JP5699352B2 - 透明導電フィルム - Google Patents
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Description
本発明は、タッチパネル等に用いられる透明導電フィルムに関する。
タッチパネルに用いられる透明導電フィルムとして、その一方の面に透明導電膜をパターニングしてなる透明配線層を備えたものがある。
近年、スマートフォン等に搭載されたタッチパネルにおいて、その光学的特性は高くなっている。すなわち、タッチパネルを通して見える画像の色合いを保つと共に、透明配線層の存在が目立たないようにすることが要求されるようになっている。それとともに、透明配線層の細線化や高い耐久性も要求されている。
近年、スマートフォン等に搭載されたタッチパネルにおいて、その光学的特性は高くなっている。すなわち、タッチパネルを通して見える画像の色合いを保つと共に、透明配線層の存在が目立たないようにすることが要求されるようになっている。それとともに、透明配線層の細線化や高い耐久性も要求されている。
透明配線層の透明性を確保して配線が目立たないようにする技術として、例えば、光学調整層を基材フィルムと透明導電膜（透明配線層）との間に形成した透明導電フィルムが提案されている（特許文献１、２）。
そして、透明配線層としてはＩＴＯ（インジウム錫酸化物）が用いられるが、その透明配線層の耐久性、光学特性の観点から、結晶質のＩＴＯが用いられる。
そして、透明配線層としてはＩＴＯ（インジウム錫酸化物）が用いられるが、その透明配線層の耐久性、光学特性の観点から、結晶質のＩＴＯが用いられる。
しかしながら、透明配線層のパターニングを行う際に、透明導電膜のエッチングを行うこととなるが、透明導電膜（透明配線層）に結晶質のＩＴＯを用いると、エッチング速度が低下したり、エッチング残渣が残るなど、エッチング特性が悪くなる。特に上述のごとく透明配線層の細線化が要求される昨今の透明導電フィルムにおいては、エッチング特性に優れた透明導電膜が望まれている。そこで、透明配線層をアモルファス（非晶質）のＩＴＯによって構成することが考えられる。しかし、アモルファスのＩＴＯでは、透明配線層の耐久性や光学特性を維持することが困難となる。
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたもので、耐久性、光学特性に優れると共に、配線精度の高精度化を容易に図ることができる透明配線層を備えた透明導電フィルム及びその製造方法を提供しようとするものである。
第１の発明は、透明な樹脂からなる基材フィルムと、
該基材フィルムの表面に形成され、該基材フィルムよりも光屈折率の高い高屈折コート層と、
該高屈折コート層の表面に形成され、該高屈折コート層よりも光屈折率の低い低屈折コート層と、
該低屈折コート層の表面に形成された酸化ケイ素からなる防湿性の下地層と、
該下地層の表面においてパターン形成され、該下地層よりも光屈折率の高い結晶質のＩＴＯからなる透明配線層とを有し、
上記透明配線層は、ＩＴＯの結晶子サイズが７．８〜９ｎｍであることを特徴とする透明導電フィルムにある（請求項１）。
該基材フィルムの表面に形成され、該基材フィルムよりも光屈折率の高い高屈折コート層と、
該高屈折コート層の表面に形成され、該高屈折コート層よりも光屈折率の低い低屈折コート層と、
該低屈折コート層の表面に形成された酸化ケイ素からなる防湿性の下地層と、
該下地層の表面においてパターン形成され、該下地層よりも光屈折率の高い結晶質のＩＴＯからなる透明配線層とを有し、
上記透明配線層は、ＩＴＯの結晶子サイズが７．８〜９ｎｍであることを特徴とする透明導電フィルムにある（請求項１）。
第２の発明は、透明な樹脂からなる基材フィルムの表面に該基材フィルムよりも光屈折率の高い高屈折コート層と、該高屈折コート層の表面に形成され該高屈折コート層よりも光屈折率の低い低屈折コート層とが形成された多層フィルムにおける上記低屈折コート層側の表面に、酸化ケイ素からなる防湿性の下地層を形成し、
次いで、該下地層の表面に、該下地層よりも光屈折率の高いアモルファスのＩＴＯからなる透明導電膜を形成し、
次いで、上記透明導電膜の一部をエッチングしてパターン形成することにより透明配線層を形成し、
次いで、上記多層フィルムと上記下地層と上記透明配線層とからなる積層体を加熱処理することにより上記透明配線層を結晶化させ、
上記加熱処理後の上記透明配線層におけるＩＴＯの結晶子サイズが７．８〜９ｎｍであることを特徴とする透明導電フィルムの製造方法にある（請求項３）。
次いで、該下地層の表面に、該下地層よりも光屈折率の高いアモルファスのＩＴＯからなる透明導電膜を形成し、
次いで、上記透明導電膜の一部をエッチングしてパターン形成することにより透明配線層を形成し、
次いで、上記多層フィルムと上記下地層と上記透明配線層とからなる積層体を加熱処理することにより上記透明配線層を結晶化させ、
上記加熱処理後の上記透明配線層におけるＩＴＯの結晶子サイズが７．８〜９ｎｍであることを特徴とする透明導電フィルムの製造方法にある（請求項３）。
第１の発明にかかる透明導電フィルムは、上記基材フィルムと上記透明配線層との間に、上記高屈折コート層と上記低屈折コート層と上記下地層とを、上記の積層順にて設けてある。これにより、透明導電フィルムにおける光透過率を向上させ、光学特性を高めることができる。
そして、上記透明配線層は、ＩＴＯの結晶子サイズが９ｎｍ以下である。すなわち、上記透明配線層を形成するＩＴＯは、結晶化しているものの結晶化の程度が小さい状態である。この状態を以下において「微結晶」と言うこととする。
上記透明配線層は、微結晶の状態であっても結晶質であることには変わりはない。それゆえ、透明配線層の耐久性、光学特性を維持することができる。すなわち、例えば、上記透明導電フィルムをタッチパネル用に用いた場合に、打鍵特性や摺動特性に優れると共に、光透過性を高く維持することができる。
上記透明配線層は、微結晶の状態であっても結晶質であることには変わりはない。それゆえ、透明配線層の耐久性、光学特性を維持することができる。すなわち、例えば、上記透明導電フィルムをタッチパネル用に用いた場合に、打鍵特性や摺動特性に優れると共に、光透過性を高く維持することができる。
また、透明配線層が上記微結晶の状態にあることにより、透明配線層は、成膜後、加熱処理（アニーリング）前の状態においてアモルファス（非晶質）の状態としておくことができる。つまり、透明導電膜を成膜した後、これを部分的にエッチングして透明配線層とした後に加熱処理を行うことによって、透明配線層を結晶化する場合、加熱処理後のＩＴＯの結晶化の程度を上記微結晶の状態よりも高くするためには、加熱処理前の状態においてもある程度結晶質であることが必要となる。これに対し、加熱処理前において非晶質（アモルファス）であっても、上記微結晶であれば加熱処理によってこれを実現することができる。
それゆえ、加熱処理後のＩＴＯが上記微結晶の程度であれば、エッチングを透明配線層の結晶化の前、すなわちアモルファス（非晶質）の状態にある透明導電膜に対して行うことが可能となる。その結果、エッチングによる配線の形成精度を高くすることができ、配線精度の高精度化を図ることができる。
また、透明導電膜は酸化ケイ素からなる上記下地層の表面に形成されているため、加熱処理時におけるＩＴＯの結晶化を促進することができる。
また、透明導電膜は酸化ケイ素からなる上記下地層の表面に形成されているため、加熱処理時におけるＩＴＯの結晶化を促進することができる。
第２の発明に係る透明導電フィルムの製造方法においては、上記多層フィルムにおける低屈折コート層側の表面に上記下地層を形成する。これにより、加熱処理時におけるＩＴＯの結晶化を促進することができる。
そして、下地層の表面にアモルファスのＩＴＯからなる透明導電膜を形成し、次いで、透明導電膜の一部をエッチングしてパターン形成することにより透明配線層を形成する。つまり、エッチング特性に優れたアモルファスのＩＴＯからなる透明導電膜をエッチングすることとなるため、パターン形成を容易に精度よく行うことができる。その結果、透明配線層の細線化が容易になるなど、配線精度を向上させることができる。
そして、その後、上記積層体を加熱処理することにより上記透明配線層を結晶化させるため、透明配線層の耐久性、光学特性を確保することができる。
そして、その後、上記積層体を加熱処理することにより上記透明配線層を結晶化させるため、透明配線層の耐久性、光学特性を確保することができる。
以上のごとく、本発明によれば、耐久性、光学特性に優れると共に、配線精度の高精度化を容易に図ることができる透明配線層を備えた透明導電フィルム及びその製造方法を提供することができる。
上記第１の発明に係る透明導電フィルムは、例えば、静電容量式や抵抗膜式のタッチパネルにおいて用いられる。
上記基材フィルムは、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（ＰＥＮ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリカーボネイト（ＰＣ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリアクリル（ＰＡＣ）、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、脂肪族環状ポリオレフィン、ノルボルネン系の熱可塑性透明樹脂などの可撓性フィルムやこれら２種以上の積層体によって構成することができる。また、上記基材フィルムは、その表裏にハードコート層を備えていてもよい。
上記基材フィルムは、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（ＰＥＮ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリカーボネイト（ＰＣ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリアクリル（ＰＡＣ）、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、脂肪族環状ポリオレフィン、ノルボルネン系の熱可塑性透明樹脂などの可撓性フィルムやこれら２種以上の積層体によって構成することができる。また、上記基材フィルムは、その表裏にハードコート層を備えていてもよい。
また、高屈折コート層は、例えば、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化セリウム、酸化アルミニウム、酸化アンチモン、酸化ジルコニウム、酸化錫、酸化ニオブ、酸化ランタン、酸化アルミニウム、酸化錫、ＩＴＯによって構成することができ、その光屈折率は１．７〜２．８とすることができる。高屈折コート層の膜厚は例えば５〜５０ｎｍとすることができる。
また、低屈折コート層は、例えば、酸化シリコン、フッ化カルシウム、フッ化マグネシウム等によって構成することができ、その光屈折率は１．２〜１．５とすることができる。低屈折コート層の膜厚は例えば１０〜１００ｎｍとすることができる。
また、低屈折コート層は、例えば、酸化シリコン、フッ化カルシウム、フッ化マグネシウム等によって構成することができ、その光屈折率は１．２〜１．５とすることができる。低屈折コート層の膜厚は例えば１０〜１００ｎｍとすることができる。
下地層の光屈折率は、例えば１．４〜１．５とし、その膜厚は１０〜２０ｎｍとすることができる。また、透明配線層の光屈折率は、例えば１．９〜２．２とし、その膜厚は１８〜３０ｎｍとすることができる。
上記下地層及び上記透明配線層（透明導電膜）は、スパッタリングによって成膜することが好ましい。
上記下地層及び上記透明配線層（透明導電膜）は、スパッタリングによって成膜することが好ましい。
上記第２の発明において、上記加熱処理後の上記透明配線層におけるＩＴＯの結晶子サイズが９ｎｍ以下である。
これにより、耐久性、光学特性に優れると共に、配線精度の高精度化を容易に図ることができる透明配線層を、より確実に得ることができる。
上記結晶子サイズが９ｎｍを超える場合には、加熱処理前の透明配線層（透明導電膜）のＩＴＯをアモルファスの状態にしておくことが困難となる。この臨界意義は、上記第１の発明に係る透明導電フィルムにおける上記透明配線層におけるＩＴＯの結晶子サイズについても同様である。
これにより、耐久性、光学特性に優れると共に、配線精度の高精度化を容易に図ることができる透明配線層を、より確実に得ることができる。
上記結晶子サイズが９ｎｍを超える場合には、加熱処理前の透明配線層（透明導電膜）のＩＴＯをアモルファスの状態にしておくことが困難となる。この臨界意義は、上記第１の発明に係る透明導電フィルムにおける上記透明配線層におけるＩＴＯの結晶子サイズについても同様である。
なお、加熱処理後における透明配線層の結晶化の度合い（ＩＴＯの結晶子サイズ）は、透明配線層（透明導電膜）の成膜時における成膜条件によって調整することができる。例えば、透明配線層（透明導電膜）をスパッタリングによって成膜する場合、チャンバー内におけるアルゴンと酸素の混合ガスの圧力及び酸素分圧を調整することによって、加熱処理（アニーリング）後の透明配線層の結晶化の度合いを調整することができる（実験例１参照）。
（実施例１）
本発明の実施例に係る透明導電フィルム及びその製造方法につき、図１〜図４を用いて説明する。
本例の透明導電フィルム１は、図１に示すごとく、透明な樹脂からなる基材フィルム１１と、該基材フィルム１１の表面に形成され、該基材フィルム１１よりも光屈折率の高い高屈折コート層１２と、該高屈折コート層１２の表面に形成され、該高屈折コート層１２よりも光屈折率の低い低屈折コート層１３とを有する。さらに、透明導電フィルム１は、低屈折コート層１３の表面に形成された酸化ケイ素からなる防湿性の下地層１４と、該下地層１４の表面においてパターン形成され、該下地層１４よりも光屈折率の高いＩＴＯからなる透明配線層１５とを有する。
本発明の実施例に係る透明導電フィルム及びその製造方法につき、図１〜図４を用いて説明する。
本例の透明導電フィルム１は、図１に示すごとく、透明な樹脂からなる基材フィルム１１と、該基材フィルム１１の表面に形成され、該基材フィルム１１よりも光屈折率の高い高屈折コート層１２と、該高屈折コート層１２の表面に形成され、該高屈折コート層１２よりも光屈折率の低い低屈折コート層１３とを有する。さらに、透明導電フィルム１は、低屈折コート層１３の表面に形成された酸化ケイ素からなる防湿性の下地層１４と、該下地層１４の表面においてパターン形成され、該下地層１４よりも光屈折率の高いＩＴＯからなる透明配線層１５とを有する。
透明配線層１５は、ＩＴＯの結晶子サイズが９ｎｍ以下である。
すなわち、透明配線層１５を構成するＩＴＯは、結晶質であり、その結晶化の程度が小さい状態（微結晶状態）にある。
すなわち、透明配線層１５を構成するＩＴＯは、結晶質であり、その結晶化の程度が小さい状態（微結晶状態）にある。
本例において、基材フィルム１１は、その表裏にハードコート層１１１、１１２を備えている。
上記基材フィルム１１はＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）からなり、その光屈折率は１．４〜１．７である。また、基材フィルム１１の厚みは２５〜１８８μｍである。また、ハードコート層１１１、１１２は、それぞれ３〜８μｍの膜厚を有する。
上記基材フィルム１１はＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）からなり、その光屈折率は１．４〜１．７である。また、基材フィルム１１の厚みは２５〜１８８μｍである。また、ハードコート層１１１、１１２は、それぞれ３〜８μｍの膜厚を有する。
また、高屈折コート層１２は、例えば、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化セリウム、酸化アルミニウム、酸化アンチモン、酸化ジルコニウム、酸化錫、酸化ニオブ、酸化ランタン、酸化アルミニウム、酸化錫、ＩＴＯによって構成することができ、その光屈折率は１．７〜２．８である。高屈折コート層１２の膜厚は５〜５０ｎｍとすることができる。
また、低屈折コート層１３は、例えば、酸化シリコン、フッ化カルシウム、フッ化マグネシウム等によって構成することができ、その光屈折率は１．２〜１．５である。低屈折コート層１３の膜厚は１０〜１００ｎｍとすることができる。
また、低屈折コート層１３は、例えば、酸化シリコン、フッ化カルシウム、フッ化マグネシウム等によって構成することができ、その光屈折率は１．２〜１．５である。低屈折コート層１３の膜厚は１０〜１００ｎｍとすることができる。
下地層１４の光屈折率は、１．４〜１．５であり、その膜厚は１０〜２０ｎｍである。また、透明配線層１５の光屈折率は、１．９〜２．２であり、その膜厚は１８〜３０ｎｍとすることができる。
透明配線層１５は、例えば互いに平行な複数の直線状の配線パターンからなるものとすることができる。
そして、本例の透明導電フィルム１は、タッチパネルに利用することができ、その場合、２枚の透明導電フィルム１を、両者間に所定の間隔を設けながら透明配線層１５同士を向い合せにして重ね合わせるように配置することとなる。
そして、本例の透明導電フィルム１は、タッチパネルに利用することができ、その場合、２枚の透明導電フィルム１を、両者間に所定の間隔を設けながら透明配線層１５同士を向い合せにして重ね合わせるように配置することとなる。
上記透明導電フィルム１を製造するにあたっては、まず、図２に示すような、樹脂からなる多層フィルム１０を用意する。多層フィルム１０は、基材フィルム１１の表面に高屈折コート層１２と、低屈折コート層１３とが順次形成されたフィルムである。
この多層フィルム１０における低屈折コート層１３側の表面に、図３に示すごとく、酸化ケイ素からなる下地層１４を形成する。
次いで、下地層１４の表面の全面に、アモルファスのＩＴＯからなる透明導電膜１５０を形成する。
この多層フィルム１０における低屈折コート層１３側の表面に、図３に示すごとく、酸化ケイ素からなる下地層１４を形成する。
次いで、下地層１４の表面の全面に、アモルファスのＩＴＯからなる透明導電膜１５０を形成する。
次いで、図４に示すごとく、透明導電膜１５０の一部をエッチングしてパターン形成することにより透明配線層１５を形成する。
次いで、多層フィルム１０と下地層１４と透明配線層１５とからなる積層体１０１を加熱処理することにより透明配線層１５を結晶化させる（図１）。
次いで、多層フィルム１０と下地層１４と透明配線層１５とからなる積層体１０１を加熱処理することにより透明配線層１５を結晶化させる（図１）。
上述した下地層１４の形成及び透明導電膜１５０を形成する方法の一例を以下に示す。
すなわち、成膜には、ロール・トゥ・ロール方式のマグネトロンスパッタリング装置を用いる。スパッタリング設備のチャンバー内に多層フィルム１０を取付け、チャンバー内に複数設置されているカソードの内の一つにケイ素ターゲット（住友金属鉱山株式会社製）を配置し、別のカソードにＩＴＯターゲット（住友金属鉱山株式会社製）を配置する。
なお、チャンバーは、２つの空間に分割されており、その一方の空間にケイ素ターゲットが配置され、他方の空間にＩＴＯターゲットが配置されている。
すなわち、成膜には、ロール・トゥ・ロール方式のマグネトロンスパッタリング装置を用いる。スパッタリング設備のチャンバー内に多層フィルム１０を取付け、チャンバー内に複数設置されているカソードの内の一つにケイ素ターゲット（住友金属鉱山株式会社製）を配置し、別のカソードにＩＴＯターゲット（住友金属鉱山株式会社製）を配置する。
なお、チャンバーは、２つの空間に分割されており、その一方の空間にケイ素ターゲットが配置され、他方の空間にＩＴＯターゲットが配置されている。
次いで、多層フィルム１０を配置したチャンバー内を真空排気し、その真空度を１×１０-3〜１×１０-5Ｐａ程度にする。
次いで、チャンバー内にアルゴン（Ａｒ）と酸素（Ｏ2）との混合ガスを導入し、その圧力を０．３〜０．６Ｐａとする。このとき、チャンバー内におけるケイ素ターゲットを配置した空間に導入する混合ガスについては、カソードにおける放電電圧が所定の放電電圧となるように、酸素（Ｏ2）の量を調整する。一方、ＩＴＯターゲットを配置した空間に導入する混合ガスについては、アルゴンに対する酸素の割合（アルゴン分圧に対する酸素分圧の比率）を３〜６％とした。
この状態において、スパッタ装置の電極間に適宜電圧を印加して、酸化ケイ素とＩＴＯとを順次、多層フィルム１０の表面（低屈折コート層１３側の表面）に成膜する。
次いで、チャンバー内にアルゴン（Ａｒ）と酸素（Ｏ2）との混合ガスを導入し、その圧力を０．３〜０．６Ｐａとする。このとき、チャンバー内におけるケイ素ターゲットを配置した空間に導入する混合ガスについては、カソードにおける放電電圧が所定の放電電圧となるように、酸素（Ｏ2）の量を調整する。一方、ＩＴＯターゲットを配置した空間に導入する混合ガスについては、アルゴンに対する酸素の割合（アルゴン分圧に対する酸素分圧の比率）を３〜６％とした。
この状態において、スパッタ装置の電極間に適宜電圧を印加して、酸化ケイ素とＩＴＯとを順次、多層フィルム１０の表面（低屈折コート層１３側の表面）に成膜する。
これにより、図３に示すごとく、基材フィルム１１と高屈折コート層１２と低屈折コート層１３とからなる多層フィルム１０の表面に下地層１４及びアモルファスの透明導電膜１５０を形成してなる積層体１００を得る。
次いで、積層体１００をチャンバー内から取り出し、アモルファスの透明導電膜１５０を部分的にエッチングして、パターン形成を行う。エッチング液としては、例えばＨＣｌ（塩酸）を用いる。これにより、図４に示すごとく、アモルファスのＩＴＯからなる透明配線層１５を形成する。
次いで、積層体１００をチャンバー内から取り出し、アモルファスの透明導電膜１５０を部分的にエッチングして、パターン形成を行う。エッチング液としては、例えばＨＣｌ（塩酸）を用いる。これにより、図４に示すごとく、アモルファスのＩＴＯからなる透明配線層１５を形成する。
次いで、透明配線層１５を形成した積層体１０１を、例えば１５０℃×９０分にて、加熱処理（アニーリング）する。これによって、透明配線層１５におけるアモルファスのＩＴＯを結晶化させる。このときの結晶化の程度が、Ｘ線回折ピーク強度において２００ｃｐｓ以下の微結晶の程度である。
以上により、本例の透明導電フィルム１を得ることができる。
以上により、本例の透明導電フィルム１を得ることができる。
次に、本例の作用効果につき説明する。
透明導電フィルム１は、基材フィルム１１と透明配線層１５との間に、高屈折コート層１２と低屈折コート層１３と下地層１４とを、上記の積層順にて設けてある。これにより、透明導電フィルム１における光透過率を向上させ、光学特性を高めることができる。
透明導電フィルム１は、基材フィルム１１と透明配線層１５との間に、高屈折コート層１２と低屈折コート層１３と下地層１４とを、上記の積層順にて設けてある。これにより、透明導電フィルム１における光透過率を向上させ、光学特性を高めることができる。
そして、透明配線層１５は、ＩＴＯの結晶子サイズが９ｎｍ以下である。すなわち、透明配線層１５を形成するＩＴＯは、結晶化しているものの結晶化の程度が小さい状態（微結晶の状態）にある。
透明配線層１５は、微結晶の状態であっても結晶質であることには変わりがない。それゆえ、透明配線層１５の耐久性、光学特性を維持することができる。すなわち、例えば、上記透明導電フィルム１をタッチパネル用に用いた場合に、打鍵特性や摺動特性に優れると共に、光透過性を高く維持することができる。
透明配線層１５は、微結晶の状態であっても結晶質であることには変わりがない。それゆえ、透明配線層１５の耐久性、光学特性を維持することができる。すなわち、例えば、上記透明導電フィルム１をタッチパネル用に用いた場合に、打鍵特性や摺動特性に優れると共に、光透過性を高く維持することができる。
また、透明配線層１５が上記微結晶の状態にあることにより、透明配線層１５は、成膜後、加熱処理（アニーリング）前の状態においてアモルファス（非晶質）の状態としておくことができる。つまり、透明導電膜１５０を成膜した後、これを部分的にエッチングして透明配線層１５とした後に加熱処理を行うことによって、透明配線層１５を結晶化する場合、加熱処理後のＩＴＯの結晶化の程度を上記微結晶の状態よりも高くするためには、加熱処理前の状態においてもある程度結晶質であることが必要となる。これに対し、加熱処理前において非晶質（アモルファス）であっても、上記微結晶であれば加熱処理によってこれを実現することができる。
それゆえ、加熱処理後のＩＴＯが上記微結晶の程度であれば、エッチングを透明配線層１５の結晶化の前、すなわちアモルファス（非晶質）の状態にある透明導電膜１５０に対して行うことが可能となる。その結果、エッチングによる配線の形成精度を高くすることができ、配線精度の高精度化を図ることができる。
また、透明導電膜１５０は酸化ケイ素からなる下地層１４の表面に形成されているため、加熱処理時におけるＩＴＯの結晶化を促進することができる。
また、透明導電膜１５０は酸化ケイ素からなる下地層１４の表面に形成されているため、加熱処理時におけるＩＴＯの結晶化を促進することができる。
そして、本例の透明導電フィルムの製造方法においては、下地層１４の表面にアモルファスのＩＴＯからなる透明導電膜１５０を形成し、次いで、透明導電膜１５０の一部をエッチングしてパターン形成することにより透明配線層１５を形成する。つまり、エッチング特性に優れたアモルファスのＩＴＯからなる透明導電膜１５０をエッチングすることとなるため、パターン形成を容易に精度よく行うことができる。その結果、透明配線層１５の細線化が容易になるなど、配線精度を向上させることができる。
そして、その後、積層体１０１を加熱処理することにより透明配線層１５を結晶化させるため、透明配線層１５の耐久性、光学特性を確保することができる。
そして、その後、積層体１０１を加熱処理することにより透明配線層１５を結晶化させるため、透明配線層１５の耐久性、光学特性を確保することができる。
以上のごとく、本例によれば、耐久性、光学特性に優れると共に、配線精度の高精度化を容易に図ることができる透明配線層を備えた透明導電フィルム及びその製造方法を提供することができる。
（実験例１）
本例は、図５、表１に示すごとく、上記実施例１に示した透明導電フィルムの製造方法において、透明導電膜１５０の成膜時におけるスパッタリングの条件と、その後の加熱処理による透明配線層１５の結晶化の程度との関係を調べた例である。
上記スパッタリングの条件としては、チャンバー内に導入するアルゴン（Ａｒ）と酸素（Ｏ2）との混合ガスの圧力と、混合ガス中のアルゴンに対する酸素の割合（アルゴン分圧に対する酸素分圧の比率（Ｏ2／Ａｒ））とを種々変更した。種々の条件に基づいて、それぞれ透明導電膜１５０を成膜し、その後、透明導電膜１５０をエッチングすることによってパターン形成して透明配線層１５を形成すると共に、これを１５０℃×９０分にて加熱処理して、透明配線層１５を結晶化させて、透明導電フィルム１を作製した。
なお、スパッタリング時におけるチャンバー内の真空度は、１×１０-3Ｐａとした。
また、用いたスパッタ装置は、ロール・トゥ・ロール方式のマグネトロンスパッタリング装置である。
本例は、図５、表１に示すごとく、上記実施例１に示した透明導電フィルムの製造方法において、透明導電膜１５０の成膜時におけるスパッタリングの条件と、その後の加熱処理による透明配線層１５の結晶化の程度との関係を調べた例である。
上記スパッタリングの条件としては、チャンバー内に導入するアルゴン（Ａｒ）と酸素（Ｏ2）との混合ガスの圧力と、混合ガス中のアルゴンに対する酸素の割合（アルゴン分圧に対する酸素分圧の比率（Ｏ2／Ａｒ））とを種々変更した。種々の条件に基づいて、それぞれ透明導電膜１５０を成膜し、その後、透明導電膜１５０をエッチングすることによってパターン形成して透明配線層１５を形成すると共に、これを１５０℃×９０分にて加熱処理して、透明配線層１５を結晶化させて、透明導電フィルム１を作製した。
なお、スパッタリング時におけるチャンバー内の真空度は、１×１０-3Ｐａとした。
また、用いたスパッタ装置は、ロール・トゥ・ロール方式のマグネトロンスパッタリング装置である。
得られた種々の透明導電フィルム１について、透明配線層１５におけるＩＴＯの結晶子サイズを測定した。
ＩＴＯの結晶子サイズは、Ｘ線回折法を用いて求めた。すなわち、薄膜のＸ線回折のＩＴＯ（２２２）回折ピークからシェラー法により求めた。ここで、シェラー法とは、Ｘ線の使用波長をλ〔ｎｍ〕、回折角をθ〔ｒａｄ．〕、結晶子サイズをｔ〔ｎｍ〕、回折線の広がり（半値幅）をＢ〔ｒａｄ．〕としたとき、これらの間に、ｔ＝０．９λ／Ｂｃｏｓθで表される関係があることを用いた測定法である。なお、測定には、リガク社製のＸ線回折装置（ＲＩＮＴ−２１００）を用いた。また、そのＸ線源は、ＣｕＫα（４０ｋＶ、４０ｍＡ）である。
ＩＴＯの結晶子サイズは、Ｘ線回折法を用いて求めた。すなわち、薄膜のＸ線回折のＩＴＯ（２２２）回折ピークからシェラー法により求めた。ここで、シェラー法とは、Ｘ線の使用波長をλ〔ｎｍ〕、回折角をθ〔ｒａｄ．〕、結晶子サイズをｔ〔ｎｍ〕、回折線の広がり（半値幅）をＢ〔ｒａｄ．〕としたとき、これらの間に、ｔ＝０．９λ／Ｂｃｏｓθで表される関係があることを用いた測定法である。なお、測定には、リガク社製のＸ線回折装置（ＲＩＮＴ−２１００）を用いた。また、そのＸ線源は、ＣｕＫα（４０ｋＶ、４０ｍＡ）である。
測定した結晶子サイズを、図５に示す。同図において、曲線Ｌ１にて結んだデータが、スパッタリング時の混合ガスの圧力を０．３８Ｐａとしたものであり、曲線Ｌ２にて結んだデータが、スパッタリング時の混合ガスの圧力を０．４２Ｐａとしたものであり、曲線Ｌ３にて結んだデータが、スパッタリング時の混合ガスの圧力を０．４５Ｐａとしたものであり、曲線Ｌ４にて結んだデータが、スパッタリング時の混合ガスの圧力を０．４７Ｐａとしたものであり、曲線Ｌ５にて結んだデータが、スパッタリング時の混合ガスの圧力を０．５１Ｐａとしたものである。
そして、同図の横軸がアルゴン分圧に対する酸素分圧の比率（Ｏ2／Ａｒ）を表し、縦軸が、結晶子サイズを表す。
そして、同図の横軸がアルゴン分圧に対する酸素分圧の比率（Ｏ2／Ａｒ）を表し、縦軸が、結晶子サイズを表す。
同図から分かるように、スパッタリング時における混合ガスの圧力及び混合ガス中のアルゴン分圧に対する酸素分圧の比率を調整することにより、ＩＴＯの結晶子サイズを９ｎｍ以下に調整することができることが分かる。すなわち、例えば、混合ガスの圧力を０．５１Ｐａとしつつ混合ガス中のアルゴンに対する酸素の割合を３．２５％としたり、混合ガスの圧力を０．３８Ｐａとしつつ混合ガス中のアルゴンに対する酸素の割合を６％としたりすることにより、上記結晶子サイズを９ｎｍ以下に調整することができる。なお、加熱処理後における結晶子サイズが９ｎｍを超えるものについては、加熱処理前においても結晶化していた。一方、加熱処理後における結晶子サイズが９ｎｍ以下のものについては、加熱処理前の状態においてはアモルファス状態にあった。
次に、上記各種条件にて成膜した透明配線層１５（透明導電膜１５０）について、その色合い（Ｌ＊ａ＊ｂ＊色空間におけるｂ＊値）とエッチング特性とを評価した。評価対象の試料は、上述した図５に示すデータを採取した種々の試料からピックアップしたものであり、そのスパッタ条件等は、下記の表１に示すとおりである。ただし、試料６、９、１０については、チャンバー内の到達真空度を１×１０-4Ｐａまたは１×１０-5Ｐａにして透明導電膜１５０を成膜したものである。
ｂ＊値については、透明配線層１５のない部分におけるｂ＊値が１．０である場合における、透明配線層１５のある部分におけるｂ＊値を示している。それゆえ、ｂ＊値が１．０であれば透明配線層１５は目立たず、ｂ＊値が１．０から大きくずれるほど目立つこととなる。なお、ｂ＊値の測定は、スガ試験機株式会社製の測色計「Colour Cute i」を用いて、ＪＩＳ Ｋ ７１０５に従って測定した。
また、エッチング特性については、透明導電膜１５０をエッチングすることによってパターン形成したとき、エッチング残渣がない場合は良品（○）、エッチング残渣がある場合は不良（×）とした。
また、アニール（加熱処理）前における透明導電膜１５０の結晶子サイズも測定した。表１中の「−」は、結晶化していないことを示す。
また、アニール（加熱処理）前における透明導電膜１５０の結晶子サイズも測定した。表１中の「−」は、結晶化していないことを示す。
表１に示すように、透明配線層１５のＩＴＯの結晶子サイズが９ｎｍ以下のもの（試料１〜６）については、ｂ＊値が１．０であって透明配線層１５が目立たず、また、エッチング特性も優れていた。それに対し、透明配線層１５のＩＴＯの結晶子サイズが９ｎｍを超えるもの（試料７〜１０）については、ｂ＊値が０．９以下であって透明配線層１５が目立ち、また、エッチング特性も劣っている。また、試料０として、アニールを行わず、透明配線層をアモルファスのままの状態としたものも用意した。そして、この試料０における透明配線層のｂ＊値は２．０であり、透明配線層が目立つものであった。
また、アニール（加熱処理）後の透明配線層１５のＩＴＯの結晶子サイズが９ｎｍ以下の試料は、アニール前の状態において、ＩＴＯに起因するＸ線回折ピークが出ず、非晶質（アモルファス）であることが確認された。これに対し、アニール（加熱処理）後の透明配線層１５のＩＴＯの結晶子サイズが９ｎｍを超える試料については、アニール（加熱処理）前における透明導電膜１５０のＸ線回折ピーク強度が生じ、アモルファス状態ではなかった。これが、エッチング特性が劣る要因となっていると考えられる。
なお、試料１〜６の透明導電フィルム１における透明配線層１５の耐酸性についても確認した。評価方法は、上記透明導電フィルム１を、２５℃の５％ＨＣｌ（塩酸）に３０分間浸漬したときに、その抵抗変化が２０％以内に収まるか否かによって行った。その結果、試料１〜６のいずれについても、抵抗変化は２０％以内に収まり、耐酸性についても問題ないことが確認された。
さらに、各試料について、打鍵特性の評価を行った。打鍵特性は、１００万回打鍵試験を行った後に抵抗値変化率が２０％以内に収まる場合を良品（○）、２０％を超える場合に不良（×）とした。表１から分かるように、透明配線層が結晶化していない試料０については、打鍵特性が不充分であり、透明配線層が結晶化している試料１〜１０については、優れた打鍵特性を有していた。
以上の結果から、透明配線層において、ＩＴＯが結晶化していると共にその結晶子サイズが９ｎｍ以下であれば、耐久性、光学特性に優れると共に、配線精度の高精度化を容易に図ることができる透明配線層を備えた透明導電フィルムを得ることができることが分かる。特に、少なくとも透明配線層におけるＩＴＯの結晶子サイズが７．８〜９ｎｍであれば、優れた耐久性、光学特性と、配線精度の高精度化とを確保することができることが分かる。
１ 透明導電フィルム
１１ 基材フィルム
１２ 高屈折コート層
１３ 低屈折コート層
１４ 下地層
１５ 透明配線層
１５０透明導電膜
１１ 基材フィルム
１２ 高屈折コート層
１３ 低屈折コート層
１４ 下地層
１５ 透明配線層
１５０透明導電膜
Claims (4)
- 透明な樹脂からなる基材フィルムと、
該基材フィルムの表面に形成され、該基材フィルムよりも光屈折率の高い高屈折コート層と、
該高屈折コート層の表面に形成され、該高屈折コート層よりも光屈折率の低い低屈折コート層と、
該低屈折コート層の表面に形成された酸化ケイ素からなる防湿性の下地層と、
該下地層の表面においてパターン形成され、該下地層よりも光屈折率の高い結晶質のＩＴＯからなる透明配線層とを有し、
上記透明配線層は、ＩＴＯの結晶子サイズが７．８〜９ｎｍであることを特徴とする透明導電フィルム。 - 請求項１において、上記透明配線層の膜厚は１８〜３０ｎｍであることを特徴とする透明導電フィルム。
- 透明な樹脂からなる基材フィルムの表面に該基材フィルムよりも光屈折率の高い高屈折コート層と、該高屈折コート層の表面に形成され該高屈折コート層よりも光屈折率の低い低屈折コート層とが形成された多層フィルムにおける上記低屈折コート層側の表面に、酸化ケイ素からなる防湿性の下地層を形成し、
次いで、該下地層の表面に、該下地層よりも光屈折率の高いアモルファスのＩＴＯからなる透明導電膜を形成し、
次いで、上記透明導電膜の一部をエッチングしてパターン形成することにより透明配線層を形成し、
次いで、上記多層フィルムと上記下地層と上記透明配線層とからなる積層体を加熱処理することにより上記透明配線層を結晶化させ、
上記加熱処理後の上記透明配線層におけるＩＴＯの結晶子サイズが７．８〜９ｎｍであることを特徴とする透明導電フィルムの製造方法。 - 請求項３において、上記透明配線層の膜厚は１８〜３０ｎｍであることを特徴とする透明導電フィルムの製造方法。
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