JP2007299534A - 透明導電性フィルム及びこれを用いたタッチパネル - Google Patents

Abstract

【課題】ニュートラルな反射・透過色調を実現する透明導電性フィルム及びこれを用いたタッチパネルを提供する。
【解決手段】透明フィルム１０４の一方の面に、酸素欠損金属酸化物層１１１、第１の高屈折率層１１２、第１の低屈折率層１１３、第２の高屈折率層１１４、第２の低屈折率層１１５、透明導電層１１６がこの順に積層された６層の積層膜が形成される。高透明で、ニュートラルな色調を有するタッチパネル用透明導電性フィルムが得られる。
【選択図】図１

Description

本発明は、表示装置の表示面上に設置されて使用される抵抗膜方式、静電容量方式などによるタッチパネルに用いて好適な透明導電性フィルム及びこれを用いたタッチパネルに関する。

近年、有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）ディスプレイや液晶ディスプレイなどのディスプレイの表面に、ペン状の指示体又は指での押圧により情報を入力するパネルを設けるいわゆるタッチパネル（又はタッチスクリーン）が、電子手帳、携帯電話等の携帯端末や交通機関のチケット販売用入力機など、種々多様に使用されている。
一般に、タッチパネルの透明導電性フィルムに用いられる透明導電層は、屈折率が１．９から２．１程度であり、透明フィルムの屈折率１．４５〜１．６５に比べて高いことから、空気との界面において反射が発生し透過率が低下する。さらに透明導電層の反射率は波長依存性があることから、特定の波長の光の反射によって透明導電性フィルムが着色したように見え、有機ＥＬディスプレイや液晶ディスプレイなどの表示装置の明るさや色調を損なうという問題がある。

この問題の解決策として、透明基材と透明導電層の間に高屈折率層と低屈折率層を複数組み合わせることにより透過率を向上させようとする技術が提案されている（例えば特許文献１及び２参照。）。
また、透明フィルムの上に透過率の高い導電層を形成する技術も提案されている（例えば特許文献３参照。）。

特開平１１−５３１１４号公報 特開２００３−４９０２号公報 特開２００１−３２４７０７号公報

しかしながら、上記特許文献1及び２に開示の方法による場合は、透明基材としてガラス基板を使用しているため、ガラスよりも耐熱性が低く吸水性の高い透明フィルム上に同じ手法で形成しようとする場合、成膜中の熱によりフィルムがダメージを受けることや、フィルムのアウトガスにより透明導電膜の電気的特性が安定しないこと、またフィルムと積層膜の密着性が十分にとれないという問題点がある。
また、上記特許文献３に開示の方法では、可視領域の特定の波長に透過率のピークをもつ構造であるため、ある程度透過率の向上には寄与するものの、表示装置の表示波長領域全域にわたり高透過率を確保し、同時に、ニュートラルな反射・透過色調、すなわち特定の色が反射されないいわゆる無色透明の色調を両立させる技術は実現できていない。
すなわち、従来の透明導電性フィルムにおいては、透明導電層の屈折率が高いために、透過率の低下、反射の増大、色調の変化が発生することから、これを用いたタッチパネルにおいて、表示品質を著しく損なうという問題がある。

上述の問題に鑑みて、本発明は、透過率を損なうことなく使用する光の波長領域にわたって反射率を抑え、ニュートラルな反射・透過色調を実現する透明導電性フィルム及びこれを用いたタッチパネルを提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明による透明導電性フィルムは、透明フィルムの一方の面に、酸素欠損金属酸化物層、第１の高屈折率層、第１の低屈折率層、第２の高屈折率層、第２の低屈折率層、透明導電層がこの順に積層された６層の積層膜が形成されて成る構成とする。

上述の本発明構成の透明導電性フィルムによれば、高屈折率層と低屈折率層を順次積層しているため、界面における光干渉効果を利用して透過率を飛躍的に向上させることが可能であるとともに、反射率をより広い波長帯域において低下させることができるので、従来に比してよりニュートラルな反射・透過色調を実現することができる。

本発明によれば、透過率を損なうことなく使用する光の波長領域にわたって反射率を抑え、ニュートラルな反射・透過色調を実現する透明導電性フィルム及びこれを用いたタッチパネルを提供することができる。

以下本発明を実施するための最良の形態の例を説明するが、本発明は以下の例に限定されるものではない。
図１は、本発明の一実施形態例に係る透明導電性フィルム１００の概略断面構成図である。図1に示すように、本発明の透明導電性フィルム１００は、透明フィルム１０４の一方の面に、酸素欠損金属酸化物層１１１、第１の高屈折率層１１２、第１の低屈折率層１１３、第２の高屈折率層１１４、第２の低屈折率層１１５、透明導電層１１６がこの順に積層された６層の積層膜１１０が形成されて構成される。図示の例においては、透明フィルム基材１０１の両面にハードコート１０２及び１０３が形成されて透明フィルム１０４が構成された例を示す。

この場合、透明フィルム基材１０１の材料としては、表示装置の表示面上に設置するものとしての機能を満たすものであれば特に限定されることはないが、透明性、屈折率、分散、複屈折などの光学特性、さらには耐衝撃性、耐熱性、耐久性などの諸特性からみて、特にポリメチルメタアクリレート、メチルメタクリレートと他のアルキル（メタ）アクリレート、スチレンなどといったビニルモノマーとの共重合体などの（メタ）アクリル樹脂を用いることが可能である。また、ポリカーボネート、ジエチレングリコールビスアリルカーボネート（ＣＲ−３９）などのポリカーボネート系樹脂を用いてもよい。更にまた、（臭素化）ビスフェノールＡ型のジ（メタ）アクリレートの単独重合体ないし共重合体、（臭素化）ビスフェノールＡ、モノ（メタ）アクリレートのウレタン変性モノマーの重合体及び共重合体などといった熱硬化性（メタ）アクリル系樹脂も適用可能である。その他、ポリエステル特にポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート及び不飽和ポリエステル、アクリロニトリル−スチレン共重合体、ポリ塩化ビニル、ポリウレタン、エポキシ樹脂、ポリアリレート、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルケトン、シクロオレフィンポリマー、例えばアートン（ＪＳＲ（株）製、登録商標）やゼオノア（日本ゼオン（株）製、登録商標）などを用いることが好ましい。また、耐熱性を考慮したアラミド系樹脂の使用も可能である。

透明フィルム基材１０１はこれらの樹脂を延伸、あるいは溶剤に希釈後フィルム状に成膜して乾燥するなどの方法で得ることができ、厚さは通常２５μｍ〜５００μｍ程度であり、本発明の透明導電性フィルムに用いる場合も同様の厚さとすることができる。
またこの透明フィルム基材１０１は、その表面の表面エネルギー、塗布性、すべり性、平面性等を改善するために、表面処理として下塗り層を設ける場合がある。下塗り層はオルガノアルコキシメタル化合物やポリエステル、アクリル変性ポリエステル、ポリウレタンなどが挙げられる。また、コロナ放電、ＵＶ照射処理を行うことにより同様の効果を得る方法もある。

本例においては、この透明フィルム基材１０１の表面、図示の例ではその両面にハードコート１０２及び１０３を設ける構成とする。このように、表面にハードコートを設けることにより、透明フィルム基材１０１の表面の表面硬度、耐薬品性、耐擦傷性、耐久性の諸物性を向上させることが可能である。
ハードコート１０２及び１０３の材料としては、例えば特公昭５０−２８０９２号公報、特公昭５０−２８４４６号公報、特公昭５１−２４３６８号公報、特開昭５２−１１２６９８号公報、特公昭５７−２７３５号公報、特開２００１−３０１０９５号公報に開示されているような、メチルトリエトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン等のオルガノシラン系熱硬化型樹脂、エーテル化メチロールメラミン等のメラミン系熱硬化樹脂、ポリオールアクリレート、ポリエステルアクリレート、ウレタンアクリレート、エポキシアクリレート等の多官能アクリレート系紫外線硬化樹脂等より成る材料を用いることができる。また、必要に応じて特許３３６１８５７号公報、特開平１１−１４０２０７号公報に開示されているように、微粒子を混合させた樹脂を用いることにより、有機ＥＬパネル、液晶パネル等の表示装置の表示性能を損なわない程度の光散乱効果を持つものであってもよい。このハードコート１０２及び１０３の厚さとしては、通常１μｍ以上２０μｍ以下程度とされ、本発明の透明導電性フィルムに用いる場合においても同様である。またハードコート１０２の表面をプラズマで処理することにより酸素欠損金属酸化物層１１１との密着性を向上させることが可能である。

酸素欠損金属酸化物層１１１は、ハードコート１０２とこの上の第１の高屈折率層１１２から透明導電層１１６に至る積層膜１１０との密着性を向上させる機能を有する。他にも、透明フィルム基材１０１、あるいはハードコート１０２の含有水分により透明導電膜１１６の抵抗値が経時変化することを防止する効果を持つ。酸素欠損金属酸化物層１１１はこのような機能を満たすものであればその製造方法に制限はないが、Ａｒガス及び必要に応じて酸素ガス、二酸化炭素ガス、オゾンガス等を導入した減圧環境下においてＳｉ、Ｔｉ、Ｃｒ等の金属陰極にＤＣ（直流）又はＡＣ（交流）電圧を印加することによりプラズマを発生させて成膜するマグネトロンスパッタ法により成膜することが最も好ましい。酸素欠損金属酸化物層１１１は、通常化学量論組成に比較して酸素量が２０％〜８０％にあることが望ましい。酸素欠損金属酸化物層の厚さは厚いほうが効果は上がるが、その一方で厚過ぎると透過率が下がるため、本発明においては１ｎｍ以上２０ｎｍ以下の範囲、特に３ｎｍ以上５ｎｍ以下とすることが好ましい。

第１の高屈折率層１１２は、この上に形成される第１の低屈折率層１１３、第２の高屈折率層１１４、第２の低屈折率層１１５及び透明導電層１１６と共に、光干渉効果により透過率を向上させる他、透過と反射の色調をニュートラルにする効果を有する。第１の高屈折率層１１２の材料としては、目的とする波長帯域、すなわち可視光の波長帯域において透明であることが望ましい。また、この第１の高屈折率層１１２と第２の高屈折率層１１４の屈折率ｎ（Ｈ）は、第１及び第２の低屈折率層１１３及び１１５の屈折率ｎ（Ｌ）との比ｎ（Ｈ）／ｎ（Ｌ）が、
ｎ（Ｈ）／ｎ（Ｌ）≧１．４ ・・・（１）
であることが望ましい。これは、上述の光干渉効果を十分に得るためである。
この第１及び第２の高屈折率層１１２及び１１４の材料及び製造方法は上記式（１）を満たす材料及び製造方法であれば特に制限されるものではないが、Ａｒガス及び必要に応じて酸素ガス、二酸化炭素ガス、オゾンガス等を導入した減圧環境下においてＮｂ、Ｔｉ、Ｔａ等を主成分とする金属あるいはセラミック陰極にＤＣ又はＡＣ電圧を印加することによりプラズマを発生させて成膜するマグネトロンスパッタ法により成膜することが最も好ましい。第１の高屈折率層１１２の光学膜厚ｎｄ１としては、上述の光干渉効果を良好に得て、かつ透過率の低下を回避するためには、２０ｎｍ＜ｎｄ１＜７０ｎｍであればよく、３５ｎｍ＜ｎｄ１＜５５ｎｍの範囲とすることがより好ましい。

第１の低屈折率層１１３は、第１及び第２の高屈折率層１１２及び１１４、第２の低屈折率層１１５及び透明導電層１１６と共に、光干渉効果により透過率を向上させる他、透過と反射の色調をニュートラルにする効果を有する。第１の低屈折率層１１３の材料としては、透明であること及び第１及び第２の高屈折率層１１２及び１１４の屈折率と比較して、その比ｎ（Ｈ）／ｎ（Ｌ）が上記式（１）を満足するものであれば特に制限されるものではないが、Ａｒガス及び必要に応じて酸素ガス、二酸化炭素ガス、オゾンガス等を導入した減圧環境下においてＳｉを主成分とする金属あるいはセラミック陰極にＤＣ、ＡＣ又はＲｆ（高周波）電圧を印加することによりプラズマを発生させて成膜するマグネトロンスパッタ法により成膜するのが最も好ましい。第１の低屈折率層１１３の光学膜厚ｎｄ２としては、上述の光干渉効果を良好に得て、かつ透過率の低下を回避するためには、１０ｎｍ＜ｎｄ２＜９０ｎｍであればよく、２０ｎｍ＜ｎｄ２＜４０ｎｍの範囲とすることがより好ましい。

第２の高屈折率層１１４は、第１の高屈折率層１１２と第１及び第２の低屈折率層１１３及び１１５、透明導電層１１６と共に、光干渉効果により透過率を向上させる他、透過と反射の色調をニュートラルにする効果を有する。第２の高屈折率層１１４の材料及び製造方法としては、第１の高屈折率層１１２と同じ材料及び製造方法とすることが好ましい。第２の高屈折率層１１４の光学膜厚ｎｄ３としては、上述の光干渉効果を良好に得て、かつ透過率の低下を回避するためには、９０ｎｍ＜ｎｄ３＜１９０ｎｍであればよく、１２０ｎｍ＜ｎｄ３＜１６０ｎｍの範囲とすることがより好ましい。

第２の低屈折率層１１５は、第１及び第２の高屈折率層１１２及び１１４、第１の屈折率層１１３、透明導電層１１６と共に光干渉効果により透過率を向上させる他、透過と反射の色調をニュートラルにする効果を有する。第２の低屈折率層１１５の材料及び製造方法としては、第１の低屈折率層１１３と同じ材料及び製造方法とすることが好ましい。第２の低屈折率層１１５の光学膜厚ｎｄ４としては、上述の光干渉効果を良好に得て、かつ透過率の低下を回避するためには、４０ｎｍ＜ｎｄ４＜１２０ｎｍであればよく、６０ｎｍ＜ｎｄ４＜１００ｎｍの範囲とすることがより好ましい。

透明導電層１１６は、第１及び第２の高屈折率層及び低屈折率層１１２〜１１５と共に光干渉効果により透過率を向上させ、透過と反射の色調をニュートラルにする他、所定の電気抵抗を付与する効果を有する。この透明導電層１１６の材料としては、透明であることと屈折率が１．８以上２．１以下程度の範囲で所定の電気抵抗が得られれば特に制限されるものではないが、Ａｒガス及び必要に応じて酸素ガス、二酸化炭素ガス、オゾンガス等を導入した減圧環境下においてＩＴＯ（インジウム−スズ複合酸化物）を主成分とするセラミック陰極、ＩＴを主成分とする金属陰極、Ｚｎを主成分とする金属あるいはセラミック陰極にＤＣ、ＡＣ又はＲｆ電圧を印加することによりプラズマを発生させて成膜するマグネトロンスパッタ法により成膜することが最も好ましい。透明導電層１１６の物理膜厚ｄ５としては、十分な導電性、光干渉効果を得て、かつ透過率の低下を回避するためには、５ｎｍ＜ｄ５＜８０ｎｍであればよく、１０ｎｍ＜ｄ５＜３０ｎｍの範囲とすることがより好ましい。

図２は、上述した酸素欠損金属酸化物層１１１、第１の高屈折率層１１２、第１の低屈折率層１１３、第２の高屈折率層１１４、第２の低屈折率層１１５及び透明導電層１１６を透明フィルム１０４上に成膜するのに適したロール・ツー・ロールの真空スパッタ装置の一例の概略構成図である。図２に示すように、この真空スパッタ装置２００には、中央部に冷却ドラム２０２が配置され、巻き出し機２０３から引き出された透明フィルム１０４はガイドロール２１４及び２１５を介して冷却ドラム２０２に巻きつけられ、ガイドロール２１６及び２１７を介して巻き取り機２０４に巻き取られる。図示の例では、巻き出し機２０３から冷却ドラム２０２に至る間のガイドロール２１４及び２１５間おいて、プラズマ処理部２０１が設けられる。また、冷却ドラム２０２の周囲には、第１〜第６の電極２０５〜２１０が冷却ドラム２０２に巻きつけられた透明フィルム１０４に対向して順に配置される。この第１〜第６の電極２０５〜２１０はそれぞれ、酸素欠損金属酸化物層成膜用、第１の高屈折率層成膜用、第１の低屈折率層成膜用、第２の高屈折率層成膜用、第２の低屈折率層成膜用、透明導電層成膜用として用いることができる。また、この真空スパッタ装置２００には、例えば二つのガス導入口２１２及び２１３と真空ポンプ等の排気手段（図示せず）に連結される排気口２１１とが設けられ、矢印ａ３で示すように排気されて所定の真空度に保たれる。
このような装置２００を用いて、プラズマ処理部２０１において透明フィルム１０４の表面をプラズマ処理した後、例えばガス導入口２１２及び２１３から矢印ａ１及びａ２で示すようにＡｒガス及び酸素ガス、また必要に応じてその他のガスを導入しながら、第１〜第６の電極にＤＣ又はＡＣ電圧を印加することによりプラズマを発生させて成膜するマグネトロンスパッタ法により図１に示す積層膜１１０の各層を連続的に成膜することができる。

このようにして製造した本発明構成の透明導電性フィルムを用いてタッチパネルを構成し、表示装置上に配置した場合の概略構成図を図３に示す。この場合、図３に示すように、２枚の透明導電性フィルムを下部電極フィルム３０１及び上部電極フィルム３０２として、その透明導電層が形成された導電膜面が対向するように、スペーサ、図示の例ではドットスペーサ３０３を介して積層し、周囲を貼り合わせ材３０４で接着、粘着等により固定して、この場合抵抗膜式のタッチパネル３００が構成される。また、図示しないが静電容量式タッチパネルの電極フィルムとしても使用することができる。

次に、上述の図２に示す真空スパッタ装置を用いて実施例１及び比較例１〜５による透明導電性フィルムを作製し、その機械的特性（透明フィルムと積層膜との密着性）、電気的特性及び光学的特性について測定した結果について説明する。尚、本発明は以下に示す実施例１における構成に限定されるものではない。

〔１〕実施例１
この例においては、図１に示す透明フィルム基材１０１として、厚さ１００μｍのシクロオレフィンポリマー例えばゼオノア（日本ゼオン（株）製、登録商標）を用い、その両面に４μｍの厚さでポリエステルアクリルレート系の樹脂を塗布した後ＵＶ乾燥炉で硬化させてハードコート１０２及び１０３を形成し、透明フィルム１０４を作製する。
次にこの透明フィルム１０４を図２において説明した真空スパッタ装置２００にセットした後、真空ポンプ２１１で１０^−４Ｐａ程度まで排気した後、Ａｒガスを１０^−２Ｐａまで導入する。

透明フィルム１０４を０．８ｍ／分で走行させながら、プラズマ処理部２０１で透明フィルム１０４の表面を改質させた。第１の電極２０５（酸素欠損金属酸化物層成膜用）には金属Ｓｉを装着し、２５０ｋＨｚのＡＣ電圧を印加してＳｉＯｘ（ｘ＝１．０）膜を成膜した。印加電力はＳｉＯｘ膜の物理膜厚が５ｎｍになるように調整した。
第２の電極２０６（第1の高屈折率層成膜用）には金属Ｎｂを装着し、Ａｒガスと酸素ガスとの流量比（Ａｒ／Ｏ_２と記す）がＡｒ／Ｏ_２＝２となるようにＡｒガス及び酸素ガスを導入し、さらに２５０ｋＨｚのＡＣ電圧を印加して第１の高屈折率層としてＮｂ_２Ｏ_５膜を成膜した。このとき印加電力はＮｂ_２Ｏ_５膜の光学膜厚が４６ｎｍになるよう調整した。
第３の電極２０７（第１の低屈折率層成膜用）には金属Ｓｉを装着し、Ａｒ／Ｏ_２＝３となるように酸素ガスを導入し、さらに２５０ｋＨｚのＡＣ電圧を印加してＳｉＯ_２膜を成膜した。印加電力はＳｉＯ_２膜の光学膜厚が２９ｎｍになるよう調整した。
第４の電極２０８（第２の高屈折率層成膜用）には金属Ｎｂを装着し、Ａｒ／Ｏ_２＝２となるように酸素ガスを導入し、さらに２５０ｋＨｚのＡＣ電圧を印加してＮｂ_２Ｏ_５膜を成膜した。印加電力はＮｂ_２Ｏ_５膜の光学膜厚が１３９ｎｍになるように調整した。
第５の電極２０９（第２の低屈折率層成膜用）には金属Ｓｉを装着し、Ａｒ／Ｏ_２＝３となるように酸素ガスを導入し、さらに２５０ｋＨｚのＡＣ電圧を印加してＳｉＯ_２膜を成膜した。印加電力はＳｉＯ_２膜の光学膜厚が８０ｎｍになるように調整した。
第６の電極２１０（透明導電層成膜用）にはＩＴＯを装着し、Ａｒの１．０％程度の流量の酸素ガスを導入し、さらに２５０ｋＨｚのＡＣ電圧を印加してＩＴＯ膜を成膜した。印加電力はＩＴＯ膜の表面抵抗が５００Ω／ｓｑになるよう調整したところ、ＩＴＯの物理膜厚は１５ｎｍであった。この場合の各層の材料、屈折率、物理膜厚、光学膜厚を以下の表１に示す。

〔２〕比較例１
上述の実施例１における酸素欠損金属酸化物層としてのＳｉＯｘ層をなくした他は、上記実施例１と同様の構成とした。この場合の各層の材料、屈折率、物理膜厚、光学膜厚を以下の表２に示す。

〔３〕比較例２
上述の実施例１における酸素欠損金属酸化物層の成膜時に、Ａｒガスと酸素がストの流量比がＡｒ／Ｏ_２＝２となるように酸素ガスを導入することにより、ＳｉＯｘ（ｘ＝１．０）ではなくＳｉＯ_２膜として構成した。ＳｉＯ_２膜の物理膜厚が５ｎｍになるよう印加電力を調整した。この場合の各層の材料、屈折率、物理膜厚、光学膜厚を以下の表３に示す。

〔４〕比較例３
上述の実施例１において、６層構成ではなく、下記の表４に示すように、高屈折率層及び低屈折率層をそれぞれ１層とする４層構成とし、透過率のピークが５５０ｎｍとなるようにその膜厚を調整して構成した。この場合の各層の材料、屈折率、物理膜厚、光学膜厚を以下の表４に示す。

〔５〕比較例４
上述の比較例３と同様に、下記の表５に示すように、高屈折率層及び低屈折率層をそれぞれ１層とする４層構成とし、透過率のピークが４５０ｎｍとなるように構成した。この場合の各層の材料、屈折率、物理膜厚、光学膜厚を以下の表５に示す。

〔６〕比較例５
上述の実施例１における第２及び第４の電極２０６及び２０８に金属Ｓｉを装着し、Ｏ_２の代わりにＮ_２ガスを導入し、さらに２５０ｋＨｚのＡＣ電圧を印加してＳｉＮ膜を成膜した。この場合、高屈折率層と低屈折率層との屈折率比はｎ（Ｈ）／ｎ（Ｌ）＝１．３４となっている。印加電力は第１の高屈折率層の光学膜厚が３９ｎｍ、第２の高屈折率層の光学膜厚が１３７ｎｍとなるように調整した。さらに、第１の低屈折率層の光学膜厚を４４ｎｍとすることにより色調を最適化した。この場合の各層の材料、屈折率、物理膜厚、光学膜厚を以下の表６に示す。

このようにして作製した実施例１及び比較例１〜５による透明導電性フィルムについて、機械特性及び電気特性を測定した結果を下記の表７に示し、また光学特性を調べた結果を表８、図４及び図５に示す。機械特性についてはＪＩＳ Ｋ５６００に準じた碁盤目剥離試験を行い、積層膜と透明フィルムとの密着性について調べた。試料２５個中剥離の生じなかった個数を示す。電気特性については４端子プローブ（三菱化学（株）のロレスタＭＣＰ−Ｔ３６０、商品名）で評価した。光学特性のうち反射特性についてはフィルムの裏面に黒テープを貼ることにより裏面反射の影響を除去して分光光度計（Ｖ−５６０、JASCO Inc.社製、商品名）で測定した。

表７は実施例１と比較例１及び２における機械特性と電気特性の違いを示したものである。比較例１では実施例１と比べ酸素欠損金属酸化物層がないため、特に、温度６０℃湿度９０％２４時間の高温高湿試験後の密着性が悪く、剥離の生じない試料は見られなかった。また、同様の高温高湿試験後の電気抵抗についても大幅に増大し、安定しないことが分かる。比較例２では酸素欠損金属酸化物層ではなく完全な酸化物層で代用したものである。この場合でも高温高湿試験後の密着性が悪い他、電気抵抗も安定しないことが分かる。
したがって、透明フィルムと第１の高屈折率層との間に酸素欠損金属酸化物層を設けない場合、また、酸素欠損金属酸化物層に換えて金属酸化物層を設ける場合においては、機械特性及び電気特性において劣化が見られることがわかる。

表８、図４及び５は実施例と比較例３〜５の光学特性の違いを示したものである。図４及図５から、実施例１においては可視光域とりわけ表示体の表示域において９４％程度の高透過率が得られ、また表示装置の表示域である波長４５０ｎｍ以上６００ｎｍ以下の波長帯域において低反射率であることが分かる。
また、表８から明らかなように、Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊表色系（１９７６年国際照明委員会（ＣＩＥ）で規格化、ＪＩＳ（ＪＩＳＺ８７２９））のＬ^＊ａ^＊ｂ^＊色空間で定義される（ａ^＊，ｂ^＊）において、透過色調は、（ａ^＊）^２＋（ｂ^＊）^２＝０．１７であることから、
（ａ^＊）^２＋（ｂ^＊）^２≦１ ・・・（２）
を満たし、反射色調は、（ａ^＊）^２＋（ｂ^＊）^２＝８９．９１であり、
（ａ^＊）^２＋（ｂ^＊）^２≦１００・・・（３）
を満たし、ニュートラルな透過・反射色調を維持しているため、表示装置の前面に配置しても表示特性にほとんど影響を与えないことが分かる。
また、液晶ディスプレイにおいては、その色再現性を評価する上で透過色調の色温度は最も重要な数値であり、６４５０Ｋ以上６５５０以下であることが望ましい。表８より、実施例においては透過色調の色温度は６５４４Ｋであることから、この透明導電性フィルムは、液晶ディスプレイに用いる場合に好適であることが分かる。

これに対し、比較例３では積層数を減らしているため、図４及び図５に示すように、光干渉効果を最大限利用しても全波長帯域で反射率が比較的高く、また透過率が低い。更に、表８に示すように、透過色は黄色く、反射色は強い赤紫色になる。この場合、Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊色空間で定義される（ａ^＊，ｂ^＊）において、透過色調は、
（ａ^＊）^２＋（ｂ^＊）^２＝４．１０＞１
となり、反射色調においても、
（ａ^＊）^２＋（ｂ^＊）^２＝４０６．９３＞１００
となってしまい、上記式（２）及び（３）を満たさない。このようなフィルムを表示装置の前面に設置した場合色調が変化してしまうため好ましくない。
また、透過色調の色温度も６４０８Ｋとなり、液晶ディスプレイに用いる透明導電性フィルムとしては不適切であることが分かる。

また比較例４は、比較例３の構成で膜厚を調整することにより、透過色調を重視した例である。図４及び図５に示すように、透過率は低下してしまい、反射率は波長帯域によって高くなり、表８に示すように、透過色調こそ薄い青色であるが、反射色調は強い黄色となってしまう。この場合、Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊色空間で定義される（ａ^＊，ｂ^＊）において、透過色調は、
（ａ^＊）^２＋（ｂ^＊）^２＝１．０１＞１
となり、反射色調においても、
（ａ^＊）^２＋（ｂ^＊）^２＝１６０．７３＞１００
となってしまい、上記式（２）及び（３）を満たさない。このようなフィルムを表示装置の全面に設置した場合、透過は暗く、反射は黄色くなるので好ましくない。
透過色調の色温度も６６０７Ｋであり、比較例３と同様に、液晶ディスプレイに用いる場合には適さないことが分かる。

比較例５では高屈折率材料としてＮｂ_２Ｏ_５（ｎ＝２．３２）ではなくＳｉＮ（ｎ＝１．９５）を使用している、従って高屈折率膜と低屈折率膜の比をｎ（Ｈ）／ｎ（Ｌ）＝１．５９から１．３４にしたものである。積層数は同じであるため表示装置の表示域である４５０ｎｍ以上６００ｎｍ以下の波長帯域において、図４及び図５に示すようにフラットな透過及び反射特性実現しているものの、屈折率比が低いため光干渉効果を十分活かすことができず、透過率が下がり、反射率がやや上昇する。表８に示すように、上記式（２）及び（３）は満たしており、また、透過色調の色温度は６４８２Ｋであって液晶ディスプレイに適用可能な範囲ではあるものの、全光線透過率（ＪＩＳ Ｋ７３６１）は９３％未満となってしまう。このようなフィルムを表示装置の前面に設置した場合、表示面が暗くなってしまうため好ましくない。
したがって、本発明の透明導電性フィルムにおいては、上述の構成とすることにより全光線透過率（ＪＩＳ Ｋ７３６１）が９３％以上であり、かつその色調が上記式（２）及び（３）を満たし、良好な光学特性を得ることができることが分かる。また透過色調の色温度が液晶ディスプレイに用いる場合に最適な範囲であることが分かる。

以上の結果から明らかなように、本発明構成の透明導電性フィルムによれば、２層の高屈折率層と低屈折率層を交互に積層しているため、界面における光干渉効果を利用して透過率を飛躍的に向上させることが可能であるとともに、さらに透明フィルム基材の上に酸素欠損金属酸化物層を介して積層するため、タッチパネル用透明導電フィルムに要求される、強い機械特性と、安定した電気抵抗特性を得ることが可能である。
また本発明の透明導電性フィルムを抵抗膜式タッチパネル、静電容量式タッチパネルに適用することで、表示装置の表示性能を損なうことなく、実用的に十分な機械特性と電気特性を有するタッチパネルを得ることができる。

特に、本発明の透明導電性フィルムにおいて、第１及び第２の高屈折率層の屈折率ｎ（Ｈ）と、第１及び第２の低屈折率層の屈折率ｎ（Ｌ）の屈折率比ｎ（Ｈ）／ｎ（Ｌ）を１．４以上とすることによって、上述の光干渉効果を確実に得ることができ、可視光の広い領域に渡り高い透過率と低反射を実現することが可能である。
また、本発明の透明導電性フィルムの表面抵抗値として２００Ω／ｓｑ以上１０ｋΩ／ｓｑ以下とすることによって、抵抗膜式タッチパネル及び静電容量式タッチパネルとしては実用上適切な表面抵抗値とし、良好な電気特性とすることができる。
また更に、本発明の透明導電性フィルムにおいて、全光線透過率（ＪＩＳ Ｋ７３６１）が９３％以上であり、かつその色調が、ＣＩＥ（１９７６）Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊色空間で定義される（ａ^＊，ｂ^＊）において、透過色調及び反射色調を、上記式（２）及び（３）を満たす範囲とすることによって、確実に可視域、特に表示体の表示波長域において高透過及びニュートラルな透過・反射色調を実現できるため、タッチパネルに用いた場合においても表示装置の色調を損なわない、光学特性に優れた透明導電性フィルムを得ることが可能である。

更に、本発明の透明導電性フィルムにおいて、第１及び第２の高屈折率層をＮｂ_２Ｏ_５又はＴｉＯ_２より構成し、第１及び第２の低屈折率層をＳｉＯ_２より構成し、透明導電層をＩＴＯ又はＺｎを主成分とする合金酸化物より構成し、また酸素欠損金属酸化物層を、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｃｒを主成分とする酸素欠損金属酸化物より構成することによって、確実に、機械特性、抵抗安定性、高い透過率とニュートラルな色調をもつ透明導電性フィルムを得ることが可能である。
また、本発明の透明導電性フィルムにおいて、透明フィルムを冷却させながら、６層の積層膜をロール・ツー・ロールのスパッタ法で製造することによって、耐熱性の低いフィルム基材上にも、透明導電性フィルムを容易に量産することが可能である。

なお、本発明は、上述の各例において説明した材料及び構成に限定されるものではなく、本発明構成を逸脱しない範囲において種々の変形、変更が可能であることはいうまでもない。

本発明の実施形態例に係る透明導電性フィルムの概略断面構成図である。 本発明の透明導電性フィルムの製造装置として好適な真空スパッタ装置の一例の概略構成図である。 本発明の実施形態例に係るタッチパネルの概略断面構成図である。 本発明の実施例及び比較例に係る透明導電性フィルムの波長に対する反射特性を示す図である。 本発明の実施例及び比較例に係る透明導電性フィルムの波長に対する透過特性を示す図である。

符号の説明

１００．透明導電性フィルム、１０１．透明フィルム基材、１０２．ハードコート、１０３．ハードコート、１０４．透明フィルム、１１０．積層膜、１１１．酸素欠損金属酸化物層、１１２．第1の高屈折率層、１１３．第1の低屈折率層、１１４．第２の高屈折率層、１１５．第２の高屈折率層、１１６．透明導電層、２００．真空スパッタ装置、２０１．プラズマ処理部、２０２．冷却ドラム、２０３．巻き出し機、２０４．巻き取り機、２０５．第１の電極、２０６．第２の電極、２０７．第３の電極、２０８．第４の電極、２０９．第５の電極、２１０．第６の電極、２１１．排気口、２１２．ガス導入口、２１３．ガス導入口、２１４〜２１７．ガイドロール、３００．タッチパネル、３０１．下部電極フィルム、３０２．上部電極フィルム、３０３．ドットスペーサ、３０４．貼り合わせ材、３０７．基材、３０８．液晶パネル、３０９．バックライト、３１０．表示装置

Claims (10)

1. 透明フィルムの一方の面に、酸素欠損金属酸化物層、第１の高屈折率層、第１の低屈折率層、第２の高屈折率層、第２の低屈折率層、透明導電層がこの順に積層された６層の積層膜が形成されて成る
   ことを特徴とする透明導電性フィルム。
2. 前記第１及び第２の高屈折率層の屈折率ｎ（Ｈ）と、第１及び第２の低屈折率層の屈折率ｎ（Ｌ）は、その屈折率比ｎ（Ｈ）／ｎ（Ｌ）が１．４以上であることを特徴とする請求項１記載の透明導電性フィルム。
3. 表面抵抗値が２００Ω／ｓｑ以上１０ｋΩ／ｓｑ以下であることを特徴とする請求項１記載の透明導電性フィルム。
4. 全光線透過率（ＪＩＳ Ｋ７３６１）が９３％以上であり、かつその色調が、ＣＩＥ１９７６（ＪＩＳ Ｚ ８７２９）のＬ^＊ａ^＊ｂ^＊色空間で定義される（ａ^＊，ｂ^＊）において、透過色調は、
   （ａ^＊）^２＋（ｂ^＊）^２≦１
   を満たし、反射色調は、
   （ａ^＊）^２＋（ｂ^＊）^２≦１００
   を満たすことを特徴とする請求項１記載の透明導電性フィルム。
5. 前記第１及び第２の高屈折率層が、Ｎｂ_２Ｏ_５又はＴｉＯ_２から成ることを特徴とする請求項１記載の透明導電性フィルム。
6. 前記第１及び第２の低屈折率層が、ＳｉＯ_２から成ることを特徴とする請求項１記載の透明導電性フィルム。
7. 前記透明導電層がインジウム・スズ混合酸化物又はＺｎを主成分とする合金酸化物から成ることを特徴とする請求項１記載の透明導電性フィルム。
8. 前記酸素欠損金属酸化物層が、Ｓｉ又はＴｉ又はＣｒを主成分とする酸素欠損金属酸化物から成ることを特徴とする請求項１記載の透明導電性フィルム。
9. 前記６層の積層膜は、前記透明フィルムを冷却させながら、ロール・ツー・ロールのスパッタリング法により製造されて成ることを特徴とする請求項１記載の透明導電性フィルム。
10. 表示装置の表示面上に配置され、上部電極フィルム及び下部電極フィルムが所定の間隔を保持して積層されて成るタッチパネルであって、
    前記上部電極フィルム及び／又は下部電極フィルムは、
    透明フィルムの一方の面に、酸素欠損金属酸化物層、第１の高屈折率層、第１の低屈折率層、第２の高屈折率層、第２の低屈折率層、透明導電層がこの順に積層された６層の積層膜が形成されて成る
    ことを特徴とするタッチパネル。

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