導電性積層フィルムの製造方法
【課題】透明フィルム基材上に、透明導電層および導電性金属層がこの順に形成された導電性積層フィルムの製造において、導電性金属層成膜時のシワの発生を抑止する。
【解決手段】本発明の製造方法は、ポリエステル系樹脂を構成材料とする長尺透明フィルム基材上に透明導電層が形成された長尺透明導電性フィルムが搬送されながら、透明導電性フィルムの透明導電層形成面側に導電性金属層を連続的に成膜される金属層成膜工程を有する。金属層成膜工程は、１Ｐａ以下の減圧環境で行われる。長尺状透明導電性フィルムは、搬送張力が付与されることで連続的に搬送され、透明導電層非形成面側が成膜ロールの表面に接触した状態で、透明導電層形成面側に前記導電性金属層が連続的に堆積される。前記成膜ロールの表面温度は１１０℃〜２００℃であることが好ましい。成膜箇所におけるフィルム基材の長手方向に垂直な面の単位面積あたりの搬送張力が０．６〜１．８Ｎ／ｍｍ２であることが好ましい。
【解決手段】本発明の製造方法は、ポリエステル系樹脂を構成材料とする長尺透明フィルム基材上に透明導電層が形成された長尺透明導電性フィルムが搬送されながら、透明導電性フィルムの透明導電層形成面側に導電性金属層を連続的に成膜される金属層成膜工程を有する。金属層成膜工程は、１Ｐａ以下の減圧環境で行われる。長尺状透明導電性フィルムは、搬送張力が付与されることで連続的に搬送され、透明導電層非形成面側が成膜ロールの表面に接触した状態で、透明導電層形成面側に前記導電性金属層が連続的に堆積される。前記成膜ロールの表面温度は１１０℃〜２００℃であることが好ましい。成膜箇所におけるフィルム基材の長手方向に垂直な面の単位面積あたりの搬送張力が０．６〜１．８Ｎ／ｍｍ２であることが好ましい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、透明基材上に透明導電層および導電性金属層が設けられた導電性積層フィルムの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ等のフラットパネルディスプレイや、タッチパネル等の表示装置では、インジウム−スズ酸化物（ＩＴＯ）等の透明導電性酸化物からなる透明電極が用いられている。この透明電極には、外部から電圧を付与したり、透明電極上の電位を検出する目的でパターン配線が接続されている。パターン配線としては、スクリーン印刷法等によって銀ペーストを形成したものが広く用いられている。一般に、表示装置においては、例えば図４に模式的に示すように、透明電極の周辺部を引き回すように配線がパターン形成される。そして、加飾された基材等を用いることで、この配線が外部から視認されないように表示装置が組み立てられる。
【０００３】
表示装置の高精細化や高機能化に伴って、引き回し配線のパターンは複雑化する傾向にある。例えば、タッチパネルでは、多点入力（マルチタッチ）が可能な投影型静電容量方式のタッチパネルや、マトリックス型の抵抗膜方式タッチパネルが近年脚光を浴びている。これらの方式のタッチパネルでは、透明導電層が、所定形状（例えば短冊状）にパターン化されて透明電極を形成し、各透明電極とＩＣ等の制御手段との間にパターン配線が形成される。このように、配線のパターンが複雑化する一方で、引き回し配線が視認されないように周辺部が加飾された領域をより狭くして、表示装置における表示領域の面積比率を高めること（狭額縁化）も求められている。しかしながら、前述の銀ペーストを印刷する方法では、電極の線幅を小さくすることには限界があるため、表示装置をさらに狭額縁化することは困難である。
【０００４】
表示装置をさらに狭額縁化するためには、パターン配線を細線化し、かつ抵抗の上昇を抑制するために導電性の高い配線材料を用いる必要がある。かかる観点から、透明基材上に透明導電層を形成し、その上に導電性の金属層を形成した積層体を作製し、金属層、透明導電層を順次エッチングにより選択除去してパターン化する方法が提案されている（例えば特許文献１）。このような方法によれば、エッチングによりパターン配線を形成し得るため、前述のようなスクリーン印刷法等によって形成されたパターン配線に比して細線化が可能であり、表示装置の狭額縁化が可能となる。
【０００５】
上記のような透明基材上に透明導電層および導電性金属層が形成された積層体の作成において、一般に、金属層等は、スパッタリング法等の真空成膜法により形成される。ロール・ツー・ロール法により長尺の基材上に連続的に金属層の成膜が行われる場合には、真空成膜装置内で、冷媒を循環させる等の方法により冷却された成膜ロール上で成膜を行い、フィルム基材の熱変形に起因するシワの発生を抑止することが行われている（例えば特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭６３−１１３５８５号公報
【特許文献２】特開昭６２−２４７０７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記のように、フィルム基材上に金属層を形成する場合においては、フィルム基材を冷却して熱変形を防止することが行われているが、透明フィルム基材上に透明導電層を形成し、その上にさらに金属層を形成する場合には、成膜ロールを冷却しても、フィルム基材にシワが生じやすいことが判明した。かかる観点に鑑み、本発明は、シワの発生が抑止された導電性積層フィルムの製造方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、ポリエステル系樹脂を構成材料とする透明フィルム基材上に、導電性金属酸化物からなる透明導電層および導電性金属層が順次形成された導電性積層フィルムの製造方法に関する。本発明の製造方法において、長尺透明フィルム基材上に透明導電層が形成された長尺透明導電性フィルムが搬送されながら、透明導電性フィルムの透明導電層形成面側に導電性金属層が連続的に成膜される。導電性金属層の成膜は、１Ｐａ以下の減圧環境で行われる。前記長尺状透明導電性フィルムは、搬送張力が付与されることで連続的に搬送され、透明導電層非形成面側が成膜ロールの表面に接触した状態で、透明導電層形成面側に前記導電性金属層が連続的に堆積される。成膜ロールの表面温度は１１０℃〜２００℃であることが好ましい。成膜箇所におけるフィルム基材の長手方向に垂直な面の単位面積あたりの搬送張力は、０．６〜１．８Ｎ／ｍｍ２であることが好ましい。
【０００９】
成膜箇所におけるフィルム基材の厚さをｘ（ｍｍ）、単位幅あたりの搬送張力をｙ（Ｎ／ｍｍ）としたとき、下記式を満たすように単位幅あたりの搬送張力を付与することが好ましい。
０．６ｘ≦ｙ≦１．８ｘ
【００１０】
導電性金属層の成膜はスパッタリング法により行われることが好ましい。また、導電性金属層の堆積厚みは２０ｎｍ以上であることが好ましい。
【００１１】
透明導電層はインジウム−スズ酸化物を主成分とする導電性酸化物層であることが好ましい。導電性金属層はＴｉ，Ｓｉ，Ｎｂ，Ｉｎ，Ｚｎ，Ｓｎ，Ａｕ，Ａｇ，Ｃｕ，Ａｌ，Ｃｏ，Ｃｒ，Ｎｉ，Ｐｂ，Ｐｄ，Ｐｔ，Ｗ，Ｚｒ，ＴａおよびＨｆからなる群から選択される１種または２種以上の金属からなるか、あるいはこれらを主成分とする合金であることが好ましい。中でも、導電性金属層は実質的に銅からなることが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、所定の搬送張力および温度条件下で導電性金属層が成膜されるために、導電性金属層成膜時のシワの発生が抑制され、導電性積層フィルムは外観および電気特性の面内の均一性に優れる。本発明により得られる導電性積層体は、例えば、エッチング等により導電性金属層の一部を所定形状にパターン化して、パターン配線付き透明導電性積層フィルムを形成することができる。このようにして得られる透明導電性フィルムは、タッチパネル、表示装置等の光学デバイスに好適に用いられる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】一実施形態に係る導電性積層フィルムの模式的断面図である。
【図２】一実施形態に係る導電性積層フィルムの模式的断面図である。
【図３】真空成膜装置の構成を説明する概念図である。
【図４】一形態に係るパターン配線付き透明導電性積層フィルムの模式的平面図である。
【図５】図４のＶ−Ｖ線における断面を模式的に表す図である。
【図６】パターン配線付き透明導電性積層フィルムの製造過程を説明するための模式的平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
＜導電性積層フィルム＞
本発明の実施の形態について、図面を参照しながら以下に説明する。図１は一実施形態に係る導電性積層フィルムの模式的断面図である。導電性積層フィルム１０は、透明フィルム基材１上に透明導電層２および導電性金属層３が順次形成された構成を有する。本発明の製造方法では、長尺透明フィルム基材上に透明導電層が形成された長尺透明導電性フィルムの透明導電層２形成面側に導電性金属層３が形成される。
【００１５】
［透明フィルム基材］
透明フィルム基材１としては、可撓性を有しかつ可視光領域において透明であるものであれば特に制限されず、透明性を有し、ポリエステル系樹脂を構成材料とするプラスチックフィルムが用いられる。ポリエステル系樹脂は、透明性、耐熱性、および機械特性に優れることから好適に用いられる。ポリエステル系樹脂としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）やポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等が特に好適である。また、プラスチックフィルムは強度の観点から延伸処理が行われていることが好ましく、二軸延伸処理されていることがより好ましい。延伸処理としては特に限定されず、公知の延伸処理を採用することができる。
【００１６】
透明フィルム基材の厚みは、２〜２００μｍの範囲内であることが好ましく、２〜１３０μｍの範囲内であることがより好ましく、２〜１００μｍの範囲内であることがさらに好ましい。フィルムの厚みが２μｍ未満であると、機械的強度が不足し、フィルムをロール状にして透明導電層２や導電性金属層３を連続的に成膜する操作が困難になる場合がある。一方、フィルムの厚みが２００μｍを超えると、透明導電層２の耐擦傷性やタッチパネルを形成した場合の打点特性等の向上が図れない場合がある。
【００１７】
透明フィルム基材には、表面に予めスパッタリング、コロナ放電、火炎、紫外線照射、電子線照射、化成、酸化などのエッチング処理や下塗り処理を施して、フィルム基材上に形成される透明導電層２との密着性を向上させるようにしてもよい。また、透明導電層を形成する前に、必要に応じて溶剤洗浄や超音波洗浄などにより、フィルム基材表面を除塵、清浄化してもよい。
【００１８】
また、透明フィルム基材１の透明導電層２形成面には、誘電体層やハードコート層が形成されていてもよい。透明基材の透明導電層形成面側の表面に形成される誘電体層は、導電層としての機能を有さないものであり、表面抵抗が、例えば１×１０６Ω／□以上であり、好ましくは１×１０７Ω／□以上、さらに好ましくは１×１０８Ω／□以上である。なお、誘電体層の表面抵抗の上限は特にない。一般的には、誘電体層の表面抵抗の上限は測定限界である１×１０１３Ω／□程度であるが、１×１０１３Ω／□を超えるものであってもよい。
【００１９】
誘電体層の材料としては、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）などの無機物〔（ ）内の数値は屈折率を示す〕や、屈折率が１．４〜１．６程度のアクリル樹脂、ウレタン樹脂、メラミン樹脂、アルキド樹脂、シロキサン系ポリマー、有機シラン縮合物などの有機物、あるいは上記無機物と上記有機物の混合物が挙げられる。
【００２０】
このように、透明基材の透明導電層形成面側に誘電体層を形成することによって、例えば図４に示すように透明導電層２が複数の透明電極１２１〜１２６にパターン化された場合においても、透明導電層形成領域と透明導電層非形成領域との間の視認性の差を低減することが可能である。また、透明基材としてフィルム基材を用いる場合においては、誘電体層がプラスチックフィルムからのオリゴマー等の低分子量成分の析出を抑止する封止層としても作用し得る。
【００２１】
透明フィルム基材１の透明導電層２形成面と反対側の面には、必要に応じてハードコート層や易接着層、ブロッキング防止層等が設けられていてもよい。また、粘着剤などの適宜の接着手段を用いて他の基材が貼り合わせられたものや、他の基材と貼り合わせるための粘着剤層等にセパレータ等の保護層が仮着されたものであってもよい。
【００２２】
このような透明フィルム基材は、長尺フィルムをロール状に巻回したものとして供され、その上に透明導電層２が連続的に成膜されて、長尺透明導電性フィルムが得られる。
【００２３】
［透明導電層］
透明導電層２の構成材料は特に限定されず、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｓｂ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｚｒ、Ｍｇ、Ａｌ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｄ、Ｗからなる群より選択される少なくとも１種の金属の金属酸化物が好適に用いられる。当該金属酸化物には、必要に応じて、さらに上記群に示された金属原子を含んでいてもよい。例えば酸化スズを含有する酸化インジウム（ＩＴＯ）、アンチモンを含有する酸化スズ（ＡＴＯ）などが好ましく用いられ、ＩＴＯが特に好ましく用いられる。
【００２４】
透明導電層の厚みは特に制限されないが、その表面抵抗を１×１０３Ω／□以下の良好な導電性を有する連続被膜とするには、厚みを１０ｎｍ以上とするのが好ましい。膜厚が、厚くなりすぎると透明性の低下などをきたすため、厚みは１５〜３５ｎｍであることが好ましく、より好ましくは２０〜３０ｎｍの範囲内である。透明導電層の厚みが１５ｎｍ未満であると膜表面の電気抵抗が高くなり、かつ連続被膜になり難くなる。また、透明導電層の厚みが３５ｎｍを超えると透明性の低下などをきたす場合がある。
【００２５】
透明導電層の形成方法は特に限定されず、透明導電層を形成する材料や必要とする膜厚に応じて適宜の方法を採用し得る。膜厚の均一性や成膜効率の観点からは、化学気相成長法（ＣＶＤ）や物理気相成長法（ＰＶＤ）等の真空成膜法が好適に採用される。中でも、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、電子ビーム蒸着法等の物理気相成長法が好ましく、スパッタリング法が特に好ましい。
【００２６】
長尺状の積層体を得る観点から、透明導電層２の成膜は、例えばロール・トウー・ロール法等により、所定の張力付与下で基材を搬送させながら行われることが好ましい。ロール・トゥー・ロール法による透明導電層の成膜は、例えば、図３に模式的に示すような巻取式スパッタ装置３００を用い、巻出ロール３０１からフィルム基材を繰り出して連続搬送させながら、成膜ロール３１０上でスパッタ成膜を行い、基材１上に透明導電層２が形成された積層フィルムを巻取ロール３０２にてロール状に巻回することによって行われる。
【００２７】
透明導電層２としてＩＴＯ膜が形成される場合、スパッタターゲットとしては、金属ターゲット（Ｉｎ−Ｓｎターゲット）または金属酸化物ターゲット（Ｉｎ２Ｏ３−ＳｎＯ２ターゲット）が好適に用いられる。Ｉｎ２Ｏ３−ＳｎＯ２金属酸化物ターゲットが用いられる場合、該金属酸化物ターゲット中のＳｎＯ２の量が、Ｉｎ２Ｏ３とＳｎＯ２とを加えた重さに対して、０．５重量％〜１５重量％であることが好ましく、１〜１２重量％であることがより好ましく、２〜１０重量％であることがさらに好ましい。Ｉｎ−Ｓｎ金属ターゲットが用いられる反応性スパッタリングの場合、該金属ターゲット中のＳｎ原子の量が、Ｉｎ原子とＳｎ原子とを加えた重さに対し、０．５重量％〜１５重量％であることが好ましく、１〜１２重量％であることがより好ましく、２〜１０重量％であることがさらに好ましい。ターゲット中のＳｎあるいはＳｎＯ２の量が少なすぎると、ＩＴＯ膜の耐久性に劣る場合がある。また、ＳｎあるいはＳｎＯ２の量が多すぎると、ＩＴＯ膜が結晶化され難くなり、透明性や抵抗値の安定性が十分でない場合がある。
【００２８】
このようなターゲットを用いたスパッタ成膜にあたり、まず、スパッタ装置内の真空度（到達真空度）を好ましくは１×１０−３Ｐａ以下、より好ましくは１×１０−４Ｐａ以下となるまで排気して、スパッタ装置内の水分や基材から発生する有機ガスなどの不純物を取り除いた雰囲気とすることが好ましい。水分や有機ガスの存在は、スパッタ成膜中に発生するダングリングボンドを終結させ、ＩＴＯ等の導電性酸化物の結晶成長を妨げるからである。
【００２９】
このように排気したスパッタ装置内に、Ａｒ等の不活性ガスとともに、必要に応じて反応性ガスである酸素ガス等を導入して、所定の張力付与下で基材を搬送させながら、１Ｐａ以下の減圧下でスパッタ成膜を行う。成膜時の圧力は０．０５Ｐａ〜１Ｐａであることが好ましく、０．１Ｐａ〜０．７Ｐａであることがより好ましい。成膜圧力が高すぎると成膜速度が低下する傾向があり、逆に圧力が低すぎると放電が不安定となる傾向がある。
【００３０】
ＩＴＯをスパッタ成膜する際の基材温度は４０℃〜１９０℃であることが好ましく、８０℃〜１８０℃であることがより好ましい。そのため、成膜ロール３１０の温度も当該範囲に調整されることが好ましい。スパッタ成膜の際の基材の搬送速度は特に限定されず、透明導電層２の材料や、成膜厚み等により適宜に設定し得る。また、スパッタ成膜の際の基材の搬送張力も特に限定されないが、基材の長手方向に垂直な面における単位面積あたりの搬送張力が、０．２〜９．２Ｎ／ｍｍ２が好ましく、０．４〜５．６Ｎ／ｍｍ２がより好ましい。また、基材の単位幅あたりでの搬送張力は、例えば基材厚みが５０μｍの場合、０．０１Ｎ／ｍｍ〜０．４６Ｎ／ｍｍであることが好ましく、０．０２Ｎ／ｍｍ〜０．２８Ｎ／ｍｍであることがより好ましい。基材の搬送張力が小さすぎると、基材の搬送が不安定になる場合があり、基材の搬送張力が大きすぎると、基材の寸法変化を生じる場合がある。
【００３１】
なお、上記はスパッタリング法によりＩＴＯ膜を成膜する場合を例示したものであるが、各種成膜条件は、透明導電層の材料、成膜方法、膜厚等に応じて適宜に設定することができる。
【００３２】
透明導電層２は結晶質であってもよく、非晶質であってもよい。例えば、透明導電層としてスパッタリング法によってＩＴＯ膜が形成される場合、基材の耐熱性による制約があるため、高い温度でスパッタ成膜を行うことができない。そのため、成膜直後のＩＴＯは非晶質膜（一部が結晶化している場合もある）となっている。このような非晶質のＩＴＯ膜は結晶質のＩＴＯ膜に比して透過率が低く、加湿熱試験後の抵抗変化が大きい等の問題を生じる場合がある。かかる観点からは、一旦非晶質の透明導電層を形成した後、大気中の酸素存在下で加熱することにより、透明導電層を結晶膜へ転換させてもよい。透明導電層を結晶化することにより、透明性が向上し、さらに加湿熱試験後の抵抗変化が小さく、加湿熱信頼性が向上するなどの利点がもたらされる。
【００３３】
なお、透明導電層の結晶化は、透明フィルム基材１上に非晶質の透明導電層２を形成後、導電性金属層３の成膜前、成膜後のいずれに行ってもよい。また、エッチング等により透明導電層２の一部を除去してパターン化する場合、透明導電層の結晶化は、エッチング加工前に行うこともできるし、エッチング加工後に行ってもよい。
【００３４】
［導電性金属層］
長尺透明導電性フィルムの透明導電層２形成面側に導電性金属層３が連続的に成膜されることで、長尺導電性積層フィルムが得られる。導電性金属層の構成材料は、導電性を有するものであれば特に限定されないが、例えば、Ｔｉ，Ｓｉ，Ｎｂ，Ｉｎ，Ｚｎ，Ｓｎ，Ａｕ，Ａｇ，Ｃｕ，Ａｌ，Ｃｏ，Ｃｒ，Ｎｉ，Ｐｂ，Ｐｄ，Ｐｔ，Ｗ，Ｚｒ，Ｔａ，Ｈｆ等の金属が好適に用いられる。また、これらの金属の２種以上を含有するものや、これらの金属を主成分とする合金等も好適に用いることができる。導電性積層フィルムの形成後に導電性金属層３の一部をエッチング等により除去して図４に示すようなパターン配線を形成する場合は、導電性金属層３としてＡｕ，Ａｇ，Ｃｕ等の導電性の高い金属が好適に用いられる。中でもＣｕは導電性が高く、かつ安価な材料であるため、配線を構成する材料として適している。そのため、導電性金属層３は実質的に銅からなることが特に好ましい。
【００３５】
導電性金属層３の厚みは特に制限されない。例えば、導電性フィルムの形成後に導電性金属層３の一部をエッチング等により除去してパターン配線を形成する場合は、形成後のパターン配線が所望の抵抗値を有するように導電性金属層３の厚みが適宜に設定される。導電性金属層の厚みが過度に小さいと、パターン配線の抵抗値が高くなりすぎるために、デバイスの消費電力が大きくなる場合がある。そのため、導電性金属層は厚み２０ｎｍ以上で堆積されることが好ましい。逆に導電性金属層の厚みが過度に大きいと、導電性金属層の成膜に時間を要するために生産性に劣る他、成膜時の積算熱量が大きくなることや、成膜時のパワー密度を高くする必要があるために、フィルムに熱シワが生じ易くなる傾向がある。これらの観点から、導電性金属層の厚みは、２０ｎｍ〜５００ｎｍであることが好ましく、２０ｎｍ〜３５０ｎｍであることがより好ましい。
【００３６】
導電性金属層は、膜厚の均一性や成膜効率の観点から、化学気相成長法（ＣＶＤ）や物理気相成長法（ＰＶＤ）等の真空成膜法により成膜されることが好ましい。中でも、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、電子ビーム蒸着法等の物理気相成長法が好ましく、スパッタリング法が特に好ましい。
【００３７】
（成膜装置の構成）
導電性金属層３は、ロール・トゥー・ロール法により、基材を搬送させながら成膜される。ロール・トゥー・ロール法による導電性金属層の成膜は、図３に模式的に示すような巻取式の真空成膜装置３００を用いて行われる。真空成膜装置３００は、巻出ロール３０１および巻取ロール３０２を備え、巻出ロール３０１と巻取ロール３０２との間のフィルム搬送経路に、成膜ロール３１０および搬送ロール３０３、３０４を備える。なお、図３においては、巻出ロール３０１と成膜ロール３１０との間、および成膜ロール３１０と巻取ロール３０２との間に、それぞれ１本の搬送ロール３０３、３０４を備える形態が図示されているが、２本あるいはそれ以上の搬送ロールが備えられていてもよい。各搬送ロールは自由回転式のものであってもよく、駆動回転式のものであってもよい。成膜箇所における搬送張力を制御する観点からは、成膜ロール３１０と巻取ロール３０２との間の搬送ロールの少なくとも１本は、駆動回転ロールであることが好ましい。また、巻出ロール３０１と成膜ロール３１０との間に駆動回転ロールが配置されていてもよい。より好ましくは、巻出ロール３０１と成膜ロール３１０との間、および成膜ロール３１０と巻取ロール３０２との間のそれぞれにおいて、搬送ロールの少なくとも１本が駆動回転ロールである。なお、成膜箇所における搬送張力とは、成膜ロールと、フィルムの搬送経路上で成膜ロールに最も近い駆動ロールとの間の張力を指す。駆動ロールは、単独の駆動回転ロールであってもよく、２本のロールを１対としてフィルムを挟持するニップロールであってもよい。
【００３８】
さらに、成膜箇所における張力を制御する観点から、真空成膜装置は搬送経路にテンションピックアップロールやダンサロール等の張力検出手段を備えていることが好ましい。また、フィルムの搬送を安定させる観点からは、張力制御機構を有し、成膜箇所における搬送張力が一定となるように制御できるような構成が好ましい。張力制御機構は、テンションピックアップロール等の張力検出手段によって検出された張力が、設定値よりも高い場合には、張力検出手段よりも搬送経路の下流側に位置する駆動回転ロールの周速を小さくし、張力が設定値よりも大きい場合には、駆動回転ロールの周速を大きくするように、フィードバックを行う機構である。
【００３９】
成膜箇所における搬送張力と、巻取ロール３０２におけるフィルム巻取張力とを独立に制御する観点からは、成膜ロール３１０と巻取ロール３０２との間のフィルム搬送経路に、テンションカット手段を備えることが好ましい。また、成膜箇所における搬送張力と巻出ロール３０１からの巻出張力とを独立に制御する観点からは、巻出ロール３０１と成膜ロール３１０との間のフィルム搬送経路に、テンションカット手段を備えることが好ましい。
テンションカット手段としては、ニップロールの他、サクションロール、あるいは、フィルム搬送経路がＳ字状となるように配置されたロール群等を用いることができる。さらに、テンションカット手段と巻取ロール３０２との間の搬送経路にテンションピックアップロール等の適宜の張力検出手段が配置され、適宜の張力制御機構によって巻取張力が一定となるように巻取ロール３０２の回転トルクが調整されることが好ましい。このように、成膜箇所における搬送張力と巻取張力および／または巻出張力を独立に制御することによって、巻取張力が小さいことによる巻状態の不良や、巻取張力が大きいことによるフィルムのブロッキング等の不具合の発生を抑止し得る。
【００４０】
成膜ロール３１０は、温調可能に構成されていることが好ましい。ロールを温調する手段としては、ロール内部に温媒（および冷媒）を循環可能とした構成、ロール内に電気ヒータ等の加熱手段を備える構成、赤外線ヒータ等の加熱手段によりロールの外部からロール表面を加熱可能とした構成等が挙げられる。成膜ロールの近傍には、蒸着源、スパッタターゲット等の金属材料源３２０が装着され、この金属材料源から気化した金属原子あるいは分子が基材上に堆積することによって成膜が行われる。なお、ＣＶＤ法によって導電性金属層が成膜される場合は、金属材料源３２０が装着される代わりに、有機金属等の原料ガスが反応室内に導入される。
【００４１】
（成膜条件）
透明フィルム基材１上に透明導電層２が形成された基材Ｆは、巻出ロール３０１から巻出され、複数の搬送ロール３０３、３０４と成膜ロール３１０を経由して緩まないように連続的に搬送される。成膜ロール３１０上で、導電性金属層が真空成膜された導電性積層フィルム１０は、巻取ロール３０２で巻取られる。成膜箇所におけるフィルム基材の長手方向に垂直な面の単位面積あたりの搬送張力は、０．６〜１．８Ｎ／ｍｍ２であることが好ましく、０．７〜１．７Ｎ／ｍｍ２であることがより好ましく、０．７４〜１．６５Ｎ／ｍｍ２であることがさらに好ましい。搬送張力を上記範囲とすることによって、シワの発生が抑制される。搬送張力が過度に小さい場合には、フィルムの搬送が不安定となるために、成膜ロール上でフィルムが蛇行した場合等にシワが発生しやすくなるものと推定される。一方、搬送張力が過度に大きい場合には、フィルム幅方向の収縮応力が大きくなるとともに、フィルムと成膜ロールとの密着力が高いためにロール上でフィルムが滑り難く、幅方向の収縮変形がシワを生じ易くなるものと推定される。
【００４２】
また、上記と同様の観点より、成膜箇所におけるフィルム基材の厚さをｘ（ｍｍ）、単位幅あたりの搬送張力をｙ（Ｎ／ｍｍ）としたとき、下記式を満たすように単位幅あたりの搬送張力を付与することが好ましい。
０．６ｘ≦ｙ≦１．８ｘ
例えば、フィルム基材の厚みが５０μｍ（０．０５ｍｍ）の場合、成膜箇所におけるフィルム基材の単位幅あたりの搬送張力は、上記式より０．０３Ｎ／ｍｍ〜０．０９Ｎ／ｍｍであることが好ましく、０．０４Ｎ／ｍｍ〜０．０８Ｎ／ｍｍであることがより好ましく、０．０４８Ｎ／ｍｍ〜０．０７５Ｎ／ｍｍであることがさらに好ましい。また、例えば、フィルム基材の厚みが１００μｍ（０．１ｍｍ）の場合、成膜箇所におけるフィルム基材の単位幅あたりの搬送張力は、上記式より０．０６Ｎ／ｍｍ〜０．１８Ｎ／ｍｍであることが好ましく、０．０８Ｎ／ｍｍ〜０．１７Ｎ／ｍｍであることがより好ましく、０．０９６Ｎ／ｍｍ〜０．１６Ｎ／ｍｍであることがさらに好ましい。
【００４３】
導電性金属層成膜時の成膜ロール３１０の温度は、１１０℃〜２００℃であることが好ましく、１２０℃〜１８０℃であることがより好ましく、１３０℃〜１５５℃であることがさらに好ましい。成膜ロールの温度が過度に低いと、フィルム基材の成膜ロールとの接触面側と成膜面側との温度差が大きくなる、すなわち、フィルム厚み方向の温度分布が大きくなるために、フィルムにシワが発生しやすくなるものと推定される。一方、成膜ロールの温度が過度に高いと、成膜ロール上でのフィルムの熱変形が大きくなるために、シワを生じ易くなるものと推定される。
【００４４】
一般に、真空成膜法では、金属の気化や気相反応を促進するために、プラズマや加熱等のエネルギーが供給されるために基材の温度が上昇し、フィルム基材が熱変形を生じやすい。そのため、ポリイミド等の耐熱性フィルム基材上に銅等の導電性金属層を積層したフレキシブルプリント配線基板用の導電性積層フィルムでは、成膜ロールで基材を冷却しながら導電性金属層を真空成膜することでシワ発生を抑止するのが一般的である。これに対して、本発明は、透明フィルム基材１上に透明導電層２が形成された積層フィルム上に、さらに導電性金属層３を成膜するに場合には、成膜ロールで冷却をおこなうとシワが発生し易く、逆に、成膜ロールでフィルムを加熱することにより、シワの発生が抑制されるとの知見に基づくものである。
【００４５】
このように、フレキシブルプリント配線基板用積層フィルムのようにフィルム基材上に直接導電性金属層を成膜する場合と、本発明のように透明導電層が形成されたフィルム基材上に導電性金属層を成膜する場合とで、シワの発生傾向が異なる理由は定かではないが、透明導電層成膜時および導電性金属層成膜時のそれぞれにおいて基材が加熱されること、すなわち導電性金属層の成膜に供される基材の熱履歴が異なることが一因であると考えられる。また、フレキシブルプリント配線基板用の金属積層フィルムでは、一般にポリイミドフィルム等の耐熱非透明フィルム基材上に導電性金属層が成膜されるが、ポリエステルフィルム等の透明フィルムは、ポリイミドフィルム等に比して熱変形温度が低く、熱変形が生じやすいことも関連しているものと推定される。
【００４６】
上記のように、本発明では、導電性金属層３成膜時の成膜ロール温度および成膜箇所における搬送張力を所定範囲とすることでシワの発生を抑止し得る。成膜ロール温度および搬送張力が上記範囲であれば、その他の成膜条件は特に限定されず、導電性金属層３の材料や、成膜厚み等により適宜に設定し得る。
【００４７】
例えば、スパッタリング法により、銅からなる導電性金属層３を成膜する場合には、ターゲットとして銅（無酸素銅が好ましい）を用い、まず、スパッタ装置内の真空度（到達真空度）を好ましくは１×１０−３Ｐａ以下となるまで排気して、スパッタ装置内の水分や基材から発生する有機ガスなどの不純物を取り除いた雰囲気とすることが好ましい。
【００４８】
このように排気したスパッタ装置内に、Ａｒ等の不活性ガスを導入して、前記範囲の張力付与下で基材を搬送させながら、前記範囲の温度に成膜ロール温度を調整して、減圧下でスパッタ成膜を行う。成膜時の圧力は０．０５Ｐａ〜１．０Ｐａであることが好ましく、０．１Ｐａ〜０．７Ｐａであることがより好ましい。成膜圧力が高すぎると成膜速度が低下する傾向があり、逆に圧力が低すぎると放電が不安定となる傾向がある。
【００４９】
このようにして、透明フィルム基材１上に透明導電層２および導電性金属層３が形成された導電性積層フィルムが得られるが、図２に示すように、導電性金属層３上にさらに第２の導電性金属層４を成膜した導電性積層フィルム１１を形成してもよい。例えば、導電性金属層３が銅からなる場合には、透明導電層の結晶化や、タッチパネル等のデバイス組立て時の加熱処理によって銅が酸化され、抵抗値が増大することがあるため、銅上に酸化防止層としての第２導電性金属層４を形成することができる。
【００５０】
導電性金属層３が銅からなる場合には、第２導電性金属層４として銅−ニッケル合金を成膜すれば、良好な酸化防止として機能し得る。この場合、第２導電性金属層は、銅とニッケルの合計１００重量部に対してニッケルを１５〜５５重量部含有することが好ましい。ニッケル含有量がこの範囲であれば、銅の酸化防止層として作用するとともに、銅からなる導電性金属層と同一のエッチャントにより同時にエッチング処理し得るために、エッチングによるパターン配線の形成を容易になし得る。
【００５１】
このような第２導電性金属層４は、例えば５〜１００ｎｍの厚みで形成される。第２導電性金属層の厚みが過度に小さいと、酸化防止層としての作用が発揮されず、第２導電性金属層の厚みが過度に大きいと、成膜に時間を要するために生産性に劣る他、成膜時に熱シワを生じ易くなる傾向がある。
【００５２】
＜パターン配線付き透明導電性積層フィルム＞
このような本発明の導電性積層フィルムは、パターン配線付き透明導電性積層フィルムの形成に適している。図４は、パターン配線付き透明導電性積層フィルムの一実施形態を模式的に表す平面図であり、図５は図４のＶ−Ｖ線における断面を模式的に表す断面図である。パターン配線付き透明導電性積層フィルム１００は、複数の透明電極１２１〜１２６からなる透明電極部、およびパターン配線部１３１ａ〜１３６ａ、１３１ｂ〜１３６ｂを有する。パターン配線は透明電極に接続されている。なお、図４では、透明導電層が複数の透明電極１２１〜１２６を形成するようにパターン化されているが、透明導電層はパターン化されていなくてもよい。また、図４においては、各透明電極が短冊状にパターン化されており、その両端部がパターン配線と接続されているが、電極の形状は短冊状に限定されず、また透明電極は１箇所あるいは３箇所以上でパターン配線と接続されていてもよい。各パターン配線は必要に応じて、ＩＣ等の制御手段１５０に接続される。
【００５３】
図６に模式的に示すように、透明電極１２１は、透明フィルム基材１上に透明導電層２を有する領域であり、パターン配線１３１ａおよび１３１ｂは、透明フィルム基材１上に透明導電層２および導電性金属層３をこの順に有する領域である。なお、導電性金属層３の上には、前述の第２導電性金属層のような付加的な層が形成されていてもよい。
【００５４】
このようなパターン配線付き透明導電性積層フィルムは、前記導電性積層フィルムの透明導電層２、導電性金属層３のそれぞれをエッチング等により除去してパターン化することにより形成され得る。具体的には、まず、導電性金属層３の一部が除去されて、パターン配線が形成される。この際、パターン配線部１３１ａ〜１３６ａおよび１３１ｂ〜１３６ｂにおいて導電性金属層３が残存するように加工がおこなわれる。なお、導電性金属層３上に第２導電性金属層が形成されている場合には、第２導電性金属層も同様にエッチング等によりパターン化することが好ましい。また、透明電極とパターン配線との接続部２３１ａ〜２３６ａおよび２３１ｂ〜２３６ｂにおいても導電性金属層３が残存するように、加工が行われることが好ましい。なお、このパターン配線と透明電極との接続部は、パターン配線部の一部を構成している。
【００５５】
導電性金属層の除去は、エッチングにより行うことが好ましい。エッチングに際しては、パターンを形成するためのマスクによりパターン配線部および接続部に対応する領域の表面を覆って、エッチャントにより導電性金属層３をエッチングする方法が好適に用いられる。なお、導電性金属層３上にさらに第２導電性金属層が形成されている場合は、導電性金属層３とともに第２導電性金属層も同時にエッチングにより除去されることが好ましい。
【００５６】
導電性金属層３を除去した後、透明導電層２の露出部において、透明導電層２の一部が除去されることで、図４に示すようなパターン化された透明電極１２１〜１２６が形成される。透明導電層２の除去もエッチングにより行うことが好ましい。エッチングに際しては、パターンを形成するためのマスクにより、透明電極部１２１〜１２６に対応する領域の表面を覆って、エッチャントにより透明導電層２をエッチングする方法が好適に用いられる。
【００５７】
透明導電層のエッチングに用いられるエッチャントは、透明導電層を形成する材料によって適宜に選択し得る。透明導電層としてＩＴＯ等の導電性酸化物が用いられる場合は、エッチャントとして酸が好適に用いられる。酸としては、例えば、塩化水素、臭化水素、硫酸、硝酸、リン酸等の無機酸、酢酸等の有機酸、およびこれらの混合物、ならびにそれらの水溶液が挙げられる。
【００５８】
＜光学デバイス＞
このようにして得られたパターン配線付き透明導電性積層フィルムは、必要に応じてＩＣ等の制御手段１５０が設けられ、実用に供される。透明導電性積層フィルムは、パターン化された透明電極を有し、各透明電極がパターン配線に接続されていることから、各種の光学デバイスに好適に用いられる。このようなデバイスとしては、タッチパネルや、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ等のフラットパネルディスプレイ、照明装置等が挙げられる。タッチパネルとしては、例えば、静電容量方式、抵抗膜方式などのタッチパネルが挙げられる。
【００５９】
このような光学デバイスの形成においては、パターン配線付き透明導電性積層フィルムをそのまま用いてもよいし、透明電極上に他の付加的な層を設けたものを用いることができる。例えば有機ＥＬでは、陽極として作用し得る透明電極上に、発光層、および陰極として作用し得る金属電極層等を設けることができる。
【実施例】
【００６０】
以下、本発明の導電性積層フィルムの製造方法に関して、実施例を用いて詳細に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、実施例に限定されるものではない。
【００６１】
（誘電体層の形成）
幅１０８５ｍｍ、厚み５０μｍ（０．０５ｍｍ）の二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム（Ｔｇ：６９℃；断面積５４．２５ｍｍ２；三菱樹脂製 商品名「Ｔ６０２Ｅ５０」、以下、ＰＥＴフィルムという）からなる透明フィルムの一方の面に、シリカゾル（コルコート（株）製，コルコートＰ）を、固形分濃度２％になるようにエタノールで希釈したものを、シリカコート法により塗布し、その後、１５０℃で２分間乾燥、硬化させて、厚さが３５ｎｍの誘電体層（ＳｉＯ２膜，光の屈折率１．４６）を形成した。
【００６２】
（透明導電層の形成）
図３に模式的に示すような平行平板型の巻取式マグネトロンスパッタ装置に、酸化インジウムと酸化スズとを９０：１０の重量比で含有する焼結体ターゲットを装着した。誘電体層が形成されたＰＥＴフィルム基材を搬送しながら、真空排気により脱水、脱ガスを行った。その後、成膜ロールの温度を１４０〜１４５℃として、アルゴンガスおよび酸素ガスを導入し、搬送速度７．７ｍ／分、搬送張力０．０３６〜０．１１Ｎ／ｍｍで基材を搬送しながらＤＣスパッタリングにより成膜を行い、誘電体層上に厚み２５ｎｍのＩＴＯ膜を成膜して、透明導電性フィルムを得た。透明導電性フィルム表面のＩＴＯ膜の表面抵抗を四端子法により測定したところ、４５０Ω／□であった。
【００６３】
（導電性金属層の形成）
図３に模式的に示すような平行平板型の巻取式マグネトロンスパッタ装置に、無酸素銅ターゲットを装着した。基材上にＩＴＯ膜が形成された透明導電性フィルムを搬送しながら、真空排気により脱水、脱ガスを行った。その後、アルゴンガスを導入し、搬送速度４．４ｍ／分で基材を搬送しながらＤＣスパッタリングにより成膜を行い、ＩＴＯ膜上に銅からなる厚み８０ｎｍの導電性金属層を成膜した。導電性金属層成膜の際のＰＥＴフィルムの長手方向に垂直な面の単位面積あたりの搬送張力を０．５６〜２．２２Ｎ／ｍｍ２（単位幅あたりの搬送張力を０．０２８〜０．１１Ｎ／ｍｍの範囲）、成膜ロール温度を８０〜２２０℃の範囲で変更し、各水準の導電性積層フィルムを評価に供した。なお、いずれの水準においても、四端子法により測定した金属層の表面抵抗は０．３Ω／□であった。
【００６４】
（熱シワの評価）
各水準で得られた導電性積層フィルムを、搬送方向に約１５ｃｍの長さに切り出し、蛍光灯を導電性フィルムに照射して、目視にて熱シワの有無を観察した。
Ａ・・・熱シワが観察されない
Ｂ・・・少量の熱シワが観察される
Ｃ・・・多量の熱シワが観察される
導電性金属層成膜時の各成膜ロール温度におけるフィルム基材の単位面積あたりの搬送張力（Ｎ／ｍｍ２）と熱シワの評価結果の一覧を表１に、フィルム基材の単位幅あたりの搬送張力（Ｎ／ｍｍ）と熱シワの評価結果の一覧を表２に示す。
【００６５】
【表１】
【００６６】
【表２】
【００６７】
表１及び２に示すように、導電性金属層成膜時の成膜ロール温度およびフィルム搬送張力を所定範囲とすることによって、シワの発生が抑制されていることがわかる。
【００６８】
また、フィルム基材として幅１０９０ｍｍ、厚み１２５μｍのＰＥＴフィルム（断面積１３６．２５ｍｍ２）を用いた導電性積層フィルムについて、成膜ロール温度を１４０℃とし、フィルム基材の単位面積当たりの搬送張力を０．７３Ｎ／ｍｍ２（単位幅あたりの搬送張力は０．０９２Ｎ／ｍｍ）として熱シワを評価したところ、評価結果はＡであり、シワの発生が抑制された。
【００６９】
さらに上記同様、フィルム基材として幅１０９０ｍｍ、厚み１２５μｍのＰＥＴフィルム（断面積１３６．２５ｍｍ２）を用いた導電性積層フィルムについて、成膜ロール温度を１４０℃とし、フィルム基材の単位面積当たりの搬送張力を１．１７Ｎ／ｍｍ２（単位幅あたりの搬送張力は０．１４７Ｎ／ｍｍ）として熱シワを評価したところ、評価結果はＡであり、シワの発生が抑制された。
【００７０】
次いで、フィルム基材として幅１０９０ｍｍ、厚み１００μｍのＰＥＴフィルム（断面積１０９ｍｍ２）を用いた導電性積層フィルムについて、成膜ロール温度を１４０℃とし、フィルム基材の単位面積当たりの搬送張力を１．４７Ｎ／ｍｍ２（単位幅あたりの搬送張力は０．１４７Ｎ／ｍｍ）として熱シワを評価したところ、評価結果はＡであり、シワの発生が抑制された。
【符号の説明】
【００７１】
１ 透明フィルム基材
２ 透明導電層
３ 導電性金属層
４ 第２導電性金属層
１０、１１ 導電性積層フィルム
３００ 巻取式スパッタ装置
３０１ 巻出ロール
３０２ 巻取ロール
３０３ 搬送ロール
３１０ 成膜ロール
３２０ 金属材料源
１００ パターン配線付き透明導電性積層フィルム
１２１〜１２６ 透明電極
１３１〜１３６ パターン配線
１５０ 制御手段
２３１〜２３６ 接続部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、透明基材上に透明導電層および導電性金属層が設けられた導電性積層フィルムの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ等のフラットパネルディスプレイや、タッチパネル等の表示装置では、インジウム−スズ酸化物（ＩＴＯ）等の透明導電性酸化物からなる透明電極が用いられている。この透明電極には、外部から電圧を付与したり、透明電極上の電位を検出する目的でパターン配線が接続されている。パターン配線としては、スクリーン印刷法等によって銀ペーストを形成したものが広く用いられている。一般に、表示装置においては、例えば図４に模式的に示すように、透明電極の周辺部を引き回すように配線がパターン形成される。そして、加飾された基材等を用いることで、この配線が外部から視認されないように表示装置が組み立てられる。
【０００３】
表示装置の高精細化や高機能化に伴って、引き回し配線のパターンは複雑化する傾向にある。例えば、タッチパネルでは、多点入力（マルチタッチ）が可能な投影型静電容量方式のタッチパネルや、マトリックス型の抵抗膜方式タッチパネルが近年脚光を浴びている。これらの方式のタッチパネルでは、透明導電層が、所定形状（例えば短冊状）にパターン化されて透明電極を形成し、各透明電極とＩＣ等の制御手段との間にパターン配線が形成される。このように、配線のパターンが複雑化する一方で、引き回し配線が視認されないように周辺部が加飾された領域をより狭くして、表示装置における表示領域の面積比率を高めること（狭額縁化）も求められている。しかしながら、前述の銀ペーストを印刷する方法では、電極の線幅を小さくすることには限界があるため、表示装置をさらに狭額縁化することは困難である。
【０００４】
表示装置をさらに狭額縁化するためには、パターン配線を細線化し、かつ抵抗の上昇を抑制するために導電性の高い配線材料を用いる必要がある。かかる観点から、透明基材上に透明導電層を形成し、その上に導電性の金属層を形成した積層体を作製し、金属層、透明導電層を順次エッチングにより選択除去してパターン化する方法が提案されている（例えば特許文献１）。このような方法によれば、エッチングによりパターン配線を形成し得るため、前述のようなスクリーン印刷法等によって形成されたパターン配線に比して細線化が可能であり、表示装置の狭額縁化が可能となる。
【０００５】
上記のような透明基材上に透明導電層および導電性金属層が形成された積層体の作成において、一般に、金属層等は、スパッタリング法等の真空成膜法により形成される。ロール・ツー・ロール法により長尺の基材上に連続的に金属層の成膜が行われる場合には、真空成膜装置内で、冷媒を循環させる等の方法により冷却された成膜ロール上で成膜を行い、フィルム基材の熱変形に起因するシワの発生を抑止することが行われている（例えば特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭６３−１１３５８５号公報
【特許文献２】特開昭６２−２４７０７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記のように、フィルム基材上に金属層を形成する場合においては、フィルム基材を冷却して熱変形を防止することが行われているが、透明フィルム基材上に透明導電層を形成し、その上にさらに金属層を形成する場合には、成膜ロールを冷却しても、フィルム基材にシワが生じやすいことが判明した。かかる観点に鑑み、本発明は、シワの発生が抑止された導電性積層フィルムの製造方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、ポリエステル系樹脂を構成材料とする透明フィルム基材上に、導電性金属酸化物からなる透明導電層および導電性金属層が順次形成された導電性積層フィルムの製造方法に関する。本発明の製造方法において、長尺透明フィルム基材上に透明導電層が形成された長尺透明導電性フィルムが搬送されながら、透明導電性フィルムの透明導電層形成面側に導電性金属層が連続的に成膜される。導電性金属層の成膜は、１Ｐａ以下の減圧環境で行われる。前記長尺状透明導電性フィルムは、搬送張力が付与されることで連続的に搬送され、透明導電層非形成面側が成膜ロールの表面に接触した状態で、透明導電層形成面側に前記導電性金属層が連続的に堆積される。成膜ロールの表面温度は１１０℃〜２００℃であることが好ましい。成膜箇所におけるフィルム基材の長手方向に垂直な面の単位面積あたりの搬送張力は、０．６〜１．８Ｎ／ｍｍ２であることが好ましい。
【０００９】
成膜箇所におけるフィルム基材の厚さをｘ（ｍｍ）、単位幅あたりの搬送張力をｙ（Ｎ／ｍｍ）としたとき、下記式を満たすように単位幅あたりの搬送張力を付与することが好ましい。
０．６ｘ≦ｙ≦１．８ｘ
【００１０】
導電性金属層の成膜はスパッタリング法により行われることが好ましい。また、導電性金属層の堆積厚みは２０ｎｍ以上であることが好ましい。
【００１１】
透明導電層はインジウム−スズ酸化物を主成分とする導電性酸化物層であることが好ましい。導電性金属層はＴｉ，Ｓｉ，Ｎｂ，Ｉｎ，Ｚｎ，Ｓｎ，Ａｕ，Ａｇ，Ｃｕ，Ａｌ，Ｃｏ，Ｃｒ，Ｎｉ，Ｐｂ，Ｐｄ，Ｐｔ，Ｗ，Ｚｒ，ＴａおよびＨｆからなる群から選択される１種または２種以上の金属からなるか、あるいはこれらを主成分とする合金であることが好ましい。中でも、導電性金属層は実質的に銅からなることが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、所定の搬送張力および温度条件下で導電性金属層が成膜されるために、導電性金属層成膜時のシワの発生が抑制され、導電性積層フィルムは外観および電気特性の面内の均一性に優れる。本発明により得られる導電性積層体は、例えば、エッチング等により導電性金属層の一部を所定形状にパターン化して、パターン配線付き透明導電性積層フィルムを形成することができる。このようにして得られる透明導電性フィルムは、タッチパネル、表示装置等の光学デバイスに好適に用いられる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】一実施形態に係る導電性積層フィルムの模式的断面図である。
【図２】一実施形態に係る導電性積層フィルムの模式的断面図である。
【図３】真空成膜装置の構成を説明する概念図である。
【図４】一形態に係るパターン配線付き透明導電性積層フィルムの模式的平面図である。
【図５】図４のＶ−Ｖ線における断面を模式的に表す図である。
【図６】パターン配線付き透明導電性積層フィルムの製造過程を説明するための模式的平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
＜導電性積層フィルム＞
本発明の実施の形態について、図面を参照しながら以下に説明する。図１は一実施形態に係る導電性積層フィルムの模式的断面図である。導電性積層フィルム１０は、透明フィルム基材１上に透明導電層２および導電性金属層３が順次形成された構成を有する。本発明の製造方法では、長尺透明フィルム基材上に透明導電層が形成された長尺透明導電性フィルムの透明導電層２形成面側に導電性金属層３が形成される。
【００１５】
［透明フィルム基材］
透明フィルム基材１としては、可撓性を有しかつ可視光領域において透明であるものであれば特に制限されず、透明性を有し、ポリエステル系樹脂を構成材料とするプラスチックフィルムが用いられる。ポリエステル系樹脂は、透明性、耐熱性、および機械特性に優れることから好適に用いられる。ポリエステル系樹脂としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）やポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等が特に好適である。また、プラスチックフィルムは強度の観点から延伸処理が行われていることが好ましく、二軸延伸処理されていることがより好ましい。延伸処理としては特に限定されず、公知の延伸処理を採用することができる。
【００１６】
透明フィルム基材の厚みは、２〜２００μｍの範囲内であることが好ましく、２〜１３０μｍの範囲内であることがより好ましく、２〜１００μｍの範囲内であることがさらに好ましい。フィルムの厚みが２μｍ未満であると、機械的強度が不足し、フィルムをロール状にして透明導電層２や導電性金属層３を連続的に成膜する操作が困難になる場合がある。一方、フィルムの厚みが２００μｍを超えると、透明導電層２の耐擦傷性やタッチパネルを形成した場合の打点特性等の向上が図れない場合がある。
【００１７】
透明フィルム基材には、表面に予めスパッタリング、コロナ放電、火炎、紫外線照射、電子線照射、化成、酸化などのエッチング処理や下塗り処理を施して、フィルム基材上に形成される透明導電層２との密着性を向上させるようにしてもよい。また、透明導電層を形成する前に、必要に応じて溶剤洗浄や超音波洗浄などにより、フィルム基材表面を除塵、清浄化してもよい。
【００１８】
また、透明フィルム基材１の透明導電層２形成面には、誘電体層やハードコート層が形成されていてもよい。透明基材の透明導電層形成面側の表面に形成される誘電体層は、導電層としての機能を有さないものであり、表面抵抗が、例えば１×１０６Ω／□以上であり、好ましくは１×１０７Ω／□以上、さらに好ましくは１×１０８Ω／□以上である。なお、誘電体層の表面抵抗の上限は特にない。一般的には、誘電体層の表面抵抗の上限は測定限界である１×１０１３Ω／□程度であるが、１×１０１３Ω／□を超えるものであってもよい。
【００１９】
誘電体層の材料としては、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）などの無機物〔（ ）内の数値は屈折率を示す〕や、屈折率が１．４〜１．６程度のアクリル樹脂、ウレタン樹脂、メラミン樹脂、アルキド樹脂、シロキサン系ポリマー、有機シラン縮合物などの有機物、あるいは上記無機物と上記有機物の混合物が挙げられる。
【００２０】
このように、透明基材の透明導電層形成面側に誘電体層を形成することによって、例えば図４に示すように透明導電層２が複数の透明電極１２１〜１２６にパターン化された場合においても、透明導電層形成領域と透明導電層非形成領域との間の視認性の差を低減することが可能である。また、透明基材としてフィルム基材を用いる場合においては、誘電体層がプラスチックフィルムからのオリゴマー等の低分子量成分の析出を抑止する封止層としても作用し得る。
【００２１】
透明フィルム基材１の透明導電層２形成面と反対側の面には、必要に応じてハードコート層や易接着層、ブロッキング防止層等が設けられていてもよい。また、粘着剤などの適宜の接着手段を用いて他の基材が貼り合わせられたものや、他の基材と貼り合わせるための粘着剤層等にセパレータ等の保護層が仮着されたものであってもよい。
【００２２】
このような透明フィルム基材は、長尺フィルムをロール状に巻回したものとして供され、その上に透明導電層２が連続的に成膜されて、長尺透明導電性フィルムが得られる。
【００２３】
［透明導電層］
透明導電層２の構成材料は特に限定されず、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｓｂ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｚｒ、Ｍｇ、Ａｌ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｄ、Ｗからなる群より選択される少なくとも１種の金属の金属酸化物が好適に用いられる。当該金属酸化物には、必要に応じて、さらに上記群に示された金属原子を含んでいてもよい。例えば酸化スズを含有する酸化インジウム（ＩＴＯ）、アンチモンを含有する酸化スズ（ＡＴＯ）などが好ましく用いられ、ＩＴＯが特に好ましく用いられる。
【００２４】
透明導電層の厚みは特に制限されないが、その表面抵抗を１×１０３Ω／□以下の良好な導電性を有する連続被膜とするには、厚みを１０ｎｍ以上とするのが好ましい。膜厚が、厚くなりすぎると透明性の低下などをきたすため、厚みは１５〜３５ｎｍであることが好ましく、より好ましくは２０〜３０ｎｍの範囲内である。透明導電層の厚みが１５ｎｍ未満であると膜表面の電気抵抗が高くなり、かつ連続被膜になり難くなる。また、透明導電層の厚みが３５ｎｍを超えると透明性の低下などをきたす場合がある。
【００２５】
透明導電層の形成方法は特に限定されず、透明導電層を形成する材料や必要とする膜厚に応じて適宜の方法を採用し得る。膜厚の均一性や成膜効率の観点からは、化学気相成長法（ＣＶＤ）や物理気相成長法（ＰＶＤ）等の真空成膜法が好適に採用される。中でも、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、電子ビーム蒸着法等の物理気相成長法が好ましく、スパッタリング法が特に好ましい。
【００２６】
長尺状の積層体を得る観点から、透明導電層２の成膜は、例えばロール・トウー・ロール法等により、所定の張力付与下で基材を搬送させながら行われることが好ましい。ロール・トゥー・ロール法による透明導電層の成膜は、例えば、図３に模式的に示すような巻取式スパッタ装置３００を用い、巻出ロール３０１からフィルム基材を繰り出して連続搬送させながら、成膜ロール３１０上でスパッタ成膜を行い、基材１上に透明導電層２が形成された積層フィルムを巻取ロール３０２にてロール状に巻回することによって行われる。
【００２７】
透明導電層２としてＩＴＯ膜が形成される場合、スパッタターゲットとしては、金属ターゲット（Ｉｎ−Ｓｎターゲット）または金属酸化物ターゲット（Ｉｎ２Ｏ３−ＳｎＯ２ターゲット）が好適に用いられる。Ｉｎ２Ｏ３−ＳｎＯ２金属酸化物ターゲットが用いられる場合、該金属酸化物ターゲット中のＳｎＯ２の量が、Ｉｎ２Ｏ３とＳｎＯ２とを加えた重さに対して、０．５重量％〜１５重量％であることが好ましく、１〜１２重量％であることがより好ましく、２〜１０重量％であることがさらに好ましい。Ｉｎ−Ｓｎ金属ターゲットが用いられる反応性スパッタリングの場合、該金属ターゲット中のＳｎ原子の量が、Ｉｎ原子とＳｎ原子とを加えた重さに対し、０．５重量％〜１５重量％であることが好ましく、１〜１２重量％であることがより好ましく、２〜１０重量％であることがさらに好ましい。ターゲット中のＳｎあるいはＳｎＯ２の量が少なすぎると、ＩＴＯ膜の耐久性に劣る場合がある。また、ＳｎあるいはＳｎＯ２の量が多すぎると、ＩＴＯ膜が結晶化され難くなり、透明性や抵抗値の安定性が十分でない場合がある。
【００２８】
このようなターゲットを用いたスパッタ成膜にあたり、まず、スパッタ装置内の真空度（到達真空度）を好ましくは１×１０−３Ｐａ以下、より好ましくは１×１０−４Ｐａ以下となるまで排気して、スパッタ装置内の水分や基材から発生する有機ガスなどの不純物を取り除いた雰囲気とすることが好ましい。水分や有機ガスの存在は、スパッタ成膜中に発生するダングリングボンドを終結させ、ＩＴＯ等の導電性酸化物の結晶成長を妨げるからである。
【００２９】
このように排気したスパッタ装置内に、Ａｒ等の不活性ガスとともに、必要に応じて反応性ガスである酸素ガス等を導入して、所定の張力付与下で基材を搬送させながら、１Ｐａ以下の減圧下でスパッタ成膜を行う。成膜時の圧力は０．０５Ｐａ〜１Ｐａであることが好ましく、０．１Ｐａ〜０．７Ｐａであることがより好ましい。成膜圧力が高すぎると成膜速度が低下する傾向があり、逆に圧力が低すぎると放電が不安定となる傾向がある。
【００３０】
ＩＴＯをスパッタ成膜する際の基材温度は４０℃〜１９０℃であることが好ましく、８０℃〜１８０℃であることがより好ましい。そのため、成膜ロール３１０の温度も当該範囲に調整されることが好ましい。スパッタ成膜の際の基材の搬送速度は特に限定されず、透明導電層２の材料や、成膜厚み等により適宜に設定し得る。また、スパッタ成膜の際の基材の搬送張力も特に限定されないが、基材の長手方向に垂直な面における単位面積あたりの搬送張力が、０．２〜９．２Ｎ／ｍｍ２が好ましく、０．４〜５．６Ｎ／ｍｍ２がより好ましい。また、基材の単位幅あたりでの搬送張力は、例えば基材厚みが５０μｍの場合、０．０１Ｎ／ｍｍ〜０．４６Ｎ／ｍｍであることが好ましく、０．０２Ｎ／ｍｍ〜０．２８Ｎ／ｍｍであることがより好ましい。基材の搬送張力が小さすぎると、基材の搬送が不安定になる場合があり、基材の搬送張力が大きすぎると、基材の寸法変化を生じる場合がある。
【００３１】
なお、上記はスパッタリング法によりＩＴＯ膜を成膜する場合を例示したものであるが、各種成膜条件は、透明導電層の材料、成膜方法、膜厚等に応じて適宜に設定することができる。
【００３２】
透明導電層２は結晶質であってもよく、非晶質であってもよい。例えば、透明導電層としてスパッタリング法によってＩＴＯ膜が形成される場合、基材の耐熱性による制約があるため、高い温度でスパッタ成膜を行うことができない。そのため、成膜直後のＩＴＯは非晶質膜（一部が結晶化している場合もある）となっている。このような非晶質のＩＴＯ膜は結晶質のＩＴＯ膜に比して透過率が低く、加湿熱試験後の抵抗変化が大きい等の問題を生じる場合がある。かかる観点からは、一旦非晶質の透明導電層を形成した後、大気中の酸素存在下で加熱することにより、透明導電層を結晶膜へ転換させてもよい。透明導電層を結晶化することにより、透明性が向上し、さらに加湿熱試験後の抵抗変化が小さく、加湿熱信頼性が向上するなどの利点がもたらされる。
【００３３】
なお、透明導電層の結晶化は、透明フィルム基材１上に非晶質の透明導電層２を形成後、導電性金属層３の成膜前、成膜後のいずれに行ってもよい。また、エッチング等により透明導電層２の一部を除去してパターン化する場合、透明導電層の結晶化は、エッチング加工前に行うこともできるし、エッチング加工後に行ってもよい。
【００３４】
［導電性金属層］
長尺透明導電性フィルムの透明導電層２形成面側に導電性金属層３が連続的に成膜されることで、長尺導電性積層フィルムが得られる。導電性金属層の構成材料は、導電性を有するものであれば特に限定されないが、例えば、Ｔｉ，Ｓｉ，Ｎｂ，Ｉｎ，Ｚｎ，Ｓｎ，Ａｕ，Ａｇ，Ｃｕ，Ａｌ，Ｃｏ，Ｃｒ，Ｎｉ，Ｐｂ，Ｐｄ，Ｐｔ，Ｗ，Ｚｒ，Ｔａ，Ｈｆ等の金属が好適に用いられる。また、これらの金属の２種以上を含有するものや、これらの金属を主成分とする合金等も好適に用いることができる。導電性積層フィルムの形成後に導電性金属層３の一部をエッチング等により除去して図４に示すようなパターン配線を形成する場合は、導電性金属層３としてＡｕ，Ａｇ，Ｃｕ等の導電性の高い金属が好適に用いられる。中でもＣｕは導電性が高く、かつ安価な材料であるため、配線を構成する材料として適している。そのため、導電性金属層３は実質的に銅からなることが特に好ましい。
【００３５】
導電性金属層３の厚みは特に制限されない。例えば、導電性フィルムの形成後に導電性金属層３の一部をエッチング等により除去してパターン配線を形成する場合は、形成後のパターン配線が所望の抵抗値を有するように導電性金属層３の厚みが適宜に設定される。導電性金属層の厚みが過度に小さいと、パターン配線の抵抗値が高くなりすぎるために、デバイスの消費電力が大きくなる場合がある。そのため、導電性金属層は厚み２０ｎｍ以上で堆積されることが好ましい。逆に導電性金属層の厚みが過度に大きいと、導電性金属層の成膜に時間を要するために生産性に劣る他、成膜時の積算熱量が大きくなることや、成膜時のパワー密度を高くする必要があるために、フィルムに熱シワが生じ易くなる傾向がある。これらの観点から、導電性金属層の厚みは、２０ｎｍ〜５００ｎｍであることが好ましく、２０ｎｍ〜３５０ｎｍであることがより好ましい。
【００３６】
導電性金属層は、膜厚の均一性や成膜効率の観点から、化学気相成長法（ＣＶＤ）や物理気相成長法（ＰＶＤ）等の真空成膜法により成膜されることが好ましい。中でも、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、電子ビーム蒸着法等の物理気相成長法が好ましく、スパッタリング法が特に好ましい。
【００３７】
（成膜装置の構成）
導電性金属層３は、ロール・トゥー・ロール法により、基材を搬送させながら成膜される。ロール・トゥー・ロール法による導電性金属層の成膜は、図３に模式的に示すような巻取式の真空成膜装置３００を用いて行われる。真空成膜装置３００は、巻出ロール３０１および巻取ロール３０２を備え、巻出ロール３０１と巻取ロール３０２との間のフィルム搬送経路に、成膜ロール３１０および搬送ロール３０３、３０４を備える。なお、図３においては、巻出ロール３０１と成膜ロール３１０との間、および成膜ロール３１０と巻取ロール３０２との間に、それぞれ１本の搬送ロール３０３、３０４を備える形態が図示されているが、２本あるいはそれ以上の搬送ロールが備えられていてもよい。各搬送ロールは自由回転式のものであってもよく、駆動回転式のものであってもよい。成膜箇所における搬送張力を制御する観点からは、成膜ロール３１０と巻取ロール３０２との間の搬送ロールの少なくとも１本は、駆動回転ロールであることが好ましい。また、巻出ロール３０１と成膜ロール３１０との間に駆動回転ロールが配置されていてもよい。より好ましくは、巻出ロール３０１と成膜ロール３１０との間、および成膜ロール３１０と巻取ロール３０２との間のそれぞれにおいて、搬送ロールの少なくとも１本が駆動回転ロールである。なお、成膜箇所における搬送張力とは、成膜ロールと、フィルムの搬送経路上で成膜ロールに最も近い駆動ロールとの間の張力を指す。駆動ロールは、単独の駆動回転ロールであってもよく、２本のロールを１対としてフィルムを挟持するニップロールであってもよい。
【００３８】
さらに、成膜箇所における張力を制御する観点から、真空成膜装置は搬送経路にテンションピックアップロールやダンサロール等の張力検出手段を備えていることが好ましい。また、フィルムの搬送を安定させる観点からは、張力制御機構を有し、成膜箇所における搬送張力が一定となるように制御できるような構成が好ましい。張力制御機構は、テンションピックアップロール等の張力検出手段によって検出された張力が、設定値よりも高い場合には、張力検出手段よりも搬送経路の下流側に位置する駆動回転ロールの周速を小さくし、張力が設定値よりも大きい場合には、駆動回転ロールの周速を大きくするように、フィードバックを行う機構である。
【００３９】
成膜箇所における搬送張力と、巻取ロール３０２におけるフィルム巻取張力とを独立に制御する観点からは、成膜ロール３１０と巻取ロール３０２との間のフィルム搬送経路に、テンションカット手段を備えることが好ましい。また、成膜箇所における搬送張力と巻出ロール３０１からの巻出張力とを独立に制御する観点からは、巻出ロール３０１と成膜ロール３１０との間のフィルム搬送経路に、テンションカット手段を備えることが好ましい。
テンションカット手段としては、ニップロールの他、サクションロール、あるいは、フィルム搬送経路がＳ字状となるように配置されたロール群等を用いることができる。さらに、テンションカット手段と巻取ロール３０２との間の搬送経路にテンションピックアップロール等の適宜の張力検出手段が配置され、適宜の張力制御機構によって巻取張力が一定となるように巻取ロール３０２の回転トルクが調整されることが好ましい。このように、成膜箇所における搬送張力と巻取張力および／または巻出張力を独立に制御することによって、巻取張力が小さいことによる巻状態の不良や、巻取張力が大きいことによるフィルムのブロッキング等の不具合の発生を抑止し得る。
【００４０】
成膜ロール３１０は、温調可能に構成されていることが好ましい。ロールを温調する手段としては、ロール内部に温媒（および冷媒）を循環可能とした構成、ロール内に電気ヒータ等の加熱手段を備える構成、赤外線ヒータ等の加熱手段によりロールの外部からロール表面を加熱可能とした構成等が挙げられる。成膜ロールの近傍には、蒸着源、スパッタターゲット等の金属材料源３２０が装着され、この金属材料源から気化した金属原子あるいは分子が基材上に堆積することによって成膜が行われる。なお、ＣＶＤ法によって導電性金属層が成膜される場合は、金属材料源３２０が装着される代わりに、有機金属等の原料ガスが反応室内に導入される。
【００４１】
（成膜条件）
透明フィルム基材１上に透明導電層２が形成された基材Ｆは、巻出ロール３０１から巻出され、複数の搬送ロール３０３、３０４と成膜ロール３１０を経由して緩まないように連続的に搬送される。成膜ロール３１０上で、導電性金属層が真空成膜された導電性積層フィルム１０は、巻取ロール３０２で巻取られる。成膜箇所におけるフィルム基材の長手方向に垂直な面の単位面積あたりの搬送張力は、０．６〜１．８Ｎ／ｍｍ２であることが好ましく、０．７〜１．７Ｎ／ｍｍ２であることがより好ましく、０．７４〜１．６５Ｎ／ｍｍ２であることがさらに好ましい。搬送張力を上記範囲とすることによって、シワの発生が抑制される。搬送張力が過度に小さい場合には、フィルムの搬送が不安定となるために、成膜ロール上でフィルムが蛇行した場合等にシワが発生しやすくなるものと推定される。一方、搬送張力が過度に大きい場合には、フィルム幅方向の収縮応力が大きくなるとともに、フィルムと成膜ロールとの密着力が高いためにロール上でフィルムが滑り難く、幅方向の収縮変形がシワを生じ易くなるものと推定される。
【００４２】
また、上記と同様の観点より、成膜箇所におけるフィルム基材の厚さをｘ（ｍｍ）、単位幅あたりの搬送張力をｙ（Ｎ／ｍｍ）としたとき、下記式を満たすように単位幅あたりの搬送張力を付与することが好ましい。
０．６ｘ≦ｙ≦１．８ｘ
例えば、フィルム基材の厚みが５０μｍ（０．０５ｍｍ）の場合、成膜箇所におけるフィルム基材の単位幅あたりの搬送張力は、上記式より０．０３Ｎ／ｍｍ〜０．０９Ｎ／ｍｍであることが好ましく、０．０４Ｎ／ｍｍ〜０．０８Ｎ／ｍｍであることがより好ましく、０．０４８Ｎ／ｍｍ〜０．０７５Ｎ／ｍｍであることがさらに好ましい。また、例えば、フィルム基材の厚みが１００μｍ（０．１ｍｍ）の場合、成膜箇所におけるフィルム基材の単位幅あたりの搬送張力は、上記式より０．０６Ｎ／ｍｍ〜０．１８Ｎ／ｍｍであることが好ましく、０．０８Ｎ／ｍｍ〜０．１７Ｎ／ｍｍであることがより好ましく、０．０９６Ｎ／ｍｍ〜０．１６Ｎ／ｍｍであることがさらに好ましい。
【００４３】
導電性金属層成膜時の成膜ロール３１０の温度は、１１０℃〜２００℃であることが好ましく、１２０℃〜１８０℃であることがより好ましく、１３０℃〜１５５℃であることがさらに好ましい。成膜ロールの温度が過度に低いと、フィルム基材の成膜ロールとの接触面側と成膜面側との温度差が大きくなる、すなわち、フィルム厚み方向の温度分布が大きくなるために、フィルムにシワが発生しやすくなるものと推定される。一方、成膜ロールの温度が過度に高いと、成膜ロール上でのフィルムの熱変形が大きくなるために、シワを生じ易くなるものと推定される。
【００４４】
一般に、真空成膜法では、金属の気化や気相反応を促進するために、プラズマや加熱等のエネルギーが供給されるために基材の温度が上昇し、フィルム基材が熱変形を生じやすい。そのため、ポリイミド等の耐熱性フィルム基材上に銅等の導電性金属層を積層したフレキシブルプリント配線基板用の導電性積層フィルムでは、成膜ロールで基材を冷却しながら導電性金属層を真空成膜することでシワ発生を抑止するのが一般的である。これに対して、本発明は、透明フィルム基材１上に透明導電層２が形成された積層フィルム上に、さらに導電性金属層３を成膜するに場合には、成膜ロールで冷却をおこなうとシワが発生し易く、逆に、成膜ロールでフィルムを加熱することにより、シワの発生が抑制されるとの知見に基づくものである。
【００４５】
このように、フレキシブルプリント配線基板用積層フィルムのようにフィルム基材上に直接導電性金属層を成膜する場合と、本発明のように透明導電層が形成されたフィルム基材上に導電性金属層を成膜する場合とで、シワの発生傾向が異なる理由は定かではないが、透明導電層成膜時および導電性金属層成膜時のそれぞれにおいて基材が加熱されること、すなわち導電性金属層の成膜に供される基材の熱履歴が異なることが一因であると考えられる。また、フレキシブルプリント配線基板用の金属積層フィルムでは、一般にポリイミドフィルム等の耐熱非透明フィルム基材上に導電性金属層が成膜されるが、ポリエステルフィルム等の透明フィルムは、ポリイミドフィルム等に比して熱変形温度が低く、熱変形が生じやすいことも関連しているものと推定される。
【００４６】
上記のように、本発明では、導電性金属層３成膜時の成膜ロール温度および成膜箇所における搬送張力を所定範囲とすることでシワの発生を抑止し得る。成膜ロール温度および搬送張力が上記範囲であれば、その他の成膜条件は特に限定されず、導電性金属層３の材料や、成膜厚み等により適宜に設定し得る。
【００４７】
例えば、スパッタリング法により、銅からなる導電性金属層３を成膜する場合には、ターゲットとして銅（無酸素銅が好ましい）を用い、まず、スパッタ装置内の真空度（到達真空度）を好ましくは１×１０−３Ｐａ以下となるまで排気して、スパッタ装置内の水分や基材から発生する有機ガスなどの不純物を取り除いた雰囲気とすることが好ましい。
【００４８】
このように排気したスパッタ装置内に、Ａｒ等の不活性ガスを導入して、前記範囲の張力付与下で基材を搬送させながら、前記範囲の温度に成膜ロール温度を調整して、減圧下でスパッタ成膜を行う。成膜時の圧力は０．０５Ｐａ〜１．０Ｐａであることが好ましく、０．１Ｐａ〜０．７Ｐａであることがより好ましい。成膜圧力が高すぎると成膜速度が低下する傾向があり、逆に圧力が低すぎると放電が不安定となる傾向がある。
【００４９】
このようにして、透明フィルム基材１上に透明導電層２および導電性金属層３が形成された導電性積層フィルムが得られるが、図２に示すように、導電性金属層３上にさらに第２の導電性金属層４を成膜した導電性積層フィルム１１を形成してもよい。例えば、導電性金属層３が銅からなる場合には、透明導電層の結晶化や、タッチパネル等のデバイス組立て時の加熱処理によって銅が酸化され、抵抗値が増大することがあるため、銅上に酸化防止層としての第２導電性金属層４を形成することができる。
【００５０】
導電性金属層３が銅からなる場合には、第２導電性金属層４として銅−ニッケル合金を成膜すれば、良好な酸化防止として機能し得る。この場合、第２導電性金属層は、銅とニッケルの合計１００重量部に対してニッケルを１５〜５５重量部含有することが好ましい。ニッケル含有量がこの範囲であれば、銅の酸化防止層として作用するとともに、銅からなる導電性金属層と同一のエッチャントにより同時にエッチング処理し得るために、エッチングによるパターン配線の形成を容易になし得る。
【００５１】
このような第２導電性金属層４は、例えば５〜１００ｎｍの厚みで形成される。第２導電性金属層の厚みが過度に小さいと、酸化防止層としての作用が発揮されず、第２導電性金属層の厚みが過度に大きいと、成膜に時間を要するために生産性に劣る他、成膜時に熱シワを生じ易くなる傾向がある。
【００５２】
＜パターン配線付き透明導電性積層フィルム＞
このような本発明の導電性積層フィルムは、パターン配線付き透明導電性積層フィルムの形成に適している。図４は、パターン配線付き透明導電性積層フィルムの一実施形態を模式的に表す平面図であり、図５は図４のＶ−Ｖ線における断面を模式的に表す断面図である。パターン配線付き透明導電性積層フィルム１００は、複数の透明電極１２１〜１２６からなる透明電極部、およびパターン配線部１３１ａ〜１３６ａ、１３１ｂ〜１３６ｂを有する。パターン配線は透明電極に接続されている。なお、図４では、透明導電層が複数の透明電極１２１〜１２６を形成するようにパターン化されているが、透明導電層はパターン化されていなくてもよい。また、図４においては、各透明電極が短冊状にパターン化されており、その両端部がパターン配線と接続されているが、電極の形状は短冊状に限定されず、また透明電極は１箇所あるいは３箇所以上でパターン配線と接続されていてもよい。各パターン配線は必要に応じて、ＩＣ等の制御手段１５０に接続される。
【００５３】
図６に模式的に示すように、透明電極１２１は、透明フィルム基材１上に透明導電層２を有する領域であり、パターン配線１３１ａおよび１３１ｂは、透明フィルム基材１上に透明導電層２および導電性金属層３をこの順に有する領域である。なお、導電性金属層３の上には、前述の第２導電性金属層のような付加的な層が形成されていてもよい。
【００５４】
このようなパターン配線付き透明導電性積層フィルムは、前記導電性積層フィルムの透明導電層２、導電性金属層３のそれぞれをエッチング等により除去してパターン化することにより形成され得る。具体的には、まず、導電性金属層３の一部が除去されて、パターン配線が形成される。この際、パターン配線部１３１ａ〜１３６ａおよび１３１ｂ〜１３６ｂにおいて導電性金属層３が残存するように加工がおこなわれる。なお、導電性金属層３上に第２導電性金属層が形成されている場合には、第２導電性金属層も同様にエッチング等によりパターン化することが好ましい。また、透明電極とパターン配線との接続部２３１ａ〜２３６ａおよび２３１ｂ〜２３６ｂにおいても導電性金属層３が残存するように、加工が行われることが好ましい。なお、このパターン配線と透明電極との接続部は、パターン配線部の一部を構成している。
【００５５】
導電性金属層の除去は、エッチングにより行うことが好ましい。エッチングに際しては、パターンを形成するためのマスクによりパターン配線部および接続部に対応する領域の表面を覆って、エッチャントにより導電性金属層３をエッチングする方法が好適に用いられる。なお、導電性金属層３上にさらに第２導電性金属層が形成されている場合は、導電性金属層３とともに第２導電性金属層も同時にエッチングにより除去されることが好ましい。
【００５６】
導電性金属層３を除去した後、透明導電層２の露出部において、透明導電層２の一部が除去されることで、図４に示すようなパターン化された透明電極１２１〜１２６が形成される。透明導電層２の除去もエッチングにより行うことが好ましい。エッチングに際しては、パターンを形成するためのマスクにより、透明電極部１２１〜１２６に対応する領域の表面を覆って、エッチャントにより透明導電層２をエッチングする方法が好適に用いられる。
【００５７】
透明導電層のエッチングに用いられるエッチャントは、透明導電層を形成する材料によって適宜に選択し得る。透明導電層としてＩＴＯ等の導電性酸化物が用いられる場合は、エッチャントとして酸が好適に用いられる。酸としては、例えば、塩化水素、臭化水素、硫酸、硝酸、リン酸等の無機酸、酢酸等の有機酸、およびこれらの混合物、ならびにそれらの水溶液が挙げられる。
【００５８】
＜光学デバイス＞
このようにして得られたパターン配線付き透明導電性積層フィルムは、必要に応じてＩＣ等の制御手段１５０が設けられ、実用に供される。透明導電性積層フィルムは、パターン化された透明電極を有し、各透明電極がパターン配線に接続されていることから、各種の光学デバイスに好適に用いられる。このようなデバイスとしては、タッチパネルや、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ等のフラットパネルディスプレイ、照明装置等が挙げられる。タッチパネルとしては、例えば、静電容量方式、抵抗膜方式などのタッチパネルが挙げられる。
【００５９】
このような光学デバイスの形成においては、パターン配線付き透明導電性積層フィルムをそのまま用いてもよいし、透明電極上に他の付加的な層を設けたものを用いることができる。例えば有機ＥＬでは、陽極として作用し得る透明電極上に、発光層、および陰極として作用し得る金属電極層等を設けることができる。
【実施例】
【００６０】
以下、本発明の導電性積層フィルムの製造方法に関して、実施例を用いて詳細に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、実施例に限定されるものではない。
【００６１】
（誘電体層の形成）
幅１０８５ｍｍ、厚み５０μｍ（０．０５ｍｍ）の二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム（Ｔｇ：６９℃；断面積５４．２５ｍｍ２；三菱樹脂製 商品名「Ｔ６０２Ｅ５０」、以下、ＰＥＴフィルムという）からなる透明フィルムの一方の面に、シリカゾル（コルコート（株）製，コルコートＰ）を、固形分濃度２％になるようにエタノールで希釈したものを、シリカコート法により塗布し、その後、１５０℃で２分間乾燥、硬化させて、厚さが３５ｎｍの誘電体層（ＳｉＯ２膜，光の屈折率１．４６）を形成した。
【００６２】
（透明導電層の形成）
図３に模式的に示すような平行平板型の巻取式マグネトロンスパッタ装置に、酸化インジウムと酸化スズとを９０：１０の重量比で含有する焼結体ターゲットを装着した。誘電体層が形成されたＰＥＴフィルム基材を搬送しながら、真空排気により脱水、脱ガスを行った。その後、成膜ロールの温度を１４０〜１４５℃として、アルゴンガスおよび酸素ガスを導入し、搬送速度７．７ｍ／分、搬送張力０．０３６〜０．１１Ｎ／ｍｍで基材を搬送しながらＤＣスパッタリングにより成膜を行い、誘電体層上に厚み２５ｎｍのＩＴＯ膜を成膜して、透明導電性フィルムを得た。透明導電性フィルム表面のＩＴＯ膜の表面抵抗を四端子法により測定したところ、４５０Ω／□であった。
【００６３】
（導電性金属層の形成）
図３に模式的に示すような平行平板型の巻取式マグネトロンスパッタ装置に、無酸素銅ターゲットを装着した。基材上にＩＴＯ膜が形成された透明導電性フィルムを搬送しながら、真空排気により脱水、脱ガスを行った。その後、アルゴンガスを導入し、搬送速度４．４ｍ／分で基材を搬送しながらＤＣスパッタリングにより成膜を行い、ＩＴＯ膜上に銅からなる厚み８０ｎｍの導電性金属層を成膜した。導電性金属層成膜の際のＰＥＴフィルムの長手方向に垂直な面の単位面積あたりの搬送張力を０．５６〜２．２２Ｎ／ｍｍ２（単位幅あたりの搬送張力を０．０２８〜０．１１Ｎ／ｍｍの範囲）、成膜ロール温度を８０〜２２０℃の範囲で変更し、各水準の導電性積層フィルムを評価に供した。なお、いずれの水準においても、四端子法により測定した金属層の表面抵抗は０．３Ω／□であった。
【００６４】
（熱シワの評価）
各水準で得られた導電性積層フィルムを、搬送方向に約１５ｃｍの長さに切り出し、蛍光灯を導電性フィルムに照射して、目視にて熱シワの有無を観察した。
Ａ・・・熱シワが観察されない
Ｂ・・・少量の熱シワが観察される
Ｃ・・・多量の熱シワが観察される
導電性金属層成膜時の各成膜ロール温度におけるフィルム基材の単位面積あたりの搬送張力（Ｎ／ｍｍ２）と熱シワの評価結果の一覧を表１に、フィルム基材の単位幅あたりの搬送張力（Ｎ／ｍｍ）と熱シワの評価結果の一覧を表２に示す。
【００６５】
【表１】
【００６６】
【表２】
【００６７】
表１及び２に示すように、導電性金属層成膜時の成膜ロール温度およびフィルム搬送張力を所定範囲とすることによって、シワの発生が抑制されていることがわかる。
【００６８】
また、フィルム基材として幅１０９０ｍｍ、厚み１２５μｍのＰＥＴフィルム（断面積１３６．２５ｍｍ２）を用いた導電性積層フィルムについて、成膜ロール温度を１４０℃とし、フィルム基材の単位面積当たりの搬送張力を０．７３Ｎ／ｍｍ２（単位幅あたりの搬送張力は０．０９２Ｎ／ｍｍ）として熱シワを評価したところ、評価結果はＡであり、シワの発生が抑制された。
【００６９】
さらに上記同様、フィルム基材として幅１０９０ｍｍ、厚み１２５μｍのＰＥＴフィルム（断面積１３６．２５ｍｍ２）を用いた導電性積層フィルムについて、成膜ロール温度を１４０℃とし、フィルム基材の単位面積当たりの搬送張力を１．１７Ｎ／ｍｍ２（単位幅あたりの搬送張力は０．１４７Ｎ／ｍｍ）として熱シワを評価したところ、評価結果はＡであり、シワの発生が抑制された。
【００７０】
次いで、フィルム基材として幅１０９０ｍｍ、厚み１００μｍのＰＥＴフィルム（断面積１０９ｍｍ２）を用いた導電性積層フィルムについて、成膜ロール温度を１４０℃とし、フィルム基材の単位面積当たりの搬送張力を１．４７Ｎ／ｍｍ２（単位幅あたりの搬送張力は０．１４７Ｎ／ｍｍ）として熱シワを評価したところ、評価結果はＡであり、シワの発生が抑制された。
【符号の説明】
【００７１】
１ 透明フィルム基材
２ 透明導電層
３ 導電性金属層
４ 第２導電性金属層
１０、１１ 導電性積層フィルム
３００ 巻取式スパッタ装置
３０１ 巻出ロール
３０２ 巻取ロール
３０３ 搬送ロール
３１０ 成膜ロール
３２０ 金属材料源
１００ パターン配線付き透明導電性積層フィルム
１２１〜１２６ 透明電極
１３１〜１３６ パターン配線
１５０ 制御手段
２３１〜２３６ 接続部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリエステル系樹脂を構成材料とする長尺透明フィルム基材上に透明導電層が形成された長尺透明導電性フィルムを準備する工程、および前記長尺透明導電性フィルムが搬送されながら、前記長尺透明導電性フィルムの透明導電層形成面側に導電性金属層が連続的に成膜される金属層成膜工程、を有する長尺導電性積層フィルムの製造方法であって、
前記金属層成膜工程は、１Ｐａ以下の減圧環境で行われ、
前記金属層成膜工程において、前記長尺状透明導電性フィルムは、搬送張力が付与されることで連続的に搬送され、
前記透明導電性フィルムの透明導電層非形成面側が成膜ロールの表面に接触した状態で、透明導電層形成面側に前記導電性金属層が連続的に堆積され、
前記成膜ロールの表面温度は１１０℃〜２００℃であり、
成膜箇所における前記フィルム基材の長手方向に垂直な面の単位面積あたりの搬送張力が０．６〜１．８Ｎ／ｍｍ２である、
導電性積層フィルムの製造方法。
【請求項２】
成膜箇所における前記フィルム基材の厚さをｘ（ｍｍ）、単位幅あたりの搬送張力をｙ（Ｎ／ｍｍ）としたとき、下記式を満たすように単位幅あたりの搬送張力を付与する、請求項１に記載の導電性積層フィルムの製造方法。
０．６ｘ≦ｙ≦１．８ｘ
【請求項３】
前記金属層成膜工程において、スパッタリング法により金属層が成膜される、請求項１または２に記載の導電性積層フィルムの製造方法。
【請求項４】
前記導電性金属層の堆積厚みが２０ｎｍ以上である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の導電性積層フィルムの製造方法。
【請求項５】
前記透明導電層がインジウム−スズ酸化物を主成分とする導電性酸化物層である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の導電性積層フィルムの製造方法。
【請求項６】
前記導電性金属層がＴｉ，Ｓｉ，Ｎｂ，Ｉｎ，Ｚｎ，Ｓｎ，Ａｕ，Ａｇ，Ｃｕ，Ａｌ，Ｃｏ，Ｃｒ，Ｎｉ，Ｐｂ，Ｐｄ，Ｐｔ，Ｗ，Ｚｒ，ＴａおよびＨｆからなる群から選択される１種または２種以上の金属からなるか、あるいはこれらを主成分とする合金である、請求項１〜５のいずれか１項に記載の導電性積層フィルムの製造方法。
【請求項１】
ポリエステル系樹脂を構成材料とする長尺透明フィルム基材上に透明導電層が形成された長尺透明導電性フィルムを準備する工程、および前記長尺透明導電性フィルムが搬送されながら、前記長尺透明導電性フィルムの透明導電層形成面側に導電性金属層が連続的に成膜される金属層成膜工程、を有する長尺導電性積層フィルムの製造方法であって、
前記金属層成膜工程は、１Ｐａ以下の減圧環境で行われ、
前記金属層成膜工程において、前記長尺状透明導電性フィルムは、搬送張力が付与されることで連続的に搬送され、
前記透明導電性フィルムの透明導電層非形成面側が成膜ロールの表面に接触した状態で、透明導電層形成面側に前記導電性金属層が連続的に堆積され、
前記成膜ロールの表面温度は１１０℃〜２００℃であり、
成膜箇所における前記フィルム基材の長手方向に垂直な面の単位面積あたりの搬送張力が０．６〜１．８Ｎ／ｍｍ２である、
導電性積層フィルムの製造方法。
【請求項２】
成膜箇所における前記フィルム基材の厚さをｘ（ｍｍ）、単位幅あたりの搬送張力をｙ（Ｎ／ｍｍ）としたとき、下記式を満たすように単位幅あたりの搬送張力を付与する、請求項１に記載の導電性積層フィルムの製造方法。
０．６ｘ≦ｙ≦１．８ｘ
【請求項３】
前記金属層成膜工程において、スパッタリング法により金属層が成膜される、請求項１または２に記載の導電性積層フィルムの製造方法。
【請求項４】
前記導電性金属層の堆積厚みが２０ｎｍ以上である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の導電性積層フィルムの製造方法。
【請求項５】
前記透明導電層がインジウム−スズ酸化物を主成分とする導電性酸化物層である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の導電性積層フィルムの製造方法。
【請求項６】
前記導電性金属層がＴｉ，Ｓｉ，Ｎｂ，Ｉｎ，Ｚｎ，Ｓｎ，Ａｕ，Ａｇ，Ｃｕ，Ａｌ，Ｃｏ，Ｃｒ，Ｎｉ，Ｐｂ，Ｐｄ，Ｐｔ，Ｗ，Ｚｒ，ＴａおよびＨｆからなる群から選択される１種または２種以上の金属からなるか、あるいはこれらを主成分とする合金である、請求項１〜５のいずれか１項に記載の導電性積層フィルムの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−２３４７９６（Ｐ２０１２−２３４７９６Ａ）
【公開日】平成２４年１１月２９日（２０１２．１１．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−３７５２２（Ｐ２０１２−３７５２２）
【出願日】平成２４年２月２３日（２０１２．２．２３）
【出願人】（０００００３９６４）日東電工株式会社 (5,557)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月２９日（２０１２．１１．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年２月２３日（２０１２．２．２３）
【出願人】（０００００３９６４）日東電工株式会社 (5,557)
【Ｆターム（参考）】
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