JP6151950B2 - 透明電極付き基板 - Google Patents
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Description
以下、本発明の好ましい実施の形態について図面を参照しつつ説明する。図1は、透明フィルム基材10上に屈折率制御層200、さらにその上に透明電極層30を形成した透明電極付き基板を示している。屈折率制御層200はさらに201〜203の異なる屈折率からなる層で構成されている。また、屈折率制御層200と透明電極層30との間には図4に示すような結晶性制御層40が形成されていても良い。
・・・式(1)
ここで、光学膜厚は下記式(3)のように定義される。
・・・式(3)
式(1)〜(3)において、膜厚の単位はナノメートル(nm)である。
式(2)で求められる全体の平均屈折率から式(1)で求められる屈折率制御層の平均屈折率を引いた差が0.02以下であることが本発明の特徴である。これほどの小さい差とすることで非視認性を最適なものとすることができる。
以下、本発明の好ましい実施の形態について、透明電極付き基板の製造方法に沿って説明する。本発明の製造方法では、透明フィルム上にハードコートなどを備える透明フィルム基材10が用いられる(基材準備工程)。透明電極層はスパッタリング法により形成され(製膜工程)、その後、透明電極層が結晶化される(結晶化工程)。一般に、酸化インジウムを主成分とする非晶質の透明電極層を結晶化するためには、150℃程度の加熱処理を実施する。
透明フィルム基材10を構成する透明フィルムは、少なくとも可視光領域で無色透明であり、透明電極層形成温度における耐熱性を有していれば、その材料は特に限定されない。透明フィルムの材料としては、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリブチレンテレフテレート(PBT)、ポリエチレンナフタレート(PEN)等のポリエステル系樹脂、シクロオレフィン系樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリイミド樹脂、セルロース系樹脂等が挙げられる。中でも、ポリエステル系樹脂が好ましく、ポリエチレンテレフタレートが特に好ましく用いられる。
屈折率制御層200表面の算術平均粗さRaは、0.4nm〜3nmが好ましく、0.5nm〜1.5nmがより好ましい。屈折率制御層200の表面形状は、透明フィルム基材10の表面形状にも影響されるため、一般にはRaは0.4nm以上となる。算術平均粗さRaは、走査プローブ顕微鏡を用いた非接触法により測定された表面形状(粗さ曲線)に基づいて、JIS B0601:2001(ISO1302:2002)に準拠して算出される。
[低屈折率制御層塗布液A]
アクリル樹脂(商品名:ダイヤナールBR−102、三菱レイヨン製)をメチルセロソルブに溶解した。固形分濃度は30重量%とした。
この樹脂溶液をバーコート法により、3マイクロメートルの厚みに塗布し、125℃で15分間乾燥させることで、1マイクロメートル厚の樹脂層を形成した。この低屈折率層の屈折率は1.49であった。
アクリル樹脂(商品名:ダイヤナールBR−102、三菱レイヨン製)をメチルセロソルブに溶解した。固形分濃度は30重量%とした。この樹脂溶液に、酸化ジルコニウム(商品名:ジルコニア粒子TZ−3Y−E、東ソー製)を、アクリル樹脂に対して1重量%添加して十分に撹拌することで、中屈折率制御層塗布液を作成した。
この樹脂溶液をバーコート法により、3マイクロメートルの厚みに塗布し、125℃で15分間乾燥させることで、1マイクロメートル厚の樹脂層を形成した。この低屈折率層の屈折率は1.53であった。
アクリル樹脂(商品名:ダイヤナールBR−102、三菱レイヨン製)をメチルセロソルブに溶解した。固形分濃度は30重量%とした。この樹脂溶液に、酸化チタン(商品名:チタニア粒子TECNAPOW−TIO2、エアブラウン製)を、アクリル樹脂に対して4重量%添加して十分に撹拌することで、中屈折率制御層塗布液を作成した。
この樹脂溶液をバーコート法により、3マイクロメートルの厚みに塗布し、125℃で15分間乾燥させることで、1マイクロメートル厚の樹脂層を形成した。この低屈折率層の屈折率は1.65であった。
(製膜工程)
屈折率制御層200上に、スパッタリング法により透明電極層30が形成される。
非晶質の透明電極層が形成された基材は、結晶化工程に供される。結晶化工程では、当該基材が120〜170℃に加熱される。
膜中に酸素を十分に取り込み、結晶化時間を短縮するためには、結晶化は大気中等の酸素含有雰囲気下で行われることが好ましい。真空中や不活性ガス雰囲気下でも結晶化は進行するが、低酸素濃度雰囲気下では、酸素雰囲気下に比べて結晶化に長時間を要する傾向がある。
本発明の透明電極付き基板は、ディスプレイや発光素子、光電変換素子等の透明電極として用いることができ、タッチパネル用の透明電極として好適に用いられる。中でも、透明電極層が低抵抗であることから、静電容量方式タッチパネルに好ましく用いられる。
屈折率制御層および透明電極層の膜厚は、透明電極付き基板の断面の透過型電子顕微鏡(TEM)観察により求めた値を使用した。透明電極層の表面抵抗は、低抵抗率計ロレスタGP(MCP‐T710、三菱化学社製)を用いて四探針圧接測定により測定した。屈折率は分光エリプソメーターWVASEを用いて測定を行い。
(屈折率制御層の形成)
透明フィルム基材として、ウレタン系樹脂からなるハードコート層が両面に形成された厚み100μmの2軸延伸PETフィルム(熱収縮開始温度85℃、150℃30分加熱時の熱収縮率0.6%)を用いた。このPETフィルムの一方の面上に、屈折率制御層を設けた。屈折率制御層の構成については表1に従った。屈折率制御層は上記屈折率制御層塗布液A〜Cにより形成した層をそれぞれA〜Cとし、表1では基板フィルム側から製膜したものをC/Aのように表記した。
酸化インジウム・スズ(酸化スズ含量5重量%)をターゲットとして用い、酸素とアルゴンの混合ガスを装置内に導入しながら、酸素分圧10×10−3Pa、製膜室内圧力0.5Pa、基板温度0℃、パワー密度4W/cm2の条件で行った。
(結晶化)
この透明電極付き基板を、150℃で1時間熱処理を行った。顕微鏡観察によってほぼ完全に結晶化されていることが確認された(結晶化度100%)。
結晶化済みの透明電極付き基板に、ポジ型フォトレジスト(品名:TSMR−8900 東京応化製)をスピンコート法により5μmの厚みで塗布した。これを90℃に設定したホットプレート上でプリベークし、トータル78mJの照射量となるように露光した。この後、0.5重量%濃度の水酸化ナトリウム水溶液に浸漬することで現像を行った。純水でリンスを行った後、エッチング液(品名:ITO−02 関東化学製)を用いてITOのエッチングを行った。純水でリンスを行った後、2重量%濃度水酸化ナトリウム水溶液でレジストの剥離を行い、純水でリンスし、乾燥した。パターニング後のパターンの見え方について「見えない:3」「見え難い:2」「見える:1」の3段階評価を行い、2以上であれば、透明電極付き基板として機能するとした。
透過率については、透明電極付き基板の透明電極層面側から、透明電極層に対して垂直に光を入れ、直進的に透過してきた光を0°の透過率とした。その0°の線から60°まで15°刻みに測定を行った。反射率については、透過率と同じように光を入れ、垂直に反射してきた光を0°として、そこから60°まで15°刻みに測定を行った。ただし、0°については検出器の問題から2°の位置で測定を行った。
角度依存性については、上記のように測定した透過率・反射率について0°(反射測定については2°)の値を1.0とした時の相対値で評価した。
今回角度依存性を評価した波長である500nmおよび600nmでは、透明導電フィルムの吸収はほぼないと考えてよいので、透過率と反射率の角度依存性については等価と考えることができる。このため、表1および図5,6では反射率の角度依存性に関する結果のみを表記した。例えば図5では、反射率の変化が最も大きい角度が30°であり、その時の値が相対値で0.80なので、角度依存性は20%とした。
200:屈折率制御層
201:低屈折率屈折率制御層
202:中屈折率屈折率制御層
203:高屈折率屈折率制御層
30:透明電極層
40:結晶性制御層
Claims (3)
- 透明基材上に屈折率制御層および透明電極層が順に形成されている透明電極付き基板において、
前記屈折率制御層は、平均屈折率が1.45〜1.56で全体の膜厚が1200〜2500nmである2層以上の積層体であり、
前記屈折率制御層と前記透明電極層との総合の平均屈折率と、前記屈折率制御層のみの平均屈折率の差が0〜0.02であり、
前記透明電極付き基板の前記透明電極製膜面またはその反対面に対して垂直に入射させた光の透過率および反射率を測定した時に、垂直位置である0°の透過率と垂直位置に対して60°の傾斜をつけるまで計測した透過率との差が常に25%以内であり、かつ2°の反射率と垂直位置に対して60°の傾斜をつけるまで計測した反射率との差が常に25%以内であることを特徴とする、透明電極付き基板。 - 前記透明電極層の膜厚が15〜30nmである請求項1に記載の透明電極付き基板。
- 屈折率制御層と透明電極層との間に、膜厚が2〜10nmである結晶性制御層が形成されている、請求項1又は2に記載の透明電極付き基板。
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