(57)【要約】  リチウム二次電池の集電リード形成部と電極活物質部を同時に形成する、量産性に優れた真空蒸着装置を提供する。シャッター１２ａ、１２ｂを閉めた状態で、第１のロール３に巻き付けられた基板４を繰り出し、第２のロール８に向かって搬送し、第１および第２の蒸着可能領域６０ａ、６０ｂまで来たところで停止する。ここで、シャッター１２ａを開け、蒸発源９の坩堝内の蒸着原料を蒸発させて、第１の蒸着可能領域６０ａに位置する基板４の表面に供給する。これにより、基板４の表面に第１層の蒸着膜を形成する。所定の時間基板４に蒸着を行った後、シャッター１２ａを閉じる。次に基板４を再度搬送し、第１の蒸着可能領域６０ａで蒸着形成された部分を、第２の蒸着可能領域６０ｂの位置で停止する。シャッター１２ａ、１２ｂを開け、再度蒸着を行い、第１の蒸着可能領域６０ａで第１層を形成するとともに、第２の蒸着可能領域６０ｂでは、第１層の上に、第１層とは成長方向が異なる第２層の蒸着膜を形成する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
チャンバー内において第１のロールと第２のロールにシート状の基板を搬送可能に巻き付けるとともに、蒸発源から蒸着原料を蒸発させることによって前記基板に蒸着膜を形成するロールツーロール方式の蒸着膜の形成方法であって、
（ａ）  前記基板の搬送経路における前記第１のロールと前記第２のロールとのあいだで、蒸発した蒸着原料が到達する蒸着可能領域内に設けた第１のガイド部材によって、前記基板の、前記蒸発した蒸着原料によって照射される面である第１表面が前記蒸発源に対して凸になり、前記基板の搬送経路において前記第１のガイド部材よりも前記第１のロール側に位置する第１の蒸着可能領域と、前記第１の蒸着可能領域と不連続で、前記第１のガイド部材よりも前記第２のロール側に位置する第２の蒸着可能領域が形成されるように、前記基板を保持する工程と、
（ｂ）  前記蒸発源を加熱することによって前記蒸着原料を蒸発させる工程と、
（ｃ）  前記蒸発源と前記基板とのあいだに設けたシャッター部材を開放することによって、前記第１の蒸着可能領域で、前記第１表面上にある第１の成膜領域に第１の蒸着膜を形成する工程と、
（ｄ）  前記工程（ｃ）の後で、前記シャッター部材を閉鎖し、前記蒸発した蒸着原料から前記基板を遮蔽した状態で、前記第１のロールが前記基板を繰り出し、前記第２のロールが前記基板を巻き取ることによって、前記第１の成膜領域が前記第２の蒸着可能領域に位置するように前記基板を搬送する工程と、
（ｅ）  前記工程（ｄ）の後で、前記シャッター部材を開放することによって、前記第１の蒸着可能領域で、前記第１表面上にあり前記第１の成膜領域とは不連続な第２の成膜領域に、第１の蒸着膜を形成すると同時に、前記第２の蒸着可能領域で、前記工程（ｃ）で前記第１の成膜領域に形成された前記第１の蒸着膜の上に、前記第１の蒸着膜とは成長方向が異なる第２の蒸着膜を形成する工程と、を含む蒸着膜の形成方法。
【請求項２】
（ｄ’）  前記工程（ｅ）の後で、前記シャッター部材を閉鎖し、前記蒸発した蒸着原料から前記基板を遮蔽した状態で、前記第１のロールが前記基板を繰り出し、前記第２のロールが前記基板を巻き取ることによって、前記基板を前記工程（ｄ）と概略同一の距離だけ搬送する工程と、
（ｅ’）  前記工程（ｄ’）の後で、前記シャッター部材を開放することによって、前記第１の蒸着可能領域で、前記第１表面上にあり前記第２の成膜領域とは不連続な第３の成膜領域に第１の蒸着膜を形成すると同時に、前記第２の蒸着可能領域で、前記工程（ｅ）で前記第２の成膜領域に形成された前記第１の蒸着膜の上に、前記第１の蒸着膜とは成長方向が異なる第２の蒸着膜を形成する工程と、をさらに含む、請求項１に記載の蒸着膜の形成方法。
【請求項３】
前記第１のガイド部材と前記蒸発源とのあいだに位置している第１の遮蔽部材によって、前記蒸発した蒸着原料が前記基板の法線方向からは前記基板に入射しない、請求項１に記載の蒸着膜の形成方法。
【請求項４】
前記第１の蒸着可能領域と、前記第２の蒸着可能領域の長さの比が１：１である、請求項１に記載の蒸着膜の形成方法。
【請求項５】
（ｆ）  前記シャッター部材を閉鎖して、工程（ｄ）における前記基板の搬送方向とは逆の方向に前記基板を巻き戻す工程と、
（ｇ）  前記工程（ｃ）〜（ｅ）と同じ手順を繰り返すことによって、前記第２の蒸着膜の上に、前記第２の蒸着膜とは成長方向が異なる第３の蒸着膜を形成し、前記第３の蒸着膜の上に、前記第３の蒸着膜とは成長方向が異なる第４の蒸着膜を形成する工程、
（ｈ）  前記工程（ｆ）及び前記工程（ｇ）と同じ手順を繰り返すことによって、成長方向が交互に異なる５層以上の蒸着膜を得る工程と、をさらに含む、請求項１に記載の蒸着膜の形成方法。
【請求項６】
前記工程（ａ）において前記基板を保持する前に、前記基板を２００〜４００℃に加熱する、請求項１に記載の蒸着膜の形成方法。
【請求項７】
前記工程（ａ）において、前記基板の搬送経路における前記第１のロールと前記第２のロールとのあいだで、前記第１のガイド部材よりも前記第２のロール側で、前記蒸着可能領域内に設けた支持部材によって、前記第１表面が前記蒸発源に対して凹になり、前記第２の蒸着可能領域と不連続で、前記基板の搬送経路において前記支持部材よりも前記第２のロール側に位置する第３の蒸着可能領域が形成されるように、前記基板を保持し、
（ｉ）  前記工程（ｅ）の後で、前記シャッター部材を閉鎖し、前記蒸発した蒸着原料から前記基板を遮蔽した状態で、前記第１のロールが前記基板を繰り出し、前記第２のロールが前記基板を巻き取ることによって、前記基板を前記工程（ｄ）と概略同一の距離だけ搬送する工程と、
（ｊ）  前記工程（ｉ）の後で、前記シャッター部材を開放することによって、前記第１の蒸着可能領域で、前記第１表面上にあり前記第２の成膜領域とは不連続な第３の成膜領域に第１の蒸着膜を形成すると同時に、前記第２の蒸着可能領域で、前記工程（ｅ）で前記第２の成膜領域に形成された前記第１の蒸着膜の上に、前記第１の蒸着膜とは成長方向が異なる第２の蒸着膜を形成し、さらに、前記第３の蒸着可能領域で、前記工程（ｅ）で前記第１の成膜領域に形成された前記第２の蒸着膜の上に、前記第２の蒸着膜とは成長方向が異なる第３の蒸着膜を形成する工程と、をさらに含む、請求項１に記載の蒸着膜の形成方法。
【請求項８】
前記工程（ａ）において、前記基板の搬送経路における前記第１のロールと前記第２のロールとのあいだで、前記支持部材よりも前記第２のロール側で、前記蒸着可能領域内に設けた第２のガイド部材によって、前記第１表面が前記蒸発源に対して凸になり、前記第３の蒸着可能領域と不連続で、前記基板の搬送経路において前記第２のガイド部材よりも前記第２のロール側に位置する第４の蒸着可能領域が形成されるように、前記基板を保持し、
（ｋ）  前記工程（ｊ）の後で、前記シャッター部材を閉鎖し、前記蒸発した蒸着原料から前記基板を遮蔽した状態で、前記第１のロールが前記基板を繰り出し、前記第２のロールが前記基板を巻き取ることによって、前記基板を前記工程（ｄ）と概略同一の距離だけ搬送する工程と、
（ｌ）  前記工程（ｋ）の後で、前記シャッター部材を開放することによって、前記第１の蒸着可能領域で、前記第１表面上にあり前記第３の成膜領域とは不連続な第４の成膜領域に第１の蒸着膜を形成すると同時に、前記第２の蒸着可能領域で、前記工程（ｊ）で前記第３の成膜領域に形成された前記第１の蒸着膜の上に、前記第１の蒸着膜とは成長方向が異なる第２の蒸着膜を形成し、さらに、前記第３の蒸着可能領域で、前記工程（ｊ）で前記第２の成膜領域に形成された前記第２の蒸着膜の上に、前記第２の蒸着膜とは成長方向が異なる第３の蒸着膜を形成し、さらに、前記第４の蒸着可能領域で、前記工程（ｊ）で前記第１の成膜領域に形成された前記第３の蒸着膜の上に、前記第３の蒸着膜とは成長方向が異なる第４の蒸着膜を形成する工程と、をさらに含む、請求項７に記載の蒸着膜の形成方法。
【請求項９】
前記工程（ａ）において、前記基板の搬送経路における前記第１のロールと前記第２のロールとのあいだで、前記第２の蒸着可能領域よりも前記第２のロール側で設けた反転機構によって、前記蒸着原料によって照射される面を反転して、前記第１表面の反対面である第２表面を蒸発源に対向させ、前記第２の蒸着可能領域と不連続で、前記基板の搬送経路において前記反転機構よりも前記第２のロール側に位置する第３の蒸着可能領域が形成されるように、前記基板を保持し、
（ｍ）  前記工程（ｄ′）の基板搬送により、前記第１の成膜領域の裏面が前記第３の蒸着可能領域に到達した後、前記シャッター部材を開放することによって、前記第３の蒸着可能領域で、前記第１の成膜領域の裏面に第１の蒸着膜を形成する工程と、をさらに含む、請求項２に記載の蒸着膜の形成方法。
【請求項１０】
前記工程（ａ）において、前記基板の搬送経路における前記第１のロールと前記第２のロールとのあいだで、前記第３の蒸着可能領域よりも前記第２のロール側で、前記蒸着可能領域内に設けた第２のガイド部材によって、前記第２表面が前記蒸発源に対して凸になり、前記第３の蒸着可能領域と不連続で、前記基板の搬送経路において前記第２のガイド部材よりも前記第２のロール側に位置する第４の蒸着可能領域が形成されるように、前記基板を保持し、
（ｎ）前記工程（ｍ）の後で、前記シャッター部材を閉鎖し、前記蒸発した蒸着原料から前記基板を遮蔽した状態で、前記第１のロールが前記基板を繰り出し、前記第２のロールが前記基板を巻き取ることによって、前記基板を前記工程（ｄ）と概略同一の距離だけ搬送する工程と、
（ｏ）  前記工程（ｎ）の後で、前記シャッター部材を開放することによって、前記第３の蒸着可能領域で、前記第２の成膜領域の裏面に第１の蒸着膜を形成すると同時に、前記第４の蒸着可能領域で、前記工程（ｍ）で前記第１の成膜領域の裏面に形成された前記第１の蒸着膜の上に、前記第１の蒸着膜とは成長方向が異なる第２の蒸着膜を形成する工程と、をさらに含む、請求項９に記載の蒸着膜の形成方法。
【請求項１１】
シート状の基板と、前記基板上に積層された４層以上の複層構造の活物質体からなる蒸着膜とを有する電池用極板であって、
前記活物質体の成長方向は、前記基板の法線方向に対して傾斜しており、
前記複層構造の活物質体のうち連続する２層は、活物質体の成長方向が互いに異なり、
第（３ｚ＋１）番目の層の膜厚は、第３ｚ番目の層の膜厚又は第（３ｚ−１）層の膜厚の２倍である（ただし、ｚは１以上の整数を表す）ことを特徴とする、電池用極板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蒸着膜の形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、モバイル機器の高性能化および多機能化に伴い、それらの電源である二次電池の高容量化が要求されている。この要求を満足し得る二次電池として非水電解質二次電池が注目されている。非水電解質二次電池の高容量化を達成するために、電極活物質（以下、単に「活物質」とする）として、ケイ素（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、スズ（Ｓｎ）などを用いることが提案されている。このような電極活物質を用いた非水電解質二次電池用電極（以下、単に「電極」とする）は、一般的に、電極活物質やバインダーなどを含むスラリーを集電体に塗布することで形成されている（以下、「塗布型電極」とする）。しかし、充放電の繰り返しに起因して、活物質が激しく膨張・収縮する結果、粉砕されたり微細化されるおそれがある。活物質の粉砕や微細化が生じると、電極の集電性の低下を引き起こす問題がある。また、活物質と電解液との接触面積が増大するために、活物質による電解液の分解反応を促進することになり、十分な充放電サイクル特性が得られないという問題もある。また、塗布型電極では、電極中に導電材やバインダーなどが含まれるために、電極の容量を高めることが困難である。
【０００３】
そこで、塗布型電極に代わって、蒸着法、スパッタリング法またはＣＶＤ法などの真空プロセスを用いて集電体に活物質層を形成することによって、電極を製造することが検討されている。真空プロセスを用いて形成された電極は、塗布型電極に比べて、活物質層の微細化を抑制できるとともに、集電体と活物質層との密着性をより高めることができるので、電極における電子伝導性を向上でき、かつ、電極容量および充放電サイクル特性を改善できる。また、電極中に存在する導電材やバインダーを削減あるいは排除できるので、本質的に電極の容量を高めることが可能となる。
【０００４】
しかしながら、真空プロセスを用いても、充放電時における活物質の膨張・収縮に起因して、集電体と活物質層とが剥離したり、集電体に応力がかかってしわが発生するおそれがあり、充放電サイクル特性を低下させる要因となっていた。
【０００５】
これに対し、本出願人による特許文献１および２は、集電体の法線方向に対して傾斜した方向からケイ素粒子を蒸着させることによって（斜め蒸着）、活物質体層を形成することを提案している。このような活物質体層は、後述するシャドウイング効果を利用して形成され、集電体表面の法線方向に対して一方向に傾斜した柱状の活物質体が集電体表面に配列された構造を有している。この構造によると、活物質体間にケイ素の膨張応力を緩和する空間を確保できるので、活物質体が集電体から剥離したり、集電体にしわが発生することを抑制でき、従来よりも充放電サイクル特性を向上できる。
【０００６】
また、特許文献２には、集電体にかかる活物質の膨張応力をより効果的に緩和するために、蒸着方向を切り換えながら複数段の斜め蒸着を行うことにより、ジグザグ状に成長させた活物質体を形成することが提案されている。ジグザグ状の活物質体は、例えば次のようにして形成される。
【０００７】
まず、集電体上に、集電体の法線方向から傾斜した第１の方向から蒸着を行って第１部分を形成する（第１段目の蒸着工程）。その後、集電体の法線方向に対して第１の方向と反対側に傾斜した第２の方向から蒸着を行って、第１部分の上に第２部分を形成する（第２段目の蒸着工程）。その後、さらに第１の方向から蒸着を行って第３部分を形成する（第３段目の蒸着工程）。このようにして、任意の積層数に達するまで、蒸着方向を切り換えながら蒸着工程を繰り返し、活物質体を得る。
【０００８】
このような活物質体の形成は、例えば上述した特許文献２に記載された蒸着装置を用いて行うことができる。特許文献２に記載された蒸着装置では、蒸発源の上方に集電体を固定する固定台が配置されている。固定台は、その表面が蒸発源における蒸発面（蒸着原料の上面）と平行な平面に対して傾斜するように配置されている。これによって、集電体の法線方向に対して任意の角度だけ傾斜した方向から集電体表面に蒸着原料を入射させることができる。また、固定台の傾斜方向を切り換えることにより、蒸着原料の入射方向（蒸着方向）を切り換えることができる。従って、固定台の傾斜方向を切り換えながら複数段の蒸着工程を繰り返すと、上述したようなジグザグ状の活物質体が得られる。なお、固定台の傾斜方向を切り換える代わりに、蒸発源を移動させたり、または複数の蒸発源を交互に用いることによって、蒸着原料の入射方向を切り換える構成も記載されている。
【０００９】
一方、特許文献３〜特許文献５には、量産プロセスに好適に使用されるロールツーロール方式の蒸着装置が開示されている。【００１０】
特許文献３には、ロールツーロール方式の蒸着装置を用いて、斜め蒸着によって活物質層を形成することが提案されている。この蒸着装置では、チャンバー内で、シート状の集電体を巻出しロールから巻取りロールへ走行させ、所定の蒸着領域において、走行している集電体表面に蒸着膜（活物質層）を連続的に形成することができる。この蒸着領域では、集電体の法線方向から傾斜した一方向から集電体表面に蒸着原料が入射するので、集電体の法線方向から特定の方向に傾斜した柱状の活物質体を形成できる。【００１１】
特許文献４には、電解コンデンサ用電極材料を連続生産するための蒸着装置として、種々の構成のロールツーロール方式の蒸着装置が開示されている。例えば１つの蒸発源に対して２つの蒸着ロールを配置し、各蒸着ロール上の基板表面に上記蒸発源で蒸発させた金属粒子を蒸着させることにより、１つの蒸発源に対して２つの蒸着領域を設ける構成も提案されている。
【００１２】
特許文献５では、ロールツーロール方式の蒸着装置を用いて、斜め蒸着によって活物質層を形成するにあたって、集電板をＶ字型に保持し、集電板を走行させながら蒸着原料を二方向から入射して活物質層を形成する方法（図６）が提案されている。
【００１３】
さらに、特許文献６では、長尺形状の集電体を走行させながら集電体表面に活物質層を蒸着する際の問題点を克服するために、長尺形状の集電体を静止させて活物質層を蒸着することを提案している。この際、活物質層は連続して形成されていてもよいし、未形成領域を間に挟んで断続的に形成してすることもできると記載されている。
【特許文献１】国際公開第２００７／０１５４１９号パンフレット
【特許文献２】国際公開第２００７／０５２８０３号パンフレット
【特許文献３】特開２００７−１２８６５９号公報
【特許文献４】特許第２７０４０２３号公報
【特許文献５】特開平１０−１３０８１５号公報
【特許文献６】特開２００７−３１７４１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
特許文献１及び特許文献２に記載された蒸着装置を用いると、予め所定のサイズに切断された集電体に対して蒸着を行うため、生産性が低くなってしまうため、量産プロセスに適用することは困難である。【００１５】
また、特許文献３及び特許文献４に記載された従来のロールツーロール方式の蒸着装置を用いて、特許文献２に記載されているようなジグザグ状に成長させた活物質体を連続的に形成することは困難である。【００１６】
前述したように、特許文献２に記載されたような活物質体は、集電体に対する蒸着原料の入射方向（蒸着方向）を切り換えながら複数段の蒸着を行うことにより形成される。しかし、特許文献３の蒸着装置では、集電体に対する蒸着原料の入射方向（蒸着方向）を切り換えようとすると、蒸発源に対する蒸着領域の配置を変更する必要がある。チャンバー内を真空に保った状態で蒸着方向を切り換えることが難しく、上記のような活物質体を含む蒸着膜を連続して形成することができない。【００１７】
また、特許文献４の蒸着装置は、そもそも斜め蒸着を行うように構成されておらず、集電体表面の法線方向に対する蒸着原料の入射角度や蒸着方向を制御することが困難である。従って、活物質体の蒸着方向を制御してジグザグ状に成長させた活物質体を形成することはできない。【００１８】
さらに、従来のロールツーロール方式で基板の搬送と同時に蒸着を行うと、活物質層が基板の全面に形成されるため、集電をするために、リードを形成する部分で活物質層を剥離しなければならないという問題がある。
【００１９】
特許文献５の蒸着方法においても、Ｖ字型経路のロールツーロール方式の蒸着装置で基板を走行させながら蒸着原料を二方向から入射するので、成膜領域の間に蒸着膜未形成部を設けることは困難である。
【００２０】
特許文献６の蒸着方法は、斜め蒸着に関するものではなく、基板の法線方向に対する蒸着方向を切り換える点や、ジグザグ状に成長させた活物質体を連続的に形成することはできない。
【００２１】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ロールツーロール方式の蒸着膜の形成方法において、基板の法線方向に対する蒸着方向を切り換えながら複数段の斜め蒸着を連続して行うことができ、かつ、集電をするための蒸着膜未形成部を得ることができる、量産性に優れた蒸着膜の形成方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明の蒸着膜の形成方法は、チャンバー内において第１のロール３と第２のロール８にシート状の基板４を搬送可能に巻き付けるとともに、蒸発源９から蒸着原料を蒸発させることによって前記基板に蒸着膜を形成するロールツーロール方式の蒸着膜の形成方法であって、
（ａ）  前記基板の搬送経路における前記第１のロールと前記第２のロールとのあいだで、蒸発した蒸着原料が到達する蒸着可能領域内に設けた第１のガイド部材６によって、前記基板の第１表面が前記蒸発源９に対して凸になり、前記基板の搬送経路において前記第１のガイド部材よりも前記第１のロール側に位置する第１の蒸着可能領域６０ａと、前記第１の蒸着可能領域と不連続で、前記第１のガイド部材よりも前記第２のロール側に位置する第２の蒸着可能領域６０ｂが形成されるように、前記基板を保持する工程と、
（ｂ）  前記蒸発源を加熱することによって前記蒸着原料を蒸発させる工程と、
（ｃ）  前記蒸発源と前記基板とのあいだに設けたシャッター部材１２ａ，ｂを開放することによって、前記第１の蒸着可能領域６０ａで、前記第１表面上にある第１の成膜領域３０ａに第１の蒸着膜ｐ１を形成する工程と、
（ｄ）  前記工程（ｃ）の後で、前記シャッター部材を閉鎖し、前記蒸発した蒸着原料から前記基板を遮蔽した状態で、前記第１のロールが前記基板を繰り出し、前記第２のロールが前記基板を巻き取ることによって、前記第１の成膜領域３０ａが前記第２の蒸着可能領域６０ｂに位置するように前記基板を搬送する工程と、
（ｅ）  前記工程（ｄ）の後で、前記シャッター部材を開放することによって、前記第１の蒸着可能領域６０ａで、前記第１表面上にあり前記第１の成膜領域３０ａとは不連続な第２の成膜領域３０ｂに、第１の蒸着膜ｐ１を形成すると同時に、前記第２の蒸着可能領域６０ｂで、前記工程（ｃ）で前記第１の成膜領域３０ａに形成された前記第１の蒸着膜ｐ１の上に、前記第１の蒸着膜ｐ１とは成長方向が異なる第２の蒸着膜ｐ２を形成する工程と、を含む。
さらに、本発明の蒸着膜の形成方法は、（ｄ’）  前記工程（ｅ）の後で、前記シャッター部材を閉鎖し、前記蒸発した蒸着原料から前記基板を遮蔽した状態で、前記第１のロールが前記基板を繰り出し、前記第２のロールが前記基板を巻き取ることによって、前記基板を前記工程（ｄ）と概略同一の距離だけ搬送する工程と、
（ｅ’）  前記工程（ｄ’）の後で、前記シャッター部材を開放することによって、前記第１の蒸着可能領域６０ａで、前記第１表面上にあり前記第２の成膜領域３０ｂとは不連続な第３の成膜領域３０ｃに第１の蒸着膜ｐ１を形成すると同時に、前記第２の蒸着可能領域６０ｂで、前記工程（ｅ）で前記第２の成膜領域３０ｂに形成された前記第１の蒸着膜ｐ１の上に、前記第１の蒸着膜ｐ１とは成長方向が異なる第２の蒸着膜ｐ２を形成する工程と、を含むことが好ましい。
【００２３】
本発明の蒸着膜の形成方法によると、異なる蒸着方向からの複数段の蒸着工程をロールツーロール方式で連続して行い、かつ蒸着膜未形成部を作ることができる。
【００２４】
具体的には、ガイド部材を、基板の搬送経路における２つのロールのあいだで、かつ、蒸発した蒸着原料が到達する蒸着可能領域内に配置する。このガイド部材を利用して、蒸発した蒸着原料によって照射される面が蒸発源に対して凸になるように、基板を保持する。これによって、チャンバー内に蒸着方向が互いに異なる第１および第２の蒸着可能領域を形成する。第１の蒸着可能領域において、基板の法線方向に対して傾斜した方向から蒸着原料を基板表面に入射させ、第２の蒸着可能領域において、基板の法線方向に対して第１の蒸着可能領域における傾斜方向と反対側に傾斜した方向から蒸着原料を基板表面に入射させることができる。これら蒸着可能領域に蒸着膜を形成する時は、基板の移動を一定時間停止し、蒸発源と基板とのあいだに設けたシャッター部材を開放することによって、第１および第２の蒸着可能領域のいずれか又は双方に対して蒸着を行う。次にシャッター部材を閉鎖して、蒸発した蒸着原料から第１のおよび第２の蒸着可能領域の双方を遮蔽した状態で基板を搬送する。再度、基板の移動を一定時間停止し、前記シャッター部材を開放することによって蒸着を行う。このような蒸着膜形成と基板搬送とを交互に繰り返すことにより、基板表面に、成長方向の異なる層が交互に積層されてなる蒸着膜を、蒸着膜未形成部を間に挟みながら、ロールツーロール方式で連続して形成できる。
【００２５】
特に、繰り返される基板搬送の方向を一定にして本発明の蒸着膜の形成方法を実施すると、任意の長さの基板表面に、成長方向の異なる２層が積層されてなる蒸着膜を、蒸着膜未形成部を間に挟みながら、ロールツーロール方式で連続して形成できる。
【００２６】
また、本発明の蒸着膜の形成方法は、（ｆ）  前記シャッター部材を閉鎖して、工程（ｄ）における前記基板の搬送方向とは逆の方向に前記基板を巻き戻す工程と、
（ｇ）  前記工程（ｃ）〜（ｅ）と同じ手順を繰り返すことによって、前記第２の蒸着膜の上に、前記第２の蒸着膜ｐ２とは成長方向が異なる第３の蒸着膜ｐ３を形成し、前記第３の蒸着膜の上に、前記第３の蒸着膜ｐ３とは成長方向が異なる第４の蒸着膜ｐ４を形成する工程、
（ｈ）  前記工程（ｆ）及び前記工程（ｇ）と同じ手順を繰り返すことによって、成長方向が交互に異なる５層以上の蒸着膜を得る工程と、をさらに含むことができる。これによって、基板表面に、成長方向が交互に異なる任意の積層数の蒸着膜を、蒸着膜未形成部を間に挟みながら、ロールツーロール方式で連続して形成できる。
【００２７】
本発明では、前記工程（ａ）において、前記基板の搬送経路における前記第１のロールと前記第２のロールとのあいだで、前記第１のガイド部材６ａよりも前記第２のロール側で、前記蒸着可能領域内に設けた支持部材７によって、前記第１表面が前記蒸発源に対して凹になり、前記第２の蒸着可能領域６０ｂと不連続で、前記基板の搬送経路において前記支持部材よりも前記第２のロール側に位置する第３の蒸着可能領域６０ｃが形成されるように、前記基板を保持することができる。これにより蒸着可能領域を３箇所設けることができるので、蒸着の効率を改善できる。さらに、前記工程（ａ）において、前記基板の搬送経路における前記第１のロールと前記第２のロールとのあいだで、前記支持部材７よりも前記第２のロール側で、前記蒸着可能領域内に設けた第２のガイド部材６ｂによって、前記第１表面が前記蒸発源に対して凸になり、前記第３の蒸着可能領域６０ｃと不連続で、前記基板の搬送経路において前記第２のガイド部材よりも前記第２のロール側に位置する第４の蒸着可能領域６０ｄが形成されるように、前記基板を保持することもできる。これにより蒸着可能領域を４箇所設けることができるので、蒸着の効率をより改善できる。
【００２８】
また本発明では、前記工程（ａ）において、前記基板の搬送経路における前記第１のロールと前記第２のロールとのあいだで、前記第２の蒸着可能領域６０ｂよりも前記第２のロール側で設けた反転機構５ｂ〜５ｅによって、前記蒸着原料によって照射される面を裏返して、前記第１表面の反対面である第２表面を蒸発源９に対向させ、前記第２の蒸着可能領域６０ｂと不連続で、前記基板の搬送経路において前記反転機構よりも前記第２のロール側に位置する第３の蒸着可能領域６０ｃが形成されるように、前記基板を保持することもできる。これにより、基板の両面に蒸着膜を形成することも可能である。さらに、前記工程（ａ）において、前記基板の搬送経路における前記第１のロールと前記第２のロールとのあいだで、前記第３の蒸着可能領域６０ｃよりも前記第２のロール側で、前記蒸着可能領域内に設けた第２のガイド部材６ｂによって、前記第２表面が前記蒸発源９に対して凸になり、前記第３の蒸着可能領域６０ｃと不連続で、前記基板の搬送経路において前記第２のガイド部材よりも前記第２のロール側に位置する第４の蒸着可能領域６０ｄが形成されるように、前記基板を保持することもできる。これにより、基板の両面に対して、異なる蒸着方向からの複数段の蒸着工程をロールツーロール方式で連続して行い、かつ蒸着膜未形成部を作ることができる。
【００２９】
従って、本発明の蒸着膜の形成方法を用いると、基板表面に複数の活物質体をジグザグ状に成長させることができるので、特許文献３〜６に記載された従来の蒸着装置を用いて製造される電極よりも、活物質の膨張応力が効果的に緩和された電極を製造できる。また、本発明の蒸着膜の形成方法によると、上記のような活物質体をシート状の基板表面に、ロールツーロール方式において連続的に形成できる。そのため、特許文献２に記載されたような集電体を固定する台の傾斜方向を切り換えることによって蒸着方向を制御するプロセスよりも、量産性に優れたプロセスを実現できる。
【００３０】
さらに、本発明の蒸着膜の形成方法では蒸着膜形成は基板を停止した状態で行い、形成後にシャッターを閉鎖して基板を搬送するので、形成される蒸着膜を、基板の長手方向において不連続とすることができる。すなわち、シート状の基板表面で、長手方向に垂直な蒸着膜未形成部を得ることができる。
【００３１】
さらに本発明は、シート状の基板と、前記基板上に積層された４層以上の複層構造の活物質体からなる蒸着膜とを有する電池用極板であって、前記活物質体の成長方向は、前記基板の法線方向に対して傾斜しており、前記複層構造の活物質体のうち連続する２層は、活物質体の成長方向が互いに異なり、第（３ｚ＋１）番目の層の膜厚は、第３ｚ番目の層の膜厚又は第（３ｚ−１）層の膜厚の２倍である（ただし、ｚは１以上の整数を表す）ことを特徴とする、電池用極板にも関する。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、第１のガイド部材によって蒸発源に対して凸になるように規定された基板経路において、第１のガイド部材の両側に蒸着方向の異なる蒸着可能領域を形成できる。従って、蒸着方向の異なる複数の蒸着工程を連続したプロセスで行うことが可能な、量産性に優れた蒸着膜の形成方法を提供できる。また、集電取り出し用の蒸着膜未形成部を作ることができる。
【００３３】
本発明の蒸着膜の形成方法を用いると、生産性に優れたプロセスで、充放電サイクル特性に優れた電極を製造できる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の第１の実施形態の蒸着装置の模式的な断面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態の蒸着装置において、蒸着原料が基板に入射する角度（入射角度）を説明するための断面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態の蒸着装置を用いて形成された活物質体（積層数ｎ＝２）の模式的な断面図である。
【図４】本発明の第１の実施形態の蒸着装置を用いて形成された活物質体（積層数ｎ＝４）の模式的な断面図である。
【図５】本発明により形成された２層の活物質体の膜厚を図示する概念図である
【図６】本発明の第２の実施形態の蒸着装置の模式的な断面図である。
【図７】本発明の第３の実施形態の蒸着装置の模式的な断面図である。
【図８】本発明の第３の実施形態の蒸着装置を用いて形成された活物質体（積層数ｎ＝２）の模式的な断面図である。
【図９】本発明の第４の実施形態の蒸着装置の模式的な断面図である。
【図１０】本発明の第４の実施形態の蒸着装置を用いて形成された活物質体（積層数ｎ＝８）の模式的な断面図である。
【図１１】本発明の第１の実施形態の蒸着装置を用いて表面に蒸着膜が形成された基板の上面図である。
【図１２】本発明の第１の実施形態にかかる蒸着膜の形成方法の一形態の各工程を示すフローチャートである。
【図１３】本発明の第１の実施形態の方法Ｂにより形成される複層構造の活物質体の模式的な断面図である。
【符号の説明】
【００３５】
１          排気ポンプ
２          チャンバー
３、８      巻き出しまたは巻取りロール
４          基板
５ａ〜５ｋ  搬送ローラ
６、６ａ〜６ｄ  ガイド部材
７、７ａ〜７ｂ  支持部材
９          蒸発源
９ｓ        蒸発面
１０ａ、１０ｂ      遮蔽板
１１ａ、１１ｂ      ガス導入管
１２ａ〜１２ｄ      シャッター
１３                測長装置
１５ａ〜１５e  遮蔽板
１６ａ〜１６ｄ      加熱部
２０、２０ａ〜２０ｄ      遮蔽部材
２２        ノズル部
２４        ノズル部遮蔽板
２８        シャッター
３０ａ〜３０ｄ      成膜領域
３１ａ〜３１ｃ      蒸着膜未形成部
６０ａ〜６０ｈ      蒸着可能領域
７０、７０ａ〜７０ｆ      蒸着不能領域
１００、２００、３００、４００  蒸着装置
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
以下、図面を参照しながら、本発明による蒸着膜の形成方法及びそれに用いる蒸着装置の実施形態を説明する。
【００３７】
（第１の実施形態）
＊＊＊片面Ｖでの実施形態＊＊＊
本実施形態の蒸着装置では、チャンバー内において、蒸発源に対して凸になるようにシート状の基板を搬送し、凸の頂点となる部分の両側の領域で蒸着を行う。すなわち、Ｖ字型の基板経路（Ｖ字型経路）を有する形態である。
【００３８】
〈蒸着装置の構成〉
まず、図１を参照する。図１は、本発明による第１の実施形態の蒸着装置を模式的に示す断面図である。蒸着装置１００は、チャンバー（真空槽）２と、チャンバー２の外部に設けられ、チャンバー２を排気するための排気ポンプ１、チャンバー２の外部からチャンバー２に酸素ガスなどのガスを導入するガス導入管１１ａ、１１ｂとを備える。チャンバー２の内部には、蒸着原料を蒸発させる蒸発源９と、シート状の基板４を搬送するための搬送部と、蒸発源９によって蒸発した蒸着原料が到達しない遮蔽領域を形成する遮蔽部と、蒸発源９によって蒸発した蒸着原料から基板を遮蔽する移動可能なシャッター１２ａ、１２ｂと、基板４を加熱するための加熱部１６ａ、１６ｂと、ガス導入管１１ａ、１１ｂに接続され、基板４の表面にガスを供給するためのノズル部２２とが設けられている。
【００３９】
蒸発源９は、例えば蒸着原料を収容する坩堝などの容器と、蒸着原料を蒸発させるための加熱装置とを含み、蒸着材料および容器は適宜着脱可能に構成されている。加熱装置としては、例えば抵抗加熱装置、誘導加熱装置、電子ビーム加熱装置などを用いることができる。蒸着を行う際には、坩堝内に収容された蒸着原料が上記加熱装置によって加熱されて、その上面（蒸発源）９ｓから蒸発し、基板４の表面に供給される。
【００４０】
搬送部は、基板４を巻き付けて保持し得る第１および第２のロール３、８と、基板４を案内するガイド部とを含む。ガイド部は、第１のガイド部材（ここでは搬送ローラ）６および他の搬送ローラ５ａ〜５ｄを有し、これにより、基板４が、蒸発面９ｓから蒸発した蒸着原料が到達する領域（蒸着可能領域）を通過するように、基板４の搬送経路が規定される。測長装置１３は、基板４の搬送で回転する搬送ローラ（ここでは搬送ローラ５ｄ）の回転量を計測し、基板４の移動距離を計測することができる。
【００４１】
第１および第２のロール３、８、搬送ローラ５ａ〜５ｄおよび第１のガイド部材６は、例えば長さが６００ｍｍの円筒形を有しており、その長さ方向（すなわち搬送する基板４の幅方向）が互いに平行になるようにチャンバー内に配置されている。図１では、これらの円筒形の底面に平行な断面のみが示されている。
【００４２】
なお、蒸発源９も、例えば蒸着原料の蒸発面９ｓが、上記搬送部によって搬送される基板４の幅方向に平行に十分な長さ（例えば６００ｍｍ以上）を有するように構成されていてもよい。これによって、基板４の幅方向に略均一な蒸着を行うことができる。なお、蒸発源９は、搬送される基板４の幅方向に沿って配列された複数の坩堝から構成されていてもよい。
【００４３】
本実施形態では、第１のロール３が基板４を繰り出し、搬送ローラ５ａ〜５ｄおよび第１のガイド部材６は繰り出された基板４を搬送経路に沿って案内し、第２のロール８が基板４を巻き取る。巻き取られた基板４は、必要に応じて、第２のロール８によってさらに繰り出され、搬送経路を逆方向に搬送される。このように、本実施形態における第１および第２のロール３、８は、搬送方向によって巻き出しロールとしても巻き取りロールとしても機能することができる。また、搬送方向の反転を繰り返すことによって、基板４が蒸着可能領域を通過する回数を調整できるので、所望の回数の蒸着工程を連続して実施できる。
【００４４】
搬送ローラ５ａ、５ｂ、第１のガイド部材６および搬送ローラ５ｃ、５ｄは、上記基板４の搬送経路において第１のロール側からこの順に配置されている。本明細書では、「基板４の搬送経路において第１のロール側」とは、基板４の搬送方向や第１のロールの空間的な配置にかかわらず、第１および第２のロール３、８を両端とする搬送経路上の第１ロール側を意味する。また、第１のガイド部材６は、隣接する搬送ローラ５ｂ、５ｃよりも下方に配置され、基板４のうち蒸着原料によって照射される面が、蒸発源９に対して凸になる（すなわち、基板の表面が蒸発源９に向けて突き出す）ように基板４を保持する。この構成により、図示する断面図において、基板４の経路は搬送ローラ６で方向転換するＶ字型またはＵ字型となる。本明細書では、第１のガイド部材６によって規定されるＶ字型またはＵ字型の経路を「Ｖ字型経路」と呼ぶ。
【００４５】
第１のガイド部材６と蒸発源９（蒸発面９ｓ）との間には、第１の遮蔽部材２０が配置されている。これによって、蒸発面９ｓから蒸発した蒸着材料が基板４の法線方向から入射することを防止し、斜め蒸着のみの実施を可能にするとともに、Ｖ字型経路の蒸着可能領域を２つに分離する蒸着不能領域７０を形成できる。このような構成により、基板４の搬送経路において第１のガイド部材６よりも第１のロール側に位置する第１の蒸着可能領域６０ａと、第１のガイド部材６よりも第２のロール側に位置する第２の蒸着可能領域６０ｂとが形成される。本明細書では、蒸着可能領域の名称は、チャンバー２における第１および第２のロール３、８の設置位置や基板４の搬送方向に関わらない。第１のガイド部材６によって規定されるＶ字型経路において、第１のガイド部材６の第１のロール側に位置していれば「第１の蒸着可能領域６０ａ」と称し、第２のロール側に位置していれば「第２の蒸着可能領域６０ｂ」と称する。従って、「第１の蒸着可能領域６０ａ」は、基板４の搬送経路において第１のガイド部材６よりも第１のロール側に位置していればよい。例えば第１のロール３と第１の蒸着可能領域６０ａとの直線距離が、第１のロール３と第１のガイド部材６との直線距離よりも長くてもよい。
【００４６】
遮蔽部は蒸着可能領域内に配置されており、上述した第１の遮蔽部材２０の他に、蒸発源９や排気ポンプ１に接続された排気口（図示せず）を覆うように配置された遮蔽板１０ａ、１０ｂと、ノズル部２２を覆うように配置されたノズル部遮蔽板２４と、チャンバー２の側壁から第１および第２の蒸着可能領域６０ａ、６０ｂの上端部に向かってそれぞれ延びる遮蔽板１５ａ、１５ｂとを含む。遮蔽板１５ａ、１５ｂは、基板４の搬送経路における蒸着可能領域６０ａ、６０ｂ以外の蒸着可能領域を走行する基板４、第１および第２のロール３、８および加熱部１６ａ、１６ｂなどを覆うように配置され、これらに蒸着原料が到達することを防止する。また、遮蔽板１５ａ、１５ｂは、対応する蒸着可能領域６０ａ、６０ｂと対向する壁部１５ａ’、１５ｂ’を有している。これら壁部によって、ノズル部２２の側面に設けられた複数の出射口から出射されるガスを効率よく蒸着可能領域６０ａ、６０ｂ内に滞留させることが可能になる。
【００４７】
なお、本実施形態における搬送部および遮蔽部は、蒸発面９ｓから蒸発した蒸着材料が搬送経路を走行する基板４の法線方向から基板４に入射しないように、蒸発源９に対して配置されている。これによって、基板４の法線方向から傾斜した方向から蒸着を行う（斜め蒸着）ことが可能になる。図１に示す蒸着装置１００では、第１の遮蔽部材２０およびノズル部遮蔽板２４によって、蒸着材料が基板４の法線方向から基板４に入射することを防止しているが、搬送部の構成によっては、他の遮蔽板（例えば１５ａ、１５ｂなど）も同様の機能を有する場合がある。
【００４８】
シャッター１２ａ、１２ｂはそれぞれ、蒸発面９ｓから蒸発した蒸着材料が「第１の蒸着可能領域６０ａ」又は「第２の蒸着可能領域６０ｂ」に到達するのを防止したり、到達させたりするために動かすことができる。
【００４９】
本実施形態におけるノズル部２２は、遮蔽板１５ａと第１のガイド部材６との間に設置されている。ノズル部２２は、例えば搬送される基板４の幅方向（図１に示す断面に垂直な方向）に沿って延びた管であり、その側面に、対応する蒸着可能領域６０ａ、６０ｂにガスを噴出するための複数の出射口が設けられていてもよい。これにより、第１および第２の蒸着可能領域６０ａ、６０ｂにおいて、基板４の幅方向に略均一にガスを供給できる。また、ノズル部２２は、第１および第２の蒸着可能領域６０ａ、６０ｂのそれぞれに平行にガスを噴射するように構成されていることが好ましい。このような構成によって、ノズル部２２から出射する酸素ガスと蒸着粒子との反応率を高めることができ、チャンバー２の真空圧力を悪化させることなく、酸化度の高い蒸着膜を形成することができる。
【００５０】
加熱部１６ａ、１６ｂは、Ｖ字型経路の第１のロール側および第２のロール側にそれぞれ配置されている。このような構成により、後述する基板保持工程５０１において基板４を保持する前に、基板４を加熱することができる。これによって、基板４の表面に付着した有機物（例えば、金属箔表面の凹凸パターンを形成する際に使用された圧延潤滑油成分（脂肪酸エステル、アルコール、脂肪酸等））を除去して、基板４と蒸着原料（例えばケイ素粒子）との密着力および蒸着原料（ケイ素粒子）同士の密着力を向上させることができる。基板４の加熱温度は基板４の強度が低下しすぎない範囲で決定されるので、基板４の材質にもよるが、２００〜４００℃程度が好ましい。具体的には、第１のロール３からＶ字型経路に基板４が搬送されるときには、加熱部１６ａによってＶ字型経路を通過する前の基板４を２００℃〜４００℃（例えば３００℃）に加熱する。一方、第２のロール８からＶ字型経路に基板４が搬送されるときには、加熱部１６ｂによってＶ字型経路を通過する前の基板４を２００℃〜４００℃（例えば３００℃）に加熱する。この際、基板４は、未蒸着の面に蒸着しようとする場合のみ加熱され、一度蒸着された面に再度蒸着しようとする場合には加熱しない。
【００５１】
ここで基板４の材質は、リチウム二次電池の電極を作製する場合、集電が可能なアルミ箔、銅箔、ニッケル箔などの金属箔が用いられる。
【００５２】
〈蒸着装置の動作〉
次に、蒸着装置１００の動作を説明する。ここでは、蒸着装置１００を用いて、基板４の表面にケイ素酸化物を含む複数の活物質体を形成する場合を例に説明する。
【００５３】
図１２を参照しながら、蒸着装置１００の動作の一形態である方法Ａを説明する。
【００５４】
方法Ａでは、まず、工程（ａ）として、基板保持工程５０１を行う。すなわち、第１のロール３に長尺の基板４を巻き付けておく。基板４として、アルミ箔、銅箔、ニッケル箔などの金属箔を用いることができる。後で詳述するように、基板４の表面に複数の活物質体を所定の間隔を空けて配置するためには、斜め蒸着によるシャドウイング効果を利用する必要があり、そのためには、金属箔の表面に凹凸パターンが形成されていることが好ましい。本実施形態では、凹凸パターンとして、例えば上面が菱形（対角線：２０μｍ×１０μｍ）で高さが１０μｍの四角柱形状の突起が規則的に配列されたパターンを用いる。菱形の長い方の対角線に沿った間隔を２０μｍ、短い方の対角線に沿った間隔を１０μｍ、菱形の辺に平行な方向における間隔を１０μｍとする。また、各突起の上面の表面粗さＲａを例えば２．０μｍとする。
【００５５】
また、蒸発源９の坩堝内には蒸着材料（例えばケイ素）を収容し、ガス導入管１１ａ、１１ｂは蒸着装置１００の外部に設置された酸素ガスボンベなどに接続しておく。この状態で、排気ポンプ１を用いてチャンバー２を排気する。
【００５６】
次いで、シャッター１２ａ、１２ｂは、第１および第２の蒸着可能領域６０ａ、６０ｂに蒸着材料が到達しないように閉めておく。次に第１のロール３に巻き付けられた基板４を繰り出し、第１のガイド部材６を経過してＶ字型経路を構成しながら、第２のロール８に向かって搬送する。基板４は、まず、加熱部１６ａで２００℃〜３００℃の温度まで加熱された後、第１および第２の蒸着可能領域６０ａ、６０ｂまで来たところで停止する。
【００５７】
次に工程（ｂ）として、蒸発工程５０２を行う。すなわち、蒸発源９の坩堝内のケイ素を電子ビーム加熱装置などの加熱装置（図示せず）によって蒸発させる。なおケイ素の蒸発は、工程（ｃ）の開始前に終了するのではなく、蒸着膜を形成すべき段階では常に継続する。
【００５８】
工程（ｃ）として、蒸着膜形成工程５０３を行う。すなわち、シャッター１２ａのみを開け、工程（ｂ）で蒸発したケイ素を、第１の蒸着可能領域６０ａに位置する基板４の表面に供給する。同時に、酸素ガスをガス導入管１１ａを介してノズル部２２から基板４の表面に供給する。蒸着膜を形成する工程では、基板４は停止している。これにより、基板４の表面に、反応性蒸着により、ケイ素と酸素とを含む化合物（ケイ素酸化物）を成長させることができる。こうして第１の蒸着可能領域６０ａにおいて、基板表面の蒸着領域３０ａに第１層が形成される（１回目の蒸着膜形成工程）。
【００５９】
工程（ｃ）の後、工程（ｄ）として、基板搬送工程５０４を行う。すなわち、工程（ｃ）で所定の時間、基板４に蒸着を行った後、シャッター１２ａを閉じ、基板４へのケイ素の到達を停止する。この閉鎖状態で、次に第１のロール３に巻き付けられた基板４を繰り出し、第２のロール８に向かって搬送する。なお、第１のロール３から第２のロール８に向けての搬送方向を、以下「正方向」という。測長装置１３で搬送距離を調整し、第１の蒸着可能領域６０ａで蒸着形成された部分（第一の成膜領域３０ａ）が、第２の蒸着可能領域６０ｂに位置する時点で基板搬送を停止する。このように工程（ｃ）で第１の蒸着可能領域６０ａに位置し、かつ表面に蒸着膜が形成された領域が、第２の蒸着可能領域６０ｂに配置されるような距離で工程（ｄ）の基板搬送を行うことによって、異なる蒸着方向からの蒸着を交互に効率よく行うことができる。
この後、蒸着膜形成工程と基板搬送工程を交互に繰り返すことで、成長方向が交互に異なる蒸着層が積層された蒸着膜を形成できる。
【００６０】
まず、工程（ｄ）の後、工程（ｅ）として、２回目の蒸着膜形成工程５０５を行う。すなわち、シャッター１２ａとシャッター１２ｂを開け、蒸発したケイ素を、第１および第２の蒸着可能領域６０ａ、６０ｂに位置する基板４の表面に供給する。同時に、酸素ガスをガス導入管１１ａ、１１ｂを介してノズル部２２から基板４の表面に供給する。これにより、第２の蒸着可能領域６０ｂでは、すでに第１の成膜領域３０ａ表面に形成されている第１層のうえに第２層が形成され、第１の蒸着可能領域６０ａでは、第２の成膜領域３０ｂ表面に第１層が形成される。蒸着不能領域７０が存在しているために、第１の成膜領域３０ａと第２の成膜領域３０ｂは図１１に示すように、蒸着膜未形成部３１ａを間に挟んでおり、連続していない。
【００６１】
工程（ｅ）の後、工程（ｄ’）として、２回目の基板搬送工程５０６を行う。すなわち、工程（ｅ）で所定の時間基板４に蒸着を行った後、シャッター１２ａ、１２ｂを閉じ、基板４へのケイ素の到達を停止する。次に測長装置１３で搬送距離を調整しながら正方向で基板４を搬送して、第１の蒸着可能領域６０ａで蒸着形成された部分が、第２の蒸着可能領域６０ｂの位置に到達したところで停止する。
【００６２】
工程（ｄ’）の後、工程（ｅ’）として、３回目の蒸着膜形成工程５０７を行う。すなわち、２回目の蒸着膜形成工程と同様にして、シャッター１２ａ、１２ｂを開けて第１および第２の蒸着可能領域６０ａ、６０ｂの双方に蒸着を行う。これによって、第２の蒸着可能領域６０ｂでは、すでに第２の成膜領域３０ｂ表面に形成されている第１層のうえに第２層が形成され、第１の蒸着可能領域６０ａでは、第３の成膜領域３０ｃ表面に第１層が形成される。
【００６３】
さらに、工程（ｄ’）と同じ手順を繰り返す。すなわち、２回目の基板搬送工程と同様にして、シャッター１２ａ、１２ｂを閉じ正方向で基板４を搬送して、第１の蒸着可能領域６０ａで蒸着形成された部分が、第２の蒸着可能領域６０ｂの位置に到達したところで停止する。
【００６４】
このように、シャッター１２ａ、１２ｂ双方を開けた状態での蒸着膜形成工程と、シャッター１２ａ、１２ｂを閉じた状態での一定方向の基板搬送工程とを、所定の長さの基板４が繰り出されるまで交互に繰り返す。これによって、基板４の所定領域に、２層構造の活物質体からなる蒸着膜を、蒸着膜未形成部を間に挟みながら、形成する（１回目の流し工程）。ただし、１回目の流し工程における最終の蒸着膜形成工程では、シャッター１２ｂのみを開け、第２の蒸着可能領域６０ｂのみに蒸着を行う。
【００６５】
以上では、１回目の蒸着膜形成工程では第１の蒸着可能領域６０ａのみに蒸着を行い、最終の蒸着膜形成工程では第２の蒸着可能領域６０ｂのみに蒸着を行う場合について説明した。この場合には基板４の所望の領域に所望の積層数の蒸着膜のみが形成されるため、無駄な蒸着を行うことがなく好ましい。しかしながら、シャッターの動きの制御をより簡便にするため、すべての蒸着膜形成工程において、シャッター１２ａ、１２ｂの双方を開け、第１および第２の蒸着可能領域６０ａ、６０ｂ双方に蒸着を行ってもよい。この場合、所望の積層層に達していない成膜領域については廃棄すればよい。
【００６６】
以上により所定の領域において蒸着膜の形成が完了した後、工程（ｆ）として、基板巻き戻し工程５０８を行う。すなわち、工程（ｄ’）で所定の長さの基板４が繰り出され次の工程（ｅ’）で蒸着が終了したら、シャッター１２ａ、１２ｂを閉じ、第２のロール８に巻き付けられた基板４を、第１のロール３に巻き戻す。すなわち、工程（ｄ）における基板４の巻き取り方向とは逆の方向に基板４を巻き戻す。これによって、工程（ａ）と同じ位置まで基板４を巻き戻す。なお、第２のロール８から第１のロール３に向けての搬送方向を、以下「逆方向」という。
【００６７】
次に、工程（ｇ）として、再び、蒸着膜形成工程５０３〜蒸着膜形成工程５０７と同じ手順を繰り返す工程５０９を実施する。具体的には、シャッター１２ａ、１２ｂを、以上で説明した順序にしたがって開けた状態での蒸着膜形成工程と、シャッター１２ａ、１２ｂを閉じた状態での一定方向の基板搬送工程とを、１回目の流し工程と同じ長さの基板４が繰り出されるまで交互に繰り返す。これによって、上記で得られた２層構造の上に第３層と第４層を形成する。すなわち、工程（ｇ）によって、基板４の所定領域に、４層構造の活物質体からなる蒸着膜を形成する（２回目の流し工程）。
【００６８】
最後に工程（ｈ）として、以上の工程（ｆ）と工程（ｇ）と同じ手順を交互に、任意の回数繰り返す工程５１０を実施する。これによって、基板４の所定領域に、任意の積層数ｎの活物質体からなる蒸着膜を形成できる。ここで、積層数ｎは、流し工程の回数の２倍になる。
【００６９】
図１１は、蒸着膜が形成された基板表面を上面からみた図である。蒸発した蒸着原料が第１の遮蔽部材２０によって基板４の法線方向からは入射しないので、その遮蔽された部分において、蒸着膜は不連続である。すなわち、蒸着膜が形成された成膜領域３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄは、基板４の長手方向に対して垂直に形成された蒸着膜未形成部３１ａ、３１ｂ、３１ｃによって分離されている。
【００７０】
図１１の成膜領域３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄと、複数回の蒸着膜形成工程との関係を説明する。１回目の蒸着膜形成工程５０３では成膜領域３０ａにおいて第１層を形成し、２回目の蒸着膜形成工程５０５では成膜領域３０ａにおける第２層と、成膜領域３０ｂにおける第１層とを形成する。３回目の蒸着膜形成工程５０７では成膜領域３０ｂにおける第２層と、成膜領域３０ｃにおける第１層とを形成する。４回目の蒸着膜形成工程では成膜領域３０ｃにおける第２層と、成膜領域３０ｄにおける第１層とを形成する。さらに同様の動作を繰り返すことによって、任意の長さの基板４に、２層構造の活物質体からなる蒸着膜を連続プロセスで形成できる。
【００７１】
ここで、図２を参照しながら、第１および第２の蒸着可能領域６０ａ、６０ｂにおいて、蒸着原料が基板４に入射する角度（入射角度）θを説明する。ここでいう「入射角度θ」は、基板４の法線と蒸着原料の入射方向とのなす角度を指す。
【００７２】
図２は、チャンバー２における第１および第２の蒸着可能領域６０ａ、６０ｂと、蒸発源９との位置関係を模式的に示す断面図である。簡単のため、図１と同様の構成要素には同じ参照符号を付して説明を省略する。
【００７３】
図２に示すように、第１および第２の蒸着可能領域６０ａ、６０ｂは、上述したＶ字型経路において、第１のガイド部材６の両側に配置されている。このとき、第１の蒸着可能領域６０ａにおける蒸着原料の入射角度θは、第１の蒸着可能領域６０ａの下端部（第１のガイド部材６の側の端部）６２Ｌにおける蒸着原料の入射角度θ２以上である。さらに、入射角度θは、第１の蒸着可能領域６０ａの上端部６２Ｕにおける蒸着原料の入射角度θ１以下である。なお、上端部６２Ｕにおける入射角度θ１は、第１の蒸着可能領域６０ａに垂直な直線３２と、第１の蒸着可能領域６０ａの上端部６２Ｕおよび蒸発面９ｓの中心を結ぶ直線３０とのなす角度とする。また、下端部６２Ｌにおける入射角度θ２は、第１の蒸着可能領域６０ａに垂直な直線３６と、第１の蒸着可能領域６０ａの下端部６２Ｌおよび蒸発面９ｓの中心を結ぶ直線３４とのなす角度とする。同様に、第２の蒸着可能領域６０ｂにおける蒸着原料の入射角度θは、第２の蒸着可能領域６０ｂの下端部６４Ｌにおける蒸着原料の入射角度θ３以上であり、かつ、第２の蒸着可能領域６０ｂの上端部６４Ｕにおける蒸着原料の入射角度θ４以下である。
【００７４】
本実施形態では、上記入射角度θ１〜θ４が何れも４５°以上７５°以下（好ましくは６０°以上７５°以下）となるように、蒸発源９に対して第１のガイド部材６、搬送ローラ５ｂ、５ｃ、遮蔽板１５ａ、１５ｂ、遮蔽部材２０、およびノズル部遮蔽板２４が配置されていることが好ましい。この理由を以下に説明する。
【００７５】
入射角度θ１〜θ４が何れも４５°以上７５°以下に制御されていると、第１および第２の蒸着可能領域６０ａ、６０ｂにおけるケイ素の入射角度θの範囲が、それぞれ、４５°以上７５°以下となる。ケイ素の入射角度θが４５°未満になると、シャドウイング効果を利用して基板４の突起７２（図３に示す）のみにケイ素を入射させることが困難になり、活物質体間に十分な間隙を形成できない可能性がある。そのため、リチウム二次電池の負極に適用すると、リチウム二次電池の充電時に、各活物質体の膨張により基板４にしわが生じやすくなる。一方、入射角度θが７５°より大きいと、活物質体の成長方向が基板表面に向かって大きく傾斜するので、基板４の表面と活物質体との付着力が小さくなり、基板４と活物質体との密着性が低下する。そのため、リチウム二次電池の負極に適用すると、リチウム二次電池の充放電に伴い活物質体が基板４から剥がれやすくなる。
【００７６】
また、第１の蒸着可能領域６０ａおよび第２の蒸着可能領域６０ｂにおける蒸着原料の入射方向は、基板４の法線方向を挟んで互いに反対側に傾斜している。これにより、基板４の法線方向に対して反対側に交互に傾斜した方向に活物質体を成長させることができるので、前述したようなジグザグ状の活物質体が得られる。また、第１の蒸着可能領域で形成した蒸着膜の上に、第２の蒸着可能領域で形成した蒸着膜を重ねるので、第１の蒸着可能領域と第２の蒸着可能領域は同じ長さにすることが好ましい。図２では、入射角度θ１〜θ４は、それぞれ、７５°、６０°、６０°および７５°である（θ１＝７５°、θ２＝６０°、θ３＝６０°、θ４＝７５°）。
【００７７】
以下、図面を参照しながら、第１および第２の蒸着可能領域６０ａ、６０ｂにおいて蒸着膜が形成される工程を詳しく説明する。ここでは、蒸着原料としてケイ素を用い、ノズル部２２から酸素を供給しながら蒸着を行って、蒸着膜としてケイ素酸化物膜（ＳｉＯｘ、０＜ｘ＜２）膜を形成する工程を例に説明を行う。
【００７８】
図３は、２層の活物質体からなる蒸着膜（ケイ素酸化物膜）の一例を模式的に示す図であり、基板４に垂直で、かつ、ケイ素の入射方向（蒸着方向）を含む断面図である。このような蒸着膜は、１回の流し工程により得られる。
【００７９】
まず、第１の蒸着可能領域６０ａでは、基板４の法線方向Ｍに対して６０°以上７５°以下の角度で傾斜した方向４２から基板４の表面にケイ素が入射する。このとき、ケイ素は基板４の表面に配列された突起７２の上に蒸着しやすく、従って、ケイ素酸化物は突起７２の上で柱状に成長する。一方、基板４の表面には、突起７２や柱状に成長していくケイ素酸化物の影となり、Ｓｉ原子が入射せずにケイ素酸化物が蒸着しない領域が形成される（シャドウイング効果）。図３に示す例では、このようなシャドウイング効果により、基板４の表面のうち隣接する突起７２の間の溝の上にはＳｉ原子は付着せず、ケイ素酸化物は成長しない。その結果、基板４の各突起７２の上に選択的にケイ素酸化物が柱状に成長し、第１部分ｐ１が得られる（第１層の形成）。この第１部分ｐ１は、１回目の流し工程における１回目の蒸着膜形成工程で得られる。第１部分ｐ１の成長方向Ｇ１は、基板４の法線方向Ｍに対してα（ｐ１）の角度で傾斜している。
【００８０】
この後、基板４は、第２の蒸着可能領域６０ｂに第１の成膜領域３０ａが位置するように搬送される。第２の蒸着可能領域６０ｂでは、基板４の法線方向Ｍに対して方向４２と反対側に、６０°以上７５°以下の角度で傾斜した方向４４から基板４の表面にケイ素が入射する。このとき、上述したシャドウイング効果により、基板４に形成された第１部分ｐ１の上にケイ素が選択的に入射するので、第１部分ｐ１の上に、基板４の法線方向Ｍから傾斜した成長方向Ｇ２を有する第２部分ｐ２が形成される（第２層の形成）。第２層は、１回目の流し工程における２回目の蒸着膜形成工程で形成される。
【００８１】
このようにして、成長方向の異なる２つの部分を有する２層の活物質体（積層数ｎ＝２）４０が形成される。各活物質体４０は、基板４の表面に形成された突起７２に対応して配列されるので、隣接する活物質体間に十分な間隔を確保することが可能になる。よって、活物質体４０の膨張応力に起因する電極の変形などの問題を抑制できる。
【００８２】
図５では、このようにして形成された２層の活物質体の膜厚を図示する概念図を示している。ここで、第１部分ｐ１については基板の搬送方向での位置がより前である前方領域が、膜厚が大きく、第２部分ｐ２については基板の搬送方向での位置がより後ろである後方領域が、膜厚が大きくなる。これは、蒸着源９により近いほうが成膜速度が速く膜厚が大きくなることに起因する。すなわち、第１部分ｐ１が形成される第１の蒸着可能領域６０ａでは、前方領域が蒸着源９に近く、第２部分ｐ２が形成される第２の蒸着可能領域６０ｂでは、後方領域が蒸着源９に近いためである。
【００８３】
図４は、蒸着装置１００を用いて形成した４層（積層数ｎ＝４）の活物質体を有する蒸着膜を例示する断面図である。このような蒸着膜は、２回の流し工程により得られる。
【００８４】
具体的には、図３に関して説明した１回目の流し工程を行った後、工程（ｆ）の基板の巻き戻しをし、２回目の流し工程を行う。２回目の流し工程では、第１の蒸着可能領域６０ａで、ケイ素原子は上述した方向４２から再び入射するので、第２部分ｐ２の上に、第１部分ｐ１の成長方向Ｇ１と略同じ方向にケイ素酸化物がさらに成長して第３部分ｐ３が形成される（第３層の形成）。第３層は、２回目の流し工程における１回目の蒸着膜形成工程で形成される。
【００８５】
次いで、第２の蒸着可能領域６０ｂに第１の成膜領域３０ａが位置するように基板４が搬送されると、第２の蒸着可能領域６０ｂでは、第３部分ｐ３の上に、第２部分ｐ２の成長方向Ｇ２と平行方向に成長する第４部分ｐ４が形成される（第４層の形成）。第４層は、２回目の流し工程における２回目の蒸着膜形成工程で形成される。以上により、活物質体（積層数ｎ＝４）７５を得ることができる。
【００８６】
本実施形態では、第１の蒸着可能領域６０ａの長さと、第２の蒸着可能領域６０ｂの長さとの比が略１：１になるように、これらの蒸着可能領域６０ａ、６０ｂの長さや位置が調整されていることが好ましい。なお、蒸着可能領域の長さとは、基板４の長手方向における蒸着可能領域の幅である。上記比が１：１から大きくずれると、積層される活物質の領域が減少し、単位面積あたりの充電容量が減少する問題がある。これに対し、上記比が略１：１となるように搬送部が配置されていれば、積層される活物質の領域を有効に形成できるので、上記問題を抑制できる。
【００８７】
積層数ｎが３０以上の活物質体を形成する場合、各活物質体の断面形状は、成長方向に沿って傾斜したジグザグ形状にならずに、基板４の法線方向に沿って直立した柱状になることもある。このような場合であっても、例えば断面ＳＥＭ観察により、活物質体の断面形状にかかわらず、活物質体の成長方向が活物質体の底面から上面に向かってジグザグ状に延びることを確認できる。
【００８８】
また、これらの活物質体は、基板４の表面に所定の間隔を空けて配置されているので、隣接する活物質体間の空間を、充放電に伴ってこれらの活物質体が膨張するための膨張空間として使用することができる。従って、活物質の応力が緩和されて、正極負極間の短絡を抑制できる結果、充放電サイクル特性の高い電池を得ることができる。
【００８９】
次に、蒸着装置１００の動作の別形態である方法Ｂを説明する。
方法Ｂでは、まず、方法Ａと同じ１回目の流し工程、すなわち工程（ａ）〜（ｅ）、（ｄ’）及び（ｅ’）を実施する。次いで、方法Ａにおける工程（ｆ）：巻き戻し工程を実施せずに、２回目の流し工程を繰り返す。２回目の流し工程では、蒸着膜形成工程と、逆方向への基板搬送工程を、所定の長さの基板が繰り出されるまで交互に繰り返す。
具体的に説明すると、２回目の流し工程では、まず、シャッター１２ｂのみを開け、第２の蒸着可能領域６０ｂにて、最後の成膜領域表面に形成されている第２層の上に、さらに蒸着膜を形成する（２回目の流し工程における１回目の蒸着膜形成工程）。最後の成膜領域とは、例えば、１回目の流し工程で基板４上に１０個の成膜領域を形成した場合、最後の１０個目の成膜領域のことをいう。ここで形成される蒸着膜は、１回目の流し工程において第２の蒸着可能領域６０ｂで形成された第２層と同じ成長方向を有する。そのため、２回目の流し工程の１回目の蒸着膜形成工程では、第２層の膜厚を増大させることになる。
【００９０】
所定の時間、基板４に蒸着を行い第３層を形成した後、シャッター１２ｂを閉じ、基板４へのケイ素の到達を停止する。この閉鎖状態で、次に第２のロール８に巻き付けられた基板４を繰り出し、第１のロール３に向かって搬送する。すなわち基板４を逆方向に搬送する。測長装置１３で搬送距離を調整することで、最後から２番目の成膜領域（上述の例では９個目の成膜領域）が第２の蒸着可能領域６０ｂに到達し、最後の成膜領域が第１の蒸着可能領域６０ａに到達したところで基板搬送を停止する。
【００９１】
次に、シャッター１２ａとシャッター１２ｂを開けて、２回目の流し工程における２回目の蒸着膜形成工程を行う。これにより、第２の蒸着可能領域６０ｂでは、最後から２番目の成膜領域の第２層の膜厚を増大させ、第１の蒸着可能領域６０ａでは、最後の成膜領域に形成されている分厚い第２層の上に、第３層を形成する。形成された第３層は第１の蒸着可能領域６０ａで蒸着膜が形成されるので、第１層と同じ成長方向を有するが、第２層とは異なる成長方向を有する。
【００９２】
このような蒸着膜形成工程を所定の時間行った後、シャッター１２ａ、１２ｂを閉じ、基板４へのケイ素の到達を停止する。この閉鎖状態で、基板４を再び逆方向に同距離、搬送する。３回目の蒸着膜形成工程においては、第２の蒸着可能領域６０ｂにおいて、最後から３番目の成膜領域（上述の例では８個目の成膜領域）で第２層の膜厚を増大させ、第１の蒸着可能領域６０ａで、最後から２番目の成膜領域に第３層を形成する。
【００９３】
以上のようにして、蒸着膜形成工程と逆方向への基板搬送工程を、１回目の流し工程と同じ長さの基板４が繰り出されまで交互に繰り返す。この２回目の流し工程によって、基板４の所定領域に、３層構造の活物質体からなる蒸着膜を、蒸着膜未形成部を間に挟みながら、形成する。ただし、２回目の流し工程における最終の蒸着膜形成工程では、シャッター１２ａのみを開け、第１の蒸着可能領域６０ａのみに蒸着を行う。得られる蒸着膜では、第２層の膜厚が第１層の膜厚又は第３層の膜厚の２倍となる。
【００９４】
続いて３回目の流し工程として、１回目の流し工程と同じ工程を繰り返すことで、４層構造の活物質体からなる蒸着膜を、蒸着膜未形成部を間に挟みながら、形成する。形成される第４層は第３層と異なる成長方向を有する。第２層の膜厚又は第３層の膜厚は第１層の膜厚又は第４層の膜厚の２倍となる。
【００９５】
以上のように方法Ｂでは、（２ｍ−１）回目の流し工程で、基板搬送工程における搬送方向を正方向に設定し、２ｍ回目の流し工程では基板搬送工程における搬送方向を逆方向に設定して、ｎ回の流し工程を繰り返すことで、積層数（ｎ＋１）の活物質体からなる蒸着膜を形成する。ここで、ｍは１以上の整数であり、ｎは２以上の整数である。
【００９６】
方法Ｂにより形成した複層構造の活物質体からなる蒸着膜では、第（２ｘ−１）番目に形成された層と第２ｘ番目に形成された層は成長方向が異なるが、第２ｘ番目に形成された層と第（２ｘ＋１）番目に形成された層は成長方向が同じになる。ここで、ｘは１以上の整数である。第２ｘ番目に形成された層と第（２ｘ＋１）番目に形成された層は連続している層であり、かつ成長方向が同じなので、外観上一つの層と観察される。そのため、以上で説明したように各蒸着膜形成工程における蒸着膜の付着量が同一であると、第２層以降（最終層を除く）の膜厚は、第１層又は最終層の膜厚の２倍になる。
【００９７】
しかし、蒸着装置１００の動作の別形態である方法Ｃ又は方法Ｄによると、各層の膜厚を一定にすることができる。方法Ｃ又は方法Ｄは、巻き戻し工程を実施せずに、（２ｍ−１）回目の流し工程で、基板搬送工程における搬送方向を正方向に設定し、２ｍ回目の流し工程では基板搬送工程における搬送方向を逆方向に設定して、複数回の流し工程を繰り返す点は、方法Ｂと同じである。各方法の概略を以下に記載する。
【００９８】
方法Ｃ：１回目の流し工程は方法Ｂと同様に行う。２ｍ回目の流し工程では、シャッター１２ｂを常に閉じておき第２の蒸着可能領域６０ｂは遮蔽して、第１の蒸着可能領域６０ａでのみ各成膜領域に蒸着を行う。（２ｍ＋１）回目の流し工程では、逆にシャッター１２ａを常に閉じておき第１の蒸着可能領域６０ａは遮蔽して、第２の蒸着可能領域６０ｂでのみ各成膜領域に蒸着を行う。以上により、前段の流し工程で形成した層の上に、成長方向が同じ層を積層することなく、成長方向の異なる新たな層を形成できる。
【００９９】
方法Ｄ：１回目の流し工程では、シャッター１２ａの開放時間ｔに対して、シャッター１２ｂの開放時間をｔ／２に設定する。すなわち、第１の蒸着可能領域６０ａでの付着量に対して、第２の蒸着可能領域６０ｂでの付着量を半分にする。さらに、２回目以降の流し工程ではシャッター１２ａ、１２ｂともに開放時間をｔ／２に設定して、第１の蒸着可能領域６０ａ及び第２の蒸着可能領域６０ｂ双方での付着量を半分にする。ただし、最終回の流し工程における最終蒸着側のシャッター（１２ａ又は１２ｂ）の開放時間はｔに設定する。以上によると、第２層以降（最終層を除く）で１つの蒸着膜形成工程で形成される層の膜厚が半分になる。しかし第２層以降は２つの蒸着膜形成工程で蒸着がされるので、第２層以降の膜厚は第１層又は最終層の膜厚と同じになる。
【０１００】
方法Ｃ又は方法Ｄによると、基板の搬送方向の切り換え操作が方法Ｂと同一でありながら、シャッターの動作を変更することによって各層の膜厚を同じにすることができる。なかでも方法Ｄは、シャッターを閉めておくことによる蒸着材料の損失が少ないため、より好ましい。
なお、方法Ａ〜方法Ｄは適宜組み合わせることも可能である。
【０１０１】
以上では、ケイ素酸化物からなる活物質体を形成する場合を例に蒸着装置１００の動作を説明したが、使用する蒸着材料や得られた蒸着膜の用途はこの例に限定されない。また、上記では、蒸発源９で蒸発させた蒸着原料（ケイ素原子）とノズル部２２から供給されるガス（酸素ガス）とを反応させて蒸着膜を形成しているが、ガスを供給せずに、蒸着原料のみを基板４の表面に成長させてもよい。
【０１０２】
（第２の実施形態）
＊＊＊片面Wの実施形態＊＊＊
以下、図面を参照しながら、本発明による第２の実施形態の蒸着装置を説明する。本実施形態では、チャンバー内の蒸着可能領域内に、第１の実施形態で説明したＶ字型の基板経路（Ｖ字型経路）を２箇所設けて、全部で４つの蒸着可能領域を形成する。
【０１０３】
図６は、本発明による第２の実施形態の蒸着装置を模式的に示す断面図である。簡単のため、図１に示す蒸着装置１００と同様の構成要素には、同じ参照符号を付して説明を省略する。図６に示す蒸着装置２００は、第１および第２のロール３、８と、搬送ローラ５ａ、５ｂと、第１および第２のガイド部材（搬送ローラ）６ａ、６ｂ、支持部材（搬送ローラ）７とを含む搬送部を有しており、これによって、基板４の搬送経路が規定される。また、蒸発面９ｓから蒸発した蒸着原料が基板４の法線方向から基板４に入射しないように、遮蔽板１５ａ〜１５ｃおよび第１と第２の遮蔽部材２０ａ、２０ｂが配置されている。
【０１０４】
搬送ローラ５ａ、６ａ、７、６ｂ、５ｂは、上記基板４の搬送経路において第１のロール側からこの順に配置されている。本実施形態では、第１のガイド部材６ａは、隣接する搬送ローラ５ａ、支持部材７よりも下方に配置され、基板４のうち蒸着原料によって照射される面が蒸発源９に対して凸になるように基板４を案内し、Ｖ字型経路を形成する。第１のガイド部材６ａと蒸発源９との間には、第１の遮蔽部材２０ａが配置されている。これによって、蒸発源９の蒸発面９ｓから蒸発した蒸着材料が基板４の法線方向から入射することを防止するとともに、Ｖ字型経路における蒸着可能領域を、第１の蒸着不能領域７０ａによって２つに分離している。このような構成により、このＶ字型経路において第１のガイド部材６ａよりも第１のロール側に位置する第１の蒸着可能領域６０ａと、第１のガイド部材６ａよりも第２のロール側に位置する第２の蒸着可能領域６０ｂとが形成される。
【０１０５】
支持部材７は、隣接する第１のガイド部材６ａ、６ｂよりも上方に配置され、基板４のうち蒸着原料によって照射される面が蒸発源９に対して凹になる（すなわち、基板の表面が蒸発源９から遠ざかるように凹む）ように基板４を下方から支持し、逆向きのＶ字型経路を形成する。支持部材７と蒸発源９との間には、第３の遮蔽板１５ｃが配置されている。これによって、蒸発源９の蒸発面９ｓから蒸発した蒸着材料が基板４の法線方向から入射することを防止するとともに、逆向きＶ字型経路における蒸着可能領域を、第２の蒸着不能領域７０ｂによって２つに分離している。このような構成により、この逆向きＶ字型経路において支持部材７よりも第１のロール側に位置する第２の蒸着可能領域６０ｂと、支持部材７よりも第２のロール側に位置する第３の蒸着可能領域６０ｃとが形成される。
【０１０６】
第２のガイド部材６ｂは、隣接する支持部材７、搬送ローラ５ｂよりも下方に配置され、基板４のうち蒸着原料によって照射される面が蒸発源９に対して凸になるように基板４を案内し、Ｖ字型経路を形成する。第２のガイド部材６ｂと蒸発源９との間には、第２の遮蔽部材２０ｂが配置されている。これによって、蒸発源９の蒸発面９ｓから蒸発した蒸着材料が基板４の法線方向から入射することを防止するとともに、Ｖ字型経路における蒸着可能領域を、第３の蒸着不能領域７０ｃによって２つに分離している。このような構成により、このＶ字型経路において第２のガイド部材６ｂよりも第１のロール側に位置する第３の蒸着可能領域６０ｃと、第２のガイド部材６ｂよりも第２のロール側に位置する第４の蒸着可能領域６０ｄとが形成される。
【０１０７】
これらの蒸着可能領域６０ａ〜６０ｄにおける蒸着原料の入射方向は、基板４の法線方向に対して４５°以上７５°以下の角度だけ傾斜するように制御されている。なお、本実施形態のように、基板４の蒸着原料に照射される面が２つのＶ字型経路を連続してＷ字型に搬送される場合、この搬送経路を「Ｗ字型経路」と呼ぶこともある。
【０１０８】
シャッター１２ａは、蒸発した蒸着材料が第１および第２の蒸着可能領域６０ａ、６０ｂのいずれか又は双方に到達するのを防止したり、到達させたりするために動かすことができる。一方、シャッター１２ｂは、蒸発した蒸着材料が第３および第４の蒸着可能領域６０ｃ、６０ｄのいずれか又は双方に到達するのを防止したり、到達させたりするために動かすことができる。
【０１０９】
蒸着装置２００は、第１の蒸着可能領域６０ａの第１のロール側および第４の蒸着可能領域６０ｄの第２のロール側に、それぞれ、基板４を２００℃〜４００℃に加熱する加熱部１６ａおよび１６ｂを備えている。
【０１１０】
蒸着装置２００の動作方法については前述の蒸着装置１００の動作に関する前記方法に準ずるが、差異を以下に説明する。
【０１１１】
まず方法Ａについて説明する。【０１１２】
１回目の蒸着膜形成工程では、シャッター１２ａと１２ｂを第２〜４の蒸着可能領域６０ｂ〜６０ｄが蒸着形成されない位置に配置し、第１の蒸着可能領域６０ａについてはシャッター１２ａを開ける。これによって第１の蒸着可能領域６０ａで第１層を形成する。シャッター１２ａを閉じた後、正方向に基板４を繰り出し、第１の蒸着可能領域６０ａで蒸着形成された部分を、第２の蒸着可能領域６０ｂの位置で停止する。
【０１１３】
続く２回目の蒸着膜形成工程では、シャッター１２ｂによって第３と第４の蒸着可能領域６０ｃ、６０ｄを遮蔽し、第１と第２の蒸着可能領域６０ａ、６０ｂについてはシャッター１２ａを開ける。これによって、第２の蒸着可能領域６０ｂでは第２層を形成し、第１の蒸着可能領域６０ａでは第１層を形成する。
【０１１４】
さらに正方向の基板搬送を行った後、３回目の蒸着膜形成工程では、シャッター１２ｂは第４の蒸着可能領域６０ｄが蒸着形成されない位置に配置し、第１〜第３の蒸着可能領域６０ａ〜６０ｃについてはシャッター１２ａ、１２ｂを開ける。これによって、第３の蒸着可能領域６０ｃでは第３層を形成し、第２の蒸着可能領域６０ｂでは第２層を形成し、第１の蒸着可能領域６０ａでは第１層を形成する。
【０１１５】
さらに正方向の基板搬送を行った後、４回目の蒸着膜形成工程ではシャッター１２ａ、１２ｂを全開してすべての蒸着可能領域６０ａ〜６０ｄに対して蒸着する。これにより、第４の蒸着可能領域６０ｄでは第４層を形成し、第３の蒸着可能領域６０ｃでは第３層を形成し、第２の蒸着可能領域６０ｂでは第２層を形成し、第１の蒸着可能領域６０ａでは第１層を形成する。５回目以降の蒸着膜形成工程では４回目の蒸着膜形成工程を繰り返す。以上によって、１回の流し工程で、シート状の基板４の所定領域に、４層構造の活物質体からなる蒸着膜（図４で示した構造の蒸着膜）を形成できる。
【０１１６】
ただし、第１の実施形態の場合と同様、すべての蒸着膜形成工程において、シャッター１２ａ、１２ｂを全開して第１〜第４の蒸着可能領域６０ａ〜６０ｄすべてに蒸着を行ってもよい。
【０１１７】
さらに前記の工程（ｆ）〜工程（ｉ）を行うと、基板４の所定領域に、任意の積層数ｎ（例えばｎ＝３０〜４０）の活物質体からなる蒸着膜を形成できる。ここで、積層数ｎは、流し工程の回数の４倍になる。
【０１１８】
第２の実施形態では、第１の蒸着可能領域６０ａの長さと第１の蒸着不能領域７０ａの長さの合計、第２の蒸着可能領域６０ｂの長さと第２の蒸着不能領域７０ｂの長さの合計、第３の蒸着可能領域６０ｃの長さと第３の蒸着不能領域７０ｃの長さの合計が１：１：１である。つまり、蒸着可能領域とそれに続く蒸着不能領域の和は概略等しくなるように構成されている。さらに、第１、第２、第３および第４の蒸着可能領域６０ａ、６０ｂ、６０ｃ、６０ｄの長さの比が１：１：１：１となることが好ましい。このように、基板４が順次通過する第１、第２、第３および第４の蒸着可能領域６０ａ、６０ｂ、６０ｃ、６０ｄの長さを、１：１：１：１に設定すると、ジグザグ状の活物質体を構成する各部分の長さを略均一にでき、積層される活物質の領域を有効に形成できる。上記比が１：１：１：１から大きくずれると、積層される活物質の領域が減少し、単位面積あたりの充電容量が減少する問題がある。
【０１１９】
次に第２の実施形態における方法Ｂを説明する。
方法Ｂでは１回目の流し工程は方法Ａと同様である。２回目の流し工程での１回目の蒸着膜形成工程では、シャッターにより第１〜３の蒸着可能領域を遮蔽し、第４の蒸着可能領域６０ｄで、最後の成膜領域表面に形成されている第４層の上に、さらに蒸着膜を形成する。ここで形成される蒸着膜は、１回目の流し工程において第４の蒸着可能領域６０ｄで形成された第４層と同じ成長方向を有する。そのため、２回目の流し工程の１回目の蒸着膜形成工程では、第４層の膜厚を増大させることになる。次にシャッターを閉じて逆方向への基板搬送工程を行い、最後から２番目の成膜領域が第４の蒸着可能領域６０ｄに到達し、最後の成膜領域が第３の蒸着可能領域６０ｃに到達したところで基板搬送を停止する。
【０１２０】
続く２回目の蒸着膜形成工程では、第４の蒸着可能領域６０ｄでは、最後から２番目の成膜領域の第４層の膜厚を増大させ、第３の蒸着可能領域６０ｃでは、最後の成膜領域に形成されている分厚い第４層の上に、第５層を形成する。形成された第５層は第３の蒸着可能領域６０ｃで蒸着膜が形成されるので、第３層と同じ成長方向を有するが、第４層とは異なる成長方向を有する。
【０１２１】
さらに逆方向への基板搬送工程を行った後、３回目の蒸着膜形成工程では、第４の蒸着可能領域６０ｄでは、最後から３番目の成膜領域の第４層の膜厚を増大させ、第３の蒸着可能領域６０ｃでは、最後から２番目の成膜領域に第５層を形成し、第２の蒸着可能領域６０ｂでは、最後の成膜領域に第６層を形成する。形成された第６層は第２層と同じ成長方向を有し、第５層とは異なる成長方向を有する。
【０１２２】
再度逆方向への基板搬送工程を行った後、４回目の蒸着膜形成工程では、第４の蒸着可能領域６０ｄでは、最後から４番目の成膜領域の第４層の膜厚を増大させ、第３の蒸着可能領域６０ｃでは、最後から３番目の成膜領域に第５層を形成し、第２の蒸着可能領域６０ｂでは、最後から２番目の成膜領域に第６層を形成し、第１の蒸着可能領域６０ａでは、最後の成膜領域に第７層を形成する。形成された第７層は第１層と同じ成長方向を有し、第６層とは異なる成長方向を有する。
【０１２３】
以上のようにして、蒸着膜形成工程と逆方向への基板搬送工程を、１回目の流し工程と同じ長さの基板４が繰り出されまで交互に繰り返す。この２回目の流し工程によって、基板４の所定領域に、７層構造の活物質体からなる蒸着膜を、蒸着膜未形成部を間に挟みながら、形成する。形成された蒸着膜では、第４層の膜厚が、その他の層の膜厚の２倍となる。
【０１２４】
続いて３回目の流し工程として、１回目の流し工程と同じ工程を繰り返すことで、１０層構造の活物質体からなる蒸着膜を、蒸着膜未形成部を間に挟みながら、形成する。この蒸着膜では、第４層と第７層の膜厚が、その他の層の膜厚の２倍となる。
【０１２５】
蒸着装置２００を用いて方法Ｂにより形成した複数層構造の活物質体からなる蒸着膜では、第（４ｙ−３）番目に形成された層と第（４ｙ−２）番目に形成された層は成長方向が異なり、第（４ｙ−２）番目に形成された層と第（４ｙ−１）番目に形成された層は成長方向が異なり、第（４ｙ−１）番目に形成された層と第４ｙ番目に形成された層は成長方向が異なるが、第４ｙ番目に形成された層と第（４ｙ＋１）番目に形成された層は成長方向が同じである。さらには、第（４ｙ−１）番目に形成された層と第（４ｙ＋２）番目に形成された層は成長方向が同じであり、第（４ｙ−２）番目に形成された層と第（４ｙ＋３）番目に形成された層は成長方向が同じであり、第（４ｙ−３）番目に形成された層と第（４ｙ＋４）番目に形成された層は成長方向が同じである。ここで、ｙは１以上の整数である。
【０１２６】
第４ｙ番目に形成された層と第（４ｙ＋１）番目に形成された層は連続している層であり、かつ成長方向が同じなので、２つの異なる工程で形成されたこれら二層は外観上一つの層として観察される。つまり、４番目に形成された層と５番目に形成された層が合わせて第４層とみなされ、８番目に形成された層と９番目に形成された層が合わせて第７層とみなされ、１２番目に形成された層と１３番目に形成された層が合わせて第１０層とみなされる。この際、各蒸着膜形成工程における蒸着膜の付着量が同一であると、第４層、第７層、第１０層・・・といった第（３ｚ＋１）層の膜厚は、第３ｚ層の膜厚又は第（３ｚ−１）層の膜厚の２倍になる。ここで、ｚは１以上の整数である。この層構成を図１３に示す。図１３は、突起７２に形成された複層構造の活物質体の断面を示す模式図である。
【０１２７】
さらに方法Ｃ又は方法Ｄにより、各層の膜厚を一定することができる。
方法Ｃ：１回目の流し工程は方法Ｂと同様に行う。２ｍ回目の流し工程では、シャッターにて第４の蒸着可能領域６０ｄを常に遮蔽し、その他の蒸着可能領域でのみ蒸着を行う。（２ｍ＋１）回目の流し工程では、シャッターにて第１の蒸着可能領域６０ａを常に遮蔽し、その他の蒸着可能領域でのみ蒸着を行う。
【０１２８】
方法Ｄ：１回目の流し工程では、第１の蒸着可能領域６０ａ、第２の蒸着可能領域６０ｂ及び第３の蒸着可能領域６０ｃでの蒸着時間ｔに対して、第４の蒸着可能領域６０ｄでの蒸着時間をｔ／２に設定する。さらに、２回目以降の流し工程では、第２の蒸着可能領域６０ｂ及び第３の蒸着可能領域６０ｃでの蒸着時間をｔに、第１の蒸着可能領域６０ａ及び第４の蒸着可能領域６０ｄでの蒸着時間をｔ／２に設定する。ただし、最終回の流し工程における最後の蒸着可能領域（６０ａ又は６０ｄ）の蒸着時間はｔに設定する。【０１２９】
本実施形態の蒸着装置２００によると、蒸着可能領域に４つの蒸着可能領域を形成するため、より広い角度に出射する蒸着原料を蒸着に利用でき、蒸着材料の利用率をさらに高めることができる。
【０１３０】
（第３の実施形態）
＊＊＊W1（両面）での実施形態＊＊＊
以下、図面を参照しながら、本発明による第３の実施形態の蒸着装置を説明する、本実施形態では、第２の実施形態と同様に、Ｗ字型の基板経路（Ｗ字型経路）を有し、全部で４つの蒸着可能領域（第１〜第４の蒸着可能領域）６０ａ〜６０ｄを形成する。ただし、本実施形態における搬送部は、第１および第２の蒸着可能領域６０ａ、６０ｂを通過した後の基板４を裏返して、第３および第４の蒸着可能領域６０ｃ、６０ｄに案内するように構成されている点で第２の実施形態と異なっている。
【０１３１】
図７は、本実施形態の蒸着装置を例示する断面図である。簡単のため、図６に示す蒸着装置２００と同様の構成要素には同じ参照符号を付して説明を省略する。
【０１３２】
蒸着装置３００では、基板４の搬送経路は、第１および第２のロール３、８と、搬送ローラ５ａ〜５ｆと、第１および第２のガイド部材６ａ、６ｂとによって規定される。搬送ローラ５ｃ〜５ｅは、基板４の搬送経路における第２の蒸着可能領域６０ｂと第３の蒸着可能領域６０ｃとの間に、第２のロール８を回り込むように配置されている（反転構造）。この構造により、基板４の蒸着源９ｓに対向させる表面を反転させることができる。従って、基板４が第１および第２の蒸着可能領域６０ａ、６０ｂを通過する際には、基板４の一方の表面（「第１表面」と呼ぶ）に蒸着を行い、第３および第４の蒸着可能領域６０ｃ、６０ｄを通過する際には、基板４の他方の表面（「第２表面」）に蒸着を行うことができる。よって、蒸着装置３００を用いると、チャンバー２の真空状態を保ったままで、基板４の両面に蒸着膜を連続的に形成することが可能になる。第１表面と第２表面とのあいだで成膜領域の位置は一致していることが好ましい。よって、搬送ローラ５ｂから搬送ローラ５ｅまでの搬送距離は、基板４の長手方向における蒸着可能領域と蒸着不能領域の合計長さ（あるいは、図１１で示す成膜領域３０ａの長さと蒸着未形成部３１ａの長さの合計）の整数倍になるように設定することが好ましい。また、本実施形態では、第２の蒸着可能領域６０ｂと第４の蒸着可能領域６０ｄとが互いに対向するように形成されており、これらの蒸着可能領域６０ｂ、６０ｄの間には、搬送ローラ５ｂ、５ｆを覆うように遮蔽板１５ｃが配置されている。遮蔽板１５ｃは、搬送ローラ５ｂ、５ｆに蒸着原料が入射することを防止するとともに、これらの蒸着可能領域６０ｂ、６０ｄの上端部における入射角度を制御している。
【０１３３】
本実施形態では、基板４の表面に垂直で、かつ、基板４の搬送方向を含む断面において、第１のガイド部材６ａおよび第２のガイド部材６ｂは、蒸発面９ｓの中心を通る法線Ｎを挟んで両側に配置されている。また、第１から第４の蒸着可能領域６０ａ〜６０ｄのうち何れか１つ（図示する例では蒸着可能領域６０ｂ）が蒸発面９ｓの中心を通る法線Ｎと交わるように、蒸発源９に対して搬送部が配置されている。これにより、蒸着可能領域のうち蒸着原料の濃度の高い領域を最大限に利用して蒸着を行うことができるので有利である。
【０１３４】
また、各蒸着可能領域６０ａ〜６０ｄの上端近傍には、それぞれ、基板４を例えば２００℃〜４００℃に加熱する加熱部１６ａ〜１６ｄが配置されている。加熱部１６ａ〜１６ｄが「各蒸着可能領域６０ａ〜６０ｄの上端近傍に配置されている」とは、対応する蒸着可能領域以外の領域であり、かつ、その蒸着可能領域に導かれる直前の基板４を加熱するような位置に設けられていることをいう。このような構成により、第１のロール３から第２のロール８に向かって基板４を搬送するときには、各Ｖ字型経路を通過する前の基板４を加熱部１６ａ、１６ｃで加熱することができる。逆方向に基板４を搬送するときには、各Ｖ字型経路に導かれる前の基板４を加熱部１６ｄ、１６ｂで加熱することができる。
【０１３５】
蒸着装置３００の動作方法については蒸着装置２００の動作方法に準ずる。ただし、第３及び第４の蒸着可能領域６０ｃ、ｄの立体的な位置が蒸着装置２００の場合とは逆である点、並びに、搬送ローラ５ｂから搬送ローラ５ｅまでに位置する基板４には蒸着がされない点を考慮してシャッター１２ａ、１２ｂの動きを適宜改変する。
【０１３６】
方法Ａを具体的に説明すると、シャッター１２ｂによって第３及び第４の蒸着可能領域６０ｃ、６０ｄを遮蔽した状態で、シャッター１２ａの動きを利用して、１回目の蒸着膜形成工程では第１の蒸着可能領域６０ａで第１表面の第１層を形成する。次の２回目の蒸着膜形成工程では第２の蒸着可能領域６０ｂで第１表面の第２層を形成し、第１の蒸着可能領域６０ａで第１表面の第１層を形成する。この２回目の蒸着膜形成工程をさらに繰返しながら基板４を繰り出していき、１回目の蒸着膜形成工程で成膜された領域の裏面（第２表面）が第３の蒸着可能領域６０ｃに到達した際に、はじめて第３の蒸着可能領域６０ｃについてもシャッター１２ｂを開けて、蒸着膜形成を行う。これによって、前記の第１及び第２の蒸着可能領域６０ａ、６０ｂでの蒸着膜形成と同時に、第３の蒸着可能領域６０ｃで、第２表面の第１層が形成される。次の蒸着膜形成工程では第３及び第４の蒸着可能領域６０ｃ、６０ｄについてシャッター１２ｂを開けて、第３の蒸着可能領域６０ｃで第２表面の第１層を形成し、第４の蒸着可能領域６０ｄで第２表面の第２層を形成する。同時に、第１及び第２の蒸着可能領域６０ａ、６０ｂでの蒸着膜形成も行われている。こうして、１回の流し工程で、基板４の両面それぞれに、２層構造の活物質体からなる蒸着膜を形成できる。
【０１３７】
また、すべての蒸着膜形成工程において、シャッター１２ａ、１２ｂを全開して第１〜第４の蒸着可能領域６０ａ〜６０ｄすべてに蒸着を行ってもよい。
【０１３８】
図８は、蒸着装置３００を用いて基板４の両面にそれぞれ形成された蒸着膜の一例を示す断面図である。図示する蒸着膜は、前述した方法に準じて１回の流し工程で作製したものである。
【０１３９】
本実施形態でも、第１、第２、第３および第４の蒸着可能領域６０ａ、６０ｂ、６０ｃ、６０ｄの長さの比が１：１：１：１となることが好ましい。これにより、蒸着可能領域の長さを均一にできるので積層される活物質の領域を有効に利用できるとともに、第１表面と第２表面での成膜領域の位置が一致しているので、基板４から所定のサイズで電極を切り出す際に便宜である。また、基板４の両面に、同じ成膜面積を有する活物質体９０、９２を形成できる。このような基板４を用いてリチウム二次電池用電極を製造すると、活物質体９０の膨張によって基板４の第１表面Ｓ１にかかる応力と、活物質体９２の膨張によって基板４の第２表面Ｓ２面にかかる応力とが略同じになる。そのため、充放電を繰り返したときに、これらの応力の差によって基板４が湾曲してしまうことを効果的に防止できる。
【０１４０】
本実施形態では、基板４として、両面（第１表面および第２表面）Ｓ１、Ｓ２に凹凸パターンが形成された金属箔を用いる。各表面Ｓ１、Ｓ２に形成されたパターンは、第１の実施形態で説明した凹凸パターンと同様とし、説明を省略する。
【０１４１】
基板４の第１表面Ｓ１には、成長方向の異なる２層からなる活物質体９０が複数直立している。各活物質体９０は、第１の蒸着可能領域６０ａで形成された第１部分ｐ１と、第２の蒸着可能領域６０ｂにおいて第１部分ｐ１の上に形成された第２部分ｐ２とから構成されている。一方、基板４の第２表面Ｓ２にも、同様の２層構造の活物質体９２が形成されている。活物質体９２は、第３および第４の蒸着可能領域６０ｃ、６０ｄでそれぞれ形成された第１および第２部分ｑ１、ｑ２とから構成されている。
【０１４２】
本実施形態では、第１〜第４の蒸着可能領域６０ａ〜６０ｄにおける蒸着原料の入射角度θの範囲が互いに略等しくなるように搬送部および遮蔽部が配置されていることが好ましい。
第３の実施形態における方法Ｂ〜Ｄは、第１の実施形態及び第２の実施形態における方法Ｂ〜Ｄに準じて、適宜改変すればよい。【０１４３】
（第４の実施形態）
＊＊＊W2（両面）での実施形態＊＊＊
以下、図面を参照しながら、本発明による第４の実施形態の蒸着装置を説明する。本実施形態の蒸着装置の搬送部は、図６を参照しながら第２の実施形態で説明したようなＷ字型の基板経路（Ｗ字型経路）を２箇所形成し、かつ、これらのＷ字型経路の間で、基板４の蒸着原料によって照射される面を裏返す反転構造を有するように構成されている。反転構造は、図７を参照しながら第３の実施形態で説明した構造と同様であってもよい。
【０１４４】
図９は、本実施形態の蒸着装置を模式的に示す断面図である。簡単のため、前述の実施形態で説明した蒸着装置１００、２００、３００と同様の構成要素には、同じ参照符号を付して説明を省略する。
【０１４５】
図９に示す蒸着装置４００は、第１および第２のロール３、８と、搬送ローラ５ａ〜５ｋと、第１〜第４のガイド部材６ａ〜６ｄ、第１および第２の支持部材７ａ、７ｂとを含む搬送部とシャッター１２ａ〜１２ｄを有している。これによって、基板４の搬送経路が規定される。また、蒸発面９ｓから蒸発した蒸着原料が基板４の法線方向から基板４に入射しないように、遮蔽板１５ａ〜１５ｅおよび第１〜第４の遮蔽部材２０ａ〜２０ｄが配置されている。
【０１４６】
搬送ローラ５ａ〜５ｋは、上記基板４の搬送経路において第１のロール側からこの順に配置されている。また、第１〜第４のガイド部材（搬送ローラ）６ａ〜６ｄは、上記基板４の搬送経路において第１のロール側からこの順に配置されている。さらに、第１および第２の支持部材７ａ、７ｂは、上記基板４の搬送経路において第１のロール側からこの順に配置されている。前述の実施形態と同様に、各ガイド部材６ａ〜６ｄは、基板４のうち蒸着原料によって照射される面が蒸発源９に対して凸になるように基板４を案内し、Ｖ字型経路を形成する。各ガイド部材６ａ〜６ｄと蒸発源９との間には、それぞれ、第１〜第４の遮蔽部材２０ａ〜２０ｄが配置されている。これによって、蒸発源９の蒸発面９ｓから蒸発した蒸着材料が基板４の法線方向から入射することを防止するとともに、Ｖ字型経路における蒸着可能領域を、蒸着不能領域７０ａ、７０ｃ、７０ｄ、７０ｆによって２つに分離している。このような構成により、第１のガイド部材６ａによって形成されたＶ字型経路において、第１のガイド部材６ａよりも第１のロール側に位置する第１の蒸着可能領域６０ａと、第１のガイド部材６ａよりも第２のロール側に位置する第２の蒸着可能領域６０ｂとが形成される。同様に、第２のガイド部材６ｂによって形成されたＶ字型経路において、第２のガイド部材６ｂよりも第１のロール側に位置する第３の蒸着可能領域６０ｃと、第２のガイド部材６ｂよりも第２のロール側に位置する第４の蒸着可能領域６０ｄとが形成される。第３のガイド部材６ｃによって形成されたＶ字型経路において、第３のガイド部材６ｃよりも第１のロール側に位置する第５の蒸着可能領域６０ｅと、第３のガイド部材６ｃよりも第２のロール側に位置する第６の蒸着可能領域６０ｆとが形成される。第４のガイド部材６ｄによって形成されたＶ字型経路において、第４のガイド部材６ｄよりも第１のロール側に位置する第７の蒸着可能領域６０ｇと、第４のガイド部材６ｄよりも第２のロール側に位置する第８の蒸着可能領域６０ｈとが形成される。
【０１４７】
また、各支持部材７ａ、７ｂは、基板４のうち蒸着原料によって照射される面が蒸発源９に対して凹になるように基板４を下方から支持し、逆向きのＶ字型経路を形成する。各支持部材７ａ、７ｂと蒸発源９との間には、それぞれ、遮蔽部材１５ｅ、１５ｃが配置されている。これにより、蒸発源９の蒸発面９ｓから蒸発した蒸着材料が基板４の法線方向から入射することを防止するとともに、逆向きＶ字型経路における蒸着可能領域を、蒸着不能領域７０ｂ、７０ｅによって２つに分離している。このような構成により、第１の支持部材７ａによって形成された逆向きＶ字型経路において、第１の支持部材７ａよりも第１のロール側に位置する第２の蒸着可能領域６０ｂと、第１の支持部材７ａよりも第２のロール側に位置する第３の蒸着可能領域６０ｃとが形成される。同様に、第２の支持部材７ｂによって形成された逆向きＶ字型経路において、第２の支持部材７ｂよりも第１のロール側に位置する第６の蒸着可能領域６０ｆと、第２の支持部材７ｂよりも第２のロール側に位置する第７の蒸着可能領域６０ｇとが形成される。
【０１４８】
これらの第１〜第８の蒸着可能領域６０ａ〜６０ｈと蒸発面９ｓとの間には、シャッター１２ａ〜１２ｄ、及び、蒸着可能領域全体を遮蔽可能なシャッター２８が配置されている。
【０１４９】
本実施形態における搬送部および遮蔽部は、第１〜第８の蒸着可能領域６０ａ〜６０ｈにおける蒸着原料の入射方向が基板４の法線方向に対して例えば４５°以上７５°以下の角度だけ傾斜するように、蒸発源９に対して配置されている。
【０１５０】
本実施形態における搬送ローラ５ｅ〜５ｇは、基板４の搬送経路における第４の蒸着可能領域６０ｄと第５の蒸着可能領域６０ｅとの間に、第２のロール８を回り込むように配置されている（反転構造）。この構造により、第１〜第４の蒸着可能領域６０ａ〜６０ｄを含むＷ字型経路を通過した後の基板４を裏返して、第５〜第８の蒸着可能領域６０ｅ〜６０ｈに案内できる。そのため、チャンバー２の真空状態を保ったままで、基板４の両面に蒸着膜を連続的に形成することが可能になる。
【０１５１】
蒸着装置４００は、各蒸着可能領域以外の領域に設けられ、基板４を２００℃〜４００℃に加熱する４個の加熱部１６ａ〜１６ｄをさらに備えている。加熱部１６ａ〜１６ｄは、それぞれ、第１、第４、第５および第８の蒸着可能領域６０ａ、６０ｄ、６０ｅ、６０ｈの上端近傍にそれぞれ配置されている。このような構成により、第１のロール３から第２のロール８に向かって基板４を搬送するときには、各Ｗ字型経路を通過する直前の基板４を加熱部１６ａ、１６ｃで加熱することができる。逆方向に基板４を搬送するときには、各Ｗ字型経路を通過する前の基板４を加熱部１６ｂ、１６ｄで加熱することができる。
【０１５２】
本実施形態では、基板４の表面に垂直で、かつ、基板４の搬送方向を含む断面において、第１および第２のガイド部材６ａおよび６ｂと、第３および第４のガイド部材６ｃおよび６ｄとは、蒸発源９の中心を通る法線Ｎを挟んで両側に配置され、第１から第８の蒸着可能領域６０ａ〜６０ｈのうち何れか１つが蒸発源９の中心を通る法線と交わるように、蒸発源９に対して搬送部が配置されていることが好ましい。これにより、蒸着可能領域のうち蒸着源９から蒸発した蒸着原料の濃度のより高い領域を利用して蒸着を行うことができるので、蒸着材料の利用効率を向上できる。
【０１５３】
蒸着装置４００の動作方法については蒸着装置２００の動作方法や、蒸着装置３００の動作方法に準じて、適宜改変すればよい。なお、基板搬送工程５０４においてシャッターを閉じる際には、シャッター２８を利用してすべての蒸着可能領域を遮蔽すればよい。
【０１５４】
図１０は、蒸着装置４００を用いて基板４の両面に形成された蒸着膜の構造の一例を示す断面図である。図示する蒸着膜は、蒸着装置２００に関する方法及び蒸着装置３００に関する方法に準じて２回の流し工程で作製したものである。すなわち、１回の流し工程では、基板４の両面それぞれに、４層構造の活物質体からなる蒸着膜を形成でき、２回の流し工程では、図１０で示すように、基板４の両面それぞれに、８層構造の活物質体からなる蒸着膜を形成できる。
【０１５５】
本実施形態では、基板４として、両面（第１表面および第２表面）Ｓ１、Ｓ２に凹凸パターンが形成された金属箔を用いることができる。ここでは、各表面Ｓ１、Ｓ２に形成されたパターンは、第１の実施形態で説明した凹凸パターンと同様とし、説明を省略する。
【０１５６】
基板４の第１および第２表面Ｓ１、Ｓ２には、それぞれ、成長方向が交互に異なる８層からなる活物質体９４、９６が複数直立している。各活物質体９４は、第１表面Ｓ１の法線方向に対して交互に反対側に傾斜した成長方向を有する第１〜第８部分ｐ１〜ｐ８が積層された構造（積層数ｎ＝８）を有している。一方、第２表面Ｓ２にも、同様の８層構造の活物質体９６が形成されている。
【０１５７】
本実施形態では、第１の蒸着可能領域６０ａの長さと第１の蒸着不能領域７０ａの長さの合計、第２の蒸着可能領域６０ｂの長さと第２の蒸着不能領域７０ｂの長さの合計、第３の蒸着可能領域６０ｃの長さと第３の蒸着不能領域７０ｃの長さの合計、第５の蒸着可能領域６０ｅの長さと第４の蒸着不能領域７０ｄの長さの合計、第６の蒸着可能領域６０ｆの長さと第５の蒸着不能領域７０ｅの長さの合計、第７の蒸着可能領域６０ｇの長さと第６の蒸着不能領域７０ｆの長さの合計が１：１：１である。つまり、蒸着可能領域とそれに続く蒸着不能領域の和は概略等しくなるように構成されている。さらに前記と同様の理由により、第１〜第８の蒸着可能領域６０ａ〜６０ｈの長さの比が１：１：１：１：１：１：１：１となるように搬送部や遮蔽部が構成されていることが好ましい。
第４の実施形態における方法Ｂ〜Ｄは、第１〜３の実施形態における方法Ｂ〜Ｄに準じて、適宜改変すればよい。
【０１５８】
なお、蒸着装置４００は基板４を裏返すための反転構造を有するが、本実施形態の蒸着装置は反転構造を有していなくてもよい。このような蒸着装置では、基板４が２つのＷ字型経路を通過することにより、１回の流し工程で、基板４の一方の表面にのみ８層構造（積層数ｎ＝８）の活物質体が形成される。
【０１５９】
本発明の蒸着装置で形成される活物質体の形状は、上述した種々の実施形態で説明した形状に限定されず、適用しようとする電池の設計容量により適宜選択できる。例えば、各活物質体の積層数ｎも適宜選択される。ただし、積層数ｎは３層以上が好ましい。２層以下では、活物質体の幅方向（横方向）の膨張を十分に抑制できないおそれがある。一方、積層数ｎの好ましい範囲の上限は、活物質体全体の厚さ（例えば１００μｍ以下）および活物質体を構成する各部分の厚さ（例えば２μｍ以上）によって決まり、例えば５０層（１００μｍ／２μｍ）となる。より好ましくは、積層数ｎは３０以上４０以下である。
【０１６０】
上述したように、本発明による実施形態の蒸着装置によると、基板４の表面に、間隔を空けて配置された複数の活物質体を含む活物質層を形成できる。活物質層が形成された基板４は、必要に応じて所定のサイズに切断されて、リチウム二次電池などの非水電解質二次電池用の負極となる。このようにして得られた負極は、活物質の膨張に伴う活物質体の破壊や極板の変形が抑制され、また、セパレータの孔変形も防止されているので、優れた充放電サイクル特性を実現できる。
【０１６１】
上記負極は、円筒型、扁平型、コイン型、角形等の様々な形状の非水電解質二次電池に適用できる。非水電解質二次電池は、公知の方法により製造できる。具体的には、本発明の蒸着装置を用いて得られた負極を、正極活物質を含む正極板と、微多孔性フィルムなどからなるセパレータを介して対向させて極板群を形成する。この極板群とリチウムイオン伝導性を有する電解液と共にケース内に収容することにより、非水電解質二次電池が得られる。正極活物質や電解液としては、リチウムイオン二次電池に一般的に使用される材料を用いることができる。例えば、正極活物質としてＬｉＣｏＯ２、ＬｉＮｉＯ２、ＬｉＭｎ２Ｏ４などを用い、電解液として、エチレンカーボネートやプロピレンカーボネートなどの環状カーボネート類に６フッ化リン酸リチウムなどを溶解することによって得られる電解液を用いてもよい。また、電池の封止形態も特に限定されない。
【産業上の利用可能性】
【０１６２】
本発明の蒸着装置は、蒸着膜を利用した種々のデバイス、例えば電池などの電気化学デバイス、フォトニック素子や光回路部品などの光学デバイス、センサーなどの各種デバイス素子等の製造に用いられ得る。本発明は、電気化学素子全般に適用可能であるが、特に充放電に伴う膨張・収縮の大きい活物質を用いた電池用極板の製造に適用すると、活物質の膨張に起因する極板の変形やしわの発生が抑制された、エネルギー密度の高い極板を提供できるので有利である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
2009098893.tif 000015
【手続補正書】
【提出日】平成21年6月11日(2009.6.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蒸着膜の形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、モバイル機器の高性能化および多機能化に伴い、それらの電源である二次電池の高容量化が要求されている。この要求を満足し得る二次電池として非水電解質二次電池が注目されている。非水電解質二次電池の高容量化を達成するために、電極活物質（以下、単に「活物質」とする）として、ケイ素（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、スズ（Ｓｎ）などを用いることが提案されている。このような電極活物質を用いた非水電解質二次電池用電極（以下、単に「電極」とする）は、一般的に、電極活物質やバインダーなどを含むスラリーを集電体に塗布することで形成されている（以下、「塗布型電極」とする）。しかし、充放電の繰り返しに起因して、活物質が激しく膨張・収縮する結果、粉砕されたり微細化されるおそれがある。活物質の粉砕や微細化が生じると、電極の集電性の低下を引き起こす問題がある。また、活物質と電解液との接触面積が増大するために、活物質による電解液の分解反応を促進することになり、十分な充放電サイクル特性が得られないという問題もある。また、塗布型電極では、電極中に導電材やバインダーなどが含まれるために、電極の容量を高めることが困難である。
【０００３】
そこで、塗布型電極に代わって、蒸着法、スパッタリング法またはＣＶＤ法などの真空プロセスを用いて集電体に活物質層を形成することによって、電極を製造することが検討されている。真空プロセスを用いて形成された電極は、塗布型電極に比べて、活物質層の微細化を抑制できるとともに、集電体と活物質層との密着性をより高めることができるので、電極における電子伝導性を向上でき、かつ、電極容量および充放電サイクル特性を改善できる。また、電極中に存在する導電材やバインダーを削減あるいは排除できるので、本質的に電極の容量を高めることが可能となる。
【０００４】
しかしながら、真空プロセスを用いても、充放電時における活物質の膨張・収縮に起因して、集電体と活物質層とが剥離したり、集電体に応力がかかってしわが発生するおそれがあり、充放電サイクル特性を低下させる要因となっていた。
【０００５】
これに対し、本出願人による特許文献１および２は、集電体の法線方向に対して傾斜した方向からケイ素粒子を蒸着させることによって（斜め蒸着）、活物質体層を形成することを提案している。このような活物質体層は、後述するシャドウイング効果を利用して形成され、集電体表面の法線方向に対して一方向に傾斜した柱状の活物質体が集電体表面に配列された構造を有している。この構造によると、活物質体間にケイ素の膨張応力を緩和する空間を確保できるので、活物質体が集電体から剥離したり、集電体にしわが発生することを抑制でき、従来よりも充放電サイクル特性を向上できる。
【０００６】
また、特許文献２には、集電体にかかる活物質の膨張応力をより効果的に緩和するために、蒸着方向を切り換えながら複数段の斜め蒸着を行うことにより、ジグザグ状に成長させた活物質体を形成することが提案されている。ジグザグ状の活物質体は、例えば次のようにして形成される。
【０００７】
まず、集電体上に、集電体の法線方向から傾斜した第１の方向から蒸着を行って第１部分を形成する（第１段目の蒸着工程）。その後、集電体の法線方向に対して第１の方向と反対側に傾斜した第２の方向から蒸着を行って、第１部分の上に第２部分を形成する（第２段目の蒸着工程）。その後、さらに第１の方向から蒸着を行って第３部分を形成する（第３段目の蒸着工程）。このようにして、任意の積層数に達するまで、蒸着方向を切り換えながら蒸着工程を繰り返し、活物質体を得る。
【０００８】
このような活物質体の形成は、例えば上述した特許文献２に記載された蒸着装置を用いて行うことができる。特許文献２に記載された蒸着装置では、蒸発源の上方に集電体を固定する固定台が配置されている。固定台は、その表面が蒸発源における蒸発面（蒸着原料の上面）と平行な平面に対して傾斜するように配置されている。これによって、集電体の法線方向に対して任意の角度だけ傾斜した方向から集電体表面に蒸着原料を入射させることができる。また、固定台の傾斜方向を切り換えることにより、蒸着原料の入射方向（蒸着方向）を切り換えることができる。従って、固定台の傾斜方向を切り換えながら複数段の蒸着工程を繰り返すと、上述したようなジグザグ状の活物質体が得られる。なお、固定台の傾斜方向を切り換える代わりに、蒸発源を移動させたり、または複数の蒸発源を交互に用いることによって、蒸着原料の入射方向を切り換える構成も記載されている。
【０００９】
一方、特許文献３〜特許文献５には、量産プロセスに好適に使用されるロールツーロール方式の蒸着装置が開示されている。
【００１０】
特許文献３には、ロールツーロール方式の蒸着装置を用いて、斜め蒸着によって活物質層を形成することが提案されている。この蒸着装置では、チャンバー内で、シート状の集電体を巻出しロールから巻取りロールへ走行させ、所定の蒸着領域において、走行している集電体表面に蒸着膜（活物質層）を連続的に形成することができる。この蒸着領域では、集電体の法線方向から傾斜した一方向から集電体表面に蒸着原料が入射するので、集電体の法線方向から特定の方向に傾斜した柱状の活物質体を形成できる。
【００１１】
特許文献４には、電解コンデンサ用電極材料を連続生産するための蒸着装置として、種々の構成のロールツーロール方式の蒸着装置が開示されている。例えば１つの蒸発源に対して２つの蒸着ロールを配置し、各蒸着ロール上の基板表面に上記蒸発源で蒸発させた金属粒子を蒸着させることにより、１つの蒸発源に対して２つの蒸着領域を設ける構成も提案されている。
【００１２】
特許文献５では、ロールツーロール方式の蒸着装置を用いて、斜め蒸着によって活物質層を形成するにあたって、集電板をＶ字型に保持し、集電板を走行させながら蒸着原料を二方向から入射して活物質層を形成する方法（図６）が提案されている。
【００１３】
さらに、特許文献６では、長尺形状の集電体を走行させながら集電体表面に活物質層を蒸着する際の問題点を克服するために、長尺形状の集電体を静止させて活物質層を蒸着することを提案している。この際、活物質層は連続して形成されていてもよいし、未形成領域を間に挟んで断続的に形成してすることもできると記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】国際公開第２００７／０１５４１９号
【特許文献２】国際公開第２００７／０５２８０３号
【特許文献３】特開２００７−１２８６５９号公報
【特許文献４】特許第２７０４０２３号公報
【特許文献５】特開平１０−１３０８１５号公報
【特許文献６】特開２００７−３１７４１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
特許文献１及び特許文献２に記載された蒸着装置を用いると、予め所定のサイズに切断された集電体に対して蒸着を行うため、生産性が低くなってしまうため、量産プロセスに適用することは困難である。
【００１６】
また、特許文献３及び特許文献４に記載された従来のロールツーロール方式の蒸着装置を用いて、特許文献２に記載されているようなジグザグ状に成長させた活物質体を連続的に形成することは困難である。
【００１７】
前述したように、特許文献２に記載されたような活物質体は、集電体に対する蒸着原料の入射方向（蒸着方向）を切り換えながら複数段の蒸着を行うことにより形成される。しかし、特許文献３の蒸着装置では、集電体に対する蒸着原料の入射方向（蒸着方向）を切り換えようとすると、蒸発源に対する蒸着領域の配置を変更する必要がある。チャンバー内を真空に保った状態で蒸着方向を切り換えることが難しく、上記のような活物質体を含む蒸着膜を連続して形成することができない。
【００１８】
また、特許文献４の蒸着装置は、そもそも斜め蒸着を行うように構成されておらず、集電体表面の法線方向に対する蒸着原料の入射角度や蒸着方向を制御することが困難である。従って、活物質体の蒸着方向を制御してジグザグ状に成長させた活物質体を形成することはできない。
【００１９】
さらに、従来のロールツーロール方式で基板の搬送と同時に蒸着を行うと、活物質層が基板の全面に形成されるため、集電をするために、リードを形成する部分で活物質層を剥離しなければならないという問題がある。
【００２０】
特許文献５の蒸着方法においても、Ｖ字型経路のロールツーロール方式の蒸着装置で基板を走行させながら蒸着原料を二方向から入射するので、成膜領域の間に蒸着膜未形成部を設けることは困難である。
【００２１】
特許文献６の蒸着方法は、斜め蒸着に関するものではなく、基板の法線方向に対する蒸着方向を切り換える点や、ジグザグ状に成長させた活物質体を連続的に形成することはできない。
【００２２】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ロールツーロール方式の蒸着膜の形成方法において、基板の法線方向に対する蒸着方向を切り換えながら複数段の斜め蒸着を連続して行うことができ、かつ、集電をするための蒸着膜未形成部を得ることができる、量産性に優れた蒸着膜の形成方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
本発明の蒸着膜の形成方法は、チャンバー内において第１のロール３と第２のロール８にシート状の基板４を搬送可能に巻き付けるとともに、蒸発源９から蒸着原料を蒸発させることによって前記基板に蒸着膜を形成するロールツーロール方式の蒸着膜の形成方法であって、
（ａ）  前記基板の搬送経路における前記第１のロールと前記第２のロールとのあいだで、蒸発した蒸着原料が到達する蒸着可能領域内に設けた第１のガイド部材６によって、前記基板の第１表面が前記蒸発源９に対して凸になり、前記基板の搬送経路において前記第１のガイド部材よりも前記第１のロール側に位置する第１の蒸着可能領域６０ａと、前記第１の蒸着可能領域と不連続で、前記第１のガイド部材よりも前記第２のロール側に位置する第２の蒸着可能領域６０ｂが形成されるように、前記基板を保持する工程と、
（ｂ）  前記蒸発源を加熱することによって前記蒸着原料を蒸発させる工程と、
（ｃ）  前記蒸発源と前記基板とのあいだに設けたシャッター部材１２ａ，ｂを開放することによって、前記第１の蒸着可能領域６０ａで、前記第１表面上にある第１の成膜領域３０ａに第１の蒸着膜ｐ１を形成する工程と、
（ｄ）  前記工程（ｃ）の後で、前記シャッター部材を閉鎖し、前記蒸発した蒸着原料から前記基板を遮蔽した状態で、前記第１のロールが前記基板を繰り出し、前記第２のロールが前記基板を巻き取ることによって、前記第１の成膜領域３０ａが前記第２の蒸着可能領域６０ｂに位置するように前記基板を搬送する工程と、
（ｅ）  前記工程（ｄ）の後で、前記シャッター部材を開放することによって、前記第１の蒸着可能領域６０ａで、前記第１表面上にあり前記第１の成膜領域３０ａとは不連続な第２の成膜領域３０ｂに、第１の蒸着膜ｐ１を形成すると同時に、前記第２の蒸着可能領域６０ｂで、前記工程（ｃ）で前記第１の成膜領域３０ａに形成された前記第１の蒸着膜ｐ１の上に、前記第１の蒸着膜ｐ１とは成長方向が異なる第２の蒸着膜ｐ２を形成する工程と、を含む。
さらに、本発明の蒸着膜の形成方法は、（ｄ’）  前記工程（ｅ）の後で、前記シャッター部材を閉鎖し、前記蒸発した蒸着原料から前記基板を遮蔽した状態で、前記第１のロールが前記基板を繰り出し、前記第２のロールが前記基板を巻き取ることによって、前記基板を前記工程（ｄ）と概略同一の距離だけ搬送する工程と、
（ｅ’）  前記工程（ｄ’）の後で、前記シャッター部材を開放することによって、前記第１の蒸着可能領域６０ａで、前記第１表面上にあり前記第２の成膜領域３０ｂとは不連続な第３の成膜領域３０ｃに第１の蒸着膜ｐ１を形成すると同時に、前記第２の蒸着可能領域６０ｂで、前記工程（ｅ）で前記第２の成膜領域３０ｂに形成された前記第１の蒸着膜ｐ１の上に、前記第１の蒸着膜ｐ１とは成長方向が異なる第２の蒸着膜ｐ２を形成する工程と、を含むことが好ましい。
【００２４】
本発明の蒸着膜の形成方法によると、異なる蒸着方向からの複数段の蒸着工程をロールツーロール方式で連続して行い、かつ蒸着膜未形成部を作ることができる。
【００２５】
具体的には、ガイド部材を、基板の搬送経路における２つのロールのあいだで、かつ、蒸発した蒸着原料が到達する蒸着可能領域内に配置する。このガイド部材を利用して、蒸発した蒸着原料によって照射される面が蒸発源に対して凸になるように、基板を保持する。これによって、チャンバー内に蒸着方向が互いに異なる第１および第２の蒸着可能領域を形成する。第１の蒸着可能領域において、基板の法線方向に対して傾斜した方向から蒸着原料を基板表面に入射させ、第２の蒸着可能領域において、基板の法線方向に対して第１の蒸着可能領域における傾斜方向と反対側に傾斜した方向から蒸着原料を基板表面に入射させることができる。これら蒸着可能領域に蒸着膜を形成する時は、基板の移動を一定時間停止し、蒸発源と基板とのあいだに設けたシャッター部材を開放することによって、第１および第２の蒸着可能領域のいずれか又は双方に対して蒸着を行う。次にシャッター部材を閉鎖して、蒸発した蒸着原料から第１のおよび第２の蒸着可能領域の双方を遮蔽した状態で基板を搬送する。再度、基板の移動を一定時間停止し、前記シャッター部材を開放することによって蒸着を行う。このような蒸着膜形成と基板搬送とを交互に繰り返すことにより、基板表面に、成長方向の異なる層が交互に積層されてなる蒸着膜を、蒸着膜未形成部を間に挟みながら、ロールツーロール方式で連続して形成できる。
【００２６】
特に、繰り返される基板搬送の方向を一定にして本発明の蒸着膜の形成方法を実施すると、任意の長さの基板表面に、成長方向の異なる２層が積層されてなる蒸着膜を、蒸着膜未形成部を間に挟みながら、ロールツーロール方式で連続して形成できる。
【００２７】
また、本発明の蒸着膜の形成方法は、（ｆ）  前記シャッター部材を閉鎖して、工程（ｄ）における前記基板の搬送方向とは逆の方向に前記基板を巻き戻す工程と、
（ｇ）  前記工程（ｃ）〜（ｅ）と同じ手順を繰り返すことによって、前記第２の蒸着膜の上に、前記第２の蒸着膜ｐ２とは成長方向が異なる第３の蒸着膜ｐ３を形成し、前記第３の蒸着膜の上に、前記第３の蒸着膜ｐ３とは成長方向が異なる第４の蒸着膜ｐ４を形成する工程、
（ｈ）  前記工程（ｆ）及び前記工程（ｇ）と同じ手順を繰り返すことによって、成長方向が交互に異なる５層以上の蒸着膜を得る工程と、をさらに含むことができる。これによって、基板表面に、成長方向が交互に異なる任意の積層数の蒸着膜を、蒸着膜未形成部を間に挟みながら、ロールツーロール方式で連続して形成できる。
【００２８】
本発明では、前記工程（ａ）において、前記基板の搬送経路における前記第１のロールと前記第２のロールとのあいだで、前記第１のガイド部材６ａよりも前記第２のロール側で、前記蒸着可能領域内に設けた支持部材７によって、前記第１表面が前記蒸発源に対して凹になり、前記第２の蒸着可能領域６０ｂと不連続で、前記基板の搬送経路において前記支持部材よりも前記第２のロール側に位置する第３の蒸着可能領域６０ｃが形成されるように、前記基板を保持することができる。これにより蒸着可能領域を３箇所設けることができるので、蒸着の効率を改善できる。さらに、前記工程（ａ）において、前記基板の搬送経路における前記第１のロールと前記第２のロールとのあいだで、前記支持部材７よりも前記第２のロール側で、前記蒸着可能領域内に設けた第２のガイド部材６ｂによって、前記第１表面が前記蒸発源に対して凸になり、前記第３の蒸着可能領域６０ｃと不連続で、前記基板の搬送経路において前記第２のガイド部材よりも前記第２のロール側に位置する第４の蒸着可能領域６０ｄが形成されるように、前記基板を保持することもできる。これにより蒸着可能領域を４箇所設けることができるので、蒸着の効率をより改善できる。
【００２９】
また本発明では、前記工程（ａ）において、前記基板の搬送経路における前記第１のロールと前記第２のロールとのあいだで、前記第２の蒸着可能領域６０ｂよりも前記第２のロール側で設けた反転機構５ｂ〜５ｅによって、前記蒸着原料によって照射される面を裏返して、前記第１表面の反対面である第２表面を蒸発源９に対向させ、前記第２の蒸着可能領域６０ｂと不連続で、前記基板の搬送経路において前記反転機構よりも前記第２のロール側に位置する第３の蒸着可能領域６０ｃが形成されるように、前記基板を保持することもできる。これにより、基板の両面に蒸着膜を形成することも可能である。さらに、前記工程（ａ）において、前記基板の搬送経路における前記第１のロールと前記第２のロールとのあいだで、前記第３の蒸着可能領域６０ｃよりも前記第２のロール側で、前記蒸着可能領域内に設けた第２のガイド部材６ｂによって、前記第２表面が前記蒸発源９に対して凸になり、前記第３の蒸着可能領域６０ｃと不連続で、前記基板の搬送経路において前記第２のガイド部材よりも前記第２のロール側に位置する第４の蒸着可能領域６０ｄが形成されるように、前記基板を保持することもできる。これにより、基板の両面に対して、異なる蒸着方向からの複数段の蒸着工程をロールツーロール方式で連続して行い、かつ蒸着膜未形成部を作ることができる。
【００３０】
従って、本発明の蒸着膜の形成方法を用いると、基板表面に複数の活物質体をジグザグ状に成長させることができるので、特許文献３〜６に記載された従来の蒸着装置を用いて製造される電極よりも、活物質の膨張応力が効果的に緩和された電極を製造できる。また、本発明の蒸着膜の形成方法によると、上記のような活物質体をシート状の基板表面に、ロールツーロール方式において連続的に形成できる。そのため、特許文献２に記載されたような集電体を固定する台の傾斜方向を切り換えることによって蒸着方向を制御するプロセスよりも、量産性に優れたプロセスを実現できる。
【００３１】
さらに、本発明の蒸着膜の形成方法では蒸着膜形成は基板を停止した状態で行い、形成後にシャッターを閉鎖して基板を搬送するので、形成される蒸着膜を、基板の長手方向において不連続とすることができる。すなわち、シート状の基板表面で、長手方向に垂直な蒸着膜未形成部を得ることができる。
【００３２】
さらに本発明は、シート状の基板と、前記基板上に積層された４層以上の複層構造の活物質体からなる蒸着膜とを有する電池用極板であって、前記活物質体の成長方向は、前記基板の法線方向に対して傾斜しており、前記複層構造の活物質体のうち連続する２層は、活物質体の成長方向が互いに異なり、第（３ｚ＋１）番目の層の膜厚は、第３ｚ番目の層の膜厚又は第（３ｚ−１）層の膜厚の２倍である（ただし、ｚは１以上の整数を表す）ことを特徴とする、電池用極板にも関する。
【発明の効果】
【００３３】
本発明によれば、第１のガイド部材によって蒸発源に対して凸になるように規定された基板経路において、第１のガイド部材の両側に蒸着方向の異なる蒸着可能領域を形成できる。従って、蒸着方向の異なる複数の蒸着工程を連続したプロセスで行うことが可能な、量産性に優れた蒸着膜の形成方法を提供できる。また、集電取り出し用の蒸着膜未形成部を作ることができる。
【００３４】
本発明の蒸着膜の形成方法を用いると、生産性に優れたプロセスで、充放電サイクル特性に優れた電極を製造できる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の第１の実施形態の蒸着装置の模式的な断面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態の蒸着装置において、蒸着原料が基板に入射する角度（入射角度）を説明するための断面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態の蒸着装置を用いて形成された活物質体（積層数ｎ＝２）の模式的な断面図である。
【図４】本発明の第１の実施形態の蒸着装置を用いて形成された活物質体（積層数ｎ＝４）の模式的な断面図である。
【図５】本発明により形成された２層の活物質体の膜厚を図示する概念図である
【図６】本発明の第２の実施形態の蒸着装置の模式的な断面図である。
【図７】本発明の第３の実施形態の蒸着装置の模式的な断面図である。
【図８】本発明の第３の実施形態の蒸着装置を用いて形成された活物質体（積層数ｎ＝２）の模式的な断面図である。
【図９】本発明の第４の実施形態の蒸着装置の模式的な断面図である。
【図１０】本発明の第４の実施形態の蒸着装置を用いて形成された活物質体（積層数ｎ＝８）の模式的な断面図である。
【図１１】本発明の第１の実施形態の蒸着装置を用いて表面に蒸着膜が形成された基板の上面図である。
【図１２】本発明の第１の実施形態にかかる蒸着膜の形成方法の一形態の各工程を示すフローチャートである。
【図１３】本発明の第１の実施形態の方法Ｂにより形成される複層構造の活物質体の模式的な断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下、図面を参照しながら、本発明による蒸着膜の形成方法及びそれに用いる蒸着装置の実施形態を説明する。
【００３７】
（第１の実施形態）
＊＊＊片面Ｖでの実施形態＊＊＊
本実施形態の蒸着装置では、チャンバー内において、蒸発源に対して凸になるようにシート状の基板を搬送し、凸の頂点となる部分の両側の領域で蒸着を行う。すなわち、Ｖ字型の基板経路（Ｖ字型経路）を有する形態である。
【００３８】
〈蒸着装置の構成〉
まず、図１を参照する。図１は、本発明による第１の実施形態の蒸着装置を模式的に示す断面図である。蒸着装置１００は、チャンバー（真空槽）２と、チャンバー２の外部に設けられ、チャンバー２を排気するための排気ポンプ１、チャンバー２の外部からチャンバー２に酸素ガスなどのガスを導入するガス導入管１１ａ、１１ｂとを備える。チャンバー２の内部には、蒸着原料を蒸発させる蒸発源９と、シート状の基板４を搬送するための搬送部と、蒸発源９によって蒸発した蒸着原料が到達しない遮蔽領域を形成する遮蔽部と、蒸発源９によって蒸発した蒸着原料から基板を遮蔽する移動可能なシャッター１２ａ、１２ｂと、基板４を加熱するための加熱部１６ａ、１６ｂと、ガス導入管１１ａ、１１ｂに接続され、基板４の表面にガスを供給するためのノズル部２２とが設けられている。
【００３９】
蒸発源９は、例えば蒸着原料を収容する坩堝などの容器と、蒸着原料を蒸発させるための加熱装置とを含み、蒸着材料および容器は適宜着脱可能に構成されている。加熱装置としては、例えば抵抗加熱装置、誘導加熱装置、電子ビーム加熱装置などを用いることができる。蒸着を行う際には、坩堝内に収容された蒸着原料が上記加熱装置によって加熱されて、その上面（蒸発源）９ｓから蒸発し、基板４の表面に供給される。
【００４０】
搬送部は、基板４を巻き付けて保持し得る第１および第２のロール３、８と、基板４を案内するガイド部とを含む。ガイド部は、第１のガイド部材（ここでは搬送ローラ）６および他の搬送ローラ５ａ〜５ｄを有し、これにより、基板４が、蒸発面９ｓから蒸発した蒸着原料が到達する領域（蒸着可能領域）を通過するように、基板４の搬送経路が規定される。測長装置１３は、基板４の搬送で回転する搬送ローラ（ここでは搬送ローラ５ｄ）の回転量を計測し、基板４の移動距離を計測することができる。
【００４１】
第１および第２のロール３、８、搬送ローラ５ａ〜５ｄおよび第１のガイド部材６は、例えば長さが６００ｍｍの円筒形を有しており、その長さ方向（すなわち搬送する基板４の幅方向）が互いに平行になるようにチャンバー内に配置されている。図１では、これらの円筒形の底面に平行な断面のみが示されている。
【００４２】
なお、蒸発源９も、例えば蒸着原料の蒸発面９ｓが、上記搬送部によって搬送される基板４の幅方向に平行に十分な長さ（例えば６００ｍｍ以上）を有するように構成されていてもよい。これによって、基板４の幅方向に略均一な蒸着を行うことができる。なお、蒸発源９は、搬送される基板４の幅方向に沿って配列された複数の坩堝から構成されていてもよい。
【００４３】
本実施形態では、第１のロール３が基板４を繰り出し、搬送ローラ５ａ〜５ｄおよび第１のガイド部材６は繰り出された基板４を搬送経路に沿って案内し、第２のロール８が基板４を巻き取る。巻き取られた基板４は、必要に応じて、第２のロール８によってさらに繰り出され、搬送経路を逆方向に搬送される。このように、本実施形態における第１および第２のロール３、８は、搬送方向によって巻き出しロールとしても巻き取りロールとしても機能することができる。また、搬送方向の反転を繰り返すことによって、基板４が蒸着可能領域を通過する回数を調整できるので、所望の回数の蒸着工程を連続して実施できる。
【００４４】
搬送ローラ５ａ、５ｂ、第１のガイド部材６および搬送ローラ５ｃ、５ｄは、上記基板４の搬送経路において第１のロール側からこの順に配置されている。本明細書では、「基板４の搬送経路において第１のロール側」とは、基板４の搬送方向や第１のロールの空間的な配置にかかわらず、第１および第２のロール３、８を両端とする搬送経路上の第１ロール側を意味する。また、第１のガイド部材６は、隣接する搬送ローラ５ｂ、５ｃよりも下方に配置され、基板４のうち蒸着原料によって照射される面が、蒸発源９に対して凸になる（すなわち、基板の表面が蒸発源９に向けて突き出す）ように基板４を保持する。この構成により、図示する断面図において、基板４の経路は搬送ローラ６で方向転換するＶ字型またはＵ字型となる。本明細書では、第１のガイド部材６によって規定されるＶ字型またはＵ字型の経路を「Ｖ字型経路」と呼ぶ。
【００４５】
第１のガイド部材６と蒸発源９（蒸発面９ｓ）との間には、第１の遮蔽部材２０が配置されている。これによって、蒸発面９ｓから蒸発した蒸着材料が基板４の法線方向から入射することを防止し、斜め蒸着のみの実施を可能にするとともに、Ｖ字型経路の蒸着可能領域を２つに分離する蒸着不能領域７０を形成できる。このような構成により、基板４の搬送経路において第１のガイド部材６よりも第１のロール側に位置する第１の蒸着可能領域６０ａと、第１のガイド部材６よりも第２のロール側に位置する第２の蒸着可能領域６０ｂとが形成される。本明細書では、蒸着可能領域の名称は、チャンバー２における第１および第２のロール３、８の設置位置や基板４の搬送方向に関わらない。第１のガイド部材６によって規定されるＶ字型経路において、第１のガイド部材６の第１のロール側に位置していれば「第１の蒸着可能領域６０ａ」と称し、第２のロール側に位置していれば「第２の蒸着可能領域６０ｂ」と称する。従って、「第１の蒸着可能領域６０ａ」は、基板４の搬送経路において第１のガイド部材６よりも第１のロール側に位置していればよい。例えば第１のロール３と第１の蒸着可能領域６０ａとの直線距離が、第１のロール３と第１のガイド部材６との直線距離よりも長くてもよい。
【００４６】
遮蔽部は蒸着可能領域内に配置されており、上述した第１の遮蔽部材２０の他に、蒸発源９や排気ポンプ１に接続された排気口（図示せず）を覆うように配置された遮蔽板１０ａ、１０ｂと、ノズル部２２を覆うように配置されたノズル部遮蔽板２４と、チャンバー２の側壁から第１および第２の蒸着可能領域６０ａ、６０ｂの上端部に向かってそれぞれ延びる遮蔽板１５ａ、１５ｂとを含む。遮蔽板１５ａ、１５ｂは、基板４の搬送経路における蒸着可能領域６０ａ、６０ｂ以外の蒸着可能領域を走行する基板４、第１および第２のロール３、８および加熱部１６ａ、１６ｂなどを覆うように配置され、これらに蒸着原料が到達することを防止する。また、遮蔽板１５ａ、１５ｂは、対応する蒸着可能領域６０ａ、６０ｂと対向する壁部１５ａ’、１５ｂ’を有している。これら壁部によって、ノズル部２２の側面に設けられた複数の出射口から出射されるガスを効率よく蒸着可能領域６０ａ、６０ｂ内に滞留させることが可能になる。
【００４７】
なお、本実施形態における搬送部および遮蔽部は、蒸発面９ｓから蒸発した蒸着材料が搬送経路を走行する基板４の法線方向から基板４に入射しないように、蒸発源９に対して配置されている。これによって、基板４の法線方向から傾斜した方向から蒸着を行う（斜め蒸着）ことが可能になる。図１に示す蒸着装置１００では、第１の遮蔽部材２０およびノズル部遮蔽板２４によって、蒸着材料が基板４の法線方向から基板４に入射することを防止しているが、搬送部の構成によっては、他の遮蔽板（例えば１５ａ、１５ｂなど）も同様の機能を有する場合がある。
【００４８】
シャッター１２ａ、１２ｂはそれぞれ、蒸発面９ｓから蒸発した蒸着材料が「第１の蒸着可能領域６０ａ」又は「第２の蒸着可能領域６０ｂ」に到達するのを防止したり、到達させたりするために動かすことができる。
【００４９】
本実施形態におけるノズル部２２は、遮蔽板１５ａと第１のガイド部材６との間に設置されている。ノズル部２２は、例えば搬送される基板４の幅方向（図１に示す断面に垂直な方向）に沿って延びた管であり、その側面に、対応する蒸着可能領域６０ａ、６０ｂにガスを噴出するための複数の出射口が設けられていてもよい。これにより、第１および第２の蒸着可能領域６０ａ、６０ｂにおいて、基板４の幅方向に略均一にガスを供給できる。また、ノズル部２２は、第１および第２の蒸着可能領域６０ａ、６０ｂのそれぞれに平行にガスを噴射するように構成されていることが好ましい。このような構成によって、ノズル部２２から出射する酸素ガスと蒸着粒子との反応率を高めることができ、チャンバー２の真空圧力を悪化させることなく、酸化度の高い蒸着膜を形成することができる。
【００５０】
加熱部１６ａ、１６ｂは、Ｖ字型経路の第１のロール側および第２のロール側にそれぞれ配置されている。このような構成により、後述する基板保持工程５０１において基板４を保持する前に、基板４を加熱することができる。これによって、基板４の表面に付着した有機物（例えば、金属箔表面の凹凸パターンを形成する際に使用された圧延潤滑油成分（脂肪酸エステル、アルコール、脂肪酸等））を除去して、基板４と蒸着原料（例えばケイ素粒子）との密着力および蒸着原料（ケイ素粒子）同士の密着力を向上させることができる。基板４の加熱温度は基板４の強度が低下しすぎない範囲で決定されるので、基板４の材質にもよるが、２００〜４００℃程度が好ましい。具体的には、第１のロール３からＶ字型経路に基板４が搬送されるときには、加熱部１６ａによってＶ字型経路を通過する前の基板４を２００℃〜４００℃（例えば３００℃）に加熱する。一方、第２のロール８からＶ字型経路に基板４が搬送されるときには、加熱部１６ｂによってＶ字型経路を通過する前の基板４を２００℃〜４００℃（例えば３００℃）に加熱する。この際、基板４は、未蒸着の面に蒸着しようとする場合のみ加熱され、一度蒸着された面に再度蒸着しようとする場合には加熱しない。
【００５１】
ここで基板４の材質は、リチウム二次電池の電極を作製する場合、集電が可能なアルミ箔、銅箔、ニッケル箔などの金属箔が用いられる。
【００５２】
〈蒸着装置の動作〉
次に、蒸着装置１００の動作を説明する。ここでは、蒸着装置１００を用いて、基板４の表面にケイ素酸化物を含む複数の活物質体を形成する場合を例に説明する。
【００５３】
図１２を参照しながら、蒸着装置１００の動作の一形態である方法Ａを説明する。
【００５４】
方法Ａでは、まず、工程（ａ）として、基板保持工程５０１を行う。すなわち、第１のロール３に長尺の基板４を巻き付けておく。基板４として、アルミ箔、銅箔、ニッケル箔などの金属箔を用いることができる。後で詳述するように、基板４の表面に複数の活物質体を所定の間隔を空けて配置するためには、斜め蒸着によるシャドウイング効果を利用する必要があり、そのためには、金属箔の表面に凹凸パターンが形成されていることが好ましい。本実施形態では、凹凸パターンとして、例えば上面が菱形（対角線：２０μｍ×１０μｍ）で高さが１０μｍの四角柱形状の突起が規則的に配列されたパターンを用いる。菱形の長い方の対角線に沿った間隔を２０μｍ、短い方の対角線に沿った間隔を１０μｍ、菱形の辺に平行な方向における間隔を１０μｍとする。また、各突起の上面の表面粗さＲａを例えば２．０μｍとする。
【００５５】
また、蒸発源９の坩堝内には蒸着材料（例えばケイ素）を収容し、ガス導入管１１ａ、１１ｂは蒸着装置１００の外部に設置された酸素ガスボンベなどに接続しておく。この状態で、排気ポンプ１を用いてチャンバー２を排気する。
【００５６】
次いで、シャッター１２ａ、１２ｂは、第１および第２の蒸着可能領域６０ａ、６０ｂに蒸着材料が到達しないように閉めておく。次に第１のロール３に巻き付けられた基板４を繰り出し、第１のガイド部材６を経過してＶ字型経路を構成しながら、第２のロール８に向かって搬送する。基板４は、まず、加熱部１６ａで２００℃〜３００℃の温度まで加熱された後、第１および第２の蒸着可能領域６０ａ、６０ｂまで来たところで停止する。
【００５７】
次に工程（ｂ）として、蒸発工程５０２を行う。すなわち、蒸発源９の坩堝内のケイ素を電子ビーム加熱装置などの加熱装置（図示せず）によって蒸発させる。なおケイ素の蒸発は、工程（ｃ）の開始前に終了するのではなく、蒸着膜を形成すべき段階では常に継続する。
【００５８】
工程（ｃ）として、蒸着膜形成工程５０３を行う。すなわち、シャッター１２ａのみを開け、工程（ｂ）で蒸発したケイ素を、第１の蒸着可能領域６０ａに位置する基板４の表面に供給する。同時に、酸素ガスをガス導入管１１ａを介してノズル部２２から基板４の表面に供給する。蒸着膜を形成する工程では、基板４は停止している。これにより、基板４の表面に、反応性蒸着により、ケイ素と酸素とを含む化合物（ケイ素酸化物）を成長させることができる。こうして第１の蒸着可能領域６０ａにおいて、基板表面の蒸着領域３０ａに第１層が形成される（１回目の蒸着膜形成工程）。
【００５９】
工程（ｃ）の後、工程（ｄ）として、基板搬送工程５０４を行う。すなわち、工程（ｃ）で所定の時間、基板４に蒸着を行った後、シャッター１２ａを閉じ、基板４へのケイ素の到達を停止する。この閉鎖状態で、次に第１のロール３に巻き付けられた基板４を繰り出し、第２のロール８に向かって搬送する。なお、第１のロール３から第２のロール８に向けての搬送方向を、以下「正方向」という。測長装置１３で搬送距離を調整し、第１の蒸着可能領域６０ａで蒸着形成された部分（第一の成膜領域３０ａ）が、第２の蒸着可能領域６０ｂに位置する時点で基板搬送を停止する。このように工程（ｃ）で第１の蒸着可能領域６０ａに位置し、かつ表面に蒸着膜が形成された領域が、第２の蒸着可能領域６０ｂに配置されるような距離で工程（ｄ）の基板搬送を行うことによって、異なる蒸着方向からの蒸着を交互に効率よく行うことができる。
この後、蒸着膜形成工程と基板搬送工程を交互に繰り返すことで、成長方向が交互に異なる蒸着層が積層された蒸着膜を形成できる。
【００６０】
まず、工程（ｄ）の後、工程（ｅ）として、２回目の蒸着膜形成工程５０５を行う。すなわち、シャッター１２ａとシャッター１２ｂを開け、蒸発したケイ素を、第１および第２の蒸着可能領域６０ａ、６０ｂに位置する基板４の表面に供給する。同時に、酸素ガスをガス導入管１１ａ、１１ｂを介してノズル部２２から基板４の表面に供給する。これにより、第２の蒸着可能領域６０ｂでは、すでに第１の成膜領域３０ａ表面に形成されている第１層のうえに第２層が形成され、第１の蒸着可能領域６０ａでは、第２の成膜領域３０ｂ表面に第１層が形成される。蒸着不能領域７０が存在しているために、第１の成膜領域３０ａと第２の成膜領域３０ｂは図１１に示すように、蒸着膜未形成部３１ａを間に挟んでおり、連続していない。
【００６１】
工程（ｅ）の後、工程（ｄ’）として、２回目の基板搬送工程５０６を行う。すなわち、工程（ｅ）で所定の時間基板４に蒸着を行った後、シャッター１２ａ、１２ｂを閉じ、基板４へのケイ素の到達を停止する。次に測長装置１３で搬送距離を調整しながら正方向で基板４を搬送して、第１の蒸着可能領域６０ａで蒸着形成された部分が、第２の蒸着可能領域６０ｂの位置に到達したところで停止する。
【００６２】
工程（ｄ’）の後、工程（ｅ’）として、３回目の蒸着膜形成工程５０７を行う。すなわち、２回目の蒸着膜形成工程と同様にして、シャッター１２ａ、１２ｂを開けて第１および第２の蒸着可能領域６０ａ、６０ｂの双方に蒸着を行う。これによって、第２の蒸着可能領域６０ｂでは、すでに第２の成膜領域３０ｂ表面に形成されている第１層のうえに第２層が形成され、第１の蒸着可能領域６０ａでは、第３の成膜領域３０ｃ表面に第１層が形成される。
【００６３】
さらに、工程（ｄ’）と同じ手順を繰り返す。すなわち、２回目の基板搬送工程と同様にして、シャッター１２ａ、１２ｂを閉じ正方向で基板４を搬送して、第１の蒸着可能領域６０ａで蒸着形成された部分が、第２の蒸着可能領域６０ｂの位置に到達したところで停止する。
【００６４】
このように、シャッター１２ａ、１２ｂ双方を開けた状態での蒸着膜形成工程と、シャッター１２ａ、１２ｂを閉じた状態での一定方向の基板搬送工程とを、所定の長さの基板４が繰り出されるまで交互に繰り返す。これによって、基板４の所定領域に、２層構造の活物質体からなる蒸着膜を、蒸着膜未形成部を間に挟みながら、形成する（１回目の流し工程）。ただし、１回目の流し工程における最終の蒸着膜形成工程では、シャッター１２ｂのみを開け、第２の蒸着可能領域６０ｂのみに蒸着を行う。
【００６５】
以上では、１回目の蒸着膜形成工程では第１の蒸着可能領域６０ａのみに蒸着を行い、最終の蒸着膜形成工程では第２の蒸着可能領域６０ｂのみに蒸着を行う場合について説明した。この場合には基板４の所望の領域に所望の積層数の蒸着膜のみが形成されるため、無駄な蒸着を行うことがなく好ましい。しかしながら、シャッターの動きの制御をより簡便にするため、すべての蒸着膜形成工程において、シャッター１２ａ、１２ｂの双方を開け、第１および第２の蒸着可能領域６０ａ、６０ｂ双方に蒸着を行ってもよい。この場合、所望の積層層に達していない成膜領域については廃棄すればよい。
【００６６】
以上により所定の領域において蒸着膜の形成が完了した後、工程（ｆ）として、基板巻き戻し工程５０８を行う。すなわち、工程（ｄ’）で所定の長さの基板４が繰り出され次の工程（ｅ’）で蒸着が終了したら、シャッター１２ａ、１２ｂを閉じ、第２のロール８に巻き付けられた基板４を、第１のロール３に巻き戻す。すなわち、工程（ｄ）における基板４の巻き取り方向とは逆の方向に基板４を巻き戻す。これによって、工程（ａ）と同じ位置まで基板４を巻き戻す。なお、第２のロール８から第１のロール３に向けての搬送方向を、以下「逆方向」という。
【００６７】
次に、工程（ｇ）として、再び、蒸着膜形成工程５０３〜蒸着膜形成工程５０７と同じ手順を繰り返す工程５０９を実施する。具体的には、シャッター１２ａ、１２ｂを、以上で説明した順序にしたがって開けた状態での蒸着膜形成工程と、シャッター１２ａ、１２ｂを閉じた状態での一定方向の基板搬送工程とを、１回目の流し工程と同じ長さの基板４が繰り出されるまで交互に繰り返す。これによって、上記で得られた２層構造の上に第３層と第４層を形成する。すなわち、工程（ｇ）によって、基板４の所定領域に、４層構造の活物質体からなる蒸着膜を形成する（２回目の流し工程）。
【００６８】
最後に工程（ｈ）として、以上の工程（ｆ）と工程（ｇ）と同じ手順を交互に、任意の回数繰り返す工程５１０を実施する。これによって、基板４の所定領域に、任意の積層数ｎの活物質体からなる蒸着膜を形成できる。ここで、積層数ｎは、流し工程の回数の２倍になる。
【００６９】
図１１は、蒸着膜が形成された基板表面を上面からみた図である。蒸発した蒸着原料が第１の遮蔽部材２０によって基板４の法線方向からは入射しないので、その遮蔽された部分において、蒸着膜は不連続である。すなわち、蒸着膜が形成された成膜領域３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄは、基板４の長手方向に対して垂直に形成された蒸着膜未形成部３１ａ、３１ｂ、３１ｃによって分離されている。
【００７０】
図１１の成膜領域３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄと、複数回の蒸着膜形成工程との関係を説明する。１回目の蒸着膜形成工程５０３では成膜領域３０ａにおいて第１層を形成し、２回目の蒸着膜形成工程５０５では成膜領域３０ａにおける第２層と、成膜領域３０ｂにおける第１層とを形成する。３回目の蒸着膜形成工程５０７では成膜領域３０ｂにおける第２層と、成膜領域３０ｃにおける第１層とを形成する。４回目の蒸着膜形成工程では成膜領域３０ｃにおける第２層と、成膜領域３０ｄにおける第１層とを形成する。さらに同様の動作を繰り返すことによって、任意の長さの基板４に、２層構造の活物質体からなる蒸着膜を連続プロセスで形成できる。
【００７１】
ここで、図２を参照しながら、第１および第２の蒸着可能領域６０ａ、６０ｂにおいて、蒸着原料が基板４に入射する角度（入射角度）θを説明する。ここでいう「入射角度θ」は、基板４の法線と蒸着原料の入射方向とのなす角度を指す。
【００７２】
図２は、チャンバー２における第１および第２の蒸着可能領域６０ａ、６０ｂと、蒸発源９との位置関係を模式的に示す断面図である。簡単のため、図１と同様の構成要素には同じ参照符号を付して説明を省略する。
【００７３】
図２に示すように、第１および第２の蒸着可能領域６０ａ、６０ｂは、上述したＶ字型経路において、第１のガイド部材６の両側に配置されている。このとき、第１の蒸着可能領域６０ａにおける蒸着原料の入射角度θは、第１の蒸着可能領域６０ａの下端部（第１のガイド部材６の側の端部）６２Ｌにおける蒸着原料の入射角度θ２以上である。さらに、入射角度θは、第１の蒸着可能領域６０ａの上端部６２Ｕにおける蒸着原料の入射角度θ１以下である。なお、上端部６２Ｕにおける入射角度θ１は、第１の蒸着可能領域６０ａに垂直な直線３２と、第１の蒸着可能領域６０ａの上端部６２Ｕおよび蒸発面９ｓの中心を結ぶ直線３０とのなす角度とする。また、下端部６２Ｌにおける入射角度θ２は、第１の蒸着可能領域６０ａに垂直な直線３６と、第１の蒸着可能領域６０ａの下端部６２Ｌおよび蒸発面９ｓの中心を結ぶ直線３４とのなす角度とする。同様に、第２の蒸着可能領域６０ｂにおける蒸着原料の入射角度θは、第２の蒸着可能領域６０ｂの下端部６４Ｌにおける蒸着原料の入射角度θ３以上であり、かつ、第２の蒸着可能領域６０ｂの上端部６４Ｕにおける蒸着原料の入射角度θ４以下である。
【００７４】
本実施形態では、上記入射角度θ１〜θ４が何れも４５°以上７５°以下（好ましくは６０°以上７５°以下）となるように、蒸発源９に対して第１のガイド部材６、搬送ローラ５ｂ、５ｃ、遮蔽板１５ａ、１５ｂ、遮蔽部材２０、およびノズル部遮蔽板２４が配置されていることが好ましい。この理由を以下に説明する。
【００７５】
入射角度θ１〜θ４が何れも４５°以上７５°以下に制御されていると、第１および第２の蒸着可能領域６０ａ、６０ｂにおけるケイ素の入射角度θの範囲が、それぞれ、４５°以上７５°以下となる。ケイ素の入射角度θが４５°未満になると、シャドウイング効果を利用して基板４の突起７２（図３に示す）のみにケイ素を入射させることが困難になり、活物質体間に十分な間隙を形成できない可能性がある。そのため、リチウム二次電池の負極に適用すると、リチウム二次電池の充電時に、各活物質体の膨張により基板４にしわが生じやすくなる。一方、入射角度θが７５°より大きいと、活物質体の成長方向が基板表面に向かって大きく傾斜するので、基板４の表面と活物質体との付着力が小さくなり、基板４と活物質体との密着性が低下する。そのため、リチウム二次電池の負極に適用すると、リチウム二次電池の充放電に伴い活物質体が基板４から剥がれやすくなる。
【００７６】
また、第１の蒸着可能領域６０ａおよび第２の蒸着可能領域６０ｂにおける蒸着原料の入射方向は、基板４の法線方向を挟んで互いに反対側に傾斜している。これにより、基板４の法線方向に対して反対側に交互に傾斜した方向に活物質体を成長させることができるので、前述したようなジグザグ状の活物質体が得られる。また、第１の蒸着可能領域で形成した蒸着膜の上に、第２の蒸着可能領域で形成した蒸着膜を重ねるので、第１の蒸着可能領域と第２の蒸着可能領域は同じ長さにすることが好ましい。図２では、入射角度θ１〜θ４は、それぞれ、７５°、６０°、６０°および７５°である（θ１＝７５°、θ２＝６０°、θ３＝６０°、θ４＝７５°）。
【００７７】
以下、図面を参照しながら、第１および第２の蒸着可能領域６０ａ、６０ｂにおいて蒸着膜が形成される工程を詳しく説明する。ここでは、蒸着原料としてケイ素を用い、ノズル部２２から酸素を供給しながら蒸着を行って、蒸着膜としてケイ素酸化物膜（ＳｉＯｘ、０＜ｘ＜２）膜を形成する工程を例に説明を行う。
【００７８】
図３は、２層の活物質体からなる蒸着膜（ケイ素酸化物膜）の一例を模式的に示す図であり、基板４に垂直で、かつ、ケイ素の入射方向（蒸着方向）を含む断面図である。このような蒸着膜は、１回の流し工程により得られる。
【００７９】
まず、第１の蒸着可能領域６０ａでは、基板４の法線方向Ｍに対して６０°以上７５°以下の角度で傾斜した方向４２から基板４の表面にケイ素が入射する。このとき、ケイ素は基板４の表面に配列された突起７２の上に蒸着しやすく、従って、ケイ素酸化物は突起７２の上で柱状に成長する。一方、基板４の表面には、突起７２や柱状に成長していくケイ素酸化物の影となり、Ｓｉ原子が入射せずにケイ素酸化物が蒸着しない領域が形成される（シャドウイング効果）。図３に示す例では、このようなシャドウイング効果により、基板４の表面のうち隣接する突起７２の間の溝の上にはＳｉ原子は付着せず、ケイ素酸化物は成長しない。その結果、基板４の各突起７２の上に選択的にケイ素酸化物が柱状に成長し、第１部分ｐ１が得られる（第１層の形成）。この第１部分ｐ１は、１回目の流し工程における１回目の蒸着膜形成工程で得られる。第１部分ｐ１の成長方向Ｇ１は、基板４の法線方向Ｍに対してα（ｐ１）の角度で傾斜している。
【００８０】
この後、基板４は、第２の蒸着可能領域６０ｂに第１の成膜領域３０ａが位置するように搬送される。第２の蒸着可能領域６０ｂでは、基板４の法線方向Ｍに対して方向４２と反対側に、６０°以上７５°以下の角度で傾斜した方向４４から基板４の表面にケイ素が入射する。このとき、上述したシャドウイング効果により、基板４に形成された第１部分ｐ１の上にケイ素が選択的に入射するので、第１部分ｐ１の上に、基板４の法線方向Ｍから傾斜した成長方向Ｇ２を有する第２部分ｐ２が形成される（第２層の形成）。第２層は、１回目の流し工程における２回目の蒸着膜形成工程で形成される。
【００８１】
このようにして、成長方向の異なる２つの部分を有する２層の活物質体（積層数ｎ＝２）４０が形成される。各活物質体４０は、基板４の表面に形成された突起７２に対応して配列されるので、隣接する活物質体間に十分な間隔を確保することが可能になる。よって、活物質体４０の膨張応力に起因する電極の変形などの問題を抑制できる。
【００８２】
図５では、このようにして形成された２層の活物質体の膜厚を図示する概念図を示している。ここで、第１部分ｐ１については基板の搬送方向での位置がより前である前方領域が、膜厚が大きく、第２部分ｐ２については基板の搬送方向での位置がより後ろである後方領域が、膜厚が大きくなる。これは、蒸着源９により近いほうが成膜速度が速く膜厚が大きくなることに起因する。すなわち、第１部分ｐ１が形成される第１の蒸着可能領域６０ａでは、前方領域が蒸着源９に近く、第２部分ｐ２が形成される第２の蒸着可能領域６０ｂでは、後方領域が蒸着源９に近いためである。
【００８３】
図４は、蒸着装置１００を用いて形成した４層（積層数ｎ＝４）の活物質体を有する蒸着膜を例示する断面図である。このような蒸着膜は、２回の流し工程により得られる。
【００８４】
具体的には、図３に関して説明した１回目の流し工程を行った後、工程（ｆ）の基板の巻き戻しをし、２回目の流し工程を行う。２回目の流し工程では、第１の蒸着可能領域６０ａで、ケイ素原子は上述した方向４２から再び入射するので、第２部分ｐ２の上に、第１部分ｐ１の成長方向Ｇ１と略同じ方向にケイ素酸化物がさらに成長して第３部分ｐ３が形成される（第３層の形成）。第３層は、２回目の流し工程における１回目の蒸着膜形成工程で形成される。
【００８５】
次いで、第２の蒸着可能領域６０ｂに第１の成膜領域３０ａが位置するように基板４が搬送されると、第２の蒸着可能領域６０ｂでは、第３部分ｐ３の上に、第２部分ｐ２の成長方向Ｇ２と平行方向に成長する第４部分ｐ４が形成される（第４層の形成）。第４層は、２回目の流し工程における２回目の蒸着膜形成工程で形成される。以上により、活物質体（積層数ｎ＝４）７５を得ることができる。
【００８６】
本実施形態では、第１の蒸着可能領域６０ａの長さと、第２の蒸着可能領域６０ｂの長さとの比が略１：１になるように、これらの蒸着可能領域６０ａ、６０ｂの長さや位置が調整されていることが好ましい。なお、蒸着可能領域の長さとは、基板４の長手方向における蒸着可能領域の幅である。上記比が１：１から大きくずれると、積層される活物質の領域が減少し、単位面積あたりの充電容量が減少する問題がある。これに対し、上記比が略１：１となるように搬送部が配置されていれば、積層される活物質の領域を有効に形成できるので、上記問題を抑制できる。
【００８７】
積層数ｎが３０以上の活物質体を形成する場合、各活物質体の断面形状は、成長方向に沿って傾斜したジグザグ形状にならずに、基板４の法線方向に沿って直立した柱状になることもある。このような場合であっても、例えば断面ＳＥＭ観察により、活物質体の断面形状にかかわらず、活物質体の成長方向が活物質体の底面から上面に向かってジグザグ状に延びることを確認できる。
【００８８】
また、これらの活物質体は、基板４の表面に所定の間隔を空けて配置されているので、隣接する活物質体間の空間を、充放電に伴ってこれらの活物質体が膨張するための膨張空間として使用することができる。従って、活物質の応力が緩和されて、正極負極間の短絡を抑制できる結果、充放電サイクル特性の高い電池を得ることができる。
【００８９】
次に、蒸着装置１００の動作の別形態である方法Ｂを説明する。
方法Ｂでは、まず、方法Ａと同じ１回目の流し工程、すなわち工程（ａ）〜（ｅ）、（ｄ’）及び（ｅ’）を実施する。次いで、方法Ａにおける工程（ｆ）：巻き戻し工程を実施せずに、２回目の流し工程を繰り返す。２回目の流し工程では、蒸着膜形成工程と、逆方向への基板搬送工程を、所定の長さの基板が繰り出されるまで交互に繰り返す。
具体的に説明すると、２回目の流し工程では、まず、シャッター１２ｂのみを開け、第２の蒸着可能領域６０ｂにて、最後の成膜領域表面に形成されている第２層の上に、さらに蒸着膜を形成する（２回目の流し工程における１回目の蒸着膜形成工程）。最後の成膜領域とは、例えば、１回目の流し工程で基板４上に１０個の成膜領域を形成した場合、最後の１０個目の成膜領域のことをいう。ここで形成される蒸着膜は、１回目の流し工程において第２の蒸着可能領域６０ｂで形成された第２層と同じ成長方向を有する。そのため、２回目の流し工程の１回目の蒸着膜形成工程では、第２層の膜厚を増大させることになる。
【００９０】
所定の時間、基板４に蒸着を行い第３層を形成した後、シャッター１２ｂを閉じ、基板４へのケイ素の到達を停止する。この閉鎖状態で、次に第２のロール８に巻き付けられた基板４を繰り出し、第１のロール３に向かって搬送する。すなわち基板４を逆方向に搬送する。測長装置１３で搬送距離を調整することで、最後から２番目の成膜領域（上述の例では９個目の成膜領域）が第２の蒸着可能領域６０ｂに到達し、最後の成膜領域が第１の蒸着可能領域６０ａに到達したところで基板搬送を停止する。
【００９１】
次に、シャッター１２ａとシャッター１２ｂを開けて、２回目の流し工程における２回目の蒸着膜形成工程を行う。これにより、第２の蒸着可能領域６０ｂでは、最後から２番目の成膜領域の第２層の膜厚を増大させ、第１の蒸着可能領域６０ａでは、最後の成膜領域に形成されている分厚い第２層の上に、第３層を形成する。形成された第３層は第１の蒸着可能領域６０ａで蒸着膜が形成されるので、第１層と同じ成長方向を有するが、第２層とは異なる成長方向を有する。
【００９２】
このような蒸着膜形成工程を所定の時間行った後、シャッター１２ａ、１２ｂを閉じ、基板４へのケイ素の到達を停止する。この閉鎖状態で、基板４を再び逆方向に同距離、搬送する。３回目の蒸着膜形成工程においては、第２の蒸着可能領域６０ｂにおいて、最後から３番目の成膜領域（上述の例では８個目の成膜領域）で第２層の膜厚を増大させ、第１の蒸着可能領域６０ａで、最後から２番目の成膜領域に第３層を形成する。
【００９３】
以上のようにして、蒸着膜形成工程と逆方向への基板搬送工程を、１回目の流し工程と同じ長さの基板４が繰り出されまで交互に繰り返す。この２回目の流し工程によって、基板４の所定領域に、３層構造の活物質体からなる蒸着膜を、蒸着膜未形成部を間に挟みながら、形成する。ただし、２回目の流し工程における最終の蒸着膜形成工程では、シャッター１２ａのみを開け、第１の蒸着可能領域６０ａのみに蒸着を行う。得られる蒸着膜では、第２層の膜厚が第１層の膜厚又は第３層の膜厚の２倍となる。
【００９４】
続いて３回目の流し工程として、１回目の流し工程と同じ工程を繰り返すことで、４層構造の活物質体からなる蒸着膜を、蒸着膜未形成部を間に挟みながら、形成する。形成される第４層は第３層と異なる成長方向を有する。第２層の膜厚又は第３層の膜厚は第１層の膜厚又は第４層の膜厚の２倍となる。
【００９５】
以上のように方法Ｂでは、（２ｍ−１）回目の流し工程で、基板搬送工程における搬送方向を正方向に設定し、２ｍ回目の流し工程では基板搬送工程における搬送方向を逆方向に設定して、ｎ回の流し工程を繰り返すことで、積層数（ｎ＋１）の活物質体からなる蒸着膜を形成する。ここで、ｍは１以上の整数であり、ｎは２以上の整数である。
【００９６】
方法Ｂにより形成した複層構造の活物質体からなる蒸着膜では、第（２ｘ−１）番目に形成された層と第２ｘ番目に形成された層は成長方向が異なるが、第２ｘ番目に形成された層と第（２ｘ＋１）番目に形成された層は成長方向が同じになる。ここで、ｘは１以上の整数である。第２ｘ番目に形成された層と第（２ｘ＋１）番目に形成された層は連続している層であり、かつ成長方向が同じなので、外観上一つの層と観察される。そのため、以上で説明したように各蒸着膜形成工程における蒸着膜の付着量が同一であると、第２層以降（最終層を除く）の膜厚は、第１層又は最終層の膜厚の２倍になる。
【００９７】
しかし、蒸着装置１００の動作の別形態である方法Ｃ又は方法Ｄによると、各層の膜厚を一定にすることができる。方法Ｃ又は方法Ｄは、巻き戻し工程を実施せずに、（２ｍ−１）回目の流し工程で、基板搬送工程における搬送方向を正方向に設定し、２ｍ回目の流し工程では基板搬送工程における搬送方向を逆方向に設定して、複数回の流し工程を繰り返す点は、方法Ｂと同じである。各方法の概略を以下に記載する。
【００９８】
方法Ｃ：１回目の流し工程は方法Ｂと同様に行う。２ｍ回目の流し工程では、シャッター１２ｂを常に閉じておき第２の蒸着可能領域６０ｂは遮蔽して、第１の蒸着可能領域６０ａでのみ各成膜領域に蒸着を行う。（２ｍ＋１）回目の流し工程では、逆にシャッター１２ａを常に閉じておき第１の蒸着可能領域６０ａは遮蔽して、第２の蒸着可能領域６０ｂでのみ各成膜領域に蒸着を行う。以上により、前段の流し工程で形成した層の上に、成長方向が同じ層を積層することなく、成長方向の異なる新たな層を形成できる。
【００９９】
方法Ｄ：１回目の流し工程では、シャッター１２ａの開放時間ｔに対して、シャッター１２ｂの開放時間をｔ／２に設定する。すなわち、第１の蒸着可能領域６０ａでの付着量に対して、第２の蒸着可能領域６０ｂでの付着量を半分にする。さらに、２回目以降の流し工程ではシャッター１２ａ、１２ｂともに開放時間をｔ／２に設定して、第１の蒸着可能領域６０ａ及び第２の蒸着可能領域６０ｂ双方での付着量を半分にする。ただし、最終回の流し工程における最終蒸着側のシャッター（１２ａ又は１２ｂ）の開放時間はｔに設定する。以上によると、第２層以降（最終層を除く）で１つの蒸着膜形成工程で形成される層の膜厚が半分になる。しかし第２層以降は２つの蒸着膜形成工程で蒸着がされるので、第２層以降の膜厚は第１層又は最終層の膜厚と同じになる。
【０１００】
方法Ｃ又は方法Ｄによると、基板の搬送方向の切り換え操作が方法Ｂと同一でありながら、シャッターの動作を変更することによって各層の膜厚を同じにすることができる。なかでも方法Ｄは、シャッターを閉めておくことによる蒸着材料の損失が少ないため、より好ましい。
なお、方法Ａ〜方法Ｄは適宜組み合わせることも可能である。
【０１０１】
以上では、ケイ素酸化物からなる活物質体を形成する場合を例に蒸着装置１００の動作を説明したが、使用する蒸着材料や得られた蒸着膜の用途はこの例に限定されない。また、上記では、蒸発源９で蒸発させた蒸着原料（ケイ素原子）とノズル部２２から供給されるガス（酸素ガス）とを反応させて蒸着膜を形成しているが、ガスを供給せずに、蒸着原料のみを基板４の表面に成長させてもよい。
【０１０２】
（第２の実施形態）
＊＊＊片面Wの実施形態＊＊＊
以下、図面を参照しながら、本発明による第２の実施形態の蒸着装置を説明する。本実施形態では、チャンバー内の蒸着可能領域内に、第１の実施形態で説明したＶ字型の基板経路（Ｖ字型経路）を２箇所設けて、全部で４つの蒸着可能領域を形成する。
【０１０３】
図６は、本発明による第２の実施形態の蒸着装置を模式的に示す断面図である。簡単のため、図１に示す蒸着装置１００と同様の構成要素には、同じ参照符号を付して説明を省略する。図６に示す蒸着装置２００は、第１および第２のロール３、８と、搬送ローラ５ａ、５ｂと、第１および第２のガイド部材（搬送ローラ）６ａ、６ｂ、支持部材（搬送ローラ）７とを含む搬送部を有しており、これによって、基板４の搬送経路が規定される。また、蒸発面９ｓから蒸発した蒸着原料が基板４の法線方向から基板４に入射しないように、遮蔽板１５ａ〜１５ｃおよび第１と第２の遮蔽部材２０ａ、２０ｂが配置されている。
【０１０４】
搬送ローラ５ａ、６ａ、７、６ｂ、５ｂは、上記基板４の搬送経路において第１のロール側からこの順に配置されている。本実施形態では、第１のガイド部材６ａは、隣接する搬送ローラ５ａ、支持部材７よりも下方に配置され、基板４のうち蒸着原料によって照射される面が蒸発源９に対して凸になるように基板４を案内し、Ｖ字型経路を形成する。第１のガイド部材６ａと蒸発源９との間には、第１の遮蔽部材２０ａが配置されている。これによって、蒸発源９の蒸発面９ｓから蒸発した蒸着材料が基板４の法線方向から入射することを防止するとともに、Ｖ字型経路における蒸着可能領域を、第１の蒸着不能領域７０ａによって２つに分離している。このような構成により、このＶ字型経路において第１のガイド部材６ａよりも第１のロール側に位置する第１の蒸着可能領域６０ａと、第１のガイド部材６ａよりも第２のロール側に位置する第２の蒸着可能領域６０ｂとが形成される。
【０１０５】
支持部材７は、隣接する第１のガイド部材６ａ、６ｂよりも上方に配置され、基板４のうち蒸着原料によって照射される面が蒸発源９に対して凹になる（すなわち、基板の表面が蒸発源９から遠ざかるように凹む）ように基板４を下方から支持し、逆向きのＶ字型経路を形成する。支持部材７と蒸発源９との間には、第３の遮蔽板１５ｃが配置されている。これによって、蒸発源９の蒸発面９ｓから蒸発した蒸着材料が基板４の法線方向から入射することを防止するとともに、逆向きＶ字型経路における蒸着可能領域を、第２の蒸着不能領域７０ｂによって２つに分離している。このような構成により、この逆向きＶ字型経路において支持部材７よりも第１のロール側に位置する第２の蒸着可能領域６０ｂと、支持部材７よりも第２のロール側に位置する第３の蒸着可能領域６０ｃとが形成される。
【０１０６】
第２のガイド部材６ｂは、隣接する支持部材７、搬送ローラ５ｂよりも下方に配置され、基板４のうち蒸着原料によって照射される面が蒸発源９に対して凸になるように基板４を案内し、Ｖ字型経路を形成する。第２のガイド部材６ｂと蒸発源９との間には、第２の遮蔽部材２０ｂが配置されている。これによって、蒸発源９の蒸発面９ｓから蒸発した蒸着材料が基板４の法線方向から入射することを防止するとともに、Ｖ字型経路における蒸着可能領域を、第３の蒸着不能領域７０ｃによって２つに分離している。このような構成により、このＶ字型経路において第２のガイド部材６ｂよりも第１のロール側に位置する第３の蒸着可能領域６０ｃと、第２のガイド部材６ｂよりも第２のロール側に位置する第４の蒸着可能領域６０ｄとが形成される。
【０１０７】
これらの蒸着可能領域６０ａ〜６０ｄにおける蒸着原料の入射方向は、基板４の法線方向に対して４５°以上７５°以下の角度だけ傾斜するように制御されている。なお、本実施形態のように、基板４の蒸着原料に照射される面が２つのＶ字型経路を連続してＷ字型に搬送される場合、この搬送経路を「Ｗ字型経路」と呼ぶこともある。
【０１０８】
シャッター１２ａは、蒸発した蒸着材料が第１および第２の蒸着可能領域６０ａ、６０ｂのいずれか又は双方に到達するのを防止したり、到達させたりするために動かすことができる。一方、シャッター１２ｂは、蒸発した蒸着材料が第３および第４の蒸着可能領域６０ｃ、６０ｄのいずれか又は双方に到達するのを防止したり、到達させたりするために動かすことができる。
【０１０９】
蒸着装置２００は、第１の蒸着可能領域６０ａの第１のロール側および第４の蒸着可能領域６０ｄの第２のロール側に、それぞれ、基板４を２００℃〜４００℃に加熱する加熱部１６ａおよび１６ｂを備えている。
【０１１０】
蒸着装置２００の動作方法については前述の蒸着装置１００の動作に関する前記方法に準ずるが、差異を以下に説明する。
【０１１１】
まず方法Ａについて説明する。
【０１１２】
１回目の蒸着膜形成工程では、シャッター１２ａと１２ｂを第２〜４の蒸着可能領域６０ｂ〜６０ｄが蒸着形成されない位置に配置し、第１の蒸着可能領域６０ａについてはシャッター１２ａを開ける。これによって第１の蒸着可能領域６０ａで第１層を形成する。シャッター１２ａを閉じた後、正方向に基板４を繰り出し、第１の蒸着可能領域６０ａで蒸着形成された部分を、第２の蒸着可能領域６０ｂの位置で停止する。
【０１１３】
続く２回目の蒸着膜形成工程では、シャッター１２ｂによって第３と第４の蒸着可能領域６０ｃ、６０ｄを遮蔽し、第１と第２の蒸着可能領域６０ａ、６０ｂについてはシャッター１２ａを開ける。これによって、第２の蒸着可能領域６０ｂでは第２層を形成し、第１の蒸着可能領域６０ａでは第１層を形成する。
【０１１４】
さらに正方向の基板搬送を行った後、３回目の蒸着膜形成工程では、シャッター１２ｂは第４の蒸着可能領域６０ｄが蒸着形成されない位置に配置し、第１〜第３の蒸着可能領域６０ａ〜６０ｃについてはシャッター１２ａ、１２ｂを開ける。これによって、第３の蒸着可能領域６０ｃでは第３層を形成し、第２の蒸着可能領域６０ｂでは第２層を形成し、第１の蒸着可能領域６０ａでは第１層を形成する。
【０１１５】
さらに正方向の基板搬送を行った後、４回目の蒸着膜形成工程ではシャッター１２ａ、１２ｂを全開してすべての蒸着可能領域６０ａ〜６０ｄに対して蒸着する。これにより、第４の蒸着可能領域６０ｄでは第４層を形成し、第３の蒸着可能領域６０ｃでは第３層を形成し、第２の蒸着可能領域６０ｂでは第２層を形成し、第１の蒸着可能領域６０ａでは第１層を形成する。５回目以降の蒸着膜形成工程では４回目の蒸着膜形成工程を繰り返す。以上によって、１回の流し工程で、シート状の基板４の所定領域に、４層構造の活物質体からなる蒸着膜（図４で示した構造の蒸着膜）を形成できる。
【０１１６】
ただし、第１の実施形態の場合と同様、すべての蒸着膜形成工程において、シャッター１２ａ、１２ｂを全開して第１〜第４の蒸着可能領域６０ａ〜６０ｄすべてに蒸着を行ってもよい。
【０１１７】
さらに前記の工程（ｆ）〜工程（ｉ）を行うと、基板４の所定領域に、任意の積層数ｎ（例えばｎ＝３０〜４０）の活物質体からなる蒸着膜を形成できる。ここで、積層数ｎは、流し工程の回数の４倍になる。
【０１１８】
第２の実施形態では、第１の蒸着可能領域６０ａの長さと第１の蒸着不能領域７０ａの長さの合計、第２の蒸着可能領域６０ｂの長さと第２の蒸着不能領域７０ｂの長さの合計、第３の蒸着可能領域６０ｃの長さと第３の蒸着不能領域７０ｃの長さの合計が１：１：１である。つまり、蒸着可能領域とそれに続く蒸着不能領域の和は概略等しくなるように構成されている。さらに、第１、第２、第３および第４の蒸着可能領域６０ａ、６０ｂ、６０ｃ、６０ｄの長さの比が１：１：１：１となることが好ましい。このように、基板４が順次通過する第１、第２、第３および第４の蒸着可能領域６０ａ、６０ｂ、６０ｃ、６０ｄの長さを、１：１：１：１に設定すると、ジグザグ状の活物質体を構成する各部分の長さを略均一にでき、積層される活物質の領域を有効に形成できる。上記比が１：１：１：１から大きくずれると、積層される活物質の領域が減少し、単位面積あたりの充電容量が減少する問題がある。
【０１１９】
次に第２の実施形態における方法Ｂを説明する。
方法Ｂでは１回目の流し工程は方法Ａと同様である。２回目の流し工程での１回目の蒸着膜形成工程では、シャッターにより第１〜３の蒸着可能領域を遮蔽し、第４の蒸着可能領域６０ｄで、最後の成膜領域表面に形成されている第４層の上に、さらに蒸着膜を形成する。ここで形成される蒸着膜は、１回目の流し工程において第４の蒸着可能領域６０ｄで形成された第４層と同じ成長方向を有する。そのため、２回目の流し工程の１回目の蒸着膜形成工程では、第４層の膜厚を増大させることになる。次にシャッターを閉じて逆方向への基板搬送工程を行い、最後から２番目の成膜領域が第４の蒸着可能領域６０ｄに到達し、最後の成膜領域が第３の蒸着可能領域６０ｃに到達したところで基板搬送を停止する。
【０１２０】
続く２回目の蒸着膜形成工程では、第４の蒸着可能領域６０ｄでは、最後から２番目の成膜領域の第４層の膜厚を増大させ、第３の蒸着可能領域６０ｃでは、最後の成膜領域に形成されている分厚い第４層の上に、第５層を形成する。形成された第５層は第３の蒸着可能領域６０ｃで蒸着膜が形成されるので、第３層と同じ成長方向を有するが、第４層とは異なる成長方向を有する。
【０１２１】
さらに逆方向への基板搬送工程を行った後、３回目の蒸着膜形成工程では、第４の蒸着可能領域６０ｄでは、最後から３番目の成膜領域の第４層の膜厚を増大させ、第３の蒸着可能領域６０ｃでは、最後から２番目の成膜領域に第５層を形成し、第２の蒸着可能領域６０ｂでは、最後の成膜領域に第６層を形成する。形成された第６層は第２層と同じ成長方向を有し、第５層とは異なる成長方向を有する。
【０１２２】
再度逆方向への基板搬送工程を行った後、４回目の蒸着膜形成工程では、第４の蒸着可能領域６０ｄでは、最後から４番目の成膜領域の第４層の膜厚を増大させ、第３の蒸着可能領域６０ｃでは、最後から３番目の成膜領域に第５層を形成し、第２の蒸着可能領域６０ｂでは、最後から２番目の成膜領域に第６層を形成し、第１の蒸着可能領域６０ａでは、最後の成膜領域に第７層を形成する。形成された第７層は第１層と同じ成長方向を有し、第６層とは異なる成長方向を有する。
【０１２３】
以上のようにして、蒸着膜形成工程と逆方向への基板搬送工程を、１回目の流し工程と同じ長さの基板４が繰り出されまで交互に繰り返す。この２回目の流し工程によって、基板４の所定領域に、７層構造の活物質体からなる蒸着膜を、蒸着膜未形成部を間に挟みながら、形成する。形成された蒸着膜では、第４層の膜厚が、その他の層の膜厚の２倍となる。
【０１２４】
続いて３回目の流し工程として、１回目の流し工程と同じ工程を繰り返すことで、１０層構造の活物質体からなる蒸着膜を、蒸着膜未形成部を間に挟みながら、形成する。この蒸着膜では、第４層と第７層の膜厚が、その他の層の膜厚の２倍となる。
【０１２５】
蒸着装置２００を用いて方法Ｂにより形成した複数層構造の活物質体からなる蒸着膜では、第（４ｙ−３）番目に形成された層と第（４ｙ−２）番目に形成された層は成長方向が異なり、第（４ｙ−２）番目に形成された層と第（４ｙ−１）番目に形成された層は成長方向が異なり、第（４ｙ−１）番目に形成された層と第４ｙ番目に形成された層は成長方向が異なるが、第４ｙ番目に形成された層と第（４ｙ＋１）番目に形成された層は成長方向が同じである。さらには、第（４ｙ−１）番目に形成された層と第（４ｙ＋２）番目に形成された層は成長方向が同じであり、第（４ｙ−２）番目に形成された層と第（４ｙ＋３）番目に形成された層は成長方向が同じであり、第（４ｙ−３）番目に形成された層と第（４ｙ＋４）番目に形成された層は成長方向が同じである。ここで、ｙは１以上の整数である。
【０１２６】
第４ｙ番目に形成された層と第（４ｙ＋１）番目に形成された層は連続している層であり、かつ成長方向が同じなので、２つの異なる工程で形成されたこれら二層は外観上一つの層として観察される。つまり、４番目に形成された層と５番目に形成された層が合わせて第４層とみなされ、８番目に形成された層と９番目に形成された層が合わせて第７層とみなされ、１２番目に形成された層と１３番目に形成された層が合わせて第１０層とみなされる。この際、各蒸着膜形成工程における蒸着膜の付着量が同一であると、第４層、第７層、第１０層・・・といった第（３ｚ＋１）層の膜厚は、第３ｚ層の膜厚又は第（３ｚ−１）層の膜厚の２倍になる。ここで、ｚは１以上の整数である。この層構成を図１３に示す。図１３は、突起７２に形成された複層構造の活物質体の断面を示す模式図である。
【０１２７】
さらに方法Ｃ又は方法Ｄにより、各層の膜厚を一定することができる。
方法Ｃ：１回目の流し工程は方法Ｂと同様に行う。２ｍ回目の流し工程では、シャッターにて第４の蒸着可能領域６０ｄを常に遮蔽し、その他の蒸着可能領域でのみ蒸着を行う。（２ｍ＋１）回目の流し工程では、シャッターにて第１の蒸着可能領域６０ａを常に遮蔽し、その他の蒸着可能領域でのみ蒸着を行う。
【０１２８】
方法Ｄ：１回目の流し工程では、第１の蒸着可能領域６０ａ、第２の蒸着可能領域６０ｂ及び第３の蒸着可能領域６０ｃでの蒸着時間ｔに対して、第４の蒸着可能領域６０ｄでの蒸着時間をｔ／２に設定する。さらに、２回目以降の流し工程では、第２の蒸着可能領域６０ｂ及び第３の蒸着可能領域６０ｃでの蒸着時間をｔに、第１の蒸着可能領域６０ａ及び第４の蒸着可能領域６０ｄでの蒸着時間をｔ／２に設定する。ただし、最終回の流し工程における最後の蒸着可能領域（６０ａ又は６０ｄ）の蒸着時間はｔに設定する。
【０１２９】
本実施形態の蒸着装置２００によると、蒸着可能領域に４つの蒸着可能領域を形成するため、より広い角度に出射する蒸着原料を蒸着に利用でき、蒸着材料の利用率をさらに高めることができる。
【０１３０】
（第３の実施形態）
＊＊＊W1（両面）での実施形態＊＊＊
以下、図面を参照しながら、本発明による第３の実施形態の蒸着装置を説明する、本実施形態では、第２の実施形態と同様に、Ｗ字型の基板経路（Ｗ字型経路）を有し、全部で４つの蒸着可能領域（第１〜第４の蒸着可能領域）６０ａ〜６０ｄを形成する。ただし、本実施形態における搬送部は、第１および第２の蒸着可能領域６０ａ、６０ｂを通過した後の基板４を裏返して、第３および第４の蒸着可能領域６０ｃ、６０ｄに案内するように構成されている点で第２の実施形態と異なっている。
【０１３１】
図７は、本実施形態の蒸着装置を例示する断面図である。簡単のため、図６に示す蒸着装置２００と同様の構成要素には同じ参照符号を付して説明を省略する。
【０１３２】
蒸着装置３００では、基板４の搬送経路は、第１および第２のロール３、８と、搬送ローラ５ａ〜５ｆと、第１および第２のガイド部材６ａ、６ｂとによって規定される。搬送ローラ５ｃ〜５ｅは、基板４の搬送経路における第２の蒸着可能領域６０ｂと第３の蒸着可能領域６０ｃとの間に、第２のロール８を回り込むように配置されている（反転構造）。この構造により、基板４の蒸着源９ｓに対向させる表面を反転させることができる。従って、基板４が第１および第２の蒸着可能領域６０ａ、６０ｂを通過する際には、基板４の一方の表面（「第１表面」と呼ぶ）に蒸着を行い、第３および第４の蒸着可能領域６０ｃ、６０ｄを通過する際には、基板４の他方の表面（「第２表面」）に蒸着を行うことができる。よって、蒸着装置３００を用いると、チャンバー２の真空状態を保ったままで、基板４の両面に蒸着膜を連続的に形成することが可能になる。第１表面と第２表面とのあいだで成膜領域の位置は一致していることが好ましい。よって、搬送ローラ５ｂから搬送ローラ５ｅまでの搬送距離は、基板４の長手方向における蒸着可能領域と蒸着不能領域の合計長さ（あるいは、図１１で示す成膜領域３０ａの長さと蒸着未形成部３１ａの長さの合計）の整数倍になるように設定することが好ましい。また、本実施形態では、第２の蒸着可能領域６０ｂと第４の蒸着可能領域６０ｄとが互いに対向するように形成されており、これらの蒸着可能領域６０ｂ、６０ｄの間には、搬送ローラ５ｂ、５ｆを覆うように遮蔽板１５ｃが配置されている。遮蔽板１５ｃは、搬送ローラ５ｂ、５ｆに蒸着原料が入射することを防止するとともに、これらの蒸着可能領域６０ｂ、６０ｄの上端部における入射角度を制御している。
【０１３３】
本実施形態では、基板４の表面に垂直で、かつ、基板４の搬送方向を含む断面において、第１のガイド部材６ａおよび第２のガイド部材６ｂは、蒸発面９ｓの中心を通る法線Ｎを挟んで両側に配置されている。また、第１から第４の蒸着可能領域６０ａ〜６０ｄのうち何れか１つ（図示する例では蒸着可能領域６０ｂ）が蒸発面９ｓの中心を通る法線Ｎと交わるように、蒸発源９に対して搬送部が配置されている。これにより、蒸着可能領域のうち蒸着原料の濃度の高い領域を最大限に利用して蒸着を行うことができるので有利である。
【０１３４】
また、各蒸着可能領域６０ａ〜６０ｄの上端近傍には、それぞれ、基板４を例えば２００℃〜４００℃に加熱する加熱部１６ａ〜１６ｄが配置されている。加熱部１６ａ〜１６ｄが「各蒸着可能領域６０ａ〜６０ｄの上端近傍に配置されている」とは、対応する蒸着可能領域以外の領域であり、かつ、その蒸着可能領域に導かれる直前の基板４を加熱するような位置に設けられていることをいう。このような構成により、第１のロール３から第２のロール８に向かって基板４を搬送するときには、各Ｖ字型経路を通過する前の基板４を加熱部１６ａ、１６ｃで加熱することができる。逆方向に基板４を搬送するときには、各Ｖ字型経路に導かれる前の基板４を加熱部１６ｄ、１６ｂで加熱することができる。
【０１３５】
蒸着装置３００の動作方法については蒸着装置２００の動作方法に準ずる。ただし、第３及び第４の蒸着可能領域６０ｃ、ｄの立体的な位置が蒸着装置２００の場合とは逆である点、並びに、搬送ローラ５ｂから搬送ローラ５ｅまでに位置する基板４には蒸着がされない点を考慮してシャッター１２ａ、１２ｂの動きを適宜改変する。
【０１３６】
方法Ａを具体的に説明すると、シャッター１２ｂによって第３及び第４の蒸着可能領域６０ｃ、６０ｄを遮蔽した状態で、シャッター１２ａの動きを利用して、１回目の蒸着膜形成工程では第１の蒸着可能領域６０ａで第１表面の第１層を形成する。次の２回目の蒸着膜形成工程では第２の蒸着可能領域６０ｂで第１表面の第２層を形成し、第１の蒸着可能領域６０ａで第１表面の第１層を形成する。この２回目の蒸着膜形成工程をさらに繰返しながら基板４を繰り出していき、１回目の蒸着膜形成工程で成膜された領域の裏面（第２表面）が第３の蒸着可能領域６０ｃに到達した際に、はじめて第３の蒸着可能領域６０ｃについてもシャッター１２ｂを開けて、蒸着膜形成を行う。これによって、前記の第１及び第２の蒸着可能領域６０ａ、６０ｂでの蒸着膜形成と同時に、第３の蒸着可能領域６０ｃで、第２表面の第１層が形成される。次の蒸着膜形成工程では第３及び第４の蒸着可能領域６０ｃ、６０ｄについてシャッター１２ｂを開けて、第３の蒸着可能領域６０ｃで第２表面の第１層を形成し、第４の蒸着可能領域６０ｄで第２表面の第２層を形成する。同時に、第１及び第２の蒸着可能領域６０ａ、６０ｂでの蒸着膜形成も行われている。こうして、１回の流し工程で、基板４の両面それぞれに、２層構造の活物質体からなる蒸着膜を形成できる。
【０１３７】
また、すべての蒸着膜形成工程において、シャッター１２ａ、１２ｂを全開して第１〜第４の蒸着可能領域６０ａ〜６０ｄすべてに蒸着を行ってもよい。
【０１３８】
図８は、蒸着装置３００を用いて基板４の両面にそれぞれ形成された蒸着膜の一例を示す断面図である。図示する蒸着膜は、前述した方法に準じて１回の流し工程で作製したものである。
【０１３９】
本実施形態でも、第１、第２、第３および第４の蒸着可能領域６０ａ、６０ｂ、６０ｃ、６０ｄの長さの比が１：１：１：１となることが好ましい。これにより、蒸着可能領域の長さを均一にできるので積層される活物質の領域を有効に利用できるとともに、第１表面と第２表面での成膜領域の位置が一致しているので、基板４から所定のサイズで電極を切り出す際に便宜である。また、基板４の両面に、同じ成膜面積を有する活物質体９０、９２を形成できる。このような基板４を用いてリチウム二次電池用電極を製造すると、活物質体９０の膨張によって基板４の第１表面Ｓ１にかかる応力と、活物質体９２の膨張によって基板４の第２表面Ｓ２面にかかる応力とが略同じになる。そのため、充放電を繰り返したときに、これらの応力の差によって基板４が湾曲してしまうことを効果的に防止できる。
【０１４０】
本実施形態では、基板４として、両面（第１表面および第２表面）Ｓ１、Ｓ２に凹凸パターンが形成された金属箔を用いる。各表面Ｓ１、Ｓ２に形成されたパターンは、第１の実施形態で説明した凹凸パターンと同様とし、説明を省略する。
【０１４１】
基板４の第１表面Ｓ１には、成長方向の異なる２層からなる活物質体９０が複数直立している。各活物質体９０は、第１の蒸着可能領域６０ａで形成された第１部分ｐ１と、第２の蒸着可能領域６０ｂにおいて第１部分ｐ１の上に形成された第２部分ｐ２とから構成されている。一方、基板４の第２表面Ｓ２にも、同様の２層構造の活物質体９２が形成されている。活物質体９２は、第３および第４の蒸着可能領域６０ｃ、６０ｄでそれぞれ形成された第１および第２部分ｑ１、ｑ２とから構成されている。
【０１４２】
本実施形態では、第１〜第４の蒸着可能領域６０ａ〜６０ｄにおける蒸着原料の入射角度θの範囲が互いに略等しくなるように搬送部および遮蔽部が配置されていることが好ましい。
第３の実施形態における方法Ｂ〜Ｄは、第１の実施形態及び第２の実施形態における方法Ｂ〜Ｄに準じて、適宜改変すればよい。
【０１４３】
（第４の実施形態）
＊＊＊W2（両面）での実施形態＊＊＊
以下、図面を参照しながら、本発明による第４の実施形態の蒸着装置を説明する。本実施形態の蒸着装置の搬送部は、図６を参照しながら第２の実施形態で説明したようなＷ字型の基板経路（Ｗ字型経路）を２箇所形成し、かつ、これらのＷ字型経路の間で、基板４の蒸着原料によって照射される面を裏返す反転構造を有するように構成されている。反転構造は、図７を参照しながら第３の実施形態で説明した構造と同様であってもよい。
【０１４４】
図９は、本実施形態の蒸着装置を模式的に示す断面図である。簡単のため、前述の実施形態で説明した蒸着装置１００、２００、３００と同様の構成要素には、同じ参照符号を付して説明を省略する。
【０１４５】
図９に示す蒸着装置４００は、第１および第２のロール３、８と、搬送ローラ５ａ〜５ｋと、第１〜第４のガイド部材６ａ〜６ｄ、第１および第２の支持部材７ａ、７ｂとを含む搬送部とシャッター１２ａ〜１２ｄを有している。これによって、基板４の搬送経路が規定される。また、蒸発面９ｓから蒸発した蒸着原料が基板４の法線方向から基板４に入射しないように、遮蔽板１５ａ〜１５ｅおよび第１〜第４の遮蔽部材２０ａ〜２０ｄが配置されている。
【０１４６】
搬送ローラ５ａ〜５ｋは、上記基板４の搬送経路において第１のロール側からこの順に配置されている。また、第１〜第４のガイド部材（搬送ローラ）６ａ〜６ｄは、上記基板４の搬送経路において第１のロール側からこの順に配置されている。さらに、第１および第２の支持部材７ａ、７ｂは、上記基板４の搬送経路において第１のロール側からこの順に配置されている。前述の実施形態と同様に、各ガイド部材６ａ〜６ｄは、基板４のうち蒸着原料によって照射される面が蒸発源９に対して凸になるように基板４を案内し、Ｖ字型経路を形成する。各ガイド部材６ａ〜６ｄと蒸発源９との間には、それぞれ、第１〜第４の遮蔽部材２０ａ〜２０ｄが配置されている。これによって、蒸発源９の蒸発面９ｓから蒸発した蒸着材料が基板４の法線方向から入射することを防止するとともに、Ｖ字型経路における蒸着可能領域を、蒸着不能領域７０ａ、７０ｃ、７０ｄ、７０ｆによって２つに分離している。このような構成により、第１のガイド部材６ａによって形成されたＶ字型経路において、第１のガイド部材６ａよりも第１のロール側に位置する第１の蒸着可能領域６０ａと、第１のガイド部材６ａよりも第２のロール側に位置する第２の蒸着可能領域６０ｂとが形成される。同様に、第２のガイド部材６ｂによって形成されたＶ字型経路において、第２のガイド部材６ｂよりも第１のロール側に位置する第３の蒸着可能領域６０ｃと、第２のガイド部材６ｂよりも第２のロール側に位置する第４の蒸着可能領域６０ｄとが形成される。第３のガイド部材６ｃによって形成されたＶ字型経路において、第３のガイド部材６ｃよりも第１のロール側に位置する第５の蒸着可能領域６０ｅと、第３のガイド部材６ｃよりも第２のロール側に位置する第６の蒸着可能領域６０ｆとが形成される。第４のガイド部材６ｄによって形成されたＶ字型経路において、第４のガイド部材６ｄよりも第１のロール側に位置する第７の蒸着可能領域６０ｇと、第４のガイド部材６ｄよりも第２のロール側に位置する第８の蒸着可能領域６０ｈとが形成される。
【０１４７】
また、各支持部材７ａ、７ｂは、基板４のうち蒸着原料によって照射される面が蒸発源９に対して凹になるように基板４を下方から支持し、逆向きのＶ字型経路を形成する。各支持部材７ａ、７ｂと蒸発源９との間には、それぞれ、遮蔽部材１５ｅ、１５ｃが配置されている。これにより、蒸発源９の蒸発面９ｓから蒸発した蒸着材料が基板４の法線方向から入射することを防止するとともに、逆向きＶ字型経路における蒸着可能領域を、蒸着不能領域７０ｂ、７０ｅによって２つに分離している。このような構成により、第１の支持部材７ａによって形成された逆向きＶ字型経路において、第１の支持部材７ａよりも第１のロール側に位置する第２の蒸着可能領域６０ｂと、第１の支持部材７ａよりも第２のロール側に位置する第３の蒸着可能領域６０ｃとが形成される。同様に、第２の支持部材７ｂによって形成された逆向きＶ字型経路において、第２の支持部材７ｂよりも第１のロール側に位置する第６の蒸着可能領域６０ｆと、第２の支持部材７ｂよりも第２のロール側に位置する第７の蒸着可能領域６０ｇとが形成される。
【０１４８】
これらの第１〜第８の蒸着可能領域６０ａ〜６０ｈと蒸発面９ｓとの間には、シャッター１２ａ〜１２ｄ、及び、蒸着可能領域全体を遮蔽可能なシャッター２８が配置されている。
【０１４９】
本実施形態における搬送部および遮蔽部は、第１〜第８の蒸着可能領域６０ａ〜６０ｈにおける蒸着原料の入射方向が基板４の法線方向に対して例えば４５°以上７５°以下の角度だけ傾斜するように、蒸発源９に対して配置されている。
【０１５０】
本実施形態における搬送ローラ５ｅ〜５ｇは、基板４の搬送経路における第４の蒸着可能領域６０ｄと第５の蒸着可能領域６０ｅとの間に、第２のロール８を回り込むように配置されている（反転構造）。この構造により、第１〜第４の蒸着可能領域６０ａ〜６０ｄを含むＷ字型経路を通過した後の基板４を裏返して、第５〜第８の蒸着可能領域６０ｅ〜６０ｈに案内できる。そのため、チャンバー２の真空状態を保ったままで、基板４の両面に蒸着膜を連続的に形成することが可能になる。
【０１５１】
蒸着装置４００は、各蒸着可能領域以外の領域に設けられ、基板４を２００℃〜４００℃に加熱する４個の加熱部１６ａ〜１６ｄをさらに備えている。加熱部１６ａ〜１６ｄは、それぞれ、第１、第４、第５および第８の蒸着可能領域６０ａ、６０ｄ、６０ｅ、６０ｈの上端近傍にそれぞれ配置されている。このような構成により、第１のロール３から第２のロール８に向かって基板４を搬送するときには、各Ｗ字型経路を通過する直前の基板４を加熱部１６ａ、１６ｃで加熱することができる。逆方向に基板４を搬送するときには、各Ｗ字型経路を通過する前の基板４を加熱部１６ｂ、１６ｄで加熱することができる。
【０１５２】
本実施形態では、基板４の表面に垂直で、かつ、基板４の搬送方向を含む断面において、第１および第２のガイド部材６ａおよび６ｂと、第３および第４のガイド部材６ｃおよび６ｄとは、蒸発源９の中心を通る法線Ｎを挟んで両側に配置され、第１から第８の蒸着可能領域６０ａ〜６０ｈのうち何れか１つが蒸発源９の中心を通る法線と交わるように、蒸発源９に対して搬送部が配置されていることが好ましい。これにより、蒸着可能領域のうち蒸着源９から蒸発した蒸着原料の濃度のより高い領域を利用して蒸着を行うことができるので、蒸着材料の利用効率を向上できる。
【０１５３】
蒸着装置４００の動作方法については蒸着装置２００の動作方法や、蒸着装置３００の動作方法に準じて、適宜改変すればよい。なお、基板搬送工程５０４においてシャッターを閉じる際には、シャッター２８を利用してすべての蒸着可能領域を遮蔽すればよい。
【０１５４】
図１０は、蒸着装置４００を用いて基板４の両面に形成された蒸着膜の構造の一例を示す断面図である。図示する蒸着膜は、蒸着装置２００に関する方法及び蒸着装置３００に関する方法に準じて２回の流し工程で作製したものである。すなわち、１回の流し工程では、基板４の両面それぞれに、４層構造の活物質体からなる蒸着膜を形成でき、２回の流し工程では、図１０で示すように、基板４の両面それぞれに、８層構造の活物質体からなる蒸着膜を形成できる。
【０１５５】
本実施形態では、基板４として、両面（第１表面および第２表面）Ｓ１、Ｓ２に凹凸パターンが形成された金属箔を用いることができる。ここでは、各表面Ｓ１、Ｓ２に形成されたパターンは、第１の実施形態で説明した凹凸パターンと同様とし、説明を省略する。
【０１５６】
基板４の第１および第２表面Ｓ１、Ｓ２には、それぞれ、成長方向が交互に異なる８層からなる活物質体９４、９６が複数直立している。各活物質体９４は、第１表面Ｓ１の法線方向に対して交互に反対側に傾斜した成長方向を有する第１〜第８部分ｐ１〜ｐ８が積層された構造（積層数ｎ＝８）を有している。一方、第２表面Ｓ２にも、同様の８層構造の活物質体９６が形成されている。
【０１５７】
本実施形態では、第１の蒸着可能領域６０ａの長さと第１の蒸着不能領域７０ａの長さの合計、第２の蒸着可能領域６０ｂの長さと第２の蒸着不能領域７０ｂの長さの合計、第３の蒸着可能領域６０ｃの長さと第３の蒸着不能領域７０ｃの長さの合計、第５の蒸着可能領域６０ｅの長さと第４の蒸着不能領域７０ｄの長さの合計、第６の蒸着可能領域６０ｆの長さと第５の蒸着不能領域７０ｅの長さの合計、第７の蒸着可能領域６０ｇの長さと第６の蒸着不能領域７０ｆの長さの合計が１：１：１である。つまり、蒸着可能領域とそれに続く蒸着不能領域の和は概略等しくなるように構成されている。さらに前記と同様の理由により、第１〜第８の蒸着可能領域６０ａ〜６０ｈの長さの比が１：１：１：１：１：１：１：１となるように搬送部や遮蔽部が構成されていることが好ましい。
第４の実施形態における方法Ｂ〜Ｄは、第１〜３の実施形態における方法Ｂ〜Ｄに準じて、適宜改変すればよい。
【０１５８】
なお、蒸着装置４００は基板４を裏返すための反転構造を有するが、本実施形態の蒸着装置は反転構造を有していなくてもよい。このような蒸着装置では、基板４が２つのＷ字型経路を通過することにより、１回の流し工程で、基板４の一方の表面にのみ８層構造（積層数ｎ＝８）の活物質体が形成される。
【０１５９】
本発明の蒸着装置で形成される活物質体の形状は、上述した種々の実施形態で説明した形状に限定されず、適用しようとする電池の設計容量により適宜選択できる。例えば、各活物質体の積層数ｎも適宜選択される。ただし、積層数ｎは３層以上が好ましい。２層以下では、活物質体の幅方向（横方向）の膨張を十分に抑制できないおそれがある。一方、積層数ｎの好ましい範囲の上限は、活物質体全体の厚さ（例えば１００μｍ以下）および活物質体を構成する各部分の厚さ（例えば２μｍ以上）によって決まり、例えば５０層（１００μｍ／２μｍ）となる。より好ましくは、積層数ｎは３０以上４０以下である。
【０１６０】
上述したように、本発明による実施形態の蒸着装置によると、基板４の表面に、間隔を空けて配置された複数の活物質体を含む活物質層を形成できる。活物質層が形成された基板４は、必要に応じて所定のサイズに切断されて、リチウム二次電池などの非水電解質二次電池用の負極となる。このようにして得られた負極は、活物質の膨張に伴う活物質体の破壊や極板の変形が抑制され、また、セパレータの孔変形も防止されているので、優れた充放電サイクル特性を実現できる。
【０１６１】
上記負極は、円筒型、扁平型、コイン型、角形等の様々な形状の非水電解質二次電池に適用できる。非水電解質二次電池は、公知の方法により製造できる。具体的には、本発明の蒸着装置を用いて得られた負極を、正極活物質を含む正極板と、微多孔性フィルムなどからなるセパレータを介して対向させて極板群を形成する。この極板群とリチウムイオン伝導性を有する電解液と共にケース内に収容することにより、非水電解質二次電池が得られる。正極活物質や電解液としては、リチウムイオン二次電池に一般的に使用される材料を用いることができる。例えば、正極活物質としてＬｉＣｏＯ２、ＬｉＮｉＯ２、ＬｉＭｎ２Ｏ４などを用い、電解液として、エチレンカーボネートやプロピレンカーボネートなどの環状カーボネート類に６フッ化リン酸リチウムなどを溶解することによって得られる電解液を用いてもよい。また、電池の封止形態も特に限定されない。
【産業上の利用可能性】
【０１６２】
本発明の蒸着装置は、蒸着膜を利用した種々のデバイス、例えば電池などの電気化学デバイス、フォトニック素子や光回路部品などの光学デバイス、センサーなどの各種デバイス素子等の製造に用いられ得る。本発明は、電気化学素子全般に適用可能であるが、特に充放電に伴う膨張・収縮の大きい活物質を用いた電池用極板の製造に適用すると、活物質の膨張に起因する極板の変形やしわの発生が抑制された、エネルギー密度の高い極板を提供できるので有利である。
【符号の説明】
【０１６３】
１          排気ポンプ
２          チャンバー
３、８      巻き出しまたは巻取りロール
４          基板
５ａ〜５ｋ  搬送ローラ
６、６ａ〜６ｄ  ガイド部材
７、７ａ〜７ｂ  支持部材
９          蒸発源
９ｓ        蒸発面
１０ａ、１０ｂ      遮蔽板
１１ａ、１１ｂ      ガス導入管
１２ａ〜１２ｄ      シャッター
１３                測長装置
１５ａ〜１５e  遮蔽板
１６ａ〜１６ｄ      加熱部
２０、２０ａ〜２０ｄ      遮蔽部材
２２        ノズル部
２４        ノズル部遮蔽板
２８        シャッター
３０ａ〜３０ｄ      成膜領域
３１ａ〜３１ｃ      蒸着膜未形成部
６０ａ〜６０ｈ      蒸着可能領域
７０、７０ａ〜７０ｆ      蒸着不能領域
１００、２００、３００、４００  蒸着装置
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
チャンバー内において第１のロールと第２のロールにシート状の基板を搬送可能に巻き付けるとともに、蒸発源から蒸着原料を蒸発させることによって前記基板に蒸着膜を形成するロールツーロール方式の蒸着膜の形成方法であって、
（ａ）  前記基板の搬送経路における前記第１のロールと前記第２のロールとのあいだで、蒸発した蒸着原料が到達する蒸着可能領域内に設けた第１のガイド部材によって、前記基板の、前記蒸発した蒸着原料によって照射される面である第１表面が前記蒸発源に対して凸になり、前記基板の搬送経路において前記第１のガイド部材よりも前記第１のロール側に位置する第１の蒸着可能領域と、前記第１の蒸着可能領域と不連続で、前記第１のガイド部材よりも前記第２のロール側に位置する第２の蒸着可能領域が形成されるように、前記基板を保持する工程と、
（ｂ）  前記蒸発源を加熱することによって前記蒸着原料を蒸発させる工程と、
（ｃ）  前記蒸発源と前記基板とのあいだに設けたシャッター部材を開放することによって、前記第１の蒸着可能領域で、前記第１表面上にある第１の成膜領域に第１の蒸着膜を形成する工程と、
（ｄ）  前記工程（ｃ）の後で、前記シャッター部材を閉鎖し、前記蒸発した蒸着原料から前記基板を遮蔽した状態で、前記第１のロールが前記基板を繰り出し、前記第２のロールが前記基板を巻き取ることによって、前記第１の成膜領域が前記第２の蒸着可能領域に位置するように前記基板を搬送する工程と、
（ｅ）  前記工程（ｄ）の後で、前記シャッター部材を開放することによって、前記第１の蒸着可能領域で、前記第１表面上にあり前記第１の成膜領域とは不連続な第２の成膜領域に、第１の蒸着膜を形成すると同時に、前記第２の蒸着可能領域で、前記工程（ｃ）で前記第１の成膜領域に形成された前記第１の蒸着膜の上に、前記第１の蒸着膜とは成長方向が異なる第２の蒸着膜を形成する工程と、を含む蒸着膜の形成方法。
【請求項２】
（ｄ’）  前記工程（ｅ）の後で、前記シャッター部材を閉鎖し、前記蒸発した蒸着原料から前記基板を遮蔽した状態で、前記第１のロールが前記基板を繰り出し、前記第２のロールが前記基板を巻き取ることによって、前記基板を前記工程（ｄ）と概略同一の距離だけ搬送する工程と、
（ｅ’）  前記工程（ｄ’）の後で、前記シャッター部材を開放することによって、前記第１の蒸着可能領域で、前記第１表面上にあり前記第２の成膜領域とは不連続な第３の成膜領域に第１の蒸着膜を形成すると同時に、前記第２の蒸着可能領域で、前記工程（ｅ）で前記第２の成膜領域に形成された前記第１の蒸着膜の上に、前記第１の蒸着膜とは成長方向が異なる第２の蒸着膜を形成する工程と、をさらに含む、請求項１に記載の蒸着膜の形成方法。
【請求項３】
前記第１のガイド部材と前記蒸発源とのあいだに位置している第１の遮蔽部材によって、前記蒸発した蒸着原料が前記基板の法線方向からは前記基板に入射しない、請求項１に記載の蒸着膜の形成方法。
【請求項４】
前記第１の蒸着可能領域と、前記第２の蒸着可能領域の長さの比が１：１である、請求項１に記載の蒸着膜の形成方法。
【請求項５】
（ｆ）  前記シャッター部材を閉鎖して、工程（ｄ）における前記基板の搬送方向とは逆の方向に前記基板を巻き戻す工程と、
（ｇ）  前記工程（ｃ）〜（ｅ）と同じ手順を繰り返すことによって、前記第２の蒸着膜の上に、前記第２の蒸着膜とは成長方向が異なる第３の蒸着膜を形成し、前記第３の蒸着膜の上に、前記第３の蒸着膜とは成長方向が異なる第４の蒸着膜を形成する工程、
（ｈ）  前記工程（ｆ）及び前記工程（ｇ）と同じ手順を繰り返すことによって、成長方向が交互に異なる５層以上の蒸着膜を得る工程と、をさらに含む、請求項１に記載の蒸着膜の形成方法。
【請求項６】
前記工程（ａ）において前記基板を保持する前に、前記基板を２００〜４００℃に加熱する、請求項１に記載の蒸着膜の形成方法。
【請求項７】
前記工程（ａ）において、前記基板の搬送経路における前記第１のロールと前記第２のロールとのあいだで、前記第１のガイド部材よりも前記第２のロール側で、前記蒸着可能領域内に設けた支持部材によって、前記第１表面が前記蒸発源に対して凹になり、前記第２の蒸着可能領域と不連続で、前記基板の搬送経路において前記支持部材よりも前記第２のロール側に位置する第３の蒸着可能領域が形成されるように、前記基板を保持し、
（ｉ）  前記工程（ｅ）の後で、前記シャッター部材を閉鎖し、前記蒸発した蒸着原料から前記基板を遮蔽した状態で、前記第１のロールが前記基板を繰り出し、前記第２のロールが前記基板を巻き取ることによって、前記基板を前記工程（ｄ）と概略同一の距離だけ搬送する工程と、
（ｊ）  前記工程（ｉ）の後で、前記シャッター部材を開放することによって、前記第１の蒸着可能領域で、前記第１表面上にあり前記第２の成膜領域とは不連続な第３の成膜領域に第１の蒸着膜を形成すると同時に、前記第２の蒸着可能領域で、前記工程（ｅ）で前記第２の成膜領域に形成された前記第１の蒸着膜の上に、前記第１の蒸着膜とは成長方向が異なる第２の蒸着膜を形成し、さらに、前記第３の蒸着可能領域で、前記工程（ｅ）で前記第１の成膜領域に形成された前記第２の蒸着膜の上に、前記第２の蒸着膜とは成長方向が異なる第３の蒸着膜を形成する工程と、をさらに含む、請求項１に記載の蒸着膜の形成方法。
【請求項８】
前記工程（ａ）において、前記基板の搬送経路における前記第１のロールと前記第２のロールとのあいだで、前記支持部材よりも前記第２のロール側で、前記蒸着可能領域内に設けた第２のガイド部材によって、前記第１表面が前記蒸発源に対して凸になり、前記第３の蒸着可能領域と不連続で、前記基板の搬送経路において前記第２のガイド部材よりも前記第２のロール側に位置する第４の蒸着可能領域が形成されるように、前記基板を保持し、
（ｋ）  前記工程（ｊ）の後で、前記シャッター部材を閉鎖し、前記蒸発した蒸着原料から前記基板を遮蔽した状態で、前記第１のロールが前記基板を繰り出し、前記第２のロールが前記基板を巻き取ることによって、前記基板を前記工程（ｄ）と概略同一の距離だけ搬送する工程と、
（ｌ）  前記工程（ｋ）の後で、前記シャッター部材を開放することによって、前記第１の蒸着可能領域で、前記第１表面上にあり前記第３の成膜領域とは不連続な第４の成膜領域に第１の蒸着膜を形成すると同時に、前記第２の蒸着可能領域で、前記工程（ｊ）で前記第３の成膜領域に形成された前記第１の蒸着膜の上に、前記第１の蒸着膜とは成長方向が異なる第２の蒸着膜を形成し、さらに、前記第３の蒸着可能領域で、前記工程（ｊ）で前記第２の成膜領域に形成された前記第２の蒸着膜の上に、前記第２の蒸着膜とは成長方向が異なる第３の蒸着膜を形成し、さらに、前記第４の蒸着可能領域で、前記工程（ｊ）で前記第１の成膜領域に形成された前記第３の蒸着膜の上に、前記第３の蒸着膜とは成長方向が異なる第４の蒸着膜を形成する工程と、をさらに含む、請求項７に記載の蒸着膜の形成方法。
【請求項９】
前記工程（ａ）において、前記基板の搬送経路における前記第１のロールと前記第２のロールとのあいだで、前記第２の蒸着可能領域よりも前記第２のロール側で設けた反転機構によって、前記蒸着原料によって照射される面を反転して、前記第１表面の反対面である第２表面を蒸発源に対向させ、前記第２の蒸着可能領域と不連続で、前記基板の搬送経路において前記反転機構よりも前記第２のロール側に位置する第３の蒸着可能領域が形成されるように、前記基板を保持し、
（ｍ）  前記工程（ｄ′）の基板搬送により、前記第１の成膜領域の裏面が前記第３の蒸着可能領域に到達した後、前記シャッター部材を開放することによって、前記第３の蒸着可能領域で、前記第１の成膜領域の裏面に第１の蒸着膜を形成する工程と、をさらに含む、請求項２に記載の蒸着膜の形成方法。
【請求項１０】
前記工程（ａ）において、前記基板の搬送経路における前記第１のロールと前記第２のロールとのあいだで、前記第３の蒸着可能領域よりも前記第２のロール側で、前記蒸着可能領域内に設けた第２のガイド部材によって、前記第２表面が前記蒸発源に対して凸になり、前記第３の蒸着可能領域と不連続で、前記基板の搬送経路において前記第２のガイド部材よりも前記第２のロール側に位置する第４の蒸着可能領域が形成されるように、前記基板を保持し、
（ｎ）前記工程（ｍ）の後で、前記シャッター部材を閉鎖し、前記蒸発した蒸着原料から前記基板を遮蔽した状態で、前記第１のロールが前記基板を繰り出し、前記第２のロールが前記基板を巻き取ることによって、前記基板を前記工程（ｄ）と概略同一の距離だけ搬送する工程と、
（ｏ）  前記工程（ｎ）の後で、前記シャッター部材を開放することによって、前記第３の蒸着可能領域で、前記第２の成膜領域の裏面に第１の蒸着膜を形成すると同時に、前記第４の蒸着可能領域で、前記工程（ｍ）で前記第１の成膜領域の裏面に形成された前記第１の蒸着膜の上に、前記第１の蒸着膜とは成長方向が異なる第２の蒸着膜を形成する工程と、をさらに含む、請求項９に記載の蒸着膜の形成方法。
【請求項１１】
シート状の基板と、前記基板上に積層された４層以上の複層構造の活物質体からなる蒸着膜とを有する電池用極板であって、
前記活物質体の成長方向は、前記基板の法線方向に対して傾斜しており、
前記複層構造の活物質体のうち連続する２層は、活物質体の成長方向が互いに異なり、
第（３ｚ＋１）番目の層の膜厚は、第３ｚ番目の層の膜厚又は第（３ｚ−１）層の膜厚の２倍である（ただし、ｚは１以上の整数を表す）ことを特徴とする、電池用極板。
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2009098893.tif 000016
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【手続補正書】
【提出日】平成21年10月27日(2009.10.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
チャンバー内において第１のロールと第２のロールにシート状の基板を搬送可能に巻き付けるとともに、蒸発源から蒸着原料を蒸発させることによって前記基板に蒸着膜を形成するロールツーロール方式の蒸着膜の形成方法であって、
（ａ）  前記基板の搬送経路における前記第１のロールと前記第２のロールとのあいだで、蒸発した蒸着原料が到達する蒸着可能領域内に設けた第１のガイド部材によって、前記基板の、前記蒸発した蒸着原料によって照射される面である第１表面が前記蒸発源に対して凸になり、前記基板の搬送経路において前記第１のガイド部材よりも前記第１のロール側に位置する第１の蒸着可能領域と、前記第１の蒸着可能領域と不連続で、前記第１のガイド部材よりも前記第２のロール側に位置する第２の蒸着可能領域が形成されるように、前記基板を保持する工程と、
（ｂ）  前記蒸発源を加熱することによって前記蒸着原料を蒸発させる工程と、
（ｃ）  前記蒸発源と前記基板とのあいだに設けたシャッター部材を開放することによって、前記第１の蒸着可能領域で、前記第１表面上にある第１の成膜領域に第１の蒸着膜を形成する工程と、
（ｄ）  前記工程（ｃ）の後で、前記シャッター部材を閉鎖し、前記蒸発した蒸着原料から前記基板を遮蔽した状態で、前記第１のロールが前記基板を繰り出し、前記第２のロールが前記基板を巻き取ることによって、前記第１の成膜領域が前記第２の蒸着可能領域に位置するように前記基板を搬送する工程と、
（ｅ）  前記工程（ｄ）の後で、前記シャッター部材を開放することによって、前記第１の蒸着可能領域で、前記第１表面上にあり前記第１の成膜領域とは不連続な第２の成膜領域に、第１の蒸着膜を形成すると同時に、前記第２の蒸着可能領域で、前記工程（ｃ）で前記第１の成膜領域に形成された前記第１の蒸着膜の上に、前記第１の蒸着膜とは成長方向が異なる第２の蒸着膜を形成する工程と、を含み、
前記基板は前記第１表面に凹凸パターンを有し、
各蒸着可能領域における前記基板に対する前記蒸着原料の入射方向の、前記基板の法線方向に対する傾斜角度は、各蒸着可能領域において前記基板の前記第１表面上の前記凹凸パターンの突起に対するシャドウイング効果によって、前記第１表面上に柱状体が間隔を空けて形成されるように設定されている、蒸着膜の形成方法。
【請求項２】
（ｄ’）  前記工程（ｅ）の後で、前記シャッター部材を閉鎖し、前記蒸発した蒸着原料から前記基板を遮蔽した状態で、前記第１のロールが前記基板を繰り出し、前記第２のロールが前記基板を巻き取ることによって、前記基板を前記工程（ｄ）と概略同一の距離だけ搬送する工程と、
（ｅ’）  前記工程（ｄ’）の後で、前記シャッター部材を開放することによって、前記第１の蒸着可能領域で、前記第１表面上にあり前記第２の成膜領域とは不連続な第３の成膜領域に第１の蒸着膜を形成すると同時に、前記第２の蒸着可能領域で、前記工程（ｅ）で前記第２の成膜領域に形成された前記第１の蒸着膜の上に、前記第１の蒸着膜とは成長方向が異なる第２の蒸着膜を形成する工程と、をさらに含む、請求項１に記載の蒸着膜の形成方法。
【請求項３】
前記第１のガイド部材と前記蒸発源とのあいだに位置している第１の遮蔽部材によって、前記蒸発した蒸着原料が前記基板の法線方向からは前記基板に入射しない、請求項１に記載の蒸着膜の形成方法。
【請求項４】
前記第１の蒸着可能領域と、前記第２の蒸着可能領域の長さの比が１：１である、請求項１に記載の蒸着膜の形成方法。
【請求項５】
（ｆ）  前記シャッター部材を閉鎖して、工程（ｄ）における前記基板の搬送方向とは逆の方向に前記基板を巻き戻す工程と、
（ｇ）  前記工程（ｃ）〜（ｅ）と同じ手順を繰り返すことによって、前記第２の蒸着膜の上に、前記第２の蒸着膜とは成長方向が異なる第３の蒸着膜を形成し、前記第３の蒸着膜の上に、前記第３の蒸着膜とは成長方向が異なる第４の蒸着膜を形成する工程、
（ｈ）  前記工程（ｆ）及び前記工程（ｇ）と同じ手順を繰り返すことによって、成長方向が交互に異なる５層以上の蒸着膜を得る工程と、をさらに含む、請求項１に記載の蒸着膜の形成方法。
【請求項６】
前記工程（ａ）において前記基板を保持する前に、前記基板を２００〜４００℃に加熱する、請求項１に記載の蒸着膜の形成方法。
【請求項７】
前記工程（ａ）において、前記基板の搬送経路における前記第１のロールと前記第２のロールとのあいだで、前記第１のガイド部材よりも前記第２のロール側で、前記蒸着可能領域内に設けた支持部材によって、前記第１表面が前記蒸発源に対して凹になり、前記第２の蒸着可能領域と不連続で、前記基板の搬送経路において前記支持部材よりも前記第２のロール側に位置する第３の蒸着可能領域が形成されるように、前記基板を保持し、
（ｉ）  前記工程（ｅ）の後で、前記シャッター部材を閉鎖し、前記蒸発した蒸着原料から前記基板を遮蔽した状態で、前記第１のロールが前記基板を繰り出し、前記第２のロールが前記基板を巻き取ることによって、前記基板を前記工程（ｄ）と概略同一の距離だけ搬送する工程と、
（ｊ）  前記工程（ｉ）の後で、前記シャッター部材を開放することによって、前記第１の蒸着可能領域で、前記第１表面上にあり前記第２の成膜領域とは不連続な第３の成膜領域に第１の蒸着膜を形成すると同時に、前記第２の蒸着可能領域で、前記工程（ｅ）で前記第２の成膜領域に形成された前記第１の蒸着膜の上に、前記第１の蒸着膜とは成長方向が異なる第２の蒸着膜を形成し、さらに、前記第３の蒸着可能領域で、前記工程（ｅ）で前記第１の成膜領域に形成された前記第２の蒸着膜の上に、前記第２の蒸着膜とは成長方向が異なる第３の蒸着膜を形成する工程と、をさらに含む、請求項１に記載の蒸着膜の形成方法。
【請求項８】
前記工程（ａ）において、前記基板の搬送経路における前記第１のロールと前記第２のロールとのあいだで、前記支持部材よりも前記第２のロール側で、前記蒸着可能領域内に設けた第２のガイド部材によって、前記第１表面が前記蒸発源に対して凸になり、前記第３の蒸着可能領域と不連続で、前記基板の搬送経路において前記第２のガイド部材よりも前記第２のロール側に位置する第４の蒸着可能領域が形成されるように、前記基板を保持し、
（ｋ）  前記工程（ｊ）の後で、前記シャッター部材を閉鎖し、前記蒸発した蒸着原料から前記基板を遮蔽した状態で、前記第１のロールが前記基板を繰り出し、前記第２のロールが前記基板を巻き取ることによって、前記基板を前記工程（ｄ）と概略同一の距離だけ搬送する工程と、
（ｌ）  前記工程（ｋ）の後で、前記シャッター部材を開放することによって、前記第１の蒸着可能領域で、前記第１表面上にあり前記第３の成膜領域とは不連続な第４の成膜領域に第１の蒸着膜を形成すると同時に、前記第２の蒸着可能領域で、前記工程（ｊ）で前記第３の成膜領域に形成された前記第１の蒸着膜の上に、前記第１の蒸着膜とは成長方向が異なる第２の蒸着膜を形成し、さらに、前記第３の蒸着可能領域で、前記工程（ｊ）で前記第２の成膜領域に形成された前記第２の蒸着膜の上に、前記第２の蒸着膜とは成長方向が異なる第３の蒸着膜を形成し、さらに、前記第４の蒸着可能領域で、前記工程（ｊ）で前記第１の成膜領域に形成された前記第３の蒸着膜の上に、前記第３の蒸着膜とは成長方向が異なる第４の蒸着膜を形成する工程と、をさらに含む、請求項７に記載の蒸着膜の形成方法。
【請求項９】
前記工程（ａ）において、前記基板の搬送経路における前記第１のロールと前記第２のロールとのあいだで、前記第２の蒸着可能領域よりも前記第２のロール側で設けた反転機構によって、前記蒸着原料によって照射される面を反転して、前記第１表面の反対面である第２表面を蒸発源に対向させ、前記第２の蒸着可能領域と不連続で、前記基板の搬送経路において前記反転機構よりも前記第２のロール側に位置する第３の蒸着可能領域が形成されるように、前記基板を保持し、かつ
前記工程（ａ）において、前記基板の搬送経路における前記第１のロールと前記第２のロールとのあいだで、前記第３の蒸着可能領域よりも前記第２のロール側で、前記蒸着可能領域内に設けた第２のガイド部材によって、前記第２表面が前記蒸発源に対して凸になり、前記第３の蒸着可能領域と不連続で、前記基板の搬送経路において前記第２のガイド部材よりも前記第２のロール側に位置する第４の蒸着可能領域が形成されるように、前記基板を保持し、
（ｍ）  前記工程（ｄ′）の基板搬送により、前記第１の成膜領域の裏面が前記第３の蒸着可能領域に到達した後、前記シャッター部材を開放することによって、前記第３の蒸着可能領域で、前記第１の成膜領域の裏面に第１の蒸着膜を形成する工程と、
（ｎ）前記工程（ｍ）の後で、前記シャッター部材を閉鎖し、前記蒸発した蒸着原料から前記基板を遮蔽した状態で、前記第１のロールが前記基板を繰り出し、前記第２のロールが前記基板を巻き取ることによって、前記基板を前記工程（ｄ）と概略同一の距離だけ搬送する工程と、
（ｏ）  前記工程（ｎ）の後で、前記シャッター部材を開放することによって、前記第３の蒸着可能領域で、前記第２の成膜領域の裏面に第１の蒸着膜を形成すると同時に、前記第４の蒸着可能領域で、前記工程（ｍ）で前記第１の成膜領域の裏面に形成された前記第１の蒸着膜の上に、前記第１の蒸着膜とは成長方向が異なる第２の蒸着膜を形成する工程と、をさらに含み、
前記基板は前記第２表面に凹凸パターンを有し、
各蒸着可能領域における前記基板に対する前記蒸着原料の入射方向の、前記基板の法線方向に対する傾斜角度は、各蒸着可能領域において前記基板の前記第２表面上の前記凹凸パターンの突起に対するシャドウイング効果によって、前記第２表面上に柱状体が間隔を空けて形成されるように設定されている、請求項２に記載の蒸着膜の形成方法。
【国際調査報告】
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