JP2004361662A - 導電性透明積層体 - Google Patents
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Abstract
【目的】新規な構成の導電性透明積層体を提供すること。
【構成】透明な導電性反射防止膜１８を透明基板１２の表面に備えたタッチパネル等の電極層として使用する導電性透明積層体。導電性反射防止膜１８は、透明基板１２側から順に積層された誘電体膜１４と導電膜１６とからなる。そして、誘電体膜１４は、内側層１４ａが外側層１４ｂより高屈折率の反射防止膜材料で形成する。
【選択図】 図１
【構成】透明な導電性反射防止膜１８を透明基板１２の表面に備えたタッチパネル等の電極層として使用する導電性透明積層体。導電性反射防止膜１８は、透明基板１２側から順に積層された誘電体膜１４と導電膜１６とからなる。そして、誘電体膜１４は、内側層１４ａが外側層１４ｂより高屈折率の反射防止膜材料で形成する。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【技術分野】
本発明は、導電性透明積層体に関し、特に、タッチパネル等の構成部品として好適な導電性透明積層体に係る発明である。ここでは、タッチパネルを例に採り説明をするが、これに限られるものではない。本発明に係る導電性透明積層体は、帯電防止用途、電磁波シールド用途、ＥＬ素子等の透明電極等に適用できるものである。
【０００２】
【背景技術】
ガラス基板上（透明基板）に、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ：Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄａｔｉｏｎ）や錫酸化物（ＳｎＯ２）などの透明な導電膜を形成した導電膜付き透明基板（導電性透明積層体）は、タッチパネルや液晶などの表示素子における透明電極として用いられている。
【０００３】
こうした表示素子として用いられる場合、透過率と透過光の色相が重要視される。
【０００４】
ところが、これらは最外層を導電膜とする必要があり、上記ＩＴＯやＳｎＯ２で形成した一般的な導電膜は屈折率が１．８〜２．２と高く、反射率が高くて透過率を低下させる。
【０００５】
これらの問題点を解決するために、下記のような導電性透明積層体に係る先行技術文献が存在する。
【０００６】
▲１▼最外層は透明導電膜で、基板／Ｈ／Ｌ／Ｈ／Ｌ／透明導電膜／空気（Ｈ：透明誘電体膜高屈折率層、Ｌは透明誘電体膜低屈折率層）の順に積層された５層構成からなる（特許文献１）。
【０００７】
▲２▼最外層は透明導電膜で、基板／Ｌ／Ｈ／透明導電膜／空気の順に積層された３層構成からなる（特許文献２）。
【０００８】
【特許文献１】
特開２００３−４９０２公報
【特許文献２】
特開２００３−２１７０３公報
【０００９】
【発明の開示】
本発明は、上記先行技術文献に記載されていない新規な構成の導電性透明積層体を提供することを目的とし、下記構成を有するものである。
【００１０】
透明な導電性反射防止膜を透明な基材の少なくとも片面に備え、
導電性反射防止膜は、基材側から順に積層された誘電体膜と導電膜とからなり、
誘電体膜が、内側面を基板に外側面を導電膜にそれぞれ接する複層構成であり、
該誘電体膜の各層は、内側面から外側面に向かって段階的に低下させた屈折率を有し、かつ、内側面を形成する層は透明基板より高い屈折率を有することを特徴とする。
【００１１】
当該構成により、後述の実施例で示す如く、反射Ｙ値と色相の間にバランスの採れた特性を示すことができる。
【００１２】
上記構成において、誘電体膜は、通常、２層構成とし、誘電体膜における内側層屈折率：１．９〜２．４、外側層屈折率：１．３６〜１．５、導電膜の屈折率：１．８〜２．２とする。
【００１３】
更には、導電膜の膜厚を、光学膜厚：０．２５λ以下で、所定のシート抵抗値が得られるものとし、また、誘電体膜における内側層および外側層の各膜厚が、内側層：０．５λ以下、外側層：０．５λ以下であり、かつ、所定反射率が得られるものとすることが望ましい。良好な透過率および透過光の色相を得易い。
【００１４】
そして、上記各発明に係る導電性透明積層体は、導電性透明積層体で、下側電極層及び上側電極層の双方又は一方を形成してタッチパネルとする。
【００１５】
そしてプラスチック製基材を用いて上記各構成の導電性透明積層体を製造する場合には、少なくとも導電膜をイオンアシスト真空蒸着により成膜することが望ましい。基板にアーク・熱損傷を与えずに、酸化度の高い透明性の良好な導電膜を形成できる。
【００１６】
【発明を実施するための最良の形態】
以下、本発明の形態を図例に基づいて、詳細に説明をする。ここでは、透明な面状基材として、透明基板を例にとり説明するが、面状基材は、フィルム（可撓性・非可撓性を含む。）・シート、成形体（例えばドーム又はレンズ状）等、面状体であれば任意である。
【００１７】
基本的には、図１に示す如く、透明基板１２上に順に、透明な誘電体膜１４と透明な導電膜１６からなる多層の導電性反射防止膜１８を形成（成膜）する。そして、誘電体膜１４は、複層構成であり、図例では、内側層（第１層）１４ａ及び外側層（第２層）１４ｂからなる２層構成である。
【００１８】
誘電体膜１４の内側層（第１層）１４ａは、透明基板１２よりも高い屈折率を有する高屈折層とし、次に、外側層（第２層）１４ｂは、内側層１４ａよりも低い屈折率を有する低屈折層とする。更に、誘電体膜１４の外側（上）に透明な導電膜（第３層）１６を形成して、導電膜を最外層とする。
【００１９】
ここで、最外層（第３層）となる導電膜１６は、用途に合わせた所定のシート抵抗値（面抵抗値）となるように膜厚を設定する。また、誘電体膜１４の内側層（第１層）１４ａ及び外側層（第２層）１４ｂは、光学的に要求される所定の反射率および透過光色相が得られるように膜厚を設定する。例えば、λを光学中心波長とした場合、第１層及び第２層の光学膜厚は、第１層：０．５λ以下、第２層：０．５λ以下の各範囲で適宜設定する。
【００２０】
最外層の導電膜１６の膜厚を固定し、誘電体膜（第１、２層）の膜厚を変化させることで本発明の反射防止膜付き透明基板の光学特性を任意に調節可能（Ｙ値および色相）である。なお、導電性反射防止膜１８を片面に備えている場合を例にとったが、両面に備えていてもよい。
【００２１】
ここで透明基板（基材）としては、無機ガラス基材、有機ガラス基材を問わない。
【００２２】
無機ガラス基材としては、特に限定されないがソーダガラス、ほうけい酸ガラス、石英ガラス、サファイガラスなどを挙げることができる。
【００２３】
上記有機ガラスとしては、ノルボルネン系樹脂、ポリオレフィン、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエステル樹脂、ポリプロピレン樹脂（ＰＰ）、ポリエチレン樹脂（ＰＥ）、ポリイミド樹脂（ＰＩ）、ポリエチレンテレフタレート樹脂（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート樹脂（ＰＥＮ）、脂肪族アリルカーボネート、芳香族アリルカーボネート、ポリチオウレタン等からなるものを挙げることができる。
【００２４】
特に、これらの内で、本発明には、軽量化および耐衝撃性等の見地から、ポリカーボネートが望ましい。
【００２５】
透明誘電体膜の形成材料としては、下記金属酸化物、金属ハロゲン化物の内から１種又は２種以上を適宜選択して使用可能である。
【００２６】
▲１▼金属酸化物：チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ニオブ（Ｎｂ）、インジウム（Ｉｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、錫（Ｓｎ）、アンチモン（Ｓｂ）、イットリウム（Ｙ）、ランタン（Ｌａ）、セリウム（Ｃｅ）、アルミニウム（Ａｌ）、珪素（Ｓｉ）、マグネシウム（Ｍｇ）等。
【００２７】
▲２▼金属ハロゲン化物：マグネシウム（Ｍｇ）、ランタン（Ｌａ）、アルミニウム（Ａｌ）、バリウム（Ｂａ）、カルシウム（Ｃａ）、セリウム（Ｃｅ）、リチウム（Ｌｉ）等。
【００２８】
また、透明導電膜の形成材料としては、酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）インジウム錫酸化物（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ ｏｘｉｄｅ：ＩＴＯ、Ｉｎ２Ｏ３：Ｓｎ０２）、酸化錫（ＳｉＯ２）、錫フッ素酸化物（ＳｎＯ２：ＳｎＦ４）、錫アンチモン酸化物（ＳｎＯ２：ＳｂＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、亜鉛アルミニウム酸化物（ＺｎＯ：Ａｌ２Ｏ３）等を挙げることができる。
【００２９】
ここで、シート抵抗値（面抵抗値）とは、導電膜の電気的特性として重要なものであり、通常、単位はΩ／□（読み：オームパーシート）と表記される。
【００３０】
電磁波防止としては、２００Ω／□以下とされており、液晶などの電極としては１００Ω／□以下とされている。タッチパネル用途の場合、２００〜１０００Ω／□が使用可能範囲とされている。なお、本実施形態の如く、透明電極として使用せず、帯電防止のみであれであれば、１０８Ω／□以下で十分であり、導電膜が最表層に無くてもよい。
【００３１】
本実施形態において、有機ガラス基板を使用する場合は、擦傷性の向上、反射防止膜の密着性向上を目的として、図２に示す如く、ハードコート２０を、さらにはプライマーコートを、透明基板１２と誘電体膜１４との間に形成してもよい。
【００３２】
ハードコート２０としては、汎用のシリコーン硬化塗膜を利用することができる。例えば、オルガノアルコキシシランの加水分解物に、触媒、金属酸化物微粒子（複合微粒子を含む。）を加え、希釈溶剤にて塗布可能な粘度になるように調節したハードコート液を、透明基材の上に塗布して形成する。さらに、ハードコート液には、適宜、界面活性剤、紫外線吸収剤等の添加も可能である。（例えば
、特開平２００２−３８９２７７号
【００２４】〜
【００３２】参照）
また、プライマーも、ハードコートと基材との密着性を改善可能なものなら特に限定されないが、ウレタン系熱可塑性エラストマー（ＴＰＵ）やエステル系熱可塑性エラストマー（ＴＰＥＥ）に、金属酸化物微粒子をそれぞれ添加したプラ
イマー組成物を好適に使用可能である（同
【００３４】〜
【００３８】参照）。
【００３３】
また、透明誘電体膜および透明導電膜共に、気相（蒸気）中で行う乾式成膜法（いわゆる、ＰＶＤ：Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ ＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎおよびＣＶＤ：Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）又は液相（ゲル）中で行う湿式成膜法のいずれでも可能であるが、通常、乾式成膜法で行うことが望ましい。
【００３４】
乾式成膜法としては、真空蒸着法（抵抗加熱方式、電子ビーム方式）、イオンアシスト法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、アーク放電等の各種ＰＶＤ法ないしＣＶＤ法などを使用可能である。
【００３５】
なお、湿式成膜法としては、デップコート法、スプレーコート法、スピンコート法、インクジエット法、スクリーン印刷法などの方法を挙げることができる。
【００３６】
そして、上記真空蒸着により導電性反射防止膜の各層を形成する場合は、真空蒸着に先立ち、無機蒸着膜と基板もしくはハードコートとの付着力を高めるため、イオンクリーニングをしておくことが望ましい。ここで、イオンクリーニングとは、基板もしくはハードコートの表面を酸素もしくはアルゴンなどのガスイオンにより表面改質を行う方法で、高周波によって放電を起こし、そのプラズマ雰囲気中に基板を晒す方法と、イオン銃などイオン発生源となるものからイオンを照射して行う方法とがある。
【００３７】
また、上記有機ガラス基板に反射防止膜の各層（特に導電膜）を形成する場合は、イオンアシスト法（イオンアシスト真空蒸着法）により形成することが、有機ガラス基材に熱・アーク損傷を与えず密着性の良好な各層（薄膜）を形成できるため望ましい。イオンアシスト法とは、イオン銃などのイオン発生源なるものからイオンを照射しながら真空蒸着を行う方法である。イオンアシストは透明導電膜のみならず、必要に応じて透明誘電体膜にも用いてもよい。
【００３８】
なお、イオンクリーニングおよびイオンアシストについては、特開平１０−１２３３０１・１１−１７４２０５号公報に詳細が記載されている。
【００３９】
なお、タッチパネル等の用途を目的とした場合、シート抵抗値は２００ Ω／□以上とすることが望ましい。
【００４０】
そして、上記構成の導電性透明積層体をタッチパネルに適用する場合は、下側電極層２２及び上側電極層２２Ａの双方又は一方を形成して構成する（図３参照）。図例では、下側電極層２２がプラスチック基板（透明基板：有機ガラス基板）１２上に導電性反射防止膜１８を形成したものであり、上側電極層２２Ａがプラスチックフィルム１２Ａ上に導電性反射防止膜１８を形成したものであり、両者が電極隙間２４を介して配されてタッチパネル２６とされている。該タッチパネル２６は、空気層２８を介して液晶パネル３０上に取付けられてスイッチ表示装置とされる。
【００４１】
なお、適用可能なタッチパネルの構成は、上記フィルムプラスチック型に限られず、フィルム−ガラス型、フィルム−フィルム型、フィルム−フィルム−プラスチック型等任意である（タッチパネルの各型については、「日経エレクトロニクス２００３年２月号」ｐ．６１表２参照）
【００４２】
【実施例】
以下、本発明を実施例に基づいて、更に詳細に説明をする。
【００４３】
なお、以下の説明で「Ｙ値」、「ａ＊値およびｂ＊値」とは下記のものをいう。
【００４４】
「Ｙ値」：国際照明委員会（ＣＩＥ）の定めるＸＹＺ表色系の刺激値Ｙの値で、分光光度計によって測定された反射率または透過率に光源による分光分布Ｓ（λ）と等色関数ｙ（λ）との積を可視光域波長で積分して求められもので、明るさを意味する。一般的に、この刺激値Ｙを視感度反射率または視感度透過率と呼ぶ。〔ＪＩＳ−Ｚ−８７２２ を参照〕
「ａ＊値およびｂ＊値」：ＣＩＥが定めるＬ＊ａ＊ｂ＊表色系のクロマティクネス指数であって、色相を表す。ＣＩＥが定めるＬ＊ａ＊ｂ＊表色系色度図上で、ａ＊およびｂ＊の両者の値の座標が色相を表す。ａ＊の数値が正の値であれば赤色方向で、負の値であれば緑色方向を表す。また、ｂ＊の数値が正の値であれば黄色方向で、負の値であれば青色方向を表す。ａ＊およびｂ＊の絶対値が大きいほど色鮮やかになり、小さくなるに従いくすんだ色となる〔ＪＩＳ−Ｚ−８７２９ を参照〕。
【００４５】
実施例とする実際の成膜は、真空蒸着装置（図４参照）を用いて行った。本装置は、イオン銃が装備された電子ビーム方式による真空蒸着装置である。ハロゲンランプによって７０℃に昇温させた蒸着室（真空槽）に、超音波洗浄した基板（ポリカーボネートｎＤ：１．５９）を入れ、１０−２ Ｐａ以下の真空度まで排気した後、イオン銃に酸素導入し、酸素イオンによるイオンクリーニングを行った。
【００４６】
その後、基板側から
の順に第１・２層を電子ビーム蒸着で、第３層をイオンアシスト蒸着でそれぞれ成膜を行い、基板の片面に導電性反射防止膜を形成した。ここで、光学膜厚における括弧内のλ表示におけるλ（光学中心波長）は、図５における最小値に略対応する４７０ｎｍとした。
【００４７】
蒸着薬品（蒸発源）には、（株）オプトロン製のものを使用し、ＺｒＯ２とＩＴＯはタブレットを使用し、ＳｉＯ２には顆粒をそれぞれ使用した。
【００４８】
上記によって得られた実施例（導電性透明積層体）について、日立ハイテクノロジーズ製Ｕ−４１００形分光光度計を用いて分光反射率および分光透過率の測定を行ったＹ値およびａ＊値、ｂ＊値の算出は、分光光度計の測定値を日立ハイテクノロジーズ製Ｕ−４１００形分光光度計付属のプログラムＵＶ Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ を用いて算出した。
【００４９】
分光反射率及び分光透過率を、図５，６にそれぞれ示す。反射光及び透過光のＹ値・ａ＊値・ｂ＊値は、下記の如くであった。但し、測光は導電性反射防止膜側から入射し、反対面の特性を含む。
【００５０】
反射・・・Ｙ値：８．７４、ａ＊値：５．０２、ｂ＊値：５．４３
透過・・・Ｙ値：９０．０８、ａ＊値：−１．２６、ｂ＊値：−０．１８
透過ａ＊値および透過ｂ＊値の絶対値も小さく無色彩に近く、表示パネルに好ましいことが分かる。
【００５１】
また、シート抵抗値は３７７Ω／□であり、タッチパネル用途として使用可能範囲であった。
【００５２】
図５・６から、本実施例は、反射率の谷を中心に短波長側では立ち上がりは急峻であるが、長波長側は揺かに上昇し、略その全波長域で、反射率が低く、かつ、透過率も良好であることが分かる。
【００５３】
また、本発明の効果を確認するために、ｎＤ：１．５９のポリカーボネートの片面に、高屈折率層Ｈ（ｎＤ：２．０）及び低屈折率層Ｌ（ｎＤ：１．４６）からなる２層構成（実施例：Ｈ／Ｌ構成、比較例：Ｌ／Ｈ構成）の透明誘電体膜の上に導電膜（第３層）（ｎＤ：２．０）を形成した構成において、▲１▼反射Ｙ値が最低となる光学設計（λ＝５５０ｎｍ）、及び▲２▼透過ｂ＊値を低下させる光学設計（λ＝４５０ｎｍ）としたものを、それぞれ模擬比較例１・模擬実施例１及び模擬比較例２・模擬実施例２としてシミュレーションを行なって、透過率、反射率及びそれらのＹ値及びａ＊値、ｂ＊値を求めた。但し、入射光は導電性反射防止膜側から入射し、反対面の特性を含む。
【００５４】
それらの結果を図７〜１４及び表１〜４に示す。
【００５５】
上記結果から、下記のことが分かる。
【００５６】
模擬比較例１・２（Ｌ／Ｈ構成）ともに、導電膜の膜厚に依存して光学特性はほとんど変化せず、導電膜をうすくしても反射Ｙ値が小さくならず（反射率が低下せず）、また、透過ｂ＊値が小さくならない（表１及び図７・８並びに表３及び図１１・１２）。
【００５７】
これに対し、模擬実施例１・２（Ｈ／Ｌ構成）ともに、導電膜の膜厚に光学特性が依存し、導電膜（ＩＴＯ膜）の膜厚を薄くすれば反射Ｙ値を低下させ、かつ、透過ａ＊・ｂ＊値の絶対値も小さくでき、表示パネルに好ましい無彩色に近い特性が得られる（表２及び図９・１０参照並びに表４及び図１３・１４）。また、導電膜の膜厚を固定して、模擬実施例１・２（Ｈ／Ｌ構成）を模擬比較例１・２（Ｌ／Ｈ構成）と比較すると、Ｙ値は低く、透過ａ＊・ｂ＊値も小さいため、光学特性に優れていることが分かる。
【００５８】
なお、表示素子として利用される際、透過光の色相は黄色のものは好まれず、ｂ＊値で２以下とされている。このｂ＊値を下げる手段としては、単純に青色の透過を増やせば良く、反射率の谷を５００ｎｍ以下にする必要がある。
【００５９】
反射率の谷をｂ＊値が小さくなるよう光学中心波長を、短波長（例えば４５０ｎｍ）に設定した場合、Ｌ／Ｈ構成の光学設計では、立ち上がりが急峻なため反射Ｙ値が高くなる（図１１参照）。これに対して本発明のＨ／Ｌ構成とすると、反射率の立ち上がりが緩やかであり、反射率の谷を短波長に設定しても、特に透明導電膜を薄くした場合、Ｙ値の上昇はそれほど高くない（図１３参照）。
【００６０】
本発明は、「反射率Ｙ値」と「色相」の両立が容易であることが分かる。すなわち、透明導電膜の膜厚の減少に伴い反射のＹ値が減少（高透過）させることができ、透明導電膜の膜厚の減少に伴い反射のＹ値が減少しない従来例に比して、Ｙ値を低減させることが可能となる。また、透過ｂ＊値を負の値としても、従来例に比して、反射Ｙ値が低くなり、反射防止効果が高い。
【００６１】
【表１】
【００６２】
【表２】
【００６３】
【表３】
【００６４】
【表４】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の導電性透明積層体の一例（ハードコート無し）を示すモデル図
【図２】同じく導電性透明積層体の一例（ハードコート有り）を示すモデル断面図
【図３】タッチパネルの一例における断面構成図
【図４】実施例における導電性反射防止膜の各層を成膜するのに使用した真空蒸着装置の概略モデル図
【図５】実施例の分光反射率の測定結果を示すグラフ図
【図６】同じく光透過率の測定結果を示すグラフ図
【図７】模擬比較例１の分光反射率の測定結果を示すグラフ図
【図８】同じく光透過率の測定結果を示すグラフ図
【図９】模擬実施例１の分光反射率の測定結果を示すグラフ図
【図１０】同じく光透過率の測定結果を示すグラフ図
【図１１】模擬比較例２の分光反射率の測定結果を示すグラフ図
【図１２】同じく光透過率の測定結果を示すグラフ図
【図１３】模擬実施例２の分光反射率の測定結果を示すグラフ図
【図１４】同じく光透過率の測定結果を示すグラフ図
【符号の説明】
１２ 透明基板
１４ 誘電体膜
１４ａ 誘電体膜の内側層（第１層）
１４ｂ 誘電体膜の外側層（第２層）
１６ 導電膜（第３層）
１８ 導電性反射防止膜
２０ ハードコート
２２ タッチパネルの下側電極層
２２Ａ タッチパネルの上側電極層
２６ タッチパネル
【技術分野】
本発明は、導電性透明積層体に関し、特に、タッチパネル等の構成部品として好適な導電性透明積層体に係る発明である。ここでは、タッチパネルを例に採り説明をするが、これに限られるものではない。本発明に係る導電性透明積層体は、帯電防止用途、電磁波シールド用途、ＥＬ素子等の透明電極等に適用できるものである。
【０００２】
【背景技術】
ガラス基板上（透明基板）に、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ：Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄａｔｉｏｎ）や錫酸化物（ＳｎＯ２）などの透明な導電膜を形成した導電膜付き透明基板（導電性透明積層体）は、タッチパネルや液晶などの表示素子における透明電極として用いられている。
【０００３】
こうした表示素子として用いられる場合、透過率と透過光の色相が重要視される。
【０００４】
ところが、これらは最外層を導電膜とする必要があり、上記ＩＴＯやＳｎＯ２で形成した一般的な導電膜は屈折率が１．８〜２．２と高く、反射率が高くて透過率を低下させる。
【０００５】
これらの問題点を解決するために、下記のような導電性透明積層体に係る先行技術文献が存在する。
【０００６】
▲１▼最外層は透明導電膜で、基板／Ｈ／Ｌ／Ｈ／Ｌ／透明導電膜／空気（Ｈ：透明誘電体膜高屈折率層、Ｌは透明誘電体膜低屈折率層）の順に積層された５層構成からなる（特許文献１）。
【０００７】
▲２▼最外層は透明導電膜で、基板／Ｌ／Ｈ／透明導電膜／空気の順に積層された３層構成からなる（特許文献２）。
【０００８】
【特許文献１】
特開２００３−４９０２公報
【特許文献２】
特開２００３−２１７０３公報
【０００９】
【発明の開示】
本発明は、上記先行技術文献に記載されていない新規な構成の導電性透明積層体を提供することを目的とし、下記構成を有するものである。
【００１０】
透明な導電性反射防止膜を透明な基材の少なくとも片面に備え、
導電性反射防止膜は、基材側から順に積層された誘電体膜と導電膜とからなり、
誘電体膜が、内側面を基板に外側面を導電膜にそれぞれ接する複層構成であり、
該誘電体膜の各層は、内側面から外側面に向かって段階的に低下させた屈折率を有し、かつ、内側面を形成する層は透明基板より高い屈折率を有することを特徴とする。
【００１１】
当該構成により、後述の実施例で示す如く、反射Ｙ値と色相の間にバランスの採れた特性を示すことができる。
【００１２】
上記構成において、誘電体膜は、通常、２層構成とし、誘電体膜における内側層屈折率：１．９〜２．４、外側層屈折率：１．３６〜１．５、導電膜の屈折率：１．８〜２．２とする。
【００１３】
更には、導電膜の膜厚を、光学膜厚：０．２５λ以下で、所定のシート抵抗値が得られるものとし、また、誘電体膜における内側層および外側層の各膜厚が、内側層：０．５λ以下、外側層：０．５λ以下であり、かつ、所定反射率が得られるものとすることが望ましい。良好な透過率および透過光の色相を得易い。
【００１４】
そして、上記各発明に係る導電性透明積層体は、導電性透明積層体で、下側電極層及び上側電極層の双方又は一方を形成してタッチパネルとする。
【００１５】
そしてプラスチック製基材を用いて上記各構成の導電性透明積層体を製造する場合には、少なくとも導電膜をイオンアシスト真空蒸着により成膜することが望ましい。基板にアーク・熱損傷を与えずに、酸化度の高い透明性の良好な導電膜を形成できる。
【００１６】
【発明を実施するための最良の形態】
以下、本発明の形態を図例に基づいて、詳細に説明をする。ここでは、透明な面状基材として、透明基板を例にとり説明するが、面状基材は、フィルム（可撓性・非可撓性を含む。）・シート、成形体（例えばドーム又はレンズ状）等、面状体であれば任意である。
【００１７】
基本的には、図１に示す如く、透明基板１２上に順に、透明な誘電体膜１４と透明な導電膜１６からなる多層の導電性反射防止膜１８を形成（成膜）する。そして、誘電体膜１４は、複層構成であり、図例では、内側層（第１層）１４ａ及び外側層（第２層）１４ｂからなる２層構成である。
【００１８】
誘電体膜１４の内側層（第１層）１４ａは、透明基板１２よりも高い屈折率を有する高屈折層とし、次に、外側層（第２層）１４ｂは、内側層１４ａよりも低い屈折率を有する低屈折層とする。更に、誘電体膜１４の外側（上）に透明な導電膜（第３層）１６を形成して、導電膜を最外層とする。
【００１９】
ここで、最外層（第３層）となる導電膜１６は、用途に合わせた所定のシート抵抗値（面抵抗値）となるように膜厚を設定する。また、誘電体膜１４の内側層（第１層）１４ａ及び外側層（第２層）１４ｂは、光学的に要求される所定の反射率および透過光色相が得られるように膜厚を設定する。例えば、λを光学中心波長とした場合、第１層及び第２層の光学膜厚は、第１層：０．５λ以下、第２層：０．５λ以下の各範囲で適宜設定する。
【００２０】
最外層の導電膜１６の膜厚を固定し、誘電体膜（第１、２層）の膜厚を変化させることで本発明の反射防止膜付き透明基板の光学特性を任意に調節可能（Ｙ値および色相）である。なお、導電性反射防止膜１８を片面に備えている場合を例にとったが、両面に備えていてもよい。
【００２１】
ここで透明基板（基材）としては、無機ガラス基材、有機ガラス基材を問わない。
【００２２】
無機ガラス基材としては、特に限定されないがソーダガラス、ほうけい酸ガラス、石英ガラス、サファイガラスなどを挙げることができる。
【００２３】
上記有機ガラスとしては、ノルボルネン系樹脂、ポリオレフィン、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエステル樹脂、ポリプロピレン樹脂（ＰＰ）、ポリエチレン樹脂（ＰＥ）、ポリイミド樹脂（ＰＩ）、ポリエチレンテレフタレート樹脂（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート樹脂（ＰＥＮ）、脂肪族アリルカーボネート、芳香族アリルカーボネート、ポリチオウレタン等からなるものを挙げることができる。
【００２４】
特に、これらの内で、本発明には、軽量化および耐衝撃性等の見地から、ポリカーボネートが望ましい。
【００２５】
透明誘電体膜の形成材料としては、下記金属酸化物、金属ハロゲン化物の内から１種又は２種以上を適宜選択して使用可能である。
【００２６】
▲１▼金属酸化物：チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ニオブ（Ｎｂ）、インジウム（Ｉｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、錫（Ｓｎ）、アンチモン（Ｓｂ）、イットリウム（Ｙ）、ランタン（Ｌａ）、セリウム（Ｃｅ）、アルミニウム（Ａｌ）、珪素（Ｓｉ）、マグネシウム（Ｍｇ）等。
【００２７】
▲２▼金属ハロゲン化物：マグネシウム（Ｍｇ）、ランタン（Ｌａ）、アルミニウム（Ａｌ）、バリウム（Ｂａ）、カルシウム（Ｃａ）、セリウム（Ｃｅ）、リチウム（Ｌｉ）等。
【００２８】
また、透明導電膜の形成材料としては、酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）インジウム錫酸化物（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ ｏｘｉｄｅ：ＩＴＯ、Ｉｎ２Ｏ３：Ｓｎ０２）、酸化錫（ＳｉＯ２）、錫フッ素酸化物（ＳｎＯ２：ＳｎＦ４）、錫アンチモン酸化物（ＳｎＯ２：ＳｂＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、亜鉛アルミニウム酸化物（ＺｎＯ：Ａｌ２Ｏ３）等を挙げることができる。
【００２９】
ここで、シート抵抗値（面抵抗値）とは、導電膜の電気的特性として重要なものであり、通常、単位はΩ／□（読み：オームパーシート）と表記される。
【００３０】
電磁波防止としては、２００Ω／□以下とされており、液晶などの電極としては１００Ω／□以下とされている。タッチパネル用途の場合、２００〜１０００Ω／□が使用可能範囲とされている。なお、本実施形態の如く、透明電極として使用せず、帯電防止のみであれであれば、１０８Ω／□以下で十分であり、導電膜が最表層に無くてもよい。
【００３１】
本実施形態において、有機ガラス基板を使用する場合は、擦傷性の向上、反射防止膜の密着性向上を目的として、図２に示す如く、ハードコート２０を、さらにはプライマーコートを、透明基板１２と誘電体膜１４との間に形成してもよい。
【００３２】
ハードコート２０としては、汎用のシリコーン硬化塗膜を利用することができる。例えば、オルガノアルコキシシランの加水分解物に、触媒、金属酸化物微粒子（複合微粒子を含む。）を加え、希釈溶剤にて塗布可能な粘度になるように調節したハードコート液を、透明基材の上に塗布して形成する。さらに、ハードコート液には、適宜、界面活性剤、紫外線吸収剤等の添加も可能である。（例えば
、特開平２００２−３８９２７７号
【００２４】〜
【００３２】参照）
また、プライマーも、ハードコートと基材との密着性を改善可能なものなら特に限定されないが、ウレタン系熱可塑性エラストマー（ＴＰＵ）やエステル系熱可塑性エラストマー（ＴＰＥＥ）に、金属酸化物微粒子をそれぞれ添加したプラ
イマー組成物を好適に使用可能である（同
【００３４】〜
【００３８】参照）。
【００３３】
また、透明誘電体膜および透明導電膜共に、気相（蒸気）中で行う乾式成膜法（いわゆる、ＰＶＤ：Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ ＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎおよびＣＶＤ：Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）又は液相（ゲル）中で行う湿式成膜法のいずれでも可能であるが、通常、乾式成膜法で行うことが望ましい。
【００３４】
乾式成膜法としては、真空蒸着法（抵抗加熱方式、電子ビーム方式）、イオンアシスト法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、アーク放電等の各種ＰＶＤ法ないしＣＶＤ法などを使用可能である。
【００３５】
なお、湿式成膜法としては、デップコート法、スプレーコート法、スピンコート法、インクジエット法、スクリーン印刷法などの方法を挙げることができる。
【００３６】
そして、上記真空蒸着により導電性反射防止膜の各層を形成する場合は、真空蒸着に先立ち、無機蒸着膜と基板もしくはハードコートとの付着力を高めるため、イオンクリーニングをしておくことが望ましい。ここで、イオンクリーニングとは、基板もしくはハードコートの表面を酸素もしくはアルゴンなどのガスイオンにより表面改質を行う方法で、高周波によって放電を起こし、そのプラズマ雰囲気中に基板を晒す方法と、イオン銃などイオン発生源となるものからイオンを照射して行う方法とがある。
【００３７】
また、上記有機ガラス基板に反射防止膜の各層（特に導電膜）を形成する場合は、イオンアシスト法（イオンアシスト真空蒸着法）により形成することが、有機ガラス基材に熱・アーク損傷を与えず密着性の良好な各層（薄膜）を形成できるため望ましい。イオンアシスト法とは、イオン銃などのイオン発生源なるものからイオンを照射しながら真空蒸着を行う方法である。イオンアシストは透明導電膜のみならず、必要に応じて透明誘電体膜にも用いてもよい。
【００３８】
なお、イオンクリーニングおよびイオンアシストについては、特開平１０−１２３３０１・１１−１７４２０５号公報に詳細が記載されている。
【００３９】
なお、タッチパネル等の用途を目的とした場合、シート抵抗値は２００ Ω／□以上とすることが望ましい。
【００４０】
そして、上記構成の導電性透明積層体をタッチパネルに適用する場合は、下側電極層２２及び上側電極層２２Ａの双方又は一方を形成して構成する（図３参照）。図例では、下側電極層２２がプラスチック基板（透明基板：有機ガラス基板）１２上に導電性反射防止膜１８を形成したものであり、上側電極層２２Ａがプラスチックフィルム１２Ａ上に導電性反射防止膜１８を形成したものであり、両者が電極隙間２４を介して配されてタッチパネル２６とされている。該タッチパネル２６は、空気層２８を介して液晶パネル３０上に取付けられてスイッチ表示装置とされる。
【００４１】
なお、適用可能なタッチパネルの構成は、上記フィルムプラスチック型に限られず、フィルム−ガラス型、フィルム−フィルム型、フィルム−フィルム−プラスチック型等任意である（タッチパネルの各型については、「日経エレクトロニクス２００３年２月号」ｐ．６１表２参照）
【００４２】
【実施例】
以下、本発明を実施例に基づいて、更に詳細に説明をする。
【００４３】
なお、以下の説明で「Ｙ値」、「ａ＊値およびｂ＊値」とは下記のものをいう。
【００４４】
「Ｙ値」：国際照明委員会（ＣＩＥ）の定めるＸＹＺ表色系の刺激値Ｙの値で、分光光度計によって測定された反射率または透過率に光源による分光分布Ｓ（λ）と等色関数ｙ（λ）との積を可視光域波長で積分して求められもので、明るさを意味する。一般的に、この刺激値Ｙを視感度反射率または視感度透過率と呼ぶ。〔ＪＩＳ−Ｚ−８７２２ を参照〕
「ａ＊値およびｂ＊値」：ＣＩＥが定めるＬ＊ａ＊ｂ＊表色系のクロマティクネス指数であって、色相を表す。ＣＩＥが定めるＬ＊ａ＊ｂ＊表色系色度図上で、ａ＊およびｂ＊の両者の値の座標が色相を表す。ａ＊の数値が正の値であれば赤色方向で、負の値であれば緑色方向を表す。また、ｂ＊の数値が正の値であれば黄色方向で、負の値であれば青色方向を表す。ａ＊およびｂ＊の絶対値が大きいほど色鮮やかになり、小さくなるに従いくすんだ色となる〔ＪＩＳ−Ｚ−８７２９ を参照〕。
【００４５】
実施例とする実際の成膜は、真空蒸着装置（図４参照）を用いて行った。本装置は、イオン銃が装備された電子ビーム方式による真空蒸着装置である。ハロゲンランプによって７０℃に昇温させた蒸着室（真空槽）に、超音波洗浄した基板（ポリカーボネートｎＤ：１．５９）を入れ、１０−２ Ｐａ以下の真空度まで排気した後、イオン銃に酸素導入し、酸素イオンによるイオンクリーニングを行った。
【００４６】
その後、基板側から
【００４７】
蒸着薬品（蒸発源）には、（株）オプトロン製のものを使用し、ＺｒＯ２とＩＴＯはタブレットを使用し、ＳｉＯ２には顆粒をそれぞれ使用した。
【００４８】
上記によって得られた実施例（導電性透明積層体）について、日立ハイテクノロジーズ製Ｕ−４１００形分光光度計を用いて分光反射率および分光透過率の測定を行ったＹ値およびａ＊値、ｂ＊値の算出は、分光光度計の測定値を日立ハイテクノロジーズ製Ｕ−４１００形分光光度計付属のプログラムＵＶ Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ を用いて算出した。
【００４９】
分光反射率及び分光透過率を、図５，６にそれぞれ示す。反射光及び透過光のＹ値・ａ＊値・ｂ＊値は、下記の如くであった。但し、測光は導電性反射防止膜側から入射し、反対面の特性を含む。
【００５０】
反射・・・Ｙ値：８．７４、ａ＊値：５．０２、ｂ＊値：５．４３
透過・・・Ｙ値：９０．０８、ａ＊値：−１．２６、ｂ＊値：−０．１８
透過ａ＊値および透過ｂ＊値の絶対値も小さく無色彩に近く、表示パネルに好ましいことが分かる。
【００５１】
また、シート抵抗値は３７７Ω／□であり、タッチパネル用途として使用可能範囲であった。
【００５２】
図５・６から、本実施例は、反射率の谷を中心に短波長側では立ち上がりは急峻であるが、長波長側は揺かに上昇し、略その全波長域で、反射率が低く、かつ、透過率も良好であることが分かる。
【００５３】
また、本発明の効果を確認するために、ｎＤ：１．５９のポリカーボネートの片面に、高屈折率層Ｈ（ｎＤ：２．０）及び低屈折率層Ｌ（ｎＤ：１．４６）からなる２層構成（実施例：Ｈ／Ｌ構成、比較例：Ｌ／Ｈ構成）の透明誘電体膜の上に導電膜（第３層）（ｎＤ：２．０）を形成した構成において、▲１▼反射Ｙ値が最低となる光学設計（λ＝５５０ｎｍ）、及び▲２▼透過ｂ＊値を低下させる光学設計（λ＝４５０ｎｍ）としたものを、それぞれ模擬比較例１・模擬実施例１及び模擬比較例２・模擬実施例２としてシミュレーションを行なって、透過率、反射率及びそれらのＹ値及びａ＊値、ｂ＊値を求めた。但し、入射光は導電性反射防止膜側から入射し、反対面の特性を含む。
【００５４】
それらの結果を図７〜１４及び表１〜４に示す。
【００５５】
上記結果から、下記のことが分かる。
【００５６】
模擬比較例１・２（Ｌ／Ｈ構成）ともに、導電膜の膜厚に依存して光学特性はほとんど変化せず、導電膜をうすくしても反射Ｙ値が小さくならず（反射率が低下せず）、また、透過ｂ＊値が小さくならない（表１及び図７・８並びに表３及び図１１・１２）。
【００５７】
これに対し、模擬実施例１・２（Ｈ／Ｌ構成）ともに、導電膜の膜厚に光学特性が依存し、導電膜（ＩＴＯ膜）の膜厚を薄くすれば反射Ｙ値を低下させ、かつ、透過ａ＊・ｂ＊値の絶対値も小さくでき、表示パネルに好ましい無彩色に近い特性が得られる（表２及び図９・１０参照並びに表４及び図１３・１４）。また、導電膜の膜厚を固定して、模擬実施例１・２（Ｈ／Ｌ構成）を模擬比較例１・２（Ｌ／Ｈ構成）と比較すると、Ｙ値は低く、透過ａ＊・ｂ＊値も小さいため、光学特性に優れていることが分かる。
【００５８】
なお、表示素子として利用される際、透過光の色相は黄色のものは好まれず、ｂ＊値で２以下とされている。このｂ＊値を下げる手段としては、単純に青色の透過を増やせば良く、反射率の谷を５００ｎｍ以下にする必要がある。
【００５９】
反射率の谷をｂ＊値が小さくなるよう光学中心波長を、短波長（例えば４５０ｎｍ）に設定した場合、Ｌ／Ｈ構成の光学設計では、立ち上がりが急峻なため反射Ｙ値が高くなる（図１１参照）。これに対して本発明のＨ／Ｌ構成とすると、反射率の立ち上がりが緩やかであり、反射率の谷を短波長に設定しても、特に透明導電膜を薄くした場合、Ｙ値の上昇はそれほど高くない（図１３参照）。
【００６０】
本発明は、「反射率Ｙ値」と「色相」の両立が容易であることが分かる。すなわち、透明導電膜の膜厚の減少に伴い反射のＹ値が減少（高透過）させることができ、透明導電膜の膜厚の減少に伴い反射のＹ値が減少しない従来例に比して、Ｙ値を低減させることが可能となる。また、透過ｂ＊値を負の値としても、従来例に比して、反射Ｙ値が低くなり、反射防止効果が高い。
【００６１】
【表１】
【表２】
【表３】
【表４】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の導電性透明積層体の一例（ハードコート無し）を示すモデル図
【図２】同じく導電性透明積層体の一例（ハードコート有り）を示すモデル断面図
【図３】タッチパネルの一例における断面構成図
【図４】実施例における導電性反射防止膜の各層を成膜するのに使用した真空蒸着装置の概略モデル図
【図５】実施例の分光反射率の測定結果を示すグラフ図
【図６】同じく光透過率の測定結果を示すグラフ図
【図７】模擬比較例１の分光反射率の測定結果を示すグラフ図
【図８】同じく光透過率の測定結果を示すグラフ図
【図９】模擬実施例１の分光反射率の測定結果を示すグラフ図
【図１０】同じく光透過率の測定結果を示すグラフ図
【図１１】模擬比較例２の分光反射率の測定結果を示すグラフ図
【図１２】同じく光透過率の測定結果を示すグラフ図
【図１３】模擬実施例２の分光反射率の測定結果を示すグラフ図
【図１４】同じく光透過率の測定結果を示すグラフ図
【符号の説明】
１２ 透明基板
１４ 誘電体膜
１４ａ 誘電体膜の内側層（第１層）
１４ｂ 誘電体膜の外側層（第２層）
１６ 導電膜（第３層）
１８ 導電性反射防止膜
２０ ハードコート
２２ タッチパネルの下側電極層
２２Ａ タッチパネルの上側電極層
２６ タッチパネル
Claims (6)
- 透明な導電性反射防止膜を透明な基材の少なくとも片面に備え、
前記導電性反射防止膜は、前記基材側から順に積層された誘電体膜と導電膜とからなり、
前記誘電体膜が、複層構成であり、
該誘電体膜の各層は、内側面から外側面に向かって段階的に低下させた屈折率を有し、かつ、前記内側面を形成する層は透明基板より高い屈折率を有することを特徴とする導電性透明積層体。 - 前記誘電体膜が２層構成であることを特徴とする請求項１記載の導電性透明積層体。
- 前記誘電体膜における内側層屈折率（ｎＤ；以下同じ。）：１．９〜２．４、外側層屈折率：１．３６〜１．５、前記導電膜の屈折率：１．８〜２．２であることを特徴とする請求項２記載の導電性透明積層体。
- 前記導電膜の膜厚が、光学膜厚：０．２５λ以下で、所定のシート抵抗値が得られるものであることを特徴とする請求項１又は２記載の導電性透明積層体。
- 前記誘電体膜における内側層および外側層の各膜厚が、内側層：０．５λ以下、外側層：０．５λ以下であり、かつ、所定反射率が得られるものであることを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載の導電性透明積層体。
- 前記基材をプラスチック製として請求項１〜５のいずれかに記載の導電性透明積層体を製造するに際して、少なくとも前記導電膜をイオンアシスト真空蒸着により成膜することを特徴とする導電性透明積層体の製造方法。
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20060905 |