JPH09147639A - 透明電極材料 - Google Patents

透明電極材料

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JPH09147639A
JPH09147639A JP30724995A JP30724995A JPH09147639A JP H09147639 A JPH09147639 A JP H09147639A JP 30724995 A JP30724995 A JP 30724995A JP 30724995 A JP30724995 A JP 30724995A JP H09147639 A JPH09147639 A JP H09147639A
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film
transparent electrode
electrode material
pattern
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JP30724995A
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Seiichi Matsuo
誠一 松尾
Mitsuyuki Oda
光之 小田
Yoshiaki Okumura
美明 奥村
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Nippon Paint Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 電気抵抗が低く、安価に製造できる透明電極
材料の提供。 【解決手段】 透明支持体と該支持体上に形成された導
電性材料からなる導電性線分パターンとからなる透明電
極材料であって、該導電性線分パターンが厚さ0.02
〜20μ、線幅0.5〜100μで、電気的導通を保持
しかつ透明支持体の透明性も保持するようにパターン化
した金属薄膜である透明電極材料。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電磁波シールド、
液晶パネル、太陽電池などに用いられるITO蒸着透明
電極材料に替わる電気抵抗が低く、安価に製造できる透
明電極材料に関する。
【0002】
【従来の技術およびその課題】近年、携帯電話・無線L
ANなどの通信システムの発達により、オフィス情報保
護、および通信混線防止の目的で建物をブロック毎にシ
ールド材で囲み、内外の電波を遮断する必要がでてき
た。特に、窓などの開口部のシールドには透明性も同時
に要求されるため、ITOなどの透明導電膜を形成した
ガラスが商品化されている。
【0003】一般にITO膜形成は真空蒸着法が使えな
いため、成膜に長時間を要するスパッタリング法で行わ
れており生産性が悪い。さらにガラスのような硬質材料
の場合、アルミ蒸着プラスチックフィルムの様なロール
・ツウ・ロールの連続生産方式が取れないため、バッチ
生産を余儀なくされている。従って現在市販されている
ITOガラス基板は高価である。特にビル用のシールド
ガラスは大型であり、取り扱いが難しい上に特別な大型
の処理装置が必要となる為、極めて高価なものになって
いる。近年外壁をほとんどガラスで覆われたようなビル
の建築が進んでいるが、このような建築物の電磁波シー
ルドには膨大な経費がかかる為、ITOガラスに替わり
低価格で大型のシールドガラスに適用できる透明電極材
料が切望されている。
【0004】一方、ITO膜をポリエチレンフタレート
(PET)等の透明プラスチックフィルム上に形成した透
明導電性フィルムも市販されている。このフィルムはロ
ール・ツウ・ロールの連続生産方式が取れるため、比較
的安価であるが、プラスチックフィルム上のITO膜は
導電性が悪く、電磁波シールドに必要な低電気抵抗値の
膜が得られない。また、ITO膜の膜厚を上げれば抵抗
値は下がるが透明性が悪くなる傾向がある。
【0005】このITOガラスは電磁波シールドの用途
だけでなく、透明電極基板として液晶表示素子、太陽電
池等の幅広い用途に用いられている。ここでは低価格の
要望の外に、表示速度の向上、エネルギー変換効率の向
上の目的で、現行ITOガラスよりさらに透明性が良
く、低い電気抵抗値の透明電極材料が要望されている。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者は、0.5μ〜
100μの線幅で導電性線分パターンを、透明材料上に
金属薄膜で描くことで、低電気抵抗値の透明電極材料が
得られることを見いだした。
【0007】また、食品包装用として安価に市販されて
いるアルミ蒸着フィルムをアルカリ現像型エッチングレ
ジストを用いてフォトリソグラフィー法でパターン形成
することで、低コストで効率よく透明電極材料が得られ
ることも見いだした。
【0008】さらに、この蒸着金属で描かれたパターン
上に透明導電膜を全面に蒸着した透明電極材料は液晶表
示素子などの一般の透明電極基板にも使用可能で、現行
のITOガラスより透明性が高いうえに、低電気抵抗値
であることを見いだし本発明を完成するに至った。
【0009】即ち、透明支持体と該支持体上に形成され
た導電性材料からなる導電性線分パターンとからなる透
明電極材料であって、該導電性線分パターンが厚さ0.
02〜20μ、線幅0.5〜100μで、電気的導通を
保持しかつ透明支持体の透明性も保持するようにパター
ン化した金属薄膜である透明電極材料を提供する。
【0010】本発明に用いられる透明支持体とは硬質透
明支持体(たとえば、ガラス)および透明プラスチックフ
ィルム(たとえば、ポリエチレンテレフタレート(PE
T)フィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリエチレン
フィルムなど)が挙げられる。面積の小さなものではガ
ラス上に導電性線分パターンを形成することも容易であ
るが、大面積のものになると透明プラスチックフィルム
上に導電性線分パターンを形成し、これを適当な基材、
たとえばガラスなどに張り付けることの方が容易であ
る。本発明の透明支持体はその表面に形成される導電性
線分パターンとの関係から、基本的に絶縁性であること
は言うまでもない。
【0011】上記透明支持体上には、導電性材料からな
る導電性線分パターンが形成される。導電性線分パター
ンは厚さ0.02〜20μ、線幅0.5〜100μで、電
気的導通を保持しかつ透明支持体の透明性も保持するよ
うにパターン化した金属薄膜である。このような導電性
線分パターンは、上記透明支持体上に別に形成された導
電性線分パターンを張り付けるようなことも可能である
が、実際上はそのようなことは難しい。したがって、一
旦透明支持体上全面に金属薄膜を形成した後、これを適
当な方法でパターン化することが一般的に行われる。
【0012】透明支持体上に金属薄膜を形成する方法は
金属を蒸着、スパッタリングまたは無電解メッキするこ
とにより所定の厚さの金属薄膜が得られる。金属薄膜の
膜厚は通常0.02〜20μの範囲である。20μを越
えると、生産性が悪く、逆に0.02μでは十分な低い
電気抵抗値の材料が得られない。通常この膜厚レベルの
金属薄膜の生産には、高速連続生産が可能な真空蒸着法
が最も適している。使用しうる金属は導電性が確保され
れば、いかなるものを用いてもよい、たとえば鉄、アル
ミニウム、銅、あるいはニッケルなどが挙げられるが、
これらに限定されるものではない。特に低い電気抵抗値
が必要な場合、金属箔をラミネートするか、上記金属薄
膜上に電気メッキした材料も使用できるが、20μを越
えると細線の形成が困難になり、透明性が保てなくな
る。
【0013】上記の金属薄膜が予め形成された材料とし
て、アルミ蒸着フィルムが大量かつ安価に生産され、市
場に投入されている。たとえば、ポテトチップスに代表
されるスナック菓子類の包装にも用いられている。この
ものは1〜3m幅の連続真空蒸着装置で大量に生産され
ており、本発明に最も好適に使用しうることができる。
【0014】本発明で言うところの導電性線分パターン
は電気的導通を保持し、かつ透明支持体の透明性も保持
するようにパターン化されている。このようなパターン
は図1(a)〜(e)に示されるような、網目状、格子状な
どのパターンが用いられる。このような導電性線分パタ
ーンは複数の線分(1次元の線分)が交差して電気的な導
通状態を確保しているので、2次元パターンと呼ぶこと
も可能である。またこのように細い線幅のパターンであ
れば、下記にも述べるが、可視光が透過することがで
き、透明性が確保される。このような導電性線分パター
ンは電磁波フィルターとしての利用価値も生じる。電磁
波は波長の1/50以下の最大間隙の導電性線分パター
ン(2次元パターン)を通過することができないことが判
った。本発明の対照とするシールドすべき電波波長は
0.5cm〜300cm(60GHz〜100MHz)であり、
100μ以下の間隙の導電性線分パターンは電波シール
ド能力を十分有している。一方、透明性を支配する可視
光も電磁波の一種であると考えられるが、波長が極端に
短くて、1μ以下であり、通常可視光はこのような導電
性線分パターンを通過するため、透明性は確保される。
【0015】導電性線分パターンの線幅は電気的導通さ
え取れていれば細いほど透明性の点で優れているが、導
電性線分パターンを形成する製法に限度があり、現在の
技術では0.5μが下限であると考えられる。また、細
線化の限界は製造装置のクリーン度にもよる。この点で
は多線交差型の図2や図3のようなパターンを選ぶこと
が、低い抵抗値をうるのに対し好ましい。
【0016】導電性線分パターンを形成する方法とし
て、たとえば予め水溶性インクを印刷した非蒸着面に金
属を蒸着し、その後インキ塗布部を水洗脱離する方法あ
るいは、全面蒸着後エッチングレジストを印刷した後、
蒸着膜をエッチングして所望のパターンを形成するリソ
グラフ法などが挙げられる。好ましくは写真印刷法でエ
ッチングレジストを印刷し、パターンを形成する方法
(フォトリソグラフィー法)である。この方法は100μ
以下の細線パターンが描けるため、微細な導電性線分パ
ターンが形成でき、高周波数領域に対応した電磁波シー
ルド材および低電気抵抗値の透明電極基板が得られる。
フォトリソグラフィー法をさらに詳しく説明すると、金
属薄膜上に、感光性エッチングレジストを全面に塗布し
た後、パターンマスクを密着させて露光し、その後現像
液で露光し、露光部と未露光部との溶解度差を利用して
レジストパターンを形成する。さらにエッチング液でそ
のパターン部分を除いた金属を溶出して金属パターンを
形成する。本発明の場合、金属蒸着部分がアルミニウム
の場合、アルカリ現像型レジストを用いればエッチング
する金属が現像液に可溶であるため、現像工程で同時に
金属エッチングが行われ、パターン形成が容易になる。
【0017】上述のような構成により本発明の透明電極
が形成される。本発明の透明電極は電磁波シールド能力
を有する場合には、パターン形成面に接着剤または粘着
剤層を形成し、窓ガラスなどに張り付ける方法がある
が、2枚のガラス板で挟んで、複合ガラスとして使用す
る方法も考えられる。
【0018】一方、液晶表示素子のような透明電磁基板
に使用する場合、この材料を部分エッチングして電極パ
ターンを形成するため金属面を露出しておく必要があ
る。金属蒸着膜は極めて薄膜であるため、空気酸化によ
る影響を受けやすい。さらに本発明の電極は平面電極で
はないので、電極面積はITO電極と異なる。これらの
問題を解決する手段として、本発明の透明電極材料のパ
ターン面に透明電極(ITO)などをスパッタリングする
のが好ましい。通常フィルム上のITO膜は電気抵抗値
が高く、かなり厚い膜厚で形成しなければならないが、
本発明の場合金属パターンが電流の主たる通路になるた
め、透明電極は極めて薄くてよい。透明電極の薄膜化
は、スパッタリング時間の短縮ばかりでなく、この材料
を用いた電極パターン形成時のエッチング時間の短縮に
なり、さらに高精度の電極パターン形成も可能になる。
通常液晶電子素子のような透明電極基板に使用されてい
るITOガラス基板の膜厚は、表面抵抗値10Ω/□を
実現するために、ITO膜で2000Å以上必要である
が、本発明の場合、500Å以下でもこの値が実現でき
る。
【0019】
【実施例】本発明を実施例によりさらに詳細に説明す
る。本発明はこれら実施例に限定されるものと解しては
ならない。
【0020】<実施例1>尾池工業製アルミ蒸着PET
フィルム(蒸着膜厚2000Å、PET厚100μ)上に
日本ペイント製ポジ型液状レジスト(オプトER P−
600)を乾燥膜厚0.5μになるように塗布した後熱風
オーブンで乾燥せしめた。この上に図2または図3のパ
ターンマスクを重ね、平行光露光機で30mJ/cm2露光
した後1%苛性ソーダ水で現像と同時に露出したアルミ
蒸着膜部分をエッチングし、2種類のアルミ蒸着パター
ンフィルムを得、これをそのまま透明電極材料とした。
【0021】<実施例2>常法により、実施例1で得た
アルミ蒸着パターンフィルム上にITOを膜厚500Å
になるようにスパッタリングし、透明電極材料を得た。 <実施例3>実施例1において、アルミ蒸着パターンフ
ィルムの代わりに、市販のアルミ箔ラミネートフィルム
(膜厚18μ:パナック(株)製)を用いること以外は、実
施例1と同様に作成したアルミ箔パターンフィルムを用
い、実施例2と同様の方法でITOをスパッタリング
し、透明電極材料を得た。
【0022】<比較例>市販金属メッシュ(線径44
μ、線間140μ)入りシールドガラスを比較例1とし
た。市販ITOシールドガラスを比較例2とした。市販
ITOガラスを比較例3(ITO膜厚2000Å)とし
た。市販ITO透明導電性フィルム(ITO膜厚100
0Å)を比較例4とした。実施例1〜2、比較例1〜4
の透明電極材料を下記測定法で測定した結果を表1に示
す。
【0023】<表面抵抗値の測定>三和無線測器研究所
製のホール係数測定装置(MI−675)により表面抵抗
を測定した。
【0024】<光線透過率の測定>大塚電子製、瞬間マ
ルチ測光により光線透過率を測定した。
【0025】<電波シールド性能の測定方法>対向させ
て設置した1対のガイドホーンアンテナにネットワーク
アナライザー(HP社製 8510B)を接続し、フリー
スペースタイムドメイン法により、アンテナ間の直接伝
送波のSパラメータ(S21)を測定した。これを透過減
衰量0dBとして、次にアンテナ間にシールド性能を評
価する試料を設置し、同様にしてS21を測定して、透
過減衰量を得た。この測定周波数10GHZの値をシー
ルド性能とした。
【0026】
【表1】
【0027】
【発明の効果】本発明の実施例1〜2と比較例1〜4を
比べれば判る通り、金属蒸着導電性線分パターンの形成
により、現在電波シールド及び透明電極の分野で用いら
れているITOスパッタリング製品より透明性が高く、
低電気抵抗値の透明電極材料が得られる。しかもこの材
料は、取り扱いやすいフィルム状にもできるため、容易
に大型のものが得られる。また極めて安価なアルミ蒸着
フィルムを用いることができ、ITOスパッタリング製
品より高速生産が可能なため、低コストで提供すること
が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の導電性線分パターンの例である。
【図2】 実施例で用いた、本発明の2線交差型網目状
導電性線分パターンである。
【図3】 実施例で用いた、本発明の4線交差型網目状
導電性線分パターンである。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 透明支持体と該支持体上に形成された導
    電性材料からなる導電性線分パターンとからなる透明電
    極材料であって、該導電性線分パターンが厚さ0.02
    〜20μ、線幅0.5〜100μで、電気的導通を保持
    しかつ透明支持体の透明性も保持するようにパターン化
    した金属薄膜である透明電極材料。
  2. 【請求項2】 透明支持体が透明プラスチックフィルム
    である請求項1記載の透明電極材料。
  3. 【請求項3】 導電性線分パターンが透明支持体上に金
    属薄膜を蒸着により形成し、ついでフォトリソグラフィ
    ー法によりパターンを形成することにより得られる請求
    項1記載の透明電極材料。
  4. 【請求項4】 導電性線分パターンが蒸着アルミ薄膜か
    ら形成される請求項3記載の透明電極材料。
  5. 【請求項5】 パターン化した金属薄膜上に500Å以
    下の透明導電膜を全体に形成した請求項1記載の透明記
    録材料。
JP30724995A 1995-11-27 1995-11-27 透明電極材料 Pending JPH09147639A (ja)

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