JP6293368B2 - 透明導電性基板及びその製造方法、並びに、透明導電性基板の製造装置 - Google Patents
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Description
本発明は、透明導電性基板及びその製造方法、並びに、透明導電性基板の製造装置に係る。より詳細には、電磁波シールドと高い透過率とを併せ持つことが可能な電磁波遮蔽膜を備えた、透明導電性基板及びその製造方法、並びに、透明導電性基板の製造装置に関する。本発明は、タッチパネル用途などに好適である。
本願は、２０１５年４月２４日に日本に出願された特願２０１５−０８９２９６号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
本願は、２０１５年４月２４日に日本に出願された特願２０１５−０８９２９６号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
電磁波シールド技術は、従来、電磁波の影響を受けやすい、医療機器や計測機器、通信機器などにおいて広く利用されている。このような電磁波シールド技術は、最近、液晶に代表されるディスプレイ分野にも使用されているが、この分野においては、電磁波を遮断する機能に加えて、良好な光透過性も併せ持つことが求められている。このような傾向は、近年、表示装置と入力装置とが一体化したタッチパネルのような機器でも、高まってきている。
従来、光透過性を有する電磁波シールドとして、可撓性基材の全面に亘ってＩＴＯ膜と金属膜とを順に配してなる構成（以下、ＩＴＯ全面形成膜と呼ぶ）や、ガラス基材の全面に亘って設けられたＩＴＯ膜上に金属部材の細線をメッシュ状に配してなる構成（以下、メタルメッシュと呼ぶ）が利用されていた。たとえば、前者の構成（ＩＴＯ全面形成膜）は特許文献１に、後者の構成（メタルメッシュ）は特許文献２に、それぞれ開示されている。ここで、ＩＴＯは、酸化インジウム（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）の略称であり、導電性と透過性を兼ね備えた材料（透明導電材料）の代表例である。
しかしながら、ＩＴＯ全面形成膜を電磁波シールドとして利用する場合は、光透過性に優れるという長所がある反面、電磁シールドの性能としては、メタルメッシュに劣っていた。
これに対して、メタルメッシュを電磁波シールドとして利用する場合は、メッシュの配置等を工夫することによりシールド特性を向上できるという長所がある反面、光透過性が犠牲になったり、モアレが生じやすい等の問題を抱えていた。
これに対して、メタルメッシュを電磁波シールドとして利用する場合は、メッシュの配置等を工夫することによりシールド特性を向上できるという長所がある反面、光透過性が犠牲になったり、モアレが生じやすい等の問題を抱えていた。
そこで、上述した２つの構成における長所を併せ持つ構成、すなわち、ＩＴＯ全面形成膜の上にメタルメッシュを積層して配する構成、を採用することにより、シールド特性（導電性）と光透過性とを両立させるための研究が進められている。
図７Ａ〜図７Ｄは、ＩＴＯ全面形成膜の上にメタルメッシュを積層した構成の一例を示す図であり、図７Ａは全体を示す平面図、図７Ｂは領域Ｐ５の拡大図、図７Ｃ及び図７Ｄは線分Ｚ−Ｚにおける断面図を示している。図７Ａ〜図７Ｄにおいて、符号１０１は可撓性基材（基板）、符号１０２は透明導電膜、符号１０３は金属膜である。
図７Ａ〜図７Ｄは、ＩＴＯ全面形成膜の上にメタルメッシュを積層した構成の一例を示す図であり、図７Ａは全体を示す平面図、図７Ｂは領域Ｐ５の拡大図、図７Ｃ及び図７Ｄは線分Ｚ−Ｚにおける断面図を示している。図７Ａ〜図７Ｄにおいて、符号１０１は可撓性基材（基板）、符号１０２は透明導電膜、符号１０３は金属膜である。
まず、透明導電膜１０２ｓ上に金属膜１０３ｓを全面に形成する（図７Ｄ）。次いで、不図示のマスクを用い、金属膜１０３ｓに対してエッチング処理を施すことにより、メッシュ状の金属膜１０３ｅを得る（図７Ｃ）。ところが、メッシュ状の金属膜１０３ｅを形成する際に、その下地をなす透明導電膜１０２ｅまでエッチングされてしまい、金属膜１０３ｅの近傍にあたる透明導電膜１０２ｅが損傷し、深さＤまで欠落した部位が生じてしまう傾向にあった。
このような欠落した部位が内在する透明導電膜１０２ｅにおいては、その膜中を流れる電流が局所的に不安定となる問題に加えて、十分な電流を確保するため、深さＤの欠落部を見込み、余分な厚さを有する透明導電膜１０２ｓを予め形成しておく必要があった。
メッシュ状等の特定パターン形状からなる金属膜を形成する際に生じる、このような問題を解決する手法の開発が期待されていた。
メッシュ状等の特定パターン形状からなる金属膜を形成する際に生じる、このような問題を解決する手法の開発が期待されていた。
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、メッシュ状等の特定パターン形状からなる金属膜を形成する際に、その下地をなす透明導電膜がエッチングの影響を回避できる構成を備えた、透明導電性基板及びその製造方法、並びに、透明導電性基板の製造装置を提供することを目的とする。
本発明の第一態様に係る透明導電性基板は、可撓性部材からなる基体の一面に、アモルファスである透明導電膜、中間膜、金属膜が順に積層されてなる透明導電性基板であって、前記金属膜は１つ以上の開口部を備えており、前記中間膜が該開口部が底面を構成しており、前記中間膜の屈折率は、前記透明導電膜の屈折率の同等以下である。
本発明の第一態様に係る透明導電性基板においては、前記中間膜は、透過率が９９（％）以上の部材で構成されてもよい。
本発明の第一態様に係る透明導電性基板においては、前記中間膜は、比抵抗値が１００００（μΩ・ｃｍ）以下であってもよい。
本発明の第一態様に係る透明導電性基板においては、前記中間膜は、エッチング・ストッパー層であってもよい。
本発明の第一態様に係る透明導電性基板においては、前記中間膜は、前記金属膜に開口部を形成する際に用いるエッチング液に対して、エッチング速度が１（ｎｍ／ｍｉｎ）以下であってもよい。
本発明の第一態様に係る透明導電性基板においては、前記金属膜は、前記中間膜上において、前記開口部を備えることにより、メッシュ状に形成されてもよい。
本発明の第一態様に係る透明導電性基板においては、前記金属膜は、前記中間膜上において、前記開口部を備えることにより、トラック状に形成されてもよい。
本発明の第一態様に係る透明導電性基板においては、前記金属膜は、前記中間膜上において、前記開口部を備えることにより、額縁状に形成されてもよい。
本発明の第一態様に係る透明導電性基板においては、前記中間膜は、透過率が９９（％）以上の部材で構成されてもよい。
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本発明の第一態様に係る透明導電性基板においては、前記中間膜は、エッチング・ストッパー層であってもよい。
本発明の第一態様に係る透明導電性基板においては、前記中間膜は、前記金属膜に開口部を形成する際に用いるエッチング液に対して、エッチング速度が１（ｎｍ／ｍｉｎ）以下であってもよい。
本発明の第一態様に係る透明導電性基板においては、前記金属膜は、前記中間膜上において、前記開口部を備えることにより、メッシュ状に形成されてもよい。
本発明の第一態様に係る透明導電性基板においては、前記金属膜は、前記中間膜上において、前記開口部を備えることにより、トラック状に形成されてもよい。
本発明の第一態様に係る透明導電性基板においては、前記金属膜は、前記中間膜上において、前記開口部を備えることにより、額縁状に形成されてもよい。
本発明の第二態様に係る透明導電性基板の製造方法は、可撓性部材からなる基体の一面に、アモルファスである透明導電膜、中間膜、金属膜が順に積層されてなる透明導電性基板の製造方法であって、前記金属膜の上面に所望の空隙パターンを有するマスクを設けて、該空隙パターンを通して該金属膜をエッチング処理する工程を含み、前記中間膜として、前記透明導電膜の屈折率の同等以下である屈折率を有する膜を用いる。
本発明の第二態様に係る透明導電性基板の製造装置は、可撓性部材からなる基体の一面に、アモルファスである透明導電膜、中間膜、金属膜が順に積層されてなる透明導電性基板の製造装置であって、前記透明導電膜を形成する第一成膜空間、前記中間膜を形成する第二成膜空間、前駆金属膜を形成する第三成膜空間を少なくとも備え、前記基体が移動する方向において、前記第二成膜空間が、前記第一成膜空間と前記第三成膜空間との間に配置されており、前記第二成膜空間では、前記中間膜として、前記透明導電膜の屈折率の同等以下である屈折率を有する膜を形成する。
本発明の第一態様に係る透明導電性基板は、可撓性部材からなる基体の一面に、透明導電膜、中間膜、金属膜が順に積層されているので、エッチングにより前記金属膜に形成された開口部（貫通孔）は、前記透明導電膜に至る前に必ず中間膜に達する。ゆえに、前記金属膜に形成された該開口部（貫通孔）の底面は中間膜となる。つまり、前記中間膜の存在により、前記透明導電膜は、前記金属膜に開口部（貫通孔）を形成するためのエッチングの影響を受けて損傷することがない。したがって、本発明の第一態様は、メッシュ状等の特定パターン形状からなる金属膜を形成する際に、その下地をなす透明導電膜がエッチングの影響を回避できる構成を備えた透明導電性基板の提供に貢献する。
上記構成における中間膜には、透明導電性基板の一部、すなわち、透明導電膜と金属膜の間に配置されて用いられることから、透明導電膜と金属膜との間の導通を確保するために必要な導電性と高い透過性が求められる。また、前記中間膜は、エッチング・ストッパー層として働くために、前記金属膜に開口部を形成する際に用いるエッチング液に対して、耐性を備えていることが望ましい。
本発明の第二態様に係る透明導電性基板の製造方法は、上記構成を得るために、可撓性部材／透明導電膜／中間膜／金属膜が順に積層されてなる透明導電性基板を用い、前記金属膜の上面に所望の空隙パターンを有するマスクを設けて、該空隙パターンを通して該金属膜をエッチング処理する工程を含んでいる。これにより、マスクに設けた空隙パターンを通して、所望のパターンで、中間膜が露呈するまで金属膜をエッチング処理できる。ゆえに、本発明の第二態様によれば、中間膜が障壁となり、エッチングにより透明導電膜の損傷を確実に防止できる、透明導電性基板の製造方法の提供が可能となる。
本発明の第三態様に係る透明導電性基板の製造装置は、上記構成を得るために、可撓性部材からなる基体の上に透明導電膜、中間膜、金属膜が順に積層されてなる透明導電性基板を作製することが求められる。このような層構成の透明導電性基板を作製するためには、前記透明導電膜を形成する第一成膜空間、前記中間膜を形成する第二成膜空間、及び、前記金属膜を形成する第三成膜空間を少なくとも備えるとともに、前記基体が移動する方向において、前記第二成膜空間が、前記第一成膜空間と前記第三成膜空間との間に配置されている製造装置が好適である。その際、各成膜空間は独立した成膜室が配置される構成の他に、他の成膜空間に影響を及ぼさない工夫が成されていれば、たとえば単一の連続した空間を構成していてもよい。また、前記３つの成膜空間以外に、必要に応じて他の空間が配置される構成としても構わない。
以下、本発明に係る透明導電性基板の一実施形態を、図面に基づいて説明する。
＜第一実施形態＞
図１Ａ〜図１Ｄは、本実施形態における透明導電性基板を模式的に示す図であり、図１Ａは全体平面図、図１Ｂは領域Ｐ１の拡大平面図、図１Ｃ及び図１Ｄは図１Ｂにおける線分Ａ−Ａの断面図、を各々表している。特に、図１Ｃは、エッチング後の透明導電性基板を示す断面図であり、図１Ｄは、エッチング前の透明導電性基板を示す断面図である。
＜第一実施形態＞
図１Ａ〜図１Ｄは、本実施形態における透明導電性基板を模式的に示す図であり、図１Ａは全体平面図、図１Ｂは領域Ｐ１の拡大平面図、図１Ｃ及び図１Ｄは図１Ｂにおける線分Ａ−Ａの断面図、を各々表している。特に、図１Ｃは、エッチング後の透明導電性基板を示す断面図であり、図１Ｄは、エッチング前の透明導電性基板を示す断面図である。
本実施形態における透明導電性基板は、たとえば液晶や有機ＥＬ（有機エレクトロルミネッセンス）などの表示パネル上に配置され、操作面に触って操作される静電容量方式のタッチパネルなどに用いられる。
このような透明導電性基板は、図１Ａ〜図１Ｄに示すように、可撓性部材からなる基体１０１の上に透明導電膜１０２、中間膜Ｍ１、金属膜１０３が順に積層されてなる。図１Ａ〜図１Ｄは金属膜１０３がメッシュ状をなす一例であり、図１Ａに示すように、透明導電膜１０２ｅ（１０２）の上に配された金属膜１０３ｅ（１０３）がメッシュ状の形状とされている。この金属膜１０３ｅ（１０３）は、外部のＧＮＤに接地される。
このような透明導電性基板は、図１Ａ〜図１Ｄに示すように、可撓性部材からなる基体１０１の上に透明導電膜１０２、中間膜Ｍ１、金属膜１０３が順に積層されてなる。図１Ａ〜図１Ｄは金属膜１０３がメッシュ状をなす一例であり、図１Ａに示すように、透明導電膜１０２ｅ（１０２）の上に配された金属膜１０３ｅ（１０３）がメッシュ状の形状とされている。この金属膜１０３ｅ（１０３）は、外部のＧＮＤに接地される。
本発明の実施形態では、中間膜Ｍ１が透明導電膜１０２と金属膜１０３に挟まれる位置に設けられている（図１Ａ及び図１Ｂでは中間膜Ｍ１は省略）。この中間膜は、後述する製造方法において、全面形成膜状の金属膜１０３ｆをエッチングして、メッシュ状の金属膜１０３ｅを形成する際に、エッチング・ストッパー層として機能する。
本実施形態の透明導電性基板において、基体１０１は、たとえば、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート：ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）、ＰＰ（プリプロピレン：ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ）、ＰＣ（ポリカーボネート：ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ）、ＣＯＰ（シクロオレフィンポリマー：Ｃｙｃｌｏ−ｏｌｅｆｉｎ ｐｏｌｙｍｅｒ）、ＰＥ（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ：ポリエチレン）、ＰＭＭＡ（Ｐｏｌｙｍｅｔｈｙｌ ｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ：ポリメタクリル酸メチル）、等の樹脂系基体や、０．４ｍｍ以下の板厚を有する極薄のガラスからなる基体、等の可撓性部材から構成されている。樹脂系基体は、ガラス基板に比べると耐熱性が低いという問題がある。これに対して、極薄のガラスからなる基体は、耐熱性は樹脂系基体よりも高いが、板厚が薄いため、成膜源からの入熱により成膜中に大きく変形する虞がある。
それゆえ、基体１０１上に透明導電膜１０２を作製する際の基板温度は低温に保つ必要があるため、基体１０１上に形成される透明導電膜１０２はアモルファス膜となる。アモルファス膜は結晶膜に比べてエッチングに弱い性質がある。これを解消するため、本発明の実施形態では透明導電膜１０２ｆを覆うように中間膜Ｍ１ｆを配置して、該中間膜Ｍ１ｆの上に金属膜１０３ｆを設けた透明導電性基板Ｓ１ｆ（Ｓ１）を用意した（図１Ｄ）。このような構成とした基板Ｓ１ｆ（Ｓ１）の金属膜１０３ｆに対して、エッチング処理を施すことにより、本実施形態ではメッシュ状の金属膜１０３ｅを形成した（図１Ｃ）。
上記構成における中間膜は、透明導電性基板の一部、すなわち、透明導電膜と金属膜の間、に配置されて用いられることから、透明導電膜と金属膜との間の導通を確保できるだけの導電性と高い透過性を持つことが求められる。具体的には、中間膜には、透過率が９９（％）以上の特性を備えた部材が望まれる。
また、中間膜の比抵抗値は、透明導電膜や金属膜、中間膜の材質や膜厚、各膜が接続する面積にもよるが、１００００（μΩ・ｃｍ）以下であれば、透明導電膜と金属膜との間の導通の確保に十分である。
また、中間膜の比抵抗値は、透明導電膜や金属膜、中間膜の材質や膜厚、各膜が接続する面積にもよるが、１００００（μΩ・ｃｍ）以下であれば、透明導電膜と金属膜との間の導通の確保に十分である。
さらに、透明導電膜と中間膜との間での反射を抑えるために、中間膜の屈折率は透明導電膜の屈折率の同等以下であることが望ましい。さらに、前記中間膜は、エッチング・ストッパー層として働くために、前記金属膜に開口部を形成する際に用いるエッチング液に対して、耐性を備えていることが望ましい。具体的には、エッチング・レートが１ｎｍ／ｍｉｎであることが望ましい。このような条件を満たす中間膜の部材としては、たとえば、Ｓｎ、酸化Ｓｎ、酸化Ｓｎ合金、Ｔｉ、酸化Ｔｉ、酸化Ｔｉ合金、Ｎｂ、酸化Ｎｂ、酸化Ｎｂ合金、等が挙げられる。
ここで、抵抗値を低くできるという点から、Ｓｎを含む酸化物やＴｉを含む酸化物が、中間膜の部材として好ましい。特に、中間膜がＳｎを含む酸化物の場合には、透明導電膜として代表的な材料である後述のＩＴＯに対して屈折率の値が近く、中間膜と透明導電膜の界面において反射が起きにくいと言う点から、より好ましい。本発明の実施形態において、Ｓｎを含む酸化物とは、酸化Ｓｎや酸化Ｓｎ合金を意味する。同様に、Ｔｉを含む酸化物とは、酸化Ｔｉや酸化Ｔｉ合金を指す。
上記構成における金属膜には、優れた導電性と高いエッチング性が求められる。このような条件を満たす金属膜の部材としては、たとえば、Ａｌ、Ａｌ合金、Ｍｏ、Ｍｏ合金、Ｔｉ、Ｔｉ合金、Ｃｕ、Ｃｕ合金、等が挙げられる。
上記構成における透明導電膜としては、特に制限はなく、公知の透明導電材料を用いることが可能であり、たとえば、ＩＴＯ（スズドープ酸化インジウム：Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）、ＡＺＯ（ＡｌをドープしたＺｎＯ）、ＢＺＯ（ＢをドープしたＺｎＯ）、ＩｎＯ２−ＺｎＯ、Ｉｎ２Ｏ３−ＴｉＯ２、等が挙げられる。
上記構成における基材を構成する可撓性部材としては、前述したとおり、ＰＥＴ、ＰＰ、ＰＣ、ＣＯＰ、ＰＥ、ＰＭＭＡ、等の樹脂系基体や、極薄のガラスからなる基体、等が挙げられる。
図２Ａ〜図２Ｅは、本発明に係る透明導電性基板の製造方法を模式的に示す図であり、特に金属膜のパターニングを行うためのエッチング工程を詳細に示している。以下では、図２Ａ〜図２Ｅを参照して、上述した構成の透明導電性基板を作製する方法を説明する。
工程１：後述するスパッタリング装置（たとえば図５）を用いて、「可撓性部材１０１ｆ上に、透明導電膜１０２ｆ／中間膜Ｍ１ｆ／金属膜１０３ｆが順に積層されてなる透明導電性基板Ｓ１ｆ」を形成し、大気雰囲気中に搬出する（図２Ａ）。
工程２：金属膜１０３ｆのパターニングを行うために、金属膜１０３ｆの表面に所定形状にパターニングされたレジスト層Ｒを形成する（図２Ｂ）。以下では、レジスト層Ｒを形成した透明導電性基板Ｓ１ｆのことを、処理対象物とも呼ぶ。
工程１：後述するスパッタリング装置（たとえば図５）を用いて、「可撓性部材１０１ｆ上に、透明導電膜１０２ｆ／中間膜Ｍ１ｆ／金属膜１０３ｆが順に積層されてなる透明導電性基板Ｓ１ｆ」を形成し、大気雰囲気中に搬出する（図２Ａ）。
工程２：金属膜１０３ｆのパターニングを行うために、金属膜１０３ｆの表面に所定形状にパターニングされたレジスト層Ｒを形成する（図２Ｂ）。以下では、レジスト層Ｒを形成した透明導電性基板Ｓ１ｆのことを、処理対象物とも呼ぶ。
工程３：処理対象物Ｓ１ｍ１のレジスト層を形成した面にエッチング液ＥＬを噴霧し、レジスト層から露出した金属膜１０３ｍ１の部位をエッチングする（図２Ｃ）。噴霧に代えて、処理対象物Ｓ１ｍ１を、エッチング液に浸漬する方法を用いてもよい。
工程４：所定時間後、エッチングを停止する（図２Ｄ）。処理対象物Ｓ１ｍ２に帯する噴霧を停止するか、エッチング液から処理対象物Ｓ１ｍ２を引き上げる。図２Ｄは前者の場合を表している。このとき、レジスト層が配置されていなかった領域では、中間膜が露呈された状態となる。
工程５：処理対象物Ｓ１ｍ２を洗浄しエッチング液を除去した後、レジスト層を取り除くことにより、本発明の実施形態に係る透明導電性基板Ｓ１ｅ（Ｓ１）が得られる。
工程４：所定時間後、エッチングを停止する（図２Ｄ）。処理対象物Ｓ１ｍ２に帯する噴霧を停止するか、エッチング液から処理対象物Ｓ１ｍ２を引き上げる。図２Ｄは前者の場合を表している。このとき、レジスト層が配置されていなかった領域では、中間膜が露呈された状態となる。
工程５：処理対象物Ｓ１ｍ２を洗浄しエッチング液を除去した後、レジスト層を取り除くことにより、本発明の実施形態に係る透明導電性基板Ｓ１ｅ（Ｓ１）が得られる。
すなわち、本発明の実施形態に係る透明導電性基板の製造方法は、前記金属膜の上面に所望の空隙パターンを有するマスクを設けて、該空隙パターンを通して該金属膜をエッチング処理する工程を含んでいる。これにより、マスクに設けた空隙パターンを通して、所望のパターンで、中間膜が露呈するまで金属膜をエッチング処理できる。ゆえに、本発明の実施形態によれば、中間膜が障壁となり、エッチングにより透明導電膜の損傷を確実に防止できる、透明導電性基板の製造方法の提供が可能となる。
＜第二実施形態＞
図３Ａ〜図３Ｄは、本発明の実施形態に係る透明導電性基板の他の一例を模式的に示す図であり、図３Ａは全体平面図、図３Ｂは領域Ｐ２の拡大平面図、図３Ｃ及び図３Ｄは図３Ｂにおける線分Ｂ−Ｂの断面図、を各々表している。特に、図３Ｃは、エッチング後の透明導電性基板を示す断面図であり、図３Ｄは、エッチング前の透明導電性基板を示す断面図である。
図３Ａ〜図３Ｄの透明導電性基板Ｓ２では、金属膜２０３が、中間膜Ｍ２上において、開口部を備えることにより、トラック状を形成している点のみ、図１Ａ〜図１Ｄと異なる。図３Ａ〜図３Ｄは、周回するトラック状の金属膜２０３が２周分配置された構成例を示しているが、金属膜２０３の周回数や、周回する金属膜２０３の幅、離間距離等は、必要に応じて決定される。この場合も、金属膜２０３ｅ（２０３）は全て、外部のＧＮＤに接地される。
図３Ａ〜図３Ｄは、本発明の実施形態に係る透明導電性基板の他の一例を模式的に示す図であり、図３Ａは全体平面図、図３Ｂは領域Ｐ２の拡大平面図、図３Ｃ及び図３Ｄは図３Ｂにおける線分Ｂ−Ｂの断面図、を各々表している。特に、図３Ｃは、エッチング後の透明導電性基板を示す断面図であり、図３Ｄは、エッチング前の透明導電性基板を示す断面図である。
図３Ａ〜図３Ｄの透明導電性基板Ｓ２では、金属膜２０３が、中間膜Ｍ２上において、開口部を備えることにより、トラック状を形成している点のみ、図１Ａ〜図１Ｄと異なる。図３Ａ〜図３Ｄは、周回するトラック状の金属膜２０３が２周分配置された構成例を示しているが、金属膜２０３の周回数や、周回する金属膜２０３の幅、離間距離等は、必要に応じて決定される。この場合も、金属膜２０３ｅ（２０３）は全て、外部のＧＮＤに接地される。
＜第三実施形態＞
図４Ａ〜図４Ｄは、本発明に係る透明導電性基板の他の一例を模式的に示す図であり、図４Ａは全体平面図、図４Ｂは領域Ｐ３の拡大平面図、図４Ｃ及び図４Ｄは図４Ｂにおける線分Ｃ−Ｃの断面図、を各々表している。特に、図４Ｃは、エッチング後の透明導電性基板を示す断面図であり、図４Ｄは、エッチング前の透明導電性基板を示す断面図である。
図４Ａ〜図４Ｄの透明導電性基板Ｓ３では、金属膜３０３が、中間膜Ｍ３上において、開口部を備えることにより、基体の端部を含む額縁状を形成している点のみ、図１Ａ〜図１Ｄと異なる。図４Ａ〜図４Ｄにおいて、額縁状の金属膜３０３の幅等は、必要に応じて決定される。この場合も、金属膜３０３ｅ（３０３）は、外部のＧＮＤに接地される。
図４Ａ〜図４Ｄは、本発明に係る透明導電性基板の他の一例を模式的に示す図であり、図４Ａは全体平面図、図４Ｂは領域Ｐ３の拡大平面図、図４Ｃ及び図４Ｄは図４Ｂにおける線分Ｃ−Ｃの断面図、を各々表している。特に、図４Ｃは、エッチング後の透明導電性基板を示す断面図であり、図４Ｄは、エッチング前の透明導電性基板を示す断面図である。
図４Ａ〜図４Ｄの透明導電性基板Ｓ３では、金属膜３０３が、中間膜Ｍ３上において、開口部を備えることにより、基体の端部を含む額縁状を形成している点のみ、図１Ａ〜図１Ｄと異なる。図４Ａ〜図４Ｄにおいて、額縁状の金属膜３０３の幅等は、必要に応じて決定される。この場合も、金属膜３０３ｅ（３０３）は、外部のＧＮＤに接地される。
＜透明導電膜、中間膜及び金属膜の作製方法＞
以下では、上述した工程１で用意した透明導電性基板Ｓ１、すなわち、「可撓性部材（ＰＥＴフィルム）１０１ｆ上に、透明導電膜（ＩＴＯ）１０２ｆ／中間膜（ＧＩＴ）Ｍ１ｆ／金属膜（Ａｌ）１０３ｆが順に積層されてなる」透明導電性基板Ｓ１ｆ、の作製方法について説明する。
以下では、上述した工程１で用意した透明導電性基板Ｓ１、すなわち、「可撓性部材（ＰＥＴフィルム）１０１ｆ上に、透明導電膜（ＩＴＯ）１０２ｆ／中間膜（ＧＩＴ）Ｍ１ｆ／金属膜（Ａｌ）１０３ｆが順に積層されてなる」透明導電性基板Ｓ１ｆ、の作製方法について説明する。
可撓性部材からなる基体１０１上に、透明導電膜、中間膜及び金属膜を形成するための製造装置としては、たとえば図５に示すようなインターバック式のスパッタリング装置が用いられる。
図５の製造装置においては、基板１１８ａ（上述した可撓性部材からなる基体１０１に相当）は、不図示の搬送装置（搬送手段）により、仕込取出室（Ｌ／ＵＬ）１１１、加熱室（Ｈ）１１２、第一成膜室（Ｓ１）１１３、第一バッファ室（Ｂ１）１１４、第二成膜室（Ｓ２）１１５、第二バッファ室（Ｂ２）１１６、第三成膜室（Ｓ３）１１７の内部を移動可能とされている。
各室の間には、仕切りバルブＤＶ１〜ＤＶ７が配置されており、また各成膜室の間にはバッファ室が配置されており、後述する第一乃至第三成膜空間において独立した成膜条件の雰囲気が維持されるように構成されている。ただし、後述する第一乃至第三成膜空間が、他の成膜空間の影響が及ぶことが無い場合（たとえば、所望の差圧機構等を成膜空間内に配置）には、仕切りバルブやバッファ室を排除して、単一の成膜空間としても構わない。
まず、基板１１８ａは減圧雰囲気とされた仕込取出室１１１から加熱室１１２へ搬送され、所望の熱処理が施される。この熱処理により、基板１１８ｂは、脱ガスされるとともに、所望の温度に加熱された状態になる。また、使用する基板の材質によっては、脱ガスのための熱処理は不要とすることができる。
次に、熱処理後の基板１１８ｂは、加熱室１１２から第一成膜室１１３へ搬送され、ＩＴＯからなるターゲット１１３ＴＧの前（すなわち、第一成膜空間ｓｐ１）を通過させることにより、基板１１８ｃ上に透明導電膜（ＩＴＯ）を形成する。その際、第一成膜空間ｓｐ１には、プロセスガスの供給源１１３Ｇから（Ａｒ＋Ｏ２）混合ガスが供給され、排気装置（排気手段）１１３Ｐにより所望の圧力が維持される。必要に応じて、不図示の温度調整装置（温度調整手段）を設置して、成膜中の基板１１８ｃの温度を制御してもよい。１１３ＢＰはターゲット１１３ＴＧを載置するバッキングプレートを、１１３Ｄはバッキングプレート１１３ＢＰに高電圧を供給する電源を、それぞれ表している。
その後、透明導電膜が形成された基板１１８ｃは、第一成膜室１１３から第一バッファ室１１４へ搬送される。第一バッファ室１１４は第一成膜室１１３（第一成膜空間ｓｐ１）と後述する第二成膜室１１５（第二成膜空間ｓｐ２）との間に配されており、排気装置（排気手段）１１４Ｐにより、第一バッファ室１１４の内部空間は所望の真空度が保持されている。第一バッファ室１１４内の位置αに、透明導電膜が形成された基板１１８ｃを所望の時間だけ滞在させることにより、前段の第一成膜空間ｓｐ１と後段の第二成膜空間ｓｐ２とが互いに影響し合うことが防止される。
次に、透明導電膜が形成された基板１１８ｃは、第一バッファ室１１４から第二成膜室１１５へ搬送され、中間膜の母材（ＧＩＴ）からなるターゲット１１５ＴＧの前（すなわち、第二成膜空間ｓｐ２）を通過する。これにより、基板１１８ｃの透明導電膜（ＩＴＯ）上に中間膜（ＧＩＴ）を形成する。その際、第二成膜空間ｓｐ２には、プロセスガスの供給源１１５Ｇから（Ａｒ＋Ｏ２）混合ガスが供給され、排気装置（排気手段）１１５Ｐにより所望の圧力が維持される。必要に応じて、不図示の温度調整装置（温度調整手段）を設置して、成膜中の基板１１８ｃの温度を制御してもよい。１１５ＢＰはターゲット１１５ＴＧを載置するバッキングプレートを、１１５Ｄはバッキングプレート１１５ＢＰに高電圧を供給する電源を、それぞれ表している。
その後、透明導電膜上に中間膜が積層された基板１１８ｄは、第二成膜室１１５から第二バッファ室１１６へ搬送される。第二バッファ室１１６は第二成膜室１１５（第二成膜空間ｓｐ２）と後述する第三成膜室１１７（第三成膜空間ｓｐ３）との間に配されており、排気装置（排気手段）１１６Ｐにより、第二バッファ室１１６の内部空間は所望の真空度が保持されている。第二バッファ室１１６内の位置βに、中間膜が形成された基板１１８ｄを所望の時間だけ滞在させることにより、前段の第二成膜空間ｓｐ２と後段の第三成膜空間ｓｐ３とが互いに影響し合うことが防止される。
次に、透明導電膜上に中間膜が積層された基板１１８ｄは、第二バッファ室１１６から第三成膜室１１７へ搬送され、金属膜の母材（Ａｌ）からなるターゲット１１７ＴＧの前（すなわち、第三成膜空間ｓｐ３）を通過する。これにより、基板１１８ｄの中間膜上に金属膜（Ａｌ）を形成する。その際、第三成膜空間ｓｐ３には、プロセスガスの供給源１１７ＧからＡｒガスが供給され、排気装置（排気手段）１１７Ｐにより所望の圧力が維持される。必要に応じて、不図示の温度調整装置（温度調整手段）を設置して、成膜中の基板１１８ｄの温度を制御してもよい。１１７ＢＰはターゲット１１７ＴＧを載置するバッキングプレートを、１１７Ｄはバッキングプレート１１７ＢＰに高電圧を供給する電源を、それぞれ表している。
そして、透明導電膜と中間膜と金属膜が順に積層形成された基板１１８は、図５に矢印ＲＴで示すように、反転（あるいは逆走）させることにより、第三成膜室１１７から仕込取出室１１１へ搬送され、製造装置から外部（大気雰囲気）へ取り出される。
つまり、図５に示す製造装置は、前記透明導電膜を形成する第一成膜空間ｓｐ１、前記中間膜を形成する第二成膜空間ｓｐ２、及び、前記金属膜を形成する第三成膜空間ｓｐ３を少なくとも備えている。前記基体が移動する方向において、前記第二成膜空間ｓｐ２が、前記第一成膜空間ｓｐ１と前記第三成膜空間ｓｐ３との間に配置されている。
つまり、図５に示す製造装置は、前記透明導電膜を形成する第一成膜空間ｓｐ１、前記中間膜を形成する第二成膜空間ｓｐ２、及び、前記金属膜を形成する第三成膜空間ｓｐ３を少なくとも備えている。前記基体が移動する方向において、前記第二成膜空間ｓｐ２が、前記第一成膜空間ｓｐ１と前記第三成膜空間ｓｐ３との間に配置されている。
次いで、上述したエッチング工程を経ることにより、金属膜（Ａｌ）に対して所望のパターニングが施された、本発明の実施形態に係る透明導電性基板が得られる。
上述した透明導電膜と中間膜と金属膜酸化膜の代表的な作製条件を表１に示す。また、メッシュ状の金属膜を形成する場合（図１Ａ〜図１Ｄ及び図２Ａ〜図２Ｄ）の代表的なエッチング工程の処理条件を表２に示す。
上述した透明導電膜と中間膜と金属膜酸化膜の代表的な作製条件を表１に示す。また、メッシュ状の金属膜を形成する場合（図１Ａ〜図１Ｄ及び図２Ａ〜図２Ｄ）の代表的なエッチング工程の処理条件を表２に示す。
表１および表２の条件により、図１Ａ〜図１Ｄに示すようなメッシュ状の金属膜を備えた透明導電性基板を安定して作製することができる。
表１に示すような、透明導電膜と中間膜と金属膜酸化膜の代表的な作製条件は、図５の製造装置に限定されるものではなく、たとえば、図６に示すようなマルチチャンバ型の製造装置でも達成することができる。
表１に示すような、透明導電膜と中間膜と金属膜酸化膜の代表的な作製条件は、図５の製造装置に限定されるものではなく、たとえば、図６に示すようなマルチチャンバ型の製造装置でも達成することができる。
図６は、本発明に係る透明導電性基板の製造装置の他の一例を模式的に示す図である。図６の製造装置は、透明導電膜と中間膜と金属膜酸化膜の各成膜工程が、別々の成膜室（チャンバ）の独立した成膜空間室内において行われる場合に対応している。
このようなマルチチャンバの製造装置を用いて、透明導電膜と中間膜と金属膜酸化膜の各成膜工程を行う場合における、可撓性基材からなる基板の搬送経路について説明する。
まず、基板は、外部からロード室（Ｌ）２０１に搬入される。そして、ロード室において減圧下で一定時間待機した後に、加熱室（Ｈ）２０２内に搬送され、所望の温度にて熱処理（脱ガス処理）が行われる。
まず、基板は、外部からロード室（Ｌ）２０１に搬入される。そして、ロード室において減圧下で一定時間待機した後に、加熱室（Ｈ）２０２内に搬送され、所望の温度にて熱処理（脱ガス処理）が行われる。
次に、加熱処理された基板は、加熱室（Ｈ）２０２から第一成膜室（Ｓ１）２０４Ａ内に搬送され、第一成膜空間ｓｐ１において透明導電膜の成膜が行われる。その後、透明導電膜が形成された基板は、第一成膜室（Ｓ１）２０４Ａから第二成膜室（Ｓ２）２０４Ｂ内に搬送され、第二成膜空間ｓｐ２において中間膜の成膜が行われる。さらに、透明導電膜上に中間膜が形成された基板は、第二成膜室（Ｓ２）２０４Ｂから第三成膜室（Ｓ３）２０５内に搬送され、第三成膜空間ｓｐ３において金属膜の成膜が行われる。
続いて、透明導電膜上に中間膜、金属膜が形成された基板は、第三成膜室（Ｓ３）２０５からアンロード室（ＵＬ）２０６に搬送され、一定時間待機した後に、アンロード室（ＵＬ）２０６から外部へ搬出される。各室間の間で基板を搬送する手段としては、トランスファ室（Ｔ）２０７に設置されたロボット（不図示）が用いられる。なお、各室においてプロセス処理中および搬送中は、トランスファ室（Ｔ）２０７を含めて各室２０１、２０２、２０４Ａ、２０４Ｂ、２０５、２０６は全て減圧下にある。
つまり、図６に示す製造装置は、前記透明導電膜を形成する第一成膜空間ｓｐ１、前記中間膜を形成する第二成膜空間ｓｐ２、及び、前記金属膜を形成する第三成膜空間ｓｐ３を少なくとも備えている。前記基体が移動する方向において、前記第二成膜空間ｓｐ２が、前記第一成膜空間ｓｐ１と前記第三成膜空間ｓｐ３との間に配置されている。
本発明は、透明導電性基板及びその製造方法、並びに、透明導電性基板の製造装置に広く適用可能である。本発明の透明導電性基板は、優れた視認性が求められる高品位な表示画面などに好適に用いられる。
Ｍ１（Ｍ１ｅ、Ｍ１ｆ） 中間膜、Ｐ１ 領域、Ｓ１（Ｓ１ｅ、Ｓ１ｆ） 透明導電性基板、１０１（１０１ｅ、１０１ｆ） 基体、１０２（１０２ｅ、１０２ｆ） 透明導電膜、１０３（１０３ｅ、１０３ｆ） 金属膜。
Claims (10)
- 可撓性部材からなる基体の一面に、アモルファスである透明導電膜、中間膜、金属膜が順に積層されてなる透明導電性基板であって、
前記金属膜は１つ以上の開口部を備えており、前記中間膜が該開口部が底面を構成しており、
前記中間膜の屈折率は、前記透明導電膜の屈折率の同等以下である透明導電性基板。 - 前記中間膜は、透過率が９９（％）以上の部材からなる請求項１に記載の透明導電性基板。
- 前記中間膜は、比抵抗値が１００００（μΩ・ｃｍ）以下である請求項１に記載の透明導電性基板。
- 前記中間膜は、エッチング・ストッパー層である請求項１に記載の透明導電性基板。
- 前記中間膜は、前記金属膜に開口部を形成する際に用いるエッチング液に対して、エッチング速度が１（ｎｍ／ｍｉｎ）以下である請求項４に記載の透明導電性基板。
- 前記金属膜は、前記中間膜上において、前記開口部を備えることにより、メッシュ状に形成されている請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の透明導電性基板。
- 前記金属膜は、前記中間膜上において、前記開口部を備えることにより、トラック状に形成されている請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の透明導電性基板。
- 前記金属膜は、前記中間膜上において、前記開口部を備えることにより、額縁状に形成されている請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の透明導電性基板。
- 可撓性部材からなる基体の一面に、アモルファスである透明導電膜、中間膜、金属膜が順に積層されてなる透明導電性基板の製造方法であって、
前記金属膜の上面に所望の空隙パターンを有するマスクを設けて、該空隙パターンを通して該金属膜をエッチング処理する工程を含み、
前記中間膜として、前記透明導電膜の屈折率の同等以下である屈折率を有する膜を用いる透明導電性基板の製造方法。 - 可撓性部材からなる基体の一面に、アモルファスである透明導電膜、中間膜、金属膜が順に積層されてなる透明導電性基板の製造装置であって、
前記透明導電膜を形成する第一成膜空間、前記中間膜を形成する第二成膜空間、前駆金属膜を形成する第三成膜空間を少なくとも備え、
前記基体が移動する方向において、前記第二成膜空間が、前記第一成膜空間と前記第三成膜空間との間に配置されており、
前記第二成膜空間では、前記中間膜として、前記透明導電膜の屈折率の同等以下である屈折率を有する膜を形成する透明導電性基板の製造装置。
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