JP5388625B2 - 透明導電積層体の製造方法、透明導電積層体およびタッチパネル - Google Patents

Description

本発明は、透明導電積層体の製造方法、透明導電積層体およびタッチパネルに関する。

従来から、タッチパネル、太陽電池、液晶ディスプレイやエレクトロルミネッセンスディスプレイなどの画像表示装置などに用いられる透明電極として、透明基材フィルム上に透明導電層が積層された透明導電積層体が、用いられている。前記透明導電積層体は、透明物品の帯電防止や電磁波遮断などの用途にも広く用いられている。

前記透明導電積層体の好ましい表面抵抗値は、その用途に応じて異なる。例えば、画像表示装置用の透明電極としては、前記透明導電積層体の表面抵抗値が低いことが要求される。一方、例えば、タッチパネル用の透明電極としては、前記透明導電積層体の表面抵抗値が高いことが要求される。特に、最近商品化されつつある静電容量方式のタッチパネルの一部においては、表面抵抗値が高く、信頼性が高く、加工の容易な透明導電積層体が強く求められている。

一般的に、表面抵抗値が高い透明導電積層体は、表面抵抗値が低い透明導電積層体の透明導電層を薄くすることで得ることができる。しかし、極めて薄くする必要があるため、機械的強度、耐久性、抵抗の均一性等が損なわれるという問題があった。

この問題に対し、酸化インジウムおよび酸化スズを含むターゲット材料に、非導電性物質である酸化ケイ素を添加する方法が提案されている（例えば、特許文献１および特許文献２参照）。

特開２００３−２７７９２１号公報 特開２００７−１３８２６６号公報

しかしながら、これらの方法では、表面抵抗値が高い透明導電積層体を得ることができるが、得られた透明導電積層体の高温や高温高湿等の雰囲気下おける耐久性が充分でなく、信頼性が低かった。

そこで、本発明は、表面抵抗値が高く、かつ、信頼性の高い透明導電積層体を製造することが可能な透明導電積層体の製造方法の提供を目的とする。

前記目的を達成するために、本発明の透明導電積層体の製造方法は、
透明基材フィルム上に透明導電層が形成された透明導電積層体の製造方法であって、
スパッタリング用ガスおよび酸素ガスを含む混合ガス中において、Ｉｎ_２Ｏ_３およびＳｎＯ_２を含むターゲットを用いたスパッタリング法により、前記透明基材フィルム上に前記透明導電層を形成する透明導電層形成工程を含み、
前記ターゲットが、さらに、第３の成分を含み、
前記ターゲットにおける前記Ｉｎ_２Ｏ_３と前記ＳｎＯ_２との合計含有割合に対する前記ＳｎＯ_２の含有割合が、２０〜４５重量％の範囲であり、
前記混合ガスに対する前記酸素ガスの混合比率が、１〜５体積％の範囲であることを特徴とする。

前述のとおり、本発明の製造方法では、前記第３の成分を含み、かつ、前記ＳｎＯ_２の含有割合が前記所定の範囲であるＩｎ_２Ｏ_３およびＳｎＯ_２を含むターゲットを用い、前記酸素ガスの混合比率が前記所定の範囲である混合ガス中において、前記透明導電層形成工程を実施する。これにより、表面抵抗値が高く、かつ、信頼性の高い透明導電積層体を製造することが可能である。

図１は、本発明の透明導電積層体の構成の一例を示す断面図である。 図２は、本発明の透明導電積層体の構成のその他の例を示す断面図である。 図３は、本発明の透明導電積層体の構成のさらにその他の例を示す断面図である。 図４は、本発明のタッチパネルの構成の一例を示す断面図である。 図５は、透明基材フィルム上に透明導電層を形成する装置の構成の一例を示す模式図である。

本発明の製造方法において、前記第３の成分としては、例えば、酸化ケイ素、酸化ジルコニウム、酸化アルミニウム、酸化バナジウム、酸化ガリウム、酸化チタン等があげられる。

本発明の製造方法において、前記ターゲットに対する前記第３の成分の含有割合は、４重量％未満であることが好ましい。

本発明の製造方法において、前記透明導電層形成工程後、さらに、酸素含有ガス存在下、１２０〜１６０℃の温度で３０〜９０分の熱処理を行う後熱処理工程を実施することが好ましい。

本発明の製造方法において、前記混合ガスは、さらに、水蒸気を含み、前記水蒸気の分圧は、１．５×１０^−４Ｐａ以下であることが好ましい。

本発明の製造方法において、前記透明導電層形成工程を、真空槽内において、前記透明基材フィルムをロールにより連続的に搬送しながら実施し、前記透明基材フィルムの上に透明導電層を連続的に形成することが好ましい。

本発明の製造方法において、前記スパッタリング法は、マグネトロンスパッタリング法であることが好ましい。

本発明の透明導電積層体は、透明基材フィルム上に透明導電層が形成された透明導電積層体であって、前記本発明の透明導電積層体の製造方法により製造されたことを特徴とする。

本発明の透明導電積層体において、前記透明導電層の厚みは、１０〜１００ｎｍの範囲であることが好ましい。

本発明の透明導電積層体において、表面抵抗値は、１０００Ω／□以上であることが好ましい。

本発明の透明導電積層体において、下記（１）または（２）の条件で放置した場合、前記（１）および（２）の条件のいずれにおいても、放置後の表面抵抗値は、放置前の表面抵抗値の０．６〜１．４倍の範囲であることが好ましい。
（１）温度：１００℃、時間：５００時間
（２）温度：８５℃、相対湿度：８５％、時間：５００時間

本発明の透明導電積層体において、前記透明基材フィルムの前記透明導電層側と反対側の面に、透明粘着剤層を介して、透明基体が貼着されていることが好ましい。

本発明のタッチパネルは、透明導電層を有する一対のパネル板が、透明導電層同士が対向するように、スペーサを介して配置されたタッチパネルであって、前記パネル板の少なくとも一方が、前記本発明の透明導電積層体を含むことを特徴とする。

つぎに、本発明について詳細に説明する。ただし、本発明は、以下の記載により制限されない。

１．透明導電積層体の製造方法
１−１．透明基材フィルム
前記透明基材フィルムとしては、透明性、耐熱性、表面平滑性に優れたフィルムが好ましい。前記透明基材フィルムの形成材料としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレートなどのポリエステル系高分子、ポリオレフィン系高分子、ポリカーボネート、ポリエーテルスルフォン、ポリアリレート、ポリイミド、ノルボルネンなどの単一成分の高分子、共重合高分子などがあげられる。前記透明基材フィルムとしては、例えば、エポキシ系フィルムなども使用できる。

前記透明基材フィルムの厚みは、透明導電層の形成条件、透明導電積層体の用途にもよるが、例えば、１６〜２００μｍの範囲であり、好ましくは２０〜１２５μｍの範囲である。

前記透明基材フィルム上には、透明導電層を形成する前に、形成材料に応じて、アルゴンガス、窒素ガスなどの不活性ガス雰囲気下でプラズマ処理などの表面改質処理（前処理）を施してもよい。

反射防止等の観点から、前記透明基材フィルム上に、アンダーコート層を介して、前記透明導電層を形成してもよい。前記アンダーコート層の形成材料としては、例えば、酸化珪素などがあげられる。前記アンダーコート層は、例えば、前記透明基材フィルム上に形成した１層のＳｉＯ_２層などの単層構造であってもよく、前記透明基材フィルム上に形成したＳｉＯ_ｘ（ｘは、１．５以上２．０未満）層上に、さらに、ＳｉＯ_２層を形成した２層構造などの多層構造であってもよい。前記アンダーコート層の形成方法は、特に制限されない。前記形成方法としては、例えば、前記透明導電層の形成方法と同様のスパッタリング法や、真空蒸着法、イオンプレーティング法などのドライプロセスや、ゾル・ゲル法などのウェットプロセスなどがあげられる。前記アンダーコート層の厚みは、特に制限されないが、例えば、１０〜１００ｎｍの範囲であり、好ましくは２０〜８０ｎｍの範囲である。

１−２．透明導電層形成工程
前述のとおり、前記透明導電層の形成は、スパッタリング用ガスおよび酸素ガスを含む混合ガス中において、Ｉｎ_２Ｏ_３およびＳｎＯ_２を含むターゲット（Ｉｎ_２Ｏ_３−ＳｎＯ_２ターゲット）を用いたスパッタリング法により実施する。前記透明導電層の形成には、直流（ＤＣ）電源を用いた標準的なマグネトロンスパッタリング法だけでなく、ＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）スパッタリング法、ＲＦ＋ＤＣスパッタリング法、パルススパッタリング法、デュアルマグネトロンスパッタリング法などの種々のスパッタリング法を採用できる。前記マグネトロンスパッタリング法は、透明導電層の形成速度が速く、形成される透明導電層の厚みの均一性が良好であるため好ましい。

前記透明導電層の形成は、バッチ方式によっても、連続生産方式によっても実施可能である。連続生産方式による場合は、真空槽内において、前記透明基材フィルムをロールにより連続的に搬送しながら、前記透明基材フィルム上に前記透明導電層を連続的に形成することが好ましい。

図５に、透明基材フィルム上に透明導電層を形成する装置の構成の一例を示す。図示のとおり、この製造装置５０は、真空槽５１、巻出ロール５３ａ、キャンロール５５、巻取ロール５３ｂ、二つの補助ロール５４ａおよび５４ｂ、カソード５６、真空ポンプ６０、スパッタリング用ガス供給手段５８、酸素ガス供給手段５９を主要な構成部材として有する。真空槽５１内には、巻出ロール５３ａ、キャンロール５５、巻取ロール５３ｂ、および二つの補助ロール５４ａ、５４ｂが、配置されている。巻出ロール５３ａから、巻取ロール５３ｂにわたり、キャンロール５５および二つの補助ロール５４ａ、５４ｂを介して、透明基材フィルム５２が、掛け渡されている。前記カソード５６は、前記キャンロール５５と対向するように、前記真空槽５１の底部に設置されている。前記カソード５６の上面には、Ｉｎ_２Ｏ_３−ＳｎＯ_２ターゲット５７が、装着されている。前記真空ポンプ６０は、前記真空槽５１の側壁（同図においては、右側側壁）に配置されている。これにより、前記真空槽５１内を減圧することが可能となっている。前記スパッタリング用ガス供給手段５８および前記酸素ガス供給手段５９は、前記真空槽５１の側壁（同図においては、右側側壁）に配置されている。前記スパッタリング用ガス供給手段５８は、スパッタリング用ガスボンベ６１に接続されている。これにより、適度な圧力のスパッタリング用ガス（例えば、アルゴンガス）を、前記真空槽５１内に供給することが可能となっている。前記酸素ガス供給手段５９は、酸素ガスボンベ６２に接続されている。これにより、適度な圧力の酸素ガスを、前記真空槽５１内に供給することが可能となっている。これらにより、前記スパッタリング用ガスおよび前記酸素ガスを含む混合ガス雰囲気が形成される。前記キャンロール５５には、温度制御手段（図示せず）が接続されている。これにより、前記キャンロール５５の表面温度を調整することで、前記透明基材フィルム５２の温度を、前記所定の範囲とすることが可能となっている。前記温度制御手段としては、例えば、シリコーンオイル等を循環する熱媒循環装置等があげられる。

前記ターゲットは、前記第３の成分を含む。前記第３の成分は、高抵抗材料であることが好ましく、具体的には、例えば、酸化ケイ素、酸化ジルコニウム、酸化アルミニウム、酸化バナジウム、酸化ガリウム、酸化チタン等があげられる。前記ターゲットが前記第３の成分を含むことで、表面抵抗値が高い透明導電積層体を製造することができる。前記ターゲットに対する前記第３の成分の含有割合（以下、単に「第３の成分の含有割合」ということがある）は、４重量％未満であることが好ましい。前記第３の成分の含有割合を前記範囲とすることで、より好適な表面抵抗値の透明導電積層体を製造することが可能となる。前記第３の成分の含有割合は、より好ましくは３．５重量％未満であり、さらに好ましくは３重量％未満である。

前記ターゲットにおける前記Ｉｎ_２Ｏ_３と前記ＳｎＯ_２との合計含有割合に対するＳｎＯ_２の含有割合（以下、単に「ＳｎＯ_２の含有割合」ということがある）は、一般的には１０重量％以下であるのに対し、２０〜４５重量％の範囲である。前記透明導電層の導電性は、Ｉｎ_２Ｏ_３中のＩｎがＳｎで置換されることに由来するドナーと、Ｉｎ_２Ｏ_３格子中の酸素空孔に由来するドナーとにより生じるものである。前記置換に由来するドナーの数は、高温および高温高湿雰囲気下において、ほとんど変化しない。一方、前記酸素空孔に由来するドナーの数は、高温および高温高湿雰囲気下において、大きく変化する。したがって、前記置換に由来するドナーの数が多く、前記酸素空孔に由来するドナーの数が少ないほど、高温および高温高湿雰囲気下における透明導電積層体の表面抵抗値の変化率を小さくできる。前記ＳｎＯ_２含有割合を、２０〜４５重量％の範囲とすれば、相対的にＩｎ_２Ｏ_３の量が少なくなる。このため、Ｉｎ_２Ｏ_３格子中の酸素空孔に由来するドナーも少なくなり、高温および高温高湿雰囲気下における透明導電積層体の表面抵抗値の変化率を小さくできる。前記ＳｎＯ_２の含有割合は、２０〜４０重量％の範囲であることが好ましい。

本工程において、前記混合ガスに対する前記酸素ガスの混合比率（以下、単に「酸素ガスの混合比率」ということがある）は、１〜５体積％の範囲である。前記酸素ガスの混合比率を、１体積％以上とすることで前記透明導電層の透過率を向上させることができ、５体積％以下とすることで高温雰囲気下における透明導電積層体の表面抵抗値の変化率を小さくできる。前記酸素ガスの混合比率は、好ましくは１．５〜４．５体積％の範囲であり、より好ましくは２〜４．５体積％の範囲である。

本工程において、前記透明基材フィルムの温度を１００〜１５０℃の範囲とすることが好ましい。前記透明基材フィルムの温度を前記範囲とすることで、Ｉｎ_２Ｏ_３中のＩｎのＳｎへの置換が進み、前記置換に由来するドナーの数が多くなる。これにより、高温および高温高湿雰囲気下における透明導電積層体の表面抵抗値の変化率をより小さくできる。前記透明基材フィルムの温度は、より好ましくは１００〜１４０℃の範囲であり、さらに好ましくは１００〜１３０℃の範囲である。なお、前記透明基材フィルムの温度の上限値は、前記透明基材フィルムの耐熱温度に応じて決めることが好ましい。

透明導電層形成時における前記真空槽５１内の水蒸気分圧は、１．５×１０^−４Ｐａ以下とすることが好ましい。

この製造装置５０を用いた透明導電積層体の製造は、例えば、つぎのようにして実施される。すなわち、まず、前記真空槽５１内を減圧する。前記減圧後の前記真空槽５１内の圧力は、例えば、１×１０^−４Ｐａ以下であり、好ましくは、５×１０^−５Ｐａ以下であり、より好ましくは、３×１０^−５Ｐａ以下である。

ついで、前記スパッタリング用ガス供給手段５８および前記酸素ガス供給手段５９から、それぞれ、アルゴンガスおよび酸素ガスを供給する。これにより、前記スパッタリング用ガスおよび前記酸素ガスを含む混合ガス雰囲気が形成される。前記アルゴンガスの供給量（流量）および前記酸素ガスの供給量（流量）を調節することで、前記酸素ガスの混合比率を前記所定の範囲に調節することができる。前記アルゴンガスおよび前記酸素ガス供給後の前記真空槽５１内の圧力（成膜圧力）は、例えば、０．２５〜０．４０Ｐａの範囲であり、好ましくは、０．２５〜０．３５Ｐａの範囲であり、より好ましくは、０．２８〜０．３３Ｐａの範囲である。

つぎに、巻出ロール５３ａから補助ロール５４ａを介してキャンロール５５に透明基材フィルム５２を搬送する。そして、前記キャンロール５５上において、ＤＣスパッタリング法により、前記透明基材フィルム５２上に透明導電層を連続的に形成する。ここで、前記透明導電層の形成を、前記温度制御手段（図示せず）を用いて、前記透明基材フィルム５２の温度を前記所定の範囲とし、かつ、前記真空槽５１内の水蒸気分圧を前記所定の範囲として行うことが好ましい。このようにして、前記透明導電層を前記透明基材フィルム５２上に連続的に形成することができる。前記透明基材フィルム５２の搬送速度は、特に制限されない。前記搬送速度は、所望の透明導電層の厚み等に応じて適宜調整すればよい。

本工程において形成される透明導電層は、アモルファス層であってもよいし、結晶質層であってもよいし、アモルファスと結晶質とが混ざった層であってもよい。前記透明導電層の厚みは、好ましくは１０〜１００ｎｍの範囲であり、より好ましくは１０〜５０ｎｍの範囲であり、さらに好ましくは１０〜３０ｎｍの範囲である。

１−３．後熱処理工程
前述のとおり、本発明の製造方法においては、前記透明導電層形成工程後、酸素含有ガス存在下、１２０〜１６０℃の温度で３０〜９０分の熱処理を行う後熱処理工程を実施することが好ましい。本工程を、酸素含有ガス存在下で行うことで、透明導電層中の酸素空孔が減少し、前記酸素空孔に由来するドナーの数も減少する。これにより、高温および高温高湿雰囲気下における透明導電積層体の表面抵抗値の変化率をより小さくできる。前記酸素ガス存在下とは、例えば、大気中であってもよい。前記熱処理温度は、より好ましくは１３０〜１５５℃の範囲であり、さらに好ましくは１４０〜１５５℃の範囲である。前記熱処理時間は、より好ましくは４０〜８０分の範囲であり、さらに好ましくは５０〜７０分の範囲である。

前記熱処理を施す手段は、特に制限されない。前記手段としては、例えば、熱風が循環する空気循環式恒温オーブン、マイクロ波もしくは遠赤外線などを利用したヒーター、温度調節用に加熱されたロール、ヒートパイプロール、金属ベルトなどを用いた加熱手段などがあげられる。前記熱処理は、例えば、２つのロールのうちの一方のロールから他方のロールに前記透明導電層形成後の透明基材フィルムを搬送する際に、連続的に実施してもよい。また、前記熱処理は、例えば、所望の大きさにカットした前記透明導電層形成後の透明基材フィルムに施してもよい。

本発明の製造方法において、前記後熱処理工程後の透明導電積層体の表面抵抗値は、前記後熱処理工程前の表面抵抗値より低下することが好ましい。最適範囲の酸素導入量で前記透明導電層を形成した場合、前記透明導電層は、適度の酸素欠乏状態にある。このため、酸素欠乏部を介して原子が動き、低温短時間で前記透明導電層中の原子の再配列が起こる。これにより、前記透明導電層内部の欠陥や転位が少なくなり、前記透明導電層内部の応力も小さくなる。ここで、前記熱処理を行った場合、前記酸素空孔に由来するドナーからの電子発生が減少するため、透明導電積層体の表面抵抗値は高くなるはずである。しかし、前記透明導電層内部の欠陥や転位が少なくなる分、前記透明導電層内部を電子が移動しやすくなり、総合的に見ると透明導電積層体の表面抵抗値が低下する。前記後熱処理工程後の表面抵抗値が前記後熱処理工程前より低下する透明導電積層体は、高温および高温高湿雰囲気下において表面抵抗値増大の原因となる酸素空孔が少ない。このため、前記透明導電層内部の欠陥への水分の浸入による電子の移動度の低下もなく、表面抵抗値の増大が少ないと考えられる。

このようにして、透明導電層が形成された透明導電積層体を製造することができる。

２．透明導電積層体
図１の断面図に、本発明の透明導電積層体の構成の一例を示す。図示のとおり、この透明導電積層体１０は、透明基材フィルム１１の上に、透明導電層１２が積層された構成である。

図２の断面図に、本発明の透明導電積層体の構成のその他の例を示す。図２において、図１と同一部分には、同一符号を付している。図示のとおり、この透明導電積層体２０は、図１に示した透明導電積層体の透明導電層１２上に、さらに保護層２１が積層された構成である。ただし、本発明は、この例に限定されない。本発明の透明導電積層体は、図１に示した透明導電積層体の透明導電層側と反対側の面に保護層が積層された構成であってもよい。前記透明導電層側と反対側の面に保護層が積層された構成の透明導電積層体は、例えば、抵抗膜方式のタッチパネルなどに好適に用いられる。また、図２に示した透明導電層上にさらに保護層が積層された構成の透明導電積層体は、例えば、静電容量方式のタッチパネルなどに好適に用いられる。

前記保護層２１には、メラミン系樹脂、ウレタン系樹脂、アルキド系樹脂、アクリル系樹脂、シリコン系樹脂などの硬化型樹脂からなる硬化皮膜が好ましく用いられる。前記保護層２１の厚みは、特に制限されない。前記厚みは、例えば、３〜３０μｍの範囲であり、好ましくは５〜２０μｍの範囲であり、より好ましくは５〜１５μｍの範囲である。

前記保護層２１は、例えば、前記透明導電層１２上に前記各種硬化型樹脂を塗布する方法、前記透明導電層１２上に前記硬化型樹脂製フィルムなどを積層する方法など、従来公知の方法で適宜形成できる。また、前記保護層２１は、市販品を使用することもできる。

前記保護層２１は、さらに、ハードコート処理、反射防止処理、防眩（アンチグレア）処理などが施されたものであってもよい。

図３の断面図に、本発明の透明導電積層体の構成のさらにその他の例を示す。図３において、図１と同一部分には、同一符号を付している。図示のとおり、この透明導電積層体３０は、図１に示した透明導電積層体の透明基材フィルム１１の透明導電層１２側と反対側の面に、透明粘着剤層３１を介して、透明基体３２が貼着された構成である。

前記透明基体３２の貼着においては、前記透明基体３２側に前記透明粘着剤層３１を形成し、これを前記透明基材フィルム１１に貼り合わせてもよいし、前記透明基材フィルム１１側に前記透明粘着剤層３１を形成し、これを前記透明基体３２に貼り合わせてもよい。後者の方法が、２つのロールのうちの一方のロールから他方のロールに図１に示した透明導電積層体を搬送する際に、前記透明粘着剤層３１を連続的に形成できるので、製造効率の点から好ましい。

前記透明粘着剤層３１の形成材料は、透明性を有するものであれば、特に制限されない。前記透明粘着剤層３１の形成材料としては、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あげられる。前記透明粘着剤層３１は、例えば、前記透明基体３２の貼着後、そのクッション効果により、耐擦傷性やタッチパネル用途における打点特性の向上などの機能を発揮する。

前述のような機能をより良く発揮させる観点から、前記透明粘着剤層３１の弾性係数を、１×１０^５〜１×１０^７ｄｙｎ／ｃｍ^２（Ｐａ）の範囲に設定することが好ましい。同様の理由から、前記透明粘着剤層３１の厚みは、１μｍ以上であるが好ましく、より好ましくは５〜１００μｍの範囲である。

前記透明基体３２は、前記透明基材フィルム１１に対して良好な機械的強度を付与し、特に、カールなどの発生防止に寄与するものである。貼着後に可撓性が要求される場合、前記透明基体３２としては、例えば、厚み６〜３００μｍ程度のプラスチックフィルムが用いられる。貼着後に可撓性が要求されない場合、前記透明基体３２としては、例えば、厚み０．０５〜１０ｍｍ程度のガラス板やフィルム状もしくは板状のプラスチックが用いられる。前記プラスチックの材質は、前記透明基材フィルムの形成材料と同様である。

図３においては、前記透明粘着剤層３１および前記透明基体３２は、それぞれ、一層である。ただし、本発明は、これに限定されない。本発明の透明導電積層体は、前記透明基材フィルム１１の前記透明導電層１２側と反対側の面に、二層以上の前記透明基体３２が、前記透明粘着剤層３１を介して順次積層されたものであってもよい。

３．タッチパネル
図４の断面図に、本発明のタッチパネルの構成の一例を示す。図４において、図３と同一部分には、同一符号を付している。図示のとおり、このタッチパネル４０は、透明導電層を有する一対のパネル板４１ａ、４１ｂおよびスペーサ４２を備える。一方のパネル板４１ａは、図３に示す本発明の透明導電積層体である。他方のパネル板４１ｂは、基体４３上に透明導電層１２が積層された構成である。前記一対のパネル板４１ａ、４１ｂは、それぞれの透明導電層同士が対向するように、前記スペーサ４２を介して配置されている。前記基体４３は、例えば、前述の透明基材フィルムであってもよいし、前述の透明基体であってもよい。

このタッチパネル４０では、前記一方のパネル板４１ａ側から、指や入力ペン等により前記スペーサ４２の弾性力を抗して押圧打点したとき、前記一対のパネル板４１ａ、４１ｂの透明導電層同士が接触して、電気回路のＯＮ状態となり、押圧を解除するとＯＦＦ状態に戻る。すなわち、このタッチパネル４０は、透明スイッチ構体として機能する。前記一方のパネル板４１ａは、図３に示す本発明の透明導電積層体であるため、例えば、耐擦傷性や打点特性などに優れ、長期に亘って前記機能を安定に維持させることができる。ただし、本発明のタッチパネルは、これに限定されない。本発明のタッチパネルは、例えば、前記一方のパネル板４１ａが、図１または図２に示す本発明の透明導電積層体であってもよいし、前記他方のパネル板４１ｂが、本発明の透明導電積層体であってもよい。

前記スペーサ４２は、従来公知のものを採用することができる。前記スペーサ４２の製造方法、サイズ、配置位置、数量は、特に限定されない。また、前記スペーサ４２の形状は、例えば、略球形、多角形等の従来公知の形状を採用することができる。

４．用途
本発明の透明導電積層体は、表面抵抗値が高いことが要求される任意の用途に使用される。その用途としては、例えば、タッチパネル、帯電防止フィルム、電磁波シールドなどがあげられる。

つぎに、本発明の実施例について比較例と併せて説明する。なお、本発明は、下記の実施例および比較例によってなんら限定ないし制限されない。また、各実施例および各比較例における各種特性および物性の測定および評価は、下記の方法により実施した。

（透明導電層形成工程後の表面抵抗値Ｒａｄ）
透明導電層形成工程後の表面抵抗値Ｒａｄ（Ω／□）は、表面抵抗計（三菱油化製、商品名：ロレスタ）を用いて測定した。

（後熱処理工程後の表面抵抗値Ｒ０）
後熱処理工程後の表面抵抗値Ｒ０（Ω／□）を、前記Ｒａｄと同様にして測定した。

（高温雰囲気下における表面抵抗値の変化率）
まず、後熱処理工程後の透明導電積層体を、大気中で１００℃のオーブン（ヤマト科学（株）製、商品名：ファインオーブンＤＦＳ６２）に５００時間投入した後の表面抵抗値Ｒ１（Ω／□）を、前記Ｒａｄと同様にして測定した。ついで、高温雰囲気下における表面抵抗値の変化率Ｒ１／Ｒ０を算出した。

（高温高湿雰囲気下における表面抵抗値の変化率）
まず、後熱処理工程後の透明導電積層体を、８５℃、相対湿度８５％の恒温恒湿器（ヤマト科学（株）製、商品名：ＩＨ４００）に５００時間投入した後の表面抵抗値Ｒ２（Ω／□）を、前記Ｒａｄと同様にして測定した。ついで、高温高湿雰囲気下における表面抵抗値の変化率Ｒ２／Ｒ０を算出した。

［実施例１］
〔透明基材フィルムの準備〕
基材フィルムとして、三菱ポリエステルフィルム（株）製の商品名「Ｔ６０９Ｅ ２５Ｎ」のＰＥＴフィルム（厚み：２５μｍ）を準備した。

前記ＰＥＴフィルムの易滑処理面と反対側の平滑面上に、透明導電層を形成できるように、前記ＰＥＴフィルムを、図５に示す製造装置の巻出ロール５３ａに装着した。巻出ロール５３ａから補助ロール５４ａを介して１２０℃に加熱したキャンロール５５へと前記ＰＥＴフィルムを搬送し、さらに巻取ロール５３ｂで巻き取りながら、真空ポンプ６０により真空槽５１内を減圧し、到達真空度１．５×１０^−６Ｐａを得た。こうして水蒸気分圧を１．５×１０^−６Ｐａ以下とした。その後、スパッタリング用ガス供給手段５８により、前記真空槽５１内にアルゴンガスを導入し、巻取ロール５３ｂから巻出ロール５３ａへと前記ＰＥＴフィルムを搬送しながら、１３．５６ＭＨｚのプラズマ放電中を通し、前記ＰＥＴフィルムの平滑面に前処理を施した。

〔透明導電層形成工程〕
つぎに、カソード５６の上面に、前記ＳｎＯ_２の含有割合が３０重量％、ＳｉＯ_２の含有割合が２．５重量％のＩｎ_２Ｏ_３−ＳｎＯ_２−ＳｉＯ_２ターゲット５７を装着した。ついで、前記ＰＥＴフィルム５２を、巻出ロール５３ａから、補助ロール５４ａを介してキャンロール５５へと搬送した。３ｋＷのＤＣ電力放電、透明基材フィルム温度１２０℃の条件下で、厚み約１５ｎｍの透明導電層を形成し、巻取ロール５３ｂに巻き取った。この際、アルゴンガスの供給量（流量）は、１５０ｓｃｃｍ（１５０×１．６９×１０^−３Ｐａ・ｍ^３／秒）、酸素ガスの供給量（流量）は、３ｓｃｃｍ（３×１．６９×１０^−３Ｐａ・ｍ^３／秒）、５ｓｃｃｍ（５×１．６９×１０^−３Ｐａ・ｍ^３／秒）、７ｓｃｃｍ（７×１．６９×１０^−３Ｐａ・ｍ^３／秒）の３通りとした。前記酸素ガスの混合比率は、それぞれ、２．０体積％、３．２体積％、４．５体積％であった。成膜圧力は、０．２８〜０．２９Ｐａであった。

（後熱処理工程）
つぎに、前記透明導電層形成後のフィルム５２を、前記真空槽５１から取り出した後、適当な大きさにカットし、前記オーブンを用いて、大気中で１５０℃、６０分間の熱処理を施した。このようにして、本実施例の透明導電積層体を得た。

［実施例２］
ターゲット５７として、ＳｎＯ_２の含有割合が２０重量％、ＳｉＯ_２の含有割合が２．５重量％のＩｎ_２Ｏ_３−ＳｎＯ_２ターゲットを用い、酸素ガスの供給量（流量）を、５ｓｃｃｍ（５×１．６９×１０^−３Ｐａ・ｍ^３／秒）としたこと以外は、実施例１と同様にして、本実施例の透明導電積層体を得た。前記酸素ガスの混合比率は、３．２体積％であった。

［実施例３］
ターゲット５７として、ＳｎＯ_２の含有割合が４０重量％、ＳｉＯ_２の含有割合が２．５重量％のＩｎ_２Ｏ_３−ＳｎＯ_２ターゲットを用い、酸素ガスの供給量（流量）を、５ｓｃｃｍ（５×１．６９×１０^−３Ｐａ・ｍ^３／秒）としたこと以外は、実施例１と同様にして、本実施例の透明導電積層体を得た。前記酸素ガスの混合比率は、３．２体積％であった。

［実施例４］
ターゲット５７として、ＳｎＯ_２の含有割合が３０重量％、ＳｉＯ_２の含有割合が３．５重量％のＩｎ_２Ｏ_３−ＳｎＯ_２−ＳｉＯ_２ターゲットを用い、酸素ガスの供給量（流量）を、３ｓｃｃｍ（３×１．６９×１０^−３Ｐａ・ｍ^３／秒）としたこと以外は、実施例１と同様にして、本実施例の透明導電積層体を得た。前記酸素ガスの混合比率は、２．０体積％であった。

［比較例１］
酸素ガスの供給量（流量）を、１１ｓｃｃｍ（１１×１．６９×１０^−３Ｐａ・ｍ^３／秒）、または１５ｓｃｃｍ（１５×１．６９×１０^−３Ｐａ・ｍ^３／秒）の２通りとしたこと以外は、実施例１と同様にして、本比較例の透明導電積層体を得た。前記酸素ガスの混合比率は、それぞれ、６．８体積％、９．１体積％であった。

［比較例２］
ターゲット５７として、ＳｎＯ_２の含有割合が３０重量％のＩｎ_２Ｏ_３−ＳｎＯ_２ターゲットを用い、酸素ガスの供給量（流量）を、３ｓｃｃｍ（３×１．６９×１０^−３Ｐａ・ｍ^３／秒）としたこと以外は、実施例１と同様にして、本比較例の透明導電積層体を得た。前記酸素ガスの混合比率は、２．０体積％であった。

［比較例３］
ターゲット５７として、ＳｎＯ_２の含有割合が１０重量％、ＳｉＯ_２の含有割合が５重量％のＩｎ_２Ｏ_３−ＳｎＯ_２−ＳｉＯ_２ターゲットを用い、酸素ガスの供給量（流量）を、３ｓｃｃｍ（３×１．６９×１０^−３Ｐａ・ｍ^３／秒）としたこと以外は、実施例１と同様にして、本比較例の透明導電積層体を得た。前記酸素ガスの混合比率は、２．０体積％であった。

［比較例４］
厚み約２０ｎｍの透明導電層を形成しこと以外は、比較例３と同様にして、本比較例の透明導電積層体を得た。前記酸素ガスの混合比率は、２．０体積％であった。

［比較例５］
酸素ガスを供給しなかったこと以外は、実施例１と同様にして、本比較例の透明導電積層体を得た。

実施例および比較例における各種特性および物性の測定もしくは評価結果を、下記表１に示す。

前記表１に示すとおり、実施例１から４で得られた透明導電積層体は、表面抵抗値が１０００Ω／□以上であり、かつ、高温および高温高湿雰囲気下に放置した後の表面抵抗値の変化率は、最大で１．３３倍であった。すなわち、実施例１から４で得られた透明導電積層体は、表面抵抗値が高く、かつ、耐熱性および耐湿熱性に優れ、信頼性の高い透明導電積層体であった。

一方、比較例１、３および４で得られた透明導電積層体は、表面抵抗値が１０００Ω／□以上であった。しかし、高温雰囲気下に放置した後の表面抵抗値の変化率が大きく（最小で１．７４倍）、耐熱性が劣っていた。また、比較例２で得られた透明導電積層体は、高温および高温高湿雰囲気下に放置した後の表面抵抗値の変化率が小さかった。しかし、表面抵抗値は、１０００Ω／□以下であった。すなわち、表面抵抗値が低かった。また、比較例５で得られた透明導電積層体は、透明導電層が茶色に変色していた。

以上のように、本発明によれば、表面抵抗値が高く、かつ、信頼性の高い透明導電積層体を製造することができる。本発明の透明導電積層体は、表面抵抗値が高いことが要求される任意の用途に使用される。その用途としては、例えば、タッチパネル、帯電防止フィルム、電磁波シールドなどがあげられる。

１０、２０、３０ 透明導電積層体
１１、５２ 透明基材フィルム
１２ 透明導電層
２１ 保護層
３１ 透明粘着剤層
３２ 透明基体
４０ タッチパネル
４１ａ、４１ｂ 一対のパネル板
４２ スペーサ
４３ 基体
５０ 製造装置
５１ 真空槽
５３ａ 巻出ロール
５３ｂ 巻取ロール
５４ａ、５４ｂ 補助ロール
５５ キャンロール
５６ カソード
５７ ターゲット
５８ スパッタリング用ガス供給手段
５９ 酸素ガス供給手段
６０ 真空ポンプ
６１ スパッタリング用ガスボンベ
６２ 酸素ガスボンベ

Claims (12)

1. 透明基材フィルム上に透明導電層が形成された透明導電積層体の製造方法であって、
   スパッタリング用ガスおよび酸素ガスを含む混合ガス中において、Ｉｎ_２Ｏ_３およびＳｎＯ_２を含むターゲットを用いたスパッタリング法により、前記透明基材フィルム上に前記透明導電層を形成する透明導電層形成工程を含み、
   前記ターゲットが、さらに、第３の成分を含み、
   前記第３の成分が、酸化ケイ素、酸化ジルコニウム、酸化アルミニウム、酸化バナジウム、酸化ガリウムおよび酸化チタンからなる群から選択される少なくとも一つの成分を含み、
   前記ターゲットに対する前記第３の成分の含有割合が、４重量％未満であり、
   前記ターゲットにおける前記Ｉｎ_２Ｏ_３と前記ＳｎＯ_２との合計含有割合に対する前記ＳｎＯ_２の含有割合が、３０〜４５重量％の範囲であり、
   前記混合ガスに対する前記酸素ガスの混合比率が、１〜５体積％の範囲であることを特徴とする透明導電積層体の製造方法。
2. 前記透明導電層形成工程後、さらに、酸素含有ガス存在下、１２０〜１６０℃の温度で３０〜９０分の熱処理を行う後熱処理工程を実施する請求項１記載の透明導電積層体の製造方法。
3. 前記透明導電層形成工程を、真空槽内において、前記透明基材フィルムをロールにより連続的に搬送しながら実施し、前記透明基材フィルムの上に透明導電層を連続的に形成する請求項１または２記載の透明導電積層体の製造方法。
4. 前記スパッタリング法が、マグネトロンスパッタリング法である請求項１から３のいずれか一項に記載の透明導電積層体の製造方法。
5. 前記透明導電層形成工程において形成される前記透明導電層が、アモルファス層またはアモルファスと結晶質が混ざった層である請求項１から４のいずれか一項に記載の透明導電積層体の製造方法。
6. 前記透明導電層形成工程において、前記透明基材フィルムの温度を１００〜１５０℃の範囲とする請求項１から５のいずれか一項に記載の透明導電積層体の製造方法。
7. 透明基材フィルム上に透明導電層が形成された透明導電積層体であって、
   請求項１から６のいずれか一項に記載の透明導電積層体の製造方法により製造されたことを特徴とする透明導電積層体。
8. 前記透明導電層の厚みが、１０〜１００ｎｍの範囲である請求項７記載の透明導電積層体。
9. 表面抵抗値が、１０００Ω／□以上である請求項７または８記載の透明導電積層体。
10. 下記（１）または（２）の条件で放置した場合、前記（１）および（２）の条件のいずれにおいても、放置後の表面抵抗値が、放置前の表面抵抗値の０．６〜１．４倍の範囲である請求項７から９のいずれか一項に記載の透明導電積層体。
    （１）温度：１００℃、時間：５００時間
    （２）温度：８５℃、相対湿度：８５％、時間：５００時間
11. 前記透明基材フィルムの前記透明導電層側と反対側の面に、透明粘着剤層を介して、透明基体が貼着されている請求項７から１０のいずれか一項に記載の透明導電積層体。
12. 透明導電層を有する一対のパネル板が、透明導電層同士が対向するように、スペーサを介して配置されたタッチパネルであって、
    前記パネル板の少なくとも一方が、請求項７から１１のいずれか一項に記載の透明導電積層体を含むことを特徴とするタッチパネル。

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