JP2653383B2 - 透明導電性積層体の製造法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明はポリエチレンテレフタレートフイルムから
なるフイルム基板上に透明な導電性薄膜を設けた透明導
電性積層体の製造法に関する。

〔従来の技術〕

一般に、可視光線領域で透明であり、かつ導電性を有
する薄膜は、液晶デイスプレイ、エレクトロルミネツセ
ンスデイスプレイなどの新しいデイスプレイ方式やタツ
チパネルなどのおける透明電極のほか、透明物品の帯電
防止や電磁波遮断などのために用いられている。

従来、このような透明導電性薄膜として、ガラス上に
酸化インジウム薄膜を形成した、いわゆる導電性ガラス
がよく知られているが、基板がガラスであるために、可
撓性、加工性に劣り、用途によつては好ましくない場合
がある。

このため、近年では、可撓性、加工性に加えて、耐衝
撃性にすぐれ、計量であるなどの利点から、合成樹脂フ
イルムを基材とする透明導電性薄膜が使用されるように
なり、中でもポリエチレンテレフタレートフイルムから
なるフイルム基材が耐熱性，強度などにすぐれることか
ら、特に好ましく用いられている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかるに、ポリエチレンテレフタレートフイルムから
なるフイルム基材を用いた透明導電性フイルムは、耐擦
傷性に劣り、使用中に傷がついて電気抵抗が増大した
り、断線を生じるといつた問題があつた。また、特にタ
ツチパネル用の導電性フイルムでは、スペーサを介して
対向させた一対のフイルムの導電性薄膜同志がその一方
のフイルム基材側からの押圧打点で強く接触するもので
あるため、これに抗しうる良好な耐久特性つまり打点特
性を有していることが望まれるが、上記従来の透明導電
性フイルムではかかる特性に劣り、そのぶんタツチパネ
ルとしての寿命が短くなるという問題があつた。

さらに、この種の導電性フイルムは、これをたとえば
透明電極として使用する場合、所定の形状を有するよう
にパターン化されるが、その際酸やアルカリが多く用い
られるため、フイルム基材としてのポリエチレンテレフ
タレートフイルムが上記の試薬によつて加水分解され
て、その表面が粗面化されやすい。このため、フイルム
基材と導電性薄膜との密着性に劣るときには、上記パタ
ーン化の過程やその後においてフイルムの透明性が失わ
れたり、導電性薄膜の部分的あるいは全体的な剥離が生
じて、電気抵抗の増大や透明電極としての使用が困難と
なるなどの弊害を招く結果となる。

この発明は、上記従来の透明導電性フイルムの問題点
に鑑み、ポリエチレンテレフタレートフイルムからなる
フイルム基材と導電性薄膜との密着性にすぐれて非常に
良好な耐薬品性、特に耐アルカリ性を有するとともに、
改善された耐擦傷性および打点特性を備えた透明導電性
積層体の製造法を提供することを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

この発明者らは、上記の目的を達成するために鋭意検
討した結果、特定厚みのポリエチレンテレフタレートフ
イルムをフイルム基材として使用し、これに透明な導電
性薄膜を形成するに先立つて、予め上記フイルム基材の
表面に特定のエツチング処理を施しておき、この処理面
に上記薄膜を形成するとともに、この処理面とは反対側
のフイルム基材面にさらに透明な粘着剤層を介して透明
基体を貼り合わせることにより、上記フイルム基材と導
電性薄膜との密着性にすぐれて良好な耐薬品性、特に耐
アルカリ性を有するとともに、耐擦傷性および打点特性
の改良された透明導電性積層体が得られるものであるこ
とを知り、この発明を完成するに至つた。

すなわち、この発明は、厚さが２〜120μｍのポリエ
チレンテレフタレートフイルム（以下、PETフイルムと
いう）からなるフイルム基材の一方の面に、アルゴンガ
スを少なくとも50％含有する１×10^-3〜１×10^-1Torrの
雰囲気において、0.1〜30W・秒/cm²の範囲の放電処理量
で高周波スパツタエツチング処理を施したのちに、膜厚
が50Å以上の透明な導電性薄膜を形成し、さらにこのフ
イルム基材の他方の面に弾性係数が１×10⁵〜１×10⁷dy
n/cm²、厚みが１μｍ以上である透明な粘着剤層を介し
て透明基体を貼り合わせることを特徴とする透明導電性
積層体の製造法に係るものである。

〔発明の構成・作用〕

この発明において使用するPETフイルムは、既述のよ
うに耐熱性や強度さらには表面平滑性などにすぐれるも
のとして各種用途のフイルム基材として汎用されてお
り、市販品として容易に入手可能なものであるが、その
厚さとしては２〜120μｍの範囲にあることが必要で、
特に好適な厚さは６〜100μｍである。２μｍ未満では
基材としての機械的強度が不足し、このフイルム基材を
ロール状にして導電性薄膜や接着剤層を連続的に形成す
る操作が難しくなる。一方、120μｍを超えると、後述
する粘着剤層のクツシヨン効果に基づく導電性薄膜の耐
擦傷性や打点特性の向上を図れなくなる。

また、この発明では、上記PETフイルムの単体からな
るもののほか、透明な導電性薄膜を形成するべき表面側
がポリエチレンテレフタレートとされたもの、つまりポ
リエチレンテレフタレートを表面層として有する複合フ
イルム、たとえば上記PETフイルムと他の樹脂フイルム
との積層フイルムなどを使用することもできる。この場
合、複合フイルム全体の厚さが上記した２〜120μｍの
範囲にあればよい。

この発明においては、まずこのPETフイルムの表面に
高周波スパツタエツチング処理を施すが、この処理にお
ける第１の特徴は、アルゴンガスを少なくとも50％、好
ましくは80％以上含有する雰囲気とすることである。す
なわち、このようなアルゴンガスを主体とする雰囲気と
することにより、PETフイルムと導電性薄膜との密着性
の改善が図れて耐薬品性、特に耐アルカリ性にすぐれた
透明導電性積層体が得られるもので、アルゴンガスと同
じく不活性な窒素ガスやヘリウムガスなどを主体とした
雰囲気では上述の効果は得られない。

なお、アルゴンガスが少なくとも50％を占める限り
は、残余のガス組成は窒素ガス、ヘリウムガス、ネオン
ガス、水素ガス、空気など通常のスパツタエツチング処
理に用いられるガスであつてもよい。また、雰囲気ガス
中に水蒸気が含まれていてもよい。

また、第２の特徴は、上記ガス組成からなる雰囲気圧
を１×10^-3〜１×10^-1Torrの範囲に設定することであ
る。これは、上記範囲より高真空ではグロー放電が不安
定となりやすく、一方上記範囲より低真空ではフイルム
基材と導電性薄膜との密着性向上に基づく耐アルカリ性
改善効果が充分に発現されないためである。

さらに、第３の特徴として、電極単位面積当たりの高
周波出力（W/cm²）と放電処理時間との積で表される放
電処理量を、0.1〜30W・秒/cm²の範囲に設定することが
重要である。これは、上記範囲より小さくなると処理効
果が充分に得られず、逆に上記範囲より大きくなるとフ
イルムが変形したり、着色したりするためである。

このように、この発明においては、PETフイルムの表
面に上述の如き第１〜第３の特徴を有する特定の高周波
スパツタエッチング処理を施すものであるが、この処理
法自体は公知の方法に準じて行うことができ、その際の
高周波電源としては、実用上、工業用割当周波数である
13.56MHzを使用するのが好都合である。

この発明においては、上記の如き高周波スパツタエツ
チング処理を施したのち、その処理面を透明な導電性薄
膜を形成する。この形成は、上記処理後一旦大気中に取
り出し、その後再度上記処理時とほぼ同じ雰囲気圧に戻
して行つてもよいし、上記処理時の雰囲気圧を実質的に
保持したまま、つまり１×10^-3〜１×10^-1Torrの真空度
を破ることなくそのままの状態で連続して行つてもよ
く、いずれの場合も耐アルカリ性などの改善効果が得ら
れる。しかし、後者つまり雰囲気圧を維持したままで行
つた方がより好ましい結果が得られるため、特に推奨さ
れる。

なお、導電性薄膜を形成する際の雰囲気ガス組成は、
高周波スパツタエツチング処理時と必ずしも同一である
必要はなく、採用する導電性薄膜の形成方法にしたがつ
て適宜に変更されてよい。

導電性薄膜の形成方法としては、真空蒸着法、スパツ
タリング法、イオンプレーテイング法などの従来公知の
技術をいずれも採用できる。また、用いる薄膜材料も特
に制限されるものではなく、たとえば酸化スズを含有す
る酸化インジウム、アンチモンを含有する酸化スズなど
が好ましく用いられる。この導電性薄膜の厚さとして
は、50Å以上とすることが必要で、これより薄いと表面
抵抗が１×10³Ω／□以下となる良好な導電性を有する
連続被膜となりにくい。一方、あまり厚くしすぎると透
明性の低下などをきたすため、特に好適な厚さとして
は、100〜2,000Å程度とするのがよい。

このような透明な導電性薄膜が形成されたPETフイル
ムからなるフイルム基材の他方の面には、透明な粘着剤
層を介して透明基体が貼り合わされる。この貼り合わせ
は、透明基体の方に上記の粘着剤層を設けておき、これ
に上記のフイルム基材を貼り合わせるようにしてもよい
し、逆にフイルム基材の方に上記の粘着剤層を設けてお
き、これに透明基体を貼り合わせるようにしてもよい。
後者の方法では、粘着剤層の形成をフイルム基材をロー
ル状にして連続的に行うことができるから、生産性の面
でより有利である。

粘着剤層としては、透明性を有するものであれば特に
制限なく使用でき、たとえばアクリル系粘着剤、シリコ
ーン系粘着剤、ゴム系粘着剤などが用いられる。この粘
着剤層は、透明基体の接着後そのクツシヨン効果により
フイルム基材の一方の面に設けられた導電性薄膜の耐擦
傷性および打点特性を向上させる機能を有するものであ
り、主としてこの機能をより良く発揮させる観点から、
その弾性係数を１×10⁵〜１×10⁷dyn/cm²の範囲、厚さ
を１μｍ以上、通常５〜100μｍの範囲に設定するのが
望ましい。

上記の弾性係数が１×10⁵dyn/cm²未満となると、粘着
剤層は非弾性となるため、加圧により容易に変形してフ
イルム基材ひいては導電性薄膜に凹凸を生じさせ、また
加工切断面からの粘着剤のはみ出しなどが生じやすくな
り、そのうえ耐擦傷性および打点特性の向上効果が低減
する。一方、弾性係数が１×10⁷dyn/cm²を超えると、粘
着剤層が硬くなり、そのクツシヨン効果を期待できなく
なるため、耐擦傷性および打点特性を向上できない。

また、粘着剤層の厚さが１μｍ未満となると、そのク
ツシヨン効果をやはり期待できないため、耐擦傷性およ
び打点特性の向上を望めなくなる。なお、厚くしすぎる
と、透明性を損なつたり、粘着剤層の形成や透明基体の
貼り合わせ作業性さらにコストの面で好結果を得にく
い。

このような粘着剤層を介して貼り合わされる透明基体
は、フイルム基材に対して良好な機械的強度を付与し、
特にカールなどの発生防止に寄与するものであり、これ
を貼り合わせたのちにおいても可撓性であることが要求
される場合は、通常６〜300μｍ程度のプラスチツクフ
イルムが、可撓性が特に要求されない場合は、通常0.05
〜10mm程度のガラス板やフイルム状ないし板状のプラス
チツクが、それぞれ用いられる。

上記プラスチツクの材質としては、前記したフイルム
基材と同様のPETのほか、ポリカーボネート（PC）、セ
ルロースプロピオネート（CP）、ポリアクリル（PA
C）、ポリイミド（PI）、ポリエーテルサルフオン（PE
S）、ポリエーテルエーテルケトン（PEEK）、ポリプロ
ピレン（PP）、ポリアミド（PA）などの透明性を有する
各種のプラスチツクが挙げられる。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明においては、フイルム基材と
して特定厚みのPETフイルムを用いて、その一方の面に
特定の高周波スパツタエツチング処理を施したのちに透
明な導電性被膜を形成する一方、他方の面に透明な粘着
剤層を介して透明基体を貼り合わせる構成としたことに
より、上記高周波スパツタエツチング処理に基づいて良
好な耐薬品性、特に耐アルカリ性を有するとともに、上
記粘着剤層のクツシヨン効果に基づいて耐擦傷性と打点
特性の改良された透明導電性積層体を製造できるという
格別の効果が奏し得られるものである。

〔実施例〕

以下に、この発明の実施例を記載してより具体的に説
明する。

実施例１ 厚さ12μｍのPETフイルムの一方の面をアルゴンガス8
0％と酸素ガス20％とからなる４×10^-3Torrの雰囲気中
で、放電処理量3W・秒/cm²にて高周波スパツタリング処
理した。その後、この処理面上に、上記真空度を破るこ
となく同一の雰囲気ガス中で、インジウム−スズ合金を
用いた反応性スパツタリング法により、厚さ400Åの酸
化インジウムと酸化スズとの複合酸化物からなる透明な
導電性薄膜（以下、ITO薄膜という）を形成した。

つぎに、上記PETフイルムの他方の面に、弾性係数が
１×10⁶dyn/cm²に調整されたアクリル系の粘着剤層（ア
クリル酸ブチルとアクリル酸と酢酸ビニルとの重量比10
0:2:5のアクリル系共重合体100重量部にイソシアネート
系架橋剤を１重量部配合させてなるもの）を約20μｍの
厚さに形成し、この上に厚さが75μｍのPETフイルムか
らなる透明基体を貼り合わせて、図に示す構造のこの発
明の透明導電性積層フイルムを作製した。

なお、図中、１は厚さが12μｍのPETフイルムからな
るフイルム基材、２はITO薄膜からなる透明な導電性薄
膜、３はアクリル系の透明な結着剤層、４は厚さが75μ
ｍのPETフイルムからなる透明基体である。

実施例２ フイルム基材として、厚さが100μｍのPETフイルムを
使用した以外は、実施例１と同様にして図に示す構造の
この発明の透明導電性積層フイルムを作製した。

比較例１ 高周波スパツタエツチング処理を省いた以外は、実施
例１と同様にして透明導電性積層フイルムを作製した。

比較例２ 高周波スパツタエツチング処理時の雰囲気ガスを、窒
素ガス80％と酸素ガス20％とに変更した以外は、実施例
１と同様にして透明導電性積層フイルムを作製した。

比較例３ 高周波スパツタエツチング処理時の雰囲気圧を、３×
10^-1Torrに変更した以外は、実施例１と同様にして透明
導電性積層フイルムを作製した。

比較例４ 高周波スパツタエツチング処理時の放電処理量を0.05
W・秒/cm²に変更した以外は、実施例１と同様にして透
明導電性積層フイルムを作製した。

比較例５ フイルム基材として、厚さが125μｍのPETフイルムを
使用した以外は、実施例１と同様にして透明導電性積層
フイルムを作製した。

比較例６ 粘着剤層の形成と透明基体の貼り合わせを行わなかつ
た以外は、実施例１と同様にして透明導電性フイルムを
作製した。

つぎに、上記の実施例1,2および比較例１〜５の各透
明導電性積層フイルムと比較例６の透明導電性フイルム
とにつき、フイルム抵抗、透過率、耐アルカリ性、耐擦
傷性および打点特性を下記の要領で測定評価した。結果
は、後記の表に示されるとおりであつた。

＜フイルム抵抗＞ 四端子法を用いて、フイルムの表面電気抵抗（Ω／
□）を測定した。

＜透過率＞ 島津製作所製の分光分析装置UV−240を用いて、光波
長550nmにおける可視光線透過率を測定した。

＜耐アルカリ性＞ 透明導電性積層フイルム（または透明導電性フイル
ム）を幅1cmの短冊状に切断し、５重量％KOH水溶液（20
℃）に20分間浸漬したのち、フイルム抵抗（Ra）を測定
し、初期のフイルム抵抗（Ro）に対する変化率（Ra/R
o）を求めて、耐アルカリ性を評価した。

＜耐擦傷性＞ 新東科学社製のヘイドン表面性測定機TYPE−HEIDON14
を用いて、擦傷子：ガーゼ（日本薬局方タイプＩ）、
荷重:100g/cm²、擦傷速度:30cm/分、擦傷回数:10
0回（往復50回）の条件で、薄膜表面を擦つたのちにフ
イルム抵抗（Rs）を測定し、初期のフイルム抵抗（Ro）
に対する変化率（Rs/Ro）を求めて、耐擦傷姓を評価し
た。

＜打点特性＞ ２枚の透明導電性積層フイルム（または透明導電性フ
イルム）を厚さ100μｍのスペーサを介して導電性薄膜
同志が向かい合うように対向配置し、一方のフイルム
（の透明基板またはフイルム基板）側より、硬度40度の
ウレタンゴムからなるロツド（鍵先7R）を用いて荷重10
0gで100万回のセンター打点を行つたうち、フイルム抵
抗（Rd）を測定し、初期のフイルム抵抗（Ro）に対する
変化率（Ra/Ro）を求めて、打点特性を評価した。

なお、上記のフイルム抵抗の測定は、対向配置した２
枚の透明導電性積層フイルム（または透明導電性フイル
ム）の打点時の接触抵抗を調べたものである。

上記表の結果から明らかなように、この発明の方法に
よれば、良好な透明性および導電性を有するうえに、耐
薬品性特に耐アルカリ性にすぐれ、しかも耐擦傷性およ
び打点特性が著しく改良された透明導電性積層フイルム
が得られるものであることが判る。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の方法にて得られる透明導電性積層体の
一例を示す断面図である。 １……フイルム基材、２……導電性薄膜、 ３……粘着剤層、４……透明基体

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】厚さが２〜120μｍのポリエチレンテレフ
   タレートフイルムからなるフイルム基材の一方の面に、
   アルゴンガスを少なくとも50％含有する１×10^-3〜１×
   10^-1Torrの雰囲気において、0.1〜30W・秒/cm²の範囲の
   放電処理量で高周波スパツタエツチング処理を施したの
   ちに、膜厚が50Å以上の透明な導電性薄膜を形成し、さ
   らにこのフイルム基材の他方の面に弾性係数が１×10⁵
   〜１×10⁷dyn/cm²、厚みが１μｍ以上である透明な粘着
   剤層を介して透明基体を貼り合わせることを特徴とする
   透明導電性積層体の製造法。