(57)【要約】【課題】薄くて傷の無い透明導電膜を耐熱性の低い基材に形成し、低抵抗で導電性に優れた導電基材およびその製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】導電基材１０は、第一基材１１と、この第一基材１１の一面１１ａに、接着層１２、補強層１３および透明導電膜１４が順に重ねて配されてなる。第一基材１１は、例えば樹脂製の基板から構成されれば良い。補強層１３は、例えば、導電性高分子膜または金属膜から構成されれば良い。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一基材と、この第一基材の一面に、接着層、補強層および透明導電膜が順に重ねて配されてなることを特徴とする導電基材。
【請求項２】
前記補強層は、導電性高分子膜または金属膜からなることを特徴とする請求項１記載の導電基材。
【請求項３】
前記補強層の厚みは、５０ｎｍ以上、１μｍ以下であることを特徴とする請求項２記載の導電基材。
【請求項４】
第二基材の一面に透明導電膜を重ねて配する工程と、この透明導電膜に補強層を重ねて配する工程と、この補強層に接着層を重ねて配する工程と、この接着層に第一基材を貼着する工程と、前記第二基材を除去する工程とを備えたことを特徴とする導電基材の製造方法。
【請求項５】
前記第一基材を除去する工程は、溶解法を用いることを特徴とする請求項４に記載の導電基材の製造方法。
【請求項６】
前記補強層の形成工程と、前記接着層の形成工程との間に、さらに焼成工程を備えたことを特徴とする請求項４に記載の導電基材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導電基材およびその製造方法に関し、詳しくは、耐熱性の低い基材に透明導電膜を備えた導電基材およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、液晶ディスプレイや太陽電池などに用いられる透明な導電基材は、絶縁性の透明な基板の表面に透明導電膜（ＴＣＯ：Transparent Conductive oxide）を形成したものである。透明導電膜としては、例えばスズドープ酸化インジウム（ＩＴＯ），酸化スズ（ＴＯ），フッ素ドープ酸化スズ（ＦＴＯ）などの半導体セラミックスの薄膜が一般的に用いられている。
【０００３】
このような透明導電膜は、基板にガラスを用いた場合には、ＳＰＤ法やＣＶＤ法などの成膜方法を用いて直接基板に対して成膜が可能である。しかしながら、ガラスより耐熱性に劣る樹脂を基板として用いた場合、比較的高温で成膜を行なうＳＰＤ法やＣＶＤ法では、樹脂が軟化、あるいは溶融してしまい、透明導電膜を直接成膜することは困難であった。
【０００４】
このため、樹脂を基板として用いた導電基材を形成する際には、従来、塗布法や転写法などにを用いて樹脂基板に透明導電膜を形成していた。このうち、塗布法は、半導体セラミックスの微粒子をポリマーおよび溶媒中に分散させ、基板に塗布して乾燥させることにより、基板に透明導電膜を形成する方法である（例えば、特許文献１参照）。また、転写法は、予め剥離層を形成したガラスなどの耐熱性基板に酸化錫を形成し、この膜を接着剤付きフィルムなどに圧着させて引き剥がす方法である（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平８−０２０７３４号公報
【特許文献２】特開２００２−１８４４７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載された塗布法によって得られる透明導電膜は、ＳＰＤ法やＣＶＤ法によって得られる透明導電膜と比較して、厚みが薄くて低抵抗な透明導電膜を形成することが難しい。一方、特許文献２に記載された転写法では、厚みの薄い酸化錫の膜から転写シートを剥離させる際に、この酸化錫の膜がフィルムが引き剥がされる方向に応力を受けるために、酸化錫の膜にクラックが入って破損する虞がある。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、耐熱性の低い基材に、薄くかつ低抵抗な透明導電膜を備えた導電基材を提供することを第一の目的とする。
また、耐熱性の低い基材に対して透明導電膜を形成する際に、透明導電膜を損傷させる虞のある外力を加えることなく、薄くかつ低抵抗な透明導電膜を形成することができる導電基材の製造方法を提供することを第二の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の請求項１に記載の導電基材は、第一基材と、この第一基材の一面に、接着層、補強層および透明導電膜が順に重ねて配されてなることを特徴とする。
本発明の請求項２に記載の導電基材は、請求項１において、前記補強層は、導電性高分子膜または金属膜からなることを特徴とする。
本発明の請求項３に記載の導電基材は、請求項２において、前記補強層の厚みは、５０ｎｍ以上、１μｍ以下であることを特徴とする。
本発明の請求項４に記載の導電基材の製造方法は、第二基材の一面に透明導電膜を重ねて配する工程と、この透明導電膜に補強層を重ねて配する工程と、この補強層に接着層を重ねて配する工程と、この接着層に第一基材を貼着する工程と、前記第二基材を除去する工程とを備えたことを特徴とする。
本発明の請求項５に記載の導電基材の製造方法は、請求項４において、前記第一基材を除去する工程は、溶解法を用いることを特徴とする。
本発明の請求項６に記載の導電基材の製造方法は、請求項４において、前記補強層の形成工程と、前記接着層の形成工程との間に、さらに焼成工程を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の導電基材によれば、第一基材と透明導電膜との間に、補強層が配されているので、第一基材として剛性の低い樹脂基板などを用いたとしても、透明導電膜の物理的な強度が十分に保たれ、透明導電膜に亀裂や皺などが生じることを防止できる。また、補強層に、例えば導電性の樹脂や金属薄膜を用いることで、透明性（光透過性）を十分に保ちつつ、薄く、かつ導電性に優れた導電基材を実現することが可能になる。よって、薄く、かつ高い導電性と物理的な耐久性とを備えた導電基材を提供することが可能になる。
【０００９】
また、本発明の導電基材の製造方法によれば、高温環境での成膜法に耐える耐熱性の第二基材を用いて、低抵抗で物理的な強度に優れた透明導電膜を形成し、この透明導電膜を第一基材に転写した後、第二基材を除去する。これにより、第一基材に、耐熱性が低く、かつ軽くて加工が容易な樹脂板や樹脂フィルムを用いても、この第一基材に対して、高温環境での成膜法によって形成した、薄く、緻密で平滑性に優れた透明導電膜を形成することができる。よって、薄く、高い導電性を保ちつつ、物理的な強度に優れた透明導電膜をもった導電基材を製造することが可能になる。
なお、本発明の導電基材の製造方法でいう第二基材の除去とは、透明導電膜に対して外力を与えずに第二基材を除去することをいう。透明導電膜に対して外力を与えずに第二基材を除去する方法としては、例示するならば、第二基材を溶剤によって溶解除去する方法、第二基材を熱によって融解除去する方法、第二基材を化学的に分解除去する方法、機械的に研磨する方法などが挙げられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明に係る半導体装置の一実施形態を図面に基づいて説明する。なお、本発明はこのような実施形態に限定されるものではない。また、以下の説明で用いる図面は、本発明の特徴をわかりやすくするために、便宜上、要部となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。
【００１１】
図１は、本発明の導電基材の一例を示す断面図である。導電基材１０は、第一基材１１と、この第一基材１１の一面１１ａに、接着層１２、補強層１３および透明導電膜１４が順に重ねて配されてなる。第一基材１１は、例えば樹脂製の基板から構成されれば良い。補強層１３は、例えば、導電性高分子膜または金属膜から構成されれば良い。
【００１２】
このような構成の導電基材１０によれば、第一基材１１と透明導電膜１４との間に、補強層１３が配されているので、第一基材１１として剛性の低い樹脂基板などを用いたとしても、透明導電膜１４の物理的な強度が十分に保たれ、透明導電膜１４に亀裂や皺などが生じることを防止できる。
【００１３】
また、補強層１３に導電性の樹脂や金属薄膜を用いれば、導電基材１０の透明性（光透過性）を十分に保ちつつ、透明導電膜１４を低抵抗で、かつ高い導電性を確保することが可能になる。よって、薄くて高い導電性を備え、物理的な耐久性に優れた導電基材１０を提供することができる。
【００１４】
第一基材１１としては、例えば、ＰＥＴ，ＰＣ，ＰＭＭＡ，ＰＩ，ＰＥＮ，ＡＢＳ，ポリオレフィンなどが好ましく挙げられる。また第一基材１１の形態としては、剛性のある板状、柔軟性のあるフィルム状など各種形態をとることができる。透明導電膜１４の具体例としては、ＦＴＯ、ＩＴＯ、ＺｎＯなど、Ｉｎ，Ｓｎ，Ｚｎ，Ｇａ，Ｔｉの元素のうち、少なくとも１種類を含む金属酸化物が好ましく挙げられる。
【００１５】
透明導電膜１４は、例えば、１００ｎｍ〜３μｍ程度の膜厚になるように形成されていれば良い。透明導電膜１４の結晶粒径は、３０〜５００ｎｍ、好ましくは５０〜２００ｎｍの範囲であれば良い。さらに、透明導電膜１４の表面平滑性は、Ｓａ３．０ｎｍ未満であればよい。
【００１６】
補強層１３は、導電性高分子膜または金属膜から構成されていれば良いが、さらに具体的には、例えば、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ、ポリアニリンなどの導電性樹脂薄膜、Ａｕなどの導電性金属薄膜などが挙げられる。また、補強層１３は、例えば、５０ｎｍ〜１μｍ程度の膜厚になるように形成されていれば良い。接着層１２は、例えば、エポキシ系、ポリエステル系、ＥＶＡ系、ウレタン系、ポリアミド系などの接着剤を塗布したものであればよい。接着層１２は、例えば、数十μｍ程度の膜厚になるように形成されていれば良い。
【００１７】
次に、本発明の導電基材の製造方法について説明する。図２は、導電基材の製造方法を段階的に示した断面図である。本発明の導電基材を製造する際には、まず、図２（ａ）に示すように、第二基材２１を用意し、この第二基材２１の一面２１ａに透明導電膜２２を、例えば１００ｎｍ〜３μｍ程度の膜厚になるように成膜する（透明導電膜の形成工程）。第二基材２１は、ガラス、Ｃｕ、ポリイミドなどの部材から形成されていればよい。透明導電膜２２は、例えば、ＦＴＯ、ＩＴＯ、ＺｎＯなど、Ｉｎ，Ｓｎ，Ｚｎ，Ｇａ，Ｔｉの元素のうち、少なくとも１種類を含む金属酸化物であればよいが、後述する後工程において第二基材２１を溶解する際の耐薬品性に優れたＦＴＯを用いるのが特に好ましい。
【００１８】
透明導電膜２２は、例えば、ＳＰＤ法やＣＶＤ法によって形成されればよい。透明導電膜２２をＳＰＤ法やＣＶＤ法で形成することによって、例えば塗布法などと比べて、薄く、緻密で平滑性に優れた透明導電膜２２を形成することができる。これによって、透明性に優れ、高い導電性を保ちつつ、物理的な強度に優れた透明導電膜２２を第二基材２１の一面２１ａに形成できる。
【００１９】
第二基材２１は、このようなＳＰＤ法やＣＶＤ法による成膜によっても、変形や溶融を起こさない耐熱性を備えた材料を用いる。すなわち、ＳＰＤ法やＣＶＤ法による成膜では、成膜時の環境が例えば３００℃以上となるので、第二基材２１に樹脂などの耐熱性の低い材料を用いていると、変形や溶融の虞があり、平滑な透明導電膜２２を得ることは困難である。このため、第二基材２１は、ガラス、セラミックスなど耐熱性に優れた材料を用いるのが好ましい。また、第二基材２１は、透明導電膜２２の平滑性を維持するために、０．１ｍｍ以上の厚みを備えていることが好ましい。なお、この第二基材２１は、後述する後工程において除去されるため、少なくとも耐熱性、平滑性に優れていれば、透明性は有していなくてもよい。
【００２０】
次に、図２（ｂ）に示すように、透明導電膜２２に重ねて補強層２３を形成する（補強層の形成工程）。補強層２３は、例えば、ディップコート，スクリーン印刷，スピンコート，スプレー塗布，スパッタリングなどの方法によって形成されればよい。この補強層２３は、導電性高分子膜または金属膜、例えば、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ、ポリアニリンなどの導電性樹脂薄膜、Ａｕなどの導電性金属薄膜など、物理的な強度が高く、かつ導電性、光透過性を備えた部材が好ましく用いられる。また、補強層２３は、例えば、５０ｎｍ〜１μｍ程度の膜厚になるように形成されていれば良い。
【００２１】
次に、図２（ｃ）に示すように、補強層２３に重ねて接着層２４を形成する（接着層の形成工程）。接着層２４は、例えば、エポキシ系、ポリエステル系、ＥＶＡ系、ウレタン系、ポリアミド系などの接着剤を塗布法によって形成したものであればよい。また、接着層２４は、例えば、数十μｍ程度の膜厚になるように形成すればば良い。
【００２２】
次に、図２（ｄ）に示すように、接着層２４の一面２４ａに第一基材２５を貼り合わせる（接合の形成工程）。第一基材２５は、耐熱性が低く、軽くて加工が容易な樹脂板や樹脂フィルムを用いることができる。
【００２３】
接着層２４に第一基材２５を貼り合わた後、図２（ｅ）に示すように、第二基材２１を除去する（第二基材の除去工程）。第二基材２１の除去は、例えば溶解法が好ましい。この溶解法は、第二基材２１を溶解可能であり、他の層、すなわち透明導電膜２２，補強層２３，接着層２４および第一基材２５を溶解することのない溶剤を用いて、第二基材２１だけを溶解、除去する方法である。
【００２４】
この溶解法に用いる溶剤としては、例えば、第二基材２１がガラスから形成されている場合は、フッ酸を含む溶液を用いればよい。また、第二基材２１がＣｕから形成されている場合は、塩化第二銅溶液、または塩化第二鉄溶液を用いればよく、第二基材２１がポリイミドから形成されている場合は、水酸化ナトリウム溶液を用いればよい。また、この溶解法においては、液体の溶剤以外にも、第二基材２１だけを溶解可能な腐食性ガス、ゲル、スラリーなど、各種形態の溶剤を用いることが可能である。また、第二基材２１の溶解時に、溶解を促進させるために、第一基材２５が変形しない程度の高温環境で第二基材２１の溶解を行なってもよい。
【００２５】
そして、溶解法によって第二基材２１だけを完全に溶解すれば、図２（ｆ）に示すように、第一基材２５に、接着層２４、補強層２３および透明導電膜２２が順に重ねて配された導電基材２０が得られる。
【００２６】
以上のような導電基材の製造方法によれば、ＳＰＤ法やＣＶＤ法など高温環境での成膜法に耐える耐熱性の第二基材２１を用いて、低抵抗で物理的な強度に優れた透明導電膜２２を形成し、この透明導電膜２２を第一基材２５に転写した後、第二基材２１を取り除く。これにより、第一基材２５に、耐熱性が低く、かつ軽くて加工が容易な樹脂板や樹脂フィルムを用いても、この第一基材２５に対して、ＳＰＤ法やＣＶＤ法で形成した薄く、緻密で平滑性に優れた透明導電膜２２を形成することができる。よって、透明性に優れ、高い導電性を保ちつつ、物理的な強度に優れた透明導電膜２２をもった導電基材２０を製造することが可能になる。
【００２７】
なお、上述した補強層の形成工程（図２（ｂ）参照）と、前記接着層の形成工程（図２（ｃ）参照）との間に、さらに焼成工程を備えても良い。
【実施例】
【００２８】
本出願人は本発明の効果を検証した。検証にあたって、以下に列記する本発明の実施例１〜３、および従来の比較例１〜３の導電基材を用意した。
（実施例１）  ＳｎＣｌ４・５Ｈ２Ｏを５．２６ｇと、ＮＨ４Ｆを２．２２ｇとを、３０％エタノール水溶液に分散させ、分散液５０ｍｌを得た。この分散液５０ｍｌの全てを４５０℃に加熱した０．７ｍｍ厚のガラス基板にＳＰＤ法によって噴霧し、ガラス基板上にＦＴＯからなる透明導電膜を形成した。そして、このガラス基板に成膜した透明導電膜を、７５μｍのＥＶＡ樹脂フィルムを挟んで１８８μｍのＰＥＴフィルム（ルミラーＳ１０（商品名：東レ製））に貼り合わせた。これを４８％フッ酸水溶液に２４時間浸漬してガラス基板を溶解し、ＳＰＤ法によって形成された透明導電膜をＰＥＴフィルム転写した導電基材を得た。
（実施例２）  実施例１における分散液５０ｍｌのうち、２５ｍｌ分だけをＳＰＤ法によって噴霧し、実施例１よりもＦＴＯの膜厚を薄くしたものである。
（実施例３）  実施例１における分散液５０ｍｌのうち、１０ｍｌ分だけをＳＰＤ法によって噴霧し、実施例２よりもＦＴＯの膜厚をさらに薄くしたものである。
（比較例１）  ５０重量部のＦＴＯ微粒子と、４０重量部のポリエステル樹脂と、３０００重量部のＭＥＫとを１０時間分散させ、塗料を得た。ワイヤーバーコータを用いて、この塗料を１８８μｍのＰＥＴフィルム（ルミラーＳ１０（商品名：東レ製））に１回塗りし、１００℃で１０分間乾燥させ、ＦＴＯからなる透明導電膜をＰＥＴフィルムに塗布した導電基材を得た。
（比較例２）  比較例１における塗料の塗布を２回塗りにして、比較例１よりもＦＴＯの膜厚を厚くしたものである。
（比較例３）  １．０重量％エチルセルロースを分散させたテルピネオール溶液を、０．７ｍｍ厚のガラス基板に塗布し、１５０℃で２０分加熱して下地膜を形成した。このガラス基板の下地膜の上に、実施例１と同様の条件の塗布法によってＦＴＯからなる透明導電膜を成膜し、この透明導電膜に１８８μｍのＰＥＴフィルム（ルミラーＳ１０（商品名：東レ製））を貼り合わせた。下地膜はＳＰＤ法によるＦＴＯ成膜時に熱分解され、この分解された下地膜の部分を境にしてＰＥＴフィルムを引き剥がし、ガラス基板からＰＥＴフィルムに透明導電膜を転写させて導電基材を得た。
以上のような実施例１〜３、および比較例１〜３の導電基材について、透明導電膜の表面抵抗値、光の透過率、ヘイズ率をそれぞれ測定した。この検証結果を表１に示す。
【００２９】
【表１】
2008179078.tif 000003
【００３０】
［表面抵抗値］
ＳＰＤ法によってガラス基板に透明導電膜を形成し、転写後にガラス基板を溶解除去した実施例１〜３は、転写後の表面抵抗値が２．５〜５０Ωであったの対して、塗布法によって透明導電膜を形成した比較例１，２は、それぞれ１０万Ω、１万Ωと桁違いに大きかった。
またＳＰＤ法によってＰＥＴフィルムに透明導電膜を形成し、転写後にＰＥＴフィルムを引き剥がし除去した比較例３は、転写前の表面抵抗値が２．０Ωであったのに対して、転写後は５０Ωと２０倍も増加している。これは、基板の引き剥がしに伴い、透明導電膜に外力が加わり、透明導電膜にクラックなどが入ったためと思われる。一方、外力が加わらない方法によって基板の除去を行なった実施例１〜３は、転写前と転写後の表面抵抗値の変化はいずれも２倍未満にとどまり、転写後も優れた表面抵抗値を示した。
［透過率］
溶解法によって透明導電膜から基板を除去した実施例１〜３は、引き剥がし転写法によって透明導電膜から基板を除去した比較例３と比べて、透過率はいずれも優れていた。引き剥がし転写法では、基板の引き剥がしに伴い透明導電膜に外力が加わり、透明導電膜にクラックなどが入ったため透過率が下がったと考えられる。
また、実施例３のように透明導電膜の膜厚を薄くすれば、塗布法による比較例１，２と同等の透過率が得られることが確認された。
［ヘイズ率］
溶解法によって透明導電膜から基板を除去した実施例１〜３は、引き剥がし転写法によって透明導電膜から基板を除去した比較例３と比べて、ヘイズ率はいずれも優れていた。引き剥がし転写法では、基板の引き剥がしに伴い透明導電膜に外力が加わり、透明導電膜にクラックなどが入ったため、ヘイズ率が下がったと考えられる。
【００３１】
以上の結果から、本発明の方法によって形成された導電基材は、従来の方法によって形成された導電基材と比べて、薄く、導電性に優れ、かつ視認性も良好であることが確認された。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の半導体装置の一例を示す平面図および断面図である。
【図２】本発明の半導体装置の別な一例を示す平面図および断面図である。
【符号の説明】
【００３３】
１０  導電基材、１１  第一基材、１２  接着層、１３  補強層、１４  透明導電膜。
【図１】
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【図２】
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