JPH06306589A - 透明導電性積層体の製造方法 - Google Patents

透明導電性積層体の製造方法

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JPH06306589A
JPH06306589A JP9813793A JP9813793A JPH06306589A JP H06306589 A JPH06306589 A JP H06306589A JP 9813793 A JP9813793 A JP 9813793A JP 9813793 A JP9813793 A JP 9813793A JP H06306589 A JPH06306589 A JP H06306589A
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Masataka Sekiguchi
昌孝 関口
Hiroyuki Yamada
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 低抵抗で透光性の良好な、エッチング性にも
優れた透明導電性積層体を、クラックとカールの発生を
抑えて製造する。 【構成】 透明な高分子フィルム基材上にインジウム酸
化物(In2 3 )を主成分とする透明導電層を圧力勾
配型放電によるイオンプレーティングによって連続的に
積層する際に、成膜直前にフィルム基材両面の温度を、
そして成膜直後に成膜面および基材面の温度を、各々8
0°C以下に調節し、表面抵抗が30Ω/cm2 以下の低
抵抗で光線透過率70%(波長550nm )以上の高透光性
を有する透明導電性積層体を製造する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、透明導電性積層体の
製造方法に関するものである。さらに詳しくは、この発
明は、低抵抗で透光性の良好な、エッチング性にも優れ
た透明導電性積層体を、クラックとカールの発生を抑え
て製造することのできる透明導電性積層体の製造方法に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来より、透明熱線反射体、透明面状発
熱体、透明電極等には、基材としての高分子フィルム表
面に透明導電層を設けた透明導電性積層体が広く用いら
れてきている。この透明導電性積層体に形成する透明導
電層については、金(Au)、銀(Ag)、パラジウム
(Pd)などの金属薄膜タイプ、インジウム酸化物(I
2 3 )、スズ酸化物(SnO2 )、これらの混合物
であるITO、亜鉛酸化物(ZnO)などの金属酸化物
薄膜タイプ、さらにTiO2 /Ag/TiO2 などの金
属/金属酸化物の多層薄膜タイプ等の各種のものが知ら
れている。これらの中でもITO等の金属酸化物薄膜
は、透光性、導電性がともに非常に良好で、その上エッ
チング特性にも優れており、電極のパターン化が容易で
あるという特長を有しているものである。このため、精
細なパターンを必要とするディスプレイの透明電極など
に好適に用いられている。
【0003】このような金属酸化物薄膜は、真空蒸着
法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、ある
いはCVD法などの各種の成膜方法により作成されてい
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、たとえ
ば以上の成膜方法によりITOなどの金属酸化物薄膜を
透明高分子フィルム基材上に形成する場合には、フィル
ム基材がガラス基材に比べて耐熱性が低い(熱変形温度
250 ℃以下)ため、基材温度を250 ℃以上に上げて成膜
したり、導入ガスとの反応性を向上させたり、あるいは
また、成膜速度を数十Å/sec 以上に高めることが難し
いという問題があった。このため、従来の成膜方法で
は、表面抵抗が30Ω/cm2 以下、さらには10/Ωcm
2 以下で、光線透過率が70%(波長550nm )以上のI
TO膜を成膜することは事実上困難であった。
【0005】また、Agを主体とする金属薄膜をITO
やTiO2 等の金属酸化物で挟んだ多層構造からなる透
明導電層については、Agを主体とする金属薄膜を大面
積に成膜する場合に、幅方向の膜厚制御が難しく、十分
な透光性や導電性等の特性の安定性が得られないという
問題があった。しかもこの多層構造の場合には、多層構
造とするが故にエッチングが容易でないという問題もあ
った。
【0006】さらに、従来法により十分な導電特性を得
るためには、透明導電層の膜厚をある程度厚くせざるを
得なく、これによって、透光性が低下するとともに、薄
膜にクラックが入ったり、透明高分子フィルム基材がカ
ールするという問題があった。この発明は、以上の通り
の事情に鑑みてなされたものであり、従来の透明導電性
積層体の製造方法の欠点を解消し、低抵抗で、高透光性
を有する、エッチング性にも優れた透明導電性積層体
を、クラックがなく、しかもカールの発生を抑止して製
造することのできる、改善された透明導電性積層体の製
造方法を提供することを目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】この発明は、上記の課題
を解決するものとして、透明な高分子フィルム基材上に
インジウム酸化物(In2 3 )を主成分とする透明導
電層を圧力勾配型放電によるイオンプレーティングによ
って連続的に積層する方法において、成膜直前にフィル
ム基材両面の温度を、そして成膜直後には成膜面および
基材面の温度を、各々80°C以下に調節し、低抵抗で
高透光性を有する透明導電性積層体を製造することを特
徴とする透明導電性積層体の製造方法を提供する。
【0008】高分子フィルム基材としては、耐熱性を有
する透明な高分子フィルムであれば特に制限はなく、た
とえば100 ℃以上においても耐熱性を有するものが好適
なものとして例示される。また、有機重合体をキャス
ト、あるいは押し出し、必要に応じて長手方向および/
または幅方向に延伸したものを使用することもできる。
その材質としては、たとえばポリエステル、ポリオレフ
ィン、ポリアミド、芳香族ポリアミド、ポリアミドイミ
ド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルサルフォン、ポ
リサルフォン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリアリ
レート、ポリフェニレンサルファイド、ポリフェニレン
オキサイド、ポリパラバン酸等を例示することができ
る。また、これらの共重合体や他の有機重合体との共重
合体であってもよく、他の有機重合体を含有するもので
あってもよい。有機重合体中には、公知の添加剤、たと
えば帯電防止剤、紫外線吸収剤、赤外線吸収剤、可塑
剤、滑剤などを添加することも可能である。これらの高
分子フィルムは、同種または異種を2種以上積層するこ
ともでき、また、あらかじめコロナ放電処理、プラズマ
処理、粗面化処理等の表面処理や、公知のアンカーコー
ト処理を施したものであってもよい。高分子フィルムの
厚さについても特に制限はないが、可とう性および形態
保持性の観点からはたとえば50〜250 μmの範囲とす
ることが好ましい。
【0009】上記の透明高分子フィルム基材上に形成す
る透明導電層としては、インジウム酸化物(In
2 3 )またはこれにスズ酸化物(SnO2 )を3〜1
5重量%混合したITOの単独層とするのが好適であ
る。その厚さは、たとえば1000〜10000 Åが好ましく、
この範囲以内であれば表面抵抗を30Ω/cm2 、さらに
は10Ω/cm2 以下にすることができる。この範囲より
ずれると透光性が低下したり導電性等の特性が不十分と
なる。透明導電層の形成には1回の成膜であっても複数
回に分けて積層しても構わない。所定の表面抵抗が得ら
れればよい。また、単独層とすることにより、多層構造
に比べてエッチング性が向上する。層間剥離は発生しな
い。
【0010】透明導電層の形成には圧力勾配型放電によ
るイオンプレーティングを用いる。この圧力勾配型放電
によるイオンプレーティングとは、陰極と陽極の間に中
間電極を設け、陰極側の真空度と陽極側の真空度との間
に圧力勾配をもたせて行う放電方式をイオンプレーティ
ングに応用したものである。これによって、従来の真空
蒸着法やスパッタリング法に比べて数十倍から数百倍の
成膜速度が実現されるのである。
【0011】そして、この発明においては、透明導電性
積層体の製造に際し、成膜直前に透明高分子フィルム基
材の両面の温度を、さらに成膜直後には成膜面と基材面
の温度を、各々80°C以下、より好ましくは、たとえ
ば−20〜60℃の温度範囲に調節する。この成膜直前
および直後の温度調節によって、透明高分子フィルム基
材への熱ダメージや厚さ方向での急激な温度勾配を防止
することができ、クラックがなく、しかもカールの少な
い良質の透明導電性積層体が可能となる。得られる積層
体は低抵抗でかつ高透光性を有する。たとえばその表面
抵抗は30Ω/cm2 、さらには10Ω/cm2 以下で、光
線透過率は70%(波長550nm )以上となる。なお、成
膜以前には、透明高分子フィルム基材が変形しない温度
範囲において大気中や真空中で加熱し、基材に含まれる
水分等の脱ガスを行うことが望ましい。
【0012】図1は、この発明の製造方法に用いること
のできる製造装置の一例を示した断面図である。この例
においては、巻出しロール(1)および巻取りロール
(2)とキャンロール(3)との間に、それぞれ2本の
温度調節ロール(4)(5)を設けている。この温度調
節ロール(4)(5)は適宜な温度に設定可能としてお
り、これらのロール(1)(2)(3)(4)(5)に
掛けて搬送される基材としての透明高分子フィルム
(6)の表裏両面および透明導電層の成膜面を加熱また
は冷却することができる。
【0013】成膜する際には、透明高分子フィルム
(6)を巻出しロール(1)より温度調節ロール(4)
(5)、キャンロール(3)および温度調節ロール
(4)(5)を介して巻取りロール(2)にセットした
後、真空槽(7)内を真空ポンプ等によって減圧する。
次いで、圧力勾配型プラズマガン(8)よりITO等の
成膜材料が充填されたハース(9)に向けて放電し、プ
ラズマビームを発生させて、成膜材料を蒸発させ、透明
高分子フィルム(6)上に成膜する。この時、必要に応
じて反応ガス導入口(10)より酸素ガス等の反応性ガ
スを導入することができる。
【0014】
【作 用】この発明の透明導電性積層体の製造方法にお
いては、反応速度や成膜速度を向上させるのに有効な圧
力勾配型放電によるイオンプレーティングによって透明
導電性積層体を製造する際に、成膜直前にフィルム基材
両面の温度を、そして成膜直後に成膜面および基材面の
温度を特定範囲に調節するため、透明高分子フィルム基
材への熱ダメージや厚さ方向での急激な温度勾配を防止
することができる。低抵抗で高透光性な、エッチング性
にも優れた透明導電性積層体を、クラックがなく、しか
もカールの発生を抑えて製造することが可能となる。
【0015】
【実施例】以下実施例を示し、この発明の透明導電性積
層体の製造方法についてさらに詳しく説明する。実施例1 圧力勾配型放電によるイオンプレーティングにより、12
5 μのポリエチレンテレフタレート基材上にITO(S
nO2 5重量%含有)の透明導電層を成膜速度150 Å/
sec で成膜し、透明導電性積層体を得た。膜厚は7000Å
であった。なお、基材フィルムは成膜直前に両面を図1
に例示したような温度調節ロールで10℃に調節し、成
膜中にはキャンロールの温度を60℃にし、成膜直後に
は温度調節ロールで成膜面と基材面をともに10℃に冷
却した。
【0016】圧力勾配型放電は真空度8×10-4Torrで
行い、放電電流は200 A、放電電圧は60Vとした、ま
た、反応性ガスとして酸素を30cc/min 導入した。得
られた透明導電性積層体の表面抵抗は5.5 Ω/cm2 で、
光線透過率は波長550nm で75.0%、波長2000nmで7.0 %
であった。ITO膜面のクラックはなく、カール高さは
1mmであった。エッチング性も良好であった。また、6
0℃,95%RHの環境下に500 時間放置しても外観や
特性の変化はみられなかった。
【0017】実施例2 透明導電層をインジウム酸化物(In2 3 )とした他
は実施例1と同様にして成膜した。得られた透明導電性
積層体の表面抵抗は5.0 Ω/cm2 で、光線透過率は波長
550nm で74.0%、波長2000nmで6.0 %であった。In2
3 膜面のクラックはなく、カール高さは0mmであっ
た。エッチング性も良好で、60℃,95%RHの環境
下に500 時間放置しても外観や特性の変化はみられなか
った。
【0018】比較例1 実施例1の温度調節ロールを使用せずに成膜を行った。
得られた透明導電性積層体の表面抵抗は6.0 Ω/cm
2 で、光線透過率は波長550nm で71.0%、波長2000nmで
8.0 %であった。ITO膜面のクラックはなく、エッチ
ング性も比較的良好であったが、カール高さが6mmであ
った。なお、60℃,95%RHの環境下に500 時間放
置しても外観や特性の変化はみられなかった。
【0019】比較例2 実施例1と同一条件でITOを膜厚250 Åに成膜した
後、その上に同様にしてAgを膜厚140 Åに、さらにそ
の上にITOを膜厚250 Åに積層した。得られた三層構
造の透明導電性積層体の表面抵抗は11.0Ω/cm2 で、光
線透過率は波長550nm で74.5%、波長2000nmで4.5 %で
あった。しかしながら、エッチング性が不良で、1規定
の塩酸水溶液に浸漬した直後、Ag膜が全面剥離した。
また、60℃,95%RHの環境下に500 時間放置する
と、Ag膜の劣化に起因する白点が発生した。
【0020】なお、以上の例において、光線透過率、表
面抵抗、カールおよびエッチング性は以下のようにして
測定した。 a.光線透過率 分光光度計((株)日立製作所製:U−3500)を用いて
波長550 nmおよび2000nmでの光線透過率(%)を測定し
た。
【0021】b.表面抵抗 表面抵抗計(三菱油化(株)製:ロレスタ)を用いて表
面抵抗(Ω/cm2)を測定した。 c.カール 試料を100mm 角に切り、平坦なガラス板上に置き、カー
ルの高さ(mm)を測定した。
【0022】d.エッチング性 感光液(東京応化工業(株)製:P−R300 )を膜厚5
μで試料にパターン塗工後露光し、現像液(P−1S)
で現像する。この後、1規定塩酸水溶液でエッチングを
行い、感光膜を剥離液(PS)を用いて剥離し、パター
ン化した薄膜の切れ等を光学顕微鏡で観察した。
【0023】もちろんこの発明は、以上の例によって限
定されるものではない。成膜条件等の細部については様
々な態様が可能であることはいうまでもない。
【0024】
【発明の効果】以上詳しく説明した通り、この発明によ
って、精細なエッチングパターンを必要とするディスプ
レイ用の透明電極や、透明熱線反射体、透明面状発熱体
等に好適な、クラックがなく、しかもカールの少ない、
低抵抗で高透光性を有する、エッチング性にも優れた透
明導電性積層体が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の製造方法に用いることのできる製造
装置の一例を示した断面図である。
【符号の説明】
1 巻出しロール 2 巻取りロール 3 キャンロール 4,5 温度調節ロール 6 透明高分子フィルム 7 真空槽 8 圧力勾配型プラズマガン 9 ハース 10 反応性ガス導入口

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 透明な高分子フィルム基材上にインジウ
    ム酸化物(In2 3 )を主成分とする透明導電層を圧
    力勾配型放電によるイオンプレーティングによって連続
    的に積層する方法において、成膜直前にフィルム基材両
    面の温度を、そして成膜直後に成膜面および基材面の温
    度を、各々80°C以下に調節し、低抵抗で高透光性を
    有する透明導電性積層体を製造することを特徴とする透
    明導電性積層体の製造方法。
  2. 【請求項2】 −20〜60℃の範囲に温度調節する請
    求項1の製造方法。
  3. 【請求項3】 温度調節自在とした温度調節ロールによ
    り基材両面と成膜面の温度を調節する請求項1または2
    の製造方法。
  4. 【請求項4】 透明導電層をインジウム酸化物(In2
    3 )またはこれとスズ酸化物(SnO2 )の混合物
    (ITO)の単独層から形成する請求項1、2または3
    いずれかの製造方法。
  5. 【請求項5】 透明高分子フィルム基材と、その表面に
    圧力勾配型放電によるイオンプレーティングによって積
    層したインジウム酸化物(In2 3 )、もしくはこれ
    を主成分とする透明導電層とからなる積層体であって、
    表面抵抗が30Ω/cm2 以下で、光線透過率が70%
    (波長550nm )以上であることを特徴とする透明導電性
    積層体。
  6. 【請求項6】 表面抵抗が10Ω/cm2 以下、光線透過
    率が70%以上である請求項5の透明導電性積層体。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2013245366A (ja) * 2012-05-24 2013-12-09 Sumitomo Chemical Co Ltd Ito透明導電膜付き基板およびその製造方法

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