KR20220070285A - 온도 센서 필름, 도전 필름 및 그 제조 방법 - Google Patents

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사토시 야스이
고다이 미야모토
가츠노리 시부야
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닛토덴코 가부시키가이샤
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Abstract

수지 필름 기재 상에 패터닝된 금속 박막을 구비하고, 온도 측정 정밀도가 높은 온도 센서 필름을 제공한다. 온도 센서 필름의 제작에 사용되는 도전 필름(102)은, 수지 필름 기재(50)의 일 주면 상에 니켈 박막(10)을 구비한다. 니켈 박막은, 니켈의 (111)면의 면 간격이 0.2040nm 미만인 것이 바람직하다. 니켈 박막을 패터닝하여, 측온 저항부와, 측온 저항부에 접속된 리드부를 형성함으로써, 온도 센서 필름이 얻어진다.

Description

온도 센서 필름, 도전 필름 및 그 제조 방법
본 발명은 수지 필름 기재 상에 패터닝된 금속 박막을 구비하는 온도 센서 필름, 그리고 온도 센서 필름의 제작에 사용되는 도전 필름 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
전자 기기에는 다수의 온도 센서가 사용되고 있다. 온도 센서로서는, 열전대나 칩 서미스터가 일반적이다. 열전대나 칩 서미스터 등에 의해, 면 내의 복수 개소의 온도를 측정하는 경우에는, 측정점마다 온도 센서를 배치하고, 각각의 온도 센서를 프린트 배선 기판 등에 접속할 필요가 있기 때문에, 제조 프로세스가 번잡해진다. 또한, 면 내의 온도 분포를 측정하기 위해서는 기판 상에 다수의 센서를 배치할 필요가 있어, 비용 상승의 요인이 된다.
특허문헌 1에는, 필름 기재 상에 금속막을 마련하고, 금속막을 패터닝하여, 측온 저항부와 리드부를 형성한 온도 센서 필름이 제안되어 있다. 금속막을 패터닝하는 형태에서는, 1층의 금속막으로부터, 측온 저항부와, 측온 저항부에 접속된 리드부를 형성 가능하여, 개개의 측온 센서를 배선으로 접속하는 작업을 필요로 하지 않는다. 또한, 필름 기재를 사용하기 때문에, 가요성이 우수하고, 대면적화에 대한 대응도 용이하다는 이점을 갖는다.
금속막을 패터닝한 온도 센서에서는, 리드부를 통하여 측온 저항부에 전압을 인가하고, 금속의 저항값이 온도에 의해 변화하는 특성을 이용하여, 온도를 측정한다. 온도 측정의 정밀도를 높이기 위해서는, 온도 변화에 대한 저항 변화가 큰 재료가 바람직하다. 특허문헌 2에는, 니켈은, 구리에 비하여 온도에 대한 감도(저항 변화)가 약 2배인 것이 기재되어 있다.
일본 특허 공개 제2005-91045호 공보 일본 특허 공개 평7-333073호 공보
니켈 등의 금속은, 온도가 높을수록 저항이 커지는 특성(정(正) 특성)을 나타내고, 벌크의 니켈은, 온도 상승에 대한 저항의 변화율(저항 온도 계수; TCR)이 약 6000ppm/℃인 것이 알려져 있다. 한편, 금속 박막은, 표면이나 계면의 영향에 의해, 벌크의 금속과는 특성이 다른 경우가 많다.
본 발명자들이 수지 필름 기재 상에 스퍼터법에 의해 니켈 박막을 형성하고, 그 특성을 평가한 바, 저항 온도 계수(TCR)가 벌크의 니켈의 절반 정도로서, 온도 센서 필름으로서 사용하기 위한 충분한 온도 측정 정밀도가 얻어지지 않는 것이 판명되었다.
당해 과제를 감안하여, 본 발명은 수지 필름 기재 상에 저항 온도 계수가 큰 금속 박막을 구비하는 도전 필름, 및 온도 센서 필름의 제공을 목적으로 한다.
본 발명자들은 니켈 박막의 (111)면의 면 간격과 TCR 사이에 높은 상관이 있는 것을 발견하여, 본 발명에 이르렀다.
온도 센서용 도전 필름은, 수지 필름 기재의 일 주면 상에 니켈 박막을 구비한다. 수지 필름 기재 상에 마련된 니켈 박막은, 니켈의 (111)면의 면 간격이 0.2040nm 미만인 것이 바람직하다.
이 도전 필름의 니켈 박막을 패터닝함으로써, 온도 센서 필름을 제작할 수 있다. 온도 센서 필름은, 수지 필름 기재의 일 주면 상에 패터닝된 니켈 박막을 구비하고, 니켈 박막이 측온 저항부와 리드부로 패터닝되어 있다. 수지 필름 기재의 양면에 니켈 박막을 마련해도 된다.
측온 저항부는, 온도 측정을 행하는 부분에 마련되어 있고, 세선으로 패터닝되어 있다. 리드부는 측온 저항부보다 큰 선폭으로 패터닝되어 있고, 리드부의 일단이 측온 저항부에 접속되어 있다. 리드부의 타단은 외부 회로 등과 접속된다. 리드부에 커넥터를 접속하고, 커넥터를 통하여 외부 회로와의 접속을 행해도 된다.
니켈 박막의 저항 온도 계수는 4000ppm/℃ 이상이 바람직하다. 니켈 박막의 두께는 100 내지 500nm가 바람직하다. 수지 필름 기재와 니켈 박막 사이에는 하지층이 마련되어 있어도 된다. 하지층의 재료로서는 실리콘계 박막 등의 무기 재료가 바람직하다.
수지 필름 기재 상에 마련된 니켈 박막의 (111)면의 면 간격(니켈의 격자 간격)이 작음으로써, 저항 온도 계수가 크고, 온도 측정 정밀도가 높은 온도 센서 필름을 형성할 수 있다.
도 1은 도전 필름의 적층 구성예를 도시하는 단면도이다.
도 2는 니켈 박막의 면 간격의 측정에 사용한 X선 회절의 광학계를 도시하는 도면이다.
도 3은 온도 센서 필름의 평면도이다.
도 4는 온도 센서에 있어서의 측온 저항부 근방의 확대도이며, A는 2선식, B는 4선식의 형상을 도시하고 있다.
도 1은, 온도 센서 필름의 형성에 사용되는 도전 필름의 적층 구성예를 도시하는 단면도이며, 수지 필름 기재(50)의 일 주면 상에 니켈 박막(10)을 구비한다. 이 도전 필름(102)의 니켈 박막을 패터닝함으로써, 도 3의 평면도에 도시하는 온도 센서 필름(110)이 얻어진다.
[도전 필름]
도전 필름은, 수지 필름 기재(50)의 일 주면 상에 니켈 박막(10)을 구비한다. 도 1에 도시하는 바와 같이, 도전 필름은, 수지 필름 기재(50)와 니켈 박막(10) 사이에 하지층(20)을 구비하고 있어도 된다.
<수지 필름 기재>
수지 필름 기재(50)는, 투명이어도 되고 불투명이어도 된다. 수지 필름 기재(50)는, 수지 필름만으로 이루어지는 것이어도 되고, 도 1에 도시하는 바와 같이, 수지 필름(5)의 표면에 하드 코트층(경화 수지층)(6)을 구비하는 것이어도 된다. 수지 필름 기재의 두께는 특별히 한정되지는 않지만, 일반적으로는 2 내지 500㎛ 정도이며, 20 내지 300㎛ 정도가 바람직하다.
수지 필름 기재(50)의 표면(하드 코트층(6)이 마련되어 있는 경우에는, 수지 필름(5)의 표면 및/또는 하드 코트층(6)의 표면)에는, 접착 용이층, 대전 방지층 등이 마련되어 있어도 된다. 수지 필름 기재(50)의 표면에는, 하지층(20)과의 밀착성 향상 등을 목적으로 하여, 코로나 방전 처리, 자외선 조사 처리, 플라스마 처리, 스퍼터 에칭 처리 등의 처리를 실시해도 된다.
수지 필름 기재(50)의 니켈 박막(10) 형성면의 산술 평균 조도 Ra는, 5nm 이하가 바람직하고, 3nm 이하가 보다 바람직하고, 2nm 이하가 더욱 바람직하다. 기재의 표면 조도를 작게 함으로써, 박막의 커버리지가 양호해지고, 치밀한 막이 형성되어, 니켈 박막(10)의 비저항이 작아지는 경향이 있다. 산술 평균 조도 Ra는, 주사형 프로브 현미경을 사용한 1㎛ 사방의 관찰상으로부터 구해진다.
(수지 필름)
수지 필름(5)의 수지 재료로서는, 폴리에틸렌테레프탈레이트 등의 폴리에스테르, 폴리이미드, 폴리올레핀, 노르보르넨계 등의 환상 폴리올레핀, 폴리카르보네이트, 폴리에테르술폰, 폴리아릴레이트 등을 들 수 있다. 내열성, 치수 안정성, 전기적 특성, 기계적 특성, 내약품 특성 등의 관점에서, 폴리이미드 또는 폴리에스테르가 바람직하다. 수지 필름(5)의 두께는 특별히 한정되지는 않지만, 일반적으로는 2 내지 500㎛ 정도이며, 20 내지 300㎛ 정도가 바람직하다.
(하드 코트층)
수지 필름(5)의 표면에 하드 코트층(6)이 마련됨으로써, 도전 필름의 경도가 향상되고, 내찰상성이 높아진다. 하드 코트층(6)은, 예를 들어 수지 필름(5) 상에, 경화성 수지를 함유하는 용액을 도포함으로써 형성할 수 있다.
경화성 수지로서는, 열경화형 수지, 자외선 경화형 수지, 전자선 경화형 수지 등을 들 수 있다. 경화성 수지의 종류로서는 폴리에스테르계, 아크릴계, 우레탄계, 아크릴우레탄계, 아미드계, 실리콘계, 실리케이트계, 에폭시계, 멜라민계, 옥세탄계, 아크릴우레탄계 등의 각종 수지를 들 수 있다.
이들 중에서도, 경도가 높고, 자외선 경화가 가능하고 생산성이 우수한 점에서, 아크릴계 수지, 아크릴우레탄계 수지 및 에폭시계 수지가 바람직하다. 특히, 하지층에 포함되는 산화크롬 박막과의 밀착성이 높은 점에서, 아크릴계 수지 및 아크릴우레탄계 수지가 바람직하다. 자외선 경화형 수지에는, 자외선 경화형의 모노머, 올리고머, 폴리머 등이 포함된다. 바람직하게 사용되는 자외선 경화형 수지는, 예를 들어 자외선 중합성의 관능기를 갖는 것, 그 중에서 당해 관능기를 2개 이상, 특히 3 내지 6개 갖는 아크릴계의 모노머나 올리고머를 성분으로서 포함하는 것을 들 수 있다.
하드 코트층(6)에는 미립자가 포함되어 있어도 된다. 하드 코트층(6)에 미립자를 포함시킴으로써, 수지 필름 기재(50)의 니켈 박막(10) 형성면(하지층(20) 형성면)의 표면 형상을 조정할 수 있다. 미립자로서는, 실리카, 알루미나, 티타니아, 지르코니아, 산화칼슘, 산화주석, 산화인듐, 산화카드뮴, 산화안티몬 등의 각종 금속 산화물 미립자, 유리 미립자, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리스티렌, 폴리우레탄, 아크릴-스티렌 공중합체, 벤조구아나민, 멜라민, 폴리카르보네이트 등의 폴리머로 이루어지는 가교 또는 미가교의 유기계 미립자, 실리콘계 미립자 등을 특별히 제한없이 사용할 수 있다.
미립자의 평균 입자경(평균 1차 입자경)은 10nm 내지 10㎛ 정도가 바람직하다. 하드 코트층이 0.5㎛ 내지 10㎛ 정도, 바람직하게는 0.8㎛ 내지 5㎛ 정도의 서브마이크론 또는 ㎛ 오더의 평균 입자경을 갖는 미립자를 포함함으로써, 하드 코트층(6)의 표면(수지 필름 기재(50)의 표면), 및 그 위에 마련되는 박막의 표면에, 직경이 서브마이크론 또는 ㎛ 오더의 돌기가 형성되어, 도전 필름의 미끄럼성, 내블로킹성 및 내찰상성이 향상되는 경향이 있다.
하드 코트층이 10nm 내지 100nm 정도, 바람직하게는 20nm 내지 80nm 정도의 평균 입자경을 갖는 미립자를 포함함으로써, 하드 코트층(6)의 표면(수지 필름 기재(50)의 표면)에 미세한 요철이 형성되어, 하드 코트층(6)과 하지층(20) 및 니켈 박막(10)의 밀착성이 향상되는 경향이 있다.
하드 코트층을 형성하기 위한 용액(하드 코트 조성물)에는, 자외선 중합 개시제가 배합되어 있는 것이 바람직하다. 용액 중에는 레벨링제, 틱소트로피제, 대전 방지제 등의 첨가제가 포함되어 있어도 된다.
하드 코트층(6)의 두께는 특별히 한정되지는 않지만, 높은 경도를 실현하기 위해서는 0.5㎛ 이상이 바람직하고, 0.8㎛ 이상이 보다 바람직하고, 1㎛ 이상이 더욱 바람직하다. 도포에 의한 형성의 용이성을 고려하면, 하드 코트층의 두께는 15㎛ 이하가 바람직하고, 10㎛ 이하가 보다 바람직하다.
<하지층>
도 1에 도시하는 바와 같이, 수지 필름 기재(50)와 니켈 박막(10) 사이에는 하지층(20)이 마련되어 있어도 된다. 하지층(20)은 단층이어도 되고, 도 1에 도시하는 바와 같이 2층 이상의 박막(21, 22)의 적층 구성이어도 된다. 수지 필름 기재(50) 상에 하지층(20)을 마련하고, 그 위에 니켈 박막(10)을 형성함으로써, 니켈 박막(10) 성막 시의 수지 필름 기재(50)에 대한 플라스마 손상을 억제할 수 있다. 또한, 하지층(20)을 마련함으로써, 수지 필름 기재(50)로부터 발생하는 수분이나 유기 가스 등을 차단하여, 니켈 박막(10)으로의 불순물의 혼입을 억제할 수 있다. 니켈 박막으로의 유기물의 혼입을 억제하는 관점에서, 하지층(20)은 무기 재료인 것이 바람직하다.
하지층(20)은 도전성이어도 되고 절연성이어도 된다. 하지층(20)이 도전성의 무기 재료(무기 도전체)인 경우에는, 온도 센서 필름의 제작 시에 니켈 박막(10)과 함께 하지층(20)을 패터닝하면 된다. 하지층(20)이 절연성의 무기 재료(무기 유전체)인 경우, 하지층(20)은 패터닝해도 되고, 패터닝하지 않아도 된다.
무기 재료로서는, Si, Ge, Sn, Pb, Al, Ga, In, Tl, As, Sb, Bi, Se, Te, Mg, Ca, Sr, Ba, Sc, Y, Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Mn, Tc, Re, Fe, Ru, Os, Co, Rh, Ir, Pd, Pt, Cu, Ag, Au, Zn, Cd 등의 금속 원소 또는 반금속 원소, 및 이들의 합금, 질화물, 산화물, 질산화물 등을 들 수 있다. 수지 필름 기재 및 니켈 박막의 양쪽에 대한 밀착성이 우수하고, 또한 수지 필름 기재(50)로부터 니켈 박막(10)으로의 불순물의 혼입의 억제 효과가 높고, 니켈 박막의 결정 성장을 촉진할 수 있는 점에서, 하지층의 재료로서는 실리콘계 재료, 크롬계 재료 등이 바람직하다. 실리콘계 재료로서는 산화실리콘이 특히 바람직하고, 크롬계 재료로서는 산화크롬이 특히 바람직하다.
니켈 박막(10)의 바로 밑에, 산화실리콘 박막 등의 비저항이 큰 박막(22)이 마련됨으로써, 배선(패터닝된 니켈 박막)간의 누설 전류가 저감되어, 온도 센서 필름의 온도 측정 정밀도가 향상되는 경향이 있다. 산화실리콘은 화학량론 조성(SiO2)이어도 되고, 비화학량론 조성(SiOx; x<2)이어도 된다. 비화학량론 조성인 산화실리콘(SiOx)은 1.2≤x<2가 바람직하다.
하지층(20)으로서, 실리콘 박막(21) 상에 산화실리콘 박막(22)을 형성해도 된다. 또한, 각종 금속, 도전성 산화물, 세라믹 등으로 이루어지는 무기 박막(21) 상에, 산화실리콘 박막(22)을 형성해도 된다.
무기 하지층(20) 상에 니켈 박막(10)을 형성함으로써, 니켈의 (111)면의 면 간격이 작아져, TCR이 커지는 경향이 있다. 특히, 하지층(20)이 실리콘계 박막을 포함하는 경우에, 니켈 박막의 TCR이 커지는 경향이 있고, 니켈 박막(10)의 바로 밑에 산화실리콘 박막이 마련되어 있는 경우에 그 경향이 현저하다. 또한, 하지층(20)이 크롬계 박막(21)과 산화실리콘 박막(22)의 적층 구성인 경우에, 니켈 박막의 TCR이 커지는 경향이 있고, 특히 수지 필름 기재에 접하는 박막(21)이 산화크롬 박막인 경우에 그 경향이 현저하다. 산화크롬 등의 크롬계 박막은, 치밀하고 평활성이 높은 막이 형성되기 쉽고, 그 위에 형성되는 무기 박막(22)도 표면의 평활성이 향상되는 것이, 니켈 박막(10)의 TCR 향상의 한 요인이라고 생각된다.
하지층의 두께는 특별히 한정되지는 않는다. 수지 필름 기재에 대한 플라스마 손상의 저감, 및 수지 필름 기재로부터의 아웃 가스의 차단 효과를 높이는 관점에서, 하지층의 두께는 1nm 이상이 바람직하고, 3nm 이상이 보다 바람직하고, 5nm 이상이 더욱 바람직하다. 생산성 향상이나 재료 비용 저감의 관점에서, 하지층의 두께는 200nm 이하가 바람직하고, 100nm 이하가 보다 바람직하고, 50nm 이하가 더욱 바람직하다. 하지층(20)이 복수층으로 이루어지는 경우에는, 합계 두께가 상기 범위인 것이 바람직하다.
하지층(20)의 형성 방법은 특별히 한정되지는 않으며, 드라이 코팅, 웨트 코팅 모두 채용할 수 있다. 스퍼터법에 의해 니켈 박막을 형성하는 경우에는, 생산성의 관점에서, 하지층(20)도 스퍼터법에 의해 형성하는 것이 바람직하다. 또한, 치밀한 막이 형성되기 쉽고, 수지 필름 기재(50)로부터 니켈 박막(10)의 수분이나 유기물의 혼입 억제 효과가 우수한 점에서도, 하지층(20)을 스퍼터법에 의해 형성하는 것이 바람직하다.
스퍼터법에 의해 하지층을 형성하는 경우, 하지층의 재료에 따라 타깃을 선택하면 된다. 예를 들어, 실리콘 박막을 형성하는 경우에는, 실리콘 타깃이 사용된다. 산화실리콘 박막의 성막에는, 산화실리콘 타깃을 사용해도 되고, 실리콘 타깃을 사용하여 반응성 스퍼터에 의해 산화실리콘을 형성해도 된다. 반응성 스퍼터에서는, 금속 영역과 산화물 영역의 중간의 천이 영역이 되도록 산소량을 조정하는 것이 바람직하다.
<니켈 박막>
수지 필름 기재(50) 상에 마련되는 니켈 박막(10)은, 온도 센서에 있어서의 온도 측정의 중심적인 역할을 한다. 니켈 박막(10)을 패터닝함으로써, 도 3에 도시하는 바와 같이, 리드부(11) 및 측온 저항부(12)가 형성된다.
니켈 박막(10)은, 바람직하게는 니켈 및 불가피 불순물로 이루어지는 박막이며, 니켈의 비율은 99중량％ 이상이 바람직하고, 99.9중량％ 이상이 바람직하다. 예를 들어, 니켈 타깃을 사용한 스퍼터 제막에 의해, 니켈 및 불가피 불순물로 이루어지는 박막이 형성된다.
니켈 박막(10)의 두께는 특별히 한정되지는 않지만, 저저항화의 관점(특히, 리드부의 저항을 작게 하는 관점)에서, 20nm 이상이 바람직하고, 40nm 이상이 보다 바람직하고, 50nm 이상이 더욱 바람직하다. 한편, 성막 시간의 단축 및 패터닝 정밀도 향상 등의 관점에서, 니켈 박막(10)의 두께는, 500nm 이하가 바람직하고, 300nm 이하가 보다 바람직하고, 250nm 이하가 더욱 바람직하다.
니켈 박막(10)의 저항 온도 계수(TCR)는, 3000ppm/℃ 이상이 바람직하고, 3500ppm/℃ 이상이 보다 바람직하고, 4000ppm/℃ 이상이 더욱 바람직하다. TCR은, 온도 상승에 대한 저항의 변화율이다. 니켈은, 온도 상승에 수반하여 저항이 선형적으로 증가하는 특성(정 특성)을 갖는다. 정 특성을 갖는 재료의 TCR은, 온도 T0에 있어서의 저항값 R0과, 온도 T1에 있어서의 저항값 R1로부터, 하기 식에 의해 산출된다.
TCR={(R1-R0)/R0}/(T1-T0)
본 명세서에서는, T0=25℃ 및 T1=5℃에 있어서의 저항값으로부터 산출되는 TCR과, T0=25℃ 및 T1=45℃에 있어서의 저항값으로부터 산출되는 TCR의 평균값을 니켈 박막의 TCR로 한다.
TCR이 클수록, 온도 변화에 대한 저항의 변화가 크고, 온도 센서 필름에 있어서의 온도 측정 정밀도가 향상된다. 그 때문에, 니켈 박막의 TCR은 클수록 바람직하지만, 벌크의 니켈보다 TCR을 크게 하는 것은 곤란하며, 니켈 박막의 TCR은 일반적으로 6000ppm/℃ 이하이다.
니켈 박막(10)은, X선 회절에 의해 구해지는 니켈의 (111)면의 면 간격이 0.2040nm 미만인 것이 바람직하다. X선 회절에서는, 도 2에 도시하는 바와 같이, 니켈 박막의 막면의 법선 방향에 대하여 입사 광학계(X선원)와 수광 광학계(검출기(9))가 대칭으로 되도록 배치한 광학계에서 2θ/θ 스캔을 행하여, 격자면의 법선이 막면과 평행인 결정(1c)의 격자면 간격을 측정한다. CuKα선(파장: 0.15418nm)을 X선원으로 하는 X선 회절 차트에서는, 2θ=44.5°부근에 니켈의 (111)면의 피크가 나타난다. 이 피크가 최대가 되는 각도 2θ로부터, Bragg의 법칙에 기초하여, (111)면의 면 간격이 산출된다. 결정의 면 간격은, 일반적으로는 측정 방향에 의존하지 않지만, 니켈 박막의 성막 시나 그 후의 프로세스에 기인하여 결정이 이방성을 갖고 있는 경우에는, 면 간격에 이방성이 생기는 경우가 있다. 예를 들어, 롤 투 롤 프로세스에 있어서의 반송 장력, 그리고 필름 기재의 치수 변화율 및 영률 등의 이방성이, 면 간격에 이방성이 생기는 요인이 될 수 있다. 결정의 면 간격에 이방성이 있는 경우에는, 임의의 제1 방향으로부터 X선을 입사하여 측정한 면 간격 d1과, 제1 방향과 직교하는 제2 방향으로부터 X선을 입사하여 측정한 면 간격 d2의 평균값 (d1+d2)/2를, 니켈 박막의 결정의 면 간격으로 한다.
(111)면의 면 간격이 작을수록, 니켈 박막의 TCR이 커지는 경향이 있다. 니켈의 (111)면의 면 간격은 0.2039nm 이하, 0.2038nm 이하, 또는 0.2037nm 이하여도 된다. 니켈의 (111)면의 면 간격은, 일반적으로 0.2030nm 이상이다. 니켈의 단결정은, 격자 상수가 0.3524nm의 입방정이며, (111)면의 면 간격은 0.2035nm이다. 수지 필름 기재 상에 형성된 니켈 박막은, 단결정보다 격자 상수가 크고, (111)면의 면 간격도 커지는 경향이 있다. 특히, 면 간격이 0.2040nm 이상인 경우에는, 결정의 변형이 크다고 할 수 있다.
물질의 저항값은, 물질 중의 전자 밀도 및 전자의 이동도의 영향을 받아, 전자 밀도가 작고, 전자의 이동도가 작을수록 저항이 커진다. 니켈 등의 금속은 자유 전자가 풍부하게 존재하기 때문에, 전자의 이동도가 저항을 지배하는 요인이 된다. 산란 기구에는, 원자핵과의 충돌에 의한 산란(격자 진동 산란), 불순물이나 격자 결함에 의한 산란(불순물 산란), 자기적 산란 등이 있고, 이들 중에서 격자 진동 산란 및 자기적 산란은 온도 의존성이 크고, 불순물 산란은 온도 의존성이 작은 것이 알려져 있다.
(111)면의 면 간격이 0.2040nm 미만이고, Ni 단결정의 (111)면의 면 간격 0.2035nm에 가까운 것은, 결정의 흐트러짐(격자 결함)이 작은 것을 의미한다. 즉, 니켈 박막의 (111)면의 면 간격이 작은 경우에는, 불순물 산란의 영향이 작고, 격자 진동 산란 및 자기적 산란의 영향이 상대적으로 커지기 때문에, 저항의 온도 의존성(TCR)이 커진다고 생각된다.
상기와 같이, 수지 필름 기재(50) 상에 하지층(20)을 마련하고, 하지층(20) 상에 니켈 박막을 형성함으로써, 니켈의 (111)면의 면 간격이 작아져, TCR이 커지는 경향이 있다. 하지층(20)을 마련함으로써, 하지층이 니켈의 격자 간격의 미스매치를 완화하는 완충층으로서 작용하고, 니켈의 결정화를 촉진하여 격자 결함을 감소시키는 작용을 갖는 것이, 격자 간격을 작게 하는 데 기여하고 있다고 생각된다.
니켈 박막의 두께가 클수록, (111)면의 면 간격이 작아져, TCR이 향상되는 경향이 있다. 4000ppm/℃ 이상의 TCR을 갖는 도전 필름을 얻기 위해서는, 니켈 박막의 두께는 80nm 이상이 바람직하고, 100nm 이상이 보다 바람직하고, 120nm 이상이 더욱 바람직하다.
<니켈 박막의 형성 방법>
니켈 박막의 형성 방법은 특별히 한정되지는 않으며, 예를 들어 스퍼터법, 진공 증착법, 전자 빔 증착법, 화학 기상 증착법(CVD), 화학 용액 석출법(CBD), 도금법 등의 성막 방법을 채용할 수 있다. 이들 중에서도, 막 두께 균일성이 우수한 박막을 성막할 수 있는 점에서, 스퍼터법이 바람직하다. 롤 투 롤 스퍼터 장치를 사용하여, 긴 수지 필름 기재를 길이 방향으로 연속적으로 이동시키면서 성막을 행함으로써, 도전 필름의 생산성이 높아진다.
스퍼터 장치 내에 롤상의 수지 필름 기재를 장전 후, 스퍼터 성막의 개시 전에, 스퍼터 장치 내를 배기하여, 수지 필름 기재로부터 발생하는 수분이나 유기 가스의 불순물을 제거한 분위기로 하는 것이 바람직하다. 사전에 장치 내 및 수지 필름 기재 중의 가스를 제거함으로써, 니켈 박막 중의 불순물 농도가 저감되고, (111)면의 면 간격이 작아지는 경향이 있다. 스퍼터 성막 개시 전의 스퍼터 장치 내의 진공도(도달 진공도)는, 예를 들어 1×10-2Pa 이하이며, 5×10-3Pa 이하가 바람직하고, 1×10-3Pa 이하가 보다 바람직하고, 5×10-4Pa 이하가 더욱 바람직하고, 5×10-5Pa 이하가 특히 바람직하다.
니켈 박막의 스퍼터 성막에는, 금속 Ni 타깃을 사용하여, 아르곤 등의 불활성 가스를 도입하면서 성막이 행해진다. 니켈 박막의 성막 조건은 특별히 한정되지는 않지만, 수지 필름 기재로부터의 수분이나 유기 가스에 기인하는 불순물의 혼입을 저감하도록 성막 조건을 선택하는 것이 바람직하다. 니켈 박막 중의 불순물량을 저감하는 방법으로서는, (1) 전술한 바와 같이, 스퍼터 성막 전에 진공 하에서 수지 필름 기재를 처리하여, 수지 필름 기재 중의 수분이나 유기 가스를 제거한다; (2) 스퍼터 성막 시의 수지 필름 기재에 대한 손상을 저감한다; (3) 수지 필름 기재 상에 산화실리콘 박막 등의 하지층을 마련하여, 수지 필름 기재로부터의 수분이나 유기 가스를 차단한다, 등을 들 수 있다.
스퍼터 성막 시의 수지 필름 기재에 대한 손상을 저감하는 방법으로서는, 성막 시의 기판 온도를 낮추고, 방전 파워 밀도를 낮추는 등을 들 수 있다. 예를 들어, 수지 필름 기재 상에 직접 니켈 박막을 형성하는 경우에는, 수지 필름 기재로부터의 수분이나 유기 가스의 발생을 억제하는 관점에서, 기판 온도는 80℃ 이하가 바람직하고, 60℃ 이하가 보다 바람직하고, 50℃ 이하가 더욱 바람직하다.
수지 필름 기재 상에 하지층을 마련하고, 그 위에 니켈 박막을 형성하는 경우에는, 기판 온도가 고온이라도, 하지층이 수지 필름 기재로부터의 수분이나 유기 가스를 차단하는 작용을 갖는다. 그 때문에, 니켈 박막의 성막 시의 기판 온도는, 수지 필름 기재가 내열성을 갖는 범위에서 적절하게 설정 가능하다. 또한, 기판 온도가 높을수록, 니켈의 (111)면의 면 간격이 작아지는 경향이 있다. 그 때문에, 수지 필름 기재 상에 하지층을 마련하고, 그 위에 니켈 박막을 형성하는 경우의 기판 온도는, 30℃ 이상이 바람직하고, 50℃ 이상이 보다 바람직하고, 70℃ 이상이 더욱 바람직하다. 기판 온도는 100℃ 이상, 120℃ 이상, 또는 130℃ 이상이어도 된다.
플라스마 방전을 안정시키면서, 수지 필름 기재에 대한 손상을 억제하는 관점에서, 방전 파워 밀도는 0.1 내지 5.0W/㎠가 바람직하고, 1.0 내지 3.5W/㎠가 보다 바람직하다.
<가열 처리>
니켈 박막을 성막 후에, 가열 처리를 실시해도 된다. 수지 필름 기재 상에 니켈 박막을 구비하는 도전 필름을 가열함으로써, 니켈의 결정성이 높아짐과 함께, (111)면의 면 간격이 작아져, TCR이 향상되는 경향이 있다. 가열에 의한 니켈의 결정화가 진행되면, 원자의 재배열에 의해 격자 결함이 감소하는 것 등이, 격자 간격을 작게 하는 데 기여하고 있다고 생각된다.
가열 처리를 행하는 경우, 가열 온도는 80℃ 이상이 바람직하고, 100℃ 이상이 보다 바람직하고, 120℃ 이상이 더욱 바람직하다. 가열 온도의 상한은, 수지 필름 기재의 내열성을 고려하여 정하면 되며, 일반적으로는 200℃ 이하 또는 180℃ 이하이다. 폴리이미드 필름 등의 고내열성 필름 기재를 사용하는 경우, 가열 온도는 상기 범위를 상회하고 있어도 된다. 가열 시간은 1분 이상이 바람직하고, 5분 이상이 보다 바람직하고, 10분 이상이 더욱 바람직하다. 가열 처리를 행하는 타이밍은, 니켈 박막을 성막 후라면 특별히 한정되지는 않는다. 예를 들어, 니켈 박막을 패터닝 후에 가열 처리를 실시해도 된다.
[온도 센서 필름]
도전 필름의 니켈 박막(10)을 패터닝함으로써, 온도 센서 필름이 형성된다. 도 3에 도시하는 바와 같이, 온도 센서 필름에 있어서, 니켈 박막은, 배선상으로 형성된 리드부(11)와, 리드부(11)의 일단에 접속된 측온 저항부(12)를 갖는다. 리드부(11)의 타단은 커넥터(19)에 접속되어 있다.
측온 저항부(12)는, 온도 센서로서 작용하는 영역이며, 리드부(11)를 통하여 측온 저항부(12)에 전압을 인가하고, 그 저항값으로부터 온도를 산출함으로써 온도 측정이 행해진다. 온도 센서 필름(110)의 면 내에 복수의 측온 저항부를 마련함으로써, 복수 개소의 온도를 동시에 측정할 수 있다. 예를 들어, 도 4에 도시하는 형태에서는, 면 내의 5개소에 측온 저항부(12)가 마련되어 있다.
도 4의 A는, 2선식의 온도 센서에 있어서의 측온 저항부 근방의 확대도이다. 측온 저항부(12)는, 니켈 박막이 세선상으로 패터닝된 센서 배선(122, 123)에 의해 형성되어 있다. 센서 배선은, 복수의 세로 전극(122)이, 그 단부에서 가로 배선(123)을 통하여 연결되어 헤어핀상의 굴곡부를 형성하며, 지그재그상의 패턴을 갖고 있다.
측온 저항부(12)의 패턴 형상을 형성하는 세선의 선폭이 작고(단면적이 작고), 측온 저항부(12)의 센서 배선의 일단(121a)에서부터 타단(121b)까지의 선 길이가 클수록, 2점간의 저항이 크고, 온도 변화에 수반하는 저항 변화량도 크기 때문에, 온도 측정 정밀도가 향상된다. 도 4에 도시하는 바와 같은 지그재그상의 배선 패턴으로 함으로써, 측온 저항부(12)의 면적이 작고, 또한 센서 배선의 길이(일단(121a)에서부터 타단(121b)까지의 선 길이)를 크게 할 수 있다. 또한, 온도 측정부의 센서 배선의 패턴 형상은 도 4에 도시하는 바와 같은 형태에 한정되지는 않고, 나선상 등의 패턴 형상이어도 된다.
센서 배선(122)(세로 배선)의 선폭, 및 인접하는 배선간의 거리(스페이스 폭)는, 포토리소그래피의 패터닝 정밀도에 따라 설정하면 된다. 선폭 및 스페이스 폭은, 일반적으로는 1 내지 150㎛ 정도이다. 센서 배선의 단선을 방지하는 관점에서, 선폭은 3㎛ 이상이 바람직하고, 5㎛ 이상이 바람직하다. 저항 변화를 크게 하여 온도 측정 정밀도를 높이는 관점에서, 선폭은 100㎛ 이하가 바람직하고, 70㎛ 이하가 보다 바람직하다. 마찬가지의 관점에서, 스페이스 폭은 3 내지 100㎛가 바람직하고, 5 내지 70㎛가 보다 바람직하다.
측온 저항부(12)의 센서 배선의 양단(121a, 121b)은, 각각 리드부(11a, 11b)의 일단에 접속되어 있다. 2개의 리드부(11a, 11b)는, 약간의 간극을 이격하여 대향하는 상태로, 가늘고 긴 패턴상으로 형성되어 있고, 리드부의 타단은 커넥터(19)에 접속되어 있다. 리드부는, 충분한 전류 용량을 확보하기 위해, 측온 저항부(12)의 센서 배선보다 광폭으로 형성되어 있다. 리드부(11a, 11b)의 폭은, 예를 들어 0.5 내지 10mm 정도이다. 리드부의 선폭은, 측온 저항부(12)의 센서 배선(122)의 선폭의 3배 이상이 바람직하고, 5배 이상이 보다 바람직하고, 10배 이상이 더욱 바람직하다.
커넥터(19)에는 복수의 단자가 마련되어 있고, 복수의 리드부는, 각각 다른 단자에 접속되어 있다. 커넥터(19)는 외부 회로와 접속되어 있고, 리드부(11a)와 리드부(11b) 사이에 전압을 인가함으로써, 리드부(11a), 측온 저항부(12) 및 리드부(11b)에 전류가 흐른다. 소정 전압을 인가하였을 때의 전류값, 또는 전류가 소정값이 되도록 전압을 인가하였을 때의 인가 전압으로부터 저항값이 산출된다. 얻어진 저항값과, 미리 구해져 있는 온도의 관계식, 또는 저항값과 온도의 관계를 기록한 테이블 등에 기초하여, 저항값으로부터 온도가 산출된다.
여기서 구해지는 저항값은, 측온 저항부(12)의 저항에 더하여, 리드부(11a) 및 리드부(11b)의 저항도 포함하고 있지만, 측온 저항부(12)의 저항은, 리드부(11a, 11b)의 저항에 비하여 충분히 크기 때문에, 구해지는 측정값은 측온 저항부(12)의 저항이라고 간주해도 된다. 또한, 리드부의 저항에 의한 영향을 저감하는 관점에서, 리드부를 4선식으로 해도 된다.
도 4의 B는, 4선식의 온도 센서에 있어서의 측온 저항부 근방의 확대도이다. 측온 저항부(12)의 패턴 형상은, 도 4의 A와 마찬가지이다. 4선식에서는, 1개의 측온 저항부(12)에 4개의 리드부(11a1, 11a2, 11b1, 11b2)가 접속되어 있다. 리드부(11a1, 11b1)는 전압 측정용 리드이고, 리드부(11a2, 11b2)는 전류 측정용 리드이다. 전압 측정용 리드(11a1) 및 전류 측정용 리드(11a2)는, 측온 저항부(12)의 센서 배선의 일단(121a)에 접속되어 있고, 전압 측정용 리드(11b1) 및 전류 측정용 리드(11b2)는, 측온 저항부(12)의 센서 배선의 타단(121b)에 접속되어 있다. 4선식에서는, 리드부의 저항을 제외하고 측온 저항부(12)만의 저항값을 측정할 수 있기 때문에, 보다 오차가 적은 측정이 가능하게 된다. 2선식 및 4선식 이외에, 3선식을 채용해도 된다.
니켈 박막의 패터닝 방법은 특별히 한정되지는 않는다. 패터닝이 용이하고, 정밀도가 높은 점에서 포토리소그래피법에 의해 패터닝을 행하는 것이 바람직하다. 포토리소그래피에서는, 니켈 박막의 표면에, 상기 리드부 및 측온 저항부의 형상에 대응하는 에칭 레지스트를 형성하고, 에칭 레지스트가 형성되어 있지 않은 영역의 니켈 박막을 웨트 에칭에 의해 제거한 후, 에칭 레지스트를 박리한다. 니켈 박막의 패터닝은, 레이저 가공 등의 드라이 에칭에 의해 실시할 수도 있다.
상기 실시 형태에서는, 수지 필름 기재(50) 상에, 스퍼터법 등에 의해 니켈 박막(10)을 형성하고, 니켈 박막을 패터닝함으로써, 기판면 내에 복수의 리드부 및 측온 저항부를 형성할 수 있다. 이 온도 센서 필름의 리드부(11)의 단부에 커넥터(19)를 접속함으로써, 온도 센서 소자가 얻어진다. 이 실시 형태에서는, 복수의 측온 저항부에 리드부가 접속되어 있고, 복수의 리드부를 1개의 커넥터(19)와 접속하면 된다. 그 때문에, 면 내의 복수 개소의 온도를 측정 가능한 온도 센서 소자를 간편하게 형성할 수 있다.
상기 실시 형태에서는, 수지 필름 기재의 한쪽의 주면 상에 니켈 박막을 마련하였지만, 수지 필름 기재의 양면에 니켈 박막을 마련해도 된다. 또한, 수지 필름 기재의 한쪽의 주면 상에 니켈 박막을 마련하고, 다른 쪽의 주면에는 다른 재료로 이루어지는 박막을 마련해도 된다.
온도 센서 필름의 리드부와 외부 회로의 접속 방법은, 커넥터를 통한 형태에 한정되지는 않는다. 예를 들어, 온도 센서 필름 상에, 리드부에 전압을 인가하여 저항을 측정하기 위한 컨트롤러를 마련해도 된다. 또한, 리드부와 외부 회로로부터의 리드 배선을, 커넥터를 통하지 않고 납땜 등에 의해 접속해도 된다.
온도 센서 필름은, 수지 필름 기재 상에 박막이 마련된 간소한 구성이며, 생산성이 우수함과 함께, 가공이 용이하고, 곡면에 대한 적용도 가능하다. 또한, 니켈 박막에 있어서의 Ni 결정의 면 간격이 작아, TCR이 크기 때문에, 보다 정밀도가 높은 온도 측정을 실현 가능하다.
실시예
이하에, 실시예를 들어 본 발명을 보다 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이하의 실시예에 한정되는 것은 아니다.
[실시예 1]
롤 투 롤 스퍼터 장치 내에, 두께 150㎛의 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름(도레이제 「루미러 149UNS」, 표면의 산술 평균 조도 Ra: 1.6nm)의 롤을 세트하고, 스퍼터 장치 내를 도달 진공도가 5.0×10-3Pa이 될 때까지 배기한 후, 기판 온도 150℃에서, PET 필름 상에, 두께 5nm의 실리콘 박막, 두께 10nm의 산화실리콘 박막 및 두께 270nm의 니켈 박막을, 순서대로 DC 스퍼터에 의해 성막하였다. Si층 및 SiO2층의 형성에는, B 도프 Si 타깃을 사용하였다. Si층은, 스퍼터 가스로서 아르곤을 도입하여, 압력 0.3Pa, 파워 밀도 1.0W/㎠의 조건에서 성막하였다. SiO2층은, 스퍼터 가스로서의 아르곤에 추가하여 반응성 가스로서 산소를 도입하여(O2/Ar=0.12/1.0), 압력 0.3Pa, 파워 밀도 1.8W/㎠의 조건에서 성막하였다. 니켈 박막의 형성에는 금속 니켈 타깃을 사용하여, 압력 0.25Pa, 파워 밀도 5.6W/㎠의 조건에서 성막하였다.
[실시예 2]
실시예 1의 도전 필름을 155℃의 열풍 오븐 내에서 60분 가열하여 도전 필름을 제작하였다.
[비교예 1]
실리콘 박막의 성막 및 산화실리콘 박막의 성막을 행하지 않고, 실시예 1과 동일한 조건에서, PET 필름 상에 두께 230nm의 니켈 박막을 형성하여, PET 필름 상에 접하여 니켈 박막을 구비하는 도전 필름을 제작하였다.
[비교예 2]
니켈 박막의 두께를 180nm로 변경한 것 이외에는 비교예 1과 마찬가지로 하여, 도전 필름을 제작하였다.
[비교예 3]
니켈 박막의 두께를 160nm로 변경한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여, 도전 필름을 제작하였다.
[실시예 3]
비교예 3의 도전 필름을 155℃의 열풍 오븐 내에서 60분 가열하여 도전 필름을 제작하였다.
[실시예 4]
실리콘 박막 대신에 두께 5nm의 금속 크롬 박막을 형성한 것 이외에는, 실시예 3과 마찬가지로 하여, PET 필름 상에, 하지층으로서의 크롬 박막 및 산화실리콘 박막을 개재시켜 니켈 박막을 구비하는 도전 필름을 제작하였다. 크롬 박막의 형성에는 금속 크롬 타깃을 사용하고, 스퍼터 가스로서 아르곤을 도입하여, 압력 0.25Pa, 파워 밀도 0.74W/㎠의 조건에서 성막하였다.
[실시예 5]
실시예 4의 도전 필름을 155℃의 열풍 오븐 내에서 60분 가열하여 도전 필름을 제작하였다.
[비교예 4]
실리콘 박막 대신에 두께 5nm의 산화크롬 박막을 형성한 것 이외에는, 실시예 3과 마찬가지로 하여, PET 필름 상에, 하지층으로서의 산화크롬 박막 및 산화실리콘 박막을 개재시켜 니켈 박막을 구비하는 도전 필름을 제작하였다. 산화크롬 박막의 형성에는 금속 크롬 타깃을 사용하고, 스퍼터 가스로서 아르곤에 더하여 산소를 도입하여(O2/Ar=0.12/1.0), 압력 0.19Pa, 파워 밀도 1.82W/㎠의 조건에서 성막하였다.
[실시예 6]
비교예 4의 도전 필름을 155℃의 열풍 오븐 내에서 60분 가열하여 도전 필름을 제작하였다.
[실시예 7]
실리콘 박막 대신에 두께 5nm의 알루미늄 도프 산화아연(AZO) 박막을 형성한 것 이외에는, 실시예 3과 마찬가지로 하여, PET 필름 상에, 하지층으로서의 AZO 박막 및 산화실리콘 박막을 성막하고, 그 위에 니켈 박막을 성막하였다. AZO 박막의 형성에는 산화알루미늄 도프 산화아연의 소결 타깃을 사용하고, 스퍼터 가스로서 아르곤에 추가하여 산소를 도입하여(O2/Ar=0.12/1.0), 압력 0.19Pa, 파워 밀도 1.82W/㎠의 조건에서 성막하였다. 얻어진 도전 필름을 155℃의 열풍 오븐 내에서 60분 가열하였다.
[평가]
<X선 회절>
분말 X선 회절 장치(리가쿠제 「SmartLab」)를 사용하여, 하기의 조건에서, 도 2에 도시하는 광학계에 의해, 막면의 법선 방향을 θ=0°로 하여 2θ/θ 스캔을 실시하여, 격자면의 법선이 니켈 박막의 막면을 향한 (111)면의 면 간격을 측정하였다. X선의 조사 방향(X선의 입사 광학계와 수광 광학계를 포함하는 평면)이, MD 방향(스퍼터 성막 시의 반송 방향)과 평행으로 되도록 하여 MD 방향의 측정을 행하고, 또한 시료 스테이지를 90°회전하여 TD 방향(MD 방향과 직교하는 방향)의 측정을 행하였다. MD 방향 및 TD 방향의 각각에 대하여, 얻어진 X선 회절 패턴의 2θ=44.5°부근의 회절 피크(Ni(fcc)의 (111)면 회절 피크)의 피크 각도로부터, (111)면의 면 간격을 산출하였다.
X선원: CuKα선(파장: 0.15418nm), 45KV, 200mA
광학계: 평행 빔 광학계
입사 슬릿: 1.0mm
입사 PSA: 0.5°
길이 제한 슬릿: 10mm
수광 PSA: 0.114°
수광 슬릿 1: 20mm
수광 슬릿 2: 20.1mm
스캔 축: 2θ/θ
스텝 폭: 0.04°
스캔 범위: 40°내지 46°
<저항 온도 계수(TCR)>
(온도 센서 필름의 제작)
도전 필름을 10mm×200mm의 사이즈로 커트하고, 레이저 패터닝에 의해, 니켈층을 선폭 30㎛의 스트라이프 형상으로 패턴 가공하여, 도 4의 A에 도시하는 형상의 측온 저항부를 형성하였다. 패터닝 시에는, 전체의 배선 저항이 약 10kΩ, 측온 저항부의 저항이 리드부의 저항의 30배가 되도록 패턴의 길이를 조정하여, 온도 센서 필름을 제작하였다.
(저항 온도 계수의 측정)
소형의 가열 냉각 오븐에서, 온도 센서 필름의 측온 저항부를 5℃, 25℃, 45℃로 하였다. 리드부의 한쪽의 선단과 다른 쪽의 선단을 테스터에 접속하고, 정전류를 흐르게 하여 전압을 읽어냄으로써, 각각의 온도에 있어서의 2단자 저항을 측정하였다. 5℃ 및 25℃의 저항값으로부터 계산한 TCR과, 25℃ 및 45℃의 저항값으로부터 계산한 TCR의 평균값을, 니켈층의 TCR로 하였다.
[평가 결과]
실시예 및 비교예의 도전 필름의 적층 구성 및 성막 후의 가열 처리 조건, 그리고 도전 필름의 특성(Ni(111)면의 면 간격 및 TCR)을 표 1에 나타낸다.
Figure pct00001
Ni(111)면의 면 간격과 TCR의 관계에 주목하면, 면 간격이 작을수록 TCR이 커지는 경향이 보이고, 면 간격이 0.2040nm 미만인 경우에, TCR이 4000ppm/℃를 상회하고 있는 것을 알 수 있다.
비교예 1과 비교예 2의 대비, 실시예 1과 비교예 3의 대비, 및 실시예 2와 실시예 3의 대비로부터, 니켈 박막의 두께가 클수록, Ni(111)면의 면 간격이 작아 TCR이 높아지는 경향이 보였다. 한편, 비교예 1, 2와, 비교예 3, 실시예 4 및 비교예 4의 대비로부터, 니켈 박막의 두께가 작은 경우라도, 수지 필름 기재와 니켈 박막 사이에 하지층을 마련함으로써, Ni(111)면의 면 간격이 작아져, TCR이 높아지는 경향이 보였다. 또한, 성막 후에 가열 처리를 행함으로써, Ni(111)면의 면 간격이 작아져, TCR이 높아지는 경향이 보였다.
비교예 3, 4 및 실시예 3 내지 7의 결과로부터, 니켈 박막의 바로 밑에 마련되는 박막뿐만 아니라, 그 밑에 마련되는 박막의 종류도, 니켈 박막의 결정성 및 TCR에 영향을 미치고 있으며, 특히 하지층이 산화크롬과 산화실리콘의 적층 구성인 경우에, Ni(111)면의 면 간격이 작아, TCR이 높게 되어 있었다.
이들 결과로부터, 수지 필름 기재 상으로의 하지층의 형성, 니켈 박막의 막 두께 증가, 니켈 박막의 성막 후의 가열 처리 등에 의해, 니켈의 결정의 격자 간격이 작아져, 높은 TCR을 갖고, 온도 센서 필름에 대한 적용성이 우수한 도전 필름이 얻어지는 것을 알 수 있다.
50: 수지 필름 기재
5: 수지 필름
6: 하드 코트층
20: 하지층
10: 니켈 박막
11: 리드부
12: 측온 저항부
122, 123: 센서 배선
19: 커넥터
102: 도전 필름
110: 온도 센서 필름

Claims (8)

  1. 수지 필름 기재의 일 주면 상에 니켈 박막을 구비하고,
    상기 니켈 박막은, 니켈의 (111)면의 면 간격이 0.2040nm 미만인, 온도 센서용 도전 필름.
  2. 제1항에 있어서, 상기 수지 필름 기재와 상기 니켈 박막 사이에 무기 하지층을 구비하는, 온도 센서용 도전 필름.
  3. 제2항에 있어서, 상기 무기 하지층은, 적어도 1층의 실리콘계 박막을 포함하는, 온도 센서용 도전 필름.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 하지층이 산화실리콘 박막을 포함하고, 상기 니켈 박막이 상기 산화실리콘 박막에 접해 있는, 온도 센서용 도전 필름.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 니켈 박막의 두께가 100 내지 500nm인, 온도 센서용 도전 필름.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 니켈 박막의 저항 온도 계수가 4000ppm/℃ 이상인, 온도 센서용 도전 필름.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재된 도전 필름을 제조하는 방법으로서,
    상기 니켈 박막을 스퍼터법에 의해 성막하는, 도전 필름의 제조 방법.
  8. 수지 필름 기재의 일 주면 상에 패터닝된 니켈 박막을 구비하고,
    상기 니켈 박막이, 세선으로 패터닝되어 있고 온도 측정에 사용되는 측온 저항부와, 상기 측온 저항부에 접속되고, 상기 측온 저항부보다 큰 선폭으로 패터닝되어 있는 리드부로 패터닝되어 있고,
    상기 니켈 박막은, 니켈의 (111)면의 면 간격이 0.2040nm 미만인, 온도 센서 필름.
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