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JP2024143150A - Transparent Conductive Film - Google Patents

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JP2024143150A
JP2024143150A JP2023055675A JP2023055675A JP2024143150A JP 2024143150 A JP2024143150 A JP 2024143150A JP 2023055675 A JP2023055675 A JP 2023055675A JP 2023055675 A JP2023055675 A JP 2023055675A JP 2024143150 A JP2024143150 A JP 2024143150A
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layer
transparent conductive
thickness
film
conductive layer
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Japanese (ja)
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凌祐 田邉
Ryosuke Tanabe
智宏 竹安
Tomohiro Takeyasu
望 藤野
Nozomi Fujino
泰介 鴉田
Taisuke Karasuda
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Nitto Denko Corp
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Nitto Denko Corp
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Abstract

To provide a transparent conductive film suitable for achieving both low resistance and transparency in a transparent conductive layer.SOLUTION: A transparent conductive film X includes a transparent substrate 10 and a transparent conductive layer 20 in a thickness direction H in that order. The transparent conductive layer 20 is 100 nm or more in thickness. The transparent conductive layer 20 includes an amorphous layer 21 and a crystalline layer 22 in that order from the transparent substrate 10 side. The amorphous layer 21 is 30 nm or more in thickness. The ratio of the thickness of the crystalline layer 22 to the thickness of the transparent conductive layer 20 is 15% or more.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、透明導電性フィルムに関する。 The present invention relates to a transparent conductive film.

従来、樹脂製の透明基材と透明な導電層(透明導電層)とを厚さ方向に順に備える透明導電性フィルムが知られている。透明導電層は、例えば、ディスプレイパネル、タッチパネル、および太陽電池などの各種デバイスにおける透明電極を形成するための導体膜として用いられる。透明導電層は、例えば、スパッタリング法で透明基材上に導電性酸化物を成膜することにより、結晶質または非晶質の導電性酸化物層として形成される。このような透明導電性フィルムに関する技術については、例えば下記の特許文献1に記載されている。 Conventionally, transparent conductive films have been known that include a resin transparent substrate and a transparent conductive layer in that order in the thickness direction. The transparent conductive layer is used as a conductive film for forming transparent electrodes in various devices such as display panels, touch panels, and solar cells. The transparent conductive layer is formed as a crystalline or amorphous conductive oxide layer by depositing a conductive oxide film on the transparent substrate by a sputtering method, for example. Technology relating to such transparent conductive films is described, for example, in Patent Document 1 below.

特開2016-157021号公報JP 2016-157021 A

透明導電性フィルムの透明導電層には、低抵抗であることが要求される。特に透明電極用途の透明導電性フィルムに対し、その要求は強い。低抵抗性の観点からは、透明導電層は、非晶質であるよりも結晶質である方がよい。一方、透明導電性フィルムの透明導電層には、透明性が高いことも要求される。透明性の観点からは、透明導電層は、結晶質であるよりも非晶質である方がよい。透明導電層の低抵抗性と透明性とは、このようなトレードオフの関係にある。しかし、本発明らは、次のような知見を得た。 The transparent conductive layer of a transparent conductive film is required to have low resistance. This requirement is particularly strong for transparent conductive films used for transparent electrodes. From the viewpoint of low resistance, it is better for the transparent conductive layer to be crystalline rather than amorphous. On the other hand, the transparent conductive layer of a transparent conductive film is also required to have high transparency. From the viewpoint of transparency, it is better for the transparent conductive layer to be amorphous rather than crystalline. There is such a trade-off between the low resistance and transparency of the transparent conductive layer. However, the present inventors have obtained the following findings.

非晶質層と結晶質層とが積層された複合的な透明導電層は、当該透明導電層が比較的厚い場合、非晶質透明導電層(非晶質単一層)よりも透明性が高い場合がある。本発明はこのような知見に基づく。 A composite transparent conductive layer in which an amorphous layer and a crystalline layer are laminated may have higher transparency than an amorphous transparent conductive layer (amorphous single layer) if the transparent conductive layer is relatively thick. The present invention is based on this finding.

本発明は、透明導電層の低抵抗性と透明性とを両立するのに適した透明導電性フィルムを提供する。 The present invention provides a transparent conductive film that is suitable for achieving both low resistance and transparency in the transparent conductive layer.

本発明[1]は、透明基材と透明導電層とを厚さ方向に順に備える透明導電性フィルムであって、前記透明導電層が100nm以上の厚さを有し、前記透明導電層が、非晶質層と結晶質層とを前記透明基材側からこの順で有し、前記非晶質層が30nm以上の厚さを有し、前記透明導電層の厚さに対する前記結晶質層の厚さの割合が15%以上である、透明導電性フィルムを含む。 The present invention [1] includes a transparent conductive film having a transparent substrate and a transparent conductive layer in that order in the thickness direction, the transparent conductive layer having a thickness of 100 nm or more, the transparent conductive layer having an amorphous layer and a crystalline layer in that order from the transparent substrate side, the amorphous layer having a thickness of 30 nm or more, and the ratio of the thickness of the crystalline layer to the thickness of the transparent conductive layer being 15% or more.

本発明[2]は、前記割合が70%以下である、上記[1]に記載の透明導電性フィルムを含む。 The present invention [2] includes the transparent conductive film described in [1] above, in which the ratio is 70% or less.

本発明[3]は、前記透明導電層がインジウムスズ複合酸化物層である、上記[1]または[2]に記載の透明導電性フィルムを含む。 The present invention [3] includes the transparent conductive film described in [1] or [2] above, in which the transparent conductive layer is an indium tin composite oxide layer.

本発明[4]は、前記非晶質層の酸化スズ割合が前記結晶質層の酸化スズ割合より高い、上記[3]に記載の透明導電性フィルムを含む。 The present invention [4] includes the transparent conductive film described in [3] above, in which the tin oxide ratio in the amorphous layer is higher than the tin oxide ratio in the crystalline layer.

本発明の透明導電性フィルムにおいては、上記のように、透明導電層が100nm以上の厚さを有し、透明導電層が、厚さ30nm以上の非晶質層と結晶質層とを透明基材側からこの順で有し、透明導電層の厚さに対する結晶質層の厚さの割合が15%以上である。透明導電層が100nm以上の厚さを有すること、および、透明導電層における結晶質層の厚さ割合が15%以上であることは、透明導電層の低抵抗性を確保するのに適する。厚さ100nm以上の透明導電層が、厚さ30nm以上の非晶質層と結晶質層とを透明基材側からこの順で有することは、透明導電層の透明性を確保するのに適する。このような透明導電性フィルムは、透明導電層の低抵抗性と透明性とを両立するのに適する。 In the transparent conductive film of the present invention, as described above, the transparent conductive layer has a thickness of 100 nm or more, and the transparent conductive layer has an amorphous layer and a crystalline layer having a thickness of 30 nm or more, in this order from the transparent substrate side, and the ratio of the thickness of the crystalline layer to the thickness of the transparent conductive layer is 15% or more. The transparent conductive layer having a thickness of 100 nm or more and the thickness ratio of the crystalline layer in the transparent conductive layer being 15% or more are suitable for ensuring low resistance of the transparent conductive layer. The transparent conductive layer having a thickness of 100 nm or more and having an amorphous layer and a crystalline layer having a thickness of 30 nm or more, in this order from the transparent substrate side, is suitable for ensuring transparency of the transparent conductive layer. Such a transparent conductive film is suitable for achieving both low resistance and transparency of the transparent conductive layer.

本発明の透明導電性フィルムの一実施形態の断面模式図である。1 is a schematic cross-sectional view of one embodiment of a transparent conductive film of the present invention. 図1に示す透明導電性フィルムの製造方法の一例を表す。図2Aは用意工程を表し、図2Bは第1層形成工程を表し、図2Cは第2層形成工程を表し、図2Dは加熱工程を表す。2 shows an example of a method for producing the transparent conductive film shown in Fig. 1. Fig. 2A shows a preparation step, Fig. 2B shows a first layer forming step, Fig. 2C shows a second layer forming step, and Fig. 2D shows a heating step. 図1に示す透明導電性フィルムにおいて、透明導電層がパターニングされた場合を表す。This illustrates a case where the transparent conductive layer in the transparent conductive film shown in FIG. 1 is patterned.

本発明の一実施形態としての透明導電性フィルムXは、透明基材10と、透明導電層20とを、厚さ方向Hに順に備える。透明導電性フィルムXは、厚さ方向Hと直交する方向(面方向)に広がるシート形状を有する。透明導電性フィルムXは、例えば、タッチセンサ装置、調光素子、光電変換素子、熱線制御部材、アンテナ部材、電磁波シールド部材、ヒーター部材、照明装置、および画像表示装置などに備えられる一要素である。 The transparent conductive film X according to one embodiment of the present invention comprises a transparent substrate 10 and a transparent conductive layer 20 in this order in the thickness direction H. The transparent conductive film X has a sheet shape that spreads in a direction (plane direction) perpendicular to the thickness direction H. The transparent conductive film X is an element that is provided in, for example, a touch sensor device, a light control element, a photoelectric conversion element, a heat ray control member, an antenna member, an electromagnetic wave shielding member, a heater member, a lighting device, and an image display device.

透明基材10は、透明導電性フィルムXの強度を確保する要素である。透明基材10は、第1面11と、当該第1面11とは反対側の第2面12とを有する。 The transparent substrate 10 is an element that ensures the strength of the transparent conductive film X. The transparent substrate 10 has a first surface 11 and a second surface 12 opposite the first surface 11.

透明基材10は、例えば、可撓性を有する透明な樹脂フィルムである。当該樹脂フィルムの材料としては、例えば、ポリエステル樹脂、ポリオレフィン樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエーテルスルフォン樹脂、ポリアリレート樹脂、メラミン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、セルロース樹脂、およびポリスチレン樹脂が挙げられる。ポリエステル樹脂としては、例えば、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、およびポリエチレンナフタレートが挙げられる。ポリオレフィン樹脂としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、およびシクロオレフィンポリマーが挙げられる。アクリル樹脂としては、例えばポリメタクリレートが挙げられる。樹脂フィルムの材料は、透明性および強度の観点から、好ましくはポリエステル樹脂であり、より好ましくはPETである。 The transparent substrate 10 is, for example, a transparent resin film having flexibility. Examples of the material of the resin film include polyester resin, polyolefin resin, acrylic resin, polycarbonate resin, polyethersulfone resin, polyarylate resin, melamine resin, polyamide resin, polyimide resin, cellulose resin, and polystyrene resin. Examples of the polyester resin include polyethylene terephthalate (PET), polybutylene terephthalate, and polyethylene naphthalate. Examples of the polyolefin resin include polyethylene, polypropylene, and cycloolefin polymer. Examples of the acrylic resin include polymethacrylate. From the viewpoints of transparency and strength, the material of the resin film is preferably polyester resin, and more preferably PET.

透明基材10は、樹脂フィルムの片面または両面に硬化樹脂層(図示略)が形成された多層構造を有してもよい。硬化樹脂層としては、例えば、ハードコート層およびアンチブロッキング層が挙げられる。硬化樹脂層は、硬化性樹脂組成物の硬化物である。硬化性樹脂組成物は、硬化性樹脂を含有する。硬化性樹脂としては、例えば、ポリエステル樹脂、アクリルウレタン樹脂、アクリル樹脂(アクリルウレタン樹脂を除く)、ウレタン樹脂(アクリルウレタン樹脂を除く)、アミド樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、およびメラミン樹脂が挙げられる。これら硬化性樹脂は、単独で用いられてもよいし、二種類以上が併用されてもよい。また、硬化性樹脂としては、例えば、紫外線硬化型樹脂および熱硬化型樹脂が挙げられる。 The transparent substrate 10 may have a multi-layer structure in which a cured resin layer (not shown) is formed on one or both sides of a resin film. Examples of the cured resin layer include a hard coat layer and an anti-blocking layer. The cured resin layer is a cured product of a curable resin composition. The curable resin composition contains a curable resin. Examples of the curable resin include polyester resin, acrylic urethane resin, acrylic resin (excluding acrylic urethane resin), urethane resin (excluding acrylic urethane resin), amide resin, silicone resin, epoxy resin, and melamine resin. These curable resins may be used alone or in combination of two or more types. Examples of the curable resin include ultraviolet-curable resin and thermosetting resin.

硬化性樹脂組成物は、粒子を含有してもよい。粒子としては、例えば、無機酸化物粒子および有機粒子が挙げられる。無機酸化物粒子の材料としては、例えば、シリカ、アルミナ、チタニア、ジルコニア、酸化カルシウム、酸化スズ、酸化インジウム、酸化カドミウム、および酸化アンチモンが挙げられる。有機粒子の材料としては、例えば、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、ポリウレタン、アクリル・スチレン共重合体、ベンゾグアナミン、メラミン、およびポリカーボネートが挙げられる。 The curable resin composition may contain particles. Examples of the particles include inorganic oxide particles and organic particles. Examples of materials for the inorganic oxide particles include silica, alumina, titania, zirconia, calcium oxide, tin oxide, indium oxide, cadmium oxide, and antimony oxide. Examples of materials for the organic particles include polymethyl methacrylate, polystyrene, polyurethane, acrylic-styrene copolymer, benzoguanamine, melamine, and polycarbonate.

硬化樹脂層の厚さは、透明導電性フィルムXにおいて硬化樹脂層の機能を発現させる観点から、好ましくは0.1μm以上、より好ましくは0.5μm以上、更に好ましくは1μm以上である。硬化樹脂層の厚さは、透明導電性フィルムXの透明性を確保する観点から、好ましくは10μm以下、より好ましくは5μm以下、更に好ましくは3μm以下である。 The thickness of the cured resin layer is preferably 0.1 μm or more, more preferably 0.5 μm or more, and even more preferably 1 μm or more, from the viewpoint of expressing the function of the cured resin layer in the transparent conductive film X. The thickness of the cured resin layer is preferably 10 μm or less, more preferably 5 μm or less, and even more preferably 3 μm or less, from the viewpoint of ensuring the transparency of the transparent conductive film X.

透明基材10の第1面11(透明導電層20側の表面)は、表面改質処理されていてもよい。表面改質処理としては、例えば、コロナ処理、プラズマ処理、オゾン処理、プライマー処理、グロー処理、およびカップリング剤処理が挙げられる。 The first surface 11 of the transparent substrate 10 (the surface on the transparent conductive layer 20 side) may be subjected to a surface modification treatment. Examples of surface modification treatments include corona treatment, plasma treatment, ozone treatment, primer treatment, glow treatment, and coupling agent treatment.

透明基材10の厚さは、透明導電性フィルムXの強度を確保する観点から、好ましくは1μm以上、より好ましくは10μm以上、更に好ましくは50μm以上、一層好ましくは80μm以上、より一層好ましくは90μm以上である。透明基材10の厚さは、ロールトゥロール方式における透明基材10の取り扱い性を確保する観点から、好ましくは500μm以下、より好ましくは300μm以下、更に好ましくは200μm以下、一層好ましくは150μm以下である。 From the viewpoint of ensuring the strength of the transparent conductive film X, the thickness of the transparent substrate 10 is preferably 1 μm or more, more preferably 10 μm or more, even more preferably 50 μm or more, even more preferably 80 μm or more, and even more preferably 90 μm or more. From the viewpoint of ensuring the handleability of the transparent substrate 10 in the roll-to-roll method, the thickness of the transparent substrate 10 is preferably 500 μm or less, more preferably 300 μm or less, even more preferably 200 μm or less, and even more preferably 150 μm or less.

透明基材10の全光線透過率(JIS K 7375-2008)は、透明基材10の透明性を確保する観点から、好ましくは80%以上、より好ましくは85%以上、更に好ましくは88%以上である。透明基材10の全光線透過率は、例えば100%以下である。 The total light transmittance (JIS K 7375-2008) of the transparent substrate 10 is preferably 80% or more, more preferably 85% or more, and even more preferably 88% or more, from the viewpoint of ensuring the transparency of the transparent substrate 10. The total light transmittance of the transparent substrate 10 is, for example, 100% or less.

透明導電層20は、光透過性と導電性とを兼ね備える膜である。透明導電層20は、本実施形態では、透明基材10上に配置されている。具体的には、透明導電層20は、透明基材10の第1面11に接する。また、透明導電層20は、第1層としての非晶質層21と、第2層としての結晶質層22とを、透明基材10側からこの順で有する。非晶質層21は、本実施形態では、透明基材10に接する。結晶質層22は、非晶質層21に対して透明基材10とは反対側に配置されている。結晶質層22は、本実施形態では、非晶質層21に接する。結晶質層22が、非晶質層21に対して透明基材10とは反対側に配置され且つ非晶質層21に接することは、透明導電層20の屈曲性(屈曲時の割れの抑制)の観点から、好ましい。 The transparent conductive layer 20 is a film that has both optical transparency and electrical conductivity. In this embodiment, the transparent conductive layer 20 is disposed on the transparent substrate 10. Specifically, the transparent conductive layer 20 contacts the first surface 11 of the transparent substrate 10. The transparent conductive layer 20 also has an amorphous layer 21 as a first layer and a crystalline layer 22 as a second layer, in this order from the transparent substrate 10 side. In this embodiment, the amorphous layer 21 contacts the transparent substrate 10. The crystalline layer 22 is disposed on the opposite side of the amorphous layer 21 from the transparent substrate 10. In this embodiment, the crystalline layer 22 contacts the amorphous layer 21. It is preferable that the crystalline layer 22 be disposed on the opposite side of the amorphous layer 21 from the transparent substrate 10 and contact the amorphous layer 21 from the viewpoint of the flexibility of the transparent conductive layer 20 (suppression of cracking when bent).

非晶質層21は、本実施形態では、非晶質の導電性酸化物から形成されている。導電性酸化物としては、例えば、インジウム含有導電性酸化物およびアンチモン含有導電性酸化物が挙げられる。インジウム含有導電性酸化物としては、例えば、インジウムスズ複合酸化物(ITO)、インジウム亜鉛複合酸化物(IZO)、インジウムガリウム複合酸化物(IGO)、およびインジウムガリウム亜鉛複合酸化物(IGZO)が挙げられる。アンチモン含有導電性酸化物としては、例えば、アンチモンスズ複合酸化物(ATO)が挙げられる。透明導電層20の高い透明性と良好な電気伝導性とを実現する観点から、導電性酸化物は、好ましくはインジウム含有導電性酸化物であり、より好ましくはITOである。ITOは、InおよびSn以外の金属または半金属を、InおよびSnのそれぞれの含有量より少ない量で含有してもよい。 In this embodiment, the amorphous layer 21 is formed from an amorphous conductive oxide. Examples of the conductive oxide include an indium-containing conductive oxide and an antimony-containing conductive oxide. Examples of the indium-containing conductive oxide include an indium tin composite oxide (ITO), an indium zinc composite oxide (IZO), an indium gallium composite oxide (IGO), and an indium gallium zinc composite oxide (IGZO). Examples of the antimony-containing conductive oxide include an antimony tin composite oxide (ATO). From the viewpoint of realizing high transparency and good electrical conductivity of the transparent conductive layer 20, the conductive oxide is preferably an indium-containing conductive oxide, and more preferably ITO. ITO may contain a metal or semimetal other than In and Sn in an amount less than the respective contents of In and Sn.

非晶質層21中のITOにおける酸化インジウム(In)および酸化スズ(SnO)の合計量に対する酸化スズの量の割合(酸化スズ割合R1)は、非晶質層21の非晶質性を確保する観点から、好ましくは11質量%以上、より好ましくは12質量%以上、更に好ましくは12.5質量%以上であり、また、好ましくは15質量%以下、より好ましくは14質量%以下、更に好ましくは13質量%以下である。非晶質層21の非晶質性を確保する観点から、酸化スズ割合R1は、結晶質層22の後述の酸化スズ割合R2より高いのが好ましい。 The ratio of the amount of tin oxide to the total amount of indium oxide (In 2 O 3 ) and tin oxide (SnO 2 ) in the ITO in the amorphous layer 21 (tin oxide ratio R1) is preferably 11 mass % or more, more preferably 12 mass % or more, even more preferably 12.5 mass % or more, from the viewpoint of ensuring the amorphous nature of the amorphous layer 21, and is preferably 15 mass % or less, more preferably 14 mass % or less, and even more preferably 13 mass % or less. From the viewpoint of ensuring the amorphous nature of the amorphous layer 21, the tin oxide ratio R1 is preferably higher than the tin oxide ratio R2 described below of the crystalline layer 22.

ITOにおける酸化スズ割合は、例えば次のようにして同定できる。まず、X線光電子分光法(X-ray Photoelectron Spectroscopy)により、測定対象物としてのITOにおけるインジウム原子(In)とスズ原子(Sn)の存在比率を求める。ITO中のInおよびSnの各存在比率から、ITO中のInの原子数に対するSnの原子数の比率を求める。これにより、ITOにおける酸化スズ割合が得られる。また、ITOにおける酸化スズ割合は、スパッタ成膜時に用いるITOターゲットの酸化スズ(SnO)含有割合からも特定できる。 The tin oxide ratio in ITO can be identified, for example, as follows. First, the abundance ratio of indium atoms (In) and tin atoms (Sn) in ITO as a measurement target is obtained by X-ray photoelectron spectroscopy. From the abundance ratios of In and Sn in ITO, the ratio of the number of Sn atoms to the number of In atoms in ITO is obtained. This gives the tin oxide ratio in ITO. The tin oxide ratio in ITO can also be determined from the tin oxide (SnO 2 ) content of the ITO target used during sputtering film formation.

非晶質層21などの膜が非晶質膜であることは、電界放射型透過電子顕微鏡(FE-TEM)による当該膜(対象膜)の断面観察によって判断できる。FE―TEMによる対象膜の断面観察において、結晶粒が確認されずに非晶領域が確認された場合に、当該対象膜が非晶質膜であると判断できる。 The fact that a film such as the amorphous layer 21 is an amorphous film can be determined by observing the cross section of the film (target film) using a field emission transmission electron microscope (FE-TEM). When no crystal grains are identified but amorphous regions are, in cross section observation of the target film using an FE-TEM, the target film can be determined to be an amorphous film.

結晶質層22は、本実施形態では、結晶質の導電性酸化物から形成されている。導電性酸化物としては、非晶質層21について上記した導電性酸化物層が挙げられる。透明導電層20の高い透明性と良好な電気伝導性とを実現する観点から、当該導電性酸化物は、好ましくはインジウム含有導電性酸化物であり、より好ましくはITOである。結晶質層22の材料と、非晶質層21の材料とは、異なる種類であってもよいが、同じ種類であるのが好ましい。非晶質層21と結晶質層22とを有する透明導電層20は、好ましくはインジウム含有導電性酸化物層であり、より好ましくはインジウムスズ複合酸化物層である。 In this embodiment, the crystalline layer 22 is formed from a crystalline conductive oxide. Examples of the conductive oxide include the conductive oxide layer described above for the amorphous layer 21. From the viewpoint of realizing high transparency and good electrical conductivity of the transparent conductive layer 20, the conductive oxide is preferably an indium-containing conductive oxide, more preferably ITO. The material of the crystalline layer 22 and the material of the amorphous layer 21 may be different types, but are preferably the same type. The transparent conductive layer 20 having the amorphous layer 21 and the crystalline layer 22 is preferably an indium-containing conductive oxide layer, more preferably an indium tin composite oxide layer.

結晶質層22中のITOにおける酸化インジウムおよび酸化スズの合計量に対する酸化スズの量の割合(酸化スズ割合R2)は、結晶質層22の結晶質性を確保する観点から、好ましくは1質量%以上、より好ましくは3質量%以上、更に好ましくは5質量%以上であり、また、好ましくは11質量%未満、より好ましくは10.5質量%以下、更に好ましくは10質量%以下である。 The ratio of the amount of tin oxide to the total amount of indium oxide and tin oxide in the ITO in the crystalline layer 22 (tin oxide ratio R2) is preferably 1 mass% or more, more preferably 3 mass% or more, even more preferably 5 mass% or more, from the viewpoint of ensuring the crystallinity of the crystalline layer 22, and is also preferably less than 11 mass%, more preferably 10.5 mass% or less, even more preferably 10 mass% or less.

結晶質層22などの膜が結晶質膜であることは、電界放射型透過電子顕微鏡(FE-TEM)による当該膜(対象膜)の断面観察によって判断できる。FE―TEMによる対象膜の断面観察において、非晶領域が確認されずに結晶粒が確認された場合に、当該対象膜が結晶質膜であると判断できる。 The fact that a film such as the crystalline layer 22 is a crystalline film can be determined by observing the cross section of the film (target film) using a field emission transmission electron microscope (FE-TEM). When no amorphous regions are identified but crystal grains are, the target film can be determined to be a crystalline film.

透明導電層20の厚さ(総厚)は、100nm以上である。厚さ100nm以上の透明導電層20は、透明導電層20の低抵抗化に適する。透明導電層20の厚さは、透明導電層20の低抵抗化の観点から、好ましくは110nm以上、より好ましくは120nm以上、一層好ましくは125nm以上である。透明導電層20の厚さは、透明導電層20の透明性の観点から、好ましくは300nm以下、より好ましくは200nm以下、更に好ましくは150nm以下である。 The thickness (total thickness) of the transparent conductive layer 20 is 100 nm or more. A transparent conductive layer 20 having a thickness of 100 nm or more is suitable for reducing the resistance of the transparent conductive layer 20. From the viewpoint of reducing the resistance of the transparent conductive layer 20, the thickness of the transparent conductive layer 20 is preferably 110 nm or more, more preferably 120 nm or more, and even more preferably 125 nm or more. From the viewpoint of the transparency of the transparent conductive layer 20, the thickness of the transparent conductive layer 20 is preferably 300 nm or less, more preferably 200 nm or less, and even more preferably 150 nm or less.

非晶質層21の厚さT1は、30nm以上である。厚さ100nm以上の透明導電層20において、透明基材10側に配置された非晶質層21の厚さT1が30nm以上であることは、透明導電層20の透明性の確保に適する。非晶質層21の厚さT1は、透明導電層20の透明性の観点から、好ましくは45nm以上、より好ましくは50nm以上である。厚さT1は、透明導電層20の低抵抗化の観点から、好ましくは120nm以下、より好ましくは100nm以下、更に好ましくは80nm以下である。また、透明導電層20の厚さ(総厚)に対する非晶質層21の厚さT1の割合は、透明導電層20の透明性の観点から、好ましくは30%以上、より好ましくは35%以上、更に好ましくは40%以上である。同割合は、透明導電層20の低抵抗化の観点から、好ましくは85%以下、より好ましくは65%以下、更に好ましくは45%以下である。 The thickness T1 of the amorphous layer 21 is 30 nm or more. In the transparent conductive layer 20 having a thickness of 100 nm or more, the thickness T1 of the amorphous layer 21 arranged on the transparent substrate 10 side is 30 nm or more, which is suitable for ensuring the transparency of the transparent conductive layer 20. From the viewpoint of the transparency of the transparent conductive layer 20, the thickness T1 of the amorphous layer 21 is preferably 45 nm or more, more preferably 50 nm or more. From the viewpoint of reducing the resistance of the transparent conductive layer 20, the thickness T1 is preferably 120 nm or less, more preferably 100 nm or less, and even more preferably 80 nm or less. In addition, the ratio of the thickness T1 of the amorphous layer 21 to the thickness (total thickness) of the transparent conductive layer 20 is preferably 30% or more, more preferably 35% or more, and even more preferably 40% or more, from the viewpoint of the transparency of the transparent conductive layer 20. From the viewpoint of reducing the resistance of the transparent conductive layer 20, the ratio is preferably 85% or less, more preferably 65% or less, and even more preferably 45% or less.

透明導電層20の厚さ(総厚)に対する結晶質層22の厚さT2の割合は、15%以上である。厚さ100nm以上の透明導電層20において、結晶質層22が非晶質層21に対して透明基材10とは反対側に配置され、且つ当該結晶質層22の厚さT2が15%以上であることは、透明導電層20の低抵抗性の確保に適する。透明導電層20の厚さに対する結晶質層22の厚さT2の割合は、透明導電層20の低抵抗性の観点から、好ましくは35%以上、更に好ましくは40%以上、一層好ましくは50%以上である。同割合は、透明導電層20の透明性の観点から、好ましくは70%以下であり、より好ましくは65%以下、更に好ましくは60%以下である。また、結晶質層22の厚さT2は、透明導電層20の低抵抗性の観点から、好ましくは15nm以上、より好ましくは35nm以上、更に好ましくは40nm以上、一層好ましくは50nm以上である。厚さT2は、透明導電層20の透明性の観点から、好ましくは70nm以下、より好ましくは65nm以下、更に好ましくは60nm以下である。 The ratio of the thickness T2 of the crystalline layer 22 to the thickness (total thickness) of the transparent conductive layer 20 is 15% or more. In the transparent conductive layer 20 having a thickness of 100 nm or more, the crystalline layer 22 is disposed on the opposite side of the transparent substrate 10 with respect to the amorphous layer 21, and the thickness T2 of the crystalline layer 22 is 15% or more, which is suitable for ensuring the low resistance of the transparent conductive layer 20. From the viewpoint of the low resistance of the transparent conductive layer 20, the ratio of the thickness T2 of the crystalline layer 22 to the thickness of the transparent conductive layer 20 is preferably 35% or more, more preferably 40% or more, and even more preferably 50% or more. From the viewpoint of the transparency of the transparent conductive layer 20, the ratio is preferably 70% or less, more preferably 65% or less, and even more preferably 60% or less. In addition, the thickness T2 of the crystalline layer 22 is preferably 15 nm or more, more preferably 35 nm or more, more preferably 40 nm or more, and even more preferably 50 nm or more, from the viewpoint of the low resistance of the transparent conductive layer 20. From the viewpoint of the transparency of the transparent conductive layer 20, the thickness T2 is preferably 70 nm or less, more preferably 65 nm or less, and even more preferably 60 nm or less.

透明導電層20の全光線透過率(JIS K 7375-2008)は、透明導電層20の透明性を確保する観点から、好ましくは80%以上、より好ましくは85%以上、更に好ましくは88%以上である。また、透明導電層20の全光線透過率は、例えば100%以下である。 The total light transmittance (JIS K 7375-2008) of the transparent conductive layer 20 is preferably 80% or more, more preferably 85% or more, and even more preferably 88% or more, from the viewpoint of ensuring the transparency of the transparent conductive layer 20. In addition, the total light transmittance of the transparent conductive layer 20 is, for example, 100% or less.

透明導電層20の比抵抗は、透明導電層20の低抵抗化の観点から、好ましくは3.5×10-4Ω・cm以下、より好ましくは3.2×10-4Ω・cm以下、更に好ましくは3.0×10-4Ω・cm以下、一層好ましくは2.8×10-4Ω・cm以下である。透明導電層20の比抵抗は、例えば、0.5×10-4Ω・cm以上、1.0×10-4Ω・cm以上、2.0×10-4Ω・cm以上である。比抵抗の測定方法は、実施例に関して後述するとおりである。 The resistivity of the transparent conductive layer 20 is preferably 3.5×10 -4 Ω·cm or less, more preferably 3.2×10 -4 Ω·cm or less, even more preferably 3.0×10 -4 Ω·cm or less, and even more preferably 2.8×10 -4 Ω·cm or less, from the viewpoint of reducing the resistance of the transparent conductive layer 20. The resistivity of the transparent conductive layer 20 is, for example, 0.5× 10 -4 Ω ·cm or more, 1.0×10 -4 Ω·cm or more, or 2.0×10 -4 Ω·cm or more. The method for measuring the resistivity is as described below in the examples.

透明導電性フィルムXの全光線透過率(JIS K 7375-2008)は、好ましくは80%以上、より好ましくは85%以上、更に好ましくは88%以上である。このような構成は、タッチセンサ装置、調光素子、光電変換素子、熱線制御部材、アンテナ部材、電磁波シールド部材、ヒーター部材、照明装置、および画像表示装置などに透明導電性フィルムXが備えられる場合に当該透明導電性フィルムXに求められる透明性を確保するのに適する。透明導電性フィルムXの全光線透過率は、例えば100%以下である。全光線透過率の測定方法は、実施例に関して後述するとおりである。 The total light transmittance (JIS K 7375-2008) of the transparent conductive film X is preferably 80% or more, more preferably 85% or more, and even more preferably 88% or more. Such a configuration is suitable for ensuring the transparency required of the transparent conductive film X when the transparent conductive film X is provided in a touch sensor device, a light control element, a photoelectric conversion element, a heat ray control member, an antenna member, an electromagnetic wave shielding member, a heater member, a lighting device, an image display device, and the like. The total light transmittance of the transparent conductive film X is, for example, 100% or less. The method for measuring the total light transmittance is as described below in the examples.

透明導電性フィルムXは、例えば以下のように製造される。 The transparent conductive film X is manufactured, for example, as follows.

まず、図2Aに示すように、透明基材10を用意する(用意工程)。 First, as shown in FIG. 2A, a transparent substrate 10 is prepared (preparation process).

次に、図2Bに示すように、透明基材10上に第1層21’を形成する(第1層形成工程)。第1層21’は、非晶質の第1導電性酸化物層である。この第1導電性酸化物層は、後述の加熱工程(図2D)の後に非晶質性を維持する層である。本工程では、具体的には、スパッタリング法により、透明基材10の第1面11上に導電性酸化物を成膜して、非晶質の第1導電性酸化物層(第1層21’)を形成する。 Next, as shown in FIG. 2B, a first layer 21' is formed on the transparent substrate 10 (first layer formation step). The first layer 21' is an amorphous first conductive oxide layer. This first conductive oxide layer is a layer that maintains its amorphous nature after the heating step (FIG. 2D) described below. In this step, specifically, a conductive oxide film is formed on the first surface 11 of the transparent substrate 10 by a sputtering method to form the amorphous first conductive oxide layer (first layer 21').

スパッタリング法では、ロールトゥロール方式で成膜プロセスを実施できるスパッタ成膜装置を使用するのが好ましい。第1層形成工程において、ロールトゥロール方式のスパッタ成膜装置を使用する場合、ワークフィルムとしての長尺の透明基材10を、装置が備える繰出しロールから巻取りロールまで走行させつつ、当該ワークフィルム上に材料を成膜して第1層21’を形成する。ワークフィルムの走行速度は、例えば0.5~5m/分である。また、当該スパッタリング法では、一つの成膜室を備えるスパッタ成膜装置を使用してもよいし、透明基材10の走行経路に沿って順に配置された複数の成膜室を備えるスパッタ成膜装置を使用してもよい(後述の第2層形成工程でも同様である)。 In the sputtering method, it is preferable to use a sputtering deposition device capable of performing the deposition process by a roll-to-roll method. When a roll-to-roll sputtering deposition device is used in the first layer formation process, a long transparent substrate 10 as a work film is run from a pay-out roll to a take-up roll provided in the device, while a material is deposited on the work film to form the first layer 21'. The running speed of the work film is, for example, 0.5 to 5 m/min. In addition, in the sputtering method, a sputtering deposition device having one deposition chamber may be used, or a sputtering deposition device having multiple deposition chambers arranged in sequence along the running path of the transparent substrate 10 may be used (the same applies to the second layer formation process described below).

スパッタリング法では、具体的には、スパッタ成膜装置が備える成膜室内に真空条件下でスパッタリングガス(不活性ガス)を導入しつつ、成膜室内のカソード上に配置されたターゲットにマイナスの電圧を印加する。これにより、グロー放電を発生させてガス原子をイオン化し、当該ガスイオンを高速でターゲット表面に衝突させ、ターゲット表面からターゲット材料を弾き出し、弾き出たターゲット材料をワークフィルム(透明基材10)上に堆積させる。ターゲットの材料としては、例えば、非晶質層21に関して上述した導電性酸化物の焼結体が用いられる。スパッタリングガスとしては、例えば、アルゴン、クリプトン、キセノン、およびこれらの混合ガスが挙げられる。スパッタリング法は、好ましくは、反応性スパッタリング法である。反応性スパッタリング法では、例えば、スパッタリングガスに加えて反応性ガスとしての酸素が、成膜室内に導入される。 In the sputtering method, specifically, a sputtering gas (inert gas) is introduced under vacuum conditions into a film-forming chamber equipped with a sputtering film-forming apparatus, while a negative voltage is applied to a target placed on a cathode in the film-forming chamber. This generates a glow discharge to ionize gas atoms, and the gas ions collide with the target surface at high speed to eject target material from the target surface, and the ejected target material is deposited on the work film (transparent substrate 10). For example, the sintered body of the conductive oxide described above for the amorphous layer 21 is used as the target material. For example, the sputtering gas may be argon, krypton, xenon, or a mixture of these gases. The sputtering method is preferably a reactive sputtering method. In the reactive sputtering method, for example, oxygen as a reactive gas in addition to the sputtering gas is introduced into the film-forming chamber.

第1層形成工程でのスパッタリング法による成膜(スパッタ成膜)に関する条件(第1スパッタ成膜条件)は、後述の加熱工程(図2D)の後に非晶質性を維持する第1導電性酸化物層を適切に形成する観点から、次のとおりである。 The conditions for film formation by sputtering (sputter film formation) in the first layer formation process (first sputter film formation conditions) are as follows, from the viewpoint of properly forming a first conductive oxide layer that maintains its amorphous nature after the heating process (Figure 2D) described below.

スパッタ成膜前の成膜室内の到達真空度は、好ましくは0.9×10-4Pa以下である。反応性スパッタリング法において成膜室に導入されるスパッタリングガスおよび酸素の合計導入量に対する、酸素の導入量の割合は、好ましくは1流量%以上、より好ましくは2流量%以上であり、また、好ましくは8流量%以下、より好ましくは5流量%以下である。成膜温度(第1層21’が形成される透明基材10の温度)は、好ましくは-50℃以上、より好ましくは-25℃以上であり、また、好ましくは20℃以下、より好ましくは0.0℃以下である。第1層形成工程における到達真空度、酸素導入割合、成膜温度、および、成膜時の気圧の調整により、加熱工程(図2D)後に非晶質性を維持する第1導電性酸化物層を形成できる。 The ultimate vacuum in the film formation chamber before sputtering is preferably 0.9×10 −4 Pa or less. In the reactive sputtering method, the ratio of the amount of oxygen introduced to the total amount of sputtering gas and oxygen introduced into the film formation chamber is preferably 1 flow % or more, more preferably 2 flow % or more, and also preferably 8 flow % or less, more preferably 5 flow % or less. The film formation temperature (the temperature of the transparent substrate 10 on which the first layer 21′ is formed) is preferably −50° C. or more, more preferably −25° C. or more, and also preferably 20° C. or less, more preferably 0.0° C. or less. By adjusting the ultimate vacuum, oxygen introduction ratio, film formation temperature, and air pressure during film formation in the first layer formation step, it is possible to form a first conductive oxide layer that maintains its amorphous nature after the heating step (FIG. 2D).

第1層形成工程において、ターゲットに対する電圧印加のための電源としては、例えば、DC電源、AC電源、MF電源、およびRF電源が挙げられる。電源としては、DC電源とRF電源とを併用してもよい。スパッタ成膜中の放電電圧の絶対値は、例えば50V以上であり、また、例えば500V以下である。ターゲット上の水平磁場強度は、例えば10mT以上であり、また、例えば100mT以下である。 In the first layer formation process, examples of power sources for applying voltage to the target include a DC power source, an AC power source, an MF power source, and an RF power source. A DC power source and an RF power source may be used in combination as the power source. The absolute value of the discharge voltage during sputtering deposition is, for example, 50 V or more and, for example, 500 V or less. The horizontal magnetic field strength on the target is, for example, 10 mT or more and, for example, 100 mT or less.

次に、図2Cに示すように、第1層21’上に第2層22’を形成する(第2層形成工程)。第2層22’は、非晶質の第2導電性酸化物層である。この第2導電性酸化物層は、後述の加熱工程(図2D)によって結晶化される層である。本工程では、具体的には、スパッタリング法により、第1層21’上に導電性酸化物を成膜して、非晶質の第2導電性酸化物層(第2層22’)を形成する。第1層21’および第2層22’により、非晶質の透明導電層20’が形成される。 Next, as shown in FIG. 2C, a second layer 22' is formed on the first layer 21' (second layer formation process). The second layer 22' is an amorphous second conductive oxide layer. This second conductive oxide layer is a layer that is crystallized by a heating process (FIG. 2D) described later. In this process, specifically, a conductive oxide is formed on the first layer 21' by a sputtering method to form an amorphous second conductive oxide layer (second layer 22'). The first layer 21' and the second layer 22' form an amorphous transparent conductive layer 20'.

スパッタリング法では、ロールトゥロール方式で成膜プロセスを実施できるスパッタ成膜装置を使用するのが好ましい。第2層形成工程において、ロールトゥロール方式のスパッタ成膜装置を使用する場合、ワークフィルムとしての、長尺の第1層21’付き透明基材10を、装置が備える繰出しロールから巻取りロールまで走行させつつ、当該ワークフィルム上に材料を成膜して第2層22’を形成する。スパッタリング法の実施方法、および、スパッタリング法としては反応性スパッタリング法が好ましいことは、第1層形成工程に関して上述したのと同様である。 In the sputtering method, it is preferable to use a sputtering deposition device capable of performing the deposition process by a roll-to-roll method. When a roll-to-roll sputtering deposition device is used in the second layer formation step, the long transparent substrate 10 with the first layer 21' as the work film is run from the pay-out roll to the take-up roll of the device, while a material is deposited on the work film to form the second layer 22'. The method of performing the sputtering method and the fact that reactive sputtering is preferable as the sputtering method are the same as those described above for the first layer formation step.

第2層形成工程でのスパッタ成膜に関する条件(第2スパッタ成膜条件)は、後述の加熱工程(図2D)によって結晶化される第2導電性酸化物層を適切に形成する観点から、次のとおりである。 The conditions for sputtering in the second layer formation process (second sputtering conditions) are as follows, from the viewpoint of properly forming the second conductive oxide layer that is crystallized by the heating process (FIG. 2D) described below.

スパッタ成膜前の成膜室内の到達真空度は、好ましくは5.0×10-4Pa以下である。反応性スパッタリング法において成膜室に導入されるスパッタリングガスおよび酸素の合計導入量に対する、酸素の導入量の割合は、好ましくは1流量%以上、より好ましくは1.5流量%以上であり、また、好ましくは6流量%以下、より好ましくは3流量%以下である。成膜温度(第2層22’が形成されるワークフィルムの温度)は、好ましくは-50℃以上、より好ましくは-25℃以上であり、また、好ましくは20℃以下、より好ましくは0.0℃以下である。第2層形成工程における到達真空度、酸素導入割合、成膜温度、および、成膜時の気圧の調整により、加熱工程(図2D)によって結晶化される第2導電性酸化物層を形成できる。 The ultimate vacuum in the deposition chamber before sputtering is preferably 5.0×10 −4 Pa or less. In the reactive sputtering method, the ratio of the amount of oxygen introduced to the total amount of sputtering gas and oxygen introduced into the deposition chamber is preferably 1 flow % or more, more preferably 1.5 flow % or more, and preferably 6 flow % or less, more preferably 3 flow % or less. The deposition temperature (the temperature of the workpiece film on which the second layer 22′ is formed) is preferably −50° C. or more, more preferably −25° C. or more, and preferably 20° C. or less, more preferably 0.0° C. or less. By adjusting the ultimate vacuum, oxygen introduction ratio, deposition temperature, and air pressure during deposition in the second layer formation process, a second conductive oxide layer that is crystallized by the heating process (FIG. 2D) can be formed.

第2層形成工程において、ターゲットに電圧印加するための電源、スパッタ成膜中の放電電圧の絶対値、および、ターゲット上の水平磁場強度は、第1層形成工程に関して上記したのと同様である。 In the second layer formation process, the power supply for applying voltage to the target, the absolute value of the discharge voltage during sputtering, and the horizontal magnetic field strength above the target are the same as those described above for the first layer formation process.

本製造方法では、次に、図2Dに示すように、第2層22’を加熱によって結晶化させて結晶質層22を形成する(加熱工程)。加熱手段としては、例えば、赤外線ヒーターおよびオーブンが挙げられる。加熱オーブンとしては、例えば、熱媒加熱式オーブンおよび熱風加熱式オーブンが挙げられる。加熱時の環境は、真空環境および大気環境のいずれでもよい。好ましくは、酸素存在下での加熱が実施される。加熱温度は、高い結晶化速度を確保する観点からは、好ましくは100℃以上、より好ましくは120℃以上である。加熱温度は、透明基材10への加熱の影響を抑制する観点から、好ましくは180℃以下、より好ましくは160℃以下である。加熱時間は、結晶質層22の十分な結晶化の観点から、好ましくは5分以上、好ましくは10分以上、更に好ましくは20分以上である。加熱時間は、本工程におけるタクト時間の短縮の観点から、好ましくは200分以下、より好ましくは100分以下、更に好ましくは80分以下である。 In this manufacturing method, the second layer 22' is then heated to crystallize it to form the crystalline layer 22, as shown in FIG. 2D (heating step). Examples of heating means include an infrared heater and an oven. Examples of heating ovens include a heat medium heating oven and a hot air heating oven. The environment during heating may be either a vacuum environment or an atmospheric environment. Preferably, heating is performed in the presence of oxygen. From the viewpoint of ensuring a high crystallization rate, the heating temperature is preferably 100° C. or higher, more preferably 120° C. or higher. From the viewpoint of suppressing the influence of heating on the transparent substrate 10, the heating temperature is preferably 180° C. or lower, more preferably 160° C. or lower. From the viewpoint of sufficient crystallization of the crystalline layer 22, the heating time is preferably 5 minutes or more, preferably 10 minutes or more, and more preferably 20 minutes or more. From the viewpoint of shortening the tact time in this step, the heating time is preferably 200 minutes or less, more preferably 100 minutes or less, and more preferably 80 minutes or less.

本工程の加熱により、第1層21’の非晶質性を維持しつつ第2層22’を結晶化させて、透明導電層20(非晶質層21,結晶質層22)を形成する。本工程において、第1層21’の非晶質性を維持しつつ第2層22’を結晶化させる手法としては、第2層22’と比較して第1層21’の酸化スズ割合ないしSn濃度を高めること、および、第2スパッタ成膜時と比較して第1スパッタ成膜時の酸素導入量を増やすことが挙げられる(第1層21’は、その酸化スズ割合ないしSn濃度が高いほど、加熱時に結晶化しにくい)。 The heating in this process maintains the amorphous nature of the first layer 21' while crystallizing the second layer 22' to form the transparent conductive layer 20 (amorphous layer 21, crystalline layer 22). In this process, methods for crystallizing the second layer 22' while maintaining the amorphous nature of the first layer 21' include increasing the tin oxide ratio or Sn concentration of the first layer 21' compared to the second layer 22', and increasing the amount of oxygen introduced during the first sputtering deposition compared to the second sputtering deposition (the higher the tin oxide ratio or Sn concentration of the first layer 21', the less likely it is to crystallize when heated).

以上のようにして、透明導電性フィルムXが製造される。 In this manner, transparent conductive film X is produced.

透明導電性フィルムXにおける透明導電層20は、図3に模式的に示すように、パターニングされてもよい。所定のエッチングマスクを介して透明導電層20をエッチング処理することにより、透明導電層20をパターニングできる。パターニングされた透明導電層20は、例えば、配線パターンである。 The transparent conductive layer 20 in the transparent conductive film X may be patterned as shown in FIG. 3. The transparent conductive layer 20 can be patterned by etching the transparent conductive layer 20 through a specific etching mask. The patterned transparent conductive layer 20 is, for example, a wiring pattern.

透明導電性フィルムXにおいては、上述のように、透明導電層20が100nm以上の厚さを有し、透明導電層20が、厚さ30nm以上の非晶質層21と結晶質層22とを透明基材側からこの順で有し、透明導電層20の厚さに対する結晶質層22の厚さの割合が15%以上である。透明導電層20が100nm以上の厚さを有すること、および、透明導電層20における結晶質層22の厚さ割合が15%以上であることは、透明導電層20の低抵抗性を確保するのに適する。厚さ100nm以上の透明導電層20が、厚さ30nm以上の非晶質層21と結晶質層22とを透明基材側からこの順で有することは、透明導電層20の透明性を確保するのに適する。 In the transparent conductive film X, as described above, the transparent conductive layer 20 has a thickness of 100 nm or more, and the transparent conductive layer 20 has an amorphous layer 21 and a crystalline layer 22 each having a thickness of 30 nm or more, in this order from the transparent substrate side, and the ratio of the thickness of the crystalline layer 22 to the thickness of the transparent conductive layer 20 is 15% or more. The transparent conductive layer 20 having a thickness of 100 nm or more and the thickness ratio of the crystalline layer 22 in the transparent conductive layer 20 being 15% or more are suitable for ensuring low resistance of the transparent conductive layer 20. The transparent conductive layer 20 having a thickness of 100 nm or more and the amorphous layer 21 and the crystalline layer 22 each having a thickness of 30 nm or more, in this order from the transparent substrate side, are suitable for ensuring transparency of the transparent conductive layer 20.

したがって、透明導電性フィルムXは、透明導電層20の低抵抗性と透明性とを両立するのに適する。具体的には、後記の実施例および比較例をもって示すとおりである。 Therefore, the transparent conductive film X is suitable for achieving both low resistance and transparency of the transparent conductive layer 20. More specifically, this is as shown in the examples and comparative examples below.

本発明について、以下に実施例を示して具体的に説明する。ただし、本発明は、実施例に限定されない。また、以下に記載されている配合量(含有量)、物性値、パラメータなどの具体的数値は、上述の「発明を実施するための形態」において記載されている、それらに対応する配合量(含有量)、物性値、パラメータなどの上限(「以下」または「未満」として定義されている数値)または下限(「以上」または「超える」として定義されている数値)に代替できる。 The present invention will be specifically described below with reference to examples. However, the present invention is not limited to the examples. Furthermore, the specific numerical values of the compounding amounts (contents), physical property values, parameters, etc. described below can be replaced with the upper limit (a numerical value defined as "equal to or less than") or lower limit (a numerical value defined as "equal to or more than") of the corresponding compounding amounts (contents), physical property values, parameters, etc. described in the above-mentioned "Form for carrying out the invention."

〔実施例1〕
まず、透明基材としての長尺のポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム(品名「GC100-JBN」,厚さ100μm,三菱ケミカル社製)を用意した。
Example 1
First, a long polyethylene terephthalate (PET) film (product name "GC100-JBN", thickness 100 μm, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) was prepared as a transparent substrate.

次に、反応性スパッタリング法により、透明基材の片面(第1面)上に導電性酸化物を成膜して、厚さ100nmの非晶質の第1導電性酸化物層を第1層(図2Bでは第1層21’)として形成した(第1層形成工程)。本工程では、ロールトゥロール方式の第1スパッタ成膜装置(DCマグネトロンスパッタ成膜装置)を使用した。同装置は、ロールトゥロール方式でワークフィルムを走行させつつ成膜プロセスを実施できる成膜室を備える。本工程でのスパッタ成膜条件は、次のとおりである。 Next, a conductive oxide film was formed on one side (first side) of the transparent substrate by reactive sputtering to form a 100 nm thick amorphous first conductive oxide layer as the first layer (first layer 21' in FIG. 2B) (first layer formation process). In this process, a first sputtering deposition device (DC magnetron sputtering deposition device) of the roll-to-roll method was used. This device is equipped with a deposition chamber in which the deposition process can be carried out while the work film is running in the roll-to-roll method. The sputtering deposition conditions in this process are as follows:

第1スパッタ成膜装置の成膜室内の到達真空度が0.9×10-4Paに至るまで真空排気した後、成膜室内に、スパッタリングガスとしてのアルゴンと、反応性ガスとしての酸素とを導入し、成膜室内の気圧を0.2Paとした。成膜室に導入されるアルゴンおよび酸素の合計導入量に対する酸素導入量の割合は、約3.2流量%とした。ターゲットとしては、酸化インジウムと酸化スズとの焼結体であって、酸化スズ割合が12.5質量%の焼結体を用いた。ターゲットに対する電圧印加のための電源としては、DC電源を用いた。ターゲット上の水平磁場強度は30mTとした。成膜温度(第1層が形成される透明基材の温度)は-8℃とした。ワークフィルムとしてのPETフィルムの走行速度は2.7m/分とした。 After the deposition chamber of the first sputtering deposition apparatus was evacuated to a vacuum of 0.9×10 −4 Pa, argon as a sputtering gas and oxygen as a reactive gas were introduced into the deposition chamber, and the pressure in the deposition chamber was set to 0.2 Pa. The ratio of the amount of oxygen introduced to the total amount of argon and oxygen introduced into the deposition chamber was about 3.2 flow %. As the target, a sintered body of indium oxide and tin oxide was used, with a tin oxide ratio of 12.5 mass %. As the power source for applying a voltage to the target, a DC power source was used. The horizontal magnetic field strength above the target was 30 mT. The deposition temperature (the temperature of the transparent substrate on which the first layer is formed) was set to −8° C. The running speed of the PET film as the work film was 2.7 m/min.

次に、反応性スパッタリング法により、透明基材上の第1層の上に導電性酸化物を成膜して、厚さ25nmの非晶質の第2導電性酸化物層を第2層(図2Cでは第2層22’)として形成した(第2層形成工程)。これにより、透明基材上に非晶質透明導電層(図2Cでは透明導電層20’)を形成した。本工程では、ロールトゥロール方式の第2スパッタ成膜装置(DCマグネトロンスパッタ成膜装置)を使用した。同装置は、ロールトゥロール方式でワークフィルムを走行させつつ成膜プロセスを実施できる成膜室を備える。本工程でのスパッタ成膜条件は、次のとおりである。 Next, a conductive oxide film was formed on the first layer on the transparent substrate by reactive sputtering to form a 25 nm thick amorphous second conductive oxide layer as the second layer (second layer 22' in FIG. 2C) (second layer formation process). This resulted in an amorphous transparent conductive layer (transparent conductive layer 20' in FIG. 2C) being formed on the transparent substrate. In this process, a second sputtering deposition device (DC magnetron sputtering deposition device) of the roll-to-roll method was used. This device is equipped with a deposition chamber in which the deposition process can be carried out while the work film is running in the roll-to-roll method. The sputtering deposition conditions in this process are as follows:

第2スパッタ成膜装置の成膜室内の到達真空度が5.0×10-4Paに至るまで真空排気した後、成膜室内に、スパッタリングガスとしてのアルゴンと、反応性ガスとしての酸素とを導入し、成膜室内の気圧を0.2Paとした。成膜室に導入されるアルゴンおよび酸素の合計導入量に対する酸素導入量の割合は、約1.5流量%とした。ターゲットとしては、酸化インジウムと酸化スズとの焼結体であって、酸化スズ割合が10.0質量%の焼結体を用いた。ターゲットに対する電圧印加のための電源としては、DC電源を用いた。ターゲット上の水平磁場強度は90mTとした。成膜温度(第2層が形成されるワークフィルムの温度)は-5℃とした。ワークフィルムとしてのPETフィルムの走行速度は2.7m/分とした。 After the deposition chamber of the second sputtering deposition apparatus was evacuated to a vacuum of 5.0×10 −4 Pa, argon as a sputtering gas and oxygen as a reactive gas were introduced into the deposition chamber, and the pressure in the deposition chamber was set to 0.2 Pa. The ratio of the amount of oxygen introduced to the total amount of argon and oxygen introduced into the deposition chamber was about 1.5% by flow rate. As the target, a sintered body of indium oxide and tin oxide was used, with the tin oxide ratio being 10.0% by mass. As the power source for applying a voltage to the target, a DC power source was used. The horizontal magnetic field strength above the target was 90 mT. The deposition temperature (the temperature of the workpiece film on which the second layer is formed) was set to −5° C. The running speed of the PET film as the workpiece film was set to 2.7 m/min.

次に、透明基材上の透明導電層(第1層/第2層)を、熱風加熱式オーブンによって加熱した(加熱工程)。本工程において、加熱温度は140℃とし、加熱時間は1時間とした。本工程により、第1層の非晶質性を維持しつつ、第2層を結晶化させて、透明導電層(図2Dでは透明導電層20)を形成した。この透明導電層は、加熱後の第1層としての非晶質層(図2Dでは非晶質層21)と、加熱によって結晶化した、第2層由来の結晶質層(図2Dでは結晶質層22)とを有する。 Next, the transparent conductive layer (first layer/second layer) on the transparent substrate was heated in a hot air oven (heating step). In this step, the heating temperature was 140°C, and the heating time was 1 hour. This step maintained the amorphous nature of the first layer while crystallizing the second layer to form a transparent conductive layer (transparent conductive layer 20 in FIG. 2D). This transparent conductive layer has an amorphous layer (amorphous layer 21 in FIG. 2D) as the first layer after heating, and a crystalline layer (crystalline layer 22 in FIG. 2D) derived from the second layer that was crystallized by heating.

以上のようにして、実施例1の透明導電性フィルムを作製した。実施例1の透明導電性フィルムの透明導電層は、非晶質のインジウムスズ複合酸化物層(厚さ100nm,酸化スズ割合12.5質量%)と、結晶質のインジウムスズ複合酸化物層(厚さ25nm,酸化スズ割合10.0質量%)とを、透明基材側からこの順で有する。 In this manner, the transparent conductive film of Example 1 was produced. The transparent conductive layer of the transparent conductive film of Example 1 has an amorphous indium tin composite oxide layer (thickness 100 nm, tin oxide ratio 12.5% by mass) and a crystalline indium tin composite oxide layer (thickness 25 nm, tin oxide ratio 10.0% by mass), in that order from the transparent substrate side.

〔実施例2〕
次のこと以外は、実施例1の透明導電性フィルムと同様にして、実施例2の透明導電性フィルムを作製した。第1層形成工程において第1層を厚さ75nmで形成し、第2層形成工程において第2層を厚さ50nmで形成した。
Example 2
The transparent conductive film of Example 2 was produced in the same manner as the transparent conductive film of Example 1, except for the following: In the first layer forming step, the first layer was formed to a thickness of 75 nm, and in the second layer forming step, the second layer was formed to a thickness of 50 nm.

〔実施例3〕
次のこと以外は、実施例1の透明導電性フィルムと同様にして、実施例3の透明導電性フィルムを作製した。第1層形成工程において第1層を厚さ50nmで形成し、第2層形成工程において第2層を厚さ75nmで形成した。
Example 3
The transparent conductive film of Example 3 was produced in the same manner as the transparent conductive film of Example 1, except for the following: In the first layer forming step, the first layer was formed to a thickness of 50 nm, and in the second layer forming step, the second layer was formed to a thickness of 75 nm.

〔比較例1〕
次のこと以外は、実施例1の透明導電性フィルムと同様にして、比較例1の透明導電性フィルムを作製した。第1層形成工程において第1層を厚さ125nmで形成し、第2層形成工程を実施しなかった。
Comparative Example 1
A transparent conductive film of Comparative Example 1 was produced in the same manner as the transparent conductive film of Example 1, except for the following: In the first layer forming step, the first layer was formed to a thickness of 125 nm, and the second layer forming step was not performed.

〔比較例2〕
次のこと以外は、実施例1の透明導電性フィルムと同様にして、比較例2の透明導電性フィルムを作製した。第1層形成工程を実施せず、第2層形成工程において第2層を厚さ125nmで形成した。
Comparative Example 2
A transparent conductive film of Comparative Example 2 was produced in the same manner as the transparent conductive film of Example 1, except for the following: The first layer forming step was not performed, and the second layer was formed to a thickness of 125 nm in the second layer forming step.

〔比較例3~8〕
次のこと以外は、実施例1の透明導電性フィルムと同様にして、比較例3~8の各透明導電性フィルムを作製した。第1層形成工程での第1層の厚さ、および、第2層形成工程での第2層の厚さを、表1に示す厚さとした(比較例3では第2層を形成せず、比較例8では第1層を形成しなかった)。
Comparative Examples 3 to 8
Each of the transparent conductive films of Comparative Examples 3 to 8 was produced in the same manner as the transparent conductive film of Example 1, except for the following: The thickness of the first layer in the first layer forming step and the thickness of the second layer in the second layer forming step were set to the thicknesses shown in Table 1 (the second layer was not formed in Comparative Example 3, and the first layer was not formed in Comparative Example 8).

〈層の厚さ〉
実施例1~3および比較例1~8における各透明導電性フィルムの透明導電層の厚さ(総厚)を、電界放射型透過電子顕微鏡(FE-TEM)での観察により測定した。具体的には、まず、FIBマイクロサンプリング法により、実施例1~3および比較例1~8における各透明導電層の断面観察用サンプルを作製した。FIBマイクロサンプリング法では、FIB装置(品名「FB2200」,Hitachi製)を使用し、加速電圧を10kVとした。次に、断面観察用サンプルにおける透明導電層の断面をFE-TEMによって観察し、当該観察画像において透明導電層の厚さを測定した。同観察では、FE-TEM装置(品名「JEM-2800」,JEOL製)を使用し、加速電圧を200kVとした。
<Layer thickness>
The thickness (total thickness) of the transparent conductive layer of each of the transparent conductive films in Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 8 was measured by observation with a field emission transmission electron microscope (FE-TEM). Specifically, first, a cross-sectional observation sample of each of the transparent conductive layers in Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 8 was prepared by an FIB microsampling method. In the FIB microsampling method, an FIB device (product name "FB2200", manufactured by Hitachi) was used, and the acceleration voltage was set to 10 kV. Next, the cross-section of the transparent conductive layer in the cross-sectional observation sample was observed by FE-TEM, and the thickness of the transparent conductive layer was measured in the observed image. In the observation, an FE-TEM device (product name "JEM-2800", manufactured by JEOL) was used, and the acceleration voltage was set to 200 kV.

実施例1~3および比較例4~7における非晶質層(第1層)の厚さは、当該第1層の上に第2層を形成する前の中間作製物から断面観察用サンプルを作製し、当該サンプルのFE-TEM観察により測定した。実施例1~3および比較例4~7における各透明導電層の結晶質層(第2層)の厚さは、透明導電層の総厚から第1層の厚さを差し引いて求めた。 The thickness of the amorphous layer (first layer) in Examples 1 to 3 and Comparative Examples 4 to 7 was measured by FE-TEM observation of a cross-sectional observation sample prepared from the intermediate product before the second layer was formed on the first layer. The thickness of the crystalline layer (second layer) of each transparent conductive layer in Examples 1 to 3 and Comparative Examples 4 to 7 was determined by subtracting the thickness of the first layer from the total thickness of the transparent conductive layer.

〈結晶性〉
実施例1~3および比較例1~8における各透明導電層の第1層および第2層について、次のようにして結晶性(非晶質,結晶質)を調べた。
<Crystalline>
The crystallinity (amorphous, crystalline) of the first and second layers of each of the transparent conductive layers in Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 8 was examined as follows.

まず、上述の断面観察用サンプルについて、200万倍の観察倍率でFE-TEM画像を撮影した(サンプル作製方法および観察方法は、層の厚さ測定に関して上述したのと同様である)。次に、撮影画像における第1層および第2層について、全体にわたって格子縞(結晶粒の存在に相当)が確認されない場合に非晶質であると評価し、全体にわたって格子縞が確認される場合に結晶質であると評価した。その結果、以下のことを確認した。実施例1~3および比較例4~7における第1層は非晶質であり、実施例1~3および比較例4~7における第2層は結晶質であった。比較例1,3における透明導電層(第1層)は非晶質であった。比較例2,8における透明導電層(第2層)は結晶質であった。これら確認結果を表1に示す。 First, FE-TEM images were taken of the above-mentioned cross-sectional observation sample at a magnification of 2 million times (the sample preparation method and observation method were the same as those described above for the layer thickness measurement). Next, for the first and second layers in the captured images, if lattice fringes (corresponding to the presence of crystal grains) were not observed throughout the layer, the layer was evaluated as amorphous, and if lattice fringes were observed throughout the layer, the layer was evaluated as crystalline. As a result, the following was confirmed. The first layer in Examples 1 to 3 and Comparative Examples 4 to 7 was amorphous, and the second layer in Examples 1 to 3 and Comparative Examples 4 to 7 was crystalline. The transparent conductive layer (first layer) in Comparative Examples 1 and 3 was amorphous. The transparent conductive layer (second layer) in Comparative Examples 2 and 8 was crystalline. These confirmation results are shown in Table 1.

〈比抵抗〉
実施例1~3および比較例1~8の各透明導電性フィルムの透明導電層の比抵抗を測定した。具体的には、以下のとおりである。
<Resistivity>
The resistivity of the transparent conductive layer of each of the transparent conductive films of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 8 was measured. Specifically, the resistivity was measured as follows.

まず、透明導電性フィルムから、100mm×50mmの測定用フィルムを切り出した。次に、JIS K 7194(1994年)に準拠した四端子法により、測定用フィルムの透明導電層の表面抵抗を測定した。次に、透明導電層の表面抵抗に当該透明導電層の厚さを乗じて、比抵抗(Ω)を算出した。その値を表1に示す。 First, a measurement film measuring 100 mm x 50 mm was cut out from the transparent conductive film. Next, the surface resistance of the transparent conductive layer of the measurement film was measured using the four-terminal method in accordance with JIS K 7194 (1994). Next, the surface resistance of the transparent conductive layer was multiplied by the thickness of the transparent conductive layer to calculate the specific resistance (Ω). The values are shown in Table 1.

〈全光線透過率〉
実施例1~3および比較例1~8の各透明導電性フィルムの全光線透過率を、スガ試験機社製の「ヘーズメータHZ―V3」により、JIS K 7375-2008に準拠して測定した。その測定結果を表1に示す。
<Total light transmittance>
The total light transmittance of each of the transparent conductive films of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 8 was measured in accordance with JIS K 7375-2008 using a "Haze Meter HZ-V3" manufactured by Suga Test Instruments Co., Ltd. The measurement results are shown in Table 1.

[評価]
比較例3~8の透明導電性フィルム(透明導電層厚さ90nm)のうち、比較例3の透明導電性フィルムの透明導電層は、非晶質単一層である。比較例8の透明導電性フィルムの透明導電層は、結晶質単一層である。比較例4~7の透明導電性フィルムの透明導電層は、非晶質層および結晶質層を透明基材側からこの順で有する複合層である。比較例4~7の透明導電性フィルムは、比較例8の透明導電性フィルムよりも高い全光線透過率を有するが、比較例3の透明導電性フィルムよりも低い全光線透過率を有する。透明導電層における結晶質層の厚さ割合が増大するほど、全光線透過率(透明性)が低下した。
[evaluation]
Among the transparent conductive films of Comparative Examples 3 to 8 (transparent conductive layer thickness 90 nm), the transparent conductive layer of the transparent conductive film of Comparative Example 3 is an amorphous single layer. The transparent conductive layer of the transparent conductive film of Comparative Example 8 is a crystalline single layer. The transparent conductive layers of the transparent conductive films of Comparative Examples 4 to 7 are composite layers having an amorphous layer and a crystalline layer in this order from the transparent substrate side. The transparent conductive films of Comparative Examples 4 to 7 have a higher total light transmittance than the transparent conductive film of Comparative Example 8, but a lower total light transmittance than the transparent conductive film of Comparative Example 3. The total light transmittance (transparency) decreased as the thickness ratio of the crystalline layer in the transparent conductive layer increased.

実施例1~3および比較例1,2の透明導電性フィルム(透明導電層厚さ125nm)のうち、比較例1の透明導電性フィルムの透明導電層は、非晶質単一層である。比較例2の透明導電性フィルムの透明導電層は、結晶質単一層である。これらに対し、実施例1~3の透明導電性フィルムの透明導電層は、非晶質層および結晶質層を透明基材側からこの順で有する複合層である。実施例1~3の透明導電性フィルムは、比較例1,2のいずれの透明導電性フィルムよりも、高い全光線透過率(透明性)を有する。実施例1~3の透明導電性フィルムでは、透明導電層における結晶質層の厚さ割合が増大するほど、全光線透過率(透明性)は上昇する。加えて、透明導電層厚さ125nmの透明導電層を有する実施例1~3の透明導電性フィルムは、透明導電層厚さ90nmの透明導電層を有する比較例4~7の透明導電性フィルムよりも、低い比抵抗を有し、低抵抗性を示した。 Among the transparent conductive films of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 and 2 (transparent conductive layer thickness 125 nm), the transparent conductive layer of the transparent conductive film of Comparative Example 1 is an amorphous single layer. The transparent conductive layer of the transparent conductive film of Comparative Example 2 is a crystalline single layer. In contrast, the transparent conductive layer of the transparent conductive film of Examples 1 to 3 is a composite layer having an amorphous layer and a crystalline layer in this order from the transparent substrate side. The transparent conductive films of Examples 1 to 3 have a higher total light transmittance (transparency) than either of the transparent conductive films of Comparative Examples 1 and 2. In the transparent conductive films of Examples 1 to 3, the total light transmittance (transparency) increases as the thickness ratio of the crystalline layer in the transparent conductive layer increases. In addition, the transparent conductive films of Examples 1 to 3 having a transparent conductive layer with a transparent conductive layer thickness of 125 nm have a lower specific resistance and exhibit low resistance than the transparent conductive films of Comparative Examples 4 to 7 having a transparent conductive layer with a transparent conductive layer thickness of 90 nm.

Figure 2024143150000002
Figure 2024143150000002

X 透明導電性フィルム
H 厚さ方向
10 透明基材
11 第1面
12 第2面
20 透明導電層
21 非晶質層
22 結晶質層
X: transparent conductive film H: thickness direction 10: transparent substrate 11: first surface 12: second surface 20: transparent conductive layer 21: amorphous layer 22: crystalline layer

Claims (4)

透明基材と透明導電層とを厚さ方向に順に備える透明導電性フィルムであって、
前記透明導電層が100nm以上の厚さを有し、
前記透明導電層が、非晶質層と結晶質層とを前記透明基材側からこの順で有し、
前記非晶質層が30nm以上の厚さを有し、
前記透明導電層の厚さに対する前記結晶質層の厚さの割合が15%以上である、透明導電性フィルム。
A transparent conductive film having a transparent substrate and a transparent conductive layer in that order in a thickness direction,
The transparent conductive layer has a thickness of 100 nm or more,
the transparent conductive layer has an amorphous layer and a crystalline layer in this order from the transparent substrate side,
the amorphous layer has a thickness of 30 nm or more;
A transparent conductive film, wherein the ratio of the thickness of the crystalline layer to the thickness of the transparent conductive layer is 15% or more.
前記割合が70%以下である、請求項1に記載の透明導電性フィルム。 The transparent conductive film according to claim 1, wherein the ratio is 70% or less. 前記透明導電層がインジウムスズ複合酸化物層である、請求項1または2に記載の透明導電性フィルム。 The transparent conductive film according to claim 1 or 2, wherein the transparent conductive layer is an indium tin composite oxide layer. 前記非晶質層の酸化スズ割合が前記結晶質層の酸化スズ割合より高い、請求項3に記載の透明導電性フィルム。 The transparent conductive film according to claim 3, wherein the tin oxide ratio in the amorphous layer is higher than the tin oxide ratio in the crystalline layer.
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