JP3943617B2 - 透明導電積層体およびこれを用いたタッチパネル - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、透明導電積層体およびこれを用いたタッチパネルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、パーソナルコンピュータ，ワードプロセッサ，電子手帳等のコンピュータ本体（主記憶装置）へのデータ入力を行うための入力装置の１つとして、入力面に指やペン等によって単に荷重を加えるだけでデータ入力を行うことができるタッチパネル（タッチスクリーンを含む。以下同じ。）が多用されるようになってきた。このタッチパネルには種々の原理のものがあるが、その１つとして、抵抗膜方式のものがある。
抵抗膜方式のタッチパネルはアナログ型とデジタル型とに大別されるが、入力位置の検出感度の向上に伴い、最近ではアナログ型が採用されつつある。
【０００３】
アナログ型のタッチパネルでは、透明基材とこの透明基材上に平膜状に形成された透明電極膜（抵抗膜）とを備えた透明電極基板が２枚、前記の透明電極膜同士が対向するようにしてスペーサ等によって所定間隔に保たれつつ配置されており、２枚の透明電極基板のうちの一方が入力面側に位置している。そして、入力面側に位置している透明電極基板の外部から当該透明電極基板に荷重が加えたときに透明電極膜同士が導通するように、これらの透明電極膜の各々は、当該透明電極膜の所定の位置に設けられた電極端子やリード線（取出し電極）を介して所定の駆動回路と電気的に接続されている。また、透明電極膜の各々は、比較回路，マイクロプロセッサー，アナログ／デジタル変換器等を用いた座標検出手段とも電気的に接続されている。
【０００４】
このアナログ型のタッチパネルにおいては、入力面側に位置している透明電極基板の外部から荷重が加えられて透明電極膜同士が導通したときに、一方の透明電極膜における所定の端部から前記の導通が生じた箇所を経て他方の透明電極膜における所定の端部へ電流が流れるように回路が組まれている。そして、この回路における電気抵抗値は、前記の導通が生じた箇所、すなわち前記の荷重が加えられた箇所の位置座標に応じて変化することから、この電気抵抗値の変化に基づいて、前記の荷重が加えられた箇所の位置座標が座標検出手段によって検出される。このため、アナログ型のタッチパネルに使用される透明電極膜については、デジタル型のタッチパネルに使用される透明電極膜よりも高電気抵抗で、かつ、表面抵抗の均一性に優れていることが要求される。
【０００５】
ところで、抵抗膜方式のタッチパネル、特にアナログ型のタッチパネルについては、近年、入力精度の高精度化に対する要望が高まっており、当該要望を満たすためには、表面抵抗が概ね８００Ω／□以上である透明電極膜を用いることが望まれている。
【０００６】
透明電極膜としては従来より物理的蒸着法によって形成されたＩＴＯ膜が多用されているが、当該ＩＴＯ膜は比抵抗が通常５×１０^-4Ω・ｃｍ未満の透明導電膜となる。したがって、ＩＴＯ膜を透明電極膜として用いて入力精度が向上したアナログ型のタッチパネルを得るためには、ＩＴＯ膜の膜厚を６ｎｍ程度と非常に薄くする必要がある。しかしながら、このように極めて薄い薄膜は、島状構造の域を脱していない（『薄膜の基本技術』（東京大学出版会）第９０〜９１頁参照）ため、実用に耐え得るものではない。このため、特にアナログ型のタッチパネルの透明電極膜については、ＩＴＯ膜に代わる新たな高電気抵抗膜の開発が望まれている。
【０００７】
ＩＴＯ膜よりも高電気抵抗の膜としては、酸化インジウムに酸化錫と共に酸化ケイ素および／または酸化アルミニウムを所定量ドープした透明導電膜が知られている（特開平４−２０６４０３号公報参照）。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記の公報に開示されている透明導電膜は、表面抵抗、光透過性および耐環境性の点で、アナログ型のタッチパネルの透明電極膜として好適なものである。しかしながらこの透明導電膜では、酸化インジウムに酸化錫と共にドープされている酸化ケイ素および／または酸化アルミニウムの混合濃度の僅かな違いが、得られる透明導電膜の比抵抗のバラツキに大きく反映され、結果として、所望の電気的特性を有する透明導電膜を再現性よく得ることが困難である。
【０００９】
本発明の第１の目的は、所望の電気的特性を有するものを再現性よく得ることができる透明導電積層体を提供することにある。
【００１０】
また、本発明の第２の目的は、所望の入力精度を有するものを再現性よく得ることができるタッチパネルを提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本願発明者らは、上記の実状に鑑みて鋭意研究を行った結果、インジウム（Ｉｎ）、錫（Ｓｎ）および酸素（Ｏ）の他に特定の金属元素を構成元素とする酸化物を用いることにより、所望の電気的特性を有する透明導電膜が再現性よく得られることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１２】
すなわち、上記第１の目的を達成する本発明の透明導電積層体は、
電気絶縁性の透明基材と、この透明基材上に形成された透明導電膜とを有し、
前記透明導電膜が、インジウム（Ｉｎ）と、錫（Ｓｎ）と、チタン（Ｔｉ），イリジウム（Ｉｒ），イットリウム（Ｙ），クロム（Ｃｒ），亜鉛（Ｚｎ），ジルコニウム（Ｚｒ），ハフニウム（Ｈｆ），タンタル（Ｔａ），コバルト（Ｃｏ），ビスマス（Ｂｉ）およびマンガン（Ｍｎ）からなる群より選択された少なくとも１種の金属元素と、酸素（Ｏ）とを構成元素とし、前記金属元素の総量の原子比（全金属原子）／（Ｉｎ＋Ｓｎ＋全金属原子）が２．２〜４０at％である酸化物膜からなり、
当該透明導電膜の膜厚および比抵抗が、添付図面の図１に示す点Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを頂点とする四角形の範囲内にあり、
タッチパネルに使用されることを特徴とするものである。
【００１３】
また、上記第２の目的を達成する本発明のタッチパネルは、所定のパターンに形成された透明電極膜を有する２枚の透明電極基板を備え、前記２枚の透明電極基板が前記透明電極膜同士を対向させて所定間隔で配置されており、前記透明電極基板のうちの一方の外部から当該透明電極基板に荷重を加えたときに前記透明電極膜同士が導通するタッチパネルであり、前記２枚の透明電極基板の少なくとも一方が、上述した本発明の透明導電積層体からなることを特徴とするものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
まず本発明の透明導電積層体に説明すると、この透明導電積層体は、上述したように、電気絶縁性の透明基材と、この透明基材上に形成された透明導電膜とを有しており、前記の透明導電膜は、特定の酸化物膜からなる。
【００１５】
本発明の透明導電積層体を構成する透明基材は、可視光の透過率が概ね７０％以上である電気絶縁性の基材であればよく、その具体例としてはポリカーボネート樹脂，ポリアリレート樹脂，ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル樹脂，ポリエーテルスルホン樹脂，アモルファスポリオレフィン樹脂，ポリスチレン樹脂，アクリル樹脂等の透明高分子材料や、ソーダ石灰ガラス，鉛ガラス，硼硅酸ガラス，無アルカリガラス等のガラスからなるフィルム状物、シート状物および板状物が挙げられる。これらの中でも、可撓性およびコストの点からポリエチレンテレフタレートからなるものが好ましい。
【００１６】
また、透明基材の片面または両面には、必要に応じてガスバリア層、ハードコート層、反射防止層等を設けてもよい。ガスバリア層の具体例としては、エチレン−ビニルアルコール共重合体，ポリビニルアルコール，ポリアクリロニトリル，ポリ塩化ビニリデン，ポリフッ化ビニリデン等からなるものが挙げられる。また、ハードコート層の具体例としては、チタン系やシリカ系のハードコート剤、ポリメチルメタクリレート，ポリフォスファゼン等の高分子材料等からなるものが挙げられる。そして、反射防止層の具体例としては、フッ素系アクリルポリマー等の低屈折率ポリマー、ＭｇＦ₂ やＣａＦ₂ 等の無機フッ化物、ＴｉＯ₂ ，ＳｉＯ₂ ，ＺｎＯ，Ｂｉ₂Ｏ₃ ，Ａｌ₂Ｏ₃ 等の無機酸化物、およびこれらの積層体からなるもの等が挙げられる。
【００１７】
上述した透明基材上に形成されている透明導電膜は、前述したように、インジウム（Ｉｎ）と、錫（Ｓｎ）と、チタン（Ｔｉ），イリジウム（Ｉｒ），イットリウム（Ｙ），クロム（Ｃｒ），亜鉛（Ｚｎ），ジルコニウム（Ｚｒ），ハフニウム（Ｈｆ），タンタル（Ｔａ），コバルト（Ｃｏ），ビスマス（Ｂｉ）およびマンガン（Ｍｎ）からなる群より選択された少なくとも１種の金属元素と、酸素（Ｏ）とを構成元素とし、前記金属元素の総量の原子比（全金属原子）／（Ｉｎ＋Ｓｎ＋全金属原子）が２．２〜４０at％である酸化物膜からなる。そして、この透明導電膜の膜厚および比抵抗は、添付図面の図１に示す点Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを頂点とする四角形の範囲内（境界線上を含む。）にある。なお、図１中の線分ＡＢは表面抵抗が１０ｋΩ／□である酸化物膜についての膜厚と比抵抗との関係を示しており、線分ＣＤは表面抵抗が８００Ω／□である酸化物膜についての膜厚と比抵抗との関係を示している。
【００１８】
上記の酸化物膜からなる透明導電膜は、その製造過程での不可避的な混入物を除き、上記の構成元素のみからなる。この酸化物膜（透明導電膜）は、
(1) 非晶質、
(2) インジウム酸化物、錫酸化物および上記の群より選択された金属元素の酸化物との混合物（混晶を除く結晶質。）、
(3) インジウム酸化物、錫酸化物および上記の群より選択された金属元素の酸化物との混晶、
(4) 上記(3) の混晶と、上記の群より選択された金属元素の酸化物との混合物、のいずれからなるものでもよい。
【００１９】
上述した酸化物膜は、２００ｎｍ厚での可視光の透過率が概ね８５％以上であるので、その膜厚を２００ｎｍ以下にすることにより、透明導電膜として好適に使用することが可能になる。この酸化物膜の膜厚が２００ｎｍを超えると可視域での光吸収が大きくなり、光透過率の低下が避けられない。そのため、このような酸化物膜を例えばタッチパネルの電極膜として利用した場合には、当該タッチパネルの入力面が暗く見づらくなる。一方、当該酸化物膜の膜厚が１２ｎｍ未満では、実用に耐え得る導電膜を形成することが困難になる。したがって本発明では、図１に示すように、上述した酸化物膜からなる透明電極膜の膜厚を１２〜２００ｎｍとする。上記の酸化物膜の膜厚は、アナログ型のタッチパネルの透明電極膜として使用する場合には１２〜５０ｎｍとすることが特に好ましい。
【００２０】
また、上述した酸化物膜においては、上記の群より選択された金属元素の総量の原子比（全金属原子）／（Ｉｎ＋Ｓｎ＋全金属原子）を、２．２〜４０at％に限定する。ここで、上記の群より選択された金属元素の総量の原子比を表す式中の「全金属原子」とは、上記の群より選ばれた金属元素についての原子数（相対値）の総和を意味する（以下同様。）。
【００２１】
本発明において上記金属元素の総量の原子比の下限値を２．２at％に限定する理由は、当該原子比が２．２at％未満の酸化物膜では比抵抗が９．６×１０^-4Ω・ｃｍ未満となるため、酸化物膜の膜厚を実用に耐え得る最小膜厚（約１２ｎｍ）とした場合には表面抵抗が８００Ω／□未満となり、この膜厚下では入力精度が向上したアナログ型のタッチパネルを得るための高抵抗電極膜に要求される電気的特性を満足し得なくなるからである。また、当該原子比が４０at％を超える酸化物膜では比抵抗が２．０×１０^-1Ω・ｃｍを超えるため、表面抵抗を１０ｋΩ／□としてもその膜厚は２００ｎｍを超え、このように厚い酸化物膜では可視域での光吸収が無視できず、光透過率の低下が避けられない。そして、このような酸化物膜を例えばタッチパネルの電極膜として利用した場合には、当該タッチパネルの入力面が暗く見づらくなる。したがって、本発明では上記金属元素の総量の原子比の上限値を４０at％に限定する。上記金属元素の総量の原子比は、目的とする透明導電積層体の用途およびその電気的特性ならびに金属元素の種類等に応じて適宜選択可能である。
【００２２】
一方、酸化物膜におけるインジウム（Ｉｎ）の原子比Ｉｎ／（Ｉｎ＋Ｓｎ＋全金属原子）および錫（Ｓｎ）の原子比Ｓｎ／（Ｉｎ＋Ｓｎ＋全金属原子）は、電気抵抗の経時的安定性の高い酸化物膜を得るうえから、前者が６０〜９５at％、後者が２．８〜２０at％であることが好ましく、特に、前者が６０〜９０at％、後者が３．０〜１５at％であることが好ましい。
【００２３】
上述した酸化物膜の表面抵抗は、当該酸化物膜の組成および膜厚を調整することによって適宜変更可能であり、目的とする透明導電積層体の用途およびその電気的特性等に応じた所望値とすることができるが、表面抵抗が１０ｋΩ／□を超える膜では抵抗値分布が大きくなる。
【００２４】
本発明の透明導電積層体を用いて入力精度が向上したアナログ型のタッチパネルを作製しようとする場合には、酸化物膜（透明導電膜）の表面抵抗が概ね１０００〜５０００Ω／□、より好ましくは１０００〜３０００Ω／□、更に好ましくは２０００〜３０００Ω／□、比抵抗が９．６×１０^-4〜２×１０^-1Ω・ｃｍ、より好ましくは３×１０^-3〜９×１０^-3Ω・ｃｍ、更に好ましくは６×１０^-3〜９×１０^-3Ω・ｃｍとなるように当該酸化物膜（透明導電膜）の組成および膜厚を調整することが好ましい。
【００２５】
透明導電膜として上述した酸化物膜を有する本発明の透明導電積層体は、前述した透明基材上に、スパッタリング法，プラズマＣＶＤ法，スプレーパイロリシス法，ゾルゲル法，イオンプレーティング法等の方法によって上記の酸化物膜を形成することにより得ることができる。均一性や透明基材との密着性に優れた透明導電膜を得るうえからは、スパッタリング法（反応性スパッタリング法を含む。）によって上記の酸化物膜を形成することが好ましい。
【００２６】
そして、スパッタリング法によって上記の酸化物膜を形成する場合、スパッタリングターゲットとしては、目的とする透明導電膜の組成に応じた酸化物からなる焼結体ターゲットを用いることが好ましい。ここで、「目的とする透明導電膜の組成に応じた酸化物からなる焼結体ターゲット」とは、目的とする組成の透明導電膜を得ることができる組成の酸化物からなる焼結体ターゲットを意味する。当該焼結体ターゲットの組成は、スパッタ率および目的とする透明導電膜の組成に応じて適宜選択される。
【００２７】
上記の焼結体ターゲットは、例えば、目的とする透明導電膜を構成する元素のうちの酸素（Ｏ）以外の各元素について、その酸化物または焼成により酸化物となる化合物を所定量づつ混合し、この混合物を仮焼した後に粉砕し、この後、成形し、焼結することにより得ることができる。例えば、目的とする透明導電膜がインジウム（Ｉｎ）、錫（Ｓｎ）、チタン（Ｔｉ）および酸素（Ｏ）を構成元素とするものである場合には、次のようにして目的とする焼結体ターゲットを得ることができる。
【００２８】
まず、酸化インジウムまたは焼成により酸化インジウムとなる化合物（例えば塩化インジウム、硝酸インジウム、酢酸インジウム、水酸化インジウム、インジウムアルコキシド等）と、酸化錫または焼成により酸化錫となる化合物（例えば塩化錫、硝酸錫、酢酸錫、水酸化錫、錫アルコキシド等）と、酸化チタンまたは焼成により酸化チタンとなる化合物（例えば塩化チタン、硝酸チタン、硫酸チタン等）とを、所定量づつ秤量して混合する。次いで、得られた混合物を５００〜１２００℃で仮焼し、この仮焼物をボールミル，ロールミル，パールミル，ジェットミル等で粉砕して、粒子径が０．０１〜１．０μｍの範囲内でかつ粒子径の揃った粉末を得る。なお、仮焼物の粉砕に先立って、当該仮焼物に１００〜８００℃で還元処理を施してもよい。また、必要に応じて、前記の粉末について更に仮焼、粉砕を所望回数繰り返してもよい。この後、得られた粉末を所望形状に加圧成形し、成形物を８００〜１７００℃で焼結する。このとき、必要に応じてポリビニルアルコール，メチルセルロース，ポリワックス，オレイン酸などを焼結助剤として用いてもよい。このようにして焼結体を得ることにより、目的とする焼結体ターゲットを得ることができる。
【００２９】
上述した焼結体ターゲットを用いてのスパッタリングは、ＲＦスパッタリング，ＤＣスパッタリング等により行うことができるが、生産性や得られる酸化物膜の膜特性の観点から、工業的には一般的にＤＣスパッタリングが好ましい。ＤＣスパッタリングのスパッタリング条件の一例を挙げるとすれば、以下のようになる。
【００３０】
すなわち、スパッタリング雰囲気はアルゴンガス等の不活性ガス、または不活性ガスと酸素ガスとの混合ガスとし、スパッタ時の雰囲気圧（スパッタ圧）は１×１０^-2Ｐａ〜５Ｐａ程度、ターゲット印加電圧（放電電圧）は１０００Ｖ未満とする。スパッタ時の雰囲気圧（スパッタ圧）が１×１０^-2Ｐａ未満ではプラズマの安定性が悪く、５Ｐａを超えると得られる酸化物膜の基材への密着性が悪くなる。また、ターゲット印加電圧（放電電圧）が１０００Ｖ以上では酸化物膜がプラズマによるダメージを受け、目的とする電気的特性を有する酸化物膜が得られなかったり、ターゲットが割れる等の問題が発生し易い。ターゲット印加電圧（放電電圧）の好ましい値は８００Ｖ未満、さらに好ましくは５００Ｖ未満である。高品質の酸化物膜を得るためにはターゲット印加電圧（放電電圧）をできるだけ低くすることが好ましいが、極端に低い場合には生産性の問題が生じてくる。したがって、ターゲット印加電圧（放電電圧）の最適値は、要求される透明導電膜の品質と生産性とを総合的に考慮したうえで適宜選択される。また、成膜時の基板温度（透明基材の温度）は、透明基材の耐熱性に応じて、当該透明基材が熱により変形や変質を起こさない温度範囲内で適宜選択される。
【００３１】
上記の酸化物膜からなる透明導電膜の形状は、当該透明導電膜を用いるタッチパネルの種類に応じて適宜選択される。例えばデジタル型のタッチパネルに使用する場合には、成膜時に所定のマスクを使用することによって、あるいは成膜後に所定のパターニングを行うことによって、所望の平行ストライプパターンに形成される。また、アナログ型のタッチパネルに使用する場合には、成膜時に必要に応じて所定のマスクを使用することによって、あるいは成膜後に必要に応じて所定のパターニングを行うことによって、１枚の平膜に形成される。
【００３２】
上述のようにして得ることができる本発明の透明導電積層体においては、当該透明導電積層体を構成している透明導電膜が、前述したように、インジウム（Ｉｎ）と、錫（Ｓｎ）と、チタン（Ｔｉ），イリジウム（Ｉｒ），イットリウム（Ｙ），クロム（Ｃｒ），亜鉛（Ｚｎ），ジルコニウム（Ｚｒ），ハフニウム（Ｈｆ），タンタル（Ｔａ），コバルト（Ｃｏ），ビスマス（Ｂｉ）およびマンガン（Ｍｎ）からなる群より選択された少なくとも１種の金属元素と、酸素（Ｏ）とを構成元素とする酸化物膜からなる。
【００３３】
上記の群を構成している各金属元素は、酸化物（化学量論比の酸化物）となったときに室温付近でいずれも半導体的な性質（比抵抗が１０^-3〜１０¹⁰Ω・ｃｍ；『酸化物便覧』（サムノフ監修；日・ソ通信社）第２０８〜２０９頁参照）を示すため、酸化物膜を得るにあたってインジウム（Ｉｎ）、錫（Ｓｎ）および酸素（Ｏ）の他に上記の群より選択された少なくとも１種の金属元素を当該酸化物膜の構成元素とすることにより、インジウム（Ｉｎ）、錫（Ｓｎ）および酸素（Ｏ）のみを構成元素とする酸化物膜よりも高電気抵抗の酸化物膜を得ることが可能になる。
【００３４】
このとき、上記の酸化物膜の比抵抗は前記金属元素の総量の原子比の増大に伴って上昇するが、インジウム（Ｉｎ）、錫（Ｓｎ）および酸素（Ｏ）の他にアルミニウム（Ａｌ）やケイ素（Ｓｉ）等、酸化物（化学量論比の酸化物）となったときに電気絶縁性を示す元素（Ａｌ₂Ｏ₃ の比抵抗は１×１０²²Ω・ｃｍ、Ｓｉ Ｏ₂ の比抵抗は１×１０²¹Ω・ｃｍ）を構成元素とする酸化物膜において前記酸化物となったときに電気絶縁性を示す元素の原子比を増大させた場合よりも、その上昇の度合いは緩慢である。
【００３５】
このため、本発明の透明導電積層体を構成している透明導電膜（酸化物膜）については、当該透明導電膜（酸化物膜）の電気抵抗値を所望の値にするための制御が容易であり、その結果として、所望の電気的特性を有する透明導電積層体を再現性よく得ることができる。
【００３６】
次に、本発明のタッチパネルについて説明する。
本発明のタッチパネルは、前述したように、当該タッチパネルを構成している２枚の透明電極基板の少なくとも一方が、上述した本発明の透明導電積層体からなっている。本発明の透明導電積層体を一方の透明電極基板として用い、上述した酸化物膜以外の膜からなる透明電極膜が形成されている透明電極基板を他の１枚として用いて本発明のタッチパネルを構成する場合、前記の「上述した酸化物膜以外の膜からなる透明電極膜」としては、ＩＴＯ膜や酸化錫膜等、透明性および電気抵抗の経時安定性に優れているものが好ましい。入力精度の高いアナログ型のタッチパネルを得る場合には、本発明の透明導電積層体を上記２枚の透明電極基板の両方として用いることが望ましい。
【００３７】
本発明のタッチパネルは、当該タッチパネルを構成する２枚の透明電極基板のうちの少なくとも一方として、上述した本発明の透明導電積層体を用いることの他は、従来のタッチパネルと同様にして構成される。このとき、２枚の透明電極基板は、透明電極膜同士が対向するようにしてスペーサ等によって所定間隔に保たれつつ配置され、これらの透明電極基板のうちの一方が入力面側に位置する。そして、入力面側に位置している透明電極基板の外部から当該透明電極基板に荷重が加えたときに透明電極膜同士が導通するように、これらの透明電極膜の各々は、当該透明電極膜の所定の位置に設けられた電極端子やリード線（取出し電極）を介して所定の駆動回路と電気的に接続される。また、透明電極膜の各々は、比較回路，マイクロプロセッサー，アナログ／デジタル変換器等を用いた座標検出手段とも電気的に接続される。
上述のようにして構成される本発明のタッチパネルは、抵抗膜方式のタッチパネルとすることが好ましく、特にアナログ型のタッチパネルとすることが好ましい。
【００３８】
本発明のタッチパネルにおけるデータ入力位置の検出原理は従来と同じであるが、当該タッチパネルを構成している２枚の透明電極基板の少なくとも一方は、前述した本発明の透明導電積層体からなる。すなわち、互いに対向する２枚の透明電極膜の少なくとも一方は、前述した酸化物膜からなる。そして、本発明の透明導電積層体は、前述のように、所望の電気的特性を有するものを再現性よく得ることができるものであるので、当該透明導電積層体を用いた本発明のタッチパネルもまた、所望の入力精度を有するものを再現性よく得ることができる。
【００３９】
また、本発明のタッチパネルにおいては、互いに対向している２枚の透明電極膜の少なくとも一方は、表面抵抗が８００〜１０ｋΩ／□と高い前述の酸化物膜からなっているので、座標検出の際のデータ誤認が起こりにくく、確実なデータ入力を安定して行うことが可能である。
【００４０】
【実施例】
以下、本発明の実施例について説明する。
実施例１〜実施例１１（透明導電積層体の製造）
電気絶縁性の透明基材として厚さ１８０μｍのポリエチレンテレフタレートフィルム（以下ＰＥＴフィルムと略記する。）を用い、スパッタリングターゲットとして表１に示す原子組成比（酸素を除く。）の混合酸化物からなる焼結体ターゲットを用いて、表２に示す原子組成比（酸素を除く。）の酸化物膜（透明導電膜）を下記の条件のスパッタリング法によって上記のＰＥＴフィル上に形成して、実施例ごとに透明導電積層体を得た。なお、酸化物膜の原子組成比は誘導プラズマ発光分光分析（ＩＣＰ）によって求めた。
【００４１】
スパッタリング装置 ：ＨＳＭ−５５２（（株）島津製作所製）
ターゲットサイズ ：直径４インチ，厚さ５ｍｍ
放電形式 ：直流マグネトロン
放電電流 ：０．２Ａ
放電電圧 ：４００Ｖ
バックグラウンド圧力 ：５．０×１０^-4Ｐａ
導入ガス（雰囲気ガス）：９７vol％Ａｒ＋３vol％Ｏ₂ 混合ガス
プレスパッタ圧力 ：１．４×１０^-4Ｐａ
プレスパッタ時間 ：５分
スパッタ圧力 ：１．４×１０^-1Ｐａ
スパッタ時間 ：４分
基板回転速度 ：６ｒｐｍ
基板温度 ：室温
【００４２】
上述のようにして得られた透明導電積層体のそれぞれについて、当該透明導電積層体を構成している酸化物膜の膜厚、表面抵抗、表面抵抗の標準偏差および比抵抗を求めた。また、各透明導電積層体について、波長５５０ｎｍの光の透過率を求めた。これらの結果を表３に示す。
【００４３】
なお、膜厚は、測定専用のスライドガラスを用いて上記の条件で別途成膜を行ったものについて、スローン社製のＤＥＫＴＡＫ３０３０を用いた触針法により測定した。表面抵抗は、三菱油化社製のロレスタＦＰを用いた四端子法により測定し、表面抵抗の標準偏差は実施例ごとに上記の条件での成膜を５回行い、これらの膜の表面抵抗から求めた。比抵抗は、酸化物膜の平面視上の中央部において測定した表面抵抗に、前記のスライドガラス上に成膜した酸化物膜の膜厚を乗じることにより算出した（『薄膜材料の測定・評価』（技術情報協会）第１１４〜１１５頁参照）。そして、透明導電積層体についての光の透過率は、（株）島津製作所製のＵＶ−３１００を用いて測定した。
【００４４】
比較例１〜比較例２
酸化物膜を成膜するにあたり、スパッタリングターゲットとして表１に示す原子組成比（酸素を除く。）の酸化物からなる焼結体ターゲットを用いた以外は実施例１〜実施例１１と同様にして、表２に示す原子組成比（酸素を除く。）を有する酸化物膜をＰＥＴフィル上に形成して、本発明の限定範囲外の金属元素を構成元素としている酸化物膜を備えた透明導電積層体を比較例ごとに得た。
各透明導電積層体を構成している酸化物膜の各々について、実施例１〜実施例１１で求めたと同じ項目をこれらの実施例と同様にして求めた。また、各透明導電積層体における光透過率を実施例１〜実施例１１と同様にして求めた。これらの結果を表３に示す。
【００４５】
【表１】

【００４６】
【表２】

【００４７】
【表３】

【００４８】
表３に示したように、実施例１〜実施例１１で成膜した酸化物膜の表面抵抗の標準偏差は１８．５〜２８．５Ω／□である。したがって、これらの酸化物膜は所望の表面抵抗のものを再現性よく得ることができるものであることが判る。また、実施例１〜実施例１１で成膜した酸化物膜は、表面抵抗が９８０〜１２５０Ω／□と高抵抗である。これらのことから、各実施例で得られた透明導電積層体は、入力精度の高いタッチパネル、特にアナログ型のタッチパネルの透明電極基板として好適な優れた特性を有していることが判る。
【００４９】
一方、比較例１〜比較例２で成膜した酸化物膜の表面抵抗の標準偏差は９７．６〜１０２．０Ω／□である。したがって、これらの酸化物膜は所望の表面抵抗のものを再現性よく得ることが困難なものであることが判る。このため、各比較例で得られた透明導電積層体を用いて所望の入力精度を有するタッチパネルを再現性よく得ることは困難である。
【００５０】
実施例１２（タッチパネルの製造）
（１）透明導電積層体の作製
電気絶縁性の透明基材として２軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムの長尺物（サイズ：３００ｍｍ×１０ｍ、厚さ１２５μｍ。以下ＰＥＴロールという。）を用い、スパッタリングターゲットとして実施例１で用いたと同一組成の焼結体ターゲット（サイズ：５インチ×１５インチ×５ｍｍ厚）を用いて、以下の要領で酸化物膜を成膜した。
【００５１】
まず、ＰＥＴロールを連続走行式ＤＣマグネトロンスパッタリング装置に装着し、真空槽内を５×１０^-3Ｐａ以下まで減圧した。次に、アルゴンガス（純度９９．９９％）を真空槽内圧力が２×１０^-1Ｐａになるように導入し、スパッタリング出力を１．６Ｗ／ｃｍ² （ターゲット印加電圧は４００Ｖ）に、基板温度を２０℃にそれぞれ設定して、プレスパッタを行った。プレスパッタ後、スパッタリング出力および基板温度を前記の値に保持したまま、アルゴンガスと酸素ガスとの混合ガス（アルゴンガスと酸素ガスの体積比＝９７：３）を真空槽内圧力が２×１０^-1Ｐａになるように導入し、１００ｃｍ／分の走行速度でＰＥＴロールの片面に酸化物膜（透明導電膜膜）を成膜した。
【００５２】
上述のようにして得た酸化物膜付きＰＥＴロールから、平面視上の大きさが１６×１６ｃｍの酸化物膜付きＰＥＴフィルムを切り出すことにより、透明導電積層体を得た。
この透明導電積層体に形成されている酸化物膜の中央および４隅の計５点について、その表面抵抗を実施例１〜実施例１１と同様にして測定したところ、１０００±１０Ω／□と高電気抵抗でありながら均一性に優れていた。
【００５３】
（２）タッチパネルの作製および性能評価
上記（１）で得た酸化物膜付きＰＥＴロールから、平面視上の大きさが１６×１６ｃｍの酸化物膜付きＰＥＴフィルム（透明導電積層体）を計２枚切りだし、これら２枚の透明導電積層体を用いて、図２によってその概略が示されるアナログ型のタッチパネルを以下のようにして実施例ごとに作製した。
【００５４】
まず、一方の透明電極基板１を構成している酸化物膜（透明導電膜）２において互いに対向している１組の辺縁部上に、幅３ｍｍの帯状を呈する電極端子３ａ，３ｂを銀ペースト（藤倉化成社製のＤ−５５０）によってそれぞれ設けた。また、他方の透明電極基板５を構成している酸化物膜（透明導電膜）６において互いに対向している１組の辺縁部上にも、同様にして幅３ｍｍの帯状を呈する電極端子７ａ，７ｂをそれぞれ設けた。
【００５５】
次に、透明電極基板１と透明電極基板５とを、酸化物膜（透明導電膜）２，６が互いに対向し、かつ、電極端子３ａ，３ｂを結ぶ方向と電極端子７ａ，７ｂを結ぶ方向とが平面視上直交するようにして貼り合わせた。このとき、ＳｉＯ₂ からなる粒径１５μｍの球状のスペーサー（図示せず。）を用いて、酸化物膜（透明導電膜）２，６間の距離が１５μｍとなるようにした。
【００５６】
この後、酸化物膜（透明導電膜）２に設けた電極端子３ａ，３ｂと１５Ｖの直流電源Ｖ₁ とを、リード線１０ａ，１０ｂを介して接続した。このとき、リード線１０ａの途中にはスイッチＳ₁ を介在させ、リード線１０ｂの途中にはスイッチＳ₂ を介在させた。また、酸化物膜（透明導電膜）６に設けた電極端子７ａ，７ｂと１５Ｖの直流電源Ｖ₂ とを、リード線１１ａ，１１ｂを介して接続した。このとき、リード線１１ａの途中にはスイッチＳ₃ を介在させ、リード線１１ｂの途中にはスイッチＳ₄ を介在させた。
このようにして電極端子３ａ，３ｂと直流電源Ｖ₁ 、および電極端子７ａ，７ｂと直流電源Ｖ₂ とを電気的に接続することにより、タッチパネル１５が得られた。このタッチパネル１５においては、酸化物膜（透明導電膜）２，６が透明電極膜として機能する。
【００５７】
（３）タッチパネルの性能評価
上記（２）で作製したタッチパネル１５のリード線１０ｂの途中からアースをとり、リード線１０ｂとリード線１１ａとの電位差を測定するための電圧計１２（図２参照）を設置した後、スイッチＳ₁ ，Ｓ₂ およびＳ₃ を閉にし、スイッチＳ₄ を開にした。この状態下で、図２中に矢印Ａで示すように、電極端子３ａの長手方向の中心と電極端子３ｂの長手方向の中心とを結ぶ線に沿って、透明導電積層体１の外側表面を電極端子３ｂ側から電極端子３ａ側に向けて１．５ｍｍおきに計１００点、入力端の曲率半径が１ｍｍの入力ペン１３（図２参照）によって順次押圧し、このときの検出誤差を次式によって求めた。
【００５８】
【数１】

【００５９】
上記の式中、｜Ｖ_n−Ｖ_n0｜は測定電圧の理論電圧からのズレを示し、この値 が小さいほど押圧位置の誤認が少ないタッチパネルが得られる。また、上記の式中の｜Ｖ_n+1−Ｖ_n｜は隣合う２つの押圧点での測定電圧の差を示し、この値が大きいほど押圧位置の差を電位差として精度よく検出し易くなる。
上記の式によって求められた検出誤差の値は０．０３であった。このことから、上記のタッチパネルは入力精度の高いものであることが確認された。
【００６０】
比較例３
スパッタリングターゲットとして比較例１で用いたと同一組成の焼結体ターゲット（サイズ：５インチ×１５インチ×５ｍｍ厚）を用い、ＰＥＴロールの走行速度を２００ｃｍ／分とした以外は実施例１２（１）と同様にして、ＰＥＴロールの片面に酸化物膜を成膜した。
次に、実施例１２（２）と同様にして透明導電積層体を得、この透明導電積層体上の酸化物膜について実施例１２（２）と同様にして表面抵抗を測定したところ、１０００±４００Ω／□と均一性に劣っていた。
【００６１】
この後、実施例１２（２）と同様にしてアナログ型のタッチパネルを作製し、その性能を実施例１２（３）と同様にして評価した。
その結果、検出誤差の値は０．８６であった。この値は、押圧位置の違いによる電位差と測定電圧の理論電圧からのズレ（表面抵抗のバラツキ）とがほぼ同じであることを意味している。上記のタッチパネルでは押圧位置の違いを電気的に検出することが非常に困難であり、入精度の低いものであった。
【００６２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、所望の電気的特性を有する透明導電積層体を再現性よく提供することが可能になる。また、所望の入力精度を有するタッチパネルを再現性よく提供することが可能になる。さらには、入力精度の高いタッチパネルを再現性よく提供することも可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の透明導電積層体を構成している特定組成の酸化物膜（透明導電膜）の膜厚と比抵抗との関係を示すグラフである。
【図２】実施例１２で作製したアナログ型のタッチパネルの概略を示す斜視図である。
【符号の説明】
１，５ 透明導電積層体
２，６ 酸化物膜（透明導電膜；透明電極膜）
３ａ，３ｂ 電極端子
７ａ，７ｂ 電極端子
１３ 入力ペン
１５ アナログ型のタッチパネル

Claims (7)

1. 電気絶縁性の透明基材と、この透明基材上に形成された透明導電膜とを有し、
   前記透明導電膜が、インジウム（Ｉｎ）と、錫（Ｓｎ）と、チタン（Ｔｉ），イリジウム（Ｉｒ），イットリウム（Ｙ），クロム（Ｃｒ），亜鉛（Ｚｎ），ジルコニウム（Ｚｒ），ハフニウム（Ｈｆ），タンタル（Ｔａ），コバルト（Ｃｏ），ビスマス（Ｂｉ）およびマンガン（Ｍｎ）からなる群より選択された少なくとも１種の金属元素と、酸素（Ｏ）とを構成元素とし、前記金属元素の総量の原子比（全金属原子）／（Ｉｎ＋Ｓｎ＋全金属原子）が２．２〜４０ａｔ％である酸化物膜からなり、
   該透明導電膜の膜厚および比抵抗が、添付図面の図１に示す点Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを頂点とする四角形の範囲内にあり、
   タッチパネルに使用されることを特徴とする透明導電積層体。
2. 酸化物膜におけるインジウム（Ｉｎ）の原子比Ｉｎ／（Ｉｎ＋Ｓｎ＋全金属元素）が６０〜９５ａｔ％、錫（Ｓｎ）の原子比Ｓｎ／（Ｉｎ＋Ｓｎ＋全金属元素）が２．８〜２０ａｔ％である、請求項１に記載の透明導電積層体。
3. 抵抗膜方式のタッチパネルに使用される、請求項１または請求項２に記載の透明導電積層体。
4. アナログ型のタッチパネルに使用される、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の透明導電積層体。
5. 所定のパターンに形成された透明電極膜を有する２枚の透明電極基板を備え、前記２枚の透明電極基板が前記透明電極膜同士を対向させて所定間隔で配置されており、前記透明電極基板のうちの一方の外部から該透明電極基板に荷重を加えたときに前記透明電極膜同士が導通するタッチパネルにおいて、
   前記２枚の透明電極基板の少なくとも一方が、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の透明導電積層体からなることを特徴とするタッチパネル。
6. 抵抗膜方式のタッチパネルである、請求項５に記載のタッチパネル。
7. アナログ型のタッチパネルである、請求項５または請求項６に記載のタッチパネル。

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