JPWO2015072321A1 - 透明導電性積層体およびタッチパネル - Google Patents

Abstract

基材に透明導電膜が積層された透明導電性積層体において、基材と透明導電膜との密着性が確保されるとともに透明導電膜の電気特性が保持され、さらに光透過特性が良好で耐薬品性に優れる透明導電性積層体を提供する。また上記透明導電性積層体を備えた信頼性の高いタッチパネルを提供する。透明基材と、前記透明基材の一方の主面上に設けられた厚さが３〜６０ｎｍのＳｉＯｘ１層（ただし、ｘ１は１．８以上２．０未満である。）と、前記ＳｉＯｘ１層上に設けられた厚さが０．２〜５ｎｍのＳｉＯｘ２層（ただし、ｘ２は１．９以上２．０以下であり、かつｘ１より大きい。）と、前記ＳｉＯｘ２層上に設けられたインジウムスズ酸化物を主体とする導電層と、を有する透明導電性積層体および該透明導電性積層体を備えるタッチパネル。

Description

本発明は、透明導電性積層体およびそれを有するタッチパネルに関する。

透明な基材に透明導電膜が積層された透明導電性積層体は、導電性と光学的な透明性とを有することから、透明電極膜、電磁波遮蔽膜、面状発熱膜、反射防止膜等として使用され、近年ではタッチパネル用電極として注目されている。タッチパネルには、抵抗膜式、静電容量結合式、光学式等、多様な方式が存在する。透明導電膜は、例えば、上下の電極が接触することでタッチ位置を特定する抵抗膜式、静電容量の変化を感知する静電容量結合方式に用いられる。抵抗膜式に用いられる透明導電膜は、動作原理上、透明導電膜同士が機械的に接触することから、高い耐久性が求められる。

透明導電膜として用いる透明導電性積層体に、このような高耐久性を付与するために、従来から、基材とインジウムスズ酸化物等の透明導電膜の間に酸化ケイ素層を設けて基材への透明導電膜の密着性を強化することが行われている。ここで、酸化ケイ素層としてＳｉＯ_２層を用いた場合には、ある程度の密着性の向上は図れるものの、密着性や耐アルカリ性等の耐薬品性は十分ではなく、求められる耐久性を満足しているとは言えなかった。また、ＳｉＯ_ｘ（ｘは２未満）層を用いた場合には、高い密着性が得られるものの透明導電膜の表面電気抵抗の変化を招く点で問題であった。

そこで密着性と透明導電膜における電気特性の維持を両立させるために、例えば、特許文献１においては、基材側から相対屈折率が１．６〜１．９の範囲のＳｉＯ_ｘ（ｘは１．５以上２未満）層と、ＳｉＯ_２層をその順に設け、その上に透明導電膜を設けた透明導電性積層体の技術が記載されている。しかしながら、特許文献１に記載の透明導電性積層体においては、密着性と透明導電膜における電気特性の維持の両立はできているものの、透過光の色調に変化を与える場合があり、さらに層の厚さが厚いことから、生産性および光透過性においても改善が望まれていた。

特許第４５０８０７４号公報

本発明は、基材に透明導電膜が積層された透明導電性積層体において、基材と透明導電膜との密着性が確保されるとともに透明導電膜の電気特性が保持され、さらに光透過特性が良好で耐薬品性に優れる透明導電性積層体の提供を目的とする。さらに、本発明は、上記した透明導電性積層体を備えた信頼性の高いタッチパネルの提供を目的とする。

本発明の透明導電性積層体は、透明基材と、前記透明基材の一方の主面上に設けられた厚さが３〜６０ｎｍのＳｉＯ_ｘ１層（ただし、ｘ１は１．８以上２．０未満である。）と、前記ＳｉＯ_ｘ１層上に設けられた厚さが０．２〜５ｎｍのＳｉＯ_ｘ２層（ただし、ｘ２は１．９以上２．０以下であり、かつｘ１より大きい。）と、前記ＳｉＯ_ｘ２層上に設けられたインジウムスズ酸化物を主体とする導電層と、を有する。
また、本発明のタッチパネルは上記本発明の透明導電性積層体を備える。

本発明によれば、基材に透明導電膜が積層された透明導電性積層体において、基材と透明導電膜との密着性が確保されるとともに透明導電膜の電気特性が保持され、さらに光透過特性が良好で耐薬品性に優れる透明導電性積層体が提供できる。さらに、本発明によれば、上記した透明導電性積層体を備えた信頼性の高いタッチパネルが提供できる。

本発明の透明導電性積層体の実施形態の一例を示す断面図である。 本発明の透明導電性積層体の実施形態の別の一例を示す断面図である。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。なお、本発明は、下記説明に限定して解釈されるものではない。

［透明導電性積層体］
図１および図２は、それぞれ本発明の透明導電性積層体の実施形態の一例および別の一例を示す断面図である。

図１および図２において、透明導電性積層体１０は、透明基材１と、透明基材１の一方の主面上に設けられた厚さが３〜６０ｎｍのＳｉＯ_ｘ１層２（ただし、ｘ１は１．８以上２．０未満である。）と、ＳｉＯ_ｘ１層２上に設けられた厚さが０．２〜５ｎｍのＳｉＯ_ｘ２層３（ただし、ｘ２は１．９以上２．０以下であり、かつｘ１より大きい。）と、ＳｉＯ_ｘ２層３上に設けられたインジウムスズ酸化物を主体とする導電層４と、を有する。

図２に示す透明導電性積層体１０は、透明基材１が両主面上に樹脂層５ａ、５ｂを有し、一方の樹脂層５ａ上にＳｉＯ_ｘ１層２、ＳｉＯ_ｘ２層３および導電層４がその順に設けられた構成である。なお、本発明の透明導電性積層体において、図２に示す樹脂層５ａ、５ｂのような樹脂層は、任意に設けられる層である。

導電層４は、上記構成のＳｉＯ_ｘ１層２とＳｉＯ_ｘ２層３を介して透明基材１上に形成されることで、透明基材１と強固に密着して高い耐久性を有する。また、インジウムスズ酸化物を主体とする導電層４は、ＳｉＯ_ｘ２層３に接する形で形成されることで、透明基材１上に直接形成される場合と同様の結晶状態で形成され得る。これにより、導電層４においてシート抵抗値等の電気特性が所定の値に保持できる。また、透明導電性積層体１０は、可視光透過率が高く、透過光の色調の変化が少ない等の良好な光透過特性を有する。
以下、透明導電性積層体１０を構成する各要素について説明する。

透明基材１としては、透明導電性積層体に通常用いられる透明基材、例えば透明性の高い材料からなるフィルム状または板状の基材が特に制限なく使用可能である。このような透明基材１としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル、ナイロン６、ナイロン６６等のポリアミド、ポリイミド、ポリアリレート、ポリカーボネート、ポリ（メタ）アクリレート、ポリエーテルサルホン、ポリサルホン等から選ばれる重合体または共重合体からなるプラスチックフィルムが好ましい。該プラスチックフィルムは延伸されたフィルムであってもよく無延伸のフィルムでもよい。透明基材１としては、これらの中でも特にポリエチレンテレフタレートからなるプラスチックフィルムが好ましい。

なお、本明細書において「（メタ）アクリレート」は、アクリレートとメタクリレートを総称する用語として用いる。以下、「（メタ）アクリ…」は上記同様の意味で用いられる。

透明基材１の厚さは、透明導電性積層体１０が用いられる用途により適宜選択される。タッチパネルに用いる場合、可撓性や耐久性等の観点から、透明基材１の厚さは、１０〜２００μｍが好ましく、２０〜１５０μｍがより好ましい。

また、透明基材１の、少なくともＳｉＯ_ｘ１層２が配設される側の主面には、ＳｉＯ_ｘ１層２との密着性を向上させる等の目的で、予め易接着処理、プラズマ処理、コロナ処理等の表面処理が施されていてもよい。なお、該表面処理は、透明基材１の両方の主面に施されていてもよい。

さらに、透明基材１は、必要に応じて、本発明の効果を損なわない範囲で、少なくともＳｉＯ_ｘ１層２が配設される側の主面上に、樹脂層を有していてもよい。なお、樹脂層は、透明基材１の両方の主面上に設けられてもよい。図２は、このように透明基材１の両方の主面上に樹脂層５ａ、５ｂを有する透明導電性積層体１０の断面図を示すものである。樹脂層としては、ＳｉＯ_ｘ１層２の密着性を向上させる機能または、光学調整の機能等を有する樹脂層や、透明かつ硬質な樹脂層であるハードコート層が好ましい。

ハードコート層の厚さは、１〜１５μｍが好ましく、１．５〜１０μｍがより好ましい。ハードコート層の膜厚を１μｍ以上とすることで、ハードコート層の形成により期待される効果を得ることができる。また、膜厚を１５μｍ以下とすることで、ハードコート層の成膜効率の低下を抑制できるとともに、クラックの発生も抑制できる。

ハードコート層は、例えば、電離放射線や熱により硬化する硬化性樹脂の硬化物より構成される。電離放射線により硬化する硬化性樹脂は、アクリル系材料を含んでもよく、多価アルコールの（メタ）アクリル酸エステルのような多官能の（メタ）アクリレート化合物、ジイソシアネートと多価アルコールおよび（メタ）アクリル酸のヒドロキシエステル等から合成されるような多官能のウレタン（メタ）アクリレート化合物を使用できる。またこれらの他にも、アクリレート系の官能基、例えば、（メタ）アクリロイル基を有するポリエーテル樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、アルキッド樹脂、スピロアセタール樹脂、ポリブタジエン樹脂、ポリチオールポリエン樹脂等を使用できる。また、熱硬化型のポリシロキサン樹脂等も使用できる。

透明基材の塗布面への上記硬化性樹脂の塗布方法としては、湿式成膜法が好ましく、ロールコーター、リバースロールコーター、グラビアコーター、マイクログラビアコーター、ナイフコーター、バーコーター、ワイヤーバーコーター、ダイコーター、ディップコーターを用いた塗布方法が好ましい。

上記硬化性樹脂の硬化に用いる電離放射線としては、例えば、紫外線、電子線を使用できる。紫外線硬化の場合は、高圧水銀灯、低圧水銀灯、超高圧水銀灯、メタルハライドランプ、カーボンアーク、キセノンアーク等の光源が利用できる。また、電子線硬化の場合はコックロフトワルト型、バンデグラフ型、共振変圧型、絶縁コア変圧器型、直線型、ダイナミトロン型、高周波型等の各種電子線加速器から放出される電子線が利用できる。

ＳｉＯ_ｘ１層２（ただし、ｘ１は１．８以上２．０未満である。）は、上記透明基材１の一方の主面上に配設される厚さ３〜６０ｎｍの層である。ＳｉＯ_ｘ１層２は、透明基材１が、図２に示すように上記ハードコート層等の樹脂層を有する場合は該樹脂層を介して、例えば、図２の場合、透明基材１の両主面上に配設された樹脂層５ａ、５ｂのうちの一方の樹脂層５ａを介して配設される。図１に示すように透明基材１が、樹脂層を有しない場合は、ＳｉＯ_ｘ１層２は透明基材１上に直接配設される。

ＳｉＯ_ｘ１層２のＳｉＯ_ｘ１におけるｘ１およびＳｉＯ_ｘ１層２の厚さが上記範囲にあれば、得られる透明導電性積層体において、各層間に十分な密着性が得られるとともに光透過特性が良好であり、かつ耐アルカリ性も良好となる。

さらに、透明導電性積層体が各種用途で使用される際に、透明導電性積層体と電気光学素子とが接する構成になる場合、透明導電性積層体には、水蒸気、酸素等に対する良好なガスバリア性が求められる。ＳｉＯ_ｘ１層２のＳｉＯ_ｘ１におけるｘ１およびＳｉＯ_ｘ１層２の厚さが上記範囲にあれば、密着性を確保しつつガスバリア性も良好となる。

透明導電性積層体のガスバリア性は、例えば、水蒸気バリア性については、以下の方法で測定される水蒸気透過度を指標にして評価できる。すなわち、該水蒸気透過度が所定の値よりも低ければ水蒸気バリア性に優れるといえる。水蒸気透過度は、ＪＩＳ Ｚ０２０８に規定される透湿度試験（カップ法）、または、ＪＩＳ Ｋ７１２９ Ｂ法に規定される赤外センサー法等によって測定可能である。透明導電性積層体の水蒸気透過度は、ＪＩＳ Ｋ７１２９ Ｂ法に基づき、温度４０℃、湿度９０％ＲＨで測定される水蒸気透過度として、１ｇ／ｍ^２／ｄａｙ以下が好ましく、０．５ｇ／ｍ^２／ｄａｙ以下がより好ましい。

また、これらの観点から、ＳｉＯ_ｘ１層２のＳｉＯ_ｘ１におけるｘ１は、ＳｉＯ_ｘ２におけるｘ２より小さい値であって１．９以上２．０未満の範囲にあることが好ましい。ＳｉＯ_ｘ１層２の厚さは３〜１０ｎｍが好ましく、４〜７ｎｍがより好ましい。

透明基材１の主面上へのＳｉＯ_ｘ１層２の形成は、上記厚さのＳｉＯ_ｘ１層が形成される限り方法は特に制限されない。乾式成膜法であってもよく、湿式成膜法であってもよい。ＳｉＯ_ｘ１層２は、通常、耐湿熱性に優れる乾式成膜法で形成される。乾式成膜法としては、スパッタリング法、イオンプレーティング法、または真空蒸着法が好ましく、特にスパッタリング法が好ましい。

スパッタリング法を適用する場合、スパッタリングターゲットとしてボロンドープポリシリコンターゲットを用いることが好ましい。ＳｉＯ_ｘ１層２の成膜は、例えば、アルゴンガスに酸素ガスを混合した混合ガスをスパッタ装置内に導入しながら、０．１〜０．８Ｐａの圧力でボロンドープポリシリコンターゲットをスパッタすることで行える。上記スパッタリングにおいて、電力密度とスパッタ時間とを調整することで、ＳｉＯ_ｘ１層２の厚さを上記範囲内の所定の厚さに調整でき、電圧と酸素ガス流量でｘ１を調整することができる。

このようにして得られるＳｉＯ_ｘ１層２におけるＳｉＯ_ｘ１の波長５５０ｎｍの光に対する屈折率は、概ね１．４３〜１．５５の範囲が好ましく、１．４６〜１．５３がより好ましい。以下、屈折率は特に断りのない限り、波長５５０ｎｍの光に対する屈折率をいう。なお、ＳｉＯ_ｘ１層２におけるＳｉＯ_ｘ１の屈折率は、ＳｉＯ_ｘ１層２の上にさらにＳｉＯ_ｘ２層３を形成する際に影響を受けて変わりうる。本明細書において、ＳｉＯ_ｘ１層におけるＳｉＯ_ｘ１の屈折率は、透明基材１上に形成され、その上に何も形成されていない状態でのＳｉＯ_ｘ１層におけるＳｉＯ_ｘ１の屈折率をいう。

ＳｉＯ_ｘ１層２上に配設されるＳｉＯ_ｘ２層３は、厚さが０．２〜５ｎｍであり、ＳｉＯ_ｘ２における、ｘ２が１．９以上２．０以下であり、かつｘ２がｘ１より大きい層である。
ＳｉＯ_ｘ２層３のＳｉＯ_ｘ２におけるｘ２およびＳｉＯ_ｘ２層３の厚さが上記範囲にあれば、得られる透明導電性積層体において、各層間に十分な密着性が得られるとともに光透過特性が良好となる。さらに、ＳｉＯ_ｘ２層３上に形成されるインジウムスズ酸化物を主体とする導電層４の成膜性を、透明基材１上に直接成膜する場合と同等とでき、それにより導電層４の電気特性を十分なものとできる。

また、これらの観点から、ＳｉＯ_ｘ２層３のＳｉＯ_ｘ２におけるｘ２は、ＳｉＯ_ｘ１におけるｘ１より大きい値であって１．９５〜２．０の範囲にあることが好ましく、２．０がより好ましい。ＳｉＯ_ｘ２層３の厚さは０．５〜５ｎｍが好ましく、１〜３ｎｍがより好ましい。

ここで、透明導電性積層体１０において、上記ＳｉＯ_ｘ１層２の厚さとＳｉＯ_ｘ２層３の厚さの合計は２０ｎｍ以下が好ましく、１０ｎｍ以下がより好ましい。ＳｉＯ_ｘ１層２とＳｉＯ_ｘ２層３の合計の厚さが該範囲にあることで透明導電性積層体１０における光透過特性はより良好になる。すなわち、透明導電性積層体１０において、可視光透過率が高く、透過光の色調に変化の少ない光透過特性を達成できる。また、ＳｉＯ_ｘ１層２とＳｉＯ_ｘ２層３の合計の厚さが上記範囲であると生産性の点でも有利である。

なお、透過光の色調は、ＪＩＳ Ｚ８７２９（２００４年）に基づくＣ光源を用いたＬ＊ａ＊ｂ＊表示色系におけるｂ＊の値を指標に評価できる。ｂ＊の値は黄色みの指標として用いられる。本明細書において、ＪＩＳ Ｚ８７２９（２００４年）に基づくＣ光源を用いたＬ＊ａ＊ｂ＊表示色系におけるｂ＊の値を、単に「ｂ＊の値」いう。本発明の透明導電性積層体において、ｂ＊の値は１．５以下が好ましい。

ＳｉＯ_ｘ２層３の形成は、上記厚さのＳｉＯ_ｘ２層が形成される限り方法は特に制限されない。乾式成膜法であってもよく、湿式成膜法であってもよい。ＳｉＯ_ｘ２層３は、通常、耐湿熱性に優れる乾式成膜法で形成される。乾式成膜法としては、スパッタリング法、イオンプレーティング法、または真空蒸着法が好ましく、特にスパッタリング法が好ましい。

スパッタリング法を適用する場合、スパッタリングターゲットとしてボロンドープポリシリコンターゲットを用いることが好ましい。ＳｉＯ_ｘ２層３の成膜は、例えば、アルゴンガスに酸素ガスを混合した混合ガスをスパッタ装置内に導入しながら、０．１〜０．８Ｐａの圧力でボロンドープポリシリコンターゲットをスパッタすることで行える。上記スパッタリングにおいて、電力密度とスパッタ時間とを調整することで、ＳｉＯ_ｘ２層３の厚さを上記範囲内の所定の厚さに調整する。また、電圧と酸素ガス流量を調整することでｘ２を調整する。

このようにして得られるＳｉＯ_ｘ２層３におけるＳｉＯ_ｘ２の波長５５０ｎｍの光に対する屈折率は、概ね１．４６〜１．５４の範囲が好ましく、１．４７〜１．５２がより好ましい。なお、ＳｉＯ_ｘ２層におけるＳｉＯ_ｘ２の屈折率は、上記ＳｉＯ_ｘ１層におけるＳｉＯ_ｘ１の屈折率と同様、ＳｉＯ_ｘ１層上に形成され、その上に何も形成されていない状態でのＳｉＯ_ｘ２層におけるＳｉＯ_ｘ２の屈折率をいう。

上に説明したＳｉＯ_ｘ１の屈折率と、このＳｉＯ_ｘ２の屈折率を比べるとその差が小さいことがわかる。ＳｉＯ_ｘ１とＳｉＯ_ｘ２の屈折率差が小さいことにより、ＳｉＯ_ｘ１層２とＳｉＯ_ｘ２層３の界面における反射が抑制され、透明導電性積層体におけるｂ＊の値を低く抑えることが可能となる。

ＳｉＯ_ｘ２層３の上に設けられるインジウムスズ酸化物を主体とする導電層４は、透明導電膜として、透明導電性積層体に用いられるインジウムスズ酸化物を主体とする層が特に制限なく用いられる。

本発明の透明導電性積層体においては、例えば、上記ＳｉＯ_ｘ２層３の上に非晶質状態のインジウムスズ酸化物を主体とする非晶質層を積層した後、該非晶質層を熱処理（アニール）により結晶化させて得られる結晶性の透明導電膜を導電層４として用いることが好ましい。以下、このようにして形成される導電層４について説明する。以下の説明において、非晶質状態のインジウムスズ酸化物を主体とする非晶質層を単に「非晶質層」という。

ここで、非晶質、結晶質は、ＨＣｌ溶液（濃度１．５ｍｏｌ／Ｌ）に５分間浸漬する前後で抵抗値を測定して求められる抵抗値変化率、具体的には、（浸漬後の抵抗値／浸漬前の抵抗値）×１００（％）により求められる抵抗値変化率で評価される。この抵抗値変化率が２００％を超える場合は非晶質、また抵抗値変化率が２００％以下の場合は結晶質であると評価する。

非晶質層またはこれが結晶化した導電層４を主として構成するインジウムスズ酸化物はインジウムおよびスズの酸化物であり、該酸化物としては、例えば、酸化インジウムおよび酸化スズの混合物、酸化インジウムと酸化スズの複合酸化物が挙げられる。インジウムスズ酸化物の組成は非晶質状態においても結晶化状態においても変わるものではない。

本発明に用いるインジウムスズ酸化物におけるスズの酸化物換算での含有量は、ＳｎＯ_２換算で５．５〜１０質量％が好ましい。なお、以下、インジウムスズ酸化物におけるスズの酸化物換算（ＳｎＯ_２換算）での含有量を、スズ酸化物含有量と記す場合がある。インジウムスズ酸化物におけるスズ酸化物含有量は５．８質量％以上が好ましく、６質量％を超えることがより好ましく、６．５質量％以上がさらに好ましい。また、該含有量は、８．９質量％以下が好ましく、８．５質量％以下がより好ましく、８．３質量％以下がさらに好ましい。インジウムスズ酸化物におけるスズ酸化物含有量が上記範囲にあると、非晶質状態から熱処理による結晶化が容易であり、結晶化させたときのシート抵抗値が低く、かつ膜厚の増加も抑制されたものとできる。

導電層４はインジウムスズ酸化物を主体とする層である。インジウムスズ酸化物を主体とするとは、具体的には、導電層４におけるインジウムスズ酸化物の含有割合が９０質量％以上であることをいう。すなわち、非晶質層または導電層４は、必要に応じて、かつ本発明の趣旨に反しない限度において、インジウムスズ酸化物以外の成分を１０質量％以内の範囲で含有してもよい。インジウムスズ酸化物以外の成分としては、例えば、アルミニウム、ジルコニウム、ガリウム、ケイ素、タングステン、亜鉛、チタン、マグネシウム、セリウム、ゲルマニウム等の酸化物が挙げられる。非晶質層または導電層４における、これらインジウムスズ酸化物以外の成分の含有量は５質量％以下が好ましく、３質量％以下がより好ましく、１質量％以下がさらに好ましい。非晶質層または導電層４は、インジウムスズ酸化物のみからなることが特に好ましい。

ここでインジウムスズ酸化物を主体とする非晶質層と導電層４の厚さは略同じである。導電層４の厚さとしては、非晶質層を熱処理して結晶化する際の容易性および透過率等の光学特性の観点から、１０〜５０ｎｍが好ましく、１５〜３５ｎｍがより好ましい。

以上、インジウムスズ酸化物を主体とする非晶質層を結晶化させた導電層について説明したが、本発明の透明導電性積層体においては、必要に応じて上記のように積層されたインジウムスズ酸化物を主体とする非晶質層を未熱処理状態で導電層として用いて透明導電性積層体としてもよい。

インジウムスズ酸化物を主体とする非晶質層を熱処理により結晶化させて導電層とする場合に、用いる非晶質層のシート抵抗値は、結晶化の容易さの観点から、２００〜５００Ω／□が好ましく、３００〜４５０Ω／□がより好ましい。また、このようなインジウムスズ酸化物を主体とする非晶質層を結晶化して得られる導電層のシート抵抗値は、５０〜２００Ω／□が好ましく、７０〜１６０Ω／□がより好ましい。

本発明の透明導電性積層体における導電層のシート抵抗値は、タッチパネル等の電子機器の大型化に伴う操作時の伝達速度の低下抑制の観点から、５０〜５００Ω／□が好ましく、７０〜４５０Ω／□がより好ましい。また、このようなものによれば、エッチング性も良好とできる。上記好ましい導電層のシート抵抗値の範囲には、上記した熱処理により導電層とされる非晶質層のシート抵抗値が含まれる。よって、本発明の透明導電性積層体においては、該非晶質層自体を導電層として用いることが可能である。

インジウムスズ酸化物を主体とする非晶質層を結晶化した導電層４を形成するには、まず上で説明したＳｉＯ_ｘ２層３上に非晶質状態のインジウムスズ酸化物を主体とする非晶質層を成膜する。成膜方法は、必ずしも限定されないが、スパッタリング法、イオンプレーティング法、または真空蒸着法が好ましく、特にスパッタリング法が好ましい。

スパッタリング法を適用する場合、酸化スズ（ＳｎＯ_２）と酸化インジウム（Ｉｎ_２Ｏ_３）とを混合して焼結されたインジウムスズ酸化物の焼結体からなるスパッタリングターゲットを用いることが好ましい。非晶質層の成膜は、該スパッタリングターゲットを用いて、例えば、アルゴンガスに０．５〜１０体積％、好ましくは０．８〜６体積％の酸素ガスを混合した混合ガスをスパッタ装置内に導入しながらスパッタを行うことが好ましい。このような混合ガスを導入しながらスパッタを行うことで、非晶質であって、かつ熱処理による結晶化が容易で、結晶化させたときのシート抵抗値が低い非晶質層を成膜できる。

また、非晶質層の成膜に先だって、スパッタ装置内の真空度を５×１０^−４Ｐａ以下、好ましくは９×１０^−５Ｐａ以下となるまで排気し、スパッタ装置内の水分や透明基材等から発生する水分または有機ガス等の不純物を取り除いた雰囲気とすることが好ましい。成膜中の水分や有機ガスの存在を低減することで、熱処理による結晶化が容易で、結晶化させたときのシート抵抗値が低いものを得やすくなる。

非晶質層を成膜するときの酸素ガスの流量は、結晶化後のシート抵抗値が最低値となるときの流量に対して０．６〜１．４倍の範囲が好ましく、０．７〜１．３倍の範囲がより好ましく、特に０．８〜１．２倍の範囲が好ましい。したがって、実際の非晶質層の成膜では、予めこのようにして結晶化後のシート抵抗値が最低値となるときの酸素ガスの流量を求めておき、この酸素ガスの流量に対して上記範囲内となるように酸素ガスの流量を調整して行うことが好ましい。最適流量は成膜装置によっても若干異なることから、特にこのような方法によることで結晶化後のシート抵抗値の低い非晶質層を効果的に成膜できる。

このようにして成膜される非晶質層のシート抵抗値は、概ね上記した非晶質層における好ましい範囲内にあり、必要に応じて以下の熱処理を施さず得られた非晶質層自体を導電層とすることも可能である。このように非晶質層自体を導電層とする場合には、以下に説明する熱処理を実行することなく、透明導電性積層体が得られる。

非晶質層を結晶化した導電層４は、このような非晶質層を熱処理して結晶化させて結晶性透明導電膜とすることで形成される。熱処理は、例えば、大気中、１００〜１５０℃で１０〜１８０分間行うことが好ましい。熱処理温度を１００℃以上、また熱処理時間を１０分間以上とすることで、非晶質層を効果的に結晶化させることができる。また、熱処理温度は１５０℃以下、また熱処理時間は１８０分間以下とすることで充分に結晶化でき、これ以下とすることで透明基材等の損傷を抑制でき、また生産性も向上できる。なお、結晶化されたインジウムスズ酸化物は酸化インジウム（Ｉｎ_２Ｏ_３）の結晶構造を持ち、インジウムのサイトにスズが置換していることが好ましい。

このようにして、図１に示される、透明基材１の一方の主面上に、ＳｉＯ_ｘ１層２、ＳｉＯ_ｘ２層３、導電層４がこの順に積層された透明導電性積層体１０、または、図２に示される、透明基材１の両主面上に樹脂層５ａ、５ｂを有し、樹脂層５ａ上に、ＳｉＯ_ｘ１層２、ＳｉＯ_ｘ２層３、導電層４がこの順に積層された透明導電性積層体１０が得られる。

以上、図１および図２に示される透明導電性積層体１０について説明したが、本発明の透明導電性積層体はこれに限定されない。本発明の趣旨および範囲を逸脱することのない範囲で透明導電性積層体１０を変更または変形することができる。本発明の透明導電性積層体は、電子機器に好適に用いられる。電子機器としては、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、タッチパネル等が挙げられ、特にタッチパネルが好ましい。

［タッチパネル］
本発明のタッチパネルは、上記本発明の透明導電性積層体を備える。タッチパネルは、例えば、表示部とこの表示部の前面に配置されるタッチパネル部とを有する。透明導電性積層体は、このようなタッチパネル部における透明電極を有する透明電極基板として用いられる。タッチパネル部としては、上下の電極が接触することでタッチ位置を特定する抵抗膜式、静電容量の変化を感知する静電容量結合方式のいずれであってもよい。

以下、実施例を挙げて本発明の実施形態を具体的に説明する。なお、本発明はこれらの実施例によって限定されない。また、例１が実施例であり、例２、例３が比較例である。厚さは、光学特性あるいはスパッタ成膜レートとスパッタ時間から求めた値であり、実際に測定した厚さではない。なお、厚さは、幾何学的厚さである。

（例１）
両面にハードコート層（アクリル樹脂層、８μｍ）を有する合計厚さ１００μｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムをハードコート層付き透明基材として用いた。該ハードコート層付き透明基材のハードコート層上に、厚さ７ｎｍのＳｉＯ_ｘ１層（ｘ１＝１．９５）を形成した。ＳｉＯ_ｘ１層は、ボロンドープポリシリコンターゲットを用い、アルゴンガスに酸素ガスを混合した混合ガスを導入しつつ、０．２Ｐａの圧力でＡＣマグネトロンスパッタを行って形成した。なお、ＳｉＯ_ｘ１層の厚さの調整は、電力密度とスパッタ時間とを調整して行い、ｘ１の調整は、電圧と酸素流量とを調整して行った。

上記のＳｉＯ_ｘ１層上に厚さ３ｎｍのＳｉＯ_ｘ２層（ｘ２＝２．０）を形成した。ＳｉＯ_ｘ２層は、ボロンドープポリシリコンターゲットを用い、アルゴンガスに酸素ガスを混合した混合ガスを導入しつつ、０．２Ｐａの圧力でＡＣマグネトロンスパッタを行って形成した。ＳｉＯ_ｘ２層の厚さの調整は、電力密度とスパッタ時間とを調整して行い、ｘ２の調整は電圧と酸素流量とを調整して行った。

上記ＳｉＯ_ｘ１層、ＳｉＯ_ｘ２層が形成されたＰＥＴフィルムのＳｉＯ_ｘ２層上に、インジウムスズ酸化物からなるターゲットを用い、アルゴンガスに１．４体積％の酸素ガスを混合した混合ガスを導入しつつ、０．２５Ｐａの圧力でＤＣマグネトロンスパッタを行って、厚さ２３ｎｍの非晶質層を形成した。インジウムスズ酸化物ターゲットは、１０質量％の酸化スズ（ＳｎＯ_２）と９０質量％の酸化インジウム（Ｉｎ_２Ｏ_３）とを混合し焼結させた焼結体からなる。また、非晶質層の厚さの調整は、電力密度とスパッタ時間とを調整して行った。なお、非晶質層におけるスズの酸化物換算での含有量はおよそ１０質量％と推定される。

得られた積層体を１００ｍｍ×１００ｍｍのサイズに切断して、後述の方法でシート抵抗値を測定した。得られた積層体をそのまま透明導電性積層体とできるが、本例においては、この積層体について、大気中で１５０℃、３０分間の熱処理を行って透明導電性積層体を製造した。

（例２）
例１と同様の透明基材上に、厚さ１０ｎｍのＳｉＯ_ｘ１層（ｘ１＝１．９５）を形成した。ＳｉＯ_ｘ１層は、ボロンドープポリシリコンターゲットを用い、アルゴンガスに酸素ガスを混合した混合ガスを導入しつつ、０．２Ｐａの圧力でＡＣマグネトロンスパッタを行って形成した。なお、ＳｉＯ_ｘ１層の厚さの調整は、電力密度とスパッタ時間とを調整して行い、ｘ１の調整は、電圧と酸素流量の調整で行った。ＳｉＯ_ｘ１層の上に、ＳｉＯ_ｘ２層を形成せずに直接、例１と同様にしてインジウムスズ酸化物を主体とする導電層の形成を行った。

導電層の形成に際しては、例１と同様にインジウムスズ酸化物を主体とする非晶質層を熱処理する前に１００ｍｍ×１００ｍｍのサイズに切断してシート抵抗値を測定した後、熱処理を行って透明導電性積層体を製造した。

（例３）
例１と同様の透明基材上に、ＳｉＯ_ｘ１層を形成せずに直接、厚さ１０ｎｍのＳｉＯ_ｘ２層（ｘ２＝２．０）を形成した。ＳｉＯ_ｘ２層は、ボロンドープポリシリコンターゲットを用い、アルゴンガスに酸素ガスを混合した混合ガスを導入しつつ、０．２Ｐａの圧力でＡＣマグネトロンスパッタを行って形成した。ＳｉＯ_ｘ２層の厚さの調整は、電力密度とスパッタ時間とを調整して行い、ｘ２の調整は放電電圧と酸素流量とを調整して行った。ＳｉＯ_ｘ２層の上に例１と同様にしてインジウムスズ酸化物を主体とする導電層の形成を行った。

導電層の形成に際しては、例１と同様にインジウムスズ酸化物を主体とする非晶質層を熱処理する前に１００ｍｍ×１００ｍｍのサイズに切断してシート抵抗値を測定した後、熱処理を行って透明導電性積層体を製造した。

上記の各例で得られた透明導電性積層体をついて以下の評価を行った。結果を表１に示す。
（ｂ＊値）
ＪＩＳ Ｚ８７２９（２００４年）に基づき、Ｃ光源により透明導電性積層体の導電層側から入射した光の透過率スペクトル（３８０〜７８０ｎｍ）を、分光光度計（東京電色社製、ＴＣ−１８００ ＭＫIII）を用いて測定して、Ｌ＊ａ＊ｂ＊値を算出した。ｂ＊値を表１に示す。

（シート抵抗値）
１００ｍｍ×１００ｍｍのサイズの各透明導電性積層体を、Ｌｏｒｅｓｔｅｒ（三菱化学社製、商品名）を用いて四探針法によりシート抵抗値を測定した。

（耐アルカリ性）
各透明導電性積層体を、５．６質量％の水酸化カリウム水溶液（４０℃）に３分間浸漬した後、透明導電性積層体の導電層側表面におけるクラックの有無を目視で確認し、以下の基準により判定を行った。
○：クラックが全く確認されない。
×：僅かでもクラックが確認される。

（水蒸気バリア性）
各透明導電性積層体の水蒸気透過度を水蒸気透過度測定装置（ＭＯＣＯＮ社製、製品名「ＰＥＲＭＡＴＲＡＮ−Ｗ ３／３３ＭＧ」）を用い、ＪＩＳ Ｋ７１２９ Ｂ法（赤外センサー法）に準じて、温度４０℃、湿度９０％ＲＨの雰囲気下で測定した。なお、透明導電性積層体への調湿は、成膜面側から基材側へ水蒸気が透過する方向とした。水蒸気透過度が０．５ｇ／ｍ^２／ｄａｙ以下であれば、良好な水蒸気バリア性を有するといえる。

＊表１中、ＨＣ層はハードコート層を示す。

表１から、例１の透明導電性積層体は、色味、抵抗値、耐アルカリ性、水蒸気バリア性のいずれについても良好な結果であることがわかる。なお、水蒸気バリア性については、酸化ケイ素層の総膜厚が同じ１０ｎｍであっても、ＳｉＯ_ｘ１層とＳｉＯ_ｘ２層との積層構造を有する透明導電性積層体（例１）が最も良好な結果であった。酸化ケイ素層は本来、例３に示すように完全な酸化物（ＳｉＯ_２）になっている方がバリア性に優れるが、バリア性と基材との密着性とを両立させる場合、ＳｉＯｘ（ｘ＜２）のほうが結果的によくなる。従って、ＳｉＯ_ｘ１層とＳｉＯ_ｘ２層との積層体が最も密着性が高く、かつバリア性に優れると考えられる。

１０…透明導電性積層体、１…透明基材、２…ＳｉＯ_ｘ１層、３…ＳｉＯ_ｘ２層、４…導電層、５ａ，５ｂ…樹脂層。

Claims (5)

1. 透明基材と、
   前記透明基材の一方の主面上に設けられた厚さが３〜６０ｎｍのＳｉＯ_ｘ１層（ただし、ｘ１は１．８以上２．０未満である。）と、
   前記ＳｉＯ_ｘ１層上に設けられた厚さが０．２〜５ｎｍのＳｉＯ_ｘ２層（ただし、ｘ２は１．９以上２．０以下であり、かつｘ１より大きい。）と、
   前記ＳｉＯ_ｘ２層上に設けられたインジウムスズ酸化物を主体とする導電層と、
   を有する透明導電性積層体。
2. 前記ＳｉＯ_ｘ１層の厚さが３〜１０ｎｍである請求項１記載の透明導電性積層体。
3. 前記ＳｉＯ_ｘ１層の厚さと前記ＳｉＯ_ｘ２層の厚さの合計が１０ｎｍ以下である請求項１または２記載の透明導電性積層体。
4. 前記透明基材と前記ＳｉＯ_ｘ１層との間に樹脂層を有する請求項１〜３のいずれか１項記載の透明導電性積層体。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の透明導電性積層体を備えるタッチパネル。

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