JP5531029B2 - 導電性フィルム及び導電性フィルムロール - Google Patents
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Description
本発明は、指やスタイラスペン等の接触によって情報を入力することが可能な入力表示装置等に適用される導電性フィルム及び導電性フィルムロールに関する。
従来、フィルム基材の両面に形成された透明導電体層と、各透明導電体層の表面に形成された金属層とを備えた導電性フィルムが知られている（特許文献１）。このような導電性フィルムを、例えばタッチセンサに用いる際に、金属層を加工して、タッチ入力領域の外縁部に引き回し配線を形成することにより、狭額縁化を実現することが可能となっている。
しかしながら、上記従来の導電性フィルムでは、該フィルムをロール状に巻き回した場合に、隣接するフィルム同士が圧着してしまうという問題がある。そして、圧着したフィルム同士を剥がすと、フィルム内の透明導電体層に傷が発生する場合があり、品質低下を招く虞がある。
本発明の目的は、導電性フィルムをロール状に巻き回した場合に、隣接するフィルムが圧着されずに高品質を維持することができる導電性フィルム及び導電性フィルムロールを提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明に係る導電性フィルムは、フィルム基材と、前記フィルム基材の一方の側に形成された第１透明導電体層と、前記第１透明導電体層の前記フィルム基材とは反対側に形成された第１銅層と、前記フィルム基材の他方の側に形成された第２透明導電体層と、前記第２透明導電体層の前記フィルム基材とは反対側に形成された第２銅層と、前記第１銅層の前記第１透明導電体層とは反対側に形成され、酸化銅（Ｉ）を含有する厚み１ｎｍ〜１５ｎｍの第１酸化皮膜層とを備えることを特徴とする。
好ましくは、前記第１酸化皮膜層の厚みが、１．０ｎｍ〜８．０ｎｍである。
また、好ましくは、前記第１酸化皮膜層は、酸化銅（Ｉ）を５０重量％以上含み、且つ銅、酸化銅（II）、炭酸銅及び水酸化銅を含む組成物からなる。更に好ましくは、前記第１酸化皮膜層は、実質的に酸化銅（Ｉ）のみからなる。
前記導電性フィルムは、好ましくは、前記第２銅層に形成され、酸化銅（Ｉ）を含有する厚み１ｎｍ〜１５ｎｍの第２酸化皮膜層を更に備える。
前記導電性フィルムは、好ましくは、前記第２銅層に形成され、酸化銅（Ｉ）を含有する厚み１ｎｍ〜１５ｎｍの第２酸化皮膜層を更に備える。
また、上記目的を達成するために、本発明に係る導電性フィルムロールは、上記導電性フィルムをロール状に巻き回して構成されることを特徴とする。
本発明によれば、第１酸化皮膜層が第１銅層の第１透明導電体層とは反対側に形成されている。これにより、本導電性フィルムをロール状に巻き回した場合、第１銅層と第２銅層との間に第１酸化皮膜層が介在するので、第１銅層と第２銅層との金属結合を抑制することができる。また、酸化銅（Ｉ）を含有する第１酸化皮膜層の厚みを１ｎｍ〜１５ｎｍとすることで、隣接するフィルム同士が圧着しないため、第１透明導電体層に傷が生じることがなく、高品質を維持することができる。
また、第１酸化皮膜層の厚みが１．０ｎｍ〜８．０ｎｍであるので、隣接するフィルム同士の圧着を確実に防止することができる。
さらに、第１酸化皮膜層は、酸化銅（Ｉ）を５０重量％以上含み、且つ銅、酸化銅（II）、炭酸銅及び水酸化銅を含む組成物からなるので、隣接するフィルム同士の圧着を確実に防止することができる。
以下、本発明の実施形態を図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本実施形態に係る導電性フィルムを巻き回した導電性フィルムロールの構成を概略的に示す斜視図である。尚、図１における各層の厚みは、その一例を示すものであり、本発明の導電性フィルムにおける各層の厚みは、図１のものに限られないものとする。
図１に示すように、本発明の導電性フィルム１は、フィルム基材２と、該フィルム基材の一方の側に形成された透明導電体層（第１透明導電体層）３と、透明導電体層３のフィルム基材２とは反対側に形成された銅層（第１銅層）４と、フィルム基材２の他方の側に形成された透明導電体層（第２透明導電体層）５と、透明導電体層５のフィルム基材２とは反対側に形成された銅層（第２銅層）６と、銅層４の透明導電体層３とは反対側に形成され、酸化銅（Ｉ）を含有する厚み１ｎｍ〜１５ｎｍの酸化皮膜層（第１酸化皮膜層）７とを備えている。
導電性フィルムロール８は、長尺状の導電性フィルム１をロール状に巻き回すことで構成されている。導電性フィルム１の長さは、代表的には１００ｍ以上であり、好ましくは、５００ｍ〜５０００ｍである。導電性フィルムロール８の中心部には、通常、導電性フィルム１を巻き付けるためのプラスチック製又は金属製の巻芯９が配置される。
このような導電性フィルムロールは、銅層４の透明導電体層３とは反対側に、酸化銅（Ｉ）を含有する厚み１ｎｍ〜１５ｎｍの酸化皮膜層７を形成することによって、巻き取る際に導電性フィルムの間に合紙（slip sheet）を挿入しなくても圧着しないという優れた効果を奏する。これは、導電性フィルムをロール状に巻き取った際に、隣接する銅層４と銅層６との間に、自由電子を持たない酸化銅（Ｉ）を含有する酸化皮膜層７が介在することによって、銅層４と銅層６とが金属結合するのを防止することができるからと推測される。
なお、導電性フィルム１の変形例として、図２に示すように、導電性フィルム１０は、銅層６上に、銅層４に形成された酸化皮膜層７と同様の酸化皮膜層１１を更に有していてもよい。また、本発明の導電性フィルム１は、銅層４に形成された酸化皮膜層７を有しているが（図１）、これに代えて、銅層６に形成された酸化皮膜層１１を有していてもよい（図３）。
次に、導電性フィルム１の各構成要素の詳細を以下に説明する。
（１）フィルム基材
本発明におけるフィルム基材は、透明導電体層３，５をそれぞれ支持するものである。上記フィルム基材の厚みは、例えば、２０μｍ〜２００μｍである。上記フィルム基材を形成する材料としては、好ましくは、ポリエチレンテレフタレート、ポリシクロオレフィン又はポリカーボネートである。このフィルム基材は、その表面に、透明導電体層とフィルム基材との密着性を高めるための易接着層、フィルム基材の反射率を調整するための屈折率調整層（Index-matching layer）、又はフィルム基材の表面に傷が付き難くするためのハードコート層を有していてもよい。
本発明におけるフィルム基材は、透明導電体層３，５をそれぞれ支持するものである。上記フィルム基材の厚みは、例えば、２０μｍ〜２００μｍである。上記フィルム基材を形成する材料としては、好ましくは、ポリエチレンテレフタレート、ポリシクロオレフィン又はポリカーボネートである。このフィルム基材は、その表面に、透明導電体層とフィルム基材との密着性を高めるための易接着層、フィルム基材の反射率を調整するための屈折率調整層（Index-matching layer）、又はフィルム基材の表面に傷が付き難くするためのハードコート層を有していてもよい。
（２）透明導電体層
本発明に用いられる２つの透明導電体層は、上記フィルム基材の両面に各々形成される。これら透明導電体層の厚みは、好ましくはそれぞれ２０ｎｍ〜８０ｎｍである。この透明導電体層は所定の透明導電体から構成され、透明導電体は、例えば、可視光領域で透過率が高く（最高透過率が８０％以上）、且つ単位面積当たりの表面抵抗値（Ω／□：Ohms per square）が５００Ω／□以下である材料が用いられる。この透明導電体を形成する材料は、好ましくはインジウムスズ酸化物、インジウム亜鉛酸化物又は酸化インジウム−酸化亜鉛複合酸化物である。
本発明に用いられる２つの透明導電体層は、上記フィルム基材の両面に各々形成される。これら透明導電体層の厚みは、好ましくはそれぞれ２０ｎｍ〜８０ｎｍである。この透明導電体層は所定の透明導電体から構成され、透明導電体は、例えば、可視光領域で透過率が高く（最高透過率が８０％以上）、且つ単位面積当たりの表面抵抗値（Ω／□：Ohms per square）が５００Ω／□以下である材料が用いられる。この透明導電体を形成する材料は、好ましくはインジウムスズ酸化物、インジウム亜鉛酸化物又は酸化インジウム−酸化亜鉛複合酸化物である。
（３）銅層
本発明に用いられる２つの銅層は、上記２つの透明導電体層にそれぞれ形成される。上記２つの銅層は、例えばタッチパネルに用いる際に、各銅層の中央部をエッチング加工して、タッチ入力領域の外縁部に引き回し配線を形成するために用いられる。
本発明に用いられる２つの銅層は、上記２つの透明導電体層にそれぞれ形成される。上記２つの銅層は、例えばタッチパネルに用いる際に、各銅層の中央部をエッチング加工して、タッチ入力領域の外縁部に引き回し配線を形成するために用いられる。
上記２つの銅層の厚みは、好ましくは２０ｎｍ〜３００ｎｍであり、さらに好ましくは２５ｎｍ〜２５０ｎｍである。このような厚み範囲を有することによって、形成する引き回し配線を細くすることができる。
（４）酸化皮膜層
本発明に用いられる酸化皮膜層は、酸化銅（Ｉ）を含有し、銅層に関して透明導電体層の反対側に形成される。上記酸化皮膜層は、好ましくは、上記銅層が酸化する前に、その表面に密着するように形成される。
本発明に用いられる酸化皮膜層は、酸化銅（Ｉ）を含有し、銅層に関して透明導電体層の反対側に形成される。上記酸化皮膜層は、好ましくは、上記銅層が酸化する前に、その表面に密着するように形成される。
酸化銅（Ｉ）は、化学式：Ｃｕ２Ｏで表される１価の酸化銅である。酸化皮膜層の酸化銅（Ｉ）の含有量は、好ましくは５０重量％以上であり、さらに好ましくは６０重量％以上である。
上記酸化皮膜層は、酸化銅（Ｉ）のみから構成されてもよいし、酸化銅（Ｉ）に加えて、銅（酸化されていない銅）、酸化銅（II）、炭酸銅、水酸化銅等を含んだ組成物から構成されてもよい。
この酸化皮膜層の厚みは、１ｎｍ〜１５ｎｍであり、好ましくは１．０ｎｍ〜８．０ｎｍである。本発明の導電性フィルムは、上記厚みの範囲の酸化皮膜層を有することにより、接着或いは圧着を防止することができる。
上記酸化皮膜層の厚みが１ｎｍ未満である場合は、導電性フィルムロールで圧着が生じる虞があり、１５ｎｍを大きく超える場合は、導電性フィルムの生産性の低下を招く虞がある。
次に、本発明に係る導電性フィルムの製造方法を説明する。
先ず、長さ５００ｍ〜５０００ｍのフィルム基材２のロールをスパッタ装置内に入れ、これを一定速度で繰り出す。そして、フィルム基材２の一方の面に、透明導電体層３、銅層４及び酸化皮膜層７をスパッタリングにより順次形成する。このとき、酸化皮膜層７の厚みが１ｎｍ〜１５ｎｍとなるよう制御する。次いで、フィルム基材の他方の面に、透明導電体層５、銅層６、及び必要に応じて酸化皮膜層１１を、スパッタリングにより順次形成する。酸化皮膜層１１を銅層６に形成する場合は、酸化皮膜層７と同様に、酸化皮膜層１１の厚みが１〜１５ｎｍとなるよう制御する。
上記スパッタリングは、低圧気体中で発生させたプラズマ中の陽イオンを、負電極であるターゲット材に衝突させることにより、上記ターゲット材表面から飛散した物質を基板に付着させる方法である。この際、上記インジウムスズ酸化物層の成膜には、例えば酸化インジウムと酸化スズの焼成体ターゲットが用いられ、上記銅層の成膜には、無酸素銅（Oxygen-free copper）ターゲットが用いられる。上記酸化皮膜層の成膜には、酸化銅ターゲットを用いるか、或いは無酸素銅ターゲットを用いて、酸素ガスの存在下でスパッタリングすることにより達成できる。
尚、本実施形態では、導電性フィルムを構成する各層がスパッタ法により形成されるが、これに限らず、真空蒸着法により形成することも可能である。
上述したように、本実施形態によれば、酸化皮膜層７が銅層４の透明導電体層３とは反対側に形成されている。これにより、導電性フィルム１をロール状に巻き回した場合、銅層４と銅層６との間に酸化皮膜層７が介在するので、合紙等の他の部材を挿入することなく銅層４と銅層６との金属結合を抑制することができる。また、酸化銅（Ｉ）を含有する酸化皮膜層７の厚みを１ｎｍ〜１５ｎｍとすることで、隣接するフィルム同士が圧着しないため、透明導電体層３に剥離が生じることがなく、高品質を維持することができる。
以上、本実施形態に係る導電性フィルム及び導電性フィルムロールについて述べたが、本発明は記述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術思想に基づいて各種の変形および変更が可能である。
以下、本発明の実施例を説明する。
（実施例１）
先ず、長さ１０００ｍ、厚み１００μｍのポリシクロオレフィンフィルム（日本ゼオン社製 商品名「ＺＥＯＮＯＲ（登録商標）」からなるフィルム基材の一方の側に、厚み２０ｎｍのインジウムスズ酸化物層からなる第１透明導電体層を、スパッタ法により形成した。続いて、この第１透明導電体層の表面に、厚み５０ｎｍの第１銅層と、酸化銅（Ｉ）を８０重量％含有する、厚み２．５ｎｍの酸化皮膜層とを、スパッタ法により順次形成した。次に、上記フィルム基材の他方の側に、厚み３０ｎｍのインジウムスズ酸化物層からなる第２透明導電体層を、スパッタ法により形成した。続いて、この第２透明導電体層の表面に、厚み５０ｎｍの第２銅層をスパッタ法により形成した。
先ず、長さ１０００ｍ、厚み１００μｍのポリシクロオレフィンフィルム（日本ゼオン社製 商品名「ＺＥＯＮＯＲ（登録商標）」からなるフィルム基材の一方の側に、厚み２０ｎｍのインジウムスズ酸化物層からなる第１透明導電体層を、スパッタ法により形成した。続いて、この第１透明導電体層の表面に、厚み５０ｎｍの第１銅層と、酸化銅（Ｉ）を８０重量％含有する、厚み２．５ｎｍの酸化皮膜層とを、スパッタ法により順次形成した。次に、上記フィルム基材の他方の側に、厚み３０ｎｍのインジウムスズ酸化物層からなる第２透明導電体層を、スパッタ法により形成した。続いて、この第２透明導電体層の表面に、厚み５０ｎｍの第２銅層をスパッタ法により形成した。
このように得られた導電性フィルムを、プラスチック製の巻芯に巻き取って、導電性フィルムロールを作製した。
（実施例２）
スパッタリング時間を変更することにより、第１酸化皮膜層の厚みを１．８ｎｍに変更した以外は、実施例１と同様の方法で導電性フィルムロールを作製した。
スパッタリング時間を変更することにより、第１酸化皮膜層の厚みを１．８ｎｍに変更した以外は、実施例１と同様の方法で導電性フィルムロールを作製した。
（実施例３）
スパッタリング時間を変更することにより、第１酸化皮膜層の厚みを５．０ｎｍに変更した以外は、実施例１と同様の方法で導電性フィルムロールを作製した。
スパッタリング時間を変更することにより、第１酸化皮膜層の厚みを５．０ｎｍに変更した以外は、実施例１と同様の方法で導電性フィルムロールを作製した。
（比較例１）
スパッタリング時間を変更することにより、第１酸化皮膜層の厚みを０．５ｎｍに変更した以外は、実施例１と同様の方法で導電性フィルムロールを作製した。
スパッタリング時間を変更することにより、第１酸化皮膜層の厚みを０．５ｎｍに変更した以外は、実施例１と同様の方法で導電性フィルムロールを作製した。
（比較例２）
第１酸化皮膜層を第１銅層に形成しなかったこと以外は、実施例１と同様の方法で導電性フィルムロールを作製した。
第１酸化皮膜層を第１銅層に形成しなかったこと以外は、実施例１と同様の方法で導電性フィルムロールを作製した。
次に、これら実施例１〜３および比較例１〜２を、以下の方法にて測定・観察した。
（１）酸化皮膜層の厚み、及び酸化銅（Ｉ）の含有量の測定
Ｘ線光電子分光（X-ray Photoelectron Spectroscopy）分析装置（ＰＨＩ社製 製品名「QuanteraSXM」）を用いて、酸化皮膜層の厚みと、酸化皮膜層に含有される酸化銅（Ｉ）の重量％とを測定した。
Ｘ線光電子分光（X-ray Photoelectron Spectroscopy）分析装置（ＰＨＩ社製 製品名「QuanteraSXM」）を用いて、酸化皮膜層の厚みと、酸化皮膜層に含有される酸化銅（Ｉ）の重量％とを測定した。
（２）導電性フィルムの圧着の有無
導電性フィルムロールから導電性フィルムを巻き戻してロール表面を観察し、フィルム同士の圧着の有無を確認した。
導電性フィルムロールから導電性フィルムを巻き戻してロール表面を観察し、フィルム同士の圧着の有無を確認した。
上記（１）〜（３）の方法にて評価した結果を表１に示す。
一方、比較例１及び比較例２に示すように、酸化皮膜層の厚みを０ｎｍ〜０．５ｎｍにすると、巻き戻しの際、剥離音が生じ、第１透明導電体層或いは第２透明導電体層の表面に多数の傷が生じた。
したがって、本発明の導電性フィルムの構成において、酸化皮膜層の厚みを１ｎｍ〜１５ｎｍ、とりわけ１．８ｎｍ〜５．０ｎｍにすると、隣接するフィルムが圧着されずに高品質を維持できることが分かった。
本発明に係る導電性フィルムは、好ましくは、ディスプレイサイズに切断加工され、静電容量式等のタッチセンサに使用される。
１ 導電性フィルム
２ フィルム基材
３ 透明導電体層
４ 銅層
５ 透明導電体層
６ 銅層
７ 酸化皮膜層
８，８’ 導電性フィルムロール
９，９’ 巻芯
１０，２０ 導電性フィルム
１１ 酸化皮膜層
２ フィルム基材
３ 透明導電体層
４ 銅層
５ 透明導電体層
６ 銅層
７ 酸化皮膜層
８，８’ 導電性フィルムロール
９，９’ 巻芯
１０，２０ 導電性フィルム
１１ 酸化皮膜層
Claims (6)
- フィルム基材と、
前記フィルム基材の一方の側に形成された第１透明導電体層と、
前記第１透明導電体層の前記フィルム基材とは反対側に形成された第１銅層と、
前記フィルム基材の他方の側に形成された第２透明導電体層と、
前記第２透明導電体層の前記フィルム基材とは反対側に形成された第２銅層と、
前記第１銅層の前記第１透明導電体層とは反対側に形成され、酸化銅（Ｉ）を含有する厚み１ｎｍ〜１５ｎｍの第１酸化皮膜層と、を備えることを特徴とする導電性フィルム。 - 前記第１酸化皮膜層の厚みが、１．０ｎｍ〜８．０ｎｍであることを特徴とする、請求項１記載の導電性フィルム。
- 前記第１酸化皮膜層は、酸化銅（Ｉ）を５０重量％以上含み、且つ銅、酸化銅（II）、炭酸銅及び水酸化銅を含む組成物からなることを特徴とする、請求項１記載の導電性フィルム。
- 前記第１酸化皮膜層は、実質的に酸化銅（Ｉ）のみからなることを特徴とする、請求項１記載の導電性フィルム。
- 前記第２銅層に形成され、酸化銅（Ｉ）を含有する厚み１ｎｍ〜１５ｎｍの第２酸化皮膜層を更に備えることを特徴とする、請求項１記載の導電性フィルム。
- 請求項１から５のいずれか１項に記載の導電性フィルムをロール状に巻き回して構成されることを特徴とする導電性フィルムロール。
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