JP6617607B2 - 成膜方法及びこれを用いた積層体基板の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、ロールツーロールで搬送される長尺樹脂フィルムの両面に乾式めっき法で被膜を成膜する方法、及びこの成膜方法を用いた積層体基板の製造方法に関する。

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電子機器が具備するフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）の表面に「タッチパネル」を設置する技術が普及し始めている。「タッチパネル」は、抵抗型と静電容量型に大まかに分類することができ、「抵抗型」のタッチパネルは、樹脂フィルムからなる透明基板と、該基板上に設けられたＸ座標（またはＹ座標）検知電極シート及びＹ座標（またはＸ座標）検知電極シートと、これら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。

これらＸ座標検知電極シート及びＹ座標検知電極シートは通常は絶縁体スペーサーによって離間しているが、ペン等で押さえられたときにその部位で両座標検知電極シートが電気的に接触する。これにより、ペンの触った位置（Ｘ座標、Ｙ座標）が検知でき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）検知電極シートとが積層されており、更にそ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、このガラス等の絶縁体に指を近づけた時、その近傍のＸ座標検知電極と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。

上記した電極シート（電極基板フィルムとも称する）上に形成される所定の回路パターンを有する電極用の導電性材料として、従来、特許文献１に開示されているような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る。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等に開示されているような金属製細線からなるメッシュ構造の金属膜も使用され始めている。

上記の透明導電膜と金属製細線（金属膜）とを較べた場合、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ほとんど視認されない利点を有するが、金属製細線（金属膜）よりも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、微細なメッシュ構造に加工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。

そこで、特許文献４及び特許文献５には電気抵抗値が低い上記金属製細線（金属膜）の特性を生かすため、樹脂フィルムからなる透明基板と金属製細線の金属膜との間に金属酸化物からなる金属吸収層（黒化膜とも称される）を介在させて透明基板側から観測される金属製細線（金属膜）の反射を低減させる方法が提示されている。

この金属酸化物からなる金属吸収層を備えた電極シートの作製では、金属酸化物の成膜効率の高効率化を図る観点から、通常、連続的に搬送される長尺状樹脂フィルムの表面に反応性ガス雰囲気下で金属ターゲット（金属材）を用いて反応性スパッタリングすることにより金属吸収層を連続成膜した後、不活性ガス雰囲気下で銅等の金属ターゲット（金属材）を用いてスパッタリングすることにより上記金属吸収層上に金属層を連続成膜することが行われており、これにより電極基板フィルムの基材となる積層体基板を作製している。そして、これら金属吸収層と金属層とからなる積層膜を塩化第二銅水溶液や塩化第二鉄水溶液等のエッチング液でエッチング処理することで、該積層膜（金属吸収層及び金属層）に電極等の回路パターンをパターニング加工することが行われている。

従って、電極基板フィルムの基材となる積層体基板は、金属吸収層と金属層とからなる積層膜が塩化第二銅水溶液や塩化第二鉄水溶液等のエッチング液によってエッチングされ易い特性と、該エッチングによってパターニング加工された電極等の回路パターンが高輝度照明下において視認され難い特性が要求される。

特開２００３−１５１３５８号公報 特開２０１１−０１８１９４号公報 特開２０１３−０６９２６１号公報 特開２０１４−１４２４６２号公報 特開２０１３−２２５２７６号公報

ところで、前述したように長尺状樹脂フィルムの表面に酸素を含む反応性ガス雰囲気でＮｉ系の金属ターゲット（金属材）を用いて反応性スパッタリングすることにより金属酸化物からなる金属吸収層を連続成膜した後、この金属吸収層上に銅等の金属ターゲット（金属材）を用いてスパッタリングすることにより金属層を連続成膜することで積層される積層膜を長尺状樹脂フィルムの両面に作製する場合、以下のような問題が生ずることがあった。

すなわち、積層される金属との密着性を向上させるために長尺樹脂フィルムの両面に易接着層を設けることがあり、その場合、先ず長尺樹脂フィルムの一方の面に第１被膜として金属吸収層及び金属層を連続的に成膜してからロール状に巻き取った後、長尺樹脂フィルムのもう一方の面に第２被膜を成膜するために巻き出すと、長尺樹脂フィルムの幅方向における中央部と端部との間を境にして金属層面上に目視で確認できるわずかな色の差が認められることがあった。このような金属層上の色の差は積層体基板の外観不良になり得る上、そのままの状態でエッチングにより電極回路をパターニング加工すると、上記の色の境界部分でエッチング速度に差が生じてエッチング不良となることがあった。

本発明はこのような従来の問題点に鑑みてなされたものであり、長尺樹脂フィルムの両面に成膜を行って積層体基板を作製する際、長尺樹脂フィルムの幅方向の色の差をなくしてエッチング不良を生じにくくすることが可能な成膜方法を提供することを目的としている。

上記目的を達成するため、本発明が提供する成膜方法は、ロールツーロールで搬送される長尺樹脂フィルムの両面に乾式めっき法で第１被膜及び第２被膜をそれぞれ成膜する成膜方法であって、前記長尺樹脂フィルムの一方の面に前記第１被膜を成膜した後の第１回目の巻き取りと、前記第１被膜が成膜された長尺樹脂フィルムの他方の面に第２被膜を成膜した後の第２回目の巻き取りとの間に前記第１被膜の表面をドライエッチング処理することを特徴としている。

本発明によれば、長尺樹脂フィルムの両面に成膜を行って積層体基板を作製する際、長尺樹脂フィルムの幅方向の色の差をなくすことができるので、酸化剤等の薬液を用いてエッチング加工を行う際に該幅方向のエッチング加工性の差をなくすことができる。

本発明の成膜方法を好適に実施可能な成膜装置（スパッタリングウェブコータ）の模式的な正面図である。 従来の成膜方法で作製した積層体基板に生じる外観上の不具合を模式的に示した斜視図である。 本発明の成膜方法によって作製された第１層目の金属吸収層と第２層目の金属層とを透明基板の両面に有する積層体基板の模式的断面図である。 図３の金属層の上に更に湿式成膜法で金属層を成膜することで得られる厚膜化された金属層を有する積層体基板の模式的断面図である。 図４の厚膜化された金属層の上に更に乾式めっき法で第３層目の第２金属吸収層を成膜することで得られる第２の積層体基板の模式的断面図である。 金属製の積層細線が透明基板の両面にそれぞれ形成された電極基板フィルムの模式的断明図である。

以下、本発明の成膜方法の一具体例としてスパッタリングによる成膜方法を採り挙げ、この成膜方法を好適に実施可能な成膜装置について図１を参照しながら説明する。この図１に示す成膜装置はスパッタリングウェブコータとも称され、巻出ロール１１からキャンロール１６を経て巻取ロール２４まで長尺樹脂フィルムＦをロールツーロール方式で搬送する搬送手段と、長尺樹脂フィルムＦがキャンロール１６の外周面に巻き付いている時にその表面に連続的に効率よくスパッタリング成膜を施す成膜手段と、これら手段を収容する真空チャンバー１０とから主に構成されている。

具体的に説明すると、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）が組み込まれており、スパッタリング成膜の際に真空チャンバー１０内を到達圧力１０^−４Ｐａ程度までの減圧した後、スパッタリングガスの導入により０.１〜１０Ｐａ程度に圧力調整できるようになっている。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。真空チャンバー内には、スパッタリング成膜を行う空間を搬送用ロール群が設けられている空間から隔離するため、仕切板１０ａが設けられている。

巻出ロール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Ｆを案内するフリーロール１２ａ、１２ｂ、長尺樹脂フィルムＦを巻き付けて冷却する冷却ロール１３、キャンロール１６よりも上流側の長尺樹脂フィルムＦの張力の測定を行う張力センサロール１４、及びキャンロール１６に送り込まれる長尺樹脂フィルムＦをキャンロール１６の外周面に密着させるべくキャンロール１６の周速度に対する調整が行われるモータ駆動の前フィードロール１５がこの順に配置されている。

キャンロール１６はその内部に真空チャンバー１０の外部で温調された冷媒が循環しており、外周面に巻き付いた長尺樹脂フィルムＦに成膜手段によって熱負荷のかかる処理を施す際に冷却できるようになっている。冷却ロール１３も内部に冷媒が循環しており、その外周面に対向して配されているドライエッチング手段２９で長尺樹脂フィルムＦに熱負荷のかかる処理を施す際に該長尺樹脂フィルムＦを冷却できるようになっている。尚、ドライエッチング手段２９を起動させない場合は、冷却ロール１３内の冷媒の循環を停止してもよい。

キャンロール１６から巻取ロール２４までの搬送経路も、上記した冷却ロール１３と２つめのフリーロール１２ｂに対応するロールがないこと以外は上記と同様に、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、キャンロール１６よりも下流側の長尺樹脂フィルムＦの張力の測定を行う張力センサロール２２、及び長尺樹脂フィルムＦを案内するフリーロール２３がこの順に配置されている。

上記巻出ロール１１及び巻取ロール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Ｆの張力バランスが保たれている。また、モータ駆動のキャンロール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及び後フィードロール２１により、巻出ロール１１から巻き出された長尺樹脂フィルムＦは、上記したキャンロール１６等のロール群で画定される搬送経路に沿って搬送された後、巻取ロール２４で巻き取られるようになっている。

キャンロール１６の外周面のうち長尺樹脂フィルムＦが巻き付けられる領域に対向する位置に、キャンロール１６の搬送経路に沿って成膜手段として４つのマグネトロンスパッタリングカソード１７、１８、１９及び２０がこの順に設けられており、それぞれ反応性ガスを放出可能な４対のガス放出パイプ２５ａ・２５ｂ、２６ａ・２６ｂ、２７ａ・２７ｂ、及び２８ａ・２８ｂが近傍に設置されている。尚、板状のターゲットを用いて、上記の金属吸収層や金属層のスパッタリング成膜を行うと、該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。

上記した４つのマグネトロンスパッタリングカソード１７〜２０のうち、例えば最初の２つのカソード１７〜１８のターゲットに金属吸収層形成用のターゲットを設け、残る２つのカソード１９〜２０のターゲットに金属層用のターゲットを設けることで、長尺樹脂フィルムＦの片面に金属酸化物からなる金属吸収層と金属層とを連続的に成膜することができる。この金属吸収層の成膜の際、金属吸収層の形成用ターゲットに金属酸化物ターゲットを用いた場合、成膜速度が遅くなって量産に適さない。そこで、高速成膜が可能なＮｉ系の金属ターゲット（金属材）を用いると共に酸素を含む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。

上記の反応性ガスを制御する方法としては、（１）一定流量の反応性ガスを放出する方法、（２）真空チャンバー内の圧力を一定圧力に保つように反応性ガスを放出する方法、（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、及び（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）方法の４つの方法が知られている。

上記したように反応性スパッタリング等により金属吸収層を成膜する際、スパッタリング雰囲気となる反応性ガスはアルゴン等に酸素を添加した混合ガスとなる。このように酸素を含んだ反応性ガス雰囲気下でＮｉ系の金属ターゲット（金属材）を用いて反応性スパッタリングを行うことで、ＮｉＯ膜（完全に酸化しているのではない）等を形成することができる。反応性ガス中の好適な酸素濃度は、成膜装置や金属ターゲット（金属材）の種類によって変わりうるが、金属吸収層における反射率等の光学特性やエッチング液によるエッチング性を考慮して適宜設定すればよく、一般的には１５体積％以下が望ましい。

透明基板としての長尺樹脂フィルムＦ側から数えて第１層目の金属吸収層の成膜に前述したように２つのスパッタリングカソード１７及び１８を使用する場合は、２対のガス放出パイプ２５ａ・２５ｂ及び２６ａ・２６ｂから反応性ガスを導入することになる。尚、長尺樹脂フィルムＦの両面に各々金属吸収層と金属層とを成膜する場合は、図１に示すように巻出ロール１１及び巻取ロール２４を白矢印で示す反時計回りに回転させて長尺樹脂フィルムＦの一方の面に成膜して巻取ロール２４に巻き取った後、この巻き取られたロールを巻取ロール２４から外して巻出ロール１１に取り付け、巻出ロール１１を図１の黒矢印で示す時計回りに回転させると共に巻出ロール１１からフリーロール１２ａに向けて点線のように長尺樹脂フィルムＦを巻き出すことでもう一方の面に成膜すればよい。

ところで、上記したスパッタリング成膜などの乾式めっきに用いられる長尺樹脂フィルムの表面には、めっき層との密着性を高めるため易接着層が形成されることがある。易接着層はシラン化合物やイソシアネート化合物などの化合物を塗布することで形成する化学的形成法や、コロナ放電などにより表面の構成分子を分解したり表面を粗面化などして形成する機械的形成法がある。この易接着層が両面に設けられている長尺樹脂フィルムの一方の面に先ず第１被膜として上記した金属吸収層と金属層とを成膜してから長尺樹脂フィルムを巻き取ると、第１被膜と長尺樹脂フィルムのもう一方の未成膜側の表面とが接触し、当該易接着層が第１被膜に部分的に転写するなどの化学的な影響を第１被膜が受けるおそれがある。この過程について以下に詳細に説明する。

乾式めっき法で長尺樹脂フィルムに成膜するとその巻き取りも減圧雰囲気下で行われる。そのため、第１被膜が成膜された長尺樹脂フィルムを巻き取った時、第１被膜と長尺樹脂フィルムの未成膜の表面とは気体分子がほとんど介在することなく接触する。更に、巻き取られた長尺樹脂フィルムは、自身が巻き取られる際の搬送張力で巻き締められる。この場合の搬送張力は長尺樹脂フィルムの幅方向で異なっており、幅方向の両端部の張力が最も弱く、幅方向の中央部が最も強い。つまり、第１被膜のみが成膜された長尺樹脂フィルムを成膜装置内で巻き取ると、第１被膜の金属面と易接着層が接する部分の当接状態が長尺樹脂フィルムの幅方向の位置によって異なるため、図２に示すように幅方向で色の差が認められることがある。尚、第２被膜を成膜した後の巻き取りでは、第２被膜と第１被膜とが接するので、上記した幅方向の色の差の問題は生じない。

第１被膜の表面に上記の幅方向の色の差が認められると、第１被膜を酸化剤等の薬液による化学エッチング等の加工を施す際に加工性に差が生じる恐れがある。そこで、図１の成膜装置では、第２被膜を成膜した後の長尺樹脂フィルムＦを巻き取る前に、第１被膜の表面をドライエッチング手段２９でドライエッチング処理できるようになっている。尚、図１の成膜装置では第１被膜をドライエッチング処理してから第２被膜の成膜を行うようになっているが、第２被膜を成膜してから第１被膜をドライエッチング処理してもよい。

上記のように第１被膜をドライエッチング処理することにより当該第１被膜の幅方向の色の差の生じた表面部を除去できる。これにより長尺樹脂フィルムの幅方向のエッチング性に差が生じなくなる。ドライエッチング処理には、第１被膜の表面にアルゴンイオンなどをぶつけて行う逆スパッタリング処理、プラズマ照射処理、イオンビーム照射処理等を挙げることができる。これらの中では、指向性が強いことから効率よくドライエッチング処理が行えるのでイオンビーム照射処理が望ましい。尚、第１被膜の幅方向の色の差が生じた表面部が除去されていれば、第１被膜の表面に更に乾式めっきや湿式めっきで被膜を形成した場合にも、長尺樹脂フィルムの幅方向でエッチング性の差が生じにくくなるが、必要に応じて第１被膜の上に設けた被膜にドライエッチング処理を施してもよい。

イオンビーム処理は被処理物である長尺樹脂フィルムに対してイオン源からイオンを照射することで行われる。イオンビームに用いるガス種には、酸素、アルゴン、窒素、二酸化炭素、又は水蒸気を用いることができ、これらの２種以上の混合ガスを用いてもよい。イオンビームはほぼ直線状に照射され、照射される有効幅が処理を受ける長尺樹脂フィルムの幅に相当するようにドライエッチング手段２９を設置するのが好ましい。尚、イオンビームの照射時間は長尺樹脂フィルムの搬送速度に依存する。イオンビーム処理を行うイオン源に供給する電力[Ｗ]は、成膜装置の構造や第１被膜の化学種等により影響を受けるので、第１被膜の加工性等を考慮して適宜定めればよい。その際、下記式１で定義される照射電力[Ｗ／(ｍ・ｍ／ｍｉｎ)]に基づいてイオン源への供給電力を定めるのが好ましい。

[式１]
照射電力＝イオン源への供給電力[Ｗ]／（有効幅[ｍ]×搬送速度[ｍ／ｍｉｎ]）

長尺樹脂フィルムＦに成膜した第１被膜の表面にイオンビーム処理を行う時は、その反対側部分を冷却ロール１３の外周面に接触させて冷却することが望ましい。イオンビーム処理は指向性が高く、長尺樹脂フィルムＦのイオンビーム照射部が局部的に高温になってシワが発生するおそれがあるからである。尚、イオンビーム処理が過剰になったり冷却ロール１３による冷却が不十分であったりする場合もシワが生じやすくなるので、イオンビームの供給電力や冷媒の温度等を適宜調整するのが望ましい。

上記成膜装置により、タッチパネル用などの電極基板フィルムの基材に用いる積層構造の積層体基板を作製する際、品質のばらつきを抑えることができる。この積層体基板は、例えば図３に示すような長尺樹脂フィルムからなる透明基板５０と、該透明基板５０の両面に上記成膜装置により形成された金属吸収層５１及び金属層５２からなる。

上記積層体基板に適用される長尺樹脂フィルムの材質としては特に限定はないが、好適には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）、及びノルボルネン等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又は両面を覆うアクリル系有機膜との複合体が用いられる。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、本発明に係る積層体基板を用いて作製される電極基板フィルムは主にタッチパネルに使用されるため、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。

上記の金属吸収層５１は、Ｃｕ単体、Ｎｉ単体、又はＮｉにＴｉ、Ａｌ、Ｖ、Ｗ、Ｔａ、Ｓｉ、Ｃｒ、Ａｇ、Ｍｏ、Ｃｕ、及びＺｎからなる群より選ばれる１種以上の元素が添加されたＮｉ系合金からなる金属材を用いて酸素を含む反応性ガス雰囲気において反応成膜法によって成膜して得た金属酸化物層からなるのが好ましい。Ｎｉ系合金の場合は、Ｎｉ−Ｃｕ合金が好ましい。

一方、金属層５２は一般的な不活性ガス雰囲気において成膜することができ、その構成材料としては、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Ｃｕに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、又はＡｇ単体、若しくはＡｇに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、これらの中では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。

金属吸収層５１の膜厚は１５〜３０ｎｍ程度が好ましい。金属層の膜厚は電気特性に影響を及ぼすので光学的な要件のみから決定されるものではないが、透過光が測定不能なレベルの膜厚に設定するのが好ましい。一般的には金属層の膜厚を５０〜５０００ｎｍとするのが好ましく、金属層を配線パターンに加工する加工性の観点からは３μｍ（３０００ｎｍ）以下がより好ましい。

尚、上記の乾式めっき法による金属層５２の上に更に電気めっき法などの湿式めっき法により金属層を形成して厚膜化してもよい。すなわち、図４に示すように、長尺樹脂フィルムから成る透明基板５０の両面に乾式めっき法により金属吸収層５１及び金属層５２を形成した後、該金属層５２の上に湿式めっき法により金属層５３を形成してもよい。

上記の金属層５３の上に更に第２金属吸収層を形成してもよい。すなわち、図５に示すように、長尺樹脂フィルムから成る透明基板５０の両面に乾式めっき法により例えば膜厚１５〜３０ｎｍの金属吸収層５１と例えば膜厚５０〜１０００ｎｍの金属層５２とを形成した後、湿式めっき法により金属層５３を形成し、この金属層５３の上に乾式めっき法により例えば膜厚１５〜３０ｎｍの第２金属吸収層５４を形成してもよい。この第２金属吸収層は、上記金属吸収層５１と同様にＣｕ単体、Ｎｉ単体、又はＮｉにＴｉ、Ａｌ、Ｖ、Ｗ、Ｔａ、Ｓｉ、Ｃｒ、Ａｇ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ｚｎより選ばれる１種以上の元素が添加されたＮｉ系合金から成る金属材を用いて酸素を含む反応性ガス雰囲気において反応成膜法によって成膜することで得られる。

このように乾式めっき法と湿式めっき法により厚膜化した金属層の両面に金属吸収層を形成することで、この積層体基板を用いて作製した電極基板フィルムをタッチパネルに組み込んだときに金属製積層細線からなるメッシュ構造の回路パターンを反射により見えにくくすることができる。尚、長尺樹脂フィルムからなる透明基板の片面のみに金属吸収層及び金属層を形成して得た積層体基板を用いて電極基板フィルムを作製した場合でも、該透明基板から回路パターンを見えにくくすることができる。

尚、反応成膜法で成膜した金属吸収層を構成する金属酸化物の酸化が進み過ぎると金属吸収層が透明になってしまうため、視覚的に黒化膜になる程度の酸化レベルに抑えるのが望ましい。反応成膜法で金属吸収層を成膜すると、各金属元素は酸素原子と不定比の化合物を形成し、このような不定比の酸化物により視覚では黒色に映る。

上記反応成膜法としては、図１に示すようなマグネトロンスパッタリングカソード１７〜２０を用いたスパッタリング法のほか、イオンビームスパッタリング、真空蒸着、イオンプレーティング、ＣＶＤ等の乾式めっき法がある。金属吸収層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、すなわち酸化度に大きく影響され、Ｎｉ系合金からなる金属材だけで決定されるものではない。また、Ｎｉ−Ｃｕ合金の場合はＮｉとＣｕの配合割合によっては反応成膜法を用いない方法（すなわち反応性ガスを用いない成膜法）であっても黒色膜と視認される金属吸収層が成膜されることがある。

上記にて作製した積層体基板の積層膜をパターニング加工して線幅が例えば２０μｍ以下である金属製の積層細線を形成することにより、電極基板フィルムを得ることができる。具体的には、図５に示す積層体フィルムの積層膜を後述するエッチング処理等でパターニング加工することで図６に示すような電極基板フィルムを得ることができる。この図６に示す電極基板フィルムは、樹脂フィルムから成る透明基板５０の両面に設けられた例えば線幅２０μｍ以下の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し、この金属製の積層細線は透明基板５０側から数えて第１層目の金属吸収層５１ａと、第２層目の金属層５２ａ、５３ａと、第３層目の第２金属吸収層５４ａとで構成されている。

このように電極基板フィルムの電極（配線）パターンをストライプ状若しくは格子状とすることでタッチパネルに用いることができる。このようにして電極（配線）パターンに配線加工された金属製の積層細線は、積層体基板の積層構造を維持していることから、高輝度照明下においても透明基板に設けられた電極等の回路パターンが極めて視認され難い特徴を有している。すなわち、アルゴンに酸素を添加して得た反応性ガス雰囲気で反応性スパッタリング成膜すると、金属吸収層として黒色膜が得られるので照射された時に光の反射率を低く抑えることが可能になり、よって金属吸収層をエッチング加工して得た電極等の回路パターンは高輝度照明下において視認されにくくなる。

上記の積層体基板をパターニング加工して電極基板フィルムを形成する方法としては、公知のサブトラクティブ法を挙げることができる。サブトラクティブ法は積層体基板の積層膜表面にフォトレジスト膜を形成し、電極パターンを形成したい箇所にフォトレジスト膜が残るように露光及び現像処理を行い、フォトレジスト膜から露出している積層膜部分を化学エッチングにより除去し、電極パターンを形成する方法である。上記記化学エッチングのエッチング液としては、塩化第二鉄水溶液や塩化第二銅水溶液を用いることができる。

以上、本発明の一具体例の電極基板フィルム用の積層体基板の製造方法について説明したが、積層体基板の用途はタッチパネル用の電極基板フィルムに限定されるものではなく、フレキシブル配線基板などにも用いることができる。積層体基板をフレキシブル配線基板に用いる場合には、積層体基板は、第１被膜及び第２被膜が各々少なくとも２層の積層構造であって、例えば第１層目はＮｉにＴｉ、Ａｌ、Ｖ、Ｗ、Ｔａ、Ｓｉ、Ｃｒ、Ａｇ、Ｍｏ、Ｃｕ、及びＺｎからなる群より選ばれる１種以上の元素が添加されたＮｉ系合金層であり、第２層目は銅層からなる金属層で構成されるのが好ましい。

この第２層目の金属層の上には更に第３層目が設けられていてもよく、この第３層目は例えばＮｉにＴｉ、Ａｌ、Ｖ、Ｗ、Ｔａ、Ｓｉ、Ｃｒ、Ａｇ、Ｍｏ、Ｃｕ、及びＺｎからなる群より選ばれる１種以上の元素が添加された第２Ｎｉ系合金層からなるのが好ましい。これら第１及び第２のＮｉ合金層はＮｉ−Ｃｒ系合金が望ましく、その膜厚は好適には３〜５０ｎｍである。また、銅層の膜厚は５０ｎｍ以上が好ましく、１５μｍ以下がより好ましい。長尺樹脂フィルムには、電気基板フィルム用の積層体フィルムで用いた透明基板を構成する樹脂フィルムのほか、透明性が要求されない場合は着色したフィルムを用いることができる。例えば、ポリイミドフィルム等の樹脂フィルムを用いることができる。

図１に示すような成膜装置（スパッタリングウェブコータ）を用い、酸素ガスを含んだ反応性ガス雰囲気で反応スパッタリングを行うことで長尺樹脂フィルムＦの両面にそれぞれ第１被膜及び第２被膜を成膜した。具体的に説明すると、キャンロール１６には、外径６００ｍｍ、幅７５０ｍｍのステンレス製の円筒部材を用い、その表面にハードクロムめっきを施した。前フィードロール１５と後フィードロール２１は各々外径１５０ｍｍ、幅７５０ｍｍのステンレス製の円筒部材を用い、その表面にハードクロムめっきを施した。マグネトロンスパッタリングカソード１７、１８には金属吸収層用のＮｉ−Ｃｕターゲットを取り付け、マグネトロンスパッタリングカソード１９、２０には金属層用のＣｕターゲットを取り付けた。

透明基板を構成する長尺樹脂フィルムＦには、幅６００ｍｍ、長さ１２００ｍのＰＥＴフィルムを用いた。これを巻出ロール１１にセットし、その先端部を各種ロール群を経て巻取ロール２４に巻き付けた。キャンロール１６に循環させる冷媒は０℃で温度制御した。この状態で、真空チャンバー１０内を複数台のドライポンプにより５Ｐａまで排気した後、複数台のターボ分子ポンプとクライオコイルを用いて１×１０^−４Ｐａまで排気した。そして、長尺樹脂フィルムＦを搬送速度２ｍ／分で搬送してスパッタリング成膜を行った。

スパッタリング成膜の際、金属吸収層の成膜を行うマグネトロンスパッタリングカソード１７、１８では、その近傍にそれぞれ配されているガス放出パイプ２５ａ・２５ｂ、２６ａ・２６ｂからアルゴンガスを３００ｓｃｃｍ、酸素ガスを１５ｓｃｃｍの流量で導入し、膜厚３０ｎｍのＮｉ−Ｃｕ酸化層が得られるように電力制御を行った。一方、金属層（銅層）の成膜を行うマグネトロンスパッタリングカソード１９、２０では、その近傍にそれぞれ配されているガス放出パイプ２７ａ・２７ｂ、２８ａ・２８ｂからアルゴンガスを３００ｓｃｃｍの流量で導入し、膜厚８０ｎｍのＣｕ層が得られるように電力制御を行った。

長尺樹脂フィルムＦの片面に第１被膜の成膜が完了した後、真空チャンバー１０に大気を導入し、巻き取られた長尺樹脂フィルムを巻取ロール２４から外して巻出ロール１１にセットした。そして、第１被膜の成膜の場合と同様の方法で真空排気を行った後、搬送速度２ｍ／分で長尺樹脂フィルムＦを搬送し、下記のイオンビーム処理を行ったことを除いて上記第１被膜の成膜の場合と同様にして第２被膜の成膜を行った。

すなわち、この第２被膜の成膜では上記第１被膜の成膜の場合と異なり、長尺樹脂フィルムＦに対して０℃に温度制御された冷媒が循環する冷却ロール１３で冷却しながらドライエッチング手段２９としてのイオン源を起動させて、イオンビーム用ガスの供給量１００ｓｃｃｍで第１被膜の成膜面側にイオンビーム処理を施した。尚、ドライエッチング処理条件を変えた時の効果を調べるため、一定の時間ごとにイオン源への供給電力及びイオンビーム用供給ガスの種類を変えてイオンビーム処理を行った。また、比較のため、イオン源を停止すると共にイオンビーム用供給ガスを供給しない条件で第２被膜の成膜を行った。

第２被膜の成膜が完了した後、巻き取られた積層体基板を大気中で巻き出して、第１被膜の幅方向の両端の色の差を目視で確認した。次に、第１被膜と第２被膜の両方に電気めっきで銅厚みが１μｍになるよう成膜し、再度成膜装置にて、上記と同様の方法で第１被膜及び第２被膜の上に膜厚３０ｎｍの第２金属吸収層を成膜した。尚、この第２金属吸収層の成膜時はイオンビーム処理は行わなかった。このようにして、透明基板の両面に該透明基板から数えて第１層目の金属吸収層としてのＮｉ−Ｃｕ酸化膜と第２層目の金属層としてのＣｕ膜と第３層目の第２金属吸収層としてのＮｉ−Ｃｕ酸化膜とからなる積層膜が積層された試料１〜７の積層体基板を製造した。

得られた試料１〜７の積層体基板の各々に対して、成膜を開始してから１００ｍ、５００ｍ及び９００ｍの位置をサンプリングし、エッチング液として塩化第二鉄水溶液を用いてエッチングすることでエッチング性の評価を行った。評価基準としては、幅方向の中央部と端部から５０ｍｍの部分とのエッチング速度差が３秒未満の場合は「合格」と判断し、この速度差が３秒以上の場合は「不合格」と判断した。また、目視によりシワ発生の有無を確認した。これら評価結果を、上記の目視による色の差の評価及びイオン源への供給電力とその値から式１を用いて算出した照射電力と共に下記表１に示す。

上記表１から、第１被膜の成膜面側にイオンビーム処理を施した試料１〜６ではいずれも色の差を有しておらず、また、エッチング性も良好であることが分かる。これに対してイオンビーム処理を施さなかった試料７ではシワの発生は試料１〜６と同様に認められなかったが、第１被膜の両端部に色の差が認められた。また、エッチング性の評価では試料７はサンプル全てにおいて不合格となった。

Ｆ 長尺樹脂フィルム
１０ 真空チャンバー
１１ 巻出ロール
１２ａ、１２ｂ、２３ フリーロール
１３ 冷却ロール
１４、２２ 張力センサロール
１５ 前フィードロール
１６ キャンロール
１７，１８，１９，２０ 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
２４ 巻取ロール
２５ａ・２５ｂ、２６ａ・２６ｂ、２７ａ・２７ｂ、２８ａ・２８ｂ ガス放出パイプ
２９ ドライエッチング手段
５０ 樹脂フィルム（透明基板）
５１ 金属吸収層
５２ 乾式成膜法による金属層（銅層）
５３ 湿式成膜法による金属層（銅層）
５４ 第２金属吸収層
５１ａ パターニング加工された金属吸収層
５２ａ パターニング加工された乾式成膜法で形成された金属層（銅層）
５３ａ 湿式成膜法で形成された金属層（銅層）
５４ａ パターニング加工された第２金属吸収層

Claims (9)

1. ロールツーロールで搬送される長尺樹脂フィルムの両面に乾式めっき法で第１被膜及び第２被膜をそれぞれ成膜する成膜方法であって、前記長尺樹脂フィルムの一方の面に前記第１被膜を成膜した後の第１回目の巻き取りと、前記第１被膜が成膜された長尺樹脂フィルムの他方の面に第２被膜を成膜した後の第２回目の巻き取りとの間に前記第１被膜の表面をドライエッチング処理することを特徴とする成膜方法。
2. 前記ドライエッチング処理がイオンビーム照射であることを特徴とする、請求項１に記載の成膜方法。
3. 前記ドライエッチング処理を行っている時にその反対側部分を冷却ロールに接触させることを特徴とする、請求項１又は２に記載の成膜方法。
4. 前記乾式めっき法がスパッタリング法であることを特徴とする、請求項１から３のいずれか１項に記載の成膜方法。
5. 長尺樹脂フィルムの両面にそれぞれ第１被膜及び第２被膜を成膜する積層体基板の製造方法であって、
   前記第１被膜及び第２被膜の各々は少なくとも２層の積層構造を有しており、請求項１から４のいずれか１項に記載の成膜方法によりこれら第１被膜及び第２被膜を成膜することを特徴とする積層体基板の製造方法。
6. 前記積層構造は、長尺樹脂フィルムから数えて第１層目がＮｉにＴｉ、Ａｌ、Ｖ、Ｗ、Ｔａ、Ｓｉ、Ｃｒ、Ａｇ、Ｍｏ、Ｃｕ、及びＺｎからなる群より選ばれる１種以上の元素が添加されたＮｉ系合金層であり、第２層目が銅層であることを特徴とする、請求項５に記載の積層体基板の製造方法。
7. 前記第２層目の上に更に第３層目としてＮｉにＴｉ、Ａｌ、Ｖ、Ｗ、Ｔａ、Ｓｉ、Ｃｒ、Ａｇ、Ｍｏ、Ｃｕ、及びＺｎからなる群より選ばれる１種以上の元素が添加された第２Ｎｉ系合金層が設けられていることを特徴とする、請求項６に記載の積層体基板の製造方法。
8. 前記積層構造は、長尺樹脂フィルムから数えて第１層目が、Ｃｕ単体、Ｎｉ単体、又はＮｉにＴｉ、Ａｌ、Ｖ、Ｗ、Ｔａ、Ｓｉ、Ｃｒ、Ａｇ、Ｍｏ、Ｃｕ、及びＺｎからなる群より選ばれる１種以上の元素が添加されたＮｉ系合金からなる金属材を用いて酸素を含む反応性ガス雰囲気で反応成膜法によって成膜される金属吸収層であり、第２層目が不活性ガス雰囲気で成膜した銅層であることを特徴とする、請求項５に記載の積層体基板の製造方法。
9. 前記第２層目の上に更に第３層目としてＣｕ単体、Ｎｉ単体、又は、ＮｉにＴｉ、Ａｌ、Ｖ、Ｗ、Ｔａ、Ｓｉ、Ｃｒ、Ａｇ、Ｍｏ、Ｃｕ、及びＺｎからなる群より選ばれる１種以上の元素が添加されたＮｉ系合金から成る金属材を用いて酸素を含む反応性ガス雰囲気で反応成膜法によって成膜される第２金属吸収層が設けられていることを特徴とする、請求項８に記載の積層体基板の製造方法。

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