JP5156336B2 - 透明導電膜 - Google Patents
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Description
ダイヤモンドライクカーボンは、sp2結合炭素とsp3結合炭素が混合した化合物の総称である。上記結合状態の他にも、水素の含有量などによって特性がまったく異なるダイヤモンドライクカーボンを作製することが可能である。
DLC膜ハンドブック、495ページより(NTS社出版) 透明導電膜に使用される透明導電層には、充分な透明性を確保することと同時に、特にディスプレイ用途では反射防止の有効性が上記特許文献2に記載されている。
図1は、本発明に係る透明導電膜の断面説明図である。この透明導電膜は厚さ0.05〜1mmの基板1上に、酸化亜鉛を主成分とする透明導電層2が設けられる。カーボン膜3は透明導電層2の表面に被覆される。
気相堆積法で透明導電層を形成する場合、基板の温度は、基板の軟化温度により変化するが、室温〜基板のガラス転移温度以下が好ましく、さらに好ましくは室温〜基板のガラス転移温度より30℃程度低温が好ましい。基板の温度が低すぎると、結晶性が悪くなり、透明性や導電性が目的を達成できない可能性がある。基板の温度が高すぎると基板に付与した位相差が損失する可能性がある。透明導電層の形成には必要に応じてプラズマ放電を利用することができる。プラズマのパワーには特に制限はないが、生産性や結晶性の観点から10W〜600Wが好ましい。低すぎる場合には製膜されない可能性がある。高すぎる場合には基板へのダメージや装置へのダメージが懸念される。透明導電層の形成に使用するキャリアガスは一般的な気相堆積法に使用されるガスを使用することができる。例えばアルゴンや水素、酸素や窒素ガスを使用することができる。
透明導電膜の表面抵抗は、JISK7194に記載されている四探針圧接測定で測定した。表面抵抗の値は、使用するアイテムに必要とされる特性により異なるが、5〜2000Ω/□が好ましい。これ以上大きい表面抵抗では、透明導電層の膜厚が薄過ぎ、透明導電膜の表面抵抗が安定にならず、特に高温高湿環境下に放置すると表面抵抗が容易に上昇する。逆にこれ以上小さい表面抵抗では、透明導電層の膜厚が大きくなり、その応力により透明導電層が割れやすくなることや、また透過率の低下やコスト面での課題が発生する。550nmの波長での光線透過率は、JISK7105に記載されている積分球式光線透過率測定装置を用いて測定した。
ポリシクロオレフィンフィルム(商品名ゼオノアフィルムZF−14、膜厚100μm、日本ゼオン社製)を二軸延伸により位相差を付与した。KOBRA−WR(王子計測機器社製)を用いて550nmの測定波長で測定したレタデーション値は140nmだった。
ポリシクロオレフィンフィルム(商品名ゼオノアフィルムZF−14、膜厚100μm、日本ゼオン社製)に、酸化亜鉛をスパッタ製膜した。製膜条件は、基板温度を50℃、キャリアガスとしてアルゴンガスを20sccm使用し、8Paの圧力で200WのDCパワーをかけ、5分間製膜することで、500Åの酸化亜鉛透明導電層を作製した。さらにその上にカーボン膜をプラズマCVDで製膜した。製膜条件は、基板温度を50℃、メタンガス10sccm、水素ガス200sccm使用し、70Paの圧力で200WのRFパワーをかけ、20分間製膜することで、50Åのカーボン膜を作製した。このようにして作製した透明導電膜の表面抵抗は290Ω/□であり、550nmの波長での光線透過率は88%であった。この透明導電膜を、60℃/95%RH環境下で1週間放置したところ、表面抵抗は310Ω/□であり、550nmの波長での光線透過率は88%であった。
ポリシクロオレフィンフィルム(商品名ゼオノアフィルムZF−14、膜厚100μm、日本ゼオン社製)に、酸化亜鉛をスパッタ製膜した。製膜条件は、基板温度を50℃、キャリアガスとしてアルゴンガスを20sccm使用し、8Paの圧力で200WのDCパワーをかけ、1分間製膜することで、100Åの酸化亜鉛透明導電層を作製した。さらにその上にカーボン膜をプラズマCVDで製膜した。製膜条件は、基板温度を50℃、メタンガス10sccm、水素ガス200sccm使用し、70Paの圧力で200WのRFパワーをかけ、200分間製膜することで、500Åのカーボン膜を作製した。このようにして作製した透明導電膜の表面抵抗は1500Ω/□であり、550nmの波長での光線透過率は88%であった。この透明導電膜を、60℃/95%RH環境下で1週間放置したところ、表面抵抗は1500Ω/□であり、550nmの波長での光線透過率は88%であった。
上記位相差フィルムに、実施例1と同様にして酸化亜鉛透明導電膜とカーボン膜を形成し、透明導電膜を作製した。このようにして作製した透明導電膜の表面抵抗は300Ω/□であり、550nmの波長での光線透過率は88%であった。また、550nmの測定波長で測定したリタデーション値は140nmだった。この透明導電膜を、60℃/95%RH環境下で1週間放置したところ、表面抵抗は310Ω/□であり、550nmの波長での光線透過率は88%であった。また550nmの測定波長で測定したリタデーション値は140nmだった。
上記位相差フィルムに、実施例2と同様にして酸化亜鉛透明導電膜とカーボン膜を形成し、透明導電膜を作製した。このようにして作製した透明導電膜の表面抵抗は1500Ω/□であり、550nmの波長での光線透過率は88%であった。また、550nmの測定波長で測定した位相差は140nmだった。この透明導電膜を、60℃/95%RH環境下で1週間放置したところ、表面抵抗は1500Ω/□であり、550nmの波長での光線透過率は88%であった。また550nmの測定波長で測定したリタデーション値は140nmだった。
上記位相差フィルムに、カーボン膜をプラズマCVDで製膜した。製膜条件は、基板温度を50℃、メタンガス10sccm、水素ガス200sccm使用し、70Paの圧力で200WのRFパワーをかけ、20分間製膜することで、50Åのカーボン膜を作製した。この上に、実施例1と同条件で酸化亜鉛透明導電層、カーボン膜を作製した。このようにして作製した透明導電膜の表面抵抗は290Ω/□であり、550nmの波長での光線透過率は89%であった。また、550nmの測定波長で測定した位相差は140nmだった。この透明導電膜を、60℃/95%RH環境下で1週間放置したところ、表面抵抗は300Ω/□であり、550nmの波長での光線透過率は89%であった。
ポリシクロオレフィンフィルム(商品名ゼオノアフィルムZF−14、膜厚100μm、日本ゼオン社製)に、酸化亜鉛をスパッタ製膜した。製膜条件は、基板温度を50℃、キャリアガスとしてアルゴンガスを20sccm使用し、8Paの圧力で200WのDCパワーをかけ、5分間製膜することで、500Åの酸化亜鉛透明導電層を作製した。さらにその上に、水素を含まないカーボン膜を製膜した。製膜条件は、カーボンターゲットを炭素源として使用し、アルゴン10sccmの環境下で8Paの圧力で200WのRFパワーをかけ、5分間製膜することで、50Åのカーボン膜を作製した。このようにして作製した透明導電膜の表面抵抗は250Ω/□であり、550nmの波長での光線透過率は86%であった。この透明導電膜を、60℃/95%RH環境下で1週間放置したところ、表面抵抗は800Ω/□であり、550nmの波長での光線透過率は86%であった。
ポリシクロオレフィンフィルム(商品名ゼオノアフィルムZF−14、膜厚100μm、日本ゼオン社製)に、製膜時間を1分30秒間とする以外は比較例1と同様にITOを100Åスパッタリング製膜した。このようにして作製した透明導電膜の550nmの波長での光線透過率は85%であった。しかし、この透明導電膜は、透明導電層がフィルムから剥離してしまい、製膜直後から表面にひび割れが生じており、表面抵抗は10000Ω/□以上となり、透明導電膜として機能しないものとなった。
無アルカリガラス(商品名OA−10、膜厚0.7mm、日本電気硝子社製)に、実施例1と同様に酸化亜鉛透明導電層、カーボン膜を形成し、透明導電膜を作成した。このようにして作製した透明導電膜の表面抵抗は350Ω/□であり、550nmの波長での光線透過率は89%であった。この透明導電膜を、60℃/95%RH環境下で1週間放置したところ、表面抵抗は360Ω/□であり、550nmの波長での光線透過率は89%であった。
2 透明導電層
3 カーボン膜
Claims (6)
- 基板上に少なくとも1層からなる透明導電層を有する透明導電膜において、該基板がポリシクロオレフィン樹脂を主成分とする光学等方性または光学異方性を示すフィルムからなり、該基板上に結晶性の酸化亜鉛を主成分とする透明導電層、さらにその上に水素を含有するダイヤモンドライクカーボン膜が形成されており、550nmの波長での光線透過率が85%以上であることを特徴とする透明導電膜。
- 基板と透明導電層との間に、水素を含有するダイヤモンドライクカーボン膜が形成されている請求項1記載の透明導電膜。
- 透明導電膜形成直後のシート抵抗と、60℃/95%RH環境下で1週間放置した後のシート抵抗の変化率が7%以内であることを特徴とする、請求項1または請求項2に記載の透明導電膜。
- 上記透明導電層の膜厚が500Å以上5000Å以下であり、且つカーボン膜の膜厚が10Å以上300Å以下であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の透明導電膜。
- 上記透明導電層の膜厚が50Å以上500Å以下であり、且つカーボン膜の膜厚が100Å以上5000Å以下であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の透明導電膜。
- 上記水素を含有するダイヤモンドライクカーボン膜が、アモルファスハイドロカーボンまたはテトラヘドラル−ハイドロカーボンであることを特徴とする、請求項1〜5のいずれかに記載の透明導電膜。
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