JP6494001B2 - 透明導電性基板及び透明積層構造体 - Google Patents

Description

本発明は、タッチパネル用途に好適な透明導電性基板及び透明積層構造体に関する。より詳細には、タッチパネルのセンサー電極が目視されにくい透明導電性基板及び透明積層構造体に関する。
本願は、２０１５年３月２５日に日本に出願された特願２０１５−０６２７３５号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

従来、タッチパネルのセンサー電極としては、酸化インジウム（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ：ＩＴＯ）を利用した電極が広く使用されている。しかしながら、近年、パネルの高精細化や大型化が進むにつれて、ＩＴＯを利用した電極では、必要な低い抵抗値を確保するために電極の厚さを大きくする必要がある。このため、センサー電極の性能として要求されるもう一つのファクター、即ち、透過性を犠牲にせざるを得ない。

これに対し、従来、ガラス等からなる絶縁性の透明基体上やＩＴＯなどの透明導電膜上に金属部材の細線をメッシュ状に配する構成（以下、メタルメッシュ方式と呼ぶ）が、プラズマディスプレイパネルの電磁波シールド膜として利用されてきた（例えば、特許文献１）。さらに、この金属部材の細線をタッチパネルのセンサー電極として応用することが検討されている。メタルメッシュ方式では、通常メタルメッシュの材料として銅（Ｃｕ）が多用される。しかしながら、Ｃｕのような金属膜は、光を反射し易いという性質を有している（反射率が高い）。このため、タッチパネルのセンサー電極の材料としてＣｕを用いた場合には、Ｃｕによって外光が反射され、反射光が観察者（タッチパネルの使用者、以下、観察者と称する）によって認識されてしまう。また、このような反射光がタッチパネルの表示画像に混合する場合には、結果的に、観察者から見た表示画像の品質に影響を与える場合がある。このような金属膜による光反射に起因するタッチパネルの画質低下を抑制するための対策として、金属膜のパターンの細線化する処理や、金属膜の表面を黒色にするといった処理の研究が鋭意進められている（例えば、特許文献２）。

図８Ａ〜図８Ｄは、透明基体の上にメタルメッシュを形成した構成の一例を示す図であり、図８Ａは全体を示す平面図であり、図８Ｂは領域Ｐ５の拡大図であり、図８Ｃ及び図８Ｄは図８Ｂにおける線Ｚ−Ｚにおける断面図を示している。図８Ａ〜図８Ｄにおいて、符号５０１は透明な基材（透明基体）であり、符号５０２は金属膜である。

図８Ａ〜図８Ｄに示すようなメタルメッシュ構造を作製するには、まず、透明基体５０１Ｆ（５０１）上にＣｕからなる金属膜５０２Ｆ（５０２）を全面に形成する［図８Ｄ］。次いで、不図示のマスクを用い、金属膜５０２Ｆ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を形成した後、金属膜の表面を酸化処理することにより、図８Ｃに示す構成が得られる。

すなわち、図８Ａ〜図８Ｄに示すようなメタルメッシュ構造では、ガラス基板５０１Ｅの上に、メッシュ状のＣｕ電極５０２が配されている。Ｃｕ電極５０２は、Ｃｕ電極の成膜時に形成された金属膜の特性を有する部位（金属部）５０２Ｅａと、Ｃｕ電極の表面に対する酸化処理によって黒色に変化した部位（黒化部）５０２Ｅｂとから構成されている。図８Ａにおいて、メッシュ状のＣｕ電極５０２の表面５０２ＥＴは、黒化部５０２Ｅｂである。メッシュの開口に相当する部位は、ガラス基板の表面５０１ＥＴである。これにより、メッシュ状のＣｕ電極５０２は、導電性を確保しつつ、反射光が観察者に認識されることを抑制することができる。

ところが、Ｃｕは酸化し易い等の性質を有するため、図８Ｃに示す構成では、金属部５０２Ｅａと黒化部５０２Ｅｂとの境界付近において、経時的に酸化状態が変動し易い傾向にあった。つまり、Ｃｕ電極５０２において、金属部５０２Ｅａと黒化部５０２Ｅｂとの比率が変動するため、従来のメタルメッシュ構造（Ｃｕ電極５０２）は、導電膜としての特性（比抵抗）が安定しないという問題を抱えていた。さらに、メタルメッシュの表面の酸化状態が変動し易いことから、黒色に変化する程度も変わり易く、メタルメッシュの表面の色合いが変動し易い、という問題もあった。

また、メタルメッシュ構造をタッチパネルのセンサー電極に適用する場合、センサー電極で検出した電気的信号を外部の駆動回路に接続するためのＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ；フレキシブルプリント基板）と、センサー電極との接続が必要となる。しかしながら、従来のメタルメッシュ構造（Ｃｕ電極５０２）では、表面にＣｕの酸化膜（黒化部５０２Ｅｂ）が露出しているため、ＦＰＣとセンサー電極とを電気的に接続するために、一部の酸化膜を除去し、内部の金属部５０２Ｅａを露出させるという加工が必要であった。
それゆえ、安定した導電性を得るとともに、反射光が観察者に認識されることを抑制し、さらにＦＰＣとセンサー電極とを容易に電気的に接続することが可能な、メタルメッシュ構造を備えた透明導電性基板の開発が期待されていた。

日本国特開２００６−１３９２７７号公報 日本国特開２０１３−２０６３１５号公報

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、安定した導電性を得るともに、反射光が観察者に認識されることを抑制し、かつ、外部回路との接続性に優れた、メタルメッシュ構造を備えた透明導電性基板及び透明積層構造体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、透明基体と、前記透明基体の一面に、金属膜、モリブデン（Ｍｏ）を含む酸化膜である中間膜、及び透明導電膜が順に積層された構造体とを備える。前記金属膜は酸素を含まず、前記構造体においては、可視光域（波長域が３８０〜７８０［ｎｍ］）の入射光に対して平均反射率が１０［％］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、前記金属膜と前記中間膜との間には界面が存在し、かつ、前記金属膜は酸素を含まず、前記中間膜は酸素を含むことが好ましい。
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、Ａｌにネオジム（Ｎｄ）を含有させた（Ａｌ−Ｎｄ）合金であることが好ましい。
本発明の第二態様に係る透明導電性基板は、透明基体と、前記透明基体の一面に、金属膜、モリブデン（Ｍｏ）を含む酸化膜である中間膜、及び透明導電膜が順に積層された構造体とを備える。前記構造体においては、波長５５０ｎｍの入射光に対して反射率が５［％］以下である。
本発明の第一態様及び第二態様に係る透明導電性基板においては、前記中間膜の比抵抗［μΩ・ｃｍ］が１．８×１０^８以下であってもよい。
本発明の第一態様及び第二態様に係る透明導電性基板においては、前記透明導電膜の膜厚［ｎｍ］が１０以上５０以下の範囲であってもよい。
本発明の第一態様及び第二態様に係る透明導電性基板においては、前記中間膜の比抵抗及び前記透明導電膜の膜厚のうち少なくとも一つを制御することにより、前記構造体の色合いが調整可能であってもよい。
本発明の第一態様及び第二態様に係る透明導電性基板においては、前記透明基体の前記一面において、前記金属膜、前記中間膜、前記透明導電膜が順に積層されてなる構造体が、エッチング処理により所望のパターンを有してもよい。
本発明の第三態様に係る透明積層構造体は、金属膜と、前記金属膜上に設けられ、モリブデン（Ｍｏ）を含む酸化膜である中間膜と、前記中間膜上に設けられた透明導電膜とを備える。前記金属膜は酸素を含まず、前記透明積層構造体においては、可視光域の入射光に対して平均反射率が１０［％］以下である。
本発明の第三態様に係る透明積層構造体においては、前記金属膜と前記中間膜との間には界面が存在し、かつ、前記金属膜は酸素を含まず、前記中間膜は酸素を含むことが好ましい。
本発明の第三態様に係る透明積層構造体においては、前記金属膜は、Ａｌにネオジム（Ｎｄ）を含有させた（Ａｌ−Ｎｄ）合金であることが好ましい。

本発明の上記態様に係る透明導電性基板は、透明基体の一面に、金属膜、中間膜、透明導電膜が順に積層されてなる構造体を備えており、前記中間膜は、モリブデン（Ｍｏ）を含む酸化膜からなる。このように、本発明の上記態様に係る透明導電性基板は積層構造をとるため、金属膜と中間膜との間には界面が存在しており、この界面を越えて中間膜に含まれる酸素が金属膜へ侵入する虞は、従来の構成（金属膜の表面を酸化させた構成）に比べて極めて低い。また、金属膜とは独立して、中間膜と透明導電膜によって色合いの調整を行うため、金属膜の表面に対する酸化処理により表面を黒色化していた従来の構成に比べ、色合い（構造体の反射特性）を安定して維持できるようになる。
ここで、可視光域（波長域が３８０〜７８０［ｎｍ］）の入射光に対して平均反射率が１０［％］以下の条件、もしくは、特に人の目を通じて最も明るく視認される５５０ｎｍの波長において反射率が５［％］以下の条件を満たすことにより、前記構造体は低反射構造をとるようになり、所望の色合いに調整することができるようになるとともに、電極としての導電性も確保される。特に、前記構造体においては、中間膜に含まれる酸素量と、透明導電膜の厚さとを制御することにより、構造体の低抵抗化と高い透過率とを両立することができる。
ゆえに、本発明の上記態様は、安定した導電性を得るともに、反射光が観察者に認識されることを抑制するメタルメッシュ構造を備えた透明導電性基板の提供に貢献する。

本発明の実施形態に係る透明導電性基板の一例を模式的に示す平面図である。 本発明の実施形態に係る透明導電性基板の一例を模式的に示す図であって、図１Ａにおける領域Ｐ１を示す拡大平面図である。 本発明の実施形態に係る透明導電性基板の一例を模式的に示す断面図であって、図１Ｂの線Ａ−Ａに沿う図である。 本発明の実施形態に係る透明導電性基板の一例を模式的に示す断面図であって、図１Ｂの線Ａ−Ａに沿う図である。 本発明の実施形態に係る透明導電性基板の製造方法を模式的に示す断面図である。 本発明の実施形態に係る透明導電性基板の製造方法を模式的に示す断面図である。 本発明の実施形態に係る透明導電性基板の製造方法を模式的に示す断面図である。 本発明の実施形態に係る透明導電性基板の製造方法を模式的に示す断面図である。 本発明の実施形態に係る透明導電性基板の製造方法を模式的に示す断面図である。 透明導電性基板の構造体の反射率を示すグラフである。 構造体をなす中間膜の比抵抗を示すグラフである。 本発明の実施形態に係る透明導電性基板の製造装置の一例を示す模式図である。 本発明の実施形態に係る透明導電性基板の製造装置の他の一例を示す模式図である。 本発明の実施形態の変形例１に係る太陽電池の一例を模式的に示す断面図である。 本発明の実施形態の変形例１に係る太陽電池の一例を模式的に示す拡大断面図である。 本発明の実施形態の変形例２に係る太陽電池の一例を模式的に示す拡大断面図である。 従来の透明導電性基板の一例を模式的に示す平面図である。 従来の透明導電性基板の一例を模式的に示す図であって、図８Ａにおける領域Ｐ５を示す拡大平面図である。 従来の透明導電性基板の一例を模式的に示す断面図であって、図８Ｂの線Ｚ−Ｚに沿う図である。 従来の透明導電性基板の一例を模式的に示す断面図であって、図８Ｂの線Ｚ−Ｚに沿う図である。 従来の太陽電池の構造の一例を模式的に示す断面図である。

以下、本発明の実施形態に係る透明導電性基板を、図面に基づいて説明する。
図１Ａ〜図１Ｄは、本実施形態における透明導電性基板を示す模式図であり、図１Ａは全体平面図であり、図１Ｂは領域Ｐ１の拡大平面図であり、図１Ｃ及び図１Ｄは図１Ｂの線Ａ−Ａの断面図を表している。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、例えば、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Ｓ１Ｅ（Ｓ１）は、図１Ａ〜図１Ｄに示すように、ガラス等からなる絶縁性の透明基体１０１Ｅ（１０１）の一面１０１ＥＴに、金属膜１０２Ｅ（１０２）、中間膜１０３Ｅ（１０３）、透明導電膜１０４Ｅ（１０４）が順に積層されてなる構造体（透明積層構造体）を備えている。

図１Ａ〜図１Ｄは、構造体がメッシュ状をなす一例を示しており、図１Ｂに示すように、透明基体１０１Ｅ（１０１）の上に配された構造体、すなわち金属膜１０２Ｅ、中間膜１０３Ｅ、及び、透明導電膜１０４Ｅの３層全てが同じ一つの側面を形成しており、この構造体がメッシュ状の形状とされている。なお、構造体の側面形状としては、３層全てが同じ一つの側面を形成する構造に限定はされず、後述するエッチング工程における条件により、側面に凹凸構造が形成される場合もある。また、この金属膜１０２Ｅは、金属膜１０２Ｅに積層された中間膜１０３Ｅ、透明導電膜１０４Ｅを介して、さらに透明導電膜１０４Ｅに接続されたＦＰＣを介して、駆動回路に導通している。

本発明では、中間膜１０３が金属膜１０２と透明導電膜１０４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１０３は省略］。これら３層からなる構造体は、後述する製造方法において、一括エッチングされることが好ましいが、各膜にエッチングしても構わない。

本実施形態に係る透明導電性基板において、透明基体１０１としては、例えば、ガラスからなる基体の他に、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、が好適に用いられる。

上記構成における金属膜１０２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、例えば、Ａｌ、Ａｌ合金、Ｍｏ、Ｍｏ合金、Ｔｉ、Ｔｉ合金、Ｃｕ、Ｃｕ合金、等が挙げられる。中でも、Ａｌにネオジム（Ｎｄ）を含有させた（Ａｌ−Ｎｄ）合金からなる金属膜が、安定した導電性、耐候性を得られるという点から好ましく、さらに、Ｎｄの添加によりＡｌに特有の問題であるヒロックの発生を抑制することも可能であるため好ましい。

上記構成における中間膜１０３は、金属膜１０２と透明導電膜１０４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、反射光が観察者に認識されることを抑制するために必要な低反射率条件とを併せ持つことが求められる。具体的には、モリブデン（Ｍｏ）を含む酸化膜を中間膜として用いることが好ましい。これは、酸化モリブデンの良好な導電性が、金属膜と透明導電膜の接続に有効に働くためである。また、Ｍｏにニオブ（Ｎｂ）を含有させた（Ｍｏ−Ｎｂ）などの合金を用いる場合であっても、Ｎｂを金属膜に添加することにより耐候性の改善が図れるとともに、低反射が得られる条件としては、合金でない場合と同等の効果を得ることができる。

なお、後述するスパッタリング装置にて中間膜を形成する際に、（Ａｒ＋Ｏ_２）混合ガスに加えて、中間膜のエッチングレートの調整のために、Ｎ_２をわずかに添加してもよい。この場合、形成される中間膜の中には、わずかに窒素が含まれることになるが、この添加によって中間膜が酸化膜としての機能を損なうことはない。

上記構成における透明導電膜１０４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、例えば、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）、Ｉｎ_２Ｏ_３−ＺｎＯ、Ｉｎ_２Ｏ_３−ＴｉＯ_２、等が挙げられる。この中でも、Ｉｎ_２Ｏ_３を含むことが好ましい。Ｉｎ_２Ｏ_３を含むことにより、良好な導電性を保ちつつ、酸に可溶で、アルカリに耐性を有する、透明導電膜が得られる。このような特性を備えた透明導電膜は、フォトリソグラフィ工程に好適である。

上述した３層、すなわち金属膜１０２、中間膜１０３、及び、透明導電膜１０４からなる構造体は、可視光域（波長域が３８０〜７８０［ｎｍ］）の入射光に対して平均反射率が１０［％］以下とすることにより、構造体が低反射構造として有効に機能するようになる。このため、メタルメッシュの表面の色合いを調整することが可能となる。あるいは、可視光域を代表して波長５５０［ｎｍ］の入射光に対して反射率が５［％］以下と規定しても、低反射構造としての機能が担保される。

可視光域において、波長５５０［ｎｍ］の光は、人の目を通じて最も明るく視認される光である。このため、本実施形態においては、波長５５０［ｎｍ］の光が構造体（透明積層構造体）に入射して反射された光の反射率を５［％］以下となるように、透明導電性基板に設けられた透明積層構造体の反射率が調整されている。これによって、可視光域の上限域（３８０ｎｍ付近）や下限域（７８０ｎｍ付近）において反射率が急増するような場合であっても、透明積層構造体及びこの透明積層構造体を備える透明導電性基板は、低反射構造として有効に機能することができる。

なお、本発明の実施形態における平均反射率は、基本的に、可視光域（波長域が３８０〜７８０［ｎｍ］）の範囲内において、１ｎｍピッチで得られた反射率の値を合計し、その合計したデータの点数で除した数値により定義される。ただし、簡便には、可視光域（波長域が３８０〜７８０［ｎｍ］）の範囲内において、５０ｎｍピッチで得られた反射率を合計し、その合計したデータの点数で除した数値により定義されてもよく、平均値の算出に使用されるデータ点数は特に限定されない。

図３は、本発明の実施形態に係る透明導電性基板において、構造体（透明積層構造体）の反射率を示すグラフである。
図３において、横軸は入射光の波長を表しており、縦軸は反射率を表わしている。図３における実線は、本発明の実施形態に係る３層の積層構造を有する実施例の透明積層構造体の結果を示している。図３における点線は、比較例の透明導電性基板の結果を示している。
比較例の透明導電性基板は、実施例の３層構造を有する透明導電性基板とは異なり、中間膜と透明導電膜が設けられていない構成、すなわち、基体の上に金属膜のみが形成された透明導電性基板である。

図３に示す反射率の測定においては、実施例、比較例、いずれも、基板が配置されている位置とは反対側に測定装置を配置し、反射光の光量を測定し、反射率の測定を行った。具体的に、実施例の場合は、透明導電膜に面する位置に測定装置を配置し、反射光の光量を測定し、反射率の測定を行った。比較例の場合は、金属膜に面する位置に測定装置を配置し、反射光の光量を測定し、反射率の測定を行った。得られた反射率の値は、実施例の場合は、金属膜、中間膜、透明導電膜の積層膜に起因する反射率を示しており、比較例の場合は、金属膜のみに起因する反射率を、それぞれ示していることになる。

比較例の構成では、可視光域（波長域が３８０〜７８０［ｎｍ］）の全域に亘ってほぼ９０％を越える反射率が観測されることから、メタルメッシュのパターンが識別できる状態にあることが分かる。これに対して、本発明の実施形態に係る構成では、可視光域（波長域が３８０〜７８０［ｎｍ］）の範囲内における平均反射率が１０％以下（１ｎｍピッチにて計算した結果が６．８％、５０ｎｍピッチにて計算した結果が８．８％）であり、低反射条件を十分に満たすことが確認された。なお、実施例では、５５０［ｎｍ］の入射光における反射率は１．９［％］であった。

図４は、本発明の実施形態に係る透明導電性基板において、中間膜の比抵抗を示すグラフである。図４において、横軸は成膜時の酸素ガスの流量［ｓｃｃｍ］を、縦軸は中間膜の比抵抗［１×１０^ｎμΩ・ｃｍ］を表わしている。縦軸に示した数字はｎ乗（１×１０^ｎ）における「ｎ」である。図４において、記号「○」は黒化した場合を示しており、記号「△」は透明な場合を示しており、記号「◇」は金属光沢の場合を示している。

図４に示す結果から、以下の点が明らかとなった。
（１）中間膜に含まれる酸素量を調整することにより、中間膜の色合いを制御することが可能である。
（２）特に、中間膜１０３の比抵抗を１．８×１０^８［μΩ・ｃｍ］以下とした場合には、低反射構造を得ることができ、かつ、その範囲内で中間膜の色合いを制御できる。
（３）具体的には、比抵抗が下がるにつれて、着色の度合いを増加させることが可能となる。換言すると、比抵抗が下がるにつれて、中間膜の色合いが濃くなる現象が確認された。

なお、本発明の実施形態に係る３層の構造体においては、実際には、中間膜１０３の膜厚は薄く、金属膜１０２の導電性が、主に、上述した３層からなる構造体の全体の抵抗値に寄与している。中間膜１０３としては、金属膜１０２と透明導電膜１０４とを電気的に接続する膜として機能する導電性を備えていれば問題なく、中間膜１０３の比抵抗値が１．８×１０^８［μΩ・ｃｍ］以下であれば、中間膜１０３の機能が十分に得られる。

また、図４の横軸は、中間膜の成膜時における酸素の添加量を表している。図４より、酸素の添加量が増えるにともない、中間膜の比抵抗が増大し、さらに中間膜の色合いの変化が見られることが分かった。酸化モリブデンは、酸化数の違いから、色合いが変化することが知られている。特に、ＭｏＯ_２やＭｏ_２Ｏ_５は、透明ではなく、灰褐色や黒色の色合いを有する膜となる傾向がある。つまり、上述した範囲の比抵抗を有する中間膜は、モリブデンを含む酸化膜の内でも、特に、ＭｏＯ_２やＭｏ_２Ｏ_５の組成比、あるいはその近傍の組成比を有すると考えられる。

なお、上述した３層構造の場合、中間膜上には透明導電膜が配されており、この透明導電膜の膜厚を変化させることによっても、中間膜の色合いの変化を促すことできる。したがって、本発明の実施形態に係る構造体は、中間膜の比抵抗及び透明導電膜の膜厚のうち少なくとも一つ、を制御することにより、前記構造体の色合いを調整することができる。
このような透明導電膜の膜厚としては、金属膜や中間膜の膜厚、材質等にもよるが、導電性を確保しつつ、下層（透明導電膜の下方に位置する層）と、透明導電膜との間の光学的な調整が可能となる範囲として、１０〜５０ｎｍが好ましい。

なお、上述した３層の他に、必要に応じて、金属膜１０２の上下界面に所望の機能膜を形成しても構わない。すなわち、透明基体１０１と金属膜１０２との間に、バリア性あるいは密着性を目的とした機能膜として、例えば、Ｍｏ膜、Ｔｉ膜などを設けてもよい。あるいは、金属膜１０２と中間膜１０３との間に、金属膜１０２に含まれるＡｌのヒロックの発生を抑制する機能膜として、例えば、Ｍｏ膜、Ｔｉ膜などを設けてもよい。

図２Ａ〜図２Ｄは、本発明の実施形態に係る透明導電性基板の製造方法を示す模式図であり、特に３層からなる構造体のパターニングを行うためのエッチング工程（特に、３層を一括エッチングする場合）を詳細に示している。以下では、図２Ａ〜図２Ｄ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（例えば、図５）を用いて、「透明基体１０１Ｆ上に、金属膜１０２Ｆ／中間膜１０３Ｆ／透明導電膜１０４Ｆが順に積層されてなる透明導電性基板Ｓ１Ｆ」を形成し、その後、透明導電性基板Ｓ１Ｆを大気雰囲気中に搬出する［図２Ａ］。

工程２：金属膜１０２Ｆ／中間膜１０３Ｆ／透明導電膜１０４Ｆに対して一括パターニングを行うために、透明導電膜１０４Ｆ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が形成された透明導電性基板Ｓ１Ｆ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Ｒを形成した面にエッチング液ＥＬを噴霧し、レジスト層Ｒから露出した透明導電膜１０４Ｆの部位をエッチングする［図２Ｃ］。エッチング液ＥＬとして、３層（金属膜１０２Ｆ／中間膜１０３Ｆ／透明導電膜１０４Ｆ）からなる構造体をエッチングできる溶液を選択することにより、３層の一括エッチングが可能となる。エッチング液ＥＬを噴霧する手法に代えて、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：所定時間が経過した後、エッチングを停止する［図２Ｄ］。処理対象物Ｓ１ｍ２に対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、エッチングを停止する場合を表している。このとき、レジスト層が配置されていなかった領域では、透明基体１０１ｍ２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Ｒ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、透明導電膜１０４の上面に所望の空隙パターン（例えば、メッシュ状のパターン）を有するマスクを設けて、該空隙を通して３層（金属膜１０２Ｆ／中間膜１０３Ｆ／透明導電膜１０４Ｆ）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を通して、所望のパターンで、透明基体１０１が露呈するまで、３層（金属膜１０２Ｆ／中間膜１０３Ｆ／透明導電膜１０４Ｆ）をエッチング処理することができる。ゆえに、本発明の実施形態によれば、導電性と低反射条件を兼ね備えた、透明導電性基板の製造方法の提供が可能となる。

なお、ここでは特に３層を一括エッチングする場合を説明したが、金属膜、中間膜、透明導電膜として選択される材質や膜厚等に応じて、各層ごとに個別にエッチングしても構わない。また、ウェットエッチングによるパターニングを説明したが、フォトリソグラフィ等の他のパターニング技術を利用してもよい。

＜金属膜、中間膜及び透明導電膜の作製方法＞
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、「透明基体（ガラス基板）１０１上に、金属膜（ＡｌＮｄ合金膜）１０２Ｆ／中間膜（ＭｏＮｂ酸化膜）１０３Ｆ／透明導電膜（ＩＴＯ膜）１０４Ｆ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。

ガラスからなる基体１０１上に、金属膜、中間膜、及び透明導電膜を形成するための製造装置としては、例えば、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に示す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。

互いに隣り合う室の間には、仕切りバルブＤＶ１〜ＤＶ７が配置されている。また、２つの成膜室の間にはバッファ室が配置されている。図５に示す製造装置は、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（例えば、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設けずに、製造装置は、単一の成膜空間を有しても構わない。

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、金属膜の母材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上に金属膜（ＡｌＮｄ合金膜）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ガスが供給され、排気装置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を設置して、成膜中の基板１１８ｃの温度を制御してもよい。符号１１３ＢＰはターゲット１１３ＴＧを載置するバッキングプレートを表しており、符号１１３Ｄはバッキングプレート１１３ＢＰに高電圧を供給する電源を表している。

その後、金属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、金属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の雰囲気と後段の第二成膜空間ｓｐ２の雰囲気とが互いに影響し合うことが防止される。

次に、金属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）を通過させることにより、基板１１８ｃの金属膜（ＡｌＮｄ合金膜）上に中間膜（ＭｏＮｂ酸化膜）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＋Ｏ_２）混合ガスが供給され、排気装置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を設置して、成膜中の基板１１８ｃの温度を制御してもよい。符号１１５ＢＰはターゲット１１５ＴＧを載置するバッキングプレートを表しており、符号１１５Ｄはバッキングプレート１１５ＢＰに高電圧を供給する電源を表している。

なお、ここでは、プロセスガスとして、（Ａｒ＋Ｏ_２）混合ガスを用いる場合を説明したが、これにＮ_２をわずかに添加してもよい。これにより、中間膜のエッチングレートの調整が可能となる。ただし、この添加は、中間膜が酸化膜としての機能を損なうことのない範囲で行われる。

その後、金属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の雰囲気と後段の第三成膜空間ｓｐ３の雰囲気とが互いに影響し合うことが防止される。

次に、金属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、透明導電膜の母材からなるターゲット１１７ＴＧの前（すなわち、第三成膜空間ｓｐ３）を通過させることにより、基板１１８ｄの中間膜上に透明導電膜（ＩＴＯ）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＋Ｏ_２）混合ガスが供給され、排気装置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を設置して、成膜中の基板１１８ｄの温度を制御してもよい。符号１１７ＢＰはターゲット１１７ＴＧを載置するバッキングプレートを表しており、符号１１７Ｄはバッキングプレート１１７ＢＰに高電圧を供給する電源を表している。

そして、金属膜と中間膜と透明導電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、前記金属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、前記透明導電膜を形成する第三成膜空間ｓｐ３を少なくとも備えており、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、３層（金属膜１０２Ｆ／中間膜１０３Ｆ／透明導電膜１０４Ｆ）からなる構造体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。
上述した金属膜と中間膜と透明導電膜の代表的な作製条件を表１に示す。また、メッシュ状の３層からなる構造体を形成する場合（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に示す条件により、図１Ａ〜図１Ｄに示すようなメッシュ状の３層（金属膜１０２Ｆ／中間膜１０３Ｆ／透明導電膜１０４Ｆ）からなる構造体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、金属膜と中間膜と透明導電膜を作成する装置は、図５に示す製造装置に限定されず、例えば、図６に示すようなマルチチャンバ型の製造装置を用いる場合であっても、本発明の実施形態に係る透明導電性基板を製造することができる。

図６は、本発明の実施形態に係る透明導電性基板の製造装置の他の一例を示す模式図である。図６に示す製造装置は、金属膜と中間膜と透明導電膜の各成膜工程が、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、金属膜と中間膜と透明導電膜の各成膜工程を行う場合における、ガラス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、基板は、ロード室において減圧下で一定時間待機した後に、基板は、加熱室（Ｈ）２０２内に搬送され、基板は、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）２０３内に搬送され、第一成膜空間ｓｐ１において金属膜の成膜が行われる。その後、金属膜が形成された基板は、第一成膜室（Ｓ１）２０３から第二成膜室（Ｓ２）２０４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、金属膜上に中間膜が形成された基板は、第二成膜室（Ｓ２）２０４から第三成膜室（Ｓ３）２０５内に搬送され、第三成膜空間ｓｐ３において透明導電膜の成膜が行われる。

続いて、金属膜上に中間膜、透明導電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装置としては、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２０１〜２０６は全て減圧下にある。

つまり、図６に示す製造装置は、前記金属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、前記透明導電膜を形成する第三成膜空間ｓｐ３を少なくとも備えており、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。

本発明の好ましい実施形態を説明し、上記で説明してきたが、これらは本発明の例示的なものであり、限定するものとして考慮されるべきではないことを理解すべきである。追加、省略、置換、およびその他の変更は、本発明の範囲から逸脱することなく行うことができる。従って、本発明は、前述の説明によって限定されていると見なされるべきではなく、請求の範囲によって制限されている。

例えば、上述した実施形態においては、透明積層構造体を構成する３層が透明基体上に設けられた例について説明したが、本発明は、これを限定しない。上記実施形態の透明基体とは異なる部材上に透明積層構造体が設けられてもよい。
以下に、本発明の実施形態の変形例について説明する。変形例においては、上述した実施形態における部材に相当する部材に関する説明を省略または簡略化する。

（変形例１）
図７Ａは、上述した透明積層構造体が適用された太陽電池の一例を模式的に示す断面図である。図７Ｂは、図７Ａにおける透明積層構造体の構造を模式的に示す拡大断面図である。図９は、従来の太陽電池の構造の一例を模式的に示す断面図である。
図９に示すように従来の太陽電池６００は、ｐｎ接合部６３０を有する単結晶のシリコン基板６２０と、シリコン基板６２０の裏面に設けられた裏面電極６１０と、シリコン基板６２０の表面に設けられたフィンガー電極６４０と、フィンガー電極６４０上に設けられたバスバー電極６５０（バスバー配線）とを備える。
バスバー電極６５０は、シリコン基板６２０における発電によって生成された電子を集電する。また、一般的に、バスバー電極６５０の材料としては、銀が利用されている。しかしながら、太陽電池６００の外観色（シリコン基板６２０の色）は黒色に近い色であるため、シリコン基板６２０の黒色とバスバー電極６５０の銀白色とのコントラストが大きく、外観上、デザイン性に欠けるという問題があった。

その一方、本変形例１に係る太陽電池においては、上述した透明積層構造体が適用されている。
具体的に、図７Ａに示すように、本変形例１に係る太陽電池３００は、ｐｎ接合部３３０を有する単結晶のシリコン基板３２０と、シリコン基板３２０の裏面に設けられた裏面電極３１０と、シリコン基板３２０の表面に設けられたフィンガー電極３４０と、フィンガー電極３４０上に設けられて透明積層構造体で構成されたバスバー電極３５０（バスバー配線）とを備える。また、フィンガー電極３４０は、ｐｎ接合部３３０上に設けられており、フィンガー電極３４０の表面には、反射防止膜が設けられている。このため、フィンガー電極３４０の反射防止膜上にバスバー電極３５０が設けられている。

図７Ｂに示すように、バスバー電極３５０は、フィンガー電極３４０上に設けられた金属膜３５１と、金属膜３５１上に設けられた中間膜３５２と、中間膜３５２上に設けられた透明導電膜３５３とを備える。即ち、中間膜３５２が金属膜３５１と透明導電膜３５３の間に挟持されている。
金属膜３５１によってバスバー電極３５０の導電性が得られている。中間膜３５２は、モリブデンを含む酸化膜である。透明導電膜３５３の酸化度や膜厚を調整することで、低反射率を有する透明積層構造体で構成されたバスバー電極３５０が実現されている。

本変形例１に係る太陽電池３００によれば、上述した実施形態における効果が得られるだけでなく、バスバー電極３５０に透明積層構造体が適用されているので、バスバー電極からの反射光を低減することができる。従って、従来の太陽電池６００におけるバスバー電極６５０の銀白色とシリコン基板６２０の黒色とのコントラストが生じるといった問題が解消される。

（変形例２）
図７Ｃは、透明積層構造体によって構成されたフィンガー電極を示す拡大断面図である。変形例２においては、変形例１と同一部材には同一符号を付して、その説明は省略または簡略化する。
図７Ｃに示すように、フィンガー電極３４０は、ｐｎ接合部３３０上に設けられた金属膜３４１と、金属膜３４１上に設けられた中間膜３４２と、中間膜３４２上に設けられた透明導電膜３４３とを備える。即ち、中間膜３４２が金属膜３４１と透明導電膜３４３の間に挟持されている。
このような透明積層構造体を備えるフィンガー電極３４０においては、フィンガー電極３４０とバスバー電極３５０との間において導電性を得るために、フィンガー電極３４０の一部（中間膜３４２、透明導電膜３４３）を部分的に除去し、フィンガー電極３４０とバスバー電極３５０とを電気的に接続してもよい。
本変形例２に係る太陽電池３００によれば、上述した実施形態における効果が得られるだけでなく、フィンガー電極３４０にも透明積層構造体が適用されているので、フィンガー電極からの反射光を低減することができる。

（変形例３）
上述した透明積層構造体を光学系機器用の遮光フィルムに適用してもよい。
一般的に、デジタルカメラ等のデジタル光学系機器においては、光学系機器の内部機構を構成する部材の表面に低反射性、導電性に優れた機能膜を形成することが知られている（例えば、特開２００８−２８１９７７等）。
このような機能膜として、上述した実施形態に係る透明積層構造体を適用してもよい。この場合、樹脂フィルム等の基材の表面及び裏面の両方に透明積層構造体が形成される。また、シャッター羽根や絞り羽根等に加工された部材の表面に透明積層構造体を直接形成してもよい。また、光学系機器を構成する部材の表面全体が低反射構造を有する必要があることから、光学系機器を構成する部材の表面全体に上述した透明積層構造体を形成すればよい。この場合、基材は、透明基材であってもよいし、着色された基材であってもよい。
また、本変形例３における透明積層構造体においては、中間膜及び透明導電膜の酸化度や膜厚を制御することで、低反射構造体を実現することができる。また、透明積層構造体が金属膜を有することため、導電性が得られており、光学系機器の内部機構を構成する部品の帯電を予防することもできる。

本発明は、透明導電性基板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。

Ｐ１ 領域、Ｓ１（Ｓ１Ｅ、Ｓ１Ｆ） 透明導電性基板、１０１（１０１Ｅ、１０１Ｆ） 基体（透明基体）、１０１ＥＴ 基体の表面、１０２（１０２Ｅ、１０２Ｆ） 金属膜、１０３（１０３Ｅ、１０３Ｆ） 中間膜、１０４（１０４Ｅ、１０４Ｆ） 透明導電膜、１０４ＥＴ 透明導電膜の表面。

Claims (11)

1. 透明導電性基板であって、
   透明基体と、
   前記透明基体の一面に、金属膜、モリブデン（Ｍｏ）を含む酸化膜である中間膜、及び透明導電膜が順に積層された構造体と
   を備え、
   前記金属膜は酸素を含まず、
   前記構造体においては、可視光域の入射光に対して平均反射率が１０［％］以下であることを特徴とする透明導電性基板。
2. 前記金属膜と前記中間膜との間には界面が存在し、かつ、前記金属膜は酸素を含まず、前記中間膜は酸素を含むことを特徴とする請求項１に記載の透明導電性基板。
3. 前記金属膜は、Ａｌにネオジム（Ｎｄ）を含有させた（Ａｌ−Ｎｄ）合金であることを特徴とする請求項１又は２に記載の透明導電性基板。
4. 透明導電性基板であって、
   透明基体と、
   前記透明基体の一面に、金属膜、モリブデン（Ｍｏ）を含む酸化膜である中間膜、及び透明導電膜が順に積層された構造体と
   を備え、
   前記構造体においては、波長５５０ｎｍの入射光に対して反射率が５［％］以下であることを特徴とする請求項１に記載の透明導電性基板。
5. 前記中間膜の比抵抗［μΩ・ｃｍ］が１．８×１０^８以下であることを特徴とする請求項１又は請求項４に記載の透明導電性基板。
6. 前記透明導電膜の膜厚［ｎｍ］が１０以上５０以下の範囲であることを特徴とする請求項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。
7. 前記中間膜の比抵抗及び前記透明導電膜の膜厚のうち少なくとも一つを制御することにより、前記構造体の色合いが調整可能であることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の透明導電性基板。
8. 前記透明基体の前記一面において、前記金属膜、前記中間膜、前記透明導電膜が順に積層されてなる構造体が、エッチング処理により所望のパターンを有している請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の透明導電性基板。
9. 透明積層構造体であって、
   金属膜と、
   前記金属膜上に設けられ、モリブデン（Ｍｏ）を含む酸化膜である中間膜と、
   前記中間膜上に設けられた透明導電膜と
   を備え、
   前記金属膜は酸素を含まず、
   前記透明積層構造体においては、可視光域の入射光に対して平均反射率が１０［％］以下であることを特徴とする透明積層構造体。
10. 前記金属膜と前記中間膜との間には界面が存在し、かつ、前記金属膜は酸素を含まず、前記中間膜は酸素を含むことを特徴とする請求項９に記載の透明積層構造体。
11. 前記金属膜は、Ａｌにネオジム（Ｎｄ）を含有させた（Ａｌ−Ｎｄ）合金であることを特徴とする請求項９又は１０に記載の透明積層構造体。

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