JP2013161282A - 導電性フィルムロールの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】隣接するフィルム同士が圧着されずに高品質を維持することができる導電性フィルムロールの製造方法を提供する。
【解決手段】本発明の製造方法は、フィルム基材の初期ロールを巻き戻しながら、フィルム基材の一方の側に、第１透明導電体層と第１銅層とをスパッタ法により順次積層し、得られた第１積層体をロール状に巻き取って第１ロールとする第１工程と、該第１ロールを大気中で３０時間以上保管して、第１銅層の表面に、酸化銅（Ｉ）を含有する酸化皮膜層を形成する第２工程と、第１ロールを巻き戻しながら、フィルム基材の他方の側に、第２透明導電体層と第２銅層とをスパッタ法により順次積層し、得られた第２積層体をロール状に巻き取って第２ロールとする第３工程を含む。
【選択図】図１

Description

本発明は、指やスタイラスペン等の接触によって情報を入力することが可能な入力表示装置等に適用される導電性フィルムの製造方法に関する。

従来、フィルム基材の両面に形成された透明導電体層と、各透明導電体層の表面に形成された金属層とを備えた導電性フィルムが知られている（特許文献１）。このような導電性フィルムを、例えばタッチセンサに用いる際に、金属層を加工して、タッチ入力領域の外縁部に引き回し配線を形成することにより、狭額縁化を実現することが可能となっている。

特開２０１１−０６０１４６号公報

しかしながら、上記従来の導電性フィルムでは、該フィルムをロール状に巻き回した場合に、隣接するフィルム同士が圧着してしまうという問題がある。そして、圧着したフィルム同士を剥がすと、フィルム内の透明導電体層に傷が発生する場合があり、品質低下を招く虞がある。

本発明の目的は、隣接するフィルム同士が圧着されずに高品質を維持することができる導電性フィルムロールの製造方法を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明に係る導電性フィルムロールの製造方法は、フィルム基材の一方の側に、第１透明導電体層と第１銅層とをスパッタ法により順次積層し、得られた第１積層体をロール状に巻き取って第１ロールとする第１工程と、前記第１ロールを大気中で３０時間以上保管して、前記第１銅層の表面に、酸化銅（Ｉ）を含有する酸化皮膜層を形成する第２工程と、前記第１ロールを巻き戻しながら、前記フィルム基材の他方の側に、第２透明導電体層と第２銅層とをスパッタ法により順次積層し、得られた第２積層体をロール状に巻き取って第２ロールとする第３工程とを含むことを特徴とする。

好ましくは、前記第２工程において、前記第１ロールを大気中で３６時間〜１８０時間保管する。

また好ましくは、前記第２工程において、厚み１ｎｍ〜１５ｎｍの酸化皮膜層が形成される。

前記酸化皮膜層は、酸化銅（Ｉ）を５０重量％以上含有するのが好ましく、また、銅、酸化銅（Ｉ）、酸化銅（II）、炭酸銅及び水酸化銅を含む組成物からなることが好ましい。

本発明によれば、上記第１積層体をロール状に巻き取った第１ロールを大気中で３０時間以上保管して、上記第１銅層の表面に、酸化銅（Ｉ）を含有する酸化皮膜層を形成するので、第２ロールにおいて隣接するフィルム同士が圧着されず、高品質を維持することができる。

本発明の実施形態に係る導電性フィルムロールの製造方法を示すフローチャートである。 図１の製造方法が適用されるスパッタ装置を概略的に示す図である。 図２のスパッタ装置により製造される導電性フィルムロールの一例を示す斜視図である。

以下、本発明の実施形態を図面を参照しながら詳細に説明する。

本発明に係る製造方法は、フィルム基材の初期ロールを巻き戻しながら、フィルム基材の一方の側に、第１透明導電体層と、第１銅層とを低圧気体中でスパッタ法により順次積層し、得られた第１積層体をロール状に巻き取って第１ロールとする第１工程と、該第１ロールを大気中で３０時間以上保管して、第１銅層の表面に、酸化銅（Ｉ）を含有する酸化皮膜層を形成する第２工程と、第１ロールを巻き戻しながら、フィルム基材の他方の側に、第２透明導電体層と、第２銅層とを低圧気体中でスパッタ法により順次積層し、得られた第２積層体をロール状に巻き取って第２ロールとする第３工程を含む。

上記スパッタ法は、通常、低圧気体中で実施される。この低圧気体中とは、標準大気圧（１０１３２５Ｐａ）の１／１０以下の気圧環境をいい、好ましくは、１×１０^−５Ｐａ〜１Ｐａである。

本発明の製造方法によれば、第１銅層の表面に、酸化銅(Ｉ)を含有する酸化皮膜層を形成すること（第２工程）によって、第２積層体をロール状に巻き取って第２ロールとする（第３工程）際に、導電性フィルムの間に合紙（slip sheet）を挿入しなくても、圧着しないという優れた効果を奏する。

これは、隣接する第１銅層と第２銅層との間に、自由電子を持たない酸化銅（Ｉ）を含有する酸化皮膜層が介在することによって、上記第１銅層と上記第２銅層とが金属結合するのを防止することができるからと推測される。

尚、本発明の製造方法は、上記第１工程〜第３工程を含むものであれば、本発明の効果を奏する範囲で、各工程の間又は上記第３工程の後に他の工程を含んでいてもよい。

次に、本実施形態に係る製造方法の各工程を、図１のフローチャートを用いて説明する。

（１）第１工程
先ず、本発明に用いられる第１工程は、フィルム基材の初期ロールを巻き戻しながら、フィルム基材の一方の側に、第１透明導電体層と第１銅層とを例えば１×１０^−５Ｐａ〜１Ｐａの低圧気体中でスパッタ法により順次積層し、得られた第１積層体をロール状に巻き取って第１ロールとする工程である（ステップＳ１１）。このような工程によれば、第１透明導電体層と第１銅層とを順次積層することによって、各層の密着性を向上させ、さらに層間に混入する異物を減少させることができる。

上記第１工程は、好ましくは、図２のスパッタ装置で実施される。なお、図２のスパッタ装置は例示であり、本発明の製造方法が適用されるスパッタ装置は図２のものに限られない。

図２において、スパッタ装置１は、低圧環境（例えば、１×１０^−５Ｐａ〜１Ｐａ）を作るためのチャンバ（chamber）１０と、長尺状のフィルム基材を巻回した初期ロール２０を保持する保持部１１と、初期ロール２０から後述する成膜ロールに搬送されるフィルム基材をガイドするガイドロール１２と、ガイドロール１２の搬送方向下流側に配置され、温度制御可能な成膜ロール１３と、該成膜ロールに対向するように配置され、不図示の直流電源に電気的に接続されたターゲット材（第１ターゲット材）１４と、ターゲット材１４の搬送方向下流側に配置され、不図示の直流電源に電気的に接続されたターゲット材（第２ターゲット材）１５と、成膜ロール１３の下流側に配置されたガイドロール１６と、第１透明導電体層と第１銅層とが成膜されたフィルム基材を巻き回してロール（第１ロール）２１とし、該ロールを保持する保持部１７とを有している。

このスパッタ装置１は、ターゲット材１４とターゲット材１５を用いて互いに異なる条件でスパッタリングを実行できるように、チャンバ１０内に２つの処理室１８，１９が設けられている。

上記スパッタ法は、例えば、スパッタ装置１において、低圧気体中で、成膜ロールと各ターゲット材との間に電圧(例えば、−４００Ｖ〜−１００Ｖ）を印加することにより発生させたプラズマ中の陽イオンを、負電極であるターゲット材に衝突させ、上記ターゲット材の表面から飛散した物質をフィルム基材に付着させる方法である。

上記フィルム基材の一方の側に、第１透明導電体層と第１銅層とを連続的に積層することは、例えば、上記スパッタ装置において、ターゲット材１４として酸化インジウムと酸化スズとを含む焼成体ターゲットを用い、ターゲット材１５として無酸素銅（Oxygen-free copper）ターゲットを用いて可能となる。

（２）第２工程
本発明に用いられる第２工程は、上記第１積層体を巻回した第１ロールを大気中（例えば、８８０００Ｐａ〜１０５０００Ｐａ、１０〜５０℃）で３０時間以上保管して、第１銅層の表面に、酸化銅（Ｉ）を含有する酸化皮膜層を形成する工程である（ステップＳ１２）。

このような工程によれば、保管時に第１ロールの側方から侵入する酸素分子の作用により、第１銅層の表面が徐々に酸化され、酸化皮膜層が形成されると推測される。圧着しない導電性フィルムロールを得るために必要な酸化皮膜層の厚みは、好ましくは１ｎｍ以上（例えば、１ｎｍ〜１５ｎｍ）である。

上記酸化銅（Ｉ）は、化学式：Ｃｕ_２Ｏで表される１価の酸化銅である。上記酸化皮膜層の酸化銅（Ｉ）の含有量は、好ましくは５０重量％以上であり、さらに好ましくは６０重量％以上である。上記酸化皮膜層は、通常、酸化銅（Ｉ）に加えて、銅（酸化されていない銅）、酸化銅（II）、炭酸銅、水酸化銅等を含んだ組成物から構成される。

上記第１ロールを保管する時間は、圧着しない導電性フィルムロールを得るために、３０時間以上必要であり、好ましくは３６時間〜１８０時間である。上記保管時間は、第１工程の終了から第３工程の開始までの時間を表し、例えば、第１工程においてスパッタ装置を大気開放してから、第３工程においてスパッタ装置の減圧を開始するまでの時間である。

上記第１ロールの保管方法は、特に制限はなく、静置しておいてもよいし、保管施設の都合や、次の第３工程へ効率よく移行するために、適宜、移動させていてもよい。

（３）第３工程
本発明に用いられる第３工程は、第１ロールを巻き戻しながら、フィルム基材の他方の側に、第２透明導電体層と第２銅層とを例えば１×１０^−５Ｐａ〜１Ｐａの低圧気体中でスパッタ法により順次積層し、得られた第２積層体をロール状に巻き取って第２ロールとする工程である（ステップＳ１３）。本第３工程を実行する際には、例えば、図１のスパッタ装置において、第１ロールを保持部１１にセットし、フィルム基材の他方の側に、第２透明導電体層と第２銅層とを連続的に積層し、得られた積層体を保持部１７で巻き取って第２ロールとする。

このような工程により得られる第２ロール（すなわち、導電性フィルムロール）では、酸化銅（Ｉ）を含有する酸化皮膜層が第１銅層と第２銅層との間に介在することにより、合紙などを挿入しなくても圧着しないという優れた効果を奏する。

上記フィルム基材に、第２透明導電体層と第２銅層とを順次積層する方法は、好ましくは、第１工程で用いたものと同様のスパッタ装置、条件が採用される。

（４）導電性フィルムロール
本発明の製造方法により得られる導電性フィルムロール（conductive film roll）は、長尺状の導電性フィルムを巻き回すことで構成されている。

図３は、図２のスパッタ装置により製造される導電性フィルムロールの一例を示す斜視図である。

図３において、導電性フィルム３１は、フィルム基材３２と、該フィルム基材の一方の側に形成された透明導電体層（第１透明導電体層）３３と、透明導電体層３３のフィルム基材３２とは反対側に形成された銅層（第１銅層）３４と、フィルム基材３２の他方の側に形成された透明導電体層（第２透明導電体層）３５と、透明導電体層３５のフィルム基材３２とは反対側に形成された銅層（第２銅層）３６と、銅層３４の透明導電体層３３とは反対側に形成された、酸化銅（Ｉ）を含有する酸化皮膜層３７とを有する。この導電性フィルム３１を巻き回して構成される導電性フィルムロール３０では、酸化皮膜層３７が銅層３４と銅層３６の間に介在することとなる。

フィルム基材３２を形成する材料は、好ましくは、ポリエチレンテレフタレート（１１０）、ポリシクロオレフィン（３９００）、又はポリカーボネート（９０００）である。括弧内の数値は、各材料からなるフィルム基材の厚み１００μｍにおける酸素透過率を表す。上記フィルム基材は、その表面に他の層を有していてもよい。

フィルム基材３２の酸素透過率は、第２工程において銅層３４の表面に酸化皮膜層３７を形成しやすくする観点から、好ましくは１００〜２００００ｍｌ／ｍ^２・ｄａｙ・ＭＰａであり、さらに好ましくは２０００〜１５０００ｍｌ／ｍ^２・ｄａｙ・ＭＰａである。上記酸素透過率は、ＪＩＳ Ｋ７１２６Ｂに準じて求めることができる。

透明導電体層３３，３５を形成する材料は、好ましくは、インジウムスズ酸化物、インジウム亜鉛酸化物、又は酸化インジウム−酸化亜鉛複合酸化物である。透明導電体層３３，３５の厚みは、好ましくは２０ｎｍ〜８０ｎｍである。

銅層３４，３６は、例えば、タッチパネルに用いる際に、各銅層をエッチング加工して、タッチ入力領域の外縁部に引き回し配線を形成するために用いられる。銅層３４，３６の厚みは、好ましくは２０ｎｍ〜３００ｎｍである。

上述したように、本実施形態によれば、上記第１積層体をロール状に巻き取った第１ロールを大気中で３０時間以上保管して、上記第１銅層の表面に、酸化銅（Ｉ）を含有する酸化皮膜層を形成するので、第２ロールにおいて隣接するフィルム同士が圧着されず、高品質を維持することができる。

以上、本実施形態に係る導電性フィルムロールの製造方法について述べたが、本発明は記述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術思想に基づいて各種の変形および変更が可能である。

以下、本発明の実施例を説明する。

［実施例１］
厚み１００μｍ、長さ１０００ｍ、酸素透過率３９００ｍｌ／ｍ^２・ｄａｙ・ＭＰａのポリシクロオレフィンフィルム（日本ゼオン社製 商品名「ＺＥＯＮＯＲ」（登録商標）からなるフィルム基材の初期ロールをスパッタ装置内に入れた。このスパッタ装置のチャンバ内にアルゴンガスを封入し、０．４Ｐａの低圧環境に調整した。上記初期ロールを巻き戻しながら、フィルム基材の一方の側に、厚み２０ｎｍのインジウムスズ酸化物層からなる第１透明導電体層と、厚み５０ｎｍの第１銅層とをスパッタ法により順次積層した。得られた第１積層体は、ロール状に巻き取って第１ロールとした。

次に、上記第１ロールを大気中（１０２７００Ｐａ、２３℃）で７２時間保管して、上記第１銅層の表面に酸化銅（Ｉ）を含有する酸化皮膜層を形成した。得られた酸化皮膜層は、酸化銅（Ｉ）の含有量が８２重量％であり、厚みが１．７ｎｍであった。

続いて、上記第１ロールを、上記と同様のスパッタ装置に入れ、上記と同様の条件で、上記第１ロールを巻き戻しながら、フィルム基材の他方の側に厚み２０ｎｍのインジウムスズ酸化物層からなる第２透明導電体層と、厚み５０ｎｍの第２銅層とをスパッタ法により順次積層した。得られた第２積層体は、ロール状に巻き取って第２ロールとした。

［実施例２］
第２ロールの保管時間を３６時間としたこと以外は、実施例１と同様の方法で導電性フィルムロールを作製した。

［比較例１］
第１ロールの保管時間を２４時間としたこと以外は、実施例１と同様の方法で導電性フィルムロールを作製した。

［比較例２］
第２ロールの保管時間を３時間としたこと以外は、実施例１と同様の方法で導電性フィルムロールを作製した。

次に、これら実施例１〜２および比較例１〜２を、以下の方法にて測定・観察した。

（１）酸化皮膜層の厚み、及び酸化銅（Ｉ）の含有量の測定
Ｘ線光電子分光（X-ray Photoelectron Spectroscopy）分析装置（ＰＨＩ社製 製品名「QuanteraSXM」）を用いて、酸化皮膜層の厚みと、酸化皮膜層に含有される酸化銅（Ｉ）の重量％とを測定した。

（２）導電性フィルムロールの圧着の有無
導電性フィルムロールから導電性フィルムを巻き戻して、ロール表面を観察することにより確認した。

（３）透明導電体層、銅層及びフィルム基材の厚みの測定
透明導電体層及び銅層の厚みは、透過型電子顕微鏡（日立製作所製 Ｈ−７６５０）により断面観察して測定した。また、フィルム基材の厚みは、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。

上記（１）〜（３）の方法にて評価した結果を表１に示す。

表１に示すように、第１ロールの保管時間が３０時間以上である実施例１及び２の導電性フィルムロールは圧着しなかった。一方、第１ロールの保管時間が３０時間未満である比較例１及び２の導電性フィルムロールは圧着した。圧着した第１ロールは、巻き戻しの際、剥離音が生じ、透明導電体層の表面に多数の傷が生じた。

したがって、本発明の製造方法において、大気中での第１ロールの保管時間を３０時間以上とすれば、隣接するフィルムが圧着されずに高品質を維持できることが分かった。

本発明に係る製造方法にて得られた導電性フィルムロールは、好ましくは、繰り出した導電性フィルムがディスプレイサイズに切断加工され、静電容量方式等のタッチセンサに使用される。

１ スパッタ装置
１０ チャンバ
１１ 保持部
１２ ガイドロール
１３ 成膜ロール
１４ ターゲット材
１５ ターゲット材
１６ ガイドロール
１７ 保持部
１８，１９ 処理室
２０ 初期ロール
２１ ロール
３０ 導電性フィルムロール
３１ 導電性フィルム
３２ フィルム基材
３３ 透明導電体層
３４ 銅層
３５ 透明導電体層
３６ 銅層
３７ 酸化皮膜層

Claims (5)

1. フィルム基材の一方の側に、第１透明導電体層と第１銅層とをスパッタ法により順次積層し、得られた第１積層体をロール状に巻き取って第１ロールとする第１工程と、
   前記第１ロールを大気中で３０時間以上保管して、前記第１銅層の表面に、酸化銅（Ｉ）を含有する酸化皮膜層を形成する第２工程と、
   前記第２ロールを巻き戻しながら、前記フィルム基材の他方の側に、第２透明導電体層と第２銅層とをスパッタ法により順次積層し、得られた第２積層体をロール状に巻き取って第２ロールとする第３工程とを含む、
   ことを特徴とする、導電性フィルムロールの製造方法。
2. 前記第２工程において、前記第１ロールを大気中で３６時間〜１８０時間保管することを特徴とする、請求項１記載の導電性フィルムロールの製造方法。
3. 前記第２工程において、厚み１ｎｍ〜１５ｎｍの酸化皮膜層が形成されることを特徴とする、請求項１記載の導電性フィルムロールの製造方法。
4. 前記酸化皮膜層は、酸化銅（Ｉ）を５０重量％以上含有することを特徴とする、請求項１記載の導電性フィルムロールの製造方法。
5. 前記酸化皮膜層は、銅、酸化銅（Ｉ）、酸化銅（II）、炭酸銅及び水酸化銅を含む組成物からなることを特徴とする、請求項１記載の導電性フィルムロールの製造方法。

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