(57)【要約】  本発明の透明電極付き基板（１００）は、透明フィルム基板（１）の少なくとも一方の面に、ＳｉＯｘを主成分とする第一誘電体層（２１）、金属の酸化物を主成分とする第二誘電体層（２２）、ＳｉＯｙを主成分とする第三誘電体層（２３）および透明電極層（４）をこの順に有する。透明電極層（４）は、電極層形成部（４ａ）と電極層非形成部（４ｂ）とにパターニングされている。透明電極層（４）は、インジウム・スズ複合酸化物を主成分とする膜厚が２０ｎｍ〜３５ｎｍの層である。前記第一誘電体層の屈折率ｎ１、前記第二誘電体層の屈折率ｎ２、および前記第三誘電体層の屈折率ｎ３は、ｎ３＜ｎ１＜ｎ２の関係を満たす。第一誘電体層（２１）、第二誘電体層（２２）および第三誘電体層（２３）は、所定の膜厚を有する。
2013069162.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明フィルム基板の少なくとも一方の面に、第一誘電体層、第二誘電体層、第三誘電体層およびパターニングされた透明電極層をこの順に有する透明電極付き基板であって、
前記第一誘電体層は、ＳｉＯｘ（ｘ≧１．５）を主成分とする膜厚が１ｎｍ〜２５ｎｍのシリコン酸化物層であり、
前記第二誘電体層は、Ｎｂ，Ｔａ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｚｎ，およびＨｆからなる群より選択される１以上の金属の酸化物を主成分とする、膜厚が５ｎｍ以上、１０ｎｍ未満の金属酸化物層であり、
前記第三誘電体層は、ＳｉＯｙ（ｙ＞ｘ）を主成分とする、膜厚が３５ｎｍ〜５５ｎｍのシリコン酸化物層であり、
前記透明電極層は、インジウム・スズ複合酸化物を主成分とする、膜厚が２０ｎｍ〜３５ｎｍの導電性金属酸化物層であり、
前記第一誘電体層の屈折率ｎ１、前記第二誘電体層の屈折率ｎ２、および前記第三誘電体層の屈折率ｎ３が、ｎ３＜ｎ１＜ｎ２の関係を満たし、
前記透明電極層は、屈折率ｎ４が１．８８以下であり、抵抗率が５．０×１０−４Ω・ｃｍ以下である、
透明電極付き基板。
【請求項２】
前記透明電極層は、酸化インジウムと酸化スズの合計１００重量部に対して、酸化スズを４重量部〜１４重量部含有する、請求項１に記載の透明電極付き基板。
【請求項３】
前記第三誘電体層の透明電極層側界面の算術平均粗さが１ｎｍ以下である、請求項１または２に記載の透明電極付き基板。
【請求項４】
前記第二誘電体層が、Ｎｂ２Ｏ５を主成分とする金属酸化物層である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の透明電極付き基板。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の透明電極付き基板を製造する方法であって、
透明フィルム基板上に、第一誘電体層、第二誘電体層、第三誘電体層および透明電極層がこの順に形成され、
前記第三誘電体層は、０．４Ｐａ未満の圧力下でスパッタリング法により製膜される、透明電極付き基板の製造方法。
【請求項６】
前記第一誘電体層が０．４Ｐａ未満の圧力下でスパッタリング法により製膜される、請求項５に記載の透明電極付き基板の製造方法。
【請求項７】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の透明電極付き基板を備える、静電容量方式タッチパネル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静電容量方式タッチパネルに好適に用いられる透明電極付き基板およびその製造方法に関する。また、本発明は当該透明電極付き基板を備えるタッチパネルに関する。
【背景技術】
【０００２】
フィルムやガラス等の透明基板上に透明電極層が形成された透明電極付き基板は、タッチパネル等のディスプレイの透明電極として使用される。特に、透明電極付き基板が静電容量方式タッチパネルの位置検出に使用される場合、透明電極層には微細なパターニングが施される。パターニング方法としては、例えば、透明基板上の略全面に透明電極層が形成された後、面内の一部において透明電極層がエッチング等によって除去される方法が用いられる。これによって、基板上に、電極層形成部（「非エッチング部」ともいう）と電極層非形成部（「エッチング部」ともいう）とにパターニングされた透明電極層を有する透明電極付き基板が得られる。【０００３】
ディスプレイの画像を鮮明に表示するためには、透明電極付き基板の透明性および色味を向上させることが重要である。さらに、透明電極層がパターニングされた透明電極付き基板においては、透明電極層のパターンが視認され難いことが求められる。【０００４】
例えば、特許文献１、２では、透明フィルム基板上に２層の誘電体層を介して透明電極層が形成された透明電極付き基板が提案されている。特許文献１では、各誘電体層の厚みおよび屈折率を所定の値とすることで、電極層形成部と電極層非形成部との透過率差および△ｂ＊を低減させることが提案されている。特許文献２では、各誘電体層の厚みおよび屈折率を所定の値とすることで、電極層形成部と電極層非形成部との反射率差を低減させて、パターンの視認を抑止することが提案されている。【０００５】
ここで、色味とは、ＪＩＳ  Ｚ８７３０により規定される値であり、ＣＩＥ明度Ｌ＊と色座標ａ＊およびｂ＊で表すことができる。ａ＊軸は緑〜赤色を表し、マイナスは緑色、プラスは赤色となる。ｂ＊軸は青〜黄色を表し、マイナスは青色、プラスは黄色になる。また、２つの光の色味の違いは、下記式で表される色差△Ｅにより評価することができる。
△Ｅ＝｛（△Ｌ＊）２＋（△ａ＊）２＋△ｂ＊）２｝１／２【０００６】
透明電極層のパターンの視認を抑止するためには、電極層形成部と電極層非形成部との色差が、透過光および反射光の両者において小さいことが必要である。上式から明らかなように、色差△Ｅを低減させるためには、△ｂ＊のみならず、△Ｌ＊および△ａ＊も低減させる必要がある。【０００７】
上記特許文献１では、透過光の△ｂ＊は小さいものの、各波長での透過率差や、△Ｌ＊、△ａ＊が考慮されていない。特許文献２では、４５０〜６５０ｎｍの波長範囲の反射率差を低減することが開示されているが、その他の可視光領域である３８０〜４５０ｎｍや６５０〜７８０ｎｍの波長範囲の反射率差が考慮されていない。【０００８】
特許文献３，４には、透明フィルム基板と透明電極層との間に、所定の厚みおよび屈折率を有する３層の薄膜層を有する透明電極付き基板が、高透過率であり、かつ所定範囲内の透過光ｂ＊を有することが開示されている。しかしながら、特許文献３，４は、主に抵抗膜方式タッチパネルに用いられる透明電極付き基板について開示するものであり、透明電極層がパターニングされた場合のパターン視認に関しては、何ら検討がなされていなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１０−１５８６１号公報
【特許文献２】特開２０１０−２３２８２号公報
【特許文献１】特開２０１０−１８４４７７号公報
【特許文献２】特開２０１０−６９６７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明者らは、特許文献３，４に開示されているような３層の薄膜層を備える透明電極付き基板の透明電極層をパターニングして、視認性を確認した。その結果、反射光および透過光の両方において、電極層形成部と電極層非形成部の色差ΔＥが大きく、パターンが視認されることが判明した。【００１１】
また、フィルム基材上に、パターニングされた透明導電層を有する透明電極付き基板は、透明電極層のパターンに沿った皺が生じていた。そのため、皺の形状に応じて光が反射され、パターンがより視認されやすくなる傾向があることが判明した。【００１２】
上記に鑑み、本発明は、電極層形成部と電極層非形成部との透過光色差および反射光色差が低減されるとともに、透明電極層のパターンに沿った皺の発生が抑制されており、パターンが視認され難い透明電極付き基板を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明者らが鋭意検討した結果、透明フィルム基板と透明電極層との間に所定の屈折率および厚みを有する誘電体層を備え、透明電極層が所定の屈折率および抵抗率を有する場合に、上記課題が解決されることを見出し、本発明に至った。【００１４】
本発明は、透明フィルム基板の少なくとも一方の面に、第一誘電体層、第二誘電体層、第三誘電体層およびパターニングされた透明電極層をこの順に有する透明電極付き基板に関する。前記第一誘電体層は、膜厚が１ｎｍ〜２５ｎｍのシリコン酸化物層である。前記第二誘電体層は、Ｎｂ，Ｔａ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｚｎ，およびＨｆからなる群より選択される１以上の金属の酸化物を主成分とする膜厚が５ｎｍ以上、１０ｎｍ未満の金属酸化物層である。前記第三誘電体層は、膜厚が３５ｎｍ〜５５ｎｍのシリコン酸化物層である。前記透明電極層は、インジウム・スズ複合酸化物を主成分とする膜厚が２０ｎｍ〜３５ｎｍの層である。前記第一誘電体層の屈折率ｎ１、前記第二誘電体層の屈折率ｎ２、および前記第三誘電体層の屈折率ｎ３が、ｎ３＜ｎ１＜ｎ２の関係を満たす。なお、第一誘電体層の主成分であるシリコン酸化物をＳｉＯｘ，第三誘電体層の主成分であるシリコン酸化物をＳｉＯｙと表した場合、１．５≦ｘ＜ｙである。【００１５】
前記透明電極層は、屈折率ｎ４が１．８８以下であり、抵抗率が５．０×１０−４Ω・ｃｍ以下である。前記透明電極層は、酸化インジウムと酸化スズの合計１００重量部に対して、酸化スズを４重量部〜１４重量部含有することが好ましい。【００１６】
本発明において、第三誘電体層の前記透明電極層側界面の算術平均粗さは、１ｎｍ以下が好ましい。前記第二誘電体層は、Ｎｂ２Ｏ５を主成分とする金属酸化物層であることが好ましい。【００１７】
さらに、本発明は、前記透明電極付き基板の製造方法に関する。本発明の透明電極付き基板は、透明フィルム基板上に、第一誘電体層、第二誘電体層、第三誘電体層および透明電極層をこの順に形成することによって製造され得る。前記第三誘電体層は、０．４Ｐａ未満の圧力下でスパッタリング法により製膜されることが好ましい。また、前記第一誘電体層も０．４Ｐａ未満の圧力下でスパッタリング法により製膜されることが好ましい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の透明電極付き基板は、電極層形成部と電極層非形成部との透過光色差および反射光色差が小さく、かつ透明電極層のパターンに沿った皺の発生が抑制されている。そのため、透明電極層のパターンの視認が抑制される。本発明の透明電極付き基板は、パターンの視認が抑止されているとともに透明電極層が低抵抗であるために、静電容量方式タッチパネルに好適に用いられる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】一実施形態にかかる透明電極付き基板の模式的断面図である。
【図２】実施例および比較例の透明電極付き基板の分光光度スペクトルである。（ａ）は実施例３、（ｂ）は比較例２を表す。
【００２０】
以下、本発明の好ましい実施の形態について図面を参照しつつ説明する。図１は、透明フィルム基板１上に、屈折率ｎ１の第一誘電体層２１、屈折率ｎ２の第二誘電体層２２、屈折率ｎ３の第三誘電体層２３および屈折率ｎ４の透明電極層４をこの順に有する透明電極付き基板１００を示している。透明電極層４は、電極層形成部４ａと電極層非形成部４ｂとにパターニングされている。このような透明電極付き基板は、例えば、透明フィルム基板１上に第一誘電体層２１、第二誘電体層２２、第三誘電体層２３および透明電極層４が形成された後、エッチング等によって透明電極層４がパターニングされることにより形成される。【００２１】
透明フィルム基板１は、少なくとも可視光領域で無色透明であり、透明電極層形成温度における耐熱性を有していれば、その材料は特に限定されない。透明フィルム基板の材料としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）やポリブチレンテレフテレート（ＰＢＴ）やポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等のポリエステル樹脂やシクロオレフィン系樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリイミド樹脂、セルロース系樹脂等が挙げられる。中でも、ポリエチレンテレフタレートやシクロオレフィン系樹脂が好ましく用いられる。【００２２】
透明フィルム基板１の厚みは特に限定されないが、１０μｍ〜４００μｍが好ましく、５０μｍ〜３００μｍがより好ましい。厚みが上記範囲内であれば、透明フィルム基板１が耐久性と適度な柔軟性とを有し得るため、その上に各誘電体層および透明電極層をロールトゥロール方式により生産性高く製膜することが可能である。【００２３】
透明フィルム基板１は、透明フィルムの片面または両面にハードコート層等の機能性層（不図示）が形成されたものであってもよい。フィルム基板に適度な耐久性と柔軟性を持たせるためには、ハードコート層の厚みは３〜１０μｍが好ましく、３〜８μｍがより好ましく、５〜８μｍがさらに好ましい。ハードコート層の材料は特に制限されず、ウレタン系樹脂、アクリル系樹脂、シリコーン系樹脂等を、塗布・硬化させたもの等を適宜に用いることができる。【００２４】
透明フィルム基板１上には、第一誘電体層２１、第二誘電体層２２、および第三誘電体層２３がこの順に形成される。なお、フィルム基板と誘電体層との密着性を高める観点から、第一誘電体層の形成に先立って、透明フィルム基板表面に、コロナ放電処理やプラズマ処理等の表面処理が行われてもよい。【００２５】
本発明において、第一誘電体層の屈折率ｎ１、第二誘電体層の屈折率ｎ２、および第三誘電体層の屈折率ｎ３は、ｎ３＜ｎ１＜ｎ２の関係を満たす。各誘電体層の屈折率が、このような大小関係を有することで、誘電体層界面での反射率が適宜に制御され、視認性に優れる透明電極付き基板が得られる。なお、各誘電体層および透明電極層の屈折率は、分光エリプソメトリーにより測定される波長５５０ｎｍの光に対する屈折率である。なお、各層の膜厚は、断面の透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）観察により求められる。【００２６】
第一誘電体層としては、ＳｉＯｘを主成分とするシリコン酸化物層が形成される。なお、本明細書において、ある物質を「主成分とする」とは、当該物質の含有量が５１重量％以上、好ましくは７０重量％以上、より好ましくは９０重量％であることを指す。本発明の機能を損なわない限りにおいて、各層には、主成分以外の成分が含まれていてもよい。【００２７】
第一誘電体層２１の膜厚ｄ１は、１ｎｍ〜２５ｎｍである。ｄ１は、２ｎｍ以上が好ましく、３ｎｍ以上がより好ましく、４ｎｍ以上がさらに好ましい。ｄ１は、２２ｎｍ以下が好ましく、２０ｎｍ以下がより好ましく、１５ｎｍ以下がさらに好ましい。第一誘電体層の屈折率ｎ１は、１．４５〜１．９５が好ましく、１．４７〜１．８５がより好ましく、１．４９〜１．７５がさらに好ましい。【００２８】
本発明においては、透明フィルム基板１と高屈折率層である第二誘電体層２２との間に、第一誘電体層２１としてシリコン酸化物層を有することで、電極層形成部と電極層非形成部との色差ΔＥが低減され、パターンの視認が抑止される。また、透明フィルム基板上に直接高屈折率層が形成される形態では、透明電極層がパターニングされた際にパターンに沿った皺が発生する傾向がある。これに対して、本発明では、透明フィルム基板１上にシリコン酸化物層が形成されることによって、透明電極層がパターニングされた際のパターン皺の発生が抑制され、パターンが視認され難くなる。【００２９】
第二誘電体層２２としては、金属酸化物層が形成される。第二誘電体層２２の膜厚ｄ２は、５ｎｍ以上、１０ｎｍ未満である。ｄ２は、６ｎｍ〜９ｎｍが好ましい。第二誘電体層２２の膜厚ｄ２が前記範囲であれば、電極層形成部と電極層非形成部との可視光短波長域の反射率差および透過率差が小さくなるため、反射光色差および透過光色差の両者を小さくすることができる。第二誘電体層の屈折率ｎ２は２．００〜２．３５が好ましく、２．０５〜２．３０がより好ましく、２．１０〜２．２５がさらに好ましい。このような屈折率を有する金属酸化物としては、Ｎｂ，Ｔａ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｚｎ，およびＨｆからなる群より選択される金属の酸化物、あるいはこれらの金属の複合酸化物を主成分とするものが好ましい。第二誘電体層２２は、可視光の短波長域の吸収が小さいことが好ましい。かかる観点から、第二誘電体層２２の材料としては、酸化ニオブ（Ｎｂ２Ｏ５）、酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）、酸化チタン（ＴｉＯ２）あるいは酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）が好ましく、中でも、酸化ニオブが好適に用いられる。上記の材料は、酸化インジウム、酸化スズ、酸化セリウム等の金属の酸化物、あるいはこれらの複合金属酸化物に比して短波長側の透過率が高いため、透明電極付き基板の透過光および反射光のｂ＊を好ましい範囲内に調整しやすい。【００３０】
第三誘電体層としては、ＳｉＯｙを主成分とするシリコン酸化物層が形成される。ここで、第三誘電体層に用いられるシリコン酸化物ＳｉＯｙは、第一誘電体層に用いられるシリコン酸化物ＳｉＯｘよりも、酸素の含有量が大きい。すなわち、ｙ＞ｘである。一般に、シリコン酸化物は酸素含有量が大きいほど屈折率が小さくなるため、ｙ＞ｘとすることにより、第三誘電体層の屈折率ｎ３を第一誘電体層の屈折率ｎ１よりも小さくすることができる。なお、第一誘電体層の屈折率ｎ１を前記の好ましい範囲とするためには、ｘ≧１．５を満たす。すなわち、第一誘電体層の主成分であるＳｉＯｘおよび第三誘電体層の主成分ＳｉＯｙの酸素の組成比ｘおよびｙは、１．５≦ｘ＜ｙを満たす。シリコン酸化物の化学量論的組成はＳｉＯ２であるため、ｙの理論的な上限値は２である。【００３１】
第三誘電体層２３の膜厚ｄ３は、３５ｎｍ〜５５ｎｍである。ｄ３は、４０ｎｍ以上が好ましく、４５ｎｍ以上がより好ましい。また、ｄ３は、５２ｎｍ以下が好ましく、５０ｎｍ以下がより好ましい。第三誘電体層の屈折率ｎ３は、１．４３〜１．５１が好ましく、１．４５〜１．５０がより好ましく、１．４７〜１．４９がさらに好ましい。【００３２】
第三誘電体層２３の透明電極層形成側界面の算術平均粗さＲａは、１ｎｍ以下が好ましく、０．８ｎｍ以下がより好ましく、０．６ｎｍ以下がさらに好ましい。第三誘電体層の表面を平滑とすることで、その上に形成される透明電極層４の結晶化が促進され、屈折率および抵抗率が低下する傾向がある。算術平均粗さＲａは、走査プローブ顕微鏡を用いた非接触法により測定された表面形状（粗さ曲線）に基づいて、ＪＩＳ  Ｂ０６０１：２００１（ＩＳＯ１３０２：２００２）に準拠して算出される。【００３３】
本発明の透明電極付き基板は、各誘電体層の屈折率および厚みが前記範囲内に調整されることで、界面での光の多重干渉が適度に調節される。そのため、電極層形成部４ａと電極層非形成部４ｂとの透過光および反射光の色差が低減され、透明電極層のパターンの視認が抑制される。【００３４】
透明電極層のパターンの視認をより効果的に抑止するためには、第一誘電体層の屈折率ｎ１と膜厚ｄ１との積で表される光学膜厚ｎ１ｄ１が、２ｎｍ〜４０ｎｍであることが好ましい。ｎ１ｄ１は、４ｎｍ以上がより好ましく、６ｎｍ以上がさらに好ましい。ｎ１ｄ１は、３６ｎｍ以下がより好ましく、３２ｎｍ以下がさらに好ましい。同様に、第二誘電体層の光学膜厚ｎ２ｄ２は、１１ｎｍ〜２０ｎｍであることが好ましい。ｎ２ｄ２は、１２ｎｍ以上がより好ましく、１３ｎｍ以上がさらに好ましい。ｎ２ｄ２は、１９ｎｍ以下がより好ましく、１８ｎｍ以下がさらに好ましい。第三誘電体層の光学膜厚ｎ３ｄ３は、５０ｎｍ〜８０ｎｍであることが好ましい。ｎ３ｄ３は、５５ｎｍ以上がより好ましく、６０ｎｍ以上がさらに好ましい。ｎ３ｄ３は、７５ｎｍ以下がより好ましく、７０ｎｍ以下がさらに好ましい。【００３５】
透明電極層４としては、インジウム・スズ複合酸化物（ＩＴＯ）を主成分とする導電性酸化物層が形成される。透明電極層４の膜厚ｄ４は、２０ｎｍ〜３５ｎｍである。ｄ４は、２２ｎｍ以上が好ましく、２４ｎｍ以上がより好ましい。ｄ４は、また３２ｎｍ以下が好ましく、２９ｎｍ以下がより好ましい。透明電極層の厚みを２０ｎｍ以上とすることで、透明電極層の抵抗率の低下が期待できる。一方、透明電極層の厚みを３５ｎｍ以下にすることで、色差の低減及び透過率の向上が期待できる。【００３６】
透明電極層の屈折率ｎ４は、１．８８以下である。透明電極層の屈折率を小さくすることで、透明電極層が低抵抗化される傾向がある。また、第三誘電体層上に低屈折率の透明電極層が形成されている場合は、エッチング等により透明電極層がパターニングされた後のパターン皺の発生が抑制される傾向がある。ｎ４は１．８６以下がより好ましく、１．８４以下がさらに好ましい。ｎ４の下限は特に限定されない。前述の特許文献１〜４に記載されているように、フィルム基板上に形成されたＩＴＯ薄膜の屈折率は一般に１．９０以上であるが、本発明においては、これらの従来技術よりも低屈折率のＩＴＯが形成されることで、透明電極層が低抵抗化されるとともに、パターン皺の発生が抑制される。【００３７】
パターンの視認を抑制する観点から、透明電極層４の屈折率ｎ４は、第二誘電体層の屈折率ｎ２よりも小さく、第一誘電体層の屈折率ｎ１よりも大きいことが好ましい。すなわち、本発明の透明電極付き基板の各層の屈折率は、ｎ３＜ｎ１＜ｎ４＜ｎ２の関係を満たすことが好ましい。後に詳述するように、透明電極層の屈折率ｎ４は、ＩＴＯ中の酸化スズの含有量や、下地層である誘電体層の製膜条件、表面粗さ等を調整することによって、上記範囲内とすることができる。【００３８】
透明電極層４の抵抗率は、５．０×１０−４Ω・ｃｍ以下が好ましく、４．５×１０−４Ω・ｃｍ以下がより好ましく、３．５×１０−４Ω・ｃｍ以下がさらに好ましい。透明電極層の抵抗率が前記範囲であれば、静電容量方式タッチパネル用の透明電極付き基板として用いた場合に、応答速度を高めることができる。また、透明電極層のシート抵抗は、２５０Ω／□以下が好ましく、２００Ω／□以下がより好ましく、１５０Ω／□以下がさらに好ましい。【００３９】
抵抗率を上記範囲とするためには、透明電極層中の酸化スズの含有量は、酸化インジウムと酸化スズの合計１００重量部に対して、４重量部〜１４重量部が好ましい。中でも５重量部以上がより好ましく、また１０重量部以下がより好ましい。酸化スズの含有量が４重量部以上の場合、透明電極層中のキャリア密度が大きくなり、低抵抗化する傾向がある。一方、酸化スズの含有量が１４重量部以下の場合、ＩＴＯの結晶化が進行しやすいために抵抗率が低下しやすくなるとともに、透過率の低下も抑制できる傾向がある。【００４０】
第一誘電体層２１、第二誘電体層２２、第三誘電体層２３、および透明電極層の製膜方法は、均一な薄膜が形成される方法であれば特に限定されない。製膜方法としては、スパッタリング法、蒸着法等のＰＶＤ法、各種ＣＶＤ法等のドライコーティング法や、スピンコート法、ロールコート法、スプレー塗布やディッピング塗布等のウェットコーティング法が挙げられる。上記製膜方法の中でも、ナノメートルレベルの薄膜を形成しやすいという観点からドライコーティング法が好ましい。特に、数ナノメートル単位で各層の厚みを制御して透明電極層のパターン視認を抑制する観点から、スパッタリング法が好ましい。【００４１】
各誘電体層がスパッタリング法により製膜される場合、ターゲットとしては金属、金属酸化物、金属炭化物等を用いることができる。電源としては、ＤＣ，ＲＦ，ＭＦ電源等が使用できるが、生産性の観点からはＭＦ電源が好ましい。製膜時の印加電力は特に限定されないが、透明フィルム基板に過剰な熱を与えず、かつ生産性を損なわない範囲で調整されることが好ましい。具体的には、第一誘電体層製膜時のパワー密度は０．５〜１０Ｗ／ｃｍ２が好ましく、第二誘電体層製膜時のパワー密度は０．５〜８Ｗ／ｃｍ２が好ましく、第三誘電体層製膜時のパワー密度は０．２〜１０Ｗ／ｃｍ２が好ましい。【００４２】
各誘電体層の製膜圧力は適宜に設定され得るが、第三誘電体層２３は、０．４未満の圧力下で、スパッタリング法により製膜されることが好ましい。第三誘電体層の製膜圧力は、０．３５Ｐａ以下がより好ましく、０．２５Ｐａ以下がさらに好ましい。第三誘電体層の製膜圧力を低くすることで、透明電極形成面の表面を平滑として、算術平均粗さＲａを小さくすることができる。また、第三誘電体層が０．４Ｐａ未満の低圧で製膜されることによって、その上に製膜される透明電極層が、低屈折率化、低抵抗化されやすくなる。【００４３】
さらに、第三誘電体層が低圧条件で製膜された場合は、その上に形成される透明電極層がエッチング等によってパターニングされた際のパターン皺の発生が抑制される傾向がある。第三誘電体層の製膜条件を調整することによって透明電極層のパターン皺が抑制される理由は定かではないが、下地層である第三誘電体層の結晶性や表面形状、表面性等が、透明電極層の膜成長に影響を及ぼすことが一因として考えられる。例えば、第三誘電体層の物性が、透明電極層を構成するＩＴＯ膜の結晶性や膜内残留応力等に影響を及ぼして、電極層形成部と電極層非形成部の界面応力の不均衡が解消されること等がパターン皺の抑制に寄与していると推定される。【００４４】
また、第一誘電体層も、０．４未満の圧力下で、スパッタリング法により製膜されることが好ましい。第一誘電体層の製膜圧力は、０．３５Ｐａ以下がより好ましく、０．２５Ｐａ以下がさらに好ましい。第三誘電体層の製膜圧力を低くすることに加えて、第一誘電体層の製膜圧力も低くすることで、パターン皺の発生が抑制される傾向がある。第一誘電体層の製膜条件を調整することによって透明電極層のパターン皺が抑制される理由は定かではないが、第一誘電体層の結晶性や表面形状、表面性等が、第二誘電体層を介して、第三誘電体層および透明電極層の膜成長に影響を及ぼすことが一因として考えられる。【００４５】
透明電極層４がスパッタリング法により製膜される場合、ターゲットとしては金属、金属酸化物等が用いられる。製膜に用いられる導入ガスとしては、アルゴン等の不活性ガスを主成分とするものが好ましい。ここで、「不活性ガスを主成分とする」とは、使用するガスのうち、アルゴン等の不活性ガスを５０％以上含むことを意味する。導入ガスは、アルゴン等の不活性ガス単独でもよく、２種類以上の混合ガスでもよい。中でも、アルゴンと酸素の混合ガスが好ましい。アルゴンと酸素の混合ガスは、酸素を０．２〜５体積％含むことが好ましく、１．０〜４体積％含むことがより好ましい。上記体積の酸素を供給することで、透明電極層の透明性および導電性を向上させることができる。なお、アルゴンと酸素の混合ガスには、本発明の機能を損なわない限りにおいて、その他のガスが含まれていてもよい。【００４６】
透明電極層を低屈折率かつ低抵抗のＩＴＯ膜とするためには、製膜後に加熱処理が行われることが好ましい。加熱処理によりＩＴＯの結晶化が進行し、透明電極層が低屈折率化、低抵抗化されるとともに、透過率が増加する傾向がある。透明電極層の加熱処理は、例えば、１２０℃〜１５０℃のオーブン中で、３０〜６０分間行われる。或いは８５℃〜１２０℃で１日〜３日間など、比較的低温で長時間加熱されてもよい。透明電極層の加熱処理は、透明電極層のパターニング前、パターニング後のいずれに行ってもよい。また、透明電極層の加熱処理は、引き廻し配線形成時の加熱処理等のタッチパネル形成のための加熱アニール処理を兼ねるものであってもよい。なお、透明導電層の加熱処理が行われる場合、加熱処理後の透明導電層の屈折率ｎ４が前記範囲となることが好ましい。この場合、加熱処理前の透明導電層の屈折率は１．８８を超えていてもよい。【００４７】
本発明の透明電極付き基板１００は、透明電極層４が、電極層形成部４ａと電極層非形成部４ｂとにパターニングされている。パターニングは、例えば透明電極層が形成された後、面内の一部において透明電極層がエッチング等によって除去されることにより行われる。【００４８】
透明電極層のエッチング方法としては、ウェットプロセスおよびドライプロセスのいずれでもよいが、透明電極層４のみが選択的に除去されやすいという観点から、ウェットプロセスが適している。本発明においては、透過光の色差および反射光の色差が小さくなるように各誘電体層の厚みが調整されているため、透明電極層４のパターニングに際しては、誘電体層が除去されずに透明電極層４のみが選択的に除去されることが好ましい。【００４９】
ウェットプロセスとしては、フォトリソグラフィ法が好適である。フォトリソグラフィに使用されるフォトレジスト、現像液およびリンス剤としては、透明電極層４を侵すことなく、所定のパターンを形成し得るものを任意に選択し得る。エッチング液としては、透明電極層４を除去可能であり、かつ第三誘電体層のシリコン酸化物を侵さないものが好適に用いられる。【００５０】
本発明の透明電極付き基板は、電極層形成部と電極層非形成部の透過光色差および反射光色差が小さいために、パターンの視認が抑止される。電極層形成部と電極層非形成部の透過光の色差は、０．８以下が好ましく、０．４以下がより好ましく、０．３以下がさらに好ましく、０．２以下が特に好ましい。電極層形成部と電極層非形成部の反射光の色差は、２．４以下が好ましく、１．９以下がより好ましく、１．６以下がさらに好ましく、１．４以下が特に好ましい。【００５１】
タッチパネル形成時の画面の色味を良好とする観点から、本発明の透明電極付き基板は、電極層形成部の透過光のｂ＊が、−２〜１の青色〜無色であることが好ましく、−１〜０．５であることがより好ましい。【００５２】
本発明の透明電極付き基板は、電極層形成部と電極層非形成部の色差が小さいことに加えて、透明電極層のパターンに沿った皺が発生し難いために、パターン視認がより効果的に抑止される。【００５３】
なお、本発明の透明電極付き基板は、本発明の機能を損なわない限り、透明フィルム基板１と第一誘電体層２１との間や透明電極層４上、あるいは透明フィルム基板２１の透明電極非形成面側の表面に他の層を有していてもよい。本発明の透明電極付き基板は、フィルム基板１の両方の面に、透明電極層を有するものであってもよい。フィルム基板１の両方の面に透明電極層が形成されている場合、一方の透明電極層と基板との間に第一誘電体層２１、第二誘電体層２２および第三誘電体層２３が形成されていれば、他方の透明電極層と基板との間の層構成は上記と異なっていてもよい。【００５４】
本発明の透明電極付き基板は、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、パターンが視認され難く、透明電極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。【００５５】
タッチパネルの形成においては、上記透明電極付き基板上に、導電性インクやペーストが塗布されて、熱処理されることで、引き廻し回路用配線としての集電極が形成される。熱処理の方法は特に限定されず、オーブンやＩＲヒータ等による加熱方法が挙げられる。熱処理の温度・時間は、導電性ペーストが透明電極に付着する温度・時間を考慮して適宜に設定される。例えば、オーブンによる加熱であれば１２０〜１５０℃で３０〜６０分、ＩＲヒータによる加熱であれば１５０℃５分等の例が挙げられる。なお、引き廻し回路用配線の形成方法は、上記に限定されず、ドライコーティング法によって形成されてもよい。また、フォトリソグラフィによって引き廻し回路用配線が形成されることで、配線の細線化が可能である。
【実施例】
【００５６】
以下に、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。【００５７】
各誘電体層および透明電極層の屈折率は、分光エリプソメトリー測定を行い、ｃａｕｃｈｙモデルおよびｔａｕｃ‐ｌｏｒｅｎｔｚモデルでフィッティングすることにより、波長５５０ｎｍの光に対する値を求めた。なお、測定に際しては、ハードコート層による干渉の影響を排除するために、透明導電層非形成面側表面が研磨処理された試料が用いられた。フィッティングに際して、各誘電体層および透明電極層の膜厚は、透明電極付き基板の断面の透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）観察により求めた値を使用した。各誘電体層及び透明導電層の屈折率、消衰係数および膜厚の測定値を用いたシミュレーションにより算出された透過率および反射率が、分光光度計による測定値と一致することを確認して、上記フィッティングの確度を確認した。【００５８】
透明電極層の表面抵抗は低抵抗率計ロレスタＧＰ（ＭＣＰ‐Ｔ７１０、三菱化学社製）を用いて四探針圧接測定により測定した。透明導電層の抵抗率は、前記表面抵抗の値と膜厚との積により算出した。透明電極付き基板の透過率および反射率は、分光光度計（Ｕ‐４０００、日立ハイテク社製）を用いて測定した。反射光および透過光の色差は、ＪＩＳ  Ｚ８７３０に従い計算した。【００５９】
誘電体層表面の表面形状は、５ｍｍ角に切り出した試料を用い、走査プローブ顕微鏡（Ｐａｃｉｆｉｃ Ｎａｎｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ社製  Ｎａｎｏ―Ｒ）により測定を行った。算術平均粗さＲａは、ノンコンタクトモードにより０．７μｍの範囲で測定された表面形状（粗さ曲線）に基づいて、ＪＩＳ  Ｂ０６０１：２００１（ＩＳＯ１３０２：２００２）に準拠して算出した。【００６０】
透明電極付き基板のパターンの視認性およびパターン皺の有無は、いずれも目視にて判定した。透過光のパターン視認性は、暗室にてライトボックス上に静置された透明電極付き基板を観察して、パターンの有無が判別できないものをＡ、判別できるものをＢとした。反射光のパターン視認性は、蛍光灯下で透明電極付き基板からの反射光を観察して、パターンの有無が判別できないものをＡ、判別できるものをＢとした。パターン皺の有無は、透明電極層のパターン形成方向と直管式蛍光灯の反射光とが略直交するように配置された状態で、蛍光灯からの反射光を観察し、蛍光灯の反射像が直線状に見えるものをＡ（皺なし），反射像が歪んで見えるものをＢ（皺あり）とした。【００６１】
（実施例１）
ウレタン系樹脂からなるハードコート層（屈折率１．５３）が両面に形成された厚み１８８μｍのＰＥＴフィルムの一方の面上に、ロールトゥロール方式の巻取り式スパッタリング装置を用いて、第一誘電体層、第二誘電体層、第三誘電体層および透明電極層が順次形成された。【００６２】
まず、基板上に、第一誘電体層としてＳｉＯｘ層が形成された。ＳｉＣをターゲットとして用い、酸素／アルゴン（１４ｓｃｃｍ／１６０ｓｃｃｍ）混合ガスを装置内に導入しながら、装置内圧力０．３Ｐａ、基板温度２５℃、パワー密度３．０Ｗ／ｃｍ２の条件で、ダイナミックレート２０．７ｎｍ・ｍ・ｍｉｎ−１でスパッタリングが行われた。得られたＳｉＯｘ層は、膜厚が２０ｎｍ、屈折率が１．５５であった。【００６３】
第一誘電体層上に、第二誘電体層として、酸化ニオブ層が形成された。酸化ニオブ（ＮｂＯ）をターゲットとして用い、酸素／アルゴン（５ｓｃｃｍ／１００ｓｃｃｍ）混合ガスを装置内に導入しながら、装置内圧力０．２Ｐａ、基板温度２５℃、パワー密度１．５Ｗ／ｃｍ２の条件で、ダイナミックレート１２．６ｎｍ・ｍ・ｍｉｎ−１でスパッタリングが行われた。得られた酸化ニオブ（Ｎｂ２Ｏ５）層は、膜厚が７ｎｍ、屈折率が２．１８であった。【００６４】
第二誘電体層上に、第三誘電体層として、ＳｉＯ２層が形成された。ＳｉＣをターゲットとして用い、酸素／アルゴン（１６ｓｃｃｍ／１６０ｓｃｃｍ）混合ガスを装置内に導入しながら、装置内圧力０．３Ｐａ、基板温度２５℃、パワー密度３．０Ｗ／ｃｍ２の条件で、ダイナミックレート８．０ｎｍ・ｍ・ｍｉｎ−１でスパッタリングが行われた。得られたＳｉＯｙ層は、膜厚が５０ｎｍ、屈折率が１．４７であった。この第三誘電体層表面の算術平均粗さＲａは、０．５ｎｍであった。【００６５】
第三誘電体層上に透明電極層としてＩＴＯ層が形成された。インジウム・スズ複合酸化物（スズ酸化物含量５重量％）をターゲットとして用い、酸素／アルゴン（２ｓｃｃｍ／１６０ｓｃｃｍ）混合ガスを装置内に導入しながら、装置内圧力０．３Ｐａ、基板温度２５℃、パワー密度１．５Ｗ／ｃｍ２の条件で、ダイナミックレート３２．５ｎｍ・ｍ・ｍｉｎ−１でスパッタリングが行われた。得られたＳｉＯｙ層は、膜厚が５０ｎｍ、屈折率が１．４７であった。得られたＩＴＯ層の膜厚は２５ｎｍであった。【００６６】
その後、フォトリソグラフィによる透明電極層のパターニングが行われた。まず透明電極層上に、フォトレジスト（製品名ＴＳＭＲ−８９００（東京応化工業製））がスピンコートにより約２μｍ程度の膜厚で塗布された後、９０℃のオーブンでプリベークされた。フォトマスクを介して、４０ｍＪの紫外光が照射された。その後１１０℃でフォトレジスト層がポストベークされた後、現像液（製品名ＮＭＤ−Ｗ（東京応化工業製））を用いてパターニングされた。さらに、エッチング液（製品名：ＩＴＯ０２（関東化学製））を用いて透明電極層がエッチングされた。最後にリンス液（製品名１０４（東京応化工業製））を用いて残ったフォトレジストが除去された。【００６７】
その後、１５０℃のオーブン内で６０分の熱処理が行われた。熱処理後のＩＴＯ層の屈折率は１．８５であった。【００６８】
（実施例２〜４、比較例１，２）
第二誘電体層の膜厚が表１に示すように変更された。それ以外は、実施例１と同様にして、第一誘電体層、第二誘電体層、第三誘電体層および透明電極層が順次形成された後、透明電極層のパターニングおよび熱処理が行われた。【００６９】
（実施例５〜７、比較例３，４）
第三誘電体層の膜厚が表１に示すように変更された。それ以外は、実施例１と同様にして、第一誘電体層、第二誘電体層、第三誘電体層および透明電極層が順次形成された後、透明電極層のパターニングおよび熱処理が行われた。【００７０】
（実施例８）
第一誘電体層製膜時の導入ガスの混合比が、酸素／アルゴン＝５ｓｃｃｍ／１６０ｓｃｃｍに変更され、ダイナミックレート９．２ｎｍ・ｍ・ｍｉｎ−１でスパッタリングが行われた。得られたＳｉＯｘ層は、膜厚が５ｎｍ、屈折率が１．７５であった。それ以外は、実施例１と同様にして、第一誘電体層、第二誘電体層、第三誘電体層および透明電極層が順次形成された後、透明電極層のパターニングおよび熱処理が行われた。【００７１】
（比較例５）
第一誘電体層が３０ｎｍの膜厚で形成されたこと以外は、実施例８と同様にして、第一誘電体層、第二誘電体層、第三誘電体層および透明電極層が順次形成された後、透明電極層のパターニングおよび熱処理が行われた。【００７２】
（実施例９）
透明電極層製膜時のターゲットとして、スズ酸化物含量１０重量％のターゲットが用いられたこと以外は、実施例１と同様にして、第一誘電体層、第二誘電体層、第三誘電体層および透明電極層が順次形成された後、透明電極層のパターニングおよび熱処理が行われた。【００７３】
（実施例１０）
透明電極層が３０ｎｍの膜厚で形成されたこと以外は、実施例９と同様にして、第一誘電体層、第二誘電体層、第三誘電体層および透明電極層が順次形成された後、透明電極層のパターニングおよび熱処理が行われた。【００７４】
（比較例６）
透明電極層製膜時のターゲットとして、スズ酸化物含量３重量％のターゲットが用いられたこと以外は、実施例１と同様にして、第一誘電体層、第二誘電体層、第三誘電体層および透明電極層が順次形成された後、透明電極層のパターニングおよび熱処理が行われた。【００７５】
（実施例１１、比較例７〜１０）
アルゴンおよび酸素の導入量を調整することにより、第一誘電体層および第三誘電体層製膜時の装置内圧力が表１に示すように変更された。それ以外は、実施例１と同様にして、第一誘電体層、第二誘電体層、第三誘電体層および透明電極層が順次形成された後、透明電極層のパターニングおよび熱処理が行われた。【００７６】
実施例１１（第一誘電体層および第三誘電体層の製膜圧力：０．３Ｐａ）、比較例９（第一誘電体層および第三誘電体層の製膜圧力：０．５Ｐａ）および比較例１０（第一誘電体層および第三誘電体層の製膜圧力：０．８Ｐａ）において、第三誘電体層の算術平均粗さは、それぞれ０．７ｎｍ，１．３ｎｍ，４．５ｎｍであった。実施例１、１１、および比較例９、１０の対比から、第三誘電体層の製膜圧力が低いほど、表面が平滑となることが分かる。【００７７】
（比較例１１）
第一誘電体層が形成されず、ハードコート層が形成されたＰＥＴフィルム上に直接、第二誘電体層として酸化ニオブ層が形成された。それ以外は、実施例１と同様にして、第二誘電体層、第三誘電体層および透明電極層が順次形成された後、透明電極層のパターニングおよび熱処理が行われた。【００７８】
上記各実施例および比較例の各層の屈折率および膜厚、第一誘電体層および第三誘電体層の製膜条件、ならびに透明電極層（ＩＴＯ）の酸化スズ含有量、シート抵抗および抵抗率を表１に示す。また、各透明電極付き基板の視認性評価結果（色差および目視判定結果）を表１に併せて示す。なお、いずれの実施例および比較例においても、第二誘電体層の屈折率は、２．１８であり、第三誘電体層の屈折率は、１．４７であった。実施例３および比較例２の透明電極付き基板の分光光度スペクトルを図２に示す。【００７９】
【表１】
2013069162.tif 000003
【００８０】
表１によれば、本発明の透明電極付き基板は、透過光および反射光のいずれにおいても電極層形成部と電極層非形成部の色差が小さい。さらに、本発明の透明電極付き基板は、かつパターン皺の発生が抑制されており、透明電極層のパターンが視認され難いことがわかる。【００８１】
実施例１〜４と比較例１，２とを対比すると、第二誘電体層の厚みが所定範囲内の場合に、透過光および反射光の色差が低減され、透明電極層のパターンが視認され難くなっていることが分かる。【００８２】
図２によれば、第二誘電体層の厚みが１０ｎｍである比較例２（図２（ｂ））では、電極層形成部の可視光短波長領域の透過率が高く、透過光のｂ＊は小さいことがわかる。しかしながら、比較例２では、電極層形成部と電極層非形成部との間で、可視光の短波長領域における透過率および反射率に差異が生じており、Δｂ＊が大きい。そのため、電極層のパターンが視認され易いと考えられる。これに対して、第二誘電体層の厚みが８ｎｍである実施例３（図２（ａ））では、短波長領域においても電極層形成部と電極層非形成部との間の透過率差および反射率差が小さく、透明電極層のパターンが視認され難いことがわかる。【００８３】
実施例１、５〜７と比較例３，４とを対比すると、第三誘電体層が所定範囲内の場合に、透過光および反射光の色差が低減され、透明電極層のパターンが視認され難くなっていることが分かる。また、実施例１、８と比較例５との対比から、第一誘電体層の屈折率および厚みもパターン視認の抑制に寄与していることがわかる。【００８４】
以上より、本発明においては、第一誘電体層、第二誘電体層および第三誘電体層の材料および膜厚を調整することで、電極層形成部と電極層非形成部との色差が低減され、透明電極層のパターン視認が抑制されることがわかる。【００８５】
実施例１、９，１０と比較例６とを対比すると、ＩＴＯ中の酸化スズの含有量が大きい場合は、透明電極層が低抵抗化・低屈折率化され、パターン皺の発生が抑制されていることがわかる。これらの結果から、パターン皺の発生を抑制するためには、ＩＴＯ中の酸化スズ含有量は４％以上が好ましいといえる。【００８６】
また、実施例１，１１および比較例９、１０を対比すると、第三誘電体層の製膜圧力を低くすることで、第三誘電体層の表面が平滑となり、その上に形成される透明電極層が低抵抗化・低屈折率化されるとともに、パターン皺の発生が抑制される傾向があることがわかる。【００８７】
第一誘電体層が形成されず、基板上に直接第二誘電体層が形成された比較例１１では、電極層形成部と電極層非形成部との色差は小さいものの、透明電極層のパターンに沿った皺が生じていた。また、実施例１１と比較例８とを対比すると、両者は第一誘電体層の製膜圧力のみが相違しており、第三誘電体層の製膜条件および透明電極層の製膜条件が同一である。実施例１１の透明電極層は、比較例８の透明電極層に比して低抵抗かつ低屈折率であり、パターン皺の発生が抑制されていることから、本発明においては、第三誘電体層のみならず、第一誘電体層も、透明電極層の低抵抗化およびパターン皺の抑制に寄与していると考えられる。【００８８】
１      透明フィルム基板
２１    第一誘電体層
２２    第二誘電体層
２３    第三誘電体層
４      透明電極層
４ａ    電極層形成部（非エッチング部）
４ｂ    電極層非形成部（エッチング部）
１００  透明電極付き基板
【図１】
2013069162.tif 000004
【図２】
2013069162.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成25年3月27日(2013.3.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５３】
なお、本発明の透明電極付き基板は、本発明の機能を損なわない限り、透明フィルム基板１と第一誘電体層２１との間や透明電極層４上、あるいは透明フィルム基板１の透明電極非形成面側の表面に他の層を有していてもよい。本発明の透明電極付き基板は、フィルム基板１の両方の面に、透明電極層を有するものであってもよい。フィルム基板１の両方の面に透明電極層が形成されている場合、一方の透明電極層と基板との間に第一誘電体層２１、第二誘電体層２２および第三誘電体層２３が形成されていれば、他方の透明電極層と基板との間の層構成は上記と異なっていてもよい。
【国際調査報告】
2013069162.tif 000006
2013069162.tif 000007