KR101498338B1 - 도전성 적층 필름의 제조 방법 - Google Patents

도전성 적층 필름의 제조 방법 Download PDF

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요시마사 사카타
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닛토덴코 가부시키가이샤
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Abstract

(과제) 투명 필름 기재 상에, 투명 도전층 및 도전성 금속층이 이 순서로 형성된 도전성 적층 필름의 제조에 있어서, 도전성 금속층 성막시의 주름의 발생을 억제한다.
(해결 수단) 본 발명의 제조 방법은, 폴리에스테르계 수지를 구성 재료로 하는 장척 투명 필름 기재 상에 투명 도전층이 형성된 장척 투명 도전성 필름이 반송되면서, 투명 도전성 필름의 투명 도전층 형성면측에 도전성 금속층이 연속적으로 성막되는 금속층 성막 공정을 갖는다. 금속층 성막 공정은, 1 ㎩ 이하의 감압 환경에서 실시된다. 장척상 투명 도전성 필름은, 반송 장력이 부여됨으로써 연속적으로 반송되고, 투명 도전층 비형성면측이 성막 롤의 표면에 접촉한 상태에서, 투명 도전층 형성면측에 상기 도전성 금속층이 연속적으로 퇴적된다. 상기 성막 롤의 표면 온도는 110 ℃ ∼ 200 ℃ 인 것이 바람직하다. 성막 지점에 있어서의 필름 기재의 길이 방향과 수직인 면의 단위 면적당 반송 장력이 0.6 ∼ 1.8 N/㎟ 인 것이 바람직하다.

Description

도전성 적층 필름의 제조 방법{METHOD FOR FABRICATING CONDUCTIVE LAMINATED FILM}
본 발명은, 투명 기재(基材) 상에 투명 도전층 및 도전성 금속층이 형성된 도전성 적층 필름의 제조 방법에 관한 것이다.
액정 디스플레이, 플라스마 디스플레이, 유기 EL 디스플레이 등의 플랫 패널 디스플레이나, 터치 패널 등의 표시 장치에서는, 인듐-주석 산화물 (ITO) 등의 투명 도전성 산화물로 이루어지는 투명 전극이 사용되고 있다. 이 투명 전극에는, 외부로부터 전압을 부여하거나, 투명 전극 상의 전위를 검출할 목적으로 패턴 배선이 접속되어 있다. 패턴 배선으로는, 스크린 인쇄법 등에 의해 은 페이스트를 형성한 것이 널리 사용되고 있다. 일반적으로, 표시 장치에 있어서는, 예를 들어 도 4 에 모식적으로 나타내는 바와 같이, 투명 전극의 주변부를 주회하도록 배선이 패턴 형성된다. 그리고, 가식(加飾)된 기재 등을 사용함으로써, 이 배선이 외부로부터 시인되지 않도록 표시 장치가 조립된다.
표시 장치의 고정세화나 고기능화에 수반하여, 주회 배선의 패턴은 복잡화되는 경향이 있다. 예를 들어, 터치 패널에서는, 다점 입력 (멀티 터치) 이 가능한 투영형 정전 용량 방식의 터치 패널이나, 매트릭스형의 저항막 방식 터치 패널이 최근 각광을 받고 있다. 이들 방식의 터치 패널에서는, 투명 도전층이, 소정 형상 (예를 들어 단책(短冊)상) 으로 패턴화되어 투명 전극을 형성하고, 각 투명 전극과 IC 등의 제어 수단 사이에 패턴 배선이 형성된다. 이와 같이, 배선의 패턴이 복잡화되는 한편, 주회 배선이 시인되지 않도록 주변부가 가식된 영역을 보다 좁게 하여, 표시 장치에 있어서의 표시 영역의 면적 비율을 높이는 것 (협액자화) 도 요구되고 있다. 그러나, 전술한 은 페이스트를 인쇄하는 방법에서는, 전극의 선 폭을 작게 하는 것에는 한계가 있기 때문에, 표시 장치를 더욱 협액자화하는 것은 곤란하다.
표시 장치를 더욱 협액자화하기 위해서는, 패턴 배선을 세선화하며, 또한 저항의 상승을 억제하기 위하여 도전성이 높은 배선 재료를 사용할 필요가 있다. 이러한 관점에서, 투명 기재 상에 투명 도전층을 형성하고, 그 위에 도전성의 금속층을 형성한 적층체를 제작하고, 금속층, 투명 도전층을 순차적으로 에칭에 의해 선택 제거하여 패턴화하는 방법이 제안되어 있다 (예를 들어 특허문헌 1). 이와 같은 방법에 의하면, 에칭에 의해 패턴 배선을 형성할 수 있기 때문에, 전술한 바와 같은 스크린 인쇄법 등에 의해 형성된 패턴 배선에 비해 세선화가 가능하여, 표시 장치의 협액자화가 가능해진다.
상기와 같은 투명 기재 상에 투명 도전층 및 도전성 금속층이 형성된 적층체의 제작에 있어서, 일반적으로 금속층 등은 스퍼터링법 등의 진공 성막법에 의해 형성된다. 롤·투·롤법에 의해 장척의 기재 상에 연속적으로 금속층의 성막이 이루어지는 경우에는, 진공 성막 장치 내에서, 냉매를 순환시키는 등의 방법에 의해 냉각된 성막 롤 상에서 성막을 실시하여, 필름 기재의 열 변형에서 기인하는 주름의 발생을 억제하는 것이 실시되고 있다 (예를 들어 특허문헌 2).
일본 공개특허공보 소63-113585호 일본 공개특허공보 소62-247073호
상기와 같이, 필름 기재 상에 금속층을 형성하는 경우에 있어서는, 필름 기재를 냉각시켜 열 변형을 방지하는 것이 실시되고 있지만, 투명 필름 기재 상에 투명 도전층을 형성하고, 그 위에 추가로 금속층을 형성하는 경우에는, 성막 롤을 냉각시켜도, 필름 기재에 주름이 발생하기 쉬운 것이 판명되었다. 이러한 관점을 감안하여, 본 발명은, 주름의 발생이 억제된 도전성 적층 필름의 제조 방법의 제공을 목적으로 한다.
본 발명은, 폴리에스테르계 수지를 구성 재료로 하는 투명 필름 기재 상에, 도전성 금속 산화물로 이루어지는 투명 도전층 및 도전성 금속층이 순차적으로 형성된 도전성 적층 필름의 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명의 제조 방법에 있어서, 장척 투명 필름 기재 상에 투명 도전층이 형성된 장척 투명 도전성 필름이 반송되면서, 투명 도전성 필름의 투명 도전층 형성면측에 도전성 금속층이 연속적으로 성막된다. 도전성 금속층의 성막은, 1 ㎩ 이하의 감압 환경에서 실시된다. 상기 장척상 투명 도전성 필름은, 반송 장력이 부여됨으로써 연속적으로 반송되고, 투명 도전층 비형성면측이 성막 롤의 표면에 접촉한 상태에서, 투명 도전층 형성면측에 상기 도전성 금속층이 연속적으로 퇴적된다. 성막 롤의 표면 온도는 110 ℃ ∼ 200 ℃ 인 것이 바람직하다. 성막 지점에 있어서의 필름 기재의 길이 방향과 수직인 면의 단위 면적당 반송 장력은 0.6 ∼ 1.8 N/㎟ 인 것이 바람직하다.
성막 지점에 있어서의 필름 기재의 두께를 x (㎜), 단위 폭당 반송 장력을 y (N/㎜) 로 하였을 때, 하기 식을 만족시키도록 단위 폭당 반송 장력을 부여하는 것이 바람직하다.
0.6x ≤ y ≤ 1.8x
도전성 금속층의 성막은 스퍼터링법에 의해 실시되는 것이 바람직하다. 또한, 도전성 금속층의 퇴적 두께는 20 ㎚ 이상인 것이 바람직하다.
투명 도전층은 인듐-주석 산화물을 주성분으로 하는 도전성 산화물층인 것이 바람직하다. 도전성 금속층은 Ti, Si, Nb, In, Zn, Sn, Au, Ag, Cu, Al, Co, Cr, Ni, Pb, Pd, Pt, W, Zr, Ta 및 Hf 로 이루어지는 군에서 선택되는 1 종 또는 2 종 이상의 금속으로 이루어지거나, 혹은 이들을 주성분으로 하는 합금인 것이 바람직하다. 그 중에서도, 도전성 금속층은 실질적으로 구리로 이루어지는 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면, 소정의 반송 장력 및 온도 조건하에서 도전성 금속층이 성막되기 때문에, 도전성 금속층 성막시의 주름의 발생이 억제되어, 도전성 적층 필름은 외관 및 전기 특성의 면내 균일성이 우수하다. 본 발명에 의해 얻어지는 도전성 적층체는, 예를 들어, 에칭 등에 의해 도전성 금속층의 일부를 소정 형상으로 패턴화하여, 패턴 배선이 형성된 투명 도전성 적층 필름을 형성할 수 있다. 이와 같이 하여 얻어지는 투명 도전성 필름은, 터치 패널, 표시 장치 등의 광학 디바이스에 바람직하게 사용된다.
도 1 은, 일 실시형태에 관련된 도전성 적층 필름의 모식적 단면도이다.
도 2 는, 일 실시형태에 관련된 도전성 적층 필름의 모식적 단면도이다.
도 3 은, 진공 성막 장치의 구성을 설명하는 개념도이다.
도 4 는, 일 실시형태에 관련된 패턴 배선이 형성된 투명 도전성 적층 필름의 모식적 평면도이다.
도 5 는, 도 4 의 V-V 선에 있어서의 단면을 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 6 은, 패턴 배선이 형성된 투명 도전성 적층 필름의 제조 과정을 설명하기 위한 모식적 평면도이다.
<도전성 적층 필름>
본 발명의 실시형태에 대하여, 도면을 참조하면서 이하에 설명한다. 도 1 은 일 실시형태에 관련된 도전성 적층 필름의 모식적 단면도이다. 도전성 적층 필름 (10) 은, 투명 필름 기재 (1) 상에 투명 도전층 (2) 및 도전성 금속층 (3) 이 순차적으로 형성된 구성을 갖는다. 본 발명의 제조 방법에서는, 장척 투명 필름 기재 상에 투명 도전층이 형성된 장척 투명 도전성 필름의 투명 도전층 (2) 형성면측에 도전성 금속층 (3) 이 형성된다.
[투명 필름 기재]
투명 필름 기재 (1) 로는, 가요성을 가지며 또한 가시광 영역에 있어서 투명한 것이면 특별히 제한되지 않고, 투명성을 갖고, 폴리에스테르계 수지를 구성 재료로 하는 플라스틱 필름이 사용된다. 폴리에스테르계 수지는, 투명성, 내열성, 및 기계 특성이 우수한 점에서 바람직하게 사용된다. 폴리에스테르계 수지로는, 폴리에틸렌테레프탈레이트 (PET) 나 폴리에틸렌나프탈레이트 (PEN) 등이 특히 바람직하다. 또한, 플라스틱 필름은 강도의 관점에서 연신 처리가 실시되어 있는 것이 바람직하고, 2 축 연신 처리되어 있는 것이 보다 바람직하다. 연신 처리로는 특별히 한정되지 않고, 공지된 연신 처리를 채용할 수 있다.
투명 필름 기재의 두께는 2 ∼ 200 ㎛ 의 범위 내인 것이 바람직하고, 2 ∼ 130 ㎛ 의 범위 내인 것이 보다 바람직하며, 2 ∼ 100 ㎛ 의 범위 내인 것이 더욱 바람직하다. 필름의 두께가 2 ㎛ 미만이면, 기계적 강도가 부족하여, 필름을 롤상으로 하여 투명 도전층 (2) 이나 도전성 금속층 (3) 을 연속적으로 성막하는 조작이 곤란해지는 경우가 있다. 한편, 필름의 두께가 200 ㎛ 를 초과하면, 투명 도전층 (2) 의 내찰상성이나 터치 패널을 형성한 경우의 타점 특성 등의 향상을 도모할 수 없는 경우가 있다.
투명 필름 기재에는, 표면에 미리 스퍼터링, 코로나 방전, 화염, 자외선 조사, 전자선 조사, 화성, 산화 등의 에칭 처리나 하도(下塗) 처리를 실시하여, 필름 기재 상에 형성되는 투명 도전층 (2) 과의 밀착성을 향상시키도록 해도 된다. 또한, 투명 도전층을 형성하기 전에, 필요에 따라 용제 세정이나 초음파 세정 등에 의해, 필름 기재 표면을 제진, 청정화해도 된다.
또한, 투명 필름 기재 (1) 의 투명 도전층 (2) 형성면에는, 유전체층이나 하드 코트층이 형성되어 있어도 된다. 투명 기재의 투명 도전층 형성면측의 표면에 형성되는 유전체층은, 도전층으로서의 기능을 갖지 않는 것이고, 표면 저항이, 예를 들어 1 × 106 Ω/□ 이상이고, 바람직하게는 1 × 107 Ω/□ 이상, 더욱 바람직하게는 1 × 108 Ω/□ 이상이다. 또한, 유전체층의 표면 저항의 상한은 특별히 없다. 일반적으로는, 유전체층의 표면 저항의 상한은 측정 한계인 1 × 1013 Ω/□ 정도인데, 1 × 1013 Ω/□ 를 초과하는 것이어도 된다.
유전체층의 재료로는, NaF (1.3), Na3AlF6 (1.35), LiF (1.36), MgF2 (1.38), CaF2 (1.4), BaF2 (1.3), BaF2 (1.3), SiO2 (1.46), LaF3 (1.55), CeF (1.63), Al2O3 (1.63) 등의 무기물〔( ) 내의 수치는 굴절률을 나타낸다〕이나, 굴절률이 1.4 ∼ 1.6 정도인 아크릴 수지, 우레탄 수지, 멜라민 수지, 알키드 수지, 실록산계 폴리머, 유기 실란 축합물 등의 유기물, 혹은 상기 무기물과 상기 유기물의 혼합물을 들 수 있다.
이와 같이, 투명 기재의 투명 도전층 형성면측에 유전체층을 형성함으로써, 예를 들어 도 4 에 나타내는 바와 같이 투명 도전층 (2) 이 복수의 투명 전극 (121 ∼ 126) 에 패턴화된 경우에 있어서도, 투명 도전층 형성 영역과 투명 도전층 비형성 영역 사이의 시인성의 차를 저감시킬 수 있다. 또한, 투명 기재로서 필름 기재를 사용하는 경우에 있어서는, 유전체층이 플라스틱 필름으로부터의 올리고머 등의 저분자량 성분의 석출을 억제하는 봉지층으로서도 작용할 수 있다.
투명 필름 기재 (1) 의 투명 도전층 (2) 형성면과 반대측의 면에는, 필요에 따라 하드 코트층이나 접착 용이층, 블로킹 방지층 등이 형성되어 있어도 된다. 또한, 점착제 등의 적절한 접착 수단을 사용하여 다른 기재가 첩합(貼合)된 것이나, 다른 기재와 첩합시키기 위한 점착제층 등에 세퍼레이터 등의 보호층이 가착(假着)된 것이어도 된다.
이와 같은 투명 필름 기재는, 장척 필름을 롤상으로 권회한 것으로서 제공되고, 그 위에 투명 도전층 (2) 이 연속적으로 성막되어, 장척 투명 도전성 필름이 얻어진다.
[투명 도전층]
투명 도전층 (2) 의 구성 재료는 특별히 한정되지 않고, In, Sn, Zn, Ga, Sb, Ti, Si, Zr, Mg, Al, Au, Ag, Cu, Pd, W 로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종의 금속의 금속 산화물이 바람직하게 사용된다. 당해 금속 산화물에는, 필요에 따라, 추가로 상기 군에 나타내어진 금속 원자를 함유하고 있어도 된다. 예를 들어 산화주석을 함유하는 산화인듐 (ITO), 안티몬을 함유하는 산화주석 (ATO) 등이 바람직하게 사용되고, ITO 가 특히 바람직하게 사용된다.
투명 도전층의 두께는 특별히 제한되지 않지만, 그 표면 저항을 1 × 103 Ω/□ 이하의 양호한 도전성을 갖는 연속 피막으로 하기 위해서는, 두께를 10 ㎚ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 막두께가 지나치게 두꺼워지면 투명성의 저하 등을 초래하기 때문에, 두께는 15 ∼ 35 ㎚ 인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 20 ∼ 30 ㎚ 의 범위 내이다. 투명 도전층의 두께가 15 ㎚ 미만이면 막 표면의 전기 저항이 높아지며, 또한 연속 피막이 잘 되지 않게 된다. 또한, 투명 도전층의 두께가 35 ㎚ 를 초과하면 투명성의 저하 등을 초래하는 경우가 있다.
투명 도전층의 형성 방법은 특별히 한정되지 않고, 투명 도전층을 형성하는 재료나 필요로 하는 막두께에 따라 적절한 방법을 채용할 수 있다. 막두께의 균일성이나 성막 효율의 관점에서는, 화학 기상 성장법 (CVD) 이나 물리 기상 성장법 (PVD) 등의 진공 성막법이 바람직하게 채용된다. 그 중에서도, 진공 증착법, 스퍼터링법, 이온 플레이팅법, 전자빔 증착법 등의 물리 기상 성장법이 바람직하고, 스퍼터링법이 특히 바람직하다.
장척상의 적층체를 얻는 관점에서, 투명 도전층 (2) 의 성막은, 예를 들어 롤·투·롤법 등에 의해, 소정의 장력 부여하에서 기재를 반송시키면서 실시되는 것이 바람직하다. 롤·투·롤법에 의한 투명 도전층의 성막은, 예를 들어, 도 3 에 모식적으로 나타내는 바와 같은 권취식 스퍼터 장치 (300) 를 사용하여, 권출 롤 (301) 로부터 필름 기재를 계속해서 내보내어 연속 반송시키면서, 성막 롤 (310) 상에서 스퍼터 성막을 실시하고, 기재 (1) 상에 투명 도전층 (2) 이 형성된 적층 필름을 권취 롤 (302) 로 롤상으로 권회함으로써 실시된다.
투명 도전층 (2) 으로서 ITO 막이 형성되는 경우, 스퍼터 타깃으로는, 금속 타깃 (In-Sn 타깃) 또는 금속 산화물 타깃 (In2O3-SnO2 타깃) 이 바람직하게 사용된다. In2O3-SnO2 금속 산화물 타깃이 사용되는 경우, 그 금속 산화물 타깃 중의 SnO2 의 양이, In2O3 과 SnO2 를 더한 무게에 대하여, 0.5 중량％ ∼ 15 중량％ 인 것이 바람직하고, 1 ∼ 12 중량％ 인 것이 보다 바람직하며, 2 ∼ 10 중량％ 인 것이 더욱 바람직하다. In-Sn 금속 타깃이 사용되는 반응성 스퍼터링의 경우, 그 금속 타깃 중의 Sn 원자의 양이, In 원자와 Sn 원자를 더한 무게에 대하여, 0.5 중량％ ∼ 15 중량％ 인 것이 바람직하고, 1 ∼ 12 중량％ 인 것이 보다 바람직하며, 2 ∼ 10 중량％ 인 것이 더욱 바람직하다. 타깃 중의 Sn 혹은 SnO2 의 양이 지나치게 적으면, ITO 막의 내구성이 열등한 경우가 있다. 또한, Sn 혹은 SnO2 의 양이 지나치게 많으면, ITO 막이 잘 결정화되지 않게 되어, 투명성이나 저항값의 안정성이 충분하지 않은 경우가 있다.
이와 같은 타깃을 사용한 스퍼터 성막에 있어서, 먼저, 스퍼터 장치 내의 진공도 (도달 진공도) 를 바람직하게는 1 × 10-3 ㎩ 이하, 보다 바람직하게는 1 × 10-4 ㎩ 이하가 될 때까지 배기하여, 스퍼터 장치 내의 수분이나 기재로부터 발생하는 유기 가스 등의 불순물을 제거한 분위기로 하는 것이 바람직하다. 수분이나 유기 가스의 존재는, 스퍼터 성막 중에 발생하는 댕글링 본드를 종결시켜, ITO 등의 도전성 산화물의 결정 성장을 방해하기 때문이다.
이와 같이 배기한 스퍼터 장치 내에, Ar 등의 불활성 가스와 함께, 필요에 따라 반응성 가스인 산소 가스 등을 도입하여, 소정의 장력 부여하에서 기재를 반송시키면서, 1 ㎩ 이하의 감압하에서 스퍼터 성막을 실시한다. 성막시의 압력은 0.05 ㎩ ∼ 1 ㎩ 인 것이 바람직하고, 0.1 ㎩ ∼ 0.7 ㎩ 인 것이 보다 바람직하다. 성막 압력이 지나치게 높으면 성막 속도가 저하되는 경향이 있고, 반대로 압력이 지나치게 낮으면 방전이 불안정해지는 경향이 있다.
ITO 를 스퍼터 성막할 때의 기재 온도는 40 ℃ ∼ 190 ℃ 인 것이 바람직하고, 80 ℃ ∼ 180 ℃ 인 것이 보다 바람직하다. 그 때문에, 성막 롤 (310) 의 온도도 당해 범위로 조정되는 것이 바람직하다. 스퍼터 성막시의 기재의 반송 속도는 특별히 한정되지 않고, 투명 도전층 (2) 의 재료나, 성막 두께 등에 따라 적절히 설정할 수 있다. 또한, 스퍼터 성막시의 기재의 반송 장력도 특별히 한정되지 않지만, 기재의 길이 방향과 수직인 면에 있어서의 단위 면적당 반송 장력이 0.2 ∼ 9.2 N/㎟ 가 바람직하고, 0.4 ∼ 5.6 N/㎟ 가 보다 바람직하다. 또한, 기재의 단위 폭당에서의 반송 장력은, 예를 들어 기재 두께가 50 ㎛ 인 경우, 0.01 N/㎜ ∼ 0.46 N/㎜ 인 것이 바람직하고, 0.02 N/㎜ ∼ 0.28 N/㎜ 인 것이 보다 바람직하다. 기재의 반송 장력이 지나치게 작으면, 기재의 반송이 불안정해지는 경우가 있고, 기재의 반송 장력이 지나치게 크면, 기재의 치수 변화를 발생시키는 경우가 있다.
또한, 상기는 스퍼터링법에 의해 ITO 막을 성막하는 경우를 예시한 것이지만, 각종 성막 조건은, 투명 도전층의 재료, 성막 방법, 막두께 등에 따라 적절히 설정할 수 있다.
투명 도전층 (2) 은 결정질이어도 되고, 비정질이어도 된다. 예를 들어, 투명 도전층으로서 스퍼터링법에 의해 ITO 막이 형성되는 경우, 기재의 내열성에 의한 제약이 있기 때문에, 높은 온도에서 스퍼터 성막을 실시할 수 없다. 그 때문에, 성막 직후의 ITO 는 비정질막 (일부가 결정화되어 있는 경우도 있다) 으로 되어 있다. 이와 같은 비정질의 ITO 막은 결정질의 ITO 막에 비해 투과율이 낮고, 가습열 시험 후의 저항 변화가 크다는 등의 문제를 발생시키는 경우가 있다. 이러한 관점에서는, 일단 비정질의 투명 도전층을 형성한 후, 대기중의 산소 존재하에서 가열시킴으로써, 투명 도전층을 결정막으로 전환시켜도 된다. 투명 도전층을 결정화함으로써, 투명성이 향상되고, 또한 가습열 시험 후의 저항 변화가 작고, 가습열 신뢰성이 향상되는 등의 이점이 초래된다.
또한, 투명 도전층의 결정화는, 투명 필름 기재 (1) 상에 비정질의 투명 도전층 (2) 을 형성 후, 도전성 금속층 (3) 의 성막 전, 성막 후 언제 실시해도 된다. 또한, 에칭 등에 의해 투명 도전층 (2) 의 일부를 제거하여 패턴화하는 경우, 투명 도전층의 결정화는, 에칭 가공 전에 실시할 수도 있고, 에칭 가공 후에 실시해도 된다.
[도전성 금속층]
장척 투명 도전성 필름의 투명 도전층 (2) 형성면측에 도전성 금속층 (3) 이 연속적으로 성막됨으로써, 장척 도전성 적층 필름이 얻어진다. 도전성 금속층의 구성 재료는, 도전성을 갖는 것이면 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, Ti, Si, Nb, In, Zn, Sn, Au, Ag, Cu, Al, Co, Cr, Ni, Pb, Pd, Pt, W, Zr, Ta, Hf 등의 금속이 바람직하게 사용된다. 또한, 이들 금속의 2 종 이상을 함유하는 것이나, 이들 금속을 주성분으로 하는 합금 등도 바람직하게 사용할 수 있다. 도전성 적층 필름의 형성 후에 도전성 금속층 (3) 의 일부를 에칭 등에 의해 제거하여 도 4 에 나타내는 바와 같은 패턴 배선을 형성하는 경우에는, 도전성 금속층 (3) 으로서 Au, Ag, Cu 등의 도전성이 높은 금속이 바람직하게 사용된다. 그 중에서도 Cu 는 도전성이 높으며, 또한 저렴한 재료이기 때문에, 배선을 구성하는 재료로서 적합하다. 그 때문에, 도전성 금속층 (3) 은 실질적으로 구리로 이루어지는 것이 특히 바람직하다.
도전성 금속층 (3) 의 두께는 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 도전성 필름의 형성 후에 도전성 금속층 (3) 의 일부를 에칭 등에 의해 제거하여 패턴 배선을 형성하는 경우에는, 형성 후의 패턴 배선이 원하는 저항값을 갖도록 도전성 금속층 (3) 의 두께가 적절히 설정된다. 도전성 금속층의 두께가 과도하게 작으면, 패턴 배선의 저항값이 지나치게 높아지기 때문에, 디바이스의 소비 전력이 커지는 경우가 있다. 그 때문에, 도전성 금속층은 두께 20 ㎚ 이상으로 퇴적되는 것이 바람직하다. 반대로 도전성 금속층의 두께가 과도하게 크면, 도전성 금속층의 성막에 시간을 필요로 하기 때문에 생산성이 열등한 것 외에, 성막시의 적산 열량이 커지는 것이나, 성막시의 파워 밀도를 높게 할 필요가 있기 때문에, 필름에 열 주름이 발생하기 쉬워지는 경향이 있다. 이들 관점에서, 도전성 금속층의 두께는 20 ㎚ ∼ 500 ㎚ 인 것이 바람직하고, 20 ㎚ ∼ 350 ㎚ 인 것이 보다 바람직하다.
도전성 금속층은, 막두께의 균일성이나 성막 효율의 관점에서, 화학 기상 성장법 (CVD) 이나 물리 기상 성장법 (PVD) 등의 진공 성막법에 의해 성막되는 것이 바람직하다. 그 중에서도, 진공 증착법, 스퍼터링법, 이온 플레이팅법, 전자빔 증착법 등의 물리 기상 성장법이 바람직하고, 스퍼터링법이 특히 바람직하다.
(성막 장치의 구성)
도전성 금속층 (3) 은, 롤·투·롤법에 의해, 기재를 반송시키면서 성막된다. 롤·투·롤법에 의한 도전성 금속층의 성막은, 도 3 에 모식적으로 나타내는 바와 같은 권취식의 진공 성막 장치 (300) 를 사용하여 실시된다. 진공 성막 장치 (300) 는, 권출 롤 (301) 및 권취 롤 (302) 을 구비하고, 권출 롤 (301) 과 권취 롤 (302) 사이의 필름 반송 경로에, 성막 롤 (310) 및 반송 롤 (303, 304) 을 구비한다. 또한, 도 3 에 있어서는, 권출 롤 (301) 과 성막 롤 (310) 사이, 및 성막 롤 (310) 과 권취 롤 (302) 사이에, 각각 1 개의 반송 롤 (303, 304) 을 구비하는 형태가 도시되어 있는데, 2 개 혹은 그 이상의 반송 롤이 구비되어 있어도 된다. 각 반송 롤은 자유 회전식의 것이어도 되고, 구동 회전식의 것이어도 된다. 성막 지점에 있어서의 반송 장력을 제어하는 관점에서는, 성막 롤 (310) 과 권취 롤 (302) 사이의 반송 롤 중 적어도 1 개는, 구동 회전 롤인 것이 바람직하다. 또한, 권출 롤 (301) 과 성막 롤 (310) 사이에 구동 회전 롤이 배치되어 있어도 된다. 보다 바람직하게는, 권출 롤 (301) 과 성막 롤 (310) 사이, 및 성막 롤 (310) 과 권취 롤 (302) 사이의 각각에 있어서, 반송 롤 중 적어도 1 개가 구동 회전 롤이다. 한편, 성막 지점에 있어서의 반송 장력이란, 성막 롤과, 필름의 반송 경로 상에서 성막 롤에 가장 가까운 구동 롤 사이의 장력을 가리킨다. 구동 롤은, 단독의 구동 회전 롤이어도 되고, 2 개의 롤을 1 쌍으로 하여 필름을 협지하는 닙 롤이어도 된다.
또한, 성막 지점에 있어서의 장력을 제어하는 관점에서, 진공 성막 장치는 반송 경로에 텐션 픽업 롤이나 댄서 롤 등의 장력 검출 수단을 구비하고 있는 것이 바람직하다. 또한, 필름의 반송을 안정시키는 관점에서는, 장력 제어 기구를 가져, 성막 지점에 있어서의 반송 장력이 일정해지도록 제어할 수 있는 것과 같은 구성이 바람직하다. 장력 제어 기구는, 텐션 픽업 롤 등의 장력 검출 수단에 의해 검출된 장력이, 설정치보다 높은 경우에는, 장력 검출 수단보다 반송 경로의 하류측에 위치하는 구동 회전 롤의 주속(周速)을 작게 하고, 장력이 설정치보다 큰 경우에는, 구동 회전 롤의 주속을 크게 하도록, 피드백을 실시하는 기구이다.
성막 지점에 있어서의 반송 장력과, 권취 롤 (302) 에 있어서의 필름 권취 장력을 독립적으로 제어하는 관점에서는, 성막 롤 (310) 과 권취 롤 (302) 사이의 필름 반송 경로에, 텐션 컷 수단을 구비하는 것이 바람직하다. 또한, 성막 지점에 있어서의 반송 장력과 권출 롤 (301) 로부터의 권출 장력을 독립적으로 제어하는 관점에서는, 권출 롤 (301) 과 성막 롤 (310) 사이의 필름 반송 경로에, 텐션 컷 수단을 구비하는 것이 바람직하다.
텐션 컷 수단으로는, 닙 롤 외에, 석션 롤, 혹은, 필름 반송 경로가 S 자상이 되도록 배치된 롤군 등을 사용할 수 있다. 또한, 텐션 컷 수단과 권취 롤 (302) 사이의 반송 경로에 텐션 픽업 롤 등의 적절한 장력 검출 수단이 배치되어, 적절한 장력 제어 기구에 의해 권취 장력이 일정해지도록 권취 롤 (302) 의 회전 토크가 조정되는 것이 바람직하다. 이와 같이, 성막 지점에 있어서의 반송 장력과 권취 장력 및/또는 권출 장력을 독립적으로 제어함으로써, 권취 장력이 작은 것에 의한 감김 상태의 불량이나, 권취 장력이 큰 것에 의한 필름의 블로킹 등의 문제의 발생을 억제할 수 있다.
성막 롤 (310) 은, 온조(溫調) 가능하게 구성되어 있는 것이 바람직하다. 롤을 온조하는 수단으로는, 롤 내부에 온매 (및 냉매) 를 순환 가능하게 한 구성, 롤 내에 전기 히터 등의 가열 수단을 구비하는 구성, 적외선 히터 등의 가열 수단에 의해 롤의 외부로부터 롤 표면을 가열 가능하게 한 구성 등을 들 수 있다. 성막 롤의 근방에는, 증착원, 스퍼터 타깃 등의 금속 재료원 (320) 이 장착되고, 이 금속 재료원으로부터 기화된 금속 원자 혹은 분자가 기재 상에 퇴적됨으로써 성막이 이루어진다. 또한, CVD 법에 의해 도전성 금속층이 성막되는 경우에는, 금속 재료원 (320) 이 장착되는 대신에, 유기 금속 등의 원료 가스가 반응실 내에 도입된다.
(성막 조건)
투명 필름 기재 (1) 상에 투명 도전층 (2) 이 형성된 기재 (F) 는, 권출 롤 (301) 로부터 권출되고, 복수의 반송 롤 (303, 304) 과 성막 롤 (310) 을 경유하여 느슨해지지 않도록 연속적으로 반송된다. 성막 롤 (310) 상에서, 도전성 금속층이 진공 성막된 도전성 적층 필름 (10) 은, 권취 롤 (302) 에 의해 권취된다. 성막 지점에 있어서의 필름 기재의 길이 방향과 수직인 면의 단위 면적당 반송 장력은 0.6 ∼ 1.8 N/㎟ 인 것이 바람직하고, 0.7 ∼ 1.7 N/㎟ 인 것이 보다 바람직하며, 0.74 ∼ 1.65 N/㎟ 인 것이 더욱 바람직하다. 반송 장력을 상기 범위로 함으로써, 주름의 발생이 억제된다. 반송 장력이 과도하게 작은 경우에는, 필름의 반송이 불안정해지기 때문에, 성막 롤 상에서 필름이 사행한 경우 등에 주름이 발생하기 쉬워지는 것으로 추정된다. 한편, 반송 장력이 과도하게 큰 경우에는, 필름 폭 방향의 수축 응력이 커짐과 함께, 필름과 성막 롤의 밀착력이 높기 때문에 롤 상에서 필름이 잘 미끄러지지 않아, 폭 방향의 수축 변형이 주름을 발생시키게 하기 쉬워지는 것으로 추정된다.
또한, 상기와 동일한 관점에서, 성막 지점에 있어서의 필름 기재의 두께를 x (㎜), 단위 폭당 반송 장력을 y (N/㎜) 로 하였을 때, 하기 식을 만족시키도록 단위 폭당 반송 장력을 부여하는 것이 바람직하다.
0.6x ≤ y ≤ 1.8x
예를 들어, 필름 기재의 두께가 50 ㎛ (0.05 ㎜) 인 경우, 성막 지점에 있어서의 필름 기재의 단위 폭당 반송 장력은, 상기 식으로부터 0.03 N/㎜ ∼ 0.09 N/㎜ 인 것이 바람직하고, 0.04 N/㎜ ∼ 0.08 N/㎜ 인 것이 보다 바람직하며, 0.048 N/㎜ ∼ 0.075 N/㎜ 인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 예를 들어, 필름 기재의 두께가 100 ㎛ (0.1 ㎜) 인 경우, 성막 지점에 있어서의 필름 기재의 단위 폭당 반송 장력은, 상기 식으로부터 0.06 N/㎜ ∼ 0.18 N/㎜ 인 것이 바람직하고, 0.08 N/㎜ ∼ 0.17 N/㎜ 인 것이 보다 바람직하며, 0.096 N/㎜ ∼ 0.16 N/㎜ 인 것이 더욱 바람직하다.
도전성 금속층 성막시의 성막 롤 (310) 의 온도는 110 ℃ ∼ 200 ℃ 인 것이 바람직하고, 120 ℃ ∼ 180 ℃ 인 것이 보다 바람직하며, 130 ℃ ∼ 155 ℃ 인 것이 더욱 바람직하다. 성막 롤의 온도가 과도하게 낮으면, 필름 기재의 성막 롤과의 접촉면측과 성막면측의 온도차가 커지기 때문에, 즉, 필름 두께 방향의 온도 분포가 커지기 때문에, 필름에 주름이 발생하기 쉬워지는 것으로 추정된다. 한편, 성막 롤의 온도가 과도하게 높으면, 성막 롤 상에서의 필름의 열 변형이 커지기 때문에, 주름을 발생시키게 하기 쉬워지는 것으로 추정된다.
일반적으로, 진공 성막법에서는, 금속의 기화나 기상 반응을 촉진시키기 위하여, 플라스마나 가열 등의 에너지가 공급되기 때문에 기재의 온도가 상승하여, 필름 기재가 열 변형을 발생시키기 쉽다. 그 때문에, 폴리이미드 등의 내열성 필름 기재 상에 구리 등의 도전성 금속층을 적층한 플렉시블 프린트 배선 기판용의 도전성 적층 필름에서는, 성막 롤에서 기재를 냉각시키면서 도전성 금속층을 진공 성막함으로써 주름 발생을 억제하는 것이 일반적이다. 이에 반해, 본 발명은, 투명 필름 기재 (1) 상에 투명 도전층 (2) 이 형성된 적층 필름 상에, 추가로 도전성 금속층 (3) 을 성막하는 경우에는, 성막 롤에서 냉각을 실시하면 주름이 발생하기 쉽고, 반대로, 성막 롤에서 필름을 가열시킴으로써, 주름의 발생이 억제된다는 지견에 기초하는 것이다.
이와 같이, 플렉시블 프린트 배선 기판용 적층 필름과 같이 필름 기재 상에 직접 도전성 금속층을 성막하는 경우와, 본 발명과 같이 투명 도전층이 형성된 필름 기재 상에 도전성 금속층을 성막하는 경우에서, 주름의 발생 경향이 상이한 이유는 확실하지는 않지만, 투명 도전층 성막시 및 도전성 금속층 성막시의 각각에 있어서 기재가 가열되는 것, 즉 도전성 금속층의 성막에 제공되는 기재의 열 이력이 상이한 것이 한 요인이라고 생각된다. 또한, 플렉시블 프린트 배선 기판용의 금속 적층 필름에서는, 일반적으로 폴리이미드 필름 등의 내열 비투명 필름 기재 상에 도전성 금속층이 성막되는데, 폴리에스테르 필름 등의 투명 필름은, 폴리이미드 필름 등에 비해 열 변형 온도가 낮아, 열 변형이 발생하기 쉬운 것도 관련되어 있을 것으로 추정된다.
상기와 같이, 본 발명에서는, 도전성 금속층 (3) 성막시의 성막 롤 온도 및 성막 지점에 있어서의 반송 장력을 소정 범위로 함으로써 주름의 발생을 억제할 수 있다. 성막 롤 온도 및 반송 장력이 상기 범위이면, 그 밖의 성막 조건은 특별히 한정되지 않고, 도전성 금속층 (3) 의 재료나, 성막 두께 등에 따라 적절히 설정할 수 있다.
예를 들어, 스퍼터링법에 의해, 구리로 이루어지는 도전성 금속층 (3) 을 성막하는 경우에는, 타깃으로서 구리 (무산소 구리가 바람직하다) 를 사용하고, 먼저, 스퍼터 장치 내의 진공도 (도달 진공도) 를 바람직하게는 1 × 10-3 ㎩ 이하가 될 때까지 배기하여, 스퍼터 장치 내의 수분이나 기재로부터 발생하는 유기 가스 등의 불순물을 제거한 분위기로 하는 것이 바람직하다.
이와 같이 배기한 스퍼터 장치 내에, Ar 등의 불활성 가스를 도입하고, 상기 범위의 장력 부여하에서 기재를 반송시키면서, 상기 범위의 온도로 성막 롤 온도를 조정하고, 감압하에서 스퍼터 성막을 실시한다. 성막시의 압력은 0.05 ㎩ ∼ 1.0 ㎩ 인 것이 바람직하고 0.1 ㎩ ∼ 0.7 ㎩ 인 것이 보다 바람직하다. 성막 압력이 지나치게 높으면 성막 속도가 저하되는 경향이 있고, 반대로 압력이 지나치게 낮으면 방전이 불안정해지는 경향이 있다.
이와 같이 하여, 투명 필름 기재 (1) 상에 투명 도전층 (2) 및 도전성 금속층 (3) 이 형성된 도전성 적층 필름이 얻어지는데, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 도전성 금속층 (3) 상에 추가로 제 2 도전성 금속층 (4) 을 성막한 도전성 적층 필름 (11) 을 형성해도 된다. 예를 들어, 도전성 금속층 (3) 이 구리로 이루어지는 경우에는, 투명 도전층의 결정화나, 터치 패널 등의 디바이스 조립시의 가열 처리에 의해 구리가 산화되어, 저항값이 증대하는 경우가 있기 때문에, 구리 상에 산화 방지층으로서의 제 2 도전성 금속층 (4) 을 형성할 수 있다.
도전성 금속층 (3) 이 구리로 이루어지는 경우에는, 제 2 도전성 금속층 (4) 으로서 구리-니켈 합금을 성막하면, 양호한 산화 방지로서 기능할 수 있다. 이 경우, 제 2 도전성 금속층은, 구리와 니켈의 합계 100 중량부에 대하여 니켈을 15 ∼ 55 중량부 함유하는 것이 바람직하다. 니켈 함유량이 이 범위이면, 구리의 산화 방지층으로서 작용함과 함께, 구리로 이루어지는 도전성 금속층과 동일한 에천트에 의해 동시에 에칭 처리할 수 있기 때문에, 에칭에 의한 패턴 배선의 형성을 용이하게 할 수 있다.
이와 같은 제 2 도전성 금속층 (4) 은, 예를 들어 5 ∼ 100 ㎚ 의 두께로 형성된다. 제 2 도전성 금속층의 두께가 과도하게 작으면, 산화 방지층으로서의 작용이 발휘되지 않고, 제 2 도전성 금속층의 두께가 과도하게 크면, 성막에 시간을 필요로 하기 때문에 생산성이 열등한 것 외에, 성막시에 열 주름을 발생시키게 하기 쉬워지는 경향이 있다.
<패턴 배선이 형성된 투명 도전성 적층 필름>
이와 같은 본 발명의 도전성 적층 필름은, 패턴 배선이 형성된 투명 도전성 적층 필름의 형성에 적합하다. 도 4 는, 패턴 배선이 형성된 투명 도전성 적층 필름의 일 실시형태를 모식적으로 나타내는 평면도이고, 도 5 는 도 4 의 V-V 선에 있어서의 단면을 모식적으로 나타내는 단면도이다. 패턴 배선이 형성된 투명 도전성 적층 필름 (100) 은, 복수의 투명 전극 (121 ∼ 126) 으로 이루어지는 투명 전극부, 및 패턴 배선부 (131a ∼ 136a, 131b ∼ 136b) 를 갖는다. 패턴 배선은 투명 전극에 접속되어 있다. 또한, 도 4 에서는, 투명 도전층이 복수의 투명 전극 (121 ∼ 126) 을 형성하도록 패턴화되어 있지만, 투명 도전층은 패턴화되어 있지 않아도 된다. 또한, 도 4 에 있어서는, 각 투명 전극이 단책상으로 패턴화되어 있고, 그 양단부가 패턴 배선과 접속되어 있지만, 전극의 형상은 단책상에 한정되지 않고, 또한 투명 전극은 1 지점 혹은 3 지점 이상에서 패턴 배선과 접속되어 있어도 된다. 각 패턴 배선은 필요에 따라, IC 등의 제어 수단 (150) 에 접속된다.
도 6 에 모식적으로 나타내는 바와 같이, 투명 전극 (121) 은, 투명 필름 기재 (1) 상에 투명 도전층 (2) 을 갖는 영역이고, 패턴 배선 (131a 및 131b) 은, 투명 필름 기재 (1) 상에 투명 도전층 (2) 및 도전성 금속층 (3) 을 이 순서로 갖는 영역이다. 또한, 도전성 금속층 (3) 상에는, 전술한 제 2 도전성 금속층과 같은 부가적인 층이 형성되어 있어도 된다.
이와 같은 패턴 배선이 형성된 투명 도전성 적층 필름은, 상기 도전성 적층 필름의 투명 도전층 (2), 도전성 금속층 (3) 의 각각을 에칭 등에 의해 제거하여 패턴화함으로써 형성될 수 있다. 구체적으로는, 먼저, 도전성 금속층 (3) 의 일부가 제거되어, 패턴 배선이 형성된다. 이 때, 패턴 배선부 (131a ∼ 136a 및 131b ∼ 136b) 에 있어서 도전성 금속층 (3) 이 잔존하도록 가공이 실시된다. 한편, 도전성 금속층 (3) 상에 제 2 도전성 금속층이 형성되어 있는 경우에는, 제 2 도전성 금속층도 동일하게 에칭 등에 의해 패턴화하는 것이 바람직하다. 또한, 투명 전극과 패턴 배선의 접속부 (231a ∼ 236a 및 231b ∼ 236b) 에 있어서도 도전성 금속층 (3) 이 잔존하도록, 가공이 실시되는 것이 바람직하다. 한편, 이 패턴 배선과 투명 전극의 접속부는, 패턴 배선부의 일부를 구성하고 있다.
도전성 금속층의 제거는, 에칭에 의해 실시하는 것이 바람직하다. 에칭시에는, 패턴을 형성하기 위한 마스크에 의해 패턴 배선부 및 접속부에 대응하는 영역의 표면을 덮고, 에천트에 의해 도전성 금속층 (3) 을 에칭하는 방법이 바람직하게 사용된다. 한편, 도전성 금속층 (3) 상에 추가로 제 2 도전성 금속층이 형성되어 있는 경우에는, 도전성 금속층 (3) 과 함께 제 2 도전성 금속층도 동시에 에칭에 의해 제거되는 것이 바람직하다.
도전성 금속층 (3) 을 제거한 후, 투명 도전층 (2) 의 노출부에 있어서, 투명 도전층 (2) 의 일부가 제거됨으로써, 도 4 에 나타내는 바와 같은 패턴화된 투명 전극 (121 ∼ 126) 이 형성된다. 투명 도전층 (2) 의 제거도 에칭에 의해 실시하는 것이 바람직하다. 에칭시에는, 패턴을 형성하기 위한 마스크에 의해, 투명 전극부 (121 ∼ 126) 에 대응하는 영역의 표면을 덮고, 에천트에 의해 투명 도전층 (2) 을 에칭하는 방법이 바람직하게 사용된다.
투명 도전층의 에칭에 사용되는 에천트는, 투명 도전층을 형성하는 재료에 따라 적절히 선택할 수 있다. 투명 도전층으로서 ITO 등의 도전성 산화물이 사용되는 경우에는, 에천트로서 산이 바람직하게 사용된다. 산으로는, 예를 들어, 염화수소, 브롬화수소, 황산, 질산, 인산 등의 무기산, 아세트산 등의 유기산, 및 이들의 혼합물, 그리고 그들의 수용액을 들 수 있다.
<광학 디바이스>
이와 같이 하여 얻어진 패턴 배선이 형성된 투명 도전성 적층 필름은, 필요에 따라 IC 등의 제어 수단 (150) 이 형성되어, 실용에 제공된다. 투명 도전성 적층 필름은, 패턴화된 투명 전극을 갖고, 각 투명 전극이 패턴 배선에 접속되어 있는 점에서, 각종 광학 디바이스에 바람직하게 사용된다. 이와 같은 디바이스로는, 터치 패널이나, 액정 디스플레이, 플라스마 디스플레이, 유기 EL 디스플레이 등의 플랫 패널 디스플레이, 조명 장치 등을 들 수 있다. 터치 패널로는, 예를 들어, 정전 용량 방식, 저항막 방식 등의 터치 패널을 들 수 있다.
이와 같은 광학 디바이스의 형성에 있어서는, 패턴 배선이 형성된 투명 도전성 적층 필름을 그대로 사용해도 되고, 투명 전극 상에 다른 부가적인 층을 형성한 것을 사용할 수 있다. 예를 들어 유기 EL 에서는, 양극으로서 작용할 수 있는 투명 전극 상에, 발광층, 및 음극으로서 작용할 수 있는 금속 전극층 등을 형성할 수 있다.
실시예
이하, 본 발명의 도전성 적층 필름의 제조 방법에 관하여, 실시예를 사용하여 상세히 설명하지만, 본 발명은 그 요지를 넘어서지 않는 한 실시예에 한정되는 것은 아니다.
(유전체층의 형성)
폭 1085 ㎜, 두께 50 ㎛ (0.05 ㎜) 의 2 축 연신 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름 (Tg : 69 ℃ ; 단면적 54.25 ㎟ ; 미츠비시 수지 제조 상품명 「T602E50」, 이하, PET 필름이라고 한다) 으로 이루어지는 투명 필름의 일방의 면에, 실리카 졸 (콜코트 (주) 제조, 콜코트 P) 을, 고형분 농도 2 ％ 가 되도록 에탄올로 희석한 것을, 실리카 코트법에 의해 도포하고, 그 후, 150 ℃ 에서 2 분간 건조, 경화시켜, 두께가 35 ㎚ 인 유전체층 (SiO2 막, 광의 굴절률 1.46) 을 형성하였다.
(투명 도전층의 형성)
도 3 에 모식적으로 나타내는 바와 같은 평행 평판형의 권취식 마그네트론 스퍼터 장치에, 산화인듐과 산화주석을 90 : 10 의 중량비로 함유하는 소결체 타깃을 장착하였다. 유전체층이 형성된 PET 필름 기재를 반송하면서, 진공 배기에 의해 탈수, 탈가스를 실시하였다. 그 후, 성막 롤의 온도를 140 ∼ 145 ℃ 로 하고, 아르곤 가스 및 산소 가스를 도입하고, 반송 속도 7.7 m/분, 반송 장력 0.036 ∼ 0.11 N/㎜ 로 기재를 반송하면서 DC 스퍼터링에 의해 성막을 실시하여, 유전체층 상에 두께 25 ㎚ 의 ITO 막을 성막하여, 투명 도전성 필름을 얻었다. 투명 도전성 필름 표면의 ITO 막의 표면 저항을 사단자법에 의해 측정한 결과, 450 Ω/□ 였다.
(도전성 금속층의 형성)
도 3 에 모식적으로 나타내는 바와 같은 평행 평판형의 권취식 마그네트론 스퍼터 장치에, 무산소 구리 타깃을 장착하였다. 기재 상에 ITO 막이 형성된 투명 도전성 필름을 반송하면서, 진공 배기에 의해 탈수, 탈가스를 실시하였다. 그 후, 아르곤 가스를 도입하고, 반송 속도 4.4 m/분으로 기재를 반송하면서 DC 스퍼터링에 의해 성막을 실시하여, ITO 막 상에 구리로 이루어지는 두께 80 ㎚ 의 도전성 금속층을 성막하였다. 도전성 금속층 성막시의 PET 필름의 길이 방향과 수직인 면의 단위 면적당 반송 장력을 0.56 ∼ 2.22 N/㎟ (단위 폭당 반송 장력을 0.028 ∼ 0.11 N/㎜ 의 범위), 성막 롤 온도를 80 ∼ 220 ℃ 의 범위에서 변경하고, 각 수준의 도전성 적층 필름을 평가에 제공하였다. 한편, 어느 수준에 있어서도, 사단자법에 의해 측정한 금속층의 표면 저항은 0.3 Ω/□ 였다.
(열 주름의 평가)
각 수준에서 얻어진 도전성 적층 필름을, 반송 방향으로 약 15 ㎝ 의 길이로 잘라내고, 형광등을 도전성 필름에 조사하여, 육안으로 열 주름의 유무를 관찰하였다.
A … 열 주름이 관찰되지 않는다
B … 소량의 열 주름이 관찰된다
C … 다량의 열 주름이 관찰된다
도전성 금속층 성막시의 각 성막 롤 온도에 있어서의 필름 기재의 단위 면적당 반송 장력 (N/㎟) 과 열 주름의 평가 결과의 일람을 표 1 에, 필름 기재의 단위 폭당 반송 장력 (N/㎜) 과 열 주름의 평가 결과의 일람을 표 2 에 나타낸다.
Figure 112012031175037-pat00001
Figure 112012031175037-pat00002
표 1 및 2 에 나타내는 바와 같이, 도전성 금속층 성막시의 성막 롤 온도 및 필름 반송 장력을 소정 범위로 함으로써, 주름의 발생이 억제되어 있는 것을 알 수 있다.
또한, 필름 기재로서 폭 1090 ㎜, 두께 125 ㎛ 의 PET 필름 (단면적 136.25 ㎟) 을 사용한 도전성 적층 필름에 대하여, 성막 롤 온도를 140 ℃ 로 하고, 필름 기재의 단위 면적당 반송 장력을 0.73 N/㎟ (단위 폭당 반송 장력은 0.092 N/㎜) 로 하여 열 주름을 평가한 결과, 평가 결과는 A 로, 주름의 발생이 억제되었다.
또한 상기와 동일하게, 필름 기재로서 폭 1090 ㎜, 두께 125 ㎛ 의 PET 필름 (단면적 136.25 ㎟) 을 사용한 도전성 적층 필름에 대하여, 성막 롤 온도를 140 ℃ 로 하고, 필름 기재의 단위 면적당 반송 장력을 1.17 N/㎟ (단위 폭당 반송 장력은 0.147 N/㎜) 로 하여 열 주름을 평가한 결과, 평가 결과는 A 로, 주름의 발생이 억제되었다.
이어서, 필름 기재로서 폭 1090 ㎜, 두께 100 ㎛ 의 PET 필름 (단면적 109 ㎟) 을 사용한 도전성 적층 필름에 대하여, 성막 롤 온도를 140 ℃ 로 하고, 필름 기재의 단위 면적당 반송 장력을 1.47 N/㎟ (단위 폭당 반송 장력은 0.147 N/㎜) 로 하여 열 주름을 평가한 결과, 평가 결과는 A 로, 주름의 발생이 억제되었다.
1 : 투명 필름 기재
2 : 투명 도전층
3 : 도전성 금속층
4 : 제 2 도전성 금속층
10, 11 : 도전성 적층 필름
300 : 권취식 스퍼터 장치
301 : 권출 롤
302 : 권취 롤
303 : 반송 롤
310 : 성막 롤
320 : 금속 재료원
100 : 패턴 배선이 형성된 투명 도전성 적층 필름
121 ∼ 126 : 투명 전극
131 ∼ 136 : 패턴 배선
150 : 제어 수단
231 ∼ 236 : 접속부

Claims (7)

  1. 폴리에틸렌테레프탈레이트 또는 폴리에틸렌나프탈레이트를 구성 재료로 하는 장척 투명 필름 기재 상에 투명 도전층이 형성된 장척 투명 도전성 필름을 준비하는 공정, 및 상기 장척 투명 도전성 필름이 반송되면서, 상기 장척 투명 도전성 필름의 투명 도전층 형성면측에 도전성 금속층이 연속적으로 성막되는 금속층 성막 공정을 갖는 장척 도전성 적층 필름의 제조 방법으로서,
    상기 금속층 성막 공정은, 1 ㎩ 이하의 감압 환경에서 실시되고,
    상기 금속층 성막 공정에 있어서, 상기 장척상 투명 도전성 필름은, 반송 장력이 부여됨으로써 연속적으로 반송되고,
    상기 투명 도전성 필름의 투명 도전층 비형성면측이 성막 롤의 표면에 접촉한 상태에서, 투명 도전층 형성면측에 상기 도전성 금속층이 연속적으로 퇴적되고,
    상기 성막 롤의 표면 온도는 110 ℃ ∼ 200 ℃ 이고,
    성막 지점에 있어서의 상기 필름 기재의 길이 방향과 수직인 면의 단위 면적당 반송 장력이 0.74 ∼ 1.64 N/㎟ 인, 도전성 적층 필름의 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    성막 지점에 있어서의 상기 필름 기재의 두께를 x (㎜), 단위 폭당 반송 장력을 y (N/㎜) 로 하였을 때, 0.6x ≤ y ≤ 1.8x 식을 만족시키도록 단위 폭당 반송 장력을 부여하는, 도전성 적층 필름의 제조 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 금속층 성막 공정에 있어서, 스퍼터링법에 의해 금속층이 성막되는, 도전성 적층 필름의 제조 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 도전성 금속층의 퇴적 두께가 20 ㎚ 이상인, 도전성 적층 필름의 제조 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 투명 도전층이 인듐-주석 산화물을 포함하는 도전성 산화물층인, 도전성 적층 필름의 제조 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 도전성 금속층이 Ti, Si, Nb, In, Zn, Sn, Au, Ag, Cu, Al, Co, Cr, Ni, Pb, Pd, Pt, W, Zr, Ta 및 Hf 로 이루어지는 군에서 선택되는 1 종 또는 2 종 이상의 금속을 포함하는 합금인, 도전성 적층 필름의 제조 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 장척 투명 도전성 필름을 준비하는 공정이, 상기 장척 투명 도전성 필름의 롤을 준비하는 것이고,
    상기 금속층 성막 공정이, 상기 롤로부터 계속해서 내보내어진 상기 장척 투명 도전성 필름에 대해 실시되는 것인, 도전성 적층 필름의 제조 방법.
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