JP2003282142A - 薄膜積層体、薄膜電池、コンデンサ、及び薄膜積層体の製造方法と製造装置 - Google Patents

薄膜積層体、薄膜電池、コンデンサ、及び薄膜積層体の製造方法と製造装置

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JP2003282142A
JP2003282142A JP2002086798A JP2002086798A JP2003282142A JP 2003282142 A JP2003282142 A JP 2003282142A JP 2002086798 A JP2002086798 A JP 2002086798A JP 2002086798 A JP2002086798 A JP 2002086798A JP 2003282142 A JP2003282142 A JP 2003282142A
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Kazuyoshi Honda
和義 本田
より子 ▲高▼井
Yoriko Takai
Yoshiyuki Okazaki
禎之 岡崎
Hitoshi Sakai
仁 酒井
Junichi Inaba
純一 稲葉
Shuji Ito
修二 伊藤
Hiroshi Higuchi
洋 樋口
Tatsuji Mino
辰治 美濃
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 層間の接続信頼性が向上し、側面に保護層を
形成したときの形成性と付着強度が向上した薄膜積層体
を提供する。 【解決手段】 少なくとも第１薄膜層と第２薄膜層とか
らなる積層単位を少なくとも２回以上繰り返して積層し
てなる薄膜積層体であって、前記第１薄膜層及び前記第
２薄膜層のうちの少なくとも一方の積層面積を、下層か
ら上層に向かって逓減させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、薄膜積層体とそれ
を用いた薄膜電池及びコンデンサに関する。また、本発
明は、薄膜積層体の製造方法及び製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】情報通信時代において電池の果たす役割
はますます拡大しつつあり、多くの機器が高性能電池に
よって支えられている。中でも、リチウムイオン２次電
池は、携帯電話などの機器の日進月歩の進化に呼応し
て、急速な技術革新が求められており、例えば小型電池
や薄型電池への展開が進められている。
【０００３】現在、大半の電子デバイスがチップ化さ
れ、プリント回路基板上に表面実装されるようになって
いるにも関わらず、電池に関してはチップ化が遅れてお
り、これが機器設計上の制約となりつつある。また、モ
バイル機器では、特にカード機器用途を中心としてシー
ト状２次電池の要求も高まっている。更に、機器と人と
の距離が極めて接近するようになった結果、電池に対す
る安全性の要求も無視できない。
【０００４】これらの技術的要求を満たす手段として固
体電解質が脚光を浴びている。固体電解質を用いること
により、従来は不可能とされていた要求に応える電池設
計も理論上は可能になりつつある。例えば、固体電解質
を用いることにより電池を薄膜化できる可能性がある。
このとき、電池容量を確保するためには積層構造が有利
である。従って、固体電解質を利用した２次電池の開発
には薄膜積層技術は不可欠である。
【０００５】一方、電子回路用コンデンサに関しても、
機器の高周波化、低電圧化に呼応して、直列等価抵抗や
直列等価インダクタンスを小さくすることが求められて
いる。その結果、これを実現するための手段として薄膜
積層コンデンサの重要性が一層高まっている。
【０００６】上記の他にも、各種受動部品、表示素子な
どにおいても薄膜積層技術は重要である。しかも、特
に、性能、品質、コストなどが同時に高いレベルで実現
されることが要求されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】このように薄膜積層技
術に対する極めて高い期待が存在するにも関わらず、現
時点ではその期待に十分に応えているということはでき
ない。
【０００８】固体電解質を利用した薄膜積層体構造の電
池を例に、従来の薄膜積層体の課題を説明する。
【０００９】図７は、薄膜電池の概略構成を示した厚さ
方向の断面図である。図示したように、薄膜電池９００
は最も下に積層単位９１０ａを有し、この積層単位９１
０ａは、下から順に、正極集電体層９１１ａ、正極活物
質層９１２ａ、固体電解質層９１３ａ、負極活物質層９
１４ａ、負極集電体層９１５ａ、負極活物質層９１４
ｂ、固体電解質層９１３ｂ、正極活物質層９１２ｂを有
する。薄膜電池９００は、このような積層単位９１０ａ
と同様の積層単位が複数回繰り返して積層されて構成さ
れる。このような薄膜電池９００の全体形状は、例えば
ほぼ直方体形状である。
【００１０】ここで、積層位置は異なるが、同一の機能
を有する層は、層に付した符号の添字「ａ，ｂ，・・
・」のみを変えて表示している。例えば、正極活物質層
９１１ａと正極活物質層９１１ｂとは、実質的に同一機
能を有するが、積層位置が異なるために、異なる添字を
付して区別している。一方、以下の説明において、特に
積層位置を区別する必要がない場合には添字を付さない
で表示する。例えば、「正極活物質層９１１」というと
きは、積層位置を問わず全ての正極活物質層を指すもの
とする。
【００１１】図示したように、各層は所定の形状にパタ
ーニングして形成される。更に、各積層単位に属する正
極集電体層９１１は、薄膜電池９００の一方の側面で相
互に電気的に接続される。同様に、負極集電体層９１５
は薄膜電池９００の他方の側面で相互に電気的に接続さ
れる。そして、この正極集電体層９１１と負極集電体層
９１５とをそれぞれ取り出し電極とすることで、薄膜電
池９００を２次電池として機能させることができる。
【００１２】しかしながら、このような従来の薄膜電池
９００では、本来、それぞれ相互に電気的に接続される
必要がある正極集電体層９１１同士及び負極集電体層９
１５同士の接続が不十分である場合があった。これは、
電池容量の低下をもたらす。
【００１３】また、一般に、薄膜電池９００の側面（図
７において、紙面の上下方向と平行な面）は機械的、化
学的に脆弱であり、該側面に何らかの保護層を設ける必
要がある場合が多い。しかしながら、側面に保護層など
の薄膜を形成しようとしても、側面に均一な薄膜を強固
に形成することが困難であった。
【００１４】上記では薄膜電池９００を例に説明した
が、このような問題は他の薄膜積層体においても同様に
発生していた。
【００１５】本発明は、薄膜積層体における上記の従来
の問題を解決することを目的とする。即ち、本発明は、
層間の接続信頼性が向上された薄膜積層体を提供するこ
とを目的とする。また、本発明は、側面に他の層を形成
する際の形成性や該層の付着強度が優れた薄膜積層体を
提供することを目的とする。また、本発明はこのような
薄膜積層体を用いることにより、品質が高くかつ安定し
た薄膜電池及びコンデンサを提供することを目的とす
る。また、本発明は、上記薄膜積層体を製造するのに適
した薄膜積層体の製造方法及び製造装置を提供すること
を目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するために以下の構成とする。
【００１７】本発明の薄膜積層体は、少なくとも第１薄
膜層と第２薄膜層とからなる積層単位を少なくとも２回
以上繰り返して積層してなる薄膜積層体であって、前記
第１薄膜層及び前記第２薄膜層のうちの少なくとも一方
の積層面積が、下層から上層に向かって逓減しているこ
とを特徴とする。これにより、層間の接続信頼性が向上
した薄膜積層体を提供することができる。
【００１８】上記の薄膜積層体において、積層方向に沿
った断面形状が略台形状であることが好ましい。これに
より、側面に形成された他の層の形成性や付着強度が向
上する。
【００１９】次に、本発明の薄膜電池は、少なくとも集
電体層と、正極活物質層と、固体電解質層と、負極活物
質層とからなる積層単位を少なくとも２回以上繰り返し
て積層してなる薄膜電池であって、前記集電体層、前記
正極活物質層、前記固体電解質層、及び前記負極活物質
層のうちの少なくとも一つの積層面積が、下層から上層
に向かって逓減していることを特徴とする。これによ
り、層間の接続信頼性が向上し、安定した品質の薄膜電
池を提供できる。
【００２０】また、本発明のコンデンサは、少なくとも
誘電体層と電極層とからなる積層単位を少なくとも２回
以上繰り返して積層してなるコンデンサであって、前記
誘電体層及び前記電極層のうちの少なくとも一方の積層
面積が、下層から上層に向かって逓減していることを特
徴とする。これにより、層間の接続信頼性が向上し、安
定した品質のコンデンサを提供できる。
【００２１】次に、本発明の薄膜積層体の製造方法は、
所定形状にパターニングされた第１薄膜層を積層する工
程と、所定形状にパターニングされた第２薄膜層を積層
する工程とを一単位とし、これを支持体上で繰り返し行
なうことにより、少なくとも第１薄膜層と第２薄膜層と
からなる積層単位を少なくとも２回以上繰り返して積層
された薄膜積層体を製造する方法であって、前記第１薄
膜層及び前記第２薄膜層のうちの少なくとも一方の積層
面積を、積層回数が増加するに従って逓減させることを
特徴とする。
【００２２】また、本発明の薄膜積層体の製造装置は、
周回する支持体と、前記支持体に対向し、前記支持体の
表面に第１薄膜層材料を堆積させるための第１薄膜層形
成装置と、前記支持体に対向し、前記支持体の表面に第
２薄膜層材料を堆積させるための第２薄膜層形成装置
と、前記支持体に対向し、第１薄膜層及び第２薄膜層を
所定形状にパターニングするためのパターニング装置と
を備え、前記第１薄膜層及び前記第２薄膜層のうちの少
なくとも一方の形成面積が、前記支持体の周回数が増加
するに従って逓減するように、前記パターニング装置
は、前記第１薄膜層及び前記第２薄膜層のうちの少なく
とも一方のパターニングを行なうことを特徴とする。
【００２３】上記の、本発明の薄膜積層体の製造方法及
び製造装置によれば、層間の接続信頼性が向上した薄膜
積層体を提供することができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】以下に、本発明を図面を用いなが
ら詳細に説明する。
【００２５】（実施の形態１）図１は本発明の実施の形
態１に係る薄膜積層体の概略構成を示した断面図であ
る。図１の薄膜積層体１００は薄膜電池として使用され
る。
【００２６】図示したように、本実施の形態の薄膜積層
体１００は最も下に積層単位１１０ａを有し、この積層
単位１１０ａは、下から順に、正極集電体層１１１ａ、
正極活物質層１１２ａ、固体電解質層１１３ａ、負極活
物質層１１４ａ、負極集電体層１１５ａ、負極活物質層
１１４ｂ、固体電解質層１１３ｂ、正極活物質層１１２
ｂを有する。薄膜積層体１００は、このような積層単位
１１０ａと同様の構成を有する積層単位１１０ｂ，１１
０ｃ，・・・が積層されて構成される。各層の平面形状
（各層を積層方向（図１の紙面において上下方向）から
見たときの形状）はいずれも略矩形である。
【００２７】ここで、積層位置は異なるが、同一の機能
を有する層は、層に付した符号の添字「ａ，ｂ，・・
・」のみを変えて表示している。例えば、正極活物質層
１１１ａと正極活物質層１１１ｂとは、実質的に同一機
能を有するが、積層位置が異なるために、異なる添字を
付して区別している。一方、以下の説明において、特に
積層位置を区別する必要がない場合には添字を付さない
で表示する。例えば、「正極活物質層１１１」というと
きは、積層位置を問わず全ての正極活物質層を指すもの
とする。
【００２８】各層は平面形状が所定の矩形になるように
パターニングして形成される。更に、各正極集電体層１
１１は、薄膜積層体１００の一方の側面で相互に電気的
に接続される。同様に、各負極集電体層１１５は薄膜積
層体１００の他方の側面で相互に電気的に接続される。
そして、この正極集電体層１１１と負極集電体層１１５
とをそれぞれ取り出し電極とすることで、薄膜積層体１
００を薄膜電池（２次電池）として機能させることがで
きる。
【００２９】本実施の形態の薄膜積層体１００を構成す
る、同一機能を有する層のうちの少なくとも一つの層の
積層面積（当該層の積層方向に沿った投影面積）は、下
層から上層に向かって逓減している。即ち、正極集電体
層１１１についてみれば、積層単位１１０ａに属する正
極集電体層１１１ａの積層面積より、その上の積層単位
１１０ｂに属する正極集電体層１１１ｂの積層面積の方
が小さく、更にその上の積層単位１１０ｃに属する正極
集電体層１１１ｃの積層面積の方がより小さい。負極集
電体層１１５についても同様である。
【００３０】また、固体電解質層１１３に付いてみれ
ば、最も下の固体電解質層１１３ａの形成面積より、そ
の上の固体電解質層１１３ｂの形成面積の方が小さく、
更にその上の固体電解質層１１３ｃの形成面積の方がよ
り小さい。正極活物質層１１２及び負極活物質層１１４
についても同様である。
【００３１】このように各層の積層面積が下層から上層
に向かって逓減している結果、薄膜積層体１００の側面
には略階段状の段差が形成される。また、巨視的に見れ
ば、薄膜積層体１００の積層方向に沿った断面形状は略
台形状である。
【００３２】このような構成により以下のような効果を
奏する。
【００３３】第１に、薄膜積層体１００の側面で相互に
電気的に接続される正極集電体層１１１及び負極集電体
層１１５の接続信頼性が向上する。例えば、固体電解質
層１１３ｂの積層面積よりもその上に積層される固体電
解質層１１３ｃの積層面積の方が小さいことにより、正
極集電体層１１１ｂの上面のうち固体電解質層１１３ｃ
が積層されない領域の面積が拡大する。即ち、図１にお
いて、固体電解質層１１３ｃの端部からの正極集電体層
１１１ｂのはみ出し幅Ｗ111が拡大する。正極集電体層
１１１ｃは、このはみ出し幅Ｗ111内において正極集電
体層１１１ｂと電気的に接続されるから、はみ出し幅Ｗ
111が拡大することにより、正極集電体層１１１ｂと正
極集電体層１１１ｃとを確実に電気的に接続することが
可能になる。このようにして、上下に積層された複数の
正極集電体層１１１間の電気的接続の信頼性が向上す
る。負極集電体層１１５についても同様である。
【００３４】第２に、側面に保護層などを形成したとき
の保護層の形成性や付着強度が向上する。図２は、図１
に示した薄膜積層体１００の側面に保護層１２０を形成
した例を示した断面図である。保護層１２０は、薄膜積
層体１００を形成後、その上面をマスクした状態で、蒸
着などで形成される場合がある。本実施の形態の薄膜積
層体１００は、巨視的に見れば傾斜した側面を有してい
るので、図２の紙面上方からの付与される蒸着材料が側
面に付着しやすい。また、該側面は階段状の段差を有す
るので表面積が拡大し保護層１２０との付着面積が拡大
する。これらにより、保護層の形成性と付着強度が向上
する。
【００３５】ここで、保護層１２０は、薄膜積層体１０
０の側面の機械的保護や耐湿性向上などの目的で形成さ
れることが好ましい。形成方法としては、塗布、ディッ
プ（浸漬）、スプレーなどの湿式プロセスや、蒸着、ス
パッタなどのドライプロセスを採ることができる。水分
の侵入によって薄膜積層体１００の内部が劣化するのを
防止するために保護層を設ける場合には、透湿性の低い
層を側面に形成するのが有効である。このような保護層
としては、金属、金属酸化物、金属窒化物などからなる
薄膜を用いたり、これらの薄膜と樹脂薄膜とを組み合わ
せた複合膜を用いたりすることができる。保護層として
複合膜を用いる場合には、下層の薄膜の形成時に該下層
薄膜内に発生したストレスを、その上層として形成する
薄膜の形成時に緩和することができるので、最終的に得
られる保護層の剥離やクラックなどの機械的欠陥を防止
できる。また、複合膜では、仮にピンホールが存在して
いても、そのピンホールパスが長くなるので耐湿性が向
上する。
【００３６】（実施の形態２）実施の形態１で説明した
薄膜積層体１００の製造方法を説明する。
【００３７】図３は、薄膜積層体１００の製造装置の概
略構成を示した断面図である。図３において、２０１は
矢印２０１ａの方向に回転する円筒形状のキャンローラ
（支持体）、２７０ａ，２７０ｂはパターニング材料付
与装置（パターニング装置）、２０５はパターニング材
料除去装置である。また、２１０は集電体層形成装置、
２２０は正極活物質層形成装置、２３０は固体電解質層
形成装置、２４０は負極活物質層形成装置であり、これ
らは隔壁２０９により仕切られた空間内において、キャ
ンローラ２０１の外周面に向かって配置されている。集
電体層形成装置２１０、正極活物質層形成装置２２０、
固体電解質層形成装置２３０、負極活物質層形成装置２
４０とキャンローラ２０１の外周面との間には、開閉可
能なシャッタ２１２，２２２，２３２，２４２がそれぞ
れ配置されている。
【００３８】以上の装置は、所定の圧力に減圧された真
空槽（図示せず）内に配置されている。
【００３９】集電体層形成装置２１０は正極及び負極の
集電体層１１１，１１５を形成するための装置であり、
正極活物質層形成装置２２０は正極活物質層１１２を形
成するための装置であり、固体電解質層形成装置２３０
は固体電解質層１１３を形成するための装置であり、負
極活物質層形成装置２４０は負極活物質層１１４を形成
するための装置である。各装置は例えば周知の蒸着装置
であって、各層を形成するための材料を蒸発させる。こ
のとき、各装置とキャンローラ２０１との間に設置され
たシャッタ２１２，２２２，２３２，２４２を選択的に
開放することにより、特定の層のみをキャンローラ２０
１の外周面上に形成することができる。
【００４０】パターニング材料付与装置２７０ａ，２７
０ｂは、キャンローラ２０１の外周面上の所定の領域に
パターニング材料（オイル）を付着させるための装置で
ある。集電体層形成装置２１０、正極活物質層形成装置
２２０、固体電解質層形成装置２３０、負極活物質層形
成装置２４０により薄膜を形成する前に、キャンローラ
２０１の外周面上にオイルを所定形状で付着させること
により、オイルを付着させた領域上に薄膜が形成される
のを防止できる。このようにして任意形状にパターニン
グされた薄膜を形成することができる。この方法はオイ
ルパターニング法と呼ばれる。
【００４１】パターニング材料付与装置２７０ａとパタ
ーニング材料付与装置２７０ｂとの基本構成は同一であ
る。図４にパターニング材料付与装置（ノズル）２７０
ａ，２７０ｂの概略構成を示す。図４（Ａ）はキャンロ
ーラ２０１側から見た正面図、図４（Ｂ）は図４（Ａ）
の４Ｂ−４Ｂ線での断面図である。図４（Ａ）中、矢印
２０１ｂはキャンローラ２０１の外周面の移動方向を示
す。
【００４２】パターニング材料付与装置２７０ａ，２７
０ｂは、液体状態のパターニング材料２７７を保持する
貯蔵槽２７４と、気化したパターニング材料を保持する
キャビティ２７３とを有する。貯蔵槽２７４とキャビテ
ィ２７３とは連結路２７５で接続されている。キャンロ
ーラ２０１側に面する対向面２７２には、キャビティ２
７３と接続した複数（図４では５つ）の微細孔２７１が
形成されている。複数の微細孔２７１は、キャンローラ
２０１の外周面の移動方向２０１ｂと略平行に所定距離
を隔てて等間隔に配置されている。パターニング材料付
与装置２７０ａ，２７０ｂはパターニング材料（オイ
ル）２７７の気化温度以上に加熱されており、貯蔵槽２
７４内のパターニング材料２７７は気化して、キャビテ
ィ２７３に移動し、微細孔２７１からキャンローラ２０
１の外周面に向けて放出される。放出されたパターニン
グ材料はキャンローラ２０１の外周面上で液化して、パ
ターニング材料の液膜が形成される。貯蔵槽２７４内の
パターニング材料の量とその温度を管理することによ
り、微細孔２７１からのパターニング材料の経時的な放
出量を一定に維持することが可能である。
【００４３】図３に示した製造装置では、一対のパター
ニング材料付与装置２７０ａ，２７０ｂを、それぞれキ
ャンローラ２０１の回転軸方向と略平行（キャンローラ
２０１の外周面の移動方向２０１ｂと略直角方向）に往
復移動させる。そして、パターニング材料付与装置２７
０ａによってキャンローラ２０１の外周面上に形成され
た複数本のパターニング材料のストライプと、パターニ
ング材料付与装置２７０ｂによってキャンローラ２０１
の外周面上に形成された複数本のパターニング材料のス
トライプとを交差させる。
【００４４】図５は、一対のパターニング材料付与装置
２７０ａ，２７０ｂによってキャンローラ２０１の外周
面上に形成されたパターニング材料のストライプパター
ンの一例の展開図である。矢印２０１ｂはキャンローラ
２０１の外周面の移動方向を示す。実線２７８ａは、パ
ターニング材料付与装置２７０ａによってキャンローラ
２０１の外周面上に形成された５本のパターニング材料
のストライプを示し、点線２７８ｂは、パターニング材
料付与装置２７０ｂによってキャンローラ２０１の外周
面上に形成された５本のパターニング材料のストライプ
を示す。図示したように、一対のパターニング材料付与
装置２７０ａ，２７０ｂを、それぞれキャンローラ２０
１の回転軸方向と略平行に所定速度で同期させながら往
復移動さることで、キャンローラ２０１の外周面上にパ
ターニング材料の格子状の付与パターンを形成すること
ができる。特に、パターニング材料付与装置２７０ａ，
２７０ｂの移動速度をキャンローラ２０１の外周面の移
動速度と略同一とすると、各パターニング材料付与装置
２７０ａ，２７０ｂによって形成されるストライプと移
動方向２０１ｂとがなす角度を略４５度とすることがで
きる。その結果、ストライプ２７８ａとストライプ２７
８ｂとが略直交する格子状の付与パターンを得ることが
できる。
【００４５】その後、集電体層形成装置２１０、正極活
物質層形成装置２２０、固体電解質層形成装置２３０、
負極活物質層形成装置２４０のうちのいずれかで薄膜を
形成すると、パターニング材料が付与された部分には薄
膜は形成されないから、格子状にパターニングされた矩
形状の薄膜を多数形成することができる。
【００４６】更に、キャンローラ２０１が１回転した後
に形成される格子状パターンの形成位置が前回の格子状
パターンの形成位置とほぼ一致するように、キャンロー
ラ２０１の回転とパターニング材料付与装置１３０ａ，
１３０ｂの往復移動とを同期させることにより、同一位
置に矩形状の薄膜を順に積層していくことができる。
【００４７】微細孔２７１から放出されたパターニング
材料の蒸気は指向性をもちながら拡散する。従って、図
４（Ｂ）に示した微細孔２７１とパターニング材料の被
付着面（図４（Ｂ）ではキャンローラ２０１の外周面）
との距離Ｇが大きくなると、被付着面上に形成されるパ
ターニング材料によるストライプの幅は拡大する。従っ
て、例えば、ある距離Ｇ１にて図５に示したように格子
状にパターニング材料を付着させた後、薄膜を形成す
る。次いで、距離Ｇ１より大きな距離Ｇ２にて、前回の
パターニング材料の付着位置とほぼ同一位置に格子状に
パターニング材料を付着させた後、薄膜を形成する。こ
うすることにより、２回目に形成された矩形状の薄膜の
形成面積を、１回目に形成された矩形状の薄膜の形成面
積よりも小さくすることができる。
【００４８】パターニング材料除去装置２０５は、薄膜
形成後にキャンローラ２０１の表面上に残存する余剰の
パターニング材料を除去する。パターニング材料の除去
方法は特に制限はなく、使用するパターニング材料等に
応じて選択すればよいが、例えば光照射や電熱ヒータに
よる加熱除去、プラズマ照射、イオン照射、電子照射に
よる分解除去などにより行なうことができる。
【００４９】次に、図３に示した装置を用いた、実施の
形態１に示した薄膜積層体１００の製造方法を詳細に説
明する。
【００５０】薄膜積層体１００は、図１の紙面において
下層より順に積層される。ここで、既述のように、同一
層（例えば、正極集電体層１１１）の積層面積は、下層
から上層に向かって逓減している。これを実現するため
には、ある層を積層する際のパターニング材料付与装置
２７０ａ，２７０ｂの微細孔２７１とパターニング材料
の被付着面との距離Ｇを、積層回数が増加するに従って
逓増させる必要がある。
【００５１】また、既述のように、集電体層形成装置２
１０で正極及び負極の集電体層１１１，１１５を形成
し、正極活物質層形成装置２２０で正極活物質層１１２
を形成し、固体電解質層形成装置２３０で固体電解質層
１１３を形成し、負極活物質層形成装置２４０で負極活
物質層１１４を形成する。即ち、４つの形成装置２１
０，２２０，２３０，２４０を用いて、正極集電体層１
１１、正極活物質層１１２、固体電解質層１１３、負極
活物質層１１４、負極集電体層１１５、負極活物質層１
１４、固体電解質層１１３、正極活物質層１１２の順に
積層していく。これを実現するためには、キャンローラ
２０１が１回転するたびに、積層しようとする層を形成
するための装置に対応するシャッタを開き、他のシャッ
タを閉じるという操作を行なう必要がある。
【００５２】即ち、図３の装置を用いて薄膜積層体１０
０を製造するためには、上記距離Ｇと、４つのシャッタ
２１２，２２２，２３２，２４２の開閉とを、各層の積
層毎に厳密に管理する必要がある。
【００５３】そこで、各層の積層時の距離Ｇ及びシャッ
タの開閉の状態を記号「Ｇｍｎ＊Ｓｍ」で表わすことに
する。ここで、「Ｇｍｎ」は、ある層を形成するための
パターニング材料付与時の図４（Ｂ）に示した微細孔２
７１とパターニング材料の被付着面との距離を意味す
る。また、「Ｓｍ」は、ある層を形成する際に唯一開か
れるシャッタを意味する。ここで、「ｍ」は１〜４の正
数であり、１は集電体層形成装置２１０に、２は正極活
物質層形成装置２２０に、３は固体電解質層形成装置２
３０に、４は負極活物質層形成装置２４０に、それぞれ
対応する。また、「ｎ」は対象となる層に対応する装置
の通算使用回数を意味する。
【００５４】上記の記号「Ｇｍｎ＊Ｓｍ」を用いて、図
１の薄膜積層体１００の形成条件を示すと以下の通りと
なる。
【００５５】最初に、正極集電体層１１１ａを形成す
る。正極集電体層１１１ａは集電体層形成装置２１０を
用いて形成するから、ｍ＝１である。また、正極集電体
層１１１ａは集電体層形成装置２１０を用いて形成され
る１回目の層であるから、ｎ＝１である。従って、正極
集電体層１１１ａを形成する際の距離Ｇに関する条件は
「Ｇ11」と表わされる。また、このときは集電体層形成
装置２１０に対応するシャッタ２１２のみを開き、これ
以外のシャッタを占める必要があるから、シャッタに関
する条件は「Ｓ1」と表わされる。従って、正極集電体
層１１１ａを形成する際の形成条件は「Ｇ11＊Ｓ1」と
なる。
【００５６】次に、正極活物質層１１２ａを形成する。
正極活物質層１１２ａは正極活物質層形成装置２２０を
用いて形成するからｍ＝２である。また、正極活物質層
１１２ａは正極活物質層形成装置２２０を用いて形成さ
れる１回目の層であるから、ｎ＝１である。従って、正
極活物質層１１２ａを形成する際の距離Ｇに関する条件
は「Ｇ21」と表わされる。また、このときは正極活物質
層形成装置２２０に対応するシャッタ２２２のみを開
き、これ以外のシャッタを占める必要があるから、シャ
ッタに関する条件は「Ｓ2」と表わされる。従って、正
極活物質層１１２ａを形成する際の形成条件は「Ｇ21＊
Ｓ2」となる。
【００５７】以下、同様にして各層の形成条件「Ｇｍｎ
＊Ｓｍ」を表わすことができる。
【００５８】図１の最下層の積層単位１１０ａを構成す
る各層の形成条件を形成順に示すと以下の通りとなる。
【００５９】 （１）正極集電体層１１１ａ：Ｇ11＊Ｓ1 （２）正極活物質層１１２ａ：Ｇ21＊Ｓ2 （３）固体電解質層１１３ａ：Ｇ31＊Ｓ3 （４）負極活物質層１１４ａ：Ｇ41＊Ｓ4 （５）負極集電体層１１５ａ：Ｇ12＊Ｓ1 （６）負極活物質層１１４ｂ：Ｇ42＊Ｓ4 （７）固体電解質層１１３ｂ：Ｇ32＊Ｓ3 （８）正極活物質層１１２ｂ：Ｇ22＊Ｓ2
【００６０】なお、念のため説明すれば、負極集電体層
１１５ａは集電体層形成装置２１０を用いて形成するか
ら、ｍ＝１である。また、負極集電体層１１５ａは集電
体層形成装置２１０を用いて形成される２回目の層であ
るから、ｎ＝２である。従って、負極集電体層１１５ａ
を形成する際の距離Ｇに関する条件は「Ｇ12」と表わさ
れる。また、このときは集電体層形成装置２１０に対応
するシャッタ２１２のみを開き、これ以外のシャッタを
占める必要があるから、シャッタに関する条件は「Ｓ
1」と表わされる。従って、負極集電体層１１５ａを形
成する際の形成条件は「Ｇ12＊Ｓ1」となる。
【００６１】その後、次の積層単位１１０ｂを積層す
る。積層単位１１０ｂ構成する各層の形成条件を形成順
に示すと以下の通りとなる。
【００６２】 （９） 正極集電体層１１１ｂ：Ｇ13＊Ｓ1 （１０）正極活物質層１１２ｃ：Ｇ23＊Ｓ2 （１１）固体電解質層１１３ｃ：Ｇ33＊Ｓ3 （１２）負極活物質層１１４ｃ：Ｇ43＊Ｓ4 （１３）負極集電体層１１５ｂ：Ｇ14＊Ｓ1 （１４）負極活物質層１１４ｃ：Ｇ44＊Ｓ4 （１５）固体電解質層１１３ｃ：Ｇ34＊Ｓ3 （１６）正極活物質層１１２ｃ：Ｇ24＊Ｓ2
【００６３】以下、次の積層単位１１０ｃ以降の各層の
形成条件も同様に表現できる。
【００６４】ここで、実施の形態１で示した薄膜積層体
１００を製造するためには以下の（式１）〜（式４）の
関係を満足することが好ましい。但し、（式２）につい
ては、これを満足しなくとも図１のような薄膜積層体１
００を製造することは可能である。
【００６５】 （式１） Ｇ11＜Ｇ12＜Ｇ13＜・・・ （式２） Ｇ21＜Ｇ22＜Ｇ23＜・・・ （式３） Ｇ31＜Ｇ32＜Ｇ33＜・・・ （式４） Ｇ41＜Ｇ42＜Ｇ43＜・・・
【００６６】このように、集電体層形成装置２１０、固
体電解質層形成装置２３０、及び負極活物質層形成装置
２４０（好ましくは更に正極活物質層形成装置２２０）
を用いてそれぞれ層を形成する際に設定される距離Ｇ
は、その装置を用いて層形成する回数が増加するに従っ
て逓増される。この結果、パターニングされた薄膜の個
々の形成面積は、積層回数が増加するに従って逓減す
る。
【００６７】本実施の形態では、図３に示す装置を用い
て、キャンローラ２０１を連続的に周回させながら、キ
ャンローラ２０１が１回転するごとに、これと同期して
距離Ｇと、４つのシャッタ２１２，２２２，２３２，２
４２の開閉状態とが変更される。
【００６８】以上により、キャンローラ２０１の外周面
上の格子状に分割された領域内に、図１に示した四角錐
台形状の薄膜積層体１００が多数形成される。
【００６９】なお、図３の装置では、距離Ｇを徐々に拡
大することで、パターニング材料のストライプの幅を徐
々に拡大する方法を採用しているが、本発明はこれに限
定されない。例えば、パターニング材料の温度を徐々に
拡大することにより、該ストライプの幅を徐々に拡大さ
せることもできる。パターニング材料の温度が高くなる
と微細孔２７１からのパターニング材料の蒸気の放出量
が増大するからである。
【００７０】また、パターニング材料を加熱して蒸発さ
せるのではなく、圧電素子を利用してパターニング材料
の液滴を放出させる、いわゆるインクジェット法によ
り、パターニング材料を付着させることもできる。この
場合も、パターニング材料のストライプの幅の変更は可
能である。
【００７１】更に、オイルパターニング法ではなく、薄
膜を形成後、その薄膜上にレーザ光を走査して薄膜を格
子枠状に除去するレーザマージン法を用いることもでき
る。レーザ光の走査条件をキャンローラ２０１の回転に
同期して適切に変更することにより、除去される格子枠
の幅を徐々に拡大させることが可能である。
【００７２】（実施の形態３）図６（Ａ）は本発明の実
施の形態３に係る薄膜積層体３００の概略構成を示した
断面図である。図６（Ｂ）は薄膜積層体３００を用いた
コンデンサの概略構成を示した断面図である。
【００７３】図６（Ａ）に示したように、本実施の形態
の薄膜積層体３００は、下から積層単位３１０ａ，３１
０ｂ，３１０ｃ，３１０ｄ，・・・が順に積層されて構
成される。各積層単位は、下から、第１誘電体層３１
１、第１電極層３１２、第２誘電体層３１３、第２電極
層３１４を有する。各層の平面形状（各層を積層方向
（図６（Ａ）の紙面において上下方向）から見たときの
形状）はいずれも略矩形である。
【００７４】各層は平面形状が所定の矩形なるようにパ
ターニングして形成される。そして、第１電極層３１２
と第２電極層３１４とは同一材料からなり、第１電極層
３１２は薄膜積層体３００の一方の側面に露出し、第２
電極層３１４はこれとは対向する他方の側面に露出して
いる。また、第１誘電体層３１１と第２誘電体層３１３
とは同一材料からなり、第１，第２電極層３１２，３１
４が、薄膜積層体３００の側面から内側に後退した部分
において相互に接続されている。
【００７５】第１電極層３１２及び第２電極層３２４の
積層面積（当該層の積層方向に沿った投影面積）は、下
層から上層に向かって逓減している。即ち、第１電極層
３１２についてみれば、積層単位３１０ａに属する第１
電極層３１２の積層面積より、その上に積層された積層
単位３１０ｂに属する第１電極層３１２の積層面積の方
が小さく、更にその上に積層された積層単位３１０ｃに
属する第１電極層３１２の積層面積の方が小さい。第２
電極層３１４についても同様である。
【００７６】なお、第１誘電体層３１１及び第２誘電体
層３１３の積層面積はほぼ一定である。
【００７７】以上の構成により、第１誘電体層３１１と
第２誘電体層３１３との接続領域の面積を大きく確保す
ることができるので、層間の接続信頼性が向上し、層間
剥離や耐湿性が良好な薄膜積層体を提供できる。
【００７８】図６（Ｂ）に示したように、薄膜積層体３
００の、第１電極層３１２が露出した側面に第１外部電
極３２０ａを、第１電極層３１２と電気的に接続される
ように形成し、また、第２電極層３１４が露出した側面
に第２外部電極３２０ｂを、第２電極層３１４と電気的
に接続されるように形成する。この結果、第１，第２誘
電体層３１１，３１３を誘電体層とするコンデンサを形
成することができる。
【００７９】第１、第２電極層３１２，３２４は、例え
ばアルミニウムなどの金属からなり、その厚みは０．０
４μｍ程度である。また、第１，第２誘電体層３１１，
３１３は、ＳＴＯ、ＢＴＯなどの薄膜や、アルミニウム
酸化物、シリコン酸化物、チタン酸化物などからなり、
その厚みは０．２μｍ程度である。積層単位の繰り返し
数は例えば１００である。
【００８０】このような薄膜積層体３００は、実施の形
態２で説明した図３の製造装置と同様の装置を用いて製
造できる。即ち、薄膜形成装置２１０，２２０，２３
０，２４０のうち、いずれか一つを第１、第２電極層３
１２，３２４を形成する電極層形成装置とし、残りのう
ちの一つを第１，第２誘電体層３１１，３１３を形成す
る誘電体層形成装置とし、他の２つを休止する。電極層
形成装置で例えばアルミニウムの蒸着薄膜を形成し、誘
電体層形成装置で例えばチタンを酸素ガスを導入しなが
ら電子ビーム蒸着（反応蒸着）する。いずれの層も、パ
ターニング材料付与装置２７０ａ，２７０ｂによって予
め付与されたパターニング材料の格子状パターンにより
多数の矩形状にパターニングされる。但し、第１、第２
電極層３１２，３２４をパターニングするに際しては、
上記微細孔２７１とパターニング材料の被付着面との距
離Ｇを、キャンローラ２０１の周回数が増加するに従っ
て逓増させる。この結果、図６（Ａ）に示したように、
積層面積が下層から上層に向かって逓減した第１、第２
電極層３１２，３２４を有する略直方体形状の薄膜積層
体３００が、キャンローラ２０１の外周面上に多数形成
される。
【００８１】第１，第２外部電極３２０ａ，３２０ｂ
は、金属溶射などにより形成できる。
【００８２】なお、上記の例では第１誘電体層３１１及
び第２誘電体層３１３の積層面積はほぼ一定としたが、
実施の形態１の薄膜積層体１００のように、下層から上
層に向かって徐々に積層面積が逓減した、略四角錐台形
状の薄膜積層体とすることもできる。
【００８３】
【実施例】（実施例１〜４、比較例１〜４）本実施例１
では、図３に示す装置を用いて図１に示す薄膜積層体１
００を製造した。
【００８４】直径５００ｍｍの円筒状のキャンローラ２
０１の外周面上に厚さ３０μｍのステンレス箔を巻き付
けた。このステンレス箔の外表面に予めフッ素系離型剤
をスプレー塗布した。このキャンローラ２０１を毎分１
０ｍの周速度で回転させながら、ステンレス箔上に薄膜
積層体１００を形成した。
【００８５】正極及び負極の集電体層１１１，１１５は
厚さ０．５μｍのニッケル薄膜、正極活物質層１１２は
厚さ２μｍのＬｉ−Ｃｏ−Ｏ薄膜、固体電解質層１１３
は厚さ１μｍのＬｉ−Ｐ−Ｏ−Ｎ薄膜、負極活物質層１
１４は厚さ２μｍのＬｉ薄膜とした。正極及び負極の集
電体層１１１，１１５と正極活物質層１１２とは電子ビ
ーム蒸着法により、固体電解質層１１３と負極活物質層
１１４とは抵抗加熱蒸着法によりそれぞれ形成した。
【００８６】各薄膜層の形成に先立って、パターニング
材料付与装置２７０ａ，２７０ｂにより格子状にオイル
を付与した。オイルとしては、フッ素系オイル（商品
名：「フォンブリン」（アウジモント社製））を用い
た。このオイルを密閉した貯蔵槽２７４内で加熱して、
その蒸気を開口径１００μｍの微細孔２７１から放出さ
せた。
【００８７】キャンローラ２０１に設置したロータリー
エンコーダでキャンローラ２０１の回転位置を検出し、
この検出信号に基づいてシャッタ２１２，２２２，２３
２，２４２の開閉と微細孔２７１とパターニング材料の
被付着面との距離Ｇとを制御して、所望するパターンの
薄膜を順次形成した。パターニング材料付与装置２７０
ａ，２７０ｂの移動方向はキャンローラ２０１の回転軸
方向と平行とし、その移動速度はキャンローラ２０１の
周速度とほぼ同一とした。２つのパターニング材料付与
装置２７０ａ，２７０ｂで形成されたオイルのストライ
プ状の付与軌跡は互いに略直交し、格子状のオイルパタ
ーンが形成できた。このとき、形成する薄膜の種類に応
じて距離Ｇを変更した。また、同一種類の薄膜を形成す
る際の距離Ｇを、その薄膜の積層回数が増加するたびに
拡大して、オイルによるストライプの幅を増加させてい
った。同一種類の薄膜を形成するためのオイルによるス
トライプ幅の１回当たりの増加量（これは、矩形状の薄
膜の一辺の長さの減少量に一致する。以下、これを「オ
イルマスキング幅変更量」という）は２０μｍとした。
【００８８】以上により、最下層の一辺が２０ｍｍで、
１００個の積層単位が積層された電池用薄膜積層体１０
０を、キャンローラ２０１のステンレス箔上に多数形成
した。ほぼ四角錐台形状を有する薄膜積層体１００が、
相互に直交する方向に多数配列されていた。
【００８９】その後、上記のステンレス箔をキャンロー
ラ２０１から取り外し、ステンレス箔をゆっくりと曲げ
ていくことにより、実施例１の薄膜積層体１００をステ
ンレス箔から分離した。
【００９０】以上により実施例１の薄膜積層体１００を
得た。
【００９１】実施例２〜４では、上記の実施例１の薄膜
積層体の側面に保護層を形成した。
【００９２】ステンレス箔上に配列して形成された多数
の実施例１と同じ薄膜積層体の配列ピッチに対応したピ
ッチのストライプ状の開口を多数形成したマスクを用
い、薄膜積層体の上面をマスクしながら側面の傾斜面の
みに保護層を形成した。最初にストライプ状の開口を薄
膜積層体の配列方向の一方に一致させて配置すること
で、薄膜積層体の対向する一対の側面に保護層を形成
し、次いで、マスクの配置を９０度回転させて、薄膜積
層体の対向する残りの一対の側面に保護層を形成した。
【００９３】保護層としては、実施例２では厚さ２μｍ
のアクリレート樹脂の蒸着層を、実施例３では厚さ０．
３μｍのアルミニウムの蒸着層を、実施例４では厚さ１
μｍのＳｉＯのスパッタ層を、それぞれ真空中で成膜し
た。
【００９４】実施例２におけるアクリレート樹脂の蒸着
層は、アクリルモノマーを１７０℃で加熱蒸発させて薄
膜積層体１００の側面に付着させた後、３ｋＶの電子線
を照射して硬化させることで形成した。
【００９５】実施例３におけるアルミニウムの蒸着層
は、１０ｋＶの電子ビームでアルミニウムを加熱蒸発さ
せながら、その蒸気中に２００sccmの酸素ガスを導入す
る反応蒸着法により形成した。
【００９６】実施例４におけるＳｉＯのスパッタ層は、
ＳｉＯのターゲットに対して１３．５６ＭＨＺの高周波
スパッタを行なうことで形成した。このとき、成膜内の
酸素の欠損を防止するために５０sccmの酸素ガスを導入
した。
【００９７】保護層を形成後、実施例１と同様にして、
実施例２〜４の薄膜積層体をステンレス箔から分離し
た。
【００９８】かくして、実施例２〜４の保護層付き薄膜
積層体を得た。
【００９９】上記において、オイルマスキング幅変更量
を０μｍとする以外は、実施例１〜４と同様にして、そ
れぞれ比較例１〜４の薄膜積層体を得た。比較例１の薄
膜積層体は、図７に示すように略直方体形状であった。
【０１００】上記の実施例１〜４及び比較例１〜４の薄
膜積層体に対して「シェーカー試験」を行なった。「シ
ェーカー試験」の内容は以下の通りである。
【０１０１】内容積０．００１ｍ3の密閉立方体容器内
に無作為に選択した１０００個の薄膜積層体を入れ、該
容器に対して、水平面内において、振動数６０Ｈｚ、振
幅３０ｍｍの正弦波振動を９０秒間与えた。その後、容
器から薄膜積層体１００を取り出し、薄膜積層体１００
の正極と負極との間に短絡が生じた割合（短絡不良率）
を求めた。
【０１０２】実施例１〜４、比較例１〜４のシェーカー
試験の結果を表１にまとめる。
【０１０３】
【表１】
【０１０４】実施例１と実施例２〜４との比較、及び比
較例１と比較例２〜４との比較から分かるように、保護
層を形成することにより短絡不良率が改善した。
【０１０５】保護層が形成されていない実施例１の薄膜
積層体の短絡不良率は、保護層が形成された比較例２〜
４の短絡不良率と同等以上に改善された。
【０１０６】そして、実施例１の薄膜積層体に保護層を
形成すると、短絡不良率は更に改善された。
【０１０７】なお、上記の実施例１〜４、比較例１〜４
の薄膜積層体は、ステンレス箔から剥離することで得た
が、ステンレス箔を切断することで下層にステンレス箔
が付着したままの薄膜積層体を得て、同様にシェーカー
試験を行なった。その結果、短絡不良率の値は異なる
が、定性的には表１と同様の結果を示すことを確認し
た。
【０１０８】（実施例５〜８）上記の実施例１と同様に
して、キャンローラ２０１上のステンレス箔上に薄膜積
層体１００を多数形成した。次いで、薄膜積層体１００
の上面にポリイミドテープを貼り付けてマスキングを
し、側面に保護層を形成した。
【０１０９】保護層として、実施例６では実施例２と同
様にして厚さ２μｍのアクリレート樹脂の蒸着層を形成
した。実施例７では、実施例６と同じアクリレート樹脂
の蒸着層を形成し、更にこの上に実施例３と同様の厚さ
０．３μｍのアルミニウムの蒸着層を形成した複合層と
した。実施例８では、実施例６で形成したアクリレート
樹脂とアルミニウムとからなる複合層を１０回繰り返し
て積層した。
【０１１０】保護層の形成後、マスキング用のポリイミ
ドテープを剥離した。そして、ステンレス箔を切断する
ことにより、下面にステンレス箔が付着した薄膜積層体
に分離した。
【０１１１】なお、実施例５として、保護層を何ら形成
しない以外は実施例６〜８と全く同様にして、下面にス
テンレス箔が付着した薄膜積層体を得た。
【０１１２】上記の実施例５〜８の薄膜積層体の上面
と、これに対向するステンレス箔が付着した下面とをそ
れぞれ電極とする２次電池を作成し、「信頼性（耐湿
性）評価試験」を行なった。信頼性（耐湿性）評価試験
は以下の通りである。２次電池を満充電した後、６０
℃、９０％ＲＨの雰囲気に１６８時間放置後の容量保持
率を測定した。
【０１１３】実施例５〜８の信頼性評価試験の結果を表
２にまとめる。
【０１１４】
【表２】
【０１１５】表２に示すように、実施例５，６，７，８
の順に容量保持率が上昇した。即ち、この順に耐水性が
向上し、２次電池としての信頼性が向上することが分か
る。
【０１１６】保護層を構成する薄膜を多層にするほど耐
湿性が向上した理由として、以下の２つが考えられる。
第１は、薄膜形成時に不可避的に発生するピンホールな
どの物理的欠陥が、多層とすることでその位置が相互に
ずれて不連続となり、水分の透過が起きにくくなるため
である。第２は、薄膜内に残存するストレスが、その上
に更に薄膜を形成する際の加熱により緩和されて、スト
レスに起因するクラックや層剥離などの機械的欠陥が発
生しにくくなるためである。
【０１１７】なお、上記の実施例６〜８において、保護
層としてアクリレート樹脂の代わりにエポキシ樹脂を用
いて同様に２次電池を作成して信頼性評価試験を行なっ
たが、同様の結果が得られた。
【０１１８】また、上記の保護層を構成するアルミニウ
ムの蒸着膜に代えて、ニッケル、銅、チタン、タンタ
ル、コバルト、金、銀、白金などの金属薄膜を用いても
良い。
【０１１９】また、保護層として、アクリレート樹脂な
どの樹脂膜ではなく、金属や半金属の酸化物薄膜を用い
ることもできる。
【０１２０】更に、保護層を、金属や半金属の酸化物や
窒化物からなる絶縁膜のみで構成しても良い。
【０１２１】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、層間の
接続信頼性が向上した薄膜積層体、薄膜電池、及びコン
デンサを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態１に係る薄膜積層体の概
略構成を示した断面図である。
【図２】 図１の薄膜積層体の側面に保護層を形成した
例を示した断面図である。
【図３】 図１の薄膜積層体の製造装置の一例の概略構
成を示した断面図である。
【図４】 図３の製造装置に使用されるパターニング材
料付与装置の概略構成を示下図であり、図４（Ａ）はキ
ャンローラ側から見た正面図、図４（Ｂ）は図４（Ａ）
の４Ｂ−４Ｂ線での断面図である。
【図５】 一対のパターニング材料付与装置によってキ
ャンローラの外周面上に形成されたパターニング材料の
ストライプパターンの一例の展開図である。
【図６】 図６（Ａ）は本発明の実施の形態３に係る薄
膜積層体の概略構成を示した断面図、図６（Ｂ）は図６
（Ａ）の薄膜積層体を用いたコンデンサの概略構成を示
した断面図である。
【図７】 従来の薄膜積層体を用いた２次電池の一例を
示した断面図である。
【符号の説明】
１００ 薄膜積層体 １１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃ 積層単位 １１１，１１１ａ，１１１ｂ，１１１ｃ 正極集電体層 １１２，１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃ 正極活物質層 １１３，１１３ａ，１１３ｂ，１１３ｃ 固体電解質層 １１４，１１４ａ，１１４ｂ，１１４Ｃ 負極活物質層 １１５，１１５ａ，１１５ｂ，１１５ｃ 負極集電体層 １２０ 保護層 ２０１ キャンローラ ２０５ パターニング材料除去装置 ２０９ 隔壁 ２１０ 集電体層形成装置 ２２０ 正極活物質層形成装置 ２３０ 固体電解質層形成装置 ２４０ 負極活物質層形成装置 ２１２，２２２，２３２，２４２ シャッタ ２７０ａ，２７０ｂ パターニング材料付与装置 ２７１ 微細孔 ２７２ 対向面 ２７３ キャビティ ２７４ 貯蔵槽 ２７５ 連結路 ２７７ パターニング材料 ２７８ａ，２７８ｂ パターニング材料のストライプパ
ターン ３００ 薄膜積層体 ３１０ａ，３１０ｂ，３１０ｃ，３１０ｄ ３１１ 第１誘電体層 ３１２ 第１電極層 ３１３ 第２誘電体層 ３１４ 第２電極層 ３２０ａ 第１外部電極 ３２０ｂ 第２外部電極
フロントページの続き (72)発明者 岡崎 禎之 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 酒井 仁 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 稲葉 純一 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 伊藤 修二 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 樋口 洋 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 美濃 辰治 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 5E082 AB03 BB07 BC14 BC31 BC32 EE05 EE23 FF05 GG10 LL02 MM22 MM23 5H029 AJ14 CJ22 HJ03

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 少なくとも第１薄膜層と第２薄膜層とか
    らなる積層単位を少なくとも２回以上繰り返して積層し
    てなる薄膜積層体であって、 前記第１薄膜層及び前記第２薄膜層のうちの少なくとも
    一方の積層面積が、下層から上層に向かって逓減してい
    ることを特徴とする薄膜積層体。
  2. 【請求項２】 積層方向に沿った断面形状が略台形状で
    あることを特徴とする請求項１に記載の薄膜積層体。
  3. 【請求項３】 前記各積層単位の前記第１薄膜層同士及
    び／又は前記第２薄膜層同士がそれぞれ相互に電気的に
    接続されていることを特徴とする請求項１に記載の薄膜
    積層体。
  4. 【請求項４】 前記各積層単位の前記第１薄膜層及び前
    記第２薄膜層とそれぞれ電気的に接続された取り出し電
    極が、積層方向における両端面を除く面の少なくとも一
    部に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の
    薄膜積層体。
  5. 【請求項５】 積層方向における両端面を除く面の少な
    くとも一部に保護層を備えることを特徴とする請求項１
    に記載の薄膜積層体。
  6. 【請求項６】 前記第１薄膜層及び前記第２薄膜層の平
    面形状がいずれも略矩形であることを特徴とする請求項
    １に記載の薄膜積層体。
  7. 【請求項７】 少なくとも集電体層と、正極活物質層
    と、固体電解質層と、負極活物質層とからなる積層単位
    を少なくとも２回以上繰り返して積層してなる薄膜電池
    であって、 前記集電体層、前記正極活物質層、前記固体電解質層、
    及び前記負極活物質層のうちの少なくとも一つの積層面
    積が、下層から上層に向かって逓減していることを特徴
    とする薄膜電池。
  8. 【請求項８】 少なくとも誘電体層と電極層とからなる
    積層単位を少なくとも２回以上繰り返して積層してなる
    コンデンサであって、 前記誘電体層及び前記電極層のうちの少なくとも一方の
    積層面積が、下層から上層に向かって逓減していること
    を特徴とするコンデンサ。
  9. 【請求項９】 所定形状にパターニングされた第１薄膜
    層を積層する工程と、所定形状にパターニングされた第
    ２薄膜層を積層する工程とを一単位とし、これを支持体
    上で繰り返し行なうことにより、少なくとも第１薄膜層
    と第２薄膜層とからなる積層単位を少なくとも２回以上
    繰り返して積層された薄膜積層体を製造する方法であっ
    て、 前記第１薄膜層及び前記第２薄膜層のうちの少なくとも
    一方の積層面積を、積層回数が増加するに従って逓減さ
    せることを特徴とする薄膜積層体の製造方法。
  10. 【請求項１０】 前記第１薄膜層材料及び前記第２薄膜
    層材料をそれぞれ堆積する前に所定領域にオイルを付与
    することにより、前記第１薄膜層及び前記第２薄膜層を
    所定形状にパターニングすることを特徴とする請求項９
    に記載の薄膜積層体の製造方法。
  11. 【請求項１１】 前記第１薄膜層材料の堆積前に付与す
    る前記オイルの面積及び前記第２薄膜層材料の堆積前に
    付与する前記オイルの面積のうちの少なくとも一方を、
    積層回数が増加するに従って逓増させることを特徴とす
    る請求項１０に記載の薄膜積層体の製造方法。
  12. 【請求項１２】 前記オイルの付与を前記支持体に対向
    して配列された微細孔を備えた少なくとも一対のノズル
    を用いて行ない、 前記各ノズルの前記微細孔が前記支持体上に描く軌跡が
    互いに交差するように、前記支持体を一方向に移動させ
    ながら、前記各ノズルを前記支持体の移動方向と略直交
    する方向に往復移動させることを特徴とする請求項１０
    に記載の薄膜積層体の製造方法。
  13. 【請求項１３】 前記オイルの被付着面と前記微細孔と
    の間隔を、積層回数が増加するに逓増させて、前記第１
    薄膜層及び前記第２薄膜層のうちの少なくとも一方をパ
    ターニングするための前記オイルの付与を行なうことを
    特徴とする請求項１２に記載の薄膜積層体の製造方法。
  14. 【請求項１４】 周回する支持体と、 前記支持体に対向し、前記支持体の表面に第１薄膜層材
    料を堆積させるための第１薄膜層形成装置と、 前記支持体に対向し、前記支持体の表面に第２薄膜層材
    料を堆積させるための第２薄膜層形成装置と、 前記支持体に対向し、第１薄膜層及び第２薄膜層を所定
    形状にパターニングするためのパターニング装置とを備
    え、 前記第１薄膜層及び前記第２薄膜層のうちの少なくとも
    一方の形成面積が、前記支持体の周回数が増加するに従
    って逓減するように、前記パターニング装置は、前記第
    １薄膜層及び前記第２薄膜層のうちの少なくとも一方の
    パターニングを行なうことを特徴とする薄膜積層体の製
    造装置。
  15. 【請求項１５】 前記パターニング装置は、第１薄膜層
    形成装置及び第２薄膜層形成装置よりも、前記支持体の
    周回方向の上流側に配置されたオイル付与装置であるこ
    とを特徴とする請求項１４に記載の薄膜積層体の製造装
    置。
  16. 【請求項１６】 前記オイル付与装置は、微細孔を配列
    したノズルを一対以上有し、対をなすそれぞれのノズル
    の前記微細孔が前記支持体上に描く軌跡が互いに交差す
    るように、前記対をなすノズルがそれぞれ移動すること
    を特徴とする請求項１５に記載の薄膜積層体の製造装
    置。
  17. 【請求項１７】 前記第１薄膜層及び前記第２薄膜層の
    うちの少なくとも一方をパターニングするためにオイル
    を付与する際の、前記オイルの被付着面と前記微細孔と
    の間隔が、前記支持体の周回と同期して逓増することを
    特徴とする請求項１６に記載の薄膜積層体の製造装置。
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