JPH01130410A

JPH01130410A - 透明導電フィルムの保護膜

Info

Publication number: JPH01130410A
Application number: JP62288673A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Hijikata; 土方　研一; Takayuki Shingyouchi; 新行内　隆之; Yoshio Murakami; 義男村上; Takaaki Shioda; 孝明塩多; Makoto Chiba; 誠千葉
Original assignee: Mitsubishi Metal Corp
Current assignee: Mitsubishi Metal Corp
Priority date: 1987-11-16
Filing date: 1987-11-16
Publication date: 1989-05-23

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】「産業上の利用分野」この発明は、例えば、ベースフィルムに透明導電層を形
成した透明導電フィルムを２枚対向さ什、その間に絶縁
性流体囮（空気層など）を挟んで重ね合わけて、透明な
タッチパネルを（（■成するために使用される透明導電
フィルムの保護膜に関する。

「従来の技術」第８図に示すのは、透明タッチパネルＴＰの一例であり
、柔軟性と透光性を備えたプラスチック製ベースフィル
ムｌの一面に透明導電膜２が形成されて構成された透明
導電フィルム３が、該透明導電膜２を向き合わせて重ね
合わせられ、その間にスペーサ４が設けられるとともに
密封された空気層５が形成されている。この透明タッチ
ペネルＴＰは、ＣＲＴなどの表示装置のパネルＰ上に貼
付して使用され、そのスイッチ機能が表示装置により可
変表示できるという利点を有している。このようなタッ
チパネルＴＰは、繰り返して人の指などで押圧して使用
されろものであるので、へ−スフィルム１が摩耗に対し
て強くなければならないとともに、ＩＴＯ（インジウム
・錫酸化物）などからなる透明導電膜２の変質を防ぐた
めに防水性が高くなくてはならない。しかし、ＰＥＴ（
ポリエチレンテレフタレート）やポリイミドなどの素材
においてはこのような特性に欠ける点があり、これを補
うために、従来は、ベースフィルムｌ上に３１０２．Ａ
　Ｉｔｏ　３．Ａ　ＩＮなどの組成を有するセラミック
ス層をスパッタリング等により形成して保護膜を形成し
ていた。

「発明が解決しようとする問題点」ところで、上記のような保護膜に対しては、■水分や有
害なイオンを通さない。

■耐摩耗性が優れている。

■膜自体の耐食性、耐水性が高い。

■膜とフィルムとの密着性がよい。

■大面積の膜が均一な厚さに作れる。

■可視光の吸収が少ない。

などの特性が要求される。

ところが、上記のような組成の保護膜においては、これ
らの特性を均等に満たすものがなく、いずれも保護膜と
しての機能が不充分であるという難点かあった。

「問題点を解決するための手段」本発明は上記の問題を解決するためになされたしので、
柔軟性及び透光性を有するベースフィルムの一面に透明
導電膜が形成されてなる透明導電フィルムにおいて、上
記ベースフィルムの他面に、Ｓ　ｉ、Ａ　Ｉ、０　、Ｎ
を含むセラミックスからなる保護膜を形成したものであ
る。このセラミックスとしては、Ｓ　１ｅ−ｚＡ　ｌｚ
ｏ　ｚＮ　５−ｚ（Ｚ　＝　Ｏ，１〜４．２）の式で表
仕るもの（商品名：サイアロン）を含む適宜のものが採
用され、被膜の形成法としては、蒸着、スパッタリング
等の周知の技術が採用されてよい。

「実施例」ｉｔ図は、タッチパネルＴＰのベースフィルムｌの他面
に、Ｓｉ、Ａｌ、Ｏ，Ｎを含むセラミックスからなる保
護膜６をスパッタリングにより形成した例を示すもので
、以下、保護膜６の物性に関する試験結果を項目ごとに
挙げ、この発明の透明導電フィルムの保護膜の効果を実
証する。

（イ）硬度試験指などの抑圧の繰り返しに対する耐摩耗性を確認するた
めに、硬度試験を行った。

Ｓｉウェーハの短冊（厚さ５ｍｍ１幅４０ｍｍ）の−面
に、高周波マグネトロンスパッタリング法を用い、下記
の条件でスパッタリングを行って厚さ１μｍの被膜を形
成して試験片を作成した。

■Ａｒガス圧をｌｘ　１Ｏ−３Ｔｏｒｒとし、■Ｎ２Ｎ
２分圧比［Ｎ　２］／［Ａ　ｒ］＝　０．１、■高周波
出力を２００Ｗとし、 ■ターゲットとして、サイアロンとしてはＳ　ｌ１ｌ−
ＺＡ　ＩｚＯｚＮ　Ｂ−ｚ＋　Ｙ　２０３Ｘ　ｗｔ％を
用い、Ｚ及びＸの値を変化させて９種のサンプル（（ａ
）〜（１））を作成した。また、上記組成式から外れる
ものとしては、Ｓｉ、Ａ１０＊Ｎｔ＋ＹｔＯ３４ｗｔ％Ｓ　ｉｚＡ　１
２０　ｔＮ　２＋　Ｙ　２０　ａ　４　ｗｔ％の２種を
用いて薄膜を形成した（（ｊ）、（ｋ））。

また、比較のために、 ■Ａｒガスｌｘ　ｔｏ−”ｒ　Ｏｒｒとし、■膜　１ａ
Ｎａ、Ｓ　ｉ０２．ＡＩｔｏ３．ＡＩＮからなるターゲ
ットをそれぞれ用いて薄膜を形成した（（１）〜（０）
）。

これらのサンプルについてヌープ硬さ試験を行った結果
を、第１表（次頁）にまとめて示す。この結果によれば
、サイアロンの組成を持つ被膜は、Ｚ及びＸの値が高く
なるに従い、硬度が高くなっており、その値は５ｉ３Ｎ
ａを除く他の被膜より高く、良好な耐摩耗性を示すこと
が確認された。

なお、上記のサイアロンのスパッタリング工程において
、Ｙ　ｖ　Ｏ３４ｗ　ｔ％を含むサイアロンターゲット
は、Ｙ　ｔ　Ｏ３の添加により気孔率が低く極めて緻密
なので、スパッタリング時の熱衝撃性に優れ、脱ガスや
割れのおそれが少ないことが確認できた。

例えば、スパッタリング時の高周波電力をｔｏｏｏｗと
した場合にも、ターゲットの割れは一切生じなかった。

従って、スパッタリング時の電力を増して、従来よりも
高速の膜形成が行える。

なお、上記スパッタリングを［Ｎ　ｔコ／　［Ａ　ｒＥ
を変えて行った場合、前記薄膜をＸ線マイクロアナライ
ザーによって組成分析したところ、Ｎ７分圧が低い雰囲
気中で得られた膜はターゲットの組成よりも窒素の含有
率が少なく、一方、［Ｎ　ｖコ／　ＣＡ　ｒｌ≧ｌ／１
０の条件で得られる膜では、雰囲気ガス中から窒素が補
われ、膜の組成がほぼターゲットの組成と等しくなって
いることが分かった。従って、サイアロン薄膜は、Ａ　
ｒ　、　Ｎ　ｔガス雰囲気下でのスパッタリングにおい
て、Ｎ、ガス分圧を適当に調節することにより、ターゲ
ットの組成とほぼ等しい組成の薄膜を形成することがで
きる。

（ロ）防水性試験５ｉ−ＡＩ−０−Ｎ組成の保護膜１７）ＩＴＯ膜に対す
る保護機能を確認するために、第２図に示すように、Ｐ
ＥＴからなるベースフィルムｌ（厚さ７５μｍ）の−面
に、上記（イ）におけると同じ条件で本発明の保護膜６
（サンプル（ａ）〜（ｋ））と、比較例の保護膜６（サ
ンプル（１）〜（ｏ））（いずれも厚さ２００人）を形
成し、さらにその上に、ＩＴＯ（インジウム・すず酸化
物）を素材とする透明導電膜２（厚さ３５０人）を、 ■ＡｒガスＬＸ　１０−’Ｔｏｒｒとし、■０２ガス分
圧比［０２］／　［Ａ　ｒ］を１／１００とし、■高周
波出力を１５０Ｗとして形成した。

この透明導電膜２の上に、さらに上記と同じ条件で実施
例と比較例の保護膜６をそれぞれ形成してサンプルフィ
ルム７とした。

そして、第３図に示すように、このサンプルフィルム７
を、保護膜６の端部に電極８を取り付けて耐食処理を施
した後、ｌｏｗｔ％濃度のＮａＣ１を含有する水に浸漬
させて温度６０℃に保持し、ＩＴＯ膜の抵抗値を測定し
、１０００時間後の抵抗値の変化率を調べた。この結果
をまとめて第１表に示す。

これによれば、Ｓ　ｉ　−Ａ　Ｉ　−０−Ｎ系セラミッ
クスにおける抵抗率変化は、Ｓ　！Ｏｔ、Ａ　１＊０３
．Ａ　ＩＮに比較して半分以下の値である。特に、Ｚが
０．２〜４゜０ＳＸが１−１０の範囲のものは、５ｉｓ
Ｎ＋と比較しても格段に抵抗率変化が少なく、防水性、
イオンの透過を防止する能力が高いことが分かる。

（ハ）密着性試験指などの抑圧の繰り返しに対する、保護膜６のベースフ
ィルムｌに対する密着性を確認するために、第４図に示
すようなテストフィルム９及び試験装置を使用して密着
性試験を行った。

ＰＥＴからなるベースフィルムｌ（厚さ７５μｍ）上に
、（イ）と同じ条件にてスパッタリングを行い、厚さ２
００人の保護膜６を形成し、この上に（ロ）と同じ条件
で厚さ３５０人のＩＴＯ薄膜２を形成した。

このようなフィルムを２枚、ＩＴＯ側を内側としてスペ
ーサ４を挟んで対向させ、間に空気５を密封して接点を
構成した。これを先端を球面とした鍵１０（材質ステン
レス鋼、重さ１００ｇ、球面半径２ｍｍ）により繰り返
し押圧し、対向するＩＴＯ間に直流電圧をかけてオシロ
スコープ１１によす波形の変化を観察した。そして、こ
の波形か第５図に示す矩形波から二定の範囲を越えて変
化したときの打鍵回数を密着性の目安とした。この場合
の密着性は、保護膜６と、ベースフィルムｌの間のみな
らず、ＩＴＯ膜２と保護膜６との間の密着性ら含まれる
が、密着性の目安として充分有効であると考えられる。

この結果を、第１表に示す。これによれば、サイアロン
の被膜は、（ａ）Ｚ＝０．２．Ｘ−４、及び（ｇ）Ｚ　
＝　０．５．Ｘ　＝　Ｏのものを除いて、２ｓ０万回以
上の結果が得られ、Ｚ＝２及び４．Ｘ＝４のものはＳｉ
ｎ、に匹敵する良好な密着性の結果を得た。

（ニ）分光透過性比較実験ガラス基板の片面に、 ■ＡｒガスＬＸ　１Ｏ−３Ｔｏｒｒ。

■Ｎ、ガス分圧比［Ｎ　２］／［Ａ　ｒ］−０，１／４
０．１／１０．１／１とした雰囲気内において、 ■高周波出力を２００Ｗとし、 ■サイアロンターゲットとして、Ｓ　ｉｓ、５Ａ　ｌｏ、ｓｏ　Ｏ，ＳＮ　７．５＋　Ｙ
　２０３４ｗｔ％を用いてスパッタリングして、サイア
ロンの薄膜を１０００人の厚さに形成し、可視光領域の
分光透過率を測定した。その結果を第６図に示す。

このグラフから、サイアロン薄膜においては、可視光全
域に亙って極めて透明な膜が得られ、透明導電フィルム
に用いても間通がないことが分かった。

（ホ）内部応力比較実験（イ）と同じようにＳ１ウエハ製の短冊（５Ｘ４０■）
の片面に同じ条件で厚さ１μｍの薄膜を形成し、この短
冊のたわみを測定して膜の内部応力を算出した。第７図
はその結果を示すグラフである。サイアロン薄膜では、
５ｉ３Ｎｔ薄膜（Ｚ＝０の場合）に比べて内部応力が半
分近くに低減することがわかった。この結果によれば、
サイアロン薄膜は、Ｓｉ３Ｎ４薄膜に比較して剥離しに
くいと考えられる。

以上述べたように、５ｉ−ＡＩ−０−Ｎの４つの元素を
含む薄膜は、硬度、防水性、プラスチックフィルムに対
する密着性、透光性などがいずれも良好であり、透明導
電フィルムの保護膜として好適な特性を備えている。

なお、上記におイテは、Ｓ　ｉ、Ａ　Ｉ、０　、Ｎ（７
）　４元系組成のセラミックス膜をスパッタリングによ
り形成したが、蒸着法その他適宜の方法を採用してよい
。

「発明の効果」以上述べたように、この発明は、柔軟性及び透光性を有
するベースフィルムの一面に透明導電膜が形成されてな
る透明導電フィルムにおいて、上記ベースフィルムの他
面に、Ｓ　ｉ、Ａ　１．０　、Ｎの元素を含むセラミッ
クスからなる被膜を形成したものであり、被膜の硬度が
高いのでベースフィルムを摩耗から保護するとともに、
防水性が高いので人間の汗に含まれる水分や存寄なイオ
ンの浸透を防ぎ、ベースフィルムに形成されたＴ　’Ｉ
’　Ｏｒ、；との透明導電膜の寿命を延長することがで
きろという優れた効果を奏するものである。また、上記
４元系セラミックスとして、Ｓ　１ｓ−ｚＡ　ｌｚｏ　
ｚＮ　ｅ−ｚ（Ｚ＝０．１〜４．２）の組成を持ついわ
ゆるサイアロンを用いた場合には、形成された膜自体の
内部応力が小さいので剥離しにくく、また、サイアロン
をターゲットとしてスパッタリングを行って被膜を形成
したときに、ターゲットの耐熱衝撃性が高いのでスパッ
タリング時の供給電力１を増やしても割れや脱ガス現象
を生じることなく、高速で膜形成が行えるという効果を
奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の方法により製造された透明導電フィ
ルムの保護膜をタッチパネルに適用した例を示す断面図
、第２図は防水性試験の試験用サンプルを示す断面図、
第３図は防水性試験の方法を示す図、第４図は密着性の
試験方法を示す図、第５図は密着性試験における電極間
の電圧波形を示すグラフ、第６図は分光透過性の試験の
結果を示すグラフ、第７図は内部応力試験の結果を示す
グラフ、第８図は従来のタッチパネルの透明導電フィル
ムの構造を示す断面図である。１・・・・・・ベースフィルム、２・・・・・・透明導
電膜、３　・・・・透明導電フィルム、６・・・・・・
保護膜。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）柔軟性及び透光性を有するベースフィルムの一面
に透明導電膜が形成されてなる透明導電フィルムにおい
て、上記ベースフィルムの他面には、Ｓｉ，Ａｌ，Ｏ，
Ｎを含むセラミックスからなる保護膜が形成されている
ことを特徴とする透明導電フィルムの保護膜。
（２）上記保護膜は、Ｓｉ＿６−ｚＡｌｚＯｚＮ＿８−
ｚ（ｚ＝０．１〜４．２）の組成を有することを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載の透明導電フィルムの保
護膜。
（３）上記保護膜はスパッタリングにより形成されてい
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項
記載の透明導電フィルムの保護膜。