JP2006147235A - Ito透明導電膜付きフィルム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ポリエチレンナフタレートを主とするフィルム基板を用い、プラズマガンを用いるイオンプレーティング法で、成膜時のフィルム基板の温度を90℃〜145℃の温度範囲に保ってITO透明導電膜を成膜される、比抵抗が1.1×10―4〜3.0×10―4Ω・cmの範囲にあるITO透明導電膜付きフィルムである。また、膜面の算術平均粗さRa(i)が、フィルム基板表面の算術平均粗さRa(f)に対し、Ra(i)−Ra(f)≦2nmであることを特徴とする。
【選択図】 図1
Description
また、有機高分子では加熱により構造変化して、弾性率、屈折率、拡散係数、誘電率などの機械的特性や電気的特性が変わるという問題が生じる。また、有機高分子基板の形状が変化すると、その上に成膜するITO透明導電膜にクラックが生じたり基板から剥離したりといった不具合が生まれる。
このため、有機高分子のフィルム基板を加熱して、ITO透明導電膜を成膜する場合、低抵抗のITO透明導電膜を得ることは非常に困難であった。
また、プラズマガンを使用するイオンプレーティング法も、比較的低い基板温度でも低い抵抗の膜が得られることが知られているが、形成された膜に圧縮応力が入りやすく、剛性が乏しい有機高分子基板を用いた場合には基板が大きく反るという問題があった。
さらに、PENフィルムに分散させる無機材料としては、粒径が数10〜数100nmのSiO2微粒子、Al2O3微粒子などを用いることができる。無機の微粒子を分散させることで、PENフィルムの易滑処理とすることができる。また、無機材料をPENフィルム中に分散させることにより、PENフィルムの剛性や引っ張り強度、熱膨張係数等の力学的あるいは熱的特性を変えることができる。
フィルム基板2を所定の温度に加熱するには、成膜する前に、フィルム基板2に熱電対などの温度計を取り付けて温度を実測できるようにし、温度計13の指示値とフィルム基板の実測される温度との関係を示す検量線を作成することが望ましい。
本発明のITO透明導電膜付きフィルムは、ガラスほど耐熱性のないPENフィルム上に優れた平滑性と導電性とをあわせ持つITO透明導電膜が形成されたものであり、有機ELディスプレイなどの平滑性を要求されるデバイスに好適に用いることができる。また、波長550nmの光の透過率は80%以上となる、透明性の良いITO透明導電膜付きフィルムである。
なお、実施例および比較例ともに、表面の粗さ曲線を原子間力顕微鏡によって測定し、算術平均粗さを算出した。
ITO蒸発原料18には、(株)高純度化学研究所製のITO粉粒体(Snの含有量は酸化物換算で5wt%)を使用した。これを、カーボン製のルツボ6に充填し、真空チャンバー4の底部に設置した。
また、波長550nmでの光の透過率は81%と高く、透明性は良好であった。このITO透明導電膜1の表面の算術平均粗さRa(i)は5.0nmであり、成膜前のPENフィルムのRa(f)(=3.4nm)に対し、1.6nmの増加であった。なお、表面粗さ曲線は、原子間力顕微鏡を用いて測定した。
基板温度を120℃、放電用アルゴンガス流量を20sccm、酸素ガスを30sccmとし、その他は実施例1と同じ条件でITO蒸発原料18を蒸発させ、同じ時間成膜した。
実施例1で使用した装置、PENフィルムを使用し、基板温度を90℃として、実施例1と同じ条件でITO蒸発原料を蒸発させ、同じ時間成膜した。得られた膜の厚さは119nm、シート抵抗値は19.9Ω/□で、比抵抗は2.4×10−4Ω・cmであった。波長550nmでの光の透過率は80%で透明であった。この膜の表面の算術平均粗さRaは3.7nmであり、成膜前のPENフィルムのRa値(3.4nm)に比べて、0.3nmの増加で、非常に平滑であった。
実施例1で使用した装置、PENフィルムで、基板温度を150℃として、実施例1と同じ条件でITO蒸発原料を蒸発させ、同じ時間成膜した。得られた膜は、目視で確認できるクラックが多数生じており、膜厚や抵抗特性の測定ができず、透明導電膜としては使用できない特性のものであった。
実施例1で使用した装置、PENフィルムで、基板温度を70℃として、実施例1と同じ条件でITO蒸発原料を蒸発させ、同じ時間成膜した。得られた膜のRa値は3.7nmであり、成膜前のPENフィルムのRa値(3.4nm)に比べて0.3nmのみの増加で非常に平滑であったが、膜の比抵抗は3.6×10−4Ω・cmと導電性に乏しく、また、波長550nmでの光の透過率は75%と低く、わずかに褐色を帯びていた。
実施例1で使用した装置、PENフィルムで、放電用アルゴンガス流量を25sccm、酸素ガスを12.5sccmと、アルゴンガスに対する酸素ガスの流量比を0.5として、他の条件は実施例1と同じ条件でITOを成膜した。得られた膜を顕微鏡で観察したところ微細なクラックがわずかに生じており、また、波長550nmでの光の透過率は79%と低く、わずかに褐色を帯びていた。
2 PENを主とするフィルム基板
3 ITO透明導電膜付きフィルム
4 真空チャンバー
5 圧力勾配型プラズマガン
6 ルツボ
7 基板支持ホルダー
8 Ta製のパイプ
9 LaB6製の円盤
10 放電用アルゴンガス
11 プラズマビーム
12 基板加熱用ヒーター
13 温度計
14 酸素ガス導入ノズル
15 酸素ガス
16 真空排気装置
17 真空計
18 ITO蒸発原料
19 集束コイル
20 磁石
21 プラズマ雰囲気
Claims (3)
- フィルム基板にITO透明導電膜が成膜されてなるITO透明導電膜付きフィルムにおいて、フィルム基板はポリエチレンナフタレートを主とするフィルム基板であり、ITO透明導電膜は、プラズマガンを用いるイオンプレーティング法で、成膜時のフィルム基板の温度を90℃〜145℃の温度範囲に保って成膜されたものであり、該ITO透明導電膜の比抵抗が1.1×10―4〜3.0×10―4Ω・cmの範囲にあることを特徴とするITO透明導電膜付きフィルム。
- ITO透明導電膜の算術平均粗さRa(i)が、フィルム基板の算術平均粗さRa(f)に対し、Ra(i)−Ra(f)≦2nmであることを特徴とする請求項1に記載のITO透明導電膜付きフィルム
- ITO透明導電膜を成膜するときの酸素ガスの導入量を、プラズマを発生させるためにプラズマガンに導入するアルゴンガスの導入量に対して、容積比で0.8倍以上4倍以下とすることを特徴とする請求項1あるいは請求項2に記載のITO透明導電膜付きフィルムの作製方法。
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