JP6389466B2 - 透明電極付き基板の評価方法及び透明電極付き基板の製造方法、並びに、タッチパネルの製造方法 - Google Patents
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Description
透明電極付き基板(A)としては、誘電体層上に透明導電膜層を形成後、パターン形成前のものや、パターン形成後の透明電極付き基板の非エッチング部を用いることができる。タッチパネルとしての評価を行う場合、透明導電膜層のパターニングを行った後ではパターンが細かすぎて反射率測定が行えないことがある。このような場合、反射率測定用の抜き取りサンプルとして、測定が可能なようにパターン形状を変更したり、パターニングやエッチングを行わず透明電極が全面に存在する透明電極付き基板(A)を用いて評価用基板を形成してもよい。
基板(B)は、上記透明電極付き基板(A)の透明導電膜層が存在しない状態のものである。透明電極付き基板(A)の透明導電膜層をエッチングした基板や、透明導電膜層を製膜する前の段階の基板を、基板(B)として用いることができる。パターン形成後の透明電極付き基板のエッチング部を基板(B)として用いることもできる。パターニングプロセスにおいて、透明誘電体層がエッチングされたり、変質したりするような場合では、反射率を測定するための基板(B)としてエッチングプロセスを経たものを利用することで、実態に即した精度の高い評価が可能となる。
エッチングの方法としては、酸を用いたウェットプロセスや、プラズマを用いたドライプロセス等、タッチパネルの製造プロセスに応じて適切な方法を選択することができる。
反射スペクトルの測定は、JIS Z8722の規格に従った方法で行うことができる。反射スペクトルの測定方法としては、インライン分光反射率計を用いて製膜工程中にインラインで測定する方法、製膜終了後にオフライン分光光度計で測定する方法、検査のため簡易タッチパネルに組み上げて測定する方法、完成したタッチパネル製品を測定する方法等が挙げられる。なお、分光反射率RA(λ)と分光反射率RB(λ)は、共に「製膜終了後にオフライン分光光度計で測定する」等のように、同じ工程で測定することが好ましい。また、分光反射率の差分の絶対値ΔR(λ)が製造工程の指標に用いられる場合、RB(λ)の測定には製膜段階での作業が重要なことを考慮すると、反射スペクトルの測定方法としては、製膜工程中か製膜終了後に、分光反射率計又は分光光度計を用いて測定するのが好ましく、特に、製膜終了後に測定するのが好ましい。
上記における等色関数とは、人間の光感度の波長依存性を表したもので、国際照明委員会(CIE)によって規格化されている。CIEの規格の中では、等色関数は人間が3次元の色座標を持っていることを反映して、x(λ)、y(λ)及びz(λ)の3つの関数が規定されている。上記C1(λ)はx(λ)、y(λ)及びz(λ)を足し合わせた関数であり、人間がどの波長の光を多く知覚することができるか、ということを表している。人間がどの波長の光を多く知覚することができるか、ということを表す関数としては、上記C1(λ)の他に、明所視標準比視感度や暗所視標準比視感度が存在する。明所視標準比視感度や暗所視標準比視感度が明るさに重点を置いた関数であるのに対し、C1(λ)は色彩に重点を置いた関数である。そのため、C1(λ)を用いることで、色の違いをより正確に反映することができ、その結果、非視認性の評価精度を向上させることができる。
ΔS1あるいはΔS2の計算に使用する光源スペクトルは、最終製品の使用環境や等に応じて設定することができる。例えば、太陽光やD65光源、蛍光灯等、種々の光源が挙げられる。最終製品が屋外で使用されることを想定する場合、太陽光スペクトルの実測値又はD65光源の文献値を参照して得られたスペクトルを使用する方法が好ましい。また、最終製品が屋内で使用されることを想定する場合、照明のスペクトルを光源スペクトルとして使用する方法が好ましく、昼光色蛍光灯光源又はD65光源のスペクトルが好ましい。図4に昼光色蛍光灯光源のスペクトル、図5にD65光源のスペクトルを示す。
ΔV1は、上記式1に表されるように、ΔR(λ)とC1(λ)とを各波長において掛け合わせ、380〜780nmの波長範囲で積分することで得られる。ΔS1は、上記式2に表されるように、ΔR(λ)とC1(λ)とL(λ)とを各波長において掛け合わせ、380〜780nmの波長範囲で積分することで得られる。なお、後述の実施例のように、一定の波長間隔(例えば、10nmごと)の値を用いて、区分求積によりΔV1及びΔS1を計算してもよい。ΔV2及びΔS2の計算においても同様である。
ΔV2は、上記式3に表されるように、ΔR(λ)とC2(λ)とを各波長において掛け合わせ、可視光領域の下限波長λ1(nm)〜上限波長λ2(nm)の波長範囲で積分することで得られる。ΔS2は、上記式4に表されるように、ΔR(λ)とC2(λ)とL(λ)とを各波長において掛け合わせ、λ1(nm)〜λ2(nm)の波長範囲で積分することで得られる。可視光領域の下限波長λ1及び上限波長λ2の値は特に限定されないが、λ1=380nm、λ2=780nmであることが好ましい。
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、透明導電膜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。
限定されるものでは無い。
[基板1]
透明電極付き基板(A)1として、基材(透明基板)上に透明誘電体層(高屈折率層、低屈折率層)、透明導電膜層、を順次積層した。高屈折率層としてNb2O5、低屈折率層としてSiO2、透明導電膜層として酸化インジウムに酸化スズのドープされたITOを使用した。
上記透明電極付き基板(A)1をフォトリソグラフィーによりパターニングし、パターニングサンプル1を作製した。このパターニングサンプル1を用い、昼光色の蛍光灯下で透明電極パターンの非視認性をレベル1からレベル5の5段階で評価した。数字が大きいほど非視認性が良好であることを示す。パターニングサンプル1の目視による非視認性レベルは1であった。
SiO2の厚みを40nm、ITOの厚みを25nmとした以外は、実施例1と同様にして、透明電極付き基板(A)2を作製し、透明導電膜層をウェットエッチングすることにより、基板(B)2およびパターニングサンプル2を作製した。パターニングサンプル2の目視による非視認性レベルは2であった。
Nb2O5の厚みを7nm、ITOの厚みを26nmとした以外は、実施例1と同様にして、透明電極付き基板(A)3を作製し、透明導電膜層をウェットエッチングすることにより、基板(B)3およびパターニングサンプル3を作製した。パターニングサンプル3の目視による非視認性レベルは3であった。
ITOの厚みを26nmとした以外は、実施例1と同様にして、透明電極付き基板(A)4を作製し、透明導電膜層をウェットエッチングすることにより、基板(B)4およびパターニングサンプル4を作製した。パターニングサンプル4の目視による非視認性レベルは4であった。
Nb2O5の厚みを6nm、SiO2の厚みを34nm、ITOの厚みを10nmとした以外は、実施例1と同様にして、透明電極付き基板(A)5を作製し、透明導電膜層をウェットエッチングすることにより、基板(B)5およびパターニングサンプル5を作製した。パターニングサンプル5の目視による非視認性レベルは5であった。
Nb2O5の厚みを6nm、SiO2の厚みを30nm、ITOの厚みを10nmとした以外は、実施例1と同様にして、透明電極付き基板(A)6を作製し、透明導電膜層をウェットエッチングすることにより、基板(B)6およびパターニングサンプル6を作製した。パターニングサンプル5の目視による非視認性レベルは5であった。
上記において作製した透明電極付き基板(A)1〜(A)5及び基板(B)1〜(B)5の反射スペクトルを測定し、式1に基づきΔV1を計算した。
反射スペクトルは、積分球を備えた分光光度計である、パーキンエルマー社製LAMBDA750を用いて、380nm〜780nmの波長範囲を、波長間隔10nmごとに測定した。測定は気温25℃、湿度40%の室温環境で行った。反射スペクトルの測定では、分光された単色光が製膜面に入射するようにサンプルを設置し、透過した全光線を積分球にて測定した。反射スペクトル測定の際には裏面に黒塗りする等の特別な処理を行わず、裏面反射を含めて反射率を測定した。サンプル固定は積分球開口部に接している部分の外側を押さえることで行い、背面が空気に接している状態で測定した。
ΔV1は、式1に表されるように、ΔR(λ)とC1(λ)とを各波長において掛け合わせ、380〜780nmの波長範囲で積分することで求めた。ΔR(λ)は上記反射スペクトル測定により得られた、透明電極付き基板(A)と基板(B)の反射スペクトルの差の絶対値である。等色関数は反射スペクトルの測定波長に合わせ、380nm〜780nmの波長範囲を、波長間隔10nmごとに使用した。ΔS1、ΔV1及びΔS2の計算においても同様である。
実施例1において、評価関数ΔV1の代わりにΔS1を使用して、非視認性の評価を行った。ΔS1の計算には、目視評価に使用した光源と同じ、昼光色蛍光灯光源スペクトルを使用した。
ΔS1は、式2に表されるように、ΔR(λ)とC1(λ)と光源スペクトルL(λ)とを各波長において掛け合わせ、380〜780nmの波長範囲で積分することで求めた。本実施例においては、C1(λ)とL(λ)とを各波長で掛け合わせて380〜780nmの波長範囲で積分した場合に、結果が10となるよう規格化を行った。
実施例2において、光源スペクトルL(λ)として、昼光色蛍光灯光源スペクトルの代わりに、D65光源スペクトルを使用してΔS1を計算した。
実施例1で得られた反射スペクトルから、等色関数としてCIE(1964)10−deg color matching functions、光源スペクトルとしてD65光源スペクトルを用い、JIS Z8701に記載のL*a*b*表色系における色差ΔEを計算した。得られた結果を図9に示す。ΔEと目視による非視認性の評価結果は相関が悪く、ΔEでは非視認性を十分な精度で表すことができていない。
実施例1で得られた反射スペクトルから下記式5を計算することにより、国際公開第2010/114056号(上記特許文献2)に記載の反射スペクトルの差の積算値を計算した。得られた結果を図10に示す。反射スペクトルの差の積算値と目視による非視認性の評価結果は相関が悪く、反射スペクトルの差の積算値では非視認性を十分な精度で表すことができていない。
実施例1で得られた反射スペクトルから、特開2013−84376号公報(上記特許文献3)に記載の反射スペクトルの平均の差の絶対値を計算した。得られた結果を図11に示す。反射スペクトルの平均の差の絶対値と目視による非視認性の評価結果は相関が悪く、反射スペクトルの平均の差の絶対値では非視認性を十分な精度で表すことができていない。
実施例1で得られた反射スペクトルから、特開2010−76232号公報(上記特許文献4)に記載の視感反射率の差の絶対値の積分値を計算した。得られた結果を図12に示す。視感反射率の差の絶対値の積分値と目視による非視認性の評価結果は相関が悪く、視感反射率の差の絶対値の積分値では非視認性を十分な精度で表すことができていない。
実施例1において、評価関数ΔV1の代わりにΔV2を使用して、非視認性の評価を行った。実施例3〜24では、透明電極付き基板(A)1〜(A)4及び基板(B)1〜(B)4の反射スペクトルを測定した。
ΔV2は、式3に表されるように、ΔR(λ)とC2(λ)とを各波長において掛け合わせ、380〜780nmの波長範囲で積分することで求めた。表2に、l、m及びnの値を示す。なお、実施例1では、l=m=n=1すなわちC2(λ)=C1(λ)である。
実施例2において、評価関数ΔS1の代わりにΔS2を使用して、非視認性の評価を行った。ΔS2の計算には、目視評価に使用した光源と同じ、昼光色蛍光灯光源スペクトルを使用した。実施例25〜47では、透明電極付き基板(A)1〜(A)4及び基板(B)1〜(B)4の反射スペクトルを測定した。
ΔS2は、式4に表されるように、ΔR(λ)とC2(λ)と光源スペクトルL(λ)とを各波長において掛け合わせ、380〜780nmの波長範囲で積分することで求めた。本実施例においては、C2(λ)とL(λ)とを各波長で掛け合わせて380〜780nmの波長範囲で積分した場合に、結果が10となるよう規格化を行った。表3に、l、m及びnの値を示す。なお、実施例2では、l=m=n=1すなわちC2(λ)=C1(λ)である。
2 透明誘電体層
3 透明導電膜層
Claims (6)
- 透明基板上に透明誘電体層及び透明導電膜層がこの順に積層された透明電極付き基板(A)の分光反射率RA(λ)と、前記透明電極付き基板(A)の前記透明導電膜層が存在しない基板(B)の分光反射率RB(λ)とを測定し、
前記分光反射率RA(λ)と前記分光反射率RB(λ)との各波長における差分のスペクトルの絶対値ΔR(λ)を計算し、
下記式3に示すように、前記ΔR(λ)と、等色関数x(λ)、y(λ)及びz(λ)を用いて、式「C2(λ)=l×x(λ)+m×y(λ)+n×z(λ)」で表されるC2(λ)(ただし、l=0〜1.25、m=0〜2、n=0.4〜3、l+m+n=3である)とを各波長において掛け合わせて、可視光領域の下限波長λ1(nm)〜上限波長λ2(nm)の波長範囲で積分することで得られるΔV2の値、又は、下記式4に示すように、前記ΔR(λ)と、前記C2(λ)(ただし、l=0〜1.6、m=0〜1.6、n=0.4〜3、l+m+n=3である)と、光源スペクトルL(λ)とを各波長において掛け合わせて、λ1(nm)〜λ2(nm)の波長範囲で積分することで得られるΔS2の値を、透明電極がパターニングされた透明電極付き基板における透明電極形成部と透明電極非形成部との反射光の視認性の差の評価指標に用いることを特徴とする透明電極付き基板の評価方法。
- 透明基板上に透明誘電体層及び透明導電膜層がこの順に積層された透明電極付き基板の製造方法であって、
請求項1に記載の方法により透明電極付き基板の評価が行われ、前記ΔV2及びΔS2のいずれかの値が所定の範囲内であるかを判定することを特徴とする透明電極付き基板の製造方法。 - 前記ΔV2及びΔS2のいずれかの値の判定結果をフィードバックし、その値が所定の範囲内になるように前記透明誘電体層及び/又は前記透明導電膜層の製膜条件を調整する請求項2に記載の透明電極付き基板の製造方法。
- 前記評価後に、前記ΔV2及びΔS2のいずれかの値の判定結果を、前記透明電極付き基板に付加するステップをさらに有する、請求項2または3に記載の透明電極付き基板の製造方法。
- 前記分光反射率RB(λ)として、前記透明誘電体層が製膜された後かつ前記透明導電膜層が製膜される前の基板の分光反射率と、前記分光反射率RA(λ)として、前記透明導電膜層が製膜された後の透明電極付き基板の分光反射率とを、各々インラインで測定する請求項2〜4のいずれか1項に記載の透明電極付き基板の製造方法。
- 請求項2〜5のいずれか1項に記載の方法により透明電極付き基板を製造し、透明電極付き基板上に集電極を形成するタッチパネルの製造方法。
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