JPS6143805B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は透明導電性膜の製造方法にし、詳しく
はプラスチツク基材上に酸化インジウムからなる
透明導電性膜を製造する方法に関する。 一般に、可視光線領域で透明であり、且つ、導
電性を有する薄膜は、液晶デイスプレイ、エレク
トロ・ルミネツサンスデイスプレイ等の新しいデ
イスプレイ方式における透明電極のほか、透明物
品の帯電防止や電磁波遮断等のために利用され
る。 従来、このような透明導電性膜としてガラス上
に酸化第二スズ膜を形成した所謂導電性ガラスが
よく知られているが、基板がガラスであるために
可撓性、加工性等に劣り、用途によつては好まし
くない場合がある。従つて、可撓性、加工性、耐
衝撃性、重量等の観点からも有利であるとして、
近年、プラスチツクを基材とする透明導電性膜の
製造方法が種々提案されている。 上記した導電性ガラスは、例えば高温度に加熱
したガラス上に四塩化スズの塩酸水溶液に吹付け
た後、高温度で酸化処理することにより製造され
るが、このような方法はプラスチツク基材には勿
論その耐熱性の点から適用できない。従つて、従
来、プラスチツク基材上に透明導電性膜を形成す
る場合、インジウムやスズ、或いはこれらの酸化
物をプラスチツク基材上に真空蒸着させた後、酸
化処理して透明な酸化物膜とする比較的低温で処
理し得る方法が提案されているが、しかし、いず
れの方法においても、真空蒸着時に基材の加熱を
要することが多く、及び／又は酸化処理時に高温
を要する等、プラスチツク基材の種類によつては
適用できないという問題が依然として残されてい
る。 例えば、特公昭51−35431号及び特公昭51−
37667号には、プラスチツク基材上に10^-4Torr程
度の高真空下に酸化インジウムを真空蒸着して低
原子価の酸化インジウム膜を形成した後、酸化性
雰囲気中で酸化処理して透明な酸化第二インジウ
ムからなる導電性膜とする方法が開示されてい
る。しかし、この方法によれば、酸化インジウム
を真空蒸着するために、蒸着源を約1500℃の高温
度に加熱することを要し、従つて加熱素子として
特殊処理した高価なるつぼ等を用いなければなら
ないと共に、このように蒸発源が高温度であるた
めに、輻射によりプラスチツク基材が高温度に加
熱されるおそれもある。更に、空気中で酸化処理
を行なつて、実用上十分な程度に透明な導電性膜
を得るためには、200℃を越える高い温度で処理
しなければならず、やはり、使用できるプラスチ
ツク基材が限定されることとなる。 本発明はプラスチツク基材上に主として酸化第
二インジウムからなる透明導電性膜を形成する場
合における上記したような種々の問題を解決する
ためになされたもので、真空蒸着においても、酸
化処理においても特に高温を要することなく、高
い透明性を有する導電性膜を製造する方法を提供
することを目的とする。 本発明は、プラスチツク基材にインジウムを真
空蒸着して透明導電性膜を製造する方法におい
て、真空蒸着すべき雰囲気内に相対湿度50％以上
に加湿した酸素と水蒸気を含有する雰囲気ガスを
導入し、１×10^-1〜１×10^-3Torrの減圧下でイン
ジウムを真空蒸着した後、100〜200℃の温度で酸
化性雰囲気下に加熱して酸化処理することを特徴
とする。即ち、本発明の方法は、蒸着源に金属イ
ンジウムを用いることにより蒸着源の加熱温度を
低くすると共に、真空蒸着時にその雰囲気に酸素
と水蒸気を含有させて、プラスチツク基材上に低
級酸化インジウムからなる膜を形成させ、この酸
化インジウム膜を低い温度において酸化処理し
て、高い透明性を有し、主として酸化第二インジ
ウムからなる導電性膜とすることに成功したもの
である。 本発明においては、プラスチツク基材は特に積
極的に加熱する必要はない。勿論、蒸発源からの
輻射により、プラスチツク基材はある程度は加熱
されるが、金属インジウムを蒸発源とする本発明
においては、蒸発源が酸化インジウムの場合と異
なつて低温であるから、蒸発源からの輻射による
プラスチツク基材の加熱は、この基材を冷却ロー
ルによる冷却、風冷等の簡単な手段による強制冷
却を施こすことにより無視できる。従つて、本発
明においては、プラスチツク基材は、後述する酸
化処理温度、通常200℃以下の温度の耐えればよ
いので、多種類のプラスチツク基材が用いられ
る。具体的には、ポリエステル、ポリアミド、ポ
リプロピレン、ポリカーボネート、ポリイミド、
ポリアミドイミド、ポリベンツイミダゾール、セ
ルローズ樹脂、フツ素樹脂等のフイルムやシート
である。 本発明においては、前記したように、真空蒸着
時にプラスチツク基材を加熱する必要はない。通
常、90℃以下、特に20〜80℃程度の温度で蒸着操
作をすることができる。所望ならば、170℃程度
の温度にまで加熱してもよい。200℃以上に加熱
すると、蒸着膜を本発明に従つて100〜200℃の温
度で酸化処理しても、透明性のよい導電性膜を与
えないので好ましくない。 プラスチツク基材へのインジウムの真空蒸着
は、通常、真空蒸着すべき雰囲気内に酸素及び水
蒸気を含む雰囲気ガスを導入しつつ、１×10^-1〜
１×10^-3Torrの減圧下で行なわれる。 本発明において用いる雰囲気ガスは窒素と酸素
との混合ガス（空気を含む。）や、酸素とアルゴ
ンと窒素等の混合ガスを水槽を通過させて得るこ
とができるが、混合ガスを加湿する方法は特に限
定されるものではない。このようにして加湿され
た雰囲気ガスは、例えば、ベルジヤ等の蒸着装置
内を10^-5Torr程度の高真空にした後、上記装置
内に導入することができる。 雰囲気ガスがアルゴン、窒素等のような不活性
ガスを含有する場合には、この不活性ガスは酸素
量の900体積％以内とされる。また、雰囲気ガス
は蒸着装置に導入されるに先立つて、相対湿度が
約50％以上に加湿される。蒸着装置内に導入され
る雰囲気ガスの相対湿度が約50％より小さいとき
は、蒸着膜を酸化処理して透明導電性膜とするの
に尚、200℃以上の高温を要するからである。 次に、本発明において、好ましくは上記雰囲気
ガスは蒸着装置に導入しつつ、蒸着装置内を１×
10^-1〜１×10^-3Torrの減圧下において真空蒸着す
るが、この理由は、１×10^-1Torrより低真空で
は蒸着効率が悪くなる傾向を呈すると共に、蒸着
源が速やかに酸化されやすいからであり、一方、
１×10^-3Torrより高真空では、得られる導電性
膜の可視光性透過率が悪くなるおそれがあるから
である。 本発明に従つて加湿した減圧雰囲気下で得られ
る蒸着膜は、主として低酸化物の酸化インジウム
からなる黒褐色、低透明性の膜であるが、プラス
チツク基材表面に均一に且つ強固に付着している
ことをが認められる。 蒸着に先立つて、プラスチツク基材は溶剤洗
滌、超音波洗滌等により除塵、清浄し、必要なら
ば、蒸着膜とプラスチツク基材との接着性を向上
させるために下塗り層が形成される。下塗りは、
加熱履歴過程における基材と蒸着膜のひずみを緩
和するためにも有効である。下塗りには、例え
ば、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂等が用いら
れる。 本発明においては蒸着速度は通常、２〜４Å／
秒であり、また、蒸着膜厚さは500Å以上、好ま
しくは700〜2000Åとされる。蒸着膜厚さが500Å
以下のときは、酸化処理して得られる導電性膜の
導電性が小さいと共に、欠陥が生じやすいからで
あり、一方、2000Å以上のときは、酸化処理に高
温度、長時間を要することとなつて好ましくない
からである。 蒸着膜は、本発明に従つて、空気や酸素等の酸
化性雰囲気下で、蒸着膜の可視光線透過率が60％
以上、好適には、70％以上になるまで加熱処理さ
れ、透明導電性膜とされる。この加熱処理温度
は、通常、100〜200℃であり、好ましくは150〜
200℃である。処理時間は加熱温度等によつても
異なるが、一般的には、加熱温度が高い程、処理
時間は短かくてよい。例えば、酸化処理温度が
100℃のときは、60分以上処理することが望まし
いが、150℃以上のときは、30〜60分間という短
時間の酸化処理で十分である。このような酸化処
理により、通常、表面抵抗0.1〜10KΩ／□、
600nmの可視光線透過率60％以上、好ましい実施
態様によれば80％以上の透明導電性膜が得られ
る。 尚、本発明に従つて形成された透明導電性膜の
磨耗を防ぐために、必要ならば、この膜上に保護
コーデイングを従来知られている方法で施こし、
或いは、電導性膜に接着性を付与するために、必
要ならば、この膜上に適宜の加工を施こし、接着
操作を行なつてもよいのは勿論である。 以上のように、本発明に従つて、酸素と水蒸気
を含有する減圧雰囲気下に金属インジウムをプラ
スチツク基材上に蒸着させた蒸着膜は、乾燥雰囲
気圧下に得られた蒸着膜に比較して、より低い温
度で酸化処理して透明導電性膜を与えることがで
き、更に、本発明においては、蒸着源として金属
インジウムを用いるから、蒸着源を加熱するのに
何ら特殊な材料を要せず、また、蒸着源からの輻
射熱も小さいので、プラスチツク基材は真空蒸着
及び酸化処理を通じて何ら高温に曝さられること
がない。従つて、本発明の方法によれば、耐熱性
がそれ程大きくないプラスチツク基材にも、良好
な透明導電性膜を形成することができる。 以下に実施例を挙げて本発明をより具体的に説
明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定さ
れるものではない。 実施例 １ ベルジヤ内を10^-5Torrに排気した後、雰囲気
ガスとして約21容量％の酸素と約79容量％のアル
ゴンとからなる相対湿度約90％の混合ガスをベル
ジヤ内に導入して1.0×10^-2Torrの減圧下におい
た。次に、金属インジウムをタングステンボード
の抵抗加熱により加熱蒸発させ、積極的に加熱さ
れていないポリエステルフイルム（株式会社東レ
製ルミラー＃100）上に３Å／秒の蒸着速度で蒸
着させ、主に低級酸化物である酸化インジウムか
らなる黒褐色、不透明、厚さ1000Åの蒸着膜を形
成させた。このフイルムを空気中において加熱し
て酸化処理し、第１表に示すような透明導電性膜
を得た。 尚、可視光線透過率は真空蒸着しないフイルム
を補償光路に入れ、60nmの光について測定した
ものである。 比較例 １ 雰囲気ガスとして約21容量％の酸素と約79容量
％のアルゴンとからなる乾燥ガスを用いた以外
は、実施例１と全く同様にして第２表に示すよう
な透明導電性膜を得た。 即ち、本発明の方法に従つて形成した蒸着膜
は、より低温度における酸化処理により、良好な
物性を有する導電性膜を与えることが明らかであ
る。

【表】

【表】 実施例 ２ 蒸着雰囲気の真空度を変えた以外は、実施例１
と全く同様に、150℃の温度で60分間酸化処理し
て、第３表に示すような透明導電性膜を得た。
尚、真空度が10^-4Torr以上の場合を比較例２と
して示す。

【表】 実施例 ３ 実施例１と同じポリエステルフイルム基材を加
熱した以外は、実施例１と全く同様に、150℃の
温度で60分間酸化処理して第４表に示す透明導電
性膜を得た。尚、基材を200℃の温度に加熱した
場合を比較例３として併せ示す。

【表】 実施例 ４ ベルジヤ内に導入した雰囲気ガスの種類及びそ
の相対湿度を変えた以外は、実施例１と全く同様
にして1.0×10^-2Torrの減圧下に金属インジウム
を1000Åの厚さに蒸着させた後、空気中で150℃
の温度で60分間酸化処理した。得られた導電性膜
の物性を第５表に示す。

【表】

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ プラスチツク基材にインジウムを真空蒸着し
   て透明導電性膜を製造する方法において、真空蒸
   着すべき雰囲気内に相対湿度50％以上に加湿した
   酸素と水蒸気を含有する雰囲気ガスを導入し、１
   ×10^-1〜１×10^-3Torrの減圧下でインジウムを真
   空蒸着した後、100〜200℃の温度で酸化性雰囲気
   下に加熱して酸化処理することを特徴とする透明
   導電性膜の製造方法。