JPH04206403A - アナログ式タツチパネル - Google Patents

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〕 本発明は透明導電膜と透明導電フィルムとアナログ式タ
ッチパネルに関する。

〔従来の技術〕

従来、液晶デイスプレィ、エレクトロルミネッセンスデ
イスプレィ、エレクトロクロミックデイスプレィなどの
表示素子の電極、太陽電池などの光電変換素子の窓電極
、あるいは透明タッ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、タッチパネルなどの入力装置の電極として用いる
場合は、タッ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
精度といった点から、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ィ
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
ス、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８Ｘ１０−
’Ω・印程度である）、透明性はすくれており、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。

アナログ式タッ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
・高温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った特性が望ま
れる。

従来、このようなアナログ式タッチバオル用の透明導電
膜として、主に透明性などの理由から、シート抵抗が３
００〜４００Ω／口のＩＴＯ膜が用いられることが多か
った。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、最近では、タッ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５００〜２にΩ／口）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った問題があった。

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、耐環境性にもすくれた透明導電
膜を提供すること、またこの透明導電膜を透明絶縁基板
上に設けてなる透明導電フィルムとこれを用いた高性能
なアナログ式タッ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るこ
とを知り、本発明を完成するに至った。

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って、下記の原子比（ａ）； で表わされるＳｉまたは／およびＡＩ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Ｓ
ｎとＳｉまたは／およびＡＩとの合計原子含量が２０％
以下であることを特徴とする透明導電膜に係るものであ
る。

また、本発明は、上記の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ィルムと
、さらにこの透明導電フィルムを電極として用いたアナ
ログ式タッチパネルとに係るものである。

〔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ＡＩ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
好ましく１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Ｓ
ｉまたは／およびＡＩ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、スパッタ
蒸着法、イオンブレーティ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、スパッタ蒸着法で作製す
るのが最も好ましい。

このスパッタ蒸着法は、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ットを用いた反
応性ＤＣマグネトロンスパッ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ットを用いた高周波
マグネトロンスパッタを採用してもよい。

前者の合金ターゲットにおける各原子の配合比や、後者
の酸化物ターゲッ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（ａｌおよび原
子比（ｂｌ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、−般に１０
０〜７００人、好ましくは１５０〜４００人であるのが
よい。シート抵抗は、一般に４５０〜５，０００Ω／口
、好ましくは５００〜２，０００Ω／口であり、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ィルムとすることができる。

特に、この透明導電フィルムをアナログ式タッチパネル
の電極として用いると、高抵抗でかつ透明性および耐環
境性にすくれるという特徴が生かされた、非常に高性能
のタッチパネルを作製できる。

このような透明導電フィルムにおいて、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
ルフィルム、ポリカーボネートフィルム、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
樹脂フィルムが用いられる。

〔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くれる透明導電膜を提供できる
。また、この透明導電膜を透明絶縁基板上に設けた透明
導電フィルムおよびこれを電極として用いたアナログ式
タッ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（ＩｎｚＯｓ）、酸化第二スズ（ＳｎＯ
２）、二酸化ケイ素（ＳｉＯ□）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ッタタ
ーゲットを作製した。このターゲットを用い高周波マグ
ネトロンスパッタ装置にてアルゴンガス雰囲気下でポリ
エステルフィ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（ＩｎｚＯい、酸化第二スズ（Ｓｎ○２
）、二酸化ケイ素（Ｓ１０□）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
固めスパッタターゲットを作製した。このターゲットを
用い高周波マグネトロンスパッタ装置にてアルゴンガス
雰囲気下でポリエステルフィ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（Ｉｎｚｏ：＋）、酸化第二スズ（３ｎ
Ｏｚ）、二酸化ケイ素（ＳｉＯｚ）の各粉末を重Ｈｔ８
４：１１：５に混合し、プレス装置にて押し固めスパッ
タターゲットを作製した。このターゲットを用い高周波
マグネトロンスパッタ装置にてアルゴンガス雰囲気下で
ポリエステルフィルム−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（Ａ
Ｉ）の重量比が９３．５：５．５：１になるように合金
ターゲットを作製した。このターゲットを用い反応性Ｄ
Ｃマグネトロンスパッ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ィ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（ＩｎｚＯ３）、酸化第二スズ（ＳｎＯ
ｚ）の両粉末を重量比９０：１０に混合し、プレス装置
にて押し固めスパッタターゲットを作製した。このター
ゲットを用い高周波マグネトロンスパッタ装置にてアル
ゴンガス雰囲気下でポリエステルフィルム上に透明導電
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
ターゲットを用い、アルゴン・酸素混合ガス雰囲気下で
反応性ＤＣマグネトロンスパッ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（ＩｎｚＯｚ）、酸化第二スズ（ｓｎＯ
ｚ）、二酸化ケイ素（ＳｉＯｚ）の各粉末を重量比８１
：１２ニアに混合し、プレス装置にて押し固めスパッタ
ターゲットを作製した。このターゲットを用い高周波マ
グネトロンスパッタ装置にてアルゴンガス雰囲気下でポ
リエステルフィ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（ＴｎｚＯ：＋）、酸化第二スズ（Ｓｎ
Ｏの、二酸化ケイ素（ＳｉＯ□）の各粉末を重量比８９
．５　：　１０　：　０．５に混合し、プレス装置にて
押し固めスパッタターゲットを作製した。このターゲッ
トを用い高周波マグネトロンスパッタ装置にてアルゴン
ガス雰囲気下でポリエステルフィ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（ＩｎｚＯ：＋）、二酸化ケイ素（Ｓｉ
Ｃ２）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ッタターゲットを作製した。こ
のターゲットを用い高周波マグネトロンスパッタ装置に
てアルゴンガス雰囲気下でポリエステルフィルム上に透
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
ルフィルム上に形成して透明導電フィルムとし、このフ
ィルムを用いて１０ｃｍＸ１０ｃｍのアナログ式タッチ
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
ルフィルム上に形成して透明導電フィルムとし、このフ
ィルムを用いて１０ｃｍｘ１０（２）のアナログ式タッ
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、はぼターゲット組成比と同
し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、その緒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〉 ファン・デア・バラ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（島律製作所製の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（Ｒ
ｏ）との比（Ｒ／ＲＯ）を算出して、耐環境性の指標と
した。数値力月、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
ッチパネルにつき、その性能（直線性）を第２表に示す
。耐環境性試験は６０°Ｃ１９５％ＲＨの雰囲気下で５
００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、２ｆｉ間隔にて線分ＡＢおよ
びＣＤに沿って各点Ｐでの電位を測定し、その測定値か
ら各点での人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、Ｖ、、Ｖ、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／　（Ｖ、−ＶＢ）　ｘ　１００第　　　２　
　　表 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
境性にすくれているが、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っている。また、本発明
のアナログ式タッチパネル（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
りすく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。 特許出願人　　日東電工株式会社 代　理　人　　弁理士　祢亘元　邦夫

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （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）；原子比（ａ）＝（
   Ｓｉ＋Ａｌ）／（Ｉｎ＋Ｓｎ＋Ｓｉ＋Ａｌ）×１００（
   ％）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）；原子比（ｂ
   ）＝（Ｓｎ＋Ｓｉ＋Ａｌ）／（Ｉｎ＋Ｓｎ＋Ｓｉ＋Ａｌ
   ）×１００（％）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％以下であることを特徴
   とする透明導電膜。
2. （２）請求項（１）に記載の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。
3. （３）請求項（２）に記載の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。