JPS59149605A - 透明導電膜作製方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （３）産業上の利用分野： 本発明は、高分子材料をベースとし７た。いわゆる高分
子基体−ヒに透明導電膜を、均一、かつ平滑にする透明
導電膜作製方法に関する。

（ｂｌ　　従来技術： 透明；＋；ｉＸ’「！１．膜は、たとえば、スラ・イド
フィルム、マイクロフィルム等の透過型画像作成の電子
写真体、エレクトロルミネッセンス（以下、ｒ、−ＥＬ
、１という）、液晶、プラズマ、強誘電体等の固体ディ
スプレイの電極を基体上に、目的とする形状にパターン
化して設置される。

一方、誘明導電膜の材料は、大別して金属薄膜タイプの
ものど、酸化物タイプのものとがネ）す。

金属薄膜タイプは、金、パラジウム等を数百スのＨさに
蒸着したものであり、導電性はよいが、透明性が劣る。

酸化物薄膜タイプには、酸インジウムー酸化錫の混合体
の透明導電膜（以下、「ＩＴＯ膜」という）と酸化カド
ミウム−２酸化錫の混合体からなる透明導電膜（以下、
［’ｃＴｏ膜−１という）等がある。ＣＴＯ膜の導電性
は、はぼＩＴＯ膜に匹敵する程度に作製することができ
るが、膜厚が厚（なると光の吸収端が可視光の長波長（
ｉｌｌ　ＪＣあるため着色する欠点がある。

また、２酸化錫透明導電膜は化学的安定性はよいが、導
電性はＩＴＯ膜より約１桁程小さい。これらの理由から
、ＩＴＯ膜は化学的安定性が、他の二酸化錫透明導電膜
などより若干劣るが、導′亀性および透明性が優れてい
る点から、一般に広く透明導電膜として使用されている
。

透明導電膜を作製するには、化学的製膜法によるものと
、物理的製膜法によるものとがある。

囚　化学的製膜法は、透明導電膜材料を塗布若しくはス
ル−により基体上面に塗布あるいは散布して行うか、化
学蒸着法により、透明導電膜材料のハロゲン化物、酸化
物等を高温で熱分解し、酸化、鏝元あるいは気Ａ［］反
応などさせたのち、薄膜組成物を加熱した基体−ヒに被
着させることにより行う。

しかし、化学的製膜法では、基板の加熱温度を３００〜
５００　Ｇに加熱する必要があるため、高分子シートを
基板に使うことは内錐である。

（１３）また、物理的製膜法にはイオンブレーティング
法、ス・ξツタリング法、真空蒸着法等がキ）る。

■　イオンツル−＝ディング法、たとえば口、１・゛イ
オンブレーティングは、ｌ（空槽内の蒸発源近傍に、高
周波放電用電極としてコイルを設け、不活１（１ユガス
および反応性ガスを」Δ［人した真空蒸着室内に、蒸発
源と基体間に１１￥流電圧を供給するとともに、蒸発源
近傍の前ｎｒｉ屯極に高周波電圧を印加し、放電領域を
生Ｊ゛ることにより、基体表面に、蒸発源のイオン化し
た蒸発粒子が加速されて蒸着する。

しかし、均一な高周波放電の形成および安定化が得難い
。

■　スパッタリング法は、真空蒸着室内に放電ガスを導
入し、真空蒸着室内の電極とターゲット間に高周波電圧
を印加すると、真空蒸着室内に放電が発生し、放電空間
内に生じた正イオン粒子がターゲット表面をスパッタし
基体−ヒにターゲット材料を蒸着させることができる。

（・　・・１、。

しかし、この方法は製膜中、透明導゛眠膜を蒸着させる
ターゲットの酸化度が変化するために、長時間の製膜中
、膜質を均一にするのが内器である。

（リ　真空蒸着法は、特開昭４８−５５２６号公報に示
されているように高分子組成物の表面に酸化インジウム
を真空蒸着した後、酸化性雰囲気中で熱処理するなどの
方法が知られている。この方法はインジウム−鍋温合体
又はその酸化物を蒸発源とし、真空中で、基板−上面に
低級酸化物を形成した後、さらに酸素雰囲気中で前記基
板を加熱酸化することにより、透明導電膜を形成するも
のである。しかし、この方法は低級酸化物の酸化加熱処
理を含むために、十分な酸化膜を得るには、処理時間を
長くするか、基体温度を上げる必要があり、生産性が悪
い欠点がある。また、真空蒸着法の中の反応蒸着法では
、反応用ガスをイオン化又は活性化ヒ仄着空間に導入し
、蒸発物質を前記ガスと反応させ所望の反応物質を基体
上に堆積させる。しかし、前記イオン化又は活性化した
ガスまた、従来、透明導電膜の基体には、ガラス、石莢
、Ｐ　ＩＦ、　Ｚ　Ｔなどの材料が用いられて虐たり強
誘藏体の場合、その誘電率は高く、固体ディスプレイな
どの透明電極に使用したときは、変調信号を使用するこ
とが多く、誘電損失が大きくなる。

誘電損失が問題にならない場合でも、可塑性、加工性、
酬衝撃性、重漿、生産性などの点で高分子材料の方が有
利である。このよう１よ性質から、最近では、液晶又は
ＥＬ表示装置の透明電極の基体に高分子材料を用いたフ
レキシブル表示装置・、・１１パ／バ注目されるように
なってきた。

しかし、高分子基体に、上記の透明導電膜を綱膜しても
、製膜の平滑性および寸法安定性が悪く、シート抵抗も
高い欠点があった。

（Ｃ）　　発明の目的： 本発明は、イオンブレーティング法、スパッタリング、
真空蒸着法等の方法により、高分子基体−ヒに製膜する
透明導電膜作製方法において、透明導電膜付着より得ら
れる製膜の平滑性、寸法安定性およびシート抵抗の低下
不均一性ならびに生産性上の欠点を除去することを目的
とするものである。

（ｄ）　　発明の構成： このような目的を達成するため、本発明は、高分子基体
上に透明導電膜を形成した後、当該高分子基体および透
明導電膜を加熱して透明導電膜を平滑にするものである
。ｒ−１・ｌ　ｌｉ！ｚ　’、１”暑（ン１、本発明で
使用される高分子基体は、耐熱性、寸法安定性の点から
、セルロースアセテート、セルロースジアセテートなど
のアセテート類、ポリエチレンプレフタレートなどのポ
リエステル類、硬質ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート
、ポリプロピレンなどの耐熱性ポリオレフィン、ｄソリ
イミド類、ポリスチレンなどが挙げられる。また、透光
率などの光学的性質からは、セルローストリアセテート
などのアセテート類、ポリエチレンテレフタレート等の
月２リエステル類、ポリカーボネート等が挙げられる。

透明導電材料は、金属薄膜タイプのものも、酸化物薄膜
タイプのものも使用でき、金属薄膜タイプは金、パラジ
ウム等を数ｉｂ−Ｘの厚みに蒸着したものである。酸化
物薄膜タイプには、酸化インジウム−酸化錫混合体の透
明導電膜材料（ＩＴＯ嘆）、二酸化錫透明導電材料、酸
化カドミウム−２酸鍋温合体からなる透明導電材料等が
例示できる。

前記高分子シートの加熱温度は、高分子材料に収縮、カ
ール等の熱変化を起させない温度であり。

前記した例示高分子材料にあっては５０〜１５０Ｃの範
囲の温度がこれに相当する。

（ｅ）　　効果： 本発明の透明導電膜製造方法によると、■　製膜した高
分子基体を、加熱状態で平滑処理するので、製膜中に発
生した高分子基体および透明導電膜の平面性の劣化をな
くすことができる。

■　また、高分子基体上の製膜透明導電膜のシート抵抗
の不均一性が平滑処理時の加熱温度又は雰囲気の酸素濃
度を変えることにより自由にコントロールできる。

（ｆ）　　実施例： 以下１本発明の実施例について説明する。

第１図乃至第３図に、本発明の透明導電膜作製方法に直
接使用する装置の一実施例を示す。

■　製膜工程 本発明の透明導電膜作製方法に使用する装置の蒸着装置
は、第１図および第２図に示すように、真空槽１を有し
ており、真空槽１には排気路が設けられ、図示しない真
空ポンプによって、真空槽−５−７ １内を１０〜１０　　Ｔｏｒｒの真空に減圧する。　ま
た、真空槽１にはガス導入口３に接続されたガス放電装
置４が設けられ、活性化又はイオン化された反応ガスを
真空槽１内に導入（ガス圧Ｉ　Ｘ　１０−’〜８ｘ１．
Ｏ’Ｉ’ｏｒｒ）できる構造となっている。

また、真空槽ｊ内には、下記の装置が配設されている。

■　蒸発源５と蒸発源を加熱蒸発する加熱手段として、
たとえば電子銃加熱装置又は抵抗加熱６と、 ０　真空槽１上部に、蒸発源５と対向して、送りロール
７Ａから巻取ロール７Ｂへ供給されるポリエチレンテレ
フタレートフィルム８と、Ｏこれらロール７Ａ、７Ｂお
よびフィルム８上部にｌ；璽、・：１ｉ−防着板９Ａ、
、９Ｂが配設され、フィルム８は全綱１０を通して、上
部の反射板１１付きのヒータ１２によって均一に加熱さ
れる。

■　また、フィルム８上に旬着する蒸着膜の膜厚を調節
するための膜厚計１３が蒸発源５を見通せる位置に配設
されている。

第１図、第２図に示される蒸着装置を操作して。

次の条件で蒸着される。

蒸発材料５　：　ＩＴＯタブレット（Ｓｎを５重晴％を
含む） 蒸発法：電子銃加熱 被蒸着基板（フィルム８）の温度＝７０Ｃ高分子シート
：ホリエチレンテレフタレート１００μ厚、３０ｃｒｎ
幅 導入ガス：酸素ガス（３９ｃｃ／１ｎｉｎ　）とアルゴ
ンガス（５Ｑ　ｃｃ／１ｎｉｎ　：酸素量を一定にし、
かつ、酸素による酸化度 調節のため）との混合ガス。

放電装置：高周波電力５０Ｗ〜ＩＫＷ すなわち、酸素とアルゴンとの混合ガスを放電装置４で
放電イオン化又は活性化して、真空槽１内の蒸着空間１
４中に導入しなからＩＴ、０５を抵抗加熱して蒸着させ
、導入ガスイオン又は活性ガス成分と反応させてフィル
ム８上に付着させる。

矢印入方向に回転する送出ロール７Ａから供給するフィ
ルム８は蒸着期間中、巻取ロール７Ｂを矢印Ｂ方向に回
転して巻取る。このようにして作製したＩＴＯ膜付膜付
ＰＥ−シートいて、シート抵抗、光学透過率（波長５５
０７７１μ）および平面性について測定した結果を下記
表−１に示す。

表−ま ただし、表−１における光学透過率は、波長λ＝５５０
７７Ｌμに対する透過率を示し、平面性は３゜ｄのＩＴ
Ｏ膜付ＰＥＴフィルムを平面板上においた時の、フィル
ムと平面板との間に生じる間隙を示す。

、また、試料１および２は、下記表−２の条件で形成し
７たものである。

■　加熱平滑処理工程 上記工程■によりＩＴＯ膜を製膜したＰＥ’ｌＪフィル
ム８を、径５ｃｒｎ、長さ５ｏｃｒｎのローラ１５Ａに
巻き取り、第３図に示す加熱平滑処理装置１７内に取付
ける。

加熱平滑処理装置１７の下部前後位置にそれぞれ、径５
側、長さ５０ｃｍの送出ローラ１５Ａと、同一寸法の巻
取りローラ１５Ｂが装着されており、これらローラ１５
Ａと１５ＢＩＶｌｌＣは灰供給され、径２０ｃｒｎ、長
さ５０ｍの熱ローラ１６Ａ、１６Ｂおよび１６Ｃが配設
されており、熱ローラ１６Ａおよび１６Ｃは装置の上部
位置に、下部位置に１６Ｂが装着され、送出ローラ１５
Ａから供給さ巻取られる。

熱ロー２１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃは、表面がＣｒメッキ
され、０．２μ以下の平滑性を有するように研磨された
円筒形状を有し、図示しない加熱装置により、均−熱長
が４０ｃｍ程度に加熱される。

この加熱平滑処理に当って、処理されるフィルム８がＰ
ＢＴフィルムで、ローラ１５Ａの搬送速度が５０ｃｒｎ
ＡｅＣのと剖は、各熱ローラの加熱温度はそれぞれ 熱ローラ１６Ａ：１３０ｔＺ” 同上１６Ｂ：１００ｔ？ 同　　上　１６Ｃ：　　　７０Ｃ である。一般に、熱ローラの加熱温度は５０〜２００Ｃ
の範囲で選択され、搬送時の熱ローラ周囲での張力は１
０に７重、４！　〜０．１　Ｋ９重／ｍｙｌ、好ましく
は３　Ｋ９９重ｍｉ　〜０．１　Ｋｇ重／ｖ＋＋＋！　
テある。

ローラ１５Ａの搬送速度が上がると表面の最適温度領域
も上がる。１ｍ／ｓｅｃのときは、各熱ローラの加熱温
度は１１０〜１３０［にする必要がある。

以上の工程■および■を経た試料１および２について、
シート抵抗、光透過率（５５０ｍμにおける）および平
面性につ℃・て測定した結果を表−３に示す。

以下余白 表−３ 表−３の結果から、試料１．２ともに、シート抵抗が１
０〜２０係減少し、試料２については均一性が大巾に向
上した。光学透過率については特に変化がない。

しかし、平面性は、試料１．２ともに著しく改善された
ことが判る。このような結果は、熱ロールの代りに、フ
ィルム８に対シ、５０〜２０Ｏｒ、好ましくは５０〜１
５０ｃの熱風を吹きつけロール又は２本の熱ロールでフ
ィルム８を挾み、圧力１０Ｋｇ重／ｍｄ　〜０．　Ｉ　
Ｋｖ重／ｙｎ１Ｋを加え、整形しながら搬送しても同様
の効果がある。

上記の結果は５単にＩＴＯ膜の場合に限らず、高分子基
体上に製膜した透明導電膜一般に共通して得られる効果
である。

したがって、高分子基体上に製膜した透明導電膜に対す
る加熱平滑処理の効果は大きく、シート抵抗の均一化と
平面性の向上が可能となる。

前記第１図〜第３図の装置は、高分子基体に対する透明
導電膜の製膜と、平面平滑処理とを別々の装置で行う実
施例について説明したが、第４図に示すごとく蒸着装置
１と、加熱平滑装置１７とを、共通の隔壁１８を介して
一体化すると共に。

送出ロール１５Ａから供給されるフィルム８をガイドロ
ール２０を通して、蒸着空間１４に導き、蒸着後のフィ
ルム８は、隔壁１８の細隙１９を通して、加熱平滑処理
装置１７内に導き、熱ロール１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃを
介して巻取ロール１５Ｂで巻取る構造としてもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の透明導電膜作製方法に使用する蒸着装
置の縦断面図、第２図は第１図のＸ＝Ｘ断面図、第３図
（ａ）は本発明の透明導電膜作製方法に使用する加熱平
滑装置の縦断面図、第３図゛（ｂ）は第３図（ａ）のＹ
−Ｙ断面図、第４図は本発明の透明導電膜作製方法に使
用する蒸着兼用加熱平滑装置の縦断面図である。 １：蒸着装置、５：蒸発源。 ７人、７Ｂ、１５Ａ、１５Ｂ　：送出および巻取ロール
、８：フィルム、１２　：ヒータ、１４：蒸着空間、１
６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃ：熱ロール。 特許出願人 小西六写真工業株式会社 代理人 ♂ 弁理士　市之瀬　宮　夫１．・菖 Ｉメ・２゛ｎ 第１図 第２図 （ａ） （ｂ） 特許庁長官　若杉和夫殿 １　事件の表示 昭和５８年　特　許　願第２３６３７％’３、　補正を
する者 事件上の関係　特許出願人 氏　名＜ｑ市）（１２７）小西六写真工業株式会社６、
　補正により増加する発明の数　ナシ〔１〕明細書の「
発明の名称」の「透明導電膜作製方法」を［透明導電膜
製造方法」と訂正します。 〔２、特許請求の範囲を（別紙）の如く補正する。 〔３、発明の詳細な説明を以下の如く補正する。 （１）明細書第１頁１３行目の「・・・透明導電膜作製
方法・・・」を「・・・透明導電膜製造方法・・・」と
する。 （２）下記表−１の頁、行に示される明細書の記載を以
下の如く補正する。 表−１ 〔４、図面の簡単な説明を以下の如く補正する。 以上 特許請求の範囲 高分子基体上に透明導電膜を製膜後、当該高分子基体お
よび透明導電膜を加熱し透明導電膜を平滑にすることを
特徴とする透明導電膜製造方法。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）高分子基体上に透明４雷１膜を製膜後、当該高分
   子基体および透明導電膜を加熱し透明導電膜を平滑にす
   ることを！１４ｉ・徴とする透明導電膜作製方法。