JPH06251632A - 屈曲性に優れた透明導電性フィルムおよびその製造法 - Google Patents
屈曲性に優れた透明導電性フィルムおよびその製造法Info
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- JPH06251632A JPH06251632A JP5059588A JP5958893A JPH06251632A JP H06251632 A JPH06251632 A JP H06251632A JP 5059588 A JP5059588 A JP 5059588A JP 5958893 A JP5958893 A JP 5958893A JP H06251632 A JPH06251632 A JP H06251632A
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 透明フィルム基板上に、酸素及び水蒸気に対
して実質的に不透過性を有する透明な無機系バリヤー性
薄膜を５〜１００nmの厚みで形成し、更に、該バリヤー
性薄膜の上に透明導電性薄膜を２０〜４００nmの厚みで
形成てなり、透明導電性フィルムを２０φのステンレス
丸棒に５０回数巻き付ける屈曲試験後の透明な無機系バ
リヤー性薄膜の酸素透過度が５cc／m2／day 以下、水蒸
気透過度が５ｇ／m2／day 以下であることを特徴とする
透明導電性フィルムで、バリヤー性薄膜の成膜パワー密
度を１〜４Ｗ／cm2 、プロセス圧力を１×１０-3〜３×
１０-3Torrにコントロールすることにより得られる。 【効果】 良好な導電性、透明性とともに、優れた屈曲
耐久性を有する。ている。
して実質的に不透過性を有する透明な無機系バリヤー性
薄膜を５〜１００nmの厚みで形成し、更に、該バリヤー
性薄膜の上に透明導電性薄膜を２０〜４００nmの厚みで
形成てなり、透明導電性フィルムを２０φのステンレス
丸棒に５０回数巻き付ける屈曲試験後の透明な無機系バ
リヤー性薄膜の酸素透過度が５cc／m2／day 以下、水蒸
気透過度が５ｇ／m2／day 以下であることを特徴とする
透明導電性フィルムで、バリヤー性薄膜の成膜パワー密
度を１〜４Ｗ／cm2 、プロセス圧力を１×１０-3〜３×
１０-3Torrにコントロールすることにより得られる。 【効果】 良好な導電性、透明性とともに、優れた屈曲
耐久性を有する。ている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、透明フィルム基板上に
透明な無機系の酸素及び水蒸気バリヤー性薄膜を形成
し、更に、該バリヤー性薄膜の上に透明導電性薄膜を形
成した、水蒸気バリヤー性、酸素バリヤー性、屈曲耐久
性、導電性および透明性の良好な透明導電性フィルムお
よびその製造法に関する。尚、本発明において、バリヤ
ー性という用語は、酸素（ガス）バリヤー性及び水蒸気
バリヤー性の両方を含むものとして使用される。
透明な無機系の酸素及び水蒸気バリヤー性薄膜を形成
し、更に、該バリヤー性薄膜の上に透明導電性薄膜を形
成した、水蒸気バリヤー性、酸素バリヤー性、屈曲耐久
性、導電性および透明性の良好な透明導電性フィルムお
よびその製造法に関する。尚、本発明において、バリヤ
ー性という用語は、酸素（ガス）バリヤー性及び水蒸気
バリヤー性の両方を含むものとして使用される。
【０００２】
【従来の技術】エレクトロニクス技術の急速な進歩にと
もない透明電極の特性の向上が急務となっている。特に
液晶表示素子、太陽電池用光電変換素子などへの応用が
進んでいる。これらに用いる透明電極は、一般にガラス
基板上に形成される。ガラス基板上に形成されたものの
例として、たとえば酸化錫などを薄膜加工したネサガラ
ス、酸化インジウムと酸化錫の混合物（ＩＴＯ）の薄膜
を形成したＩＴＯガラス、硫化カドミニウムあるいは、
金・銀などの導電性金属薄膜を形成した導電性ガラスな
どが知られている。しかしながら基板として用いるガラ
スには、衝撃に弱い、重い、可撓性がない、大面積化が
しにくい、などの欠点があり、それらの欠点を補う意味
でプラスチックフィルムを基板とする透明導電性フィル
ムも製造されている。プラスチックフィルムは、耐衝撃
性、可撓性、軽量、大面積化のしやすさ、加工性の良さ
などの利点を有しており、プラスチックフィルムを基板
とする透明導電性フィルムは、現在でも液晶表示素子、
タッチパネル、帯電防止フィルム、赤外線反射膜などに
用いられている。
もない透明電極の特性の向上が急務となっている。特に
液晶表示素子、太陽電池用光電変換素子などへの応用が
進んでいる。これらに用いる透明電極は、一般にガラス
基板上に形成される。ガラス基板上に形成されたものの
例として、たとえば酸化錫などを薄膜加工したネサガラ
ス、酸化インジウムと酸化錫の混合物（ＩＴＯ）の薄膜
を形成したＩＴＯガラス、硫化カドミニウムあるいは、
金・銀などの導電性金属薄膜を形成した導電性ガラスな
どが知られている。しかしながら基板として用いるガラ
スには、衝撃に弱い、重い、可撓性がない、大面積化が
しにくい、などの欠点があり、それらの欠点を補う意味
でプラスチックフィルムを基板とする透明導電性フィル
ムも製造されている。プラスチックフィルムは、耐衝撃
性、可撓性、軽量、大面積化のしやすさ、加工性の良さ
などの利点を有しており、プラスチックフィルムを基板
とする透明導電性フィルムは、現在でも液晶表示素子、
タッチパネル、帯電防止フィルム、赤外線反射膜などに
用いられている。
【０００３】現在、透明導電性フィルムに用いられてい
る導電性薄膜は、導電性と透明性の双方に優れ、しかも
パターン加工が容易であるＩＴＯ薄膜が主流であり、こ
の透明導電性薄膜はエレクトロニクス表示デバイス分野
で広く利用されている。前記ＩＴＯ薄膜をプラスチック
フィルム基板上に形成する方法としては、真空蒸着法、
スパッタリング法、イオンプレーティング法などが知ら
れており、これらのうちでは、フィルムへの密着性がよ
い、膜の均一性がよい、膜質のコントロールが容易であ
る、生産性がよい、などの理由から、マグネトロンスパ
ッタリング法が多く利用されている。
る導電性薄膜は、導電性と透明性の双方に優れ、しかも
パターン加工が容易であるＩＴＯ薄膜が主流であり、こ
の透明導電性薄膜はエレクトロニクス表示デバイス分野
で広く利用されている。前記ＩＴＯ薄膜をプラスチック
フィルム基板上に形成する方法としては、真空蒸着法、
スパッタリング法、イオンプレーティング法などが知ら
れており、これらのうちでは、フィルムへの密着性がよ
い、膜の均一性がよい、膜質のコントロールが容易であ
る、生産性がよい、などの理由から、マグネトロンスパ
ッタリング法が多く利用されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、単一のプラス
チックフィルム基材ではガスバリヤー性、水蒸気バリヤ
ー性、耐溶剤性などの諸特性を同時に満足するものは得
られない。そのため、フィルム基材に対し下塗や表面処
理を施し複合化することが多い。複合化に当たっては、
コーティング、スパッタリングなどの公知の方法を用い
れば良いが、従来は溶液コーティングによる複合化が広
く用いられていた。しかし、溶液コーティングによる複
合化では、コーティング材料の制約上、十分なバリヤー
性が得られない。特に液晶表示素子用途の基板として
は、その特性上、高度なガスバリヤー性や表面平滑性が
要求される。そのため、真空薄膜形成により、無機系材
料からなるガスバリヤー薄膜を用いることも知られてい
るが、透明導電層と一体化した場合、透明導電性フィル
ムの屈曲耐久性が充分でなく、取扱い時に欠陥が生じ、
実用に耐えるものは提案されていない。本発明は、透明
プラスチック基板上に酸素及び水蒸気に対して実質的に
不透過性を有する透明な無機系バリヤー層、および透明
導電層からなり、機械的耐久性に優れたバリヤー性を有
する透明導電性フィルムを提供するものである。
チックフィルム基材ではガスバリヤー性、水蒸気バリヤ
ー性、耐溶剤性などの諸特性を同時に満足するものは得
られない。そのため、フィルム基材に対し下塗や表面処
理を施し複合化することが多い。複合化に当たっては、
コーティング、スパッタリングなどの公知の方法を用い
れば良いが、従来は溶液コーティングによる複合化が広
く用いられていた。しかし、溶液コーティングによる複
合化では、コーティング材料の制約上、十分なバリヤー
性が得られない。特に液晶表示素子用途の基板として
は、その特性上、高度なガスバリヤー性や表面平滑性が
要求される。そのため、真空薄膜形成により、無機系材
料からなるガスバリヤー薄膜を用いることも知られてい
るが、透明導電層と一体化した場合、透明導電性フィル
ムの屈曲耐久性が充分でなく、取扱い時に欠陥が生じ、
実用に耐えるものは提案されていない。本発明は、透明
プラスチック基板上に酸素及び水蒸気に対して実質的に
不透過性を有する透明な無機系バリヤー層、および透明
導電層からなり、機械的耐久性に優れたバリヤー性を有
する透明導電性フィルムを提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明者らは前記実状に
鑑み前記目的を達成すべく鋭意検討を重ねた結果、バリ
ヤー層および透明導電層のスパッタリング法による成膜
条件を制御することにより、バリヤー性、導電性、透明
性に優れ、かつ屈曲耐久性が十分な透明導電性フィルム
が得られることを見いだし、本発明に到達した。すなわ
ち本発明の第１は、透明フィルム基板上に、酸素及び水
蒸気に対して実質的に不透過性を有する透明な無機系バ
リヤー性薄膜を５〜１００nmの厚みで形成し、更に、該
バリヤー性薄膜の上に透明導電性薄膜を２０〜４００nm
の厚みで形成てなり、透明導電性フィルムを２０mmφの
ステンレス丸棒に５０回数巻き付ける屈曲試験後の透明
な無機系バリヤー性薄膜の酸素透過度が５cc／m2／day
以下、水蒸気透過度が５ｇ／m2／day 以下であることを
特徴とする透明導電性フィルムを、本発明の第２は、上
記の透明導電性フィルムをマグネトロンスパッタリング
により製造するに際し、透明な無機系バリヤー性薄膜
を、ターゲット上の成膜パワー密度１〜４Ｗ／cm2 及び
成膜プロセス圧力１×１０-3〜３×１０-3Torrの条件下
で成膜することを特徴とする透明導電性フィルムの製造
法をそれぞれ内容とするものである。
鑑み前記目的を達成すべく鋭意検討を重ねた結果、バリ
ヤー層および透明導電層のスパッタリング法による成膜
条件を制御することにより、バリヤー性、導電性、透明
性に優れ、かつ屈曲耐久性が十分な透明導電性フィルム
が得られることを見いだし、本発明に到達した。すなわ
ち本発明の第１は、透明フィルム基板上に、酸素及び水
蒸気に対して実質的に不透過性を有する透明な無機系バ
リヤー性薄膜を５〜１００nmの厚みで形成し、更に、該
バリヤー性薄膜の上に透明導電性薄膜を２０〜４００nm
の厚みで形成てなり、透明導電性フィルムを２０mmφの
ステンレス丸棒に５０回数巻き付ける屈曲試験後の透明
な無機系バリヤー性薄膜の酸素透過度が５cc／m2／day
以下、水蒸気透過度が５ｇ／m2／day 以下であることを
特徴とする透明導電性フィルムを、本発明の第２は、上
記の透明導電性フィルムをマグネトロンスパッタリング
により製造するに際し、透明な無機系バリヤー性薄膜
を、ターゲット上の成膜パワー密度１〜４Ｗ／cm2 及び
成膜プロセス圧力１×１０-3〜３×１０-3Torrの条件下
で成膜することを特徴とする透明導電性フィルムの製造
法をそれぞれ内容とするものである。
【０００６】本発明において、透明フィルム基板として
は、好ましくは厚さ２０〜２００μｍ程度、より好まし
くは７５〜１２５μｍ程度で、光線透過率が好ましくは
８５％以上、より好ましくは９０％以上の表面の平滑性
が良好なプラスチックフィルムが用いられる。基板の厚
さが２０〜２００μｍの範囲内の場合には、光線透過率
が８５％以上で表面の平滑性が良好でフィルム厚みの均
一な透明性フィルムが得られやすい。また基板の光線透
過率が９０％程度以上の場合には、透明導電性フィルム
の透明度も良好となり、かつ薄膜の表面性も良好とな
り、エッチングなどの微細加工性も向上する。
は、好ましくは厚さ２０〜２００μｍ程度、より好まし
くは７５〜１２５μｍ程度で、光線透過率が好ましくは
８５％以上、より好ましくは９０％以上の表面の平滑性
が良好なプラスチックフィルムが用いられる。基板の厚
さが２０〜２００μｍの範囲内の場合には、光線透過率
が８５％以上で表面の平滑性が良好でフィルム厚みの均
一な透明性フィルムが得られやすい。また基板の光線透
過率が９０％程度以上の場合には、透明導電性フィルム
の透明度も良好となり、かつ薄膜の表面性も良好とな
り、エッチングなどの微細加工性も向上する。
【０００７】プラスチックフィルムは、単一の基材から
のフィルムに限定されるものではなく、付着強度の改
善、バリヤー性の向上、耐溶剤性の改善などの目的で、
各種コーティングや表面処理を施した複合フィルムであ
ってもよい。複合化にあたっては、コーティング、スパ
ッタリングなどの公知の方法を用いれば良い。フィルム
を形成する基材のプラスチックとしては、たとえばポリ
アリレート（ＰＡＲ）、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
リカーボネート（ＰＣ）等の芳香属系ポリエステル、ポ
リエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリサルフォン、ポ
リアミド、セルローストリアセテート（ＴＡＣ）などが
挙げられ、これらは単独又は２種以上組み合わせて用い
られるが、これらに限定されるものでなく、透明性プラ
スチック材料が広く利用可能である。前記プラスチック
の中では、透明性・耐熱性に優れたポリアリレート及び
／又はポリカーボネートが好ましく、特に液晶表示素子
の用途に使用するのに好ましい。これら、プラスチック
フィルム基板の形成方法としては、通常のフィルム成型
方法を広く用いることができるが、表面平滑性及び光学
的等方性の点で、溶液キャスティング法が好適である。
のフィルムに限定されるものではなく、付着強度の改
善、バリヤー性の向上、耐溶剤性の改善などの目的で、
各種コーティングや表面処理を施した複合フィルムであ
ってもよい。複合化にあたっては、コーティング、スパ
ッタリングなどの公知の方法を用いれば良い。フィルム
を形成する基材のプラスチックとしては、たとえばポリ
アリレート（ＰＡＲ）、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
リカーボネート（ＰＣ）等の芳香属系ポリエステル、ポ
リエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリサルフォン、ポ
リアミド、セルローストリアセテート（ＴＡＣ）などが
挙げられ、これらは単独又は２種以上組み合わせて用い
られるが、これらに限定されるものでなく、透明性プラ
スチック材料が広く利用可能である。前記プラスチック
の中では、透明性・耐熱性に優れたポリアリレート及び
／又はポリカーボネートが好ましく、特に液晶表示素子
の用途に使用するのに好ましい。これら、プラスチック
フィルム基板の形成方法としては、通常のフィルム成型
方法を広く用いることができるが、表面平滑性及び光学
的等方性の点で、溶液キャスティング法が好適である。
【０００８】本発明における透明な無機系のバリヤー性
薄膜としては、珪素酸化物を主体とする金属酸化物また
は珪素窒化物を主体とする金属窒化物のバリヤー性薄膜
が好ましく、その厚さは５〜１００nm程度、好ましくは
２０〜６０nm程度で、酸素バリヤー性が５cc／m2／day
以下、好ましくは３cc／m2／day 以下、より好ましくは
１cc／m2／day 以下、水蒸気バリヤー性が５ｇ／m2／da
y 以下、好ましくは３ｇ／m2／day 以下、より好ましく
は１ｇ／m2／day 以下のものである。該バリヤー性薄膜
は、透明フィルムの片面あるいは両面に形成される。ま
た、無機系材料からなるため、耐熱性が高く、ポリアリ
レート等の高耐熱性プラスチック基材を用いた場合、従
来の、溶液コーティング法等により得られる有機材料系
バリヤー性薄膜と比較し、透明導電性フィルムは１７０
℃を越す高い耐熱性を有しており、液晶組立工程におい
て要求される耐熱安定性を充分満足することができる。
薄膜としては、珪素酸化物を主体とする金属酸化物また
は珪素窒化物を主体とする金属窒化物のバリヤー性薄膜
が好ましく、その厚さは５〜１００nm程度、好ましくは
２０〜６０nm程度で、酸素バリヤー性が５cc／m2／day
以下、好ましくは３cc／m2／day 以下、より好ましくは
１cc／m2／day 以下、水蒸気バリヤー性が５ｇ／m2／da
y 以下、好ましくは３ｇ／m2／day 以下、より好ましく
は１ｇ／m2／day 以下のものである。該バリヤー性薄膜
は、透明フィルムの片面あるいは両面に形成される。ま
た、無機系材料からなるため、耐熱性が高く、ポリアリ
レート等の高耐熱性プラスチック基材を用いた場合、従
来の、溶液コーティング法等により得られる有機材料系
バリヤー性薄膜と比較し、透明導電性フィルムは１７０
℃を越す高い耐熱性を有しており、液晶組立工程におい
て要求される耐熱安定性を充分満足することができる。
【０００９】前記の珪素酸化物を主体とした金属酸化物
または珪素窒化物を主体とした金属窒化物としては、二
酸化珪素あるいはこれを主成分として含み、一酸化珪
素、酸化アルミニウムなどの金属酸化物の１種以上を含
む化合物、または窒化珪素、あるいはこれを主成分とし
て含み、窒化アルミニウムなどの金属窒化物の１種以上
を含む化合物が好ましく、具体例としては、例えばＳｉ
Ｏx 、ＳｉＡｌＮなどが挙げられる。前記珪素酸化物を
主体とした金属酸化物または珪素窒化物を主体とした金
属窒化物のうちでもＳｉＯx 、特にｘの値が１．３〜
１．８、好ましくは１．５となるものが、透明性、酸素
および水蒸気バリヤー性を維持しつつ、屈曲耐久性を発
現することから好ましい。
または珪素窒化物を主体とした金属窒化物としては、二
酸化珪素あるいはこれを主成分として含み、一酸化珪
素、酸化アルミニウムなどの金属酸化物の１種以上を含
む化合物、または窒化珪素、あるいはこれを主成分とし
て含み、窒化アルミニウムなどの金属窒化物の１種以上
を含む化合物が好ましく、具体例としては、例えばＳｉ
Ｏx 、ＳｉＡｌＮなどが挙げられる。前記珪素酸化物を
主体とした金属酸化物または珪素窒化物を主体とした金
属窒化物のうちでもＳｉＯx 、特にｘの値が１．３〜
１．８、好ましくは１．５となるものが、透明性、酸素
および水蒸気バリヤー性を維持しつつ、屈曲耐久性を発
現することから好ましい。
【００１０】本発明における透明導電性薄膜としては、
インジウム酸化物を主体とする金属酸化物が好ましい。
透明導電性薄膜の厚さは２０〜４００nm程度、好ましく
は５０〜２００nm程度、より好ましくは６０〜１５０nm
程度、光線透過率は好ましくは８０％以上、より好まし
くは８５％以上、シート抵抗は好ましくは１００Ω／□
以下、より好ましくは５０Ω／□以下で膜厚分布の均一
なものが用いられる。透明導電性薄膜の厚さが６０〜１
５０nm程度の範囲内の場合には、シート抵抗および光線
透過率の双方を目的の範囲内にコントロールしやすい。
また、透明導電性薄膜の光線透過率が８５％程度以上の
場合には、透明導電性フィルムの透明性も良好にしう
る。
インジウム酸化物を主体とする金属酸化物が好ましい。
透明導電性薄膜の厚さは２０〜４００nm程度、好ましく
は５０〜２００nm程度、より好ましくは６０〜１５０nm
程度、光線透過率は好ましくは８０％以上、より好まし
くは８５％以上、シート抵抗は好ましくは１００Ω／□
以下、より好ましくは５０Ω／□以下で膜厚分布の均一
なものが用いられる。透明導電性薄膜の厚さが６０〜１
５０nm程度の範囲内の場合には、シート抵抗および光線
透過率の双方を目的の範囲内にコントロールしやすい。
また、透明導電性薄膜の光線透過率が８５％程度以上の
場合には、透明導電性フィルムの透明性も良好にしう
る。
【００１１】前記インジウム酸化物を主体とする金属酸
化物としては、酸化インジウムまたはこれを主成分、具
体的には８０％（重量％、以下同様）以上、さらには９
０〜９５％含み、酸化スズ、酸化カドミウムなどの他の
金属酸化物の１種以上を２０％以下、さらには５〜１０
％含む化合物が好ましく、具体例としては、例えばＩＴ
Ｏ、Ｃｄｌｎ2 Ｏ4 などが挙げられる。前記インジウム
酸化物を主体とした金属酸化物のうちでもＩＴＯ、とく
に金属換算でスズが１０％以下、好ましくは５〜１０％
のものが、高い透明性を維持しつつシート抵抗を下げる
点から好ましい。
化物としては、酸化インジウムまたはこれを主成分、具
体的には８０％（重量％、以下同様）以上、さらには９
０〜９５％含み、酸化スズ、酸化カドミウムなどの他の
金属酸化物の１種以上を２０％以下、さらには５〜１０
％含む化合物が好ましく、具体例としては、例えばＩＴ
Ｏ、Ｃｄｌｎ2 Ｏ4 などが挙げられる。前記インジウム
酸化物を主体とした金属酸化物のうちでもＩＴＯ、とく
に金属換算でスズが１０％以下、好ましくは５〜１０％
のものが、高い透明性を維持しつつシート抵抗を下げる
点から好ましい。
【００１２】つぎに、本発明の透明導電性フィルム製造
法の一例について説明する。本発明の透明導電性フィル
ムは、マグネトロンスパッタリング法によって製造する
のが好ましい。成膜に使用するターゲットとしては、透
明な無機系バリヤー性薄膜の場合は、前述のように珪素
酸化物を主体として酸化アルミニウムなどの他の金属酸
化物または珪素窒化物を主体として窒化アルミニウムの
ような金属窒化物の混合焼結体が用いられる。特に二酸
化珪素と一酸化珪素の複合酸化物焼結体を用いるのが望
ましい。透明導電薄膜用には、酸化インジウムまたはこ
れを主成分として酸化スズなどの他の金属酸化物を含む
複合酸化物焼結体が用いられる。特にＩＴＯの焼結体を
用いるのが望ましい。ＩＴＯの酸化インジウムと酸化ス
ズの比率としては、前述のように、金属換算でスズが１
０％以下のものが望ましい。
法の一例について説明する。本発明の透明導電性フィル
ムは、マグネトロンスパッタリング法によって製造する
のが好ましい。成膜に使用するターゲットとしては、透
明な無機系バリヤー性薄膜の場合は、前述のように珪素
酸化物を主体として酸化アルミニウムなどの他の金属酸
化物または珪素窒化物を主体として窒化アルミニウムの
ような金属窒化物の混合焼結体が用いられる。特に二酸
化珪素と一酸化珪素の複合酸化物焼結体を用いるのが望
ましい。透明導電薄膜用には、酸化インジウムまたはこ
れを主成分として酸化スズなどの他の金属酸化物を含む
複合酸化物焼結体が用いられる。特にＩＴＯの焼結体を
用いるのが望ましい。ＩＴＯの酸化インジウムと酸化ス
ズの比率としては、前述のように、金属換算でスズが１
０％以下のものが望ましい。
【００１３】スパッタリング時のガス組成としては、ア
ルゴンなどの不活性ガスまたはこれを主成分として酸
素、水素などを加えたものが用いられる。総ガス圧とし
ては、バリヤー性薄膜には１×１０-3〜３×１０-3Torr
の範囲で行うのが望ましい。これよりも低い場合は放電
が不安定になるし、これよりも高い場合は十分なガスバ
リヤー性を示さない。透明導電性薄膜には、３×１０-3
〜９×１０-3Torrの範囲が望ましい。これよりも低い場
合は透明導電性薄膜の内部応力が大きくなり透明導電性
薄膜の反りが大きくなり、屈曲に対する耐久性や付着力
が低下し、セル組立工程において剥離・ひび割れを起こ
し易く、一方これよりも高い場合はシート抵抗が極めて
悪化するため実用的でない。ガス比率としては、たとえ
ばＩＴＯ薄膜の場合、酸素分圧を総ガス圧の０．５〜５
％の間でコントロールするのが望ましい。
ルゴンなどの不活性ガスまたはこれを主成分として酸
素、水素などを加えたものが用いられる。総ガス圧とし
ては、バリヤー性薄膜には１×１０-3〜３×１０-3Torr
の範囲で行うのが望ましい。これよりも低い場合は放電
が不安定になるし、これよりも高い場合は十分なガスバ
リヤー性を示さない。透明導電性薄膜には、３×１０-3
〜９×１０-3Torrの範囲が望ましい。これよりも低い場
合は透明導電性薄膜の内部応力が大きくなり透明導電性
薄膜の反りが大きくなり、屈曲に対する耐久性や付着力
が低下し、セル組立工程において剥離・ひび割れを起こ
し易く、一方これよりも高い場合はシート抵抗が極めて
悪化するため実用的でない。ガス比率としては、たとえ
ばＩＴＯ薄膜の場合、酸素分圧を総ガス圧の０．５〜５
％の間でコントロールするのが望ましい。
【００１４】使用する電源は、バリヤー性薄膜の場合は
ターゲットの物性からＲＦが望ましく、透明導電性薄膜
の場合は生産性の観点からＤＣが望ましい。スパッタリ
ングは上記の各条件を勘案しつつ、ターゲットへの投入
電力などをコントロールすることにより行う。バリヤー
性薄膜の場合は、ＲＦ１〜４Ｗ／cm2 程度の電力密度、
最大水平磁束密度を４００ガウス以上で成膜することが
望ましい。この範囲をはずれると、不十分な屈曲耐久性
しか得られず、また、ターゲットの冷却不足によるター
ゲットの破損等が起こる。バリヤー性薄膜の厚みは前記
の如く５〜１００nm、好ましくは２０〜６０nmとする。
透明導電性薄膜の場合はＤＣ０．１〜２Ｗ／cm2 程度で
成膜することが望ましく、さらには１．２Ｗ／cm2 以下
で成膜するのが望ましい。２Ｗ／cm2 を越えると透明導
電性薄膜の内部応力が増大し、付着力が低下し、剥離等
を起こし易く、一方下限は生産性を考慮して決められる
べきである。透明導電性薄膜の厚みは前記の如く２０〜
４００nm、好ましくは５０〜２００nm、より好ましくは
６０〜１５０nmとする。厚いほど電気抵抗は低下し好ま
しいが、折り曲げ時にクラック等を引き起こし易く、透
明導電性フィルムの信頼性を低下させる。
ターゲットの物性からＲＦが望ましく、透明導電性薄膜
の場合は生産性の観点からＤＣが望ましい。スパッタリ
ングは上記の各条件を勘案しつつ、ターゲットへの投入
電力などをコントロールすることにより行う。バリヤー
性薄膜の場合は、ＲＦ１〜４Ｗ／cm2 程度の電力密度、
最大水平磁束密度を４００ガウス以上で成膜することが
望ましい。この範囲をはずれると、不十分な屈曲耐久性
しか得られず、また、ターゲットの冷却不足によるター
ゲットの破損等が起こる。バリヤー性薄膜の厚みは前記
の如く５〜１００nm、好ましくは２０〜６０nmとする。
透明導電性薄膜の場合はＤＣ０．１〜２Ｗ／cm2 程度で
成膜することが望ましく、さらには１．２Ｗ／cm2 以下
で成膜するのが望ましい。２Ｗ／cm2 を越えると透明導
電性薄膜の内部応力が増大し、付着力が低下し、剥離等
を起こし易く、一方下限は生産性を考慮して決められる
べきである。透明導電性薄膜の厚みは前記の如く２０〜
４００nm、好ましくは５０〜２００nm、より好ましくは
６０〜１５０nmとする。厚いほど電気抵抗は低下し好ま
しいが、折り曲げ時にクラック等を引き起こし易く、透
明導電性フィルムの信頼性を低下させる。
【００１５】このように、本発明の透明導電性フィルム
は、バリヤー性薄膜と透明導電性薄膜の成膜条件を総合
的に、特にバリヤー性薄膜の成膜条件をコントロールす
ることにより、透明性、電気電導性、バリヤー性を有
し、かつ、屈曲耐久性に優れた透明導電性フィルムを得
ることができる。また、透明フィルム基板を使用してい
るため、耐衝撃性、軽量、可撓性、大面積化のしやす
さ、加工性の良さなどの特徴を有する。
は、バリヤー性薄膜と透明導電性薄膜の成膜条件を総合
的に、特にバリヤー性薄膜の成膜条件をコントロールす
ることにより、透明性、電気電導性、バリヤー性を有
し、かつ、屈曲耐久性に優れた透明導電性フィルムを得
ることができる。また、透明フィルム基板を使用してい
るため、耐衝撃性、軽量、可撓性、大面積化のしやす
さ、加工性の良さなどの特徴を有する。
【００１６】
【実施例】以下、実施例に基づいて本発明を具体的に説
明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
なお、実施例中の評価は下記の方法により行った。 〔酸素バリヤー性〕透明導電性薄膜をエッチングにより
除去したフィルムを、米国モダンコントロール社製ＯＸ
−ＴＲＡＮ１００を用いて測定し、cc／m2／day の単位
で表示した。 〔水蒸気バリヤー性〕透明導電性薄膜をエッチングによ
り除去したフィルムを、防湿包装材料の透湿度試験方法
（カップ法）ＪＩＳ−Ｚ−０２０８に基づいて測定し
た。 〔シート抵抗〕四探針抵抗率測定法に準じて測定した。 〔光線透過率〕空気をリファレンスとして波長５５０nm
でのフィルム基板を含めた透過率を１００分率で表し
た。 〔屈曲試験〕透明導電性フィルムを２０mmφのステンレ
ス丸棒に５０回数巻き付けた後、特性の変化を測定す
る。
明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
なお、実施例中の評価は下記の方法により行った。 〔酸素バリヤー性〕透明導電性薄膜をエッチングにより
除去したフィルムを、米国モダンコントロール社製ＯＸ
−ＴＲＡＮ１００を用いて測定し、cc／m2／day の単位
で表示した。 〔水蒸気バリヤー性〕透明導電性薄膜をエッチングによ
り除去したフィルムを、防湿包装材料の透湿度試験方法
（カップ法）ＪＩＳ−Ｚ−０２０８に基づいて測定し
た。 〔シート抵抗〕四探針抵抗率測定法に準じて測定した。 〔光線透過率〕空気をリファレンスとして波長５５０nm
でのフィルム基板を含めた透過率を１００分率で表し
た。 〔屈曲試験〕透明導電性フィルムを２０mmφのステンレ
ス丸棒に５０回数巻き付けた後、特性の変化を測定す
る。
【００１７】実施例１ 基板として１２５μｍのポリアリレート透明フィルムを
使用し、直径６インチのターゲットを２台備えたマグネ
トロンスパッタ機（島津製作所株式会社製ＨＳＭ−７２
０型）を用いて順次透明な無機系バリヤー性薄膜、透明
導電性薄膜をフィルム上に形成した。バリヤー性薄膜用
ターゲットとしてＳｉＯ1.5 、透明導電性薄膜用ターゲ
ットとして酸化スズ比１０％のＩＴＯ、スパッタガスと
してバリヤー性薄膜はアルゴンのみで総ガス圧１．０mT
orr 、ガス流量１０sccm、透明導電性薄膜ではアルゴン
に酸素を１％加えたもので総ガス圧７mTorr 、ガス流量
２０sccm、パワー条件としてバリヤー性薄膜はＲＦ４０
０Ｗ（２．３５Ｗ／cm2 ）、最大水平磁束密度５００ガ
ウス、透明導電性薄膜はＤＣ０．６Ａ、２５０Ｖ（０．
８８Ｗ／cm2 ）となるようにして成膜を行った。バリヤ
ー性薄膜は１．５分処理し厚さ３０nm、透明導電性薄膜
は３分処理し厚さ１００nmの透明導電性フィルムを得
た。この透明導電性フィルムは、シート抵抗７４Ω／
□、光線透過率７９％を示し、酸素及び水蒸気バリヤー
性は、それぞれ０．５０cc／m2／day 、０．６０g ／m2
／day であった。また、屈曲試験を行った後に酸素及び
水蒸気に対するバリヤー性を測定したところ、それぞれ
０．６１cc／m2／day 、０．５８ｇ／m2／dayであっ
た。更に、この透明導電性フィルムを１８０℃において
３時間加熱した後、同様にして酸素及び水蒸気のバリヤ
ー性を測定したところ、全く劣化は認められなかった。
使用し、直径６インチのターゲットを２台備えたマグネ
トロンスパッタ機（島津製作所株式会社製ＨＳＭ−７２
０型）を用いて順次透明な無機系バリヤー性薄膜、透明
導電性薄膜をフィルム上に形成した。バリヤー性薄膜用
ターゲットとしてＳｉＯ1.5 、透明導電性薄膜用ターゲ
ットとして酸化スズ比１０％のＩＴＯ、スパッタガスと
してバリヤー性薄膜はアルゴンのみで総ガス圧１．０mT
orr 、ガス流量１０sccm、透明導電性薄膜ではアルゴン
に酸素を１％加えたもので総ガス圧７mTorr 、ガス流量
２０sccm、パワー条件としてバリヤー性薄膜はＲＦ４０
０Ｗ（２．３５Ｗ／cm2 ）、最大水平磁束密度５００ガ
ウス、透明導電性薄膜はＤＣ０．６Ａ、２５０Ｖ（０．
８８Ｗ／cm2 ）となるようにして成膜を行った。バリヤ
ー性薄膜は１．５分処理し厚さ３０nm、透明導電性薄膜
は３分処理し厚さ１００nmの透明導電性フィルムを得
た。この透明導電性フィルムは、シート抵抗７４Ω／
□、光線透過率７９％を示し、酸素及び水蒸気バリヤー
性は、それぞれ０．５０cc／m2／day 、０．６０g ／m2
／day であった。また、屈曲試験を行った後に酸素及び
水蒸気に対するバリヤー性を測定したところ、それぞれ
０．６１cc／m2／day 、０．５８ｇ／m2／dayであっ
た。更に、この透明導電性フィルムを１８０℃において
３時間加熱した後、同様にして酸素及び水蒸気のバリヤ
ー性を測定したところ、全く劣化は認められなかった。
【００１８】比較例１ 基板フィルムとして厚さ１２５μｍのポリアリレート透
明フィルムを使用し、その上にエチレン−酢酸ビニル共
重合体（商品名エバール）を厚さ１０μｍになるように
塗布して有機物のバリヤー層を形成した後、実施例１と
同様の成膜条件にてＩＴＯを成膜し、有機系ガスバリヤ
ー膜付透明導電性フィルムを作成した。この透明導電性
フィルムはシート抵抗５５Ω／□、光線透過率７８％を
示すものの、酸素及び水蒸気のバリヤー性はそれぞれ４
４cc／m2／day 、１６g ／m2／day であった。屈曲試験
後の酸素及び水蒸気バリヤー性はそれぞれ４５cc／m2／
day 、１９ｇ／m2／day を示し、実施例１の無機系のバ
リヤー性薄膜に比べて大きく劣っていた。また、この透
明導電性フィルムを１８０℃にて加熱したところ、１分
程度の極めて短時間で有機バリヤー層が着色・発泡しＩ
ＴＯ層ごと基板から剥離し、後の測定はできなかった。
明フィルムを使用し、その上にエチレン−酢酸ビニル共
重合体（商品名エバール）を厚さ１０μｍになるように
塗布して有機物のバリヤー層を形成した後、実施例１と
同様の成膜条件にてＩＴＯを成膜し、有機系ガスバリヤ
ー膜付透明導電性フィルムを作成した。この透明導電性
フィルムはシート抵抗５５Ω／□、光線透過率７８％を
示すものの、酸素及び水蒸気のバリヤー性はそれぞれ４
４cc／m2／day 、１６g ／m2／day であった。屈曲試験
後の酸素及び水蒸気バリヤー性はそれぞれ４５cc／m2／
day 、１９ｇ／m2／day を示し、実施例１の無機系のバ
リヤー性薄膜に比べて大きく劣っていた。また、この透
明導電性フィルムを１８０℃にて加熱したところ、１分
程度の極めて短時間で有機バリヤー層が着色・発泡しＩ
ＴＯ層ごと基板から剥離し、後の測定はできなかった。
【００１９】実施例２ ２００×７００mm2 のターゲット２台を備えたマグネト
ロンスパッタリング装置（島津製作所株式会社製ＳＬＣ
−１５Ｓ型）を使用して、バリヤー性薄膜付透明導電性
フィルムを作成した。基板として１２５μｍポリアリレ
ート透明フィルム、バリヤー性薄膜用ターゲットとして
ＳｉＯ1.5 、透明導電性薄膜用ターゲットとして酸化ス
ズ比１０％のＩＴＯ、スパッタガスとしてバリヤー性薄
膜はアルゴンのみで総ガス圧１．４mTorr 、ガス流量１
００sccm、透明導電性薄膜ではアルゴンに酸素を１％加
えたもので総ガス圧５mTorr 、ガス流量５０sccm、パワ
ー条件としてバリヤー性薄膜はＲＦ１０００Ｗ（１．１
１Ｗ／cm2 ）、透明導電性薄膜はＤＣ０．５Ａ、３００
Ｖ（０．１７Ｗ／cm2 ）となるようにして成膜を行っ
た。バリヤー性薄膜は７．５分処理し、厚さ４０nm、透
明導電性薄膜は３０分処理し、厚さ１００nmの透明導電
性フィルムを得た。バリヤー性薄膜の成膜パワーを上げ
て成膜することにより、シート抵抗５０Ω／□、光線透
過率８０％、酸素及び水蒸気バリヤー性は、それぞれ
０．４３cc／m2／day 、０．２５g ／m2／day であっ
た。また屈曲試験後の酸素及び水蒸気バリヤー性はそれ
ぞれ０．５２cc／m2／day 、０．３０ｇ／m2／day であ
った。
ロンスパッタリング装置（島津製作所株式会社製ＳＬＣ
−１５Ｓ型）を使用して、バリヤー性薄膜付透明導電性
フィルムを作成した。基板として１２５μｍポリアリレ
ート透明フィルム、バリヤー性薄膜用ターゲットとして
ＳｉＯ1.5 、透明導電性薄膜用ターゲットとして酸化ス
ズ比１０％のＩＴＯ、スパッタガスとしてバリヤー性薄
膜はアルゴンのみで総ガス圧１．４mTorr 、ガス流量１
００sccm、透明導電性薄膜ではアルゴンに酸素を１％加
えたもので総ガス圧５mTorr 、ガス流量５０sccm、パワ
ー条件としてバリヤー性薄膜はＲＦ１０００Ｗ（１．１
１Ｗ／cm2 ）、透明導電性薄膜はＤＣ０．５Ａ、３００
Ｖ（０．１７Ｗ／cm2 ）となるようにして成膜を行っ
た。バリヤー性薄膜は７．５分処理し、厚さ４０nm、透
明導電性薄膜は３０分処理し、厚さ１００nmの透明導電
性フィルムを得た。バリヤー性薄膜の成膜パワーを上げ
て成膜することにより、シート抵抗５０Ω／□、光線透
過率８０％、酸素及び水蒸気バリヤー性は、それぞれ
０．４３cc／m2／day 、０．２５g ／m2／day であっ
た。また屈曲試験後の酸素及び水蒸気バリヤー性はそれ
ぞれ０．５２cc／m2／day 、０．３０ｇ／m2／day であ
った。
【発明の効果】叙上のとおり、本発明の透明導電性フィ
ルムは良好な導電性及び透明性とともに、優れた屈曲耐
久性を有する。
ルムは良好な導電性及び透明性とともに、優れた屈曲耐
久性を有する。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｂ 13/00 ５０３ Ｂ 7244−5Ｇ
Claims (7)
- 【請求項１】 透明フィルム基板上に、酸素及び水蒸気
に対して実質的に不透過性を有する透明な無機系バリヤ
ー性薄膜を５〜１００nmの厚みで形成し、更に、該バリ
ヤー性薄膜の上に透明導電性薄膜を２０〜４００nmの厚
みで形成てなり、透明導電性フィルムを２０mmφのステ
ンレス丸棒に５０回数巻き付ける屈曲試験後の透明な無
機系バリヤー性薄膜の酸素透過度が５cc／m2／day 以
下、水蒸気透過度が５ｇ／m2／day 以下であることを特
徴とする透明導電性フィルム。 - 【請求項２】 透明導電性薄膜がインジウム酸化物を主
体とする金属酸化物である請求項１記載の透明導電性フ
ィルム。 - 【請求項３】 透明な無機系バリヤー性薄膜が、珪素酸
化物を主体とする金属酸化物及び／又は珪素窒化物を主
体とする金属窒化物からなる請求項１記載の透明導電性
フィルム。 - 【請求項４】 透明導電性薄膜のシート抵抗値が１００
Ω／□以下であり、かつ透明フィルム基板及び透明な無
機系バリヤー性薄膜を含めた光線透過率が７５％以上で
ある請求項１〜３記載の透明導電性フィルム。 - 【請求項５】 透明フィルム基板が芳香族系ポリエステ
ルである請求項１〜４記載の透明導電性フィルム。 - 【請求項６】 透明フィルム基板が、芳香族系ポリアリ
レート及び／又はポリカーボネートである請求項１〜４
記載の透明導電性フィルム。 - 【請求項７】 請求項１〜６記載の透明導電性フィルム
をマグネトロンスパッタリングにより製造するに際し、
透明な無機系バリヤー性薄膜を、ターゲット上の成膜パ
ワー密度１〜４Ｗ／cm2 及び成膜プロセス圧力１×１０
-3〜３×１０-3Torrの条件下で成膜することを特徴とす
る透明導電性フィルムの製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05958893A JP3501820B2 (ja) | 1993-02-23 | 1993-02-23 | 屈曲性に優れた透明導電性フィルム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05958893A JP3501820B2 (ja) | 1993-02-23 | 1993-02-23 | 屈曲性に優れた透明導電性フィルム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06251632A true JPH06251632A (ja) | 1994-09-09 |
| JP3501820B2 JP3501820B2 (ja) | 2004-03-02 |
Family
ID=13117547
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05958893A Expired - Fee Related JP3501820B2 (ja) | 1993-02-23 | 1993-02-23 | 屈曲性に優れた透明導電性フィルム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3501820B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001277420A (ja) * | 2000-03-31 | 2001-10-09 | Dainippon Printing Co Ltd | 透明ガスバリアフィルム |
| JP2002237381A (ja) * | 2001-02-09 | 2002-08-23 | Nagase Inteko Kk | 有機エレクトロルミネッセンス素子 |
| JP2003264307A (ja) * | 2002-03-11 | 2003-09-19 | Sharp Corp | 薄膜太陽電池及びその製造方法 |
| US6962756B2 (en) | 2001-11-02 | 2005-11-08 | Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. | Transparent electrically-conductive film and its use |
| WO2007021783A1 (en) * | 2005-08-11 | 2007-02-22 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Porous metallized sheets coated with an inorganic layer having low emissivity and high moisture vapor permeability |
| JP2009220315A (ja) * | 2008-03-14 | 2009-10-01 | Toppan Printing Co Ltd | 透明ガスバリアフィルム |
| US8025929B2 (en) | 2004-11-19 | 2011-09-27 | Helianthos B.V. | Method for preparing flexible mechanically compensated transparent layered material |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105210158B (zh) | 2013-05-23 | 2017-07-11 | 琳得科株式会社 | 导电膜和具有导电膜的电子设备 |
-
1993
- 1993-02-23 JP JP05958893A patent/JP3501820B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001277420A (ja) * | 2000-03-31 | 2001-10-09 | Dainippon Printing Co Ltd | 透明ガスバリアフィルム |
| JP2002237381A (ja) * | 2001-02-09 | 2002-08-23 | Nagase Inteko Kk | 有機エレクトロルミネッセンス素子 |
| US6962756B2 (en) | 2001-11-02 | 2005-11-08 | Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. | Transparent electrically-conductive film and its use |
| JP2003264307A (ja) * | 2002-03-11 | 2003-09-19 | Sharp Corp | 薄膜太陽電池及びその製造方法 |
| US8025929B2 (en) | 2004-11-19 | 2011-09-27 | Helianthos B.V. | Method for preparing flexible mechanically compensated transparent layered material |
| WO2007021783A1 (en) * | 2005-08-11 | 2007-02-22 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Porous metallized sheets coated with an inorganic layer having low emissivity and high moisture vapor permeability |
| US8025985B2 (en) | 2005-08-11 | 2011-09-27 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Porous metallized sheets coated with an inorganic layer having low emissivity and high moisture vapor permeability |
| JP2009220315A (ja) * | 2008-03-14 | 2009-10-01 | Toppan Printing Co Ltd | 透明ガスバリアフィルム |
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