JP5984570B2 - 導電性フィルム - Google Patents
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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に関する。
従来、ポリエチレンテレフタレートフィルム上に、インジウムスズ酸化物層と、銅層とを積層した導電性フィルムが知られている（特許文献１）。上記導電性フィルムの銅層は、例えば、狭額縁対応のタッチセンサを作製するために、タッチパネル画面（中央窓部）の外縁部に引き回し配線を形成するように加工される。
上記導電性フィルムは、銅層を加工する前に、ロール状にして長期間保管されることがあり、この場合、上記銅層は大気中の酸素の影響を受けて自然に酸化し、その表面に酸化銅層が形成される。しかしながら、上記導電性フィルムのフィルム幅がある程度大きい場合、酸化銅層が自然酸化により形成されると、部分的に酸化の度合いに差が生じて、フィルム幅方向に表面抵抗値のばらつきが生じ、フィルム特性が低下する場合がある。
本発明の目的は、幅方向における表面抵抗値のばらつきが少なく、フィルム特性の良好な導電性フィルム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は、長尺状フィルム基材と、第１導電層と、第２導電層と、第３導電層とをこの順に有する導電性フィルムであって、前記長尺状フィルム基材は、長手方向とそれに直交する幅方向を有し、前記長尺状フィルム基材の幅方向寸法は１ｍ以上であり、前記第１導電層は、インジウム系酸化物層であり、前記第２導電層は、金属層であり、前記第３導電層は、スパッタ成膜された厚み１ｎｍ〜１５ｎｍの酸化金属層であることを特徴とする。
好ましくは、前記長尺状フィルム基材の幅方向寸法が１ｍ〜３ｍである。
さらに好ましくは、前記導電性フィルムの表面抵抗値が０．３Ω／□〜０．６Ωである。
また好ましくは、前記幅方向における表面抵抗値の標準偏差が０．０１Ω／□以下である。
さらに好ましくは、前記幅方向における表面抵抗値の標準偏差が、０．００１〜０．００５Ω／□である。
前記第３導電層は、酸化銅、酸化銀、酸化銀合金又は酸化チタン合金からなるのが好ましい。
前記第２導電層は、銅、銀、銀合金又はチタン合金からなるのが好ましい。
また、前記第２導電層の厚みは、２０ｎｍ〜７００ｎｍであるのが好ましい。
前記第１導電層は、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−酸化亜鉛酸化物からなるのが好ましい。
また、前記第１導電層の厚みは、２０ｎｍ〜８０ｎｍであるのが好ましい。
前記長尺状フィルム基材の厚みは、８０μｍ〜２００μｍであるのが好ましい。
また、前記長尺状フィルム基材は、ポリシクロオレフィンからなるのが好ましい。
本発明によれば、長尺状フィルム基材の幅方向寸法が１ｍ以上であり、第１導電層は、インジウム系酸化物層であり、第２導電層は、金属層であり、第３導電層は、スパッタ成膜された物であって、厚み１ｎｍ〜１５ｎｍの酸化金属層であり、表面抵抗値が０．１Ω／□〜０．６Ω／□である。この構成によれば、幅方向寸法が１ｍ以上である導電性フィルムにおいて、その幅方向における表面抵抗値を小さくすることができ、フィルム特性の良好な導電性フィルムを提供することが可能となる。
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。
図１に示すように、本実施形態に係る導電性フィルム１は、長尺状フィルム基材２と、インジウム系酸化物層３（第１導電層）と、金属層４(第２導電層）と、酸化金属層５（第３導電層）とを、この順に備えている。この長尺状フィルム基材１は、長手方向とそれに直交する幅方向とを有しており、該長尺状フィルムの幅方向寸法は１ｍ以上である。
上記導電性フィルム１では、金属層４の表面に、スパッタ成膜された酸化金属層５が形成される。このため、導電性フィルムが長期間保管されても、自然酸化によっては、これ以上の酸化金属層は形成されない。自然酸化により形成される酸化金属層の厚み分布は、大気中における導電性フィルムの保管環境や状態によって左右されるのに対し、スパッタ成膜により形成された酸化金属層の厚み分布は比較的一定であるため、幅方向において表面抵抗値のばらつきが小さい導電性フィルムから得られる。
本発明の導電性フィルム１の表面抵抗値は、好ましくは０．１Ω／□〜０．６Ω／□であり、さらに好ましくは０．３Ω／□〜０．６Ω／□である。上記導電性フィルム１の幅方向における表面抵抗値の標準偏差は、好ましくは０．０１Ω／□以下であり、さらに好ましくは０．００１〜０．００５Ω／□である。
（２）長尺状フィルム基材
本発明に用いられる長尺状フィルム基材２は、長手方向とそれに直交する幅方向とを有する。本発明において「長尺状」とは、長手方向寸法が、幅方向寸法よりも十分に大きいことをいい、好ましくは長手方向寸法が、幅方向寸法に対して１０倍以上であることをいう。
本発明に用いられる長尺状フィルム基材２は、長手方向とそれに直交する幅方向とを有する。本発明において「長尺状」とは、長手方向寸法が、幅方向寸法よりも十分に大きいことをいい、好ましくは長手方向寸法が、幅方向寸法に対して１０倍以上であることをいう。
上記長尺状フィルム基材２の幅方向寸法（単に「幅」ともいう）は１ｍ以上であり、好ましくは１ｍ〜３ｍである。上記長尺状フィルム基材の長手方向寸法は（単に「長さ」ともいう）は、好ましくは１０００ｍ以上である。このような条件下にて、本発明の導電性フィルムは優れた効果を奏する。
上記長尺状フィルム基材２は、好ましくは、押出成形されたポリシクロオレフィンフィルムである。押出成形されたポリシクロオレフィンフィルムは、残存揮発分量が少ないため、各導電層に及ぼす発生ガスの悪影響を小さくすることができ、成膜直後における各伝導層の表面抵抗値を均一にすることができる。上記ポリシクロオレフィンフィルムの標準試験方法ＡＳＴＭ Ｄ５７０（２０１０）に準じて求めた吸水率は、好ましくは０．１％以下であり、さらに好ましくは０．０５％以下である。
さらに、上記ポリシクロオレフィンフィルムは、残存揮発分量が少ないため、厚みを大きくして、取扱性を向上させることもできる。上記長尺状フィルム基材の厚みは、好ましくは８０μｍ〜２００μｍである。
なお、上記長尺状フィルム基材２は、その表面に、インジウム系酸化物層３と該長尺状フィルム基材との密着性を高めるための易接着層１０を有していてもよく、また、長尺状フィルム基材２の反射率を調整するための屈折率調整層１１（Index-matching layer)を有していてもよい（図２）。あるいは、上記長尺状フィルム基材の表面に傷が付き難くするためのハードコート層（不図示）を有していてもよい。
（３）インジウム系酸化物層（第１導電層）
本発明に用いられるインジウム系酸化物層３は、例えば、本発明の導電性フィルム１をタッチセンサに用いる場合、タッチパネル画面（中央窓部）の透明導電層として用いられる。
本発明に用いられるインジウム系酸化物層３は、例えば、本発明の導電性フィルム１をタッチセンサに用いる場合、タッチパネル画面（中央窓部）の透明導電層として用いられる。
インジウム系酸化物層３を形成する材料は、透明性と導電性に優れる点から、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−酸化亜鉛酸化物である。インジウム系酸化物層３の厚みは、好ましくは２０ｎｍ〜８０ｎｍである。
（４）金属層（第２導電層）
本発明に用いられる金属層４は、例えば、本発明の導電性フィルムをタッチセンサに用いる場合、タッチパネル画面（中央窓部）の外縁部に引き回し配線を形成するために用いられる。
本発明に用いられる金属層４は、例えば、本発明の導電性フィルムをタッチセンサに用いる場合、タッチパネル画面（中央窓部）の外縁部に引き回し配線を形成するために用いられる。
上記金属層を形成する材料は、例えば、銅、銀、銀合金又はチタン合金である。このような材料は、電気伝導性に優れるため、引き回し配線を細く形成することができる。上記金属層の厚みは、例えば、２０ｎｍ〜７００ｎｍである。
（５）酸化金属層（第３導電層）
本発明に用いられる酸化金属層５は、スパッタ成膜された厚み１ｎｍ〜１５ｎｍの層である。上記酸化金属層は、第２導電層（金属層）が、大気中の酸素の影響を受けて自然に酸化することを防止するために設けられる。
本発明に用いられる酸化金属層５は、スパッタ成膜された厚み１ｎｍ〜１５ｎｍの層である。上記酸化金属層は、第２導電層（金属層）が、大気中の酸素の影響を受けて自然に酸化することを防止するために設けられる。
酸化金属層５を形成する材料は、例えば、酸化銅、酸化銀、酸化銀合金又は酸化チタン合金である。密着性や耐腐食性の観点から、上記第３導電層を形成する材料は、上記第２導電層を形成した金属材料と同一金属材料の酸化物であることが好ましい。例えば、第２導電層が銅層である場合、第３導電層は、好ましくは酸化銅層である。
酸化金属層５の厚みは、自然酸化を防止するために、１ｎｍ〜１５ｎｍであり、好ましくは３ｎｍ〜１０ｎｍである。
上記のように構成される導電性フィルム１は、例えば、幅１．１ｍ、長さ５００ｍ〜５０００ｍの長尺状フィルム基材のロールをスパッタ装置に入れ、これを一定速度で繰り返しながら、該長尺状フィルム基材の一方の面に、インジウム系複合酸化物層、金属層及び酸化金属層を、スパッタ法により順次形成する方法により製造される。
上記スパッタ法は、低圧気体中で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表面から飛散した物質を基板に付着させる方法である。この際、上記スパッタ装置内には、成膜する材料の焼成体ターゲットが、積層順に対応するように配置される。
上述したように、本実施形態によれば、長尺状フィルム基材２の幅方向寸法が１ｍ以上であり、第１導電層はインジウム系酸化物層３であり、第２導電層は金属層４であり、第３導電層は、スパッタ成膜された厚み１ｎｍ〜１５ｎｍの酸化金属層５である。この構成によれば、幅方向寸法が１ｍ以上である導電性フィルム１において、その幅方向における表面抵抗値を小さくすることができ、高品質な導電性フィルムを提供することが可能となる。
以上、本実施形態に係る導電性フィルムについて述べたが、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。
次に、本発明の実施例を説明する。
（実施例１）
先ず、幅１．１ｍ、長さ２０００ｍ、厚み１００μｍの押出成形された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）」からなる長尺状フィルム基材の一方の側に、第１導電層として厚み２５ｎｍのインジウムスズ酸化物層を、第２導電層として厚み５０ｎｍの銅層を、第３導電層として厚み７ｎｍの酸化銅層を、それぞれスパッタ法により順次形成した。
（実施例２）
スパッタリング時間を変更することにより、酸化銅層の厚みを５ｎｍに変更した以外は、実施例１と同様の方法で導電性フィルムを作製した。
（実施例３）
スパッタリング時間を変更することにより、酸化銅層の厚みを１．５ｎｍに変更した以外は、実施例１と同様の方法で導電性フィルムを作製した。
（比較例１）
第３導電層としての酸化銅層を形成しなかった以外は、実施例１と同様の方法で導電性フィルムを作製し、２３℃の大気中で７２時間保管して、第２導電層（銅層）の表面に、厚み１．７ｎｍの酸化皮膜層を形成した。
先ず、幅１．１ｍ、長さ２０００ｍ、厚み１００μｍの押出成形された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）」からなる長尺状フィルム基材の一方の側に、第１導電層として厚み２５ｎｍのインジウムスズ酸化物層を、第２導電層として厚み５０ｎｍの銅層を、第３導電層として厚み７ｎｍの酸化銅層を、それぞれスパッタ法により順次形成した。
（実施例２）
スパッタリング時間を変更することにより、酸化銅層の厚みを５ｎｍに変更した以外は、実施例１と同様の方法で導電性フィルムを作製した。
（実施例３）
スパッタリング時間を変更することにより、酸化銅層の厚みを１．５ｎｍに変更した以外は、実施例１と同様の方法で導電性フィルムを作製した。
（比較例１）
第３導電層としての酸化銅層を形成しなかった以外は、実施例１と同様の方法で導電性フィルムを作製し、２３℃の大気中で７２時間保管して、第２導電層（銅層）の表面に、厚み１．７ｎｍの酸化皮膜層を形成した。
次に、上記実施例１〜３および比較例１の各導電性フィルムを、以下の方法にて測定・評価した。
（１）第１導電層及び第２導電層の厚みの測定
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、インジウムスズ酸化物層と銅層の厚みを測定した。
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、インジウムスズ酸化物層と銅層の厚みを測定した。
（２）第３導電層の厚みの測定
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、酸化銅層の厚みを測定した。
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、酸化銅層の厚みを測定した。
（３）表面抵抗値の測定および評価
得られた導電性フィルムの表面抵抗値を、４端子法を用いて、幅方向に１５ｃｍ間隔で５点測定し、その標準偏差を求めた。
得られた導電性フィルムの表面抵抗値を、４端子法を用いて、幅方向に１５ｃｍ間隔で５点測定し、その標準偏差を求めた。
上記（１）〜（３）の方法にて、実施例１〜３および比較例１の導電性フィルムを測定・評価した結果を表１に示す。なお、表１中、実施例１〜３における「厚み」は、第３導電層の厚みを示し、比較例１の「厚み」は酸化皮膜層の厚みを示す。
表１の結果から、実施例１〜３に示すように、幅寸法１．１ｍの導電性フィルムにおいて、酸化銅層の厚みが１．５ｎｍ、５ｎｍ、７ｎｍの場合に、幅方向における表面抵抗値の標準偏差が０．００２〜０．００４Ω／□となり、ばらつきの小さい良好な表面抵抗値を示すことが分かった。一方、比較例１に示すように、幅寸法１．１ｍの導電性フィルムにおいて、自然酸化による厚み１．７ｎｍの酸化皮膜層を形成した場合、幅方向における表面抵抗値の標準偏差が０．０２３Ω／□となり、ばらつきが大きいことが分かった。
本発明の導電性フィルムは、例えば、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 導電性フィルム
２ 長尺上フィルム基材
３ インジウム系酸化物層
４ 金属層
５ 酸化金属層
１０ 易接着層
１１ 屈折率調整層
２１ 導電層
２ 長尺上フィルム基材
３ インジウム系酸化物層
４ 金属層
５ 酸化金属層
１０ 易接着層
１１ 屈折率調整層
２１ 導電層
Claims (12)
- 長尺状フィルム基材と、第１導電層と、第２導電層と、第３導電層とをこの順に有する導電性フィルムであって、
前記長尺状フィルム基材は、長手方向とそれに直交する幅方向を有し、
前記長尺状フィルム基材の幅方向寸法は１ｍ以上であり、
前記第１導電層は、インジウム系酸化物層であり、
前記第２導電層は、金属層であり、
前記第３導電層は、スパッタ成膜された物であって、厚み１ｎｍ〜１５ｎｍの酸化金属層であり、
表面抵抗値が０．１Ω／□〜０．６Ω／□である、
ことを特徴とする導電性フィルム。 - 前記長尺状フィルム基材の幅方向寸法が１ｍ〜３ｍであることを特徴とする、請求項１記載の導電性フィルム。
- 表面抵抗値が０．３Ω／□〜０．６Ω／□であることを特徴とする、請求項１記載の導電性フィルム。
- 前記幅方向における表面抵抗値の標準偏差が０．０１Ω／□以下であることを特徴とする、請求項１記載の導電性フィルム。
- 前記幅方向における表面抵抗値の標準偏差が、０．００１〜０．００５Ω／□であることを特徴とする、請求項４記載の導電性フィルム。
- 前記第３導電層は、酸化銅、酸化銀、酸化銀合金又は酸化チタン合金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。
- 前記第２導電層は、銅、銀、銀合金又はチタン合金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。
- 前記第２導電層の厚みが、２０ｎｍ〜７００ｎｍであることを特徴とする、請求項７記載の導電性フィルム。
- 前記第１導電層は、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−酸化亜鉛酸化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。
- 前記第１導電層の厚みが、２０ｎｍ〜８０ｎｍであることを特徴とする、請求項９記載の導電性フィルム。
- 前記長尺状フィルム基材の厚みが、８０μｍ〜２００μｍであることを特徴とする、請求項１記載の導電性フィルム。
- 前記長尺状フィルム基材がポリシクロオレフィンからなることを特徴とする、請求項１１記載の導電性フィルム。
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