JPH11288625A - 導電性フィルムおよびその製造方法 - Google Patents

導電性フィルムおよびその製造方法

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JPH11288625A
JPH11288625A JP10548598A JP10548598A JPH11288625A JP H11288625 A JPH11288625 A JP H11288625A JP 10548598 A JP10548598 A JP 10548598A JP 10548598 A JP10548598 A JP 10548598A JP H11288625 A JPH11288625 A JP H11288625A
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film
gel
sno
ultraviolet light
alkoxide
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Toshimi Fukui
俊巳 福井
Takamitsu Fujii
隆満 藤井
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KANSAI SHINGIJUTSU KENKYUSHO KK
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KANSAI SHINGIJUTSU KENKYUSHO KK
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高価な製造設備を使用しなくても安価に成膜
できるゾル−ゲル法を利用して、耐熱性の低い有機フィ
ルムの表面にIn23−SnO2系薄膜を被着して形成
される導電性フィルムを製造できる方法を提供する。 【解決手段】 インジウムアルコキシドおよび錫アルコ
キシドを含む溶液を加水分解・重合させ、得られたIn
23−SnO2系ゾルを有機フィルムの表面に塗布して
ゲル膜を形成した後、ゲル膜に対し紫外光を照射してゲ
ル膜を結晶化させ、In23−SnO2系薄膜を有機フ
ィルムの表面に形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、有機フィルムの
表面に導電性膜を被着して形成される導電性フィルム、
および、その導電性フィルムを製造するための製造方法
に関する。
【0002】
【従来の技術】基材の表面に導電性膜を形成する方法に
は、物理的気相蒸着法、化学的気相蒸着法およびゾル−
ゲル法がある。このうち、物理的気相蒸着法は、スパッ
タリング法やEB蒸着法などのように、ターゲットを気
化させて基材に成膜させる方法であり、化学的気相蒸着
法は、CVD法、熱分解法などのように、金属有機化合
物を基材近傍で熱分解させて基材に成膜させる方法であ
る。また、ゾル−ゲル法は、金属有機化合物や金属塩、
例えばインジウムアルコキシド(Inアルコキシド)お
よび錫アルコキシド(Snアルコキシド)を含む溶液を
加水分解および重合させてゾルを形成し、そのゾルを基
材の表面に塗布してゲル膜を形成し、そのゲル膜を結晶
化させて、基材の表面に導電性膜を形成する方法であ
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記した物理的気相蒸
着法や化学的気相蒸着法は、成膜のための装置構成が複
雑で、高価な製造設備が必要であり、製造コストが高く
なる、といった問題点がある。さらに、物理的気相蒸着
法では高真空を必要とし、また、化学的気相蒸着法では
基材が高温になるなどといった問題点がある。
【0004】一方、ゾル−ゲル法によると、物理的気相
蒸着法や化学的気相蒸着法に比べて安価に成膜を行うこ
とができる。しかしながら、基材の表面に形成されたゲ
ル膜、例えばIn23−SnO2系ゲル膜を結晶化させ
て基材上の薄膜に導電性を付与するためには、ゲル膜を
500℃前後以上の高温で加熱処理して焼成することが
必要であった。このため、従来のゾル−ゲル法を利用し
た成膜方法によっては、耐熱性の低い基材上に導電性膜
を形成することができず、有機フィルムの表面にIn2
3−SnO2系薄膜を被着した導電性フィルムは、従来
のゾル−ゲル法によっては得られなかった。
【0005】この発明は、以上のような事情に鑑みてな
されたものであり、高価な製造設備を使用しなくても安
価に成膜することができるゾル−ゲル法を利用して得ら
れる導電性フィルムを提供すること、ならびに、ゾル−
ゲル法を利用して、耐熱性の低い有機フィルムの表面に
In23−SnO2系薄膜を被着して形成される導電性
フィルムを製造することができる導電性フィルムの製造
方法を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】請求項1に係る発明は、
有機フィルムの表面に、インジウムアルコキシドおよび
錫アルコキシドを含む溶液の加水分解・重合物を紫外光
の照射により結晶化させて得られるIn23−SnO2
系薄膜を被着して、導電性フィルムを形成したことを特
徴とする。
【0007】請求項2に係る発明は、インジウムアルコ
キシドおよび錫アルコキシドを含む溶液を加水分解・重
合させ、これによって得られたIn23−SnO2系ゾ
ルを有機フィルムの表面に塗布して、有機フィルムの表
面にゲル膜を形成した後、そのゲル膜に対し紫外光を照
射してゲル膜を結晶化させ、In23−SnO2系薄膜
を有機フィルムの表面に形成することにより、導電性フ
ィルムを製造することを特徴とする。
【0008】請求項3に係る発明は、請求項2記載の製
造方法において、ゲル膜に対し紫外光を照射して結晶化
させる際の紫外光照射条件を、予め、ゲル膜に電極を取
り付けて紫外光照射を行いながら少なくともゲル膜の導
電性を測定して、最適条件を見い出すことにより決定す
ることを特徴とする。
【0009】請求項1に係る発明の導電性フィルムは、
その導電性膜がInアルコキシドおよび錫アルコキシド
を含む溶液の加水分解・重合物を結晶化させて得られる
In23−SnO2系薄膜で形成されているので、高価
な製造設備を使用しなくても、簡便に成膜することが可
能である。そして、加水分解・重合物の結晶化は、紫外
光の照射によって行われるので、従来のゾル−ゲル法に
よった場合のように500℃前後以上といった高温での
加熱処理を行う必要が無く、このため、耐熱性の低い有
機フィルム上への導電性In23−SnO2系薄膜の形
成も可能になる。
【0010】請求項2に係る発明の製造方法によると、
InアルコキシドおよびSnアルコキシドを含む溶液を
加水分解・重合させて得られるIn23−SnO2系ゾ
ルを有機フィルムの表面に塗布してゲル膜を形成した
後、ゲル膜に対して紫外光を照射することにより、ゲル
膜が結晶化されてIn23−SnO2系薄膜に導電性が
付与される。したがって、ゲル膜の結晶化のために高温
での加熱処理を行う必要が無いので、耐熱性の低い有機
フィルム上への導電性In23−SnO2系薄膜の形成
が可能になる。
【0011】請求項3に係る発明の製造方法では、ゲル
膜に電極を取り付けてゲル膜に対して紫外光を照射しな
がらゲル膜の導電性を測定することにより、最適条件が
予め見い出されて、ゲル膜を結晶化させる際の紫外光照
射条件が決定されるので、紫外光照射によるゲル膜の結
晶化が良好に行われ、高導電性のIn23−SnO2
薄膜が得られる。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、この発明の好適な実施形態
について説明する。
【0013】この発明に係る導電性フィルムは、有機フ
ィルムの表面に導電性のIn23−SnO2系薄膜を被
着して形成されている。有機フィルム上に形成されるI
23−SnO2系薄膜は、In23−SnO2系ゾルを
有機フィルムの表面に塗布して、有機フィルムの表面に
ゲル膜を形成した後、そのゲル膜に対し紫外光を照射し
てゲル膜を結晶化させることにより得られる。
【0014】In23−SnO2系ゾルは、Inアルコ
キシドおよびSnアルコキシドを出発原料とし、それら
のアルコキシドを含む溶液を加水分解および重合させて
調製される。InアルコキシドおよびSnアルコキシド
としては、特に限定されないが、それぞれアルコキシル
基の炭素数が1〜5であるものが好適に使用される。例
えば、Inアルコキシドとしては、Inメトキシド、I
nエトキシド、Inプロポキシド、Inブトキシドおよ
びInペントキシドが使用される。また、Snアルコキ
シドとしては、Snメトキシド、Snエトキシド、Sn
プロポキシド、SnブトキシドおよびSnペントキシド
が使用される。InアルコキシドおよびSnアルコキシ
ドはそれぞれ、1種類のものを使用するようにしてもよ
いし、2種以上のものを組み合わせて使用するようにし
てもよい。アルコキシドのうちのInアルコキシドとS
nアルコキシドとの含有割合は、得ようとするIn23
−SnO2のうちの酸化インジウム(In23)と酸化
錫(SnO2)との割合に合わせ、Inアルコキシド/
Snアルコキシドの混合モル比を、例えば97/3〜8
0/20の範囲とする。
【0015】アルコキシドを溶解させる溶剤としては、
メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノールな
どのアルコール類、2−メトキシエタノール、2−エト
キシエタノールなどのアルコキシアルコール、酢酸エチ
ルなどの有機酸エステル、アセトニトリル、アセトンや
メチルエチルケトンなどのケトン類、テトラヒドラフラ
ン(THF)やジオキサンなどのシクロエーテル、N,
N−ジメチルホルムアミド(DMF)などの酸アミド、
炭化水素、芳香族などが使用され、特に限定されない
が、DMFが好適に使用される。また、In23−Sn
2系ゾルの調製方法も特に限定されないが、アルコキ
シドを含む溶液の加水分解には、例えばアルコキシドの
0.05モル倍〜2モル倍の水が用いられ、より好まし
くは、0.5モル倍〜1.5モル倍の水が用いられる。
この加水分解には、酸触媒および/または塩基触媒を用
いるようにしてもよく、好ましくは、塩酸などの鉱酸や
酢酸などの有機酸が用いられる。
【0016】アルコキシドを含む溶液の加水分解によっ
てIn23−SnO2系ゾルが調製されると、そのゾル
を有機フィルムの表面に塗布し、それを乾燥させて有機
フィルムの表面にゲル膜を形成する。有機フィルムとし
ては、例えばPET(ポリエチレンテレフタレート)、
ポリイミド、PES(ポリエーテルスルホン)、PEE
K(ポリエーテルエーテルケトン)、PC(ポリカーボ
ネート)、アクリル等の樹脂フィルムが使用される。有
機フィルムの表面にIn23−SnO2系ゾルを塗布す
る方法は、特に限定されず、通常行われるディップコー
ト法、スピンコート法、フローコート法、スプレイコー
ト法などが用いられる。
【0017】有機フィルムの表面にゲル膜が形成される
と、そのゲル膜に対して紫外光を照射する。紫外光の光
源としては、高圧水銀ランプ、低圧水銀ランプ、エキシ
マランプ、ArFエキシマレーザ、KrFエキシマレー
ザ、シンクロトロン放射光などが使用される。また、こ
れらの光源のうちの2つもしくはそれ以上のものを組み
合わせて使用することも可能である。また、紫外光の波
長は、360nm以下であることが好ましい。そして、
ゲル膜に対して紫外光が照射されることにより、ゲル膜
を形成しているIn23−SnO2が結晶化され、薄膜
に導電性が付与されて、有機フィルムの表面に導電性の
In23−SnO2系薄膜が形成される。
【0018】有機フィルムの表面に形成されたゲル膜に
対し紫外光を照射して結晶化させる際のエネルギー密
度、ショット数などの紫外光照射条件は、予め実験によ
り最適条件を見い出して決定しておくようにするとよ
い。このための実験は、例えば次のようにして行われ
る。まず、有機フィルムの表面にIn23−SnO2
ルを塗布した後、それを乾燥させて、有機フィルム上に
In23−SnO2ゲル膜を形成し、その有機フィルム
を、例えば2cm×2cmの大きさに切断した後、図1
に平面図を示すように、スパッタリングなどによりゲル
膜1の表面に一対の白金電極2、3を形成する。そし
て、ゲル膜1に対して紫外光照射を行いながら、ゲル膜
1の導電性(電極2、3間の抵抗値)や光の透過率、表
面温度などを測定し、良好な導電性が得られかつ有機フ
ィルムにダメージが与えられることの無いような最適条
件を見い出すことにより、紫外光照射条件を決定する。
【0019】
【実施例】次に、この発明を具体的に適用した実施例に
ついて説明する。
【0020】〔In23−SnO2系ゾルの調製例〕ト
リ-t-ブトキシインジウムとテトラ-s-ブトキシ錫と
を、その混合モル比が90:10となるようにDMFに
溶解させた後、その溶液に添加したときにIn23およ
びSnO2の固形分濃度が5重量%となるように1N塩
酸−DMF混合液((In+Sn)/H2Oのモル比は
1)を調製し、その塩酸−DMF混合液をアルコキシド
の溶液に添加した。これにより、均質なIn23−Sn
2ゾルを得た。
【0021】〔紫外光照射条件の決定例(1)〕PET
フィルムの表面にIn23−SnO2ゾルをスピンコー
ト法により塗布した後、塗布膜を100℃の温度で乾燥
させて、PETフィルム上にゲル膜を形成し、PETフ
ィルムを2cm×2cmの大きさに切断した後、図1に
示すようにゲル膜1の表面に一対の白金電極2、3を形
成した。そして、ゲル膜1に、ArFエキシマレーザ
(193nm)を20mJ/cm2のエネルギー密度で照
射しながら、電極2、3間の抵抗値を測定した。この結
果、ショット数の増加と共に抵抗値が下がり、8ショッ
トの時に電極2、3間の抵抗値が最も低くなった。さら
にレーザー光の照射を続けると、電極2、3間の抵抗値
は上がり、また、PETフィルム上のIn23−SnO
2薄膜にクラックが発生した。このように、レーザー光
の照射は8ショットが最適であり、レーザー光を照射し
過ぎると、In23−SnO2薄膜の導電性が悪くな
り、また、薄膜にクラックが発生して好ましくないこと
が分かった。このときの測定結果を表1および図2に示
す。
【0022】
【表1】
【0023】〔紫外光照射条件の決定例(2)〕ポリイ
ミドフィルムの表面に、上記した決定例(1)と同様に
In23−SnO2ゾルをスピンコート法により塗布し
た後、塗布膜を100℃の温度で乾燥させて、PETフ
ィルム上にゲル膜を形成し、ポリイミドフィルムを2c
m×2cmの大きさに切断した後、図1に示すようにゲ
ル膜1の表面に一対の白金電極2、3を形成した。そし
て、ゲル膜1に、ArFエキシマレーザ(193nm)
を20mJ/cm2のエネルギー密度で照射しながら、電
極2、3間の抵抗値を測定した。この結果、ショット数
の増加と共に抵抗値が下がり、8ショットの時に電極
2、3間の抵抗値が最も低くなった。さらにレーザー光
の照射を続けると、電極2、3間の抵抗値は上がり、ま
た、ポリイミドフィルム上のIn23−SnO 2薄膜に
クラックが発生した。このように、レーザー光の照射は
8ショットが最適であり、レーザー光を照射し過ぎる
と、In23−SnO2薄膜の導電性が悪くなり、ま
た、薄膜にクラックが発生して好ましくないことが分か
った。このときの測定結果を表2および図3に示す。
【0024】
【表2】
【0025】〔導電性フィルムの製法例〕5種類の有機
フィルムの表面にそれぞれIn23−SnO2ゾルをス
ピンコート法により塗布した後、塗布膜を100℃の温
度で乾燥させて、それぞれの有機フィルム上にゲル膜を
形成した。そして、それぞれの有機フィルム上に形成さ
れたゲル膜に、ArFエキシマレーザ(193nm)を
20mJ/cm2のエネルギー密度で8ショット照射し
た。この結果を表3に示す。
【0026】
【表3】
【0027】表3に示した結果から分かるように、上記
した紫外光照射条件においては、PETフィルムおよび
ポリイミドフィルムのそれぞれの表面にIn23−Sn
2薄膜を被着して形成されたフィルムに良好な導電性
が認められ、PETフィルム上にIn23−SnO2
膜を被着したフィルムの比抵抗値が6.3×10-2Ω・
cmであり、ポリイミドフィルム上にIn23−SnO
2薄膜を被着したフィルムの比抵抗値が6.2×10-2
Ω・cmであった。
【0028】
【発明の効果】請求項1に係る発明によると、高価な製
造設備を使用しなくても安価に製造される導電性フィル
ムを提供することができる。
【0029】請求項2に係る発明の製造方法によると、
高価な製造設備を使用しなくても安価に成膜することが
できるゾル−ゲル法を利用して、耐熱性の低い有機フィ
ルム上に導電性In23−SnO2系薄膜を形成するこ
とができ、導電性フィルムを製造することができる。
【0030】請求項3に係る発明の製造方法では、紫外
光照射によるゲル膜の結晶化が良好に行われ、有機フィ
ルム上に高導電性のIn23−SnO2系薄膜を形成し
て、良好な導電性フィルムを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】有機フィルム上のゲル膜に対し紫外光を照射し
て結晶化させる際の紫外光照射条件を決定する実験につ
いて説明するためのフィルムの平面図である。
【図2】この発明の実施例に係る実験結果を示す図であ
る。
【図3】同じく、この発明の実施例に係る実験結果を示
す図である。
【符号の説明】
1 In23−SnO2ゲル膜 2、3 白金電極

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 有機フィルムの表面に、インジウムアル
    コキシドおよび錫アルコキシドを含む溶液の加水分解・
    重合物を紫外光の照射により結晶化させて得られるIn
    23−SnO2系薄膜を被着して形成されたことを特徴
    とする導電性フィルム。
  2. 【請求項2】 インジウムアルコキシドおよび錫アルコ
    キシドを含む溶液を加水分解・重合させ、これによって
    得られたIn23−SnO2系ゾルを有機フィルムの表
    面に塗布して、有機フィルムの表面にゲル膜を形成した
    後、そのゲル膜に対し紫外光を照射してゲル膜を結晶化
    させ、In23−SnO2系薄膜を有機フィルムの表面
    に形成することを特徴とする導電性フィルムの製造方
    法。
  3. 【請求項3】 ゲル膜に対し紫外光を照射して結晶化さ
    せる際の紫外光照射条件が、予め、ゲル膜に電極を取り
    付けて紫外光照射を行いながら少なくともゲル膜の導電
    性を測定して、最適条件を見い出すことにより決定され
    る請求項2記載の導電性フィルムの製造方法。
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