(57)【要約】【課題】本発明の課題は、十分な導電性と光透過性とを兼ね備え、かつ寿命が向上した透明電極等を提供することである。【解決手段】本発明の透明電極は、窒素原子（Ｎ）を含有するとともに当該窒素原子（Ｎ）が有する非共有電子対のうち芳香族性に関与せずかつ金属に配位していない非共有電子対の数をｎ、分子量をＭとしたときの有効非共有電子対含有率［ｎ／Ｍ］が２．０×１０−３以上となる化合物を用いて構成された窒素含有層と、  銅、金及び白金から選ばれるいずれか１種の金属元素を主成分とし添加元素として銀、アルミニウム、金、インジウム、銅、パラジウム及び白金のうち当該主成分の元素とは異なる少なくとも１種の元素を含有し、前記窒素含有層に隣接して設けられた電極層とを有することを特徴とする。【選択図】図１
2015125845.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
窒素原子（Ｎ）を含有するとともに当該窒素原子（Ｎ）が有する非共有電子対のうち芳香族性に関与せずかつ金属に配位していない非共有電子対の数をｎ、分子量をＭとしたときの有効非共有電子対含有率［ｎ／Ｍ］が２．０×１０−３以上となる化合物を用いて構成された窒素含有層と、
銅、金及び白金から選ばれるいずれか１種の金属元素を主成分とし、添加元素として銀、アルミニウム、金、インジウム、銅、パラジウム及び白金のうち当該主成分の元素とは異なる少なくとも１種の元素を含有し、前記窒素含有層に隣接して設けられた電極層とを有する透明電極。
【請求項２】
前記電極層が主成分として含有する金属元素が、銅である請求項１に記載の透明電極。
【請求項３】
前記化合物における前記有効非共有電子対含有率［ｎ／Ｍ］が、３．９×１０−３以上である請求項１又は請求項２に記載の透明電極。
【請求項４】
前記化合物における前記有効非共有電子対含有率［ｎ／Ｍ］が、６．５×１０−３以上である請求項１又は請求項２に記載の透明電極。
【請求項５】
前記窒素含有層は、前記電極層側の界面における前記有効非共有電子対含有率［ｎ／Ｍ］が２．０×１０−３以上である請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載の透明電極。
【請求項６】
前記電極層における前記添加元素の濃度が、０．０１〜１０．０原子％の範囲内である請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載の透明電極。
【請求項７】
前記窒素含有層が、前記化合物とともに他の化合物を用いて構成され、これらの化合物の混合比を考慮した前記有効非共有電子対含有率［ｎ／Ｍ］の平均値が、２．０×１０−３以上である請求項１から請求項６までのいずれか一項に記載の透明電極。
【請求項８】
前記窒素含有層が、下記一般式（１）で表される構造を有する化合物を含有する請求項１から請求項７までのいずれか一項に記載の透明電極。
【化１】
2015125845.tif 000074
［ただし一般式（１）中において、
Ｘ１１は、−Ｎ（Ｒ１１）−又は−Ｏ−を表し、
Ｅ１０１〜Ｅ１０８は、各々−Ｃ（Ｒ１２）＝又は−Ｎ＝を表し、Ｅ１０１〜Ｅ１０８のうち少なくとも一つは−Ｎ＝であり、
前記Ｒ１１及び前記Ｒ１２は、それぞれが水素原子（Ｈ）又は置換基を表す。］
【請求項９】
前記窒素含有層が、前記一般式（１）におけるＸ１１を−Ｎ（Ｒ１１）−とした下記一般式（１ａ）で表される構造を有する化合物を含有する請求項８に記載の透明電極。
【化２】
2015125845.tif 000075
【請求項１０】
前記窒素含有層が、前記一般式（１ａ）におけるＥ１０４を−Ｎ＝とした下記一般式（１ａ−１）で表される構造を有する化合物を含有する請求項９に記載の透明電極。
【化３】
2015125845.tif 000076
【請求項１１】
前記窒素含有層が、前記一般式（１ａ）におけるＥ１０３及びＥ１０６を−Ｎ＝とした下記一般式（１ａ−２）で表される構造を有する化合物を含有する請求項９に記載の透明電極。
【化４】
2015125845.tif 000077
【請求項１２】
前記窒素含有層が、前記一般式（１）におけるＸ１１を−Ｏ−とし、Ｅ１０４を−Ｎ＝とした下記一般式（１ｂ）で表される構造を有する化合物を含有する請求項８に記載の透明電極。
【化５】
2015125845.tif 000078
【請求項１３】
前記窒素含有層が、下記一般式（２）で表される構造を有する化合物を含有する請求項１から請求項７までのいずれか一項に記載の透明電極。
【化６】
2015125845.tif 000079
［ただし一般式（２）中、
Ｙ２１は、アリーレン基、ヘテロアリーレン基又はそれらの組み合わせからなる２価の連結基を表し、
Ｅ２０１〜Ｅ２１６、Ｅ２２１〜Ｅ２３８は、各々−Ｃ（Ｒ２１）＝又は−Ｎ＝を表し、
前記Ｒ２１は、水素原子（Ｈ）又は置換基を表し、
Ｅ２２１〜Ｅ２２９の少なくとも一つ及びＥ２３０〜Ｅ２３８の少なくとも一つは−Ｎ＝であり、
ｋ２１及びｋ２２は、０〜４の整数を表すが、ｋ２１＋ｋ２２は２以上の整数である。］
【請求項１４】
前記窒素含有層が、下記一般式（３）で表される構造を有する化合物を含有する請求項１から請求項７までのいずれか一項に記載の透明電極。
【化７】
2015125845.tif 000080
［ただし一般式（３）中、
Ｅ３０１〜Ｅ３１２は、各々−Ｃ（Ｒ３１）＝を表し、
前記Ｒ３１は水素原子（Ｈ）又は置換基を表し、
Ｙ３１は、アリーレン基、ヘテロアリーレン基又はそれらの組み合わせからなる２価の連結基を表す。］
【請求項１５】
前記窒素含有層が、下記一般式（４）で表される構造を有する化合物を含有する請求項１から請求項７までのいずれか一項に記載の透明電極。
【化８】
2015125845.tif 000081
［ただし一般式（４）中、
Ｅ４０１〜Ｅ４１４は、各々−Ｃ（Ｒ４１）＝を表し、
前記Ｒ４１は水素原子（Ｈ）又は置換基を表し、
Ａｒ４１は、置換あるいは無置換の、芳香族炭化水素環あるいは芳香族複素環を表し、
ｋ４１は３以上の整数を表す。］
【請求項１６】
前記窒素含有層が、下記一般式（５）で表される構造を有する化合物を含有する請求項１から請求項７までのいずれか一項に記載の透明電極。
【化９】
2015125845.tif 000082
［ただし一般式（５）中、
Ｒ５１は置換基を表し、
Ｅ５０１、Ｅ５０２、Ｅ５１１〜Ｅ５１５及びＥ５２１〜Ｅ５２５は、各々−Ｃ（Ｒ５２）＝又は−Ｎ＝を表し、
Ｅ５０３〜Ｅ５０５は、各々−Ｃ（Ｒ５２）＝を表し、
前記Ｒ５２は、水素原子（Ｈ）又は置換基を表し、
Ｅ５０１及びＥ５０２のうち少なくとも一つは−Ｎ＝であり、
Ｅ５１１〜Ｅ５１５のうち少なくとも一つは−Ｎ＝であり、
Ｅ５２１〜Ｅ５２５のうち少なくとも一つは−Ｎ＝である。］
【請求項１７】
前記窒素含有層が、下記一般式（６）で表される構造を有する化合物を含有する請求項１から請求項７までのいずれか一項に記載の透明電極。
【化１０】
2015125845.tif 000083
［ただし一般式（６）中、
Ｅ６０１〜Ｅ６１２は、各々−Ｃ（Ｒ６１）＝又は−Ｎ＝を表し、
前記Ｒ６１は水素原子（Ｈ）又は置換基を表し、
Ａｒ６１は、置換あるいは無置換の、芳香族炭化水素環あるいは芳香族複素環を表す。］
【請求項１８】
前記窒素含有層が、下記一般式（７）で表される構造を有する化合物を含有する請求項１から請求項７までのいずれか一項に記載の透明電極。
【化１１】
2015125845.tif 000084
［ただし一般式（７）中、
Ｒ７１〜Ｒ７３は、各々水素原子（Ｈ）又は置換基を表し、
Ａｒ７１は、芳香族炭化水素環基又は芳香族複素環基を表す。］
【請求項１９】
前記窒素含有層が、下記一般式（８）で表される構造を有する化合物を含有する請求項１から請求項７までのいずれか一項に記載の透明電極。
【化１２】
2015125845.tif 000085
［ただし一般式（８）中、
Ｒ８１〜Ｒ８６は、各々水素原子（Ｈ）又は置換基を表し、
Ｅ８０１〜Ｅ８０３は、各々−Ｃ（Ｒ８７）＝又は−Ｎ＝を表し、
前記Ｒ８７は、水素原子（Ｈ）又は置換基を表し、
Ａｒ８１は、芳香族炭化水素環基又は芳香族複素環基を表す。］
【請求項２０】
前記窒素含有層が、下記一般式（８ａ）で表される構造を有する化合物を含有する請求項１９に記載の透明電極。
【化１３】
2015125845.tif 000086
［ただし一般式（８ａ）中において、
Ｅ８０４〜Ｅ８１１は、各々−Ｃ（Ｒ８８）＝又は−Ｎ＝を表し、
前記Ｒ８８は、それぞれが水素原子（Ｈ）又は置換基と表し、
Ｅ８０８〜Ｅ８１１のうち少なくとも一つは−Ｎ＝であり、
Ｅ８０４〜Ｅ８０７、Ｅ８０８〜Ｅ８１１は、各々互いに結合して新たな環を形成してもよい。］
【請求項２１】
請求項１から請求項２０までのいずれか一項に記載の透明電極を有する電子デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、透明電極及び電子デバイスに関する。より詳しくは、導電性と光透過性とを兼ね備え、かつ寿命が向上した透明電極、さらにはこの透明電極を用いた電子デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
タッチパネル、液晶表示装置、有機エレクトロルミネッセンス素子、太陽電池等の電子デバイスでは、光取出し側の電極（透明電極）としては、酸化インジウムスズ（ＳｎＯ２−Ｉｎ２Ｏ３：Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ、以下、「ＩＴＯ」と略記。）等の酸化物半導体系の材料が一般的に用いられているが、ＩＴＯと銀とを積層して低抵抗化を狙った材料の検討が、例えば、特開２００２−１５６２３号公報、特開２００６−１６４９６１号公報においてなされている。しかしながら、ＩＴＯはレアメタルであるインジウムを使用しているため、材料コストが高く、また抵抗を下げるためには成膜後に３００℃程度でアニール処理する必要があり、さらなる低抵抗の要望に対しては限界がある等の問題を抱えていた。
【０００３】
近年、上記問題を踏まえ、透明電極の構成材料として、銀（Ａｇ）を適用した検討がなされている。銀は、上記ＩＴＯに比べると、導電性には優れているが、抵抗特性と透過率のトレードオフという問題を有している。
【０００４】
このような状況において、電気伝導率の高い銀とマグネシウム（Ｍｇ）との合金を用いて薄膜を構成する技術や、インジウムに代えて、安価で入手容易な金属材料を原料として薄膜を構成する技術が提案されている（例えば、特許文献１及び２参照。）。
【０００５】
特許文献１に記載の発明では、電極材料として銀とマグネシウムの合金を用いることにより、銀単独で形成した電極に比べ、薄膜条件で所望の導電性を得ることができ、透過率と導電性の両立を図ることができるとされている。
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載されている方法で得られる電極のシート抵抗値は、せいぜい１００Ω／□前後で、透明電極の導電性としては不十分であり、駆動電圧を低くできないという問題に加えて、マグネシウムは酸化されやすい特性であるため、長期間にわたる保存により性能が劣化しやすいという問題を抱えている。
【０００７】
また、特許文献２に記載されている発明では、インジウム（Ｉｎ）の代わりに、安価で入手が容易な亜鉛（Ｚｎ）やスズ（Ｓｎ）などの金属材料を原料として用いた透明導電膜が開示されている。しかしながら、これらの代替金属では、十分に抵抗値が下がらないこと、加えて、亜鉛を含有したＺｎＯ系の透明導電膜は、水と反応して性能が変動しやすいという特性を有している。また、スズを含有したＳｎＯ２系の透明導電膜は、エッチングによる加工が困難であるとの問題を有していることが判明した。
【０００８】
一方、膜厚が１５ｎｍ程度の薄膜で、透過性が高い銀膜を蒸着して陰極として用いた有機エレクトロルミネッセンス素子が開示されている（例えば、特許文献３参照。）。しかしながら、特許文献３で提案されている方法では、形成している銀膜は、電極としてはいまだ厚いため、透明電極としての光透過率（透過性）が十分でなく、マイグレーション（原子の移動）を起こしやすい。また、銀膜を更に薄くすると、導電性等を維持することが難しくなるため、光透過性と導電性を両立する技術の開発が切望されている。
【０００９】
我々は既に、銀薄膜と当該銀薄膜に接する窒素含有層として銀と相互作用の強い有機化合物を用いた透明電極を報告しているが（例えば、特許文献４参照。）、それらはＩＴＯ電極に対してシート抵抗値、光透過率及び保存性に優れているが、電子デバイス用途としてはさらなる導電性、光透過性及び寿命が向上した透明電極が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００６−３４４４９７号公報
【特許文献２】特開２００７−０３１７８６号公報
【特許文献３】米国特許出願公開第２０１１／０２６０１４８号明細書
【特許文献４】国際公開第２０１３／１０５５６９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、上記問題・状況に鑑みてなされたものであり、その解決課題は、十分な導電性と光透過性とを兼ね備え、かつ寿命が向上した透明電極を提供すること、及びこの透明電極を用いることによって性能の向上が図られた電子デバイスを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明者は、上記課題を解決すべく、上記問題の原因等について検討した結果、窒素含有層に対する電極層を構成する銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）及び白金（Ｐｔ）から選ばれるいずれか１種の金属元素の結合安定性の指標として、有効非共有電子対含有率を適用し、この値が所定の範囲内となる化合物を用いて窒素含有層を構成するようにした。これにより、後述するような「銅、金及び白金から選ばれるいずれか１種の金属元素の凝集を抑える」効果が確実に得られる窒素含有層を、電極層に隣接して設けることが可能になることを突き止めた。また、本発明者は、電極層を銅、金及び白金から選ばれるいずれか１種の金属元素と特定の添加元素との固溶体で構成することで、銅、金及び白金から選ばれるいずれか１種の金属元素のマイグレーション（原子の移動）が抑制されることを突き止めた。これにより、本発明者は、銅、金及び白金から選ばれるいずれか１種の金属元素を用いた透明電極における導電性の向上と光透過性の向上との両立とともに、信頼性及び電極寿命の向上を図ることが可能になることを見いだし本発明に至った。
すなわち、本発明に係る上記課題は、以下の手段により解決される。
【００１３】
１．窒素原子（Ｎ）を含有するとともに当該窒素原子（Ｎ）が有する非共有電子対のうち芳香族性に関与せずかつ金属に配位していない非共有電子対の数をｎ、分子量をＭとしたときの有効非共有電子対含有率［ｎ／Ｍ］が２．０×１０−３以上となる化合物を用いて構成された窒素含有層と、
銅、金及び白金から選ばれるいずれか１種の金属元素を主成分とし、添加元素として銀、アルミニウム、金、インジウム、銅、パラジウム及び白金のうち当該主成分の元素とは異なる少なくとも１種の元素を含有し、前記窒素含有層に隣接して設けられた電極層とを有する透明電極。
【００１４】
２．前記電極層が主成分として含有する金属元素が、銅である第１項に記載の透明電極。
【００１５】
３．前記化合物における前記有効非共有電子対含有率［ｎ／Ｍ］が、３．９×１０−３以上である第１項又は第２項に記載の透明電極。
【００１６】
４．前記化合物における前記有効非共有電子対含有率［ｎ／Ｍ］が、６．５×１０−３以上である第１項又は第２項に記載の透明電極。
【００１７】
５．前記窒素含有層は、前記電極層側の界面における前記有効非共有電子対含有率［ｎ／Ｍ］が２．０×１０−３以上である第１項から第４項までのいずれか一項に記載の透明電極。
【００１８】
６．前記電極層における前記添加元素の濃度が、０．０１〜１０．０原子％の範囲内である第１項から第５項までのいずれか一項に記載の透明電極。
【００１９】
７．前記窒素含有層が、前記化合物とともに他の化合物を用いて構成され、これらの化合物の混合比を考慮した前記有効非共有電子対含有率［ｎ／Ｍ］の平均値が、２．０×１０−３以上である第１項から第６項までのいずれか一項に記載の透明電極。
【００２０】
８．前記窒素含有層が、下記一般式（１）で表される構造を有する化合物を含有する第１項から第７項までのいずれか一項に記載の透明電極。
【００２１】
【化１】
2015125845.tif 000003
【００２２】
［ただし一般式（１）中において、
Ｘ１１は、−Ｎ（Ｒ１１）−又は−Ｏ−を表し、
Ｅ１０１〜Ｅ１０８は、各々−Ｃ（Ｒ１２）＝又は−Ｎ＝を表し、Ｅ１０１〜Ｅ１０８のうち少なくとも一つは−Ｎ＝であり、
前記Ｒ１１及び前記Ｒ１２は、それぞれが水素原子（Ｈ）又は置換基を表す。］
【００２３】
９．前記窒素含有層が、前記一般式（１）におけるＸ１１を−Ｎ（Ｒ１１）−とした下記一般式（１ａ）で表される構造を有する化合物を含有する第８項に記載の透明電極。
【００２４】
【化２】
2015125845.tif 000004
【００２５】
１０．前記窒素含有層が、前記一般式（１ａ）におけるＥ１０４を−Ｎ＝とした下記一般式（１ａ−１）で表される構造を有する化合物を含有する第９項に記載の透明電極。
【００２６】
【化３】
2015125845.tif 000005
【００２７】
１１．前記窒素含有層が、前記一般式（１ａ）におけるＥ１０３及びＥ１０６を−Ｎ＝とした下記一般式（１ａ−２）で表される構造を有する化合物を含有する第９項に記載の透明電極。
【００２８】
【化４】
2015125845.tif 000006
【００２９】
１２．前記窒素含有層が、前記一般式（１）におけるＸ１１を−Ｏ−とし、Ｅ１０４を−Ｎ＝とした下記一般式（１ｂ）で表される構造を有する化合物を含有する第８項に記載の透明電極。
【００３０】
【化５】
2015125845.tif 000007
【００３１】
１３．前記窒素含有層が、下記一般式（２）で表される構造を有する化合物を含有する第１項から第７項までのいずれか一項に記載の透明電極。
【００３２】
【化６】
2015125845.tif 000008
【００３３】
［ただし一般式（２）中、
Ｙ２１は、アリーレン基、ヘテロアリーレン基又はそれらの組み合わせからなる２価の連結基を表し、
Ｅ２０１〜Ｅ２１６、Ｅ２２１〜Ｅ２３８は、各々−Ｃ（Ｒ２１）＝又は−Ｎ＝を表し、
前記Ｒ２１は、水素原子（Ｈ）又は置換基を表し、
Ｅ２２１〜Ｅ２２９の少なくとも一つ及びＥ２３０〜Ｅ２３８の少なくとも一つは−Ｎ＝であり、
ｋ２１及びｋ２２は、０〜４の整数を表すが、ｋ２１＋ｋ２２は２以上の整数である。］
【００３４】
１４．前記窒素含有層が、下記一般式（３）で表される構造を有する化合物を含有する第１項から第７項までのいずれか一項に記載の透明電極。
【００３５】
【化７】
2015125845.tif 000009
【００３６】
［ただし一般式（３）中、
Ｅ３０１〜Ｅ３１２は、各々−Ｃ（Ｒ３１）＝を表し、
前記Ｒ３１は水素原子（Ｈ）又は置換基を表し、
Ｙ３１は、アリーレン基、ヘテロアリーレン基又はそれらの組み合わせからなる２価の連結基を表す。］
【００３７】
１５．前記窒素含有層が、下記一般式（４）で表される構造を有する化合物を含有する第１項から第７項までのいずれか一項に記載の透明電極。
【００３８】
【化８】
2015125845.tif 000010
【００３９】
［ただし一般式（４）中、
Ｅ４０１〜Ｅ４１４は、各々−Ｃ（Ｒ４１）＝を表し、
前記Ｒ４１は水素原子（Ｈ）又は置換基を表し、
Ａｒ４１は、置換あるいは無置換の、芳香族炭化水素環あるいは芳香族複素環を表し、
ｋ４１は３以上の整数を表す。］
【００４０】
１６．前記窒素含有層が、下記一般式（５）で表される構造を有する化合物を含有する第１項から第７項までのいずれか一項に記載の透明電極。
【００４１】
【化９】
2015125845.tif 000011
【００４２】
［ただし一般式（５）中、
Ｒ５１は置換基を表し、
Ｅ５０１、Ｅ５０２、Ｅ５１１〜Ｅ５１５及びＥ５２１〜Ｅ５２５は、各々−Ｃ（Ｒ５２）＝又は−Ｎ＝を表し、
Ｅ５０３〜Ｅ５０５は、各々−Ｃ（Ｒ５２）＝を表し、
前記Ｒ５２は、水素原子（Ｈ）又は置換基を表し、
Ｅ５０１及びＥ５０２のうち少なくとも一つは−Ｎ＝であり、
Ｅ５１１〜Ｅ５１５のうち少なくとも一つは−Ｎ＝であり、
Ｅ５２１〜Ｅ５２５のうち少なくとも一つは−Ｎ＝である。］
【００４３】
１７．前記窒素含有層が、下記一般式（６）で表される構造を有する化合物を含有する第１項から第７項までのいずれか一項に記載の透明電極。
【００４４】
【化１０】
2015125845.tif 000012
【００４５】
［ただし一般式（６）中、
Ｅ６０１〜Ｅ６１２は、各々−Ｃ（Ｒ６１）＝又は−Ｎ＝を表し、
前記Ｒ６１は水素原子（Ｈ）又は置換基を表し、
Ａｒ６１は、置換あるいは無置換の、芳香族炭化水素環あるいは芳香族複素環を表す。］
【００４６】
１８．前記窒素含有層が、下記一般式（７）で表される構造を有する化合物を含有する第１項から第７項までのいずれか一項に記載の透明電極。
【００４７】
【化１１】
2015125845.tif 000013
【００４８】
［ただし一般式（７）中、
Ｒ７１〜Ｒ７３は、各々水素原子（Ｈ）又は置換基を表し、
Ａｒ７１は、芳香族炭化水素環基又は芳香族複素環基を表す。］
【００４９】
１９．前記窒素含有層が、下記一般式（８）で表される構造を有する化合物を含有する第１項から第７項までのいずれか一項に記載の透明電極。
【００５０】
【化１２】
2015125845.tif 000014
【００５１】
［ただし一般式（８）中、
Ｒ８１〜Ｒ８６は、各々水素原子（Ｈ）又は置換基を表し、
Ｅ８０１〜Ｅ８０３は、各々−Ｃ（Ｒ８７）＝又は−Ｎ＝を表し、
前記Ｒ８７は、水素原子（Ｈ）又は置換基を表し、
Ａｒ８１は、芳香族炭化水素環基又は芳香族複素環基を表す。］
【００５２】
２０．前記窒素含有層が、下記一般式（８ａ）で表される構造を有する化合物を含有する第１９項に記載の透明電極。
【００５３】
【化１３】
2015125845.tif 000015
【００５４】
［ただし一般式（８ａ）中において、
Ｅ８０４〜Ｅ８１１は、各々−Ｃ（Ｒ８８）＝又は−Ｎ＝を表し、
前記Ｒ８８は、それぞれが水素原子（Ｈ）又は置換基と表し、
Ｅ８０８〜Ｅ８１１のうち少なくとも一つは−Ｎ＝であり、
Ｅ８０４〜Ｅ８０７、Ｅ８０８〜Ｅ８１１は、各々互いに結合して新たな環を形成してもよい。］
【００５５】
２１．第１項から第２０項までのいずれか一項に記載の透明電極を有する電子デバイス。
【発明の効果】
【００５６】
本発明の上記手段により、十分な導電性と光透過性とを兼ね備え、かつ寿命が向上した透明電極を提供することができる。また、透明電極を用いることによって性能の向上が図られた電子デバイスを提供することができる。
本発明の効果の発現機構ないし作用機構については、明確にはなっていないが、以下のように推察している。
【００５７】
本発明の透明電極は、次のような構成である。窒素原子を含有するとともに当該窒素原子が有する非共有電子対のうち芳香族性に関与せずかつ金属に配位していない非共有電子対の数をｎ、分子量をＭとしたときの有効非共有電子対含有率［ｎ／Ｍ］が２．０×１０−３以上となる化合物を用いて構成された窒素含有層を有する。また、銅、金及び白金から選ばれるいずれか１種の金属元素を主成分とし添加元素として銀、アルミニウム、金、インジウム、銅、パラジウム及び白金のうち主成分の元素とは異なる少なくとも１種の元素を含有し、前記窒素含有層に隣接して設けられた電極層を有する。
【００５８】
また本発明の電子デバイスは、上記構成の透明電極を有することを特徴としている。電子デバイスは、例えばタッチパネルであることとする。
【００５９】
以上のように構成された透明電極は、窒素原子を含有する化合物を用いて構成された窒素含有層に対して、銅、金及び白金から選ばれるいずれか１種の金属元素を主成分とした電極層を隣接させて設けた構成である。これにより銅、金及び白金から選ばれるいずれか１種の金属元素を主成分とする電極層は、窒素含有層を構成する窒素原子との相互作用により、隣接界面においての銅、金及び白金から選ばれるいずれか１種の金属元素の拡散距離が減少して凝集が抑えられたものとなる。このため、一般的には核成長型（Ｖｏｌｕｍｅｒ−Ｗｅｂｅｒ：ＶＷ型）での膜成長により島状に孤立しやすい銅、金及び白金から選ばれるいずれか１種の金属元素の薄膜が、単層成長型（Ｆｒａｎｋ−ｖａｎ  ｄｅｒ  Ｍｅｒｗｅ：ＦＭ型）の膜成長によって成膜されるようになる。したがって、薄い層厚でありながらも、均一な厚さの電極層が得られるようになる。
【００６０】
また窒素含有層に対する電極層を構成する銅、金及び白金から選ばれるいずれか１種の金属元素の結合安定性の指標として、有効非共有電子対含有率［ｎ／Ｍ］を適用し、この値が２．０×１０−３以上となる化合物を用いて窒素含有層を構成するようにした。これにより、上述したような「銅、金及び白金から選ばれるいずれか１種の金属元素の凝集を抑える」効果が確実に得られる窒素含有層を、電極層に隣接して設けることが可能になる。これは、後の実施例で詳細に説明するように、このような窒素含有層上には、６ｎｍといった極薄膜でありながらもシート抵抗値の測定が可能な電極層が形成されることからも確認された。
【００６１】
そして特に、銅、金及び白金から選ばれるいずれか１種の金属元素を主成分とする電極層には、銅、金及び白金から選ばれるいずれか１種の金属元素に対する固溶元素である銀、アルミニウム、金、インジウム、銅、パラジウム及び白金のうち主成分の元素とは異なる少なくとも１種の元素を含有させている。これにより、電極層は、銅、金及び白金から選ばれるいずれか１種の金属元素とこれらの添加元素との固溶体で構成されたものとなり、主成分の金属元素のマイグレーション（原子の移動）が抑制されたものとなる。
【００６２】
したがって、この透明電極においては、薄い層厚であることで光透過性を確保しつつも、均一な厚さであることで導電性が確保された電極層を確実に得ることができ、かつマイグレーションの発生が抑えられたことにより、このような光透過性及び導電性を維持することができる。これにより、銅、金及び白金から選ばれるいずれか１種の金属元素を用いた透明電極における導電性の向上と光透過性の向上との両立とともに、信頼性の向上を図ることが可能になる。
【００６３】
また、本発明は、銅、金及び白金から選ばれるいずれか１種の原子が窒素含有層に対しより強く相互作用するため、電極層の上部（電極層において窒素含有層と隣接しない側）の電子密度が疎になり、この結果、酸化等の反応が抑制され、ひいては、電極寿命が向上したと推察される。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の透明電極の構成を示す断面模式図
【図２】窒素原子の結合様式を説明するためのＴＢＡＣとＩｒ（ｐｐｙ）３の構造式を示す図
【図３】ピリジン環の構造式と分子軌道を示す図
【図４】ピロール環の構造式と分子軌道を示す図
【図５】イミダゾール環の構造式と分子軌道を示す図
【図６】δ−カルボリン環の構造式と分子軌道を示す図
【図７】透明電極に電極パターンをフォトリソグラフィー法で形成する一例を示す工程フロー図
【図８】電極パターンを有する透明電極対を具備した電子デバイスであるタッチパネルの構成の一例を示す斜視図
【図９】タッチパネルを構成する各透明電極の電極パターンの一例を示す平面図
【図１０】タッチパネルを構成する電極部分の一例を示す平面模式図
【図１１】タッチパネルの構成の一例を示す概略断面図
【図１２】本発明で好適に用いることができるタッチパネルの構成の一例を示す概略断面図
【図１３】本発明の透明電極を具備した電子デバイスである液晶表示装置の構成の一例を示す概略断面図
【図１４】窒素含有層の有効非共有電子対含有率［ｎ／Ｍ］と、窒素含有層に積層された電極層のシート抵抗値との関係を示すグラフ
【発明を実施するための形態】
【００６５】
本発明の透明電極は、窒素原子（Ｎ）を含有するとともに当該窒素原子（Ｎ）が有する非共有電子対のうち芳香族性に関与せず、かつ、金属に配位していない非共有電子対の数をｎ、分子量をＭとしたときの有効非共有電子対含有率［ｎ／Ｍ］が、２．０×１０−３以上となる化合物を用いて構成された窒素含有層と、銅、金及び白金から選ばれるいずれか１種の金属元素を主成分とし、添加元素として銀、アルミニウム、金、インジウム、銅、パラジウム及び白金のうち当該主成分の元素とは異なる少なくとも１種の元素を含有し、前記窒素含有層に隣接して設けられた電極層とを有することを特徴とする。この特徴は、請求項１から請求項２１までの請求項に係る発明に共通する技術的特徴である。
【００６６】
本発明の実施態様としては、本発明の効果発現の観点から、前記電極層が主成分として含有する金属元素が、銅であることが好ましい。
【００６７】
さらに、本発明においては、前記化合物における前記有効非共有電子対含有率［ｎ／Ｍ］が、３．９×１０−３以上であることが好ましく、より好ましくは、６．５×１０−３以上である。これにより、シート抵抗値をより低下させる効果が得られる。
【００６８】
また、本発明においては、前記窒素含有層は、前記電極層側の界面における前記有効非共有電子対含有率［ｎ／Ｍ］が２．０×１０−３以上であることが、本発明の効果発現の観点から好ましい。
【００６９】
また、本発明においては、前記電極層における前記添加元素の濃度が、０．０１〜１０．０原子％の範囲内であると、高い光透過率、低いシート抵抗値及び良好な高温・高湿保存性が得られるため好ましい。
【００７０】
また、本発明においては、前記窒素含有層が、前記化合物とともに他の化合物を用いて構成され、これらの化合物の混合比を考慮した前記有効非共有電子対含有率［ｎ／Ｍ］の平均値が、２．０×１０−３以上であることが、本発明の効果発現の観点から好ましい。
【００７１】
また、本発明においては、前記窒素含有層が、上記一般式（１）、（１ａ）、（２）〜（８）又は（８ａ）で表される構造を有する化合物を含有することが、化合物中の窒素と、電極層を構成する上記主成分の金属元素との間で強力な相互作用を発現できるため、好ましい。
【００７２】
本発明の透明電極は、電子デバイスに好適に具備され得る。
【００７３】
以下、本発明とその構成要素、及び本発明を実施するための形態・態様について、図面に基き、次に示す順で詳細に説明する。なお、本願において、「〜」は、その前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む意味で使用する。
１．透明電極
２．透明電極の用途
３．タッチパネルの第１例（２枚の透明基板を用いた構成）
４．タッチパネルの第２例（透明基板上に２層の透明電極を設けた構成）
５．液晶表示装置
【００７４】
≪１．透明電極≫
図１は、本発明の実施形態の透明電極の構成を示す断面模式図である。この図に示すように、透明電極１は、窒素含有層３と、これに隣接して設けられた電極層５とを積層した２層構造であり、例えば基材１１の上部に、窒素含有層３及び電極層５の順に設けられている。このうち、透明電極１における電極部分を構成する電極層５は、銅、金及び白金から選ばれるいずれか１種の金属元素を主成分として構成された層である。また窒素含有層３は、窒素原子（Ｎ）を含有する化合物を用いて構成されており、特に電極層５を構成する主材料である銅、金及び白金から選ばれるいずれか１種の金属の原子と安定的に結合する窒素原子の非共有電子対を［有効非共有電子対］とし、この［有効非共有電子対］の含有率が所定範囲である化合物を用いていることを特徴としている。さらに、電極層５は、銅、金及び白金から選ばれるいずれか１種の金属元素を主成分とし、添加元素として銀、アルミニウム、金、インジウム、銅、パラジウム及び白金のうち当該主成分の元素とは異なる少なくとも１種の元素を含有していることを特徴としている。
また、上述の電極層５の上にさらに窒素含有層３が積層されていてもよく、このような構成であれば、電極層表面を平滑にして、上層との密着性等を向上する観点から好ましい。
【００７５】
以下に、このような積層構造の透明電極１が設けられる基材１１、透明電極１を構成する窒素含有層３及び電極層５の順に、詳細な構成を説明する。なお、本発明の透明電極１の透明とは波長５５０ｎｍでの光透過率が５０％以上であることをいう。
【００７６】
＜基材１１＞
本発明の透明電極１が形成される基材１１は、例えばガラス、プラスチック等を挙げることができるが、これらに限定されない。また、基材１１は透明であっても不透明であってもよい。本発明の透明電極１が、基材１１側から光を取り出す電子デバイスに用いられる場合には、基材１１は透明であることが好ましい。好ましく用いられる透明な基材１１としては、ガラス、石英及び透明樹脂フィルムを挙げることができる。特に好ましい基材１１は、透明電極１及びこれを用いて構成される液晶表示装置などの電子デバイスにフレキシブル性を与えることが可能な樹脂フィルムである。
【００７７】
ガラスとしては、例えば、シリカガラス、ソーダ石灰シリカガラス、鉛ガラス、ホウケイ酸塩ガラス及び無アルカリガラス等が挙げられる。これらのガラス材料の表面には、窒素含有層３との密着性、耐久性及び平滑性の観点から、必要に応じて、研磨等の物理的処理を施したり、無機物又は有機物からなる被膜や、これらの被膜を組み合わせたハイブリッド被膜が形成される。
【００７８】
樹脂フィルムとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等のポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、セロファン、セルロースジアセテート、セルローストリアセテート（ＴＡＣ）、セルロースアセテートブチレート、セルロースアセテートプロピオネート（ＣＡＰ）、セルロースアセテートフタレート、セルロースナイトレート等のセルロースエステル類又はそれらの誘導体、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアルコール、ポリエチレンビニルアルコール、シンジオタクティックポリスチレン、ポリカーボネート、ノルボルネン樹脂、ポリメチルペンテン、ポリエーテルケトン、ポリイミド、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリフェニレンスルフィド、ポリスルホン類、ポリエーテルイミド、ポリエーテルケトンイミド、ポリアミド、フッ素樹脂、ナイロン、ポリメチルメタクリレート、アクリルあるいはポリアリレート類、アートン（商品名ＪＳＲ社製）あるいはアペル（商品名三井化学社製）といったシクロオレフィン系樹脂等が挙げられる。
【００７９】
樹脂フィルムの表面には、無機物又は有機物からなる被膜や、これらの被膜を組み合わせたハイブリッド被膜が形成されていてもよい。このような被膜及びハイブリッド被膜は、ＪＩＳ−Ｋ−７１２９−１９９２に準拠した方法で測定された、水蒸気透過度（２５±０．５℃、相対湿度９０±２％ＲＨ）が０．０１ｇ／（ｍ２・２４時間）以下のバリア性フィルム（バリア膜等ともいう）であることが好ましい。またさらには、ＪＩＳ−Ｋ−７１２６−１９８７に準拠した方法で測定された酸素透過度が１×１０−３ｍｌ／（ｍ２・２４時間・ａｔｍ）以下、水蒸気透過度が１×１０−５ｇ／（ｍ２・２４時間）以下の高バリア性フィルムであることが好ましい。
【００８０】
以上のようなバリア性フィルムを形成する材料としては、水分や酸素等素子の劣化をもたらすものの浸入を抑制する機能を有する材料であればよく、例えば、酸化ケイ素、二酸化ケイ素及び窒化ケイ素等を用いることができる。さらに当該バリア性フィルムの脆弱性を改良するために、これら無機層と有機材料からなる層（有機層）の積層構造を持たせることがより好ましい。無機層と有機層の積層順については特に制限はないが、両者を交互に複数回積層させることが好ましい。
【００８１】
バリア性フィルムの形成方法については特に限定はなく、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、反応性スパッタリング法、分子線エピタキシー法、クラスターイオンビーム法、イオンプレーティング法、プラズマ重合法、大気圧プラズマ重合法、プラズマＣＶＤ法、レーザーＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法及びコーティング法等を用いることができるが、特開２００４−６８１４３号公報に記載の大気圧プラズマ重合法によるものが特に好ましい。
【００８２】
一方、基材１１が不透明なものである場合、例えば、アルミニウム、ステンレス等の金属基板、不透明樹脂基板及びセラミック製の基板等を用いることができる。これらの基板は、フレキシブルに屈曲するフィルム状であってもよい。
【００８３】
＜窒素含有層３＞
窒素含有層３は、電極層５に隣接して設けられた層であり、窒素原子（Ｎ）を含有する化合物を用いて構成されている。そして特にこの化合物は、当該化合物に含有される窒素原子のうち、特に電極層５を構成する主材料である銅、金及び白金から選ばれるいずれか１種の金属元素と安定的に結合する窒素原子の非共有電子対を［有効非共有電子対］とし、この［有効非共有電子対］の含有率が所定範囲であることを特徴としている。
【００８４】
ここで［有効非共有電子対］とは、化合物に含有される窒素原子が有する非共有電子対のうち、芳香族性に関与せずかつ金属に配位していない非共有電子対である。ここでの芳香族性とは、π電子を持つ原子が環状に並んだ不飽和環状構造をいい、いわゆる「ヒュッケル則」に従う芳香族性であって、環上のπ電子系に含まれる電子の数が「４ｎ＋２」（ｎ＝０、又は自然数）個であることを条件としている。
【００８５】
以上のような［有効非共有電子対］は、その非共有電子対を備えた窒素原子自体が、芳香環を構成するヘテロ原子であるか否かにかかわらず、窒素原子が有する非共有電子対が芳香族性と関与しているか否かによって選択される。例えば、ある窒素原子が芳香環を構成するヘテロ原子であっても、その窒素原子の非共有電子対が、芳香族性に必須要素として直接的に関与しない非共有電子対、すなわち共役不飽和環構造（芳香環）上の非局在化したπ電子系に芳香族性発現のために必須のものとして関与していない非共有電子対であれば、その非共有電子対は［有効非共有電子対］の一つとしてカウントされる。これに対して、ある窒素原子が芳香環を構成するヘテロ原子でない場合であっても、その窒素原子の非共有電子対が芳香族性に関与していれば、その窒素原子の非共有電子対は［有効非共有電子対］としてカウントされることはない。なお、各化合物において、上述した［有効非共有電子対］の数ｎは、［有効非共有電子対］を有する窒素原子の数と一致する。
【００８６】
次に、［有効非共有電子対］について、具体例を挙げて詳細に説明する。
【００８７】
窒素原子は、第１５族元素であり、最外殻に５個の電子を有する。このうち３個の不対電子は他の原子との共有結合に用いられ、残りの２個は一対の非共有電子対となる。このため、通常、窒素原子の結合本数は３本である。
【００８８】
例えば、窒素原子を有する基として、アミノ基（−ＮＲ１Ｒ２）、アミド基（−Ｃ（＝Ｏ）ＮＲ１Ｒ２）、ニトロ基（−ＮＯ２）、シアノ基（−ＣＮ）、ジアゾ基（−Ｎ２）、アジド基（−Ｎ３）、ウレア結合（−ＮＲ１Ｃ＝ＯＮＲ２−）、イソチオシアネート基（−Ｎ＝Ｃ＝Ｓ）及びチオアミド基（−Ｃ（＝Ｓ）ＮＲ１Ｒ２）などが挙げられる。なお、Ｒ１及びＲ２は、それぞれ水素原子（Ｈ）又は置換基である。これらの基を構成する窒素原子の非共有電子対は、芳香族性に関与せずかつ金属に配位していないため、［有効非共有電子対］に該当する。このうち、ニトロ基（−ＮＯ２）の窒素原子が有する非共有電子対は、酸素原子との共鳴構造に利用されているものの、以降の実施例で示すように良好な効果が得られていることから、芳香族性に関与せずかつ金属に配位していない［有効非共有電子対］として窒素上に存在すると考えられる。
【００８９】
また、窒素原子は、非共有電子対を利用することで４本目の結合を作り出すこともできる。この場合の一例について図２を用いて説明する。図２は、テトラブチルアンモニウムクロライド（ＴＢＡＣ）の構造式と、トリス（２−フェニルピリジン）イリジウム（III）［Ｉｒ（ｐｐｙ）３］の構造式である。
【００９０】
このうち、ＴＢＡＣは、四つのブチル基のうちの一つが窒素原子とイオン結合しており、対イオンとして塩化物イオンを有する第四級アンモニウム塩である。この場合、窒素原子の非共有電子対を構成する電子のうちの一つは、ブチル基とのイオン結合に供与される。このため、ＴＢＡＣの窒素原子は、そもそも非共有電子対が存在していないと同等になる。したがって、ＴＢＡＣを構成する窒素原子の非共有電子対は、芳香族性に関与せずかつ金属に配位していない［有効非共有電子対］には該当しない。
【００９１】
また、Ｉｒ（ｐｐｙ）３は、イリジウム原子と窒素原子とが配位結合している中性の金属錯体である。このＩｒ（ｐｐｙ）３を構成する窒素原子の非共有電子対は、イリジウム原子に配位していて、配位結合に利用されている。したがって、Ｉｒ（ｐｐｙ）３を構成する窒素原子の非共有電子対も、芳香族性に関与せずかつ金属に配位していない［有効非共有電子対］には該当しない。
【００９２】
また、窒素原子は、芳香環を構成することのできるヘテロ原子として一般的であり、芳香族性の発現に寄与することができる。この「含窒素芳香環」としては、例えば、ピリジン環、ピラジン環、ピリミジン環、トリアジン環、ピロール環、イミダゾール環、ピラゾール環、トリアゾール環及びテトラゾール環等が挙げられる。
【００９３】
図３は、以上に例示した基のうちの一つであるピリジン環の構造式と分子軌道を示す図である。図３に示すとおり、ピリジン環は、６員環状に並んだ共役（共鳴）不飽和環構造において、非局在化したπ電子の数が６個であるため、４ｎ＋２（ｎ＝０又は自然数）のヒュッケル則を満たす。６員環内の窒素原子は、−ＣＨ＝を置換したものであるため、１個の不対電子を６π電子系に動員するのみで、非共有電子対は芳香族性発現のために必須のものとして関与していない。
【００９４】
したがって、ピリジン環を構成する窒素原子の非共有電子対は、芳香族性に関与せずかつ金属に配位していない［有効非共有電子対］に該当する。
【００９５】
図４は、ピロール環の構造式と分子軌道を示す図である。図４に示すとおり、ピロール環は、５員環を構成する炭素原子のうちの一つが窒素原子に置換された構造であるが、やはりπ電子の数は６個であり、ヒュッケル則を満たした含窒素芳香環である。ピロール環の窒素原子は、水素原子とも結合しているため、非共有電子対が６π電子系に動員される。
【００９６】
したがって、ピロール環の窒素原子は、非共有電子対を有するものの、この非共有電子対は、芳香族性発現のために必須のものとして利用されているため、芳香族性に関与せずかつ金属に配位していない［有効非共有電子対］には該当しない。
【００９７】
図５は、イミダゾール環の構造式と分子軌道を示す図である。図５に示すとおり、イミダゾール環は、二つの窒素原子Ｎ１及びＮ２が、５員環内の１位及び３位に置換した構造を有しており、やはりπ電子数が６個の含窒素芳香環である。このうち一つの窒素原子Ｎ１は、１個の不対電子のみを６π電子系に動員し、非共有電子対を芳香族性発現のために利用していないピリジン環型の窒素原子であり、この窒素原子Ｎ１の非共有電子対は、［有効非共有電子対］に該当する。これに対して、他方の窒素原子Ｎ２は、非共有電子対を６π電子系に動員しているピロール環型の窒素原子であるため、この窒素原子Ｎ２の非共有電子対は、［有効非共有電子対］に該当しない。
【００９８】
したがって、イミダゾール環においては、これを構成する二つの窒素原子Ｎ１及びＮ２のうちの一つの窒素原子Ｎ１の非共有電子対のみが、［有効非共有電子対］に該当する。
【００９９】
以上のような「含窒素芳香環」の窒素原子における非共有電子対の選別は、含窒素芳香環骨格を有する縮環化合物の場合も同様に適用される。
【０１００】
図６は、δ−カルボリン環の構造式と分子軌道を示す図である。図６に示すとおり、δ−カルボリン環は、含窒素芳香環骨格を有する縮環化合物であり、ベンゼン環骨格、ピロール環骨格及びピリジン環骨格がこの順に縮合したアザカルバゾール化合物である。このうち、ピリジン環の窒素原子Ｎ３は１個の不対電子のみをπ電子系に動員し、ピロール環の窒素原子Ｎ４は非共有電子対をπ電子系に動員しており、環を形成している炭素原子からの１１個のπ電子とともに、全体のπ電子数が１４個の芳香環となっている。
【０１０１】
したがって、δ−カルボリン環の二つの窒素原子Ｎ３及びＮ４のうち、ピリジン環を構成する窒素原子Ｎ３の非共有電子対は［有効非共有電子対］に該当するが、ピロール環を構成する窒素原子Ｎ４の非共有電子対は、［有効非共有電子対］に該当しない。
【０１０２】
このように、縮環化合物を構成する窒素原子の非共有電子対は、縮環化合物を構成するピリジン環やピロール環等の単環中の結合と同様に縮環化合物中の結合に関与する。
【０１０３】
そして以上説明した［有効非共有電子対］は、電極層５の主成分である銅、金及び白金から選ばれるいずれか１種の金属元素と強い相互作用を発現するために重要である。そのような［有効非共有電子対］を有する窒素原子は、安定性及び耐久性の観点から、含窒素芳香環中の窒素原子であることが好ましい。したがって、窒素含有層３に含有される化合物は、［有効非共有電子対］を持つ窒素原子をヘテロ原子とした芳香族複素環を有することが好ましい。
【０１０４】
特に本実施形態においては、このような化合物の分子量Ｍに対する［有効非共有電子対］の数ｎを、例えば有効非共有電子対含有率［ｎ／Ｍ］と定義する。そして窒素含有層３は、この［ｎ／Ｍ］が、２．０×１０−３以上となるように選択された化合物を用いて構成されているところが特徴的である。また窒素含有層３は、以上のように定義される有効非共有電子対含有率［ｎ／Ｍ］が、３．９×１０−３以上の範囲であれば好ましく、６．５×１０−３以上の範囲であればさらに好ましい。
【０１０５】
また窒素含有層３は、有効非共有電子対含有率［ｎ／Ｍ］が上述した所定範囲である化合物を用いて構成されていればよく、このような化合物のみで構成されていてもよく、またこのような化合物と他の化合物とを混合して用いて構成されていてもよい。他の化合物は、窒素原子が含有されていてもいなくてもよく、さらに有効非共有電子対含有率［ｎ／Ｍ］が上述した所定範囲でなくてもよい。
【０１０６】
窒素含有層３が、複数の化合物を用いて構成されている場合、例えば化合物の混合比に基づき、これらの化合物を混合した混合化合物の分子量Ｍを求め、この分子量Ｍに対しての［有効非共有電子対］の合計の数ｎを、有効非共有電子対含有率［ｎ／Ｍ］の平均値として求め、この値が上述した所定範囲であることが好ましい。つまり窒素含有層３自体の有効非共有電子対含有率［ｎ／Ｍ］が所定範囲であることが好ましい。
【０１０７】
なお、窒素含有層３が、複数の化合物を用いて構成されている場合であって、厚さ方向に化合物の混合比（含有比）が異なる構成であれば、電極層５と接する側の窒素含有層３の表面層における有効非共有電子対含有率［ｎ／Ｍ］が所定範囲であればよい。
【０１０８】
以下に、窒素含有層３を構成する化合物として、有効非共有電子対含有率［ｎ／Ｍ］が２．０×１０−３以上を満たす化合物の具体例（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．４８）を示す。また、下記表１には、これらの化合物Ｎｏ．１〜Ｎｏ．４８の分子量Ｍ、［有効非共有電子対］の数ｎ、及び有効非共有電子対含有率［ｎ／Ｍ］（表１〜表３までの含有率）を示す。下記化合物Ｎｏ．３３の銅フタロシアニンにおいては、窒素原子が有する非共有電子対のうち銅に配位していない非共有電子対が［有効非共有電子対］としてカウントされる。
【０１０９】
【化１４】
2015125845.tif 000016
【０１１０】
【化１５】
2015125845.tif 000017
【０１１１】
【化１６】
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【０１１２】
【化１７】
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【０１１３】
【化１８】
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【０１１４】
【化１９】
2015125845.tif 000021
【０１１５】
【表１】
2015125845.tif 000022
【０１１６】
なお、上記表１には、これらの例示化合物が、以降に説明する他の化合物を表す一般式（１）〜（８ａ）にも属する場合の該当一般式を示した。
【０１１７】
また窒素含有層３を構成する化合物としては、以上のような有効非共有電子対含有率［ｎ／Ｍ］が上述した所定範囲である化合物に加え、他の化合物を用いてもよい。窒素含有層３に用いられる他の化合物は、有効非共有電子対含有率［ｎ／Ｍ］が上述した所定範囲で有る無しにかかわらず、窒素原子を含有する化合物が好ましく用いられる。中でも［有効非共有電子対］を有する窒素原子を含有する化合物が特に好ましく用いられる。また窒素含有層３に用いられる他の化合物は、この窒素含有層３を備えた透明電極１が適用される電子デバイスごとに必要とされる性質を有する化合物が用いられる。
例えば、この透明電極１には、窒素含有層３を構成する化合物として、以降に説明する一般式（１）〜（８ａ）で表される構造を有する化合物が用いられてもよい。
【０１１８】
これらの一般式（１）〜（８ａ）で示される構造を有する化合物の中には、有効非共有電子対含有率［ｎ／Ｍ］の範囲に当てはまる化合物も含まれ、このような化合物であれば単独で窒素含有層３を構成する化合物として用いることができる（上記表１参照）。一方、下記一般式（１）〜（８ａ）で示される構造を有する化合物が、有効非共有電子対含有率［ｎ／Ｍ］の範囲に当てはまらない化合物であれば、有効非共有電子対含有率［ｎ／Ｍ］が上述した範囲の化合物と混合することで窒素含有層３を構成する化合物として用いることができる。
【０１１９】
【化２０】
2015125845.tif 000023
【０１２０】
上記一般式（１）中におけるＸ１１は、−Ｎ（Ｒ１１）−又は−Ｏ−を表す。また一般式（１）中におけるＥ１０１〜Ｅ１０８は、各々−Ｃ（Ｒ１２）＝又は−Ｎ＝を表す。Ｅ１０１〜Ｅ１０８のうち少なくとも一つは−Ｎ＝である。上記Ｒ１１及びＲ１２は、それぞれが水素原子（Ｈ）又は置換基を表す。
【０１２１】
この置換基の例としては、アルキル基（例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基及びペンタデシル基等）、シクロアルキル基（例えば、シクロペンチル基及びシクロヘキシル基等）、アルケニル基（例えば、ビニル基及びアリル基等）、アルキニル基（例えば、エチニル基及びプロパルギル基等）、芳香族炭化水素基（芳香族炭素環基及びアリール基等ともいい、例えば、フェニル基、ｐ−クロロフェニル基、メシチル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基、アントリル基、アズレニル基、アセナフテニル基、フルオレニル基、フェナントリル基、インデニル基、ピレニル基及びビフェニリル基）、芳香族複素環基（例えば、フリル基、チエニル基、ピリジル基、ピリダジニル基、ピリミジニル基、ピラジニル基、トリアジニル基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、チアゾリル基、キナゾリニル基、カルバゾリル基、カルボリニル基、ジアザカルバゾリル基（前記カルボリニル基のカルボリン環を構成する任意の炭素原子の一つが窒素原子で置き換わったものを示す）及びフタラジニル基等）、複素環基（例えば、ピロリジル基、イミダゾリジル基、モルホリル基及びオキサゾリジル基等）、アルコキシ基（例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロピルオキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、オクチルオキシ基及びドデシルオキシ基等）、シクロアルコキシ基（例えば、シクロペンチルオキシ基及びシクロヘキシルオキシ基等）、アリールオキシ基（例えば、フェノキシ基及びナフチルオキシ基等）、アルキルチオ基（例えば、メチルチオ基、エチルチオ基、プロピルチオ基、ペンチルチオ基、ヘキシルチオ基、オクチルチオ基及びドデシルチオ基等）、シクロアルキルチオ基（例えば、シクロペンチルチオ基及びシクロヘキシルチオ基等）、アリールチオ基（例えば、フェニルチオ基及びナフチルチオ基等）、アルコキシカルボニル基（例えば、メチルオキシカルボニル基、エチルオキシカルボニル基、ブチルオキシカルボニル基、オクチルオキシカルボニル基及びドデシルオキシカルボニル基等）、アリールオキシカルボニル基（例えば、フェニルオキシカルボニル基及びナフチルオキシカルボニル基等）、スルファモイル基（例えば、アミノスルホニル基、メチルアミノスルホニル基、ジメチルアミノスルホニル基、ブチルアミノスルホニル基、ヘキシルアミノスルホニル基、シクロヘキシルアミノスルホニル基、オクチルアミノスルホニル基、ドデシルアミノスルホニル基、フェニルアミノスルホニル基、ナフチルアミノスルホニル基及び２−ピリジルアミノスルホニル基等）、アシル基（例えば、アセチル基、エチルカルボニル基、プロピルカルボニル基、ペンチルカルボニル基、シクロヘキシルカルボニル基、オクチルカルボニル基、２−エチルヘキシルカルボニル基、ドデシルカルボニル基、フェニルカルボニル基、ナフチルカルボニル基及びピリジルカルボニル基等）、アシルオキシ基（例えば、アセチルオキシ基、エチルカルボニルオキシ基、ブチルカルボニルオキシ基、オクチルカルボニルオキシ基、ドデシルカルボニルオキシ基及びフェニルカルボニルオキシ基等）、アミド基（例えば、メチルカルボニルアミノ基、エチルカルボニルアミノ基、ジメチルカルボニルアミノ基、プロピルカルボニルアミノ基、ペンチルカルボニルアミノ基、シクロヘキシルカルボニルアミノ基、２−エチルヘキシルカルボニルアミノ基、オクチルカルボニルアミノ基、ドデシルカルボニルアミノ基、フェニルカルボニルアミノ基及びナフチルカルボニルアミノ基等）、カルバモイル基（例えば、アミノカルボニル基、メチルアミノカルボニル基、ジメチルアミノカルボニル基、プロピルアミノカルボニル基、ペンチルアミノカルボニル基、シクロヘキシルアミノカルボニル基、オクチルアミノカルボニル基、２−エチルヘキシルアミノカルボニル基、ドデシルアミノカルボニル基、フェニルアミノカルボニル基、ナフチルアミノカルボニル基及び２−ピリジルアミノカルボニル基等）、ウレイド基（例えば、メチルウレイド基、エチルウレイド基、ペンチルウレイド基、シクロヘキシルウレイド基、オクチルウレイド基、ドデシルウレイド基、フェニルウレイド基ナフチルウレイド基及び２−ピリジルアミノウレイド基等）、スルフィニル基（例えば、メチルスルフィニル基、エチルスルフィニル基、ブチルスルフィニル基、シクロヘキシルスルフィニル基、２−エチルヘキシルスルフィニル基、ドデシルスルフィニル基、フェニルスルフィニル基、ナフチルスルフィニル基及び２−ピリジルスルフィニル基等）、アルキルスルホニル基（例えば、メチルスルホニル基、エチルスルホニル基、ブチルスルホニル基、シクロヘキシルスルホニル基、２−エチルヘキシルスルホニル基及びドデシルスルホニル基等）、アリールスルホニル基又はヘテロアリールスルホニル基（例えば、フェニルスルホニル基、ナフチルスルホニル基及び２−ピリジルスルホニル基等）、アミノ基（例えば、アミノ基、エチルアミノ基、ジメチルアミノ基、ブチルアミノ基、シクロペンチルアミノ基、２−エチルヘキシルアミノ基、ドデシルアミノ基、アニリノ基、ナフチルアミノ基、２−ピリジルアミノ基、ピペリジル基（ピペリジニル基ともいう）及び２，２，６，６−テトラメチルピペリジニル基等）、ハロゲン原子（例えば、フッ素原子、塩素原子及び臭素原子等）、フッ化炭化水素基（例えば、フルオロメチル基、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基及びペンタフルオロフェニル基等）、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキシ基、メルカプト基、シリル基（例えば、トリメチルシリル基、トリイソプロピルシリル基、トリフェニルシリル基及びフェニルジエチルシリル基等）、リン酸エステル基（例えば、ジヘキシルホスホリル基等）、亜リン酸エステル基（例えば、ジフェニルホスフィニル基等）及びホスホノ基等が挙げられる。
【０１２２】
これらの置換基の一部は、上記の置換基によってさらに置換されていてもよい。また、これらの置換基は複数が互いに結合して環を形成していてもよい。これらの置換基は、化合物と銅、金及び白金から選ばれるいずれか１種の金属元素との相互作用を阻害することのないものが好ましく用いられ、さらには有効非共有電子対を有する窒素を有するものが特に好ましく適用される。なお、以上の置換基に関する記述は、以降に説明する一般式（２）〜（８ａ）の説明において示される置換基に対して同様に適用される。
【０１２３】
以上のような一般式（１）で表される構造を有する化合物は、化合物中の窒素と、電極層５を構成する銅、金及び白金から選ばれるいずれか１種の金属元素との間で強力な相互作用を発現できるため、好ましい。
【０１２４】
【化２１】
2015125845.tif 000024
【０１２５】
上記一般式（１ａ）で示される構造を有する化合物は、上記一般式（１）で示される構造を有する化合物の一形態であり、一般式（１）におけるＸ１１を−Ｎ（Ｒ１１）−とした化合物である。このような化合物であれば、上記相互作用をより強力に発現できるため、好ましい。
【０１２６】
【化２２】
2015125845.tif 000025
【０１２７】
上記一般式（１ａ−１）で示される構造を有する化合物は、上記一般式（１ａ）で示される構造を有する化合物の一形態であり、一般式（１ａ）におけるＥ１０４を−Ｎ＝とした化合物である。このような化合物であれば、より効果的に上記相互作用を発現できるため、好ましい。
【０１２８】
【化２３】
2015125845.tif 000026
【０１２９】
上記一般式（１ａ−２）で示される構造を有する化合物は、上記一般式（１ａ）で示される構造を有する化合物の他の一形態であり、一般式（１ａ）におけるＥ１０３及びＥ１０６を−Ｎ＝とした化合物である。このような化合物は、窒素原子の数が多いことから、より強力に上記相互作用を発現できるため、好ましい。
【０１３０】
【化２４】
2015125845.tif 000027
【０１３１】
上記一般式（１ｂ）で示される構造を有する化合物は、上記一般式（１）で示される構造を有する化合物の他の一形態であり、一般式（１）におけるＸ１１を−Ｏ−とし、Ｅ１０４を−Ｎ＝とした化合物である。このような化合物であれば、より効果的に上記相互作用を発現できるため、好ましい。
【０１３２】
さらに、以下の一般式（２）〜（８ａ）で表される構造を有する化合物であれば、より効果的に上記相互作用を発現できるため、好ましい。
【０１３３】
【化２５】
2015125845.tif 000028
【０１３４】
上記一般式（２）は、一般式（１）の一形態でもある。上記一般式（２）の式中、Ｙ２１は、アリーレン基、ヘテロアリーレン基又はそれらの組み合わせからなる２価の連結基を表す。Ｅ２０１〜Ｅ２１６、Ｅ２２１〜Ｅ２３８は、各々−Ｃ（Ｒ２１）＝又は−Ｎ＝を表す。Ｒ２１は水素原子（Ｈ）又は置換基を表す。ただし、Ｅ２２１〜Ｅ２２９の少なくとも一つ、及びＥ２３０〜Ｅ２３８の少なくとも一つは−Ｎ＝を表す。ｋ２１及びｋ２２は０〜４の整数を表すが、ｋ２１＋ｋ２２は２以上の整数である。
【０１３５】
一般式（２）において、Ｙ２１で表されるアリーレン基としては、例えば、ｏ−フェニレン基、ｐ−フェニレン基、ナフタレンジイル基、アントラセンジイル基、ナフタセンジイル基、ピレンジイル基、ナフチルナフタレンジイル基、ビフェニルジイル基（例えば、［１，１′−ビフェニル］−４，４′−ジイル基、３，３′−ビフェニルジイル基及び３，６−ビフェニルジイル基等）、テルフェニルジイル基、クアテルフェニルジイル基、キンクフェニルジイル基、セキシフェニルジイル基、セプチフェニルジイル基、オクチフェニルジイル基、ノビフェニルジイル基及びデシフェニルジイル基等が例示される。
【０１３６】
また一般式（２）において、Ｙ２１で表されるヘテロアリーレン基としては、例えば、カルバゾール環、カルボリン環、ジアザカルバゾール環（モノアザカルボリン環ともいい、カルボリン環を構成する炭素原子の一つが窒素原子で置き換わった構成の環構成を示す）、トリアゾール環、ピロール環、ピリジン環、ピラジン環、キノキサリン環、チオフェン環、オキサジアゾール環、ジベンゾフラン環、ジベンゾチオフェン環及びインドール環からなる群から導出される２価の基等が例示される。
【０１３７】
Ｙ２１で表されるアリーレン基、ヘテロアリーレン基又はそれらの組み合わせからなる２価の連結基の好ましい態様としては、ヘテロアリーレン基の中でも、３環以上の環が縮合してなる縮合芳香族複素環から導出される基を含むことが好ましく、また、当該３環以上の環が縮合してなる縮合芳香族複素環から導出される基としては、ジベンゾフラン環から導出される基又はジベンゾチオフェン環から導出される基が好ましい。
【０１３８】
一般式（２）において、Ｅ２０１〜Ｅ２０８のうちの六つ以上、及びＥ２０９〜Ｅ２１６のうちの六つ以上が、各々−Ｃ（Ｒ２１）＝で表されることが好ましい。
【０１３９】
一般式（２）において、Ｅ２２５〜Ｅ２２９の少なくとも一つ、及びＥ２３４〜Ｅ２３８の少なくとも一つが−Ｎ＝を表すことが好ましい。
【０１４０】
さらには、一般式（２）において、Ｅ２２５〜Ｅ２２９のいずれか一つ、及びＥ２３４〜Ｅ２３８のいずれか一つが−Ｎ＝を表すことが好ましい。
【０１４１】
また、一般式（２）において、Ｅ２２１〜Ｅ２２４及びＥ２３０〜Ｅ２３３が、各々−Ｃ（Ｒ２１）＝で表されることが好ましい態様として挙げられる。
【０１４２】
さらに、一般式（２）で表される化合物において、Ｅ２０３が−Ｃ（Ｒ２１）＝で表され、かつＲ２１が連結部位を表すことが好ましく、さらに、Ｅ２１１も同時に−Ｃ（Ｒ２１）＝で表され、かつＲ２１が連結部位を表すことが好ましい。
【０１４３】
さらに、Ｅ２２５及びＥ２３４が−Ｎ＝で表されることが好ましく、Ｅ２２１〜Ｅ２２４及びＥ２３０〜Ｅ２３３が、各々−Ｃ（Ｒ２１）＝で表されることが好ましい。
【０１４４】
【化２６】
2015125845.tif 000029
【０１４５】
上記一般式（３）は、一般式（１ａ−２）の一形態でもある。上記一般式（３）の式中、Ｅ３０１〜Ｅ３１２は、各々−Ｃ（Ｒ３１）＝を表し、Ｒ３１は水素原子（Ｈ）又は置換基を表す。また、Ｙ３１は、アリーレン基、ヘテロアリーレン基又はそれらの組み合わせからなる２価の連結基を表す。
【０１４６】
また一般式（３）において、Ｙ３１で表されるアリーレン基、ヘテロアリーレン基又はそれらの組み合わせからなる２価の連結基の好ましい態様としては、一般式（２）のＹ２１と同様のものが挙げられる。
【０１４７】
【化２７】
2015125845.tif 000030
【０１４８】
上記一般式（４）は、一般式（１ａ−１）の一形態でもある。上記一般式（４）の式中、Ｅ４０１〜Ｅ４１４は、各々−Ｃ（Ｒ４１）＝を表し、Ｒ４１は水素原子（Ｈ）又は置換基を表す。またＡｒ４１は、置換あるいは無置換の、芳香族炭化水素環あるいは芳香族複素環を表す。さらにｋ４１は３以上の整数を表す。
【０１４９】
また一般式（４）において、Ａｒ４１が芳香族炭化水素環を表す場合、この芳香族炭化水素環としては、ベンゼン環、ビフェニル環、ナフタレン環、アズレン環、アントラセン環、フェナントレン環、ピレン環、クリセン環、ナフタセン環、トリフェニレン環、ｏ−テルフェニル環、ｍ−テルフェニル環、ｐ−テルフェニル環、アセナフテン環、コロネン環、フルオレン環、フルオラントレン環、ナフタセン環、ペンタセン環、ペリレン環、ペンタフェン環、ピセン環、ピレン環、ピラントレン環及びアンスラアントレン環等が挙げられる。これらの環は、さらに一般式（１）のＲ１１及びＲ１２として例示した置換基を有してもよい。
【０１５０】
また一般式（４）において、Ａｒ４１が芳香族複素環を表す場合、この芳香族複素環としては、フラン環、チオフェン環、オキサゾール環、ピロール環、ピリジン環、ピリダジン環、ピリミジン環、ピラジン環、トリアジン環、ベンゾイミダゾール環、オキサジアゾール環、トリアゾール環、イミダゾール環、ピラゾール環、チアゾール環、インドール環、ベンゾイミダゾール環、ベンゾチアゾール環、ベンゾオキサゾール環、キノキサリン環、キナゾリン環、フタラジン環、カルバゾール環及びアザカルバゾール環等が挙げられる。なお、アザカルバゾール環とは、カルバゾール環を構成するベンゼン環の炭素原子が一つ以上窒素原子で置き換わったものを示す。これらの環は、さらに一般式（１）において、Ｒ１１及びＲ１２として例示した置換基を有してもよい。
【０１５１】
【化２８】
2015125845.tif 000031
【０１５２】
上記一般式（５）の式中、Ｒ５１は置換基を表す。Ｅ５０１、Ｅ５０２、Ｅ５１１〜Ｅ５１５及びＥ５２１〜Ｅ５２５は、各々−Ｃ（Ｒ５２）＝又は−Ｎ＝を表す。Ｅ５０３〜Ｅ５０５は、各々−Ｃ（Ｒ５２）＝を表す。Ｒ５２は、水素原子（Ｈ）又は置換基を表す。Ｅ５０１及びＥ５０２のうちの少なくとも一つは−Ｎ＝であり、Ｅ５１１〜Ｅ５１５のうちの少なくとも一つは−Ｎ＝であり、Ｅ５２１〜Ｅ５２５のうちの少なくとも一つは−Ｎ＝である。
【０１５３】
【化２９】
2015125845.tif 000032
【０１５４】
上記一般式（６）の式中、Ｅ６０１〜Ｅ６１２は、各々−Ｃ（Ｒ６１）＝又は−Ｎ＝を表し、Ｒ６１は水素原子（Ｈ）又は置換基を表す。またＡｒ６１は、置換あるいは無置換の、芳香族炭化水素環あるいは芳香族複素環を表す。
【０１５５】
また一般式（６）において、Ａｒ６１が表す、置換あるいは無置換の、芳香族炭化水素環あるいは芳香族複素環は、一般式（４）のＡｒ４１と同様のものが挙げられる。
【０１５６】
【化３０】
2015125845.tif 000033
【０１５７】
上記一般式（７）の式中、Ｒ７１〜Ｒ７３は、各々水素原子（Ｈ）又は置換基を表し、Ａｒ７１は、芳香族炭化水素環基あるいは芳香族複素環基を表す。
【０１５８】
また一般式（７）において、Ａｒ７１が表す芳香族炭化水素環あるいは芳香族複素環は、一般式（４）のＡｒ４１と同様のものが挙げられる。
【０１５９】
【化３１】
2015125845.tif 000034
【０１６０】
上記一般式（８）は、一般式（７）の一形態でもある。上記一般式（８）の式中、Ｒ８１〜Ｒ８６は、各々水素原子（Ｈ）又は置換基を表す。Ｅ８０１〜Ｅ８０３は、各々−Ｃ（Ｒ８７）＝又は−Ｎ＝を表し、Ｒ８７は水素原子（Ｈ）又は置換基を表す。Ａｒ８１は、芳香族炭化水素環基又は芳香族複素環基を表す。
【０１６１】
また一般式（８）において、Ａｒ８１が表す、芳香族炭化水素環あるいは芳香族複素環は、一般式（４）のＡｒ４１と同様のものが挙げられる。
【０１６２】
【化３２】
2015125845.tif 000035
【０１６３】
上記一般式（８ａ）で示される構造を有する化合物は、上記一般式（８）で示される構造を有する化合物の一形態であり、一般式（８）におけるＡｒ８１がカルバゾール誘導体である。上記一般式（８ａ）の式中、Ｅ８０４〜Ｅ８１１は、各々−Ｃ（Ｒ８８）＝又は−Ｎ＝を表し、Ｒ８８は水素原子（Ｈ）又は置換基を表す。Ｅ８０８〜Ｅ８１１のうち少なくとも一つは−Ｎ＝であり、Ｅ８０４〜Ｅ８０７、Ｅ８０８〜Ｅ８１１は、各々互いに結合して新たな環を形成してもよい。
【０１６４】
また窒素含有層３を構成するさらに他の化合物として、以上のような一般式（１）〜（８ａ）で表される化合物の他、下記に具体例を示す化合物１〜１６６が例示される。これらの化合物は、電極層５を構成する銅、金及び白金から選ばれるいずれか１種の金属の原子と相互作用する窒素原子を含有する化合物である。
なお、これらの化合物１〜１６６の中には、有効非共有電子対含有率［ｎ／Ｍ］の範囲に当てはまる化合物も含まれ、このような化合物であれば単独で窒素含有層３を構成する化合物として用いることができる。さらに、これらの化合物１〜１６６の中には、上述した一般式（１）〜（８ａ）に当てはまる化合物もある。
【０１６５】
【化３３】
2015125845.tif 000036
【０１６６】
【化３４】
2015125845.tif 000037
【０１６７】
【化３５】
2015125845.tif 000038
【０１６８】
【化３６】
2015125845.tif 000039
【０１６９】
【化３７】
2015125845.tif 000040
【０１７０】
【化３８】
2015125845.tif 000041
【０１７１】
【化３９】
2015125845.tif 000042
【０１７２】
【化４０】
2015125845.tif 000043
【０１７３】
【化４１】
2015125845.tif 000044
【０１７４】
【化４２】
2015125845.tif 000045
【０１７５】
【化４３】
2015125845.tif 000046
【０１７６】
【化４４】
2015125845.tif 000047
【０１７７】
【化４５】
2015125845.tif 000048
【０１７８】
【化４６】
2015125845.tif 000049
【０１７９】
【化４７】
2015125845.tif 000050
【０１８０】
【化４８】
2015125845.tif 000051
【０１８１】
【化４９】
2015125845.tif 000052
【０１８２】
【化５０】
2015125845.tif 000053
【０１８３】
【化５１】
2015125845.tif 000054
【０１８４】
【化５２】
2015125845.tif 000055
【０１８５】
【化５３】
2015125845.tif 000056
【０１８６】
【化５４】
2015125845.tif 000057
【０１８７】
【化５５】
2015125845.tif 000058
【０１８８】
【化５６】
2015125845.tif 000059
【０１８９】
【化５７】
2015125845.tif 000060
【０１９０】
【化５８】
2015125845.tif 000061
【０１９１】
【化５９】
2015125845.tif 000062
【０１９２】
【化６０】
2015125845.tif 000063
【０１９３】
【化６１】
2015125845.tif 000064
【０１９４】
【化６２】
2015125845.tif 000065
【０１９５】
【化６３】
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【０１９６】
【化６４】
2015125845.tif 000067
【０１９７】
【化６５】
2015125845.tif 000068
【０１９８】
【化６６】
2015125845.tif 000069
【０１９９】
［化合物の合成例］
以下に代表的な化合物の合成例として、化合物５の具体的な合成例を示すが、これに限定されない。
【０２００】
【化６７】
2015125845.tif 000070
【０２０１】
工程１：（中間体１の合成）
窒素雰囲気下、２，８−ジブロモジベンゾフラン（１．０モル）、カルバゾール（２．０モル）、銅粉末（３．０モル）及び炭酸カリウム（１．５モル）を、ＤＭＡｃ（ジメチルアセトアミド）３００ｍｌ中で混合し、１３０℃で２４時間撹拌した。これによって得た反応液を室温まで冷却後、トルエン１Ｌを加え、蒸留水で３回洗浄し、減圧雰囲気下において洗浄物から溶媒を留去し、その残渣をシリカゲルフラッシュクロマトグラフィー（ｎ−ヘプタン：トルエン＝４：１〜３：１）にて精製し、中間体１を収率８５％で得た。
【０２０２】
工程２：（中間体２の合成）
室温、大気下で中間体１（０．５モル）をＤＭＦ（ジメチルホルムアミド）１００ｍｌに溶解し、ＮＢＳ（Ｎ−ブロモコハク酸イミド）（２．０モル）を加え、一晩室温で撹拌した。得られた沈殿を濾過し、メタノールで洗浄し、中間体２を収率９２％で得た。
【０２０３】
工程３：（化合物５の合成）
窒素雰囲気下、中間体２（０．２５モル）、２−フェニルピリジン（１．０モル）、ルテニウム錯体［（η６−Ｃ６Ｈ６）ＲｕＣｌ２］２（０．０５モル）、トリフェニルホスフィン（０．２モル）及び炭酸カリウム（１２モル）を、ＮＭＰ（Ｎ−メチル−２−ピロリドン）３Ｌ中で混合し、１４０℃で一晩撹拌した。
【０２０４】
反応液を室温まで冷却後、ジクロロメタン５Ｌを加え、反応液を濾過した。次いで減圧雰囲気下（８００Ｐａかつ８０℃）において濾液から溶媒を留去し、その残渣をシリカゲルフラッシュクロマトグラフィー（ＣＨ２Ｃｌ２：Ｅｔ３Ｎ＝２０：１〜１０：１）にて精製した。
【０２０５】
減圧雰囲気下において、精製物から溶媒を留去した後、その残渣をジクロロメタンに再び溶解し、水で３回洗浄した。洗浄によって得られた物質を無水硫酸マグネシウムで乾燥させ、減圧雰囲気下において乾燥後の物質から溶媒を留去することにより、化合物５を収率６８％で得た。
【０２０６】
［窒素含有層３の成膜方法］
以上のような窒素含有層３が基材１１上に成膜されたものである場合、その成膜方法としては、塗布法、インクジェット法、コーティング法及びディップ法などのウェットプロセスを用いる方法や、蒸着法（抵抗加熱及びＥＢ法など）、スパッタ法及びＣＶＤ法などのドライプロセスを用いる方法などが挙げられる。中でも蒸着法が好ましく適用される。
【０２０７】
特に、複数の化合物を用いて窒素含有層３を成膜する場合であれば、複数の蒸着源から複数の化合物を同時に供給する共蒸着が適用される。また化合物として高分子材料を用いる場合であれば、塗布法が好ましく適用される。この場合、化合物を溶媒に溶解させた塗布液を用いる。化合物を溶解させる溶媒が限定されることはない。さらに、複数の化合物を用いて窒素含有層３を成膜する場合であれば、複数の化合物を溶解させることが可能な溶媒を用いて塗布液を作製すればよい。
【０２０８】
＜電極層５＞
電極層５は、銅、金及び白金から選ばれるいずれか１種の金属元素を主成分とし添加元素を含有した層であって、窒素含有層３に隣接して成膜された層である。電極層５を構成する添加元素は、銅、金及び白金から選ばれるいずれか１種の金属元素と均一に溶け合って固溶体を構成する元素のうち、特に金属元素が用いられる。このような添加元素は、銀、アルミニウム、金、インジウム、銅、パラジウム及び白金のうち主成分の元素とは異なる少なくとも１種の元素である。電極層５は、このうちの少なくとも１種の元素を含有していることとする。
【０２０９】
また電極層５における、上述した添加元素の濃度は、０．０１〜１０．０原子％の範囲であることが好ましい。
【０２１０】
以上のような電極層５は、銅、金及び白金から選ばれるいずれか１種の金属元素を主成分として添加元素を含有する合金層が、必要に応じて複数の層に分けて積層された構成であってもよい。また１層の電極層５又は複数層からなる電極層５の各層に、複数種類の添加元素が添加されていてもよい。
【０２１１】
さらにこの電極層５は、厚さが４〜１２ｎｍの範囲にあることが好ましい。厚さが１２ｎｍ以下であることにより、層の吸収成分又は反射成分が低く抑えられ、電極層５の光透過率が維持されるため好ましい。また、厚さが４ｎｍ以上であることにより、層の導電性も確保される。
【０２１２】
以上のような電極層５の成膜方法としては、塗布法、インクジェット法、コーティング法及びディップ法などのウェットプロセスを用いる方法や、蒸着法（抵抗加熱及びＥＢ法など）、スパッタ法及びＣＶＤ法などのドライプロセスを用いる方法などが挙げられる。
【０２１３】
例えば、スパッタ法を適用した電極層５の成膜であれば、主材料である銅、金及び白金から選ばれるいずれか１種の金属元素に対して添加元素の濃度があらかじめ調整されたスパッタターゲット用意し、このスパッタゲートを用いたスパッタ成膜を行う。
【０２１４】
また特に、添加元素としてアルミニウム、金又はインジウムを用いる場合であれば、蒸着法を適用した電極層５の成膜が行われる。この場合、これらの添加元素と銅、金及び白金から選ばれるいずれか１種の金属元素とを共蒸着する。この際、添加元素の蒸着速度と銅、金及び白金から選ばれるいずれか１種の金属元素の蒸着速度とをそれぞれ調整することにより、主材料（主成分）である銅、金及び白金から選ばれるいずれか１種の金属元素に対する添加元素の添加濃度を調整した蒸着成膜を行う。
【０２１５】
また電極層５は、窒素含有層３上に成膜されることにより、成膜後の高温アニール処理等がなくても十分に導電性を有することを特徴とするが、必要に応じて、成膜後に高温アニール処理等を行ったものであってもよい。
【０２１６】
なお、以上のような、窒素含有層３とこれに隣接して設けられた電極層５とからなる積層構造の透明電極１は、電極層５の上部が保護膜で覆われていても、別の導電性層が積層されていてもよい。この場合、透明電極１の光透過性を損なうことのないように、保護膜及び導電性層が光透過性を有することが好ましい。また、窒素含有層３の下部、すなわち、窒素含有層３と基材１１との間にも、必要に応じた層を設けた構成としてもよい。
【０２１７】
＜透明電極１の効果＞
以上のように構成された透明電極１は、窒素原子を含有する化合物を用いて構成された窒素含有層３に隣接させて、銅、金及び白金から選ばれるいずれか１種の金属元素を主成分とした電極層５を設けた構成である。これにより、窒素含有層３に隣接させて電極層５を成膜する際には、電極層５を構成する銅、金及び白金から選ばれるいずれか１種の金属の原子が窒素含有層３を構成する窒素原子を含んだ化合物と相互作用し、銅、金及び白金から選ばれるいずれか１種の金属の原子の窒素含有層３表面においての拡散距離が減少し、銅、金及び白金から選ばれるいずれか１種の金属元素の凝集が抑えられる。このため、一般的には核成長型（Ｖｏｌｕｍｅｒ−Ｗｅｂｅｒ：ＶＷ型）での膜成長により島状に孤立しやすい銅、金及び白金から選ばれるいずれか１種の金属元素の薄膜が、単層成長型（Ｆｒａｎｋ−ｖａｎ  ｄｅｒ  Ｍｅｒｗｅ：ＦＭ型）の膜成長によって成膜されるようになる。したがって、薄い層厚でありながらも、均一な厚さの電極層５が得られるようになる。
【０２１８】
そして特に、窒素含有層３に対する電極層５を構成する銅、金及び白金から選ばれるいずれか１種の金属元素の結合安定性の指標として、有効非共有電子対含有率［ｎ／Ｍ］を適用し、この値が２．０×１０−３以上となる化合物を用いて窒素含有層３を構成するようにした。これにより、上述したような「銅、金及び白金から選ばれるいずれか１種の金属元素の凝集を抑える」効果が確実に得られる窒素含有層３を設けることが可能になる。これは、後の実施例で詳細に説明するように、このような窒素含有層３上には、６ｎｍと言った極薄膜でありながらもシート抵抗値の測定が可能な電極層５が形成されることからも確認された。
【０２１９】
そして特に、銅、金及び白金から選ばれるいずれか１種の金属元素を主成分とする電極層５には、銅、金及び白金から選ばれるいずれか１種の金属元素に対する固溶元素である銀、アルミニウム、金、インジウム、銅、パラジウム及び白金のうち主成分の元素とは異なる少なくとも１種の元素を含有させている。これにより、電極層５は、銅、金及び白金から選ばれるいずれか１種の金属元素とこれらの添加元素とが均一に溶け合った固溶体で構成されたものとなり、電極層５内においての銅、金及び白金から選ばれるいずれか１種の金属元素のマイグレーションが抑制される。このため、電極層５においての銅、金及び白金から選ばれるいずれか１種の金属元素のマイグレーションによる膜質の劣化が防止される。またこの他にも、銅、金及び白金から選ばれるいずれか１種の金属元素にこれらの固溶元素を添加して電極層５とすることにより、電極層５の酸化や硫化が防止される。
【０２２０】
したがって、この透明電極１においては、薄い層厚であることで光透過性を確保しつつも、均一な厚さであることで導電性が確保された電極層５を確実に得ることができ、かつマイグレーションの発生が抑えられたことにより、このような光透過性及び導電性を維持することができる。これにより、銅、金及び白金から選ばれるいずれか１種の金属元素を用いた透明電極１における導電性の向上と光透過性の向上との両立とともに、信頼性の向上を図ることが可能になる。
【０２２１】
またこのような透明電極１は、レアメタルであるインジウム（Ｉｎ）を用いていないため低コストであり、またＺｎＯのような化学的に不安定な材料を用いていないことからも長期信頼性に優れたものとなる。
【０２２２】
≪２．透明電極の用途≫
上記構成からなる本発明の透明電極１は、各種電子デバイスに用いることができる。電子デバイスの例としては、例えば、タッチパネル、液晶表示素子、有機エレクトロルミネッセンス素子、ＬＥＤ（ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）及び太陽電池等が挙げられ、これらの電子デバイスにおいて、光透過性を必要とされる電極部材として、本発明の透明電極１を用いることができる。
【０２２３】
〔タッチパネル〕
以下、本発明の透明電極を適用した電子デバイスの一例として、本発明の透明電極にフォトリソグラフィー法による電極パターンを形成したのち、それをタッチパネルへの適用する例について説明する。
【０２２４】
（透明電極のパターニング）
透明な基材１１（以下、「透明基材１１」ともいう。）上に、窒素含有層３と当該窒素含有層３に隣接して、銅、金、又は白金を主成分とする電極層５を有する本発明の透明電極１は、例えば、フォトリソグラフィー法により、例えば、有機溶媒を含有するエッチング液を用いて、図８〜図１０に示すような電極パターンを形成することができる。
【０２２５】
〈エッチング液：有機溶媒〉
本発明において、エッチング液としては、少なくとも有機溶媒を含有していることが好ましく、有機溶媒として、特に制限はないが、中間層に対する溶解能を備えた有機溶媒であることが好ましく、より好ましくは、エーテルアルコール、ケトン及びエステルから選ばれる少なくとも１種である。
【０２２６】
また、本発明においては、エッチング液に、上記有機溶媒とともに、銅、金、又は白金で構成される電極層をより完全に溶解して除去する目的で、各金属元素の溶剤を併用することもできる。
【０２２７】
〈製造工程〉
以下、フォトリソグラフィー法による電極パターンの形成方法について説明する。
【０２２８】
本発明に適用するフォトリソグラフィー法とは、硬化性樹脂等のレジスト塗布、予備加熱、露光、現像（未硬化樹脂の除去）、リンス、有機溶媒を含むエッチング液によるエッチング処理及びレジスト剥離の各工程を経ることにより、透明電極を、図８〜図１０に示すような所望のパターンに加工する方法である。
【０２２９】
本発明では、従来公知の一般的なフォトリソグラフィー法を適宜利用することができる。例えば、レジストとしてはポジ型又はネガ型のいずれのレジストでも使用可能である。また、レジスト塗布後、必要に応じて予備加熱又はプリベークを実施することができる。露光に際しては、所期のパターンを有するパターンマスクを配置し、その上から、用いたレジストに適合する波長の光、一般には紫外線や電子線等を照射すればよい。露光後、用いたレジストに適合する現像液で現像を行う。現像後、水等のリンス液で現像を止めるとともに洗浄を行うことで、レジストパターンが形成される。次いで、形成されたレジストパターンを、必要に応じて前処理又はポストベークを実施してから、有機溶媒を含むエッチング液によるエッチングで、レジストで保護されていない領域の中間層の溶解及び電極層の除去を行う。エッチング後、残留するレジストを剥離することによって、所期のパターンを有する透明電極が得られる。このように、本発明に適用されるフォトリソグラフィー法は、当業者に一般に認識されている方法であり、その具体的な適用態様は当業者であれば所期の目的に応じて容易に選定することができる。
【０２３０】
次いで、図を交えて、本発明に適用可能な電極パターンの形成方法について説明する。
【０２３１】
図７は、透明電極に電極パターンをフォトリソグラフィー法で形成する一例を示す工程フロー図である。
【０２３２】
第１ステップとして、図７の（ａ）で示すように、透明基材１１上に窒素含有層３及び電極層５を積層して、未加工の透明電極１を作製する。
【０２３３】
次いで、図７の（ｂ）で示すレジスト膜の形成工程で、電極層５上に感光性樹脂組成物等から構成されるレジスト膜６を均一に塗設する。感光性樹脂組成物としては、ネガ型感光性樹脂組成物あるいはポジ型感光性樹脂組成物を用いることができる。
【０２３４】
塗布方法としては、マイクログラビアコーティング、スピンコーティング、ディップコーティング、カーテンフローコーティング、ロールコーティング、スプレーコーティング及びスリットコーティングなどの公知の方法によって電極層上に塗布し、ホットプレート、オーブンなどの加熱装置でプリベークすることができる。プリベークは、例えば、ホットプレート等を用いて、５０〜１５０℃の範囲内で３０秒〜３０分間行うことができる。
【０２３５】
次いで、図７の（ｃ）に示す露光工程で、所定の電極パターンにより作製したマスク７を介して、ステッパー、ミラープロジェクションマスクアライナー（ＭＰＡ）及びパラレルライトマスクアライナーなどの露光機８を用いて、１０〜４０００Ｊ／ｍ２程度（波長３６５ｎｍ露光量換算）の光を、次工程で除去するレジスト膜６Ａに照射する。露光光源に制限はなく、紫外線及び電子線や、ＫｒＦ（波長２４８ｎｍ）レーザー及びＡｒＦ（波長１９３ｎｍ）レーザーなどを用いることができる。
【０２３６】
次いで、図７の（ｄ）に示す現像工程で、露光済みの透明電極を、現像液に浸漬して、光照射した領域のレジスト膜６Ａを溶解する。
【０２３７】
現像方法としては、シャワー、ディッピング及びパドルなどの方法で現像液に５秒〜１０分間浸漬することが好ましい。現像液としては、公知のアルカリ現像液を用いることができる。具体例としては、アルカリ金属の水酸化物、炭酸塩、リン酸塩、ケイ酸塩、ホウ酸塩などの無機アルカリ、２−ジエチルアミノエタノール、モノエタノールアミン、ジエタノールアミンなどのアミン類、テトラメチルアンモニウムヒドロキサイド及びコリンなどの４級アンモニウム塩を１種あるいは２種以上含む水溶液などが挙げられる。現像後、水でリンスすることが好ましく、続いて５０℃以上１５０℃以下の範囲で乾燥ベークを行ってもよい。
【０２３８】
次いで、図７の（ｅ）に示すように、上記説明したエッチング液９を用いたエッチング処理を行う。
【０２３９】
具体的には、例えば、エーテルアルコール、ケトン又はエステル等の有機溶媒を含むエッチング液に、透明電極１を浸漬し、レジスト膜６で保護されていない領域の窒素含有層３を溶解するとともに及び中間層に保持されている薄膜の電極層も同時に除去することにより、所定の電極パターンを形成する。
【０２４０】
最後に、図７の（ｆ）に示すように、レジスト膜剥離液、例えば、ナガセケムテックス社製のＮ−３００に浸漬して、電極層５上のレジスト膜６を除去する。
【０２４１】
《タッチパネルの構成》
次いで、本発明の透明電極を適用することができるタッチパネルの構成について、代表的な実施形態の詳細について説明する。
【０２４２】
〔実施形態１：２枚の透明基材上に２層の透明電極を設けた構成〕
図８は、上述した本発明の透明電極を用い、後述の図１１で示す構成からなるタッチパネル２１の概略構成を示す斜視図である。また、図９は、タッチパネル２１の電極構成を示す２枚の透明電極１−１及び１−２の平面図である。
【０２４３】
これらの図に示すタッチパネル２１は、投影型静電容量式のタッチパネルである。このタッチパネル２１は、２枚の透明基材１１（第１の透明基材１１−１及び第２の透明基材１１−２）の一主面上に、第１の透明電極１−１及び第２の透明電極１−２がこの順に配置され、この上部が前面板１３で覆われている。
【０２４４】
第１の透明電極１−１及び第２の透明電極１−２は、それぞれが、図１及び図７を用いて説明したタッチパネル用の電極パターンが形成された透明電極１である。したがって、第１の透明電極１−１は、第１の窒素含有層３−１と第１の電極層５−１とがこの順に積層された構成である。同様に第２の透明電極１−２は、第２の窒素含有層３−２と第２の電極層５−２とがこの順に積層された構成である。
【０２４５】
以下、タッチパネル２１を構成する主要各層の詳細を、第１の透明基材１１−１、第２の透明基材１１−２側から順に説明する。なお、ここでは、図８及び図９とともに、図１０の電極部分の平面模式図及び、そのＡ−Ａ断面に相当する図１１の断面模式図を用いて説明を行う。また、図１及び図７で説明したと同様の構成要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【０２４６】
（透明基材１１）
図８〜図１０までに示す第１の透明基材１１−１、第２の透明基材１１−２は、先の透明電極１で説明した基材１１である。
【０２４７】
（第１の窒素含有層３−１（第１の透明電極１−１））
第１の窒素含有層３−１は、先の透明電極１で説明した窒素含有層３であり、透明基材１１上に成膜されている。ここでは一例として、第１の窒素含有層３−１は、第１の透明基材１１−１に電極層５−１と同一形状にパターニングされている。
【０２４８】
（第１の電極層５−１（第１の透明電極１−１））
第１の電極層５−１は、先の透明電極で説明した電極層５であり、第１の窒素含有層３−１上においてパターニングされた複数のｘ電極パターン５ｘ１、５ｘ２、（中略）等として構成されている。各ｘ電極パターン５ｘ１、５ｘ２、（中略）等は、それぞれがｘ方向に延設された状態で、互いに間隔を保って並列に配置されている。これらの各ｘ電極パターン５ｘ１、５ｘ２、（中略）等は、例えば、ｘ方向に配列されたひし形のパターン部分を、ひし形の頂点付近において、ｘ方向に直線状に連結した形状であることとする。
【０２４９】
また、各ｘ電極パターン５ｘ１、５ｘ２、（中略）等には、それぞれの端部にｘ配線１７ｘが接続されている。これらのｘ配線１７ｘは、第１の透明基材１１−１上における周縁領域において配線され、第１の透明基材１１−１の端縁に引き出されている。このような各ｘ配線１７ｘは、ｘ電極パターン５ｘ１、５ｘ２、（中略）等と同様に、銅、金、又は白金を主成分とする第１の電極層５−１として構成されたものである。
【０２５０】
（第２の窒素含有層３−２（第２の透明電極１−２））
第２の窒素含有層３−２は、先の透明電極１で説明した窒素含有層３であり、第２の透明基材１１−２上に成膜されていて、第２の電極層５−２と同一形状にパターニングされている。
【０２５１】
（第２の電極層５−２（第２の透明電極１−２））
第２の電極層５−２は、先の透明電極１で説明した電極層５であり、第２の窒素含有層３−２上においてパターニングされた複数のｙ電極パターン５ｙ１、５ｙ２、（中略）等として構成されている。各ｙ電極パターン５ｙ１、５ｙ２、（中略）等は、それぞれがｘ電極パターン５ｘ１、５ｘ２、（中略）等と直交するｙ方向に延設された状態で、互いに間隔を保って並列に配置されている。これらの各ｙ電極パターン５ｙ１、５ｙ２、（中略）等は、例えば、ｙ方向に配列されたひし形のパターン部分を、ひし形の頂点付近においてｙ方向に直線状に連結した形状であることとする。
【０２５２】
ここで、図１０に示すように、各ｙ電極パターン５ｙ１、５ｙ２、（中略）等を構成するひし形のパターン部分は、ｘ電極パターン５ｘ１、５ｘ２、（中略）等を形成するひし形のパターン部分に対して平面視的に重なることのない位置に配置され、重なることのない範囲でできるだけ大きな範囲を占める形状となっている。これにより、第２の透明基材１１−２の中央部の領域においては、第１の電極層５−１で構成されたｘ電極パターン５ｘ１、５ｘ２、（中略）等及び第２の電極層５−２で構成されたｙ電極パターン５ｙ１、５ｙ２、（中略）等が視認され難い構成となっている。
【０２５３】
各ｙ電極パターン５ｙ１、５ｙ２、（中略）等は、ひし形の電極パターンの連結部分においてのみ、各ｘ電極パターン５ｘ１、５ｘ２、（中略）等と積層される。これらの積層部分には、第２の基材１１−２及び第２の窒素含有層３−２が挟持され、これによってｘ電極パターン５ｘ１、５ｘ２、（中略）等とｙ電極パターン５ｙ１、５ｙ２、（中略）等との絶縁性が確保された状態となっている。
また、積層された第１の基材１１−１と第２の基材１１−２との間は、ここでの図示を省略した接着剤によって貼り合せられており、この接着剤によっても、第１の電極層５−１と第２の電極層５−２とが絶縁される。
【０２５４】
また、各ｙ電極パターン５ｙ１、５ｙ２、（中略）等には、それぞれの端部にｙ配線１７ｙが接続されている。これらのｙ配線１７ｙは、第２の透明基材１１−２上における周縁領域において配線され、ｘ配線１７ｘと並ぶように第２の透明基材１１−２の端縁に引き出されている。このような各ｙ配線１７ｙは、ｙ電極パターン５ｙ１、５ｙ２、（中略）等と同様に、銅、金、又は白金を主成分とする第２の電極層５−２として構成されたものである。
【０２５５】
なお、第２の透明基材１１−２の端縁に引き出されたｘ配線１７ｘ及びｙ配線１７ｙには、フレキシブルプリント基材などが接続される構成となっている。
【０２５６】
（前面板１３）
図８及び図１１に図示した前面板１３は、タッチパネル２１において入力位置に対応する部分が押圧される板材である。このような前面板１３は、光透過性を有する板材であって、透明基材１１と同様のものが用いられる。またこの前面板１３は、必要に応じた光学特性を備えた材料を選択して用いてもよい。このような前面板１３は、例えば接着剤１５に（図１１参照。）よって第２の透明電極１−２側に張り合わせられていることとする。この接着剤１５は、光透過性を有するものであれば、特に材料が限定されることはない。
【０２５７】
またこの前面板１３には、第１の透明基材１１−１及び第２の透明基材１１−２の周縁を覆う遮光膜が設けられ、ｘ電極パターン５ｘ１、５ｘ２、（中略）等から引き出されたｘ配線１７ｘ、及びｙ電極パターン５ｙ１、５ｙ２、（中略）等から引き出されたｙ配線１７ｙが、前面板１３側から視認されることを防止している。
【０２５８】
（タッチパネルの動作）
以上のようなタッチパネル２１を動作させる場合、ｘ配線１７ｘ及びｙ配線１７ｙに接続させたフレキシブルプリント基材などから、ｘ電極パターン５ｘ１、５ｘ２、（中略）等及びｙ電極パターン５ｙ１、５ｙ２、（中略）等に対して電圧を印加しておく。この状態で、前面板１３の表面に指又はタッチペンが触れると、タッチパネル２１内に存在する各部の容量が変化し、ｘ電極パターン５ｘ１、５ｘ２、（中略）等及びｙ電極パターン５ｙ１、５ｙ２、（中略）等の電圧の変化となって現れる。この変化は、指又はタッチペンが触れた位置からの距離によって異なり、指又はタッチペンが触れた位置で最も大きくなる。このため、電圧の変化が最大となる、ｘ電極パターン５ｘ１、５ｘ２、（中略）等及びｙ電極パターン５ｙ１、５ｙ２、（中略）等でアドレスされた位置が、指又はタッチペンが触れた位置として検出される。
【０２５９】
（タッチパネル２１の効果）
以上のようなタッチパネル２１は、２層の透明電極１−１及び１−２として、先に説明した光透過性とともに充分な導電性を備えた透明電極を用いている。これにより、下地の表示画像の視認性を良好に保ちつつ、タッチパネル用の透明電極を大型化した際の電圧降下を抑えることができ、タッチパネル２１の大型化をすることが可能となる。
【０２６０】
特に、このタッチパネル２１は、ｘ電極パターン５ｘ１、５ｘ２、（中略）等及びこれに直交して配置された電極パターン５ｙ１、５ｙ２、（中略）等を有する投影型静電容量式である。このため、ｘ電極パターン５ｘ１、５ｘ２、（中略）等及びｙ電極パターン５ｙ１、５ｙ２、（中略）等には、高い導電性が要求される。しかしながら、これらのｘ電極パターン５ｘ１、５ｘ２、（中略）等及びｙ電極パターン５ｙ１、５ｙ２、（中略）等は、先に説明したタッチパネル用透明電極の電極層５であるため、導電性を維持しつつ薄膜化が可能である。したがって、ｘ電極パターン５ｘ１、５ｘ２、（中略）等及びｙ電極パターン５ｙ１、５ｙ２、（中略）等自体が視認され難くなり、タッチパネル２１を介しての下地の表示画像の視認性を劣化させることをも防止できる。
【０２６１】
〔実施形態２：透明基材上に２層の透明電極を設けた構成〕
図１２は、実施形態のタッチパネルの他の一例を説明するための断面模式図であり、図１２に示すタッチパネル２１ａは、透明基材１１上に第１の透明電極１−１及び第２の透明電極１−２を設けた構成であり、それ以外の構成は先の実施形態１と同様である。このため、先の実施形態のタッチパネル２１と同様の構成には同様の符号を付し、重複する説明は省略する。
【０２６２】
〔液晶表示装置への適用〕
次いで、電子デバイスとして液晶表示装置への本発明の透明電極を組み入れた例を説明する。
【０２６３】
図１３は、本発明の透明電極を具備した液晶表示装置の構成の一例を示す概略断面図である。液晶表示装置は一例であり、本発明はこれに限定されるものではない。
【０２６４】
液晶表示装置は、一般に、液晶ディスプレイ、液晶パネルともいわれ、液晶の駆動方式によって、ＳＴＮ、ＴＮ、ＯＣＢ、ＨＡＮ、ＶＡ（ＭＶＡ、ＰＶＡ）、ＩＰＳ及びＯＣＢなどの各種駆動方式の液晶表示装置が挙げられる。通常、液晶ディプレイとしてＴＶや液晶パネル等好ましく用いられる方式は、ＶＡ（ＭＶＡ、ＰＶＡ）型液晶表示装置である。
【０２６５】
図１３で示す液晶表示装置１００は、バックライト側から、出入りの光をコントロールする偏光フィルター１０１Ａ、電極部から電気が他の領域に漏洩しないようにするガラス基板１０２Ａ、液晶ディスプレイを駆動するための本発明の透明電極１Ａ、液晶分子を一定方向に配向させるための配向膜１０４Ａ、液晶１０５、スペーサー１０６、他方の配向膜１０４Ｂ、他方の透明電極１Ｂ及びＲＧＢのそれぞれのフィルターをかけ、色を表示するカラーフィルター１０３、他方のガラス基板１０２Ｂ、他方の偏光フィルター１０１Ｂで構成され、本発明の透明電極１Ａ及び１Ｂは、十分な導電性と光透過性とを兼ね備え、かつ低シート抵抗値を有し、耐久性（耐熱性及び耐酸素性）に優れている。
【実施例】
【０２６６】
≪透明電極の作製≫
以降の表２及び表３に構成を示すように、試料１０１〜１４８の各透明電極を、導電性領域の面積が５ｃｍ×５ｃｍとなるように作製した。
【０２６７】
＜試料１０１及び１０２の透明電極の作製手順＞
以下のようにして、ガラス製の基材上に、下記表２及び表３に示すそれぞれの厚さで銅からなる電極層を透明電極として形成した。
【０２６８】
まず、透明な無アルカリガラス製の基材を、市販の真空蒸着装置の基材ホルダーに固定し、真空蒸着装置の真空槽内に取り付けた。またタングステン製の抵抗加熱ボートに銅を入れ、当該真空槽内に取り付けた。次に、真空槽内を４×１０−４Ｐａまで減圧した後、抵抗加熱ボートを通電して加熱し、蒸着速度０．１〜０．２ｎｍ／秒で、銅からなる電極層をそれぞれの厚さで形成した。試料１０１では厚さ６ｎｍで電極層を形成し、試料１０２では厚さ１５ｎｍで電極層を形成した。
【０２６９】
＜試料１０３の透明電極の作製手順＞
以下のようにして、銅にアルミニウムを添加した電極層を透明電極として形成した（表２参照）。
【０２７０】
まず、透明な無アルカリガラス製の基材を、市販の真空蒸着装置の基材ホルダーに固定した。また、タングステン製の各抵抗加熱ボートに、銅とアルミニウムとをそれぞれ入れ、これらの基板ホルダーと各抵抗加熱ボートとを真空蒸着装置の真空槽内に取り付けた。次に、真空槽内を４×１０−４Ｐａまで減圧した後、各抵抗加熱ボートへの電流調整によって蒸着速度を調整した共蒸着により、銅にアルミニウムを２０．０原子％の濃度で添加して合金化した電極層を厚さ６ｎｍで形成した。
【０２７１】
＜試料１０４の透明電極の作製手順＞
以下のようにして、アルミニウムと銅との積層構造の電極層を透明電極として形成した（表２参照）。
【０２７２】
まず、透明な無アルカリガラス製の基材を、市販の真空蒸着装置の基材ホルダーに固定した。また、タングステン製の各抵抗加熱ボートに銅とアルミニウムとをそれぞれ入れ、これらの基板ホルダーと加熱ボートとを真空蒸着装置の真空槽内に取り付けた。次に、真空槽内を４×１０−４Ｐａまで減圧した後、まずアルミニウムが入った抵抗加熱ボートを通電して加熱し、蒸着速度０．１〜０．２ｎｍ／秒で、アルミニウムを０．１ｎｍの厚さで形成した。次いで、銅が入った抵抗加熱ボートを通電して加熱し、蒸着速度０．１〜０．２ｎｍ／秒で、銅を６ｎｍの層厚で形成し、２層構造の電極層を形成した。
【０２７３】
＜試料１０５〜１１３の透明電極の作製手順＞
以下のようにして、ガラス製の基材上に、下記表２に示すそれぞれの材料を用いた窒素含有層と、銅からなる電極層との２層構造の透明電極を形成した。なお、試料１０５では、窒素含有層に換えて窒素を含有しない下地層を形成した。
【０２７４】
まず、透明な無アルカリガラス製の基材を市販の真空蒸着装置の基材ホルダーに固定した。また、各透明電極の作製において、下記表２に示す各化合物をタンタル製の抵抗加熱ボートに入れた。これらの基板ホルダーと抵抗加熱ボートとを真空蒸着装置の第１真空槽内に取り付けた。また、タングステン製の抵抗加熱ボートに銅を入れ、第２真空槽内に取り付けた。
【０２７５】
ここで用いた化合物のうち、化合物Ｎｏ．１ｘ〜Ｎｏ．５ｘは以下に示すものであり、［有効非共有電子対］を有する窒素原子に対して○を付した。このうち化合物Ｎｏ．１ｘは窒素原子を含有していないアントラセンであり、化合物Ｎｏ．２ｘ〜Ｎｏ．５ｘは窒素を含有するが有効非共有電子対含有率［ｎ／Ｍ］が２．０×１０−３未満である。
【０２７６】
【化６８】
2015125845.tif 000071
【０２７７】
また、化合物Ｎｏ．１〜Ｎｏ．４８は、上記表１に示した化合物の中から適宜選択した有効非共有電子対含有率［ｎ／Ｍ］が２．０×１０−３以上の化合物である。下記表２にはここで用いた化合物の有効非共有電子対の数［ｎ］、分子量［Ｍ］、及び有効非共有電子対含有率［ｎ／Ｍ］も示した。
【０２７８】
次いで、第１真空槽内を４×１０−４Ｐａまで減圧した後、各化合物の入った加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度０．１〜０．２ｎｍ／秒で基材上に厚さ２５ｎｍの各化合物で構成された窒素含有層（試料１０５では下地層）を設けた。
【０２７９】
次に、窒素含有層（下地層）まで成膜した基材を真空のまま第２真空槽内に移し、第２真空槽内を４×１０−４Ｐａまで減圧した後、銅の入った加熱ボートを通電して加熱した。これにより、蒸着速度０．１〜０．２ｎｍ／秒で厚さ６ｎｍの銅からなる電極層を形成し、窒素含有層（下地層）とこの上部の電極層との積層構造からなる試料１０５〜１１３の各透明電極を得た。
【０２８０】
＜試料１１４〜１１７の透明電極の作製手順＞
下記表２を参照し、以下のようにして、ガラス製の基材上に、化合物Ｎｏ．１を用いた窒素含有層と、銅に添加元素としてアルミニウムを各濃度で添加した電極層との２層構造の透明電極を形成した。なお、化合物Ｎｏ．１は、先の実施形態で有効非共有電子対含有率［ｎ／Ｍ］が２．０×１０−３以上であるとして示した例示化合物である。下記表２にはここで用いた化合物の有効非共有電子対の数［ｎ］、分子量［Ｍ］、及び有効非共有電子対含有率［ｎ／Ｍ］も示した。
【０２８１】
まず、透明な無アルカリガラス製の基材を市販の真空蒸着装置の基材ホルダーに固定した。また、各透明電極の作製において、化合物Ｎｏ．１をタンタル製の抵抗加熱ボートに入れた。これらの基板ホルダーと加熱ボートとを真空蒸着装置の第１真空槽内に取り付けた。また、タングステン製の各抵抗加熱ボートに銅とアルミニウムとをそれぞれ入れ、これらの基板ホルダーと加熱ボートとを真空蒸着装置の第２真空槽内に取り付けた。
【０２８２】
次に、第１真空槽内を４×１０−４Ｐａまで減圧した後、化合物Ｎｏ．１の入った加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度０．１〜０．２ｎｍ／秒で基材上に厚さ２５ｎｍの化合物Ｎｏ．１からなる窒素含有層を形成した。
【０２８３】
次に、窒素含有層まで成膜した基材を真空のまま第２真空槽内に移し、第２真空槽内を４×１０−４Ｐａまで減圧した後、各抵抗加熱ボートへの電流調整によって蒸着速度を調整した共蒸着により、銅にアルミニウムを表２に記載の各添加元素濃度［原子％］で添加した固溶体からなる電極層を厚さ６ｎｍで形成した。これにより、化合物Ｎｏ．１を用いた窒素含有層と、銅に添加元素としてアルミニウムを各濃度で添加した電極層とをこの順に積層した試料１１４〜１１７の各透明電極を得た。
【０２８４】
＜試料１１８〜１４２の透明電極の作製手順＞
上記試料１１４〜１１７と同様の手順で、試料１１８〜１４２の各透明電極を得た。ただし、窒素含有層を構成する化合物及び電極層の主材料となる元素は、下記表２及び表３に記載のものを使用した。また、各電極層には、添加元素としてアルミニウムを５．０原子％の濃度で添加した。
【０２８５】
＜試料１４３及び１４４の透明電極の作製手順＞
上記試料１１４〜１１７と同様の手順で、試料１４３及び１４４の各透明電極を得た。ただし、窒素含有層を構成する化合物は、下記表３に示す各化合物である。また、銅を主成分とした電極層の厚さを８ｎｍとし、添加元素としてアルミニウムを５．０原子％の濃度で添加した。
【０２８６】
＜試料１４５及び１４６の透明電極の作製手順＞
上記試料１１４〜１１７と同様の手順で、試料１４５及び１４６の各透明電極を得た。ただし、基材としてポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を用い、窒素含有層を構成する化合物は、下記表３に示す化合物である。また、銅を主成分とした電極層の厚さを８ｎｍとし、添加元素としてアルミニウムを５．０原子％の濃度で添加した。
【０２８７】
＜試料１４７及び１４８の透明電極の作製手順＞
下記表３に示すそれぞれの材料を用いた窒素含有層を、ＰＥＴからなる基板上に塗布成膜によって形成したこと以外は、上記試料１１４〜１１７と同様の手順で試料１４７及び１４８の各透明電極を得た。ここで用いた化合物Ｎｏ．７及びＮｏ．１４は、先の実施形態で示した例示化合物である。窒素含有層の塗布成膜は、次のように行った。
【０２８８】
８０℃に加熱したトルエン：ＴＦＰ（トリフルオロエチルホスフェイト）＝１：１の溶媒に各化合物を溶解し、塗布液を作製した。この塗布液を、ＰＥＴ製の基材上にスピンコートした。この際、回転速度１５００ｒｐｍ、３０秒の塗布を行った。その後、１２０℃で３０分の熱処理を行うことにより、塗布液を乾燥させて厚さ２５ｎｍの窒素含有層を形成した。
【０２８９】
以上の後、窒素含有層上に、銅に添加元素としてアルミニウムを５．０原子％の濃度で添加した電極層を８ｎｍの厚さで形成し、窒素含有層とこの上部の電極層との積層構造からなる試料１４７及び１４８の各透明電極を得た。
【０２９０】
＜実施例１の各試料の評価＞
上記で作製した試料１０１〜１４８の各透明電極について、（１）波長５５０ｎｍの光に対する光透過率、（２）シート抵抗値、及び（３）高温・高湿保存性及び（４）電極寿命を測定した。
【０２９１】
（１）光透過率の測定は、分光光度計（日立ハイテクノロジーズ社製Ｕ−３３００）を用い、試料と同じ基材をベースラインとして行った。
（２）シート抵抗値の測定は、抵抗率計（三菱化学アナリテック社製ＭＣＰ−Ｔ６１０）を用い、４端子４探針法定電流印加方式で行った。
（３）高温・高湿保存性の測定においては、高温高湿環境（温度６０℃かつ湿度９０％）下に試料１０１〜１４８の各透明電極を３００時間保存した後のシート抵抗値を測定した。そして、保存前のシート抵抗値に対する保存後のシート抵抗値の上昇率（％）を、高温・高湿保存性として算出した。得られた値が小さいほど、好ましい結果であることを表す。（４）電極寿命の評価は、温度２５℃及びｐＨ５の酢酸塩緩衝液に浸漬下において、各試料（透明電極）のシート抵抗値が浸漬前の２倍になるのに要する時間を測定した。なお、電極寿命は、試料１１８の電極寿命を１００とする相対値で示している。
上記（１）〜（４）の結果を下記表２及び表３に合わせて示す。
【０２９２】
【表２】
2015125845.tif 000072
【０２９３】
【表３】
2015125845.tif 000073
【０２９４】
＜実施例１の評価結果＞
表２及び表３から明らかなように、試料１１４〜１１７及び試料１１９〜１４８の各透明電極、すなわち有効非共有電子対含有率［ｎ／Ｍ］が２．０×１０−３以上の化合物Ｎｏ．１〜を用いて構成された窒素含有層と、銅、金及び白金から選ばれるいずれか１種の金属元素を主成分としてこれに固溶元素であるアルミニウムを添加した電極層とを隣接して設けた透明電極は、実質的な導電性を担う銅、金及び白金から選ばれるいずれか１種の金属元素を用いた電極層が６ｎｍ又は８ｎｍと極薄の層でありながらも、シート抵抗値の測定が可能であり、単層成長型（Ｆｒａｎｋ−ｖａｎ  ｄｅｒ  Ｍｅｒｗｅ：ＦＭ型）の膜成長によってほぼ均一な厚さで形成されていることが確認された。また、これら試料１１４〜１１７及び試料１１９〜１４８の透明電極は、光透過率も５０％以上であって透明電極として用いることが可能であることが確認された。
【０２９５】
しかも、これら試料１１４〜１１７及び試料１１９〜１４８の透明電極は、高温・高湿保存性の値もほぼ１００％程度であり、高温・高湿耐性に優れていることが確認された。
【０２９６】
以上の結果は、基材がガラスであってもプラスチック材料（ＰＥＴ）であっても同様であった。さらに、これらの試料１１４〜１１７及び試料１１９〜１４８の透明電極は、電極層が６ｎｍであっても８ｎｍであっても、光透過率が５０％以上であり、電極層の６ｎｍから８ｎｍへの厚膜化によるシート抵抗値の低下も確認され、光透過率の向上と導電性の向上との両立が図られていることが確認された。なお、窒素含有層など下地層を設けていない試料１０２は、電極層の厚さが１５ｎｍと比較的厚いため、シート抵抗値は低いものの光透過率が低く透明電極として用いることはできないものであった。
【０２９７】
さらに、試料１１４〜１１６の透明電極、すなわち上記試料１１４〜１１７及び試料１１９〜１４８の構成のうち電極層における添加元素の濃度のみを０．０１〜１０．０原子％の範囲内で変更した各透明電極は、高い光透過率と、低いシート抵抗値（２５０Ω／□以下）と、良好な高温・高湿保存性が得られていることが確認された。
【０２９８】
また試料１４１の透明電極は、Ｎｏ．４７のニトロ基を有する化合物を用いて窒素含有層を形成したものであり、光透過率、シート抵抗値、及び高温・高湿保存性に良好な結果が得られることが確認された。したがって、ニトロ基（−ＮＯ２）の非共有電子対は、共鳴構造に利用されているものの、芳香族性に関与せずかつ金属に配位していない非共有電子対であって［有効非共有電子対］として、銅との結合に効果を発揮していることが確認された。
【０２９９】
なお、図１４には、有効非共有電子対含有率［ｎ／Ｍ］が、２．０×１０−３〜１．９×１０−２の範囲内である化合物Ｎｏ．１〜Ｎｏ．２０を用いた窒素含有層の上部に、厚さ６ｎｍの銅からなる電極層を設けた透明電極について、窒素含有層を構成する化合物の有効非共有電子対含有率［ｎ／Ｍ］と、各透明電極について測定されたシート抵抗値の値をプロットしたグラフを示す。
【０３００】
図１４のグラフから、有効非共有電子対含有率［ｎ／Ｍ］が２．０×１０−３〜１．９×１０−２の範囲内では、有効非共有電子対含有率［ｎ／Ｍ］が大きいほど、透明電極のシート抵抗値が低くなる傾向が見られた。そして有効非共有電子対含有率［ｎ／Ｍ］は３．９×１０−３を境にして、３．９×１０−３以上の範囲であれば、飛躍的にシート抵抗値を低下させる効果が得られることが確認された。また、６．５×１０−３以上の範囲であれば、確実にシート抵抗値を低下させる効果が得られることが確認された。
【０３０１】
また以上の結果は、塗布成膜によって窒素含有層を形成した試料でも同様であった。また、窒素を含有する化合物を他の化合物と混合して窒素含有層を構成した試料でも同様の結果が得られた。
【０３０２】
以上より、有効非共有電子対含有率［ｎ／Ｍ］を指標として、電極層に隣接して設けた窒素含有層を構成する化合物を選択して用いることにより、光透過性を得るために薄膜でありながらも低抵抗な電極膜（すなわち透明電極）が得られることが確認された。
【符号の説明】
【０３０３】
１          透明電極
１Ａ        透明電極
１Ｂ        透明電極
３          窒素含有層
５          電極層
５ｘ１、５ｘ２、５ｘ３等  ｘ電極パターン（第１の導電性層）
５ｙ１、５ｙ２、５ｙ３等  ｙ電極パターン（第２の導電性層）
６          レジスト膜
６Ａ        レジスト膜
７          マスク
８          露光機
９          エッチング液
１１        （透明）基材
１３        前面板
１５        接着剤
１７ｘ      配線
１７ｙ      配線
２１        タッチパネル
２１ａ      タッチパネル
１００      液晶表示装置
１０１Ａ    偏光フィルター
１０１Ｂ    偏光フィルター
１０２Ａ    ガラス基板
１０２Ｂ    ガラス基板
１０３      カラーフィルター
１０４Ａ    配向膜
１０４Ｂ    配向膜
１０５      液晶
１０６      スペーサー
【図１】
2015125845.tif 000087
【図２】
2015125845.tif 000088
【図３】
2015125845.tif 000089
【図４】
2015125845.tif 000090
【図５】
2015125845.tif 000091
【図６】
2015125845.tif 000092
【図７】
2015125845.tif 000093
【図８】
2015125845.tif 000094
【図９】
2015125845.tif 000095
【図１０】
2015125845.tif 000096
【図１１】
2015125845.tif 000097
【図１２】
2015125845.tif 000098
【図１３】
2015125845.tif 000099
【図１４】
2015125845.tif 000100