JP2013151718A - 導電性フィルムロールの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】導電性フィルムロールの製造方法は、工程A、工程B、工程Cを含む。工程Aでは、フィルム基材11の第一ロール12を巻き戻しながら、フィルム基材11の一方の面に第一透明導電体層14、第一金属層16を積層して第一積層体17を得る。工程Bでは、第二ロール18を巻き戻しながら第一積層体17を空気中で搬送して、第一金属層16の表面に酸化被膜層19を形成し、第二積層体20を得る。工程Cでは、第三ロール21を巻き戻しながら、フィルム基材11の他方の面に第二透明導電体層23、第二金属層25を積層して第三積層体26を製造し第四ロール27を得る。酸化被膜層19の作用効果により圧着が発生しなくなる。
【選択図】図2
Description
工程Bは工程B1、工程B2を含む。工程B1では第二ロールを巻き戻しながら第一積層体を空気中で搬送して、第一金属層の表面に酸化被膜層を形成する。酸化被膜層は第一金属層の酸化物を含む。そして、フィルム基材、第一透明導電体層、第一金属層および酸化被膜層からなる第二積層体を製造する。工程B2では第二積層体を巻回し第三ロールを製造する。第三ロールは第二積層体が巻回されたものである。
工程Cは工程C1、工程C2、工程C3を含む。工程C1では第三ロールを巻き戻しながら、フィルム基材の他方の面に第二透明導電体層を積層する。工程C2では第二透明導電体層上に第二金属層を積層する。そして、フィルム基材、第一透明導電体層、第一金属層、酸化被膜層、第二透明導電体層および第二金属層からなる第三積層体を製造する。工程C3では第三積層体を巻回し第四ロールを製造する。第四ロールは第三積層体が巻回されたものである。第四ロールが導電性フィルムロールに相当する。
(2)本発明の導電性フィルムロールの製造方法において、工程Bにおける、第一積層体を空気中で搬送する時間は3分〜20分である。
(3)本発明の導電性フィルムロールの製造方法において、第一金属層および第二金属層は銅層である。このとき酸化被膜層は酸化銅(I)を含む。酸化銅(I)は酸化第一銅とも言われ、Cu2Oで表わされる。
(4)本発明の導電性フィルムロールの製造方法において、酸化被膜層中の酸化銅(I)の含有量は、50重量%〜100重量%である。
(5)本発明の導電性フィルムロールの製造方法において、第一透明導電体層を形成する材料は、インジウムスズ酸化物、インジウム亜鉛酸化物あるいは酸化インジウム―酸化亜鉛複合酸化物のいずれかである。第二透明導電体層を形成する材料も同様である。
(6)本発明の導電性フィルムロールの製造方法において、第一透明導電体層、第一金属層、第二透明導電体層および第二金属層はいずれもスパッタ法により製造される。
本発明の導電性フィルムロールの製造方法は、工程A、工程B、工程Cを含む。工程Aを図1に示す。工程Aは工程A1、工程A2、工程A3、工程A4を含む。工程A1では、図1に示すように、フィルム基材11が巻回されてなる第一ロール12を準備する。工程A2では第一ロール12を巻き戻しながら、フィルム基材11の一方の面に、第一ターゲット材13から飛散させた物質により第一透明導電体層14を積層する。次に工程A3では、第一透明導電体層14上に、第二ターゲット材15から飛散させた物質により第一金属層16を積層する。そして、フィルム基材11、第一透明導電体層14および第一金属層16からなる第一積層体17を得る。次に工程A4では、第一積層体17を巻回し第二ロール18を得る。第二ロール18は第一積層体17が巻回されたものである。
工程Aでは、好ましくは、図1に示すスパッタ装置28を用いる。工程Aでは、図1に示すように、フィルム基材11が巻回されてなる第一ロール12を、ガイドロール29を経て巻き戻しながら、フィルム基材11を成膜ロール30に巻き付ける。成膜ロール30に巻き付けられたフィルム基材11に、透明導電体からなる第一ターゲット材13から飛散させた透明導電体を積層して、第一透明導電体層14を得る(工程A2)。引き続き同じチャンバー31内で、金属からなる第二ターゲット材15から飛散させた金属を第一透明導電体層14上に積層して、第一金属層16を得る(工程A3)。得られた、フィルム基材11、第一透明導電体層14および第一金属層16からなる第一積層体17は、ガイドロール32を経て巻回され第二ロール18が得られる(工程A4)。第二ロール18は第一積層体17が巻回されたものである。第一積層体17の模式的断面図を図4(a)に示す。第一積層体17は、フィルム基材11上に第一透明導電体層14および第一金属層16が積層されたものである。
工程Bでは、好ましくは、図2に示す巻き替え装置33を用いる。工程Bでは、図2に示すように、第一積層体17を巻回してなる第二ロール18をガイドロール34を経て巻き戻しながら、空気中で搬送する(工程B1)。第一積層体17を空気中で搬送することにより、第一金属層16の表面に酸化被膜層19が形成される。酸化被膜層19が形成された後の、フィルム基材11、第一透明導電体層14、第一金属層16および酸化被膜層19からなる積層体を第二積層体20という。第二積層体20はガイドロール35を経て巻回され第三ロール21が得られる(工程B2)。第三ロール21は第二積層体20が巻回されたものである。工程Bでは第二ロール18の巻き戻しから第三ロール21の巻き取りまでの搬送中に、空気中の酸素の作用により第一金属層16の表面が自然酸化され、酸化被膜層19が形成される。第二積層体20の模式的断面図を図4(b)に示す。第二積層体20は、フィルム基材11上に第一透明導電体層14、第一金属層16および酸化被膜層19が積層されたものである。
工程Cでは、好ましくは、図3に示すスパッタ装置36を用いる。工程Cでは、図3に示すように、第二積層体20が巻回されてなる第三ロール21を、ガイドロール37を経て巻き戻しながら、第二積層体20を、フィルム基材11を外側にして成膜ロール38に巻き付ける。成膜ロール38に巻き付けられたフィルム基材11に、透明導電体からなる第一ターゲット材22から飛散させた透明導電体を積層して、第二透明導電体層23を得る(工程C1)。引き続き同じチャンバー39内で、金属からなる第二ターゲット材24から飛散させた金属を第二透明導電体層23上に積層して、第二金属層25を得る(工程C2)。得られた、フィルム基材11、第一透明導電体層14、第一金属層16、酸化被膜層19、第二透明導電体層23および第二金属層25からなる第三積層体26は、ガイドロール40を経て巻回され第四ロール27が得られる(工程C3)。第四ロール27は第三積層体26が巻回されたものである。第四ロール27が導電性フィルムロールに相当する。工程C1の、フィルム基材11に第二透明導電体層23を積層するプロセス条件は、前述の工程A2のプロセス条件と同様である。また工程C2の、第二透明導電体層23上に第二金属層25を積層するプロセス条件は、前述の工程A3のプロセス条件と同様である。第三積層体26の模式的断面図を図4(c)に示す。第三積層体26は、フィルム基材11の一方の面に第一透明導電体層14、第一金属層16、酸化被膜層19、他方の面に第二透明導電体層23および第二金属層25が積層されたものである。
図4に示すように、フィルム基材11は、第一透明導電体層14および第二透明導電体層23を直接支持する。フィルム基材11の厚さは、例えば20μm〜200μmである。フィルム基材11の材料は、好ましくはポリエチレンテレフタレート、ポリシクロオレフィンまたはポリカーボネートである。フィルム基材11は表面に、フィルム基材11と第一透明導電体層14の密着性を高めるための易接着層(図示しない)を備えていてもよい。またフィルム基材11は表面に、フィルム基材11と第二透明導電体層23の密着性を高めるための易接着層(図示しない)を備えていてもよい。またフィルム基材11は表面に、フィルム基材11の反射率を調整するための屈折率調整層(index-matching layer;図示しない)を備えていてもよい。またフィルム基材11は表面に、フィルム基材11の表面に傷がつくことを防止するためのハードコート層(図示しない)を備えていてもよい。
図4に示すように、第一透明導電体層14はフィルム基材11の一方の面に形成される。第一透明導電体層14は透明導電体からなる。第二透明導電体層23はフィルム基材11の他の面に形成される。第二透明導電体層23は透明導電体からなる。透明導電体として、可視光領域で透過率が高く、単位面積当たりの表面抵抗値が低い材料が用いられる。可視光領域の透過率は、例えば最高透過率が80%以上である。単位面積当たりの表面抵抗値は、単位がΩ/□(ohms per square)であるが、例えば500Ω/□以下である。
図4に示すように、第一金属層16は、第一透明導電体層14の表面に形成される。第一金属層16の材質は銅が好ましいが、銅には限定されない。第二金属層25は、第二透明導電体層23の表面に形成される。第二金属層25の材質は銅が好ましいが、銅には限定されない。第一金属層16は、導電性フィルムが例えばタッチパネルに用いられる際、第一金属層16および第一透明導電体層14をエッチング加工して、タッチ入力領域の外縁部に配線を形成するために用いられる。第二金属層25の用途も同様である。
図4に示すように、酸化被膜層19は、第一金属層16の表面が空気中で自然酸化されて形成される。酸化被膜層19の厚さが厚くなるに従い、第一金属層16の厚さは薄くなる。第一金属層16が銅からなる場合、工程Bにおいて空気中で搬送する際に銅の表面が自然酸化され、酸化銅(I)が形成される。酸化銅(I)は化学式がCu2Oで表わされる一価の酸化銅である。酸化被膜層19中の酸化銅(I)の含有率は、好ましくは50重量%〜100重量%であり、さらに好ましくは60重量%〜100重量%である。酸化被膜層19中の酸化銅(I)の含有率が50重量%未満であると、圧着防止効果が十分得られないおそれがある。酸化被膜層19は、通常、酸化銅(I)以外に、銅(酸化されていない銅)、酸化銅(II)(酸化第二銅;CuO)、炭酸銅、水酸化銅などを含む。酸化被膜層19の厚さは、好ましくは1nm以上(例えば1nm〜15nm)である。酸化被膜層19の厚さが1nm未満であると、酸化被膜層19が第一金属層16の表面を完全に覆うことができないおそれがある。この場合、圧着防止効果が十分得られないおそれがある。酸化被膜層19の厚さが15nmを超えると、工程Bでの搬送時間が長くなり、生産性が低下するおそれがある。
(工程A)フィルム基材11からなる第一ロール12をスパッタ装置28(図1)内にセットした(工程A1)。フィルム基材11は、厚さ100μm、長さ1000mのポリシクロオレフィンフィルム(日本ゼオン社製「ZEONOR」(登録商標))である。スパッタ装置28のチャンバー31の雰囲気を、圧力0.4Paのアルゴンガス雰囲気にした。第一ターゲット材13として酸化インジウムと酸化スズを含む焼成体ターゲット材を用い、第二ターゲット材15として無酸素銅(Oxygen-free copper)ターゲット材を用いた。第一ロール12を巻き戻しながら、フィルム基材11の一方の面に第一透明導電体層14を積層した(工程A2)。第一透明導電体層14は厚さ20nmのインジウムスズ酸化物層である。引き続き第一透明導電体層14上に第一金属層16を積層した(工程A3)。第一金属層16は厚さ50nmの銅層である。得られた第一積層体17(フィルム基材11、第一透明導電体層14、第一金属層16)を巻き取って第二ロール18とした(工程A4)。
工程B(第二ロールを巻き戻しながら空気中で搬送する工程)を実施しなかったこと以外は、実施例と同様にして導電性フィルムロールを作製した。得られた導電性フィルムロールには圧着が発生しており、導電性フィルムの巻き戻しの際、圧着を破壊する剥離音が生じた。また透明導電体層の表面に圧着に起因する多数の傷が見られた。
[酸化被膜層19の厚さ、酸化銅(I)の含有量]
X線光電子分光(X-ray Photoelectron Spectroscopy)分析装置(PHI社製「QuanteraSXM」)を用いて、酸化被膜層19の厚さおよび酸化銅(I)の含有量を測定した。
[導電性フィルムロールの圧着性]
導電性フィルムロールから導電性フィルムを巻き戻し、導電性フィルムの表面を観察して、圧着の有無を確認した。圧着が発生した場合、巻き戻しの際、圧着を破壊する剥離音が生じ、透明導電体層の表面に、圧着に起因する多数の傷が生じる。
[透明導電体層の厚さ、金属層の厚さ、フィルム基材の厚さ]
透明導電体層の厚さおよび金属層の厚さは、透過型電子顕微鏡(日立製作所製「H−7650」)により、断面観察を行なって測定した。フィルム基材の厚さは、膜厚計(Peacock社製デジタルダイアルゲージDG−205)を用いて測定した。
12 第一ロール
13 第一ターゲット材
14 第一透明導電体層
15 第二ターゲット材
16 第一金属層
17 第一積層体
18 第二ロール
19 酸化被膜層
20 第二積層体
21 第三ロール
22 第一ターゲット材
23 第二透明導電体層
24 第二ターゲット材
25 第二金属層
26 第三積層体
27 第四ロール
28 スパッタ装置
29 ガイドロール
30 成膜ロール
31 チャンバー
32 ガイドロール
33 巻き替え装置
34 ガイドロール
35 ガイドロール
36 スパッタ装置
37 ガイドロール
38 成膜ロール
39 チャンバー
40 ガイドロール
Claims (6)
- フィルム基材が巻回されてなる第一ロールを準備する工程A1と、
次に前記第一ロールを巻き戻しながら、前記フィルム基材の一方の面に第一透明導電体層を積層する工程A2と、
次に前記第一透明導電体層上に第一金属層を積層して第一積層体を製造する工程A3と、
次に前記第一積層体を巻回して第二ロールを製造する工程A4とを含む工程Aと、
前記第二ロールを巻き戻しながら前記第一積層体を空気中で搬送し、前記第一金属層の表面に、前記第一金属層の酸化物を含む酸化被膜層を形成して第二積層体を製造する工程B1と、
次に前記第二積層体を巻回して第三ロールを製造する工程B2とを含む工程Bと、
前記第三ロールを巻き戻しながら、前記フィルム基材の他方の面に第二透明導電体層を積層する工程C1と、
次に前記第二透明導電体層上に第二金属層を積層して第三積層体を製造する工程C2と、
次に前記第三積層体を巻回して第四ロールを製造する工程C3とを含む工程Cとを備えた、導電性フィルムロールの製造方法。 - 前記工程Bにおいて、前記第一積層体を空気中で搬送する時間が3分〜20分である、請求項1に記載された導電性フィルムロールの製造方法。
- 前記第一金属層および前記第二金属層は銅層であり、前記酸化被膜層は酸化銅(I)を含む、請求項1または2に記載された導電性フィルムロールの製造方法。
- 前記酸化被膜層中の前記酸化銅(I)の含有量は、50重量%〜100重量%である、請求項3に記載された導電性フィルムロールの製造方法。
- 前記第一透明導電体層を形成する材料および前記第二透明導電体層を形成する材料は、インジウムスズ酸化物、インジウム亜鉛酸化物あるいは酸化インジウム―酸化亜鉛複合酸化物のいずれかである請求項1〜4のいずれかに記載された導電性フィルムロールの製造方法。
- 前記第一透明導電体層、前記第一金属層、前記第二透明導電体層および前記第二金属層が、いずれもスパッタ法により製造される請求項1〜5のいずれかに記載された導電性フィルムロールの製造方法。
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