JPWO2013118693A1 - 透明導電性フィルム - Google Patents
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Abstract
【課題】透明導電膜の比抵抗が低く、かつ透明導電膜の膜厚が薄い透明導電性フィルムを提供すること。【解決手段】透明フィルム基材の少なくとも一方の面に透明導電膜が積層された透明導電性フィルムであって、透明導電膜には酸化インジウムの他、酸化スズが８〜１５質量％含まれ、かつ、透明導電膜の膜厚が１０〜１００ｎｍであって、透明導電膜が、基板温度が−６０〜５０℃においてスパッタリング法にて成膜され、その後、真空中、または、不活性ガスおよび/または還元ガス中で、透明フィルム基材が形状保持可能な温度にて熱処理されてなり、透明導電膜の比抵抗が０．８?１０−4〜３．０?１０−4Ω・ｃｍである透明導電性フィルム。【選択図】 なし
Description
本発明は、透明フィルム基材に酸化インジウムを主とした透明導電膜を積層した透明導電性フィルムに関し、特に本発明の透明導電性フィルムを静電容量式タッチパネルに用いた際に、透明導電性フィルムの比抵抗が低いため、タッチパネルの大型化やタッチ感度の向上に効果的である。
透明プラスチック基材に、透明でかつ抵抗が小さい薄膜を積層した透明導電性フィルムは、その導電性を利用した用途、例えば、液晶ディスプレイやエレクトロルミネッセンス（ＥＬ）ディスプレイ等のようなフラットパネルディスプレイや、タッチパネルの透明電極等として、電気・電子分野の用途に広く使用されている。
近年、携帯電話、音楽携帯端末などのモバイル機器やカーナビゲーションへの静電容量式タッチパネルの搭載が一般化してきている。静電容量式タッチパネルに用いられている透明導電性基板は、主に、酸化スズ添加酸化インジウム（ITO）をガラスに積層した透明
導電性ガラスである。透明導電性ガラスは透明導電性フィルムよりも比抵抗が低いなどの優位性により、静電容量式タッチパネルに多く採用されている。しかし、透明導電性ガラスは、透明導電性フィルムと比較して、重く、厚く、また、割れるという問題点がある。
導電性ガラスである。透明導電性ガラスは透明導電性フィルムよりも比抵抗が低いなどの優位性により、静電容量式タッチパネルに多く採用されている。しかし、透明導電性ガラスは、透明導電性フィルムと比較して、重く、厚く、また、割れるという問題点がある。
上記の問題点を解決するために、比抵抗の低い透明導電性フィルムが検討されてきている。透明導電性ガラスを代替するためには、透明導電性フィルムの比抵抗は３．０×１０−４Ω・ｃｍ以下であることが望ましい。特許文献１〜３によれば、３．０×１０−４Ω・ｃｍ以下の比抵抗の低い透明導電性フィルムを作製可能である。しかし、実施例では透明導電膜の膜厚が１００ｎｍより厚いため、透明導電膜の応力により、透明導電性フィルムがカールするなどの取り扱い上に問題があるほか、透明導電膜の膜厚を１００ｎｍより厚く成膜するためにはコストがかかり産業上適しないという問題がある。そこで、特許文献１〜３の製造方法で、透明導電膜の膜厚を１０〜１００ｎｍと薄くして透明導電性フィルムを作製したところ、３．０×１０−４Ω・ｃｍより比抵抗が大きく、透明導電性ガラスを代替しうる透明導電性フィルムでとしては望ましくないことが分かった。
本発明の目的は、上記の従来の問題点に鑑み、透明導電膜の比抵抗が低く、かつ透明導電膜の膜厚が薄い透明導電性フィルムを提供することにある。
本発明は、上記のような状況に鑑みなされたものであって、上記の課題を解決することができた透明導電性フィルムは、以下の構成よりなる。
１．透明フィルム基材の少なくとも一方の面に透明導電膜が積層された透明導電性フィルムであって、透明導電膜には酸化インジウムの他、酸化スズが８〜１５質量％含まれ、かつ、透明導電膜の膜厚が１０〜１００ｎｍであって、透明導電膜が、基板温度が−６０〜
５０℃においてスパッタリング法にて成膜され、その後、真空中、または、不活性ガスおよび/または還元ガス中で、透明フィルム基材が形状保持可能な温度にて熱処理されてな
り、透明導電膜の比抵抗が０．８×１０−4〜３．０×１０−4Ω・ｃｍであることを特徴とする透明導電性フィルム。
２．透明フィルム基材の少なくとも一方の面に透明導電膜が積層された透明導電性フィルムであって、透明導電膜には酸化インジウムの他、酸化スズが８〜１５質量％含まれ、透明導電膜の膜厚が１０〜１００ｎｍであって、透明導電膜の比抵抗が０．８×１０−4〜３．０×１０−4Ω・ｃｍであり、かつ下記（１）式で定義された透明導電膜の安定度指数が１．００〜１．３０であることを特徴とする透明導電性フィルム。
（透明導電膜の安定度指数）＝Ａ÷Ｂ ・・・（１）
Ａ：６ｍｏｌ／リットルの塩酸を２５℃にし、その中に透明導電性フィルムを投入し、３０秒間浸漬し、その後、純水に１０秒浸漬し、常温で１時間風乾した後の表面抵抗。
Ｂ：２５℃の６ｍｏｌ／リットルの塩酸に投入する前の、透明導電性フィルムの表面抵抗。
１．透明フィルム基材の少なくとも一方の面に透明導電膜が積層された透明導電性フィルムであって、透明導電膜には酸化インジウムの他、酸化スズが８〜１５質量％含まれ、かつ、透明導電膜の膜厚が１０〜１００ｎｍであって、透明導電膜が、基板温度が−６０〜
５０℃においてスパッタリング法にて成膜され、その後、真空中、または、不活性ガスおよび/または還元ガス中で、透明フィルム基材が形状保持可能な温度にて熱処理されてな
り、透明導電膜の比抵抗が０．８×１０−4〜３．０×１０−4Ω・ｃｍであることを特徴とする透明導電性フィルム。
２．透明フィルム基材の少なくとも一方の面に透明導電膜が積層された透明導電性フィルムであって、透明導電膜には酸化インジウムの他、酸化スズが８〜１５質量％含まれ、透明導電膜の膜厚が１０〜１００ｎｍであって、透明導電膜の比抵抗が０．８×１０−4〜３．０×１０−4Ω・ｃｍであり、かつ下記（１）式で定義された透明導電膜の安定度指数が１．００〜１．３０であることを特徴とする透明導電性フィルム。
（透明導電膜の安定度指数）＝Ａ÷Ｂ ・・・（１）
Ａ：６ｍｏｌ／リットルの塩酸を２５℃にし、その中に透明導電性フィルムを投入し、３０秒間浸漬し、その後、純水に１０秒浸漬し、常温で１時間風乾した後の表面抵抗。
Ｂ：２５℃の６ｍｏｌ／リットルの塩酸に投入する前の、透明導電性フィルムの表面抵抗。
本発明によれば、透明導電膜の比抵抗が低く、かつ透明導電膜の膜厚が薄い透明導電性フィルムが提供される。本発明の透明導電性フィルムは、静電容量式タッチパネル等の用途に極めて有用である。
本発明の透明導電性フィルムの透明導電膜には、酸化インジウムの他、酸化スズが８〜１５質量％含まれることが望ましい。酸化スズが８質量％未満だと、透明導電性フィルムを熱処理した際の透明導電膜中のキャリア濃度が低くなり、比抵抗が高くなるので望ましくない。また、酸化スズが１５質量％より多いと、透明導電性フィルムを熱処理した際の透明導電膜の結晶化が困難となり、透明導電性フィルムを熱処理した際の透明導電膜の結晶化に伴うキャリアの発生が少なくなり、比抵抗が高くなるので望ましくない。ここで透明導電膜の結晶化の定義を示す。透過型電子顕微鏡下で透明導電膜層を観察したときに、多角形状の領域を持つものが結晶であり、それ以外は非晶である。結晶質部に対する非晶質部の比が０．００〜０．１６の透明導電膜が結晶化していると呼ぶことにする。また、結晶質部に対する非晶質部の比を見積もる方法は、透過型電子顕微鏡下で観察したときの結晶質部と非晶質部の面積比から算出することができる。より望ましくは、透明導電性フィルムの透明導電膜には、酸化インジウムの他、酸化スズが９〜１４質量％含まれることがより望ましい。
本発明の透明導電性フィルムの透明導電膜の膜厚は、１０〜１００ｎｍであることが望ましい。透明導電膜の膜厚が１０ｎｍ未満だと、透明導電性フィルムを熱処理した際の透明導電膜の結晶化が困難となり、透明導電性フィルムを熱処理した際の透明導電膜の結晶化に伴うキャリアの発生が少なくなり、比抵抗が高くなるので望ましくない。透明導電膜の膜厚が１００ｎｍより厚いと、透明導電膜の応力により、透明導電性フィルムがカールするなどの取り扱い上好ましくないほか、透明導電膜の膜厚を１００ｎｍより厚く成膜するためにはコストがかかり好ましくないほか、全光線透過率も低下するので、望ましくない。より望ましくは、透明導電性フィルムの透明導電膜の膜厚は、１５〜８０ｎｍである。
本発明の透明導電性フィルムの透明導電膜を成膜する時の基板温度は−６０〜５０℃であることが望ましい。本発明において基板とは概ね透明フィルム基材を指しているが、透明導電膜を積層する以前に透明フィルム基材上に硬化型樹脂層の塗布、光学調整膜の塗布あるいは成膜などが施されている場合もあり、それら透明フィルム基材単体及び透明フィルム基材を含んだ事前の積層体も含めて基板と呼んでいる。但し、ここで基板温度は、基板温度を制御しているチラーの温媒の温度で代用する。透明フィルム基材は、ガラスや金属などの無機基材と異なり、有機成分や水を多く含有している。そのため、基板温度を５０℃より高くすると、透明導電膜を成膜するときに、透明フィルム基材から、有機ガスや水が大量に放出されるために、これらのガスと透明導電膜が反応し、不均質な透明導電膜ができるために、透明導電性フィルムを熱処理した際の透明導電膜の結晶化が困難となり、透明導電性フィルムを熱処理した際の透明導電膜の結晶化に伴うキャリアの発生が少なくなり、比抵抗が高くなるので望ましくない。基板温度が５０℃以下であれば、透明フィルム基材から、有機ガスや水が放出されにくくなるために、均質な透明導電膜が成膜でき、透明導電性フィルムを熱処理した際の透明導電膜の結晶化が容易になるために、透明導電性フィルムを熱処理した際の透明導電膜の結晶化に伴うキャリアが多く発生し、比抵抗が低くなるので望ましい。基板温度を−６０℃より低くするためには、一般的なチラーでは対応できづらく、経済的にあまり好ましくない。より好ましくは、基板温度は−２０〜０℃である。理由は以下の通りである。水の融点である０℃以下だとガス放出が非常に少なくなり望ましい。また、汎用チラーは最低温度が−２０℃以上のものが多いため、経済的な面から−２０℃以上が望ましい。
本発明の透明導電性フィルムは透明導電膜がスパッタリング法にて成膜されることが望ましい。スパッタリング法は均質で緻密な膜ができやすいため、比抵抗が低い透明導電膜を作製しやすい。また、スパッタリング法は膜厚分布が優れるために、工業的に非常に適しているため望ましい。
本発明の透明導電性フィルムは、真空中、または、不活性ガスおよび/または還元ガス
中で、透明フィルム基材が形状保持可能な温度にて熱処理することが望ましい。ここで、本発明における、透明フィルム基材が形状保持可能な温度の定義を記す。透明フィルム基材が形状保持可能な温度とは、フィルムの動的粘弾性測定において、３０℃での貯蔵弾性率に対し、貯蔵弾性率が１０％以上となる温度であって、かつ透明フィルム基材が形状保持可能な温度が１９０℃以上の温度とする。１９０℃未満の熱処理では、透明導電膜の結晶化に伴うキャリアの発生が少なくなり、比抵抗が高くなるので望ましくない。よって、３０℃での貯蔵弾性率に対し、貯蔵弾性率が１０％の温度が１９０℃未満のときは、本発明に適した透明フィルム基材ではない。透明フィルム基材が形状保持可能な温度よりも高い温度、すなわち、フィルムの動的粘弾性測定において、３０℃での貯蔵弾性率に対し、貯蔵弾性率が１０％未満となる温度で、透明フィルムを熱処理すると、透明フィルムが変形してしまい、透明導電膜が割れてしまい、比抵抗が増加するほかに、透明フィルムの平面性がなくなるので、望ましくない。さらに望ましくは、透明フィルム基材が形状保持可能な温度が、フィルムの動的粘弾性測定において、３０℃での貯蔵弾性率に対し、貯蔵弾性率が１２％以上となる温度であって、かつ透明フィルム基材が形状保持可能な温度が２００℃以上である。熱処理時間は５〜１２０分が望ましい。５分未満の熱処理をすると、透明導電膜の結晶化に伴うキャリアの発生が少なくなり、比抵抗が高くなるので望ましくない。１２０分より長い熱処理をするのは、コストがかかるため、好ましくない。
中で、透明フィルム基材が形状保持可能な温度にて熱処理することが望ましい。ここで、本発明における、透明フィルム基材が形状保持可能な温度の定義を記す。透明フィルム基材が形状保持可能な温度とは、フィルムの動的粘弾性測定において、３０℃での貯蔵弾性率に対し、貯蔵弾性率が１０％以上となる温度であって、かつ透明フィルム基材が形状保持可能な温度が１９０℃以上の温度とする。１９０℃未満の熱処理では、透明導電膜の結晶化に伴うキャリアの発生が少なくなり、比抵抗が高くなるので望ましくない。よって、３０℃での貯蔵弾性率に対し、貯蔵弾性率が１０％の温度が１９０℃未満のときは、本発明に適した透明フィルム基材ではない。透明フィルム基材が形状保持可能な温度よりも高い温度、すなわち、フィルムの動的粘弾性測定において、３０℃での貯蔵弾性率に対し、貯蔵弾性率が１０％未満となる温度で、透明フィルムを熱処理すると、透明フィルムが変形してしまい、透明導電膜が割れてしまい、比抵抗が増加するほかに、透明フィルムの平面性がなくなるので、望ましくない。さらに望ましくは、透明フィルム基材が形状保持可能な温度が、フィルムの動的粘弾性測定において、３０℃での貯蔵弾性率に対し、貯蔵弾性率が１２％以上となる温度であって、かつ透明フィルム基材が形状保持可能な温度が２００℃以上である。熱処理時間は５〜１２０分が望ましい。５分未満の熱処理をすると、透明導電膜の結晶化に伴うキャリアの発生が少なくなり、比抵抗が高くなるので望ましくない。１２０分より長い熱処理をするのは、コストがかかるため、好ましくない。
前記の方法により成膜された透明導電性フィルムを、真空中、または、不活性ガスおよび/または還元ガス中で、透明フィルム基材が形状保持可能な温度にて熱処理することは
、一般的に実施される大気中での熱処理と大きな相違がある。大気中での熱処理では、本発明のような酸化スズ添加酸化インジウムの透明導電膜の比抵抗を低下させる要因と増加させる要因がある。比抵抗を低下させる要因は、熱処理により、酸化スズ添加酸化インジウムが結晶化し、そのとき酸化インジウムのインジウムサイトにスズが入り、結果として、キャリアが発生するため、比抵抗が下がる。比抵抗を増加させる要因は、熱処理により、大気中に含まれる酸素が、酸化スズ添加酸化インジウムにある酸素欠損を埋めるため、結果として、キャリアが消失するため比抵抗が上がる。
、一般的に実施される大気中での熱処理と大きな相違がある。大気中での熱処理では、本発明のような酸化スズ添加酸化インジウムの透明導電膜の比抵抗を低下させる要因と増加させる要因がある。比抵抗を低下させる要因は、熱処理により、酸化スズ添加酸化インジウムが結晶化し、そのとき酸化インジウムのインジウムサイトにスズが入り、結果として、キャリアが発生するため、比抵抗が下がる。比抵抗を増加させる要因は、熱処理により、大気中に含まれる酸素が、酸化スズ添加酸化インジウムにある酸素欠損を埋めるため、結果として、キャリアが消失するため比抵抗が上がる。
真空中、または、不活性ガス中での熱処理では、大気中での熱処理と同様に、熱処理により、酸化スズ添加酸化インジウムが結晶化し、そのとき酸化インジウムのインジウムサイトにスズが入り、結果として、キャリアが発生するため、比抵抗が下がる。また、真空中、または、不活性ガス中には酸素などの酸化ガスが含まれないため、熱処理により、酸化スズ添加酸化インジウムにある酸素欠損が埋まらないため、結果として、キャリアが消失せず比抵抗は上がらない。よって、真空中、または、不活性ガス中での熱処理は、酸化ガスである大気中での熱処理よりも比抵抗が下がるので望ましい。本発明で用いる真空は１００Pa以下が望ましい。１００Paより大きい値で熱処理すると残留酸素が多いため、酸化スズ添加酸化インジウムにある酸素欠損を埋めるため、結果として、キャリアが消失するため比抵抗が上がるので、望ましくない。さらに望ましくは１Pa以下である。また、不活性ガスとしては、アルゴン、窒素、ネオン、ヘリウムなどが望ましいが、これらになんら限定されるものではない。
還元ガス中での熱処理では、大気中での熱処理と同様に、熱処理により、酸化スズ添加酸化インジウムが結晶化し、そのとき酸化インジウムのインジウムサイトにスズが入り、結果として、キャリアが発生するため、比抵抗が下がる。また、還元ガス中には酸素などの酸化ガスが含まれないため、熱処理により、酸化スズ添加酸化インジウムにある酸素欠損が埋まらないため、結果として、キャリアが消失せず比抵抗は上がらない。さらに、還元ガス中での熱処理では、比抵抗を上昇させる要因となっている酸化スズ添加酸化インジウムの結晶粒界に多く存在する余剰酸素が、透明導電膜から抜けやすくなるため、比抵抗が下がる。よって、還元ガス中での熱処理は、酸化ガスである大気中での熱処理よりも比抵抗が下がるので望ましい。還元ガスとしては、水素、一酸化炭素、二酸化硫黄、硫化水素、ホルムアルデヒドなどが望ましいが、これらになんら限定されるものではない。また、本発明の透明導電性フィルムを、還元ガスと不活性ガスを混合して熱処理することも、還元ガスでの熱処理と同様な効果が得られるので望ましい。
本発明の透明導電性フィルムは、透明導電膜の比抵抗が０．８×１０−4〜３．０×１
０−4Ω・ｃｍであることが望ましい。透明導電膜の比抵抗は低ければ低いほうが望まし
いが、透明フィルム基材上の透明導電膜において、０．８×１０−4Ω・ｃｍより低い比
抵抗にすることは技術的に困難である。透明導電膜の比抵抗が３．０×１０−4Ω・ｃｍ
より大きいと、透明導電性ガラスの代替には好ましくない。さらに望ましくは、透明導電膜の比抵抗が１．１×１０−4〜２．８×１０−4Ω・ｃｍである。
０−4Ω・ｃｍであることが望ましい。透明導電膜の比抵抗は低ければ低いほうが望まし
いが、透明フィルム基材上の透明導電膜において、０．８×１０−4Ω・ｃｍより低い比
抵抗にすることは技術的に困難である。透明導電膜の比抵抗が３．０×１０−4Ω・ｃｍ
より大きいと、透明導電性ガラスの代替には好ましくない。さらに望ましくは、透明導電膜の比抵抗が１．１×１０−4〜２．８×１０−4Ω・ｃｍである。
透明導電膜の比抵抗が低く、かつ透明導電膜の膜厚が薄い透明導電性フィルムを作製するためには、透明導電膜が化学的に非常に安定であることが望ましい。化学的に不安定は透明導電膜には主に２種類ある。１種類目は非晶が多い透明導電膜である。非晶が多い透明導電膜は、結晶が少ないためキャリア量が少ないために比抵抗が高い。２種類目は化学的に不安定な結晶が多い透明導電膜である。化学的に不安定な結晶が多い透明導電膜は、酸化されやすいために、キャリア量が少なくなり比抵抗が高い。つまり、透明導電膜の比抵抗が低く、かつ透明導電膜の膜厚が薄い透明導電性フィルムの透明導電膜は、化学的に非常に安定な結晶が多いことによると言える。
化学的に非常に安定な透明導電膜を作製するためには、透明導電膜が、基板温度が−６０〜５０℃においてスパッタリング法にて成膜され、その後、真空中、または、不活性ガスおよび/または還元ガス中で、透明フィルム基材が形状保持可能な温度にて熱処理されることが好ましい。
化学的に非常に安定な透明導電膜であることを評価するために、透明導電膜の安定度を数値化することにした。透明導電膜の安定度指数の定義は次の通りである。
（透明導電膜の安定度指数）＝Ａ÷Ｂ ・・・（１）
Ａ：６ｍｏｌ／リットルの塩酸を２５℃にし、その中に透明導電性フィルムを投入し、３０秒間浸漬し、その後、純水に１０秒浸漬し、常温で１時間風乾した後の表面抵抗。
Ｂ：２５℃の６ｍｏｌ／リットルの塩酸に投入する前の、透明導電性フィルムの表面抵抗。
化学的に不安定な透明導電膜は６ｍｏｌ／リットルの塩酸に浸漬すると、すぐに溶解してしまい透明導電膜の表面抵抗が大きくなるが、化学的に安定な透明導電膜は６ｍｏｌ／リットルの塩酸に浸漬しても、なかなか溶解しないために透明導電膜の表面抵抗は、６ｍｏｌ／リットルの塩酸に投入する前の表面抵抗に近い値になる。本発明の透明導電性フィルムは、透明導電膜の安定度指数が１．００〜１．３０であり、さらに好ましくは１．００〜１．２０である。透明導電膜の安定度指数が１．００未満は、透明導電膜を塩酸に浸漬すると表面抵抗が減少することになり、透明導電膜の膜厚が増加することになりありえない。透明導電膜の安定度指数が１．３０より大きいと、化学的に不安定な透明導電膜であり、透明導電膜の比抵抗が３．０×１０−4Ω・ｃｍより大きくなるので望ましくない。
化学的に非常に安定な透明導電膜を作製するためには、透明導電膜が、基板温度が−６０〜５０℃においてスパッタリング法にて成膜され、その後、真空中、または、不活性ガスおよび/または還元ガス中で、透明フィルム基材が形状保持可能な温度にて熱処理されることが好ましい。
化学的に非常に安定な透明導電膜であることを評価するために、透明導電膜の安定度を数値化することにした。透明導電膜の安定度指数の定義は次の通りである。
（透明導電膜の安定度指数）＝Ａ÷Ｂ ・・・（１）
Ａ：６ｍｏｌ／リットルの塩酸を２５℃にし、その中に透明導電性フィルムを投入し、３０秒間浸漬し、その後、純水に１０秒浸漬し、常温で１時間風乾した後の表面抵抗。
Ｂ：２５℃の６ｍｏｌ／リットルの塩酸に投入する前の、透明導電性フィルムの表面抵抗。
化学的に不安定な透明導電膜は６ｍｏｌ／リットルの塩酸に浸漬すると、すぐに溶解してしまい透明導電膜の表面抵抗が大きくなるが、化学的に安定な透明導電膜は６ｍｏｌ／リットルの塩酸に浸漬しても、なかなか溶解しないために透明導電膜の表面抵抗は、６ｍｏｌ／リットルの塩酸に投入する前の表面抵抗に近い値になる。本発明の透明導電性フィルムは、透明導電膜の安定度指数が１．００〜１．３０であり、さらに好ましくは１．００〜１．２０である。透明導電膜の安定度指数が１．００未満は、透明導電膜を塩酸に浸漬すると表面抵抗が減少することになり、透明導電膜の膜厚が増加することになりありえない。透明導電膜の安定度指数が１．３０より大きいと、化学的に不安定な透明導電膜であり、透明導電膜の比抵抗が３．０×１０−4Ω・ｃｍより大きくなるので望ましくない。
従来、０．１ｍｏｌ／リットルの塩酸による処理前後の表面抵抗の比で、耐薬品性を評価することが知られている（例えば、特開平８−１７４７４７号公報、及び、特開平９−５７８９２号公報参照）。しかしながら、この希塩酸による処理では、結晶が多い透明導電膜と、非晶が多い透明導電膜を区別できるに過ぎず、化学的に不安定な結晶が多い透明導電膜と、化学的に非常に安定な結晶が多い透明導電膜とを区別できない。６ｍｏｌ／リットル程度の濃塩酸を使用することで、本発明における透明導電膜の評価の適切な評価が可能となる。
＜透明フィルム基材＞
本発明で用いる透明フィルム基材には、フィルムの動的粘弾性測定において、３０℃での貯蔵弾性率に対し、貯蔵弾性率が１０％以上となる温度が１９０℃以上の透明フィルム基材であることが望ましい。透明フィルム基材に用いられる主成分としては、ポリイミド、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルサルフォン、ポリカーボネート、ポリアリレート等が挙げられるが、これらになんら限定されるものではない。
本発明で用いる透明フィルム基材には、フィルムの動的粘弾性測定において、３０℃での貯蔵弾性率に対し、貯蔵弾性率が１０％以上となる温度が１９０℃以上の透明フィルム基材であることが望ましい。透明フィルム基材に用いられる主成分としては、ポリイミド、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルサルフォン、ポリカーボネート、ポリアリレート等が挙げられるが、これらになんら限定されるものではない。
本発明で用いる透明フィルム基材の厚みは、７〜３００μｍの範囲であることが好ましく、１５〜２６０μｍの範囲が特に好ましい。透明フィルムの厚みが７μｍ未満では、取り扱い時に、透明フィルムが変形しやすいため、透明導電膜が割れる可能性が高くなり、望ましくない。一方、透明フィルムの厚みが３００μｍを越えると、ガラスの厚みに近いため、透明導電性ガラスの代替には好ましくない。
本発明で用いる透明フィルム基材は、本発明の目的を損なわない範囲で、前記フィルムをコロナ放電処理、グロー放電処理、火炎処理、紫外線照射処理、電子線照射処理、オゾン処理等の表面活性化処理、硬化型樹脂層の塗布、光学調整膜の塗布あるいは成膜などを施してもよい。また、前記の処理を複数組み合わせてもよい。
以下に実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によりなんら限定されるものではない。なお、実施例における各種測定評価は下記の方法により行った。
（１）全光線透過率
ＪＩＳ−Ｋ７１３６に準拠し、日本電色工業（株）製ＮＤＨ−２０００を用いて、熱処理後の透明導電性フィルムの全光線透過率を測定した。なお、静電容量式タッチパネル用途の透明導電性フィルムの実用的な全光線透過率の水準は８５〜９５％が好ましい。
ＪＩＳ−Ｋ７１３６に準拠し、日本電色工業（株）製ＮＤＨ−２０００を用いて、熱処理後の透明導電性フィルムの全光線透過率を測定した。なお、静電容量式タッチパネル用途の透明導電性フィルムの実用的な全光線透過率の水準は８５〜９５％が好ましい。
（２）比抵抗
表面抵抗をＪＩＳ−Ｋ７１９４に準拠し、４端子法にて熱処理後の透明導電性フィルムで測定した。測定機は、三菱油化（株）製 ＬｏｒｅｓｔaＭＰ ＭＣＰ−Ｔ３５０を用
いた。比抵抗は表面抵抗と（３）で得られた膜厚の積で得られる。
表面抵抗をＪＩＳ−Ｋ７１９４に準拠し、４端子法にて熱処理後の透明導電性フィルムで測定した。測定機は、三菱油化（株）製 ＬｏｒｅｓｔaＭＰ ＭＣＰ−Ｔ３５０を用
いた。比抵抗は表面抵抗と（３）で得られた膜厚の積で得られる。
（３）透明導電膜の厚み（膜厚）
透明導電性薄膜層を積層したフィルム試料片を１ｍｍ×１０ｍｍの大きさに切り出し、電子顕微鏡用エポキシ樹脂に包埋した。これをウルトラミクロトームの試料ホルダに固定し、包埋した試料片の短辺に平行な断面薄切片を作製した。次いで、この切片の薄膜の著しい損傷がない部位において、透過型電子顕微鏡（ＪＥＯＬ社製、ＪＥＭ−２０１０）を用い、加速電圧２００ｋＶ、明視野で観察倍率１万倍にて写真撮影を行って得られた写真から膜厚を求めた。
透明導電性薄膜層を積層したフィルム試料片を１ｍｍ×１０ｍｍの大きさに切り出し、電子顕微鏡用エポキシ樹脂に包埋した。これをウルトラミクロトームの試料ホルダに固定し、包埋した試料片の短辺に平行な断面薄切片を作製した。次いで、この切片の薄膜の著しい損傷がない部位において、透過型電子顕微鏡（ＪＥＯＬ社製、ＪＥＭ−２０１０）を用い、加速電圧２００ｋＶ、明視野で観察倍率１万倍にて写真撮影を行って得られた写真から膜厚を求めた。
（４）透明フィルム基材の形状保持可能な温度の測定
透明フィルム基材を、フィルム幅方向と平行に長さ４０ｍｍ×幅５ｍｍに２箇所切り出した。これらを、測定長２５ｍｍ、変位上限設定２５％、周波数１０Hｚとし、５℃/分の昇温速度で、３０℃から動的粘弾性測定を行った。貯蔵弾性率は２つのサンプルから得られた貯蔵弾性率の平均値を用いた。３０℃での貯蔵弾性率に対し、貯蔵弾性率が１０％となったときの温度を、透明フィルム基材の形状保持可能な温度の上限とした。動的粘弾性測定は、アイティー計測（株）製 動的粘弾性測定装置で行った。
透明フィルム基材を、フィルム幅方向と平行に長さ４０ｍｍ×幅５ｍｍに２箇所切り出した。これらを、測定長２５ｍｍ、変位上限設定２５％、周波数１０Hｚとし、５℃/分の昇温速度で、３０℃から動的粘弾性測定を行った。貯蔵弾性率は２つのサンプルから得られた貯蔵弾性率の平均値を用いた。３０℃での貯蔵弾性率に対し、貯蔵弾性率が１０％となったときの温度を、透明フィルム基材の形状保持可能な温度の上限とした。動的粘弾性測定は、アイティー計測（株）製 動的粘弾性測定装置で行った。
（５）透明導電膜に含まれる酸化スズの添加量の測定
試料を切りとって（約15 cm2）石英製三角フラスコにいれ、6mol/リットル塩酸20 ミリリットルを加え、酸の揮発がないようにフィルムシールをした。室温で時々揺り動かしながら９日間放置し、ITO層を溶解させた。残フィルムを取り出し、ITO層が溶解した塩酸を測定液とした。溶解液中のSn、Inは、ICP発光分析装置(メーカー名；リガク、装置型式；CIROS-120 EOP)を用いて、検量線法により求めた。各元素の測定波長は、干渉のない、感度の高い波長を選択した。また、標準溶液は、市販のSn、In標準溶液を希釈して用いた。
試料を切りとって（約15 cm2）石英製三角フラスコにいれ、6mol/リットル塩酸20 ミリリットルを加え、酸の揮発がないようにフィルムシールをした。室温で時々揺り動かしながら９日間放置し、ITO層を溶解させた。残フィルムを取り出し、ITO層が溶解した塩酸を測定液とした。溶解液中のSn、Inは、ICP発光分析装置(メーカー名；リガク、装置型式；CIROS-120 EOP)を用いて、検量線法により求めた。各元素の測定波長は、干渉のない、感度の高い波長を選択した。また、標準溶液は、市販のSn、In標準溶液を希釈して用いた。
（６）透明導電膜の結晶化状態の判定
熱処理後の透明導電性薄膜層を積層したフィルム試料片を１ｍｍ×１０ｍｍの大きさに切り出し、導電性薄膜面を外向きにして適当な樹脂ブロックの上面に貼り付けた。これをトリミングしたのち、一般的なウルトラミクロトームの技法によってフィルム表面にほぼ平行な超薄切片を作製した。
この切片を透過型電子顕微鏡（ＪＥＯＬ社製、ＪＥＭ−２０１０）で観察して著しい損傷がない導電性薄膜表面部分を選び、加速電圧２００ｋＶ、直接倍率４００００倍で写真撮影を行った。
透過型電子顕微鏡下で透明導電膜層を観察したときに、多角形状の領域を持つものが結晶であり、それ以外は非晶である。透過型電子顕微鏡下で観察したときの結晶質部と非晶質部の面積比を算出し、結晶質部に対する非晶質部の比が０．００〜０．１６であれば、透明導電膜が結晶化していると判断した。
熱処理後の透明導電性薄膜層を積層したフィルム試料片を１ｍｍ×１０ｍｍの大きさに切り出し、導電性薄膜面を外向きにして適当な樹脂ブロックの上面に貼り付けた。これをトリミングしたのち、一般的なウルトラミクロトームの技法によってフィルム表面にほぼ平行な超薄切片を作製した。
この切片を透過型電子顕微鏡（ＪＥＯＬ社製、ＪＥＭ−２０１０）で観察して著しい損傷がない導電性薄膜表面部分を選び、加速電圧２００ｋＶ、直接倍率４００００倍で写真撮影を行った。
透過型電子顕微鏡下で透明導電膜層を観察したときに、多角形状の領域を持つものが結晶であり、それ以外は非晶である。透過型電子顕微鏡下で観察したときの結晶質部と非晶質部の面積比を算出し、結晶質部に対する非晶質部の比が０．００〜０．１６であれば、透明導電膜が結晶化していると判断した。
（７）透明導電膜の安定度指数の判定
透明導電膜の安定度指数は以下の式で表される。
（透明導電膜の安定度指数）＝Ａ÷Ｂ
Ａ：６ｍｏｌ／リットルの塩酸を２５℃にし、その中に透明導電性フィルムを投入し、３０秒間浸漬し、その後、純水に１０秒浸漬し、常温で１時間風乾した後の表面抵抗。
Ｂ：２５℃の６ｍｏｌ／リットルの塩酸に投入する前の、透明導電性フィルムの表面抵抗。
透明導電膜の安定度指数は以下の式で表される。
（透明導電膜の安定度指数）＝Ａ÷Ｂ
Ａ：６ｍｏｌ／リットルの塩酸を２５℃にし、その中に透明導電性フィルムを投入し、３０秒間浸漬し、その後、純水に１０秒浸漬し、常温で１時間風乾した後の表面抵抗。
Ｂ：２５℃の６ｍｏｌ／リットルの塩酸に投入する前の、透明導電性フィルムの表面抵抗。
（実施例１〜１２）
実施例における透明導電膜作製条件は表１に記載した。また、各実施例において共通の作製条件は以下の通りである。
真空槽に表１に記載の透明フィルムを投入し、２．０×１０−４Ｐａまで真空引きをした。次に表１の酸素分圧の値になるように酸素を導入し、その後不活性ガスとしてアルゴンを導入し全圧を０．５Ｐａにした。
実施例１〜１０では、酸化スズを含む酸化インジウム焼結ターゲットに１Ｗ／ｃｍ２の電力密度で電力を投入し、ＤＣマグネトロンスパッタリング法により、透明フィルムに透明導電膜を成膜した。透明導電膜の膜厚についてはフィルムがターゲット上を通過するときの速度を変えて制御した。
透明導電膜を成膜したフィルムは、表１に記載の条件で熱処理を６０分実施した後、各評価項目の測定を実施した。測定結果を表１に示した。
実施例における透明導電膜作製条件は表１に記載した。また、各実施例において共通の作製条件は以下の通りである。
真空槽に表１に記載の透明フィルムを投入し、２．０×１０−４Ｐａまで真空引きをした。次に表１の酸素分圧の値になるように酸素を導入し、その後不活性ガスとしてアルゴンを導入し全圧を０．５Ｐａにした。
実施例１〜１０では、酸化スズを含む酸化インジウム焼結ターゲットに１Ｗ／ｃｍ２の電力密度で電力を投入し、ＤＣマグネトロンスパッタリング法により、透明フィルムに透明導電膜を成膜した。透明導電膜の膜厚についてはフィルムがターゲット上を通過するときの速度を変えて制御した。
透明導電膜を成膜したフィルムは、表１に記載の条件で熱処理を６０分実施した後、各評価項目の測定を実施した。測定結果を表１に示した。
（比較例１〜８）
これらの比較例の透明導電膜作製条件については、表１に記載した。上記実施例説明における固定条件は、比較例についても同一条件を採用している。透明導電膜を成膜したフィルムは、表１に記載の条件で熱処理した後、各評価項目の測定を実施した。測定結果を表１に示した。
これらの比較例の透明導電膜作製条件については、表１に記載した。上記実施例説明における固定条件は、比較例についても同一条件を採用している。透明導電膜を成膜したフィルムは、表１に記載の条件で熱処理した後、各評価項目の測定を実施した。測定結果を表１に示した。
（参考例１）
参考例の透明導電膜作製条件については、表１に記載した。上記実施例説明における固定条件は、比較例についても同一条件を採用している。透明導電膜を成膜したフィルムは、表１に記載の条件で熱処理した後、各評価項目の測定を実施した。
参考例の透明導電膜作製条件については、表１に記載した。上記実施例説明における固定条件は、比較例についても同一条件を採用している。透明導電膜を成膜したフィルムは、表１に記載の条件で熱処理した後、各評価項目の測定を実施した。
表１に記載のとおり、実施例１〜１２記載の透明導電性フィルムは、いずれも、透明導電膜の比抵抗が０．８×１０−4〜３．０×１０−4Ω・ｃｍで、透明導電膜の膜厚が１０〜１００ｎｍとなっており、透明導電膜の安定度指数が１．００〜１．３０であり、全光線透過率も実用的な水準であるため使用に適している。表１の結果にある比較例１〜８については、比抵抗の性能および透明導電膜の安定度指数が不満足になり、好ましいものではなかった。参考例１については膜厚、全光線透過率の性能が不満足であり、好ましいものではなかった。
上記の通り、本発明によれば、透明導電膜の比抵抗が低く、かつ透明導電膜の膜厚が薄い透明導電性フィルムを提供でき、これは静電容量式タッチパネルの大型化やタッチ感度の向上に極めて有効である。
Claims (2)
- 透明フィルム基材の少なくとも一方の面に透明導電膜が積層された透明導電性フィルムであって、透明導電膜には酸化インジウムの他、酸化スズが８〜１５質量％含まれ、かつ、透明導電膜の膜厚が１０〜１００ｎｍであって、透明導電膜が、基板温度が−６０〜５０℃においてスパッタリング法にて成膜され、その後、真空中、または、不活性ガスおよび/または還元ガス中で、透明フィルム基材が形状保持可能な温度にて熱処理されてなり
、透明導電膜の比抵抗が０．８×１０−4〜３．０×１０−4Ω・ｃｍであることを特徴とする透明導電性フィルム。 - 透明フィルム基材の少なくとも一方の面に透明導電膜が積層された透明導電性フィルムであって、透明導電膜には酸化インジウムの他、酸化スズが８〜１５質量％含まれ、透明導電膜の膜厚が１０〜１００ｎｍであって、透明導電膜の比抵抗が０．８×１０−4〜３．０×１０−4Ω・ｃｍであり、かつ下記（１）式で定義された透明導電膜の安定度指数が１．００〜１．３０であることを特徴とする透明導電性フィルム。
（透明導電膜の安定度指数）＝Ａ÷Ｂ ・・・（１）
Ａ：６ｍｏｌ／リットルの塩酸を２５℃にし、その中に透明導電性フィルムを投入し、３０秒間浸漬し、その後、純水に１０秒浸漬し、常温で１時間風乾した後の表面抵抗。
Ｂ：２５℃の６ｍｏｌ／リットルの塩酸に投入する前の、透明導電性フィルムの表面抵抗。
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