JP4135079B2 - 透明導電性フィルム及び透明導電性シートの製造方法、及びタッチパネル - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、透明導電性フィルム及び透明導電性シートの製造方法、及びこれらの製造法で得られた透明導電性フィルムまたは透明導電性シートを、特にペン入力用タッチパネルに用いた際に、優れたペン摺動耐久性を有する、タッチパネルに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
透明プラスチックフィルム基材上に、透明でかつ抵抗が小さい透明導電性薄膜を積層した透明導電性フィルムは、その導電性を利用した用途、例えば、液晶ディスプレイやエレクトロルミネッセンス（ＥＬ）ディスプレイなどのようなフラットパネルディスプレイや、タッチパネルの透明電極など、電気、電子分野の用途で広く使用されている。
【０００３】
近年、携帯情報端末やタッチパネル付きノートパソコンの普及により、これまでよりもさらにペン摺動耐久性に優れたタッチパネルが要求されるようになってきた。
【０００４】
タッチパネルにペン入力する際、固定電極側の透明導電性薄膜と可動電極（フィルム電極）側の透明導電性薄膜とが接触するが、この際にペン荷重で透明導電性薄膜にクラックや剥離などの破壊が生じない、優れたペン摺動耐久性を有する透明導電性フィルムが必要とされる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の透明導電性フィルムは次のような課題を有していた。
【０００６】
厚さが１２０μｍ以下の透明プラスチックフィルム基材上に透明導電性薄膜を形成し、粘着剤層で他の透明基体と貼りあわせた透明導電性フィルムが開示されている（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、この透明導電性フィルムは、後述の摺動耐久試験に記載のポリアセタール製のペンを使用し、５．０Ｎの荷重で２０万回の直線摺動試験を行った後で、透明導電性薄膜に剥離が生じ、ペン入力耐久性は不十分であった。そのため、この剥離部の白化により、タッチパネル付きディスプレイ用に使用した際に表示品位が低下するという問題があった。
【０００７】
【特許文献１】
特開平２−６６８０９号公報
【０００８】
また、透明プラスチックフィルム基材上に、有機ケイ素化合物の加水分解により生成された下地層を設け、下地層の上に結晶質の透明導電性薄膜を積層した透明導電性フィルムが提案されている（例えば、特許文献２〜７参照）。しかしながら、これらの透明導電性フィルムは、結晶性の透明導電性薄膜であるため非常に脆く、後述の摺動耐久試験に記載のポリアセタール製のペンを使用し、５．０Ｎの荷重で２０万回の直線摺動試験を行った後で、透明導電性薄膜にクラックが発生するという問題があった。
【０００９】
【特許文献２】
特開昭６０−１３１７１１号公報
【００１０】
【特許文献３】
特開昭６１−７９６４７号公報
【００１１】
【特許文献４】
特開昭６１−１８３８０９号公報
【００１２】
【特許文献５】
特開平２−１９４９４３号公報
【００１３】
【特許文献６】
特開平２−２７６６３０号公報
【００１４】
【特許文献７】
特開平８−６４０３４号公報
【００１５】
また、硬化被膜層の上に透明導電性薄膜を形成した導電性プラスチック積層体が提案されている（例えば、特許文献８、９参照）。しかしながら、この積層体は液晶ディスプレイの透明電極に用いるのには十分であるが、タッチパネルに用いた際のペン摺動耐久性が不十分であった。
【００１６】
【特許文献８】
特開平２−５３０８号公報
【００１７】
【特許文献９】
特開２０００−６２０７４号公報
【００１８】
本発明の目的は、前記の従来の問題点に鑑み、タッチパネルに用いた際のペン入力耐久性に優れ、特にポリアセタール製のペンを使用し、５．０Ｎの荷重で２０万回の摺動試験を行った後でも透明導電性薄膜が破壊されない、透明導電性フィルム及び透明導電性シートの製造方法、及びこれらの製造方法で得た透明導電性フィルムまたは透明導電性シートを用いたタッチパネルを提供することにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
スパッタリングに用いるプラズマ雰囲気中の空間電位分布は、通常、図１に示すようになっており、プラズマ雰囲気中の空間電位Ｖｐは２０〜３０Ｖ程度であり、絶縁物であるプラスチック基板の浮遊電位Ｖｆはこの空間電位よりも低く、−３０Ｖ程度である。
【００２０】
本発明の技術思想の着眼点は、空間電位Ｖｐと浮遊電位Ｖｆとの電位差（Ｖｐ−Ｖｆ）によってプラズマ雰囲気中のイオンが加速し、プラスチックフィルム上に堆積中の透明導電性薄膜に衝突することで、透明導電性薄膜の結晶成長が阻害され、膜質の不十分な透明導電性薄膜となり、このような膜質の不十分な透明導電性薄膜を有する透明導電性フィルムを用いて作成したタッチパネルはペン入力耐久性が不十分となることを見出したところにある。
【００２１】
すなわち、本発明の技術思想は、スパッタリングの際に、グロー放電によるプラズマ雰囲気中からの透明導電性薄膜へのイオン照射エネルギーを低下させることにより、透明導電性薄膜の結晶成長を阻害することを抑制し、ペン入力耐久性に優れたタッチパネルを得ることにある。プラズマ雰囲気中からの透明導電性薄膜へのイオン照射エネルギーを低下させるためには、プラズマ雰囲気中の空間電位Ｖｐとプラスチック基板の浮遊電位Ｖｆとの電位差（Ｖｐ−Ｖｆ）を小さくすればよく、具体的には空間電位Ｖｐを通常よりも低くし、基板位置での浮遊電位Ｖｆを通常よりも高くしてＶｐに近づければよいのである。
【００２２】
本発明は、上記の技術思想に基づきなされたものであり、前記の課題を解決することができた透明導電性フィルムまたは透明導電性シートの製造方法およびタッチパネルとは、以下の通りである。
【００２３】
すなわち、本発明の第１の発明は、金属酸化物または金属を含むターゲットを用いて、スパッタリング法にて透明導電性薄膜を透明プラスチックフィルム上に成膜させる透明導電性フィルムの製造方法であって、スパッタリングを行う際に、（ａ）ターゲット背面にネオジウム系磁石またはコバルト系磁石を配置する、（ｂ）チャンバー壁周辺にフェライト磁石またはプラスチック磁石を配置する、（ｃ）グロー放電部にプラズマ流を入射する、のいずれかの手段を用い、さらに（ｄ）グロー放電をパルス状に行って、スパッタリングに用いるプラズマ雰囲気中の空間電位Ｖｐと、透明導電性薄膜がプラスチックフィルム上に堆積する位置における浮遊電位Ｖｆとの電位差（Ｖｐ−Ｖｆ）を、０Ｖを超え２０Ｖ以下になるように制御することを特徴とする透明導電性フィルムの製造方法である。
【００２４】
第２の発明は、前記空間電位Ｖｐが−１０〜１０Ｖであることを特徴とする第１の発明に記載の透明導電性フィルムの製造方法である。
【００２５】
第３の発明は、前記浮遊電位Ｖｆが−２０〜０Ｖであることを特徴とする第１または２の発明に記載の透明導電性フィルムの製造方法である。
【００２６】
第４の発明は、前記ターゲット近傍に形成されるプラズマシース長を、ターゲット表面から３ｃｍ以内に形成させることを特徴とする第１〜３のいずれかの発明に記載の透明導電性フィルムの製造方法である。
【００２７】
第５の発明は、プラスチックフィルムと透明導電性薄膜との間に、透明導電性薄膜よりも屈折率の低い層を１層以上有することを特徴とする第１〜４のいずれかの発明に記載の透明導電性フィルムの製造方法である。
【００２８】
第６の発明は、透明導電性フィルムの透明導電性薄膜面とは反対面に、粘着剤層を介して透明樹脂シートを貼合せてなる透明導電性シートの製造方法であって、前記透明導電性フィルムは第１〜５のいずれかの発明に記載の製造方法で得られたものであることを特徴とする透明導電性シートの製造方法である。
【００２９】
第７の発明は、前記透明導電性薄膜を有する一対のパネル板を透明導電性薄膜が対向するようにスペーサーを介して配置してなるタッチパネルにおいて、少なくとも一方のパネル板が第１〜６のいずれかの発明に記載の製造方法で得られた透明導電性フィルムまたは透明導電性シートを用いることを特徴とするタッチパネルである。
【００３０】
なお、本発明の透明導電性フィルムや透明プラスチックフィルムにおける「透明」とは、無色透明、有色透明を問わず、ＪＩＳ Ｋ ７１０５に準拠して測定される全光線透過率が８０％以上の場合を意味する。また、本発明の透明導電性フィルムは、その用途に適した導電性を有していれば良く、例えば、１０ｋΩ／□以下であればよい。
【００３１】
【発明の実施の形態】
（基材）
本発明において、透明導電性フィルムの基材として用いる透明プラスチックフィルムは、有機高分子を溶融押出し又は溶液押出しをして、必要に応じ、長手方向及び／又は幅方向に延伸、冷却、熱固定を施したフィルムである。有機高分子としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン−２，６−ナフタレート、ポリプロピレンテレフタレート、ナイロン６、ナイロン４、ナイロン６６、ナイロン１２、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルスルフォン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリカーボネート、ポリアリレート、セルロースプロピオネート、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアルコール、ポリエーテルイミド、ポリフェニレンスルフィド、ポリフェニレンオキサイド、ポリスチレン、シンジオタクチックポリスチレン、ノルボルネン系ポリマーなどが挙げられる。
【００３２】
これらの有機高分子のなかで、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレンテレフタレート、ポリエチレン−２，６−ナフタレート、シンジオタクチックポリスチレン、ノルボルネン系ポリマー、ポリカーボネート、ポリアリレートなどが好適である。また、これらの有機高分子は他の有機重合体の単量体を少量共重合したり、他の有機高分子をブレンドしてもよい。
【００３３】
本発明で用いる透明プラスチックフィルムの厚みは、１０μｍを越え、３００μｍ以下の範囲であることが好ましく、７０〜２６０μｍの範囲が特に好ましい。プラスチックフィルムの厚みが１０μｍ以下では機械的強度が不足し、特にタッチパネルに用いた際のペン入力に対する変形が大きくなり過ぎ、耐久性が不十分となる場合がある。一方、厚みが３００μｍを越えると、タッチパネルに用いた際に、フィルムを変形させるためのペン荷重が大きくなり、好ましくない。
【００３４】
本発明で用いる透明プラスチックフィルムは、本発明の目的を損なわない範囲で、前記フィルムをコロナ放電処理、グロー放電処理、火炎処理、紫外線照射処理、電子線照射処理、オゾン処理などの表面活性化処理を施してもよい。
【００３５】
（硬化物層）
また、プラスチックフィルムと透明導電性薄膜の間に、付着力向上などの目的のために硬化物層を設けてもよい。硬化物層の主成分である硬化型樹脂は、加熱、紫外線照射、電子線照射などのエネルギー印加により硬化する樹脂であれば特に制限はなく、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂などが挙げられるが、生産性の観点から紫外線硬化型樹脂を主成分とすることが好ましい。
【００３６】
このような紫外線硬化型樹脂としては、例えば、多価アルコールのアクリル酸又はメタクリル酸エステルのような多官能性のアクリレート樹脂、ジイソシアネート、多価アルコール及びアクリル酸又はメタクリル酸のヒドロキシアルキルエステルなどから合成されるような多官能性のウレタンアクリレート樹脂などが挙げられる。必要に応じて、これらの多官能性の樹脂に単官能性の単量体、例えば、ビニルピロリドン、メチルメタクリレート、スチレンなどを加えて共重合させることができる。
【００３７】
紫外線硬化型樹脂は、通常、光重合開始剤を添加して使用される。光重合開始剤としては、紫外線を吸収してラジカルを発生する公知の化合物を特に制限なく使用することができ、このような光重合開始剤としては、例えば、各種ベンゾイン類、フェニルケトン類、ベンゾフェノン類などが挙げられる。光重合開始剤の添加量は、紫外線硬化型樹脂１００質量部当たり通常１〜５質量部である。
【００３８】
前記硬化物層は、主たる構成成分である硬化型樹脂に硬化型樹脂に非相溶な熱可塑性樹脂を併用することが好ましい。マトリックスの硬化型樹脂に非相溶な熱可塑性樹脂を少量併用することで、硬化型樹脂中で相分離が起こり非相溶樹脂を粒子状に分散させることができる。この非相溶樹脂の分散粒子により、硬化物層表面に凹凸を形成させ、ペン摺動耐久性をさらに改善することができる。
【００３９】
硬化型樹脂が前記の紫外線硬化型樹脂の場合、非相溶樹脂としてはポリエステル樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアミド樹脂などが例示される。
【００４０】
前記ポリエステル樹脂は、重量平均分子量で５，０００〜５０，０００と高分子量であることが好ましく、特に好ましくは８，０００〜３０，０００である。ポリエステル樹脂の重量平均分子量が５，０００未満であると、ポリエステル樹脂が硬化物層中で適切な大きさの粒子となって分散することが困難となる傾向がある。一方、ポリエステル樹脂の重量平均分子量が５０，０００を超えると、塗布液を調整する際、溶剤に対する溶解性が低下しやすくなる。
【００４１】
前記の高分子量のポリエステル樹脂は、二価アルコールと二価カルボン酸を重合することにより得られる非結晶性の飽和ポリエステル樹脂であり、上記の紫外線硬化型樹脂と共通の溶媒に溶解することができるものである。
【００４２】
前記の二価アルコールとしては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、１，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、ジエチレングリコール、ネオペンチルグリコール、１，４−シクロヘキサンジメタノール、水素化ビスフェノールＡなどを挙げることができる。
【００４３】
また、前記の二価カルボン酸としては、例えば、イソフタル酸、テレフタル酸、アジピン酸、無水フタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸などを挙げることができる。
【００４４】
溶媒に対する溶解性が不十分とならない範囲で、トリメチロールプロパンやペンタエリスリトールのような三価以上のアルコール、及び無水トリメリット酸や無水ピロメリット酸のような三価以上のカルボン酸を共重合することができる。
【００４５】
前記の紫外線硬化型樹脂と高分子量のポリエステル樹脂との配合割合は、紫外線硬化型樹脂１００質量部当たりポリエステル樹脂０．１〜２０質量部であることが好ましく、さらに好ましくは０．２〜１０質量部、特に好ましくは０．５〜５質量部である。前記ポリエステル樹脂の配合量が紫外線硬化型樹脂１００質量部当たり０．１質量部未満であると、硬化物層表面に形成される突起数が少なくなり、ペン摺動耐久性のさらなる改善効果が低減する。
【００４６】
一方、前記ポリエステル樹脂の配合量が紫外線硬化型樹脂１００質量部当たり２０質量部を超えると、硬化物層の強度が低下しやすくなる。さらに、ポリエステル樹脂は、紫外線硬化型樹脂と屈折率に差異があるため、硬化物層のヘーズ値が上昇し透明性が悪化する傾向がみられる。
【００４７】
しかしながら、高分子量のポリエステル樹脂の分散粒子による透明性の悪化を積極的に利用し、ヘーズ値の高いフィルムを防眩フイルムとして使用することができる。
【００４８】
前記の紫外線硬化型樹脂、光重合開始剤及び高分子量のポリエステル樹脂は、それぞれに共通の溶剤に溶解して塗布液を調製する。使用する溶剤には特に制限はなく、例えば、エチルアルコール、イソプロピルアルコールなどのようなアルコール系溶剤、酢酸エチル、酢酸ブチルなどのようなエステル系溶剤、ジブチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテルなどのようなエーテル系溶剤、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノンなどのようなケトン系溶剤、トルエン、キシレン、ソルベントナフサなどのような芳香族炭化水素系溶剤などを単独に、あるいは混合して使用することができる。
【００４９】
塗布液中の樹脂成分の濃度は、コーティング法に応じた粘度などを考慮して適切に選択することができるが、通常は、塗布液中に紫外線硬化型樹脂、光重合開始剤及び高分子量のポリエステル樹脂の合計量が占める割合は２０〜８０質量％である。また、この塗布液には、必要に応じてその他の公知の添加剤、例えば、シリコーン系レベリング剤などを添加することができる。
【００５０】
本発明において、調製された塗布液は透明プラスチックフイルム基材上にコーティングされる。コーティング法には特に制限はなく、バーコート法、グラビアコート法、リバースコート法などの従来から知られている方法を使用することができる。
【００５１】
コーティングされた塗布液は、次の乾燥工程で溶剤が蒸発除去される。この工程で、塗布液中で均一に溶解していた高分子量のポリエステル樹脂は微粒子となって紫外線硬化型樹脂中に析出する。塗膜が乾燥した後、プラスチックフイルムには、さらに紫外線が照射され、紫外線硬化型樹脂が架橋・硬化して硬化物層を形成する。この硬化の工程で、高分子量のポリエステル樹脂の微粒子はハードコート層中に固定されるとともに、硬化物層の表面に突起を形成する。
【００５２】
また、硬化物層の厚みは０．１〜１５μｍの範囲であることが好ましく、より好ましくは０．５〜１０μｍの範囲であり、特に好ましくは１〜８μｍの範囲である。硬化物層の厚みが０．１μｍよりも薄い場合には、後述する突起が十分に形成されにくくなる。一方硬化物層の厚みが１５μｍよりも厚い場合には、生産性が低下しやすくなる。
【００５３】
さらに、透明導電性薄膜と硬化物層との付着力を向上するために、硬化物層を表面処理することが有効である。具体的な手法としては、カルボニル基、カルボキシル基、水酸基を増加するためにグローまたはコロナ放電を照射する放電処理法、アミノ基、水酸基、カルボニル基などの極性基を増加させるために酸またはアルカリで処理する化学薬品処理法などが挙げられる。
【００５４】
（透明導電性薄膜）
透明導電性薄膜は、基材の透明プラスチックフィルムまたは硬化物層を有する基材の硬化物層面に、スパッタリング法を用いて成膜する。
【００５５】
本発明で用いる透明導電性薄膜としては、透明性及び導電性をあわせもつ材料であれば特に制限はないが、酸化インジウム、酸化スズ、酸化亜鉛、インジウム−スズ複合酸化物、スズ−アンチモン複合酸化物、亜鉛−アルミニウム複合酸化物、インジウム−亜鉛複合酸化物、銀および銀合金、銅および銅合金、金等が単層もしくは２層以上の積層構造したものが挙げられる。これらのうち、環境安定性や回路加工性の観点からインジウム−スズ複合酸化物もしくはスズ−アンチモン複合酸化物が好適である。
【００５６】
透明導電性薄膜の膜厚は４〜８００ｎｍの範囲が好ましく、特に好ましくは５〜５００ｎｍである。透明導電性薄膜の膜厚が４ｎｍよりも薄い場合、連続した薄膜になりにくく、そのため良好な導電性を示しにくくなる。また、８００ｎｍよりも厚い場合、透明性が低下しやすくなる。
【００５７】
スパッタリング法は、金属酸化物ターゲットを用いた通常のスパッタリング法、あるいは、金属ターゲットを用いた反応性スパッタリング法等が用いられる。またスパッタリングにための高エネルギーイオンの生成方式として、グロー放電プラズマ法またはイオンビーム法が好ましい。
【００５８】
グロー放電発生方式としては、２極、３極、４極スパッタリング方式があるが、高密度プラズマ発生には、マグネトロンスパッタリング法が好適である。マグネトロンスパッタリング法は、薄膜形成の材料となるターゲット背面に磁場発生源を設けて、ターゲット表面に平行方向に磁場を形成する。この磁場発生源は、電磁石でもよいし、フェライトやＳｍ−Ｃｏ合金などの固定磁石でもよい。
【００５９】
グロー放電発生のために、ターゲットには１〜１００ＭＨｚの高周波または直流電力を印加する。印加電力は０．２〜１０．０Ｗ／ｃｍ2に範囲が好ましい。０．２Ｗ／ｃｍ2未満の電力では十分な成膜速度が得られにくく、１０．０Ｗ／ｃｍ2を超える電力を印加すると、ターゲットが破損してしまうことがある。
【００６０】
放電ガスとしてはアルゴン、ヘリウム、ネオンなどの希ガスを用い、反応性ガスとして、酸素、窒素等を導入したり、オゾン添加、プラズマ照射、イオンアシスト等の手段を併用してもよい。
【００６１】
また、スパッタリングを行う際の真空度は、０．０１〜１０Ｐａの範囲で行うのが好ましい。真空度が０．０１Ｐａよりも高真空では、安定な放電ができにくくなるため、スパッタリングが安定しにくくなる。また、１０Ｐａよりも低い真空度でも、やはり安定な放電ができにくくなるため、スパッタリングが安定しにくくなる。
【００６２】
前述したように、透明導電性薄膜の膜質を向上するためには、グロー放電によるプラズマ雰囲気中から透明導電性薄膜へのイオン照射エネルギーを低下させることが重要となる。そのためには、プラズマ雰囲気中の空間電位Ｖｐとプラスチック基板の浮遊電位Ｖｆとの電位差（Ｖｐ−Ｖｆ）を、０Ｖを超え２０Ｖ以下になるように制御することが必要である。前記電位差（Ｖｐ−Ｖｆ）の上限値は、１５Ｖが好ましい。通常、プラズマ雰囲気中の空間電位Ｖｐは２０〜３０Ｖ程度であり、絶縁物であるプラスチック基板の浮遊電位Ｖｆはこの空間電位よりも低く、−３０Ｖ程度である。
【００６３】
また、空間電位Ｖｐは浮遊電位Ｖｆよりも高い。なぜならば、浮遊電位とは、正イオン電流と負イオン電流が等しくなる電位のことであるが、スパッタリングに用いるプラズマ中の正イオンはＡｒなどの希ガスが電離したＡｒイオンであり、負イオンとはほとんどが電子である。このようなプラズマ中の正イオン温度に対して、電子温度は１０倍程度高くなる。このため、Ａｒイオンと電子の電流値が等しくなる電位（すなわち浮遊電位）は空間電位よりも必然的に低くなる。
【００６４】
したがって、電位差（Ｖｐ−Ｖｆ）を２０Ｖ以下とするためには、空間電位Ｖｐを通常値（２０〜３０Ｖ）よりも小さくし、基板位置での浮遊電位Ｖｆを通常値（−３０Ｖ程度）よりも大きくし、Ｖｐに近づければよい。具体的には、プラズマ雰囲気中の空間電位Ｖｐを−１０〜１０Ｖの範囲とし、基板位置での浮遊電位Ｖｆを−２０〜０Ｖの範囲とする（但し、Ｖｐ＞Ｖｆ）ことが好ましい。
【００６５】
空間電位Ｖｐを低くするには、グロー放電領域からのプラズマ損失が少なくなるように、プラズマ閉じ込めを向上させることが好適である。例えば、ターゲット背面にある磁場強度を高くしたり、プラズマが流出するチャンバー壁周辺に閉じ込め用磁場を形成したりすることが有効である。また、スパッタリング用のグロー放電とは別にプラズマ発生源、プラズマガンなどを設けて、グロー放電部にプラズマ流を入射することも有効である。
【００６６】
磁場強度を高くするには、ネオジウム系磁石またはコバルト系磁石のいずれかを用いるのが好適である。閉じ込め用の磁場には、あまり強すぎるとスパッタリング自体にも影響を及ぼすために、１０ｍＴ以下の磁束密度の好ましい。このためには、フェライト磁石またはプラスチックマグネットが好ましい。
【００６７】
プラズマ流入射のためには、熱陰極放電、高周波放電、ＥＣＲ放電などで生成したプラズマを電磁石によって絞った後に、２０〜２００Ｖの加速電圧で引き出す手法が有効である。２０Ｖ未満の加速電圧では十分なプラズマを引き出すことが出来ず、２００Ｖを超える電圧では、エネルギーが高くなりすぎて、スパッタリング用のグロー放電プラズマとの相互作用がなくなり、空間電位Ｖｐ低減の効果が十分得られにくい場合がある。このためのガスとしては、アルゴン、ヘリウム、ネオンなどの希ガスの単体または混合ガスが好ましく用いられる。
【００６８】
プラズマ空間における浮遊電位Ｖｆは、プラズマ雰囲気中の電子温度Ｔｅと相関関係があり、浮遊電位Ｖｆを０Ｖに近づけるためには、電子温度を出来るだけ低温にするが好ましい。電子温度を支配する因子は、空間に印加する電場および雰囲気圧力で決まる。つまり、出来るだけ、低電圧で放電し、低真空度（高圧力）で放電させればよい。
【００６９】
スパッタリング法において、低電圧放電を行うためには、ターゲット背面の磁場強度を上げるのがやはり好ましく、ネオジウム系磁石またはコバルト系磁石を用いるのが好適である。また、スパッタ時の真空度は低いほど（圧力が高いほど）、浮遊電位Ｖｆは０に近づくが、真空度が低すぎる（圧力が高すぎる）と、スパッタリングされた堆積粒子とスパッタリング雰囲気ガスとの衝突頻度も高くなってしまい、透明導電性薄膜の膜質低下を招く。よって、０．０５〜５Ｐａの範囲が好適である。
【００７０】
また、ターゲット表面から基板となるプラスチックフィルム表面までの距離は通常５〜１０ｃｍ程度である。安定した放電状態を得て、空間電位Ｖｐを低減するためには、ターゲット近傍に形成するプラズマシース長（図１参照）はできるだけ短い方がよい。なぜならば、プラズマシース内は通常のプラズマ雰囲気中とは異なり、イオン流が流れ込んでいる不安定領域である。このような不安定領域は透明導電性薄膜が堆積されるプラスチックフィルム（基材）表面からできる限り遠いほうが好ましく、高品位の透明導電性薄膜を得ることが可能となる。ターゲット近傍のプラズマシース長は、具体的には３ｃｍ以下であることが好ましく、より好ましくは２ｃｍ以下である。
【００７１】
プラズマシース長を短くするには、（１）ターゲット印加電圧を低くする、（２）プラズマ密度を高くする、（３）電子温度を低くする、ことが有効である。
【００７２】
ターゲット印加電圧を低くするためには、ターゲット印加電力を低くすればよいが、透明導電性薄膜の堆積速度も低下してしまうため、生産性の観点から好ましくない。そこで、印加電力が一定のままで、電流を増加させ、電圧を低くくするために、ターゲット背面の磁場強度を強くし、放電しやすくする手法がやはり有効である。
【００７３】
プラズマ密度を高くするためには、前述したが、プラズマが流出するチャンバー壁周辺に閉じ込め用磁場を形成したりすることが有効である。また、スパッタリング用のグロー放電とは別にプラズマ発生源、プラズマガンなどを設けて、グロー放電部にプラズマ流を入射することも有効である。
【００７４】
通常のグロー放電において、電子温度を制御することは非常に困難であるが、グロー放電をパルス状に行うことである程度、低温化することが可能である。電圧が放電維持電圧から０Ｖ近傍まで低下すると、残留しているプラズマは壁面まで拡散した後に消えるが、電子は空間中の中性粒子と衝突することで急激にエネルギーを失い、電子温度は低下していく。電子温度が低下し、プラズマ自体は拡散せずにいる周期でパルス放電を行うことで、電子温度を低下することが可能である。
【００７５】
このパルス放電の電圧が０Ｖ近傍まで下げるパルス幅は０．５〜５０００μｓが好ましい。０．５μｓよりも短い時間では電子温度低下の効果がなく、５μｓよりも長い時間、放電を停止するとプラズマが消失し、安定放電ができなくなる場合がある。またパルス周期としては、５０〜３５０ｋＨｚの範囲が好ましく、１００〜２５０ｋＨｚの範囲がさらに好ましい。５０ｋＨｚよりも低い周波数では、やはり、電子温度の低下が不十分となり、３５０ｋＨｚよりも高周波では、電圧変化時に高周波ノイズを発生させてしまい、スパッタリング装置に悪影響を及ぼす場合がある。
【００７６】
また、さらに膜質の優れた透明導電性薄膜を得るために、成膜後に加熱、紫外線照射などの手段でエネルギーを加えてもよい。このうち、酸素雰囲気下での加熱処理が好適である。加熱温度は１５０〜２２０℃の範囲が好ましい。１５０℃未満の温度では、膜質改善の効果が十分でなく、２２０℃を超える温度ではフィルムの平面性を維持するのが難しくなる。また、加熱時間としては０．２〜６０分の範囲が好適である。加熱時間が０．２分未満では２２０℃程度の高温処理しても膜質改善の効果が不十分となる場合がある。６０分を超える加熱時間では工業的な生産を行うためには好ましくない。
【００７７】
また、加熱処理をおこなう雰囲気は、まず０．２Ｐａ以下の圧力まで排気した後に酸素で満たした空間で行うことが好ましい。このときの圧力は大気圧以下であることが好ましい。
【００７８】
（ハードコート層）
また、タッチパネルとした際の最外層（ペン入力面）の耐擦傷性をさらに向上させるために、透明プラスチックフィルムの透明導電性薄膜を形成させた表面とは反対面（タッチパネルとした際の最外層のペン入力面）に、ハードコート層を設けることが好ましい。前記ハードコート層の硬度は、鉛筆硬度で２Ｈ以上であることが好ましい。２Ｈよりも低い硬度では、透明導電性フィルムのハードコート層としては耐擦傷性の点で不十分となる場合がある。
【００７９】
前記ハードコート層の厚みは０．５〜１０μｍであることが好ましい。厚みが０．５μｍ未満では、耐擦傷性が不十分となりやすい。一方、厚みが１０μｍを超える場合には、生産性が低下しやすくなる。
【００８０】
前記ハードコート層に用いられる硬化型樹脂は、アクリレート系の官能基を有する樹脂が好ましい。例えば、比較的低分子量のポリエステル樹脂、ポリエーテル樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、アルキッド樹脂、スピロアセタール樹脂、ポリブタジエン樹脂、ポリチオールポリエン樹脂、多価アルコール等の多官能化合物の（メタ）アクリート等のオリゴマーまたはプレポリマーなどが挙げられる。
【００８１】
また、ハードコート層用塗布液の反応性希釈剤としては、エチル（メタ）アクリート、エチルヘキシル（メタ）アクリレート、スチレン、メチルスチレン、Ｎ−ビニルピロリドン等の単官能モノマー並びに多官能モノマー、例えば、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ヘキサンジオール（メタ）アクリレート、トリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、１，６−ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート等を使用することができる。
【００８２】
前記の硬化型樹脂中でも、ポリエステルアクリレートとポリウレタンアクリレートの混合物が特に好適である。なぜなら、ポリエステルアクリレートは塗膜が非常に硬くてハードコート層として適しているためである。しかしながら、ポリエステルアクリレート単独の塗膜では耐衝撃性が低く脆くなりやすいので、塗膜に耐衝撃性及び柔軟性を与えるために、ポリウレタンアクリレートを併用する。ポリエステルアクリレート１００質量部に対するポリウレタンアクリレートの配合割合は３０質量部以下とするのが好ましい。この配合割合が３０質量部を超えると、塗膜が柔らかくなりすぎて耐衝撃性が不十分となる傾向がある。
【００８３】
前記の硬化型樹脂組成物の硬化方法は、通常の硬化方法、即ち、加熱、電子線または紫外線の照射によって硬化する方法を用いることができる。例えば、電子線硬化の場合は、コックロフトワルトン型、ハンデグラフ型、共振変圧型、絶縁コア変圧器型、直線型、ダイナミトロン型、高周波型等の各種電子線加速器から放出される５０〜１０００ｋｅＶ、好ましくは１００〜３００ｋｅＶのエネルギーを有する電子線等が使用される。また、紫外線硬化の場合には、超高圧水銀灯、高圧水銀灯、低圧水銀灯、カーボンアーク、キセノンアーク、メタルハイライドランプ等の光線から発する紫外線等が利用できる。
【００８４】
さらに、電離放射線硬化の場合には、前記の硬化型樹脂組成物中に、光重合開始剤として、アセトフェノン類、ベンゾフェノン類、ミヒラーベンゾイルベンゾエート、α−アミロキシムエステル、テトラメチルチウラムモノサルファイド、チオキサントン類や、光増感剤として、ｎ−ブチルアミン、トリエチルアミン、トリ−ｎ−ブチルホスフィン等を混合することが好ましい。本発明では、オリゴマーとしてウレタンアクリレート、モノマーとしてジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート等を混合することが特に好ましい。
【００８５】
ハードコート層に防眩性を付与するためには、硬化型樹脂中にＣａＣＯ3やＳｉＯ2などの無機粒子を分散させたり、ハードコート層の表面に凹凸形状を形成させることが有効である。例えば、凹凸を形成するためには、硬化型樹脂組成物を含む塗液を塗工後、表面に凸形状を有する賦形フィルムをラミネートし、この賦形フィルム上から紫外線を照射し硬化型樹脂を硬化させた後に、賦形フィルムのみを剥離することにより得られる。
【００８６】
前記の賦型フィルムには、離型性を有するポリエチレンテレフタレート（以後、ＰＥＴと略す）等の基材フィルム上に所望の凸形状を設けたもの、或いは、ＰＥＴ等の基材フィルム上に繊細な凸層を形成したもの等を用いることができる。その凸層の形成は、例えば、無機粒子とバインダー樹脂からなる樹脂組成物を用いて基材フィルム上に塗工することにより得ることができる。前記バインダー樹脂は、例えば、ポリイソシアネートで架橋されたアクリルポリオールを用い、無機粒子としては、ＣａＣＯ3やＳｉＯ2などを用いることができる。また、この他にＰＥＴ製造時にＳｉＯ2等の無機粒子を練込んだマットタイプのＰＥＴも用いることができる。
【００８７】
この賦型フィルムを紫外線硬化型樹脂の塗膜にラミネートした後紫外線を照射して塗膜を硬化する場合、賦型フィルムがＰＥＴを基材としたフィルムの場合、該フィルムに紫外線の短波長側が吸収され、紫外線硬化型樹脂の硬化が不足するという欠点がある。したがって、紫外線硬化型樹脂の塗膜にラミネートする賦型フィルムは、波長３８０ｎｍにおける透過率が２０％以上のものを使用することが重要である。
【００８８】
また、タッチパネルに用いた際に可視光線の透過率をさらに向上させるためにハードコート層上に、低反射処理を施してもよい。この低反射処理は、ハードコート層の屈折率とは異なる屈折率を有する材料を単層もしくは２層以上に積層することが好ましい。単層構造の場合、ハードコート層よりも小さな屈折率を有する材料を用いるのが好ましい。
【００８９】
また、２層以上の多層構造とする場合は、ハードコート層と隣接する層は、ハードコート層よりも大きな屈折率を有する材料を用い、この上の層にはこれよりも小さな屈折率を有する材料を選ぶのがよい。このような低反射処理を構成する材料としては、有機材料、無機材料、これらの混合物でも上記の屈折率の関係を満足すれば特に限定されない。例えば、ＣａＦ2、ＭｇＦ2、ＮａＡｌＦ4、ＳｉＯ2、ＴｈＦ4、ＺｒＯ2、Ｎｄ2Ｏ3、ＳｎＯ2、ＴｉＯ2、ＣｅＯ2、ＺｎＳ、Ｉｎ2Ｏ3、などの誘電体を用いるのが好ましい。
【００９０】
この低反射処理は、真空蒸着法、スパッタリング法、ＣＶＤ法、イオンプレーティング法などのドライコーティングプロセスでも、グラビア方式、リバース方式、ダイ方式などのウェットコーティングプロセスでもよい。
【００９１】
さらに、この低反射処理層の積層に先立って、前処理として、コロナ放電処理、プラズマ処理、スパッタエッチング処理、電子線照射処理、紫外線照射処理、プライマー処理、易接着処理などの公知の表面処理をハードコート層に施してもよい。
【００９２】
（低反射処理）
また、さらに光線透過率を高くするためには、透明導電性薄膜を積層する面にも低反射処理を行うことが有効である。この場合は、タッチパネルに使用する導電性のある面のために、最外層は透明導電性薄膜となる。このため、透明導電性薄膜とプラスチックフィルムとの間に低反射処理層を１層のみ設ける際には、屈折率がプラスチックフィルムと透明導電性薄膜の中間となるものが好ましい。
【００９３】
透明導電性薄膜とプラスチックフィルムとの間に低反射処理層を２層設ける際には、前記フィルム上の第１層には、フィルムよりも屈折率が高く、透明導電性薄膜よりは屈折率の低い材料を使用することが好ましい。この上の第２層には、第１層よりも屈折率が低い材料を使用することが好ましい。
【００９４】
３層以上の層を積層する際には、プラスチックフィルム上から奇数番目の層はプラスチックフィルムよりも屈折率が高く、透明導電性薄膜よりは屈折率の低い材料を使用し、プラスチックフィルムから偶数番目の層は、その下の層よりも屈折率が低い材料を使用することが好ましい。
【００９５】
これらの層構成からなる材料としては、ハードコート側と同じく、有機材料、無機材料、これらの混合物でも上記の屈折率の関係を満足すれば特に限定されない。例えば、ＣａＦ2、ＭｇＦ2、ＮａＡｌＦ4、ＳｉＯ2、ＴｈＦ4、ＺｒＯ2、Ｎｄ2Ｏ3、ＳｎＯ2、ＴｉＯ2、ＣｅＯ2、ＺｎＳ、Ｉｎ2Ｏ3、などの誘電体を用いるのが好ましい。また、製法や前処理の関しても、ハードコート側と同様である。
【００９６】
（透明導電性シート）
本発明の製造方法で得られた透明導電性フィルムを用い、透明導電性薄膜を形成していない面を、粘着剤を介して透明樹脂シートと積層することで、タッチパネルの固定電極に用いる透明導電性積層シートが得られる。すなわち、固定電極の基材をガラスから樹脂シ−トに変更することで、軽量かつ割れにくいタッチパネルを作製することができる。
【００９７】
前記粘着剤は透明性を有するものであれば特に制限はないが、例えばアクリル系粘着剤、シリコーン系粘着剤、ゴム系粘着剤などが好適である。この粘着剤の厚さは特に制限はないが、通常１〜１００μｍの範囲に設定するのが望ましい。粘着剤の厚みが１μｍ未満の厚さの場合、実用上問題のない接着性を得るのが難しくなり、１００μｍを越える厚さでは生産性が低下しやすくなる。
【００９８】
この粘着剤を介して貼合わせる透明樹脂シートは、ガラスと同等の機械的強度を付与するために使用するものであり、厚さは０．０５〜５ｍｍの範囲が好ましい。前記透明樹脂シートの厚みが０．０５ｍｍ未満では、機械的強度がガラスに比べ不足しやすくなる。一方、厚さが５ｍｍを越える場合には、厚すぎてタッチパネルに用いるには不適当である。また、この透明樹脂シートの材質は、前記の透明プラスチックフィルムと同様のものを使用することができる。
【００９９】
図２に、本発明の製造方法で得られた透明導電性フィルムを用いた、タッチパネルの例を示す。これは、透明導電性薄膜を有する一対のパネル板を、透明導電性薄膜が対向するようにスペーサーを介して配置してなるタッチパネルにおいて、一方のパネル板に本発明の透明導電性フィルムを用いたものである。
【０１００】
このタッチパネルは、ペンにより文字を入力した時に、ペンからの押圧により、対向した透明導電性薄膜同士が接触し、電気的にＯＮの状態になり、タッチパネル上でのペンの位置を検出することができる。このペン位置を連続的かつ正確に検出することで、ペンの軌跡から文字を認識することができる。この際、ペン接触側の可動電極が本発明の透明導電性フィルムを用いると、ペン入力耐久性に優れるため、長期にわたって安定なタッチパネルとすることができる。
【０１０１】
なお、本発明の製造方法で得られた透明導電性フィルム及び透明導電性シートを使用して得た、ガラス基板を用いないプラスチック製のタッチパネルの断面図を図３に示した。このプラスチック製のタッチパネルは、ガラスを用いていないため、非常に軽量であり、かつ、衝撃により割れたりすることがない。
【０１０２】
【実施例】
以下に実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によりなんら限定されるものではない。なお、透明導電性フィルムの性能およびタッチパネルのペン入力耐久性試験は、下記の方法により測定した。
【０１０３】
＜光線透過率及びヘイズ＞
ＪＩＳ−Ｋ７１０５に準拠し、ヘイズメーター（日本電色工業（株）製、ＮＤＨ−１００１ＤＰ）を用いて、光線透過率及びヘイズを測定した。
【０１０４】
＜表面抵抗率＞
ＪＩＳ−Ｋ７１９４に準拠し、４端子法にて測定した。測定機は、三菱油化（株）製 Ｌｏｔｅｓｔ ＡＭＣＰ−Ｔ４００を用いた。
【０１０５】
＜ペン入力耐久性試験＞
ポリアセタール製のペン（先端の形状：０．８ｍｍＲ）に５．０Ｎの荷重をかけ、２０万回（往復１０万回）の摺動試験をタッチパネルに行った。この時の摺動距離は３０ｍｍ、摺動速度は６０ｍｍ／秒とした。この摺動耐久試験後に、まず、摺動部が白化しているかを目視によって観察した。さらに、ペン荷重０．５Ｎで上記の摺動部にかかるように２０ｍｍφの記号○印を筆記し、タッチパネルがこれを正確に読みとれるかを評価した。さらに、ペン荷重０．５Ｎで摺動部を押さえた際の、ＯＮ抵抗（可動電極（フィルム電極）と固定電極とが接触した時の抵抗値）を測定した。
【０１０６】
＜空間電位、浮遊電位、プラズマシース長の測定＞
また、スパッタリング装置中のプラズマ雰囲気の空間電位、浮遊電位、ターゲット近傍のプラズマシース長を以下のようにして測定した。
図４に示すような、ＳＵＳ３０４線（０．５ｍｍφ）の先端にスポット溶接により設けた、ワイヤー（タングステン製、直径０．３ｍｍ、株式会社ニラコ製）型シングルプローブ法を作製し、プローブ電圧、プローブ電流の関係をプラズマ基礎工学（内田老鶴圃、１９８６年発行）Ｐ１２４〜１３３または気体放電（近代科学社、昭和４３年発行）Ｐ１１６〜１３０に記載の方法で解析し、空間電位及び浮遊電位をターゲット表面からフィルム表面まで５ｍｍピッチで測定した。この空間分布からプラズマシース長を求めた。また、ワイヤー表面がスパッタ膜などで汚れたときには、２．０Ａの電流を流してワイヤー表面を加熱し、クリーニングした。
【０１０７】
実施例１
＜プラスチックフィルムの作製＞
光重合開始剤含有アクリル系樹脂（大日精化工業（株）製、セイカビームＥＸＦ−０１Ｊ）１００質量部に、共重合ポリエステル樹脂（東洋紡績（株）製、バイロン２００、重量平均分子量１８，０００）を３質量部配合し、溶剤としてトルエン／ＭＥＫ（８／２：質量比）の混合溶媒を、固形分濃度が５０質量％になるように加え、撹拌して均一に溶解し、硬化物層形成用塗布液を調製した。
【０１０８】
両面に易接着層を有する二軸配向ポリエチレンテレフタレートフイルム（東洋紡績（株）製、Ａ４３４０、厚み１８８μｍ）に、塗膜の厚みが５μｍになるように、上記で調製した硬化物層形成用塗布液をマイヤーバーを用いて塗布した。次いで、８０℃で１分間の乾燥を行った後、紫外線照射装置（アイグラフィックス（株）製、ＵＢ０４２−５ＡＭ−Ｗ型）を用いて紫外線を照射（光量：３００ｍＪ／ｃｍ2）し、塗膜を硬化させた。さらに、１８０℃で１分間の加熱処理を行った。このようにして両面に硬化物層を有するプラスチックフィルムを作製した。
【０１０９】
＜透明導電性薄膜の製膜＞
前記の両面に硬化物層を有するプラスティックフィルムの一方の面に、インジウム−スズ複合酸化物（屈折率：２．０）からなる透明導電性薄膜を成膜した。このとき、ターゲットとして、スズを５質量％含有したインジウム（三井金属鉱業（株）製、密度７．０５ｇ／ｃｍ3、厚さ５ｍｍ）を用い、該ターゲットに２Ｗ／ｃｍ2のＤＣ電力を印加した。このターゲットの背面には、磁場強度の強いサマリウム−コバルト合金からなるマグネトロン放電用の磁石を配置した。ターゲット表面での磁束密度は、エロージョン部の水平水分が０．１７Ｔであった。
【０１１０】
Ａｒガスを１００ｓｃｃｍ、Ｏ2ガスを５．０ｓｃｃｍの流量で流し、０．４Ｐａの雰囲気下でＤＣマグネトロンスパッタリング法により、前記プラスチックフィルムの片面の硬化物層に、インジウム−スズ複合酸化物からなる透明導電性薄膜を成膜した。
【０１１１】
ただし、前記のＤＣマグネトロンスパッタリング法で用いるＤＣは、通常のＤＣではなく、アーク放電を防止するために、日本イー・エヌ・アイ製ＲＰＧ−１００を用いて２０１６ｎｓ幅のパルスを１５０ｋＨｚ周期で印加したものである。
【０１１２】
また、雰囲気の酸素分圧をスパッタプロセスモニター（伯東（株）製、ＳＰＭ２００）にて常時観測しながら、インジウム−スズ複合酸化物薄膜中の酸化度が一定になるように酸素ガスの流量計およびＤＣ電源にフィートバックした。
【０１１３】
プラズマ雰囲気からのプラズマ損失を低減するために、ターゲット近傍から基板であるプラスチックフィルム近傍までの空間に、カプス型磁場配位を施したシールド板を設けた。このカスプ型磁場を形成するために、プラスチック磁石を配置した。このプラスチック磁石の表面磁束密度は０．２Ｔであった。
【０１１４】
以上のようにして、厚さ２７ｎｍ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堆積した。
【０１１５】
＜タッチパネルの作製＞
この透明導電性フィルムを一方のパネル板として用い、他方のパネル板として、ガラス基板上にプラズマＣＶＤ法で厚みが２０ｎｍのインジウム−スズ複合酸化物薄膜（酸化スズ：１０質量％）からなる透明導電性薄膜（日本曹達製、Ｓ５００）を用いた。この２枚のパネル板を透明導電性薄膜が対向するように、直径３０μｍのエポキシビーズを介して、配置しタッチパネルを作製した。
【０１１６】
実施例２
実施例１において、プラスチック磁石によるカスプ型磁場配位を施したシールド板を用いる代わりに、プラズマ雰囲気からのプラズマ損失を低減するために、イオンビーム注入を用いた以外は、実施例１と同様にして透明導電性フィルムを作製した。
【０１１７】
なお、イオン源としてＩＯＮＴＥＣＨ製ＲＦイオンソースを用い、イオン源用ガスとしてＡｒを１０ｓｃｃｍ流した。このとき、加速電圧６００Ｖ、加速電流３０ｍＡ、ビーム電圧１００Ｖ、ビーム電流１５０ｍＡ、ＲＦ電力３３０Ｗとした。以上のようにして作製した透明導電性フィルムを用いて、実施例１と同様にしてタッチパネルを作製した。
【０１１８】
実施例３
実施例１で用いた、両面に硬化物層を有するプラスチックフィルムの一方の面に、厚さ４５ｎｍのＡｌ2Ｏ3薄膜層（屈折率：１．６２）をスパッタリングで成膜した。ターゲットにはＡｌ金属（純度：９９．９９質量％）を用い、Ａｒガスを１００ｓｃｃｍ、Ｏ2ガスを５０ｓｃｃｍの流量で流し、０．４Ｐａの雰囲気下でＤＣマグネトロンスパッタリング法で成膜した。ただし、前記のＤＣマグネトロンスパッタリング法で用いたＤＣは通常のＤＣではなく、アーク放電を防止するために、日本イー・エヌ・アイ製ＲＰＧ−１００を用いて２０１６ｎｓ幅のパルスを１００ｋＨｚ周期で印加したものである。
【０１１９】
上記の厚さ４５ｎｍのＡｌ2Ｏ3薄膜層に、ターゲットとしてＳｉ（純度：９９．９９質量％）を用い、他はＡｌ2Ｏ3と同様の条件で厚さ４５ｎｍのＳｉＯ2薄膜層（屈折率：１．４０）を成膜した。さらに、このＳｉＯ2薄膜層上に、実施例１と同様にして、インジウム−スズ複合酸化物からなる透明導電性薄膜を成膜し、透明導電性フィルムを得た。また、この透明導電性フィルムを用いて、実施例１と同様にしてタッチパネルを作製した。
【０１２０】
比較例１
プラスチック磁石によるカスプ型磁場配位を施したシールド板を用いなかった以外は、実施例１と同様にして透明導電性フィルムを作製した。さらに、この透明導電性フィルムを用いて、実施例１と同様にしてタッチパネルを作製した。
【０１２１】
以上の実施例及び比較例で得られた透明導電性フィルムの諸特性の評価結果を表１及び図５〜８に示す。
【０１２２】
表１の結果より、実施例１〜３で得られた透明導電性フィルムは、空間電位Ｖｐと浮遊電位Ｖｆとの電位差（Ｖｐ−Ｖｆ）が小さいために、透明導電性薄膜へのプラズマ雰囲気からのイオン入射量が少なく、良好な膜質を有する透明導電性薄膜が得られた。さらに、この透明導電性フィルムを用いたタッチパネルは、ポリアセタール製ペン（先端形状：０．８ｍｍＲ）に、５．０Ｎの荷重をかけ２０万回の摺動試験を行った後でも、摺動部における白化は観察されず、ＯＮ抵抗にも異常がなかった。また、入力した記号○印も正確に認識していた。
【０１２３】
これに対して、比較例１で得られた透明導電性フィルムは、透明導電性薄膜へのプラズマ雰囲気からのイオン入射量が多く、透明導電性薄膜の膜質に劣っていた。そのため、この透明導電性フィルムをタッチパネルに用いたところ、ポリアセタール製ペン（先端形状：０．８ｍｍＲ）に５．０Ｎの荷重で２０万回の摺動試験を行った後で摺動部において白化が観察され、ＯＮ抵抗も上昇した。また、入力した記号○印も摺動部で正確に認識していなかった。
【０１２４】
【表１】
【０１２５】
【発明の効果】
本発明の透明導電性フィルムの製造方法は、スパッタリングに用いるプラズマ雰囲気中の空間電位Ｖｐと、透明導電性薄膜がプラスチックフィルム上に堆積する位置における浮遊電位Ｖｆとの電位差（Ｖｐ−Ｖｆ）を、０Ｖを超え２０Ｖ以下に制御しているため、スパッタリングの際に、グロー放電によるプラズマ雰囲気中からの透明導電性薄膜へのイオン照射エネルギーを小さくすることができ、良好な膜質を有する透明導電性薄膜を成膜することができる。
【０１２６】
このため、本発明の製造方法で得られた前記透明導電性フィルムまたは透明導電性シートの少なくとも１種を使用して作製したペン入力用タッチパネルは、ペンの押圧で対向する透明導電性薄膜同士が接触しても、剥離、クラック等を生じることがない。その結果、ペン入力耐久性に優れ、かつ位置検出精度や表示品位にも優れている。したがって、ペン入力タッチパネルとして特に好適である。
【図面の簡単な説明】
【図１】グロー放電中の空間電位分布の説明図である。
【図２】本発明の製造方法で得た透明導電性フィルムを使用して得たタッチパネルの断面図の一例である。
【図３】本発明の製造方法で得た透明導電性フィルム及び透明導電性シートを使用した、ガラス基板を用いないプラスチック製のタッチパネルの断面図の一例である。
【図４】本発明の空間電位測定に用いたワイヤー型シングルプローブ法を示した説明図である。
【図５】実施例１のタッチパネルからの出力形状を示した説明図である。
【図６】実施例２のタッチパネルからの出力形状を示した説明図である。
【図７】実施例３のタッチパネルからの出力形状を示した説明図である。
【図８】比較例１のタッチパネルからの出力形状を示した説明図である。
【符号の説明】
１ 摺動試験部
２ タッチパネル出力形状
１０ 透明導電性フィルム
１１ 透明プラスチックフィルム基材
１２ 硬化物層
１３ 透明導電性薄膜
１４ ハードコート層
２０ ビーズ
３０ ガラス板
４０ 透明導電性シート
４１ 粘着剤
４２ 透明樹脂シート
５１ タングステン製ワイヤー
５２ ステンレス線
５３ セラミックスチューブ
【発明の属する技術分野】
本発明は、透明導電性フィルム及び透明導電性シートの製造方法、及びこれらの製造法で得られた透明導電性フィルムまたは透明導電性シートを、特にペン入力用タッチパネルに用いた際に、優れたペン摺動耐久性を有する、タッチパネルに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
透明プラスチックフィルム基材上に、透明でかつ抵抗が小さい透明導電性薄膜を積層した透明導電性フィルムは、その導電性を利用した用途、例えば、液晶ディスプレイやエレクトロルミネッセンス（ＥＬ）ディスプレイなどのようなフラットパネルディスプレイや、タッチパネルの透明電極など、電気、電子分野の用途で広く使用されている。
【０００３】
近年、携帯情報端末やタッチパネル付きノートパソコンの普及により、これまでよりもさらにペン摺動耐久性に優れたタッチパネルが要求されるようになってきた。
【０００４】
タッチパネルにペン入力する際、固定電極側の透明導電性薄膜と可動電極（フィルム電極）側の透明導電性薄膜とが接触するが、この際にペン荷重で透明導電性薄膜にクラックや剥離などの破壊が生じない、優れたペン摺動耐久性を有する透明導電性フィルムが必要とされる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の透明導電性フィルムは次のような課題を有していた。
【０００６】
厚さが１２０μｍ以下の透明プラスチックフィルム基材上に透明導電性薄膜を形成し、粘着剤層で他の透明基体と貼りあわせた透明導電性フィルムが開示されている（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、この透明導電性フィルムは、後述の摺動耐久試験に記載のポリアセタール製のペンを使用し、５．０Ｎの荷重で２０万回の直線摺動試験を行った後で、透明導電性薄膜に剥離が生じ、ペン入力耐久性は不十分であった。そのため、この剥離部の白化により、タッチパネル付きディスプレイ用に使用した際に表示品位が低下するという問題があった。
【０００７】
【特許文献１】
特開平２−６６８０９号公報
【０００８】
また、透明プラスチックフィルム基材上に、有機ケイ素化合物の加水分解により生成された下地層を設け、下地層の上に結晶質の透明導電性薄膜を積層した透明導電性フィルムが提案されている（例えば、特許文献２〜７参照）。しかしながら、これらの透明導電性フィルムは、結晶性の透明導電性薄膜であるため非常に脆く、後述の摺動耐久試験に記載のポリアセタール製のペンを使用し、５．０Ｎの荷重で２０万回の直線摺動試験を行った後で、透明導電性薄膜にクラックが発生するという問題があった。
【０００９】
【特許文献２】
特開昭６０−１３１７１１号公報
【００１０】
【特許文献３】
特開昭６１−７９６４７号公報
【００１１】
【特許文献４】
特開昭６１−１８３８０９号公報
【００１２】
【特許文献５】
特開平２−１９４９４３号公報
【００１３】
【特許文献６】
特開平２−２７６６３０号公報
【００１４】
【特許文献７】
特開平８−６４０３４号公報
【００１５】
また、硬化被膜層の上に透明導電性薄膜を形成した導電性プラスチック積層体が提案されている（例えば、特許文献８、９参照）。しかしながら、この積層体は液晶ディスプレイの透明電極に用いるのには十分であるが、タッチパネルに用いた際のペン摺動耐久性が不十分であった。
【００１６】
【特許文献８】
特開平２−５３０８号公報
【００１７】
【特許文献９】
特開２０００−６２０７４号公報
【００１８】
本発明の目的は、前記の従来の問題点に鑑み、タッチパネルに用いた際のペン入力耐久性に優れ、特にポリアセタール製のペンを使用し、５．０Ｎの荷重で２０万回の摺動試験を行った後でも透明導電性薄膜が破壊されない、透明導電性フィルム及び透明導電性シートの製造方法、及びこれらの製造方法で得た透明導電性フィルムまたは透明導電性シートを用いたタッチパネルを提供することにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
スパッタリングに用いるプラズマ雰囲気中の空間電位分布は、通常、図１に示すようになっており、プラズマ雰囲気中の空間電位Ｖｐは２０〜３０Ｖ程度であり、絶縁物であるプラスチック基板の浮遊電位Ｖｆはこの空間電位よりも低く、−３０Ｖ程度である。
【００２０】
本発明の技術思想の着眼点は、空間電位Ｖｐと浮遊電位Ｖｆとの電位差（Ｖｐ−Ｖｆ）によってプラズマ雰囲気中のイオンが加速し、プラスチックフィルム上に堆積中の透明導電性薄膜に衝突することで、透明導電性薄膜の結晶成長が阻害され、膜質の不十分な透明導電性薄膜となり、このような膜質の不十分な透明導電性薄膜を有する透明導電性フィルムを用いて作成したタッチパネルはペン入力耐久性が不十分となることを見出したところにある。
【００２１】
すなわち、本発明の技術思想は、スパッタリングの際に、グロー放電によるプラズマ雰囲気中からの透明導電性薄膜へのイオン照射エネルギーを低下させることにより、透明導電性薄膜の結晶成長を阻害することを抑制し、ペン入力耐久性に優れたタッチパネルを得ることにある。プラズマ雰囲気中からの透明導電性薄膜へのイオン照射エネルギーを低下させるためには、プラズマ雰囲気中の空間電位Ｖｐとプラスチック基板の浮遊電位Ｖｆとの電位差（Ｖｐ−Ｖｆ）を小さくすればよく、具体的には空間電位Ｖｐを通常よりも低くし、基板位置での浮遊電位Ｖｆを通常よりも高くしてＶｐに近づければよいのである。
【００２２】
本発明は、上記の技術思想に基づきなされたものであり、前記の課題を解決することができた透明導電性フィルムまたは透明導電性シートの製造方法およびタッチパネルとは、以下の通りである。
【００２３】
すなわち、本発明の第１の発明は、金属酸化物または金属を含むターゲットを用いて、スパッタリング法にて透明導電性薄膜を透明プラスチックフィルム上に成膜させる透明導電性フィルムの製造方法であって、スパッタリングを行う際に、（ａ）ターゲット背面にネオジウム系磁石またはコバルト系磁石を配置する、（ｂ）チャンバー壁周辺にフェライト磁石またはプラスチック磁石を配置する、（ｃ）グロー放電部にプラズマ流を入射する、のいずれかの手段を用い、さらに（ｄ）グロー放電をパルス状に行って、スパッタリングに用いるプラズマ雰囲気中の空間電位Ｖｐと、透明導電性薄膜がプラスチックフィルム上に堆積する位置における浮遊電位Ｖｆとの電位差（Ｖｐ−Ｖｆ）を、０Ｖを超え２０Ｖ以下になるように制御することを特徴とする透明導電性フィルムの製造方法である。
【００２４】
第２の発明は、前記空間電位Ｖｐが−１０〜１０Ｖであることを特徴とする第１の発明に記載の透明導電性フィルムの製造方法である。
【００２５】
第３の発明は、前記浮遊電位Ｖｆが−２０〜０Ｖであることを特徴とする第１または２の発明に記載の透明導電性フィルムの製造方法である。
【００２６】
第４の発明は、前記ターゲット近傍に形成されるプラズマシース長を、ターゲット表面から３ｃｍ以内に形成させることを特徴とする第１〜３のいずれかの発明に記載の透明導電性フィルムの製造方法である。
【００２７】
第５の発明は、プラスチックフィルムと透明導電性薄膜との間に、透明導電性薄膜よりも屈折率の低い層を１層以上有することを特徴とする第１〜４のいずれかの発明に記載の透明導電性フィルムの製造方法である。
【００２８】
第６の発明は、透明導電性フィルムの透明導電性薄膜面とは反対面に、粘着剤層を介して透明樹脂シートを貼合せてなる透明導電性シートの製造方法であって、前記透明導電性フィルムは第１〜５のいずれかの発明に記載の製造方法で得られたものであることを特徴とする透明導電性シートの製造方法である。
【００２９】
第７の発明は、前記透明導電性薄膜を有する一対のパネル板を透明導電性薄膜が対向するようにスペーサーを介して配置してなるタッチパネルにおいて、少なくとも一方のパネル板が第１〜６のいずれかの発明に記載の製造方法で得られた透明導電性フィルムまたは透明導電性シートを用いることを特徴とするタッチパネルである。
【００３０】
なお、本発明の透明導電性フィルムや透明プラスチックフィルムにおける「透明」とは、無色透明、有色透明を問わず、ＪＩＳ Ｋ ７１０５に準拠して測定される全光線透過率が８０％以上の場合を意味する。また、本発明の透明導電性フィルムは、その用途に適した導電性を有していれば良く、例えば、１０ｋΩ／□以下であればよい。
【００３１】
【発明の実施の形態】
（基材）
本発明において、透明導電性フィルムの基材として用いる透明プラスチックフィルムは、有機高分子を溶融押出し又は溶液押出しをして、必要に応じ、長手方向及び／又は幅方向に延伸、冷却、熱固定を施したフィルムである。有機高分子としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン−２，６−ナフタレート、ポリプロピレンテレフタレート、ナイロン６、ナイロン４、ナイロン６６、ナイロン１２、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルスルフォン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリカーボネート、ポリアリレート、セルロースプロピオネート、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアルコール、ポリエーテルイミド、ポリフェニレンスルフィド、ポリフェニレンオキサイド、ポリスチレン、シンジオタクチックポリスチレン、ノルボルネン系ポリマーなどが挙げられる。
【００３２】
これらの有機高分子のなかで、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレンテレフタレート、ポリエチレン−２，６−ナフタレート、シンジオタクチックポリスチレン、ノルボルネン系ポリマー、ポリカーボネート、ポリアリレートなどが好適である。また、これらの有機高分子は他の有機重合体の単量体を少量共重合したり、他の有機高分子をブレンドしてもよい。
【００３３】
本発明で用いる透明プラスチックフィルムの厚みは、１０μｍを越え、３００μｍ以下の範囲であることが好ましく、７０〜２６０μｍの範囲が特に好ましい。プラスチックフィルムの厚みが１０μｍ以下では機械的強度が不足し、特にタッチパネルに用いた際のペン入力に対する変形が大きくなり過ぎ、耐久性が不十分となる場合がある。一方、厚みが３００μｍを越えると、タッチパネルに用いた際に、フィルムを変形させるためのペン荷重が大きくなり、好ましくない。
【００３４】
本発明で用いる透明プラスチックフィルムは、本発明の目的を損なわない範囲で、前記フィルムをコロナ放電処理、グロー放電処理、火炎処理、紫外線照射処理、電子線照射処理、オゾン処理などの表面活性化処理を施してもよい。
【００３５】
（硬化物層）
また、プラスチックフィルムと透明導電性薄膜の間に、付着力向上などの目的のために硬化物層を設けてもよい。硬化物層の主成分である硬化型樹脂は、加熱、紫外線照射、電子線照射などのエネルギー印加により硬化する樹脂であれば特に制限はなく、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂などが挙げられるが、生産性の観点から紫外線硬化型樹脂を主成分とすることが好ましい。
【００３６】
このような紫外線硬化型樹脂としては、例えば、多価アルコールのアクリル酸又はメタクリル酸エステルのような多官能性のアクリレート樹脂、ジイソシアネート、多価アルコール及びアクリル酸又はメタクリル酸のヒドロキシアルキルエステルなどから合成されるような多官能性のウレタンアクリレート樹脂などが挙げられる。必要に応じて、これらの多官能性の樹脂に単官能性の単量体、例えば、ビニルピロリドン、メチルメタクリレート、スチレンなどを加えて共重合させることができる。
【００３７】
紫外線硬化型樹脂は、通常、光重合開始剤を添加して使用される。光重合開始剤としては、紫外線を吸収してラジカルを発生する公知の化合物を特に制限なく使用することができ、このような光重合開始剤としては、例えば、各種ベンゾイン類、フェニルケトン類、ベンゾフェノン類などが挙げられる。光重合開始剤の添加量は、紫外線硬化型樹脂１００質量部当たり通常１〜５質量部である。
【００３８】
前記硬化物層は、主たる構成成分である硬化型樹脂に硬化型樹脂に非相溶な熱可塑性樹脂を併用することが好ましい。マトリックスの硬化型樹脂に非相溶な熱可塑性樹脂を少量併用することで、硬化型樹脂中で相分離が起こり非相溶樹脂を粒子状に分散させることができる。この非相溶樹脂の分散粒子により、硬化物層表面に凹凸を形成させ、ペン摺動耐久性をさらに改善することができる。
【００３９】
硬化型樹脂が前記の紫外線硬化型樹脂の場合、非相溶樹脂としてはポリエステル樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアミド樹脂などが例示される。
【００４０】
前記ポリエステル樹脂は、重量平均分子量で５，０００〜５０，０００と高分子量であることが好ましく、特に好ましくは８，０００〜３０，０００である。ポリエステル樹脂の重量平均分子量が５，０００未満であると、ポリエステル樹脂が硬化物層中で適切な大きさの粒子となって分散することが困難となる傾向がある。一方、ポリエステル樹脂の重量平均分子量が５０，０００を超えると、塗布液を調整する際、溶剤に対する溶解性が低下しやすくなる。
【００４１】
前記の高分子量のポリエステル樹脂は、二価アルコールと二価カルボン酸を重合することにより得られる非結晶性の飽和ポリエステル樹脂であり、上記の紫外線硬化型樹脂と共通の溶媒に溶解することができるものである。
【００４２】
前記の二価アルコールとしては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、１，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、ジエチレングリコール、ネオペンチルグリコール、１，４−シクロヘキサンジメタノール、水素化ビスフェノールＡなどを挙げることができる。
【００４３】
また、前記の二価カルボン酸としては、例えば、イソフタル酸、テレフタル酸、アジピン酸、無水フタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸などを挙げることができる。
【００４４】
溶媒に対する溶解性が不十分とならない範囲で、トリメチロールプロパンやペンタエリスリトールのような三価以上のアルコール、及び無水トリメリット酸や無水ピロメリット酸のような三価以上のカルボン酸を共重合することができる。
【００４５】
前記の紫外線硬化型樹脂と高分子量のポリエステル樹脂との配合割合は、紫外線硬化型樹脂１００質量部当たりポリエステル樹脂０．１〜２０質量部であることが好ましく、さらに好ましくは０．２〜１０質量部、特に好ましくは０．５〜５質量部である。前記ポリエステル樹脂の配合量が紫外線硬化型樹脂１００質量部当たり０．１質量部未満であると、硬化物層表面に形成される突起数が少なくなり、ペン摺動耐久性のさらなる改善効果が低減する。
【００４６】
一方、前記ポリエステル樹脂の配合量が紫外線硬化型樹脂１００質量部当たり２０質量部を超えると、硬化物層の強度が低下しやすくなる。さらに、ポリエステル樹脂は、紫外線硬化型樹脂と屈折率に差異があるため、硬化物層のヘーズ値が上昇し透明性が悪化する傾向がみられる。
【００４７】
しかしながら、高分子量のポリエステル樹脂の分散粒子による透明性の悪化を積極的に利用し、ヘーズ値の高いフィルムを防眩フイルムとして使用することができる。
【００４８】
前記の紫外線硬化型樹脂、光重合開始剤及び高分子量のポリエステル樹脂は、それぞれに共通の溶剤に溶解して塗布液を調製する。使用する溶剤には特に制限はなく、例えば、エチルアルコール、イソプロピルアルコールなどのようなアルコール系溶剤、酢酸エチル、酢酸ブチルなどのようなエステル系溶剤、ジブチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテルなどのようなエーテル系溶剤、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノンなどのようなケトン系溶剤、トルエン、キシレン、ソルベントナフサなどのような芳香族炭化水素系溶剤などを単独に、あるいは混合して使用することができる。
【００４９】
塗布液中の樹脂成分の濃度は、コーティング法に応じた粘度などを考慮して適切に選択することができるが、通常は、塗布液中に紫外線硬化型樹脂、光重合開始剤及び高分子量のポリエステル樹脂の合計量が占める割合は２０〜８０質量％である。また、この塗布液には、必要に応じてその他の公知の添加剤、例えば、シリコーン系レベリング剤などを添加することができる。
【００５０】
本発明において、調製された塗布液は透明プラスチックフイルム基材上にコーティングされる。コーティング法には特に制限はなく、バーコート法、グラビアコート法、リバースコート法などの従来から知られている方法を使用することができる。
【００５１】
コーティングされた塗布液は、次の乾燥工程で溶剤が蒸発除去される。この工程で、塗布液中で均一に溶解していた高分子量のポリエステル樹脂は微粒子となって紫外線硬化型樹脂中に析出する。塗膜が乾燥した後、プラスチックフイルムには、さらに紫外線が照射され、紫外線硬化型樹脂が架橋・硬化して硬化物層を形成する。この硬化の工程で、高分子量のポリエステル樹脂の微粒子はハードコート層中に固定されるとともに、硬化物層の表面に突起を形成する。
【００５２】
また、硬化物層の厚みは０．１〜１５μｍの範囲であることが好ましく、より好ましくは０．５〜１０μｍの範囲であり、特に好ましくは１〜８μｍの範囲である。硬化物層の厚みが０．１μｍよりも薄い場合には、後述する突起が十分に形成されにくくなる。一方硬化物層の厚みが１５μｍよりも厚い場合には、生産性が低下しやすくなる。
【００５３】
さらに、透明導電性薄膜と硬化物層との付着力を向上するために、硬化物層を表面処理することが有効である。具体的な手法としては、カルボニル基、カルボキシル基、水酸基を増加するためにグローまたはコロナ放電を照射する放電処理法、アミノ基、水酸基、カルボニル基などの極性基を増加させるために酸またはアルカリで処理する化学薬品処理法などが挙げられる。
【００５４】
（透明導電性薄膜）
透明導電性薄膜は、基材の透明プラスチックフィルムまたは硬化物層を有する基材の硬化物層面に、スパッタリング法を用いて成膜する。
【００５５】
本発明で用いる透明導電性薄膜としては、透明性及び導電性をあわせもつ材料であれば特に制限はないが、酸化インジウム、酸化スズ、酸化亜鉛、インジウム−スズ複合酸化物、スズ−アンチモン複合酸化物、亜鉛−アルミニウム複合酸化物、インジウム−亜鉛複合酸化物、銀および銀合金、銅および銅合金、金等が単層もしくは２層以上の積層構造したものが挙げられる。これらのうち、環境安定性や回路加工性の観点からインジウム−スズ複合酸化物もしくはスズ−アンチモン複合酸化物が好適である。
【００５６】
透明導電性薄膜の膜厚は４〜８００ｎｍの範囲が好ましく、特に好ましくは５〜５００ｎｍである。透明導電性薄膜の膜厚が４ｎｍよりも薄い場合、連続した薄膜になりにくく、そのため良好な導電性を示しにくくなる。また、８００ｎｍよりも厚い場合、透明性が低下しやすくなる。
【００５７】
スパッタリング法は、金属酸化物ターゲットを用いた通常のスパッタリング法、あるいは、金属ターゲットを用いた反応性スパッタリング法等が用いられる。またスパッタリングにための高エネルギーイオンの生成方式として、グロー放電プラズマ法またはイオンビーム法が好ましい。
【００５８】
グロー放電発生方式としては、２極、３極、４極スパッタリング方式があるが、高密度プラズマ発生には、マグネトロンスパッタリング法が好適である。マグネトロンスパッタリング法は、薄膜形成の材料となるターゲット背面に磁場発生源を設けて、ターゲット表面に平行方向に磁場を形成する。この磁場発生源は、電磁石でもよいし、フェライトやＳｍ−Ｃｏ合金などの固定磁石でもよい。
【００５９】
グロー放電発生のために、ターゲットには１〜１００ＭＨｚの高周波または直流電力を印加する。印加電力は０．２〜１０．０Ｗ／ｃｍ2に範囲が好ましい。０．２Ｗ／ｃｍ2未満の電力では十分な成膜速度が得られにくく、１０．０Ｗ／ｃｍ2を超える電力を印加すると、ターゲットが破損してしまうことがある。
【００６０】
放電ガスとしてはアルゴン、ヘリウム、ネオンなどの希ガスを用い、反応性ガスとして、酸素、窒素等を導入したり、オゾン添加、プラズマ照射、イオンアシスト等の手段を併用してもよい。
【００６１】
また、スパッタリングを行う際の真空度は、０．０１〜１０Ｐａの範囲で行うのが好ましい。真空度が０．０１Ｐａよりも高真空では、安定な放電ができにくくなるため、スパッタリングが安定しにくくなる。また、１０Ｐａよりも低い真空度でも、やはり安定な放電ができにくくなるため、スパッタリングが安定しにくくなる。
【００６２】
前述したように、透明導電性薄膜の膜質を向上するためには、グロー放電によるプラズマ雰囲気中から透明導電性薄膜へのイオン照射エネルギーを低下させることが重要となる。そのためには、プラズマ雰囲気中の空間電位Ｖｐとプラスチック基板の浮遊電位Ｖｆとの電位差（Ｖｐ−Ｖｆ）を、０Ｖを超え２０Ｖ以下になるように制御することが必要である。前記電位差（Ｖｐ−Ｖｆ）の上限値は、１５Ｖが好ましい。通常、プラズマ雰囲気中の空間電位Ｖｐは２０〜３０Ｖ程度であり、絶縁物であるプラスチック基板の浮遊電位Ｖｆはこの空間電位よりも低く、−３０Ｖ程度である。
【００６３】
また、空間電位Ｖｐは浮遊電位Ｖｆよりも高い。なぜならば、浮遊電位とは、正イオン電流と負イオン電流が等しくなる電位のことであるが、スパッタリングに用いるプラズマ中の正イオンはＡｒなどの希ガスが電離したＡｒイオンであり、負イオンとはほとんどが電子である。このようなプラズマ中の正イオン温度に対して、電子温度は１０倍程度高くなる。このため、Ａｒイオンと電子の電流値が等しくなる電位（すなわち浮遊電位）は空間電位よりも必然的に低くなる。
【００６４】
したがって、電位差（Ｖｐ−Ｖｆ）を２０Ｖ以下とするためには、空間電位Ｖｐを通常値（２０〜３０Ｖ）よりも小さくし、基板位置での浮遊電位Ｖｆを通常値（−３０Ｖ程度）よりも大きくし、Ｖｐに近づければよい。具体的には、プラズマ雰囲気中の空間電位Ｖｐを−１０〜１０Ｖの範囲とし、基板位置での浮遊電位Ｖｆを−２０〜０Ｖの範囲とする（但し、Ｖｐ＞Ｖｆ）ことが好ましい。
【００６５】
空間電位Ｖｐを低くするには、グロー放電領域からのプラズマ損失が少なくなるように、プラズマ閉じ込めを向上させることが好適である。例えば、ターゲット背面にある磁場強度を高くしたり、プラズマが流出するチャンバー壁周辺に閉じ込め用磁場を形成したりすることが有効である。また、スパッタリング用のグロー放電とは別にプラズマ発生源、プラズマガンなどを設けて、グロー放電部にプラズマ流を入射することも有効である。
【００６６】
磁場強度を高くするには、ネオジウム系磁石またはコバルト系磁石のいずれかを用いるのが好適である。閉じ込め用の磁場には、あまり強すぎるとスパッタリング自体にも影響を及ぼすために、１０ｍＴ以下の磁束密度の好ましい。このためには、フェライト磁石またはプラスチックマグネットが好ましい。
【００６７】
プラズマ流入射のためには、熱陰極放電、高周波放電、ＥＣＲ放電などで生成したプラズマを電磁石によって絞った後に、２０〜２００Ｖの加速電圧で引き出す手法が有効である。２０Ｖ未満の加速電圧では十分なプラズマを引き出すことが出来ず、２００Ｖを超える電圧では、エネルギーが高くなりすぎて、スパッタリング用のグロー放電プラズマとの相互作用がなくなり、空間電位Ｖｐ低減の効果が十分得られにくい場合がある。このためのガスとしては、アルゴン、ヘリウム、ネオンなどの希ガスの単体または混合ガスが好ましく用いられる。
【００６８】
プラズマ空間における浮遊電位Ｖｆは、プラズマ雰囲気中の電子温度Ｔｅと相関関係があり、浮遊電位Ｖｆを０Ｖに近づけるためには、電子温度を出来るだけ低温にするが好ましい。電子温度を支配する因子は、空間に印加する電場および雰囲気圧力で決まる。つまり、出来るだけ、低電圧で放電し、低真空度（高圧力）で放電させればよい。
【００６９】
スパッタリング法において、低電圧放電を行うためには、ターゲット背面の磁場強度を上げるのがやはり好ましく、ネオジウム系磁石またはコバルト系磁石を用いるのが好適である。また、スパッタ時の真空度は低いほど（圧力が高いほど）、浮遊電位Ｖｆは０に近づくが、真空度が低すぎる（圧力が高すぎる）と、スパッタリングされた堆積粒子とスパッタリング雰囲気ガスとの衝突頻度も高くなってしまい、透明導電性薄膜の膜質低下を招く。よって、０．０５〜５Ｐａの範囲が好適である。
【００７０】
また、ターゲット表面から基板となるプラスチックフィルム表面までの距離は通常５〜１０ｃｍ程度である。安定した放電状態を得て、空間電位Ｖｐを低減するためには、ターゲット近傍に形成するプラズマシース長（図１参照）はできるだけ短い方がよい。なぜならば、プラズマシース内は通常のプラズマ雰囲気中とは異なり、イオン流が流れ込んでいる不安定領域である。このような不安定領域は透明導電性薄膜が堆積されるプラスチックフィルム（基材）表面からできる限り遠いほうが好ましく、高品位の透明導電性薄膜を得ることが可能となる。ターゲット近傍のプラズマシース長は、具体的には３ｃｍ以下であることが好ましく、より好ましくは２ｃｍ以下である。
【００７１】
プラズマシース長を短くするには、（１）ターゲット印加電圧を低くする、（２）プラズマ密度を高くする、（３）電子温度を低くする、ことが有効である。
【００７２】
ターゲット印加電圧を低くするためには、ターゲット印加電力を低くすればよいが、透明導電性薄膜の堆積速度も低下してしまうため、生産性の観点から好ましくない。そこで、印加電力が一定のままで、電流を増加させ、電圧を低くくするために、ターゲット背面の磁場強度を強くし、放電しやすくする手法がやはり有効である。
【００７３】
プラズマ密度を高くするためには、前述したが、プラズマが流出するチャンバー壁周辺に閉じ込め用磁場を形成したりすることが有効である。また、スパッタリング用のグロー放電とは別にプラズマ発生源、プラズマガンなどを設けて、グロー放電部にプラズマ流を入射することも有効である。
【００７４】
通常のグロー放電において、電子温度を制御することは非常に困難であるが、グロー放電をパルス状に行うことである程度、低温化することが可能である。電圧が放電維持電圧から０Ｖ近傍まで低下すると、残留しているプラズマは壁面まで拡散した後に消えるが、電子は空間中の中性粒子と衝突することで急激にエネルギーを失い、電子温度は低下していく。電子温度が低下し、プラズマ自体は拡散せずにいる周期でパルス放電を行うことで、電子温度を低下することが可能である。
【００７５】
このパルス放電の電圧が０Ｖ近傍まで下げるパルス幅は０．５〜５０００μｓが好ましい。０．５μｓよりも短い時間では電子温度低下の効果がなく、５μｓよりも長い時間、放電を停止するとプラズマが消失し、安定放電ができなくなる場合がある。またパルス周期としては、５０〜３５０ｋＨｚの範囲が好ましく、１００〜２５０ｋＨｚの範囲がさらに好ましい。５０ｋＨｚよりも低い周波数では、やはり、電子温度の低下が不十分となり、３５０ｋＨｚよりも高周波では、電圧変化時に高周波ノイズを発生させてしまい、スパッタリング装置に悪影響を及ぼす場合がある。
【００７６】
また、さらに膜質の優れた透明導電性薄膜を得るために、成膜後に加熱、紫外線照射などの手段でエネルギーを加えてもよい。このうち、酸素雰囲気下での加熱処理が好適である。加熱温度は１５０〜２２０℃の範囲が好ましい。１５０℃未満の温度では、膜質改善の効果が十分でなく、２２０℃を超える温度ではフィルムの平面性を維持するのが難しくなる。また、加熱時間としては０．２〜６０分の範囲が好適である。加熱時間が０．２分未満では２２０℃程度の高温処理しても膜質改善の効果が不十分となる場合がある。６０分を超える加熱時間では工業的な生産を行うためには好ましくない。
【００７７】
また、加熱処理をおこなう雰囲気は、まず０．２Ｐａ以下の圧力まで排気した後に酸素で満たした空間で行うことが好ましい。このときの圧力は大気圧以下であることが好ましい。
【００７８】
（ハードコート層）
また、タッチパネルとした際の最外層（ペン入力面）の耐擦傷性をさらに向上させるために、透明プラスチックフィルムの透明導電性薄膜を形成させた表面とは反対面（タッチパネルとした際の最外層のペン入力面）に、ハードコート層を設けることが好ましい。前記ハードコート層の硬度は、鉛筆硬度で２Ｈ以上であることが好ましい。２Ｈよりも低い硬度では、透明導電性フィルムのハードコート層としては耐擦傷性の点で不十分となる場合がある。
【００７９】
前記ハードコート層の厚みは０．５〜１０μｍであることが好ましい。厚みが０．５μｍ未満では、耐擦傷性が不十分となりやすい。一方、厚みが１０μｍを超える場合には、生産性が低下しやすくなる。
【００８０】
前記ハードコート層に用いられる硬化型樹脂は、アクリレート系の官能基を有する樹脂が好ましい。例えば、比較的低分子量のポリエステル樹脂、ポリエーテル樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、アルキッド樹脂、スピロアセタール樹脂、ポリブタジエン樹脂、ポリチオールポリエン樹脂、多価アルコール等の多官能化合物の（メタ）アクリート等のオリゴマーまたはプレポリマーなどが挙げられる。
【００８１】
また、ハードコート層用塗布液の反応性希釈剤としては、エチル（メタ）アクリート、エチルヘキシル（メタ）アクリレート、スチレン、メチルスチレン、Ｎ−ビニルピロリドン等の単官能モノマー並びに多官能モノマー、例えば、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ヘキサンジオール（メタ）アクリレート、トリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、１，６−ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート等を使用することができる。
【００８２】
前記の硬化型樹脂中でも、ポリエステルアクリレートとポリウレタンアクリレートの混合物が特に好適である。なぜなら、ポリエステルアクリレートは塗膜が非常に硬くてハードコート層として適しているためである。しかしながら、ポリエステルアクリレート単独の塗膜では耐衝撃性が低く脆くなりやすいので、塗膜に耐衝撃性及び柔軟性を与えるために、ポリウレタンアクリレートを併用する。ポリエステルアクリレート１００質量部に対するポリウレタンアクリレートの配合割合は３０質量部以下とするのが好ましい。この配合割合が３０質量部を超えると、塗膜が柔らかくなりすぎて耐衝撃性が不十分となる傾向がある。
【００８３】
前記の硬化型樹脂組成物の硬化方法は、通常の硬化方法、即ち、加熱、電子線または紫外線の照射によって硬化する方法を用いることができる。例えば、電子線硬化の場合は、コックロフトワルトン型、ハンデグラフ型、共振変圧型、絶縁コア変圧器型、直線型、ダイナミトロン型、高周波型等の各種電子線加速器から放出される５０〜１０００ｋｅＶ、好ましくは１００〜３００ｋｅＶのエネルギーを有する電子線等が使用される。また、紫外線硬化の場合には、超高圧水銀灯、高圧水銀灯、低圧水銀灯、カーボンアーク、キセノンアーク、メタルハイライドランプ等の光線から発する紫外線等が利用できる。
【００８４】
さらに、電離放射線硬化の場合には、前記の硬化型樹脂組成物中に、光重合開始剤として、アセトフェノン類、ベンゾフェノン類、ミヒラーベンゾイルベンゾエート、α−アミロキシムエステル、テトラメチルチウラムモノサルファイド、チオキサントン類や、光増感剤として、ｎ−ブチルアミン、トリエチルアミン、トリ−ｎ−ブチルホスフィン等を混合することが好ましい。本発明では、オリゴマーとしてウレタンアクリレート、モノマーとしてジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート等を混合することが特に好ましい。
【００８５】
ハードコート層に防眩性を付与するためには、硬化型樹脂中にＣａＣＯ3やＳｉＯ2などの無機粒子を分散させたり、ハードコート層の表面に凹凸形状を形成させることが有効である。例えば、凹凸を形成するためには、硬化型樹脂組成物を含む塗液を塗工後、表面に凸形状を有する賦形フィルムをラミネートし、この賦形フィルム上から紫外線を照射し硬化型樹脂を硬化させた後に、賦形フィルムのみを剥離することにより得られる。
【００８６】
前記の賦型フィルムには、離型性を有するポリエチレンテレフタレート（以後、ＰＥＴと略す）等の基材フィルム上に所望の凸形状を設けたもの、或いは、ＰＥＴ等の基材フィルム上に繊細な凸層を形成したもの等を用いることができる。その凸層の形成は、例えば、無機粒子とバインダー樹脂からなる樹脂組成物を用いて基材フィルム上に塗工することにより得ることができる。前記バインダー樹脂は、例えば、ポリイソシアネートで架橋されたアクリルポリオールを用い、無機粒子としては、ＣａＣＯ3やＳｉＯ2などを用いることができる。また、この他にＰＥＴ製造時にＳｉＯ2等の無機粒子を練込んだマットタイプのＰＥＴも用いることができる。
【００８７】
この賦型フィルムを紫外線硬化型樹脂の塗膜にラミネートした後紫外線を照射して塗膜を硬化する場合、賦型フィルムがＰＥＴを基材としたフィルムの場合、該フィルムに紫外線の短波長側が吸収され、紫外線硬化型樹脂の硬化が不足するという欠点がある。したがって、紫外線硬化型樹脂の塗膜にラミネートする賦型フィルムは、波長３８０ｎｍにおける透過率が２０％以上のものを使用することが重要である。
【００８８】
また、タッチパネルに用いた際に可視光線の透過率をさらに向上させるためにハードコート層上に、低反射処理を施してもよい。この低反射処理は、ハードコート層の屈折率とは異なる屈折率を有する材料を単層もしくは２層以上に積層することが好ましい。単層構造の場合、ハードコート層よりも小さな屈折率を有する材料を用いるのが好ましい。
【００８９】
また、２層以上の多層構造とする場合は、ハードコート層と隣接する層は、ハードコート層よりも大きな屈折率を有する材料を用い、この上の層にはこれよりも小さな屈折率を有する材料を選ぶのがよい。このような低反射処理を構成する材料としては、有機材料、無機材料、これらの混合物でも上記の屈折率の関係を満足すれば特に限定されない。例えば、ＣａＦ2、ＭｇＦ2、ＮａＡｌＦ4、ＳｉＯ2、ＴｈＦ4、ＺｒＯ2、Ｎｄ2Ｏ3、ＳｎＯ2、ＴｉＯ2、ＣｅＯ2、ＺｎＳ、Ｉｎ2Ｏ3、などの誘電体を用いるのが好ましい。
【００９０】
この低反射処理は、真空蒸着法、スパッタリング法、ＣＶＤ法、イオンプレーティング法などのドライコーティングプロセスでも、グラビア方式、リバース方式、ダイ方式などのウェットコーティングプロセスでもよい。
【００９１】
さらに、この低反射処理層の積層に先立って、前処理として、コロナ放電処理、プラズマ処理、スパッタエッチング処理、電子線照射処理、紫外線照射処理、プライマー処理、易接着処理などの公知の表面処理をハードコート層に施してもよい。
【００９２】
（低反射処理）
また、さらに光線透過率を高くするためには、透明導電性薄膜を積層する面にも低反射処理を行うことが有効である。この場合は、タッチパネルに使用する導電性のある面のために、最外層は透明導電性薄膜となる。このため、透明導電性薄膜とプラスチックフィルムとの間に低反射処理層を１層のみ設ける際には、屈折率がプラスチックフィルムと透明導電性薄膜の中間となるものが好ましい。
【００９３】
透明導電性薄膜とプラスチックフィルムとの間に低反射処理層を２層設ける際には、前記フィルム上の第１層には、フィルムよりも屈折率が高く、透明導電性薄膜よりは屈折率の低い材料を使用することが好ましい。この上の第２層には、第１層よりも屈折率が低い材料を使用することが好ましい。
【００９４】
３層以上の層を積層する際には、プラスチックフィルム上から奇数番目の層はプラスチックフィルムよりも屈折率が高く、透明導電性薄膜よりは屈折率の低い材料を使用し、プラスチックフィルムから偶数番目の層は、その下の層よりも屈折率が低い材料を使用することが好ましい。
【００９５】
これらの層構成からなる材料としては、ハードコート側と同じく、有機材料、無機材料、これらの混合物でも上記の屈折率の関係を満足すれば特に限定されない。例えば、ＣａＦ2、ＭｇＦ2、ＮａＡｌＦ4、ＳｉＯ2、ＴｈＦ4、ＺｒＯ2、Ｎｄ2Ｏ3、ＳｎＯ2、ＴｉＯ2、ＣｅＯ2、ＺｎＳ、Ｉｎ2Ｏ3、などの誘電体を用いるのが好ましい。また、製法や前処理の関しても、ハードコート側と同様である。
【００９６】
（透明導電性シート）
本発明の製造方法で得られた透明導電性フィルムを用い、透明導電性薄膜を形成していない面を、粘着剤を介して透明樹脂シートと積層することで、タッチパネルの固定電極に用いる透明導電性積層シートが得られる。すなわち、固定電極の基材をガラスから樹脂シ−トに変更することで、軽量かつ割れにくいタッチパネルを作製することができる。
【００９７】
前記粘着剤は透明性を有するものであれば特に制限はないが、例えばアクリル系粘着剤、シリコーン系粘着剤、ゴム系粘着剤などが好適である。この粘着剤の厚さは特に制限はないが、通常１〜１００μｍの範囲に設定するのが望ましい。粘着剤の厚みが１μｍ未満の厚さの場合、実用上問題のない接着性を得るのが難しくなり、１００μｍを越える厚さでは生産性が低下しやすくなる。
【００９８】
この粘着剤を介して貼合わせる透明樹脂シートは、ガラスと同等の機械的強度を付与するために使用するものであり、厚さは０．０５〜５ｍｍの範囲が好ましい。前記透明樹脂シートの厚みが０．０５ｍｍ未満では、機械的強度がガラスに比べ不足しやすくなる。一方、厚さが５ｍｍを越える場合には、厚すぎてタッチパネルに用いるには不適当である。また、この透明樹脂シートの材質は、前記の透明プラスチックフィルムと同様のものを使用することができる。
【００９９】
図２に、本発明の製造方法で得られた透明導電性フィルムを用いた、タッチパネルの例を示す。これは、透明導電性薄膜を有する一対のパネル板を、透明導電性薄膜が対向するようにスペーサーを介して配置してなるタッチパネルにおいて、一方のパネル板に本発明の透明導電性フィルムを用いたものである。
【０１００】
このタッチパネルは、ペンにより文字を入力した時に、ペンからの押圧により、対向した透明導電性薄膜同士が接触し、電気的にＯＮの状態になり、タッチパネル上でのペンの位置を検出することができる。このペン位置を連続的かつ正確に検出することで、ペンの軌跡から文字を認識することができる。この際、ペン接触側の可動電極が本発明の透明導電性フィルムを用いると、ペン入力耐久性に優れるため、長期にわたって安定なタッチパネルとすることができる。
【０１０１】
なお、本発明の製造方法で得られた透明導電性フィルム及び透明導電性シートを使用して得た、ガラス基板を用いないプラスチック製のタッチパネルの断面図を図３に示した。このプラスチック製のタッチパネルは、ガラスを用いていないため、非常に軽量であり、かつ、衝撃により割れたりすることがない。
【０１０２】
【実施例】
以下に実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によりなんら限定されるものではない。なお、透明導電性フィルムの性能およびタッチパネルのペン入力耐久性試験は、下記の方法により測定した。
【０１０３】
＜光線透過率及びヘイズ＞
ＪＩＳ−Ｋ７１０５に準拠し、ヘイズメーター（日本電色工業（株）製、ＮＤＨ−１００１ＤＰ）を用いて、光線透過率及びヘイズを測定した。
【０１０４】
＜表面抵抗率＞
ＪＩＳ−Ｋ７１９４に準拠し、４端子法にて測定した。測定機は、三菱油化（株）製 Ｌｏｔｅｓｔ ＡＭＣＰ−Ｔ４００を用いた。
【０１０５】
＜ペン入力耐久性試験＞
ポリアセタール製のペン（先端の形状：０．８ｍｍＲ）に５．０Ｎの荷重をかけ、２０万回（往復１０万回）の摺動試験をタッチパネルに行った。この時の摺動距離は３０ｍｍ、摺動速度は６０ｍｍ／秒とした。この摺動耐久試験後に、まず、摺動部が白化しているかを目視によって観察した。さらに、ペン荷重０．５Ｎで上記の摺動部にかかるように２０ｍｍφの記号○印を筆記し、タッチパネルがこれを正確に読みとれるかを評価した。さらに、ペン荷重０．５Ｎで摺動部を押さえた際の、ＯＮ抵抗（可動電極（フィルム電極）と固定電極とが接触した時の抵抗値）を測定した。
【０１０６】
＜空間電位、浮遊電位、プラズマシース長の測定＞
また、スパッタリング装置中のプラズマ雰囲気の空間電位、浮遊電位、ターゲット近傍のプラズマシース長を以下のようにして測定した。
図４に示すような、ＳＵＳ３０４線（０．５ｍｍφ）の先端にスポット溶接により設けた、ワイヤー（タングステン製、直径０．３ｍｍ、株式会社ニラコ製）型シングルプローブ法を作製し、プローブ電圧、プローブ電流の関係をプラズマ基礎工学（内田老鶴圃、１９８６年発行）Ｐ１２４〜１３３または気体放電（近代科学社、昭和４３年発行）Ｐ１１６〜１３０に記載の方法で解析し、空間電位及び浮遊電位をターゲット表面からフィルム表面まで５ｍｍピッチで測定した。この空間分布からプラズマシース長を求めた。また、ワイヤー表面がスパッタ膜などで汚れたときには、２．０Ａの電流を流してワイヤー表面を加熱し、クリーニングした。
【０１０７】
実施例１
＜プラスチックフィルムの作製＞
光重合開始剤含有アクリル系樹脂（大日精化工業（株）製、セイカビームＥＸＦ−０１Ｊ）１００質量部に、共重合ポリエステル樹脂（東洋紡績（株）製、バイロン２００、重量平均分子量１８，０００）を３質量部配合し、溶剤としてトルエン／ＭＥＫ（８／２：質量比）の混合溶媒を、固形分濃度が５０質量％になるように加え、撹拌して均一に溶解し、硬化物層形成用塗布液を調製した。
【０１０８】
両面に易接着層を有する二軸配向ポリエチレンテレフタレートフイルム（東洋紡績（株）製、Ａ４３４０、厚み１８８μｍ）に、塗膜の厚みが５μｍになるように、上記で調製した硬化物層形成用塗布液をマイヤーバーを用いて塗布した。次いで、８０℃で１分間の乾燥を行った後、紫外線照射装置（アイグラフィックス（株）製、ＵＢ０４２−５ＡＭ−Ｗ型）を用いて紫外線を照射（光量：３００ｍＪ／ｃｍ2）し、塗膜を硬化させた。さらに、１８０℃で１分間の加熱処理を行った。このようにして両面に硬化物層を有するプラスチックフィルムを作製した。
【０１０９】
＜透明導電性薄膜の製膜＞
前記の両面に硬化物層を有するプラスティックフィルムの一方の面に、インジウム−スズ複合酸化物（屈折率：２．０）からなる透明導電性薄膜を成膜した。このとき、ターゲットとして、スズを５質量％含有したインジウム（三井金属鉱業（株）製、密度７．０５ｇ／ｃｍ3、厚さ５ｍｍ）を用い、該ターゲットに２Ｗ／ｃｍ2のＤＣ電力を印加した。このターゲットの背面には、磁場強度の強いサマリウム−コバルト合金からなるマグネトロン放電用の磁石を配置した。ターゲット表面での磁束密度は、エロージョン部の水平水分が０．１７Ｔであった。
【０１１０】
Ａｒガスを１００ｓｃｃｍ、Ｏ2ガスを５．０ｓｃｃｍの流量で流し、０．４Ｐａの雰囲気下でＤＣマグネトロンスパッタリング法により、前記プラスチックフィルムの片面の硬化物層に、インジウム−スズ複合酸化物からなる透明導電性薄膜を成膜した。
【０１１１】
ただし、前記のＤＣマグネトロンスパッタリング法で用いるＤＣは、通常のＤＣではなく、アーク放電を防止するために、日本イー・エヌ・アイ製ＲＰＧ−１００を用いて２０１６ｎｓ幅のパルスを１５０ｋＨｚ周期で印加したものである。
【０１１２】
また、雰囲気の酸素分圧をスパッタプロセスモニター（伯東（株）製、ＳＰＭ２００）にて常時観測しながら、インジウム−スズ複合酸化物薄膜中の酸化度が一定になるように酸素ガスの流量計およびＤＣ電源にフィートバックした。
【０１１３】
プラズマ雰囲気からのプラズマ損失を低減するために、ターゲット近傍から基板であるプラスチックフィルム近傍までの空間に、カプス型磁場配位を施したシールド板を設けた。このカスプ型磁場を形成するために、プラスチック磁石を配置した。このプラスチック磁石の表面磁束密度は０．２Ｔであった。
【０１１４】
以上のようにして、厚さ２７ｎｍ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堆積した。
【０１１５】
＜タッチパネルの作製＞
この透明導電性フィルムを一方のパネル板として用い、他方のパネル板として、ガラス基板上にプラズマＣＶＤ法で厚みが２０ｎｍのインジウム−スズ複合酸化物薄膜（酸化スズ：１０質量％）からなる透明導電性薄膜（日本曹達製、Ｓ５００）を用いた。この２枚のパネル板を透明導電性薄膜が対向するように、直径３０μｍのエポキシビーズを介して、配置しタッチパネルを作製した。
【０１１６】
実施例２
実施例１において、プラスチック磁石によるカスプ型磁場配位を施したシールド板を用いる代わりに、プラズマ雰囲気からのプラズマ損失を低減するために、イオンビーム注入を用いた以外は、実施例１と同様にして透明導電性フィルムを作製した。
【０１１７】
なお、イオン源としてＩＯＮＴＥＣＨ製ＲＦイオンソースを用い、イオン源用ガスとしてＡｒを１０ｓｃｃｍ流した。このとき、加速電圧６００Ｖ、加速電流３０ｍＡ、ビーム電圧１００Ｖ、ビーム電流１５０ｍＡ、ＲＦ電力３３０Ｗとした。以上のようにして作製した透明導電性フィルムを用いて、実施例１と同様にしてタッチパネルを作製した。
【０１１８】
実施例３
実施例１で用いた、両面に硬化物層を有するプラスチックフィルムの一方の面に、厚さ４５ｎｍのＡｌ2Ｏ3薄膜層（屈折率：１．６２）をスパッタリングで成膜した。ターゲットにはＡｌ金属（純度：９９．９９質量％）を用い、Ａｒガスを１００ｓｃｃｍ、Ｏ2ガスを５０ｓｃｃｍの流量で流し、０．４Ｐａの雰囲気下でＤＣマグネトロンスパッタリング法で成膜した。ただし、前記のＤＣマグネトロンスパッタリング法で用いたＤＣは通常のＤＣではなく、アーク放電を防止するために、日本イー・エヌ・アイ製ＲＰＧ−１００を用いて２０１６ｎｓ幅のパルスを１００ｋＨｚ周期で印加したものである。
【０１１９】
上記の厚さ４５ｎｍのＡｌ2Ｏ3薄膜層に、ターゲットとしてＳｉ（純度：９９．９９質量％）を用い、他はＡｌ2Ｏ3と同様の条件で厚さ４５ｎｍのＳｉＯ2薄膜層（屈折率：１．４０）を成膜した。さらに、このＳｉＯ2薄膜層上に、実施例１と同様にして、インジウム−スズ複合酸化物からなる透明導電性薄膜を成膜し、透明導電性フィルムを得た。また、この透明導電性フィルムを用いて、実施例１と同様にしてタッチパネルを作製した。
【０１２０】
比較例１
プラスチック磁石によるカスプ型磁場配位を施したシールド板を用いなかった以外は、実施例１と同様にして透明導電性フィルムを作製した。さらに、この透明導電性フィルムを用いて、実施例１と同様にしてタッチパネルを作製した。
【０１２１】
以上の実施例及び比較例で得られた透明導電性フィルムの諸特性の評価結果を表１及び図５〜８に示す。
【０１２２】
表１の結果より、実施例１〜３で得られた透明導電性フィルムは、空間電位Ｖｐと浮遊電位Ｖｆとの電位差（Ｖｐ−Ｖｆ）が小さいために、透明導電性薄膜へのプラズマ雰囲気からのイオン入射量が少なく、良好な膜質を有する透明導電性薄膜が得られた。さらに、この透明導電性フィルムを用いたタッチパネルは、ポリアセタール製ペン（先端形状：０．８ｍｍＲ）に、５．０Ｎの荷重をかけ２０万回の摺動試験を行った後でも、摺動部における白化は観察されず、ＯＮ抵抗にも異常がなかった。また、入力した記号○印も正確に認識していた。
【０１２３】
これに対して、比較例１で得られた透明導電性フィルムは、透明導電性薄膜へのプラズマ雰囲気からのイオン入射量が多く、透明導電性薄膜の膜質に劣っていた。そのため、この透明導電性フィルムをタッチパネルに用いたところ、ポリアセタール製ペン（先端形状：０．８ｍｍＲ）に５．０Ｎの荷重で２０万回の摺動試験を行った後で摺動部において白化が観察され、ＯＮ抵抗も上昇した。また、入力した記号○印も摺動部で正確に認識していなかった。
【０１２４】
【表１】
【発明の効果】
本発明の透明導電性フィルムの製造方法は、スパッタリングに用いるプラズマ雰囲気中の空間電位Ｖｐと、透明導電性薄膜がプラスチックフィルム上に堆積する位置における浮遊電位Ｖｆとの電位差（Ｖｐ−Ｖｆ）を、０Ｖを超え２０Ｖ以下に制御しているため、スパッタリングの際に、グロー放電によるプラズマ雰囲気中からの透明導電性薄膜へのイオン照射エネルギーを小さくすることができ、良好な膜質を有する透明導電性薄膜を成膜することができる。
【０１２６】
このため、本発明の製造方法で得られた前記透明導電性フィルムまたは透明導電性シートの少なくとも１種を使用して作製したペン入力用タッチパネルは、ペンの押圧で対向する透明導電性薄膜同士が接触しても、剥離、クラック等を生じることがない。その結果、ペン入力耐久性に優れ、かつ位置検出精度や表示品位にも優れている。したがって、ペン入力タッチパネルとして特に好適である。
【図面の簡単な説明】
【図１】グロー放電中の空間電位分布の説明図である。
【図２】本発明の製造方法で得た透明導電性フィルムを使用して得たタッチパネルの断面図の一例である。
【図３】本発明の製造方法で得た透明導電性フィルム及び透明導電性シートを使用した、ガラス基板を用いないプラスチック製のタッチパネルの断面図の一例である。
【図４】本発明の空間電位測定に用いたワイヤー型シングルプローブ法を示した説明図である。
【図５】実施例１のタッチパネルからの出力形状を示した説明図である。
【図６】実施例２のタッチパネルからの出力形状を示した説明図である。
【図７】実施例３のタッチパネルからの出力形状を示した説明図である。
【図８】比較例１のタッチパネルからの出力形状を示した説明図である。
【符号の説明】
１ 摺動試験部
２ タッチパネル出力形状
１０ 透明導電性フィルム
１１ 透明プラスチックフィルム基材
１２ 硬化物層
１３ 透明導電性薄膜
１４ ハードコート層
２０ ビーズ
３０ ガラス板
４０ 透明導電性シート
４１ 粘着剤
４２ 透明樹脂シート
５１ タングステン製ワイヤー
５２ ステンレス線
５３ セラミックスチューブ
Claims (5)
- 金属酸化物または金属を含むターゲットを用いて、スパッタリング法にて透明導電性薄膜を透明プラスチックフィルム上に成膜させる透明導電性フィルムの製造方法であって、スパッタリングを行う際に、（ａ）ターゲット背面にネオジウム系磁石またはコバルト系磁石を配置する、（ｂ）チャンバー壁周辺にフェライト磁石またはプラスチック磁石を配置する、（ｃ）グロー放電部にプラズマ流を入射する、のいずれかの手段を用い、さらに（ｄ）グロー放電をパルス状に行って、スパッタリングに用いるプラズマ雰囲気中の空間電位Ｖｐと、透明導電性薄膜がプラスチックフィルム上に堆積する位置における浮遊電位Ｖｆとの電位差（Ｖｐ−Ｖｆ）を、０Ｖを超え２０Ｖ以下になるように制御することでターゲット近傍に形成されるプラズマシース長をターゲット表面から３ｃｍ以内に形成させることを特徴とする透明導電性フィルムの製造方法。
- 前記空間電位Ｖｐが−１０〜１０Ｖ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の製造方法。
- 前記浮遊電位Ｖｆが−２０〜０Ｖであることを特徴とする請求項１または２記載の透明導電性フィルムの製造方法。
- プラスチックフィルムと透明導電性薄膜との間に、透明導電性薄膜よりも屈折率の低い層を１層以上有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の透明導電性フィルムの製造方法。
- 透明導電性フィルムの透明導電性薄膜面とは反対面に、粘着剤層を介して透明樹脂シートを貼合せてなる透明導電性シートの製造方法であって、前記透明導電性フィルムは請求項１〜４のいずれかに記載の製造方法で得られたものであることを特徴とする透明導電性シートの製造方法。
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