WO2024004404A1 - 導電性フィルム - Google Patents

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WO2024004404A1
WO2024004404A1 PCT/JP2023/017919 JP2023017919W WO2024004404A1 WO 2024004404 A1 WO2024004404 A1 WO 2024004404A1 JP 2023017919 W JP2023017919 W JP 2023017919W WO 2024004404 A1 WO2024004404 A1 WO 2024004404A1
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WO
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boundary
region
copper layer
layer
sputtering
Prior art date
Application number
PCT/JP2023/017919
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English (en)
French (fr)
Inventor
翔也 竹下
大希 曽根
智宏 竹安
Original Assignee
日東電工株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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Publication of WO2024004404A1 publication Critical patent/WO2024004404A1/ja

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/04Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/20Layered products comprising a layer of metal comprising aluminium or copper
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B9/00Layered products comprising a layer of a particular substance not covered by groups B32B11/00 - B32B29/00

Definitions

  • the present invention relates to a conductive film.
  • conductive films are known that include a base material and a metal layer in this order.
  • a conductive film is used, for example, as a conductor layer for patterning electrodes in various devices such as flat panel displays and touch panels.
  • Such a conductive film is manufactured by, for example, disposing a metal layer on one surface in the thickness direction of a base material by a sputtering method.
  • outgas may be generated from the base material. Due to such outgas, a metal oxide is formed on the other surface of the metal layer in the thickness direction. In this case, there is a problem that the adhesion between the base material and the metal layer decreases.
  • conductive films that include a barrier layer (inorganic layer) between the base material and the metal layer are being considered.
  • the barrier layer it is possible to suppress outgas from the base material from coming into contact with the metal layer, so the above-mentioned problems can be solved.
  • a conductive film including a resin film, an inorganic layer, and a copper layer in this order has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
  • An object of the present invention is to provide a conductive film that can suppress outgas from an organic resin base material from coming into contact with a copper layer and has excellent specific resistance.
  • the present invention [1] includes an organic resin base material, an inorganic layer placed on one side in the thickness direction of the organic resin base material, and a copper layer placed directly on one side in the thickness direction of the inorganic layer,
  • the copper layer has a near-boundary region including a boundary with the inorganic layer, and a separated boundary region arranged on one side in the thickness direction of the near-boundary region, and the copper layer has a transmission type in a cross section of the copper layer.
  • the region near the boundary and the region separated from the boundary include a conductive film with a difference in contrast.
  • the present invention [2] includes the conductive film according to the above [1], wherein the copper layer has a thickness of 50 nm or more.
  • the present invention [3] includes the conductive film according to the above [1] or [2], wherein the copper layer has a thickness of 300 nm or less.
  • the present invention [4] includes the conductive film according to any one of [1] to [3] above, wherein the inorganic layer has a thickness of 2 nm or more and 15 nm or less.
  • the conductive film of the present invention includes an inorganic layer. Therefore, it is possible to suppress outgas from the organic resin base material from coming into contact with the copper layer during production of the conductive film. As a result, it is possible to suppress the adhesion between the organic resin base material and the copper layer from decreasing.
  • the conductive film of the present invention has a near-boundary region including the boundary with the inorganic layer in the copper layer, and a separated boundary region arranged on one side in the thickness direction of the near-boundary region, and the copper layer
  • TEM transmission electron microscopy
  • FIG. 1 shows one embodiment of the conductive film of the present invention.
  • 2A to 2C illustrate one embodiment of a method for manufacturing a conductive film.
  • FIG. 2A shows the first step of preparing an organic resin base material.
  • FIG. 2B shows a second step of arranging an inorganic layer on one side in the thickness direction of the organic resin base material.
  • FIG. 2C shows a third step of arranging a copper layer on one side in the thickness direction of the inorganic layer.
  • FIG. 3 is a TEM image of a cross section of the copper layer of Example 1.
  • FIG. 4 is a TEM image of a cross section of the copper layer of Example 2.
  • FIG. 5 is a TEM image of a cross section of the copper layer of Example 3.
  • FIG. 6 is a TEM image of a cross section of the copper layer of Comparative Example 1.
  • the vertical direction on the paper is the vertical direction (thickness direction).
  • the upper side of the paper is the upper side (one side in the thickness direction).
  • the lower side of the paper is the lower side (the other side in the thickness direction).
  • the left-right direction and the depth direction of the paper surface are plane directions perpendicular to the up-down direction. Specifically, it conforms to the direction arrows in each figure.
  • the conductive film 1 has a film shape (including sheet shape) with a predetermined thickness.
  • the conductive film 1 extends in a plane direction perpendicular to the thickness direction.
  • Conductive film 1 has a flat upper surface and a flat lower surface.
  • the conductive film 1 includes an organic resin base material 2, an inorganic layer 3 disposed on one side of the organic resin base material 2 in the thickness direction, and a conductive film 1 disposed directly on one side of the inorganic layer 3 in the thickness direction.
  • a copper layer 4 is provided.
  • the conductive film 1 includes an organic resin base material 2, an inorganic layer 3 disposed directly on the upper surface (one surface in the thickness direction) of the organic resin base material 2, and an inorganic layer 3 disposed directly on the upper surface (one surface in the thickness direction) of the inorganic layer 3. a copper layer 4 disposed directly on the surface).
  • the thickness of the conductive film 1 is, for example, 1 ⁇ m or more, preferably 5 ⁇ m or more, and also, for example, 300 ⁇ m or less, preferably 200 ⁇ m or less.
  • Organic resin base material 2 has a film shape.
  • the organic resin base material 2 has flexibility.
  • the organic resin base material 2 is arranged on the entire lower surface of the inorganic layer 3 so as to be in contact with the lower surface of the inorganic layer 3 .
  • Organic resin base material 2 is the bottom layer of conductive film 1 .
  • An example of the organic resin base material 2 is a polymer film.
  • polyester resin examples include polyester resin, (meth)acrylic resin, olefin resin, polycarbonate resin, polyethersulfone resin, polyarylate resin, melamine resin, polyamide resin, polyimide resin, cellulose resin, and polystyrene resin.
  • polyester resin is used.
  • polyester resin examples include polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, and polyethylene naphthalate, and preferably polyethylene terephthalate.
  • Examples of the (meth)acrylic resin include polymethyl methacrylate.
  • olefin resins examples include polyethylene, polypropylene, and cycloolefin polymers.
  • cellulose resins examples include triacetylcellulose.
  • the thickness of the organic resin base material 2 is, for example, 1 ⁇ m or more, preferably 5 ⁇ m or more, more preferably 10 ⁇ m or more, even more preferably 50 ⁇ m or more, particularly preferably 100 ⁇ m or more, and, for example, 300 ⁇ m or less, preferably , 200 ⁇ m or less, more preferably 150 ⁇ m or less.
  • the thickness of the organic resin base material 2 can be measured using a dial gauge (manufactured by PEACOCK, "DG-205").
  • the organic resin base material 2 preferably has transparency.
  • the total light transmittance (JIS K 7375-2008) of the organic resin base material 2 is, for example, 80% or more, preferably 85% or more.
  • the inorganic layer 3 is a layer for suppressing outgas from the organic resin base material 2 from coming into contact with the copper layer 4 in the method for manufacturing the conductive film 1 described later.
  • the inorganic layer 3 has a film shape.
  • the inorganic layer 3 is arranged over the entire upper surface of the organic resin base material 2 so as to be in contact with the upper surface of the organic resin base material 2 .
  • the inorganic layer 3 is arranged on the entire lower surface of the copper layer 4 so as to be in contact with the lower surface of the copper layer 4 .
  • the inorganic layer 3 is a sputtered layer because it is formed by a sputtering method.
  • the material of the inorganic layer 3 is not particularly limited as long as it is an inorganic material other than copper as a pure metal. Specifically, as the material for the inorganic layer 3, metals (excluding copper as a pure metal) and metal oxides (excluding copper oxide) are preferably used.
  • metals include Ni, In, Sn, Zn, Ga, Sb, Ti, Si, Zr, Mg, Al, Au, Ag, Pd, W, alloys thereof, and alloys of these with copper. .
  • the metal oxide examples include oxides of the above metals.
  • Preferable examples of the metal oxide include indium-containing oxides.
  • Examples of the indium-containing oxide include indium tin composite oxide (ITO).
  • the metal oxide may be either crystalline or amorphous.
  • the material for the inorganic layer 3 is preferably a metal oxide.
  • the materials for the inorganic layer 3 can be used alone or in combination of two or more.
  • the thickness of the inorganic layer 3 is, for example, 2 nm or more from the viewpoint of gas barrier properties, and 15 nm or less, preferably 10 nm or less, more preferably 7 nm or less, from the viewpoint of processability.
  • the thickness of the inorganic layer 3 can be measured, for example, by observing the cross section of the conductive film 1 using a transmission electron microscope.
  • Copper layer 4 is a conductor layer.
  • the copper layer 4 is formed into a desired pattern if necessary.
  • the copper layer 4 has a film shape.
  • the copper layer 4 is disposed over the entire upper surface of the inorganic layer 3 so as to be in contact with the upper surface of the inorganic layer 3 .
  • Copper layer 4 is the top layer of conductive film 1 .
  • the copper layer 4 has a boundary region 4A including the boundary with the inorganic layer 3, and a boundary separation region 4B arranged on one side in the thickness direction of the boundary region 4A.
  • the copper layer 4 is formed by a sputtering method, so it is a sputtered layer.
  • Examples of the material for the copper layer 4 include copper (copper as a pure metal) and copper alloy.
  • the metal constituting the copper alloy is not particularly limited, but examples thereof include silver, tin, chromium, and zirconium.
  • copper copper as a pure metal
  • the copper layer 4 is preferably made of copper (copper as a pure metal).
  • the specific resistance of the copper layer 4 is, for example, 2.300 ⁇ 10 ⁇ 8 ⁇ m or less, preferably 2.280 ⁇ 10 ⁇ 8 ⁇ m or less, more preferably 2.200 ⁇ 10 ⁇ 8 ⁇ m. m or less, and usually 1.000 ⁇ 10 ⁇ 8 ⁇ m or more.
  • the specific resistance can be calculated by multiplying the surface resistance value measured by the four-probe method and the thickness of the copper layer 4 in accordance with JIS K7194.
  • the surface resistance value of the copper layer 4 is, for example, 0.222 ⁇ / ⁇ or less, preferably 0.220 ⁇ / ⁇ or less, more preferably 0.210 ⁇ / ⁇ or less.
  • the lower limit of the surface resistance value of the copper layer 4 is not particularly limited.
  • the surface resistance value of the copper layer 4 is usually over 0 ⁇ / ⁇ .
  • the surface resistance value can be measured by a four-terminal method in accordance with JIS K7194.
  • the thickness of the copper layer 4 is, for example, from the viewpoint of resistance value, 50 nm or more, preferably 70 nm or more, more preferably 90 nm or more, still more preferably 100 nm or more, and, for example, from the viewpoint of productivity, 300 nm or less. , preferably 250 nm or less, more preferably 200 nm or less, even more preferably 150 nm or less, particularly preferably 120 nm or less.
  • the thickness of the copper layer 4 is the sum of a boundary vicinity region 4A described later and a boundary separation region 4B described later, and is measured by observing a cross section of the copper layer 4 using a transmission electron microscope, for example. be able to.
  • the border vicinity region 4A is a region of the copper layer 4 that includes the border with the inorganic layer 3 and is near the border.
  • the average thickness of the boundary vicinity region 4A is, for example, 1 nm or more, preferably 5 nm or more, more preferably 10 nm or more, and also, for example, 50 nm or less, preferably 30 nm or less, more preferably 20 nm or less.
  • the average thickness of the near-boundary region 4A can be measured, for example, by observing the cross section of the copper layer 4 using a transmission electron microscope. Specifically, the average thickness of the near-boundary region 4A is determined by measuring the thickness of the near-boundary region 4A every 1 nm in one field of view width [nm] of a transmission electron microscope, and calculating the total thickness as one field of view width [nm]. nm].
  • the boundary spacing region 4B is a region of the copper layer 4 that is disposed on one side in the thickness direction of the near-boundary region 4A so as to be continuous with the near-boundary region 4A, and is spaced apart from the boundary with the inorganic layer 3. That is, the boundary separation region 4B is arranged on the opposite side of the inorganic layer 3 to the boundary vicinity region 4A.
  • the average thickness of the boundary spacing region 4B is, for example, 30 nm or more, preferably 50 nm or more, more preferably 70 nm or more, and also, for example, 250 nm or less, preferably 200 nm or less, more preferably 150 nm or less, and even more preferably , 100 nm or less.
  • the average thickness of the boundary spacing region 4B can be measured, for example, by observing the cross section of the copper layer 4 using a transmission electron microscope. Specifically, the average thickness of the boundary spacing region 4B is determined by measuring the thickness of the boundary spacing region 4B every 1 nm in width of one field of view [nm] of a transmission electron microscope, and calculating the sum of the thicknesses as one field of view width [nm]. nm].
  • the difference in contrast is, for example, that a boundary is visually recognized between the boundary-proximity region 4A and the boundary-separated region 4B, that is, that each region is visually recognized as being layered and laminated in the thickness direction; Further, for example, the near-boundary region 4A and the separated boundary region 4B have a striped pattern in a direction that intersects with the surface direction, and the interval between the stripes is visually recognized as being different in each region.
  • the sizes of crystal grains (grain sizes) observed in the neighboring region 4A and the boundary separation region 4B appear to be different in each region.
  • the copper layer 4 has excellent resistivity.
  • the method for manufacturing the conductive film 1 includes a first step of preparing an organic resin base material 2, a second step of disposing an inorganic layer 3 on one side in the thickness direction of the organic resin base material 2 by a sputtering method, and a sputtering method. a third step of arranging a copper layer 4 on one side in the thickness direction of the inorganic layer 3 by a method. Further, in this method, each layer is arranged in order, for example, in a roll-to-roll manner. In such a case, the conveyance speed is, for example, 1.0 m/min or more and, for example, 20.0 m/min or less.
  • the sputtering method is performed while supplying sputtering gas in the second and third steps.
  • an inert gas (described later) is supplied as the sputtering gas.
  • an inert gas (described later) and oxygen gas are supplied as the sputtering gas.
  • the third step sputtering is performed multiple times by appropriately setting the target material, sputtering conditions, etc. in order to form the desired copper layer 4.
  • the number of times of sputtering is, for example, 2 or more times, preferably 4 or more times, and 20 times or less, preferably 10 times or less.
  • an inert gas (described later) is supplied as the sputtering gas.
  • an inert gas (described later) and oxygen gas are supplied as the sputtering gas, and in the second and subsequent sputtering of the third step, an inert gas is supplied as the sputtering gas. Only active gas (described later) is supplied.
  • oxygen gas is supplied together with an inert gas by a sputtering method to form the inorganic layer 3 on one side in the thickness direction of the organic resin base material 2.
  • a copper layer 4 is placed on one surface of the inorganic layer 3 in the thickness direction by supplying only an inert gas by sputtering.
  • the second step by sputtering, only an inert gas is supplied, and the inorganic layer 3 is disposed on one side in the thickness direction of the organic resin base material 2, and in the third step, by sputtering, In the first sputtering, oxygen gas is supplied together with the inert gas, and in the second and subsequent sputtering, only the inert gas is supplied to arrange the copper layer 4 on one side of the inorganic layer 3 in the thickness direction. Further, for example, in the second step, oxygen gas is supplied together with an inert gas by a sputtering method to arrange the inorganic layer 3 on one side in the thickness direction of the organic resin base material 2, and in the third step, sputtering is performed.
  • an inorganic layer 3 is arranged on one side in the thickness direction of the organic resin base material 2 by supplying oxygen gas together with an inert gas by a sputtering method.
  • the third step by the sputtering method, in the first sputtering, oxygen gas is supplied together with an inert gas, and in the second and subsequent sputtering, only the inert gas is supplied, and the inorganic layer 3 is sputtered in the thickness direction.
  • a copper layer 4 is placed on one side.
  • an inorganic layer 3 is disposed on one surface in the thickness direction of the organic resin base material 2 by a sputtering method.
  • the inorganic layer 3 On one side in the thickness direction of the organic resin base material 2 by the sputtering method, first, if necessary, surface treatment is performed on one side in the thickness direction of the organic resin base material 2.
  • Examples of surface treatments include corona treatment, plasma treatment, flame treatment, ozone treatment, primer treatment, glow treatment, and saponification treatment.
  • a target material of the inorganic layer 3 and the organic resin base material 2 are placed facing each other in a vacuum chamber of a sputter film forming apparatus.
  • gas ions are accelerated and irradiated onto the target, thereby ejecting the target material from the target surface.
  • the target material is deposited on the surface (one side in the thickness direction) of the organic resin base material 2 to form the inorganic layer 3.
  • the sputtering gas for example, only an inert gas (for example, argon gas) is supplied, or an inert gas and oxygen gas are supplied.
  • an inert gas and oxygen gas are supplied as the sputtering gas.
  • the flow rate thereof is, for example, 5 sccm or more, preferably 10 sccm or more, more preferably 20 sccm or more, still more preferably 30 sccm or more, particularly preferably 40 sccm or more, and, for example, , 200 sccm or less, preferably 100 sccm or less.
  • the flow rate ratio of the inert gas flow rate to the oxygen gas flow rate is, for example, 3.5 or more, preferably 10 or more, and, for example, 200 or less, Preferably it is 100 or less, more preferably 50 or less.
  • the atmospheric pressure during sputtering is, for example, 0.1 Pa or higher, preferably 0.2 Pa or higher, and, for example, 2.0 Pa or lower, preferably 1.0 Pa or lower.
  • the power source may be, for example, a DC power source, an AC power source, an MF power source, or an RF power source. Alternatively, a combination of these may be used.
  • the discharge output is, for example, 1.0 kW or more, preferably 5.0 kW or more, and, for example, 20 kW or less.
  • the inorganic layer 3 is placed on one side of the organic resin base material 2 in the thickness direction.
  • a copper layer 4 is placed on one surface of the inorganic layer 3 in the thickness direction by sputtering.
  • a target (the material of the copper layer 4) and the inorganic layer 3 are placed facing each other in a vacuum chamber in a sputter film forming apparatus.
  • gas ions are accelerated and irradiated onto the target, thereby ejecting the target material from the target surface.
  • the target material is deposited on the surface (one side in the thickness direction) of the inorganic layer 3 to form the copper layer 4.
  • the third step in order to form the desired copper layer 4, sputtering is performed multiple times by appropriately setting the target material, sputtering conditions, etc.
  • the number of times of sputtering is, for example, 2 or more times, preferably 4 or more times, and 20 times or less, preferably 10 times or less.
  • the sputtering gas for example, only an inert gas (for example, argon gas) is supplied, or an inert gas and oxygen gas are supplied. More specifically, as the sputtering gas, for example, in all sputtering, only an inert gas is supplied, or in the first sputtering, an inert gas and oxygen gas are supplied, and in the second and subsequent sputtering, Supply only inert gas.
  • an inert gas and an oxygen gas are supplied as the sputtering gas in the first sputtering, and only an inert gas is supplied in the second and subsequent sputterings.
  • the flow rate is lower than the flow rate of oxygen gas in the second step, for example, 1 sccm or more, preferably 3 sccm or more, more preferably 5 sccm or more, and For example, it is 30 sccm or less, preferably 20 sccm or less, more preferably 15 sccm or less.
  • the flow rate ratio of the inert gas flow rate to the oxygen gas flow rate is, for example, 40 or more, and for example, 500 or less, preferably 200 or less, and more preferably is 100 or less, more preferably 50 or less.
  • the atmospheric pressure during sputtering is, for example, 0.1 Pa or higher, preferably 0.2 Pa or higher, and, for example, 2.0 Pa or lower, preferably 1.0 Pa or lower.
  • the power source may be, for example, a DC power source, an AC power source, an MF power source, or an RF power source. Alternatively, a combination of these may be used.
  • the discharge output is, for example, 5.0 kW or more, preferably 10.0 kW or more, and, for example, 20 kW or less.
  • the film forming temperature (the temperature of the organic resin base material 2 on which the inorganic layer 3 is disposed) is, for example, 30° C. or higher and, for example, 60° C. or lower.
  • the copper layer 4 is formed on one side of the inorganic layer 3 in the thickness direction.
  • the copper layer 4 formed in this manner has a near-boundary region 4A including the boundary with the inorganic layer 3, and a separated boundary region 4B disposed on one side in the thickness direction of the near-boundary region 4A.
  • the boundary vicinity region 4A is formed by the first sputtering
  • the boundary separation region 4B is formed by the second to final sputtering.
  • the conductive film 1 is manufactured.
  • the conductive film 1 includes an inorganic layer 3 . Therefore, it is possible to suppress outgas from the organic resin base material 2 from coming into contact with the copper layer 4 during manufacture of the conductive film 1 .
  • outgas may be generated from the organic resin base material 2. Due to such outgas, copper oxide is formed on the other surface of the copper layer 4 in the thickness direction. In this case, the adhesion between the organic resin base material 2 and the copper layer 4 may decrease.
  • the conductive film 1 includes an inorganic layer 3.
  • the conductive film 1 includes an inorganic layer 3.
  • the copper layer 4 of the conductive film 1 has a boundary vicinity region 4A including the boundary with the inorganic layer 3, and a boundary separation region 4B disposed on one side in the thickness direction of the boundary vicinity region 4A, In transmission electron microscopy observation of a cross section of the copper layer 4, there is a difference in contrast between the border vicinity region 4A and the border separation region 4B. Therefore, the specific resistance of the copper layer 4 can be lowered.
  • the conductive film 1 includes the organic resin base material 2, the inorganic layer 3, and the copper layer 4 in this order in the thickness direction, but between the organic resin base material 2 and the inorganic layer 3, A functional layer (for example, a hard coat layer) can also be placed thereon.
  • the conductive film 1 includes an organic resin base material 2, a hard coat layer, an inorganic layer 3, and a copper layer 4 in this order in the thickness direction.
  • Examples and Comparative Examples are shown below to further specifically explain the present invention. Note that the present invention is not limited to the Examples and Comparative Examples.
  • the specific numerical values of the blending ratio (content ratio), physical property values, parameters, etc. used in the following description are the corresponding blending ratios ( Content percentage), physical property values, parameters, etc. can be substituted with the upper limit value (value defined as "less than” or “less than”) or lower limit value (value defined as "more than” or “exceeding”). .
  • Example 1 A conductive film was manufactured using the following procedure.
  • an inorganic layer (ITO layer) (thickness: 5 nm) was disposed on one side of the organic resin base material in the thickness direction by sputtering.
  • Equipment Roll-to-roll type sputtering film forming equipment (winding type DC magnetron sputtering equipment)
  • Inorganic layer material ITO Gas: Argon gas and oxygen gas (oxygen gas flow rate 20 sccm) Flow rate ratio of inert gas flow rate to oxygen gas flow rate: 35 Discharge output: 7.2kW Air pressure inside the film forming chamber: 0.4Pa Running speed: 8.0m/min
  • Example 2 A conductive film was manufactured based on the same procedure as in Example 1. However, based on the description in Table 1, the flow rate of oxygen gas in the second step was changed.
  • Example 3 A conductive film was manufactured using the same procedure as in Example 2 in the first step and the second step, and the following procedure in the third step.
  • a copper layer (thickness: 92 nm) was further placed by sputtering based on the following conditions. Note that sputtering was performed seven times until a desired thickness was obtained.
  • Equipment Roll-to-roll type sputtering film forming equipment (winding type DC magnetron sputtering equipment)
  • Gas Argon gas Discharge output: 14.7kW Air pressure inside the film forming chamber: 0.4Pa Film forming temperature: 40°C Running speed: 8.0m/min
  • Comparative example 1 A conductive film was manufactured based on the same procedure as in Example 1. However, based on the description in Table 1, the flow rate of oxygen gas was changed. Specifically, oxygen gas was not supplied in the second step.
  • Examples 1 to 3 and Comparative Example 1 are able to suppress outgas from the organic resin base material from coming into contact with the copper layer because they include an inorganic layer.
  • the copper layer of Example 1 in the copper layer of Example 1, a boundary line is partially visible between the area near the boundary and the area separated from the boundary, that is, each area is layered and appears to be laminated in the thickness direction. is visible. Therefore, the copper layer has a region near the boundary and a region separated from the boundary, and there is a difference in contrast between the region near the boundary and the region separated from the boundary.
  • the copper layer of Example 2 in the copper layer of Example 2, a boundary line is partially visible between the region near the boundary and the region separated from the boundary, that is, each region is layered and appears to be laminated in the thickness direction. is visible. Therefore, the copper layer has a region near the boundary and a region separated from the boundary, and there is a difference in contrast between the region near the boundary and the region separated from the boundary.
  • the copper layer of Example 3 has a striped pattern in a direction that intersects with the surface direction in the region near the boundary and the region separated from the boundary, and it is visually recognized that the interval between the stripes is different in each region.
  • the sizes of crystal grains (grain sizes) observed in the region near the boundary and the region separated from the boundary appear to be different in each region. Therefore, the copper layer has a region near the boundary and a region separated from the boundary, and there is a difference in contrast between the region near the boundary and the region separated from the boundary.
  • the copper layer of Comparative Example 1 has no visible boundary between the near-boundary region and the far-from-boundary region, and a striped pattern is formed in the near-boundary region and the far-from-boundary region in a direction that intersects with the surface direction. does not exist, and the sizes of crystal grains (grain sizes) observed in the region near the boundary and the region separated from the boundary are not different in each region. Therefore, in the copper layer, there is no difference in contrast between the region near the boundary and the region separated from the boundary.
  • Examples 1 to 3 have a region near the boundary and a region separated from the boundary, and there is a difference in contrast between the region near the boundary and the region separated from the boundary, It can be seen that the specific resistance can be made lower than in Comparative Example 1, in which there is no difference in contrast between the area near the boundary and the area separated from the boundary.
  • the specific resistance can be made 2.300 ⁇ 10 ⁇ 8 ⁇ m or less.
  • the present invention can be used as a conductor layer for patterning electrodes in various devices such as flat panel displays and touch panels, ensuring practicality in achieving a practical level of resistivity.
  • the conductive film of the present invention is used, for example, in various devices such as flat panel displays and touch panels.

Abstract

導電性フィルム(1)は、有機樹脂基材(2)と、有機樹脂基材(2)の厚み方向一方側に配置される無機層(3)と、無機層(3)の厚み方向一方面に直接配置される銅層(4)とを備え、銅層(4)は、無機層(3)との境界を含む、境界近傍領域(4A)と、境界近傍領域(4A)の厚み方向一方面に配置される、境界離間領域(4B)とを有し、銅層(4)の断面における、透過型電子顕微鏡観察において、境界近傍領域(4A)と境界離間領域(4B)とは、コントラストに差がある。

Description

導電性フィルム
 本発明は、導電性フィルムに関する。
 従来、基材と、金属層とを順に備える導電性フィルムが知られている。このような導電性フィルムは、例えば、フラットパネルディスプレイ、タッチパネルなどの各種デバイスにおいて、電極をパターン形成するための導体層として用いられる。
 また、このような導電性フィルムは、例えば、スパッタリング法によって、基材の厚み方向一方面に金属層を配置することにより、製造される。
 一方、上記した導電性フィルムの製造では、基材からのアウトガスが発生する場合がある。このようなアウトガスによって、金属層の厚み方向他方面に、金属酸化物が形成される。そうすると、基材および金属層の間の密着性が低下するという不具合がある。
 これに対して、基材および金属層の間に、バリア層(無機層)を備える導電性フィルムが検討されている。バリア層によれば、基材からのアウトガスが金属層に接触することを抑制できるため、上記不具合を解消することができる。
 このような導電性フィルムとして、樹脂フィルムと、無機層と、銅層とをこの順に含む導電性フィルムが提案されている(例えば、特許文献1参照。)。
特開2017-100368号公報
 一方、バリア層を設けると、金属層(銅層)の比抵抗が高くなるという不具合がある。
 本発明は、有機樹脂基材からのアウトガスが銅層に接触することを抑制できながら、比抵抗に優れる導電性フィルムを提供することにある。
 本発明[1]は、有機樹脂基材と、前記有機樹脂基材の厚み方向一方側に配置される無機層と、前記無機層の厚み方向一方面に直接配置される銅層とを備え、前記銅層は、前記無機層との境界を含む、境界近傍領域と、前記境界近傍領域の厚み方向一方面に配置される、境界離間領域とを有し、前記銅層の断面における、透過型電子顕微鏡観察において、前記境界近傍領域と前記境界離間領域とは、コントラストに差がある、導電性フィルムを含んでいる。
 本発明[2]は、前記銅層の厚みが、50nm以上である、上記[1]に記載の導電性フィルムを含んでいる。
 本発明[3]は、前記銅層の厚みが、300nm以下である、上記[1]または[2]に記載の導電性フィルムを含んでいる。
 本発明[4]は、前記無機層の厚みが、2nm以上15nm以下である、上記[1]~[3]のいずれか一項に記載の導電性フィルムを含んでいる。
 本発明の導電性フィルムは、無機層を備える。そのため、導電性フィルムの製造時に、有機樹脂基材からのアウトガスが銅層に接触することを抑制できる。その結果、有機樹脂基材および銅層の間の密着性が低下することを抑制できる。
 しかも、本発明の導電性フィルムは、銅層において、無機層との境界を含む、境界近傍領域と、境界近傍領域の厚み方向一方面に配置される、境界離間領域とを有し、銅層の断面における、透過型電子顕微鏡(TEM)観察において、境界近傍領域と境界離間領域とは、コントラストに差がある、そのため、銅層の比抵抗を低くできる。
図1は、本発明の導電性フィルムの一実施形態を示す。 図2A~図2Cは、導電性フィルムの製造方法の一実施形態を示す。図2Aは、有機樹脂基材を準備する第1工程を示す。図2Bは、有機樹脂基材の厚み方向一方面に、無機層を配置する第2工程を示す。図2Cは、無機層の厚み方向一方面に、銅層を配置する第3工程を示す。 図3は、実施例1の銅層の断面における、TEM画像である。 図4は、実施例2の銅層の断面における、TEM画像である。 図5は、実施例3の銅層の断面における、TEM画像である。 図6は、比較例1の銅層の断面における、TEM画像である。
1.導電性フィルム
 図1を参照して、本発明の導電性フィルムの一実施形態を説明する。
 図1において、紙面上下方向は、上下方向(厚み方向)である。また、紙面上側が、上側(厚み方向一方側)である。また、紙面下側が、下側(厚み方向他方側)である。また、紙面左右方向および奥行き方向は、上下方向に直交する面方向である。具体的には、各図の方向矢印に準拠する。
 導電性フィルム1は、所定の厚みを有するフィルム形状(シート形状を含む。)を有する。導電性フィルム1は、厚み方向と直交する面方向に延びる。導電性フィルム1は、平坦な上面および平坦な下面を有する。
 図1に示すように、導電性フィルム1は、有機樹脂基材2と、有機樹脂基材2の厚み方向一方側に配置される無機層3と、無機層3の厚み方向一方面に直接配置される銅層4とを備える。具体的には、導電性フィルム1は、有機樹脂基材2と、有機樹脂基材2の上面(厚み方向一方面)に直接配置される無機層3と、無機層3の上面(厚み方向一方面)に直接配置される銅層4とを備える。
 導電性フィルム1の厚みは、例えば、1μm以上、好ましくは、5μm以上、また、例えば、300μm以下、好ましくは、200μm以下である。
 <有機樹脂基材>
 有機樹脂基材2は、フィルム形状を有する。有機樹脂基材2は、可撓性を有する。有機樹脂基材2は、無機層3の下面に接触するように、無機層3の下面全面に、配置されている。有機樹脂基材2は、導電性フィルム1の最下層である。
 有機樹脂基材2としては、例えば、高分子フィルムが挙げられる。
 高分子フィルムの材料としては、例えば、ポリエステル樹脂、(メタ)アクリル樹脂、オレフィン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエーテルスルフォン樹脂、ポリアリレート樹脂、メラミン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、セルロース樹脂、および、ポリスチレン樹脂が挙げられ、好ましくは、ポリエステル樹脂が挙げられる。
 ポリエステル樹脂としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、および、ポリエチレンナフタレートが挙げられ、好ましくは、ポリエチレンテレフタレートが挙げられる。
 (メタ)アクリル樹脂としては、例えば、ポリメチルメタクリレートが挙げられる。
 オレフィン樹脂としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、および、シクロオレフィンポリマーが挙げられる。
 セルロース樹脂としては、例えば、トリアセチルセルロースが挙げられる。
 有機樹脂基材2の厚みは、例えば、1μm以上、好ましくは、5μm以上、より好ましくは、10μm以上、さらに好ましくは、50μm以上、とりわけ好ましくは、100μm以上、また、例えば、300μm以下、好ましくは、200μm以下、より好ましくは、150μm以下である。
 有機樹脂基材2の厚みは、ダイヤルゲージ(PEACOCK社製、「DG-205」)を用いて測定できる。
 また、有機樹脂基材2は、好ましくは、透明性を有する。具体的には、有機樹脂基材2の全光線透過率(JIS K 7375-2008)は、例えば、80%以上、好ましくは、85%以上である。
 <無機層>
 無機層3は、後述する導電性フィルム1の製造方法において、有機樹脂基材2からのアウトガスが銅層4に接触することを抑制するための層である。
 無機層3は、フィルム形状を有する。無機層3は、有機樹脂基材2の上面に接触するように、有機樹脂基材2の上面全面に、配置されている。また、無機層3は、銅層4の下面に接触するように、銅層4の下面全面に、配置されている。
 また、無機層3は、詳しくは後述するが、スパッタリング法により形成されることから、スパッタ層である。
 無機層3の材料は、純金属としての銅以外の無機物であれば、特に限定されない。具体的には、無機層3の材料として、好ましくは、金属(純金属としての銅を除く。)、および、金属酸化物(酸化銅を除く。)が挙げられる。
 金属として、例えば、Ni、In、Sn、Zn、Ga、Sb、Ti、Si、Zr、Mg、Al、Au、Ag、Pd、W、これらの合金、および、これらと銅との合金が挙げられる。
 金属酸化物は、例えば、上記金属の酸化物が挙げられる。金属酸化物として、好ましくは、インジウム含有酸化物が挙げられる。インジウム含有酸化物としては、例えば、インジウムスズ複合酸化物(ITO)が挙げられる。
 また、金属酸化物は、結晶質および非晶質のいずれであってもよい。
 無機層3の材料として、好ましくは、金属酸化物が挙げられる。
 無機層3の材料は、単独使用または2種以上併用することができる。
 無機層3の厚みは、例えば、ガスバリア性の観点から、2nm以上、また、例えば、加工性の観点から、15nm以下、好ましくは、10nm以下、より好ましくは、7nm以下である。
 なお、無機層3の厚みは、例えば、透過型電子顕微鏡を用いて、導電性フィルム1の断面を観察することにより測定することができる。
 <銅層>
 銅層4は、導体層である。銅層4は、必要により、所望のパターンに形成される。
 銅層4は、フィルム形状を有する。銅層4は、無機層3の上面に接触するように、無機層3の上面全面に、配置されている。銅層4は、導電性フィルム1の最上層である。
 銅層4は、無機層3との境界を含む、境界近傍領域4Aと、境界近傍領域4Aの厚み方向一方面に配置される、境界離間領域4Bとを有する。
 また、銅層4は、詳しくは後述するが、スパッタリング法により形成されることから、スパッタ層である。
 銅層4の材料としては、例えば、銅(純金属としての銅)および銅合金が挙げられる。
 銅合金を構成する金属としては、特に限定されないが、例えば、銀、錫、クロム、および、ジルコニウムが挙げられる。
 銅層4の材料として、導電性の観点から、好ましくは、銅(純金属としての銅)が挙げられる。つまり、銅層4は、好ましくは、銅(純金属としての銅)からなる。
 銅層4の比抵抗は、例えば、2.300×10-8Ω・m以下、好ましくは、2.280×10-8Ω・m以下、より好ましくは、2.200×10-8Ω・m以下、また、通常、1.000×10-8Ω・m以上である。
 なお、比抵抗は、JIS K7194に準拠して、4端子法により測定した表面抵抗値と銅層4の厚みとを乗ずることにより算出できる。
 銅層4の表面抵抗値は、例えば、0.222Ω/□以下、好ましくは、0.220Ω/□以下、より好ましくは、0.210Ω/□以下である。
 銅層4の表面抵抗値の下限は、特に限定されない。例えば、銅層4の表面抵抗値は、通常、0Ω/□超過である。
 なお、表面抵抗値は、JIS K7194に準拠して、4端子法により測定することができる。
 銅層4の厚みは、例えば、抵抗値の観点から、50nm以上、好ましくは、70nm以上、より好ましくは、90nm以上、さらに好ましくは、100nm以上、また、例えば、生産性の観点から、300nm以下、好ましくは、250nm以下、より好ましくは、200nm以下、さらに好ましくは、150nm以下、とりわけ好ましくは、120nm以下である。
 なお、銅層4の厚みは、後述する境界近傍領域4Aと後述する境界離間領域4Bとの和であり、例えば、透過型電子顕微鏡を用いて、銅層4の断面を観察することにより測定することができる。
 [境界近傍領域]
 境界近傍領域4Aは、銅層4のうち、無機層3との境界を含み、その境界近傍の領域である。
 銅層4の断面における、透過型電子顕微鏡観察において、境界近傍領域4Aは、相対的に白く視認される。
 境界近傍領域4Aの平均厚みは、例えば、1nm以上、好ましくは、5nm以上、より好ましくは、10nm以上、また、例えば、50nm以下、好ましくは、30nm以下、より好ましくは、20nm以下である。
 なお、境界近傍領域4Aの平均厚みは、例えば、透過型電子顕微鏡を用いて、銅層4の断面を観察することにより測定することができる。具体的には、境界近傍領域4Aの平均厚みは、透過型電子顕微鏡の1視野幅[nm]において、幅1nmごとに境界近傍領域4Aの厚みを測定し、その厚みの合計を1視野幅[nm]で割った値である。
 [境界離間領域]
 境界離間領域4Bは、銅層4のうち、境界近傍領域4Aの厚み方向一方面に、境界近傍領域4Aと連続するように配置され、無機層3との境界から離間した領域である。つまり、境界離間領域4Bは、境界近傍領域4Aに対して、無機層3の反対側に配置される。
 銅層4の断面における、透過型電子顕微鏡観察において、境界離間領域4Bは、相対的に黒く視認される。
 境界離間領域4Bの平均厚みは、例えば、30nm以上、好ましくは、50nm以上、より好ましくは、70nm以上、また、例えば、250nm以下、好ましくは、200nm以下、より好ましくは、150nm以下、さらに好ましくは、100nm以下である。
 なお、境界離間領域4Bの平均厚みは、例えば、透過型電子顕微鏡を用いて、銅層4の断面を観察することにより測定することができる。具体的には、境界離間領域4Bの平均厚みは、透過型電子顕微鏡の1視野幅[nm]において、幅1nmごとに境界離間領域4Bの厚みを測定し、その厚みの合計を1視野幅[nm]で割った値である。
 銅層4の断面における、透過型電子顕微鏡観察において、境界近傍領域4Aと境界離間領域4Bとは、コントラストに差がある。換言すると、コントラスト差がある場合に、境界近傍領域4Aと境界離間領域4Bとが現れる。
 コントラストの差は、例えば、境界近傍領域4Aと境界離間領域4Bとの間に、境界が視認されること、つまり、各領域が層状で、厚み方向に積層しているように視認されること、また、例えば、境界近傍領域4Aと境界離間領域4Bとに、面方向に交わる向きに縞模様があり、その縞の間隔が各領域で異なっているように視認されること、さらに、例えば、境界近傍領域4Aと境界離間領域4Bとに観察される、結晶粒の大きさ(グレインサイズ)が各領域で異なっているように視認されることが挙げられる。
 銅層4の断面における、透過型電子顕微鏡観察において、境界近傍領域4Aと境界離間領域4Bとの、コントラストに差があれば、銅層4は、比抵抗に優れる。
2.導電性フィルムの製造方法
 図2A~図2Cを参照して、導電性フィルム1の製造方法を説明する。
 導電性フィルム1の製造方法は、有機樹脂基材2を準備する第1工程と、スパッタリング法によって、有機樹脂基材2の厚み方向一方面に、無機層3を配置する第2工程と、スパッタリング法によって、無機層3の厚み方向一方面に、銅層4を配置する第3工程とを備える。また、この方法では、各層を、例えば、ロールトゥロール方式で、順に配置する。このような場合には、搬送速度は、例えば、1.0m/分以上、また、例えば、20.0m/分以下である。
 また、導電性フィルム1の製造方法では、第2工程および第3工程において、スパッタリングガスを供給しながら、スパッタリング法を実施する。
 導電性フィルム1の製造方法では、第2工程では、スパッタリングガスとして、例えば、不活性ガス(後述)を供給する。好ましくは、第2工程では、スパッタリングガスとして、不活性ガス(後述)を供給するとともに、酸素ガスを供給する。
 導電性フィルム1の製造方法では、第3工程では、所望の銅層4を形成するために、ターゲット材やスパッタリングの条件などを適宜設定して複数回スパッタリングを実施する。第3工程において、スパッタリングの回数としては、例えば、2回以上、好ましくは、4回以上、また、例えば、20回以下、好ましくは、10回以下である。
 導電性フィルム1の製造方法では、第3工程では、スパッタリングガスとして、例えば、不活性ガス(後述)を供給する。好ましくは、第3工程の1回目のスパッタリングでは、スパッタリングガスとして、不活性ガス(後述)を供給するとともに、酸素ガスを供給し、第3工程の2回目以降のスパッタリングでは、スパッタリングガスとして、不活性ガス(後述)のみを供給する。
 つまり、導電性フィルム1の製造方法では、例えば、第2工程において、スパッタリング法によって、不活性ガスとともに、酸素ガスを供給して、有機樹脂基材2の厚み方向一方面に、無機層3を配置し、第3工程において、スパッタリング法によって、不活性ガスのみを供給して、無機層3の厚み方向一方面に、銅層4を配置する。また、例えば、第2工程において、スパッタリング法によって、不活性ガスのみを供給して、有機樹脂基材2の厚み方向一方面に、無機層3を配置し、第3工程において、スパッタリング法によって、1回目のスパッタリングでは、不活性ガスとともに、酸素ガスを供給し、2回目以降のスパッタリングでは、不活性ガスのみを供給して、無機層3の厚み方向一方面に、銅層4を配置する。さらに、例えば、第2工程において、スパッタリング法によって、不活性ガスとともに、酸素ガスを供給して、有機樹脂基材2の厚み方向一方面に、無機層3を配置し、第3工程において、スパッタリング法によって、1回目のスパッタリングでは、不活性ガスとともに、酸素ガスを供給し、2回目以降のスパッタリングでは、不活性ガスのみを供給して、無機層3の厚み方向一方面に、銅層4を配置する。好ましくは、導電性フィルム1の製造方法では、第2工程において、スパッタリング法によって、不活性ガスとともに、酸素ガスを供給して、有機樹脂基材2の厚み方向一方面に、無機層3を配置し、第3工程において、スパッタリング法によって、1回目のスパッタリングでは、不活性ガスとともに、酸素ガスを供給し、2回目以降のスパッタリングでは、不活性ガスのみを供給して、無機層3の厚み方向一方面に、銅層4を配置する。
 以下の説明では、導電性フィルム1の製造方法を詳述する。
[第1工程]
 第1工程では、図2Aに示すように、有機樹脂基材2を準備する。
[第2工程]
 第2工程では、図2Bに示すように、スパッタリング法によって、有機樹脂基材2の厚み方向一方面に、無機層3を配置する。
 スパッタリング法によって、有機樹脂基材2の厚み方向一方面に、無機層3を配置するには、まず、必要により、有機樹脂基材2の厚み方向一方面に表面処理を施す。
 表面処理としては、例えば、コロナ処理、プラズマ処理、フレーム処理、オゾン処理、プライマー処理、グロー処理、および、ケン化処理が挙げられる。
 次いで、スパッタリング法では、スパッタ成膜装置における真空チャンバー内にターゲット(無機層3の材料)および有機樹脂基材2を対向配置する。次いで、スパッタリングガスを供給するとともに電源から電圧を印加することによりガスイオンを加速しターゲットに照射させて、ターゲット表面からターゲット材料をはじき出す。そして、そのターゲット材料を有機樹脂基材2の表面(厚み方向一方面)に堆積させて、無機層3を形成する。
 また、スパッタリングガスとして、例えば、不活性ガス(例えば、アルゴンガス)のみを供給する、または、不活性ガスおよび酸素ガスを供給する。好ましくは、スパッタリングガスとして、不活性ガスおよび酸素ガスを供給する。
 不活性ガスとともに、酸素ガスを供給する場合、その流量は、例えば、5sccm以上、好ましくは、10sccm以上、より好ましくは、20sccm以上、さらに好ましくは、30sccm以上、とりわけ好ましくは40sccm以上、また、例えば、200sccm以下、好ましくは、100sccm以下である。
 また、不活性ガスとともに、酸素ガスを供給する場合において、酸素ガスの流量に対する不活性ガスの流量の流量比は、例えば、3.5以上、好ましくは、10以上、また、例えば、200以下、好ましくは、100以下、より好ましくは、50以下である。
 スパッタリング時の気圧は、例えば、0.1Pa以上、好ましくは、0.2Pa以上、また、例えば、2.0Pa以下、好ましくは、1.0Pa以下である。
 電源は、例えば、DC電源、AC電源、MF電源、および、RF電源のいずれであってもよい。また、これらの組み合わせであってもよい。
 放電出力は、例えば、1.0kW以上、好ましくは、5.0kW以上、また、例えば、20kW以下である。
 これにより、有機樹脂基材2の厚み方向一方面に、無機層3を配置する。
[第3工程]
 第3工程では、図2Cに示すように、スパッタリング法によって、無機層3の厚み方向一方面に、銅層4を配置する。
 スパッタリング法では、スパッタ成膜装置における真空チャンバー内にターゲット(銅層4の材料)および無機層3を対向配置する。次いで、スパッタリングガスを供給するとともに電源から電圧を印加することによりガスイオンを加速しターゲットに照射させて、ターゲット表面からターゲット材料をはじき出す。そして、そのターゲット材料を無機層3の表面(厚み方向一方面)に堆積させて、銅層4を形成する。
 第3工程では、所望の銅層4を形成するために、ターゲット材やスパッタリングの条件などを適宜設定して複数回スパッタリングを実施する。第3工程において、スパッタリングの回数としては、例えば、2回以上、好ましくは、4回以上、また、例えば、20回以下、好ましくは、10回以下である。
 また、スパッタリングガスとして、例えば、不活性ガス(例えば、アルゴンガス)のみを供給する、または、不活性ガスおよび酸素ガスを供給する。より具体的には、スパッタリングガスとして、例えば、すべてのスパッタリングにおいて、不活性ガスのみを供給する、または、1回目のスパッタリングでは、不活性ガスおよび酸素ガスを供給し、2回目以降のスパッタリングでは、不活性ガスのみを供給する。好ましくは、スパッタリングガスとして、1回目のスパッタリングでは、不活性ガスおよび酸素ガスを供給し、2回目以降のスパッタリングでは、不活性ガスのみを供給する。
 不活性ガスとともに、酸素ガスを供給する場合、その流量は、上記した第2工程の酸素ガスの流量よりも少なく、例えば、1sccm以上、好ましくは、3sccm以上、より好ましくは、5sccm以上、また、例えば、30sccm以下、好ましくは、20sccm以下、より好ましくは、15sccm以下である。
 また、不活性ガスとともに、酸素ガスを供給する場合において、酸素ガスの流量に対する不活性ガスの流量の流量比は、例えば、40以上、また、例えば、500以下、好ましくは、200以下、より好ましくは、100以下、さらに好ましくは、50以下である。
 スパッタリング時の気圧は、例えば、0.1Pa以上、好ましくは、0.2Pa以上、また、例えば、2.0Pa以下、好ましくは、1.0Pa以下である。
 電源は、例えば、DC電源、AC電源、MF電源、および、RF電源のいずれであってもよい。また、これらの組み合わせであってもよい。
 放電出力は、例えば、5.0kW以上、好ましくは、10.0kW以上、また、例えば、20kW以下である。
 成膜温度(無機層3が配置された有機樹脂基材2の温度)は、例えば、30℃以上、また、例えば、60℃以下である。
 これにより、無機層3の厚み方向一方面に、銅層4が形成される。
 このように形成された銅層4は、無機層3との境界を含む、境界近傍領域4Aと、境界近傍領域4Aの厚み方向一方面に配置される、境界離間領域4Bとを有し、銅層4の断面における、透過型電子顕微鏡観察において、境界近傍領域4Aと境界離間領域4Bとは、コントラストに差がある。具体的には、1回目のスパッタリングにより、境界近傍領域4Aが形成され、2回目から最終回までのスパッタリングにより、境界離間領域4Bが形成される。
 以上により、導電性フィルム1を製造する。
<作用効果>
 導電性フィルム1は、無機層3を備える。そのため、導電性フィルム1の製造時に、有機樹脂基材2からのアウトガスが銅層4に接触することを抑制できる。
 詳しくは、導電性フィルム2の製造では、有機樹脂基材2からのアウトガスが発生する場合がある。このようなアウトガスによって、銅層4の厚み方向他方面に、酸化銅が形成する。そうすると、有機樹脂基材2および銅層4の間の密着性が低下する場合がある。
 一方、導電性フィルム1は、無機層3を備える。これにより、上記アウトガスが銅層4に接触することを抑制できる。そうすると、銅層4の厚み方向他方面に、酸化銅が形成されることを抑制でき、その結果、有機樹脂基材2(無機層3)および銅層4の密着性が低下することを抑制できる。
 また、導電性フィルム1の銅層4は、無機層3との境界を含む、境界近傍領域4Aと、境界近傍領域4Aの厚み方向一方面に配置される、境界離間領域4Bとを有し、銅層4の断面における、透過型電子顕微鏡観察において、境界近傍領域4Aと境界離間領域4Bとは、コントラストに差がある。そのため、銅層4の比抵抗を低くできる。
<変形例>
 変形例において、一実施形態と同様の部材および工程については、同一の参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。また、変形例は、特記する以外、第一実施形態と同様の作用効果を奏することができる。さらに、一実施形態およびその変形例を適宜組み合わせることができる。
 また、上記した説明では、導電性フィルム1は、有機樹脂基材2と、無機層3と、銅層4とを厚み方向に向かって順に備えるが、有機樹脂基材2および無機層3の間に、機能層(例えば、ハードコート層)を配置することもできる。このような場合には、導電性フィルム1は、有機樹脂基材2と、ハードコート層と、無機層3と、銅層4とを厚み方向に向かって順に備える。
 以下に実施例および比較例を示し、本発明をさらに具体的に説明する。なお、本発明は、何ら実施例および比較例に限定されない。また、以下の記載において用いられる配合割合(含有割合)、物性値、パラメータなどの具体的数値は、上記の「発明を実施するための形態」において記載されている、それらに対応する配合割合(含有割合)、物性値、パラメータなど該当記載の上限値(「以下」、「未満」として定義されている数値)または下限値(「以上」、「超過」として定義されている数値)に代替できる。
<導電性フィルムの製造>
 実施例1
 以下の手順で、導電性フィルムを製造した。
[第1工程]
 有機樹脂基材として、ポリエチレンテレフタレート(125U48、東レ社製、厚み125μm)を準備した。
[第2工程]
 以下の条件に基づいて、スパッタリング法によって、有機樹脂基材の厚み方向一方面に、無機層(ITO層)(厚み5nm)を配置した。
{条件}
装置:ロールトゥロール方式のスパッタ成膜装置(巻取式のDCマグネトロンスパッタリング装置)
無機層の材料:ITO
ガス:アルゴンガスおよび酸素ガス(酸素ガスの流量20sccm)
酸素ガスの流量に対する不活性ガスの流量の流量比:35
放電出力:7.2kW
成膜室内の気圧:0.4Pa
走行速度:8.0m/分
[第3工程]
 以下の条件に基づいて、スパッタリング法によって、無機層の厚み方向一方面に、銅層(104nm)を配置した。なお、スパッタリングは、所望する厚みになるまで、8回行った。
{条件}
装置:ロールトゥロール方式のスパッタ成膜装置(巻取式のDCマグネトロンスパッタリング装置)
ガス:アルゴンガス
放電出力:14.7kW
成膜室内の気圧:0.4Pa
成膜温度:40℃
走行速度:8.0m/分
 なお、第2工程のスパッタリング後、連続して、第3工程おける、1回目のスパッタリングを行った。
 実施例2
 実施例1と同様の手順に基づいて、導電性フィルムを製造した。但し、表1の記載に基づいて、第2工程における、酸素ガスの流量を変更した。
 実施例3
 第1工程および第2工程は、実施例2と同様の手順を用い、第3工程は以下の手順で、導電性フィルムを製造した。
[第3工程]
 以下の条件に基づいて、スパッタリング法によって、無機層の厚み方向一方面に、銅層(厚み12nm)を配置した。なお、スパッタリングは、1回のみ行った。
{条件}
装置:ロールトゥロール方式のスパッタ成膜装置(巻取式のDCマグネトロンスパッタリング装置)
ガス:アルゴンガスおよび酸素ガス(酸素ガスの流量15sccm)
酸素ガスの流量に対する不活性ガスの流量の流量比:47
放電出力:14.7kW
成膜室内の気圧:0.4Pa
成膜温度:40℃
走行速度:8.0m/分
 なお、第2工程のスパッタリング後、連続して、第3工程おける、1回目のスパッタリングを行った。
 次いで、以下の条件に基づいて、スパッタリング法によって、さらに、銅層(厚み92nm)を配置した。なお、スパッタリングは、所望する厚みになるまで、7回行った。
{条件}
装置:ロールトゥロール方式のスパッタ成膜装置(巻取式のDCマグネトロンスパッタリング装置)
ガス:アルゴンガス
放電出力:14.7kW
成膜室内の気圧:0.4Pa
成膜温度:40℃
走行速度:8.0m/分
 比較例1
 実施例1と同様の手順に基づいて、導電性フィルムを製造した。但し、表1の記載に基づいて、酸素ガスの流量を変更した。具体的には、第2工程において、酸素ガスを供給しなかった。
<評価>
(表面抵抗)
 各実施例および比較例1の銅層の表面抵抗を、JIS K7194に準拠して、4端子法により測定した。その結果を表1に示す。
(比抵抗)
 各実施例および比較例1の銅層の比抵抗を、表面抵抗値と銅層の厚みとを乗ずることにより算出した。その結果を表1に示す。
(コントラストの差の有無)
 各実施例および比較例1の銅層の断面における、TEM画像を、図3~図6に示し、各実施例および比較例1の銅層における、境界近傍領域と境界離間領域との、コントラスト差の有無を表1に示す。
<考察>
 実施例1~実施例3、および、比較例1は、無機層を備えるため、有機樹脂基材からのアウトガスが銅層に接触することを抑制できるとわかる。
 また、図3において、実施例1の銅層は、境界近傍領域と境界離間領域との間に、一部境界線が視認され、つまり、各領域が層状で、厚み方向に積層しているように視認される。よって、銅層は、境界近傍領域と境界離間領域とを有し、境界近傍領域と境界離間領域とはコントラストに差がある。
 次いで、図4において、実施例2の銅層は、境界近傍領域と境界離間領域との間に、一部境界線が視認され、つまり、各領域が層状で、厚み方向に積層しているように視認される。よって、銅層は、境界近傍領域と境界離間領域とを有し、境界近傍領域と境界離間領域とはコントラストに差がある。
 さらに、図5において、実施例3の銅層は、境界近傍領域と境界離間領域とに、面方向に交わる向きに縞模様があり、その縞の間隔が各領域で異なっているように視認され、加えて、境界近傍領域と境界離間領域とに観察される、結晶粒の大きさ(グレインサイズ)が各領域で異なっているように視認される。よって、銅層は、境界近傍領域と境界離間領域とを有し、境界近傍領域と境界離間領域とはコントラストに差がある。
 一方、図6において、比較例1の銅層は、境界近傍領域と境界離間領域との間に、境界が視認されず、境界近傍領域と境界離間領域とに、面方向に交わる向きに縞模様が存在せず、境界近傍領域と境界離間領域とに観察される、結晶粒の大きさ(グレインサイズ)が各領域で異なっていない。よって、銅層は、境界近傍領域と境界離間領域とはコントラストに差がない。
 表1より、無機層を備える場合であっても、境界近傍領域と境界離間領域とを有し、境界近傍領域と境界離間領域とはコントラストに差がある、実施例1~実施例3は、境界近傍領域と境界離間領域とはコントラストに差がない、比較例1よりも、比抵抗を低くできるとわかる。
 実施例1~実施例3は、比抵抗を、2.300×10-8Ω・m以下にすることができる。具体的には、とりわけ、フラットパネルディスプレイ、タッチパネルなどの各種デバイスにおいて、電極をパターン形成するための導体層の用途として、実用レベルの比抵抗を実現できる実用性を確保することができるとわかる。
 なお、上記発明は、本発明の例示の実施形態として提供したが、これは単なる例示にすぎず、限定的に解釈してはならない。当該技術分野の当業者によって明らかな本発明の変形例は、後記請求の範囲に含まれるものである。
 本発明の導電性フィルムは、例えば、フラットパネルディスプレイ、タッチパネルなどの各種デバイスに用いられる。
 1   導電性フィルム
 2   有機樹脂基材
 3   無機層
 4   銅層
 4A  境界近傍領域
 4B  境界離間領域

Claims (4)

  1.  有機樹脂基材と、
     前記有機樹脂基材の厚み方向一方側に配置される無機層と、
     前記無機層の厚み方向一方面に直接配置される銅層とを備え、
     前記銅層は、前記無機層との境界を含む、境界近傍領域と、
     前記境界近傍領域の厚み方向一方面に配置される、境界離間領域とを有し、
     前記銅層の断面における、透過型電子顕微鏡観察において、前記境界近傍領域と前記境界離間領域とは、コントラストに差がある、導電性フィルム。
  2.  前記銅層の厚みが、50nm以上である、請求項1に記載の導電性フィルム。
  3.  前記銅層の厚みが、300nm以下である、請求項1に記載の導電性フィルム。
  4.  前記無機層の厚みが、2nm以上、15nm以下である、請求項1~3のいずれか一項に記載の導電性フィルム。
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