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JP2989886B2 - アナログ式タツチパネル - Google Patents

アナログ式タツチパネル

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Publication number
JP2989886B2
JP2989886B2 JP33906090A JP33906090A JP2989886B2 JP 2989886 B2 JP2989886 B2 JP 2989886B2 JP 33906090 A JP33906090 A JP 33906090A JP 33906090 A JP33906090 A JP 33906090A JP 2989886 B2 JP2989886 B2 JP 2989886B2
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JP
Japan
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transparent conductive
conductive film
oxide
touch panel
resistance
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JP33906090A
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JPH04206403A (ja
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俊夫 松原
麗司 平太
善一 上田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nitto Denko Corp
Original Assignee
Nitto Denko Corp
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Filing date
Publication date
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  • Switches That Are Operated By Magnetic Or Electric Fields (AREA)
  • Push-Button Switches (AREA)
  • Electrochromic Elements, Electrophoresis, Or Variable Reflection Or Absorption Elements (AREA)
  • Position Input By Displaying (AREA)
  • Manufacturing Of Printed Wiring (AREA)
  • Non-Insulated Conductors (AREA)
  • Parts Printed On Printed Circuit Boards (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はアナログ式タツチパネルに関する。
〔従来の技術〕
従来、液晶デイスプレイ、エレクトロルミネツセンス
デイスプレイ、エレクトロクロミツクデイスプレイなど
の表示素子の電極、太陽電池などの光電変換素子の窓電
極、あるいは透明タツチパネルなどの入力装置の電極と
して、透明導電膜が利用されている。
表示素子および光電変換素子の電極として用いる場合
は、透明導電膜は一般に低抵抗であることが望まれる。
しかし、タツチパネルなどの入力装置の電極として用い
る場合は、タツチパネルの構造により要求特性は異なる
が、アナログ式といわれる方式では、消費電力、位置検
出精度といつた点から、透明導電膜は高抵抗であり、か
つ均一であることが望まれ、また液晶などのデイスプレ
イ上に重ね合わせて用いることから、高透明であること
も望まれ、さらに機械的強度を兼ね備えていることも要
求される。
従来公知の透明導電膜としては、金、銀、白金、パラ
ジウムなどの貴金属薄膜と、酸化インジウム、酸化第二
スズ、酸化インジウム・スズ(ITO)、酸化亜鉛などの
酸化物半導体薄膜とが知られている。前者の貴金属薄膜
は、抵抗値の低いものが容易に得られるが、透明性に劣
る。一方、後者の酸化物半導体薄膜は、抵抗値は貴金属
薄膜に比し劣るが(通常、ITOの抵抗率は8×10-4Ω・c
m程度である)、透明性はすぐれており、光透過率は一
般には82〜90%である。
これらの透明導電膜は、その用途における要求特性か
ら適宜選択して使い分けられているが、抵抗率の低下お
よび安定性の向上を目的として、酸化インジウムに酸化
第二スズを5〜15重量%ドーピングしたITOの透明導電
膜が最も広く用いられている。
アナログ式タツチパネル用の透明導電膜では、先にも
述べたように、高透明、均一性、耐環境性(たとえば高
温・高湿雰囲気下での安定性)、さらに位置検出精度、
消費電力の面から高シート抵抗であるといつた特性が望
まれる。
従来、このようなアナログ式タツチパネル用の透明導
電膜として、主に透明性などの理由から、シート抵抗が
300〜400Ω/□のITO膜が用いられることが多かつた。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、最近では、タツチパネルの高性能化を
達成するべく、透明性を犠牲にせずに、さらに高抵抗
(シート抵抗が500〜2KΩ/□)の透明導電膜が望まれ
ている。
従来のITO膜でシート抵抗を高くする方法として、酸
化度を上げる方法と膜厚を薄くする方法とが一般的に知
られているが、いずれの方法を用いても得られる透明導
電膜は耐環境性(耐熱性、耐湿熱性)に劣り、抵抗値の
著しい変化を生じるといつた問題があつた。
本発明は、上記従来の事情に鑑み、高抵抗でかつ良好
な透明性を有すると共に、耐環境性にもすぐれた透明導
電膜を透明絶縁基板上に設けてなる透明導電フイルムを
用いた高性能なアナログ式タツチパネルを提供すること
を目的としている。
〔課題を解決するための手段〕
本発明者らは、上記の目的を達成するために鋭意検討
した結果、酸化インジウムに酸化スズをドーピングする
にあたり、酸化スズと共に特定の金属酸化物を特定量ド
ーピングしたときに、高抵抗でかつ良好な透明性を有す
ると共に、耐環境性にもすぐれた透明導電膜が得られ、
これを透明絶縁基板上に設けてなる透明導電フイルムを
電極として用いることにより、高性能なアナログ式タツ
チパネルが得られることを知り、本発明を完成するに至
つた。
すなわち、本発明は、酸化インジウムに酸化スズと共
に酸化ケイ素または/および酸化アルミニウムがドーピ
ングされた透明導電膜であつて、下記の原子比(a); で表わされるSiまたは/およびAlの原子含量が2%以上
であり、かつ下記の原子比(b); で表わされるSnとSiまたは/およびAlとの合計原子含量
が20%以下である透明導電膜が透明絶縁基板の少なくと
も一方の面に設けられてなる透明導電フイルムを電極と
して用いたアナログ式タツチパネルに係るものである。
〔発明の構成・作用〕
本発明における透明導電膜は、上述のように、酸化イ
ンジウムを主成分として、これに酸化スズと酸化ケイ素
または/および酸化アルミニウムとがドーピングされた
ものである。
ここで、酸化ケイ素または/および酸化アルミニウム
のドーピング量は、Siまたは/およびAlの原子含量が、
下記の原子比(a); で表わされる値として、2%以上となることが必要で、
これより低い値となると抵抗値や耐環境性の改善効果が
望めない。上記原子比(a)の好ましい範囲としては、
2〜15%程度である。
また、酸化スズと上記の酸化ケイ素または/および酸
化アルミニウムとの合計ドーピング量としては、SnとSi
または/およびAlとの合計原子含量が、下記の原子比
(b); で表わされる値として、20%以下となることが必要で、
これより高い値となると透明性の著しい低下を引き起こ
す。上記原子比(b)の好ましい範囲としては、3〜17
%程度である。
なお、酸化スズのドーピング量は、特に限定されない
が、この量が過少では透明性や安定性などの面で好結果
を得にくい。このため、通常はSnの原子含量が下記の原
子比(c); で表わされる値として、1〜15%程度の範囲にあるのが
望ましい。
このような透明導電膜は、電子ビーム蒸着法、スパツ
タ蒸着法、イオンプレーテイング法などで作製すること
ができる。均一性という点では、スパツタ蒸着法で作製
するのが最も好ましい。
このスパツタ蒸着法は、インジウムとスズとケイ素ま
たは/およびアルミニウムとの合金ターゲツトを用いた
反応性DCマグネトロンスパツタ法を採用してもよいし、
酸化インジウムと酸化スズと酸化ケイ素または/および
酸化アルミニウムとの酸化物ターゲツトを用いた高周波
マグネトロンスパツタを採用してもよい。
前者の合金ターゲツトにおける各原子の配合比や、後
者の酸化物ターゲツトにおける各酸化物の配合比は、い
ずれも蒸着後の透明導電膜中の前記原子比(a)および
原子比(b)がそれぞれ前記の範囲に入るように適宜決
定される。
このように形成される透明導電膜の厚さは、一般に10
0〜700Å、好ましくは150〜400Åであるのがよい。シー
ト抵抗、一般に450〜5,000Ω/□、好ましくは500〜2,0
00Ω/□であり、光透過率としては、一般に80%以上、
好ましくは82%以上である。
本発明においては、上記の透明導電膜を透明絶縁基板
の少なくとも一方の面に設けることにより、各種電極用
などとして有用な透明導電フイルムとすることができ
る。特に、この透明導電フイルムをアナログ式タツチパ
ネルの電極として用いると、高抵抗でかつ透明性および
耐環境性にすぐれるという特徴が生かされた、非常に高
性能のタツチパネルを作製できる。
このような透明導電フイルムにおいて、透明絶縁基板
としては、厚さが通常50〜250μm程度のポリエステル
フイルム、ポリカーボネートフイルム、ポリエーテルサ
ルフオンフイルムなどの透明性にすぐれる各種の合成樹
脂フイルムが用いられる。
〔発明の効果〕
以上のように、本発明においては、酸化インジウムに
酸化スズと共に酸化ケイ素または/および酸化アルミニ
ウムを特定量ドーピングしたことにより、高抵抗でかつ
透明性および耐環境性にすぐれる透明導電膜が得られ、
これを透明絶縁基板上に設けた透明導電フイルムを電極
として用いたアナログ式タツチパネルを提供することが
できる。
〔実施例〕
つぎに、本発明の実施例を記載してより具体的に説明
する。
実施例1 酸化インジウム(In2O3)、酸化第二スズ(SnO2)、
二酸化ケイ素(SiO2)の各粉末を重量比92:6:2に混合
し、プレス装置にて押し固めスパツタターゲツトを作製
した。このターゲツトを用い高周波マグネトロンスパツ
タ装置にてアルゴンガス雰囲気下でポリエステルフイル
ム上に透明導電膜を成膜した。
実施例2 酸化インジウム(In2O3)、酸化第二スズ(SnO2)、
二酸化ケイ素(SiO2)の各粉末を重量比97.5:1.5:1に混
合し、プレス装置にて押し固めスパツタターゲツトを作
製した。このターゲツトを用い高周波マグネトロンスパ
ツタ装置にてアルゴンガス雰囲気下でポリエステルフイ
ルム上に透明導電膜を成膜した。
実施例3 酸化インジウム(In2O3)、酸化第二スズ(SnO2)、
二酸化ケイ素(SiO2)の各粉末を重量比84:11:5に混合
し、プレス装置にて押し固めスパツタターゲツトを作製
した。このターゲツトを用い高周波マグネトロンスパツ
タ装置にてアルゴンガス雰囲気下でポリエステルフイル
ム上に透明導電膜を成膜した。
実施例4 インジウム(In)、スズ(Sn)、アルミニウム(Al)
の重量比が93.5:5.5:1になるように合金ターゲツトを作
製した。このターゲツトを用い反応性DCマグネトロンス
パツタ装置にてアルゴンガス・酸素混合ガス雰囲気下で
ポリエステルフイルム上に透明導電膜を成膜した。
比較例1 酸化インジウム(In2O3)、酸化第二スズ(SnO2)の
両粉末を重量比90:10に混合し、プレス装置にて押し固
めスパツタターゲツトを作製した。このターゲツトを用
い高周波マグネトロンスパツタ装置にてアルゴンガス雰
囲気下でポリエステルフイルム上に透明導電膜を成膜し
た。
比較例2 スズ(Sn)を10重量%含むインジウム(In)合金ター
ゲツトを用い、アルゴン・酸素混合ガス雰囲気下で反応
性DCマグネトロンスパツタ装置にて透明導電膜を作製し
た。
比較例3 酸化インジウム(In2O3)、酸化第二スズ(SnO2)、
二酸化ケイ素(SiO2)の各粉末を重量比81:12:7に混合
し、プレス装置にて押し固めスパツタターゲツトを作製
した。このターゲツトを用い高周波マグネトロンスパツ
タ装置にてアルゴンガス雰囲気下でポリエステルフイル
ム上に透明導電膜を成膜した。
比較例4 酸化インジウム(In2O3)、酸化第二スズ(SnO2)、
二酸化ケイ素(SiO2)の各粉末を重量比89.5:10:0.5に
混合し、プレス装置にて押し固めスパツタターゲツトを
作製した。このターゲツトを用い高周波マグネトロンス
パツタ装置にてアルゴンガス雰囲気下でポリエステルフ
イルム上に透明導電膜を成膜した。
比較例5 酸化インジウム(In2O3)、二酸化ケイ素(SiO2)の
粉末を重量比99.5:0.5に混合し、プレス装置にて押し固
めスパツタターゲツトを作製した。このターゲツトを用
い高周波マグネトロンスパツタ装置にてアルゴンガス雰
囲気下でポリエステルフイルム上に透明導電膜を成膜し
た。
実施例5 実施例1の透明導電膜を厚さが100μmのポリエステ
ルフイルム上に形成して透明導電フイルムとし、このフ
イルムを用いて10cm×10cmのアナログ式タツチパネルを
作製した。
比較例6 比較例2の透明導電膜を厚さが100μmのポリエステ
ルフイルム上に形成して透明導電フイルムとし、このフ
イルムを用いて10cm×10cmのアナログ式タツチパネルを
作製した。
上記の実施例1〜4および比較例1〜5の各透明導電
膜をESCA分析したところ、ほぼターゲツト組成比と同じ
組成の膜であることが確認された。
つぎに、上記の実施例1〜4および比較例1〜5の各
透明導電膜につき、その諸特性を以下の方法で調べた。
これらの結果を第1表に示す。
<シート抵抗,抵抗率> フアン・デア・パウ法にてシート抵抗を測定した。ま
た、このシート抵抗と膜厚との積より抵抗率を求めた。
<光透過率> 自記分光光度計(島津製作所製のVU−240型)を用い
て、550nmにおける光透過率を測定した。
<耐環境性> 60℃,95%RHの雰囲気下に500時間放置したのちのシー
ト抵抗(R)を測定し、初期のシート抵抗(R0)との比
(R/R0)を算出して、耐環境性の指標とした。数値が1.
0に近いのが望ましい。
また、上記の実施例5および比較例6の各アナログ式
タツチパネルにつき、その性能(直線性)を第2表に示
す。耐環境性試験は60℃,95%RHの雰囲気下で500時間放
置した。直線性の算出方法は以下に示すが、数値は検出
位置のずれを示しており、小さいことが望ましい。
<直線性の算出方法> 第1図に示す回路により、2mm間隔にて線分ABおよびC
Dに沿つて各点Pでの電位を測定し、その測定値から各
点での入力位置と検出位置のずれの割合(E)を求め
た。
なお、各点Pでのずれの割合(E)は、測定値と理論
値(第2図の回帰直線に相当)の差をΔViとしたとき
に、次式により算出される。ただし、VA,VBは回帰直線
の始点と終点における測定値である。
直線性E; E=ΔV/(VA−VB)×100 以上の試験結果から明らかなように、本発明の透明導
電膜(実施例1〜4)は、高抵抗でかつ透明性および耐
環境性にすぐれているが、比較例1〜5の透明導電膜で
は上記特性のいずれかに著しく劣つている。また、本発
明のアナログ式タツチパネル(実施例5)は、比較例6
のものに比べ、耐環境性試験による特性変化が小さく、
よりすぐれていることも明らかである。
【図面の簡単な説明】
第1図は直線性の試験方法を示す説明図、第2図は各線
分AB,CD方向の測定例を示す説明図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI G02F 1/155 G02F 1/155 G06F 3/033 360 G06F 3/033 360A H01H 13/02 H01H 13/02 A 36/00 36/00 E H05K 1/09 H05K 1/09 A (56)参考文献 特開 昭62−177902(JP,A) 特開 昭62−202415(JP,A) 特開 昭63−91941(JP,A) 特開 昭64−10507(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01B 5/14 B32B 9/00 C23C 14/08 G02F 1/133 530 G02F 1/1343 G02F 1/155 G06F 3/033 360 H01H 13/02 H01H 36/00 H05K 1/09

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】酸化インジウムに酸化スズと共に酸化ケイ
    素または/および酸化アルミニウムがドーピングされた
    透明導電膜であつて、下記の原子比(a); で表されるSiまたは/およびAlの原子含量が2%以上で
    あり、かつ下記の原子比(b); で表されるSnとSiまたは/およびAlとの合計原子含量が
    20%以下である透明導電膜が透明絶縁基板の少なくとも
    一方の面に設けられてなる透明導電フイルムを電極とし
    て用いたアナログ式タツチパネル。
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