複合フィルムの製造方法によれば、サブ層の積層条件に応じ、前述した工程条件、すなわち、ガス流量比、工程圧力および蒸着速度のうちの少なくとも一つを異にして、それぞれ異なる微細積層構造を変化させることができ、一定範囲内の元素構成を有するようにすることができる。
【００６１】
サブ層の蒸着方法としては、例えば、スパッタリング法、イオンメッキ法、化学蒸着法、ゾル−ゲルコーティング法などによって積層されることが好ましい。しかし、本発明の目的を効果的に達成するために、スパッタリング（ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ）法あるいはイオンメッキ法（ｉｏｎ  ｐｌａｔｉｎｇ）を利用することが好ましい。
【００６２】
この時、スパッタリング法の工程変数を調節し、前記複合層を構成する各サブ層の微細構造や元素構成、厚さなどを調節することができる。
【００６３】
一般的に、スパッタリング法を利用していくつかの層を積層する時、積層される層数だけのターゲット物質を用いることは知られている。ところが、単一ターゲット物質を用いる場合にも、工程に投入する反応性ガスの組成を調節し、形成される蒸着層の組成を変化させることができる。例えば、Ｓｉ、Ａｌ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｗなどの金属は、スパッタリング工程に用いる反応性ガスの種類（例：酸素、窒素）や濃度に応じていくつかの無機物を形成して蒸着することが可能である。また、炭化物や窒化物などの化合物をターゲットとして用いる場合には、他の反応性に優れたガス（例：酸素、アンモニア）を工程ガスに混入して反応程度を調節することにより、蒸着されるサブ層の成分を容易に調節することができる。
【００６４】
本発明に係るスパッタリング法において、工程ガスの組成の他にも、工程圧力、ターゲットの投入エネルギー、蒸着工程における無機物の冷却条件、スパッタの形態要素（ｇｅｏｍｅｔｒｙ）、蒸着時間などの他の工程変数を調節し、いくつかのサブ層で構成される複合層を色々な構成形態に形成することができる。これは、工程変数の設定により、形成される各サブ層の元素組成や微細構造が変わるためであると考えられる。したがって、単一ターゲット物質を用い、工程変数を単一条件に調節しても、様々な微細無機物構造と元素組成を有するいくつかのサブ層からなる複合層を形成することが可能である。
【００６５】
本発明に係るスパッタリング法に用いられる工程ガスとしては、例えば、アルゴン、ヘリウム、窒素（あるいはアンモニア）、酸素、三フッ化窒素（ＮＦ３）、三フッ化メタン（ＣＨＦ３）などのうちから選択された２種以上の混合反応性ガスを利用することが好ましい。
【００６６】
この時、アルゴンやヘリウムは基本工程ガスとして用い、残りは反応性ガスとして１種以上を基本工程ガスと共に用いることが好ましい。工程に投入する全体ガス量はスパッタの圧力を０．５〜２０ｍＴｏｒｒの間に維持できる範囲で用い、工程ガスに混合される反応性ガスは蒸着される無機物の元素組成を変化させるために全体工程ガスに対し０〜６０％含量範囲で用いることができる。ここで、一例として、圧力は０．５〜２０ｍＴｏｒｒであり、含量範囲は０超過３５％以下であり得る。しかし、これに限定されるものではない。
【００６７】
前記範囲内で反応性ガスを２種以上用いて蒸着される無機物の元素組成を調節することができ、例えば、酸素と窒素を同時に用いることができる。
【００６８】
前記スパッタリング工程において、複合層を構成する各サブ層の厚さは投入エネルギー、ガス組成、蒸着基材の移送速度、工程圧力などにより変わり、これらの変数は最適な物性（ガス遮断性、光透過度など）を発揮するために蒸着装置に応じて異なるように調節することができる。
【００６９】
前記スパッタリング工程において、複合層を構成する各サブ層の元素組成は、用いるターゲットの種類、用いる反応性ガスの種類と濃度、工程圧力、投入エネルギーなどによって変わり得る。
【００７０】
前記スパッタリング工程において、複合層を構成する各サブ層の微細構造は、元素組成だけでなく、投入エネルギーと蒸着工程内において蒸着層が冷却される条件に応じて変わり得る。特に、冷却条件は、蒸着装置に応じ、蒸着直後蒸着層が冷却される時間を調節するか、蒸着途中あるいは蒸着直後に蒸着層が冷却される条件をより容易に調節するために、蒸着装置に別途の基材冷却装置を設けることができる。
【００７１】
前記スパッタは、前記で説明された投入エネルギー、基材移送速度（あるいは基材冷却速度）、工程圧力、工程ガス流量と組成などの主要工程変数を調節できることが好ましい。
【００７２】
一方、以下では、図面を参照して本発明に係る複合フィルムの製造方法について具体的に説明する。
【００７３】
図１は、本発明に係る複合層を製作するのにスパッタリング法を使用できる蒸着機１５０の概略図である。蒸着機１５０において、ターゲット１３１は基材１２０の上に固定され、電源装置１３２から電力の供給を受ける。基材１２０は移送ベルト１２１の上に置かれ、１対の回転ロール（１４１，１４２）の回転によって左右に移動可能である。回転ロール（１４１，１４２）の回転速度は左右方向に調節可能になっており、ターゲットを中心に基材を動かす距離は左右に各々異なり得、移送ベルト１２１の両端に基材１２０が留まる時間は任意に調節することができる。
【００７４】
図２は、図１の蒸着機１５０を改良し、回転ロール（１４１，１４２）を利用して連続的なフィルムを取り扱うようにした蒸着機２５０の概略図であり、蒸着途中あるいは直後に蒸着層が冷却される条件を異にするために、移動する基材フィルムの下方に冷却装置２２０を備えている。また、蒸着機（１５０や２５０）を、２つ以上のターゲットを装着するように改良し、多様な微細多層構造の複合層を形成することもできる。
【００７５】
図３は、基材層３２０の上にいくつかの層のサブ層で構成された複合層３１０が蒸着され製作された複合フィルム３５０の断面図を示す。
【００７６】
図４は、２枚の前記複合フィルム３５０が各々基材面同士あるいは複合層面同士で接着剤４１０によって貼り合わせられ製作された複合フィルム４５０の断面図を示す。
【００７７】
図５は、前記複合フィルム（３５０または４５０）の上に電気回路層４２０が形成され、前記電気回路層４２０の上に複合層３１０が形成された電気素子の断面図５５０である。
【００７８】
図６は、前記複合フィルム（３５０または４５０）、ガラス板、半導体ウェハーなどの基板材４３０の上に電気回路層４２０が形成され、前記電気回路層上に前記複合フィルム（３５０または４５０）が積層された電気素子の断面図６５０である。
【００７９】
本発明は、前記のような複合フィルムを含む発光体、ディスプレイ装置、太陽光発電素子を提供する。
【実施例】
【００８０】
以下、本発明の実施例によって本発明をより詳細に説明する。但し、本発明の実施例は色々な形態に変形することができ、本発明の範囲が下記で詳述する実施例によって限定されると解釈してはいけない。本発明の実施例は当業界で平均的知識を有する者に本発明をより完全に説明するために提供されるものである。
＜実施例１〜４＞
【００８１】
厚さ１００μｍのＰＥＴ基材層上に単一窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４）ターゲットをスパッタリングして複合層を製造した。実施例１〜４は、表１に示すように工程ガスの組成と圧力を異にして実施し、各実施例におけるガス組成は蒸着過程中に変動されることなく表１に示す比率で一定に維持された。共通工程条件として、投入エネルギーは２ｋＷであって、酸素と窒素を合わせた反応性ガスの濃度は全体工程ガスに対して２０％を維持し、基材がターゲット中心に左右に往復する距離は各方向別に異なるように設定した。
＜比較例１および２＞
【００８２】
比較例１は複合層のない基材層であり、比較例２は酸素濃度を全体工程ガスに対して１０％を維持し、投入エネルギー２ｋＷを使ってＳｉＯ２ターゲットをスパッタリングして製作した複合フィルムである。
＜実験例１＞水分透過度および光透過度の測定
【００８３】
本発明による複合層が有する効果を調べるために水分透過度と光透過度を測定した。水分透過度は、水分透過度測定機（Ｌｙｓｓｙ社のＬ８０−５０００）を利用して３８℃でフィルム両面に９０％ＲＨの湿度差を維持しながら評価し、光透過度は、分光器（Ｖａｒｉａｎ社のＣａｒｙ  ３Ｅ）を利用して測定し、複合層の断面は、透過電子顕微鏡（ＴＥＭ、Ｐｈｉｌｉｐｓ社のＴＥＣＨＮＡＩ  ２０−Ｓ）によって分析した。測定値は下記表１に示す。
【００８４】
【表１】
0005419868.tif 000002
【００８５】
前記表１から分かるように、実施例１〜３の場合、水分透過度は測定装置の測定限界以下に表れ、光透過度はスパッタリング条件に応じて優秀に維持することができた。図７〜図１０は前記実施例１〜実施例４で積層した複合層の断面を透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）によって観察した結果を各々示し、単一ターゲットを用いたことにもかかわらず、約２ｎｍ〜５ｎｍ程度の薄い構成層がいくつか積層されて複合層を形成していることが分かる。
＜実験例２＞複合層の元素分析および水滴接触角の測定
【００８６】
実施例１〜４による複合層の元素成分をＸＰＳ（Ｘ−ｒａｙ  Ｐｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ、ＥＳＣＡ  Ｌａｂ  ２５０  Ｓｙｓｔｅｍ）で分析した結果を表２〜４に示す。また、実施例１〜４による複合層の表面性質を評価するために水滴接触角を測定した結果を表２に示す。
【００８７】
【表２】
0005419868.tif 000003
【００８８】
【表３】
0005419868.tif 000004
【００８９】
【表４】
0005419868.tif 000005
【００９０】
※表３および表４の結果は、試料が大気に露出されて発生した汚染物質を除去するためにＡｒイオンでエッチングしながらＸＰＳで元素分析を行った結果であり、ここで、時間（ｓｅｃ）は一定条件のＡｒイオンでエッチングする時間であって、各時間ごとにＸＰＳで元素含量を分析する。
【００９１】
表２の水滴接触角の変動から分かるように、複合層表面の性質も工程条件によって調節することができる。
【００９２】
また、表２により、本発明に係る実施例１〜４による複合層を構成するサブ層はＳｉ、Ｏ、ＮまたはＯ、Ｎ、Ｓｉ、Ｃ元素成分を含むことが分かり、工程条件に応じて複合層のこのような元素組成を多様に調節できることが分かる。
【００９３】
また、時間別に元素含量を分析した表３〜４により、実施例１〜４による複合層を構成する２層以上のサブ層を単一ターゲットを用いて形成すれば、サブ層間に元素組成は１０秒以上エッチングすれば若干の誤差範囲内で互いに同一に維持されることが分かる。
【００９４】
このように、本発明により、いくつかのターゲットではなく、単一ターゲット物質と単一な工程条件を使って２層以上のサブ層を有する複合層を形成し、このように単一ターゲットからなる２層以上のサブ層は、前記２層以上のサブ層間の各元素の含量差が３ａｔ％以下であって、サブ層間に各元素含量がほぼ同一であることにより、ガス遮断性、水分遮断性、光透過度に優れた本発明に係る複合フィルムを提供できることが分かる。
【図１】
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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２】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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