JP2008019478A - 透明導電膜形成方法及び透明導電膜付フィルム - Google Patents

Abstract

【課題】樹脂フィルム基板上に形成されるＩＴＯ等の透明導電膜の形成方法に関し、抵抗値が低く、且つ表面の平滑性が優れた、生産性が高い透明導電膜付フィルムの形成方法、及び該形成方法で生産された透明導電膜付フィルムを提供する。
【解決手段】圧力勾配型プラズマガンを用いるイオンプレーティング法を用い、連続して搬送される樹脂フィルム基板上に、成膜領域内で前記樹脂フィルム基板の裏面側に接触し樹脂フィルム基板を支持、搬送する支持ロールの温度を１３０℃〜１８０℃の間で任意の一定温度に制御し、透明導電膜を形成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、樹脂フィルム基板上にＩＴＯ（インジウムチンオキシド）等の透明導電膜を形成する透明導電膜形成方法、及び該透明導電膜形成方法により形成された透明導電膜を有する透明導電膜付樹脂フィルムに関する。

透明導電膜は液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、無機及び有機ＥＬディスプレイ等の表示装置等の電極材料や、無機及び有機ＥＬ素子による発光装置等の光学素子の電極材料や、タッチパネル材料、太陽電池用材料等で利用されている。前記表示装置や光学素子はガラス基板が主に利用されているが、近年、フレキシブル化や薄型化のためにフィルム基板に置き換える検討が行われている。

透明導電膜を基板上に形成（成膜）する方法として、現在、真空成膜法が主流で真空蒸着、スパッタリング、イオンプレーティング、プラズマＣＶＤ、熱ＣＶＤ等が知られている。また、前記透明導電膜は、様々な種類、例えばＡｕ、Ａｇ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｌ、Ｃｒ等の金属薄膜やＩｎ₂Ｏ₃、ＣｄＯ、ＣｄＩｎ₂Ｏ₄、Ｃｄ₂ＳｎＯ₂、ＴｉＯ₂、ＳｎＯ₂、ＺｎＯ等の酸化物半導体薄膜が知られているが、ＳｎドープＩｎ₂Ｏ₃のＩＴＯ（インジウムチンオキシド）が一般に用いられている。

ＩＴＯ膜の形成は、スパッタリングが生産方式の主流になっている。一般的にスパッタリングは、基板との距離が近くＡｒ反跳粒子等が基板にもダメージを与え、基板温度の上昇やＩＴＯ膜表面の粗さの劣化を伴う懸念があり、特に樹脂フィルム基板上への成膜には問題を有する。

これに対し、イオンプレーティングによりＩＴＯ膜を形成する方法が用いられてきている。前記イオンプレーティングのなかでも圧力勾配型プラズマガンを用いたイオンプレーティングは、圧力勾配型プラズマガンによる蒸発材料の蒸発とイオン化を同時に行い成膜を行う方法で、基板と蒸発源の距離が比較的離れていることや、蒸発しイオン化した粒子が基板に付着するため基板に与えるダメージも少なく、そのため基板の温度上昇も小さく、平滑性も高い膜の形成が可能であると言われている。

前記透明導電膜を表示素子、例えば有機ＥＬ素子等に用いる場合に要求される特性には、抵抗値が小さいこと、膜表面が平坦であること、可視光透過率が高いこと等があげられる。

前記ＩＴＯ膜は、低温成膜を行うとアモルファス状になり、表面粗さは向上するが抵抗値は高くなる。逆に成膜温度を上げると結晶化が起こり、表面粗さは劣化するが抵抗値は低くなる特性を有する。一般的にＩＴＯの成膜はガラス基板を用いて行われるが、この場合、基板温度の制約が小さいため、成膜温度を上げてＩＴＯを結晶化することにより、抵抗値の低い成膜を行うことが可能となる。しかしながら、結晶成長することで表面粗さが劣化する。特に有機ＥＬ素子では発光素子の厚みが２００ｎｍ程度と薄く、ＩＴＯの透明導電膜の表面粗さが粗いと、その突起がリークやショートの原因となることが知られている。このため透明導電膜には、平滑性が求められている。

また、有機ＥＬ素子は電流駆動のため、例えば、面発光の照明として用いるような場合、特に給電点近くと離れた位置では透明導電膜の抵抗値の影響で輝度の斑が生ずると言った不具合が発生する。そのため前記抵抗値は小さいことが求められる。

前述のようにＩＴＯ膜は、透明導電膜として主にガラス基板上に形成されている。これに対し、ガラス基板に代えて樹脂フィルム基板上に抵抗値の低いＩＴＯ膜を高い成膜レートで成膜できれば、基板の軽量化、耐衝撃性の向上等の点で有意義であるが、樹脂フィルム基板の耐熱温度以下で高性能のＩＴＯ膜を成膜することはこれまで困難であった。

これは、成膜の際に、その成膜エネルギーにより樹脂フィルム基板の温度上昇があるため、経時的に温度が上昇し、樹脂フィルム基板の変形を生ずるという弊害を有するためである。前記樹脂フィルム基板の温度上昇を抑えるためには、樹脂フィルム基板の移動速度を高くする必要があるが、このため成膜されるＩＴＯ膜の膜厚は薄くなり、所望の膜厚を得ることが困難になる。また、ＩＴＯ膜の膜厚を大きくするには、非常に速くＩＴＯを蒸発させる必要があるが、安定的な成膜が困難である。

前述の樹脂フィルム基板の温度上昇に対して、被成膜基板であるプラスチック基板（樹脂フィルム基板）の搬送域に、冷却板を前記プラスチック基板から１ｍｍ以上離れるように設置して前記プラスチック基板を冷却することでその温度を１５０℃以下とし、前記プラスチック基板にＩＴＯ膜を高い成膜レートで成膜できるようにした成膜装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００２−６０９２９号公報

前述の樹脂フィルム基板の温度上昇に対して、引用文献１では、樹脂フィルム基板を常に１５０℃以下に維持できる冷却手段を備えたことにより樹脂フィルム基板の移動速度を低くでき、合わせて蒸着作用を高めることが可能になる。

しかしながら、引用文献１では蒸着物質の堆積による温度上昇に対し、基板と冷却板との距離があるため、冷却の伝熱性や応答性に懸念があることや、冷却温度が単一なため、基板を所望の温度に保ちたい場合の制御性がとれないといった問題がある。このため、単にある特定温度以下に保ちたいといった使い方としては有効であるが、ある一定温度に維持したいといった場合に懸念がある。また、前記冷却手段は、フィルムの変形防止として１５０℃以下に抑える単なる冷却手段であるため、透明導電膜の適切な結晶性を得るための温度コントロールが難しく、低抵抗の透明導電膜ができないといった欠点を有している。

本発明は、上記状況に鑑みなされたもので、樹脂フィルム基板上に形成されるＩＴＯ等の透明導電膜の形成方法に関し、抵抗値が低く、且つ表面の平滑性が優れた、生産性が高い透明導電膜付フィルムの形成方法、及び該形成方法で生産された透明導電膜付フィルムを提供することを目的とする。

上記目的は、下記の方法及び構成により達成される。
１．連続して搬送される樹脂フィルム基板上に、圧力勾配型プラズマガンを用いるイオンプレーティング法で透明導電膜を形成する透明導電膜形成方法において、
所定の成膜領域内で樹脂フィルム基板の裏面側に接触し、前記樹脂フィルム基板を支持、搬送する支持ロールを有する樹脂フィルム基板搬送工程を備え、
前記支持ロールの温度を１３０℃〜１８０℃の間で任意の一定温度に制御することにより前記樹脂フィルム基板の温度を制御し、透明導電膜を形成することを特徴とする透明導電膜形成方法。
２．前記支持ロールを複数有し、各支持ロールの温度を各々任意の温度に制御して透明導電膜を形成することを特徴とする１に記載の透明導電膜形成方法。
３．前記支持ロールの各温度は、成膜開始点から成膜終了点にかけて低下する、温度勾配を有することを特徴とする２に記載の透明導電膜形成方法。
４．前記支持ロールを複数有し、前記成膜領域内で前記樹脂フィルム基板の搬送方向に間欠的に成膜を行うことを特徴とする１乃至３の何れか１項に記載の透明導電膜形成方法。
５．前記支持ロールは、支持ロール内に液体を流入する流入口と流出する流出口を有し、液体を前記支持ロール内に循環させロールの温度制御を行うことを特徴とする１乃至４の何れか１項に記載の透明導電膜形成方法。
６．前記透明導電膜はＩＴＯ膜であることを特徴とする１乃至５の何れか１項に記載の透明導電膜形成方法。
７．１乃至６の何れか１項に記載の透明導電膜形成方法を用いて、
ガラス転移点温度（Ｔｇ）が１００℃以上で、且つ表面の粗さは、ＪＩＳ Ｂ ０６０１規格の中心線平均粗さＲａが０．８ｎｍ以下である樹脂フィルム基板の表面上か、またはガラス転移点温度（Ｔｇ）が１００℃以上の樹脂フィルム基板上に形成された、表面粗さがＪＩＳ Ｂ ０６０１規格の中心線平均粗さＲａが０．８ｎｍ以下の機能層上に、透明導電膜が形成されることを特徴とする透明導電膜付フィルム。
８．前記樹脂フィルム基板は、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリエーテルサルホン、ポリカーボネートの何れかであることを特徴とする７に記載の透明導電膜付フィルム。

上記方法によれば、樹脂フィルム基板温度制御手段である、樹脂フィルム基板を搬送、支持する支持ロールを前記樹脂フィルム基板に接触させることにより、樹脂フィルム基板温度制御の応答性を高くすることができ、また、蒸着物質の堆積速度や搬送速度によって、一定温度を保つように、支持ロールの温度を制御する事が可能である為、適切な支持ロールの温度設定をする事により、樹脂フィルムの変形が起こらない所望の温度を維持した形での成膜を行うことができる。これにより、透明導電膜の結晶性や表面粗さをコントロールする事が可能である。また、最適な基板温度を維持しながら成膜できることにより、樹脂フィルム基板を用いても、変形がなく、低抵抗で表面粗さも改善された透明導電膜の形成が可能となる。

更に、裏面接触により放熱性も良くなる為、蒸着エネルギーを高めても温度上昇が小さく成膜できることが可能になる為、早いレートでの成膜ができるので、量産性も高い生産が可能となる。

上記方法によれば、前記支持ロールを複数有し、前記支持ロールは各々任意の温度に制御可能な構成とすることで、成膜途中でのＩＴＯの結晶性を変えることが可能となり、抵抗値、表面粗さを変化させることが可能となる。

上記方法によれば、複数の前記支持ロールの各温度を成膜開始から終了地点にかけ低下して行く温度勾配として成膜する事で、成膜初期設定温度から、成膜エネルギーにより経時で上昇する樹脂フィルム基板表面の温度上昇を抑える事が可能となる。

上記方法によれば、複数の前記支持ロールの間に成膜を行わない部分を設けることにより、放熱区間を設ける事で基板温度の上昇を抑えることができる。更に、成膜を行わない部分をロールで支持し該ロールを冷却する事で、更に経時での温度上昇が抑えられ一定温度での成膜が可能となる。

以下、図を参照して本発明の実施の形態を説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。

図１は、本発明に係る透明導電膜形成方法を行う透明導電膜形成装置の一例を示す模式図である。透明導電膜は、前述のように様々な種類、例えばＩＴＯ，ＳｎＯ₂、ＺｎＯ等が知られているが、低抵抗で透明度も高いＳｎドープＩｎ₂Ｏ₃のＩＴＯがより好ましい。本実施の形態では透明導電膜としてＩＴＯ膜が用いられる。

透明導電膜形成装置Ａは、真空槽２とその側壁に取り付けられた圧力勾配型プラズマガン５、真空槽２の下部に配設されたるつぼ４、るつぼ４へペレット状の蒸発材料４Ａを供給する蒸発材料供給手段（不図示）、るつぼ４の上部に配設された樹脂フィルム基板搬送部（樹脂フィルム基板搬送工程）３Ａ及び支持ロールＡ１１とるつぼ４の間に配設されたシャッター６を有する。

樹脂フィルム基板搬送部３Ａは真空槽内に配設され、送り出しロール１０Ａ、ガイドロールＡ２１、及び巻き取りロール１０Ｂで構成される。ロール状に巻かれた樹脂フィルム基板１０は、送り出しロール１０Ａに装着され送り出し手段（不図示）により送り出される。樹脂フィルム基板１０は、ガイドロールＡ２１を経由して支持ロールＡ１１で接触して支持、搬送されながら成膜される。

前記成膜に際し、成膜領域はシャッター６の開口度合により、所定の成膜領域の間、即ち樹脂フィルム基板１０の搬送方向で、樹脂フィルム基板１０と支持ロールＡ１１とが最初に接触する接触点から樹脂フィルム基板１０と支持ロールＡ１１とが最後に離脱する離脱点の間で調節される。成膜領域の調節は、シャッター６を用いず、別途、樹脂フィルム基板搬送部３Ａ及び支持ロールＡ１１とるつぼ４の間に調節部材（不図示）を設けても良い。

その後、ガイドロールＡ２１を経由して巻き取り手段（不図示）により巻き取りロール１０Ｂに巻き取られる。

本実施の形態は、最小限の搬送機構の構成を示すものであり、適宜、テンションローラ、エキスパンダーロール等の補助機構を付与することが可能である。

支持ロールＡ１１は、温度制御が可能に構成されている。前記温度制御には、電気ヒーターによる加熱、誘導加熱、液体加熱等一般的に知られている方法を用いることができるが、加熱及び放熱性に優れた液体を循環方式にする温度制御が好ましい。本実施の形態では液体循環式による温度制御を用いている。

前述のように、低温での成膜、即ち支持ロールＡ１１の温度が低い状態での成膜の場合はアモルファス状になり、表面粗さは向上するが抵抗値は高くなる。一方、成膜温度高い、即ち支持ロールＡ１１の温度が高い状態での成膜の場合は抵抗値は低くなるがＩＴＯ膜の結晶化が進むため、表面粗さは劣化する。そのため、前記抵抗値と前記表面粗さを両立させるため、支持ロールＡ１１の温度は１３０℃〜１８０℃の間の何れかに設定される。

上記のように支持ロールＡ１１の温度を１３０℃〜１８０℃の間の何れかに設定して成膜する際に、樹脂フィルム基板１０のガラス転移点温度（Ｔｇ）が１００℃未満の場合には前記温度の下限温度、１３０℃でも樹脂フィルム基板１０の変形の恐れがあるため、前記ガラス転移点温度（Ｔｇ）は１００℃以上であることが好ましい。より好ましくは、ガラス転移点温度（Ｔｇ）は１５０℃以上である。

更に、樹脂フィルム基板１０の表面上にＩＴＯ膜を成膜する際に、樹脂フィルム基板１０の表面の粗さは、ＪＩＳ Ｂ ０６０１規格の中心線平均粗さＲａ０．８ｎｍ以下であることが好ましい。Ｒａ０．８ｎｍを超えると、成膜した際に樹脂フィルム基板１０の凸部を核として成膜成長が起こるため、樹脂フィルム基板１０の表面粗さ以上の劣化を生じやすくなる。

また、樹脂フィルム基板１０上に形成された機能層上にＩＴＯ膜を成膜する場合は、前記機能層の表面の粗さは、ＪＩＳ Ｂ ０６０１規格の中心線平均粗さＲａ０．８ｎｍ以下であることが好ましい。Ｒａ０．８ｎｍを超えると、成膜した際に前記機能層の凸部を核として成膜成長が起こるため、前記機能層の表面粗さ以上の劣化を生じやすくなる。

なお、有機ＥＬ素子として使用する場合の透明導電膜の表面粗さは、Ｒａ１ｎｍ以下が好ましい。

樹脂フィルム基板１０の材料としては、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）等のポリエステル系フィルムやポリカーボネート（ＰＣ）、ポリアリレート（ＰＡＲ）、ポリエーテルサルホン（ＰＥＳ）、脂環族ポリオレフィン等の非晶性ポリマー系フィルム（ＡＰＯ）、またはエポキシのような熱硬化フィルムが挙げられるが、耐熱性の観点より、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエーテルサルホン（ＰＥＳ）がより好ましい。

ディスプレイ材料においては湿度や酸素を嫌うものも多く、樹脂フィルムの表面には防湿層等の機能層があることが好ましい。バリア性を付与する為、無機物、有機物の被膜またはその両者のハイブリッド被膜が形成されている必要がある。水蒸気透過度が０．０１ｇ／ｍ²・ｄａｙ・ａｔｍ以下のバリア性フィルムであることが好ましく、特に有機ＥＬ用途では、酸素透過度１０^-3ｍｌ／ｍ²・ｄａｙ・ａｔｍ以下、水蒸気透過度１０^-5ｇ／ｍ²・ｄａｙ・ａｔｍ以下の高バリア性フィルムであることが好ましい。

該バリア膜を形成する材料としては、水分や酸素など素子の劣化をもたらすものの浸入を抑制する機能を有する材料であればよく、例えば、酸化珪素、二酸化珪素、窒化珪素などを用いることができる。更に該膜の脆弱性を改良するためにこれら無機層と有機材料からなる層の積層構造を持たせ複合膜がより好ましい。無機層と有機層の積層順については特に制限はないが、両者を交互に複数回積層させることが好ましい。該防湿膜の形成方法については、特に限定はなく、例えば真空蒸着法、スパッタリング法、反応性スパッタリング法、分子線エピタキシー法、クラスタ−イオンビーム法、イオンプレーティング法、プラズマ重合法、大気圧プラズマ重合法、プラズマＣＶＤ法、レーザーＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法、コーティング法などを用いることができる。

図２は、液体循環式による支持ロールＡ１１の温度制御の一例を示す図である。液体は、恒温槽１１５から循環パイプ１１３を経由して、支持ロールＡ１１に設けられた入口ポート１１１から支持ロールＡ１１内に流入して内部を循環し、支持ロールＡ１１に設けられた出口ポート１１２から流出して循環パイプ１１３を経由して恒温槽１１５に戻る。恒温槽１１５は液体を加熱、冷却する温調手段を有し、支持ロールＡ１１の温度を検出する温度センサー１２１の温度情報及び温度設定手段により設定された支持ロールＡ１１の設定温度情報を基に温度制御手段１２２により温調される。本実施の形態では、液体として鉱物系やシリコーン系等のオイルを用いている。また、温度センサー１２１は、一般的に知られている接触式あるいは非接触式の温度センサーを用いることができる。支持ロールＡ１１の温度の検出は、出口ポート１１２から流出した液温の温度を検出することでも可能である。

前記支持ロールＡ１１は駆動手段（不図示）と接続され、任意の設定された搬送速度で駆動、搬送される。

真空槽２の側壁に取り付けられた圧力勾配型プラズマガン５は、陰極５１１により一端が閉塞された絶縁管５１２を備えている。この絶縁管５１２内では、Ｔａ管５１４、ＬａＢ₆板５１５を内蔵したＭｏ円筒５１３が陰極５１１に固定されている。Ｔａ管５１４よりＡｒガスを導入することで圧力勾配型プラズマガン５内部の圧力を真空槽２内の蒸着室より高くし、圧力勾配を持たせることで酸素ガス等の反応ガスからの劣化を抑えられる構造となっている。プラズマビーム５Ａは、プラズマビーム５Ａを収束するための環状永久磁石を内蔵した第１中間電極５１６と収束コイルを内蔵した第２電極５１７及びステアリングコイル５１７の制御されるつぼ４へ照射される。

プラズマビーム５Ａによる加熱で蒸発した材料や導入ガスは、このプラズマ内でイオン化され樹脂フィルム基板１０に成膜される。

成膜は、るつぼ４にペレット状の蒸発材料４Ａを充填して行われる。連続搬送する樹脂フィルム基板１０に成膜する際には蒸発材料供給手段（不図示）により蒸発量に見合う量の蒸発材料４Ａがるつぼ４に供給される。

真空槽２は、ターボ分子ポンプ等の真空ポンプ（不図示）と接続されており、高真空が保たれる。真空槽２の内部の圧力は、電離真空計、ピラニ真空計等のセンサー（不図示）でモニターされ、成膜時の圧力は真空槽２の側面のポートからの導入ガスによりコントロールされる。

図３は、本発明に係る透明導電膜形成方法を行う透明導電膜形成装置の別の形態を示す模式図である。透明導電膜形成装置Ｂは、樹脂フィルム基板搬送部３Ｂ以外は、図１に示した透明導電膜形成装置Ａと同じ構成である。以下、異なる部分のみ説明する。

樹脂フィルム基板搬送部３Ｂは真空槽２内に配設され、送り出しロール１０Ａ、ガイドロールＡ２１、複数のロールで構成される支持ロールＢ１２及び巻き取りロール１０Ｂで構成される。ロール状に巻かれた樹脂フィルム基板１０は、送り出しロール１０Ａに装着され送り出し手段（不図示）により送り出される。樹脂フィルム基板１０は、ガイドロールＡ２１を経由して支持ロールＢ１２で略円弧状に支持、搬送されながら成膜される。支持ロールＢ１２は本実施の形態では図３に示すように、５本のロールで構成されている。その後、ガイドロールＡ２１を経由して巻き取り手段（不図示）により巻き取りロール１０Ｂに巻き取られる。

図３では、支持ロールＢ１２を構成する５本の各ロールを、樹脂フィルム基板１０の搬送方向上流側より支持ロールＢａ、Ｂｂ、Ｂｃ、Ｂｄ、Ｂｅと称する。

前記各ロールは温度制御が可能に構成されていて、前述の図２に示した方法により各々任意の温度に調整可能である。これにより、成膜途中でのＩＴＯの結晶性を変えることが可能となり、抵抗値、表面粗さを変化させることが可能となる。また、各ロールの温度は、成膜開始点から成膜終了点にかけて低下する温度勾配を有する、即ちＢａ＞Ｂｂ＞Ｂｃ＞Ｂｄ＞Ｂｅであることが好ましい。これにより、成膜初期設定温度から、成膜エネルギーにより経時で上昇する樹脂フィルム基板表面の温度上昇を抑える事が可能となる。

前記支持ロールＢ１２の各ロールは駆動手段（不図示）と接続され、任意の設定された搬送速度で同期して駆動、搬送される。

図４は、本発明に係る透明導電膜形成方法を行う透明導電膜形成装置の別の形態を示す模式図である。透明導電膜形成装置Ｃは、樹脂フィルム基板搬送部３Ｃ以外は、図１に示した透明導電膜形成装置Ａと同じ構成である。以下、異なる部分のみ説明する。

樹脂フィルム基板搬送部３Ｃは真空槽２内に配設され、送り出しロール１０Ａ、ガイドロールＡ２１、ガイドロールＢ２２、複数のロールで構成される支持ロールＣ１３及び巻き取りロール１０Ｂで構成される。

支持ロールＣ１３は、間隔をおいて平面状に配設された複数のロールで構成される。本実施の形態では、図４に示すように３本で構成されている。支持ロールＣ１３の各ロール間の下部には遮蔽板７が配設され、また上部にはガイドロールＢ２２が配設されている。

ロール状に巻かれた樹脂フィルム基板１０は、送り出しロール１０Ａに装着され送り出し手段（不図示）により送り出される。樹脂フィルム基板１０は、ガイドロールＡ２１を経由して支持ロールＣ１３の一番目のロールＣ−１で支持搬送された後、上部の一番目のガイドロールＢ２２で反転して二番目のロールＣ−２で支持搬送され、上部の二番目のガイドロールＢ２２で反転して三番目のロールＣ−３で支持搬送され、ガイドロールＡ２１を経由して巻き取りロール１０Ｂに巻き取られる。

成膜は、支持ロールＣ１３の各ロールで支持搬送中に行われ、遮蔽板７の上部の反転部分では行われない。このように、成膜領域内で樹脂フィルム基板１０の搬送方向に間欠的に成膜が行われる。

支持ロールＣ１３の各ロールは温度制御が可能に構成されていて、前述の図２に示した方法により各々任意の温度に調整可能である。これにより、前記各ロールを一定の温度に維持でき、前記各ロールの間に成膜を行わない部分を設けることにより、放熱区間を設けることで膜初期設定温度から、成膜エネルギーにより経時で上昇する樹脂フィルム基板表面の温度上昇を抑える事が可能となる。

更に、成膜を行わない部分をガイドロールＢ２２で支持し、該ガイドロールＢ２２を冷却する事で、更に経時での温度上昇が抑えられ一定温度での成膜が可能となる。

また、支持ロールＣ１３の各ロールは、同一の温度としてもよいし、異なる温度としても良い。

前記支持ロールＣ１３の各ロール及びは駆動手段（不図示）と接続され、任意の設定された搬送速度で同期して駆動、搬送される。
＜実施例１＞
図１に示す装置を用いて透明導電膜としてＩＴＯを樹脂フィルム基板に形成した。
（１）成膜（蒸発）材料：Ｉｎ₂Ｏ₃にＳｎＯ₂を５質量％ドープしたＩＴＯペレット材料を使用。
（２）樹脂フィルム基板：防湿層としてＳｉＮ_Xからなる機能層を少なくとも有している幅３００ｍｍ、厚さ２００μｍのＰＥＳ（ポリエーテルサルホン）を用いた。表面粗さはＲａ０．３５ｎｍ、測定は原子間力顕微鏡ナノピクス２１００（エスアイアイ・ナノテクノロジー社製）で実施。
（３）真空槽内に装着した樹脂フィルム基板のロールは、フィルムに含有する水分、ガスの除去を行うため、真空槽の圧力が１．５×１０^-4Ｐａになるまで減圧を行った。
（４）圧力勾配型プラズマガンに１５ｓｃｃｍ（ｓｃｃｍ：ｓｔａｎｄａｒｄ ｍｌ／ｍｉｎ（１×１０^-6ｍ³／ｍｉｎ））のＡｒガスを流し、Ｏ₂ガスを２０ｓｃｃｍ流し、更に真空槽内圧力を０．１５ＰａになるようにＡｒガスを１０〜２０ｓｃｃｍ流した。
（５）圧力勾配型プラズマガンの出力を４ｋｗになるまで段々に電力を加え、プラズマビームを発生させペレット材料に照射し材料を蒸発させた。
（６）放電が安定した後、樹脂フィルム基板を搬送させ、搬送速度１．９６ｍ／ｍｉｎに安定したところでシャッターを開け成膜を開始した。この時の成膜レートは、２．５ｎｍ／ｓｅｃで、ＩＴＯの膜厚は１２０ｎｍ。

上記の成膜条件において、支持ロールの温度を１２０℃〜１９０℃の間で５水準の温度条件で成膜を実施した。
成膜表面粗さは、原子間力顕微鏡ナノピクス２１００（エスアイアイ・ナノテクノロジー社製）で測定、比抵抗は、抵抗率測定器ロレスタＧＰ（三菱化学社製）で測定した。

判定は、比抵抗２．０×１０^-4Ωｃｍ以下及び成膜表面粗さＲａ１ｎｍ以下を「○」とした。また、前記範囲外でも実用上問題がないものは「△」とし、それ以外を「×」とした。

表１に結果を示す。

表１の結果に示すように、ＩＴＯ膜は、設定温度（支持ロール温度）が低い状態での成膜の場合はアモルファス状になり、表面粗さは向上するが比抵抗は高くなる。一方、設定温度が高い状態での成膜の場合は比抵抗は低くなるがＩＴＯ膜の結晶化が進むため、表面粗さは劣化する。前記比抵抗と前記表面粗さを両立させるためには、設定温度は１３０℃〜１８０℃の間が好ましい。
＜実施例２＞
図３に示す装置を用いて透明導電膜としてＩＴＯを樹脂フィルム基板に形成した。

図３において、支持ロールを構成する５本のロールの温度を、樹脂フィルム基板の搬送方向上流側より一番目のロールを１８０℃、二番目のロールを１５０℃、三番目のロールを１２０℃、四番目のロールを１００℃、五番目のロールを８０℃と設定を変化させて成膜を行った。これ以外は、実施例１に記載に準ずる。

成膜結果：比抵抗１．５×１０^-4Ωｃｍ、成膜表面粗さＲａ０．５５ｎｍ
上記結果に示すように、温度一定時（１８０℃）に比較して、各ロールの温度に成膜開始点から成膜終了点にかけて低下する温度勾配を設けたことにより、成膜時の温度上昇低下による微細結晶の維持と樹脂フィルム基板へのダメージの低減ができ、比抵抗は代わらないレベルであるが、成膜表面粗さの低減が更に図ることができた。
＜実施例３＞
図４に示す装置を用いて透明導電膜としてＩＴＯを樹脂フィルム基板に形成した。

図４に示すように、支持ロールは３本のロールで構成され、各ロールの温度は１８０℃に設定し、各ロール間の上部の各ガイドロールは水冷冷却とし、温度は２０℃に設定して成膜を行った。これ以外は、実施例１に記載に準ずる。

成膜結果：比抵抗１．５×１０^-4Ωｃｍ、成膜表面粗さＲａ０．４ｎｍ
上記結果に示すように、温度一定時（１８０℃）に比較して、各ロールの間に成膜を行わない部分を設けガイドロールを冷却することにより、放熱区間を設けたことで、成膜時の温度上昇低下による微細結晶の維持と樹脂フィルム基板へのダメージの低減ができ、比抵抗は代わらないレベルであるが、成膜表面粗さの低減が更に図ることができた。
＜実施例４＞
図１に示す装置を用いて、支持ロール温度を１３０℃とし、表２に示すように樹脂フィルム基板の表面粗さを変化させて、透明導電膜としてＩＴＯを樹脂フィルム基板に形成した。これ以外は、実施例１の記載に準ずる。表２に結果を示す。

表２の結果に示すように、樹脂フィルム基板の表面の粗さがＲａ０．８ｎｍを超えると成膜表面粗さの劣化が発生しやすくなるため、Ｒａ０．８ｎｍ以下であることが好ましい。
＜実施例５＞
図１に示す装置を用いて、支持ロール温度を１３０℃、樹脂フィルム基板の表面粗さはＲａ０．３５ｎｍとし、ガラス転移点温度（Ｔｇ）を変化させ、透明導電膜としてＩＴＯを樹脂フィルム基板に形成した。ガラス転移点温度（Ｔｇ）の変化は材料を変更することにより行った。
・ガラス転移点温度（Ｔｇ）８０℃：ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）使用。
・ガラス転移点温度（Ｔｇ）１１０℃：ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）延伸配向使用。
・ガラス転移点温度（Ｔｇ）１５５℃：ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）延伸配向使用。
これ以外は、実施例１の記載に準ずる。表３に結果を示す。

表３の結果に示すように、樹脂フィルム基板のガラス転移点温度（Ｔｇ）が１００℃未満の場合には本発明の支持ロールの設定温度の温度の下限温度、１３０℃でも樹脂フィルム基板の変形が生じ成膜表面粗さは著しく劣化した。前記ガラス転移点温度（Ｔｇ）は１００℃以上であることが好ましい。

本発明に係る透明導電膜形成方法を行う透明導電膜形成装置の一例を示す模式図である。 液体循環式による支持ロールの温度制御の一例を示す図である。 本発明に係る透明導電膜形成方法を行う透明導電膜形成装置の別の形態を示す模式図である。 本発明に係る透明導電膜形成方法を行う透明導電膜形成装置の別の形態を示す模式図である。

符号の説明

Ａ、Ｂ、Ｃ 透明導電膜形成装置
３Ａ、３Ｂ、３Ｃ 樹脂フィルム基板搬送部
１０ 樹脂フィルム基板
１０Ａ 送り出しロール
１０Ｂ 巻き取りロール
１１ 支持ロールＡ
１２ 支持ロールＢ
１３ 支持ロールＣ
２ 真空槽
２１ ガイドロールＡ
２２ ガイドロールＢ
４ るつぼ
４Ａ 蒸発材料
５ 圧力勾配型プラズマガン
５Ａ プラズマビーム
６ シャッター
７ 遮蔽板

Claims (8)

1. 連続して搬送される樹脂フィルム基板上に、圧力勾配型プラズマガンを用いるイオンプレーティング法で透明導電膜を形成する透明導電膜形成方法において、
   所定の成膜領域内で樹脂フィルム基板の裏面側に接触し、前記樹脂フィルム基板を支持、搬送する支持ロールを有する樹脂フィルム基板搬送工程を備え、
   前記支持ロールの温度を１３０℃〜１８０℃の間で任意の一定温度に制御することにより前記樹脂フィルム基板の温度を制御し、透明導電膜を形成することを特徴とする透明導電膜形成方法。
2. 前記支持ロールを複数有し、各支持ロールの温度を各々任意の温度に制御して透明導電膜を形成することを特徴とする請求項１に記載の透明導電膜形成方法。
3. 前記支持ロールの各温度は、成膜開始点から成膜終了点にかけて低下する、温度勾配を有することを特徴とする請求項２に記載の透明導電膜形成方法。
4. 前記支持ロールを複数有し、前記成膜領域内で前記樹脂フィルム基板の搬送方向に間欠的に成膜を行うことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の透明導電膜形成方法。
5. 前記支持ロールは、支持ロール内に液体を流入する流入口と流出する流出口を有し、液体を前記支持ロール内に循環させロールの温度制御を行うことを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の透明導電膜形成方法。
6. 前記透明導電膜はＩＴＯ膜であることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の透明導電膜形成方法。
7. 請求項１乃至６の何れか１項に記載の透明導電膜形成方法を用いて、
   ガラス転移点温度（Ｔｇ）が１００℃以上で、且つ表面の粗さは、ＪＩＳ Ｂ ０６０１規格の中心線平均粗さＲａが０．８ｎｍ以下である樹脂フィルム基板の表面上か、またはガラス転移点温度（Ｔｇ）が１００℃以上の樹脂フィルム基板上に形成された、表面粗さがＪＩＳ Ｂ ０６０１規格の中心線平均粗さＲａが０．８ｎｍ以下の機能層上に、透明導電膜が形成されることを特徴とする透明導電膜付フィルム。
8. 前記樹脂フィルム基板は、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリエーテルサルホン、ポリカーボネートの何れかであることを特徴とする請求項７に記載の透明導電膜付フィルム。

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