JPH0734332B2 - 透明導電性フイルムの製造方法 - Google Patents

透明導電性フイルムの製造方法

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    • C23C14/562—Apparatus specially adapted for continuous coating; Arrangements for maintaining the vacuum, e.g. vacuum locks for coating elongated substrates

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、透明導電性フィルム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、イオンプレー
ティング法を用いて、高速度で、高品質の透明導電性フ
ィルムを製造する方法に関するものである。
（従来の技術との課題） プラスチック等からなる導電性フィルムについては、帯
電防止、電磁波シールド、タッチパネル、表示素子等の
多様な用途分野への応用が期待されている。このような
導電性フィルムを得るために、有機ポリマーそのものに
導電性を付与する方法とともに、プラスチック等のフィ
ルムの表面上に金属、または金属酸化物などの導電性物
質の薄膜を形成して導電性フィルムとする方法がすでに
知られてもいる。
しかしながら、有機ポリマーそのものに導電性を付与す
る方法はいまだ基礎的な検討の段階にある。また、実用
化が期待されている導電性物質の薄膜を形成する方法に
ついてもいまだに多くの問題が未解決の現状にある。
すなわち、この薄膜形成の方法については、真空蒸着、
スパッタリング、ホロカソード・イオンプレーティング
などによる方法を用い、プラスチック等のフィルムのロ
ールからフィルムを送り出し、フィルム表面上に薄膜を
形成した後に、別のロールに巻取る方式によって行うこ
とが提案されているが、薄膜形成の反応性が良好でない
ために生産効率が悪く、しかもカソード等の反応製造装
置の汚れが避けられず、熱安定性を欠き、プラスチック
等の基板フィルムそのものの発熱も避けられないという
重大な問題がある。このため、導電性の優れた薄膜のフ
ィルム基板への密着性や耐久性、薄膜品質の均一性の良
好な導電性フィルムを効率良く製造することはできなか
った。
さらにまた、機能性フィルムとしての実用的発展に欠く
ことのできない透明性に優れたフィルムも得られていな
かった。
この発明は、以上のような従来技術の欠点を解消し、効
率的に高品質な透明導電性フィルムを製造することを目
的としている。さらに詳しくは、圧力勾配型放電による
イオンプレーティング法を用い、フィルムのロール巻取
り方式によって、高速度で透明導電性フィルムを製造す
る方法を提供するものである。
（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、プラス
チックフィルムを高速移動させ、このフィルムの表面
に、圧力勾配型放電によるイオンプレーティングによっ
て導電性薄膜を形成することを特徴とする透明導電性フ
ィルムの製造方法を提供する。
この方法では、圧力勾配型放電を用いた高速イオンプレ
ーティング法によって透明導電性フィルムを製造し、こ
の高速イオンプレーティング法によって、たとえば、送
出しフィルムロールから送り出され、高速度で移動する
フィルムの表面上に酸化インジウム、酸化スズ、ITOな
どの導電性物質の薄膜を形成し、次いで得られた透明導
電性フィルムをロールに巻き取る。
圧力勾配型の放電は、陰極と陽極との間に中央電極を介
在させ、陰極領域を1Torr前後に、かつ陽極領域を10-3T
oor程度に保って放電を行うものであり、この放電方式
をイオンプレーティングに用いることはすでに提案され
てもいる（たとえば「真空」第27巻、第２号、64頁（19
84年））。
圧力勾配型放電によるイオンプレーティング法は、プラ
ズマ源からのプラズマ流を水平方向に発射させ、上向き
に置いたハース（陰極）の真上で直角に曲げてハース上
にプラズマ流を収束させ、薄膜形成のための原料物質を
イオン蒸気化して、被処理物表面にドライコーティング
を行うものである。
この方法による場合には、プラズマガンが汚れない、反
応速度が大きい、薄膜が均質になる、薄膜の密着強度が
大きいという利点がある。
しかしながら、この圧力勾配型放電によるイオンプレー
ティングについては実用技術、実用化装置としての検討
はいまで不充分であり、特に移動する部品、あるいはフ
ィルム状物へのドライコーティングについてはもちろん
のこと、透明導電性フィルムの高速製造に用いること、
およびそのための方式やプロセス諸条件の選択について
は何ら知られていない。この発明が、はじめてこれらの
ことを実現したのである。
次にこの発明の方式に用いる装置の概要を図面を参照し
て説明する。
第１図は、この発明の装置の一例を示したものである。
第１図図中の（１）は真空室で、ベルジャ（２）によっ
て気密に保たれている。真空室（１）は、真空ポンプに
よって排気される。ベルジャ（２）には、真空排気口と
ともに、反応ガス導入口が設けられる。また、ベルジャ
（２）の内部には、導電性透明薄膜の原料物質のハース
（３）、圧力勾配型プラズマガン（４）、フィルム送出
しフィルムロール（５）、透明導電性フィルム巻取りロ
ール（６）が設けられる。さらに、適宜必要により、ガ
イドロール（７）、冷却手段（８）が設けられる。
第１図の例は、ボックス型のベルジャ（２）の断面を示
しているが、ベルジャ（２）の形状・構造がこれに限定
されることはない。
ロール部（５）（６）については、これを回転駆動さ
せ、冷却手段が設けられる場合には、水冷、空冷等によ
って行うことができる。また、蒸発源物質の種類や生産
効率等を考慮して、蒸発源には抵抗加熱、電子ビームの
加熱、高周波加熱等の強制加熱手段を適宜に用いること
ができる。
ロール部（５）（６）、またはロール部（５）（６）と
冷却手段（８）、あるいはハース（３）部を、ベルジャ
（２）の側壁を開閉できるようにして、ベルジャ（２）
に対して横方向から出入れ自在としてもよい。
もちろん、この発明の方法の実施は、以上の装置に限定
されるものではない。
たとえば、ロール部（５）（６）は必ずしもベルジャ
（２）内部に設ける必要はない。ベルジャ（２）の側壁
にスリットを形成して、フィルムを出入れ、薄膜形成部
に連接したプラズマ・ボンバード処理等の前処理部、あ
るいは後処理部のフィルム移動手段を用いることもでき
る。
また、ハース（３）の上部空間に高周波（RF）励起プラ
ズマ手段を設けることや、フィルムの上面に負電圧を印
加する手段を設けることもできる。
この第１図に示したような高速移動のフィルムのための
イオンプレーティング装置を用いて透明導電性フィルム
を製造する場合、プロセス諸条件等は次のようなものと
する。
この発明の高速（例えば８〜30m/分）巻取りによる製造
方法には、ポリエステル、たとえばPET（ポリエチレン
テレフタレート）、ポリサルフォン、ポリイミド、その
他の耐熱性フィルムの任意のものが使用できる。基板フ
ィルムの厚さは透明導電性フィルムの用途によって相違
するが、５〜250μｍの広い範囲で選択できる。また、
フィルムの幅は、約1.5m以下とするのが好ましい。
透明の導電性薄膜としては酸化インジウム、酸化スズ、
ITOなどの導電性酸化物、あるいはその他適宜のものを
用いることができる。
反応の圧力は、１×10-5〜10-1Torr、特に好ましくは７
×10-4〜９×10-4Torrである。酸化物薄膜とするために
は、酸素を５×10-4〜７×10-4Torrの範囲でベルジャ内
に導入する。温度は150℃以下、放電の電圧は50〜100
V、電流は蒸発源物質によって変更する。
この発明の方法によって、、光透過率の減少が極めて小
さい透明性に優れた、高導電性のフィルムが、たとえば
８〜30m/分という高速度で製造することが可能となり、
このような優れた効果は全く予測し得なかったことであ
る。
以下、この発明の方法の実施例を説明する。
（実施例） フィルム幅250mmのPET（ポリエチレンテレフタレート）
フィルムを用いて透明導電性フィルムを製造した。
蒸発原料としては５％SnO2含有ITOを用いた。この原料
を装入したハースとフィルムとの距離は40cmとした。な
お冷却手段は用いなかった。
フィルムの移行・巻取り速度は18m/分とした。
反応は次のプロセス条件において行った。
（１）放電 :250A/70V アルゴン圧力:7.5×10-4Torr 酸素圧力 :9×10-4Torr （２）放電 :240A/65V アルゴン圧力:8.5×10-4Torr 酸素圧力 :1.0×10-3Torr 試験（１）の場合、膜厚約1300Åで、550nmの平行光線
透過率83％（PETブランク87％）の透明フィルムを得
た。フィルムの抵抗は140〜146Ω／□であった。
試験（２）の場合も、同様の透過率のフィルムを得た。
フィルムの抵抗は180〜210Ω／□であった。
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。プロセス条件、フィルム移動速度等の細部につ
いては様々な態様が可能であることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
第１図は、この発明の透明導電性フィルムの製造方法に
用いる装置の一例を示した断面構成図である。 図中の番号は次のものを示している。 １…真空室 ２…ベルジャ ３…ハース ４…プラズマガン ５…送出しロール ６…巻取りロール ７…ガイドロール ８…冷却手段 ９…プラズマ流
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村山 洋一 東京都新宿区下落合３丁目17番44 ドムス 目白304 (56)参考文献 特開 昭56−136410（ＪＰ，Ａ)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】プラスチックフィルムを高速移動させ、こ
    のフィルムの表面に、圧力勾配型放電によるイオンプレ
    ーティングによって導電性薄膜を形成することを特徴と
    する透明導電性フィルムの製造方法。
  2. 【請求項２】プラスチックフィルムを８〜30m/分で高速
    移動させる特許請求の範囲第（１）項記載の透明導電性
    フィルムの製造方法。
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