(57)【要約】【課題】シート抵抗の均一性を向上させた透明導電フィルム及びそれを含む表示デバイスを提供する。【解決手段】本発明は、透明基材１と、透明基材１上に配置された透明電極層２を備え、透明電極層２は、金属パターン層３と、金属パターン３層に接するように金属パターン層の上層及び下層少なくとも一方に配置されている透明導電性酸化物層４とを有し、金属パターン層３は、金属細線４１で形成された細線パターン３１と、金属細線４１の最大線幅よりも線幅が大きい金属太線４２で形成された太線パターン３２とを含み、金属パターン層において、金属太線４２の延び方向に対して交差する方向に延びる金属細線４１は、金属太線４２に対して乖離する、或いは、金属細線４１の最大線幅よりも狭い細幅部分４１aで金属太線４２に繋がる透明導電フィルムに関する。本発明は、また、前記の透明導電フィルムを含む表示デバイスに関する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明フィルム基材と、前記透明基材上に配置された透明電極層を備える透明導電フィルムであって、
前記透明電極層は、金属パターン層と、前記金属パターン層に接するように金属パターン層の上層及び下層の少なくとも一方に配置される透明導電性酸化物層とを有し、
前記金属パターン層は、金属細線で形成された細線パターンと、前記金属細線の最大線幅よりも線幅が大きい金属太線で形成された太線パターンとを含み、
前記金属パターン層において、金属太線の延び方向に対して交差する方向に延びる金属細線は、前記金属太線に対して乖離する、或いは、前記金属細線の最大線幅よりも狭い細幅部分で前記金属太線に繋がることを特徴とする透明導電フィルム。
【請求項２】
前記太線パターンは、前記基材フィルムの周縁部に配置され、前記細線パターンは、前記基材フィルムの周縁部よりも中心側に配置されている請求項１に記載の透明導電フィルム。
【請求項３】
前記細線パターンは、ストライプ状に設けられている請求項１又は２に記載の透明導電フィルム。
【請求項４】
前記太線パターンは、枠状に設けられている請求項１〜３のいずれか１項に記載の透明導電フィルム。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の透明導電フィルムを含むことを特徴とする表示デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、透明導電フィルム及びそれを含む表示デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
ディスプレイ及びタッチパネル等の表示デバイスに用いられる透明導電フィルムでは、電気特性として表面のシート抵抗を制御することが重要である。一般に、シート抵抗と透過率という光学特性は、トレードオフの関係にあるため、電気特性と光学特性のバランスを考慮した様々な透明導電フィルムが提案されている。例えば、特許文献１には、線幅が０．３〜２０ｍｍの金属ストライプ線を覆うように透明導電材料層が設けられた透明導電フィルムが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２０１３／０３５２８３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、金属ストライプ線で形成された透明電極の場合、取り出し電極との距離によって金属ストライプ線の異なる箇所におけるシート抵抗が異なるという問題があった。特に、太陽電池、有機発光ダイオード（OLED）、発光ダイオード（LED）、液晶表示素子、エレクトロクロミック調光素子、タッチパネル等の受光・発光デバイスや表示デバイスでは、面で電荷を注入や取り出しを行う必要があり、面におけるシート抵抗の均一性が求められる。
【０００５】
本発明は、上記の問題を解決するため、シート抵抗の均一性を向上させた透明導電フィルム及びそれを含む表示デバイスを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、透明基材と、前記透明基材上に配置された透明電極層を備える透明導電フィルムであって、前記透明電極層は、金属パターン層と、前記金属パターン層に接するように金属パターン層の上層及び下層の少なくとも一方に配置される透明導電性酸化物層とを有し、前記金属パターン層は、金属細線で形成された細線パターンと、前記金属細線の最大線幅よりも線幅が大きい金属太線で形成された太線パターンとを含み、前記金属パターン層において、金属太線の延び方向に対して交差する方向に延びる金属細線は、前記金属太線に対して乖離する、或いは、前記金属細線の最大線幅よりも狭い細幅部分で前記金属太線に繋がることを特徴とする透明導電フィルムに関する。
【０００７】
本発明は、また、前記の透明導電フィルムを含むことを特徴とする表示デバイスに関する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明は、シート抵抗の均一性を向上させた透明導電フィルム及びそれを含む表示デバイス提供する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本発明の一実施形態にかかる透明導電フィルムの模式的断面図である。
【図２】図２は、本発明の他の一実施形態にかかる透明導電フィルムの模式的断面図である。
【図３】図３は、本発明の他の一実施形態にかかる透明導電フィルムの模式的断面図である。
【図４】図４Ａは本発明の一実施例における金属パターン層の模式的平面図であり、図４Ｂ−Ｃは、同模式的部分拡大図である。
【図５】図５Ａは本発明の他の一実施例における金属パターン層の模式的平面図であり、図５Ｂ−Ｃは、同模式的部分拡大図である。
【図６】図６Ａは比較例における金属パターン層の模式的平面図であり、図６Ｂ−Ｃは、同模式的部分拡大図である。
【図７】図７は、本発明の一例の金属パターン層における金属細線及び金属太線に関する説明図である。
【図８】図８は、本発明の他の一例の金属パターン層における金属細線及び金属太線に関する説明図である。
【図９】図９は、実施例１〜７、比較例１及び２の透明導電フィルムの幅方向の全長におけるシート抵抗の測定結果である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明者らは、金属細線と金属太線とで形成された金属パターン層を含む透明電極層を備える透明導電フィルムの表面のシート抵抗を均一化することについて鋭意検討した。その結果、金属パターン層において、金属太線の延び方向に対して交差する方向に延びる金属細線を金属太線に対して乖離させる、或いは、金属細線の最大線幅よりも狭い細幅部分で金属太線に繋がるようにすることで、透明導電性フィルムの表面のシート抵抗が均一になりやすいことを見出し、本発明に至った。本発明では、また、透明導電層を、金属パターン層と、金属パターン層に接するように金属パターン層の上層及び下層の少なくとも一方に配置されている透明導電性酸化物層とで形成することにより、透明電極層の面内の電流に対して、金属パターンと透明導電性酸化物層とが並列抵抗を構成し、透明導電性フィルムのシート抵抗を低減することができる。
【００１１】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００１２】
図１は、本発明の一実施形態（実施形態１とも記す。）にかかる透明導電フィルムの模式的断面図である。透明導電フィルム１０は、透明基材１と、透明基材１上に配置された透明電極層２を備えている。透明電極層２は、金属パターン層３と、金属パターン層３の上に金属パターン層３と接するように配置されている透明導電性酸化物層４を有する。該実施形態の透明導電フィルム１０において、透明基材１、金属パターン層３、透明導電性酸化物層４がこの順番で配置されている。
【００１３】
透明基材１は、透明導電フィルムの土台となる材料であり、少なくとも可視光領域（３８０〜７８０ｎｍの波長領域）で無色透明であればよい。
【００１４】
透明基材１は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、及びポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等のポリエステル樹脂；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；及びセルロース系樹脂等の樹脂フィルムを用いることができる。中でも、安価で透明性に優れることから、ポリエチレンテレフタレートフィルム又はシクロオレフィン系樹脂フィルムが好ましい。透明基材１としては、ヤング率等の機械的特性や耐熱性が高い観点から、二軸延伸により分子を配向させた二軸延伸フィルムであることが好ましい。また、透明導電フィルムの反りを低減する観点から、熱収縮率が約０．２％以下の低熱収縮フィルムであることが好ましい。透明基材（樹脂フィルム）の熱収縮率は、ＪＩＳ  Ｋ  ７１３３（１９９９）に基づいて測定する。
【００１５】
透明基材１の厚みは特に限定されないが、１０μｍ以上４００μｍ以下が好ましく、２０μｍ以上２００μｍ以下がより好ましい。透明基材の厚みが上記範囲内であれば、透明基材及びそれを用いた透明導電フィルムが十分な耐久性と適度な柔軟性を有する。また、透明基材の厚みが上記範囲内であれば、透明基材上に透明電極層をロールトゥーロール方式により製膜することができ、透明導電フィルムの生産性が高くなる。
【００１６】
透明基材１の一方又は両方の表面には、光学調整層、反射防止層、ぎらつき防止層、易接着層、応力緩衝層、ハードコート層、易滑層、帯電防止層、結晶化促進層、結晶化速度調整層、及び耐久性向上層等の機能性層が設けられていてもよい。例えば、透明基材の表面にハードコート層が設けられる場合、ハードコート層の厚みは、０．５μｍ以上１０μｍ以下程度が好ましく、２μｍ以上８μｍ以下がより好ましく、５μｍ以上８μｍ以下がさらに好ましい。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、及びシリコーン系樹脂等が挙げられる。ハードコート層用材料を塗布して硬化させることによりハードコート層が形成される。ハードコート層は、透明電極層が配置される側と反対側の表面に形成されることが好ましい。ハードコート層を有すると耐傷付性が向上する。
【００１７】
透明電極層２は、透明基材１の上に配置されている。透明電極層２は、金属パターン層３と、金属パターン層３の上に金属パターン層３と接するように配置されている透明導電性酸化物層４を有する。
【００１８】
金属パターン層３の材料としては、金、白金、鉄、銅、銀、アルミニウム、クロム、コバルト、銀、ニッケル及びこれらの金属を含む合金等が挙げられる。中でも、銀、銀合金、銅、銅合金、ニッケル及びニッケル合金等が好ましい。抵抗率が小さく、安価であり、かつエッチング等によるパターニングが容易であることから、銅及び銅合金が特に好ましい。銅合金は、銅を５０質量％以含むことが好ましい。すなわち、金属パターン層が５０質量％以上の銅を含むことが好ましい。金属パターン層３を構成する金属は、透明導電性酸化物層４を構成する透明導電性酸化物よりも抵抗率の小さいことが好ましく、金属パターン層３の抵抗率は、１×１０-5Ω・ｃｍ以下であることが好ましい。
【００１９】
金属パターン層３は、金属細線で形成された細線パターンと、金属細線の最大線幅よりも線幅が大きい金属太線で形成された太線パターンを含み、金属太線の延び方向に対して交差する方向に延びる金属細線が、金属太線に対して乖離する、或いは、金属細線の最大線幅よりも狭い細幅部分で金属太線に繋がればよく、パターン形状は特に限定されない。金属細線と金属太線は、同一材料であっても良く、異なる材料であっても良い。
【００２０】
取扱性が良好であるという観点から、前記太線パターンは、前記基材フィルムの周縁部に配置され、前記細線パターンは、前記基材フィルムの周縁部よりも中心側に配置されていることが好ましい。製造工程が簡便である観点から、前記細線パターンはストライプ状に設けられていることが好ましく、前記太線パターンは枠状に設けられていることが好ましい。
【００２１】
図４は、金属パターン層の一例の模式的平面図である。該実施形態において、金属パターン層３は、ストライプ状に設けられている細線パターン３１と、細線パターン３１の周縁部に枠状に設けられている太線パターン３２を含む。細線パターン３１は、金属細線４１で形成され、太線パターン３２は、金属細線４１の最大線幅よりも線幅が大きい金属太線４２で形成される。金属太線４２の延び方向に対して交差する方向に延びる金属細線４１は、金属細線４１の最大線幅よりも狭い細幅部分４１aで金属太線４２に繋がる。すなわち、各々のストライプの金属細線４１は、両端部において、線幅がその他の部分の線幅より小さくなっており、該細幅部分４１aで金属太線４２と繋がっている。金属細線４１において、金属太線４２と繋がっている細幅部分４１aを除いた部分の線幅は、均一であってもよく、均一でなくてもよい。
【００２２】
図５は、金属パターン層の他の一例の模式的平面図である。該実施形態において、金属パターン層３は、ストライプ状に設けられている細線パターン３１と、細線パターン３１の周縁部に枠状に設けられている太線パターン３２を含む。細線パターン３１は、金属細線４１で形成され、太線パターン３２は、金属細線４１の最大線幅よりも線幅が大きい金属太線４２で形成される。金属太線４２の延び方向に対して交差する方向に延びる金属細線４１は、金属太線４２に対して乖離する。すなわち、金属細線４１と金属太線４２は繋がっていない。
【００２３】
図４及び図５に示す例では、金属細線４１は金属太線４２の伸び方向に対して直交する方向に延びているが、９０度以外の角度で交差する方向に延びてもよい。
【００２４】
図７及び図８は、金属パターン層を構成する金属細線と金属太線の模式的説明図である。図７に示されているように、ストライプ状に設けられた金属細線４１は、両端部において、線幅がその他の部分の線幅より小さくなっており、該細幅部分４１aで金属太線４２と繋がっている。図８に示されているように、ストライプ状に設けられた金属細線４１の両端部の線幅が０になると、金属細線４１と金属太線４２は繋がらず、離れる。
【００２５】
金属細線４１の絞り率は、特に限定されないが、透明導電フィルムのシート抵抗の均一性を高める観点から、３０％以上であることが好ましく、より好ましくは４０％以上であり、さらに好ましくは５０％以上である。また、特に限定されないが、透明導電フィルムのシート抵抗を低下させる観点から、金属細線４１の絞り率は９０％以下であることが好ましく、より好ましくは８０％以下であり、さらに好ましくは７０％以下である。本発明の実施形態において、絞り率は下記式で求められる。下記式において、aは金属細線４１の線幅（両端部を除く部分）であり、ｃは金属細線の細幅部分（端部）の線幅である。
絞り率（％）＝（ａ−ｃ）／ａ×１００
【００２６】
金属細線４１において、特に限定されないが、パターン形成後の非視認性を向上させる観点から、細幅部分４１aの長さｄ１は、１５０μｍ以下であることが好ましい。金属細線４１が金属太線と繋がっていない場合は、パターン形成後の非視認性を向上させる観点から、乖離部分のストライプ方向における長さｄ２は、１５０μｍ以下であることが好ましい。
【００２７】
金属細線４１の両端部において、細幅部分４１aの線幅ｃは、同じ値であってもよく、異なる値でもよい。また、金属細線４１の両端部において、細幅部分４１aの長さｄ１は、同じ値であってもよく、異なる値でもよい。透明電極層の表面におけるシート抵抗の均一性を高める観点から、細幅部分４１aの線幅ｃ及び長さｄ１は、いずれも、金属細線４１の両端部においてほぼ同じ値であることが好ましい。また、金属細線４１が金属太線と繋がっていない場合は、金属細線４１の両端部において、乖離部分のストライプ方向における長さｄ２は、同じ値であってもよく、異なる値でもよい。透明電極層の表面におけるシート抵抗の均一性を高める観点から、乖離部分のストライプ方向における長さｄ２は、金属細線４１の両端部においてほぼ同じ値であることが好ましい。
【００２８】
金属細線４１（ストライプ）の線幅aは、特に限定されないが、パターン形成の容易性等の観点から、好ましくは７０μｍ以上２５０μｍ以下であり、より好ましくは１００μｍ以上２００μｍ以下である。金属太線４２の線幅eは、金属細線４１の最大線幅より大きればよく、特に限定されないが、表示面全体における導電性を高める観点から、１ｍｍ以上１０ｍｍ以下であることが好ましく、２ｍｍ以上８ｍｍ以下であることがより好ましい。
【００２９】
隣接する金属細線４１（ストライプ）の間隔ｂは、特に限定されないが、透明性や導電性等の観点から、好ましくは１００μｍ以上２０００μｍ以下であり、より好ましくは４００μｍ以上１５００μｍ以下である。
【００３０】
金属太線及び金属細線の断面形状は、特に限定されず、長方形、正方形、台形、三角形、円形、半円形、楕円形、半楕円形、扁平形等のいずれの形状であってもよいが、断面における基板側とそれに対する反対側（表面側）とでは、表面側から基板側に向けて単調で広幅になっていくことが好ましい。本発明の実施形態において、金属太線及び金属細線の線幅は、基板側において透明基材又は透明導電性酸化物層と接する部分の幅をいう。なお、金属太線及び金属細線が、ストライプの全長にわたって均一幅ではない場合は、基板側の幅を測定し、それらを平均することで線幅を求めることができる。
【００３１】
金属パターン層３は、特に限定されないが、透明性及び導電性等の観点から、厚みが２００ｎｍ以上２０００ｎｍ以下であることが好ましく、より好ましくは２２０ｎｍ以上１８００ｎｍ以下であり、さらに好ましくは２５０ｎｍ以上１６００ｎｍ以下である。
【００３２】
金属パターン層３は、黒化処理層や密着性向上層等の機能層を有してもよい。黒化処理層は、金属パターン層が経時的に酸化することを抑制する保護層である。黒化処理層は、特に限定されないが、例えば、金属酸化物、金属窒化物、ニッケル合金、及び炭素膜等で構成することができる。金属酸化物及び金属窒化物において、金属は、例えば、銅、ニッケル、クロム等を用いることができる。黒化処理層の厚みは、透明性の観点から、５０ｎｍ以下であることが好ましい。また、製膜性の観点から、黒化処理層の厚みは、１ｎｍ以上であることが好ましい。密着性向上層は、透明基材１と接する側の表面に配置され、透明基材との密着性を向上するものである。密着性向上層は、特に限定されないが、金属酸化物、及び金属窒化物等で構成することができる。金属酸化物及び金属窒化物において、金属は、例えば、銅、ニッケル、クロム等を用いることができる。密着性向上層の厚みは、透明性の観点から、５０ｎｍ以下であることが好ましい。また、製膜性の観点から、密着性向上層の厚みは、２０ｎｍ以上であることが好ましい。
【００３３】
金属パターン層３において、導電性及び透明性を両立する観点から、金属パターンの開口率は、７０％以上９５％以下であることが好ましく、７５％以上９５％以下であることがより好ましく、８０％以上９５％以下であることがさらに好ましい。前記金属パターンの開口率は、下記式により算出される。
開口率（％）＝（透明導電フィルムの面積−金属パターンの面積）／透明導電フィルムの面積×100
【００３４】
透明導電フィルムの面積及び金属パターンの面積は、顕微鏡観察により、表示基準面における透明導電フィルムの面積及び金属パターンの面積を算出すればよい。理論的には、下記のように算出してもよい。下記式において、aは金属細線の線幅であり、ｂは隣接する金属細線の間隔である。
理論的開口率（％）＝ｂ／（a＋ｂ）×１００
【００３５】
透明導電性酸化物層４は、金属パターン層３に接するように金属パターン層３の上層に配置されており、金属パターン層３と、金属パターン層３で覆われておらず、露出している透明基材１を覆っている。
【００３６】
透明導電性酸化物層４は、例えば、酸化インジウム系複合酸化物、酸化錫、酸化亜鉛等の金属酸化物で構成することができる。酸化インジウム系複合酸化物としては、例えば、酸化インジウムを主成分とし、酸化錫、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化タングステン及び酸化セリウム等のドープ不純物を含む複合酸化物が挙げられ、酸化インジウムを主成分とし、酸化錫をドープ不純物とする酸化インジウムスズ（ITOとも称される。）が好適に用いられる。透明性及び導電性に優れる観点から、透明導電性酸化物層４は、酸化インジウムを８７．５質量％以上９９質量％以下含むことが好ましく、より好ましくは９０質量％以上９７質量％以下含み、さらに好ましくは９０質量％以上９５質量％以下含む。透明導電性酸化物層４は、ドープ不純物を１質量％以上１２．５質量％以下含むことが好ましく、より好ましくは３質量％以上１０質量％以下含み、さらに好ましくは５質量％以上１０質量％以下含む。
【００３７】
透明導電性酸化物層４は、酸化インジウムを主成分とするITO等の酸化インジウム系複合酸化物の結晶質膜であることが好ましく、結晶化度は、９０％以上が好ましく、９５％以上がより好ましい。透明導電性酸化物層４が結晶化度の高い結晶質膜であれば、光吸収が小さく透明性が高められる上に、環境変化等による抵抗変化が抑制される傾向がある。また、結晶化度が上記範囲であれば、環境変化に伴う膜質変化が小さいため、透明導電性酸化物層４と金属パターン層３との密着性が向上する傾向がある。なお、結晶化度は、顕微鏡観察における観察視野内で結晶粒が占める面積の割合から求められる。
【００３８】
透明導電性酸化物層４の厚みは、抵抗を低くし、透過率を高める観点から、２０ｎｍ以上１００ｎｍ以下であることが好ましく、２５ｎｍ以上７０ｎｍ以下であることがより好ましい。
【００３９】
図２は、本発明の他の一実施形態（実施形態２とも記す。）にかかる透明導電フィルムの模式的断面図である。透明導電フィルム２０は、透明基材１と、透明基材１上に配置された透明電極層２を備えている。透明電極層２は、金属パターン層３と、金属パターン層３の下層として金属パターン層３と接するように配置されている透明導電性酸化物層４を有する。該実施形態の透明導電フィルム２０において、透明基材１、透明導電性酸化物層４及び金属パターン層３は、この順番で配置されている。図２では、図１と同一の部分には同一の符合を付けており、重複する説明は省略する。また、図２と図１において同一の部分は、同様の機能を有する。
【００４０】
図３は、本発明の他の一実施形態（実施形態３とも記す。）にかかる透明導電フィルムの模式的断面図である。透明導電フィルム３０は、透明基材１と、透明基材１上に配置された透明電極層２を備えている。透明電極層２は、金属パターン層３と、金属パターン層３の上層及び下層として金属パターン層３と接するように配置されている透明導電性酸化物層４を有する。該実施形態の透明導電フィルム３０において、金属パターン層３は透明導電性酸化物層４に内包されており、透明導電性酸化物層４は、金属パターン層３の上層として配置されている上部透明導電性酸化物層４aと、金属パターン層３の下層として配置されている下部透明導電性酸化物層４ｂに区分けることができる。図３では、図１と同一の部分には同一の符合を付けており、重複する説明は省略する。また、図３と図１において同一の部分は、同様の機能を有する。
【００４１】
本発明の実施形態において、透明導電層２が金属パターン層３と、金属パターン層３に接するように金属パターン層３の上層及び下層の少なくとも一方に配置されている透明導電性酸化物層４で構成されていることにより、透明電極層２の面内の電流に対して、金属パターン層３と透明導電性酸化物層４が並列抵抗を構成し、透明電極層のシート抵抗を低減することができる。
【００４２】
本発明の実施形態において、透明導電フィルムや透明導電フィルムを構成する各層の厚み（膜厚とも称される。）は、透明導電フィルム（積層体）の断面を透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）又は走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察することにより求めることができる。
【００４３】
前記透明導電フィルムは、透明性に優れる観点から、光線透過率が８０％以上であることが好ましく、８５％以上であることがより好ましい。
【００４４】
本発明の透明導電フィルムは、例えば、透明基材１の一方の表面上に透明電極層２を形成することで作製することができる。透明電極層２はスパッタ法により形成されることが好ましい。具体的には、金属パターン層３は、製膜時にマスクを用いてパターン状の金属層を形成する方法で形成してもよく、透明基材上又は透明導電性酸化物層上の全面に金属層を製膜後にエッチングによりパターンを形成する方法で形成してもよい。金属パターン層３が銅又は銅を主成分とする銅合金で構成されている場合、容易にエッチングによりパターニングすることができる。生産性の観点から、スパッタ製膜は、巻取式スパッタリング装置を用いて、ロールトゥロール法により行われることが好ましい。
【００４５】
スパッタ製膜時の基板温度は、透明基材１の耐熱性範囲であればよく、６０℃以下が好ましく、−２０℃以上４０℃以下がより好ましい。このような基板温度であれば、透明基材１からの水分及び／又は有機物質（例えばオリゴマー成分）の揮発が生じ難く、透明導電性酸化物層の結晶化が進行しやすくなる。また、結晶化後の透明導電性酸化物層の抵抗率が小さくなる傾向がある。スパッタ製膜では、製膜室内に、アルゴンまたは窒素等の不活性ガスが導入される。透明導電性酸化物層の製膜時には、不活性ガスに加えて酸素等の酸化性ガスが導入されることが好ましい。
【００４６】
金属パターン層の形成時に、エッチングによりパターニングする場合は、透明基材上又は透明導電性酸化物層上の全面に金属層を製膜後、その上に別の層が形成される前にエッチングが実施される。実施形態１の場合、透明基材上に金属層を製膜後に、金属層のエッチングが実施される。その後、金属パターン層と、金属パターン層で覆われておらず、露出している透明フィルム基材上に、透明導電性酸化物層が製膜される。実施形態２の場合、透明基材上に透明導電性酸化物層及び金属層をこの順番で製膜後に、金属層のエッチングが実施される。この実施形態では、透明フィルム基材上の全面に透明導電性酸化物層及び金属層をこの順番で連続製膜した後に金属層のエッチングが実施されるため、透明導電フィルムの生産性に優れる。実施形態３の場合、透明フィルム基材１上に、下部透明導電性酸化物層及び金属層をこの順番で製膜後に、金属層のエッチングが実施される。その後、金属パターン層と、金属パターン層で覆われておらず、露出している下部透明導電性酸化物層上に、上部透明導電性酸化物層が製膜される。
【００４７】
上記の基板温度で製膜された透明導電性酸化物層は、製膜後は非晶質膜であることが多い。そのため、透明導電性酸化物層の製膜後には、加熱による結晶化が行われることが好ましい。例えば、主成分として非晶質の酸化インジウムを含む透明導電性酸化物層の結晶化は、８０℃以上１５０℃以下程度の温度で加熱することにより行われる。透明導電性酸化物層の結晶化は、金属層の製膜前後、及び金属層のパターニング前後のいずれの時期に行ってもよい。
【００４８】
本発明の透明導電フィルムは、ディスプレイやタッチパネル等の表示デバイスの透明電極基板として用いられ、特に太陽電池、有機発光ダイオード（OLED）、発光ダイオード（LED）、液晶表示素子、エレクトロクロミック調光素子等の面で電荷を注入することが求められる受光・発光デバイスの透明電極基板として好適に用いられる。表示デバイスの透明電極基板として用いる場合は、ストライプ状に設けられた細線パターンは表示領域となり、細線パターンの周縁部に枠状に設けられた太線パターンは取り出し電極として機能する。
【実施例】
【００４９】
以下に、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明する。なお、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００５０】
実施例及び比較例において、各種特性は下記のように評価又は測定した。
【００５１】
（シート抵抗）
透明導電フィルムの表面のシート抵抗を、抵抗率計（三菱化学社製、「ロレスタＧＰ  ＭＣＰ-Ｔ７１０」）を用い、ＪＩＳ  Ｋ  ７１９４に準拠し、四探針法により測定した。四探針プローブはストライプ線の長さ方向に対して垂直にあて、透明導電フィルムの幅方向（ストライプ線の長さ方向）に沿って６．２５ｃｍ間隔で１７箇所測定した。１７箇所の測定値の平均値を算出してシート抵抗とした。また、１７箇所の測定値に基づいて、シート抵抗分布を下記のように算出した。図９に１７箇所の測定値を示した。
シート抵抗分布＝（最大値−最小値）/（最大値＋最小値）
【００５２】
（絞り率）
絞り率（％）＝（ａ−ｃ）／ａ×１００
【００５３】
（開口率）
顕微鏡（ミツトヨ製、型式名「ＭＦ−Ｂ１０１０Ｂ」）を用いて、表示基準面積の測定、金属被覆領域の測定し、その結果に基づいて開口率を算出した。
【００５４】
（実施例１）
透明基材として、ＭＤ（流れ方向）の熱収縮率がほぼ０％、ＴＤ（垂直方向）の熱収縮率が０．２％の低熱収縮性ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム（幅１００ｃｍ、長さ１５０ｃｍ、厚み１００μｍ）を用いた。
【００５５】
＜金属層の製膜及びパターニング＞
ターゲットとして銅を用いた。アルゴンガスをスパッタ装置内に導入しながら、製膜室内圧力０．２Ｐａ、基板温度０℃及びパワー密度２ｋＷ／ｃｍ2の条件にて、透明基材上に膜厚３００ｎｍの金属層（銅の薄膜層）をスパッタ製膜した。金属層を製膜後、エッチング液として酸化鉄水溶液を用い、フォトリソグラフィ法によりパターニングし、金属細線で形成され、ストライプ状に設けられた細線パターンと、線幅が金属細線の線幅より大きい金属太線で形成され、細線パターンの周縁部に枠状に設けられた太線パターンからなる金属パターン層を作製した。金属細線のストライプは、透明基材の幅方向に平行するように配置された。図４及び図７に示すように、各々のストライプ状の金属細線４１は、両端部において、線幅がその他の部分の線幅より小さくなっており、該細幅部分４１aで金属太線４２と繋がっている。金属細線４１において、両端部以外の部分は均一幅であった。各々のストライプ状の金属細線４１において、両端部以外の部分の線幅a、両端部の線幅ｃ及び線幅が小さい端部の長さｄと、両端部以外の部分における金属細線の間隔ｂは、下記表１に示すとおりであった。なお、金属太線の幅eは２ｍｍであった。
【００５６】
＜透明導電性酸化物層の製膜と結晶化＞
ターゲットとして酸化インジウム錫（酸化インジウム９０質量％、酸化錫含有量１０質量％）を用い、酸素とアルゴンとの混合ガスを装置内に導入しながら、酸素分圧２×１０-３Ｐａ、製膜室内圧力０．２Ｐａ、基板温度０℃、及びパワー密度１ｋＷ／ｃｍ2の条件にて、金属パターン層と、金属パターン層で覆われておらず、露出している透明基材を覆うように透明導電性酸化物層（膜厚：２５ｎｍ）をスパッタ製膜した。透明導電性酸化物層製膜後に、１２０℃で３時間の加熱処理（アニール）を行い、酸化インジウムスズを結晶化した。加熱処理後、顕微鏡観察によって観察したところ、透明導電性酸化物層において、酸化インジウムスズは完全に結晶化されていることが確認された（結晶化度１００％）。
【００５７】
（実施例２〜６）
各々のストライプの金属細線（以下において、ストライプ線とも記す。）において、両端部以外の部分の線幅a、両端部の線幅ｃ及び線幅が小さい端部の長さｄと、両端部以外の部分における金属細線の間隔ｂを、下記表１に示すとおりにした以外は、実施例１と同様にして透明導電フィルムを作製した。なお、実施例４では、図５及び図８に示すように、各々のストライプを形成する金属細線４１は、両端部において、太線パターンを形成する金属太線４２と乖離していた。
【００５８】
（実施例７）
金属層の膜厚を１５００ｎｍにした以外は、実施例２と同様にして透明導電フィルムを作製した
【００５９】
（比較例１）
図６に示すように、金属パターン層１３において、各々のストライプ線４１を全長にわたって均一幅にした以外は、実施例７と同様にして透明導電フィルムを作製した。
【００６０】
（比較例２）
図６に示すように、金属パターン層１３において、各々のストライプ線４１を全長にわたって均一幅にした以外は、実施例１と同様にして透明導電フィルムを作製した。
【００６１】
実施例１〜７及び比較例１〜２の透明導電フィルムにおける透明電極層の表面のシート抵抗を上記のように測定し、その結果を下記表１に示した。なお、表１において、絞り率も示されている。
【００６２】
また、実施例１〜７及び比較例１〜２の透明導電フィルムにおいて、金属パターン層の開口率を上記のように測定算出したところ、実施例１〜７、比較例１、２は、いずれも、開口率が８０％であった。
【００６３】
【表１】
2018014201.tif 000003
【００６４】
表１及び図９の結果から分かるように、金属太線の延び方向に対して交差する方向に延びる金属細線が、最大線幅よりも狭い細幅部分で金属太線に繋がる実施例１〜３、５〜７、及び金属太線の延び方向に対して交差する方向に延びる金属細線が金属太線に対して乖離する実施例４の透明導電フィルムは、シート抵抗の均一性が高まっていた。
【００６５】
一方、金属細線の線幅がストライプの全長にわたって均一である比較例１及び２の透明導電フィルムは、シート抵抗の分布が大きく、中間部分と、端部のシート抵抗は大きく異なっていた。
【符号の説明】
【００６６】
１  透明基材
２  透明電極層
３、１３  金属パターン層
４  透明導電性酸化物層
４a  上部透明導電性酸化物層
４ｂ  下部透明導電性酸化物層
１０、２０、３０  透明導電フィルム
３１  細線パターン層
３２  太線パターン層
４１  金属細線
４２  金属太線
４１a  金属細線の細幅部分
【図１】
2018014201.tif 000004
【図２】
2018014201.tif 000005
【図３】
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【図４】
2018014201.tif 000007
【図５】
2018014201.tif 000008
【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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