JPH06192832A - 薄 膜 - Google Patents

薄 膜

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JPH06192832A
JPH06192832A JP34889692A JP34889692A JPH06192832A JP H06192832 A JPH06192832 A JP H06192832A JP 34889692 A JP34889692 A JP 34889692A JP 34889692 A JP34889692 A JP 34889692A JP H06192832 A JPH06192832 A JP H06192832A
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JP
Japan
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thin film
substrate
film
sputtering
target
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Withdrawn
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JP34889692A
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English (en)
Inventor
Koji Saiki
幸治 斎木
Kumiko Kihara
久美子 木原
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Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
Original Assignee
Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】高分子フィルム等の基板上に被覆され、優れた
ガスバリアー性をこの基板に付与することができる薄膜
を提供する。 【構成】Si、Al、Ti、Zr、Ta、Nb、および
Snからなる群から選択される少なくとも1種の金属の
酸化物、窒化物または酸化窒化物からなる薄膜であっ
て、ターゲット表面における最大水平磁束密度が400
ガウス以上1200ガウス以下とした条件で高周波マグ
ネトロンスパッタリング法を行なうことにより基板上に
形成された薄膜。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、高分子フィルム等の基
板の上に形成され、該基板に優れたガスバリアー性を付
与することができる薄膜、特に食品包装用フィルム、エ
レクトロルミネッセンス素子用基板または液晶表示素子
用基板等に好適に利用される薄膜に関する。
【0002】
【従来の技術】透明な高分子からなるフィルムは、各種
用途に使用されているが、単独では酸素および水蒸気な
どのガスに対するガスバリアー性が不十分なため、該高
分子フィルムにガスバリアー性の優れた材料をラミネー
トもしくはコーティングすることによってガスバリアー
性を付与することが行われている。上記コーティング材
料としては、金属酸化物、金属窒化物があり、例えば、
酸化珪素SiOxが挙げられる。特に高い透明性が必要
となる用途、例えばエレクトロルミネッセンス素子、液
晶表示素子等の薄型表示素子の基板として用いられた場
合には、上記SiOxが、xが1.5前後であると良好
な透明性を有する酸化珪素膜が得られる。
【0003】上記薄膜は、従来、蒸着法またはスパッタ
リング法によって高分子フィルム基板上に形成されてき
た。スパッタリング法によって得られた薄膜は、蒸着法
で得られた薄膜より優れたガスバリアー性を示すことが
知られている。
【0004】上記スパッタリング法としては、特に高周
波マグネトロンスパッタリング法が好適に用いられる。
上記高周波マグネトロンスパッタリング法においては、
カソードに備えられたターゲットの背後に、例えば、フ
ェライト等の磁石が配置され、それによりターゲット表
面に高い磁界を存在させ、マグネトロン放電を起こすこ
とにより効率よくスパッタリングが行われる。例えば、
上記フェライト磁石を用いた場合には、ターゲット表面
において200〜300ガウス程度の水平磁束密度が得
られる。上記酸化珪素膜を形成する場合には、金属シリ
コンをターゲットとして用いて酸素雰囲気中にてスパッ
タリングを行う方法、またはを酸化珪素ターゲットを用
いてスパッタリングを行う方法がある。
【0005】しかし、一般に、スパッタリング法による
薄膜の形成は、蒸着法による場合に比較して生産性が劣
るという問題がある。さらに上記高周波マグネトロンス
パッタリング法によって上記高分子フィルム表面に上記
薄膜を形成しても、水蒸気透過率が1g/m2/日以
下、酸素透過率が1cm3/m2/日以下のレベルの優れ
たフィルムは得られない。
【0006】最近、プラズマCVD(chemical vapor d
eposition)法による新たな酸化珪素膜作製方法が報告
されているが、未だ技術的に完成されてはいない。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来の
技術の問題点を解決するもので、その目的とするところ
は、高分子フィルム等の基板上に形成され、優れたガス
バリアー性を該基板に付与することができる薄膜を提供
することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明者らは課題を解決
するために、鋭意研究を行った結果、所定の無機材料を
用い、スパッタリング法による製膜条件を制御して薄膜
を形成することによって、ガスバリアー性に優れた薄膜
を基板上に形成し得ることを見い出し、本発明を完成し
た。
【0009】本発明の薄膜は、Si、Al、Ti、Z
r、Ta、Nb、およびSnからなる群から選択される
少なくとも1種の金属の酸化物、窒化物または酸化窒化
物からなる薄膜であって、ターゲット表面における最大
水平磁束密度が400ガウス以上1200ガウス以下と
した条件で高周波マグネトロンスパッタリング法を行な
うことにより基板上に形成され、そのことにより上記目
的が達成される。
【0010】本発明の薄膜は、薄くても緻密な膜構造を
形成することが可能な無機材料、例えば、Si、Al、
Ti、Zr、Ta、Nb、およびSnからなる群から選
択される少なくとも1種の金属の酸化物、窒化物または
酸化窒化物を用いて形成される。
【0011】上記基板の素材は特に限定されてないが、
透明な高分子フィルムなどが使用され得る。その素材と
しては、ポリエチレンテレフタレート、ポリアリレー
ト、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、ポ
リスチレン、ポリスルフォン、ポリエーテルスルフォ
ン、ポリエーテルケトン等が挙げられる。これらの基板
はその上に形成される薄膜との付着力を向上させるため
に、その表面を前処理することが好ましい。前処理とし
ては、有機溶媒による基板表面の洗浄、プラズマ処理、
プライマー処理等が挙げられる。特に、プラズマ処理に
よる基板表面の清浄化は有効であり、プラズマ処理され
た基板表面に薄膜を形成すると、該薄膜と該基板との付
着力は前処理を行わない場合と比べて数倍強くなること
もある。
【0012】上記高周波マグネトロンスパッタリング法
おいては、上記各金属のターゲットを用いて、酸素およ
び/または窒素雰囲気中でスパッタリングする方法、ま
たは上記各金属の酸化物、窒化物または酸化窒化物から
なる複合ターゲットを用いてスパッタリングする方法が
ある。好ましくは複合ターゲットを用いる方法が用いら
れる。得られるガスバリアー膜と同じ組成比を有する複
合ターゲットを用いることによって組成の均一な膜を得
ることができる。複合ターゲットを用いる場合にも、酸
素および/または窒素の雰囲気中でスパッタリングを行
うことにより、得られるガスバリアー膜中にこれら元素
を少量追加導入し、その含有量を調節することができ
る。
【0013】ターゲット表面における最大水平磁束密度
を好適な範囲とすることにより、優れたガスバリアー性
を有する薄膜を形成することができ、400ガウス以上
1200ガウス以下、好ましくは500ガウス以上12
00ガウス以下の範囲でスパッタリングを行う。使用す
るカソード磁石としては、好ましくは希土類合金磁石を
使用する。フェライト磁石は200〜300ガウス程度
の水平磁束密度しか得られないので、好ましくない。上
記希土類合金磁石としては、Sm−Co合金磁石、Ne
−Fe合金磁石等が挙げられ、該希土類合金磁石におい
ては、500〜1200ガウスの水平磁束密度が得られ
る。
【0014】スパッタリングガスとしては、アルゴンを
用いることができ、スパッタリングガス圧は0.5mT
orr以上5mTorr以下であることが好ましく、さ
らに好ましくは、0.5mTorr以上3mTorr以
下、最も好ましくは1mTorr前後である。スパッタ
リングガス圧は低い程よいが、0.5mTorr未満で
は放電が不安定になる。
【0015】スパッタリング投入電力密度(以下、投入
電力密度という)、すなわち、ターゲット単位面積当り
の投入電力は、0.1〜5.0W/cm2の範囲である
ことが好ましい。投入電力密度が大きいほど、高速で製
膜することができ、かつ緻密でガスバリアーの優れた薄
膜が得られ、かつ上記基板との付着力の強い薄膜が得ら
れる。投入電力密度の上限は、上記ターゲットの冷却速
度に依存する。
【0016】基板温度は、例えば、上述の高分子フィル
ムを用いた場合には、該フィルムのガラス転移温度まで
昇温することが可能であるが、なるべく低い基板温度で
行った方が、ガスバリアー性に優れた薄膜が得られ易
く、好ましい。そのため、基板の裏面より水冷したり、
場合により冷媒を用いて基板温度が上がり過ぎないよう
にすると好ましい。
【0017】上記無機材料を用い、高周波マグネトロン
スパッタリング法を上記条件で行って形成された本発明
のガスバリアー膜は、100オングストローム程度の厚
みでも優れたガスバリアー性を上記基板に付与すること
ができ、上記基板に300オングストローム程度の厚み
で形成すれば、後述する酸素透過率が1cm3/m2/日
以下、水蒸気透過率が1g/m2/日以下という高いガ
スバリアー性を有する高分子フィルムを提供することが
できる。薄膜の厚みを500〜600オングストローム
程度まで厚くしたり、または基板の両面に薄膜を形成す
ることにより、ガスバリアー性はさらに向上するのはも
ちろんである。特に基板の両面に上記薄膜を形成するこ
とにより、上記酸素透過率を0.1cm3/m2/日以
下、水蒸気透過率を0.1g/m2/日以下とすること
ができ、効果的である。ただし、必要以上に薄膜を厚く
形成すると、薄膜にクラックが発生し易くなる。
【0018】上記薄膜の厚みを測定する場合には、触針
式断差計を用いて測定するが、高分子フィルム上では測
定しにくいので、ガラス基板を用いてその上に高分子フ
ィルムと同様の条件下でスパッタリングを行い、形成さ
れた薄膜について触針式段差計を用い測定する。製膜す
る条件が同一であれば、高分子フィルム上に堆積した薄
膜とガラス基板上に堆積した薄膜の厚みは同一となるか
らである。
【0019】本発明の薄膜は、上記基板に対する付着力
が強く、折り曲げられた場合でも薄膜にクラックが生じ
ず、高い耐折り曲げ性をも有する。透明性が良好であり
波長300〜800nmにおける光線透過率は80%以
上である。さらに、耐熱性にも優れ、ガラス転移温度の
高い基板、例えばポリアリレート樹脂等を用いれば耐熱
性に優れたガスバリアー性高分子フィルムが得られる。
【0020】
【実施例】以下、実施例により本発明を説明するがこれ
らは単なる例示であり、本発明はこれらに限定されるも
のではない。
【0021】(実施例1)基板として厚さ100μmの
ポリアリレートフィルム(鐘淵化学工業株式会社製エル
メック)を用い、以下の条件で高周波マグネトロンスパ
ッタリングを行い、上記基板上に、SiO1.5薄膜を形
成した。ターゲットとして直径6インチのSiO1.5
使用した。カソード磁石として、Nd−Fe合金磁石を
用い、ターゲット表面における最大水平磁束密度を10
00ガウスとした。基板は、裏面より金属板を隔てて水
冷した。スパッタリング室の圧力が2×10-6Torr
となるまで排気し、その後スパッタリングガスとしてア
ルゴンを毎分10cm3導入し、弁の開度を調節して1
mTorrとした。電力投入密度が2.2W/cm2
なるように、400Wの高周波電力を投入し、1.5分
間スパッタリングを行って、基板上に厚さ300オング
ストロームのSiO1.5薄膜を形成し、ガスバリアー性
高分子フィルムを得た。得られたガスバリアー性高分子
フィルムについて、以下の試験を行い評価した。その結
果を表1に示す。
【0022】光線透過率:分光光度計を使用し、波長3
00〜800nmにおいて、各波長毎に光線透過率を測
定するが、ここでは、簡易に波長550nmにおける光
線透過率を測定し、代表値とした。 水蒸気透過率:JIS−Z−0208に従って、防湿包
装材料の透湿度試験方法(カップ法)によって、40
℃、湿度90%の条件にて水蒸気透過率を測定した。 酸素透過率:酸素透過率測定装置としてOX−TRAN
100(米国MODERN CONTORL社製)を用
いて酸素透過率を測定した。 剥離強度:JIS−C−2107に基づき、90度引き
剥し法により評価した。薄膜が形成された基板を幅1c
mの短冊に切断し、同型の短冊2枚を薄膜が互いに内側
になるようにして接着剤としてエポキシ樹脂を用いて接
着した。エポキシ樹脂が加熱固化した後、短冊の一方の
基板を接着面に対して90度の方向に引き剥し、そのと
きの引っ張り力をもって剥離強度とした。
【0023】(実施例2)カソード磁石としてSm−C
o合金磁石を用い、最大水平磁束密度を表1に示す値と
したこと以外は、実施例1と同様にして上記基板上にS
iO1.5薄膜を形成してガスバリアー性高分子フィルム
を作製し、実施例1と同様にして評価した。その結果を
表1に示す。
【0024】(比較例1)カソード磁石としてフェライ
ト磁石を用い、最大水平磁束密度を表1に示す値とした
こと以外は、実施例1と同様にして上記基板上にSiO
1.5薄膜を形成してガスバリアー性高分子フィルムを作
製し、実施例1と同様にして評価した。その結果を表1
に示す。
【0025】
【表1】
【0026】(実施例3)ターゲットとしてSi34
末とAlN粉末を等モル(Si:Al=1:1)混合し
て焼結した焼結ターゲットを使用したこと以外は実施例
1と同様にしてスパッタリングを行い、上記基板上にS
i−Al−N薄膜を形成してガスバリアー性高分子フィ
ルムを作製し、実施例1と同様にして評価した。その結
果を表2に示す。
【0027】(実施例4)カソード磁石としてSm−C
o合金磁石を用い、最大水平磁束密度を表1に示す値と
したこと以外は、実施例3と同様にして上記基板上にS
i−Al−N薄膜を形成してガスバリアー性高分子フィ
ルムを作製し、実施例1と同様にして評価した。その結
果を表2に示す。
【0028】(比較例2)カソード磁石としてフェライ
ト磁石を用い、最大水平磁束密度を表1に示す値とした
こと以外は、実施例3と同様にして上記基板上にSi−
Al−N薄膜を形成してガスバリアー性高分子フィルム
を作製し、実施例1と同様にして評価した。その結果を
表2に示す。
【0029】
【表2】
【0030】(実施例5)ターゲットとしてサイアロン
焼結ターゲットを使用したこと以外は実施例1と同様に
してスパッタリングを行い、上記基板上にSi−Al−
O−N薄膜を形成してガスバリアー性高分子フィルムを
作製し、実施例1と同様にして評価した。その結果を表
3に示す。
【0031】(実施例6)カソード磁石としてSm−C
o合金磁石を用い、最大水平磁束密度を表1に示す値と
したこと以外は、実施例5と同様にして上記基板上にS
i−Al−O−N薄膜を形成してガスバリアー性高分子
フィルムを作製し、実施例1と同様にして評価した。そ
の結果を表3に示す。
【0032】(比較例3)カソード磁石としてフェライ
ト磁石を用い、最大水平磁束密度を表1に示す値とした
こと以外は、実施例5と同様にして上記基板上にSi−
Al−O−N薄膜を形成してガスバリアー性高分子フィ
ルムを作製し、実施例1と同様にして評価した。その結
果を表3に示す。
【0033】
【表3】
【0034】
【発明の効果】本発明によれば、薄くても優れたガスバ
リアー性を有し、かつ高分子フィルム基板に対する付着
力が強く、耐折り曲げ性に優れ、さらに良好な透明性を
有する薄膜を提供することができる。
【0035】本発明の薄膜は高分子透明フィルム基板上
に好適に形成される。本発明の薄膜を高分子透明フィル
ム基板上に形成することにより、食品包装用フィルム、
エレクトロルミネッセンス素子用または液晶表示素子用
の透明導電フィルムの基板等として好適に用いられるガ
スバリアー性高分子フィルムを得ることができる。上記
高分子透明フィルムとして、ガラス転移点の高い樹脂を
用いれば、耐熱性に優れたガスバリアー性高分子フィル
ムを形成することができる。
【0036】本発明の薄膜はスパッタリング法によって
形成されるので、上記エレクトロルミネッセンス素子用
または液晶表示素子用の基板に用いられ得る透明導電性
フィルムを容易に作製することが可能である。つまり、
上記高分子フィルム基板上に本発明の薄膜を形成した
後、同じ装置を用いて該薄膜上に続けて、例えば、酸化
錫と酸化インジウムの混合物(ITO)等でなる上記透
明導電膜を形成すれば、容易かつ安価に透明導電性フィ
ルムを製造することができる。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】Si、Al、Ti、Zr、Ta、Nb、お
    よびSnからなる群から選択される少なくとも1種の金
    属の酸化物、窒化物または酸化窒化物からなる薄膜であ
    って、ターゲット表面における最大水平磁束密度が40
    0ガウス以上1200ガウス以下とした条件で高周波マ
    グネトロンスパッタリング法を行なうことにより基板上
    に形成された薄膜。
  2. 【請求項2】前記高周波マグネトロンスパッタリング法
    におけるスパッタリングガス圧が0.5mTorr以上
    5mTorr以下である請求項1記載の薄膜。
  3. 【請求項3】ガスバリアー膜として使用される請求項1
    または2記載の薄膜。
JP34889692A 1992-12-28 1992-12-28 薄 膜 Withdrawn JPH06192832A (ja)

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JP34889692A JPH06192832A (ja) 1992-12-28 1992-12-28 薄 膜

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008532814A (ja) * 2005-03-17 2008-08-21 デュポン テイジン フィルムズ ユー.エス.リミテッド パートナーシップ 光電子および電子デバイスにおける使用に適した複合フィルム
DE102009052432A1 (de) * 2009-11-10 2011-06-09 Siemens Aktiengesellschaft Beschichtete Isolationsfolien für elektrische Maschinen und Herstellungsverfahren dazu
JPWO2015037585A1 (ja) * 2013-09-12 2017-03-02 日本ゼオン株式会社 光学素子

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008532814A (ja) * 2005-03-17 2008-08-21 デュポン テイジン フィルムズ ユー.エス.リミテッド パートナーシップ 光電子および電子デバイスにおける使用に適した複合フィルム
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