JP2013001009A - 導電性積層体、パターン配線付き透明導電性積層体、および光学デバイス。 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の導電性積層体は、透明基材1の少なくとも一方の面に、少なくとも2層の透明導電性薄膜からなる透明導電性薄膜積層体2および金属層3がこの順に形成されている。透明導電性薄膜積層体2において、金属層3に最近接である第一透明導電性薄膜21は、金属酸化物層または主金属と1種以上の不純物金属を含有する複合金属酸化物層であり、第一透明導電性薄膜以外の透明導電性薄膜22は、主金属と1種以上の不純物金属を含有する複合金属酸化物層である。第一透明導電性薄膜21における不純物金属の含有比が、前記透明導電性薄膜積層体2を構成する各透明導電性薄膜における不純物金属の含有比の中で最大ではないことにより、上記課題が解決される。
【選択図】図1
Description
(透明基材)
透明基材1としては、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、ガラスや、透明性を有する各種のプラスチックフィルムが用いられる。後述するパターン配線付き透明導電性積層体を、タッチパネルの透明電極やフレキシブルディスプレイ等に用いる場合は、透明基材として、プラスチックフィルム等の可撓性フィルムが用いられることが好ましい。プラスチックフィルムの材料としては、ポリエステル系樹脂、アセテート系樹脂、ポリエーテルスルホン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、(メタ)アクリル系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリ塩化ビニリデン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、ポリアリレート系樹脂、ポリフェニレンサルファイド系樹脂等が挙げられる。これらの中で特に好ましいのは、ポリエステル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリオレフィン系樹脂等が挙げられる。
透明基材1上には、透明導電性薄膜積層体2が形成される。透明導電性薄膜積層体は、少なくとも2層の透明導電性薄膜21,22が積層されたものである。透明導電性薄膜積層体2は、図2に示すように3層の透明導電性薄膜21,22,23を有していてもよく、4層以上の透明導電性薄膜を有していてもよい。
透明導電性薄膜積層体2上には、金属層3が形成される。なお、第一透明導電性薄膜21と金属層3との間には、透明導電性薄膜積層体と金属層との密着性向上や、金属層を構成する金属元素の透明導電層への拡散防止等の観点から、例えば厚みが5nm以下の薄膜を設けることもできる。一方、金属層3をエッチングにより除去した際の透明導電性薄膜積層体の表面抵抗の増加を抑制する観点においては、第一透明導電性薄膜21上に直接金属層3が形成されることが好ましい。
このような本発明の導電性積層体10は、パターン配線付き透明導電性積層体の形成に適している。図5は、パターン配線付き透明導電性積層体の一実施形態を模式的に表す平面図であり、図6は図5のVI-VI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体100は、パターン化された複数の透明電極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、各透明電極に接続されている。例えば図5の透明電極部121は、パターン配線131aおよび131bと接続されている。図6に模式的に示すように、透明電極121は、透明基材1上に透明導電性薄膜積層体2を有する領域であり、パターン配線131aおよび131bは、透明基材1上に透明導電性薄膜積層体2および金属層3をこの順に有する領域である。なお、図5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、透明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。
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体は、必要に応じて基板上にIC等の制御手段150が設けられ、実用に供される。本発明の透明導電性積層体は、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。
(透明導電性フィルムの作製)
厚み75μmのポリカーボネート系フィルムからなるフィルム基材の一方の面に、光硬化型樹脂(JSR製 商品名「オプスターKZ6661」)を用いて厚み100nmの誘電体層を形成した。ArおよびO2を導入した減圧下で、酸化インジウムと酸化スズを90:10の重量比で有する焼結体のターゲット材料を用いて、DCマグネトロンスパッタ法により、誘電体層上にSnとInの原子数比Sn/Inが0.10のインジウム−スズ複合酸化物からなる第二透明導電性薄膜を20nmの厚みで形成した。この薄膜上に、酸化インジウムと酸化スズを97:3の重量比で有する焼結体のターゲット材料を用いて、DCマグネトロンスパッタ法により、SnとInの原子数比Sn/Inが0.03のインジウム−スズ複合酸化物からなる第一透明導電性薄膜を6nmの厚みで形成した。このようにして、ポリカーボネートフィルム基材上に、Sn/In=0.10で厚みが20nmのITO膜およびSn/In=0.03で厚みが6nmのITO膜からなる透明導電性薄膜積層体を有する透明導電性フィルムを得た。
この透明導電性フィルムの第一の透明導電性薄膜上に、Arを導入した減圧下で、無酸素銅ターゲットを用いて、DCマグネトロンスパッタ法により、銅からなる金属層を50nmの厚みで形成して、導電性積層体を得た。
厚み23μmのポリエチレンテレフタレートフィルムからなるフィルム基材の一方の面に、メラミン樹脂:アルキド樹脂:有機シラン縮合物の重量比2:2:1の熱硬化型樹脂(光の屈折率n=1.54)を用いて厚み35nmの誘電体層を形成した。この誘電体層上に、実施例1と同様にして、Sn/In=0.10で厚みが20nmのITO膜(第二透明導電性薄膜)およびSn/In=0.03で厚みが6nmのITO膜(第一透明導電性薄膜)を順次形成して、透明導電性フィルムを得た。この透明導電性フィルムの第一の透明導電性薄膜上に、実施例1と同様にして銅からなる金属層を50nmの厚みで形成して、導電性積層体を得た。
厚み50μmのポリエチレンテレフタレートフィルムからなるフィルム基材の一方の面に、実施例2と同様に誘電体層を形成した。この誘電体層上に、実施例1と同様にして、Sn/In=0.10で厚みが26nmのITO膜およびSn/In=0.03で厚みが2nmのITO膜を順次形成して、透明導電性フィルムを得た。この透明導電性フィルムの第一の透明導電性薄膜上に、実施例1と同様にして銅からなる金属層を50nmの厚みで形成して、導電性積層体を得た。
ITO膜の形成に用いるターゲットの、酸化インジウムと酸化スズの比率、および製膜厚みを表1に示すように変更したこと以外は、実施例3と同様にして、導電性積層体を得た。
厚み50μmのポリエチレンテレフタレートフィルムからなるフィルム基材の一方の面に、実施例2と同様に誘電体層を形成した。ArおよびO2を導入した減圧下で、酸化インジウムと酸化スズを90:10の重量比で有する焼結体のターゲット材料を用いて、DCマグネトロンスパッタ法により、誘電体層上にSnとInの原子数比Sn/Inが0.10のインジウム−スズ複合酸化物からなる透明導電性薄膜を20nmの厚みで形成して、基材上に透明導電性薄膜を1層のみ有する透明導電性フィルムを得た。この透明導電性フィルムの透明導電性薄膜上に、実施例1と同様にして銅からなる金属層を50nmの厚みで形成して、導電性積層体を得た。
実施例3と同様に、厚み50μmのポリエチレンテレフタレートフィルム基材の一方の面に誘電体層を形成した。この誘電体層上に、比較例1と同様にして、Sn/In比が0.08のITO膜を膜厚25nmで形成し、その上に銅からなる金属層を50nmの厚みで形成して、導電性積層体を得た。
上記比較例2において、ITO膜の形成に用いるターゲットの、酸化インジウムと酸化スズの重量比を88:12(ITO膜のSn/In比=0.13)に変更したこと以外は、比較例2と同様にして、導電性積層体を得た。
室温下で、アンモニア水溶液(濃度8重量%)100重量部に対して塩化アンモニウム8重量部を混合した溶液(エッチャント)に、各実施例および比較例で得られた導電性積層体を10分間浸漬して、銅層をエッチング除去した。
2 透明導電性薄膜積層体
21,22,23,25 透明導電性薄膜
3,4 金属層
10 導電性積層体
100 透明導電性積層体
121〜126 透明電極
131〜136 パターン配線
231〜236 接続部
150 制御手段
Claims (19)
- 透明基材の少なくとも一方の面に、少なくとも2層の透明導電性薄膜からなる透明導電性薄膜積層体および金属層がこの順に形成された導電性積層体であって、
前記透明導電性薄膜積層体において、前記金属層に最近接である第一透明導電性薄膜は、金属酸化物層または主金属と1種以上の不純物金属を含有する複合金属酸化物層であり、第一透明導電性薄膜以外の透明導電性薄膜は、主金属と1種以上の不純物金属を含有する複合金属酸化物層であり、
前記第一透明導電性薄膜における不純物金属の含有比が、前記透明導電性薄膜積層体を構成する各透明導電性薄膜における不純物金属の含有比の中で最大ではない、導電性積層体。 - 前記第一透明導電性薄膜における不純物金属の含有比が、前記透明導電性薄膜積層体を構成する各透明導電性薄膜における不純物金属の含有比の中で最小である、請求項1に記載の導電性積層体。
- 前記透明導電性薄膜積層体中で最も不純物金属の含有比が大きい透明導電性薄膜における不純物金属の含有比と、前記第一透明導電性薄膜における不純物金属の含有比との差が、0.005〜0.23である、請求項1または2に記載の導電性積層体。
- 前記第一透明導電性薄膜における不純物金属の含有比が0.08以下である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の導電性積層体。
- 前記透明導電性薄膜積層体中で最も不純物金属の含有比が高い透明導電性薄膜における不純物金属の含有比が0.04〜0.31である、請求項1〜4のいずれか1項に記載の導電性積層体。
- 前記第一透明導電性薄膜の厚みが、透明導電性薄膜積層体の全体の厚みに対して6%以上である、請求項1〜5のいずれか1項に記載の導電性積層体。
- 前記透明導電性薄膜積層体を構成する全ての透明導電性薄膜は、主金属がInである、請求項1〜6のいずれか1項に記載の導電性積層体。
- 前記透明導電性薄膜積層体を構成する全ての透明導電性薄膜は、不純物金属としてSnを含有する、請求項7に記載の導電性積層体。
- 前記第一透明導電性薄膜におけるInに対するSnの含有比が、0.08以下であり、第一透明導電性薄膜以外の前記透明導電性薄膜積層体を構成する透明導電性薄膜全体におけるInに対するSnの含有比が、0.08〜0.13である、請求項8に記載の導電性積層体。
- 前記透明導電性薄膜積層体が、前記第一透明導電性薄膜および前記第一透明導電性薄膜よりも基材側に形成された1層の透明導電性薄膜の2層からなる、請求項1〜9のいずれか1項に記載の導電性積層体。
- 前記第一透明導電性薄膜と前記金属層とが隣接している、請求項1〜10のいずれか1項に記載の導電性積層体。
- 前記透明導電性薄膜積層体を構成する全ての透明導電性薄膜が結晶質膜である、請求項1〜11のいずれか1項に記載の導電性積層体。
- 前記透明基材が可撓性フィルムである、請求項1〜12のいずれか1項に記載の導電性積層体。
- 透明基材上に、パターン化された複数の透明電極からなる透明電極部およびパターン配線部を有し、パターン配線部が各透明電極部に接続されているパターン配線付き透明導電性積層体であって、
前記透明電極部は、透明基材上に少なくとも2層の透明導電性薄膜からなる透明導電性薄膜積層体を有し、
前記パターン配線部は、透明基材上に前記透明導電性薄膜積層体および金属層をこの順に有し、
前記第一透明導電性薄膜における不純物金属の含有比が、前記透明導電性薄膜積層体を構成する各透明導電性薄膜における不純物金属の含有比の中で最大ではない、パターン配線付き透明導電性積層体。 - 請求項1〜13のいずれか1項に記載の導電性積層体の金属層の面内の一部をエッチングにより除去して、パターン配線部を形成し、
前記金属層が除去された透明導電性薄膜積層体の露出部において、透明導電性薄膜積層体の面内の一部をエッチングにより除去してパターン化された透明電極を形成することによって得られうるパターン配線付き透明導電性積層体。 - 透明基材上に、パターン化された複数の透明電極からなる透明電極部およびパターン配線部を有し、パターン配線部が各透明電極に接続されている、パターン配線付き透明導電性積層体を製造する方法であって、
請求項1〜13のいずれか1項に記載の導電性積層体を準備する工程、
前記第金属層の面内の一部をエッチングにより除去して、パターン配線部を形成する工程、および
前記金属層が除去された透明導電性薄膜積層体の露出部において、透明導電性薄膜積層体の面内の一部をエッチングにより除去してパターン化された透明電極を形成する工程、
をこの順に有する、パターン配線付き透明導電性積層体の製造方法。 - 前記積層体を加熱して透明導電層を結晶化する工程をさらに有する、請求項16に記載のパターン配線付き透明導電性積層体の製造方法。
- 請求項14または15に記載のパターン配線付き透明導電性積層体を備える光学デバイス。
- 請求項14または15に記載のパターン配線付き透明導電性積層体を備えるタッチパネル。
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