(57)【要約】【課題】  簡便な手法により高品質な無機薄膜を連続的に供給する。【解決手段】  マグネトロンスパッタ法を用いて無機薄膜を連続成膜する巻取り系製造装置において、真空チャンバ内にマグネトロンスパッタ源及びフレキシブル支持体上に連続成膜を行うための巻取り系を装備した真空成膜装置であって、該スパッタ源マグネトロン外周部と同サイズあるいはそれ以上の大きさの防着板をターゲットの直上に配備したことを特徴とする無機薄膜の製造方法を採用することによりスパッタターゲット上に防着板を設置することで支持体への高エネルギー粒子の入射を低減することができるため、高品質な無機薄膜を連続的に得ることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空チャンバ内にマグネトロンスパッタ源及びフレキシブル支持体上に連続成膜を行うための巻取り系を装備した真空成膜装置であって、該スパッタ源マグネトロン外周部と同サイズあるいはそれ以上の大きさの防着板をターゲットの直上に配備したことを特徴とする無機薄膜の製造方法。
【請求項２】
真空チャンバ内にマグネトロンスパッタ源及びフレキシブル支持体上に連続成膜を行うための巻取り系を装備した真空成膜装置であって、該スパッタ源マグネトロン外周部と同サイズあるいはそれ以上の大きさの防着板をターゲットの直上に複数組配備したことを特徴とする請求項１記載の無機薄膜の製造方法。
【請求項３】
前記成膜方法においてスパッタ源として用いるターゲットとして、亜鉛系酸化物を用いたことを特徴とする請求項１〜２何れか記載の無機薄膜の製造方法。
【請求項４】
該亜鉛系酸化物を用いてフレキシブル支持体上へ成膜した積層体は、全光線透過率が８０％以上であることを特徴とする請求項１〜３何れか記載の無機薄膜の製造方法。
【請求項５】
該亜鉛系酸化物を用いてフレキシブル支持体へ成膜した積層体は、比抵抗値が１０-2Ω・ｃｍ以下であることを特徴とする請求項１〜４何れかに記載の無機薄膜の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マグネトロンスパッタ法を用いてフレキシブル支持体上へ膜質の良い無機薄膜を連続的に成膜するための製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年透明導電膜は、光学表示素子、太陽電池、光デバイス等、様々な分野で用いられており、その需要量は年々増加傾向にある。ところが、透明導電膜用材料として一般的に普及しているＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）は、その原料であるインジウムの枯渇・高騰化問題がここ数年で深刻化しており早急な対策が求められている。そこで、インジウムの代替材料としてスズや亜鉛等が注目されている。スズ系酸化物は安価であり化学的にも安定しているが、透明導電膜として用いるには低抵抗化が困難であることから亜鉛系酸化物が注目されており、幅広い研究が行われている。亜鉛系酸化物を透明導電膜として用いる際の成膜手法としては、傾斜させた支持体上へ成膜することで、低抵抗化することができることが知られている。また、酸化亜鉛にアルミニウムやガリウム等をドープすることで更なる低抵抗化が可能であることが知られている。
【０００３】
一般的に透明導電膜を生産する際、膜厚均一性の良いこと、高品質な膜が得られること等から主にＤＣマグネトロンスパッタ法が用いられる。スパッタ法において支持体を傾斜させる手法はバッチ式成膜装置においては間便な手法であるが、ロール・トゥ・ロール法においては工夫が必要である。そこで、ロール・トゥ・ロール法においても簡便に、支持体を傾斜させる効果を発揮できる成膜手法が求められる。
【０００４】
特許文献等は以下の通りである。
【特許文献１】特開平６−２７５５６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、高品質な無機薄膜を簡便な手法により連続的に得ることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものである。請求項１に記載の発明は、真空チャンバ内にマグネトロンスパッタ源及びフレキシブル支持体上に連続成膜を行うための巻取り系を装備した真空成膜装置であって、該スパッタ源マグネトロン外周部と同サイズあるいはそれ以上の大きさの防着板をターゲットの直上に配備したことを特徴とする無機薄膜の製造方法である。
【０００７】
また、請求項２に記載の発明は、真空チャンバ内にマグネトロンスパッタ源及びフレキシブル支持体上に連続成膜を行うための巻取り系を装備した真空成膜装置であって、該スパッタ源マグネトロン外周部と同サイズあるいはそれ以上の大きさの防着板をターゲットの直上に複数組配備したことを特徴とする請求項１記載の無機薄膜の製造方法である。
【０００８】
また、請求項３に記載の発明は、前記成膜方法においてスパッタ源として用いるターゲットとして、亜鉛系酸化物を用いたことを特徴とする請求項１または２の無機薄膜の製造方法である。
【０００９】
また、請求項４に記載の発明は、該亜鉛系酸化物を用いてフレキシブル支持体上へ成膜した積層体は、全光線透過率が８０％以上であることを特徴とする請求項１〜３何れか記
載の無機薄膜の製造方法である。
【００１０】
また、請求項５に記載の発明は、該亜鉛系酸化物を用いてフレキシブル支持体へ成膜した積層体は、比抵抗値が１０-2Ω・ｃｍ以下であることを特徴とする請求項１〜４何れかに記載の無機薄膜の製造方法である。
【発明の効果】
【００１１】
マグネトロンスパッタ法により無機薄膜をフレキシブル支持体上へ連続的に成膜する際、防着板の設置といった簡便な手法により高品質な膜を得ることが期待できる。例えば亜鉛系酸化物薄膜のように、支持体を傾斜させることで高品質化できる材料を用いる際に有効である。また、バッチ式製造装置において支持体を傾斜させて成膜を行う場合には、膜厚・膜質分布が大きくなり実用的ではないが、本発明においてはこのような問題も解決しており、生産性の面で非常に優れている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１、図２は、本発明で示す製造装置の概略図である。
【００１３】
請求項１に示した真空成膜装置は、図１に示すようにマグネトロンスパッタ源及びフレキシブル支持体上に連続成膜を行うための巻取り系を装備した真空成膜装置であって、該スパッタ源マグネトロン外周部と同サイズあるいはそれ以上の大きさの防着板をターゲットの直上に配備している。そうすることで、キャンロール上にある支持体への高エネルギー粒子の入射を低減ことができ、高品質な膜を得ることができる。また、ターゲットの直上に防着板を設置することで支持体上へ直線的に入射するスパッタ粒子をカットすることができ、斜めに入射する粒子のみを得る効果を得ることができる。このような効果は、Ｃ軸方向への成長を促すことで低抵抗を達成することのできる亜鉛系酸化物等において有効である。防着板の大きさは、大きすぎると成膜レートをより低下させてしまうため、ターゲットサイズよりも小さく抑えることが望ましい。
【００１４】
図２は請求項２に示す真空成膜装置の概略図であり、図１において示した製造装置のスパッタ源の数を３つに増やした製造装置である。本発明における製造装置では、防着板の設置のために成膜レートが低下してしまうが、これを補う目的でスパッタ源を増やした。図２でスパッタ源を３つとして示しているが、２つあるいは３つ以上でも構わない。
【００１５】
フレキシブル支持体としてプラスチック基板を用いる場合、どの様な用途に用いるかによって使い分けられ、一般的にポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）等が汎用されている。
【００１６】
無機薄膜として透明導電膜を取り上げる場合、主としてインジウム、亜鉛、錫のいずれかの酸化物を主たる原料としたものが挙げられるが、本発明においては、特に亜鉛系酸化物において有用な発明となっている。亜鉛系酸化物を透明導電膜として用いる場合、全光線透過率は８０％以上であることが望ましい。膜厚が増すほど結晶性が向上して低抵抗化が可能となるが、巻取り系成膜装置を用いてフレキシブル支持体上へ連続的に成膜を行う場合、結晶化膜がクラックを引き起こしてしまうことが懸念されるため、室温成膜において膜厚を５０〜２００ｎｍ程度に設定することが好ましい。
【実施例】
【００１７】
本発明について、実施例をあげて詳細に説明するが、これに限るものではない。
【００１８】
＜試験例１＞
図２に示した真空成膜装置を用い、アルミニウムをドープした酸化亜鉛ターゲットをそれぞれのスパッタ源へ、また、幅２００ｍｍ厚さ１００μｍの透明なポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）基板を巻取り系へセットして真空排気した。このとき、ターゲット−基板間距離は６０ｍｍ、ターゲット−防着板距離は５０ｍｍ、防着板の大きさはターゲット（４００ｍｍ×１５０ｍｍ）と同サイズとした。到達圧力が１．０×１０-6×１３３．３２２３６８Ｐａに達した後、基板温度を２５℃に設定、アルゴンガスを３．０×１０-3×１３３．３２２３６８Ｐａ導入し、フィルム走行速度０．１７ｍ／ｍｉｎ、投入電力２．５Ｗ／ｃｍ2にて成膜を行った。得られた亜鉛系酸化膜の膜厚は１３００Å、全光線透過率は８４％であり、比抵抗値は３×１０-3Ω・ｃｍであった。また、（００２）結晶配向性を持つ結晶構造をしており、Ｃ軸方向への成長が促されていたことを示した。
【００１９】
＜試験例２＞
図１に示した真空成膜装置を用い、アルミニウムをドープした酸化亜鉛ターゲットをそれぞれのスパッタ源へ、また、幅２００ｍｍ厚さ１００μｍの透明なポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）基板を巻取り系へセットして真空排気した。このとき、ターゲット−基板間距離は６０ｍｍに設定し、防着板は取り外した。到達圧力が１．０×１０-6×１３３．３２２３６８Ｐａに達した後、アルゴンガスを３．０×１０-3×１３３．３２２３６８Ｐａ導入し、フィルム走行速度０．１７ｍ／ｍｉｎ、投入電力２．５Ｗ／ｃｍ2にて成膜を行った。得られた亜鉛系酸化膜の膜厚は１４００Å、全光線透過率は８３％であり、比抵抗値は２×１０-2Ω・ｃｍであった。また、（００２）結晶配向性を持つ結晶構造をしているが、その結晶性は試験例１と比較して低かった。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の真空成膜装置の一例を説明する概略図である。
【図２】図１とは異なる本発明の真空成膜装置の一例を説明する概略図である。
【符号の説明】
【００２１】
１…巻出しロール
２…巻取りロール
３…ガイドローラ
４…キャンロール
５…スパッタターゲット
６…防着板
７…フレキシブル支持体
【図１】
2007224332.tif 000003
【図２】
2007224332.tif 000004