阻气膜,膜沉积方法和膜沉积设备技术

本发明专利技术提供阻气膜，膜沉积方法和膜沉积设备。所述阻气膜包含：基底膜；和沉积在所述基底膜的表面上的氮化硅层，其中在所述氮化硅层的厚度方向上，所述氮化硅层的更靠近基底膜侧的并且具有所述氮化硅层的20％厚度的区域的第一平均密度高于与所述基底膜相反侧的并且具有所述氮化硅层的20％厚度的区域的第二平均密度，并且具有所述氮化硅层的20％厚度的中间区域的第三平均密度介于所述第一平均密度和所述第二平均密度之间。

【技术实现步骤摘要】
,膜沉积方法和膜沉积设备的制作方法
本专利技术涉及一种包含氮化硅层作为阻气层的和适宜于制备所述的膜沉积方法和设备。
技术介绍
在基底膜上沉积有阻气层(阻水蒸汽层)的不仅用于在各种设备中要求耐湿性的那些位置或部件中，所述设备包括光学设备，显示器如液晶显示器和有机EL显示器，半导体制造设备，和薄膜太阳能电池，而且用于用来包装食品、衣服、电子部件等的包装材料。在已知的阻气层中，有由各种材料如氧化硅，氧氮化硅和氧化铝形成的那些。这样的已知阻气层的一个实例是主要由氮化硅(SiN)构成的氮化硅层。用于制备主要由氮化硅构成的阻气层的已知方法包括等离子体增强的CVD。除了优异的阻气性质，还要求阻气层根据要求的性能、它们预期应用等拥有各种其它性质。在这些性质中，要求对基底膜的优异粘附，足够的机械强度和优异的生产率。为了满足这样的各种要求，将各自具有不同特性的阻气层层压，以形成如在本领域中实用的单个阻气层。例如，JP 2002-105649 A描述了一种膜沉积设备，所述的膜沉积设备包括用于进料并且重绕料片形式的长长度的基底膜的进料室和卷取室，和设置在这些室之间的膜沉积室，所述的膜沉积室用于在膜沉积室中的真空下在基底膜上沉积层，其中膜沉积室包括许多膜沉积装置，所述膜沉积装置包括使用等离子体增强的CVD方法的那些，并且其中将原料气体(工艺气体)供应部设置在包括膜沉积装置并且由绝缘隔体隔开的膜沉积部中的每一个中。此膜沉积设备通过改变供应到膜沉积部的原料气体的种类而实现了由不同种类的层组成的阻气层的沉积并且通过调节隔体之间的距离而允许调节膜质量。JP 2009-31612 A描述了由CVD在50°C以上(优选高于170°C )的起始温度形成的第一氮化硅层(SiN层)和由CVD在170°C以下的起始温度在第一氮化硅层上沉积的第二氮化硅层构成的阻气层。在JP 2009-31612 A中描述的阻气层在对树脂基底膜的粘附以及阻气性质方面优已
技术实现思路
但是，由于在JP 2002-105649 A中描述的膜沉积设备需要许多的膜沉积装置和膜沉积部来形成具有不同性质的许多层质，因此整个设备必须采取增加的尺寸。此外，通过沉积氮化硅层形成的通常显示出对基底膜的粘附不足。另一方面，由于在JP 2009-31612 A中描述的阻气层包括在170°C以上的温度形成的第一氧化硅膜，用于膜沉积的起始温度取决于使用的树脂基底膜而受到限制。因此，存在不能实现具有足够阻气性质的致密氮化硅层的沉积的情况。如果基底膜由于热而损坏， 则不能得到基底膜和氮化硅层之间的足够粘附。此外，迅速改变基底膜温度极其困难。因而，仅包括单一重绕的如在JP 2009-31612 A中描述的阻气层的沉积必须需要许多膜沉积装置(膜沉积部)，如在JP 2002-105649 A中描述的膜沉积设备中那样。此外，取决于用于沉积第二氮化硅层的起始温度，在膜沉积装置的操作之间需要用于调节基底膜温度的足够间隔。本专利技术的一个目的在于克服与现有技术相关的上述问题，并且提供一种在对基底膜的粘附以及阻气性质方面优异并且能够使生产率高的，以及提供适宜于制备所述的膜沉积方法和设备。根据本专利技术的包含基底膜；和沉积在所述基底膜的表面上的氮化硅层，其中在所述氮化硅层的厚度方向上，所述氮化硅层的更靠近基底膜侧并且具有所述氮化硅层的20%厚度的区域的第一平均密度高于与所述基底膜相反侧并且具有所述氮化硅层的20%厚度的区域的第二平均密度，并且具有所述氮化硅层的20%厚度的中间区域的第三平均密度介于所述第一平均密度和所述第二平均密度之间。根据本专利技术的膜沉积方法包括以下步骤在给定的方向上输送基底膜；引入含有产生硅烷自由基的气体的原料气体，同时在与所述基底膜输送方向相同的方向上产生所述原料气体的气流；由等离子体增强的CVD在所述基底膜的表面上沉积氮化硅层。根据本专利技术的膜沉积设备包括输送基底膜的输送装置；膜沉积装置，所述膜沉积装置包括引入含有产生硅烷自由基的气体的原料气体的原料气体引入装置和等离子体产生装置；和气流产生装置，所述气流产生装置用于在与所述基底膜的输送方向相同的方向上产生原料气流，由等离子体增强的CVD在所述基底膜的表面上沉积氮化硅层。 附图说明图1是显示根据本专利技术一个实施方案的的示意图。图2是示意性地显示在本专利技术的和常规上形成的氮化硅层的密度分布的曲线图。图3是显示本专利技术用于实施膜沉积方法的膜沉积设备的示意图。图4A至4C图示可以用于图3中所示的膜沉积设备中的原料气流产生装置的实例。图5A至5C是用于说明由于硅烷等离子体中的差别导致的基底膜覆盖性质方面的差别的示意图。具体实施例方式现在，通过参考附图在下面详细地描述根据本专利技术的用于制备的方法、膜沉积方法和膜沉积设备。图1是显示根据本专利技术一个实施方案的10的示意图。如图1中所示，10是通过在基底膜Z上沉积氮化硅层12作为阻气层而形成的。在10中，基底膜Z没有具体限制并且可以是允许由等离子体增强的CVD沉积氮化硅层12的各种片材中的任何一种。可以有利地使用的基底膜Z的具体实例包括由有机材料制成的塑料膜(树脂膜)， 所述有机材料如聚对苯二甲酸乙二醇酯，聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)，聚乙烯，聚丙烯，聚苯乙烯，聚酰胺，聚氯乙烯，聚碳酸酯，聚丙烯腈，聚酰亚胺，聚丙烯酸酯和聚甲基丙烯酸酯。将用于本专利技术中的基底膜Z还可以是由基材如那些塑料膜和沉积其上以赋予各种功能的层形成的片材中的任何一种，所述层如保护层，粘合层，反光层，遮光层，平面化层，缓冲层，和应力释放层。基底膜Z可以是在基材上形成有单层的片材或在基材上沉积有多层的片材。当基底膜Z是在基材上沉积有多层的片材时，可以将相同的层以多层的形式沉积，或者一个以上的层可以是由本专利技术的膜沉积方法(设备)沉积的氮化硅层。10具有在基底膜Z的表面上形成的氮化硅层12。氮化硅层12包括在更靠近基底膜Z的下部位置中在大比例的SiH2自由基存在下沉积的高密度区域14和在更靠近与基底膜Z相反的顶侧的上部位置在大比例的SiH3自由基存在下沉积的具有低密度的低密度区域16。具体地，本专利技术的10包括由图1中的箭头a所示的具有20%厚度的下部区域，所述下部区域的平均密度高于更靠近顶侧的、由箭头b所示的具有20%厚度的上部区域的平均密度；和由箭头c所示的具有20%厚度的中部区域，所述中部区域的平均密度在下部区域a的平均密度和上部区域b的平均密度之间。根据本专利技术，取决于基底膜Z的表面粗糙度，可能存在在氮化硅层12的相邻区域之间的界面可能不清楚的情况。在这样的情况下，在膜厚度方向上的组成的变化可以由ESCA(用于化学分析的电子能谱法(Electron Spectroscopy for Chemical Analysis))测量，以确定在其中 N组成降低并且稳定(settle)在最小和其中Si组成增加且稳定在最大的相邻层之间的界面，并且由此确定的界面可以用来检测氮化硅层12的下部20%厚度层，上部20%厚度层和中部 20%厚度层的平均密度。在大比例SiH3自由基存在下，在遍及厚度方向上的整个区域中，形成典型的氮化硅层。因而，如图2中的虚线所概念性示意的，典型氮化硅层的密度在厚度方向上的整个区域中到处基本上恒定地低。相反，本专利技术的10的组成使得如图2中的实线所示本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种阻气膜，所述阻气膜包含：基底膜；和沉积在所述基底膜的表面上的氮化硅层，其中在所述氮化硅层的厚度方向上，所述氮化硅层的更靠近所述基底膜侧并且具有所述氮化硅层的２０％厚度的区域的第一平均密度高于与所述基底膜相反侧并且具有所述氮化硅层的２０％厚度的区域的第二平均密度，并且具有所述氮化硅层的２０％厚度的中间区域的第三平均密度介于所述第一平均密度和所述第二平均密度之间。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：望月佳彦，西田弘幸，
申请(专利权)人：富士胶片株式会社，
类型：发明
国别省市：JP