JP6277926B2 - 成膜装置および積層体フィルムと電極基板フィルムの各製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、樹脂フィルムから成る透明基板と電極等の回路パターンを有しタッチパネル等に用いられる電極基板フィルムに係り、特に、高輝度照明下においても回路パターンが視認され難い電極基板フィルムの製造方法と該電極基板フィルムの製造に適用される積層体フィルムの製造方法および成膜装置の改良に関するものである。

近年、携帯電話、携帯電子文書機器、自動販売機、カーナビゲーション等のフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）の表面に設置する「タッチパネル」が普及している。

上記「タッチパネル」には、大きく分けて抵抗型と静電容量型が存在する。「抵抗型のタッチパネル」は、樹脂フィルムから成る透明基板と該基板上に設けられたＸ座標（またはＹ座標）検知電極シート並びにＹ座標（またはＸ座標）検知電極シートと、これ等シートの間に設けられた絶縁体スペーサーとで主要部が構成されている。そして、上記Ｘ座標検知電極シートとＹ座標検知電極シートは空間的に隔たっているが、ペン等で押さえられたときに両座標検知電極シートは電気的に接触してペンの触った位置（Ｘ座標、Ｙ座標）が判るようになっており、ペンを移動させればその都度座標を認識して、最終的に文字の入力が行なえる仕組みとなっている。他方、「静電容量型のタッチパネル」は、絶縁シートを介してＸ座標（またはＹ座標）検知電極シートとＹ座標（またはＸ座標）検知電極シートが積層され、これ等の上にガラス等の絶縁体が配置された構造を有している。そして、ガラス等の上記絶縁体に指を近づけたとき、その近傍のＸ座標検知電極、Ｙ座標検知電極の電気容量が変化するため、位置検知を行なえる仕組みとなっている。

そして、電極等の回路パターンを構成する導電性材料として、従来、ＩＴＯ（酸化インジウム−酸化錫）等の透明導電膜が広く用いられていた（特許文献１参照）。また、タッチパネルの大型化に伴い、特許文献２や特許文献３等に開示されたメッシュ構造の金属製細線（金属膜）が用いられ、更に、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）やグラフェン（Grapene）等で代替する取り組みもされ始めている。

ところで、上記透明導電膜と金属製細線（金属膜）を較べた場合、透明導電膜は、可視波長領域における透過性に優れるため電極等の回路パターンが殆ど視認されない利点を有するが、金属製細線（金属膜）より電気抵抗値が高いためタッチパネルの大型化や応答速度の高速化には不向きな欠点を有する。他方、金属製細線（金属膜）は、電気抵抗値が低いためタッチパネルの大型化や応答速度の高速化に向いているが、可視波長領域における反射率が高いため、例え微細なメッシュ構造に加工されたとしても高輝度照明下において回路パターンが視認されることがあり、製品価値を低下させてしまう欠点を有する。そして、この反射は、媒質（空気）と金属製細線（金属膜）の界面、金属製細線（金属膜）と樹脂フィルムの界面の屈折率差によるフレネル反射に起因している。

そこで、樹脂フィルムと金属膜との間に金属酸化物等から成る金属吸収膜（黒化膜と称され、金属窒化物で構成される場合もある）を設ける（特許文献４参照）等して樹脂フィルム側から観測される金属製細線の反射を低減させる方法が提案されている。

そして、金属酸化物等から成る金属吸収膜については、金属酸化物等の成膜効率を図る観点から、通常、金属ターゲットと反応性ガスを用いた反応性スパッタリング等により連続して成膜されているが、金属吸収膜を継続して連続成膜した場合、成膜環境の経時変化（例えば、真空チャンバー内における反応性ガスの濃度変化等）により、金属吸収膜の特性が変化してしまう問題があった。

この問題を解決するため、成膜直後における金属吸収膜の透過率若しくは反射率を計測するインライン透過率測定器若しくはインライン反射率測定器を真空チャンバー内に配置して所望とする特性が維持されるようフィードバック制御を行う方法（特許文献５〜７参照）が検討され、あるいは、図５のグラフ図に示すように金属吸収層（膜）の表面抵抗（図５のグラフ図中、ひし形マークで示す）は反射率（図５のグラフ図中、四角形マークで示す）と略反比例の関係を有することから、成膜直後における金属吸収膜の表面抵抗を計測する接触式表面抵抗測定器若しくは渦電流を応用した非接触式表面抵抗測定器を真空チャンバー内に配置して所望とする特性が維持されるようにフィードバック制御を行う方法が検討されている。

ところで、図１に示すように樹脂フィルム４２の片面側に金属吸収膜４１と金属膜４０が順次成膜される構造の積層体フィルムに対してインライン透過率測定器若しくはインライン反射率測定器により制御する方法は、樹脂フィルム４２側から金属吸収膜４１の光学特性を測定できるため以下に述べる不都合はないが、図２に示すように樹脂フィルム６２の両面に金属吸収膜６１、６３と金属膜６０、６４がそれぞれ成膜される構造の積層体フィルムに対してインライン透過率測定器若しくはインライン反射率測定器により制御する方法は、金属吸収膜６１と金属膜６０が成膜された樹脂フィルム６２側から金属吸収膜６３の光学特性を測定することが困難なため、金属吸収膜と金属膜を連続して成膜できなくなる不都合を生じさせる。すなわち、樹脂フィルム６２の片面側に金属吸収膜６１を成膜しながらインライン透過率測定器若しくはインライン反射率測定器による制御を行い、片面側における金属吸収膜６１の成膜が完了した後、樹脂フィルム６２の他方側に金属吸収膜６３を連続成膜しながらインライン透過率測定器若しくはインライン反射率測定器による制御を行う方法を採らざるを得ない。このため、樹脂フィルムに対して金属吸収膜と金属膜を連続して成膜することができなくなることから、成膜工程の増加によるコストアップを生じさせる問題が存在した。

尚、成膜直後における金属吸収膜の表面抵抗を接触式表面抵抗測定器で計測する上述の制御方法は金属吸収膜に傷をつけてしまう問題があり、渦電流を応用した非接触式表面抵抗測定器により成膜直後における金属吸収膜の表面抵抗を計測する上述の制御方法はキャンロール（金属ロール）上での測定ができない不都合があり共に採用困難であった。

特開２００３−１５１３５８号公報（請求項２参照） 特開２０１１−０１８１９４号公報（請求項１参照） 特開２０１３−０６９２６１号公報（段落0004参照） 特開２０１３−２２５２７６号公報（請求項１、段落0041参照） 特開２００８−０７０４３２号公報（請求項１参照） 特開２０００−１７４３７号公報（段落0016参照） 特開２００５−３３８０４７号公報（請求項１参照）

本発明はこのような問題点に着目してなされたもので、その課題とするところは、金属酸化物等から成る金属吸収膜を反応成膜法により連続成膜してもその要求特性の変動が起こり難い成膜装置を提供し、かつ、高輝度照明下においても回路パターンが視認され難い電極基板フィルムの製造方法と該電極基板フィルムの製造に適用される積層体フィルムの製造方法を提供することにある。

すなわち、本発明に係る第１の発明は、
長尺樹脂フィルムを巻き出す巻き出しロールと、上記長尺樹脂フィルムを巻き取る巻き取りロールと、上記巻き出しロールと上記巻き取りロール間に設けられた冷却キャンロールと、上記冷却キャンロールの外周面近傍に沿ってそれぞれ設けられかつ上記冷却キャンロールの外周面に巻き付けられた上記長尺樹脂フィルム面に金属材と反応性ガスを用いた反応成膜法により金属吸収膜を形成する第一成膜手段並びに金属材を用いた成膜法により上記金属吸収膜上に金属膜を形成する第二成膜手段と、上記第一成膜手段へ上記反応性ガスを供給する反応性ガス供給手段を真空チャンバー内に備える成膜装置であって、
上記第一成膜手段と上記第二成膜手段間における上記冷却キャンロールの外周面近傍部位に上記第一成膜手段で成膜された上記金属吸収膜の分光反射率を測定する反射率測定手段を設け、上記金属吸収膜における分光反射率の測定値と目標値とを比較して上記反応性ガス供給手段における上記反応性ガスの供給量を制御するようにした成膜装置において、
上記反射率測定手段が、安定化光源と、該光源からの光を２光路に分配しその一方の光路を構成する測定光照射ファイバ束が上記真空チャンバー内に導入され他方の光路を構成する参照光照射ファイバ束が上記真空チャンバー外に配置されるＹ分岐光ファイバ束と、
上記測定光照射ファイバ束と反射光受光ファイバ束から成りかつ上記冷却キャンロールの外周面に巻き付けられた上記長尺樹脂フィルムの上記金属吸収膜へ向けて上記測定光照射ファイバ束から測定光を照射し上記金属吸収膜からの反射光を上記反射光受光ファイバ束で受光して上記金属吸収膜の反射率を測定する反射率測定プローブと、該反射率測定プローブの上記反射光受光ファイバ束と上記参照光照射ファイバ束の各端部が上記真空チャンバー外において接続されかつ上記参照光照射ファイバ束の端部から出射される参照光と上記反射光受光ファイバ束の端部から出射される反射光を一定の時間毎に順次通過させる光切換器と、該光切換器を通過した上記参照光に基づき光源光量を測定しかつ測定された上記光源光量に基づき上記光切換器を通過した反射光の光量を補正して上記金属吸収膜の上記分光反射率を計測する分光器とで構成されていることを特徴とし、
また、第２の発明は、
第１の発明に記載の成膜装置において、
酸素と窒素の単体ガス若しくはこれ等の混合ガス、または、酸素と窒素を主成分とする混合ガスにより上記反応性ガスが構成されていることを特徴とする。

次に、第３の発明は、
樹脂フィルムから成る透明基板と該透明基板の片面若しくは両面に設けられた積層膜とで構成され、かつ、上記積層膜が上記透明基板側から数えて１層目の金属吸収膜と２層目の金属膜から成る積層体フィルムの製造方法において、
目標とする分光反射率を有する上記金属吸収膜が、第１の発明〜第２の発明のいずれかに記載の成膜装置を用いて形成されることを特徴とし、
第４の発明は、
第３の発明に記載の積層体フィルムの製造方法において、
上記金属吸収膜が、Ｎｉ単体、若しくは、Ｔｉ、Ａｌ、Ｖ、Ｗ、Ｔａ、Ｓｉ、Ｃｒ、Ａｇ、Ｍｏ、Ｃｕより選ばれる１種以上の元素が添加されたＮｉ系合金、または、Ｃｕ単体、若しくは、Ｔｉ、Ａｌ、Ｖ、Ｗ、Ｔａ、Ｓｉ、Ｃｒ、Ａｇ、Ｍｏ、Ｎｉより選ばれる１種以上の元素が添加されたＣｕ系合金から成る金属材を成膜材料とし、第１の発明〜第２の発明のいずれかに記載の成膜装置における上記第一成膜手段へ上記反応性ガスを導入する上記反応成膜法により形成されることを特徴とし、
第５の発明は、
樹脂フィルムから成る透明基板と該透明基板の片面若しくは両面に設けられた金属製の積層細線から成るメッシュ構造の回路パターンを有する電極基板フィルムの製造方法において、
第３の発明〜第４の発明のいずれかに記載の積層体フィルムの製造方法で製造された積層体フィルムにおける上記積層膜をエッチング処理して、上記金属製の上記積層細線に加工することを特徴とするものである。

第１の発明〜第２の発明に記載の成膜装置によれば、
金属吸収膜を形成する第一成膜手段と金属膜を形成する第二成膜手段間における冷却キャンロールの外周面近傍部位に、上記第一成膜手段で成膜された上記金属吸収膜の分光反射率を測定する反射率測定手段を設けているため、長尺樹脂フィルムの両面側に上記金属吸収膜と上記金属膜がそれぞれ成膜される場合においても上記金属吸収膜の上記分光反射率を測定することが可能となり、かつ、上記金属吸収膜における上記分光反射率の測定値と目標値とを比較して上記第一成膜手段へ反応性ガスを供給する反応性ガス供給手段のガス供給量を制御するようになっているため、連続成膜される上記金属吸収膜の上記光学特性が変動し難い効果を有している。

また、第３の発明〜第４の発明に記載の積層体フィルムの製造方法によれば、
第１の発明〜第２の発明に記載された成膜装置を用いて所望とする分光反射率を有する金属吸収膜が形成されており、かつ、
第５の発明に記載の電極基板フィルムの製造方法によれば、
所望とする分光反射率を有する金属吸収膜が形成された第３の発明〜第４の発明に記載の製造方法で製造された積層体フィルムを用いて電極基板フィルムが製造されているため、高輝度照明下においても回路パターンが視認され難い電極基板フィルムを安価にかつ安定して製造できる効果を有している。

樹脂フィルムの片面側に金属吸収膜と金属膜が形成された積層体フィルムの概略断面説明図。 樹脂フィルムの両面側に金属吸収膜と金属膜がそれぞれ形成された積層体フィルムの概略断面説明図。 樹脂フィルムの両面側に金属製の積層細線がそれぞれ形成された電極基板フィルムの概略断面説明図。 酸素濃度（０％〜３０％）に起因する金属吸収膜の樹脂フィルム側からの分光反射特性を示すグラフ図。 膜厚１Å当たりの酸素濃度［酸素濃度（％）/膜厚（Å）］に起因する金属吸収層（膜）の表面抵抗（ひし形マーク参照）と反射率（四角形マーク参照）をそれぞれ示すグラフ図。 樹脂フィルム上に金属吸収膜と金属膜を形成する従来例に係る成膜装置（スパッタリングウェブコータ）の構成説明図。 樹脂フィルム上に金属吸収膜と金属膜を形成する本発明に係る成膜装置（スパッタリングウェブコータ）の構成説明図。 本発明に係る成膜装置を用いて製造された積層体フィルムにおける１０ｍ、５００ｍ、１０００ｍ、１４９０ｍの各位置でサンプリングされた積層体フィルムの分光反射特性を示すグラフ図。 従来例に係る成膜装置を用いて製造された積層体フィルムにおける１０ｍ、５００ｍ、１０００ｍ、１４９０ｍの各位置でサンプリングされた積層体フィルムの分光反射特性を示すグラフ図。

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。

（１）積層体フィルムと該積層体フィルムを用いて製造される電極基板フィルム
（1-1）片面構造を有する積層体フィルム
片面構造を有する積層体フィルムは、図１に示すように、樹脂フィルム４２から成る透明基板と、該透明基板の片面に設けられた金属吸収膜４１と金属膜４０から成る積層膜とで構成されている。

尚、図４のグラフ図は、金属酸化物から成る金属吸収膜を金属ターゲットと反応性ガスを用いた反応性スパッタリングにより成膜した際、酸素濃度（０％〜３０％）に起因する金属吸収膜の樹脂フィルム側からの分光反射特性を示している。

そして、金属酸化物は酸化され過ぎると（２０％、３０％）黒色の金属吸収膜４１から透明な膜になってしまい、金属膜４０の反射が大きくなってしまう。一方、金属酸化物の酸化が不足していると（０％、５％）、黒化されずに金属吸収膜４１の吸収が僅かになって金属吸収膜４１の反射が大きくなってしまう。このため、反応性スパッタリングにより金属酸化物から成る金属吸収膜を成膜する場合、反応性スパッタリングにおける最適な酸化条件が必要となる。

そして、片面構造の積層体フィルムにおいては、上述したように樹脂フィルム４２側から金属吸収膜４１の光学特性を測定できるため、成膜直後における金属吸収膜４１の透過率若しくは反射率を計測するインライン透過率測定器若しくはインライン反射率測定器による制御方法に不都合は生じない。

（1-2）両面構造を有する積層体フィルム
両面構造を有する積層体フィルムは、図２に示すように樹脂フィルム６２から成る透明基板と、該透明基板の両面にそれぞれ設けられた金属吸収膜６１、６３および金属膜６０、６４から成る各積層膜とで構成されている。

そして、両面構造を有する積層体フィルムにおいては、上述したように金属吸収膜６１と金属膜６０が成膜された樹脂フィルム６２側から金属吸収膜６３の光学特性を測定することが困難なため、成膜直後における金属吸収膜６１、６３の透過率若しくは反射率を計測するインライン透過率測定器若しくはインライン反射率測定器による制御方法を行うに際し不都合を生ずる。

（1-3）電極基板フィルム
上記片面構造を有する積層体フィルム（図１参照）の積層膜（金属吸収膜４１と金属膜４０）をエッチング処理し、金属製の積層細線に加工することでメッシュ構造の回路パターンを有する電極基板フィルムが得られ、また、両面構造を有する積層体フィルム（図２参照）の各積層膜（金属吸収膜６１と金属膜６０および金属吸収膜６３と金属膜６４）をそれぞれエッチング処理して金属製の積層細線（金属吸収膜５１と金属膜５０および金属吸収膜５３と金属膜５４）に加工することにより、図３に示すメッシュ構造の回路パターンを有する電極基板フィルムが得られる。尚、上記積層細線の金属膜５０と金属膜５４上には、更に湿式めっき法若しくはスパッタリング法により金属吸収膜と同様な吸収膜（図示せず）が成膜されるため、積層細線における金属膜５０と金属膜５４の反射は問題とならない。

（1-4）金属吸収膜
上記金属吸収膜の材料としては、Ｎｉ単体、若しくは、Ｔｉ、Ａｌ、Ｖ、Ｗ、Ｔａ、Ｓｉ、Ｃｒ、Ａｇ、Ｍｏ、Ｃｕより選ばれる１種以上の元素が添加されたＮｉ系合金、および、Ｃｕ単体、若しくは、Ｔｉ、Ａｌ、Ｖ、Ｗ、Ｔａ、Ｓｉ、Ｃｒ、Ａｇ、Ｍｏ、Ｎｉより選ばれる１種以上の元素が添加されたＣｕ系合金が好ましい。

また、金属吸収膜は、上記Ｎｉ単体若しくはＮｉ系合金、および、Ｃｕ単体若しくはＣｕ系合金から成る金属材を成膜材料とし、かつ、成膜装置内に反応性ガスを導入する反応成膜法により形成される。上記成膜法としては、マグネトロンスパッタ、イオンビームスパッタ、真空蒸着、イオンプレーティング、ＣＶＤ等があり、また、上記反応性ガスとしては、酸素と窒素の単体ガス若しくはこれ等の混合ガス、または、酸素と窒素を主成分としアルゴン等を含む混合ガスが挙げられる。

そして、金属吸収膜の各波長における光学定数（屈折率、消衰係数）は、反応の度合い、すなわち酸化度あるいは窒化度に大きく影響され、金属吸収膜の構成材料だけで決定されるものではない。

（1-5）金属膜
上記金属吸収膜上に成膜される形成される金属膜の構成材料（金属材）としては、電気抵抗値が低い金属であれば特に限定されず、例えば、Ｃｕ単体、若しくは、Ｔｉ、Ａｌ、Ｖ、Ｗ、Ｔａ、Ｓｉ、Ｃｒ、Ａｇより選ばれる１種以上の元素が添加されたＣｕ系合金、または、Ａｇ単体、若しくは、Ｔｉ、Ａｌ、Ｖ、Ｗ、Ｔａ、Ｓｉ、Ｃｒ、Ｃｕより選ばれる１種以上の元素が添加されたＡｇ系合金が挙げられ、特に、Ｃｕ単体が、回路パターンの加工性や抵抗値の観点から望ましい。また、金属膜の膜厚は電気特性に依存するものであり、光学的な要素から決定されるものではないが、通常、透過光が測定不能なレベルの膜厚に設定される。

（1-6）透明基板を構成する樹脂フィルム
上記積層体フィルムと電極基板フィルムに適用される樹脂フィルムの材質としては特に限定されることはなく、その具体例として、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエーテルスルフォン（ＰＥＳ）、ポリアリレート（ＰＡＲ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリオレフィン（ＰＯ）、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）およびノルボルネンの樹脂材料から選択された樹脂フィルムの単体、あるいは、上記樹脂材料から選択された樹脂フィルム単体とこの単体の片面または両面を覆うアクリル系有機膜との複合体が挙げられる。特に、ノルボルネン樹脂材料については、代表的なものとして、日本ゼオン社のゼオノア（商品名）やＪＳＲ社のアートン（商品名）等が挙げられる。

尚、本発明に係る電極基板フィルムは「タッチパネル」等に使用するため、上記樹脂フィルムの中でも可視波長領域での透明性に優れるものが望ましい。

（２）反応成膜法を実施する従来の成膜装置
（2-1）スパッタリングウェブコータ
成膜法の一例としてスパッタリング法を挙げ、従来の成膜装置について説明する。

尚、この成膜装置はスパッタリングウェブコータと称され、ロールツーロール方式で搬送される長尺樹脂フィルム表面に連続的に効率よく成膜処理を施す場合に用いられる。

具体的に説明すると、ロールツーロール方式で搬送される長尺樹脂フィルムの成膜装置（スパッタリングウェブコータ）は、図６に示すように真空チャンバー１０内に設けられており、巻き出しロール１１から巻き出された長尺樹脂フィルム１２に対して所定の成膜処理を行った後、巻き取りロール２４で巻き取るようになっている。これら巻き出しロール１２から巻き取りロール２４までの搬送経路の途中に、モータで回転駆動されるキャンロール１６が配置されている。このキャンロール１６の内部には、真空チャンバー１０の外部で温調された冷媒が循環している。

真空チャンバー１０内では、スパッタリング成膜のため、到達圧力１０^-4Ｐａ程度までの減圧と、その後のスパッタリングガスの導入による０.１〜１０Ｐａ程度の圧力調整が行われる。スパッタリングガスにはアルゴン等公知のガスが使用され、目的に応じて更に酸素や窒素等のガスが添加される。真空チャンバー１０の形状や材質は、このような減圧状態に耐え得るものであれば特に限定はなく種々のものを使用することができる。また、真空チャンバー１０内を減圧してその状態を維持するため、真空チャンバー１０にはドライポンプ、ターボ分子ポンプ、クライオコイル等の種々の装置（図示せず）が組み込まれている。

巻き出しロール１１からキャンロール１６までの搬送経路には、長尺樹脂フィルム１２を案内するフリーロール１３と、長尺樹脂フィルム１２の張力の測定を行う張力センサロール１４とがこの順で配置されている。また、張力センサロール１４から送り出されてキャンロール１６に向かう長尺樹脂フィルム１２は、キャンロール１６の近傍に設けられたモータ駆動の前フィードロール１５によってキャンロール１６の周速度に対する調整が行われ、これによりキャンロール１６の外周面に長尺樹脂フィルム１２を密着させることができる。

キャンロール１６から巻き取りロール２４までの搬送経路も、上記同様に、キャンロール１６の周速度に対する調整を行うモータ駆動の後フィードロール２１、長尺樹脂フィルム１２の張力の測定を行う張力センサロール２２および長尺樹脂フィルム１２を案内するフリーロール２３がこの順に配置されている。

上記巻き出しロール１１および巻き取りロール２４では、パウダークラッチ等によるトルク制御によって長尺樹脂フィルム１２の張力バランスが保たれている。また、キャンロール１６の回転とこれに連動して回転するモータ駆動の前フィードロール１５、後フィードロール２１により、巻き出しロール１１から長尺樹脂フィルム１２が巻き出されて巻き取りロール２４に巻き取られるようになっている。

キャンロール１６の近傍には、キャンロール１６の外周面上に画定される搬送経路（すなわち、キャンロール１６外周面の内の長尺樹脂フィルム１２が巻き付けられる領域）に対向する位置に、成膜手段としてのマグネトロンスパッタリングカソード１７、１８、１９および２０が設けられ、この近傍に反応性ガスを放出するガス放出パイプ２５、２６、２７、２８、２９、３０、３１、３２が設置されている。

ところで、上記金属吸収膜と金属膜のスパッタリング成膜を実施する際、図６に示すように板状のターゲットを使用できるが、板状ターゲットを用いた場合、ターゲット上にノジュール（異物の成長）が発生することがある。これが問題になる場合は、ノジュールの発生がなくかつターゲットの使用効率も高い円筒形のロータリーターゲットを使用することが好ましい。

（2-2）反応性スパッタリング
金属酸化物若しくは金属窒化物から成る金属吸収膜を成膜する目的で酸化物ターゲット若しくは窒化物ターゲットを適用した場合、成膜速度が遅く量産に適さない。このため、高速成膜が可能な金属ターゲット（金属材）を用い、かつ、反応性ガスを制御しながら導入する反応性スパッタリング等の反応成膜法が採られている。

そして、反応性ガスを制御する方法として以下の４つの方法が知られている。
（2-2-1）一定流量の反応性ガスを放出する方法。
（2-2-2）一定圧力を保つように反応性ガスを放出する方法。
（2-2-3）スパッタリングカソードのインピーダンスが一定になるように反応性ガスを放出する（インピーダンス制御）方法。
（2-2-4）スパッタリングのプラズマ強度が一定になるように反応性ガスを放出する（プラズマエミッション制御）方法。

（2-3）フィードバック制御
次に、ロールツーロール方式で搬送される長尺樹脂フィルム表面に連続的に成膜処理を行うスパッタリングウェブコータにおいては、成膜時間が１０時間以上に及ぶことがある。このような長時間に亘る反応性スパッタリング処理の条件を一定に保つことは容易でない。なぜなら、真空チャンバー１０内壁に吸着したガス（水分）が徐々に放出され続けるからである。そこで、金属吸収膜に取り込まれる酸素若しくは窒素量を一定にするため上述したフィードバック制御が欠かせない。そして、酸化若しくは窒化の度合いを連続的に把握するには、金属吸収膜の分光光学特性や表面抵抗を測定することが有効である。

但し、図２に示す両面構造を有する積層体フィルムにおいては、上述したように金属吸収膜６１と金属膜６０が成膜された樹脂フィルム６２側から金属吸収膜６３の光学特性を測定することはできない。このため、図６に示すように金属吸収膜を成膜する領域（マグネトロンスパッタリングカソード１８の終端領域）と金属膜を成膜する領域（マグネトロンスパッタリングカソード１９の始端領域）間におけるキャンロール１６上において唯一現れる金属吸収膜の表面抵抗による制御方法が考えられる。しかし、金属吸収膜の表面抵抗を接触式表面抵抗測定器で計測する方法は金属吸収膜に傷をつけてしまう問題があり、渦電流を応用した非接触式表面抵抗測定器で計測する方法もキャンロール（金属ロール）上での測定は不可能である。更に、キャンロール１６上において唯一現れる金属吸収膜の分光透過率を測定することもできないため、金属吸収膜の分光反射率を測定する方法のみが可能となる。

（３）反応成膜法を実施する本発明に係る成膜装置
（3-1）スパッタリングウェブコータ
次に、従来の装置と同様、成膜法の一例としてスパッタリング法を挙げ、本発明に係る成膜装置について説明する。

尚、本発明に係る成膜装置は、キャンロール上において唯一現れる金属吸収膜の分光反射率を測定し、この測定値と金属吸収膜の目標値とを比較してフィードバック制御を行う構成以外、従来の成膜装置と共通の構造を有している。

（3-2）従来の成膜装置と共通の構造部分
従来の成膜装置と同様、ロールツーロール方式で搬送される長尺樹脂フィルムの成膜装置（スパッタリングウェブコータ）は、図７に示すように真空チャンバー１１０内に設けられており、巻き出しロール１１１から巻き出された長尺樹脂フィルム１１２に対して所定の成膜処理を行った後、巻き取りロール１２４で巻き取るようになっている。これ等巻き出しロール１１２から巻き取りロール１２４までの搬送経路の途中に、モータで回転駆動されるキャンロール１１６が配置されている。このキャンロール１１６の内部には、真空チャンバー１１０の外部で温調された冷媒が循環している。

真空チャンバー１１０内では、スパッタリング成膜のため、到達圧力１０^-4Ｐａ程度までの減圧と、その後のスパッタリングガスの導入による０.１〜１０Ｐａ程度の圧力調整が行われる。スパッタリングガスにはアルゴン等公知のガスが使用され、目的に応じてさらに酸素等のガスが添加される。真空チャンバー１１０の形状や材質は、このような減圧状態に耐え得るものであれば特に限定はなく種々のものを使用することができる。また、真空チャンバー１１０内を減圧してその状態を維持するため、真空チャンバー１１０にはドライポンプ、ターボ分子ポンプ、クライオコイル等の種々の装置（図示せず）が組み込まれている。

巻き出しロール１１１からキャンロール１１６までの搬送経路には、長尺樹脂フィルム１１２を案内するフリーロール１１３と、長尺樹脂フィルム１１２の張力測定を行う張力センサロール１１４がこの順で配置されている。また、張力センサロール１１４から送り出されてキャンロール１１６に向かう長尺樹脂フィルム１１２は、キャンロール１１６の近傍に設けられたモータ駆動の前フィードロール１１５によって、キャンロール１１６の周速度に対する調整が行われ、これによりキャンロール１１６の外周面に長尺樹脂フィルム１１２を密着させることができる。

キャンロール１１６から巻き取りロール１２４までの搬送経路も、上記同様に、キャンロール１１６の周速度に対する調整を行うモータ駆動の後フィードロール１２１、長尺樹脂フィルム１１２の張力測定を行う張力センサロール１２２、および、長尺樹脂フィルム１１２を案内するフリーロール１２３がこの順に配置されている。

上記巻き出しロール１１１および巻き取りロール１２４では、パウダークラッチ等によるトルク制御によって長尺樹脂フィルム１１２の張力バランスが保たれている。また、キャンロール１１６の回転とこれに連動して回転するモータ駆動の前フィードロール１１５、後フィードロール１２１により、巻き出しロール１１１から長尺樹脂フィルム１１２が巻き出されて巻き取りロール１２４に巻き取られるようになっている。

キャンロール１１６の近傍には、キャンロール１１６の外周面上に画定される搬送経路（すなわち、キャンロール１１６外周面の内の長尺樹脂フィルム１１２が巻き付けられる領域）に対向する位置に、成膜手段としてのマグネトロンスパッタリングカソード１１７、１１８、１１９および１２０が設けられ、この近傍に反応性ガスを放出するガス放出パイプ１２５、１２６、１２７、１２８、１２９、１３０、１３１、１３２が設置されている。

（3-3）反射率測定手段で計測した分光反射率によるフィードバック制御
本発明に係る成膜装置は、図７に示すようにキャンロール１１６外周面に巻き付けられた長尺樹脂フィルム１１２面に金属吸収膜を成膜する第一成膜手段（マグネトロンスパッタリングカソード１１７とマグネトロンスパッタリングカソード１１８とで構成される）と、同じく長尺樹脂フィルム１１２面に金属膜を成膜する第二成膜手段（マグネトロンスパッタリングカソード１１９とマグネトロンスパッタリングカソード１２０とで構成される）間のキャンロール１１６上において唯一現れる金属吸収膜の分光反射率をキャンロール１１６近傍に設けられた反射率測定手段により測定し、測定された値（測定値）と金属吸収膜の目標値とを比較して上記第一成膜手段へ反応性ガスを供給する反応性ガス供給手段（ガス放出パイプ１２５、１２６、１２７、１２８）における反応性ガスの供給量を制御するようにしたことを特徴としている。

そして、キャンロール１１６の近傍に設けられる上記反射率測定手段は、図７に示すように白色（ハロゲン）光源等の安定化光源１３５と、該光源１３５からの光を２光路に分配しその一方の光路を構成する測定光照射ファイバ束が真空チャンバー１１０内に導入され他方の光路を構成する参照光照射ファイバ束が真空チャンバー１１０外に配置されるＹ分岐光ファイバ束１３４と、上記測定光照射ファイバ束と反射光受光ファイバ束から成りかつキャンロール１１６の外周面に巻き付けられた長尺樹脂フィルム１１２の金属吸収膜へ向けて測定光照射ファイバ束から測定光を照射し金属吸収膜からの反射光を反射光受光ファイバ束で受光して金属吸収膜の反射率を測定する反射率測定プローブ１３３と、該反射率測定プローブ１３３の反射光受光ファイバ束と上記参照光照射ファイバ束の各端部が真空チャンバー１１０外において接続されかつ上記参照光照射ファイバ束の端部から出射される参照光と反射光受光ファイバ束の端部から出射される反射光を一定の時間毎に順次通過させる光切換器（光チョッパー）１３６と、該光切換器１３６を通過した参照光に基づき光源光量を測定しかつ測定された上記光源光量に基づき光切換器１３６を通過した反射光の光量を補正して金属吸収膜の分光反射率を計測する分光器１３７とでその主要部が構成されている。

尚、上記光切換器（光チョッパー）１３６で、分光器１３７に入射する反射光と参照光を切り替える理由は、長時間に亘る成膜中の光源や受光素子の温度変化、光ファイバにおけるカップリングの効率変化等によるドリフトを補正するためである。具体的には参照光の変化割合に応じて反射率を同様に補正している。

そして、分光器１３７で計測された金属吸収膜の分光反射率データは、図７に示すように制御パソコン１３８に送信され、該制御パソコン１３８は反応性ガスの流量を制御する流量計１３９に流量設定値を送信する。そして、ガス導入チューブ１４０を経由して反応性ガスは上記ガス放出パイプ１２５、１２６、１２７、１２８に導かれ、上記第一成膜手段への反応性ガスの供給量を制御するように構成されている。尚、上記流量計１３９については、各ガス放出パイプ１２５、１２６、１２７、１２８にそれぞれ設置してもよい。

（3-4）本発明に係る成膜装置の効果
本発明に係る成膜装置によれば、金属吸収膜を形成する第一成膜手段（マグネトロンスパッタリングカソード１１７とマグネトロンスパッタリングカソード１１８とで構成される）と金属膜を形成する第二成膜手段（マグネトロンスパッタリングカソード１１９とマグネトロンスパッタリングカソード１２０とで構成される）間におけるキャンロール１１６の外周面近傍部位に、上記第一成膜手段で成膜された金属吸収膜の分光反射率を測定する反射率測定手段を設けているため、長尺樹脂フィルム１１２の両面側に金属吸収膜と金属膜がそれぞれ成膜される場合においても金属吸収膜の分光反射率を測定することが可能となり、かつ、金属吸収膜における分光反射率の測定値と目標値とを比較して第一成膜手段へ反応性ガスを供給する反応性ガス供給手段（ガス放出パイプ１２５、１２６、１２７、１２８）における反応性ガスの供給量を制御するように構成されているため、連続成膜される金属吸収膜の光学特性が変動し難い効果を有している。

そして、積層体フィルム並びに電極基板フィルムにおける金属吸収膜を本発明に係る成膜装置で成膜した場合、金属製の積層細線から成るメッシュ構造の回路パターンが視認され難い効果を有している。

以下、本発明の実施例について比較例を挙げて具体的に説明するが、本発明は以下の実施例により限定されるものではない。

［実施例］
図７に示す成膜装置（スパッタリングウェブコータ）を用い、反応性ガスには酸素ガスを用いると共に、キャンロール１１６は、直径６００ｍｍ、幅７５０ｍｍのステンレス製で、ロール本体表面にハードクロムめっきが施されている。前フィードロール１１５と後フィードロール１２１は直径１５０ｍｍ、幅７５０ｍｍのステンレス製で、ロール本体表面にハードクロムめっきが施されている。また、各マグネトロンスパッタリングカソード１１７、１１８、１１９、１２０の上流側と下流側にガス放出パイプ１２５、１２６、１２７、１２８、１２９、１３０、１３１、１３２を設置し、かつ、マグネトロンスパッタリングカソード１１７、１１８には金属吸収膜用のＮｉ−Ｃｕターゲット、マグネトロンスパッタリングカソード１１９と１２０には金属膜用のＣｕターゲットを取り付けた。

また、透明基板を構成する樹脂フィルムには幅６００ｍｍで長さ１５００ｍのＰＥＴフィルムを用い、キャンロール１１６は０℃に冷却制御した。また、真空チャンバー１１０を複数台のドライポンプにより５Ｐａまで排気した後、更に、複数台のターボ分子ポンプとクライオコイルを用いて３×１０^-3Ｐａまで排気した。

（１）片面構造を有する積層体フィルムの製造
そして、樹脂フィルムの搬送速度を４ｍ／分にした後、上記ガス放出パイプ１２９、１３０、１３１、１３２からアルゴンガスを３００ｓｃｃｍ導入し、かつ、マグネトロンスパッタリングカソード１１９、１２０については、膜厚８０ｎｍのＣｕ膜（金属膜）が得られる電力制御により成膜を行った。

一方、ガス放出パイプ１２５、１２６からアルゴンガスを３００ｓｃｃｍ導入し、かつ、マグネトロンスパッタリングカソード１１７、１１８については、膜厚２５ｎｍのＮｉ−Ｃｕの酸化膜（金属吸収膜）が得られる電力制御により成膜を行った。

また、反応性ガス（酸素ガス）はガス放出パイプ１２５、１２６、１２７、１２８へ混合ガスとして導入した。更に、インライン反射率測定器（反射率測定プローブ１３３）の波長５５０ｎｍにおける反射率が２０％になるように制御パソコン１３８でＰＩＤ制御し、反応性ガス（酸素ガス）の流量を制御する流量計１３９に設定値を出力した。また、測定光と参照光を切り換える光切換器（光チョッパー）１３６の周期は１Ｈｚとした。尚、フィードバック制御の確実性を増すために２波長以上の反射率をモニターし、上記反応性ガス（酸素ガス）の流量を制御する方法を採ってもよい。

また、今回は成膜後における自記分光光度計評価のため、片面成膜を行った。

［比較例］
図６に示す成膜装置（スパッタリングウェブコータ）を用い、反応性ガスには酸素ガスを用いると共に、キャンロール１６は、直径６００ｍｍ、幅７５０ｍｍのステンレス製で、ロール本体表面にハードクロムめっきが施されている。前フィードロール１５と後フィードロール２１は直径１５０ｍｍ、幅７５０ｍｍのステンレス製で、ロール本体表面にハードクロムめっきが施されている。また、各マグネトロンスパッタリングカソード１７、１８、１９、２０の上流側と下流側にガス放出パイプ２５、２６、２７、２８、２９、３０、３１、３２を設置し、かつ、マグネトロンスパッタリングカソード１７、１８には金属吸収膜用のＮｉ−Ｃｕターゲット、マグネトロンスパッタリングカソード１９と２０には金属膜用のＣｕターゲットを取り付けた。

また、透明基板を構成する樹脂フィルムには幅６００ｍｍで長さ１５００ｍのＰＥＴフィルムを用い、キャンロール１６は０℃に冷却制御した。また、真空チャンバー１０を複数台のドライポンプにより５Ｐａまで排気した後、更に、複数台のターボ分子ポンプとクライオコイルを用いて３×１０^-3Ｐａまで排気した。

（１）片面構造を有する積層体フィルムの製造
そして、樹脂フィルムの搬送速度を４ｍ／分にした後、上記ガス放出パイプ２９、３０、３１、３２からアルゴンガスを３００ｓｃｃｍ導入し、かつ、マグネトロンスパッタリングカソード１９、２０については、膜厚８０ｎｍのＣｕ膜（金属膜）が得られる電力制御により成膜を行った。

一方、ガス放出パイプ２５、２６からアルゴンガスを３００ｓｃｃｍ導入し、かつ、マグネトロンスパッタリングカソード１７、１８については、膜厚２５ｎｍのＮｉ−Ｃｕの酸化膜（金属吸収膜）が得られる電力制御により成膜を行った。

また、反応性ガス（酸素ガス）は、ガス放出パイプ２５、２６、２７、２８へ酸素濃度１０％の混合ガスとして導入した。

［評 価］
次に、実施例と比較例でそれぞれ製造された全長１５００ｍの積層体フィルムについて１０ｍ、５００ｍ、１０００ｍ、１４９０ｍの各位置でサンプリングし、自記分光光度計を用いてサンプリングされた各積層体フィルムの分光反射率をＰＥＴフィルム側から測定した。図８に実施例に係る積層体フィルムの分光反射率を示し、図９に比較例に係る積層体フィルムの分光反射率を示す。

そして、図８と図９のグラフ図から、実施例に係る積層体フィルムの分光反射率が、比較例に係る積層体フィルムの分光反射率より変動幅が小さいことが確認される。

実施例においてはインラインで反射率を測定し、金属吸収膜に取り込まれる酸素量についてフィードバック制御を行っているため、ロールツーロール方式による長時間のスパッタリング成膜に拘らず、比較例に較べて安定した電極基板フィルム用の積層体フィルムが得られることが分かる。

本発明に係る成膜装置を用いて積層体フィルム並びに電極基板フィルムの金属吸収膜を成膜した場合、金属製の積層細線から成るメッシュ構造の回路パターンが視認され難いためＦＰＤ（フラットパネルディスプレイ）表面に設置する「タッチパネル」に利用される産業上の可能性を有している。

１０ 真空チャンバー
１１ 巻き出しロール
１２ 長尺樹脂フィルム
１３ フリーロール
１４ 張力センサロール
１５ 前フィードロール
１６ キャンロール
１７ マグネトロンスパッタリングカソード
１８ マグネトロンスパッタリングカソード
１９ マグネトロンスパッタリングカソード
２０ マグネトロンスパッタリングカソード
２１ 後フィードロール
２２ 張力センサロール
２３ フリーロール
２４ 巻き取りロール
２５ ガス放出パイプ
２６ ガス放出パイプ
２７ ガス放出パイプ
２８ ガス放出パイプ
２９ ガス放出パイプ
３０ ガス放出パイプ
３１ ガス放出パイプ
３２ ガス放出パイプ
４０ 金属膜
４１ 金属吸収膜
４２ 樹脂フィルム
５０ 金属膜
５１ 金属吸収膜
５２ 樹脂フィルム
５３ 金属吸収膜
５４ 金属膜
６０ 金属膜
６１ 金属吸収膜
６２ 樹脂フィルム
６３ 金属吸収膜
６４ 金属膜
１１０ 真空チャンバー
１１１ 巻き出しロール
１１２ 長尺樹脂フィルム
１１３ フリーロール
１１４ 張力センサロール
１１５ 前フィードロール
１１６ キャンロール
１１７ マグネトロンスパッタリングカソード
１１８ マグネトロンスパッタリングカソード
１１９ マグネトロンスパッタリングカソード
１２０ マグネトロンスパッタリングカソード
１２１ 後フィードロール
１２２ 張力センサロール
１２３ フリーロール
１２４ 巻き取りロール
１２５ ガス放出パイプ
１２６ ガス放出パイプ
１２７ ガス放出パイプ
１２８ ガス放出パイプ
１２９ ガス放出パイプ
１３０ ガス放出パイプ
１３１ ガス放出パイプ
１３２ ガス放出パイプ
１３３ 反射率測定プローブ
１３４ Ｙ分岐光ファイバ束
１３５ 安定化光源
１３６ 光切換器（光チョッパー）
１３７ 分光器
１３８ 制御パソコン
１３９ 流量計
１４０ ガス導入チューブ

Claims (5)

1. 長尺樹脂フィルムを巻き出す巻き出しロールと、上記長尺樹脂フィルムを巻き取る巻き取りロールと、上記巻き出しロールと上記巻き取りロール間に設けられた冷却キャンロールと、上記冷却キャンロールの外周面近傍に沿ってそれぞれ設けられかつ上記冷却キャンロールの外周面に巻き付けられた上記長尺樹脂フィルム面に金属材と反応性ガスを用いた反応成膜法により金属吸収膜を形成する第一成膜手段並びに金属材を用いた成膜法により上記金属吸収膜上に金属膜を形成する第二成膜手段と、上記第一成膜手段へ上記反応性ガスを供給する反応性ガス供給手段を真空チャンバー内に備える成膜装置であって、
   上記第一成膜手段と上記第二成膜手段間における上記冷却キャンロールの外周面近傍部位に上記第一成膜手段で成膜された上記金属吸収膜の分光反射率を測定する反射率測定手段を設け、上記金属吸収膜における分光反射率の測定値と目標値とを比較して上記反応性ガス供給手段における上記反応性ガスの供給量を制御するようにした成膜装置において、
   上記反射率測定手段が、安定化光源と、該光源からの光を２光路に分配しその一方の光路を構成する測定光照射ファイバ束が上記真空チャンバー内に導入され他方の光路を構成する参照光照射ファイバ束が上記真空チャンバー外に配置されるＹ分岐光ファイバ束と、
   上記測定光照射ファイバ束と反射光受光ファイバ束から成りかつ上記冷却キャンロールの外周面に巻き付けられた上記長尺樹脂フィルムの上記金属吸収膜へ向けて上記測定光照射ファイバ束から測定光を照射し上記金属吸収膜からの反射光を上記反射光受光ファイバ束で受光して上記金属吸収膜の反射率を測定する反射率測定プローブと、該反射率測定プローブの上記反射光受光ファイバ束と上記参照光照射ファイバ束の各端部が上記真空チャンバー外において接続されかつ上記参照光照射ファイバ束の端部から出射される参照光と上記反射光受光ファイバ束の端部から出射される反射光を一定の時間毎に順次通過させる光切換器と、該光切換器を通過した上記参照光に基づき光源光量を測定しかつ測定された上記光源光量に基づき上記光切換器を通過した反射光の光量を補正して上記金属吸収膜の上記分光反射率を計測する分光器とで構成されていることを特徴とする成膜装置。
2. 酸素と窒素の単体ガス若しくはこれ等の混合ガス、または、酸素と窒素を主成分とする混合ガスにより上記反応性ガスが構成されていることを特徴とする請求項１に記載の成膜装置。
3. 樹脂フィルムから成る透明基板と該透明基板の片面若しくは両面に設けられた積層膜とで構成され、かつ、上記積層膜が上記透明基板側から数えて１層目の金属吸収膜と２層目の金属膜から成る積層体フィルムの製造方法において、
   目標とする分光反射率を有する上記金属吸収膜が、請求項１〜２のいずれかに記載の成膜装置を用いて形成されることを特徴とする積層体フィルムの製造方法。
4. 上記金属吸収膜が、Ｎｉ単体、若しくは、Ｔｉ、Ａｌ、Ｖ、Ｗ、Ｔａ、Ｓｉ、Ｃｒ、Ａｇ、Ｍｏ、Ｃｕより選ばれる１種以上の元素が添加されたＮｉ系合金、または、Ｃｕ単体、若しくは、Ｔｉ、Ａｌ、Ｖ、Ｗ、Ｔａ、Ｓｉ、Ｃｒ、Ａｇ、Ｍｏ、Ｎｉより選ばれる１種以上の元素が添加されたＣｕ系合金から成る金属材を成膜材料とし、請求項１〜２のいずれかに記載の成膜装置における上記第一成膜手段へ上記反応性ガスを導入する上記反応成膜法により形成されることを特徴とする請求項３に記載の積層体フィルムの製造方法。
5. 樹脂フィルムから成る透明基板と該透明基板の片面若しくは両面に設けられた金属製の積層細線から成るメッシュ構造の回路パターンを有する電極基板フィルムの製造方法において、
   請求項３〜４のいずれかに記載の積層体フィルムの製造方法で製造された積層体フィルムにおける上記積層膜をエッチング処理して、上記金属製の上記積層細線に加工することを特徴とする電極基板フィルムの製造方法。

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