成膜体の製造方法及び成膜装置
【課題】 第１微粒子と第２微粒子を用いてエアロゾルデポジション法により被膜を形成するにあたり、被膜における第１微粒子を起源とする物質と第２微粒子を起源とする物質の比率（重量比）を適切に制御した成膜体の製造方法を提供する。
【解決手段】 基体20と、エアロゾルデポジション法により基体の成膜面21に形成された被膜10と、を備える成膜体1の製造方法は、少なくとも第１微粒子D1を第１搬送ガスG1中に分散させた第１エアロゾルAS1と、第２微粒子D2を第２搬送ガスG2中に分散させた第２エアロゾルAS2とを、基体の成膜面に向けて同時に噴射して、被膜を形成する。
【解決手段】 基体20と、エアロゾルデポジション法により基体の成膜面21に形成された被膜10と、を備える成膜体1の製造方法は、少なくとも第１微粒子D1を第１搬送ガスG1中に分散させた第１エアロゾルAS1と、第２微粒子D2を第２搬送ガスG2中に分散させた第２エアロゾルAS2とを、基体の成膜面に向けて同時に噴射して、被膜を形成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基体とこの成膜面に形成された被膜とを備える成膜体の製造方法、及び、成膜装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
数μｍ以上の厚膜の膜を基体上に成膜する手法として、エアロゾルデポジション法が知られている。エアロゾルデポジション法とは、原料となる微粒子を、例えば、ガスの供給や振動、超音波振動などによって気中に巻き上げて、搬送ガス中に分散（混合）しエアロゾル化して、その微粒子を加速させ、基体に衝突させて成膜する手法である。
特許文献１では、微粒子の粉内に噴出口を埋設した巻き上げガスを噴出させて、微粒子をエアロゾル化して、整流ガスにその微粒子を載せて基板（基体）に衝突させ成膜する膜形成方法が挙げられている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１６９６０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１では、比重などの性質が異なる第１微粒子と第２微粒子とを混合した混合粉末を１つの容器に収容し、エアロゾル化して基体に衝突させると、形成される被膜における第１微粒子と第２微粒子の比率（重量比）が、時間の経過と共に変化する（偏る）ことがある。これは、第１微粒子と第２微粒子とでは、気中への巻き上げられ易さが異なるので、巻き上げられ易い方の微粒子が相対的に早く減少し、容器内の混合粉末における第１微粒子と第２微粒子との比率（重量比）が、当初に比して、次第に偏るためである。
【０００５】
本発明は、かかる問題に鑑みてなされたものであって、第１微粒子と第２微粒子を用いてエアロゾルデポジション法により被膜を形成するにあたり、被膜における第１微粒子を起源とする物質と第２微粒子を起源とする物質の比率（重量比）を一定にあるいは所望のパターンに変化させるなど、適切に制御した成膜体の製造方法、及び、このような成膜体を製造可能な成膜装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
そして、その解決手段は、基体と、エアロゾルデポジション法により、上記基体の成膜面に形成された被膜と、を備える成膜体の製造方法であって、少なくとも、第１微粒子を第１搬送ガス中に分散させた第１エアロゾルと、第２微粒子を第２搬送ガス中に分散させた第２エアロゾルとを含む複数種のエアロゾルを、上記基体の上記成膜面に向けて同時に噴射して、上記被膜を形成する成膜体の製造方法である。
【０００７】
本発明の成膜体の製造方法では、このようなエアロゾル化の特性の異なる第１微粒子と第２微粒子を、別々の第１エアロゾル及び第２エアロゾルとして、基体の成膜面に向けて同時に噴射させる。
このため、第１微粒子と第２微粒子とを混合しておき、これをエアロゾル化する場合と異なり、時間が経過しても、噴射させる第１微粒子と第２微粒子との比率（重量比）が偏らない。従って、時間が経過しても、形成した被膜において、第１微粒子を起源とする物質と第２微粒子を起源とする物質との比率を一定に保ち、所定の比率を有する被膜（複合被膜）を備えた成膜体を安定して得ることができる。
また、これとは逆に、第１エアロゾル及び第２エアロゾルとして搬送される第１微粒子と第２微粒子の供給比率を時間とともに変化させることで、被膜における第１微粒子を起源とする物質と第２微粒子を起源とする物質との比率を、容易に所望のパターンに変化させることができ、比率が場所によって変化した被膜を有する成膜体を形成することもできる。
かくして本発明の成膜体の製造方法により、被膜における第１微粒子を起源とする物質と第２微粒子を起源とする物質との比率を適切に制御することができる。
【０００８】
なお、第１微粒子及び第２微粒子としては、例えば、金属の微粉末、セラミックス（金属酸化物）の微粉末、カーボンや有機物の微粉末などが挙げられる。
【０００９】
また第１搬送ガスと第２搬送ガスとは、同じ種類のガスでも良いし、互いに異なる種類のガスを用いても良い。また、第１搬送ガスと第２搬送ガスとしては、成膜面に形成させる被膜の特性や第１微粒子，第２微粒子の組成等に応じて適宜選択すれば良いが、例えば、ヘリウムガス、乾燥空気、窒素ガス、アルゴンガス、酸素ガスなどが挙げられる。
また、第１エアロゾルと第２エアロゾルとは、共通のノズルから基体に向けて同時に噴射しても良いし、別々のノズルから、同じ基体に向けて同時に噴射しても良い。
【００１０】
さらに、上述の成膜体の製造方法であって、前記第１微粒子及び前記第２微粒子は、これらを混合した混合粉末を気中に巻き上げて、搬送ガス中に上記混合粉末が分散された単一のエアロゾルを構成した場合に、このエアロゾルにおける上記第１微粒子と上記第２微粒子との比率が、上記混合粉末における上記第１微粒子と上記第２微粒子との比率とは異なる値になる特性を有する成膜体の製造方法とすると良い。
【００１１】
本発明の成膜体の製造方法では、上述のような特性を有する第１微粒子及び第２微粒子を用いる。しかし、このような第１微粒子及び第２微粒子を用いながらも、第１エアロゾルと第２エアロゾルを用いるので、形成した被膜において、第１微粒子を起源とする物質と第２微粒子を起源とする物質との比率を一定に保ち、所定の比率を有する被膜（複合被膜）を備えた成膜体を安定して得ることができる。
【００１２】
なお、第１微粒子及び第２微粒子としては、組成や製法などが異なることにより、見かけ比重、粒子形状などが異なるために、エアロゾル化したときの、気中への巻き上げられ易さ（エアロゾル化の特性）が互いに異なる微粒子を用いることができる。
【００１３】
さらに、上述のいずれかの成膜体の製造方法であって、前記第１エアロゾルと前記第２エアロゾルとを、共通のノズルから前記基体の前記成膜面に向けて同時に噴射する成膜体の製造方法とすると良い。
【００１４】
２つのエアロゾルを、それぞれ別体のノズルから同じ基体に向けて同時に噴射すると、ノズル同士の機械的な位置の違いから、２つのエアロゾルの基体へのあたり方に違いが生じ易い。特に、マスクを使用する場合には、ノズルの位置の違いが、基体の成膜面上での２つのエアロゾルが当たる位置及び角度のズレを生じさせ易い。
これに対し、本発明の成膜体の製造方法では、２つのエアロゾルを共通のノズルから同時に噴射するので、常に、２つのエアロゾルが基体の成膜面の同じ位置に当たる。従って、２つの微粒子を起源としながら、より均一な組成の被膜（複合被膜）を有する成膜体を形成できる。
【００１５】
なお共通のノズルを用いて基体に向けて同時に噴射するには、第１エアロゾルと第２エアロゾルとが、共通のノズル内で混合されるようにしても良いし、共通のノズルよりも上流側で混合されるように配管しても良い。
【００１６】
さらに、上述のいずれかの成膜体の製造方法であって、前記第１エアロゾルとなって単位時間当たりに搬送される前記第１微粒子の量と、前記第２エアロゾルとなって単位時間当たりに搬送される前記第２微粒子の量と、を独立して調整して、上記第１エアロゾル及び第２エアロゾルを噴射する成膜体の製造方法とすると良い。
【００１７】
本発明の成膜体の製造方法では、第１微粒子の単位時間当たりの量（搬送量）と、第２微粒子の単位時間当たりの量（搬送量）とを独立して調整するので、被膜における第１微粒子を起源とする物質と第２微粒子を起源とする物質との比率を容易に調整することができる。
【００１８】
さらに、他の解決手段は、基体の成膜面上に、エアロゾルデポジション法により被膜形成する成膜装置であって、第１微粒子を第１搬送ガス中に分散させた第１エアロゾルを供給する第１供給系と、第２微粒子を第２搬送ガス中に分散させた第２エアロゾルを供給する第２供給系と、上記第１供給系から供給された上記第１エアロゾルと上記第２供給系から供給された上記第２エアロゾルとを、上記基体の上記成膜面に向けて同時に噴射する噴射ノズルと、を備える成膜装置である。
【００１９】
第１微粒子と第２微粒子として、これらを混合した混合粉末を搬送ガス中に分散させてエアロゾルとしたとき、このエアロゾルにおける第１微粒子と第２微粒子との比率が、混合物における第１微粒子と第２微粒子との比率とは異なる値となる微粒子同士を用いた場合を考える。この場合でも、本発明の成膜装置では、第１微粒子と第２微粒子を、別々の第１エアロゾル及び第２エアロゾルとして噴射ノズルに供給し、基体の上記成膜面に向けて同時に噴射させることができる。
従って、時間が経過しても、形成した被膜において、第１微粒子を起源とする物質と第２微粒子を起源とする物質との比率を一定に保ち、所定の比率を有する被膜（複合被膜）を備えた成膜体を安定して得ることができる。
また、これとは逆に、第１エアロゾル及び第２エアロゾルとして搬送される第１微粒子と第２微粒子の供給比率を時間とともに変化させることで、被膜における第１微粒子を起源とする物質と第２微粒子を起源とする物質との比率を、容易に所望のパターンに変化させることができ、比率が場所によって変化した被膜を有する成膜体を容易に形成することもできる。
このように本発明の成膜装置では、被膜における第１微粒子を起源とする物質と第２微粒子を起源とする物質との比率を適切に制御することができる。
【００２０】
さらに、上述の成膜装置であって、前記噴射ノズルは、前記第１エアロゾルと前記第２エアロゾルとを混合した混合エアロゾルを噴射する、共通ノズルである成膜装置とすると良い。
【００２１】
本発明の成膜装置では、混合エアロゾルを共通ノズルから噴射するので、常に、２つのエアロゾルが基体の成膜面の同じ位置に当たる。従って、２つの微粒子を起源としながら、２つのエアロゾルをそれぞれ別のノズルから同時に噴射するよりも均一な組成の被膜（複合被膜）を備える成膜体を形成できる。
【００２２】
なお混合エアロゾルを作る位置としては、第１エアロゾルと第２エアロゾルとが、共通ノズル内で混合されるようにしても良いし、共通ノズルよりも上流側で混合されるように配管しても良い。
【００２３】
さらに、上述のいずれかの成膜装置であって、前記第１供給系は、前記第１エアロゾルとなって単位時間当たりに搬送される前記第１微粒子の量を調整する第１調整手段を有し、前記第２供給系は、前記第２エアロゾルとなって単位時間当たりに搬送される前記第２微粒子の量を調整する第２調整手段を有する成膜装置とすると良い。
【００２４】
本発明の成膜装置では、第１供給系が第１調整手段を、第２供給系が第２調整手段をそれぞれ有する。このため、第１エアロゾルとなって単位時間当たりに搬送される第１微粒子の量と、第２エアロゾルとなって単位時間当たりに搬送される第２微粒子の量とを、系ごとに独立に調整できるので、被膜における第１微粒子を起源とする物質と第２微粒子を起源とする物質との比率を容易に調整することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
（実施形態）
次に、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
まず、本実施形態にかかる成膜体１について説明する。図１に成膜体１の斜視図を、図２にその成膜体１の断面図（図１のＡ−Ａ図）をそれぞれ示す。
本実施形態にかかる成膜体１は、アルミニウムからなる矩形板状の第１金属板２０と、コバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ2）及び複合燐酸塩固体電解質ガラス（本実施形態ではＬｉ1+XＡｌXＴｉ2-X（ＰＯ4）3）が混在した第１被膜１０とを備える（図１，２参照）。この成膜体１では、第１金属板２０のうち、第１方向ＤＡ（図１，２中、上方）に向く第１主面２１上に、第１被膜１０が形成されている。このうち第１被膜１０は、後述する成膜装置４０を用いて行うエアロゾルデポジション法により成膜されてなる。
【００２６】
なお、第１被膜１０をなすコバルト酸リチウムは、リチウムイオン二次電池の正極活物質として用いることができる。また、複合燐酸塩固体電解質ガラスは、リチウムイオン二次電池の電解質として用いることができる。
つまり、この成膜体１は、例えば、図３に示すような、固体電解質リチウムイオン二次電池に使用可能な発電要素ＢＦの一部をなす。この発電要素ＢＦは、第１方向ＤＡに沿って、順に成膜体１の第１金属板２０、第１被膜１０、複合燐酸塩固体電解質ガラスからなる固体電解質膜ＸＣ、Ｌｉ4Ｔｉ5Ｏ12及び複合燐酸塩固体電解質ガラスからなる第２被膜ＸＢ、及び、銅からなる第２金属板ＸＡが積層されてなる。この発電要素ＢＦは、図示しない挟持部材により第１方向ＤＡの両側から所定の圧力で挟んだ状態とすると、第１金属板２０に接続した正極端子線Ｗ１と第２金属板ＸＡに接続した負極端子線Ｗ２とを通じて、充放電を行うことができる。
【００２７】
次に、本実施形態にかかる成膜体１の成膜装置及び製造方法について、図面を参照しつつ説明する。
まず、図４に、エアロゾルデポジション法によって、第１金属板２０に第１被膜１０を成膜する成膜装置４０の概略図を示す。この成膜装置４０は、成膜室４１、第１エアロゾル発生器４４Ｌ、第２エアロゾル発生器４４Ｍ、第１ガスボンベ４５Ｌ、第２ガスボンベ４５Ｍ、第１ガス管４７Ｌ、第２ガス管４７Ｍ、第１エアロゾル管４８Ｌ及び第２エアロゾル管４８Ｍとを有する。
【００２８】
なお、このうちの、第１エアロゾル発生器４４Ｌ、第１ガスボンベ４５Ｌ、第１ガス管４７Ｌ及び第１エアロゾル管４８Ｌによって発生させた第１エアロゾルＡＳ１を成膜室４１に供給する第１供給系ＳＬが構成されている。また、このうちの、第２エアロゾル発生器４４Ｍ、第２ガスボンベ４５Ｍ、第２ガス導管４７Ｍ及び第１エアロゾル導管４８Ｍによって発生させた第２エアロゾルＡＳ２を成膜室４１に供給する第２供給系ＳＭが構成されている。
【００２９】
成膜装置４０の第１ガスボンベ４５Ｌは、その内部に高圧のアルゴンガスの第１搬送ガスＧ１が充填されている。この第１ガスボンベ４５Ｌは、自身に接続されている金属製の第１ガス管４７Ｌを通じて、第１エアロゾル発生器４４Ｌに向けて第１搬送ガスＧ１を送出する。なお、第１ガス管４７Ｌの途中には、第１ガスボンベ４５Ｌから送出させる第１搬送ガスＧ１の流量を調節可能な第１レギュレータ４６Ｌが配置されている。従ってこの第１レギュレータ４６Ｌによって、第１エアロゾルＡＳ１の流量、従って、第１搬送ガスＧ１で単位時間当たりに搬送される第１微粒子Ｄ１の量（搬送量）を調整することができる。
【００３０】
また、第１エアロゾル発生器４４Ｌは、有底円筒形状の第１容器部ＬＰと、この第１容器部ＬＰの開口を閉塞する第１閉塞栓ＬＱと、第１容器部ＬＰの底（図４中、下方に位置）から所定の距離を離すように上げ底に配置されてなり、板面がメッシュ形状をなす第１内側底板ＬＲとを有する。
このうち、第１閉塞栓ＬＱには、上述の第１ガス管４７Ｌ及び第１エアロゾル管４８Ｌがそれぞれ貫通している。また、第１内側底板ＬＲは、図４に示すように、第１ガス管４７Ｌが貫通しており、また、第１閉塞栓ＬＱに面する側に、コバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ2）の第１微粒子Ｄ１が保持されている。なお、この第１内側底板ＬＲの板面を形成するメッシュ孔径は、第１微粒子Ｄ１の粒子径よりも小さい。そのため、この第１内側底板ＬＲは、第１微粒子Ｄ１を通過させないが、ガス、即ち、第１搬送ガスＧ１を通過させることができる。
【００３１】
また、第２ガスボンベ４５Ｍは、第１ガスボンベ４５Ｌと同様、その内部に高圧のアルゴンガスの第２搬送ガスＧ２が充填されている。この第２ガスボンベ４５Ｍは、金属製の第２ガス管４７Ｍを通じて、第２エアロゾル発生器４４Ｍに向けて第２搬送ガスＧ２を流す。なお、第２ガス管４７Ｍの途中にも、第１ガス管４７Ｌと同様の第２レギュレータ４６Ｍが配置されている。この第２レギュレータ４６Ｍによって、第２エアロゾルＡＳ２の流量、従って、第２搬送ガスＧ２の単位時間当たりに搬送される第２微粒子Ｄ２の量（搬送量）を、第１レギュレータ４６Ｌとは独立して調整することができる。
【００３２】
また、第２エアロゾル発生器４４Ｍは、第１エアロゾル発生器４４Ｌと同様、有底円筒形状の第２容器部ＭＰと、この第２容器部ＭＰの開口を閉塞する第２閉塞栓ＭＱと、第２容器部ＭＰの底（図４中、下方に位置）から所定の距離を離すように上げ底に配置されてなり、板面がメッシュ形状をなす第２内側底板ＭＲとを有する。
このうち、第２閉塞栓ＭＱには、第１閉塞栓ＬＱと同様、上述の第２ガス管４７Ｍ及び第２エアロゾル管４８Ｍがそれぞれ貫通している。また、第２内側底板ＭＲは、図４に示すように、第２ガス管４７Ｍが貫通しており、また、第２閉塞栓ＭＱに面する側に、複合燐酸塩固体電解質ガラス（Ｌｉ1+XＡｌXＴｉ2-X（ＰＯ4）3）の第２微粒子Ｄ２が保持されている。なお、この第２内側底板ＭＲの板面を形成するメッシュ孔径は、第２微粒子Ｄ２の粒子径よりも小さい。そのため、この第２内側底板ＭＲは、第２微粒子Ｄ２を通過させないが、ガス、即ち、第２搬送ガスＧ２を通過させることができる。
【００３３】
また成膜室４１内は、第１主面２１を露出させながら第１金属板２０を保持する金属板保持部４３と、露出した第１金属板２０の第１主面２１に向けて噴射可能な１口の噴射ノズル４２とを有する。この成膜室４１は、その室内に金属板保持部４３及び噴射ノズル４２を配置している。また、図示しない真空ポンプを用いて、室内を１０2Ｐａにまで減圧することができる。
このうち、金属板保持部４３は、第１金属板２０を保持しつつ、図４中、掃引方向ＤＳの両側に繰り返し移動させて、第１金属板２０に成膜する膜厚を調節する。
【００３４】
また、噴射ノズル４２は、円筒形状の本体部４２Ｊと、この本体部４２Ｊより第１金属板２０側に位置し、第１金属板２０側ほど径小のテーパ形状であり、その先端からエアロゾルを噴射可能な噴射部４２Ｈとを有する。また、本体部４２Ｊより噴射部４２Ｈとは逆側には、上述の第１エアロゾル管４８Ｌ及び第２エアロゾル管４８Ｍと接続している接続部４２Ｋも有する。この噴射ノズル４２は、接続部４２Ｋを通じて導入された１エアロゾルＡＳ１と第２エアロゾルＡＳ２とを本体部４２Ｊの内部で混合する。これによりできた混合エアロゾルＡＳは、先細りの噴射部４２Ｈでさらに加速されて、第１金属板２０に向けて噴射される（図４参照）。つまり、混合エアロゾルＡＳをなす第１エアロゾルＡＳ１及び第２エアロゾルＡＳ２を、第１金属板２０の第１主面２１に向けて同時に、かつ、所定の比率で噴射することができる。
【００３５】
ところで、上述した第１微粒子Ｄ１の比重と第２微粒子Ｄ２の比重とが異なるため、気中への巻き上げられ易さが互いに異なる。このため、これらを混合した混合粉末を同一のエアロゾル発生器内でエアロゾル化した場合、このエアロゾルにおける第１微粒子Ｄ１と第２微粒子Ｄ２との比率は、混合粉末における第１微粒子Ｄ１と第２微粒子Ｄ２との比率とは異なってしまう。
これに対し、本実施形態の成膜装置４０では、上述したように、第１微粒子Ｄ１を第１エアロゾルＡＳ１として、また、第２微粒子Ｄ２を第１エアロゾルＡＳ１とは別の第２エアロゾルＡＳ２として、噴射ノズル４２にそれぞれ別の系で供給する。従って供給される第１微粒子Ｄ１と第２微粒子Ｄ２の単位時間当たりの供給量（搬送量）及びその比率は、第１レギュレータ４６Ｌ及び第２レギュレータ４６Ｍによって制御することができる。このため、混合エアロゾルＡＳ内において、互いに比重の異なる第１微粒子Ｄ１及び第２微粒子Ｄ２の比率（重量比）が時間と共に偏ることを防止できる。従って、時間が経過しても、つまりどの成膜のタイミングでも、第１金属板２０の第１主面２１に形成した第１被膜１０における、第１微粒子Ｄ１を起源とする物質と、第２微粒子Ｄ２を起源とする物質との比率を一定に保ち、所定の比率を有する第１被膜１０を備えた成膜体１を安定して得ることができる。
【００３６】
また、本実施形態の成膜装置４０では、混合エアロゾルＡＳを噴射ノズル４０から噴射するので、常に、混合エアロゾルＡＳをなす第１エアロゾルＡＳ１及び第２エアロゾルＡＳ２が第１金属板２０の第１主面２１の同じ位置に当たる。従って、第１，第２微粒子Ｄ１，Ｄ２を起源としながら、第１エアロゾルＡＳ１や第２エアロゾルＡＳ２をそれぞれ別のノズルから同時に噴射するよりも均一な組成の第１被膜１０を有する成膜体１を形成できる。
【００３７】
また、本実施形態の成膜装置４０では、第１供給系ＳＬが第１レギュレータ４６Ｌを、第２供給系ＳＭが第２レギュレータ４６Ｍをそれぞれ有する。このため、第１エアロゾルＡＳ１となって単位時間当たりに搬送される第１微粒子Ｄ１の量と、第２エアロゾルＡＳ２となって単位時間当たりに搬送される第２微粒子Ｄ２の量とを、第１供給系ＳＬ及び第２供給系ＳＭごとに独立して調整できる。従って、第１被膜１０における第１微粒子Ｄ１を起源とする物質と第２微粒子Ｄ２を起源とする物質との比率を一定に保つなど、容易に調整することができる。
【００３８】
次いで、前述の成膜装置４０を用いた成膜体１の成膜工程について、図４を参照しつつ説明する。
まず、成膜室４１の金属板保持部４３に第１金属板２０を保持させる。このとき、成膜させる第１金属板２０の第１主面２１を、噴射ノズル４２に向けて配置する。その後、成膜室４１を密閉し、図示しない真空ポンプを用いて室内を１０2Ｐａにまで減圧する。
また、第１エアロゾル発生器４４Ｌ内の第１内側底板ＬＲに第１微粒子Ｄ１を、また、第２エアロゾル発生器４４Ｍ内の第２内側底板ＭＲに第２微粒子Ｄ２を、それぞれ投入する。投入後は、第１閉塞栓ＬＱで第１容器部ＬＰの開口を、また、第２閉塞栓ＭＱで第２容器部ＭＰの開口を、それぞれ塞ぐ。
【００３９】
次に、第１ガス管４７Ｌの途中に配置された第１レギュレータ４６Ｌを調節して、第１ガスボンベ４５Ｌから第１搬送ガスＧ１を所定流量流す。この第１搬送ガスＧ１は、第１ガス管４７Ｌを通じて、第１エアロゾル発生器４４Ｌ内に流入する。なお、第１エアロゾル発生器４４Ｌでは、図４に示すように、第１内側底板ＬＲと第１容器部ＬＰの底との間に、第１ガス管４７Ｌの先端口を配置している。これにより、この第１ガス管４７Ｌの先端口から流入した第１搬送ガスＧ１は、出口である第１閉塞栓ＬＱの第１エアロゾル管４８Ｌに向けて移動すべく、第１内側底板ＬＲを通過する。すると、この第１搬送ガスＧ１の通過と共に、第１微粒子Ｄ１は、第１内側底板ＬＲと第１閉塞栓ＬＱとの間の空間中に巻き上げられて、第１エアロゾルＡＳ１となり、第１搬送ガスＧ１の流量で決まる、所定の単位時間当たりの搬送量の第１微粒子Ｄ１が、第１搬送ガスＧ１によって搬送される。
このようにしてできた第１エアロゾルＡＳ１は、第１エアロゾル管４８Ｌを通じて、成膜室４１の噴射ノズル４２に導かれる。
【００４０】
第２供給系ＳＭについても同様である。即ち、第２ガス管４７Ｍの途中に配置された第２レギュレータ４６Ｍを調節して、第２ガスボンベ４５Ｍから第２搬送ガスＧ２を所定流量流す。この第２搬送ガスＧ２は、第２ガス管４７Ｍを通じて、第２エアロゾル発生器４４Ｍ内に流入する。すると、第１エアロゾル発生器４４Ｌと同様、この第２搬送ガスＧ２により、第２微粒子Ｄ２が第２内側底板ＭＲと第２閉塞栓ＭＱとの間の空間中に巻き上げられて、第２エアロゾルＡＳ２となり、第２搬送ガスＧ２の流量で決まる、所定の単位時間当たりの搬送量の第２微粒子Ｄ２が、第２搬送ガスＧ２によって搬送される。
このようにしてできた第２エアロゾルＡＳ２は、第２エアロゾル管４８Ｍを通じて、成膜室４１の噴射ノズル４２に導かれる。
【００４１】
噴射ノズル４２に導かれた第１エアロゾルＡＳ１及び第２エアロゾルＡＳ２は、噴射ノズル４２の本体部４２Ｊ内部で混合され、混合エアロゾルＡＳとなる。なお、この混合エアロゾルＡＳにおける、第１エアロゾルＡＳ１及び第２エアロゾルＡＳ２の流量及びこれらの比率（流量比）（第１搬送ガスＧ１及び第２搬送ガスＧ２の流量比）は、第１レギュレータ４６Ｌ及び第２レギュレータ４６Ｍにより制御される。従って、第１レギュレータ４６Ｌ及び第２レギュレータ４６Ｍで、第１搬送ガスＧ１及び第２搬送ガスＧ２の流量を一定に保てば、混合エアロゾルＡＳにおける、第１エアロゾルＡＳ１と第２エアロゾルＡＳ２の流量の比率は一定に保たれる。つまり、噴射される第１微粒子Ｄ１と第２微粒子Ｄ２との単位時間当たりの搬送量の比を一定に保つことができる。
【００４２】
この混合エアロゾルＡＳは、テーパ形状の噴射部４２Ｈでさらに加速されて、第１金属板２０に向けて噴射される。このとき、第１金属板２０を保持する金属板保持部４３は、走査方向ＤＳに繰り返し移動して、第１金属板２０に成膜する第１被膜１０の膜厚を、所定の膜厚にする。
かくして、第１金属板２０の第１主面２１に、所定の比率で、第１微粒子Ｄ１を起源とする物質（コバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ2））と、第２微粒子Ｄ２を起源とする物質（複合燐酸塩固体電解質ガラス（Ｌｉ1+XＡｌXＴｉ2-X（ＰＯ4）3））とからなる第１被膜１０が成膜された成膜体１を製造できる。
【００４３】
このように本実施形態の成膜体１の製造方法では、エアロゾル化の特性の異なる第１微粒子Ｄ１と第２微粒子Ｄ２を、別々の第１エアロゾルＡＳ１及び第２エアロゾルＡＳ２として、第１金属板２０の第１主面２１に向けて同時に噴射する。
【００４４】
なお、前述したように、第１微粒子Ｄ１と第２微粒子Ｄ２とは、気中への巻き上げられ易さが互いに異なる。しかし、第１微粒子Ｄ１と第２微粒子Ｄ２とを予め混合しておき、これをエアロゾル化する場合と異なり、本実施形態では、時間が経過しても、噴射させる第１微粒子Ｄ１と第２微粒子Ｄ２との比率（重量比）が偏らない。従って、時間が経過しても、形成した第１被膜１０において、第１微粒子Ｄ１を起源とする物質と第２微粒子Ｄ２を起源とする物質との比率を一定に保ち、所定の組成比を有する第１被膜１０を備えた成膜体１を安定して得ることができる。
【００４５】
また、この成膜体１の製造方法では、第１エアロゾルＡＳ１及び第２エアロゾルＡＳ２を共通の噴射ノズル４２から同時に噴射するので、常に、第１エアロゾルＡＳ１（第１微粒子Ｄ１）及び第２エアロゾルＡＳ２（第２微粒子Ｄ２）が第１金属板２０の第１主面２１の同じ位置に当たる。従って、第１微粒子Ｄ１及び第２微粒子Ｄ２を起源としながら、２つのエアロゾルをそれぞれ別のノズルから同じ第１金属板２０に向けて同時に噴射する場合よりも、均一な組成の第１被膜１０を有する成膜体１を形成できる。
【００４６】
また、本実施形態の成膜体１の製造方法では、第１微粒子Ｄ１の単位時間当たりの搬送量と、第２微粒子Ｄ２の単位時間当たりの搬送量とを、第１レギュレータ４６Ｌ及び第２レギュレータ４６Ｍで各々独立して調整できるので、第１被膜１０における第１微粒子Ｄ１を起源とする物質と第２微粒子Ｄ２を起源とする物質との比率を容易に調整することができる。
【００４７】
なお、本実施形態にかかる成膜体１の製造方法では、成膜装置４０において、第１エアロゾルＡＳ１と第２エアロゾルＡＳ２との供給比率を時間とともに変化させることができる。具体的には、図４に示す、第１レギュレータ４６Ｌを調節して、第１ガスボンベ４５Ｌから送出する第１搬送ガスＧ１の送出流量のみを時間と共に変化させる。あるいは、第２レギュレータ４６Ｍを調節して、第２ガスボンベ４５Ｍから送出する第２搬送ガスＧ２の送出流量のみを変化させる。或いは両者を変化させても良い。このようにすることで、噴射ノズル４２内から噴射される混合エアロゾルＡＳにおける、第１エアロゾルＡＳ１と第１エアロゾルＡＳ２との比率を、時間と共に所望の比率に変化させることができる。
このようにして、第１レギュレータ４６Ｌと第２レギュレータ４６Ｍとを調節することで、混合エアロゾルＡＳに含まれる、第１微粒子Ｄ１と第２微粒子Ｄ２の比率（重量比）を制御することができる。従って、例えば、成膜室４１の金属板保持部４３の移動に合わせて、混合エアロゾルＡＳにおけるその比率を変化させて、場所により組成が変化した被膜（図示しない）を成膜することもできる。
このように、本実施形態にかかる成膜体１の製造方法により、第１被膜１０における第１微粒子Ｄ１を起源とする物質と第２微粒子Ｄ２を起源とする物質との比率を適切に制御することもできる。
【００４８】
（変形形態）
次に、本発明の変形形態にかかる成膜体１０１について、図１〜３，６を参照しつつ説明する。
本変形形態は、その成膜体１０１の第１被膜１１０が、前述したコバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ2）及び複合燐酸塩固体電解質ガラス（Ｌｉ1+XＡｌXＴｉ2-X（ＰＯ4）3）のほか、導電助剤であるアセチレンブラックの３つの物質からなる点で、前述の実施形態と異なり、それ以外は同様である。
そこで、実施形態と異なる点を中心に説明し、同様の部分の説明は省略または簡略化する。なお、同様の部分については同様の作用効果を生じる。また、同内容のものには同番号を付して説明する。
【００４９】
本変形形態にかかる成膜体１０１は、アルミニウムからなる矩形板状の第１金属板２０と、コバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ2）、複合燐酸塩固体電解質ガラス（実施形態と同じＬｉ1+XＡｌXＴｉ2-X（ＰＯ4）3）及びアセチレンブラックが混在した第１被膜１１０とを備える（図１，２参照）。この第１被膜１１０では、その成分であるアセチレンブラックが導電助剤として作用するため、前述した実施形態にかかる成膜体１における第１被膜１０よりも、第１被膜１１０の導電率を向上させることができる。従って、この成膜体１０１を、例えば図３に示すような、固体電解質リチウムイオン二次電池に使用可能な発電要素ＢＦの一部に用いた場合、実施形態にかかる成膜体１を用いるよりも、発電要素ＢＦの抵抗を抑制できる。
【００５０】
次に、本変形形態にかかる成膜体１０１の成膜装置及び製造方法について、図６を参照しつつ説明する。
図６に、エアロゾルデポジション法による成膜装置１４０の概略図を示す。この成膜装置１４０は、実施形態と同様、成膜室４１、第１エアロゾル発生器４４Ｌ、第２エアロゾル発生器４４Ｍ、第１ガスボンベ４５Ｌ、第２ガスボンベ４５Ｍ、第１ガス管４７Ｌ、第２ガス管４７Ｍ、第１エアロゾル管４８Ｌ及び第２エアロゾル管４８Ｍとを有する。そのほかに、第３エアロゾル発生器１４４Ｎ、第３ガスボンベ１４５Ｍ、第３ガス管１４７Ｎ及び第３エアロゾル管１４８Ｎとを有する。
なお、このうちの、第３エアロゾル発生器１４４Ｎ、第３ガスボンベ１４５Ｍ、第３ガス管１４７Ｎ及び第３エアロゾル管１４８Ｎによって発生させた第３エアロゾルＡＳ３を成膜室４１に供給する第３供給系ＳＮが構成されている。
【００５１】
成膜装置１４０の第３ガスボンベ１４５Ｎは、前述した第１ガスボンベ４５Ｌと同様、その内部に高圧のアルゴンガスの第３搬送ガスＧ３が充填されている。この第３ガスボンベ１４５Ｎは、金属製の第３ガス管１４７Ｎを通じて、第３エアロゾル発生器１４４Ｎに向けて第３搬送ガスＧ３を送出する。なお、第３ガス管１４７Ｎの途中に第３レギュレータ４６Ｎが配置されている。この第３レギュレータ１４６Ｎによって、第３搬送ガスＧ３で搬送される第３エアロゾルＡＳ３の流量、従って、搬送される第３微粒子Ｄ３の単位時間当たりの搬送量を調整することができる。
【００５２】
また、第３エアロゾル発生器１４４Ｎは、前述した第１エアロゾル発生器４４Ｌと同様、有底円筒形状の第３容器部ＮＰと、この第３容器部ＮＰの開口を閉塞する第３閉塞栓ＮＱと、第３容器部ＮＰの底（図６中、下方に位置）から所定の距離を離すように上げ底に配置されてなり、板面がメッシュ形状をなす第３内側底板ＮＲとを有する。
このうち、第３閉塞栓ＮＱには、第１閉塞栓ＬＱと同様、上述の第３ガス管１４７Ｎ及び第３エアロゾル管１４８Ｎがそれぞれ貫通している。また、第３内側底板ＮＲは、図６に示すように、第３ガス管１４７Ｎが貫通しており、また、第３閉塞栓ＮＱに面する側に、アセチレンブラックの第３微粒子Ｄ３が保持されている。なお、この第３内側底板ＮＲの板面を形成するメッシュ孔径は、第３微粒子Ｄ３の粒子径よりも小さい。そのため、この第３内側底板ＮＲは、第３微粒子Ｄ３を通過させないが、ガス、即ち、第３搬送ガスＧ３を通過させることができる。
【００５３】
次いで、前述の成膜装置１４０を用いた成膜体１０１の成膜工程について、図６を参照しつつ説明する。
実施形態と同様にして、成膜室４１の金属板保持部４３に第１金属板２０を保持させて、成膜室４１を密閉し、図示しない真空ポンプを用いて室内を１０2Ｐａにまで減圧する。
また、実施形態と同様にして、さらに、第３エアロゾル発生器１４４Ｎ内の第３内側底板ＮＲに第３微粒子Ｄ３を投入する。投入後は、第３閉塞栓ＮＱで第３容器部ＮＰの開口を塞ぐ。
【００５４】
次に、実施形態と同様にして、第１供給系ＳＬは第１エアロゾルＡＳ１を、第２供給系ＳＭは第２エアロゾルＡＳ２を、いずれも所定の送出流量で成膜室４１の噴射ノズル４２に導く。
第３供給系ＳＮについても実施形態の第１供給系ＳＬと同様である。即ち、第３レギュレータ１４６Ｎを調節して、第３ガスボンベ１４５Ｎから第３搬送ガスＧ３を所定流量流す。この第３搬送ガスＧ３は、第３ガス管１４７Ｎを通じて、第３エアロゾル発生器１４４Ｎ内に流入する。すると、その第３搬送ガスＧ３により、第３微粒子Ｄ３が第３内側底板ＮＲと第３閉塞栓ＮＱとの間の空間中に巻き上げられて、第３エアロゾルＡＳ３となり、第３搬送ガスＧ３の流量で決まる、所定の単位時間当たりの搬送量の第３微粒子Ｄ３が、第３搬送ガスＧ３によって搬送される。
このようにしてできた第３エアロゾルＡＳ３は、第３エアロゾル管１４８Ｎを通じて、成膜室４１の噴射ノズル４２に導かれる。
【００５５】
噴射ノズル４２に導かれた第１エアロゾルＡＳ１、第２エアロゾルＡＳ２及び第３エアロゾルＡＳ３は、噴射ノズル４２の本体部４２Ｊ内部で混合され、混合エアロゾルＡＳとなる。なお、この混合エアロゾルＡＳにおける、第１エアロゾルＡＳ１、第２エアロゾルＡＳ２及び第３エアロゾルＡＳ３の流量及びこれらの比率（流量比）は、第１レギュレータ４６Ｌ、第２レギュレータ４６Ｍ及び第３レギュレータ１４６Ｎにより制御される。つまり、第１レギュレータ４６Ｌ、第２レギュレータ４６Ｍ及び第３レギュレータ１４６Ｎにより、第１搬送ガスＧ１、第２搬送ガスＧ２及び第３搬送ガスＧ３を各々一定流量に保てば、混合エアロゾルＡＳにおける、第１エアロゾルＡＳ１、第２エアロゾルＡＳ２及び第３エアロゾルＡＳ３の流量の比率が一定に保たれる。従って、噴射される第１微粒子Ｄ１、第２微粒子Ｄ２及び第３微粒子Ｄ３の単位時間当たりの搬送量の比を一定に保つことができる。
【００５６】
この混合エアロゾルＡＳは、テーパ形状の噴射部４２Ｈでさらに加速されて、第１金属板２０に向けて噴射される。
かくして、第１金属板２０の第１主面２１に、所定の比率で、第１微粒子Ｄ１を起源とする物質（コバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ2））と、第２微粒子Ｄ２を起源とする物質（複合燐酸塩固体電解質ガラス（Ｌｉ1+XＡｌXＴｉ2-X（ＰＯ4）3））と、第３微粒子Ｄ３を起源とする物質（アセチレンブラック）とからなる第１被膜１１０が成膜された成膜体１０１を製造できる。
【００５７】
以上において、本発明を実施形態及び変形形態に即して説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できることは言うまでもない。
例えば、実施形態等では、成膜体を固体電解質リチウムイオン二次電池に使用可能な発電要素ＢＦの一部をなすものとしたが、基体の成膜面にエアロゾルデポジション法で形成された被膜を備える成膜体であれば良く、例えば、圧電体、燃料電池電解質、磁性膜、パターニング回路等の製造に適用することもできる。
【００５８】
また、実施形態等では、比重の異なる第１微粒子と第２微粒子と（変形形態では第３微粒子Ｄ３も）を用いたが、エアロゾル化したときに、気中への巻き上げられ易さ（エアロゾル化の特性）が互いに異なる微粒子を用いる場合に適用すれば良い。例えば、見かけ比重や粒子形状が異なる微粒子を用いても良い。また、第１微粒子及び第２微粒子の材質を、例えば、金属の微粉末、セラミックス（金属酸化物）の微粉末、カーボンや有機物の微粉末などとしても良い。
【００５９】
また、第１搬送ガスＧ１及び第２搬送ガスＧ２にアルゴンガスを用いた例を示したが、成膜面に形成させる被膜の特性や第１微粒子，第２微粒子の組成等に応じて適宜選択すれば良く、例えば、乾燥空気、窒素ガス、ヘリウムガス、酸素ガスなどを用いることもできる。また、第１搬送ガスと第２搬送ガスとを同一種類のガスとしたが、互いに異なる種類のガスを用いることもできる。
さらに、実施形態等では、第１エアロゾルＡＳ１と第２エアロゾルＡＳ２とを共通の噴射ノズル４２内で混合したが、例えば、その共通のノズルよりも上流側で、第１エアロゾルＡＳ１と第２エアロゾルＡＳ２とが混合されるように配管を構成しても良い。
【００６０】
また、実施形態等では、共通の噴射ノズル４２を用いたが、第１エアロゾルＡＳ１と第２エアロゾルＡＳ２とを各々、個別のノズルから噴射させても良い。この場合には、一方のガス流量（エアロゾル流量）が変化しても他方のガス流量にその影響が生じにくいため、第１エアロゾルＡＳ１と第２エアロゾルＡＳ２の流量の比率、従って、第１微粒子Ｄ１と第２微粒子Ｄ２の単位時間当たりの搬送量を制御しやすい利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】実施形態にかかる成膜体の斜視図である。
【図２】実施形態にかかる成膜体の断面図（図１のＡ−Ａ部）である。
【図３】固体電解質リチウムイオン二次電池の説明図である。
【図４】実施形態にかかる成膜体の製造工程の説明図である。
【図５】実施形態にかかる成膜体の製造工程の説明図である。
【図６】変形形態にかかる成膜体の製造工程の説明図である。
【符号の説明】
【００６２】
１，１０１ 成膜体
１０，１１０ 第１被膜
２０ 第１金属板（基体）
２１ 第１主面（成膜面）
４０，１４０ 成膜装置
４２ 噴射ノズル（共通ノズル）
４６Ｌ 第１レギュレータ（第１調整手段）
４６Ｍ 第２レギュレータ（第２調整手段）
ＡＳ 混合エアロゾル
ＡＳ１ 第１エアロゾル
ＡＳ２ 第２エアロゾル
Ｄ１ 第１微粒子
Ｄ２ 第２微粒子
Ｇ１ 第１搬送ガス
Ｇ２ 第２搬送ガス
ＳＬ 第１供給系
ＳＭ 第２供給系
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基体とこの成膜面に形成された被膜とを備える成膜体の製造方法、及び、成膜装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
数μｍ以上の厚膜の膜を基体上に成膜する手法として、エアロゾルデポジション法が知られている。エアロゾルデポジション法とは、原料となる微粒子を、例えば、ガスの供給や振動、超音波振動などによって気中に巻き上げて、搬送ガス中に分散（混合）しエアロゾル化して、その微粒子を加速させ、基体に衝突させて成膜する手法である。
特許文献１では、微粒子の粉内に噴出口を埋設した巻き上げガスを噴出させて、微粒子をエアロゾル化して、整流ガスにその微粒子を載せて基板（基体）に衝突させ成膜する膜形成方法が挙げられている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１６９６０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１では、比重などの性質が異なる第１微粒子と第２微粒子とを混合した混合粉末を１つの容器に収容し、エアロゾル化して基体に衝突させると、形成される被膜における第１微粒子と第２微粒子の比率（重量比）が、時間の経過と共に変化する（偏る）ことがある。これは、第１微粒子と第２微粒子とでは、気中への巻き上げられ易さが異なるので、巻き上げられ易い方の微粒子が相対的に早く減少し、容器内の混合粉末における第１微粒子と第２微粒子との比率（重量比）が、当初に比して、次第に偏るためである。
【０００５】
本発明は、かかる問題に鑑みてなされたものであって、第１微粒子と第２微粒子を用いてエアロゾルデポジション法により被膜を形成するにあたり、被膜における第１微粒子を起源とする物質と第２微粒子を起源とする物質の比率（重量比）を一定にあるいは所望のパターンに変化させるなど、適切に制御した成膜体の製造方法、及び、このような成膜体を製造可能な成膜装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
そして、その解決手段は、基体と、エアロゾルデポジション法により、上記基体の成膜面に形成された被膜と、を備える成膜体の製造方法であって、少なくとも、第１微粒子を第１搬送ガス中に分散させた第１エアロゾルと、第２微粒子を第２搬送ガス中に分散させた第２エアロゾルとを含む複数種のエアロゾルを、上記基体の上記成膜面に向けて同時に噴射して、上記被膜を形成する成膜体の製造方法である。
【０００７】
本発明の成膜体の製造方法では、このようなエアロゾル化の特性の異なる第１微粒子と第２微粒子を、別々の第１エアロゾル及び第２エアロゾルとして、基体の成膜面に向けて同時に噴射させる。
このため、第１微粒子と第２微粒子とを混合しておき、これをエアロゾル化する場合と異なり、時間が経過しても、噴射させる第１微粒子と第２微粒子との比率（重量比）が偏らない。従って、時間が経過しても、形成した被膜において、第１微粒子を起源とする物質と第２微粒子を起源とする物質との比率を一定に保ち、所定の比率を有する被膜（複合被膜）を備えた成膜体を安定して得ることができる。
また、これとは逆に、第１エアロゾル及び第２エアロゾルとして搬送される第１微粒子と第２微粒子の供給比率を時間とともに変化させることで、被膜における第１微粒子を起源とする物質と第２微粒子を起源とする物質との比率を、容易に所望のパターンに変化させることができ、比率が場所によって変化した被膜を有する成膜体を形成することもできる。
かくして本発明の成膜体の製造方法により、被膜における第１微粒子を起源とする物質と第２微粒子を起源とする物質との比率を適切に制御することができる。
【０００８】
なお、第１微粒子及び第２微粒子としては、例えば、金属の微粉末、セラミックス（金属酸化物）の微粉末、カーボンや有機物の微粉末などが挙げられる。
【０００９】
また第１搬送ガスと第２搬送ガスとは、同じ種類のガスでも良いし、互いに異なる種類のガスを用いても良い。また、第１搬送ガスと第２搬送ガスとしては、成膜面に形成させる被膜の特性や第１微粒子，第２微粒子の組成等に応じて適宜選択すれば良いが、例えば、ヘリウムガス、乾燥空気、窒素ガス、アルゴンガス、酸素ガスなどが挙げられる。
また、第１エアロゾルと第２エアロゾルとは、共通のノズルから基体に向けて同時に噴射しても良いし、別々のノズルから、同じ基体に向けて同時に噴射しても良い。
【００１０】
さらに、上述の成膜体の製造方法であって、前記第１微粒子及び前記第２微粒子は、これらを混合した混合粉末を気中に巻き上げて、搬送ガス中に上記混合粉末が分散された単一のエアロゾルを構成した場合に、このエアロゾルにおける上記第１微粒子と上記第２微粒子との比率が、上記混合粉末における上記第１微粒子と上記第２微粒子との比率とは異なる値になる特性を有する成膜体の製造方法とすると良い。
【００１１】
本発明の成膜体の製造方法では、上述のような特性を有する第１微粒子及び第２微粒子を用いる。しかし、このような第１微粒子及び第２微粒子を用いながらも、第１エアロゾルと第２エアロゾルを用いるので、形成した被膜において、第１微粒子を起源とする物質と第２微粒子を起源とする物質との比率を一定に保ち、所定の比率を有する被膜（複合被膜）を備えた成膜体を安定して得ることができる。
【００１２】
なお、第１微粒子及び第２微粒子としては、組成や製法などが異なることにより、見かけ比重、粒子形状などが異なるために、エアロゾル化したときの、気中への巻き上げられ易さ（エアロゾル化の特性）が互いに異なる微粒子を用いることができる。
【００１３】
さらに、上述のいずれかの成膜体の製造方法であって、前記第１エアロゾルと前記第２エアロゾルとを、共通のノズルから前記基体の前記成膜面に向けて同時に噴射する成膜体の製造方法とすると良い。
【００１４】
２つのエアロゾルを、それぞれ別体のノズルから同じ基体に向けて同時に噴射すると、ノズル同士の機械的な位置の違いから、２つのエアロゾルの基体へのあたり方に違いが生じ易い。特に、マスクを使用する場合には、ノズルの位置の違いが、基体の成膜面上での２つのエアロゾルが当たる位置及び角度のズレを生じさせ易い。
これに対し、本発明の成膜体の製造方法では、２つのエアロゾルを共通のノズルから同時に噴射するので、常に、２つのエアロゾルが基体の成膜面の同じ位置に当たる。従って、２つの微粒子を起源としながら、より均一な組成の被膜（複合被膜）を有する成膜体を形成できる。
【００１５】
なお共通のノズルを用いて基体に向けて同時に噴射するには、第１エアロゾルと第２エアロゾルとが、共通のノズル内で混合されるようにしても良いし、共通のノズルよりも上流側で混合されるように配管しても良い。
【００１６】
さらに、上述のいずれかの成膜体の製造方法であって、前記第１エアロゾルとなって単位時間当たりに搬送される前記第１微粒子の量と、前記第２エアロゾルとなって単位時間当たりに搬送される前記第２微粒子の量と、を独立して調整して、上記第１エアロゾル及び第２エアロゾルを噴射する成膜体の製造方法とすると良い。
【００１７】
本発明の成膜体の製造方法では、第１微粒子の単位時間当たりの量（搬送量）と、第２微粒子の単位時間当たりの量（搬送量）とを独立して調整するので、被膜における第１微粒子を起源とする物質と第２微粒子を起源とする物質との比率を容易に調整することができる。
【００１８】
さらに、他の解決手段は、基体の成膜面上に、エアロゾルデポジション法により被膜形成する成膜装置であって、第１微粒子を第１搬送ガス中に分散させた第１エアロゾルを供給する第１供給系と、第２微粒子を第２搬送ガス中に分散させた第２エアロゾルを供給する第２供給系と、上記第１供給系から供給された上記第１エアロゾルと上記第２供給系から供給された上記第２エアロゾルとを、上記基体の上記成膜面に向けて同時に噴射する噴射ノズルと、を備える成膜装置である。
【００１９】
第１微粒子と第２微粒子として、これらを混合した混合粉末を搬送ガス中に分散させてエアロゾルとしたとき、このエアロゾルにおける第１微粒子と第２微粒子との比率が、混合物における第１微粒子と第２微粒子との比率とは異なる値となる微粒子同士を用いた場合を考える。この場合でも、本発明の成膜装置では、第１微粒子と第２微粒子を、別々の第１エアロゾル及び第２エアロゾルとして噴射ノズルに供給し、基体の上記成膜面に向けて同時に噴射させることができる。
従って、時間が経過しても、形成した被膜において、第１微粒子を起源とする物質と第２微粒子を起源とする物質との比率を一定に保ち、所定の比率を有する被膜（複合被膜）を備えた成膜体を安定して得ることができる。
また、これとは逆に、第１エアロゾル及び第２エアロゾルとして搬送される第１微粒子と第２微粒子の供給比率を時間とともに変化させることで、被膜における第１微粒子を起源とする物質と第２微粒子を起源とする物質との比率を、容易に所望のパターンに変化させることができ、比率が場所によって変化した被膜を有する成膜体を容易に形成することもできる。
このように本発明の成膜装置では、被膜における第１微粒子を起源とする物質と第２微粒子を起源とする物質との比率を適切に制御することができる。
【００２０】
さらに、上述の成膜装置であって、前記噴射ノズルは、前記第１エアロゾルと前記第２エアロゾルとを混合した混合エアロゾルを噴射する、共通ノズルである成膜装置とすると良い。
【００２１】
本発明の成膜装置では、混合エアロゾルを共通ノズルから噴射するので、常に、２つのエアロゾルが基体の成膜面の同じ位置に当たる。従って、２つの微粒子を起源としながら、２つのエアロゾルをそれぞれ別のノズルから同時に噴射するよりも均一な組成の被膜（複合被膜）を備える成膜体を形成できる。
【００２２】
なお混合エアロゾルを作る位置としては、第１エアロゾルと第２エアロゾルとが、共通ノズル内で混合されるようにしても良いし、共通ノズルよりも上流側で混合されるように配管しても良い。
【００２３】
さらに、上述のいずれかの成膜装置であって、前記第１供給系は、前記第１エアロゾルとなって単位時間当たりに搬送される前記第１微粒子の量を調整する第１調整手段を有し、前記第２供給系は、前記第２エアロゾルとなって単位時間当たりに搬送される前記第２微粒子の量を調整する第２調整手段を有する成膜装置とすると良い。
【００２４】
本発明の成膜装置では、第１供給系が第１調整手段を、第２供給系が第２調整手段をそれぞれ有する。このため、第１エアロゾルとなって単位時間当たりに搬送される第１微粒子の量と、第２エアロゾルとなって単位時間当たりに搬送される第２微粒子の量とを、系ごとに独立に調整できるので、被膜における第１微粒子を起源とする物質と第２微粒子を起源とする物質との比率を容易に調整することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
（実施形態）
次に、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
まず、本実施形態にかかる成膜体１について説明する。図１に成膜体１の斜視図を、図２にその成膜体１の断面図（図１のＡ−Ａ図）をそれぞれ示す。
本実施形態にかかる成膜体１は、アルミニウムからなる矩形板状の第１金属板２０と、コバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ2）及び複合燐酸塩固体電解質ガラス（本実施形態ではＬｉ1+XＡｌXＴｉ2-X（ＰＯ4）3）が混在した第１被膜１０とを備える（図１，２参照）。この成膜体１では、第１金属板２０のうち、第１方向ＤＡ（図１，２中、上方）に向く第１主面２１上に、第１被膜１０が形成されている。このうち第１被膜１０は、後述する成膜装置４０を用いて行うエアロゾルデポジション法により成膜されてなる。
【００２６】
なお、第１被膜１０をなすコバルト酸リチウムは、リチウムイオン二次電池の正極活物質として用いることができる。また、複合燐酸塩固体電解質ガラスは、リチウムイオン二次電池の電解質として用いることができる。
つまり、この成膜体１は、例えば、図３に示すような、固体電解質リチウムイオン二次電池に使用可能な発電要素ＢＦの一部をなす。この発電要素ＢＦは、第１方向ＤＡに沿って、順に成膜体１の第１金属板２０、第１被膜１０、複合燐酸塩固体電解質ガラスからなる固体電解質膜ＸＣ、Ｌｉ4Ｔｉ5Ｏ12及び複合燐酸塩固体電解質ガラスからなる第２被膜ＸＢ、及び、銅からなる第２金属板ＸＡが積層されてなる。この発電要素ＢＦは、図示しない挟持部材により第１方向ＤＡの両側から所定の圧力で挟んだ状態とすると、第１金属板２０に接続した正極端子線Ｗ１と第２金属板ＸＡに接続した負極端子線Ｗ２とを通じて、充放電を行うことができる。
【００２７】
次に、本実施形態にかかる成膜体１の成膜装置及び製造方法について、図面を参照しつつ説明する。
まず、図４に、エアロゾルデポジション法によって、第１金属板２０に第１被膜１０を成膜する成膜装置４０の概略図を示す。この成膜装置４０は、成膜室４１、第１エアロゾル発生器４４Ｌ、第２エアロゾル発生器４４Ｍ、第１ガスボンベ４５Ｌ、第２ガスボンベ４５Ｍ、第１ガス管４７Ｌ、第２ガス管４７Ｍ、第１エアロゾル管４８Ｌ及び第２エアロゾル管４８Ｍとを有する。
【００２８】
なお、このうちの、第１エアロゾル発生器４４Ｌ、第１ガスボンベ４５Ｌ、第１ガス管４７Ｌ及び第１エアロゾル管４８Ｌによって発生させた第１エアロゾルＡＳ１を成膜室４１に供給する第１供給系ＳＬが構成されている。また、このうちの、第２エアロゾル発生器４４Ｍ、第２ガスボンベ４５Ｍ、第２ガス導管４７Ｍ及び第１エアロゾル導管４８Ｍによって発生させた第２エアロゾルＡＳ２を成膜室４１に供給する第２供給系ＳＭが構成されている。
【００２９】
成膜装置４０の第１ガスボンベ４５Ｌは、その内部に高圧のアルゴンガスの第１搬送ガスＧ１が充填されている。この第１ガスボンベ４５Ｌは、自身に接続されている金属製の第１ガス管４７Ｌを通じて、第１エアロゾル発生器４４Ｌに向けて第１搬送ガスＧ１を送出する。なお、第１ガス管４７Ｌの途中には、第１ガスボンベ４５Ｌから送出させる第１搬送ガスＧ１の流量を調節可能な第１レギュレータ４６Ｌが配置されている。従ってこの第１レギュレータ４６Ｌによって、第１エアロゾルＡＳ１の流量、従って、第１搬送ガスＧ１で単位時間当たりに搬送される第１微粒子Ｄ１の量（搬送量）を調整することができる。
【００３０】
また、第１エアロゾル発生器４４Ｌは、有底円筒形状の第１容器部ＬＰと、この第１容器部ＬＰの開口を閉塞する第１閉塞栓ＬＱと、第１容器部ＬＰの底（図４中、下方に位置）から所定の距離を離すように上げ底に配置されてなり、板面がメッシュ形状をなす第１内側底板ＬＲとを有する。
このうち、第１閉塞栓ＬＱには、上述の第１ガス管４７Ｌ及び第１エアロゾル管４８Ｌがそれぞれ貫通している。また、第１内側底板ＬＲは、図４に示すように、第１ガス管４７Ｌが貫通しており、また、第１閉塞栓ＬＱに面する側に、コバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ2）の第１微粒子Ｄ１が保持されている。なお、この第１内側底板ＬＲの板面を形成するメッシュ孔径は、第１微粒子Ｄ１の粒子径よりも小さい。そのため、この第１内側底板ＬＲは、第１微粒子Ｄ１を通過させないが、ガス、即ち、第１搬送ガスＧ１を通過させることができる。
【００３１】
また、第２ガスボンベ４５Ｍは、第１ガスボンベ４５Ｌと同様、その内部に高圧のアルゴンガスの第２搬送ガスＧ２が充填されている。この第２ガスボンベ４５Ｍは、金属製の第２ガス管４７Ｍを通じて、第２エアロゾル発生器４４Ｍに向けて第２搬送ガスＧ２を流す。なお、第２ガス管４７Ｍの途中にも、第１ガス管４７Ｌと同様の第２レギュレータ４６Ｍが配置されている。この第２レギュレータ４６Ｍによって、第２エアロゾルＡＳ２の流量、従って、第２搬送ガスＧ２の単位時間当たりに搬送される第２微粒子Ｄ２の量（搬送量）を、第１レギュレータ４６Ｌとは独立して調整することができる。
【００３２】
また、第２エアロゾル発生器４４Ｍは、第１エアロゾル発生器４４Ｌと同様、有底円筒形状の第２容器部ＭＰと、この第２容器部ＭＰの開口を閉塞する第２閉塞栓ＭＱと、第２容器部ＭＰの底（図４中、下方に位置）から所定の距離を離すように上げ底に配置されてなり、板面がメッシュ形状をなす第２内側底板ＭＲとを有する。
このうち、第２閉塞栓ＭＱには、第１閉塞栓ＬＱと同様、上述の第２ガス管４７Ｍ及び第２エアロゾル管４８Ｍがそれぞれ貫通している。また、第２内側底板ＭＲは、図４に示すように、第２ガス管４７Ｍが貫通しており、また、第２閉塞栓ＭＱに面する側に、複合燐酸塩固体電解質ガラス（Ｌｉ1+XＡｌXＴｉ2-X（ＰＯ4）3）の第２微粒子Ｄ２が保持されている。なお、この第２内側底板ＭＲの板面を形成するメッシュ孔径は、第２微粒子Ｄ２の粒子径よりも小さい。そのため、この第２内側底板ＭＲは、第２微粒子Ｄ２を通過させないが、ガス、即ち、第２搬送ガスＧ２を通過させることができる。
【００３３】
また成膜室４１内は、第１主面２１を露出させながら第１金属板２０を保持する金属板保持部４３と、露出した第１金属板２０の第１主面２１に向けて噴射可能な１口の噴射ノズル４２とを有する。この成膜室４１は、その室内に金属板保持部４３及び噴射ノズル４２を配置している。また、図示しない真空ポンプを用いて、室内を１０2Ｐａにまで減圧することができる。
このうち、金属板保持部４３は、第１金属板２０を保持しつつ、図４中、掃引方向ＤＳの両側に繰り返し移動させて、第１金属板２０に成膜する膜厚を調節する。
【００３４】
また、噴射ノズル４２は、円筒形状の本体部４２Ｊと、この本体部４２Ｊより第１金属板２０側に位置し、第１金属板２０側ほど径小のテーパ形状であり、その先端からエアロゾルを噴射可能な噴射部４２Ｈとを有する。また、本体部４２Ｊより噴射部４２Ｈとは逆側には、上述の第１エアロゾル管４８Ｌ及び第２エアロゾル管４８Ｍと接続している接続部４２Ｋも有する。この噴射ノズル４２は、接続部４２Ｋを通じて導入された１エアロゾルＡＳ１と第２エアロゾルＡＳ２とを本体部４２Ｊの内部で混合する。これによりできた混合エアロゾルＡＳは、先細りの噴射部４２Ｈでさらに加速されて、第１金属板２０に向けて噴射される（図４参照）。つまり、混合エアロゾルＡＳをなす第１エアロゾルＡＳ１及び第２エアロゾルＡＳ２を、第１金属板２０の第１主面２１に向けて同時に、かつ、所定の比率で噴射することができる。
【００３５】
ところで、上述した第１微粒子Ｄ１の比重と第２微粒子Ｄ２の比重とが異なるため、気中への巻き上げられ易さが互いに異なる。このため、これらを混合した混合粉末を同一のエアロゾル発生器内でエアロゾル化した場合、このエアロゾルにおける第１微粒子Ｄ１と第２微粒子Ｄ２との比率は、混合粉末における第１微粒子Ｄ１と第２微粒子Ｄ２との比率とは異なってしまう。
これに対し、本実施形態の成膜装置４０では、上述したように、第１微粒子Ｄ１を第１エアロゾルＡＳ１として、また、第２微粒子Ｄ２を第１エアロゾルＡＳ１とは別の第２エアロゾルＡＳ２として、噴射ノズル４２にそれぞれ別の系で供給する。従って供給される第１微粒子Ｄ１と第２微粒子Ｄ２の単位時間当たりの供給量（搬送量）及びその比率は、第１レギュレータ４６Ｌ及び第２レギュレータ４６Ｍによって制御することができる。このため、混合エアロゾルＡＳ内において、互いに比重の異なる第１微粒子Ｄ１及び第２微粒子Ｄ２の比率（重量比）が時間と共に偏ることを防止できる。従って、時間が経過しても、つまりどの成膜のタイミングでも、第１金属板２０の第１主面２１に形成した第１被膜１０における、第１微粒子Ｄ１を起源とする物質と、第２微粒子Ｄ２を起源とする物質との比率を一定に保ち、所定の比率を有する第１被膜１０を備えた成膜体１を安定して得ることができる。
【００３６】
また、本実施形態の成膜装置４０では、混合エアロゾルＡＳを噴射ノズル４０から噴射するので、常に、混合エアロゾルＡＳをなす第１エアロゾルＡＳ１及び第２エアロゾルＡＳ２が第１金属板２０の第１主面２１の同じ位置に当たる。従って、第１，第２微粒子Ｄ１，Ｄ２を起源としながら、第１エアロゾルＡＳ１や第２エアロゾルＡＳ２をそれぞれ別のノズルから同時に噴射するよりも均一な組成の第１被膜１０を有する成膜体１を形成できる。
【００３７】
また、本実施形態の成膜装置４０では、第１供給系ＳＬが第１レギュレータ４６Ｌを、第２供給系ＳＭが第２レギュレータ４６Ｍをそれぞれ有する。このため、第１エアロゾルＡＳ１となって単位時間当たりに搬送される第１微粒子Ｄ１の量と、第２エアロゾルＡＳ２となって単位時間当たりに搬送される第２微粒子Ｄ２の量とを、第１供給系ＳＬ及び第２供給系ＳＭごとに独立して調整できる。従って、第１被膜１０における第１微粒子Ｄ１を起源とする物質と第２微粒子Ｄ２を起源とする物質との比率を一定に保つなど、容易に調整することができる。
【００３８】
次いで、前述の成膜装置４０を用いた成膜体１の成膜工程について、図４を参照しつつ説明する。
まず、成膜室４１の金属板保持部４３に第１金属板２０を保持させる。このとき、成膜させる第１金属板２０の第１主面２１を、噴射ノズル４２に向けて配置する。その後、成膜室４１を密閉し、図示しない真空ポンプを用いて室内を１０2Ｐａにまで減圧する。
また、第１エアロゾル発生器４４Ｌ内の第１内側底板ＬＲに第１微粒子Ｄ１を、また、第２エアロゾル発生器４４Ｍ内の第２内側底板ＭＲに第２微粒子Ｄ２を、それぞれ投入する。投入後は、第１閉塞栓ＬＱで第１容器部ＬＰの開口を、また、第２閉塞栓ＭＱで第２容器部ＭＰの開口を、それぞれ塞ぐ。
【００３９】
次に、第１ガス管４７Ｌの途中に配置された第１レギュレータ４６Ｌを調節して、第１ガスボンベ４５Ｌから第１搬送ガスＧ１を所定流量流す。この第１搬送ガスＧ１は、第１ガス管４７Ｌを通じて、第１エアロゾル発生器４４Ｌ内に流入する。なお、第１エアロゾル発生器４４Ｌでは、図４に示すように、第１内側底板ＬＲと第１容器部ＬＰの底との間に、第１ガス管４７Ｌの先端口を配置している。これにより、この第１ガス管４７Ｌの先端口から流入した第１搬送ガスＧ１は、出口である第１閉塞栓ＬＱの第１エアロゾル管４８Ｌに向けて移動すべく、第１内側底板ＬＲを通過する。すると、この第１搬送ガスＧ１の通過と共に、第１微粒子Ｄ１は、第１内側底板ＬＲと第１閉塞栓ＬＱとの間の空間中に巻き上げられて、第１エアロゾルＡＳ１となり、第１搬送ガスＧ１の流量で決まる、所定の単位時間当たりの搬送量の第１微粒子Ｄ１が、第１搬送ガスＧ１によって搬送される。
このようにしてできた第１エアロゾルＡＳ１は、第１エアロゾル管４８Ｌを通じて、成膜室４１の噴射ノズル４２に導かれる。
【００４０】
第２供給系ＳＭについても同様である。即ち、第２ガス管４７Ｍの途中に配置された第２レギュレータ４６Ｍを調節して、第２ガスボンベ４５Ｍから第２搬送ガスＧ２を所定流量流す。この第２搬送ガスＧ２は、第２ガス管４７Ｍを通じて、第２エアロゾル発生器４４Ｍ内に流入する。すると、第１エアロゾル発生器４４Ｌと同様、この第２搬送ガスＧ２により、第２微粒子Ｄ２が第２内側底板ＭＲと第２閉塞栓ＭＱとの間の空間中に巻き上げられて、第２エアロゾルＡＳ２となり、第２搬送ガスＧ２の流量で決まる、所定の単位時間当たりの搬送量の第２微粒子Ｄ２が、第２搬送ガスＧ２によって搬送される。
このようにしてできた第２エアロゾルＡＳ２は、第２エアロゾル管４８Ｍを通じて、成膜室４１の噴射ノズル４２に導かれる。
【００４１】
噴射ノズル４２に導かれた第１エアロゾルＡＳ１及び第２エアロゾルＡＳ２は、噴射ノズル４２の本体部４２Ｊ内部で混合され、混合エアロゾルＡＳとなる。なお、この混合エアロゾルＡＳにおける、第１エアロゾルＡＳ１及び第２エアロゾルＡＳ２の流量及びこれらの比率（流量比）（第１搬送ガスＧ１及び第２搬送ガスＧ２の流量比）は、第１レギュレータ４６Ｌ及び第２レギュレータ４６Ｍにより制御される。従って、第１レギュレータ４６Ｌ及び第２レギュレータ４６Ｍで、第１搬送ガスＧ１及び第２搬送ガスＧ２の流量を一定に保てば、混合エアロゾルＡＳにおける、第１エアロゾルＡＳ１と第２エアロゾルＡＳ２の流量の比率は一定に保たれる。つまり、噴射される第１微粒子Ｄ１と第２微粒子Ｄ２との単位時間当たりの搬送量の比を一定に保つことができる。
【００４２】
この混合エアロゾルＡＳは、テーパ形状の噴射部４２Ｈでさらに加速されて、第１金属板２０に向けて噴射される。このとき、第１金属板２０を保持する金属板保持部４３は、走査方向ＤＳに繰り返し移動して、第１金属板２０に成膜する第１被膜１０の膜厚を、所定の膜厚にする。
かくして、第１金属板２０の第１主面２１に、所定の比率で、第１微粒子Ｄ１を起源とする物質（コバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ2））と、第２微粒子Ｄ２を起源とする物質（複合燐酸塩固体電解質ガラス（Ｌｉ1+XＡｌXＴｉ2-X（ＰＯ4）3））とからなる第１被膜１０が成膜された成膜体１を製造できる。
【００４３】
このように本実施形態の成膜体１の製造方法では、エアロゾル化の特性の異なる第１微粒子Ｄ１と第２微粒子Ｄ２を、別々の第１エアロゾルＡＳ１及び第２エアロゾルＡＳ２として、第１金属板２０の第１主面２１に向けて同時に噴射する。
【００４４】
なお、前述したように、第１微粒子Ｄ１と第２微粒子Ｄ２とは、気中への巻き上げられ易さが互いに異なる。しかし、第１微粒子Ｄ１と第２微粒子Ｄ２とを予め混合しておき、これをエアロゾル化する場合と異なり、本実施形態では、時間が経過しても、噴射させる第１微粒子Ｄ１と第２微粒子Ｄ２との比率（重量比）が偏らない。従って、時間が経過しても、形成した第１被膜１０において、第１微粒子Ｄ１を起源とする物質と第２微粒子Ｄ２を起源とする物質との比率を一定に保ち、所定の組成比を有する第１被膜１０を備えた成膜体１を安定して得ることができる。
【００４５】
また、この成膜体１の製造方法では、第１エアロゾルＡＳ１及び第２エアロゾルＡＳ２を共通の噴射ノズル４２から同時に噴射するので、常に、第１エアロゾルＡＳ１（第１微粒子Ｄ１）及び第２エアロゾルＡＳ２（第２微粒子Ｄ２）が第１金属板２０の第１主面２１の同じ位置に当たる。従って、第１微粒子Ｄ１及び第２微粒子Ｄ２を起源としながら、２つのエアロゾルをそれぞれ別のノズルから同じ第１金属板２０に向けて同時に噴射する場合よりも、均一な組成の第１被膜１０を有する成膜体１を形成できる。
【００４６】
また、本実施形態の成膜体１の製造方法では、第１微粒子Ｄ１の単位時間当たりの搬送量と、第２微粒子Ｄ２の単位時間当たりの搬送量とを、第１レギュレータ４６Ｌ及び第２レギュレータ４６Ｍで各々独立して調整できるので、第１被膜１０における第１微粒子Ｄ１を起源とする物質と第２微粒子Ｄ２を起源とする物質との比率を容易に調整することができる。
【００４７】
なお、本実施形態にかかる成膜体１の製造方法では、成膜装置４０において、第１エアロゾルＡＳ１と第２エアロゾルＡＳ２との供給比率を時間とともに変化させることができる。具体的には、図４に示す、第１レギュレータ４６Ｌを調節して、第１ガスボンベ４５Ｌから送出する第１搬送ガスＧ１の送出流量のみを時間と共に変化させる。あるいは、第２レギュレータ４６Ｍを調節して、第２ガスボンベ４５Ｍから送出する第２搬送ガスＧ２の送出流量のみを変化させる。或いは両者を変化させても良い。このようにすることで、噴射ノズル４２内から噴射される混合エアロゾルＡＳにおける、第１エアロゾルＡＳ１と第１エアロゾルＡＳ２との比率を、時間と共に所望の比率に変化させることができる。
このようにして、第１レギュレータ４６Ｌと第２レギュレータ４６Ｍとを調節することで、混合エアロゾルＡＳに含まれる、第１微粒子Ｄ１と第２微粒子Ｄ２の比率（重量比）を制御することができる。従って、例えば、成膜室４１の金属板保持部４３の移動に合わせて、混合エアロゾルＡＳにおけるその比率を変化させて、場所により組成が変化した被膜（図示しない）を成膜することもできる。
このように、本実施形態にかかる成膜体１の製造方法により、第１被膜１０における第１微粒子Ｄ１を起源とする物質と第２微粒子Ｄ２を起源とする物質との比率を適切に制御することもできる。
【００４８】
（変形形態）
次に、本発明の変形形態にかかる成膜体１０１について、図１〜３，６を参照しつつ説明する。
本変形形態は、その成膜体１０１の第１被膜１１０が、前述したコバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ2）及び複合燐酸塩固体電解質ガラス（Ｌｉ1+XＡｌXＴｉ2-X（ＰＯ4）3）のほか、導電助剤であるアセチレンブラックの３つの物質からなる点で、前述の実施形態と異なり、それ以外は同様である。
そこで、実施形態と異なる点を中心に説明し、同様の部分の説明は省略または簡略化する。なお、同様の部分については同様の作用効果を生じる。また、同内容のものには同番号を付して説明する。
【００４９】
本変形形態にかかる成膜体１０１は、アルミニウムからなる矩形板状の第１金属板２０と、コバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ2）、複合燐酸塩固体電解質ガラス（実施形態と同じＬｉ1+XＡｌXＴｉ2-X（ＰＯ4）3）及びアセチレンブラックが混在した第１被膜１１０とを備える（図１，２参照）。この第１被膜１１０では、その成分であるアセチレンブラックが導電助剤として作用するため、前述した実施形態にかかる成膜体１における第１被膜１０よりも、第１被膜１１０の導電率を向上させることができる。従って、この成膜体１０１を、例えば図３に示すような、固体電解質リチウムイオン二次電池に使用可能な発電要素ＢＦの一部に用いた場合、実施形態にかかる成膜体１を用いるよりも、発電要素ＢＦの抵抗を抑制できる。
【００５０】
次に、本変形形態にかかる成膜体１０１の成膜装置及び製造方法について、図６を参照しつつ説明する。
図６に、エアロゾルデポジション法による成膜装置１４０の概略図を示す。この成膜装置１４０は、実施形態と同様、成膜室４１、第１エアロゾル発生器４４Ｌ、第２エアロゾル発生器４４Ｍ、第１ガスボンベ４５Ｌ、第２ガスボンベ４５Ｍ、第１ガス管４７Ｌ、第２ガス管４７Ｍ、第１エアロゾル管４８Ｌ及び第２エアロゾル管４８Ｍとを有する。そのほかに、第３エアロゾル発生器１４４Ｎ、第３ガスボンベ１４５Ｍ、第３ガス管１４７Ｎ及び第３エアロゾル管１４８Ｎとを有する。
なお、このうちの、第３エアロゾル発生器１４４Ｎ、第３ガスボンベ１４５Ｍ、第３ガス管１４７Ｎ及び第３エアロゾル管１４８Ｎによって発生させた第３エアロゾルＡＳ３を成膜室４１に供給する第３供給系ＳＮが構成されている。
【００５１】
成膜装置１４０の第３ガスボンベ１４５Ｎは、前述した第１ガスボンベ４５Ｌと同様、その内部に高圧のアルゴンガスの第３搬送ガスＧ３が充填されている。この第３ガスボンベ１４５Ｎは、金属製の第３ガス管１４７Ｎを通じて、第３エアロゾル発生器１４４Ｎに向けて第３搬送ガスＧ３を送出する。なお、第３ガス管１４７Ｎの途中に第３レギュレータ４６Ｎが配置されている。この第３レギュレータ１４６Ｎによって、第３搬送ガスＧ３で搬送される第３エアロゾルＡＳ３の流量、従って、搬送される第３微粒子Ｄ３の単位時間当たりの搬送量を調整することができる。
【００５２】
また、第３エアロゾル発生器１４４Ｎは、前述した第１エアロゾル発生器４４Ｌと同様、有底円筒形状の第３容器部ＮＰと、この第３容器部ＮＰの開口を閉塞する第３閉塞栓ＮＱと、第３容器部ＮＰの底（図６中、下方に位置）から所定の距離を離すように上げ底に配置されてなり、板面がメッシュ形状をなす第３内側底板ＮＲとを有する。
このうち、第３閉塞栓ＮＱには、第１閉塞栓ＬＱと同様、上述の第３ガス管１４７Ｎ及び第３エアロゾル管１４８Ｎがそれぞれ貫通している。また、第３内側底板ＮＲは、図６に示すように、第３ガス管１４７Ｎが貫通しており、また、第３閉塞栓ＮＱに面する側に、アセチレンブラックの第３微粒子Ｄ３が保持されている。なお、この第３内側底板ＮＲの板面を形成するメッシュ孔径は、第３微粒子Ｄ３の粒子径よりも小さい。そのため、この第３内側底板ＮＲは、第３微粒子Ｄ３を通過させないが、ガス、即ち、第３搬送ガスＧ３を通過させることができる。
【００５３】
次いで、前述の成膜装置１４０を用いた成膜体１０１の成膜工程について、図６を参照しつつ説明する。
実施形態と同様にして、成膜室４１の金属板保持部４３に第１金属板２０を保持させて、成膜室４１を密閉し、図示しない真空ポンプを用いて室内を１０2Ｐａにまで減圧する。
また、実施形態と同様にして、さらに、第３エアロゾル発生器１４４Ｎ内の第３内側底板ＮＲに第３微粒子Ｄ３を投入する。投入後は、第３閉塞栓ＮＱで第３容器部ＮＰの開口を塞ぐ。
【００５４】
次に、実施形態と同様にして、第１供給系ＳＬは第１エアロゾルＡＳ１を、第２供給系ＳＭは第２エアロゾルＡＳ２を、いずれも所定の送出流量で成膜室４１の噴射ノズル４２に導く。
第３供給系ＳＮについても実施形態の第１供給系ＳＬと同様である。即ち、第３レギュレータ１４６Ｎを調節して、第３ガスボンベ１４５Ｎから第３搬送ガスＧ３を所定流量流す。この第３搬送ガスＧ３は、第３ガス管１４７Ｎを通じて、第３エアロゾル発生器１４４Ｎ内に流入する。すると、その第３搬送ガスＧ３により、第３微粒子Ｄ３が第３内側底板ＮＲと第３閉塞栓ＮＱとの間の空間中に巻き上げられて、第３エアロゾルＡＳ３となり、第３搬送ガスＧ３の流量で決まる、所定の単位時間当たりの搬送量の第３微粒子Ｄ３が、第３搬送ガスＧ３によって搬送される。
このようにしてできた第３エアロゾルＡＳ３は、第３エアロゾル管１４８Ｎを通じて、成膜室４１の噴射ノズル４２に導かれる。
【００５５】
噴射ノズル４２に導かれた第１エアロゾルＡＳ１、第２エアロゾルＡＳ２及び第３エアロゾルＡＳ３は、噴射ノズル４２の本体部４２Ｊ内部で混合され、混合エアロゾルＡＳとなる。なお、この混合エアロゾルＡＳにおける、第１エアロゾルＡＳ１、第２エアロゾルＡＳ２及び第３エアロゾルＡＳ３の流量及びこれらの比率（流量比）は、第１レギュレータ４６Ｌ、第２レギュレータ４６Ｍ及び第３レギュレータ１４６Ｎにより制御される。つまり、第１レギュレータ４６Ｌ、第２レギュレータ４６Ｍ及び第３レギュレータ１４６Ｎにより、第１搬送ガスＧ１、第２搬送ガスＧ２及び第３搬送ガスＧ３を各々一定流量に保てば、混合エアロゾルＡＳにおける、第１エアロゾルＡＳ１、第２エアロゾルＡＳ２及び第３エアロゾルＡＳ３の流量の比率が一定に保たれる。従って、噴射される第１微粒子Ｄ１、第２微粒子Ｄ２及び第３微粒子Ｄ３の単位時間当たりの搬送量の比を一定に保つことができる。
【００５６】
この混合エアロゾルＡＳは、テーパ形状の噴射部４２Ｈでさらに加速されて、第１金属板２０に向けて噴射される。
かくして、第１金属板２０の第１主面２１に、所定の比率で、第１微粒子Ｄ１を起源とする物質（コバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ2））と、第２微粒子Ｄ２を起源とする物質（複合燐酸塩固体電解質ガラス（Ｌｉ1+XＡｌXＴｉ2-X（ＰＯ4）3））と、第３微粒子Ｄ３を起源とする物質（アセチレンブラック）とからなる第１被膜１１０が成膜された成膜体１０１を製造できる。
【００５７】
以上において、本発明を実施形態及び変形形態に即して説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できることは言うまでもない。
例えば、実施形態等では、成膜体を固体電解質リチウムイオン二次電池に使用可能な発電要素ＢＦの一部をなすものとしたが、基体の成膜面にエアロゾルデポジション法で形成された被膜を備える成膜体であれば良く、例えば、圧電体、燃料電池電解質、磁性膜、パターニング回路等の製造に適用することもできる。
【００５８】
また、実施形態等では、比重の異なる第１微粒子と第２微粒子と（変形形態では第３微粒子Ｄ３も）を用いたが、エアロゾル化したときに、気中への巻き上げられ易さ（エアロゾル化の特性）が互いに異なる微粒子を用いる場合に適用すれば良い。例えば、見かけ比重や粒子形状が異なる微粒子を用いても良い。また、第１微粒子及び第２微粒子の材質を、例えば、金属の微粉末、セラミックス（金属酸化物）の微粉末、カーボンや有機物の微粉末などとしても良い。
【００５９】
また、第１搬送ガスＧ１及び第２搬送ガスＧ２にアルゴンガスを用いた例を示したが、成膜面に形成させる被膜の特性や第１微粒子，第２微粒子の組成等に応じて適宜選択すれば良く、例えば、乾燥空気、窒素ガス、ヘリウムガス、酸素ガスなどを用いることもできる。また、第１搬送ガスと第２搬送ガスとを同一種類のガスとしたが、互いに異なる種類のガスを用いることもできる。
さらに、実施形態等では、第１エアロゾルＡＳ１と第２エアロゾルＡＳ２とを共通の噴射ノズル４２内で混合したが、例えば、その共通のノズルよりも上流側で、第１エアロゾルＡＳ１と第２エアロゾルＡＳ２とが混合されるように配管を構成しても良い。
【００６０】
また、実施形態等では、共通の噴射ノズル４２を用いたが、第１エアロゾルＡＳ１と第２エアロゾルＡＳ２とを各々、個別のノズルから噴射させても良い。この場合には、一方のガス流量（エアロゾル流量）が変化しても他方のガス流量にその影響が生じにくいため、第１エアロゾルＡＳ１と第２エアロゾルＡＳ２の流量の比率、従って、第１微粒子Ｄ１と第２微粒子Ｄ２の単位時間当たりの搬送量を制御しやすい利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】実施形態にかかる成膜体の斜視図である。
【図２】実施形態にかかる成膜体の断面図（図１のＡ−Ａ部）である。
【図３】固体電解質リチウムイオン二次電池の説明図である。
【図４】実施形態にかかる成膜体の製造工程の説明図である。
【図５】実施形態にかかる成膜体の製造工程の説明図である。
【図６】変形形態にかかる成膜体の製造工程の説明図である。
【符号の説明】
【００６２】
１，１０１ 成膜体
１０，１１０ 第１被膜
２０ 第１金属板（基体）
２１ 第１主面（成膜面）
４０，１４０ 成膜装置
４２ 噴射ノズル（共通ノズル）
４６Ｌ 第１レギュレータ（第１調整手段）
４６Ｍ 第２レギュレータ（第２調整手段）
ＡＳ 混合エアロゾル
ＡＳ１ 第１エアロゾル
ＡＳ２ 第２エアロゾル
Ｄ１ 第１微粒子
Ｄ２ 第２微粒子
Ｇ１ 第１搬送ガス
Ｇ２ 第２搬送ガス
ＳＬ 第１供給系
ＳＭ 第２供給系
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基体と、エアロゾルデポジション法により、上記基体の成膜面に形成された被膜と、を備える成膜体の製造方法であって、
少なくとも、第１微粒子を第１搬送ガス中に分散させた第１エアロゾルと、第２微粒子を第２搬送ガス中に分散させた第２エアロゾルとを含む複数種のエアロゾルを、上記基体の上記成膜面に向けて同時に噴射して、上記被膜を形成する
成膜体の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の成膜体の製造方法であって、
前記第１微粒子及び前記第２微粒子は、
これらを混合した混合粉末を気中に巻き上げて、搬送ガス中に上記混合粉末が分散された単一のエアロゾルを構成した場合に、
このエアロゾルにおける上記第１微粒子と上記第２微粒子との比率が、上記混合粉末における上記第１微粒子と上記第２微粒子との比率とは異なる値になる特性を有する
成膜体の製造方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の成膜体の製造方法であって、
前記第１エアロゾルと前記第２エアロゾルとを、共通のノズルから前記基体の前記成膜面に向けて同時に噴射する
成膜体の製造方法。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の成膜体の製造方法であって、
前記第１エアロゾルとなって単位時間当たりに搬送される前記第１微粒子の量と、前記第２エアロゾルとなって単位時間当たりに搬送される前記第２微粒子の量と、を独立して調整して、上記第１エアロゾル及び第２エアロゾルを噴射する
成膜体の製造方法。
【請求項５】
基体の成膜面上に、エアロゾルデポジション法により被膜形成する成膜装置であって、
第１微粒子を第１搬送ガス中に分散させた第１エアロゾルを供給する第１供給系と、
第２微粒子を第２搬送ガス中に分散させた第２エアロゾルを供給する第２供給系と、
上記第１供給系から供給された上記第１エアロゾルと上記第２供給系から供給された上記第２エアロゾルとを、上記基体の上記成膜面に向けて同時に噴射する噴射ノズルと、を備える
成膜装置。
【請求項６】
請求項５に記載の成膜装置であって、
前記噴射ノズルは、前記第１エアロゾルと前記第２エアロゾルとを混合した混合エアロゾルを噴射する、共通ノズルである
成膜装置。
【請求項７】
請求項５または請求項６に記載の成膜装置であって、
前記第１供給系は、前記第１エアロゾルとなって単位時間当たりに搬送される前記第１微粒子の量を調整する第１調整手段を有し、
前記第２供給系は、前記第２エアロゾルとなって単位時間当たりに搬送される前記第２微粒子の量を調整する第２調整手段を有する
成膜装置。
【請求項１】
基体と、エアロゾルデポジション法により、上記基体の成膜面に形成された被膜と、を備える成膜体の製造方法であって、
少なくとも、第１微粒子を第１搬送ガス中に分散させた第１エアロゾルと、第２微粒子を第２搬送ガス中に分散させた第２エアロゾルとを含む複数種のエアロゾルを、上記基体の上記成膜面に向けて同時に噴射して、上記被膜を形成する
成膜体の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の成膜体の製造方法であって、
前記第１微粒子及び前記第２微粒子は、
これらを混合した混合粉末を気中に巻き上げて、搬送ガス中に上記混合粉末が分散された単一のエアロゾルを構成した場合に、
このエアロゾルにおける上記第１微粒子と上記第２微粒子との比率が、上記混合粉末における上記第１微粒子と上記第２微粒子との比率とは異なる値になる特性を有する
成膜体の製造方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の成膜体の製造方法であって、
前記第１エアロゾルと前記第２エアロゾルとを、共通のノズルから前記基体の前記成膜面に向けて同時に噴射する
成膜体の製造方法。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の成膜体の製造方法であって、
前記第１エアロゾルとなって単位時間当たりに搬送される前記第１微粒子の量と、前記第２エアロゾルとなって単位時間当たりに搬送される前記第２微粒子の量と、を独立して調整して、上記第１エアロゾル及び第２エアロゾルを噴射する
成膜体の製造方法。
【請求項５】
基体の成膜面上に、エアロゾルデポジション法により被膜形成する成膜装置であって、
第１微粒子を第１搬送ガス中に分散させた第１エアロゾルを供給する第１供給系と、
第２微粒子を第２搬送ガス中に分散させた第２エアロゾルを供給する第２供給系と、
上記第１供給系から供給された上記第１エアロゾルと上記第２供給系から供給された上記第２エアロゾルとを、上記基体の上記成膜面に向けて同時に噴射する噴射ノズルと、を備える
成膜装置。
【請求項６】
請求項５に記載の成膜装置であって、
前記噴射ノズルは、前記第１エアロゾルと前記第２エアロゾルとを混合した混合エアロゾルを噴射する、共通ノズルである
成膜装置。
【請求項７】
請求項５または請求項６に記載の成膜装置であって、
前記第１供給系は、前記第１エアロゾルとなって単位時間当たりに搬送される前記第１微粒子の量を調整する第１調整手段を有し、
前記第２供給系は、前記第２エアロゾルとなって単位時間当たりに搬送される前記第２微粒子の量を調整する第２調整手段を有する
成膜装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００９−２８０８７４（Ｐ２００９−２８０８７４Ａ）
【公開日】平成２１年１２月３日（２００９．１２．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１３５８２７（Ｐ２００８−１３５８２７）
【出願日】平成２０年５月２３日（２００８．５．２３）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１２月３日（２００９．１２．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年５月２３日（２００８．５．２３）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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