JP2020001232A - Ｉｔｏフィルム及び透明導電性フィルム - Google Patents
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Abstract
【課題】アニール処理を行わない状態のアモルファスＩＴＯ膜の安定性を高め、抵抗値に経時変化が無く、耐防湿性やガスバリヤー性が向上し、屈曲による割れに強いＩＴＯフィルム、及び導電性、透明性、及び耐久性に優れた透明導電性フィルムを提供すること。【解決手段】本発明のＩＴＯフィルムは、可撓性を有する基材の表面に、アニール処理を行わない状態のアモルファスＩＴＯ膜を形成し、アモルファスＩＴＯ膜の膜厚を３０ｎｍ〜３２０ｎｍの範囲として、アモルファスＩＴＯ膜の表面抵抗を９〜１０５（Ω／□）の範囲としたことを特徴とする。【選択図】 図１
Description
本発明は、特に、太陽電池、有機ＥＬディスプレイ、及び有機ＥＬを用いた照明に適したＩＴＯフィルム及び透明導電性フィルムに関する。
透明導電性フィルムは、タッチパネル、太陽電池、電磁波／静電気シールド、紫外／赤外線シールドに用いられているが、特に、太陽電池、有機ＥＬディスプレイ、及び有機ＥＬを用いた照明では、全光線透過率が９０％で表面抵抗が５〜１０（Ω／□）の性能が求められはじめている。
ところで、特許文献１では、アニール処理を行わない状態のアモルファスＩＴＯ膜を用いることを開示している（実施例５及び比較例４）。
ところで、特許文献１では、アニール処理を行わない状態のアモルファスＩＴＯ膜を用いることを開示している（実施例５及び比較例４）。
特許文献１は、透明導電性薄膜層上の透明金属酸化物層を、粒子を点在させることで形成し、透明導電性薄膜層の透明金属層による被覆率を少なくし、粒子間に透明導電性薄膜を露出させることにより、透明導電性薄膜層と透明金属酸化物層上の金属電極聞の導電性を、透明性を落とすことなく大幅に上げ、インデックスマッチング性や耐擦傷性を高めることができるものである。
従って、ＩＴＯ膜上にＳｉＯ２を形成した場合の実施例５では高い透明性を有しているが、ＩＴＯ膜上にＳｉＯ２を形成しない比較例４では透明性が低く、耐擦傷性にも課題を生じている。
なお、特許文献１では、ＩＴＯ膜の低抵抗化を実現するためにＩＴＯ膜の膜厚を９０ｎｍと厚くするとともに、ＩＴＯ膜の安定性を高めるためにＳｎＯ２を１０ｗｔ％含有させている。
従って、ＩＴＯ膜上にＳｉＯ２を形成した場合の実施例５では高い透明性を有しているが、ＩＴＯ膜上にＳｉＯ２を形成しない比較例４では透明性が低く、耐擦傷性にも課題を生じている。
なお、特許文献１では、ＩＴＯ膜の低抵抗化を実現するためにＩＴＯ膜の膜厚を９０ｎｍと厚くするとともに、ＩＴＯ膜の安定性を高めるためにＳｎＯ２を１０ｗｔ％含有させている。
本発明は、アニール処理を行わない状態のアモルファスＩＴＯ膜の安定性を高め、抵抗値に経時変化が無く、耐防湿性やガスバリヤー性が向上し、屈曲による割れに強いＩＴＯフィルム、及び導電性、透明性、及び耐久性に優れた透明導電性フィルムを提供することを目的とする。
請求項１記載の本発明のＩＴＯフィルムは、可撓性を有する基材の表面に、アニール処理を行わない状態のアモルファスＩＴＯ膜を形成したＩＴＯフィルムであって、前記アモルファスＩＴＯ膜の膜厚を３０ｎｍ〜３２０ｎｍの範囲として、前記アモルファスＩＴＯ膜の表面抵抗を９〜１０５（Ω／□）の範囲としたことを特徴とする。
請求項２記載の本発明は、請求項１に記載のＩＴＯフィルムにおいて、前記基材として、ポリエチレンテレフタレートを用いたことを特徴とする。
請求項３記載の本発明は、請求項１又は請求項２に記載のＩＴＯフィルムにおいて、前記アモルファスＩＴＯ膜の膜密度を６５％以上としたことを特徴とする。
請求項４記載の本発明は、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のＩＴＯフィルムにおいて、前記アモルファスＩＴＯ膜の表面平均粗さを９ｎｍ以下としたことを特徴とする。
請求項５記載の本発明は、請求項１から請求項４のいずれかに記載のＩＴＯフィルムにおいて、前記アモルファスＩＴＯ膜に含有されるＳｎＯ２を、２ｗｔ％〜７ｗｔ％の範囲としたことを特徴とする。
請求項６記載の本発明の透明導電性フィルムは、可撓性を有する基材の表面に第１のＩＴＯ膜が形成され、前記第１のＩＴＯ膜の表面に薄膜金属層が形成され、更に前記薄膜金属層の表面に第２のＩＴＯ膜が形成された透明導電性フィルムであって、前記第１のＩＴＯ膜を、前記アニール処理を行わない状態のアモルファスＩＴＯ膜とし、前記第２のＩＴＯ膜を、膜厚を３０ｎｍ〜３２０ｎｍの範囲として、前記アモルファスＩＴＯ膜の表面抵抗を９〜１０５（Ω／□）の範囲とし、前記アニール処理を行わない状態のアモルファスＩＴＯ膜としたことを特徴とする。
請求項７記載の本発明は、請求項６に記載の透明導電性フィルムにおいて、前記薄膜金属層を、１０ｎｍ〜２０ｎｍの厚さのＡｇ層としたことを特徴とする。
請求項８記載の本発明は、請求項６又は請求項７に記載の透明導電性フィルムにおいて、前記基材として、ポリエチレンテレフタレートを用いたことを特徴とする。
請求項９記載の本発明は、請求項６から請求項８のいずれか１項に記載の透明導電性フィルムにおいて、前記第２のＩＴＯ膜の膜密度を６５％以上としたことを特徴とする。
請求項１０記載の本発明は、請求項６から請求項９のいずれか１項に記載の透明導電性フィルムにおいて、前記第２のＩＴＯ膜の表面平均粗さを９ｎｍ以下としたことを特徴とする。
請求項１１記載の本発明は、請求項６から請求項１０のいずれかに記載の透明導電性フィルムにおいて、前記第２のＩＴＯ膜に含有されるＳｎＯ２を、２ｗｔ％〜７ｗｔ％の範囲としたことを特徴とする。
請求項２記載の本発明は、請求項１に記載のＩＴＯフィルムにおいて、前記基材として、ポリエチレンテレフタレートを用いたことを特徴とする。
請求項３記載の本発明は、請求項１又は請求項２に記載のＩＴＯフィルムにおいて、前記アモルファスＩＴＯ膜の膜密度を６５％以上としたことを特徴とする。
請求項４記載の本発明は、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のＩＴＯフィルムにおいて、前記アモルファスＩＴＯ膜の表面平均粗さを９ｎｍ以下としたことを特徴とする。
請求項５記載の本発明は、請求項１から請求項４のいずれかに記載のＩＴＯフィルムにおいて、前記アモルファスＩＴＯ膜に含有されるＳｎＯ２を、２ｗｔ％〜７ｗｔ％の範囲としたことを特徴とする。
請求項６記載の本発明の透明導電性フィルムは、可撓性を有する基材の表面に第１のＩＴＯ膜が形成され、前記第１のＩＴＯ膜の表面に薄膜金属層が形成され、更に前記薄膜金属層の表面に第２のＩＴＯ膜が形成された透明導電性フィルムであって、前記第１のＩＴＯ膜を、前記アニール処理を行わない状態のアモルファスＩＴＯ膜とし、前記第２のＩＴＯ膜を、膜厚を３０ｎｍ〜３２０ｎｍの範囲として、前記アモルファスＩＴＯ膜の表面抵抗を９〜１０５（Ω／□）の範囲とし、前記アニール処理を行わない状態のアモルファスＩＴＯ膜としたことを特徴とする。
請求項７記載の本発明は、請求項６に記載の透明導電性フィルムにおいて、前記薄膜金属層を、１０ｎｍ〜２０ｎｍの厚さのＡｇ層としたことを特徴とする。
請求項８記載の本発明は、請求項６又は請求項７に記載の透明導電性フィルムにおいて、前記基材として、ポリエチレンテレフタレートを用いたことを特徴とする。
請求項９記載の本発明は、請求項６から請求項８のいずれか１項に記載の透明導電性フィルムにおいて、前記第２のＩＴＯ膜の膜密度を６５％以上としたことを特徴とする。
請求項１０記載の本発明は、請求項６から請求項９のいずれか１項に記載の透明導電性フィルムにおいて、前記第２のＩＴＯ膜の表面平均粗さを９ｎｍ以下としたことを特徴とする。
請求項１１記載の本発明は、請求項６から請求項１０のいずれかに記載の透明導電性フィルムにおいて、前記第２のＩＴＯ膜に含有されるＳｎＯ２を、２ｗｔ％〜７ｗｔ％の範囲としたことを特徴とする。
本発明によれば、抵抗値に経時変化が無く、耐防湿性やガスバリヤー性が向上し、屈曲による割れに強いＩＴＯフィルムを提供できる。
また本発明によれば、導電性、透明性、及び耐久性に優れた透明導電性フィルムを提供できる。
また本発明によれば、導電性、透明性、及び耐久性に優れた透明導電性フィルムを提供できる。
本発明の第１の実施の形態によるＩＴＯフィルムは、アモルファスＩＴＯ膜の膜厚を３０ｎｍ〜３２０ｎｍの範囲として、アモルファスＩＴＯ膜の表面抵抗を９〜１０５（Ω／□）の範囲としたものである。本実施の形態によれば、アモルファスＩＴＯ膜を高密度とすることで安定性を高めることができ、抵抗値に経時変化が無く、耐防湿性やガスバリヤー性が向上し、屈曲による割れに強いＩＴＯフィルムを提供できる。
本発明の第２の実施の形態は、第１の実施の形態によるＩＴＯフィルムにおいて、基材として、ポリエチレンテレフタレートを用いたものである。本実施の形態によれば、ポリエチレンテレフタレートは、可撓性及び透明性に優れており、アモルファスＩＴＯ膜の形成に適している。
本発明の第３の実施の形態は、第１又は第２の実施の形態によるＩＴＯフィルムにおいて、アモルファスＩＴＯ膜の膜密度を６５％以上としたものである。本実施の形態によれば、アモルファスＩＴＯ膜の膜密度を６５％以上とすることで安定性を高めることができる。
本発明の第４の実施の形態は、第１から第３の実施の形態によるＩＴＯフィルムにおいて、アモルファスＩＴＯ膜の表面平均粗さを９ｎｍ以下としたものである。本実施の形態によれば、アモルファスＩＴＯ膜の表面平均粗さを９ｎｍ以下とすることで、アモルファスＩＴＯ膜の膜密度を６５％以上として安定性を高めることができる。
本発明の第５の実施の形態は、第１から第４の実施の形態によるＩＴＯフィルムにおいて、アモルファスＩＴＯ膜に含有されるＳｎＯ２を、２ｗｔ％〜７ｗｔ％の範囲としたものである。本実施の形態によれば、ＳｎＯ２を、２ｗｔ％〜７ｗｔ％の範囲とすることで、透明性を高めることができる。
本発明の第６の実施の形態による透明導電性フィルムは、第１のＩＴＯ膜を、アニール処理を行わない状態のアモルファスＩＴＯ膜とし、第２のＩＴＯ膜を、膜厚を３０ｎｍ〜３２０ｎｍの範囲として、アモルファスＩＴＯ膜の表面抵抗を９〜１０５（Ω／□）の範囲とし、アニール処理を行わない状態のアモルファスＩＴＯ膜としたものである。本実施の形態によれば、導電性、透明性、及び耐久性に優れた透明導電性フィルムを提供できる。
本発明の第７の実施の形態は、第６の実施の形態による透明導電性フィルムにおいて、薄膜金属層を、１０ｎｍ〜２０ｎｍの厚さのＡｇ層としたものである。本実施の形態によれば、耐久性に劣るＡｇを第２のＩＴＯ膜によって保護して耐久性を高めることができるとともに、５０％程度のＡｇの全光線透過率を第２のＩＴＯ膜によって９０％程度まで高めることができる。
本発明の第８の実施の形態は、第６又は第７の実施の形態による透明導電性フィルムにおいて、基材として、ポリエチレンテレフタレートを用いたものである。本実施の形態によれば、ポリエチレンテレフタレートは、可撓性及び透明性に優れており、アモルファスＩＴＯ膜の形成に適している。
本発明の第９の実施の形態は、第６から第８の実施の形態による透明導電性フィルムにおいて、第２のＩＴＯ膜の膜密度を６５％以上としたものである。本実施の形態によれば、アモルファスＩＴＯ膜の膜密度を６５％以上とすることで安定性を高めることができる。
本発明の第１０の実施の形態は、第６から第９の実施の形態による透明導電性フィルムにおいて、第２のＩＴＯ膜の表面平均粗さを９ｎｍ以下としたものである。本実施の形態によれば、アモルファスＩＴＯ膜の表面平均粗さを９ｎｍ以下とすることで、アモルファスＩＴＯ膜の膜密度を６５％以上として安定性を高めることができる。
本発明の第１１の実施の形態は、第６から第１０の実施の形態による透明導電性フィルムにおいて、第２のＩＴＯ膜に含有されるＳｎＯ２を、２ｗｔ％〜７ｗｔ％の範囲としたものである。本実施の形態によれば、ＳｎＯ２を、２ｗｔ％〜７ｗｔ％の範囲とすることで、透明性を高めることができる。
（実施例１）
厚み１２５μｍのＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）の両面をハードコート処理して基材とし、この基材の一方の表面に、ＳｎＯ２を５ｗｔ％含有するＩＴＯターゲットを用い、約１％のＯ２ガスを含むＡｒガス雰囲気中、真空度０．１〜０．９Ｐａ（約０．６Ｐａ）でスパッタ蒸着により、表面抵抗Ｒ＝７５〜８３（Ω／□）のＩＴＯ膜（厚さｄ＝約３５ｎｍ）を形成した。
実施例１によるＩＴＯ（酸化錫を含有する酸化インジウム）フィルムは、全光線透過率が８４％であった。なお、全光線透過率の測定には、スガ試験機（株）HGM-2DPを用いた。
厚み１２５μｍのＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）の両面をハードコート処理して基材とし、この基材の一方の表面に、ＳｎＯ２を５ｗｔ％含有するＩＴＯターゲットを用い、約１％のＯ２ガスを含むＡｒガス雰囲気中、真空度０．１〜０．９Ｐａ（約０．６Ｐａ）でスパッタ蒸着により、表面抵抗Ｒ＝７５〜８３（Ω／□）のＩＴＯ膜（厚さｄ＝約３５ｎｍ）を形成した。
実施例１によるＩＴＯ（酸化錫を含有する酸化インジウム）フィルムは、全光線透過率が８４％であった。なお、全光線透過率の測定には、スガ試験機（株）HGM-2DPを用いた。
（実施例２）
実施例１と同一の方法で、表面抵抗Ｒ＝１００〜１０５（Ω／□）のＩＴＯ膜（厚さｄ＝約３０ｎｍ）を形成した。
このように、実施例１及び実施例２は、可撓性を有する基材の表面に、アニール処理を行わない状態のアモルファスＩＴＯ膜を形成したＩＴＯフィルムである。
可撓性を有する基材には、透明性を有する各種のプラスチックフィルム（シート）を使用できる。プラスチックフィルムには、例えば、樹脂成分としてポリエステル、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリイミド、ポリオレフィン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリスチレン、ポリビニルアルコール、ポリアクリレート、ポリアリレート、又はポリフェニレンサルファイドを含むものを用いることができる。これらの中でも、ポリエステルが特に好ましく、ポリエステルの中でもポリエチレンテレフタレートが特に好ましい。ポリエチレンテレフタレートは、可撓性及び透明性に優れており、アモルファスＩＴＯ膜の形成に適している。両面ハードコート処理したＰＥＴフィルム基材の全光線透過率は約９１％である。なお、スパッタ蒸着時のフィルム基材温度は常温である。またここでのスパッタ方法には通常のマグネトロン電極法を用いた。
実施例１と同一の方法で、表面抵抗Ｒ＝１００〜１０５（Ω／□）のＩＴＯ膜（厚さｄ＝約３０ｎｍ）を形成した。
このように、実施例１及び実施例２は、可撓性を有する基材の表面に、アニール処理を行わない状態のアモルファスＩＴＯ膜を形成したＩＴＯフィルムである。
可撓性を有する基材には、透明性を有する各種のプラスチックフィルム（シート）を使用できる。プラスチックフィルムには、例えば、樹脂成分としてポリエステル、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリイミド、ポリオレフィン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリスチレン、ポリビニルアルコール、ポリアクリレート、ポリアリレート、又はポリフェニレンサルファイドを含むものを用いることができる。これらの中でも、ポリエステルが特に好ましく、ポリエステルの中でもポリエチレンテレフタレートが特に好ましい。ポリエチレンテレフタレートは、可撓性及び透明性に優れており、アモルファスＩＴＯ膜の形成に適している。両面ハードコート処理したＰＥＴフィルム基材の全光線透過率は約９１％である。なお、スパッタ蒸着時のフィルム基材温度は常温である。またここでのスパッタ方法には通常のマグネトロン電極法を用いた。
（比較例１）
厚み１２５μｍのＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）の両面をハードコート処理して基材とし、この基材の一方の表面に、ＳｎＯ２を５ｗｔ％含有するＩＴＯターゲットを用い、約１％のＯ２ガスを含むＡｒガス雰囲気中、真空度０．１〜０．９Ｐａ（約０．６Ｐａ）でスパッタ蒸着により表面抵抗Ｒ＝１７０（Ω／□）のＩＴＯ膜（厚さｄ＝約２５ｎｍ）を形成した。その後、大気中で約１５０℃の加熱雰囲気で、約５０分加熱し表面抵抗Ｒ＝１４２（Ω／□）のフィルム結晶化ＩＴＯ膜を形成した。なお、アニール時のＰＥＴフィルム基材のヘイズ増加防止を目的として、両面ハードコートＰＥＴフィルム基材を用いた。
厚み１２５μｍのＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）の両面をハードコート処理して基材とし、この基材の一方の表面に、ＳｎＯ２を５ｗｔ％含有するＩＴＯターゲットを用い、約１％のＯ２ガスを含むＡｒガス雰囲気中、真空度０．１〜０．９Ｐａ（約０．６Ｐａ）でスパッタ蒸着により表面抵抗Ｒ＝１７０（Ω／□）のＩＴＯ膜（厚さｄ＝約２５ｎｍ）を形成した。その後、大気中で約１５０℃の加熱雰囲気で、約５０分加熱し表面抵抗Ｒ＝１４２（Ω／□）のフィルム結晶化ＩＴＯ膜を形成した。なお、アニール時のＰＥＴフィルム基材のヘイズ増加防止を目的として、両面ハードコートＰＥＴフィルム基材を用いた。
（評価方法１）
図１は、実施例１と比較例１を用いたホール数の測定結果を示す表である。
測定には東陽テクニカ製ResiTest8330 を用いた。
図１に示す結果より、実施例１は比較例１に対して移動度が高いことから高密度な膜であると予想される。
図１は、実施例１と比較例１を用いたホール数の測定結果を示す表である。
測定には東陽テクニカ製ResiTest8330 を用いた。
図１に示す結果より、実施例１は比較例１に対して移動度が高いことから高密度な膜であると予想される。
（評価方法２）
図２は、実施例２と比較例１を用いた直径１．０ｍｍの曲げ試験結果を示す図である。
図２（ａ）は試験の概念図、図２（ｂ）は試験後の膜表面を示す写真、図２（ｃ）は測定結果を示す表である。
図２（ｂ）及び図２（ｃ）に示すように、比較例１ではクラックが発生しているのに対して実施例２ではクラックは発生していない。
図２は、実施例２と比較例１を用いた直径１．０ｍｍの曲げ試験結果を示す図である。
図２（ａ）は試験の概念図、図２（ｂ）は試験後の膜表面を示す写真、図２（ｃ）は測定結果を示す表である。
図２（ｂ）及び図２（ｃ）に示すように、比較例１ではクラックが発生しているのに対して実施例２ではクラックは発生していない。
（評価方法３）
図３は、実施例２と比較例１を用いた無負荷屈曲試験結果を示す図である。
図３（ａ）は試験の概念図、図２（ｂ）は測定結果を示す表である。
無負荷屈曲試験結果からも比較例１に対して実施例２は繰り返し曲げにも強いことが分かる。
本発明による透明導電性フィルムは、第１のＩＴＯ膜を、アニール処理を行わない状態のアモルファスＩＴＯ膜とし、第２のＩＴＯ膜を、膜厚を３０ｎｍ〜３２０ｎｍの範囲として、アモルファスＩＴＯ膜の表面抵抗を９〜１０５（Ω／□）の範囲とし、アニール処理を行わない状態のアモルファスＩＴＯ膜としたものである。
図３は、実施例２と比較例１を用いた無負荷屈曲試験結果を示す図である。
図３（ａ）は試験の概念図、図２（ｂ）は測定結果を示す表である。
無負荷屈曲試験結果からも比較例１に対して実施例２は繰り返し曲げにも強いことが分かる。
本発明による透明導電性フィルムは、第１のＩＴＯ膜を、アニール処理を行わない状態のアモルファスＩＴＯ膜とし、第２のＩＴＯ膜を、膜厚を３０ｎｍ〜３２０ｎｍの範囲として、アモルファスＩＴＯ膜の表面抵抗を９〜１０５（Ω／□）の範囲とし、アニール処理を行わない状態のアモルファスＩＴＯ膜としたものである。
（評価方法４）
図４は、実施例２を用いた８０℃保存特性結果を示すグラフである。
図４に示すように、１０００ｈｒ経過においても、抵抗値の経時変化は生じていない。
図４は、実施例２を用いた８０℃保存特性結果を示すグラフである。
図４に示すように、１０００ｈｒ経過においても、抵抗値の経時変化は生じていない。
（評価方法５）
図５は、実施例２を用いた６０℃、９０％ＲＨ保存特性結果を示すグラフである。
図５に示すように、１０００ｈｒ経過においても、抵抗値の経時変化は生じていない。
図５は、実施例２を用いた６０℃、９０％ＲＨ保存特性結果を示すグラフである。
図５に示すように、１０００ｈｒ経過においても、抵抗値の経時変化は生じていない。
（評価方法６）
図６は、実施例２を用いた−３０℃と８０℃でのヒートサイクルテスト結果を示すグラフである。
図６に示すように、１０００サイクル経過においても、抵抗値の経時変化は生じていない。
図６は、実施例２を用いた−３０℃と８０℃でのヒートサイクルテスト結果を示すグラフである。
図６に示すように、１０００サイクル経過においても、抵抗値の経時変化は生じていない。
（実施例３）
実施例１によるＩＴＯフィルムの表面に、Ａｇターゲットを用い、真空度０．１〜０．９Ｐａ（約０．６Ｐａ）でスパッタ蒸着により、膜厚が約１０ｎｍ〜２０ｎｍのＡｇ層を形成した。更に、Ａｇ層の表面に、ＳｎＯ２を５ｗｔ％含有するＩＴＯターゲットを用い、約１％のＯ２ガスを含むＡｒガス雰囲気中、真空度０．１〜０．９Ｐａ（約０．６Ｐａ）でスパッタ蒸着により、表面抵抗Ｒ＝５５〜７５（Ω／□）のＩＴＯ膜（厚さ約５０ｎｍ）を形成した。
このように、実施例３は、可撓性を有する基材の表面に第１のＩＴＯ膜が形成され、第１のＩＴＯ膜の表面に薄膜金属層が形成され、更に薄膜金属層の表面に第２のＩＴＯ膜が形成された透明導電性フィルムである。
実施例３による透明導電性フィルムは、表面抵抗Ｒ＝５．０（Ω／□）、全光線透過率が８９％であった。なお、膜厚が約１０ｎｍ〜２０ｎｍのＡｇ層は、全光線透過率が５０％であった。
実施例１によるＩＴＯフィルムの表面に、Ａｇターゲットを用い、真空度０．１〜０．９Ｐａ（約０．６Ｐａ）でスパッタ蒸着により、膜厚が約１０ｎｍ〜２０ｎｍのＡｇ層を形成した。更に、Ａｇ層の表面に、ＳｎＯ２を５ｗｔ％含有するＩＴＯターゲットを用い、約１％のＯ２ガスを含むＡｒガス雰囲気中、真空度０．１〜０．９Ｐａ（約０．６Ｐａ）でスパッタ蒸着により、表面抵抗Ｒ＝５５〜７５（Ω／□）のＩＴＯ膜（厚さ約５０ｎｍ）を形成した。
このように、実施例３は、可撓性を有する基材の表面に第１のＩＴＯ膜が形成され、第１のＩＴＯ膜の表面に薄膜金属層が形成され、更に薄膜金属層の表面に第２のＩＴＯ膜が形成された透明導電性フィルムである。
実施例３による透明導電性フィルムは、表面抵抗Ｒ＝５．０（Ω／□）、全光線透過率が８９％であった。なお、膜厚が約１０ｎｍ〜２０ｎｍのＡｇ層は、全光線透過率が５０％であった。
（比較例２）
厚み１２５μｍのＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）の両面をハードコート処理して基材とし、この基材の一方の表面に、ＳｎＯ２を５ｗｔ％含有するＩＴＯターゲットを用い、約１％のＯ２ガスを含むＡｒガス雰囲気中、真空度０．１〜０．９Ｐａ（約０．６Ｐａ）でスパッタ蒸着により表面抵抗Ｒ＝１７０（Ω／□）のＩＴＯ膜（厚さ約２５ｎｍ）を形成した。その後、このＩＴＯ膜の表面に、Ａｇターゲットを用い、真空度０．１〜０．９Ｐａ（約０．６Ｐａ）でスパッタ蒸着により、膜厚が約１０ｎｍ〜２０ｎｍのＡｇ層を形成した。更に、Ａｇ層の表面に、ＩＴＯターゲットを用い、約１％のＯ２ガスを含むＡｒガス雰囲気中、真空度０．１〜０．９Ｐａ（約０．６Ｐａ）でスパッタ蒸着により、厚さ約５０ｎｍのＩＴＯ膜を形成した。蒸着直後では、表面抵抗Ｒ＝５．５（Ω／□）、全光線透過率は８５％であった。その後、大気中で約１５０℃の加熱雰囲気で、約５０分加熱し、２つのＩＴＯ膜（厚さ約２５ｎｍ、厚さ約５０ｎｍ）を結晶化した。結晶化した後は、表面抵抗Ｒ＝５．０（Ω／□）、全光線透過率が８９％であった。
厚み１２５μｍのＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）の両面をハードコート処理して基材とし、この基材の一方の表面に、ＳｎＯ２を５ｗｔ％含有するＩＴＯターゲットを用い、約１％のＯ２ガスを含むＡｒガス雰囲気中、真空度０．１〜０．９Ｐａ（約０．６Ｐａ）でスパッタ蒸着により表面抵抗Ｒ＝１７０（Ω／□）のＩＴＯ膜（厚さ約２５ｎｍ）を形成した。その後、このＩＴＯ膜の表面に、Ａｇターゲットを用い、真空度０．１〜０．９Ｐａ（約０．６Ｐａ）でスパッタ蒸着により、膜厚が約１０ｎｍ〜２０ｎｍのＡｇ層を形成した。更に、Ａｇ層の表面に、ＩＴＯターゲットを用い、約１％のＯ２ガスを含むＡｒガス雰囲気中、真空度０．１〜０．９Ｐａ（約０．６Ｐａ）でスパッタ蒸着により、厚さ約５０ｎｍのＩＴＯ膜を形成した。蒸着直後では、表面抵抗Ｒ＝５．５（Ω／□）、全光線透過率は８５％であった。その後、大気中で約１５０℃の加熱雰囲気で、約５０分加熱し、２つのＩＴＯ膜（厚さ約２５ｎｍ、厚さ約５０ｎｍ）を結晶化した。結晶化した後は、表面抵抗Ｒ＝５．０（Ω／□）、全光線透過率が８９％であった。
（比較例３）
厚み１２５μｍのＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）の両面をハードコート処理して基材とし、この基材の一方の表面に、Ａｇターゲットを用い、真空度０．１〜０．９Ｐａ（約０．６Ｐａ）でスパッタ蒸着により、膜厚が約１０ｎｍ〜２０ｎｍのＡｇ層を形成した。Ａｇ層を形成した後は、表面抵抗Ｒ＝５．０（Ω／□）、全光線透過率が５０％であった。
厚み１２５μｍのＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）の両面をハードコート処理して基材とし、この基材の一方の表面に、Ａｇターゲットを用い、真空度０．１〜０．９Ｐａ（約０．６Ｐａ）でスパッタ蒸着により、膜厚が約１０ｎｍ〜２０ｎｍのＡｇ層を形成した。Ａｇ層を形成した後は、表面抵抗Ｒ＝５．０（Ω／□）、全光線透過率が５０％であった。
（評価方法７）
図７は、実施例３、比較例２、比較例３を用いた耐熱性結果を示す表である。
耐熱性試験は１５０℃の雰囲気下で放置した。
図７に示すように、実施例３は２２時間経過後でも良好な結果が得られたが、比較例２は、２２時間経過後では経時変化を生じている。比較例３は２時間経過時点で既に機能を失っている。
図７は、実施例３、比較例２、比較例３を用いた耐熱性結果を示す表である。
耐熱性試験は１５０℃の雰囲気下で放置した。
図７に示すように、実施例３は２２時間経過後でも良好な結果が得られたが、比較例２は、２２時間経過後では経時変化を生じている。比較例３は２時間経過時点で既に機能を失っている。
（評価方法８）
図８は、実施例３、比較例２、比較例３を用いた５０℃温水デップ試験結果を示す表である。
図８に示すように、実施例３は６０分経過後でも良好な結果が得られたが、比較例２は、２０分経過後から影響を受け始めている。比較例３は５分経過時点でＡｇ層が劣化変色して剥がれた。
図８は、実施例３、比較例２、比較例３を用いた５０℃温水デップ試験結果を示す表である。
図８に示すように、実施例３は６０分経過後でも良好な結果が得られたが、比較例２は、２０分経過後から影響を受け始めている。比較例３は５分経過時点でＡｇ層が劣化変色して剥がれた。
（評価方法９）
図９は、実施例３、比較例２、比較例３を用いた６０℃〜８０℃温水デップ試験結果を示す表である。
図９に示すように、実施例３は６０分経過後でも良好な結果が得られたが、比較例２は、４０分経過後から影響を受け始めている。比較例３は５分経過前にＡｇ層が劣化変色して剥がれた。
図９は、実施例３、比較例２、比較例３を用いた６０℃〜８０℃温水デップ試験結果を示す表である。
図９に示すように、実施例３は６０分経過後でも良好な結果が得られたが、比較例２は、４０分経過後から影響を受け始めている。比較例３は５分経過前にＡｇ層が劣化変色して剥がれた。
（評価方法１０）
図１０は、実施例３、比較例２、比較例３を用いた大気中常温放置試験結果を示す表である。
図１０に示すように、実施例３は９ヶ月経過後でも良好な結果が得られたが、比較例２は、３ヶ月経過後から影響を受け始め、９ヶ月経過ではＡｇ層の一部が変色した。比較例３は２ヶ月経過前にＡｇ層が劣化変色した。
図１０は、実施例３、比較例２、比較例３を用いた大気中常温放置試験結果を示す表である。
図１０に示すように、実施例３は９ヶ月経過後でも良好な結果が得られたが、比較例２は、３ヶ月経過後から影響を受け始め、９ヶ月経過ではＡｇ層の一部が変色した。比較例３は２ヶ月経過前にＡｇ層が劣化変色した。
（評価方法１１）
図１１は、実施例３と比較例３を用いた無負荷屈曲試験結果を示す図である。試験方法は評価方法３と同様である。
実施例３及び比較例３は、５０００回屈曲テスト後の抵抗変化率、及び全光線透過率ともに良好な結果を得られた。
図１１は、実施例３と比較例３を用いた無負荷屈曲試験結果を示す図である。試験方法は評価方法３と同様である。
実施例３及び比較例３は、５０００回屈曲テスト後の抵抗変化率、及び全光線透過率ともに良好な結果を得られた。
図１２は、実施例１と比較例１とのＩＴＯフィルム表面の顕微鏡写真である。
図１２（ａ）は実施例１のＩＴＯフィルム、図１２（ｂ）は比較例１のＩＴＯフィルムであり、いずれも試験片の大きさは１０μｍｘ２．５μｍである。
図１２（ａ）は実施例１のＩＴＯフィルム、図１２（ｂ）は比較例１のＩＴＯフィルムであり、いずれも試験片の大きさは１０μｍｘ２．５μｍである。
図１３は、図１２で示す試験片の表面粗さの測定結果を示すグラフである。
図１３（ａ）は実施例１のＩＴＯフィルム、図１３（ｂ）は比較例１のＩＴＯフィルムである。表面粗さの測定には、株式会社小坂研究所製、微細形状測定機 型式 ET200を用いた。また、表面の凹みの顕微鏡写真及び測定には、Bruker社製、走査型プローブ顕微鏡（Dimension Icon SPM）を用いた。
実施例１のＩＴＯフィルムは、表面平均粗さＲａ（ｎｍ）＝４．１、比較例１のＩＴＯフィルムは、表面平均粗さＲａ（ｎｍ）＝９．５であった。また、実施例１で用いた両面ハードコートフィルム基材の表面平均粗さＲａ（ｎｍ）＝５であった。
図１３（ａ）は実施例１のＩＴＯフィルム、図１３（ｂ）は比較例１のＩＴＯフィルムである。表面粗さの測定には、株式会社小坂研究所製、微細形状測定機 型式 ET200を用いた。また、表面の凹みの顕微鏡写真及び測定には、Bruker社製、走査型プローブ顕微鏡（Dimension Icon SPM）を用いた。
実施例１のＩＴＯフィルムは、表面平均粗さＲａ（ｎｍ）＝４．１、比較例１のＩＴＯフィルムは、表面平均粗さＲａ（ｎｍ）＝９．５であった。また、実施例１で用いた両面ハードコートフィルム基材の表面平均粗さＲａ（ｎｍ）＝５であった。
ＩＴＯ膜を用いて低い表面抵抗値が必要な場合、一般的にＩＴＯ膜層の厚さを厚くする方法がある。
（実施例４）
実施例１と同一の方法で、アモルファスＩＴＯ膜の膜厚を約３２０ｎｍに形成した。
この時のＩＴＯフィルムは、全光線透過率が約８２％であり、表面抵抗Ｒは約９（Ω／□）であった。
また、このＩＴＯ膜の平均空口径及び空口率は、実施例１と同一のアモルファス高密度膜であり、抵抗値に経時変化が無いことも確認できた。
（実施例４）
実施例１と同一の方法で、アモルファスＩＴＯ膜の膜厚を約３２０ｎｍに形成した。
この時のＩＴＯフィルムは、全光線透過率が約８２％であり、表面抵抗Ｒは約９（Ω／□）であった。
また、このＩＴＯ膜の平均空口径及び空口率は、実施例１と同一のアモルファス高密度膜であり、抵抗値に経時変化が無いことも確認できた。
（比較例４）
比較例４は、比較例１と同一の方法で、スパッタ蒸着により、表面抵抗Ｒ＝１５（Ω／□）のＩＴＯ膜（厚さ約３００ｎｍ）を形成した。
抵抗値の経時変化防止を目的に、大気中で約１５０℃の加熱雰囲気で約５０分加熱し、フィルム結晶化ＩＴＯ膜を形成した。
その結果、透明導電性フィルムに、ＩＴＯ膜面を上面としたカールが発生し、ＩＴＯ膜の一部にクラック（割れ）が発生し、表面抵抗値Ｒ＝１０〜∞（クラック部）（Ω／□）となり、安定したものができなかった。
比較例４は、比較例１と同一の方法で、スパッタ蒸着により、表面抵抗Ｒ＝１５（Ω／□）のＩＴＯ膜（厚さ約３００ｎｍ）を形成した。
抵抗値の経時変化防止を目的に、大気中で約１５０℃の加熱雰囲気で約５０分加熱し、フィルム結晶化ＩＴＯ膜を形成した。
その結果、透明導電性フィルムに、ＩＴＯ膜面を上面としたカールが発生し、ＩＴＯ膜の一部にクラック（割れ）が発生し、表面抵抗値Ｒ＝１０〜∞（クラック部）（Ω／□）となり、安定したものができなかった。
以下に膜密度について説明する。
膜密度は、単位面積当たりの空口率から導いた。空口率は、測定長さに対する、計測された凹みの空口径の合計長さの比とした。そして、深さ２２ｎｍ以上の凹みを空口であるとし、この凹みの深さの１／２の位置での径を空口の大きさ（空口径）とした。
計測の結果、実施例１のＩＴＯフィルムでは、平均空口径が０．３２μｍ、空口率が９．５％、比較例１のＩＴＯフィルムでは平均空口径が０．４６μｍ、空口率が３６．５％であった。
実施例１のＩＴＯフィルムでは、空口率が９．５％であることから膜密度は９０．５％、比較例１のＩＴＯフィルムでは、空口率が３６．５％であることから膜密度は６３．５％である。
膜密度は、単位面積当たりの空口率から導いた。空口率は、測定長さに対する、計測された凹みの空口径の合計長さの比とした。そして、深さ２２ｎｍ以上の凹みを空口であるとし、この凹みの深さの１／２の位置での径を空口の大きさ（空口径）とした。
計測の結果、実施例１のＩＴＯフィルムでは、平均空口径が０．３２μｍ、空口率が９．５％、比較例１のＩＴＯフィルムでは平均空口径が０．４６μｍ、空口率が３６．５％であった。
実施例１のＩＴＯフィルムでは、空口率が９．５％であることから膜密度は９０．５％、比較例１のＩＴＯフィルムでは、空口率が３６．５％であることから膜密度は６３．５％である。
このように、本発明によるＩＴＯフィルムは、アモルファスＩＴＯ膜の膜厚を３０ｎｍ〜３２０ｎｍの範囲として、アモルファスＩＴＯ膜の表面抵抗を９〜１０５（Ω／□）の範囲とすることで、アモルファスＩＴＯ膜を高密度とすることで安定性を高めることができ、抵抗値に経時変化が無く、耐防湿性やガスバリヤー性が向上し、屈曲による割れに強いＩＴＯフィルムを提供できる。
アモルファスＩＴＯ膜の表面平均粗さは、９ｎｍ以下とすることが好ましく、更には４．１以下であることが更に好ましく、アモルファスＩＴＯ膜の表面平均粗さを９ｎｍ以下とすることで、アモルファスＩＴＯ膜の膜密度を６５％以上として安定性を高めることができる。
アモルファスＩＴＯ膜の膜密度は、６５％以上とすることが好ましく、更には９０％以上であることが更に好ましく、アモルファスＩＴＯ膜の膜密度を６５％以上とすることで安定性を高めることができる。
アモルファスＩＴＯ膜に含有されるＳｎＯ２は、２ｗｔ％〜７ｗｔ％の範囲とすることが好ましく、更には実施例１及び実施例２に示すように５ｗｔ％とすることが更に好ましい。ＳｎＯ２を、２ｗｔ％〜７ｗｔ％の範囲とすることで、透明性を高めることができる。
アモルファスＩＴＯ膜の表面平均粗さは、９ｎｍ以下とすることが好ましく、更には４．１以下であることが更に好ましく、アモルファスＩＴＯ膜の表面平均粗さを９ｎｍ以下とすることで、アモルファスＩＴＯ膜の膜密度を６５％以上として安定性を高めることができる。
アモルファスＩＴＯ膜の膜密度は、６５％以上とすることが好ましく、更には９０％以上であることが更に好ましく、アモルファスＩＴＯ膜の膜密度を６５％以上とすることで安定性を高めることができる。
アモルファスＩＴＯ膜に含有されるＳｎＯ２は、２ｗｔ％〜７ｗｔ％の範囲とすることが好ましく、更には実施例１及び実施例２に示すように５ｗｔ％とすることが更に好ましい。ＳｎＯ２を、２ｗｔ％〜７ｗｔ％の範囲とすることで、透明性を高めることができる。
なお、実施例３に示すように、第２のＩＴＯ膜だけでなく、第１のＩＴＯ膜についても、膜厚を３０ｎｍ〜３２０ｎｍの範囲として、アモルファスＩＴＯ膜の表面抵抗を９〜１０５（Ω／□）の範囲としたアモルファスＩＴＯ膜とすることが好ましい。第１のＩＴＯ膜や第２のＩＴＯ膜をこのようなアモルファスＩＴＯ膜とすることで、導電性、透明性、及び耐久性に優れた透明導電性フィルムを提供できる。
また、第２のＩＴＯ膜を、膜厚を３０ｎｍ〜３２０ｎｍの範囲として、アモルファスＩＴＯ膜の表面抵抗を９〜１０５（Ω／□）の範囲とたアモルファスＩＴＯ膜とし、薄膜金属層を１０ｎｍ〜２０ｎｍの厚さのＡｇ層とすることで、耐久性に劣るＡｇを第２のＩＴＯ膜によって保護して耐久性を高めることができるとともに、５０％程度のＡｇの全光線透過率を第２のＩＴＯ膜によって９０％程度まで高めることができる。
実施例３では薄膜金属層としてＡｇを用いたが、特にＡｇに限定することなく、Ｃｕ、Ａｌ、Ａｕ、Ｎｉ、Ｎｉ／Ｃｒ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｓｎ等の単体又は２種以上からなる合金を用いることもできる。
また、第２のＩＴＯ膜を、膜厚を３０ｎｍ〜３２０ｎｍの範囲として、アモルファスＩＴＯ膜の表面抵抗を９〜１０５（Ω／□）の範囲とたアモルファスＩＴＯ膜とし、薄膜金属層を１０ｎｍ〜２０ｎｍの厚さのＡｇ層とすることで、耐久性に劣るＡｇを第２のＩＴＯ膜によって保護して耐久性を高めることができるとともに、５０％程度のＡｇの全光線透過率を第２のＩＴＯ膜によって９０％程度まで高めることができる。
実施例３では薄膜金属層としてＡｇを用いたが、特にＡｇに限定することなく、Ｃｕ、Ａｌ、Ａｕ、Ｎｉ、Ｎｉ／Ｃｒ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｓｎ等の単体又は２種以上からなる合金を用いることもできる。
Claims (11)
- 可撓性を有する基材の表面に、アニール処理を行わない状態のアモルファスＩＴＯ膜を形成したＩＴＯフィルムであって、前記アモルファスＩＴＯ膜の膜厚を３０ｎｍ〜３２０ｎｍの範囲として、前記アモルファスＩＴＯ膜の表面抵抗を９〜１０５（Ω／□）の範囲としたことを特徴とするＩＴＯフィルム。
- 前記基材として、ポリエチレンテレフタレートを用いたことを特徴とする請求項１に記載のＩＴＯフィルム。
- 前記アモルファスＩＴＯ膜の膜密度を６５％以上としたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のＩＴＯフィルム。
- 前記アモルファスＩＴＯ膜の表面平均粗さを９ｎｍ以下としたことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のＩＴＯフィルム。
- 前記アモルファスＩＴＯ膜に含有されるＳｎＯ２を、２ｗｔ％〜７ｗｔ％の範囲としたことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載のＩＴＯフィルム。
- 可撓性を有する基材の表面に第１のＩＴＯ膜が形成され、前記第１のＩＴＯ膜の表面に薄膜金属層が形成され、更に前記薄膜金属層の表面に第２のＩＴＯ膜が形成された透明導電性フィルムであって、
前記第１のＩＴＯ膜を、前記アニール処理を行わない状態のアモルファスＩＴＯ膜とし、
前記第２のＩＴＯ膜を、膜厚を３０ｎｍ〜３２０ｎｍの範囲として、前記アモルファスＩＴＯ膜の表面抵抗を９〜１０５（Ω／□）の範囲とし、前記アニール処理を行わない状態のアモルファスＩＴＯ膜とした
ことを特徴とする透明導電性フィルム。 - 前記薄膜金属層を、１０ｎｍ〜２０ｎｍの厚さのＡｇ層としたことを特徴とする請求項６に記載の透明導電性フィルム。
- 前記基材として、ポリエチレンテレフタレートを用いたことを特徴とする請求項６又は請求項７に記載の透明導電性フィルム。
- 前記第２のＩＴＯ膜の膜密度を６５％以上としたことを特徴とする請求項６から請求項８のいずれか１項に記載の透明導電性フィルム。
- 前記第２のＩＴＯ膜の表面平均粗さを９ｎｍ以下としたことを特徴とする請求項６から請求項９のいずれか１項に記載の透明導電性フィルム。
- 前記第２のＩＴＯ膜に含有されるＳｎＯ２を、２ｗｔ％〜７ｗｔ％の範囲としたことを特徴とする請求項６から請求項１０のいずれかに記載の透明導電性フィルム。
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