CN101770319A - 电容式触控面板及其制造方法以及液晶显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电容式触控面板及其制造方法以及液晶显示装置。提供通过适用耐热性高的透明导电膜，即使在采用更低成本的高热负荷的制造工序的情况下，位置检测方面也没有问题，且能够进行高品质显示。由下述电容式触控面板等而提供，其具有下述结构，在透明基板上至少层压了透明导电膜和电介质层，且在该基板的框缘部至少配置由位置检测用布线部以及位置检测用电极构成的位置检测用部件，其特征在于上述透明导电膜由氧化物构成，该氧化物以氧化铟为主要成分、并含有镓和锡。

Description

电容式触控面板及其制造方法以及液晶显示装置
技术领域
本发明涉及电容式触控面板及其制造方法以及具有该触控面板的液晶显示装置，更具体地说，涉及下述电容式触控面板及其制造方法以及液晶显示装置，通过适用耐热性高的透明导电膜，即使在采用更低成本、高热负荷的制造工序的情况下，位置检测方面也没有问题、且能够进行高品质的显示。
背景技术
触控面板是操作者通过用笔或手指接触显示画面上部设置的透明面而对装置、系统进行操作的面板。直接接触画面的操作，由于其直接而又直观，因而近年来在很多领域中越来越多地使用触控面板。
触控面板要检测出接触地方的位置，其检测方式有电阻膜式、电容式、超声波式、光学式等。这些检测方式根据使用环境而区别使用，但从成本的角度出发，电阻膜式触控面板已被广泛使用，特别是便携式信息终端(也称为“PDA”)、移动电话、摄像机、数字静态照相机等各种便携式机器上所装载的触控面板，大多都是电阻式的(参考例如专利文献1)。
将电阻膜式触控面板的结构例以装载在液晶显示装置主体上的状态在图1中示出。电阻膜式触控面板10具有上部透明基板11；形成于该上部透明基板11表面上的上部透明导电膜12；下部透明基板14；形成于该下部透明基板14表面上、与上部透明导电膜12相对向设置的下部透明导电膜15。上部透明基板11与下部透明基板14的外缘部粘贴了双面胶带17，用于规定上部透明导电膜12与下部透明导电膜15的距离，并固定上部透明基板11和下部透明基板14，由此形成空气层16。并且，电阻膜式触控面板10，通过装载在液晶显示装置主体50上而构成液晶显示装置。
在该液晶显示装置中，通过采用数据输入用的笔尖或指尖按压上部透明基板11，能够根据液晶显示装置主体50的画面显示而输入数据。也就是说，通过数据输入用的笔尖等按压上部透明基板11，使上部透明基板11发生局部变形，从而使上部透明导电膜12与下部透明导电膜15发生局部接触。检测出对应该接触的上部透明导电膜12和下部透明导电膜15的电阻值，基于检测出的电阻值来指示接触位置，与该接触位置所对应的液晶显示装置主体50的画面上所显示的数据相对应，液晶显示装置输入到内装的机器中。
但是，这种电阻膜式触控面板的光学性能和耐久性在不同的用途中并不一定都够好。换句话说，由于电阻膜式触控面板具有在两块透明导电膜之间设置空气层的结构，而透明导电膜与空气层的折射率不同，因而存在其界面处发生光反射而使光学性能(透光率)下降的问题。并且，由于具有用数据输入用的笔尖等对中间设有空气层的层压结构反复进行按压的结构，因而其层压结构的耐久性也存在问题。
相比之下，电容式触控面板不仅是可以避免这些问题的检测方式，并且还可以实现低成本的目的，故而引人注目，最近已经实现产品化(参考例如非专利文献1、专利文献2)。
电容式触控面板与一般的电阻膜式不同，为下述构成，其通过用手指或导电笔轻轻接触画面，使静电容量发生改变，通过该电容器流出微弱电流，根据检测出该变化量测算出其位置。
在电容式触控面板四角的电极上，施加了同相、同电位的电压(交流)。此时，4个电极由于具有相同的电位，故而电极之间(接触传感器部)没有电流通过。随后，用手指、导电笔等触摸接触传感器部分的任意一点。在该操作中，根据基尔霍夫定律，以下所示的关系式成立。其中，从接触位置至电极A、D的电阻为r1，至电极B、C的电阻为r2，设R＝r1+r2，此时，接触物至地面的阻抗为Z，电极A、B、C、D中流出的电流分别为ia、ib、ic、id。
(ia+id)r1+(ia+ib+ic+id)Z+V1＝0...(1)
(ib+ic)r2+(ia+ib+ic+id)Z+V2＝0...(2)
这里，若将式(1)、(2)相减，得到：
(ia+id)r1+V1＝(ib+ic)r2+V2
然后，将R-r1＝r2代入到该式中，并整理，得到下式(3)。
r1/R＝(ib+ic)/(ia+ib+ic+id)+(V2-V1)/(ia+ib+ic+id)R...(3)
在该电路中，通常，不会从电极A、B、C、D流出电流。因此，若由于设定没有电流流出而使V1＝V2，则式(3)转化为下式。
r1/R＝(ib+ic)/(ia+ib+ic+id)...(4)
若对X轴和Y轴方向，通过测定各电极流出的电流来测算，则可以由上述式(4)求出接触位置。具体地说，只要在电极A、B、C、D上安装电流检测器，并设有由各电流检测器的电流信号算出接触部位的位置坐标的信号处理电路即可。另外，式(4)不依赖于接触物与地面间的阻抗Z。因此，只要阻抗不为零或无限大，则不管接触物的改变或状态，上述式都成立。
电容式触控面板的结构例如图2所示。电容式触控面板20具有经依次层压而在透明基板21上形成的透明导电膜22和电介质层23的结构。这里，透明导电膜22通常多数使用ITO晶体膜。这里，透明导电膜22的表面电阻由于为700Ω/□以上2000Ω/□以下的水平，因而确实能够产生位置检测用的信号，并确实可将该位置检测用的信号传送到位置检测用电路中。另外，该透明导电膜22的框缘部设有位置检测用的布线，并且在各角部设有电连接的位置检测用电极A、B、C和D。使用这些位置检测用的布线以及位置检测用的电极24(以下也称为位置检测用部件)，采用上述由电流信号测算接触部的位置坐标的方法，即可检测出位置。
另外，电容式触控面板20通过装载在液晶显示装置的主体上而构成液晶显示装置。
在这种结构中，透明导电膜22必须确实能够产生位置检测用的信号，并确实将该位置检测用信号传送至例如位置检测电路中。为此，必须使透明导电膜22的表面电阻处于特定范围的值。通常，作为透明导电膜，采用的是ITO晶体膜，而其表面电阻如上所述为700～2000Ω/□(读作欧姆每平方)，优选为1000～1500Ω/□。
而近年来，为了以更低的成本制造电容式触控面板，不得不越来越多地选择对所用材料施加严酷负荷的制造工序。例如，在触控面板显示装置的制造工序中，在由Ag或Ag合金等构成的位置检测用布线部以及位置检测用电极等的形成工序中，存在必须在大气下进行500℃程度的高温热处理的情况。
但是，在进行这种需在大气中经受高热负荷的处理时，透明导电膜被氧化了，从而不能保持上述700～2000Ω/□范围的表面电阻，出现了高电阻化的新问题。若透明导电膜的表面电阻被高电阻化，则由于不能确保将位置检测用的信号传送到位置检测用电路中，因而被当成了问题。
【现有技术】
【专利文献】
【专利文献1】日本特开2003-307723号公报
【专利文献2】日本特开2008-32756号公报
【非专利文献】
【非专利文献1】宫本三郎等，“静電容量結合方式による高透過タッチパネルの開発”、シヤ一プ技報，第92号，2005年8月，pp.59-63
发明内容
本发明的目的是，鉴于这种以前的技术问题，提供电容式触控面板及其制造方法以及液晶显示装置，通过适用耐热性高的透明导电膜，即使在采用更低成本、高热负荷的制造工序的情况下，位置检测方面也没有问题的、且能够进行高品质显示。
本发明者们，为了以更低的成本制造电容式触控面板而反复进行了专心研究，发现了下述方案可以解决上述问题，从而完成了本发明。关于下述电容式触控面板，即，具有在透明基板上至少层压了透明导电膜和电介质层，且在该基板的框缘部至少配置由位置检测用布线部以及位置检测用电极构成的位置检测用部件的结构的电容式触控面板，作为其透明导电膜，通过使用由氧化铟作为主要成分并含有镓和锡的氧化物构成的透明导电膜，即使用于所用材料需经受严酷负荷的制造工序，也难以被氧化，能够保持上述700～2000Ω/□范围的表面电阻，不会高电阻化。
也就是说，根据本发明的第一发明，提供一种电容式触控面板，该电容式触控面板具有下述结构，在透明基板上至少层压了透明导电膜和电介质层，且在该基板的框缘部至少配置由位置检测用布线部以及位置检测用电极构成的位置检测用部件，其特征在于，上述透明导电膜由氧化物构成，该氧化物以氧化铟为主要成分并含有镓和锡。
另外，根据本发明的第二发明，提供一种电容式触控面板，其特征在于，在第一发明中，上述透明导电膜的镓含量以Ga/(In+Ga+Sn)的原子数比计为0.03～0.10，且锡含量以Sn/(In+Ga+Sn)的原子数比计为0.05～0.12。
另外，根据本发明的第三发明，提供一种电容式触控面板，其特征在于，在第一或第二发明中，上述透明导电膜的镓含量以Ga/(In+Ga+Sn)的原子数比计为0.05～0.08，且锡含量以Sn/(In+Ga+Sn)的原子数比计为0.07～0.10。
另外，根据本发明的第四发明，提供一种电容式触控面板，其特征在于，在第一发明中，上述透明导电膜的表面电阻为700～2000Ω/□的范围。
另一方面，根据本发明的第五发明，提供一种电容式触控面板的制造方法，该电容式触控面板具有下述结构，在透明基板上至少层压了透明导电膜和电介质层，且在该基板的框缘部至少配置由位置检测用布线部以及位置检测用电极构成的位置检测用部件，其特征在于，在上述透明基板上形成由以氧化铟为主要成分并含有镓和锡的氧化物构成的非晶质透明导电膜后，在位置检测用部件的形成工序之前，在有氧气存在的环境下或者在大气中，在以结晶化温度为下限，以比结晶化温度高100℃的温度为上限的温度范围内，对该透明导电膜进行热处理。
另外，根据本发明的第六发明，提供一种电容式触控面板的制造方法，其特征在于，在第五发明中，上述非晶质透明导电膜是在150℃以下的透明基板上形成的。
另外，根据本发明的第七发明，提供一种电容式触控面板的制造方法，该电容式触控面板具有下述结构，在透明基板上至少层压了透明导电膜和电介质层，且在该基板的框缘部至少配置由位置检测用布线部以及位置检测用电极构成的位置检测用部件，其特征在于，在位置检测用部件的形成工序中，在有氧气存在的环境下或者在大气中，在以该透明导电膜结晶化温度为下限、550℃为上限的温度范围内，对上述非晶质或者晶质的透明导电膜进行热处理。
另外，根据本发明的第八发明，提供一种电容式触控面板的制造方法，其特征在于，在第五或第七发明中，上述透明导电膜的镓含量以Ga/(In+Ga+Sn)的原子数比计为0.03～0.10，且锡含量以Sn/(In+Ga+Sn)的原子数比计为0.05～0.12。
另外，根据本发明的第九发明，提供一种电容式触控面板的制造方法，其特征在于，在第五或第七发明中，上述透明导电膜的镓含量以Ga/(In+Ga+Sn)的原子数比计为0.05～0.08，且锡含量以Sn/(In+Ga+Sn)的原子数比计为0.07～0.10。
另一方面，根据本发明的第十发明，提供一种液晶显示装置，是以上述电介质层作为外面的方式，将由第1～4任一项发明所述的电容式触控面板在液晶显示装置主体的画面上装载而构成的。
本发明的电容式触控面板具有下述结构，在透明基板上至少层压了透明导电膜和电介质层，且在该基板的框缘部至少配置由位置检测用布线部以及位置检测用电极构成的位置检测用部件，作为上述透明导电膜，由于采用以氧化铟为主要成分并含有镓和锡的氧化物，因而该透明导电膜的耐热性高，即使在采用更低成本、高热负荷的制造工序的情况下，也能够制得位置检测方面没有问题、且能够进行高品质显示的电容式触控面板和液晶显示装置。
另外，电容式触控面板，在透明基板上形成了由以氧化铟为主要成分并含有镓和锡的氧化物构成的非晶质透明导电膜后，在有氧气存在的环境下于特定的温度范围内对该透明导电膜进行热处理，因而透明导电膜不会高电阻化，在电容式触控面板的位置检测和液晶显示装置主体的显示方面不会出现任何问题。
因而，可以采用低成本的制造工序，并且可以提供具有能够进行高品质显示的性能的良好电容式触控面板以及液晶显示装置。
附图说明
图1：显示以前的装载电阻膜式触控面板的液晶显示装置的截面的示意图。
图2：显示以前的电容式触控面板的截面的示意图。
图3：显示本发明所述的电容式触控面板的截面的示意图。
图4：显示本发明所述的液晶显示装置的截面的示意图。
具体实施方式
以下，对本发明中所述的电容式触控面板及其制造方法进行详细说明。
1.电容式触控面板
本发明的电容式触控面板具有下述结构，在透明基板上至少层压了透明导电膜和电介质层，且在该基板的框缘部至少配置由位置检测用布线部以及位置检测用电极构成的位置检测用部件，其特征在于，上述透明导电膜是由以氧化铟为主要成分并含有镓和锡的氧化物构成的。
本发明的电容式触控面板，其截面为图3所示的结构。如图3所示，电容式触控面板30，具有下述结构，依次层压在透明基板31上形成的透明导电膜32和电介质层33。这里，电介质层33为上述通常的触控面板显示装置中的由氧化硅构成的膜等，除此以外，还可以根据装置的构成，具有黑底和滤色层。
另外，在本发明的电容式触控面板中，除了依次层压透明导电膜32和电介质层33的结构外，在基板框缘部还设有由Ag或Ag合金构成的位置检测用布线部和位置检测用电极34。并且，还包括形成黑底、滤色层、可提供显示用的信号的ITO膜等透明导电膜而构成电容式触控面板的情形。
这里，作为透明基板31，只要是具有电绝缘性、可见光范围的透光率高、在触控面板显示装置的制造工序中能够耐受由Ag或Ag合金构成的位置检测用布线部和位置检测用电极等的形成工序中加热处理(以下也称为加热处理工序)的热处理温度如500℃的玻璃基板等即可。
基板的厚度，没有特别的限制，而若是玻璃板或石英板，可为0.1～10mm，优选为0.5～5mm。若比该范围更薄，则强度小且难以操作。另一方面，若比该范围更厚，则不仅透明性差，重量也增大，因而是不理想的。另外，对于钠钙玻璃等含碱成分的玻璃基板，由于存在向基板上形成的透明导电膜扩散碱成分而损害其性能的可能性，故而优选采取在玻璃基板与透明导电膜之间插入作为阻隔层的氧化硅薄膜等的结构。
本发明的电容式触控面板中所用的上述透明导电膜，优选由以氧化铟为主要成分，镓含量以Ga/(In+Ga+Sn)的原子数比计为0.03～0.10，锡含量以Sn/(In+Ga+Sn)的原子数比计为0.05～0.12的氧化物构成。并且，更优选上述透明导电膜的镓含量以Ga/(In+Ga+Sn)的原子数比计为0.05～0.08，锡含量以Sn/(In+Ga+Sn)的原子数比计为0.07～0.10。上述范围的组成的透明导电膜，不仅耐热性高，而且结晶化温度比约190℃的ITO更高，显示为250℃以上。
相比之下，若镓含量以Ga/(In+Ga+Sn)的原子数比计不足0.03，则由于结晶化温度不足250℃，因而是不理想的。另一方面，若超过0.10，则由于透明导电膜的电阻率增大了，因而为获得电容式触控面板必备的表面电阻而所需的膜厚度也增大了，出现了与原本电阻膜式触控面板相比所具有的优越的高视觉确认性被损害的问题，因此是不理想的。另外，若锡含量以Sn/(In+Ga+Sn)的原子数比计不足0.05，则由于在加热处理工序中透明导电膜结晶化的过程中，不能获得足够的下述掺锡的效果，因此不理想；若超过0.12，由于过量的锡反而影响掺锡效果，因此是不理想的。
电介质层33是由电介质构成的光学薄膜，参照电容式触控面板30中所形成的电路的敏感水平来确定其种类和厚度即可。例如，优选采用溅射法等在透明导电膜32上形成厚度为50～100nm的氧化硅薄膜。
另外，还可以在电介质层33上形成防反射膜(也称为AR膜)。防反射膜可以采用层压了两层以上具有不同折射率的折射率层的膜，例如，制成由第1折射率层、第2折射率层、第3折射率层、第4折射率层构成的4层结构，或者由第1～第3折射率层构成的3层结构即可。这里，当为多层结构时，如以前所已知的，若增大相邻折射率层间的折射率之差，或者使折射率层的光学厚度调节至光波长λ(特别是作为视觉确认性最高的波长的550nm的波长)的1/4左右，则可以利用光干涉效果获得整个可见光范围的防反射性能。
构成防反射膜的折射率层中，作为折射率较高的折射率层的材料，只要是具有1.85以上的折射率的透光性材料，则没有特别的限制，通常使用氮化硅、氧化钛、氧化铌、氧化钽、ITO以及以它们为主要成分，在不影响其性能的范围内添加硅、锡、锆、铝等金属的合金氧化物。另一方面，作为折射率较低的折射率层，使用氟化镁、氟化硅等，或者向其中添加微量添加物的材料，当采用溅射法时，最优选为SiO2。
另外，当要求具有抗静电性能时，采用上述由以氧化铟为主要成分并含有镓和锡的氧化物构成的透明导电膜即可，也可以使用通常的ITO等导电性膜。
此外，根据需要，电介质层33上还可以形成保护膜层、防污层或者防眩膜层等。另外，若在最表层设置第二透明基板，并对其表面进行了糙面化，则不需要保护膜层和防眩膜层。
但是，一直以来，通常的采用电容式触控面板的显示装置是经如下工序制作的。
(1)首先，通过使用掩模的溅射法，在玻璃基板上形成由晶质或非晶质的ITO膜或IZO(铟锌氧化物)膜构成的透明导电膜(厚度为5～15nm左右)，使表面电阻达到所需的电阻值，再形成透明电极(以下也称为第1透明电极)。该透明电极中确实能够产生位置检测用的信号，并且可以将该位置检测用的信号传送到位置检测用的电路中。
(2)接着，沿上述透明导电膜的周边，通过使用掩模的溅射法形成由ITO膜构成的透明导电膜(厚度为30nm水平左右)，使表面电阻为3～5Ω，形成框缘部。
(3)然后，在形成了透明电极和框缘部的基板上，通过使用掩模的溅射法形成例如Al或Al合金薄膜(厚度为300nm左右)，使表面电阻为0.2～0.3Ω的水平，形成位置检测用布线部和位置检测用电极A、B、C和D。在该工序中，通常大多在300℃以下的低温下进行，特别是大多在室温下进行。以下，这些(1)～(3)的工序也称为位置检测用部件的形成工序。
(4)接着，对形成了位置检测用布线部和位置检测用电极A、B、C和D的基板整体采用印刷法涂敷1～2μm左右厚度的含有黑色颜料的感光性抗蚀材料等，然后，形成图案，从而形成黑底。
(5)接着，对形成了黑底的基板整体涂敷1～3μm厚度的分散了红、绿和蓝色颜料中的任一种的感光性抗蚀材料等，然后，形成图案，从而形成滤色层。
(6)接着，通过使用掩模的溅射法，对形成了滤色层的基板整体涂敷由ITO膜等构成的透明导电膜(厚度为10nm左右)，使其表面电阻为30～100Ω，从而形成第2透明电极。
在提供显示用的信号的第2透明电极是由多晶性ITO膜形成的通常情况下，检测接触位置的第1电极，由于使用非晶质的ITO膜或IZO膜，比多晶性ITO膜具有更大的电阻，因而比第2透明电极的电阻更大。
(7)接着，对形成像素电极的整体基板，涂敷聚酰亚胺树脂等，进行取向处理，形成取向膜。
(8)将如上制得的触控面板、有源矩阵基板中之一，采用丝网印刷法涂敷由热固化性环氧树脂等组成的密封材料，涂成留有液晶注入口部分的框形图案，在另一块基板上散布具有相当于液晶层厚度的直径的树脂或硅石制的球状分隔物。然后，使有源矩阵基板与触控面板贴合，并使密封材料固化，形成空盒。
(9)接着，向空盒的有源矩阵基板与触控面板之间，通过减压法注入液晶材料，形成液晶层。然后，向液晶注入口涂敷UV固化树脂，通过照射UV使UV固化树脂固化，从而封闭注入口，制作出电容式触控面板。
通常来说，电容式触控面板比电阻膜式触控面板成本要高。作为成本高的主要原因之一，是在上述位置检测用部件的形成工序中，包括在真空下采用掩模进行成膜的工序。为解决这一问题，不采用于真空中的成膜工序，而是在有氧气存在的环境下，特别是大气中的工序是很有效的。具体地说，在上述位置检测用部件形成工序(1)～(3)中，(3)的通过使用掩模的溅射法形成例如Al或Al合金薄膜(厚度为300nm左右)并使其表面电阻为0.2～0.3Ω的水平的真空步骤，可以采用在大气中使用由Ag或Ag合金组成的糊剂进行的工序代替。将由Ag或Ag合金组成的糊剂形成预定的形状后，通过在大气中进行烧成，形成位置检测用布线部和位置检测用电极。
2.电容式触控面板的制造方法
本发明的电容式触控面板的制造方法中，该电容式触控面板具有下述结构，在透明基板上至少层压了透明导电膜和电介质层，且在该基板的框缘部至少配置由位置检测用布线部以及位置检测用电极构成的位置检测用部件，其特征在于，在上述透明基板上形成了由以氧化铟为主要成分并含有镓和锡的氧化物构成的的非晶质透明导电膜后，在有氧存在的环境下或者在大气中，在以结晶化温度为下限，以比结晶化温度高100℃的温度为上限的温度范围内，对该透明导电膜进行热处理(以下也称为第1制造方法)。或者，在位置检测用部件的形成工序中，在有氧气存在的环境下或者在大气中，在以该透明导电膜结晶化温度为下限，550℃为上限的温度范围内，对上述非晶质或者晶质的透明导电膜进行热处理(以下称为第2制造方法)。
本发明是在上述通常的触控面板显示装置的制作工序中，适用以下透明导电膜而进行改进，该透明导电膜由以氧化铟作为主要成分并含有镓和锡的氧化物构成，作为在透明基板上形成的第1透明电极。
透明导电膜32通过溅射法等在透明基板31上进行成膜。作为溅射靶，可以使用与透明导电膜组成相同的靶。也就是说，优选镓含量以Ga/(In+Ga+Sn)的原子数比计为0.03～0.10，且锡含量以Sn/(In+Ga+Sn)的原子数比计为0.05～0.12的靶。这种靶可以列举本申请人在PCT/JP2008/61957中记载的靶。
当采用溅射法在基板上形成时，特别是若为直流(DC)溅射法，则由于成膜时热影响小，能够高速成膜，因而在工业上是有利的。在用直流溅射法形成时，作为溅射气体，优选使用不活泼气体与氧气，特别是氩与氧气组成的混合气体。另外，优选使溅射装置的腔内压力为0.1～1Pa，特别是0.2～0.8Pa而进行溅射。
在本发明中，例如，可以通过在抽真空至2×10-4Pa以下后，导入由氩气与氧气组成的混合气体，使气压为0.2～0.5Pa，使相对于靶面积的直流电即直流电密度为1～3W/cm2水平的范围而施加直流电，使其产生直流等离子体，而进行溅射。进行5～30分钟这种溅射后，优选根据需要矫正基板位置后再进行溅射。
最好是在即使为了提高成膜速度而需要经受高输出引起的高热负荷的情况下，膜中也不会产生微晶，而是形成完全的非晶质膜。透明导电膜32优选采用溅射法形成，但也可以通过离子镀法或蒸镀法等形成。另外，若使用本申请人在上述专利申请(PCT/JP2008/61957)中记载的由氧化物烧结体制作的溅射靶，则可以通过直流溅射法以较高的成膜速度在基板上制造光学性能、导电性优良的透明导电膜。
在本发明中，可以在不加热基板的情况下于室温下进行成膜，也可以将基板加热至5～300℃。但是，优选使成膜时基板的温度处于透明导电膜的结晶化温度以下，更优选为150℃以下。若使基板温度高于结晶化温度而进行成膜，则在触控面板显示装置的制造工序中，由于在透明导电膜形成后在有氧气存在的环境下进行热处理之前，或者使由Ag或Ag合金组成的糊剂在有氧气存在的环境下进行烧成的位置检测用部件形成工序的加热处理工序之前，透明导电膜已结晶化，因此根据在上述热处理或者加热处理工序中有氧气存在的环境下的热负荷，仅使透明导电膜进行氧化，导致高电阻化，因此是不理想的。
若透明导电膜为非晶质膜，则在由加热处理工序中有氧气存在的环境下的热负荷引起结晶化时，由于掺锡的效果，产生载体电子，使其发生低电阻化。这种低电阻化与上述氧化导致的高电阻化相抵消，在表观上可以减少电阻的变化。
所形成的非晶质透明导电膜，优选在加热处理工序中，由在有氧气存在的环境下的热负荷使其结晶化，但也可以在加热处理工序之前，将形成的非晶质透明导电膜在有氧气存在的环境下进行热处理而使其结晶化。这样，根据在触控面板显示装置的制造工序中的由加热处理，在施加热负荷之前，可使上述锡引起的低电阻化与氧化引起的高电阻化事先进行到某种程度。
该热处理的温度范围，只要使下限为非晶质透明导电膜的结晶化温度即可，而根据本发明的第1制造方法，更优选上限为比结晶化温度高100℃的温度。
若热处理温度低于非晶质透明导电膜的结晶化温度，则不能获得由掺锡效果带来的产生载体电子而使其低电阻化的效果，因此是不理想的。另外，若热处理温度超过高于非晶质透明导电膜的结晶化温度100℃的高温，则在包含加热处理工序的反复高温下会激烈氧化，因此是不理想的。另外，将上限设为高于结晶化温度100℃的温度的原因，是由于在该温度范围内能够获得足够好的掺锡效果带来的产生载体电子而使其低电阻化的效果。
该热处理的环境，优选为有氧气存在的环境，大气中由于简便而较好。这是因为上述锡引起的低电阻化与氧化引起的高电阻化相互抵消，在表观上可以减小电阻变化。
升温速度没有特别的限制，优选为1℃/分钟以上。这是因为在比结晶化温度更低的温度下，若长期处于有氧气存在的环境下，则会由于氧化而过度地高电阻化。
对于形成的非晶质透明导电膜以及将该非晶质透明导电膜进行热处理而结晶化后的透明导电膜的厚度没有特别的限制，为5～20nm即可。优选的厚度为5～15nm。当不足5nm时，则作为透明导电膜不能获得足够小的表面电阻，当超过20nm时，则作为透明导电膜，不能保持高的透光率。
在本发明中，透明导电膜的表面电阻为700～2000Ω/□的范围即可，优选为1000～1500Ω/□。当为比该范围的表面电阻更大的值或更小的值时，则如上所述，不能确保将位置检测用的信号传送到电路中。
透明导电膜32必须有高的耐热性，为此，必须是以氧化铟为主要成分并含有镓和锡的氧化物。其组成优选以氧化铟为主要成分，镓含量以Ga/(In+Ga+Sn)的原子数比计为0.03～0.10，锡含量以Sn/(In+Ga+Sn)的原子数比计为0.05～0.12，更优选以氧化铟为主要成分，镓含量以Ga/(In+Ga+Sn)的原子数比计为0.05～0.08，锡含量以Sn/(In+Ga+Sn)的原子数比计为0.07～0.10。上述范围组成的透明导电膜，不仅耐热性高，而且结晶化温度也高于约为190℃的ITO，显示250℃以上。
在透明导电膜32上形成电介质层33。电介质层是由电介质构成的光学薄膜，参照电容式触控面板30中所形成的电路的敏感水平来确定其种类和厚度即可。例如，优选采用溅射法等在透明导电膜32上形成厚度为50～100nm的氧化硅薄膜。
在本发明的第2制造方法中，在上述电容式触控面板的制造方法中，在位置检测用部件的形成工序中，在有氧气存在的环境下或者在大气中，在以结晶化温度为下限，550℃为上限的温度范围内，对上述非晶质或者在形成后在有氧气存在的环境下进行了热处理的晶质的透明导电膜进行热处理。
对于该热处理的温度范围，若热处理温度低于透明导电膜的结晶化温度，则不能获得由掺锡效果带来的产生载体电子而使其低电阻化的效果，因此是不理想的。另外，若热处理温度达到超过550℃的高温，则透明导电膜会被非常激烈地氧化，结果高电阻化超过了上述掺锡效果带来的低电阻化，因此是不理想的。另外，该温度范围内，在透明导电膜为非晶质的情况下，以及形成后在有氧气存在的环境下进行热处理形成晶质的情况下，均是同样的。
3.液晶显示装置
本发明的液晶显示装置，是由上述电容式触控面板装载在液晶显示装置主体的画面上，且以上述电介质层作为外面而构成的。
接着，电容式触控面板30与液晶显示装置主体50的组合的例子示于图4。是由电容式触控面板30装载在具有由取向膜和液晶驱动用开关元件构成的液晶51和偏光板52、53的液晶显示装置主体50的画面上，并以电介质层33作为外面而构成的。
液晶显示装置主体50一旦通电即通过驱动电路(图中未示出)使液晶驱动用开关元件进行驱动，从而改变液晶的排列状态而显示文字、图像。
此时，薄型电容式触控面板30的四角的电极也被施加电压，若用手指等接触例如从液晶显示装置主体50的画面上所显示的文字或图像中选择的项目所处的电介质层33上的对应部分，则由于接触部位发生电容耦合，使静电容量发生改变，如上所述，由上述式(4)求出位置坐标。接着，将显示该位置坐标的信号输入到控制电路，控制电路根据该坐标信号即可指示液晶显示装置主体50的画面上所显示的文字或图像所对应的接触位置。这样，控制电路根据该接触位置所对应的内容，可以使液晶显示装置主体50的画面上显示文字、图像，或者进行其他装置所对应的处理。
另外，作为液晶显示装置主体50，液晶驱动用的开关元件为TFT的TFT液晶，在重量小、耗电少方面比较适合，但是即使是STN液晶等其他方式的液晶，也可以用于本发明。
另外，本发明，如前所述，是具有在透明基板上至少层压了透明导电膜和电介质层的结构的电容式触控面板，上述透明导电膜是由以氧化铟为主要成分并含有镓和锡的氧化物构成的，而这种透明导电膜，不仅是电容式触控面板，并且还可以有效地应用于电阻膜式触控面板中。
【实施例】
以下，通过实施例对本发明进行更具体的说明，但是本发明并不由这些实施例进行任何的限定。
[实施例1]
制作具有图3的结构的本发明的电容式触控面板。对于透明基板，准备形成了氧化硅薄膜的厚度为0.5mm的钠钙玻璃基板(以下称为SLG基板)，在装有不具有抑制电弧功能的直流电源的直流磁控管溅射装置(アネルバ制造)上，装上由以氧化铟为主要成分，镓含量以Ga/(In+Ga+Sn)的原子数比计为0.05，锡含量以Sn/(In+Ga+Sn)的原子数比计为0.09的氧化物构成的溅射靶。
然后，在溅射靶的正上方，即静止相对的位置上安装基板，在不加热的室温下，将溅射装置抽真空，施加200W的直流电，使其产生直流等离子体，进行溅射，使SLG基板上积累透明导电膜。透明导电膜与靶同样地由以氧化铟为主要成分，镓含量以Ga/(In+Ga+Sn)的原子数比计为0.05，锡含量以Sn/(In+Ga+Sn)的原子数比计为0.09的氧化物构成。膜形成相采用X射线衍生测定进行调查，结果确认为非晶质。该透明导电膜的厚度为12nm，表面电阻约为1000Ω/□。接着，形成由氧化硅薄膜和氧化铌薄膜构成的防反射膜。
在电容式触控面板的位置检测用部件的形成工序中，在大气中施加500℃的热负荷时，虽然上述透明导电膜的表面电阻由1000Ω/□增大到1300Ω/□，但是没有超过1500Ω/□。由于表面电阻的增加不大，故电容式触控面板的位置检测用的信号可确实地传送到位置检测电路中，使其与如图4所示的液晶显示装置组合时，其显示没有任何问题。另外，将组装的电容式触控面板进行拆解，调查上述透明导电膜，经施加热负荷后进行结晶化。
[实施例2]
除了使靶的组成改为以氧化铟为主要成分，镓含量以Ga/(In+Ga+Sn)的原子数比计为0.10以外，通过与实施例1同样的工序制作图3所示结构的电容式触控面板。透明导电膜与靶的组成相同，膜形成相采用X射线衍生测定进行调查，结果确认为非晶质。该透明导电膜的厚度为15nm，表面电阻为1000Ω/□。
在电容式触控面板的位置检测用部件的形成工序中，在大气中施加约500℃的热负荷时，虽然上述透明导电膜的表面电阻由1000Ω/□增大到1500Ω/□，但是没有超出1500Ω/□，电容式触控面板的位置检测和液晶显示装置主体的显示没有任何问题。
[实施例3]
与实施例1同样地，在室温下在形成了氧化硅薄膜的钠钙玻璃基板(SLG基板)上形成透明导电膜，透明导电膜为由以氧化铟为主要成分，镓含量以Ga/(In+Ga+Sn)的原子数比计为0.05，锡含量以Sn/(In+Ga+Sn)的原子数比计为0.09的氧化物构成的非晶质透明导电膜。该透明导电膜的厚度为12nm，表面电阻为1000Ω/□。
接着，在比该透明导电膜结晶化温度330℃更高的温度350℃下于大气中进行热处理。结果，透明导电膜结晶化，其表面电阻增加到1200Ω/□。
然后，在电容式触控面板的位置检测用部件的形成工序中，在大气中施加约500℃的热负荷时，上述结晶化的透明导电膜的表面电阻由1200Ω/□增大到1300Ω/□。即，表面电阻没有超过1500Ω/□。接着，经过形成由氧化硅薄膜和氧化铌薄膜构成的防反射膜等工序，制作电容式触控面板，位置检测和液晶显示装置主体的显示没有任何问题。
[实施例4]
除了使靶的组成改为以氧化铟为主要成分，镓含量以Ga/(In+Ga+Sn)的原子数比计为0.03，锡含量以Sn/(In+Ga+Sn)的原子数比计为0.12以外，通过与实施例1同样的工序制作图3所示结构的电容式触控面板。透明导电膜与靶的组成相同，膜形成相采用X射线衍生测定进行调查，结果确认为非晶质。该透明导电膜的厚度为13nm，表面电阻为1000Ω/□。
在电容式触控面板的位置检测用部件的形成工序中，在大气中施加约550℃的热负荷时，上述透明导电膜的表面电阻由1000Ω/□增大到1450Ω/□，但是没有超出1500Ω/□，电容式触控面板的位置检测和液晶显示装置主体的显示没有任何问题。
[比较例1]
除了将靶改为ITO，在基板温度为300℃下形成ITO晶体膜作为透明导电膜以外，通过与实施例1同样的工序制作图3所示结构的电容式触控面板。ITO晶体膜的厚度为6nm，表面电阻为1000Ω/□。
在电容式触控面板的位置检测用部件的形成工序中，在大气中施加约500℃的热负荷时，上述透明导电膜的表面电阻由1000Ω/□增大到3000Ω/□。也就是说，表面电阻超过了1500Ω/□，由于由ITO晶体膜构成的透明导电膜的高电阻化，故而电容式触控面板的位置检测用信号不能很好地传送，判定液晶显示装置主体的显示出现了问题。
[比较例2]
使用与实施例1同样的靶，即组成为以氧化铟为主要成分，镓含量以Ga/(In+Ga+Sn)的原子数比计为0.05，锡含量以Sn/(In+Ga+Sn)的原子数比计为0.09的靶，通过与实施例1同样的工序制作图3所示结构的电容式触控面板。透明导电膜与靶的组成相同，膜形成相采用X射线衍生测定进行调查，结果确认为非晶质。该透明导电膜的厚度为15nm，表面电阻为1000Ω/□。
在电容式触控面板的位置检测用部件的形成工序中，与实施例1不同，在大气中施加约700℃的热负荷时，上述透明导电膜的表面电阻由1000Ω/□增大到5500Ω/□。也就是说，表面电阻超过了1500Ω/□，由于以氧化铟为主要成分且含有镓和锡的透明导电膜的高电阻化，故而电容式触控面板的位置检测用信号不能很好地传送，判定液晶显示装置主体的显示出现了问题。

Claims (10)

1.一种电容式触控面板，该电容式触控面板具有下述结构，在透明基板上至少层压了透明导电膜和电介质层，且在该基板的框缘部至少配置由位置检测用布线部以及位置检测用电极构成的位置检测用部件，其特征在于，上述透明导电膜由氧化物构成，该氧化物以氧化铟为主要成分并含有镓和锡。
2.权利要求1所述的电容式触控面板，其特征在于，上述透明导电膜的镓含量以Ga/(In+Ga+Sn)的原子数比计为0.03～0.10，且锡含量以Sn/(In+Ga+Sn)的原子数比计为0.05～0.12。
3.权利要求1或2所述的电容式触控面板，其特征在于，上述透明导电膜的镓含量以Ga/(In+Ga+Sn)的原子数比计为0.05～0.08，且锡含量以Sn/(In+Ga+Sn)的原子数比计为0.07～0.10。
4.权利要求1所述的电容式触控面板，其特征在于上述透明导电膜的表面电阻为700～2000Ω/□的范围。
5.一种电容式触控面板的制造方法，该电容式触控面板具有下述结构，在透明基板上至少层压了透明导电膜和电介质层，且在该基板的框缘部至少配置由位置检测用布线部以及位置检测用电极构成的位置检测用部件，其特征在于，在上述透明基板上形成由以氧化铟为主要成分并含有镓和锡的氧化物构成的非晶质透明导电膜后，在位置检测用部件的形成工序之前，在有氧气存在的环境下或者在大气中，在以结晶化温度为下限、以比结晶化温度高100℃的温度为上限的温度范围内，对该透明导电膜进行热处理。
6.权利要求5所述的电容式触控面板的制造方法，其特征在于上述非晶质透明导电膜是在150℃以下的透明基板上形成的。
7.一种电容式触控面板的制造方法，该电容式触控面板具有下述结构，在透明基板上至少层压了透明导电膜和电介质层，且在该基板的框缘部至少配置由位置检测用布线部和位置检测用电极构成的位置检测用部件，其特征在于，在位置检测用部件的形成工序中，在有氧气存在的环境下或者在大气中，在以该透明导电膜结晶化温度为下限、550℃为上限的温度范围内，对上述非晶质或者晶质的透明导电膜进行热处理。
8.权利要求5或7所述的电容式触控面板的制造方法，其特征在于上述透明导电膜的镓含量以Ga/(In+Ga+Sn)的原子数比计为0.03～0.10，且锡含量以Sn/(In+Ga+Sn)的原子数比计为0.05～0.12。
9.权利要求5或7所述的电容式触控面板的制造方法，其特征在于上述透明导电膜的镓含量以Ga/(In+Ga+Sn)的原子数比计为0.05～0.08，且锡含量以Sn/(In+Ga+Sn)的原子数比计为0.07～0.10。
10.一种液晶显示装置，该液晶显示装置是以上述电介质层作为外面的方式，将权利要求1～4任一项所述的电容式触控面板在液晶显示装置主体的画面上装载而构成的。
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