JP2015176833A - 透明導電性酸化物膜付基板 - Google Patents

Abstract

【課題】透明導電性酸化物膜の剥離が生じにくい透明導電性酸化物膜付基板を提供する。【解決手段】酸化ケイ素領域１４ａは、樹脂膜１１と接触して設けられている。高屈折率領域１４ｃは、酸化ケイ素領域１４ａよりも透明導電性酸化物膜１３側に位置している。中間領域１４ｂは、酸化ケイ素領域１４ａと、高屈折率領域１４ｃとの間に設けられている。酸化ケイ素領域１４ａにおけるＳｉＯｘ（但し、ｘ≰２）の濃度が、中間領域１４ｂにおけるＳｉＯｘ（但し、ｘ≰２）の濃度よりも高い。中間領域１４ｂにおけるＳｉＯｘ（但し、ｘ≰２）の濃度が、高屈折率領域１４ｃにおけるＳｉＯｘ（但し、ｘ≰２）の濃度よりも高い。高屈折率領域１４ｃにおける金属酸化物の濃度が、中間領域１４ｂにおける金属酸化物の濃度よりも高い。中間領域１４ｂにおける金属酸化物の濃度が、酸化ケイ素領域１４ａにおける金属酸化物の濃度よりも高い。【選択図】図１

Description

本発明は、透明導電性酸化物膜付基板に関する。

従来、タッチセンサや、表示装置等に、例えば、透明導電性酸化物（Ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｏｘｉｄｅ：ＴＣＯ）膜が設けられた透明導電性酸化物膜付基板が用いられている。

例えば、特許文献1には、その一例が開示されている。特許文献1に記載の透明導電性酸化物膜付基板では、基板と透明導電性薄膜との間に、基板側から、酸化ニオブ等からなる第１の薄膜と、酸化ケイ素等からなる第２の薄膜とがこの順番で設けられている。さらに、基板と、第１の薄膜との間に、硬質樹脂膜を設けることが記載されている。

特開２０１１−３７２５８号公報

上述した特許文献１に記載の透明導電性酸化物膜付基板を製造する場合、第１及び第２の薄膜を形成した後に、一旦アルカリ溶液等で洗浄し、その後、透明導電性薄膜を成膜することも考えられる。また、作製した透明導電性酸化物膜付基板を、アルカリ溶液等で洗浄することも考えられる。従って、透明導電性酸化物膜付基板には、洗浄により膜はがれが生じにくいことが求められている。

本発明の主な目的は、透明導電性酸化物膜の剥離が生じにくい透明導電性酸化物膜付基板を提供することにある。

本発明に係る透明導電性酸化物膜付基板は、透明基板と、樹脂膜と、透明導電性酸化物膜と、インデックスマッチング層とを備える。樹脂膜は、透明基板の上に設けられている。透明導電性酸化物膜は、樹脂膜の上に設けられている。インデックスマッチング層は、透明導電性酸化物膜と樹脂膜との間に設けられている。インデックスマッチング層は、第１層と、第２層とを有する。第１層は、樹脂膜の上に設けられている。第１層は、酸化ケイ素と、酸化ケイ素よりも高い屈折率を有する金属酸化物とを含む。第２層は、第１層と透明導電性酸化物膜との間に設けられている。第２層は、酸化ケイ素からなる。第１層は、酸化ケイ素領域と、高屈折率領域と、中間領域とを含む。酸化ケイ素領域は、樹脂膜の上に、樹脂膜と接触して設けられている。高屈折率領域は、酸化ケイ素領域よりも透明導電性酸化物膜側に位置している。中間領域は、酸化ケイ素領域と、高屈折率領域との間に設けられている。酸化ケイ素領域におけるＳｉＯ_ｘ（但し、ｘ≦２）の濃度が、中間領域におけるＳｉＯ_ｘ（但し、ｘ≦２）の濃度よりも高い。中間領域におけるＳｉＯ_ｘ（但し、ｘ≦２）の濃度が、高屈折率領域におけるＳｉＯ_ｘ（但し、ｘ≦２）の濃度よりも高い。高屈折率領域における金属酸化物の濃度が、中間領域における金属酸化物の濃度よりも高い。中間領域における金属酸化物の濃度が、酸化ケイ素領域における金属酸化物の濃度よりも高い。

本発明に係る透明導電性酸化物膜付基板では、中間領域は、ＳｉＯ_ｘ（但し、ｘ≦２）の濃度が酸化ケイ素領域側から高屈折率領域側に向かって低くなる一方、金属酸化物の濃度が高屈折率領域側から酸化ケイ素領域側に向かって低くなる勾配領域により構成されていることが好ましい。

本発明に係る透明導電性酸化物膜付基板では、ｘ＜２であることが好ましい。

本発明に係る透明導電性酸化物膜付基板では、金属酸化物が、酸化ニオブであってもよい。

本発明に係る透明導電性酸化物膜付基板では、透明基板がガラス基板により構成されていてもよい。

本発明に係る透明導電性酸化物膜付基板では、樹脂膜が、アクリル系樹脂を含んでいてもよい。

本発明によれば、透明導電性酸化物膜の剥離が生じにくい透明導電性酸化物膜付基板を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る透明導電性酸化物膜付基板の模式的断面図である。

以下、本発明を実施した好ましい形態の一例について説明する。但し、下記の実施形態は、単なる例示である。本発明は、下記の実施形態に何ら限定されない。

図１は、本実施形態に係る透明導電性酸化物膜付基板の模式的断面図である。図１に示されるように、透明導電性酸化物膜付基板１は、透明基板１０と、樹脂膜１１と、インデックスマッチング層１２と、透明導電性酸化物膜１３とを備えている。

透明基板１０は、例えば、ガラス板、セラミック板、樹脂板等により構成することができる。透明基板１０の厚みは、例えば、０．０５ｍｍ〜１ｍｍ程度とすることができる。

透明基板１０の上には、樹脂膜１１が設けられている。樹脂膜１１は、透明基板１０と樹脂膜１１よりも上に設けられた透明導電性酸化物膜１３とを隔離する膜である。樹脂膜１１は、例えば、アクリル系樹脂、シリコーン系樹脂、ウレタン系樹脂等により構成することができる。樹脂膜１１の厚みは、例えば、１０μｍ〜１００μｍ程度とすることができる。

樹脂膜１１の上には、透明導電性酸化物膜１３が配されている。具体的には、透明導電性酸化物膜１３はパターニングされており、樹脂膜１１の一部分の上に透明導電性酸化物膜１３が設けられている。

透明導電性酸化物膜１３は、例えば、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）膜、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）膜、アルミニウム亜鉛酸化物（ＡＺＯ）膜、ガリウム亜鉛酸化物（ＧＺＯ）膜、フッ素ドープ酸化スズ（ＦＴＯ）膜等により構成することができる。

透明導電性酸化物膜１３の厚みは、例えば、２０ｎｍ〜２００ｎｍ程度とすることができる。

透明導電性酸化物膜１３と樹脂膜１１との間には、インデックスマッチング層１２が設けられている。インデックスマッチング層１２は、透明導電性酸化物膜１３が設けられた部分と、透明導電性酸化物膜１３が設けられていない部分との屈折率をマッチングさせる機能を有する層である。インデックスマッチング層１２を設けることにより、透明導電性酸化物膜１３が設けられた部分における光反射率と、透明導電性酸化物膜１３が設けられておらず、インデックスマッチング層１２が露出した部分における光反射率との差を小さくすることができる。インデックスマッチング層１２は、このことにより、パターニングされた透明導電性酸化物膜１３を目立たなくする効果を有している。

インデックスマッチング層１２は、第１層１４と、第２層１５とを有する。第１層１４及び第２層１５の厚みは、それぞれ、例えば、５ｎｍ〜５００ｎｍ程度とすることができる。

第１層１４は、酸化ケイ素領域１４ａと、中間領域１４ｂと、高屈折率領域１４ｃとからなる。第１層１４は、ＳｉＯ_ｘ（但し、ｘ≦２）からなる酸化ケイ素と酸化ケイ素より高い屈折率を有する金属酸化物とを含む。このような金属酸化物の具体例としては、例えば、酸化ニオブ、酸化チタン、酸化タングステン、酸化タンタル、酸化イットリウム、酸化ビスマス、酸化ハフニウム、酸化ジルコニウム等が挙げられる。

酸化ケイ素領域１４ａは、樹脂膜１１の上に設けられている。具体的には、酸化ケイ素領域１４ａは、樹脂膜１１の直上に設けられている。酸化ケイ素領域１４ａは、樹脂膜１１と接触している。

酸化ケイ素領域１４ａにおけるＳｉＯ_ｘ（但し、ｘ≦２）の濃度は、中間領域１４ｂにおけるＳｉＯ_ｘ（但し、ｘ≦２）の濃度よりも高い。酸化ケイ素領域１４ａは、ＳｉＯ_ｘ（但し、ｘ≦２）よりも高い屈折率を有する金属酸化物を含んでいてもよいが、ＳｉＯ_ｘ（但し、ｘ≦２）よりも高い屈折率を有する金属酸化物を実質的に含んでいないことが好ましい。

このように、ＳｉＯ_ｘ（但し、ｘ≦２）の濃度が高い酸化ケイ素領域１４ａが、樹脂膜１１と接触して設けられているため、透明導電性酸化物膜１３が、樹脂膜１１から剥離することを抑制できる。透明導電性酸化物膜１３の剥離をより効果的に抑制する観点からは、酸化ケイ素領域１４ａは、一般式ＳｉＯ_ｘにおけるｘが２未満であることが好ましい。

高屈折率領域１４ｃは、酸化ケイ素領域１４ａや中間領域１４ｂよりも屈折率が高い領域であり、酸化ケイ素領域１４ａよりも透明導電性酸化物膜１３側に設けられている。高屈折率領域１４ｃは、例えば、第１層１４の最外層を構成していてもよいし、最外層を構成していなくてもよい。

高屈折率領域１４ｃにおける金属酸化物の濃度は、中間領域１４ｂにおける金属酸化物の濃度よりも高い。高屈折率領域１４ｃは、ＳｉＯ_ｘ（但し、ｘ≦２）を含んでいてもよいが、ＳｉＯ_ｘ（但し、ｘ≦２）を実質的に含んでいないことが好ましい。

中間領域１４ｂは、酸化ケイ素領域１４ａと高屈折率領域１４ｃとの間に配されている。中間領域１４ｂは、酸化ケイ素領域１４ａと高屈折率領域１４ｃとのそれぞれと接触している。

中間領域１４ｂは、Ｓｉと、高屈折率領域１４ｃに含まれる金属との両方を含む。すなわち、中間領域１４ｂは、Ｓｉと、高屈折率領域１４ｃに含まれる金属とを含む複合金属酸化物からなる。中間領域１４ｂは、ＳｉＯ_ｘ（但し、ｘ≦２）の濃度が、樹脂膜１１側から透明導電性酸化物膜１３側に向かって低く、高屈折率領域１４ｃに含まれる金属酸化物の濃度が、透明導電性酸化物膜１３側から樹脂膜１１側に向かって低くなるような濃度勾配を有する勾配領域であることが好ましい。

なお、このような勾配領域は、例えば、特開２０１２−９２４１０号公報に記載の方法等により形成することができる。

中間領域１４ｂにおけるＳｉＯ_ｘ（但し、ｘ≦２）の濃度は、酸化ケイ素領域１４ａにおけるＳｉＯ_ｘ（但し、ｘ≦２）の濃度よりも低く、高屈折率領域１４ｃにおけるＳｉＯ_ｘ（但し、ｘ≦２）の濃度よりも高い。中間領域１４ｂにおける金属酸化物の濃度は、酸化ケイ素領域１４ａにおける金属酸化物の濃度よりも高く、高屈折率領域１４ｃにおける金属酸化物の濃度よりも低い。

第２層１５は、酸化ケイ素により構成されている。すなわち、第２層１５は、ＳｉＯ_ｘ（但し、ｘ≦２）により構成されている。第２層１５を構成しているＳｉＯ_ｘにおけるｘと、第１層１４を構成しているＳｉＯ_ｘにおけるｘとは、同じであってもよいし、異なっていてもよい。第２層１５は、ＳｉＯ_２により構成されていてもよい。

本発明の透明導電性酸化物膜付基板１は、樹脂膜１１と透明導電性酸化物膜１３との間に、Ｓｉと、高屈折率領域１４ｃに含まれる金属との両方を含む中間領域１４ｂが設けられている。このため、例えば、アルカリ水溶液に透明導電性酸化物膜付基板１を浸漬した場合であっても、樹脂膜１１と透明導電性酸化物膜１３とが剥離しにくい。すなわち、透明導電性酸化物膜１３が剥離しにくい透明導電性酸化物膜付基板１を実現することができる。

なお、本発明においては、例えば、中間領域１４ｂが、高屈折率領域１４ｃに含まれる金属とＳｉとの両方を含む実質的に均一な複合酸化物膜から構成されてもよい。但し、透明導電性酸化物膜１３の剥離をより効果的に抑制する観点からは、本実施形態のように、中間領域１４ｂは、ＳｉＯ_ｘ（但し、ｘ≦２）の濃度が、樹脂膜１１側から透明導電性酸化物膜１３側に向かって低くなる一方、高屈折率領域１４ｃに含まれる金属酸化物の濃度が、透明導電性酸化物膜１３側から樹脂膜１１側に向かって低くなる勾配領域からなることがより好ましい。

以下、本発明について、具体的な実施例に基づいて、さらに詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に何ら限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲において適宜変更して実施することが可能である。

（実施例１）
以下の条件で、透明導電性酸化物膜付基板１と実質的に同様の構成を有する透明導電性酸化物膜付基板を作製した。

透明基板：ガラス基板
樹脂膜：アクリル系樹脂を含む、厚みが１００μｍの膜。

第１層：ＳｉＯ_ｘ（但し、ｘ＜２）からなる酸化ケイ素領域と、酸化ニオブからなる高屈折率領域と、それらの間に位置し、ＳｉとＮｂからなる複合金属酸化物からなり、ＳｉＯ_ｘ（但し、ｘ＜２）の濃度が、樹脂膜側から透明導電性酸化物膜側に向かって低く、酸化ニオブの濃度が、透明導電性酸化物膜側から樹脂膜側に向かって低くなるような濃度勾配を有する中間領域とを有する厚み１０ｎｍの膜。

第１層の成膜条件：成膜圧力を０．４６Ｐａとし、酸素比率を４５体積％とし、加熱温度を１２０℃以上とした。

第２層：厚みが２５ｎｍの酸化ケイ素膜
透明導電性酸化物膜：厚みが１５０ｎｍのＩＴＯ膜
（比較例１）
第１層として、酸化ニオブ膜を形成したこと以外は実施例１と同様にして透明導電性酸化物膜付基板を作製した。

（評価）
実施例１及び比較例１において作製したサンプルを、６０℃の１％ＫＯＨ水溶液に３分浸漬した。その後、サンプルを水洗し、乾燥させた後に、目視観察により膜はがれの有無を確認した。その結果、実施例１で作製したサンプルにおいては、膜はがれが確認できなかった。一方、比較例１で作製したサンプルにおいては、膜はがれが確認された。

１ 透明導電性酸化物膜付基板
１０ 透明基板
１１ 樹脂膜
１２ インデックスマッチング層
１３ 透明導電性酸化物膜
１４ 第１層
１４ａ 酸化ケイ素領域
１４ｂ 中間領域
１４ｃ 高屈折率領域
１５ 第２層

Claims (6)

1. 透明基板と、
   前記透明基板の上に設けられた樹脂膜と、
   前記樹脂膜の上に設けられた透明導電性酸化物膜と、
   前記透明導電性酸化物膜と前記樹脂膜との間に設けられたインデックスマッチング層と、
   を備え、
   前記インデックスマッチング層は、
   前記樹脂膜の上に設けられており、酸化ケイ素と、酸化ケイ素よりも高い屈折率を有する金属酸化物とを含む第１層と、
   前記第１層と前記透明導電性酸化物膜との間に設けられており、酸化ケイ素からなる第２層と、
   を有し、
   前記第１層は、
   前記樹脂膜の上に、前記樹脂膜と接触して設けられた酸化ケイ素領域と、
   前記酸化ケイ素領域よりも前記透明導電性酸化物膜側に位置している高屈折率領域と、
   前記酸化ケイ素領域と、前記高屈折率領域との間に設けられた中間領域と、
   を含み、
   前記酸化ケイ素領域におけるＳｉＯ_ｘ（但し、ｘ≦２）の濃度が、前記中間領域におけるＳｉＯ_ｘ（但し、ｘ≦２）の濃度よりも高く、
   前記中間領域におけるＳｉＯ_ｘ（但し、ｘ≦２）の濃度が、前記高屈折率領域におけるＳｉＯ_ｘ（但し、ｘ≦２）の濃度よりも高く、
   前記高屈折率領域における前記金属酸化物の濃度が、前記中間領域における前記金属酸化物の濃度よりも高く、
   前記中間領域における前記金属酸化物の濃度が、前記酸化ケイ素領域における前記金属酸化物の濃度よりも高い、透明導電性酸化物膜付基板。
2. 前記中間領域は、ＳｉＯ_ｘ（但し、ｘ≦２）の濃度が前記酸化ケイ素領域側から前記高屈折率領域側に向かって低くなる一方、前記金属酸化物の濃度が前記高屈折率領域側から前記酸化ケイ素領域側に向かって低くなる勾配領域により構成されている、請求項１に記載の透明導電性酸化物膜付基板。
3. ｘ＜２である、請求項１又は２に記載の透明導電性酸化物膜付基板。
4. 前記金属酸化物が、酸化ニオブである、請求項１〜３のいずれか一項に記載の透明導電性酸化物膜付基板。
5. 前記透明基板がガラス基板により構成されている、請求項１〜４のいずれか一項に記載の透明導電性酸化物膜付基板。
6. 前記樹脂膜が、アクリル系樹脂を含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載の透明導電性酸化物膜付基板。