JP6292225B2 - 透明導電体 - Google Patents

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Description

本発明は、金属パターンを含む透明導電体に関する。
近年、液晶ディスプレイやプラズマディスプレイ、無機及び有機EL(エレクトロルミネッセンス)ディスプレイ等の表示装置の電極材料や、無機及び有機EL素子の電極材料、タッチパネル材料、太陽電池材料等の各種装置に透明導電膜が使用されている。
このような透明導電膜を構成する材料として、Au、Ag、Pt、Cu、Rh、Pd、Al、Cr等の金属やIn、CdO、CdIn、CdSnO、TiO、SnO、ZnO、ITO(酸化インジウムスズ)等の酸化物半導体が知られている。
近年、静電容量方式のタッチパネルが開発されている。当該タッチパネルには、通常、ライン状の絶縁パターンで導通領域が格子状に区切られた透明導電膜が配設される。当該導通領域には、透明導電膜が配設される。しかし、一般的な透明導電体では、絶縁領域の光の透過率と、導通領域の光の透過率とが相違する。そのため、導通領域のパターンが、視認されやすいとの問題があった。
このような問題に対し、透明導電膜が、高い透明性を有するITO膜からなる透明導電体が提案されている(特許文献1)。また、ITO膜の上に、高屈折率誘電体層及び低屈折率誘電体層が繰り返し積層された透明導電体も提案されている(特許文献2)。
一方、酸化ニオブ(Nb)膜と、Ag薄膜と、IZO(酸化インジウム・酸化亜鉛)膜とが積層された透明導電体も提案されている(非特許文献1)。
特開2007−272259号公報 特開2010−86684号公報
Transparent Conductive Film Nb2O5/Ag/IZO with an Anti-Reflection Design,Ywh-Tarng Leu, et al., SID 2012 DIGEST p.352-353
前述の特許文献1及び2に記載のITO膜は透明性が高いものの、表面電気抵抗値が高い。また、ITO膜は割れやすい。したがって、当該透明導電体をフレキシブル性が求められる用途に適用できない、という問題もある。
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものである。本発明は、導通領域のパターンが視認され難く、導通領域の表面電気抵抗値が低く、かつフレキシブル性の高い透明導電体を提供することを目的とする。
即ち、本発明の第一は、以下の透明導電体に関する。
[1]透明基板と、前記透明基板の波長570nmの光の屈折率より、波長570nmの光の屈折率が高い誘電性材料または酸化物半導体材料を含む第一高屈折率層と、透明金属膜と、前記透明基板の波長570nmの光の屈折率より、波長570nmの光の屈折率が高い誘電性材料または酸化物半導体材料を含む第二高屈折率層と、をこの順に含む積層体であり、前記透明金属膜は所定の形状にパターニングされた金属パターンであり、前記金属パターンのパターン領域における、前記積層体表面の波長570nmの光の等価アドミッタンスをY=x+iyで表し、前記金属パターンの非パターン領域における、積層体表面の波長570nmの光の等価アドミッタンスをY=x+iyで表した場合に、((x−x+(y−y0.5<0.5を満たす、透明導電体。
[2]前記積層体の前記第二高屈折率層側の表面に接する部材または環境の波長570nmの光の屈折率をnenvで表した場合に、((x−nenv+(y0.5<0.4を満たす、[1]に記載の透明導電体。
[3]前記金属パターンの非パターン領域における積層体表面が、前記透明基板の表面である、[1]または[2]に記載の透明導電体。
[4]前記透明金属膜は、厚みが15nm以下であり、前記金属パターンのパターン領域における、積層体の波長400nm〜800nmの光の平均吸収率が10%以下であり、前記金属パターンのパターン領域における、積層体の波長450nm〜800nmの光の吸収率の最大値が15%以下であり、前記透明金属膜の前記第一高屈折率層側の表面の波長570nmの光学アドミッタンスをY1=x+iy、前記透明金属膜の前記第二高屈折率層側の表面の波長570nmの光学アドミッタンスをY2=x+iyで表した場合に、x及びxのうち少なくとも一方が1.6以上である、[1]〜[3]のいずれかに記載の透明導電体。
[5]前記第一高屈折率層が含む誘電性材料または酸化物半導体材料の波長570nmの光の屈折率と、前記第二高屈折率層が含む誘電性材料または酸化物半導体材料の波長570nmの光の屈折率との差が0.5以下であり、|y+y|<1を満たす、[1]〜[4]のいずれかに記載の透明導電体。
[6]|x−x|<0.5を満たす、[1]〜[5]のいずれかに記載の透明導電体。
[7]前記透明金属膜のプラズモン吸収率が、波長400nm〜800nmの全範囲で10%以下である、[1]〜[6]のいずれかに記載の透明導電体。
[8]前記透明金属膜が、銀、銅、金、白金族、チタン、及びクロムからなる群から選ばれる一種以上の金属を含む、[1]〜[7]のいずれかに記載の透明導電体。
[9]前記第一高屈折率層及び前記第二高屈折率層が含む誘電性材料または酸化物半導体材料の屈折率が1.8〜2.5である、[1]〜[8]のいずれかに記載の透明導電体。
[10]前記第一高屈折率層及び前記第二高屈折率層が含む誘電性材料または酸化物半導体材料は、TiO、ITO、ZnO、ZnS、Nb、ZrO、CeO、Ta、Ti、Ti、Ti、TiO、SnO、LaTi、IZO、AZO、GZO、ATO、及びICOからなる群から選ばれる一種以上である、[1]〜[9]のいずれかに記載の透明導電体。
[11]前記積層体が、前記第一高屈折率層と前記透明金属膜との間、または前記透明金属膜と前記第二高屈折率層との間に、厚みが0.1〜15nmである低屈折率層をさらに含み、前記低屈折率層は、前記第一高屈折率層及び前記第二高屈折率層が含む誘電性材料または酸化物半導体材料の波長570nmの光の屈折率より、波長570nmの光の屈折率が低い誘電性材料または酸化物半導体材料を含む、[1]〜[10]のいずれかに記載の透明導電体。
[12]前記低屈折率層が含む誘電性材料または酸化物半導体材料は、波長570nmの光の屈折率が1.8以下である、[11]に記載の透明導電体。
[13]前記低屈折率層が含む誘電性材料または酸化物半導体材料が、MgF、SiO、CaF、CeF、LaF、LiF、NaF、NdF、NaAlF、Al、MgO、及びThOからなる群から選ばれる、一種以上である、[11]または[12]に記載の透明導電体。
本発明によれば、視認され難い金属パターンを有し、導通領域の表面電気抵抗値が低く、かつフレキシブルな透明導電体が得られる。
本発明の透明導電体の層構成一例を示す概略断面図である。 本発明の透明導電体の層構成の他の例を示す概略断面図である。 図3Aは、実施例1で作製した透明導電体の層構成を示す概略断面図である。 図3Bは実施例1で作製した透明導電体の波長570nmのアドミッタンス軌跡を示すグラフである。 図3Cは実施例1で作製した透明導電体の分光特性を示すグラフである。 図4Aは、透明基板/透明金属膜/高屈折率層を備える透明導電体の波長570nmのアドミッタンス軌跡を示すグラフである。 図4Bは、透明基板/透明金属膜/高屈折率層を備える透明導電体の波長450nm、波長570nm、及び波長700nmのアドミッタンス軌跡を示すグラフである。 図5Aは実施例2で作製した透明導電体の波長570nmのアドミッタンス軌跡を示すグラフである。 図5Bは実施例2で作製した透明導電体の分光特性を示すグラフである。 図6Aは実施例3で作製した透明導電体の波長570nmのアドミッタンス軌跡を示すグラフである。 図6Bは実施例3で作製した透明導電体の分光特性を示すグラフである。 図7Aは実施例4で作製した透明導電体の波長570nmのアドミッタンス軌跡を示すグラフである。 図7Bは実施例4で作製した透明導電体の分光特性を示すグラフである。 図8Aは実施例5で作製した透明導電体の波長570nmのアドミッタンス軌跡を示すグラフである。 図8Bは実施例5で作製した透明導電体の分光特性を示すグラフである。 図9Aは実施例6で作製した透明導電体の波長570nmのアドミッタンス軌跡を示すグラフである。 図9Bは実施例6で作製した透明導電体の分光特性を示すグラフである。 図10Aは実施例7で作製した透明導電体の波長570nmのアドミッタンス軌跡を示すグラフである。 図10Bは実施例7で作製した透明導電体の分光特性を示すグラフである。 図11Aは実施例8で作製した透明導電体の波長570nmのアドミッタンス軌跡を示すグラフである。 図11Bは実施例8で作製した透明導電体の分光特性を示すグラフである。 図12Aは実施例9で作製した透明導電体の波長570nmのアドミッタンス軌跡を示すグラフである。 図12Bは実施例9で作製した透明導電体の分光特性を示すグラフである。 図13Aは実施例10で作製した透明導電体の波長570nmのアドミッタンス軌跡を示すグラフである。 図13Bは実施例10で作製した透明導電体の分光特性を示すグラフである。 図14Aは実施例11で作製した透明導電体の波長570nmのアドミッタンス軌跡を示すグラフである。 図14Bは実施例11で作製した透明導電体の分光特性を示すグラフである。 本発明の透明導電体の導通領域及び絶縁領域からなるパターンの一例を示す模式図である。 図16Aは実施例12で作製した透明導電体の波長570nmのアドミッタンス軌跡を示すグラフである。 図16Bは実施例12で作製した透明導電体の分光特性を示すグラフである。 図17Aは実施例13で作製した透明導電体の波長570nmのアドミッタンス軌跡を示すグラフである。 図17Bは実施例13で作製した透明導電体の分光特性を示すグラフである。
本発明の透明導電体の層構成の例を図1〜図3Aに示す。図1〜図3Aに示されるように、本発明の透明導電体100は、透明基板1/第一高屈折率層2/透明金属膜3/第二高屈折率層4がこの順に積層された積層体からなる。当該積層体において、上記透明金属膜3は、所望の形状にパターニングされている。一方、第一高屈折率層2、及び第二高屈折率層4は、透明基板1の全面に積層されていてもよく、一部のみに積層されていてもよい。導通領域aのパターンを視認され難くするとの観点からは、第一高屈折率層2及び第二高屈折率層4が、透明金属膜3と同様の形状にパターニングされていることが好ましい。
また、本発明の透明導電体100(積層体)には、上記以外の層が含まれてもよく、例えば図2に示されるように、透明基板1と第一高屈折率層2との間に、透明導電体100の光学アドミッタンスを調整するための下地層5が含まれてもよい。さらに、図3Aに示されるように、透明金属膜3と第一高屈折率層2との間、もしくは透明金属膜3と第二高屈折率層4との間に、透明金属膜3のプラズモン吸収を抑制するための低屈折率層6が含まれてもよい。また、第二高屈折率層4上に、透明導電体100の光学アドミッタンスを調整するためのアドミッタンス調整層(図示せず)等が含まれてもよい。ただし、本発明の透明導電体100では、透明基板1上に成膜される層を、いずれも無機材料からなる層とする。例えば第二高屈折率層4上に有機樹脂からなる接着層が積層されている部材において、本発明の透明導電体は、透明基板から第二高屈折率層までの積層体である。
本発明の透明導電体100において、金属パターンのパターン領域;つまり透明金属膜3が含まれる領域が、電気が導通する領域(以下、「導通領域」とも称する)である。一方、金属パターンの非パターン領域;つまり透明金属膜3が含まれない領域が絶縁領域である。つまり、図1の透明導電体100では、透明基板1、第一高屈折率層2、透明金属膜3、及び第二高屈折率層4が積層されている領域aが導通領域であり;透明基板1のみからなる領域bが絶縁領域である。一方、図2の透明導電体100では、透明基板1、下地層5、第一高屈折率層2、透明金属膜3、及び第二高屈折率層4が積層されている領域aが導通領域であり;透明基板1及び下地層5が積層されている領域bが絶縁領域である。後述するように、導通領域aのパターンを視認され難くするとの観点からは、絶縁領域bに透明基板1のみが含まれることが好ましい。
導通領域のa及び絶縁領域bからなるパターンは、透明導電体100の用途に応じて、適宜選択される。例えば透明導電体100が静電方式のタッチパネルに適用される場合には、図15に示されるように、複数の導通領域aと、これを区切るライン状の絶縁領域bとを含むパターン等でありうる。
前述のように、従来の透明導電体では、透明導電膜を光透過性の高いITO膜とすることで、導通領域のパターンを視認され難くしている。しかし、フィルム基板上にITO膜を成膜する場合には、十分に成膜温度を高められず;緻密なITO膜を成膜できない。その結果、透明導電体の表面電気抵抗が高くなりやすい。一方、ガラス基板上にITO膜を成膜する場合には、十分に成膜温度を高められるため;緻密なITO膜を成膜できる。しかし、ガラス基板を含む透明導電体は、フレキシブル性が低いため、透明導電体の用途が制限されるとの問題がある。
これに対し、本発明の透明導電体100では、透明導電膜が透明金属膜3からなり、フィルム基板上にも緻密な膜を成膜できる。そのため、低い表面電気抵抗と、透明導電体のフレキシブル性とが両立する。さらに本発明の透明導電体では、後述するように、導通領域及び絶縁領域の光の透過性が近似する。したがって、導通領域のパターンが視認され難く、タッチパネルや有機EL素子、太陽電池等、各種表示素子のパネル基板等に適用可能である。
1.透明導電体の層構成について
1.1)透明基板
透明導電体100に含まれる透明基板1は、各種表示デバイスの透明基板と同様でありうる。透明基板は、ガラス基板や、セルロースエステル樹脂(例えば、トリアセチルセルロース、ジアセチルセルロース、アセチルプロピオニルセルロース等)、ポリカーボネート樹脂(例えばパンライト、マルチロン(いずれも帝人社製))、シクロオレフィン樹脂(例えばゼオノア(日本ゼオン社製)、アートン(JSR社製)、アペル(三井化学社製))、アクリル樹脂(例えばポリメチルメタクリレート、「アクリライト(三菱レイヨン社製)、スミペックス(住友化学社製)」)、ポリイミド、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリフェニレンエーテル(PPE)樹脂、ポリエステル樹脂(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)、ポリエーテルスルホン、ABS(アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン)/AS(アクリロニトリル・スチレン)樹脂、MBS(メタクリル酸メチル・ブタジエン・スチレン)樹脂、ポリスチレン、メタクリル樹脂、ポリビニルアルコール/EVOH(エチレンビニルアルコール樹脂)、スチレン系ブロックコポリマー樹脂等からなる透明樹脂フィルムでありうる。透明基板が透明樹脂フィルムである場合、当該フィルムには2種以上の樹脂が含まれてもよい。
透明性の観点から、透明基板1はガラス基板、もしくはセルロースエステル樹脂、ポリエステル樹脂(特にポリエチレンテレフタレート)、トリアセチルセルロース、シクロオレフィン樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリフェニレンエーテル(PPE)樹脂、ポリエーテルスルホン、ABS(アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン)/AS(アクリロニトリル・スチレン)樹脂、MBS(メタクリル酸メチル・ブタジエン・スチレン)樹脂、ポリスチレン、メタクリル樹脂、ポリビニルアルコール/EVOH(エチレンビニルアルコール樹脂)、またはスチレン系ブロックコポリマー樹脂からなるフィルムであることが好ましい。
透明基板1は、可視光に対する透明性が高いことが好ましく;波長450〜800nmの光の平均透過率が70%以上であることが好ましく、80%以上であることがより好ましく、85%以上であることがさらに好ましい。透明基板1の光の平均透過率が70%以上であると、透明導電体100の光透過性が高まりやすい。また、透明基板1の波長450〜800nmの光の平均吸収率は10%以下であることが好ましく、より好ましくは5%以下、さらに好ましくは3%以下である。
上記平均透過率は、透明基板1の表面の法線に対して、5°傾けた角度から光を入射させて測定する。一方、平均吸収率は、平均透過率と同様の角度から光を入射させて、透明基板1の平均反射率を測定し;平均吸収率=100−(平均透過率+平均反射率)として算出する。平均透過率及び平均反射率は分光光度計で測定する。
透明基板1の波長570nmの光の屈折率は1.40〜1.95であることが好ましく、より好ましくは1.45〜1.75であり、さらに好ましくは1.45〜1.70である。透明基板の屈折率は、通常、透明基板の材質によって定まる。透明基板の屈折率は、エリプソメーターで測定される。
透明基板1のヘイズ値は0.01〜2.5であることが好ましく、より好ましくは0.1〜1.2である。透明基板のヘイズ値が2.5以下であると、透明導電体のヘイズ値を抑制できる。ヘイズ値は、ヘイズメーターで測定される。
透明基板1の厚みは、1μm〜20mmであることが好ましく、より好ましくは10μm〜2mmである。透明基板の厚みが1μm以上であると、透明基板1の強度が高まり、第一高屈折率層2の作製時に割れたり、裂けたりし難くなる。一方、透明基板1の厚みが20mm以下であれば、透明導電体100のフレキシブル性が十分となる。さらに透明導電体100を用いた機器の厚みを薄くできる。また、透明導電体100を用いた機器を軽量化することもできる。
1.2)第一高屈折率層
第一高屈折率層2は主に、透明導電体100の導通領域aの光学アドミッタンスを調整する層である。第一高屈折率層2は、透明導電体100の導通領域aだけでなく、絶縁領域bに配設されていてもよい。ただし、前述のように、導通領域aのパターンを視認され難くするとの観点から、第一高屈折率層2は透明金属膜3と同様の形状にパターニング;つまり導通領域aのみに配設されていることが好ましい。
第一高屈折率層2には、前述の透明基板1の屈折率より高い屈折率を有する誘電性材料または酸化物半導体材料が含まれる。当該誘電性材料または酸化物半導体材料の波長570nmの光の屈折率は、透明基板1の波長570nmの光の屈折率より0.1〜1.1大きいことが好ましく、0.4〜1.0大きいことがより好ましい。一方、第一高屈折率層2に含まれる誘電性材料または酸化物半導体材料の波長570nmの光の具体的な屈折率は1.5より大きいことが好ましく、1.7〜2.5であることがより好ましく、さらに好ましくは1.8〜2.5である。誘電性材料または酸化物半導体材料の屈折率が1.5より大きいと、第一高屈折率層2によって、透明導電体100の導通領域aの光学アドミッタンスが十分に調整される。なお、第一高屈折率層2の屈折率は、第一高屈折率層2に含まれる材料の屈折率や、第一高屈折率層2に含まれる材料の密度で調整される。
第一高屈折率層2に含まれる誘電性材料または酸化物半導体材料は、絶縁性の材料であってもよく、導電性の材料であってもよく;金属酸化物または金属硫化物であることが好ましい。金属酸化物または金属硫化物の例には、TiO、ITO(酸化インジウムスズ)、ZnO、ZnS、Nb、ZrO、CeO、Ta、Ti、Ti、Ti、TiO、SnO、LaTi、IZO(酸化インジウム・酸化亜鉛)、AZO(AlドープZnO)、GZO(ガリウムドープZnO)、ATO(SbドープSnO)、ICO(インジウムセリウムオキサイド)等が含まれる。なお、ITOやIZO、AZO、GZO、ATO、ICO等、2種以上の化合物が含まれる金属酸化物や金属硫化物では、これらの化合物の含有比(モル比)は、前述の屈折率を満たす範囲において、適宜選択される。金属酸化物または金属硫化物は、屈折率や生産性の観点からTiO、ITO、ZnO、NbまたはZnSであることが好ましい。第一高屈折率層2には、上記金属酸化物または金属硫化物が1種のみ含まれてもよく、2種以上が含まれてもよい。また、第一高屈折率層2には、本発明の効果を損なわない範囲で、低屈折率(例えば波長570nmの光の屈折率1.8未満)である化合物が含まれてもよい。このような例としては、ZnS及びSiOを含む層等が挙げられる。
第一高屈折率層2の厚みは、10〜150nmであることが好ましく、より好ましくは20〜80nmである。第一高屈折率層2の厚みが10nm以上であると、第一高屈折率層2によって、透明導電体100の導通領域aの光学アドミッタンスが十分に調整される。一方、第一高屈折率層2の厚みが150nm以下であれば、第一高屈折率層2が含まれる領域の光透過性が低下し難い。第一高屈折率層2の厚みは、エリプソメーターで測定される。
第一高屈折率層2は、真空蒸着法、スパッタ法、イオンプレーティング法、プラズマCVD法、熱CVD法等、一般的な気相成膜法で成膜された層でありうる。第一高屈折率層の屈折率(密度)が高まるとの観点から、第一高屈折率層は、電子ビーム蒸着法またはスパッタ法で成膜された層であることが好ましい。電子ビーム蒸着法の場合は膜密度を高めるため、IAD(イオンアシスト)などのアシストがあることが望ましい。
また、第一高屈折率層2は、いずれの方法でパターニングされた層であってもよい。例えば、所望のパターンを有するマスク等を被成膜面に配置して、気相成膜法でパターン状に成膜された層であってもよく;公知のエッチング法によってパターニングされた層であってもよい。
1.3)透明金属膜
透明金属膜3は、透明導電体において電気を導通させるための膜であり、所望の形状にパターニングされた膜でありうる。透明金属膜3に含まれる金属は、導電性の高い金属であれば特に制限されず、例えば銀、銅、金、白金族、チタン、クロム等でありうる。透明金属膜には、これらの金属が1種のみ含まれてもよく、2種以上含まれてもよい。プラズモン吸収が小さく、かつ反射率が小さいとの観点から、透明金属膜は銀または銀が90at%以上含まれる合金からなることが好ましい。銀と組み合わされる金属は、亜鉛、金、銅、パラジウム、アルミニウム、マンガン、ビスマス、ネオジム、モリブデン等でありうる。例えば銀と亜鉛とが組み合わされると、透明金属膜の耐硫化性が高まる。銀と金とが組み合わされると、耐塩(NaCl)性が高まる。さらに銀と銅とが組み合わされると、耐酸化性が高まる。
透明金属膜3のプラズモン吸収率は、波長400nm〜800nmにわたって(全範囲)で10%以下であることが好ましい。透明金属膜3の上記プラズモン吸収率は7%以下であることがより好ましく、さらに好ましくは5%以下である。波長400nm〜800nmの一部にプラズモン吸収率が大きい領域があると、透明導電体100の導通領域aの透過光が着色しやすくなり、導通領域aのパターンが視認されやすくなる。
透明金属膜3の波長400nm〜800nmにおけるプラズモン吸収率は、以下の手順で測定される。
(i)ガラス基板上に、白金パラジウムをマグネトロンスパッタ装置にて0.1nm成膜する。白金パラジウムの平均厚みは、スパッタ装置のメーカー公称値の成膜速度等から算出する。その後、白金パラジウムが付着した基板上に蒸着機にて測定対象と同様の金属からなる膜を20nm成膜する。
(ii)そして、得られた金属膜の表面の法線に対して、5°傾けた角度から測定光を入射させ、金属膜の透過率及び反射率を測定する。そして各波長における透過率及び反射率から、吸収率=100−(透過率+反射率)を算出し、これをリファレンスデータとする。透過率及び反射率は、分光光度計で測定する。
(iii)続いて、測定対象の透明金属膜について、同様に透過率及び反射率を測定する。そして、得られた吸収率から上記リファレンスデータを差し引き、算出された値を、プラズモン吸収率とする。
透明金属膜3の厚みは15nm以下であることが好ましく、より好ましくは3〜13nmであり、さらに好ましくは7〜12nmである。透明金属膜3の厚みが15nm以下であると、透明金属膜3に含まれる金属本来の反射が生じ難い。さらに、透明金属膜3の厚みが15nm以下であると、後述するように、第一高屈折率層2及び第二高屈折率層4によって、光学アドミッタンスが調整されやすく、導通領域aのパターンが視認され難くなる。透明金属膜3の厚みは、エリプソメーターで測定される。
透明金属膜3は、一般的な気相成膜法で成膜された層でありうるが、厚みが15nm以下であり、かつプラズモン吸収の少ない膜とするためには、金属からなる成長核の上に、気相成膜法で成膜された層であることが好ましい。好ましい透明金属膜の成膜方法は後述する。
また、透明金属膜3は、いずれの方法でパターニングされた膜であってもよい。例えば、所望のパターンを有するマスク等を被成膜面に配置して、気相成膜法でパターン状に成膜された膜であってもよく;公知のエッチング法によってパターニングされた膜であってもよい。
1.4)第二高屈折率層
第二高屈折率層4は、透明導電体100の導通領域aの光学アドミッタンスを調整する層である。第二高屈折率層4は、透明導電体100の導通領域aだけでなく、絶縁領域bにも配設されていてもよい。ただし、前述のように、導通領域aのパターンを視認され難くするとの観点から、第二高屈折率層4は透明金属膜3と同様の形状にパターニング;つまり導通領域aのみに配設されていることが好ましい。
第二高屈折率層4には、透明基板1の波長570nmの光の屈折率より、高い屈折率を有する誘電性材料または酸化物半導体材料が含まれる。当該誘電性材料または酸化物半導体材料の波長570nmの光の屈折率は、透明基板1の波長570nmの光の屈折率より0.1〜1.1大きいことが好ましく、0.4〜1.0大きいことがより好ましい。第二高屈折率層4に含まれる誘電性材料または酸化物半導体材料の具体的な波長570nmの光の屈折率は1.5より大きいことが好ましく、1.6〜2.5であることがより好ましく、さらに好ましくは1.8〜2.5である。誘電性材料または酸化物半導体材料の屈折率が1.5より大きいと、第二高屈折率層4によって、透明導電体100の導通領域aの光学アドミッタンスが十分に調整される。なお、第二高屈折率層4の屈折率は、第二高屈折率層4に含まれる材料の屈折率や、第二高屈折率層4に含まれる材料の密度で調整される。
第二高屈折率層4に含まれる誘電性材料または酸化物半導体材料は、絶縁性の材料であってもよく、導電性の材料であってもよく;第一高屈折率層2に含まれる材料と同様でありうる。第一高屈折率層2及び第二高屈折率層4には、同一の材料が含まれてもよく、異なる材料が含まれてもよい。
第二高屈折率層4の厚みは、10〜150nmであることが好ましく、より好ましくは20〜80nmである。第二高屈折率層4の厚みが10nm以上であると、第二高屈折率層4によって、透明導電体100の導通領域aの光学アドミッタンスが十分に調整される。一方、第二高屈折率層4の厚みが150nm以下であれば、第二高屈折率層4が含まれる領域の光透過性が低下し難い。第二高屈折率層4の厚みは、エリプソメーターで測定される。
第二高屈折率層4は、前述の第一高屈折率層2と同様に、真空蒸着法、スパッタ法、イオンプレーティング法、プラズマCVD法、熱CVD法等、一般的な気相成膜法で成膜された層であり得る。また、第二高屈折率層4はいずれの方法でパターニングされた層であってもよい。例えば、所望のパターンを有するマスク等を被成膜面に配置して、気相成膜法でパターン状に成膜された層であってもよい。また、公知のエッチング法によってパターニングされた層であってもよい。
1.5)下地層
前述のように、本発明の透明導電体100には、透明基板1と第一高屈折率層2との間に、透明導電体100の導通領域aや絶縁領域bの光学アドミッタンスを調整するための下地層5が含まれてもよい。下地層5は、前述のように、透明導電体100の導通領域a及び絶縁領域bの両方に配設されてもよい。ただし、導通領域aのパターンを視認され難くするとの観点から、下地層5は、導通領域aのみに配設されていることが好ましい。
下地層5には、透明基板1の波長570nmの光の屈折率より、波長570nmの光の屈折率が低い誘電性材料または酸化物半導体材料が含まれる。当該誘電性材料または酸化物半導体材料の波長570nmの光の屈折率は、透明基板1の波長570nmの光の屈折率より0.03〜0.5低いことが好ましく、0.05〜0.3低いことがより好ましい。また、下地層5の波長570nmの光の具体的な屈折率は、1.8以下であることが好ましく、より好ましくは1.30〜1.6であり、さらに好ましくは1.35〜1.5である。
下地層5に含まれる誘電性材料または酸化物半導体材料の例には、フッ化マグネシウム(MgF)、SiO、AlF、CaF、CeF、CdF、LaF、LiF、NaF、NdF、YF、YbF、Ga等が含まれる。これらの中でも屈折率が低いとの観点から、MgFまたはSiOが好ましい。下地層5には、これらの材料が1種のみ含まれてもよく、2種以上含まれてもよい。
下地層5の厚みは、後述する光学アドミッタンスに基づいて適宜設定されるが、10〜500nmであることが好ましく、より好ましくは30〜250nmである。下地層5の厚みが10nm以上であると、下地層5によって、透明導電体100の導通領域aの光学アドミッタンスが十分に調整される。
下地層5は、通常、真空蒸着法、スパッタ法、イオンプレーティング法、プラズマCVD法、熱CVD法等、一般的な気相成膜法で成膜された層であり得る。成膜の容易性等の観点から、下地層は、電子ビーム蒸着法またはスパッタ法で成膜された層であることが好ましい。また、下地層5は、いずれの方法でパターニングされた層であってもよい。所望のパターンを有するマスク等を被成膜面に配置して、気相成膜法でパターン状に成膜された層であってもよく;公知のエッチング法によってパターニングされた層であってもよい。
1.6)低屈折率層
前述のように、本発明の透明導電体100には、第一高屈折率層2と透明金属膜3との間、もしくは透明金属膜3と第二高屈折率層4との間のいずれか一方、もしくは両方に、透明金属膜3のプラズモン吸収を抑制するための低屈折率層6が含まれてもよい。低屈折率層6は、透明金属膜3と接するように配設される。低屈折率層6は、透明導電体100の導通領域aだけでなく、絶縁領域bにも配設されていてもよい。ただし、導通領域aのパターンを視認され難くするとの観点から、低屈折率層6は透明金属膜3と同様の形状にパターニング;つまり導通領域aのみに配設されていることが好ましい。
低屈折率層6には、前述の第一高屈折率層2及び第二高屈折率層4に含まれる誘電性材料または酸化物半導体材料の波長570nmの光の屈折率より、波長570nmの光の屈折率が低い誘電性材料または酸化物半導体材料が含まれる。低屈折率層6に含まれる誘電性材料または酸化物半導体材料の波長570nmの光の屈折率は、第一高屈折率層2及び第二高屈折率層4に含まれる誘電性材料または酸化物半導体材料の波長570nmの光の屈折率より、それぞれ0.2以上低いことが好ましく、0.4以上低いことがより好ましい。
低屈折率層6に含まれる誘電性材料または酸化物半導体材料の波長570nmの光の具体的な屈折率は1.8未満であることが好ましく、より好ましくは1.30〜1.6であり、特に好ましくは1.35〜1.5である。なお、低屈折率層6の屈折率は主に、低屈折率層6に含まれる材料の屈折率や、低屈折率層6に含まれる材料の密度で調整される。
低屈折率層6に含まれる誘電性材料または酸化物半導体材料は、MgF、SiO、AlF、CaF、CeF、CdF、LaF、LiF、NaF、NdF、YF、YbF、Ga、LaAlO、NaAlF、Al、MgO、及びThO等でありうる。誘電性材料または酸化物半導体材料は中でも、MgF、SiO、CaF、CeF、LaF、LiF、NaF、NdF、NaAlF、Al、MgO、またはThOであることが好ましく、屈折率が低いとの観点から、MgF及びSiOが特に好ましい。低屈折率層6には、これらの材料が1種のみ含まれてもよく、2種以上含まれてもよい。また、低屈折率層には、本発明の効果を損なわない範囲で、比較的高屈折率(例えば波長570nmの光の屈折率が1.8程度)である化合物が含まれてもよい。このような化合物としては、例えばGZO(ZnO:Ga(モル比)=60:40)等が挙げられる。
透明金属膜3に接して、低屈折率層6が配設されると、透明金属膜3のプラズモン吸収が抑制される理由は以下の通りである。
前述の透明金属膜3が、金属微細球で構成されるとすると、局在プラズモン吸収断面積Cabsは下記の式で表される。
Figure 0006292225
上記式に基づけば、透明金属膜3の周囲の層の屈折率が、低ければ低いほど、局在プラズモン吸収断面積が小さくなる。したがって、比較的屈折率の低い低屈折率層6が透明金属膜3の表面に配設されると、透明金属膜3のプラズモン吸収が抑制される。
低屈折率層6の厚みは、透明導電体100の光学アドミッタンスに大きく影響しない厚みであることが好ましい。低屈折率層6の厚みは0.1〜15nmであることが好ましく、1〜10nmであることがより好ましく、さらに好ましくは3〜8nmである。
低屈折率層6は、通常、真空蒸着法、スパッタ法、イオンプレーティング法、プラズマCVD法、熱CVD法等、一般的な気相成膜法で成膜された層であり得る。成膜の容易性等の観点から、低屈折率層6や他の層は、電子ビーム蒸着法またはスパッタ法で成膜された層であることが好ましい。また、低屈折率層6はいずれの方法でパターニングされた層であってもよい。例えば、所望のパターンを有するマスク等を被成膜面に配置して、気相成膜法でパターン状に成膜された層であってもよく;公知のエッチング法でパターニングされた層であってもよい。
2.透明導電体の光学アドミッタンスについて
本発明の透明導電体では、透明金属膜が含まれる導通領域の積層体表面の波長570nmの光の等価アドミッタンス(以下、「導通領域の等価アドミッタンス」とも称する)をY=x+iyで表し、透明金属膜が含まれない絶縁領域の積層体表面の波長570nmの光の等価アドミッタンス(以下、「絶縁領域の等価アドミッタンス」とも称する)をY=x+iyで表したときの、((x−x+(y−y0.5が0.5未満であり、好ましくは0.3以下である。そのため、導通領域のパターンが視認され難い。以下、その理由を説明する。
導通領域の積層体表面の反射率Rは、積層体表面と接する媒質の光学アドミッタンスYenvと、導通領域の表面の等価アドミッタンスYと、から定まる。同様に、絶縁領域の積層体表面の反射率Rは、積層体表面と接する媒質の光学アドミッタンスYenvと、導通領域bの表面の等価アドミッタンスYと、から定まる。ここで積層体表面とは、透明導電体上に配設される有機樹脂からなる部材もしくは環境に接する面をいう。また積層体表面と接する媒質とは、積層体に入射する光が、入射直前に通過する部材または環境であって;有機樹脂からなる部材、もしくは環境をいう。各領域の反射率R及びRは、それぞれ以下の式(a)及び式(b)で表される。
Figure 0006292225
これらの式に基づけば、導通領域の等価アドミッタンスYの値、及び絶縁領域の等価アドミッタンスYの値が近似すると、導通領域の積層体表面の反射率Rと、絶縁領域の積層体表面の反射率Rとが近似し、導通領域のパターンが視認され難くなる。
ここで、前記媒質の光学アドミッタンスYenvは、電場強度と磁場強度との比(H/E)から求められ、媒質の屈折率nenvと同一である。一方、導通領域の表面の等価アドミッタンスY、及び絶縁領域の表面の等価アドミッタンスYは、それぞれ各領域に含まれる層の光学アドミッタンスから求められる。例えば、絶縁領域に透明基板のみが含まれる場合、絶縁領域の等価アドミッタンスは、当該透明基板の光学アドミッタンス(屈折率)と等しくなる。
一方、導通領域または絶縁領域に複数の層が含まれる場合、1層目からx層目までの積層体の光学アドミッタンスY(E)は、1層目から(x−1)層目までの積層体の光学アドミッタンスYx−1(Ex−1x−1)と、特定のマトリクスとの積で表され;具体的には以下の式(1)または式(2)にて求められる。
・x層目が誘電性材料または酸化物半導体材料からなる層である場合
Figure 0006292225
・x層目が理想金属層である場合
Figure 0006292225
そして、x層目が最表層であるときの、透明基板から最表層までの積層物の光学アドミッタンスYx(E)が、当該領域の等価アドミッタンスとなる。積層体の光学アドミッタンス(Y=x+iy)の軌跡は、実部(x)を横軸、虚部(y)を縦軸としたグラフで表すことができる。
図3Bに、後述する実施例1の透明導電体の波長570nmのアドミッタンス軌跡を示す。図3Aに示されるように、当該透明導電体は、透明基板(PET)、第一高屈折率層(ITO)、透明金属膜(Ag)、低屈折率層(SiO)、及び第二高屈折率層(ITO)をこの順に備える導通領域と、透明基板のみからなる絶縁領域とを有する。
図3Bにおいて、絶縁領域の表面の等価アドミッタンスYの座標(x,y)は、透明基板のアドミッタンス座標と一致する。一方、導通領域の等価アドミッタンスYの座標(x,y)は、アドミッタンス軌跡の最終座標と一致する。そして、当該グラフにおけるYの座標とYの座標との距離が近ければ近い程、これらが近似するといえる。そして、前述のように、本発明の透明導電体ではこれらの距離((x−x+(y−y0.5を特定しており;当該距離が十分に近い(0.5未満である)。したがって、本発明の透明導電体では、前述の式(a)及び(b)で表される導通領域の積層体表面の反射率Rと絶縁領域の積層体表面の反射率Rとが近似し、導通領域のパターンが視認され難い。
ここで、本発明の透明導電体において、導通領域の等価アドミッタンスYの座標と、絶縁領域の等価アドミッタンスYの座標とを十分に近づける;つまり((x−x+(y−y0.5を小さくするためには、(i)導通領域のアドミッタンス軌跡がグラフの横軸を中心に線対称になるようにし、(ii)絶縁領域には透明基板のみが含まれる構成とすることが好ましい。その理由を以下に示す。
図4Aに、透明基板/透明金属膜/高屈折率層をこの順に備える透明導電体の波長570nmのアドミッタンス軌跡を示し、図4Bに当該透明導電体の波長450nm、波長570nm、及び波長700nmのアドミッタンス軌跡を示す。図4Aに示されるように、特定の波長(ここでは波長570nm)におけるアドミッタンス軌跡が、グラフの横軸を中心に線対称にならないと、図4Bに示されるように、他の波長(例えば450nmや700nm)における等価アドミッタンスYの座標が、大きくぶれやすい。そのため、特定の波長では導通領域の等価アドミッタンスYと、絶縁領域の等価アドミッタンスYとが近似したとしても、他の波長では、導通領域の等価アドミッタンスYと、絶縁領域の等価アドミッタンスYとが近似しない。つまり、一部の波長領域で、導通領域の反射率と絶縁領域の反射率とが相違し、導通領域のパターンが視認されやすくなる。
これに対し、導通領域のアドミッタンス軌跡がグラフの横軸を中心に線対称であると、全波長領域において、アドミッタンス軌跡の終点(導通領域の等価アドミッタンスYの座標)が特定の範囲に収まりやすくなる。その結果、全ての波長領域において、導通領域の反射率と絶縁領域の反射率とが近似する。
一方、アドミッタンス軌跡が、グラフの横軸を中心に線対称であると、アドミッタンス軌跡の終点(導通領域の等価アドミッタンスYの座標)は、アドミッタンス軌跡の始点;つまり透明基板のアドミッタンス座標に近づく。一方、絶縁領域に透明基板のみが含まれる構成では、絶縁領域のアドミッタン座標が透明基板のアドミッタンス座標と一致する。したがって、絶縁領域に透明基板のみが含まれる構成とすれば、絶縁領域の等価アドミッタンスYの座標と、導通領域の等価アドミッタンスYの座標とが近似しやすくなる。
ここで、透明金属膜は、光学アドミッタンスの虚部の値が大きい。そのため、図4Aに示されるように、透明基板上に直接透明金属膜を積層すると、アドミッタンス軌跡の始点(透明基板のアドミッタンス座標(約1.5,0))から縦軸(虚部)の負方向にアドミッタンス軌跡が大きく移動し、アドミッタンス座標の虚部の絶対値が非常に大きくなる。そしてアドミッタンス座標の虚部の絶対値が大きくなると、透明金属膜上に他の層を積層しても、アドミッタンス軌跡がグラフの横軸を中心に線対称になり難い。
これに対し、本発明の透明導電体のように、透明基板と透明金属膜との間に、第一高屈折率層が配設されると、当該第一高屈折率層によって、アドミッタンス軌跡の虚部の座標が正方向に大きく移動する。そのため、透明金属膜によって、アドミッタンス軌跡が虚部の負方向に大きく移動しても、虚部の絶対値が大きくなり難い。そして、透明金属膜の他方に配設された第二高屈折率層によって、アドミッタンス軌跡を、絶縁領域の等価アドミッタンスYの座標(透明基板のアドミッタンス座標)側に移動させることができ、アドミッタンス軌跡が、グラフの横軸を中心に線対称に近くなる。
本発明の透明導電体では、透明金属膜の第一高屈折率層側の表面の光学アドミッタンスをY1=x+iyで表し、透明金属膜の第二高屈折率層側の光学アドミッタンスをY2=x+iyで表した場合に、x及びxのうち、いずれか一方、もしくは両方が1.6以上であることが好ましく、より好ましくは1.8以上であり、さらに好ましくは2.0以上である。特にxが1.6以上であることが好ましい。一方、x及びxは、7.0以下であることが好ましく、より好ましくは5.5以下である。
が1.6以上であると、アドミッタンス軌跡の円弧が大きくなり、Y1の虚部の絶対値(y)が正方向に大きくなる。つまり、透明金属膜によって、アドミッタンス軌跡が虚部の負方向に大きく移動しても、Y2の虚部の絶対値(y)が過度に大きくなり難い。つまり、アドミッタンス軌跡がグラフの横軸を中心に線対称になりやすい。
またxとxとの差の絶対値(|x−x|)は0.5未満であることが好ましく、より好ましくは0.2以下であり、さらに好ましくは0.1以下である。xとxとの差が小さいと、等価アドミッタンスが、グラフの横軸を中心に線対称となりやすい。
一方、Y1の虚部の座標yと、Y2の虚部の座標yが、y×y≦0を満たすことが好ましい。さらに、|y+y|が1未満であることが好ましく、より好ましくは0.5以下、さらに好ましくは0.3以下である。|y+y|が1未満であると、アドミッタンス軌跡が、グラフの横軸を中心に線対称になりやすい。
は具体的には、0.2以上であることが好ましく、より好ましくは0.3〜1.5であり、さらに好ましくは0.3〜1.0である。一方、yは、−0.2以下であることが好ましく、より好ましくは−0.3〜−1.5であることが好ましく、より好ましくは−0.3〜−1.0である。
及びyは、第一高屈折率層の屈折率や、第一高屈折率層の厚み等で調整される。第一高屈折率層の屈折率が高い場合や、厚みがある程度厚い場合には、x及びyの値が大きくなりやすい。また、透明導電体に、前述の下地層が含まれると、x及びyの値が大きくなりやすい。一方、x及びyは、x及びyの値や透明金属膜の屈折率、透明金属膜の厚み等によって調整される。
また、アドミッタンス軌跡が、グラフの横軸を中心に線対称となるためには、第一高屈折率層の波長570nmの光の屈折率と第二高屈折率層の波長570nmの光の屈折率との差が0.5以下であることが好ましく、より好ましくは0.3以下である。また第一高屈折率層の厚みと、第二高屈折率層の厚みとの差が20nm以下であることが好ましく、10nm以下であることがさらに好ましい。第一高屈折率層及び第二高屈折率層の屈折率及び厚みが近似すると、第一高屈折率層のアドミッタンス軌跡及び第二高屈折率層のアドミッタンス軌跡が、グラフの横軸を中心に線対称になりやすい。
ここで、前述の式(a)及び式(b)に基づけば、|Yenv−Y|及び|Yenv−Y|が0に近い程、導通領域の積層体表面の反射率R、及び絶縁領域の積層体表面の反射率Rがそれぞれ低くなる。その結果、透明導電体全体(導通領域及び絶縁領域)の光透過性が高まる。
そこで、本発明の透明導電体では、導通領域の等価アドミッタンスYのアドミッタンス座標(x,y)と、透明導電体の第二高屈折率層側の表面と接する部材もしくは環境(媒質)のアドミッタンス座標(nenv,0)との距離((x−nenv+(y0.5が0.4未満であることが好ましく、さらに好ましくは0.3以下である。上記距離が0.4未満であれば、導通領域の積層体表面の反射率Rが十分に小さくなり、導通領域の光の透過性が高まる。また、前述のように、導通領域の等価アドミッタンスYと、絶縁領域の等価アドミッタンスYとが近似する。したがって、絶縁領域の等価アドミッタンスYの座標と、媒質のアドミッタンス座標との距離も近くなり;絶縁領域の積層体表面の反射率Rが十分に小さくなるため、絶縁領域の光透過性も高まる。
導通領域の等価アドミッタンスYのアドミッタンス座標と媒質のアドミッタンス座標との距離を近くする手段としては、媒質の屈折率と近い屈折率を有する透明基板を選択する;または、透明基板の屈折率に近い媒質を選択すること等が挙げられる。
3.透明導電体の物性について
前述のように、本発明の透明導電体では、導通領域の反射率、及び絶縁領域の反射率がそれぞれ近似する。具体的には、導通領域の視感反射率と、絶縁領域の視感反射率との差ΔRが3%以下であることが好ましく、より好ましくは1%以下であり、さらに好ましくは0.3%以下である。ここで、導通領域の視感反射率は、5%以下であることが好ましく、より好ましくは3%以下であり、さらに好ましくは1%以下である。一方、絶縁領域の視感反射率は、5%以下であることが好ましく、より好ましくは3%以下であり、さらに好ましくは1%以下である。視感反射率は、分光光度計(U4100;日立ハイテクノロジーズ社製)で測定されるY値である。
また、透明導電体の導通領域及び絶縁領域の波長400nm〜800nmの光の平均吸収率が、それぞれ10%以下であることが好ましく、より好ましくは8%以下であり、さらに好ましくは7%以下である。また、導通領域及び絶縁領域の波長450nm〜800nmの光の吸収率の最大値は、それぞれ15%以下であることが好ましく、より好ましくは10%以下であり、さらに好ましくは9%以下である。導通領域の光の吸収率は、透明導電体に前述の低屈折率層が含まれたり、各層に含まれる材料の光吸収率が低いと低減する。
さらに、透明導電体の導通領域及び絶縁領域の波長450nm〜800nmの光の平均透過率はそれぞれ50%以上であることが好ましく、より好ましくは70%以上であり、さらに好ましくは80%以上である。一方、透明導電体の導通領域及び絶縁領域の波長500nm〜700nmの光の平均反射率は、それぞれ20%以下であることが好ましく、より好ましくは15%以下であり、さらに好ましくは10%以下である。上記波長の光の平均透過率が50%以上であり、かつ平均反射率20%以下であると、高い透明性が要求される用途にも、透明導電体を適用できる。上記平均透過率及び平均反射率は、透明導電体の用途に合わせ、透明導電体の使用環境下での平均透過率及び平均反射率を測定する。具体的には、透明導電体が有機樹脂と貼り合わせて使用される場合には、透明導電体上に有機樹脂からなる層を配置して平均透過率及び平均反射率測定する。一方、透明導電体が大気中で使用される場合には、大気中での平均透過率及び平均反射率を測定する。このとき、透明導電体の導通領域の法線に対して5°傾けた角度から測定光を入射させて分光光度計で測定する。吸収率は、100−(透過率+反射率)の計算式より算出される。
透明導電体の導通領域及び絶縁領域のいずれの領域においても、L*a*b*表色系におけるa*値及びb*値は±30以内であることが好ましく、より好ましくは±5以内であり、さらに好ましくは±3.0以内であり、特に好ましくは±2.0以内である。L*a*b*表色系におけるa*値及びb*値は±30以内であれば、導通領域及び絶縁領域のいずれの領域も無色透明に観察される。L*a*b*表色系におけるa*値及びb*値は、分光光度計で測定される。
透明導電体の導通領域の表面電気抵抗は、50Ω/□以下であることが好ましく、さらに好ましくは30Ω/□以下である。導通領域の表面電気抵抗値が50Ω/□以下である透明導電体は、静電容量方式のタッチパネル用の透明導電パネル等に適用できる。導通領域の透明導電体の表面電気抵抗値は、透明金属膜の厚み等によって調整される。導通領域の透明導電体の表面電気抵抗値は、例えばJIS K7194、ASTM D257等に準拠して測定される。また、市販の表面電気抵抗率計によっても測定される。
4.透明導電体の用途
前述の透明導電体は、液晶、プラズマ、有機エレクトロルミネッセンス、フィールドエミッションなど各種方式のディスプレイをはじめ、タッチパネルや携帯電話、電子ペーパー、各種太陽電池、各種エレクトロルミネッセンス調光素子など様々なオプトエレクトロニクスデバイスの基板等に好ましく用いることができる。
このとき、透明導電体の表面(例えば、透明基板と反対側の表面)は、接着層等を介して、他の部材と貼り合わせられてもよい。この場合には、前述のように、透明導電体の導通領域の表面の等価アドミッタンスYのアドミッタンス座標及び絶縁領域の表面の等価アドミッタンスYのアドミッタンス座標と接着層のアドミッタンス座標と、が前述の範囲であることが好ましい。これにより、透明導電体と接着層との界面での反射が抑制される。
一方、透明導電体の表面が空気と接するような構成で使用される場合には、透明導電体の導通領域の表面の等価アドミッタンスYのアドミッタンス座標及び絶縁領域の表面の等価アドミッタンスYのアドミッタンス座標と、空気のアドミッタンス座標と、が前述の範囲であることが好ましい。これにより、透明導電体と空気との界面での光の反射が抑制される。
5.透明金属膜の好ましい成膜方法
前述のように、波長400nm〜800nmの全範囲で、プラズモン吸収率が15%以下であり、かつ厚みが15nm以下である透明金属膜は、以下の2つの工程を経て成膜されることが好ましい。
(a)第一高屈折率層上に成長核を形成するステップ
(b)第一高屈折率層上に透明金属膜を成膜するステップ
一般的な気相成膜法で透明金属膜を第一高屈折率層上に成膜すると、成膜初期には、第一高屈折率層上に付着した原子がマイグレート(移動)し、原子が寄り集まって塊(島状構造)を形成する。そして、この塊にまとわりつきながら膜が成長する。そのため、成膜初期の膜では、塊同士の間に隙間があり、導通しない。この状態からさらに塊が成長し、厚みが15μm程度になると、塊同士の一部が繋がり、かろうじて導通する。しかし、膜の表面が平滑になり難く、プラズモン吸収が生じやすい。
これに対し、(a)成長核形成ステップで、あらかじめ成長核を形成すると、透明金属膜の材料が第一高屈折率層上をマイグレートし難くなる。また、成長核同士の間隔は、原子がマイグレートして形成される塊同士の間隔より狭い。したがって、この成長核を起点として膜が成長すると、厚みが薄くても平坦な膜となりやすい。つまり、厚みが薄くても導通が得られ、さらにプラズモン吸収が生じない透明金属膜が得られる。
(a)成長核形成ステップ
第一高屈折率層上に、透明金属膜を形成するための成長核を形成する。成長核の形成方法には、以下の2種類の方法がある。
(i)第一高屈折率層上にスパッタ法または蒸着法で、厚み3nm以下の金属薄膜を形成し、これを成長核とする方法
(ii)第一高屈折率層上に金属層を成膜し、この金属層をドライエッチングし、残った金属薄膜を成長核とする方法
(i)の方法で成長核を形成する場合、第一高屈折率層上をマイグレート(移動)し難い金属で薄膜(成長核)を形成する。成長核となりうる金属の例には、金、白金族、コバルト、ニッケル、モリブデン、チタン、アルミニウム、クロム、ニッケル、もしくはこれらの合金が含まれる。これらの1種のみを用いて成長核を形成してもよく、2種以上を組み合わせて成長核を形成してもよい。これらの中でも白金パラジウム、パラジウム、チタン、またはアルミニウムで成長核を形成することが好ましい。白金パラジウムもしくはパラジウムは、第一高屈折率層上でマイグレートし難く、透明金属膜を構成する金属との親和性が高く、かつ緻密で細かい成長核が得られる。白金パラジウムに含まれるパラジウムの割合は、10質量%以上であることが好ましく、より好ましくは20質量%以上である。パラジウムの割合が10質量%以上であると、緻密で細かい成長核が得られやすく、平滑な透明金属膜が得られやすい。
チタンやアルミニウムからなる薄膜を成長核とする場合、イオンアシスト等によって、薄膜(成長核)を細かく砕きながら成膜すると、白金パラジウムやパラジウムと同様の緻密で細かい成長核が得られやすい。
上記金属からなる薄膜(成長核)は、スパッタ法または蒸着法で形成することが好ましい。薄膜(成長核)の平均厚みは3nm以下であることが好ましく、より好ましくは0.5nm以下であり、さらに好ましくは単原子膜であり、特に好ましくは金属原子が互いに離間して付着している膜である。上記薄膜(成長核)の平均厚みは、成膜速度及び成膜時間により調整する。
スパッタ法の例には、イオンビームスパッタ法や、マグネトロンスパッタ法、反応性スパッタ法、2極スパッタ法、バイアススパッタ法等が含まれる。スパッタ時間は、形成する薄膜(成長核)の平均厚み、及び成膜速度に合わせて適宜選択する。スパッタ成膜速度は、好ましくは0.1〜15Å/秒であり、より好ましくは0.1〜7Å/秒である。
一方、蒸着法の例には、真空蒸着法、電子線蒸着法、イオンプレーティング法、イオンビーム蒸着法等が含まれる。蒸着時間は、形成する薄膜(成長核)及び成膜速度に合わせて適宜選択される。蒸着速度は、好ましくは0.1〜15Å/秒であり、より好ましくは0.1〜7Å/秒である。
(ii)の方法で成長核を形成する場合、第一高屈折率層上に金属層を成膜し、この金属層を所望の厚みまでドライエッチングする。本発明でいうドライエッチングには、化学的な反応によってエッチングを行う反応ガスエッチングや、レンズペーパー等で研磨する方法等も含まれるが、エッチングガスやイオン、ラジカル等の物理的な衝突を伴うエッチング方法であることが好ましい。物理的な衝突を伴うエッチング方法で金属層をエッチングすると、第一高屈折率層上に均一な金属薄膜(成長核)が形成されやすい。
金属薄膜(成長核)の種類は、透明金属膜に含まれる金属と親和性の高い金属であれば特に制限されない。透明金属膜に含まれる金属と同一であってもよく、異なる金属であってもよく;その例には、銀、金、白金族、チタン及びアルミニウム等が含まれる。
金属層の成膜方法は特に制限されず、真空蒸着法、スパッタ法、イオンプレーティング法、プラズマCVD法、熱CVD法等の乾式成膜法や、メッキ法等の湿式成膜法でありうる。形成する金属層の平均厚みは3〜15nmであることが好ましく、より好ましくは5〜10nmである。金属層の平均厚みが3nm以上であると、十分な成長核が得られやすい。
当該金属層のドライエッチング方法は、前述のように物理的な衝突を伴うエッチング方法であることが好ましく、イオンビームエッチング、逆スパッタエッチング、プラズマエッチング等でありうる。特にエッチング後の薄膜(成長核)に所望の凹凸を形成しやすいとの観点から、イオンビームエッチングが特に好ましい。
金属層をドライエッチングして得られる薄膜(成長核)の平均厚みは3nm以下であることが好ましく、より好ましくは2nm以下であり、さらに好ましくは0.01〜1nmであり、特に好ましくは0.01〜0.2nmである。薄膜(成長核)の厚みが3nm以下であると、厚みが薄くかつ平滑な透明金属膜が得られやすい。さらにこの成長核を起点に形成される透明金属膜の厚みが薄くなりやすい。成長核の平均厚みは、金属膜の厚みと金属膜のエッチング厚みとの差から求められる。金属膜のエッチング厚みは、エッチングレートとエッチング時間との積である。エッチングレートは、別途ガラス基板上に作製した厚み50nmの金属層を同条件でエッチングし、エッチング後の光の透過率がガラス基板と同等になる(大凡厚み0nm)までの時間から求める。成長核の平均厚みは、ドライエッチングする時間で調整する。
(b)透明金属膜形成ステップ
前述の成長核が形成された第一高屈折率層上に、一般的な気相成膜法で金属を積層して、透明金属膜を形成する。気相成膜法の種類は、特に制限されず、例えば真空蒸着法、スパッタ法、イオンプレーティング法、プラズマCVD法、熱CVD法等でありうる。これらの中でも、好ましくは真空蒸着法またはスパッタ法である。真空蒸着法またはスパッタ法によれば、均一かつ、所望の厚みの透明金属膜が得られやすい。
以下、本発明を実施例により更に詳細に説明する。しかしながら、本発明の範囲はこれによって何ら制限を受けない。
[実施例1]
東洋紡製PET(コスモシャインA4300 厚み50μm)からなる透明基板(波長570nmの光の屈折率:1.59)上に、下記の方法で第一高屈折率層/透明金属膜/低屈折率層/第二高屈折率層を順に積層した。その後、当該積層体を下記の方法でパターニングした。
得られた透明導電体の波長570nmにおけるアドミッタンス軌跡を図3Bに示し、当該透明導電体の分光特性を図3Cに示す。
(第一高屈折率層)
前記透明基板上に、アネルバ社のL−430S−FHSを用い、Ar 20sccm、O 5sccm、スパッタ圧0.3Pa、室温下、ターゲット側電力150W、成膜レート2.0Å/sでITOをDCスパッタした。ターゲット−基板間距離は86mmであった。得られた第一高屈折率層は、43nmであった。ITOの波長570nmの光の屈折率は、2.12であり、第一高屈折率層の波長570nmの光の屈折率も2.12とした。
(透明金属膜)
前記第一高屈折率層上に、真空デバイス社製のマグネトロンスパッタ装置(MSP−1S)で、パラジウムを0.2秒間スパッタ成膜し、平均厚み0.2nmの成長核を形成した。成長核の平均厚みは、スパッタ装置のメーカー公称値の成膜速度から算出した。
続いて、アネルバ社のL−430S−FHSを用い、Ar 20sccm、スパッタ圧0.3Pa、室温下、ターゲット側電力100W、成膜レート2.5Å/sでAgをRFスパッタした。ターゲット−基板間距離は86mmであった。得られたAgからなる透明金属膜は、6nmであった。
(低屈折率層)
前記透明金属膜上に、アネルバ社のL−430S−FHSを用い、Ar 20sccm、O 5sccm、スパッタ圧0.3Pa、室温下、ターゲット側電力300W、成膜レート2Å/sでSiOをRFスパッタした。ターゲット−基板間距離は86mmであった。得られた低屈折率層は、3nmであった。SiOの波長570nmの光の屈折率は1.46であり、低屈折率層の波長570nmの光の屈折率も1.46とした。
(第二高屈折率層)
前記低屈折率層上に、第一高屈折率層の成膜条件と同一の条件で、ITOをDCスパッタした。得られた第二高屈折率層は、40nmであった。ITOの波長570nmの光の屈折率は、2.12であり、第二高屈折率層の波長570nmの光の屈折率も2.12とした。
(積層体のパターニング)
得られた積層体上にレジスト層をパターン状に成膜し、第一高屈折率層、透明金属膜、低屈折率層、及び第二高屈折率層を図15に示されるパターン(複数の導通領域aと、これを区切るライン状の絶縁領域bとを含むパターン)状にITOエッチング液(林純薬製)でパターニングした。絶縁領域には、透明基板のみが含まれるものとした。また、ライン状の絶縁領域bの幅は16μmとした。
[実施例2]
コニカミノルタ製TACフィルム(透明基板(波長570nmの光の屈折率:1.49))上に、下記の方法で第一高屈折率層/低屈折率層(A)/透明金属膜/低屈折率層(B)/第二高屈折率層を順に積層した。その後、当該積層体を下記の方法でパターニングした。
得られた透明導電体の波長570nmにおけるアドミッタンス軌跡を図5Aに示し、当該透明導電体の分光特性を図5Bに示す。
(第一高屈折率層)
前記透明基板上に、アネルバ社のL−430S−FHSを用い、Ar 20sccm、O 1sccm、スパッタ圧0.5Pa、室温下、ターゲット側電力150W、成膜レート1.2Å/sでNbをDCスパッタした。ターゲット−基板間距離は86mmであった。得られた第一高屈折率層は、34nmであった。Nbの波長570nmの光の屈折率は、2.31であり、第一高屈折率層の波長570nmの光の屈折率も2.31とした。
(低屈折率層(A))
前記第一高屈折率層上に、アネルバ社のL−430S−FHSを用い、Ar 20sccm、O 5sccm、スパッタ圧0.3Pa、室温下、ターゲット側電力300W、成膜レート2Å/sでSiOをRFスパッタした。ターゲット−基板間距離は86mmであった。得られた低屈折率層(A)は、3nmであった。SiOの波長570nmの光の屈折率は1.46であり、低屈折率層(A)の波長570nmの光の屈折率も1.46とした。
(透明金属膜)
前記低屈折率層(A)上に、真空デバイス社製のマグネトロンスパッタ装置(MSP−1S)で、パラジウムを0.2秒間スパッタ成膜し、平均厚み0.2nmの成長核を形成した。成長核の平均厚みは、スパッタ装置のメーカー公称値の成膜速度から算出した。
続いて、アネルバ社のL−430S−FHSを用い、Ar 20sccm、スパッタ圧0.3Pa、室温下、ターゲット側電力100W、成膜レート2.5Å/sでAgをRFスパッタした。ターゲット−基板間距離は86mmであった。得られたAgからなる透明金属膜は8nmであった。
(低屈折率層(B))
前記透明金属膜上に、低屈折率層(A)の成膜条件と同じ条件でSiOをRFスパッタした。得られた低屈折率層(B)は、3nmであった。SiOの波長570nmの光の屈折率は1.46であり、低屈折率層(B)の波長570nmの光の屈折率も1.46とした。
(第二高屈折率層)
前記低屈折率層(B)上に、第一高屈折率層の成膜条件と同様の条件で、NbをDCスパッタした。得られた第二高屈折率層は、35nmであった。Nbの波長570nmの光の屈折率は、2.31であり、第二高屈折率層の波長570nmの光の屈折率も2.31とした。
(積層体のパターニング)
得られた積層体上にレジスト層をパターン状に成膜し、第一高屈折率層、低屈折率層(A)、透明金属膜、低屈折率層(B)、及び第二高屈折率層を図15に示されるパターン(複数の導通領域aと、これを区切るライン状の絶縁領域bとを含むパターン)状にフッ酸でパターニングした。絶縁領域には、透明基板のみが含まれるものとした。また、ライン状の絶縁領域bの幅は40μmとした。
[実施例3]
コニカミノルタ製TACフィルム(透明基板(波長570nmの光の屈折率:1.49))上に、下記の方法で第一高屈折率層/低屈折率層(A)/透明金属膜/低屈折率層(B)/第二高屈折率層を順に積層した。その後、当該積層体を下記の方法でパターニングした。
得られた透明導電体の波長570nmにおけるアドミッタンス軌跡を図6Aに示し、当該透明導電体の分光特性を図6Bに示す。
(第一高屈折率層)
前記透明基板上に、Optorun社のGener 1300により、320mA、成膜レート3Å/sでTiOを、イオンアシストしながら電子ビーム(EB)蒸着した。得られた第一高屈折率層は、34nmであった。イオンビームは電流500mA、電圧500V、加速電圧400Vで照射した。イオンビーム装置内には、Oガス:50sccm、及びArガス:8sccmを導入した。TiOの波長570nmの光の屈折率は2.35であり、第一高屈折率層の波長570nmの光の屈折率も2.35とした。
(低屈折率層(A))
前記第一高屈折率層上に、アネルバ社のL−430S−FHSを用い、Ar 20sccm、O 5sccm、スパッタ圧0.3Pa、室温下、ターゲット側電力300W、成膜レート2Å/sでSiOをRFスパッタした。ターゲット−基板間距離は86mmであった。得られた低屈折率層(A)は、3nmであった。SiOの波長570nmの光の屈折率は1.46であり、低屈折率層(A)の波長570nmの光の屈折率も1.46とした。
(透明金属膜)
前記低屈折率層(A)上に、真空デバイス社製のマグネトロンスパッタ装置(MSP−1S)で、白金パラジウム(Pt80質量%、Pd20質量%)を0.2秒間スパッタ成膜し、平均厚み0.2nmの成長核を形成した。成長核の平均厚みは、スパッタ装置のメーカー公称値の成膜速度から算出した。
続いて、アネルバ社のL−430S−FHSを用い、Ar 20sccm、スパッタ圧0.3Pa、室温下、ターゲット側電力100W、成膜レート2.5Å/sでAg−Cu合金(Ag98質量%、Cu2質量%)をRFスパッタし、Ag−Cuからなる透明金属膜(7nm)を得た。ターゲット−基板間距離は86mmであった。
(低屈折率層(B))
前記透明金属膜上に、低屈折率層(A)の成膜条件と同じ条件でSiOをRFスパッタした。得られた低屈折率層(B)は、5nmであった。SiOの波長570nmの光の屈折率は1.46であり、低屈折率層(B)の波長570nmの光の屈折率も1.46とした。
(第二高屈折率層)
前記透明基板上に、第一高屈折率層の成膜条件と同じ条件で、イオンアシストしながら、電子ビーム(EB)蒸着した。得られた第二高屈折率層は、35nmであった。TiOの波長570nmの光の屈折率は2.35であり、第二高屈折率層の波長570nmの光の屈折率も2.35とした。
(積層体のパターニング)
得られた積層体上にレジスト層をパターン状に成膜し、第一高屈折率層、低屈折率層(A)、透明金属膜、低屈折率層(B)、及び第二高屈折率層を図15に示されるパターン(複数の導通領域aと、これを区切るライン状の絶縁領域bとを含むパターン)状にフッ酸でパターニングした。絶縁領域には、透明基板のみが含まれるものとした。また、ライン状の絶縁領域bの幅は50μmとした。
[実施例4]
コニカミノルタ製TACフィルム(透明基板(波長570nmの光の屈折率:1.49))上に、下記の方法で第一高屈折率層/透明金属膜/低屈折率層/第二高屈折率層を順に積層した。その後、当該積層体を下記の方法でパターニングした。
得られた透明導電体の波長570nmにおけるアドミッタンス軌跡を図7Aに示し、当該透明導電体の分光特性を図7Bに示す。
(第一高屈折率層)
前記透明基板上に、アネルバ社のL−430S−FHSを用い、Ar 20sccm、O 5sccm、スパッタ圧0.3Pa、室温下、ターゲット側電力150W、成膜レート1.4Å/sでZnOをDCスパッタした。ターゲット−基板間距離は86mmであった。得られた第一高屈折率層は、43nmであった。ZnOの波長570nmの光の屈折率は、2.01であり、第一高屈折率層の波長570nmの光の屈折率も2.01とした。
(透明金属膜)
前記第一高屈折率層上に、真空デバイス社製のマグネトロンスパッタ装置(MSP−1S)で、パラジウムを0.2秒間スパッタ成膜し、平均厚み0.2nmの成長核を形成した。成長核の平均厚みは、スパッタ装置のメーカー公称値の成膜速度から算出した。
続いて、アネルバ社のL−430S−FHSを用い、Ar 20sccm、スパッタ圧0.3Pa、室温下、ターゲット側電力100W、成膜レート2.5Å/sでAgをRFスパッタした。ターゲット−基板間距離は86mmであった。得られたAgからなる透明金属膜は6nmであった。
(低屈折率層)
前記透明金属膜上に、アネルバ社のL−430S−FHSを用い、Ar 20sccm、O 5sccm、スパッタ圧0.3Pa、室温下、ターゲット側電力300W、成膜レート2Å/sでSiOをRFスパッタした。ターゲット−基板間距離は86mmであった。得られた低屈折率層は、3nmであった。SiOの波長570nmの光の屈折率は1.46であり、低屈折率層の波長570nmの光の屈折率も1.46とした。
(第二高屈折率層)
前記低屈折率層上に、第一高屈折率層の成膜条件と同じ条件でZnOをDCスパッタした。得られた第二高屈折率層は41nmであった。ZnOの波長570nmの光の屈折率は、2.01であり、第二高屈折率層の波長570nmの光の屈折率も2.01とした。
(積層体のパターニング)
得られた積層体上にレジスト層をパターン状に成膜し、第一高屈折率層、透明金属膜、低屈折率層、及び第二高屈折率層を図15に示されるパターン(複数の導通領域aと、これを区切るライン状の絶縁領域bとを含むパターン)状にIZOエッチング液(林純薬社製)でパターニングした。絶縁領域には、透明基板のみが含まれるものとした。また、ライン状の絶縁領域bの幅は20μmとした。
[実施例5]
松波硝子工業製の薄板ガラス(50μm)(波長570nmの光の屈折率:1.52)上に、下記の方法で第一高屈折率層/透明金属膜/低屈折率層/第二高屈折率層を順に成膜した。その後、当該積層体を下記の方法でパターニングした。
得られた透明導電体の波長570nmにおけるアドミッタンス軌跡を図8Aに示し、当該透明導電体の分光特性を図8Bに示す。
(第一高屈折率層)
前記透明基板上に、アネルバ社のL−430S−FHSを用い、Ar 20sccm、O 5sccm、スパッタ圧0.3Pa、室温下、ターゲット側電力150W、成膜レート2.0Å/sでITOをDCスパッタした。ターゲット−基板間距離は86mmであった。得られた第一高屈折率層は、46nmであった。ITOの波長570nmの光の屈折率は、2.12であり、第一高屈折率層の波長570nmの光の屈折率は2.12とした。
(透明金属膜)
前記第一高屈折率層上に、真空デバイス社製のマグネトロンスパッタ装置(MSP−1S)で、パラジウムを0.2秒間スパッタ成膜し、平均厚み0.2nmの成長核を形成した。成長核の平均厚みは、スパッタ装置のメーカー公称値の成膜速度から算出した。
続いて、アネルバ社のL−430S−FHSを用い、Ar 20sccm、スパッタ圧0.3Pa、室温下、ターゲット側電力100W、成膜レート2.5Å/sでAgをRFスパッタした。ターゲット−基板間距離は86mmであった。得られたAgからなる透明金属膜は7nmであった。
(低屈折率層)
前記透明金属膜上に、アネルバ社のL−430S−FHSを用い、Ar 20sccm、O 5sccm、スパッタ圧0.3Pa、室温下、ターゲット側電力300W、成膜レート2Å/sでSiOをRFスパッタした。ターゲット−基板間距離は86mmであった。得られた低屈折率層は、3nmであった。SiOの波長570nmの光の屈折率は1.46であり、低屈折率層の波長570nmの光の屈折率も1.46とした。
(第二高屈折率層)
前記低屈折率層上に、第一高屈折率層の成膜条件と同じ条件で、ITOをDCスパッタした。得られた第二高屈折率層は36nmであった。ITOの波長570nmの光の屈折率は、2.12であり、第二高屈折率層の波長570nmの光の屈折率も2.12とした。
(積層体のパターニング)
得られた積層体上にレジスト層をパターン状に成膜し、第一高屈折率層、透明金属膜、低屈折率層、及び第二高屈折率層を図15に示されるパターン(複数の導通領域aと、これを区切るライン状の絶縁領域bとを含むパターン)状にITOエッチング液(林純薬社製)でパターニングした。絶縁領域には、透明基板のみが含まれるものとした。また、ライン状の絶縁領域bの幅は15μmとした。
[実施例6]
東洋紡製PET(コスモシャインA4300 厚み50μm)からなる透明基板(波長570nmの光の屈折率:1.59)上に、下記の方法で第一高屈折率層/低屈折率層(A)/透明金属膜/低屈折率層(B)/第二高屈折率層を順に積層した。その後、当該積層体を下記の方法でパターニングした。
得られた透明導電体の波長570nmにおけるアドミッタンス軌跡を図9Aに示し、当該透明導電体の分光特性を図9Bに示す。
(第一高屈折率層)
前記透明基板上に、アネルバ社のL−430S−FHSを用い、Ar 20sccm、O 1sccm、スパッタ圧0.5Pa、室温下、ターゲット側電力150W、成膜レート1.2Å/sでNbをDCスパッタした。ターゲット−基板間距離は86mmであった。得られた第一高屈折率層は、32nmであった。Nbの波長570nmの光の屈折率は、2.31であり、第一高屈折率層の波長570nmの光の屈折率も2.31とした。
(低屈折率層(A))
前記第一高屈折率層上に、アネルバ社のL−430S−FHSを用い、Ar 20sccm、O 5sccm、スパッタ圧0.3Pa、室温下、ターゲット側電力300W、成膜レート2Å/sでSiOをRFスパッタした。ターゲット−基板間距離は86mmであった。得られた低屈折率層(A)は、5nmであった。SiOの波長570nmの光の屈折率は1.46であり、低屈折率層(A)の波長570nmの光の屈折率も1.46とした。
(透明金属膜)
前記低屈折率層(A)上に、真空デバイス社製のマグネトロンスパッタ装置(MSP−1S)で、パラジウムを0.2秒間スパッタ成膜し、平均厚み0.2nmの成長核を形成した。成長核の平均厚みは、スパッタ装置のメーカー公称値の成膜速度から算出した。
続いて、アネルバ社のL−430S−FHSを用い、Ar 20sccm、スパッタ圧0.3Pa、室温下、ターゲット側電力100W、成膜レート2.5Å/sでAgをRFスパッタした。ターゲット−基板間距離は86mmであった。得られたAgからなる透明金属膜は、8nmであった。
(低屈折率層(B))
前記透明金属膜上に、低屈折率層(A)の成膜条件と同じ条件でSiOをRFスパッタした。得られた低屈折率層(B)は、5nmであった。SiOの波長570nmの光の屈折率は1.46であり、低屈折率層(B)の波長570nmの光の屈折率も1.46とした。
(第二高屈折率層)
前記低屈折率層(B)上に、第一高屈折率層の成膜条件と同様の条件で、NbをDCスパッタした。得られた第二高屈折率層は、32nmであった。Nbの波長570nmの光の屈折率は、2.31であり、第二高屈折率層の波長570nmの光の屈折率も2.31とした。
(積層体のパターニング)
得られた積層体の、第一高屈折率層、低屈折率層(A)、透明金属膜、低屈折率層(B)、及び第二高屈折率層を、実施例1と同様にパターニングした。
[実施例7]
両面がハードコート処理されたPETフィルム(きもと社製 GSAB)からなる透明基板(波長570nmの光の屈折率:1.59)上に、下記の方法で第一高屈折率層/低屈折率層(A)/透明金属膜/低屈折率層(B)/第二高屈折率層を順に積層した。その後、当該積層体を下記の方法でパターニングした。
(第一高屈折率層)
前記透明基板上に、アネルバ社のL−430S−FHSを用い、Ar 20sccm、O 1sccm、スパッタ圧0.5Pa、室温下、ターゲット側電力150W、成膜レート1.2Å/sでNbをDCスパッタした。ターゲット−基板間距離は86mmであった。得られた第一高屈折率層は、34nmであった。Nbの波長570nmの光の屈折率は、2.31であり、第一高屈折率層の波長570nmの光の屈折率も2.31とした。
(低屈折率層(A))
前記第一高屈折率層上に、アネルバ社のL−430S−FHSを用い、Ar 20sccm、O 5sccm、スパッタ圧0.3Pa、室温下、ターゲット側電力300W、成膜レート2Å/sでSiOをRFスパッタした。ターゲット−基板間距離は86mmであった。得られた低屈折率層(A)は、3nmであった。SiOの波長570nmの光の屈折率は1.46であり、低屈折率層(A)の波長570nmの光の屈折率も1.46とした。
(透明金属膜)
前記低屈折率層(A)上に、真空デバイス社製のマグネトロンスパッタ装置(MSP−1S)で、パラジウムを0.2秒間スパッタ成膜し、平均厚み0.2nmの成長核を形成した。成長核の平均厚みは、スパッタ装置のメーカー公称値の成膜速度から算出した。
続いて、アネルバ社のL−430S−FHSを用い、Ar 20sccm、スパッタ圧0.3Pa、室温下、ターゲット側電力100W、成膜レート2.5Å/sでAg−Cu合金(Ag98質量%、Cu2質量%)をRFスパッタした。ターゲット−基板間距離は86mmであった。得られたAg−Cuからなる透明金属膜は8nmであった。
(低屈折率層(B))
前記透明金属膜上に、低屈折率層(A)の成膜条件と同じ条件でSiOをRFスパッタした。得られた低屈折率層(B)は、3nmであった。SiOの波長570nmの光の屈折率は1.46であり、低屈折率層(B)の波長570nmの光の屈折率も1.46とした。
(第二高屈折率層)
前記低屈折率層(B)上に、第一高屈折率層の成膜条件と同様の条件で、NbをDCスパッタした。得られた第二高屈折率層は、35nmであった。Nbの波長570nmの光の屈折率は、2.31であり、第二高屈折率層の波長570nmの光の屈折率も2.31とした。
(積層体のパターニング)
得られた積層体の、第一高屈折率層、低屈折率層(A)、透明金属膜、低屈折率層(B)、及び第二高屈折率層を、実施例1と同様にパターニングした。
[実施例8]
シクロオレフィンポリマーからなる透明基板(波長570nmの光の屈折率:1.5)上に、下記の方法で下地層/第一高屈折率層/透明金属膜/低屈折率層/第二高屈折率層を順に積層した。その後、当該積層体を下記の方法でパターニングした。
得られた透明導電体の波長570nmにおけるアドミッタンス軌跡を図11Aに示し、当該透明導電体の分光特性を図11Bに示す。
(下地層)
前記透明基板上に、Optorun社のGener 1300によって、190mA、成膜レート10Å/sでMgFを電子ビーム(EB)蒸着した。得られた下地層は、180nmであった。MgFの波長570nmの光の屈折率は1.38であり、下地層の波長570nmの光の屈折率も1.38とした。
(第一高屈折率層)
前記下地層上に、アネルバ社のL−430S−FHSを用い、Ar 20sccm、O 5sccm、スパッタ圧0.3Pa、室温下、ターゲット側電力150W、成膜レート1.4Å/sでZnOをDCスパッタした。ターゲット−基板間距離は86mmであった。得られた第一高屈折率層は、39nmであった。ZnOの波長570nmの光の屈折率は、2.01であり、第一高屈折率層の波長570nmの光の屈折率も2.01とした。
(透明金属膜)
前記第一高屈折率層上に、真空デバイス社製のマグネトロンスパッタ装置(MSP−1S)で、パラジウムを0.2秒間スパッタ成膜し、平均厚み0.2nmの成長核を形成した。成長核の平均厚みは、スパッタ装置のメーカー公称値の成膜速度から算出した。
続いて、アネルバ社のL−430S−FHSを用い、Ar 20sccm、スパッタ圧0.3Pa、室温下、ターゲット側電力100W、成膜レート2.5Å/sでAg−Cu合金(Ag98質量%、Cu2質量%)をRFスパッタした。ターゲット−基板間距離は86mmであった。得られたAg−Cuからなる透明金属膜は7nmであった。
(低屈折率層)
前記透明金属膜上に、アネルバ社のL−430S−FHSを用い、Ar 20sccm、O 5sccm、スパッタ圧0.3Pa、室温下、ターゲット側電力300W、成膜レート2Å/sでSiOをRFスパッタした。ターゲット−基板間距離は86mmであった。得られた低屈折率層は、3nmであった。SiOの波長570nmの光の屈折率は1.46であり、低屈折率層の波長570nmの光の屈折率も1.46とした。
(第二高屈折率層)
前記低屈折率層上に、第一高屈折率層の成膜条件と同様の条件で、ZnOをDCスパッタした。得られた第二高屈折率層は、40nmであった。ZnOの波長570nmの光の屈折率は、2.01であり、第二高屈折率層の波長570nmの光の屈折率も2.01とした。
(積層体のパターニング)
得られた積層体の、下地層、第一高屈折率層、透明金属膜、低屈折率層、及び第二高屈折率層を、実施例1と同様にパターニングした。
[実施例9]
ポリカーボネートフィルムからなる透明基板(波長570nmの光の屈折率:1.57)上に、下記の方法で第一高屈折率層/透明金属膜/低屈折率層/第二高屈折率層を順に積層した。その後、当該積層体を下記の方法でパターニングした。
得られた透明導電体の波長570nmにおけるアドミッタンス軌跡を図12Aに示し、当該透明導電体の分光特性を図12Bに示す。
(第一高屈折率層)
前記透明基板上に、アネルバ社のL−430S−FHSを用い、Ar 20sccm、O 1sccm、スパッタ圧0.5Pa、室温下、ターゲット側電力150W、成膜レート1.2Å/sでNbをDCスパッタした。ターゲット−基板間距離は86mmであった。得られた第一高屈折率層は、33nmであった。Nbの波長570nmの光の屈折率は、2.31であり、第一高屈折率層の波長570nmの光の屈折率も2.31とした。
(透明金属膜)
前記第一高屈折率層上に、真空デバイス社製のマグネトロンスパッタ装置(MSP−1S)で、パラジウムを0.2秒間スパッタ成膜し、平均厚み0.2nmの成長核を形成した。成長核の平均厚みは、スパッタ装置のメーカー公称値の成膜速度から算出した。
続いて、アネルバ社のL−430S−FHSを用い、Ar 20sccm、スパッタ圧0.3Pa、室温下、ターゲット側電力100W、成膜レート2.5Å/sでAg−Cu合金(Ag98質量%、Cu2質量%)をRFスパッタした。ターゲット−基板間距離は86mmであった。得られたAg−Cuからなる透明金属膜は7nmであった。
(低屈折率層)
前記透明金属膜上に、アネルバ社のL−430S−FHSを用い、Ar 20sccm、O 5sccm、スパッタ圧0.3Pa、室温下、ターゲット側電力300W、成膜レート2Å/sでSiOをRFスパッタした。ターゲット−基板間距離は86mmであった。得られた低屈折率層は、3nmであった。SiOの波長570nmの光の屈折率は1.46であり、低屈折率層の波長570nmの光の屈折率も1.46とした。
(第二高屈折率層)
前記低屈折率層上に、第一高屈折率層の成膜条件と同様の条件で、ZnOをDCスパッタした。得られた第二高屈折率層は、43nmであった。ZnOの波長570nmの光の屈折率は、2.01であり、第二高屈折率層の波長570nmの光の屈折率も2.01とした。
(積層体のパターニング)
得られた積層体の、第一高屈折率層、透明金属膜、低屈折率層、及び第二高屈折率層を、実施例1と同様にパターニングした。
[実施例10]
松波硝子工業製の薄板ガラス(50μm)(波長570nmの光の屈折率:1.52)上に、下記の方法で第一高屈折率層/透明金属膜/第二高屈折率層を順に成膜した。その後、当該積層体を下記の方法でパターニングした。
得られた透明導電体の波長570nmにおけるアドミッタンス軌跡を図13Aに示し、当該透明導電体の分光特性を図13Bに示す。
(第一高屈折率層)
前記透明基板上に、アネルバ社のL−430S−FHSを用い、Ar 20sccm、O 5sccm、スパッタ圧0.3Pa、室温下、ターゲット側電力150W、成膜レート1.4Å/sでZnOをDCスパッタした。ターゲット−基板間距離は86mmであった。得られた第一高屈折率層は、43nmであった。ZnOの波長570nmの光の屈折率は、2.01であり、第一高屈折率層の波長570nmの光の屈折率も2.01とした。
(透明金属膜)
前記第一高屈折率層上に、真空デバイス社製のマグネトロンスパッタ装置(MSP−1S)で、パラジウムを0.2秒間スパッタ成膜し、平均厚み0.2nmの成長核を形成した。成長核の平均厚みは、スパッタ装置のメーカー公称値の成膜速度から算出した。
続いて、アネルバ社のL−430S−FHSを用い、Ar 20sccm、スパッタ圧0.3Pa、室温下、ターゲット側電力100W、成膜レート2.5Å/sでAgをRFスパッタした。ターゲット−基板間距離は86mmであった。得られたAgからなる透明金属膜は6nmであった。
(第二高屈折率層)
前記透明金属膜上に、第一高屈折率層の成膜条件と同様の条件で、ZnOをDCスパッタした。得られた第二高屈折率層は、41nmであった。ZnOの波長570nmの光の屈折率は、2.01であり、第二高屈折率層の波長570nmの光の屈折率も2.01とした。
(積層体のパターニング)
得られた積層体の、第一高屈折率層、透明金属膜、及び第二高屈折率層を、実施例4と同様にパターニングした。
[実施例11]
松波硝子工業製の薄板ガラス(50μm)(波長570nmの光の屈折率:1.52)上に、下記の方法で第一高屈折率層/透明金属膜/第二高屈折率層を順に成膜した。その後、当該積層体を下記の方法でパターニングした。
得られた透明導電体の波長570nmにおけるアドミッタンス軌跡を図14Aに示し、当該透明導電体の分光特性を図14Bに示す。
(第一高屈折率層)
前記透明基板上に、アネルバ社のL−430S−FHSを用い、Ar 20sccm、O 5sccm、スパッタ圧0.3Pa、室温下、ターゲット側電力150W、成膜レート2.0Å/sでITOをDCスパッタした。ターゲット−基板間距離は86mmであった。得られた第一高屈折率層は、46nmであった。ITOの波長570nmの光の屈折率は、2.12であり、第一高屈折率層の波長570nmの光の屈折率は2.12とした。
(透明金属膜)
前記第一高屈折率層上に、真空デバイス社製のマグネトロンスパッタ装置(MSP−1S)で、パラジウムを0.2秒間スパッタ成膜し、平均厚み0.2nmの成長核を形成した。成長核の平均厚みは、スパッタ装置のメーカー公称値の成膜速度から算出した。
続いて、アネルバ社のL−430S−FHSを用い、Ar 20sccm、スパッタ圧0.3Pa、室温下、ターゲット側電力100W、成膜レート2.5Å/sでAgをRFスパッタした。ターゲット−基板間距離は86mmであった。得られたAgからなる透明金属膜は7nmであった。
(第二高屈折率層)
透明金属膜上に、アネルバ社のL−430S−FHSを用い、Ar 20sccm、O 5sccm、スパッタ圧0.3Pa、室温下、ターゲット側電力300W、成膜レート2.2Å/sでITOをRFスパッタした。ターゲット−基板間距離は86mmであった。得られた第二高屈折率層は36nmであった。ITOの波長570nmの光の屈折率は、2.12であり、第二高屈折率層の波長570nmの光の屈折率も2.12とした。
(積層体のパターニング)
得られた積層体上にレジスト層をパターン状に成膜し、第一高屈折率層、透明金属膜、及び第二高屈折率層を図15に示されるパターン(複数の導通領域aと、これを区切るライン状の絶縁領域bとを含むパターン)状にITOエッチング液(林純薬社製)でパターニングした。絶縁領域には、透明基板のみが含まれるものとした。また、ライン状の絶縁領域bの幅は15μmとした。
[実施例12]
シクロオレフィンポリマーからなる透明基板(波長570nmの光の屈折率:1.5)上に、下記の方法で第一高屈折率層/低屈折率層(A)/透明金属膜/低屈折率層(B)/第二高屈折率層を順に積層した。その後、当該積層体を下記の方法でパターニングした。
得られた透明導電体の波長570nmにおけるアドミッタンス軌跡を図16Aに示し、当該透明導電体の分光特性を図16Bに示す。
(第一高屈折率層)
前記透明基板上に、大阪真空社のマグネトロンスパッタ装置を用い、Ar 20sccm、O 0sccm、スパッタ圧0.1Pa、室温下、ターゲット側電力150W、成膜レート3.0Å/sでZnS−SiOをRFスパッタした。ターゲット−基板間距離は90mmであった。
ZnSとSiOとの比率(モル比)は、80:20であり、第一高屈折率層の屈折率は2.14であった。
(低屈折率層(A))
前記第一高屈折率層上に、大阪真空社のマグネトロンスパッタ装置を用い、Ar 20sccm、O 0sccm、スパッタ圧0.1Pa、室温下、ターゲット側電力150W、成膜レート1.1Å/sでGZO(ZnOとGaとの混合物)をRFスパッタした。ターゲット−基板間距離は90mmであった。
ZnOとGaとの比率(モル比)は、60:40であり、低屈折率層(A)の屈折率は1.8であった。
(透明金属膜)
前記低屈折率層(A)上に、アネルバ社のL−430S−FHSを用い、Ar 20sccm、スパッタ圧0.3Pa、室温下、ターゲット側電力100W、成膜レート2.5Å/sでAgをRFスパッタした。ターゲット−基板間距離は86mmであった。得られたAgからなる透明金属膜は7.4nmであった。
(低屈折率層(B))
前記透明金属膜上に、低屈折率層(A)の成膜条件と同じ条件でGZOをRFスパッタした。ZnOとGaとの比率(モル比)は、60:40であり、低屈折率層(B)の屈折率は1.8であった。
(第二高屈折率層)
前記低屈折率層(B)上に、第一高屈折率層の成膜条件と同様の条件で、ZnS−SiOをRFスパッタした。ZnSとSiOとの比率(モル比)は、80:20であり、第二高屈折率層の屈折率は2.14であった。
(積層体のパターニング)
得られた積層体上にレジスト層をパターン状に成膜し、第一高屈折率層、低屈折率層(A)、透明金属膜、低屈折率層(B)、及び、第二高屈折率層を図15に示されるパターン(複数の導通領域aと、これを区切るライン状の絶縁領域bとを含むパターン)状にITOエッチング液(林純薬社製)でパターニングした。絶縁領域には、透明基板のみが含まれるものとした。また、ライン状の絶縁領域bの幅は15μmとした。
[実施例13]
東洋紡製PET(コスモシャインA4300 厚み50μm)からなる透明基板(波長570nmの光の屈折率:1.59)上に、低屈折率層(A)/透明金属膜/低屈折率層(B)/第二高屈折率層を順に積層した。各層は、透明金属膜の厚みを6.7nmとした以外は、実施例12と同様に成膜した。その後、当該積層体を下記の方法でパターニングした。
得られた透明導電体の波長570nmにおけるアドミッタンス軌跡を図17Aに示し、当該透明導電体の分光特性を図17Bに示す。
[各実施例の透明金属膜のプラズモン吸収率について]
ガラス基板上に、各実施例と同様の条件で透明金属膜のみを成膜した。当該透明金属膜について以下のようにプラズモン吸収率の測定を行った。その結果、いずれの透明金属膜についても、波長400〜800nmにわたって、プラズモン吸収率が10%以下であった。
<プラズモン吸収率の測定方法>
透明ガラス基板上に、白金パラジウムを真空デバイス社製のマグネトロンスパッタ装置(MSP−1S)を用いて、0.2s(0.1nm)成膜した。白金パラジウムの平均厚みは、スパッタ装置のメーカー公称値の成膜速度から算出した。その後、白金パラジウムが付着した基板上にシンクロン製のBMC−800T蒸着機を用いて銀を20nm成膜した。このときの抵抗加熱は210A、成膜レートは5Å/sとした。得られた金属膜の反射率及び透過率を測定し、吸収率=100−(透過率+反射率)として算出した。この金属膜にはプラズモン吸収が無いと仮定し、当該データをリファレンスデータとした。
一方、各実施例と同様の条件でガラス基板上に成膜した上記透明金属膜の吸収率を測定した。そして、測定データからリファレンスデータを差し引いた値を、当該透明金属膜のプラズモン吸収率とした。光の透過率及び反射率は、日立株式会社製:分光光度計 U4100にて測定した。
[評価]
前述の各実施例で得られた透明導電体の光学アドミッタンスを特定した。透明金属の第一高屈折率層側の表面の波長570nmの光学アドミッタンスをY1=x+iy、透明金属膜の前記第二高屈折率層側の表面の波長570nmの光学アドミッタンスをY2=x+iyとしたときの(x,y)、及び(x,y)の値を表1に示す。また、前記透明金属膜を含む積層体(導通領域)表面の波長570nmの光の等価アドミッタンスをY=x+iyで表し、前記透明金属膜を含まない積層体(絶縁領域)表面の波長570nmの光の等価アドミッタンスをY=x+iyで表したときの(x,y)、及び(x,y)の値をそれぞれ表1に示す。さらに、((x−x+(y−y0.5の値、積層体の第二高屈折率層側の表面に接する部材の屈折率をnenvとしたときの((x−nenv+(y0.5の値を、それぞれ表1に示す。
透明導電体に含まれる層の光学アドミッタンスは、薄膜設計ソフトEssential Macleod Ver.9.4.375で算出した。なお、算出に必要な各層の厚みd、屈折率n、及び吸収係数kは、J.A.WoollamCo.Inc.製のVB−250型VASEエリプソメーターで測定した。
一方、導通領域の平均透過率、平均反射率、平均吸収率、及び吸収最大値、導通領域及び絶縁領域の視感反射率、導通領域のL*a*b*表色系におけるa*値及びb*値、並びに導通領域の表面電気抵抗を測定した。これらの結果を表2に示す。
各実施例における膜の厚みの測定、導通領域の平均透過率、平均反射率、平均吸収率、及び吸収最大値の測定、導通領域及び絶縁領域の視感反射率の測定、導通領域のL*a*b*表色系におけるa*値及びb*値、並びに導通領域の表面電気抵抗の測定は、以下の方法で行った。
<膜の厚みの測定方法>
各層の厚みは、J.A.Woollam Co.Inc.製のVB−250型VASEエリプソメーターで測定した。
<導通領域の光の透過率、反射率、及び吸収率の測定方法>
実施例1〜4、及び実施例7〜13の透明導電体表面に、イマージョンオイル(Nikon社製 TypeA 屈折率=1.515)を塗布し、透明導電体とコーニング社製無アルカリガラス基板(EAGLE XG(厚さ7mm×縦30mm×横30mm))とを貼り合わせた。そして、無アルカリガラス基板側から、透明導電体の透過率及び反射率を測定した。このとき、無アルカリガラス基板の表面の法線に対して、5°傾けた角度から、導通領域に測定光(例えば、波長450nm〜800nmの光)を入射させ、日立株式会社製:分光光度計 U4100にて、光の透過率及び反射率を測定した。そして、吸収率は、100−(透過率+反射率)の計算式より算出した。
なお、反射率の測定値から、無アルカリガラス基板と大気との界面での反射(4%)、及び透明導電体の透明基板と大気との界面での反射(4%)を差し引いた値を、透明導電体の反射率とした。また、透過率についても、上記無アルカリガラス基板と大気との界面での反射、及び透明導電体の透明基板と大気との界面での反射を考慮し、透過率の測定値に8%足した値を透明導電体の透過率とした。
一方、実施例5及び6の透明導電体は、空気と接触して使用されるものとした。したがって、透明導電体上に、無アルカリガラス基板を貼り合わせずに、導通領域に測定光(例えば、波長450nm〜800nmの光)を入射させ、日立株式会社製:分光光度計 U4100にて、光の透過率及び反射率を測定した。そして、吸収率は、100−(透過率+反射率)の計算式より算出した。なお、測定光は、第二高屈率層側から入射させた。
なお、反射率の測定値から、透明導電体の透明基板と大気との界面での反射(4%)を差し引いた値を、透明導電体の反射率とした。また、透過率についても、上記透明導電体の透明基板と大気との界面での反射を考慮し、透過率の測定値に4%足した値を透明導電体の透過率とした。
<視感反射率の測定方法>
視感反射率は、分光光度計(U4100;日立ハイテクノロジーズ社製)で測定した。
<導通領域のa*値及びb*値の測定方法>
L*a*b*表色系におけるa*値及びb*値は、日立株式会社製:分光光度計 U4100で導通領域a*値及びb*値をそれぞれ測定した。
<導通領域の表面電気抵抗の測定方法>
各透明導電体の導通領域に三菱化学アナリテック製のロレスタEP MCP−T360を接触させて、導通領域の表面電気抵抗を測定した。
Figure 0006292225
Figure 0006292225
表1及び表2に示されるように、導通領域の等価アドミッタンスYのアドミッタンス座標(x,y)と、絶縁領域の等価Yのアドミッタンス座標(x,y)との距離[((x−x+(y−y0.5]が0.5未満である実施例1〜13の透明導電体では、導通領域の視感反射率と絶縁領域の視感反射率との差が0.84以下であり、非常に小さかった。また特に、導通領域の等価アドミッタンスYのアドミッタンス座標(x,y)と、絶縁領域の等価アドミッタンスYのアドミッタンス座標(x,y)との距離が0.10以下である場合には、視感反射率が0.2以下となった(実施例1、4、5、7、8、10、12、及び13)。これらの透明導電体では、導通領域のパターンが殆ど視認されなかった。
またさらに、導通領域の等価アドミッタンスYのアドミッタンス座標(x,y)と、当該導通領域の表面に接する部材または環境のアドミッタンス座標(nenv,0)との距離が0.4未満である(実施例1〜4、7〜13)と、波長500nm〜800nmにおける平均反射率が1%以下であった。
また、いずれの実施例においても、導通領域の波長450nm〜800nmの光の平均透過率が高く(89.4%以上)、透明導電体の透明性が非常に高かった。
本発明で得られる透明導電体は、導通領域のパターンが視認され難く、さらに導通領域の表面電気抵抗値が低い。さらに、フレキシブル性にも優れる。したがって、各種方式のディスプレイをはじめ、タッチパネルや携帯電話、電子ペーパー、各種太陽電池、各種エレクトロルミネッセンス調光素子など様々なオプトエレクトロニクスデバイスに好ましく用いられる。
1 透明基板
2 第一高屈折率層
3 透明金属膜
4 第二高屈折率層
5 下地層
6 低屈折率層
100 透明導電体

Claims (12)

  1. 透明基板と、
    前記透明基板の波長570nmの光の屈折率より、波長570nmの光の屈折率が高い誘電性材料または酸化物半導体材料を含む第一高屈折率層と、
    透明金属膜と、
    前記透明基板の波長570nmの光の屈折率より、波長570nmの光の屈折率が高い誘電性材料または酸化物半導体材料を含む第二高屈折率層と、
    をこの順に含む積層体であり、
    前記透明金属膜は所定の形状にパターニングされた金属パターンであり、
    前記金属パターンのパターン領域における、前記積層体表面の波長570nmの光の等価アドミッタンスをY=x+iyで表し、前記金属パターンの非パターン領域における、積層体表面の波長570nmの光の等価アドミッタンスをY=x+iyで表した場合に、((x−x+(y−y0.5<0.5を満たし、
    前記第一高屈折率層と前記透明金属膜との間、および/または前記透明金属膜と前記第二高屈折率層との間に、厚みが0.1〜15nmであり、波長570nmの光の屈折率が1.35〜1.5である誘電性材料または酸化物半導体材料を含む、低屈折率層をさらに有する、透明導電体。
  2. 前記積層体の前記第二高屈折率層側の表面に接する部材または環境の、波長570nmの光の屈折率をnenvで表した場合に、((x−nenv+(y0.5<0.4を満たす、請求項1に記載の透明導電体。
  3. 前記金属パターンの非パターン領域における積層体表面が、前記透明基板の表面である、請求項1に記載の透明導電体。
  4. 前記透明金属膜は、厚みが15nm以下であり、
    前記金属パターンのパターン領域における、積層体の波長400nm〜800nmの光の平均吸収率が10%以下であり、
    前記金属パターンのパターン領域における、積層体の波長450nm〜800nmの光の吸収率の最大値が15%以下であり、
    前記透明金属膜の前記第一高屈折率層側の表面の波長570nmの光学アドミッタンスをY1=x+iy、前記透明金属膜の前記第二高屈折率層側の表面の波長570nmの光学アドミッタンスをY2=x+iyで表した場合に、x及びxのうち少なくとも一方が1.6以上である、請求項1に記載の透明導電体。
  5. 前記第一高屈折率層が含む誘電性材料または酸化物半導体材料の波長570nmの光の屈折率と、前記第二高屈折率層が含む誘電性材料または酸化物半導体材料の波長570nmの光の屈折率との差が0.5以下であり、
    |y+y|<1を満たす、請求項に記載の透明導電体。
  6. |x−x|<0.5を満たす、請求項に記載の透明導電体。
  7. 前記透明金属膜のプラズモン吸収率が、波長400nm〜800nmの全範囲で10%以下である、請求項1に記載の透明導電体。
  8. 前記透明金属膜が、銀、銅、金、白金族、チタン、及びクロムからなる群から選ばれる一種以上の金属を含む、請求項1に記載の透明導電体。
  9. 前記第一高屈折率層及び前記第二高屈折率層が含む誘電性材料または酸化物半導体材料の屈折率が1.8〜2.5である、請求項1に記載の透明導電体。
  10. 前記第一高屈折率層及び前記第二高屈折率層が含む誘電性材料または酸化物半導体材料は、TiO、ITO、ZnO、ZnS、Nb、ZrO、CeO、Ta、Ti、Ti、Ti、TiO、SnO、LaTi、IZO、AZO、GZO、ATO、及びICOからなる群から選ばれる一種以上である、請求項1に記載の透明導電体。
  11. 前記低屈折率層が含む誘電性材料または酸化物半導体材料は、波長570nmの光の屈折率が1.8以下である、請求項10に記載の透明導電体。
  12. 前記低屈折率層が含む誘電性材料または酸化物半導体材料が、MgF、SiO、CaF、CeF、LaF、LiF、NaF、NdF、NaAlF、Al、MgO、及びThOからなる群から選ばれる、一種以上である、請求項10に記載の透明導電体。
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