JP2013142194A - 透明導電膜，透明導電膜付き基板，ｉｐｓ液晶セル，静電容量型タッチパネル及び透明導電膜付き基板の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】数百ＭΩ／ｓｑ．オーダーの高抵抗が安定して得られ且つ経時変化も少ない高透過の透明導電膜を得ることができる、透明導電膜，透明導電膜付き基板，ＩＰＳ液晶セル，静電容量型タッチパネル及び透明導電膜付き基板の製造方法を提供する。
【解決手段】ガラス基板に形成された透明導電膜３であって、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）を主材料とし、７．２〜１１．２ａｔ％のケイ素を含み、比抵抗が、１００〜１０３Ω・ｃｍ台、波長５５０ｎｍにおける透過率が、９８％以上である。
【選択図】図１
【解決手段】ガラス基板に形成された透明導電膜３であって、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）を主材料とし、７．２〜１１．２ａｔ％のケイ素を含み、比抵抗が、１００〜１０３Ω・ｃｍ台、波長５５０ｎｍにおける透過率が、９８％以上である。
【選択図】図１
Description
本発明は、高抵抗，高透過の透明導電膜，透明導電膜付き基板とそれらを用いたＩＰＳ液晶セル，静電容量型タッチパネル及び該透明導電膜付き基板の製造方法に関する。
液晶セル内にタッチパネルの検出電極を組み込んだ、インセル型の静電容量型タッチパネルでは、ディスプレイ近傍の低周波ノイズによるディスプレイ動作の妨害を阻止するために、電磁遮蔽且つ帯電防止の機能を有する透明導電膜が必須となる。しかし、透明導電膜の抵抗が低い場合、容量性タッチ感知に通常使用される高周波信号も遮蔽されてしまう。
従って、ディスプレイの遮蔽体として機能しながらタッチ事象を感知する高周波信号を貫通させるために、所定の高抵抗の透明導電膜が必要となり、インセル型の静電容量型タッチパネルにおいて、高抵抗、高透過の膜に対するニーズが高まっている。このニーズに応じるほどの高い抵抗値ではないものの、抵抗式タッチパネル用途で、高抵抗、高透過を狙った透明導電膜とその製造方法等を模索する試みが、種々行われている（例えば特許文献１及び２）。
従って、ディスプレイの遮蔽体として機能しながらタッチ事象を感知する高周波信号を貫通させるために、所定の高抵抗の透明導電膜が必要となり、インセル型の静電容量型タッチパネルにおいて、高抵抗、高透過の膜に対するニーズが高まっている。このニーズに応じるほどの高い抵抗値ではないものの、抵抗式タッチパネル用途で、高抵抗、高透過を狙った透明導電膜とその製造方法等を模索する試みが、種々行われている（例えば特許文献１及び２）。
特許文献１には、プラセオジムを含有する酸化インジウムを主成分とした透明導電性薄膜であって、比抵抗が０．９〜１．８×１０−３Ω・ｃｍの範囲にあるものが開示されている。
また、特許文献２には、スズドープ酸化インジウム膜の成膜方法であって、スパッタ法又はパイロゾル法により膜中のスズ含有量がインジウムに対して１０〜４０重量％、かつ膜厚が１５０Å以上となるように成膜して、膜のシート抵抗が２００〜１０００Ω／ｓｑ．、シート抵抗の均一性が６．１％以内かつ比抵抗が５×１０−４以上となるようにすることが開示されている。
また、特許文献２には、スズドープ酸化インジウム膜の成膜方法であって、スパッタ法又はパイロゾル法により膜中のスズ含有量がインジウムに対して１０〜４０重量％、かつ膜厚が１５０Å以上となるように成膜して、膜のシート抵抗が２００〜１０００Ω／ｓｑ．、シート抵抗の均一性が６．１％以内かつ比抵抗が５×１０−４以上となるようにすることが開示されている。
しかし、特許文献１及び２の発明では、比抵抗が、１０−３Ω・ｃｍ台、実用的な膜厚で最大でも数十ＫΩ／ｓｑ．程度しか実現できず、現在要求されている数Ｍ〜数百ＭΩ／ｓｑ．のシート抵抗、即ち、比抵抗が１００〜１０３Ω・ｃｍ台で、且つ、９０数％以上の高透過率の膜を得ることはできなかった。
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、数百ＭΩ／ｓｑ．オーダーの高抵抗が安定して得られ且つ経時変化も少ない高透過の透明導電膜を得ることができる、透明導電膜，透明導電膜付き基板，ＩＰＳ液晶セル，静電容量型タッチパネル及び透明導電膜付き基板の製造方法を提供することにある。
本発明の他の目的は、ＲＦよりも生産性、安定性で有利なＤＣスパッタにより成膜可能な透明導電膜，透明導電膜付き基板とそれらを用いたＩＰＳ液晶セル，静電容量型タッチパネル及び該透明導電膜付き基板の製造方法を提供することにある。
本発明の他の目的は、ＲＦよりも生産性、安定性で有利なＤＣスパッタにより成膜可能な透明導電膜，透明導電膜付き基板とそれらを用いたＩＰＳ液晶セル，静電容量型タッチパネル及び該透明導電膜付き基板の製造方法を提供することにある。
前記課題は、請求項１の透明導電膜によれば、ガラス基板に形成された透明導電膜であって、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）を主材料とし、７．２〜１１．２ａｔ％のケイ素を含み、比抵抗が、１００〜１０３Ω・ｃｍ台、波長５５０ｎｍにおける透過率が、９８％以上であること、により解決される。
このように特定の割合のケイ素を含む材料で構成しているため、従来達成することができなかった、比抵抗１００〜１０３Ω・ｃｍ台、波長５５０ｎｍにおける透過率９８％以上という高抵抗、高透過の透明導電膜を得ることができる。
従って、ディスプレイにおけるノイズ遮蔽体として機能しながらタッチ事象を感知する高周波信号を貫通させることができるような透明導電膜が提供可能となり、高性能なインセル型の静電容量型タッチパネルが提供可能となる。本発明の透明導電膜をガラス基板上に形成した場合、タッチを検出するのに使用される領域を、ディスプレイ表面を超えて延在させることが可能となり、表面近くのユーザの指等を、物理的接触なく、表面近傍で検出することも可能となる。
更に、ディスプレイの遮蔽体として機能しながらタッチ事象を感知する高周波信号を貫通させるという機能を、経時的な性能変化の少ない無機物によって達成でき、動作の信頼性の高いインセル型の静電容量型タッチパネルを提供可能となる。
従って、ディスプレイにおけるノイズ遮蔽体として機能しながらタッチ事象を感知する高周波信号を貫通させることができるような透明導電膜が提供可能となり、高性能なインセル型の静電容量型タッチパネルが提供可能となる。本発明の透明導電膜をガラス基板上に形成した場合、タッチを検出するのに使用される領域を、ディスプレイ表面を超えて延在させることが可能となり、表面近くのユーザの指等を、物理的接触なく、表面近傍で検出することも可能となる。
更に、ディスプレイの遮蔽体として機能しながらタッチ事象を感知する高周波信号を貫通させるという機能を、経時的な性能変化の少ない無機物によって達成でき、動作の信頼性の高いインセル型の静電容量型タッチパネルを提供可能となる。
このとき、請求項２のように、ガラス基板に請求項１記載の透明導電膜が形成された透明導電膜付き基板であって、前記透明導電膜は、膜厚９０〜１３０Åの範囲にあり、シート抵抗が、１０７〜１０９Ω／ｓｑ．台であると好適である。
膜厚が薄すぎると、高温下で抵抗値が上昇する傾向があり、高温下での品質低下が発生するが、このように、透明導電膜の膜厚を９０Å以上としているため、高温下における経時変化の殆どない膜とすることができる。また、透明導電膜の膜厚を１３０Å以下としているため、５５０ｎｍでの透過率９８％という高透過率の膜とすることができる。
膜厚が薄すぎると、高温下で抵抗値が上昇する傾向があり、高温下での品質低下が発生するが、このように、透明導電膜の膜厚を９０Å以上としているため、高温下における経時変化の殆どない膜とすることができる。また、透明導電膜の膜厚を１３０Å以下としているため、５５０ｎｍでの透過率９８％という高透過率の膜とすることができる。
このとき、請求項３のように、請求項２記載の透明導電膜付き基板を備えたＩＰＳ液晶セルであって、前記透明導電膜は、カラーフィルタ側ガラス基板の前記ＩＰＳ液晶セル反対側に設けられていると好適である。
このように構成されているため、透明導電膜の成膜が比較的に容易であり、膜欠陥等も少なくなることから、帯電防止の機能を備え且つ製造歩留まりのよいＩＰＳ液晶セルとすることができる。
このように構成されているため、透明導電膜の成膜が比較的に容易であり、膜欠陥等も少なくなることから、帯電防止の機能を備え且つ製造歩留まりのよいＩＰＳ液晶セルとすることができる。
このとき、請求項４のように、請求項３記載のＩＰＳ液晶セルを備えた静電容量型タッチパネルであって、静電容量検出電極が前記ＩＰＳ液晶セル内に組み込まれていると好適である。
このように構成しているため、ＩＰＳモードでインセル式の静電容量型タッチパネルを提供可能となる。
このように構成しているため、ＩＰＳモードでインセル式の静電容量型タッチパネルを提供可能となる。
このとき、請求項５のように、請求項２記載の透明導電膜付き基板の製造方法であって、前記ガラス基板上に、膜厚９０〜１３０Åで、シート抵抗が、１０７〜１０９Ω／ｓｑ．台である前記透明導電膜を成膜すると好適である。
上記膜厚の範囲であれば、抵抗値が安定して経時変化が少なく、透過率も高く維持できる。また、上記シート抵抗の範囲では、帯電防止の機能を保持しながら静電容量の変化を確実に検出することができ、タッチパネルとしての良好な動作を保証できる。
このとき、請求項６のように、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）を主材料とし１０〜１５ｗｔ％の酸化ケイ素を含有するターゲットを用い、酸素が添加されたアルゴンガスをスパッタガスとして導入して、ＤＣマグネトロンスパッタにより前記透明導電膜を成膜すると好適である。
このように構成しているため、高抵抗高透過の透明導電膜の製作を、容易に行うことができ、大量生産も容易に行うことができる。
このように構成しているため、高抵抗高透過の透明導電膜の製作を、容易に行うことができ、大量生産も容易に行うことができる。
本発明によれば、従来達成することができなかった、比抵抗１００〜１０３Ω・ｃｍ台、波長５５０ｎｍにおける透過率９８％以上という高抵抗、高透過の透明導電膜を得ることができる。
従って、ディスプレイにおけるノイズの遮蔽体として機能しながらタッチ事象を感知する高周波信号を貫通させることができるような透明導電膜が提供可能となり、高性能なインセル型の静電容量型タッチパネルが提供可能となる。本発明の透明導電膜をガラス基板上に形成した場合、タッチを検出するのに使用される領域を、ディスプレイ表面を超えて延在させることが可能となり、表面近くのユーザの指等を、物理的接触なく、表面近傍で検出することも可能となる。
更に、ディスプレイの遮蔽体として機能しながらタッチ事象を感知する高周波信号を貫通させるという機能を、経時的な性能変化の少ない無機物によって達成でき、動作の信頼性の高いインセル型の静電容量型タッチパネルを提供可能となる。
従って、ディスプレイにおけるノイズの遮蔽体として機能しながらタッチ事象を感知する高周波信号を貫通させることができるような透明導電膜が提供可能となり、高性能なインセル型の静電容量型タッチパネルが提供可能となる。本発明の透明導電膜をガラス基板上に形成した場合、タッチを検出するのに使用される領域を、ディスプレイ表面を超えて延在させることが可能となり、表面近くのユーザの指等を、物理的接触なく、表面近傍で検出することも可能となる。
更に、ディスプレイの遮蔽体として機能しながらタッチ事象を感知する高周波信号を貫通させるという機能を、経時的な性能変化の少ない無機物によって達成でき、動作の信頼性の高いインセル型の静電容量型タッチパネルを提供可能となる。
以下、本発明の実施形態について図１を参照しながら説明するが、これに限定されるものではない。
（透明導電膜付き基板の製造方法）
本実施形態の透明導電膜付き基板の製造方法は、公知のＤＣマグネトロンスパッタにより、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）を主材料とし、１０〜１５ｗｔ％の酸化ケイ素を含有するターゲットを用い、酸素が添加されたアルゴンガスを導入して、ガラス基板上に、膜厚９０〜１３０Åで、シート抵抗が、１０７〜１０９Ω／ｓｑ．台である透明導電膜を成膜する。
本実施形態の透明導電膜付き基板の製造方法は、公知のＤＣマグネトロンスパッタにより、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）を主材料とし、１０〜１５ｗｔ％の酸化ケイ素を含有するターゲットを用い、酸素が添加されたアルゴンガスを導入して、ガラス基板上に、膜厚９０〜１３０Åで、シート抵抗が、１０７〜１０９Ω／ｓｑ．台である透明導電膜を成膜する。
成膜には、ＤＣマグネトロンスパッタリング装置を用い、その非磁性体ターゲット用カソードに、酸化インジウムスズ及び１０〜１５％の酸化ケイ素を含有するターゲットを取り付け、ターゲットと平行かつ対向してガラス基板を設置し、酸素が添加されたスパッタガスを導入して、所定条件により成膜を行う。例えば、ターゲット−基板間距離：５０〜１５０ｍｍ、到達真空度：５〜８×１０-４Ｐａ、導入ガス：０．５〜５．０％（スパッタ圧により異なる）酸素を含むＡｒガス、スパッタ圧力：０．１〜０．５Ｐａ、投入電力：直流１〜３Ｗ／ｃｍ２、基板加熱温度：室温（無加熱）〜７０℃とする。
（透明導電膜及び透明導電膜付き基板）
本実施形態の透明導電膜付き基板の製造方法により得られる透明導電膜は、ガラス基板に形成されたものであって、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）を主材料とし、７．２〜１１．２ａｔ％のケイ素を含み、比抵抗が、１００〜１０３Ω・ｃｍ台、波長５５０ｎｍにおける透過率が、９８％以上である。また、膜厚９０〜１３０Åの範囲にあり、シート抵抗が、１０７〜１０９Ω／ｓｑ．台であると好ましい。
本実施形態の透明導電膜付き基板は、ガラス基板と該ガラス基板上に形成された本実施形態の透明導電膜とからなる。
本実施形態の透明導電膜付き基板の製造方法により得られる透明導電膜は、ガラス基板に形成されたものであって、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）を主材料とし、７．２〜１１．２ａｔ％のケイ素を含み、比抵抗が、１００〜１０３Ω・ｃｍ台、波長５５０ｎｍにおける透過率が、９８％以上である。また、膜厚９０〜１３０Åの範囲にあり、シート抵抗が、１０７〜１０９Ω／ｓｑ．台であると好ましい。
本実施形態の透明導電膜付き基板は、ガラス基板と該ガラス基板上に形成された本実施形態の透明導電膜とからなる。
（ＩＰＳ液晶セル及び静電容量型タッチパネル）
また、本実施形態の透明導電膜付き基板を備えた図１のＩＰＳ液晶セルＣ及びこのＩＰＳ液晶セルＣを備えたインセル式の静電容量型タッチパネルを作製することができる。
ＩＰＳ（In-Plane-Switching）モードとは、アクティブマトリクス型液晶表示装置において、一方の基板に設けた櫛形電極対間に印加された横方向の電界により、液晶を基板面内で回転させて表示を行う方式である。
また、本実施形態の透明導電膜付き基板を備えた図１のＩＰＳ液晶セルＣ及びこのＩＰＳ液晶セルＣを備えたインセル式の静電容量型タッチパネルを作製することができる。
ＩＰＳ（In-Plane-Switching）モードとは、アクティブマトリクス型液晶表示装置において、一方の基板に設けた櫛形電極対間に印加された横方向の電界により、液晶を基板面内で回転させて表示を行う方式である。
液晶セルとは、ＴＦＴ基板とカラーフィルタ基板の間にスペーサを散布して精密に位置合せをし、液晶を注入した後、それぞれのパネルサイズに切り分け、偏光板等のフィルムを接着したものをいい、例えば、図１に断面を示すものである。
インセル式とは、液晶パネルとタッチパネルを一体化したパネルにおいて、タッチパネル機能を液晶セルの中に組み込む方式である。
静電容量型とは、指先と、導電膜のパターニングにより形成された検出電極との間での静電容量の変化を捉えて位置を検出する形式である。
インセル式とは、液晶パネルとタッチパネルを一体化したパネルにおいて、タッチパネル機能を液晶セルの中に組み込む方式である。
静電容量型とは、指先と、導電膜のパターニングにより形成された検出電極との間での静電容量の変化を捉えて位置を検出する形式である。
本実施形態の液晶セルＣは、図１に示すように、カラーフィルタ基板１０とＴＦＴ基板２０とが、液晶１を封入した状態で貼合されて形成されている。
カラーフィルタ基板１０は、ガラス基板１１の非視認側である液晶１側の面に、ブラックマトリクス１２に区分されて配置されたカラーフィルタ１３が積層され、更にその上に配向膜１５が形成されている。
カラーフィルタ基板１０は、ガラス基板１１の非視認側である液晶１側の面に、ブラックマトリクス１２に区分されて配置されたカラーフィルタ１３が積層され、更にその上に配向膜１５が形成されている。
カラーフィルタ基板１０の液晶１逆側の面には、本実施形態の透明導電膜３を備えており、その上に、公知の偏光板１７と、粘着層7を介してカバー８が、積層されている。カバー８は、静電容量型タッチパネルの表面を構成し、ユーザがタッチする面となる。
ＴＦＴ基板２０は、ガラス基板２１の液晶１側の面に、櫛形の透明電極からなる画素電極２４が形成されてなる。ＴＦＴ基板２０及び画素電極２４の液晶１側の面には、更に配向膜２５が形成され、ＴＦＴ基板２０のバックライト側である液晶１逆側の面には、粘着層３７を介して偏光板２７が積層されている。
配向膜１５と配向膜２５との間には、カラーフィルタ基板１０側に液晶１と、ＴＦＴ基板２０側に駆動領域４、感知領域５及び接地領域６が配置されている。
駆動領域４および感知領域５は、表示画素の複数の共通電極を、駆動領域４と感知領域５にグループ化したものである。
駆動領域４の共通電極は、不図示のドライバ論理からの誘導信号が駆動線により伝達されて駆動される。また、感知領域５の共通電極で感知された感知信号は、感知線により伝達され、不図示のタッチ制御装置内の事象検出及び復調回路にて処理される。
駆動領域４および感知領域５は、表示画素の複数の共通電極を、駆動領域４と感知領域５にグループ化したものである。
駆動領域４の共通電極は、不図示のドライバ論理からの誘導信号が駆動線により伝達されて駆動される。また、感知領域５の共通電極で感知された感知信号は、感知線により伝達され、不図示のタッチ制御装置内の事象検出及び復調回路にて処理される。
静電容量型タッチパネルは、以上の液晶セルＣに加え、不図示の駆動回路基板、電極端子、光源を備えてなる。
図１において、ガラス基板１１が本実施形態のガラス基板、ガラス基板１１と透明導電膜３とが、本実施形態の透明導電膜付き基板に該当する。
図１において、ガラス基板１１が本実施形態のガラス基板、ガラス基板１１と透明導電膜３とが、本実施形態の透明導電膜付き基板に該当する。
以下、本発明の透明導電膜の具体的実施例について説明するが、本発明は、これに限定されるものではない。
（試験例１）
酸化インジウムスズと、１０％（実施例１），１２．５％（実施例２)，１５％（実施例３）の二酸化ケイ素とからなるターゲットを用いて、以下の条件でＤＣマグネトロンスパッタによって成膜した。
スパッタ装置：カルーセル型バッチ式スパッタ装置
ターゲット：角型、厚さ６ｍｍ
スパッタ方式 ：ＤＣマグネトロンスパッタ
排気装置 ：ターボ分子ポンプ
到達真空度 ：５×１０-４Ｐａ
Ａｒ流量 ：４５０ｓｃｃｍ
酸素流量 ：１０ｓｃｃｍ（実施例１）、７．３ｓｃｃｍ（実施例２）、６ｓｃｃｍ（実施例３）
基板温度 ：７０℃
スパッタ電力 ：１．５５Ｗ／ｃｍ２
使用基板 ：ガラス基板 ｔ＝１．１ｍｍ
表１より、実施例１〜３のスパッタガス中の導入酸素の比率は、それぞれ、２．１％，１．６％，１．３％であった。
（試験例１）
酸化インジウムスズと、１０％（実施例１），１２．５％（実施例２)，１５％（実施例３）の二酸化ケイ素とからなるターゲットを用いて、以下の条件でＤＣマグネトロンスパッタによって成膜した。
スパッタ装置：カルーセル型バッチ式スパッタ装置
ターゲット：角型、厚さ６ｍｍ
スパッタ方式 ：ＤＣマグネトロンスパッタ
排気装置 ：ターボ分子ポンプ
到達真空度 ：５×１０-４Ｐａ
Ａｒ流量 ：４５０ｓｃｃｍ
酸素流量 ：１０ｓｃｃｍ（実施例１）、７．３ｓｃｃｍ（実施例２）、６ｓｃｃｍ（実施例３）
基板温度 ：７０℃
スパッタ電力 ：１．５５Ｗ／ｃｍ２
使用基板 ：ガラス基板 ｔ＝１．１ｍｍ
表１より、実施例１〜３のスパッタガス中の導入酸素の比率は、それぞれ、２．１％，１．６％，１．３％であった。
表１は、ターゲット中に含まれる酸化ケイ素の比率（ｗｔ％）と、成膜された透明導電膜のシート抵抗，比抵抗，透過率，膜厚及び膜中の各元素の組成比（ａｔ％）を示している。
図２，図３は、表１に示す各実施例のターゲット中のＳｉＯ２比（ｗｔ％）と成膜された透明導電膜のシート抵抗及び５５０ｎｍにおける透過率との関係をそれぞれグラフに示したものである。
図４，図５は、表１に示す各実施例の膜中のＳｉ元素比（ａｔ％）と成膜された透明導電膜のシート抵抗及び５５０ｎｍにおける透過率との関係をそれぞれグラフに示したものである。
図４，図５は、表１に示す各実施例の膜中のＳｉ元素比（ａｔ％）と成膜された透明導電膜のシート抵抗及び５５０ｎｍにおける透過率との関係をそれぞれグラフに示したものである。
表１及び図２，図４より、成膜された透明導電膜は、膜厚１２５〜１２７Åにおいて、比抵抗が、１００〜１０３Ω・ｃｍ台、シート抵抗１０５〜１０９Ω／ｓｑ．台であり、従来の透明導電膜と対比しても非常に比抵抗及びシート抵抗が高く、従来にない高抵抗の透明導電膜が得られることが分かった。
また、表１及び図３，図５より、成膜された透明導電膜は、５５０ｎｍにおける透過率がいずれも９８〜９９％であり、表１及び図２〜図５より、従来にない高抵抗，高透過の透明導電膜が得られることが分かった。
また、表１及び図３，図５より、成膜された透明導電膜は、５５０ｎｍにおける透過率がいずれも９８〜９９％であり、表１及び図２〜図５より、従来にない高抵抗，高透過の透明導電膜が得られることが分かった。
実施例１〜３の透明導電膜に含まれるケイ素の状態を、ＸＰＳ（X-ray Photoelectron Spectroscopy）の高分解能測定を行って分析した。
測定結果を、それぞれ図６〜図８に示す。
図６〜図８において、いずれも、強度のピークは、結合エネルギー１０２ｅＶ付近に現れている。
Ｓｉのピークは９９ｅＶ付近、ＳｉＯ２のピークは１０３ｅＶ付近、ＳｉＯｘＮｙのピークは１０２ｅＶ付近、Ｓｉ３Ｎ４のピークは１０１ｅＶ付近であることが知られていること（出展：ＳＣＡＳ Technical News ＸＰＳによるシリコンウェーハの分析）と、本実施形態では、ターゲットが酸化インジウムスズ及び二酸化ケイ素からなり、導入ガスが酸素であることから、実施例１〜３の透明導電膜に含まれるケイ素は、酸化物の状態であると判定された。
測定結果を、それぞれ図６〜図８に示す。
図６〜図８において、いずれも、強度のピークは、結合エネルギー１０２ｅＶ付近に現れている。
Ｓｉのピークは９９ｅＶ付近、ＳｉＯ２のピークは１０３ｅＶ付近、ＳｉＯｘＮｙのピークは１０２ｅＶ付近、Ｓｉ３Ｎ４のピークは１０１ｅＶ付近であることが知られていること（出展：ＳＣＡＳ Technical News ＸＰＳによるシリコンウェーハの分析）と、本実施形態では、ターゲットが酸化インジウムスズ及び二酸化ケイ素からなり、導入ガスが酸素であることから、実施例１〜３の透明導電膜に含まれるケイ素は、酸化物の状態であると判定された。
（試験例２）
酸化インジウムスズと、１２．５ｗｔ％の酸化ケイ素とからなるターゲットを用いて、以下のような条件にてＤＣマグネトロンスパッタによって成膜した。
スパッタ装置：カルーセル型バッチ式スパッタ装置
ターゲット寸法 ：角型、厚さ６ｍｍ
スパッタ方式 ：ＤＣマグネトロンスパッタ
排気装置 ：ターボ分子ポンプ
到達真空度 ：５×１０-４Ｐａ
Ａｒ流量 ：４５０ｓｃｃｍ(実施例４〜６、対比例１)、１５０ｓｃｃｍ(実施例７〜１１)
酸素流量 ：７．３ｓｃｃｍ(実施例４〜６、対比例１)、６．６ｓｃｃｍ（実施例７〜１１）
スパッタ圧 ：０．４Ｐａ(実施例４〜６、対比例１)、０．１５Ｐａ(実施例７〜１１)
基板温度 ：７０℃
スパッタ電力 ：１．５５Ｗ／ｃｍ２
使用基板 ：ガラス基板 ｔ＝１．１ｍｍ
酸化インジウムスズと、１２．５ｗｔ％の酸化ケイ素とからなるターゲットを用いて、以下のような条件にてＤＣマグネトロンスパッタによって成膜した。
スパッタ装置：カルーセル型バッチ式スパッタ装置
ターゲット寸法 ：角型、厚さ６ｍｍ
スパッタ方式 ：ＤＣマグネトロンスパッタ
排気装置 ：ターボ分子ポンプ
到達真空度 ：５×１０-４Ｐａ
Ａｒ流量 ：４５０ｓｃｃｍ(実施例４〜６、対比例１)、１５０ｓｃｃｍ(実施例７〜１１)
酸素流量 ：７．３ｓｃｃｍ(実施例４〜６、対比例１)、６．６ｓｃｃｍ（実施例７〜１１）
スパッタ圧 ：０．４Ｐａ(実施例４〜６、対比例１)、０．１５Ｐａ(実施例７〜１１)
基板温度 ：７０℃
スパッタ電力 ：１．５５Ｗ／ｃｍ２
使用基板 ：ガラス基板 ｔ＝１．１ｍｍ
ここで、酸素流量７．３ｓｃｃｍの場合は、膜厚が８０，１００，１２０，１４０Å（実施例４〜６，対比例１）、酸素流量６．６ｓｃｃｍの場合は、８０，９０，１００，１１０，１２０Å（実施例７〜１１）になるように成膜した。
実施例４〜６，対比例１のスパッタガス中の導入酸素の比率は、１．６％、実施例７〜１１のスパッタガス中の導入酸素の比率は、４．２％であった。
なお、対比例１は、透過率が９８％未満のため本発明の範囲外として対比例としたものである。
実施例４〜６，対比例１のスパッタガス中の導入酸素の比率は、１．６％、実施例７〜１１のスパッタガス中の導入酸素の比率は、４．２％であった。
なお、対比例１は、透過率が９８％未満のため本発明の範囲外として対比例としたものである。
表２，図９，図１０は、実施例４〜６、対比例１，実施例７〜１１の場合において、成膜された透明導電膜の膜厚とシート抵抗，比抵抗及び透過率との関係を示している。
表２及び図９，図１０より、成膜された透明導電膜は、膜厚８０〜１２０Åにおいて、比抵抗が１０１〜１０２Ω／ｓｑ．台で、かつ、５５０ｎｍにおける透過率がいずれも略９８％以上であり、従来にない高抵抗，高透過の透明導電膜が得られることが分かった。
（試験例３）
試験例１で実施例１〜３の透明導電膜を成膜した透明導電膜付きガラス基板を、１２０℃，大気中に０時間，１時間，２時間，３時間保持し、保持した後の各サンプルについてシート抵抗を測定する耐熱性試験を行った。
測定結果を、図１１に示す。
耐熱性試験の結果、実施例１〜３のいずれも、１２０℃，大気中に０時間，１時間，２時間，３時間保持した後、シート抵抗には殆ど変化はなく、１２０℃３時間までの条件については、高い耐熱性を有することが分かった。
試験例１で実施例１〜３の透明導電膜を成膜した透明導電膜付きガラス基板を、１２０℃，大気中に０時間，１時間，２時間，３時間保持し、保持した後の各サンプルについてシート抵抗を測定する耐熱性試験を行った。
測定結果を、図１１に示す。
耐熱性試験の結果、実施例１〜３のいずれも、１２０℃，大気中に０時間，１時間，２時間，３時間保持した後、シート抵抗には殆ど変化はなく、１２０℃３時間までの条件については、高い耐熱性を有することが分かった。
（試験例４）
試験例２で実施例４〜６の透明導電膜を成膜した透明導電膜付きガラス基板を、１２０℃，大気中に０時間，１時間，２時間，３時間保持し、保持した後の各サンプルについてシート抵抗を測定する耐熱性試験を行った。
測定結果を、図１２に示す。
耐熱性試験の結果、実施例４〜６のいずれも、１２０℃，大気中に０時間，１時間，２時間，３時間保持した後、シート抵抗には大きな変化はなく、１２０℃３時間までの条件については、高い耐熱性を有することが分かった。
試験例２で実施例４〜６の透明導電膜を成膜した透明導電膜付きガラス基板を、１２０℃，大気中に０時間，１時間，２時間，３時間保持し、保持した後の各サンプルについてシート抵抗を測定する耐熱性試験を行った。
測定結果を、図１２に示す。
耐熱性試験の結果、実施例４〜６のいずれも、１２０℃，大気中に０時間，１時間，２時間，３時間保持した後、シート抵抗には大きな変化はなく、１２０℃３時間までの条件については、高い耐熱性を有することが分かった。
（試験例５）
試験例２で実施例４〜６の透明導電膜を成膜した透明導電膜付きガラス基板を、温度６０℃，湿度９０％に設定した恒温恒湿槽内に０，９０，１５０，１９８，２４６，３４２，５８２，７５０，１０１４時間保持し、保持した後の各サンプルについてシート抵抗を測定する耐熱性試験を行った。
測定結果を、図１３に示す。
耐熱性試験の結果、実施例４〜６は、６０℃，９０％に０時間〜１０１４時間保持した後も、シート抵抗には大きな変化がなく、６０℃，９０％０時間〜１０１４時間の条件については、膜厚が薄いと変化率が大きい傾向はあるものの、高い耐湿性を有することが分かった。
試験例２で実施例４〜６の透明導電膜を成膜した透明導電膜付きガラス基板を、温度６０℃，湿度９０％に設定した恒温恒湿槽内に０，９０，１５０，１９８，２４６，３４２，５８２，７５０，１０１４時間保持し、保持した後の各サンプルについてシート抵抗を測定する耐熱性試験を行った。
測定結果を、図１３に示す。
耐熱性試験の結果、実施例４〜６は、６０℃，９０％に０時間〜１０１４時間保持した後も、シート抵抗には大きな変化がなく、６０℃，９０％０時間〜１０１４時間の条件については、膜厚が薄いと変化率が大きい傾向はあるものの、高い耐湿性を有することが分かった。
（試験例６）
酸化インジウムスズと、１２．５ｗｔ％の酸化ケイ素とからなるターゲットを用いて、以下のような条件にてＤＣマグネトロンスパッタによって成膜した。
スパッタ装置：カルーセル型バッチ式スパッタ装置
ターゲット寸法 ：角型、厚さ６ｍｍ
スパッタ方式 ：ＤＣマグネトロンスパッタ
排気装置 ：ターボ分子ポンプ
到達真空度 ：５×１０-４Ｐａ
Ａｒ流量 ：４５０ｓｃｃｍ
酸素流量 ：０，２，４，６，８，１０ｓｃｃｍ（それぞれ、対比例２，３，実施例１２〜１４，対比例４）
基板温度 ：７０℃
スパッタ電力 ：１．５５Ｗ／ｃｍ２
使用基板 ：ガラス基板 ｔ＝１．１ｍｍ
酸化インジウムスズと、１２．５ｗｔ％の酸化ケイ素とからなるターゲットを用いて、以下のような条件にてＤＣマグネトロンスパッタによって成膜した。
スパッタ装置：カルーセル型バッチ式スパッタ装置
ターゲット寸法 ：角型、厚さ６ｍｍ
スパッタ方式 ：ＤＣマグネトロンスパッタ
排気装置 ：ターボ分子ポンプ
到達真空度 ：５×１０-４Ｐａ
Ａｒ流量 ：４５０ｓｃｃｍ
酸素流量 ：０，２，４，６，８，１０ｓｃｃｍ（それぞれ、対比例２，３，実施例１２〜１４，対比例４）
基板温度 ：７０℃
スパッタ電力 ：１．５５Ｗ／ｃｍ２
使用基板 ：ガラス基板 ｔ＝１．１ｍｍ
対比例２，３，実施例１２〜１４，対比例４のスパッタガス中の導入酸素の比率は、それぞれ、０％，０．４％，０．９％，１．３％，１．８％，２．２％であった。
このとき、膜厚は、１１７〜１２６Åの範囲になった。
このとき、膜厚は、１１７〜１２６Åの範囲になった。
表３，図１４，図１５は、酸素導入量とシート抵抗，比抵抗及び透過率との関係を示している。
表３及び図１４，図１５より、成膜された透明導電膜は、酸素流量２ｓｃｃｍ以下の対比例２、３を除いて、９８％以上の透過率が得られた。比抵抗については、酸素流量１０ｓｃｃｍの対比例４では１０４台と所定の範囲を超えており、両方を考慮すると酸素流量４〜８ｓｃｃｍ（スパッタガス中の酸素濃度：０．８８〜１．７５％）の範囲が適当であることがわかった。この範囲ではシート抵抗及び比抵抗の変化も小さいので、成膜時の制御の点からも有利である。
Ｃ 液晶セル
１ 液晶
２ スペーサ
３ 透明導電膜
４ 駆動領域
５ 感知領域
６ 接地領域
７，３７ 粘着層
８ カバー
１０ カラーフィルタ基板
１１，２１ ガラス基板
１２ ブラックマトリクス
１３ カラーフィルタ
１５，２５ 配向膜
１７，２７ 偏光板
２０ ＴＦＴ基板
２４ 画素電極（透明電極）
１ 液晶
２ スペーサ
３ 透明導電膜
４ 駆動領域
５ 感知領域
６ 接地領域
７，３７ 粘着層
８ カバー
１０ カラーフィルタ基板
１１，２１ ガラス基板
１２ ブラックマトリクス
１３ カラーフィルタ
１５，２５ 配向膜
１７，２７ 偏光板
２０ ＴＦＴ基板
２４ 画素電極（透明電極）
Claims (6)
- ガラス基板に形成された透明導電膜であって、
酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）を主材料とし、７．２〜１１．２ａｔ％のケイ素を含み、
比抵抗が、１００〜１０３Ω・ｃｍ台、波長５５０ｎｍにおける透過率が、９８％以上であることを特徴とする透明導電膜。 - ガラス基板に請求項１記載の透明導電膜が形成された透明導電膜付き基板であって、
前記透明導電膜は、膜厚９０〜１３０Åの範囲にあり、
シート抵抗が、１０７〜１０９Ω／ｓｑ．台であることを特徴とする透明導電膜付き基板。 - 請求項２記載の透明導電膜付き基板を備えたＩＰＳ液晶セルであって、
前記透明導電膜は、カラーフィルタ側ガラス基板の前記ＩＰＳ液晶セル反対側に設けられていることを特徴とするＩＰＳ液晶セル。 - 請求項３記載のＩＰＳ液晶セルを備えた静電容量型タッチパネルであって、
静電容量検出電極が前記ＩＰＳ液晶セル内に組み込まれていることを特徴とする静電容量型タッチパネル。 - 請求項２記載の透明導電膜付き基板の製造方法であって、
前記ガラス基板上に、膜厚９０〜１３０Åで、シート抵抗が、１０７〜１０９Ω／ｓｑ．台である前記透明導電膜を成膜することを特徴とする透明導電膜付き基板の製造方法。 - 酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）を主材料とし、１０〜１５ｗｔ％の酸化ケイ素を含有するターゲットを用い、酸素添加のアルゴンガスをスパッタガスとして導入して、ＤＣマグネトロンスパッタにより前記透明導電膜を成膜することを特徴とする請求項５記載の透明導電膜付き基板の製造方法。
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