JPH08249929A - 座標データ入力装置の入力パネル用透明電極膜 - Google Patents

座標データ入力装置の入力パネル用透明電極膜

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JPH08249929A
JPH08249929A JP5143495A JP5143495A JPH08249929A JP H08249929 A JPH08249929 A JP H08249929A JP 5143495 A JP5143495 A JP 5143495A JP 5143495 A JP5143495 A JP 5143495A JP H08249929 A JPH08249929 A JP H08249929A
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JP
Japan
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transparent electrode
electrode film
film
coordinate data
input panel
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JP5143495A
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Inventor
Shigekazu Tomai
重和 苫井
Masatsugu Oyama
正嗣 大山
Akira Umigami
暁 海上
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Idemitsu Kosan Co Ltd
Original Assignee
Idemitsu Kosan Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 品質管理および工程管理の手間がITOから
なる透明導電膜を得る場合と同等で、高いシート抵抗を
有する薄膜であるにもかかわらず電気伝導度の経時変化
が小さい、座標データ入力装置の入力パネル用透明電極
膜を提供する。 【構成】 本発明の座標データ入力装置の入力パネル用
透明電極膜は、主要カチオン元素としてインジウム(I
n)および亜鉛(Zn)を含有する酸化物からなり、膜
厚が50〜500オングストロームであることを特徴と
するものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、コンピュータに座標デ
ータを入力するためのタッチパネル(タッチスクリーン
を含む)、タブレット、ディジタイザ等の入力装置(以
下、座標データ入力装置と総称する)の入力パネル用透
明電極膜、座標データ入力装置の入力パネル用の透明電
極基板、座標データ入力装置用入力パネルおよび座標デ
ータ入力装置に関する。
【0002】
【従来の技術】パーソナルコンピュータ,ワークステー
ション等のコンピュータや、電子手帳,ワードプロセッ
サー,ATM(現金自動預け払い機)等のマイクロコン
ピュータ利用機器では、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、タッチパネル(タッチスクリーンを含む)、タブレ
ット、ディジタイザ等の座標データ入力装置が使用され
ている。この座標データ入力装置には種々の原理のもの
があるが、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座標データ入力
装置としては、例えば静電容量方式のものと抵抗膜方式
のものがある。
【0003】静電容量方式の座標データ入力装置は、例
えば、透明基材とこの透明基材上に所定の平行ストライ
プパターンに形成された透明電極膜とを備えた2枚の透
明電極基板が、一方の透明電極基板に設けられている前
記の透明電極膜と他方の透明電極基板に設けられている
前記の透明電極膜とが平面視上マトリックス状に交差す
るようにして、また、これらの透明電極膜同士が互いに
対向するようにして、スペーサ等によって所定間隔に保
たれつつ配置された入力パネルを備えている。この入力
パネルでは、前記の透明電極膜の各々に電源から所定の
駆動回路を介して所定の波形の電位が印加されており、
入力パネルの入力面に一定値以上の荷重が加えられると
この荷重によって入力面側に位置する透明電極基板が撓
み、この透明電極基板に設けられている透明電極膜とそ
の下方に配置されている透明電極膜との間の静電容量が
変化して、印加した電位波形が変化する。そして、この
電位波形の変化に基づいて入力パネル上における前記の
荷重の印加箇所の位置座標が比較回路等を用いた座標検
出手段によって電気的に検出され、当該位置座標のデー
タがコンピュータ本体に伝えられる。
【0004】一方、抵抗膜方式の座標データ入力装置
は、マトリックス型とアナログ型に更に分けることがで
きる。上記のマトリックス型の座標データ入力装置は、
透明基材とこの透明基材上に所定の平行ストライプパタ
ーンに形成された透明電極膜(抵抗膜)とを備えた2枚
の透明電極基板が、一方の透明電極基板に設けられてい
る前記の透明電極膜と他方の透明電極基板に設けられて
いる前記の透明電極膜とが平面視上マトリックス状に交
差するようにして、また、これらの透明電極膜同士が互
いに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た入力パネルを備えている。この
入力パネルでは、前記の透明電極膜の各々に電源から所
定の駆動回路を介して所定の波形の電位が印加されてお
り、入力パネルの入力面に一定値以上の荷重が加えられ
るとこの荷重によって入力面側に位置する透明電極基板
が撓み、この透明電極基板に設けられている透明電極膜
とその下方に配置されている透明電極膜との間に電気的
な導通が生じる。そして、この導通の発生に基づいて入
力パネル上における前記の荷重の印加箇所の位置座標が
マイクロプロセッサ等を用いた座標検出手段によって電
気的に検出され、当該位置座標のデータがコンピュータ
本体に伝えられる。
【0005】また、上記のアナログ型の座標データ入力
装置は、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2枚の透明電極基板
が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た入力パネル
を備えている。そして、前記2つの透明電極基板のうち
で当該入力パネルにおける入力面側に位置する透明電極
基板は、所望の可撓性を有している。このアナログ型の
座標データ入力装置では、上記2つの透明電極膜の一方
にはその所定方向の両端に電極端子を設け、他方の透明
電極膜には前記の所定方向と平面視上直交する方向の両
端に電極端子を設ける。このようにして電極端子を設け
た2つの透明電極膜に電源から所定の駆動回路を介して
所定の電圧を交互に印加した状態下で入力パネルの入力
面に一定値以上の荷重が加えられると、この荷重によっ
て入力面側に位置する透明電極基板が撓み、この透明電
極基板に設けられている透明電極膜とその下方に配置さ
れている透明電極膜とが接触して電気的な導通が生じ
る。そして、この導通の発生に基づいて入力パネル上に
おける前記の荷重の印加箇所の位置座標がアナログ/デ
ジタル変換器等を用いた座標検出手段によって電気的に
検出され、当該位置座標のデータがコンピュータ本体に
伝えられる。
【0006】上述した静電容量方式および抵抗膜方式の
座標データ入力装置における透明電極膜としては、シー
ト抵抗が100Ω/□〜1kΩ/□という高電気抵抗膜
が使用されており、当該透明電極膜は従来よりITO、
In23、SnO2 等の酸化物によって形成されてい
る。
【0007】ところで、上記の酸化物からなる透明導電
膜は一般にスパッタリング法によって成膜され、このと
き、成膜時の基板温度を高くするか、または成膜後に加
熱処理して、前記の酸化物を結晶化している。このよう
にして成膜された透明導電膜の比抵抗は10-3Ω・cm
以下であるので、当該透明導電膜を上述した静電容量方
式または抵抗膜方式の座標データ入力装置の入力パネル
用透明電極膜として利用するためには、所望のシート抵
抗を得るうえからその膜厚を100〜300オングスト
ローム程度と小さくする必要がある。
【0008】しかしながら、上述した結晶質の酸化物に
よって膜厚が100〜300オングストローム程度と小
さい透明電極膜を形成した場合、当該透明電極膜は次の
理由からその電気伝導度の経時変化が大きいものとな
る。すなわち、一般に酸化物導電膜における導電の主た
る担い手は酸素空孔キャリアであり、当該キャリアの濃
度は外界雰囲気が酸化性雰囲気であるか還元性雰囲気で
あるかによって大きく異なってくる。酸化物導電膜の膜
厚が大きい場合(一般に1000オングストローム以
上)には、当該酸化物導電膜における電気伝導はバルク
内部での伝導が支配的になるので外界雰囲気の影響を比
較的受け難いが、膜厚が100〜300オングストロー
ム程度と小さい場合には外界雰囲気の影響をより受け易
くなる。そして、前述した酸化物からなる透明電極膜を
大気中等の酸化性雰囲気中に置くと、その膜厚が100
〜300オングストローム程度と小さい場合にはその電
気伝導度が経時的に大きく劣化する。実際、ITO等の
酸化物導電膜の電気伝導度が外界雰囲気によって変化す
るという事実は、J. Appl. Phys., 52, 5179 (1981) や
Vacuum 39, 33 (1989) を始めとして多数報告されてい
る。
【0009】前述した酸化物を用いた場合でも、スパッ
タリング時の酸素分圧を特に高分圧側に制御することに
よって比抵抗の高い(10-2Ω・cm程度)透明導電膜
を得ることができる。比抵抗がこのように高ければ、前
述した静電容量方式または抵抗膜方式の座標データ入力
装置の透明電極膜として利用する際にその膜厚を厚くす
ことができ、その結果として外界雰囲気の影響を受けづ
らい、換言すれば電気伝導度の経時変化が小さい透明電
極膜を形成することが可能である。
【0010】しかしながら、上記の手段においては10
-2Ω・cm程度の比抵抗の透明導電膜が得られる酸素分
圧の許容範囲が極めて狭いことから、得られる透明導電
膜膜の全体に亘って電気伝導度を均一に制御することが
困難である。そして、電気伝導度の均一性が低い透明導
電膜、あるは電気伝導度的に不安定な透明導電膜を座標
データ入力装置の入力パネル用透明電極膜として用いた
場合には、当該座標データ入力装置の信頼性が低下す
る。さらに、上記の手段によって電気伝導度の均一性の
高い透明導電膜、あるいは電気伝導度的に安定な透明導
電膜が得られたとしても、前記の入力パネル用透明電極
膜として用いた場合には、当該透明電極膜の膜厚が大き
いことから可視光域での光透過率が低下してしまい、例
えばタッチスクリーンの入力パネル用透明電極膜として
利用した場合には当該タッチスクリーン下のディスプレ
イが暗く見づらくなってしまう。これに加えて、静電容
量方式または抵抗膜方式の座標データ入力装置では入力
パネルの入力面に荷重を加えてデータの入力を行うの
で、透明電極膜の膜厚が大きいと、荷重が繰り返し加え
られることに伴って透明電極膜が局部的に劣化したりク
ラックが発生する等の致命的な欠陥が発生しやすい。
【0011】上述したように、静電容量方式または抵抗
膜方式の座標データ入力装置の入力パネル用透明電極膜
として好適な透明導電膜を前述したITO、In23
SnO2 等の酸化物によって得ることは困難であるの
で、前記の酸化物からなる透明導電膜に代わる透明導電
膜の開発が進められている。このような透明導電膜の1
つとして、酸化インジウムに酸化スズと共に酸化ケイ素
および/または酸化アルミニウムをそれぞれ所定量ドー
ピングした透明導電膜が知られている(特開平4−20
6403号公報参照)。この透明導電膜は、膜厚が26
0〜290オングストロームのときのシート抵抗が59
0〜1180Ω/□であり、かつ、耐環境性および光透
過率の高い透明導電膜である(同公報の実施例参照)。
また、他の透明導電膜としては、酸化インジウムまたは
酸化インジウム・スズ(ITO)に窒素をドーピングし
た透明導電膜が知られている(特開平4−308612
号公報参照)。この透明導電膜は、膜厚が250〜28
0オングストロームのときのシート抵抗が670〜10
00Ω/□であり、かつ、耐環境性および光透過率の高
い透明導電膜である(同公報の実施例参照)。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】上記の特開平4−20
6403号公報および特開平4−308612号公報に
開示されている各透明導電膜は、スパッタリング時の酸
素分圧を特に高分圧側に制御するという手段によらずに
比抵抗の高い透明導電膜をスパッタリング法により得る
ことを可能にすると同時に、耐環境性および光透過率の
高い透明導電膜を得ることを可能にしたものであるが、
これらの透明導電膜には次のような難点がある。
【0013】特開平4−206403号公報に開示され
ている透明導電膜は、酸化インジウムに酸化スズと共に
酸化ケイ素および/または酸化アルミニウムをそれぞれ
所定量ドーピングした3〜4成分(酸素を除く)の酸化
物からなるものであるので、ITOからなる透明導電膜
を得る場合よりもスパッタリングターゲットの作製時に
おける制御因子が増えることになる。また、特開平4−
308612号公報に開示されている透明導電膜は、ス
パッタリング時の雰囲気に窒素ガスを含ませる必要があ
るので、ITOからなる透明導電膜を得る場合よりも成
膜時における制御因子が増えることになる。このため、
いずれの透明導電膜においても品質管理および工程管理
が従来より複雑になる。
【0014】本発明の第1の目的は、品質管理および工
程管理の手間がITOからなる透明導電膜を得る場合と
同等で、高いシート抵抗を有する薄膜であるにもかかわ
らず電気伝導度の経時変化が小さい、座標データ入力装
置の入力パネル用透明電極膜を提供することにある。
【0015】また、本発明の第2の目的は、高いシート
抵抗を有する薄膜であるにもかかわらず電気伝導度の経
時変化が小さい透明電極膜を備えた、座標データ入力装
置の入力パネル用透明電極基板を提供することにある。
【0016】本発明の第3の目的は、高いシート抵抗を
有する薄膜であるにもかかわらず電気伝導度の経時変化
が小さい透明電極膜を備えた、座標データ入力装置用入
力パネルを提供することにある。
【0017】そして、本発明の第4の目的は、入力パネ
ルにおけるデータ認識の信頼性の経時変化が小さい、座
標データ入力装置を提供することにある。
【0018】
【課題を解決するための手段】上記第1の目的を達成す
る本発明の座標データ入力装置用透明電極膜は、主要カ
チオン元素としてインジウム(In)および亜鉛(Z
n)を含有する酸化物からなり、膜厚が50〜500オ
ングストロームであることを特徴とするものである。
【0019】また、上記第2の目的を達成する本発明の
座標データ入力装置用透明電極基板は、透明基材と、こ
の透明基材上に設けられた上記本発明の透明電極膜とを
備えていることを特徴とするものである。
【0020】上記第3の目的を達成する本発明の座標デ
ータ入力装置用入力パネルは、所定のパターンに形成さ
れた透明電極膜を備えた2枚の透明電極基板が前記の透
明電極膜同士を対向させて所定間隔で配置されており、
前記の透明電極膜の各々が、当該透明電極膜間に所定の
電位差を設けた状態下で一方の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られたときに当該荷重が
加えられた箇所の前記透明電極基板上における位置座標
を前記の透明電極膜間の電気的変化を基に検出する座標
検出手段と電気的に接続されている座標データ入力装置
用の入力パネルであって、前記透明電極膜の少なくとも
一方が上述した本発明の透明電極膜からなることを特徴
とするものである。
【0021】そして、上記第4の目的を達成する本発明
の座標データ入力装置は、所定のパターンに形成された
透明電極膜を備えた2枚の透明電極基板が前記の透明電
極膜同士を対向させて所定間隔で配置されている入力パ
ネルを備え、前記の透明電極膜間に所定の電位差を設け
た状態下で入力パネルの入力面に荷重が加えられたとき
に、当該荷重が加えられた箇所の入力パネル上における
位置座標を前記の透明電極膜間の電気的変化を基に座標
検出手段によって検出し、当該位置座標のデータをコン
ピュータ本体に伝える座標データ入力装置であって、前
記の透明電極膜の少なくとも一方が上述した本発明の透
明電極膜からなることを特徴とするものである。
【0022】以下、本発明を詳細に説明する。まず本発
明の透明電極膜について説明すると、この透明電極膜は
前述のように主要カチオン元素としてインジウム(I
n)および亜鉛(Zn)を含有する酸化物からなり、そ
の膜厚は50〜500オングストロームである。ここ
で、本発明でいう「主要カチオン元素としてインジウム
(In)および亜鉛(Zn)を含有する酸化物」とは、
その製造過程での不可避的な混入物を除き、カチオン元
素がインジウム(In)および亜鉛(Zn)の2種のみ
である酸化物を意味する。
【0023】当該酸化物におけるInの原子比In/
(In+Zn)は、0.55〜0.9の範囲内で適宜選
択可能であるが、Inの原子比があまりに小さいと透明
電極膜の電気伝導度の安定性が低下し、Inの原子比が
あまりに大きいと透明電極膜のエッチング特性や耐湿熱
性が低下する。電気伝導度の安定性が高く、かつ、エッ
チング特性や耐湿熱性の高い透明電極膜を容易に得るう
えからは、前記のInの原子比を0.65〜0.9とす
ることが好ましく、0.82〜0.9とすることが特に
好ましい。
【0024】また、この酸化物は相対酸素含有比が0.
6以上0.99未満のものであることが好ましい。相対
酸素含有比がこの範囲外になると、酸化物におけるIn
の原子比にもよるが、電気伝導度の経時的安定性や光透
過率が低下しやすい。ここで、本明細書でいう「相対酸
素含有比」とは、次式によって定義されるものである。
【0025】
【数1】
【0026】本発明の透明電極膜は上述した酸化物から
なるものであり、この酸化物は実質的に結晶質の酸化物
であってもよいし、実質的に非晶質の酸化物であっても
よい。エッチング性および後述する耐屈曲性の高い透明
電極膜を得るうえからは、実質的に非晶質の酸化物であ
ることが好ましい。ここで、「実質的に非晶質の物質」
とは、『セラミックスのキャラクタリゼーション技術』
(社団法人窯業協会発行,1987年,第44〜45
頁)に記載されている内部標準法に準じて酸化物中の結
晶質を測定し、残量を非晶質とした場合に、非晶質の含
有量が50重量%以上である酸化物を意味する。内部標
準法はX線回折法による定量分析の一法であり、ここで
いう「内部標準法に準じて酸化物中の結晶質を測定す
る」とは具体的には次のようにして行われる。
【0027】まず、非晶質の割合を測定しようとする薄
膜試料と同じ膜厚のIn23 薄膜を石英ガラス基板上
に形成し、このIn23 薄膜を1000℃で焼成して
結晶化の度合が100%に近い状態にし、この状態のI
23 薄膜についてX線の回折強度(以下、回折強度
Iという)を測定する。次に、非晶質の割合を測定しよ
うとする薄膜試料についてX線の回折強度(以下、回折
強度IIという)を測定し、この回折強度IIにおいてIn
23 のピーク位置に相当する部分の回折強度を前記の
回折強度Iと比較することにより、当該薄膜試料中の結
晶質の割合を算出する。実質的に非晶質の酸化物を用い
る場合、当該酸化物における非晶質の含有量(上記の定
義に基づく非晶質の含有量)は70重量%以上であるこ
とが好ましく、80重量%以上であることがより好まし
い。
【0028】上述した酸化物からなる本発明の透明電極
膜の膜厚は、前述のように50〜500オングストロー
ムである。膜厚が50オングストローム未満では十分な
導電パスが形成され難く、電気伝導度が均一な透明電極
膜を得ることが困難になる。一方、膜厚が500オング
ストロームを超えると可視光域での光吸収が大きくなっ
て、当該透明電極膜を使用した座標データ入力装置用入
力パネルの入力面が暗く見づらくなる他、抵抗膜方式の
座標データ入力装置の入力パネル用透明電極膜として用
いるにはシート抵抗が低くなり過ぎる、静電容量方式の
座標データ入力装置の入力パネルやマトリックス型の座
標データ入力装置の入力パネルに使用した場合に透明電
極膜の平行ストライプパターンが目立つようになる等の
弊害が生じるおそれがある。
【0029】透明電極膜の膜厚が前述の範囲内にある本
発明の透明電極膜のシート抵抗は概ね300〜1000
Ω/□であり、当該透明電極膜は、座標データ入力装置
の入力パネル用透明電極膜として利用するうえで実用上
十分に高いシート抵抗を有している。また、当該透明電
極膜は、座標データ入力装置の入力パネル用透明電極膜
として利用するうえで実用上十分に高い光透過性を有
し、かつ、電気伝導度の均一性に優れている。さらに、
膜厚が50〜500オングストロームと小さい酸化物透
明導電膜であるにもかかわらず、酸化性雰囲気中におい
ても電気伝導度の経時的安定性に優れている。そして、
InおよびZnをカチオン元素とする2成分(酸素を除
く)の酸化物であるため、品質管理および製造時の工程
管理が従来のITO膜と同程度に容易である。また、本
発明の透明電極膜はその膜厚が50〜500オングスト
ロームと小さいので、静電容量方式や抵抗膜方式の座標
データ入力装置の入力パネル用透明電極膜、特に入力パ
ネルにおける入力面側の透明電極膜として使用した場合
でも、荷重が繰り返し加えられることによって当該透明
電極膜に局部的な劣化が生じたりクラックが発生したり
することが起こりにくい。このような特性を有する本発
明の透明電極膜は、静電容量方式の各種座標データ入力
装置の入力パネル用透明電極膜や抵抗膜方式の各種座標
データ入力装置の入力パネル用透明電極膜として好適で
ある。
【0030】本発明の透明電極膜を座標データ入力装置
の入力パネル用透明電極膜として使用する場合、当該透
明電極膜は透明基材上に形成される。そして、透明基材
と、この透明基材上に設けられた本発明の透明電極膜と
を備えたものが、本発明の透明電極基板である。
【0031】透明基材上における透明電極膜の形状は、
当該透明電極膜を使用しようとする座標データ入力装置
用入力パネルの種類に応じて異なり、例えば静電容量方
式の座標データ入力装置の入力パネルや、抵抗膜方式の
うちのマトリックス型の座標データ入力装置の入力パネ
ルに使用しようとする場合には、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、例えば抵抗膜方式のうちの
アナログ型の座標データ入力装置の入力パネルに使用し
ようとする場合には、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、所望の平
膜に形成される。
【0032】本発明の透明電極基板は、透明基材上にパ
ターニング前の透明電極膜が形成されたもの、透明基材
上に所定パターンの透明電極膜が形成されたもの、およ
び、透明基材上に形成された所定パターンの透明電極膜
に当該透明電極膜と電源もしくは駆動回路とを電気的に
接続するための電極端子やリード線(取出し電極)が設
けられたものを包含する。
【0033】透明基材上に前述した本発明の透明電極膜
を形成して本発明の透明電極基板を得るにあたっては、
使用する透明基材の種類に応じて、熱塗布分解法、スパ
ッタリング法、CVD法等、種々の方法を適用すること
ができる。ここで、透明電極膜が形成される透明基材は
可視光の透過率が70〜95%である電気絶縁性基板で
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系樹脂,
アモルファスポリオレフィン樹脂,ポリスチレン樹脂,
アクリル樹脂等からなるフィルムもしくはシートや、ソ
ーダ石灰ガラス,鉛ガラス,硼硅酸ガラス,高硅酸ガラ
ス,無アルカリガラス,アルカリガラス等のガラスから
なる基材が挙げられる。透明基材の材質および厚さは、
透明基材自体の機械的強度や、透明電極膜(透明電極基
板)をどのような座標データ入力装置用入力パネルに使
用するか、あるいは、透明電極膜(透明電極基板)を入
力パネルの入力面側に使用するかこれと対向する側に使
用するか等に応じて、適宜選択される。
【0034】また、透明基材における透明電極膜形成側
の面には、透明電極膜の付着性を高めるために、必要に
応じてアンダーコート層を設けてもよい。アンダーコー
ト層の具体例としては、エポキシ樹脂,フェノキシエー
テル樹脂,アクリル樹脂等の架橋性樹脂層や、エポキシ
系,アクリルウレタン系,フェノキシエーテル系等の接
着材層、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のガスバリヤー性樹脂
層、SiO2 やTiO2 等の無機化合物層、各種シラン
カップリング剤または各種チタンカップリング剤からな
る層等が挙げられる。アンダーコート層は単層構造であ
ってもよいし、複数層構造であってもよい。複数層構造
とする場合、各層は同じ物質からなっていてもよいし、
異なる物質からなっていてもよい。アンダーコート層の
膜厚は特に限定されるものではなく、透明基材および透
明電極膜それぞれの材質ならびにアンダーコート層自体
の材質に応じて、また目的とする透明電極基板が使用さ
れる入力パネルの用途等に応じて、適宜選択可能であ
る。
【0035】さらに、透明基材において透明電極膜が形
成される面とは反対の側の面には、透明電極膜の成膜前
または成膜後に、必要に応じてガスバリヤー層、ハード
コート層、反射防止層等を設けてもよい。ガスバリヤー
層の具体例としては、上記のガスバリヤー性樹脂層が挙
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材,ポリメチルメタク
リレート等の有機高分子,ポリフォスファゼン等の無機
高分子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、低屈折率ポリマー,MgF2 やC
aF2 等のフッ化物,SiO2 ,ZnO,Bi23
Al23 等の酸化物からなるもの等が挙げられる。
【0036】透明基材上に高い生産性の下に透明電極膜
を形成するうえからは、スパッタリング法を適用するこ
とが好ましい。スパッタリング法による透明電極膜の形
成は、例えば次のようにして行うことができる。まずス
パッタリングの方法であるが、スパッタリングの方法は
RFマグネトロンスパッタリングやDCマグネトロンス
パッタリング等の通常のスパッタリング(反応性スパッ
タリング以外のスパッタリング)でよい。勿論、反応性
スパッタリングによって形成することもできる。
【0037】通常のスパッタリング法によって透明電極
膜を形成する場合、スパッタリングターゲットとして
は、インジウム(In)および亜鉛(Zn)を主要カチ
オン元素とする酸化物焼結体の1個または複数個からな
り、Inの原子比In/(In+Zn)が所定の値であ
るのものが好ましい。ここで、「Inの原子比In/
(In+Zn)が所定の値のもの」とは、最終的に得ら
れる膜におけるInの原子比In/(In+Zn)が前
述した所望値となるものを意味する。
【0038】上記の酸化物焼結体からなるスパッタリン
グターゲットは、酸化インジウムと酸化亜鉛との混合物
からなる焼結体であってもよいし、In23(ZnO)
m (m=2〜20)で表される六方晶層状化合物の1種
以上から実質的になる焼結体であってもよいし、前記の
六方晶層状化合物の1種以上と酸化インジウムおよび/
または酸化亜鉛とから実質的になる焼結体であってもよ
い。さらには、これらの酸化物焼結体と酸化インジウム
からなる焼結体とをそれぞれ必要個併用してもよい。な
お、六方晶層状化合物を表す前記の式においてmを2〜
20に限定する理由は、mが前記の範囲外では六方晶層
状化合物にならないからである。
【0039】また、上記の酸化物焼結体からなるスパッ
タリングターゲットの純度は98%以上であることが好
ましい。98%未満では、不純物の存在により、得られ
る膜の導電性が低下したり、光透過性が低下したりする
ことがある。より好ましい純度は99%以上であり、更
に好ましい純度は99.9%以上である。さらに、当該
スパッタリングターゲットの相対密度は70%以上とす
ることが好ましい。相対密度が70%未満では成膜速度
の低下や膜質の低下をまねき易い。より好ましい相対密
度は85%以上であり、更に好ましくは90%以上であ
る。
【0040】スパッタリング条件は、スパッタリングの
方法や成膜に用いる装置の特性等により種々変ってくる
ために一概に規定することは困難であるが、DCマグネ
トロンスパッタリング法による場合には、例えば以下の
ように設定することが好ましい。
【0041】・プレスパッタ圧力 スパッタリングを行う前に、真空槽内を予め1×10-3
Pa以下に減圧する。 ・スパッタリング時の真空度(スパッタ圧力)およびタ
ーゲット印加電圧(放電電圧) スパッタリング時の真空度(スパッタ圧力)は、1.3
×10-2〜6.7×100 Pa程度であることが好まし
い。より好ましい真空度(スパッタ圧力)は2.7×1
-2〜1.3×100 Pa程度、更に好ましい真空度
(スパッタ圧力)は4.0×10-2〜6.7×10-1
a程度である。スパッタリング時の真空度が1.3×1
-2Paより高い(1.3×10-2Paより圧力が低
い)とプラズマの安定性が悪く、6.7×100 Paよ
り低い(6.7×100 Paより圧力が高い)とスパッ
タリングターゲットへの印加電圧(放電電圧)を高くす
ることが困難になる。ターゲット印加電圧が100V未
満では良質の膜を得ることが困難になったり、成膜速度
が制限を受けることがある。
【0042】・雰囲気ガス 雰囲気ガスとしては、アルゴンガス等の不活性ガス、ま
たはアルゴンガス等の不活性ガスと酸素ガスとの混合ガ
スが好ましい。不活性ガスとしてアルゴンガスを用いる
場合、導入酸素ガスのアルゴンガスに対する体積比は0
〜50%であることが好ましく、0.01〜10%であ
ることがより好ましい。この範囲を外れると、光透過率
の高い膜が得られない場合がある。
【0043】・基板温度 基板温度(透明基材の温度)は、使用する透明基材の耐
熱性に応じて、当該透明基材が熱により変形や変質を起
こさない温度の範囲内で適宜選択される。基板温度が室
温未満では冷却用の機器が別途必要になるため、製造コ
ストが上昇する。また、基板温度を高温にするにしたが
って製造コストが上昇する。透明基材として透明樹脂基
材を用いる場合、基板温度の上限はその材質にもよるが
概ね200℃以下である。また、透明基材として透明ガ
ラス基材を用いる場合、基板温度の上限はその材質にも
よるが概ね400℃以下である。
【0044】前述したスパッタリングターゲットを用い
て上述したような条件でスパッタリングを行うことによ
り、目的とする透明電極膜を透明基材上に設けることが
でき、これにより、スパッタリング法によって形成され
た透明電極膜を備えた本発明の透明電極基板を得ること
ができる。
【0045】前述したように、本発明の透明電極基板
は、透明基材上にパターニング前の透明電極膜が形成さ
れたもの、透明基材上に所定パターンの透明電極膜が形
成されたもの、および、透明基材上に形成された所定パ
ターンの透明電極膜に当該透明電極膜と電源もしくは駆
動回路とを電気的に接続するための電極端子やリード線
(取出し電極)が設けられたものを包含する。一方、座
標データ入力装置用入力パネルに実際に装着される際の
透明電極膜の形状は、前述したように当該透明電極膜を
使用しようとする座標データ入力装置用入力パネルに応
じてそれぞれ所定のパターンを呈する。したがって、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
平膜状の透明電極膜を成膜した後に所定のパターニング
を行うことによって所望形状の透明電極膜を形成し、所
定形状に形成された透明電極膜と当該透明電極膜を電源
もしくは駆動回路に接続するための電極端子やリード線
(取出し電極)とを備えた透明電極基板を最終的に得る
必要がある。
【0046】平膜状の透明電極膜を成膜した後に所定の
パターニングを行って所定形状の透明電極膜を備えた透
明電極基板を得る場合、パターニングの方法は湿式エッ
チングによってパターニングを行うタイプのフォトリソ
グラフィ法が好適である。このときのエッチャントとし
ては、塩酸・硝酸・水混液、塩化第二鉄と塩酸の混合液
等を用いることもできるが、非晶質酸化物からなる透明
電極膜について精密なパターニングを行おうとする場合
には、次のようにすることが好ましい。
【0047】すなわち、フォトレジストとしてポジ型の
溶剤系フォトレジストまたはドライフィルムフォトレジ
ストを用い、エッチャントとして硼フッ化アンモニウム
水溶液や硼フッ化水素酸、あるはこれらの液に硼フッ化
水素アンモニウム水溶液やフッ化水素アンモニウム水溶
液等の緩衝液を添加したpH0.6〜2の液を用い、レ
ジスト画像の剥離液としてpH11〜13.5のアルカ
リ金属水酸化物溶液またはアルカノールアミン溶液を用
いたフォトレジスト法によってパターニングする(特願
平7−20604号明細書第29〜57段参照)。
【0048】本発明の透明電極基板は、座標データ入力
装置の入力パネル中に2つの透明電極膜を互いに対向さ
せて配置するための透明電極基板として、あるいは当該
基板を得るための材料として好適であり、特に、静電容
量方式の各種座標データ入力装置の入力パネルや抵抗膜
方式の各種座標データ入力装置の入力パネルについての
前記基板あるいはその材料として好適である。
【0049】本発明の透明電極基板において透明基材上
に設けられている透明電極膜は前述した本発明の透明電
極膜であるので、本発明の透明電極基板を用いて最終的
に座標データ入力装置の入力パネルを構成することによ
り、実用上十分に高いシート抵抗および光透過性を有
し、かつ、電気伝導度の経時変化が小さい透明電極膜を
備えた座標データ入力装置用入力パネルおよび座標デー
タ入力装置を得ることができる。そして、当該透明電極
基板に設けられている透明電極膜の膜厚は50〜500
オングストロームと小さいので、静電容量方式や抵抗膜
方式の座標データ入力装置の入力パネル、特に入力パネ
ルにおける入力面側に使用した場合でも、荷重が繰り返
し加えることによって透明電極膜に局部的な劣化が生じ
たりクラックが発生したりすことが起こりにくい。
【0050】次に、本発明の座標データ入力装置用の入
力パネルについて説明する。座標データ入力装置用の入
力パネルでは、前述したように、所定のパターンに形成
された透明電極膜を備えた2枚の透明電極基板が、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いる。これらの透
明電極基板のうちの一方が入力パネルにおける入力面側
に位置する。そして、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、当該透明電極膜間に所定
の電位を印加するための駆動回路、および比較回路,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電気的に接続されている。座標検出
手段は、前記の透明電極膜間に所定の電位差を設けた状
態下で一方の透明電極基板(入力面側の透明電極基板)
の外部から荷重が加えられたときに、当該荷重が加えら
れた箇所の前記透明電極基板上における位置座標を前記
透明電極膜間の電気的変化を基に検出する。
【0051】本発明の座標データ入力装置用の入力パネ
ルでは、入力パネルを構成する上記の透明電極膜の少な
くとも一方が前述した本発明の透明電極膜からなる。別
言すれば、入力パネルを構成する上記の透明電極基板の
少なくとも一方が前述した本発明の透明電極基板または
当該透明電極基板を材料として用いて形成された透明電
極基板からなる。そして、上記の透明電極膜の少なくと
も一方が前述した本発明の透明電極膜からなる点を除い
て、または、上記の透明電極基板の少なくとも一方が前
述した本発明の透明電極基板もしくは当該透明電極基板
を材料として用いて形成された透明電極基板からなる点
を除いて、本発明の座標データ入力装置用の入力パネル
の構成は、従来の座標データ入力装置用の入力パネルの
構成と同じである。
【0052】上述の構成を有する本発明の座標データ入
力装置用の入力パネルは、これを構成する透明電極膜が
前述した本発明の透明電極膜からなるので、当該透明電
極膜における電気伝導度の経時的劣化に起因するデータ
誤認が起こりにくい。また、入力面側の透明電極膜が本
発明の透明電極膜からなっていた場合には、荷重が繰り
返し加えられたとしても当該透明電極膜に局部的な劣化
が生じたりクラックが発生したりすることが起こりにく
い。このような特性を有する本発明の座標データ入力装
置用の入力パネルは、静電容量方式の座標データ入力装
置用の入力パネルまたは抵抗膜方式の座標データ入力装
置用の入力パネルとして特に好適であり、これらの場合
のパネル構成は、透明電極膜あるいは透明電極基板を除
いて前述した通りである。
【0053】次に、本発明の座標データ入力装置につい
て説明する。座標データ入力装置は、所定のパターンに
形成された透明電極膜を備えた2枚の透明電極基板が前
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た入力パネルを備
えている。前記の透明電極基板のうちの一方が入力パネ
ルにおける入力面側に位置しており、2つの透明電極膜
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、当該透明電
極膜間に所定の電位差を設けるための駆動回路、および
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電気的に接続されてい
る。座標データ入力装置は、これら透明電極膜間に所定
の電位差を設けた状態下で前記入力パネルの入力面に荷
重が加えられたときに、当該荷重が加えられた箇所の前
記入力パネル上における位置座標を前記透明電極膜間の
電気的変化を基に座標検出手段によって検出して、当該
位置座標のデータをコンピュータ本体に伝える。
【0054】本発明の座標データ入力装置では、入力パ
ネルを構成する上記の透明電極膜の少なくとも一方が前
述した本発明の透明電極膜からなる。別言すれば、入力
パネルを構成する上記の透明電極基板の少なくとも一方
が前述した本発明の透明電極基板または当該透明電極基
板を材料として用いて形成された透明電極基板からな
る。そして、上記の透明電極膜の少なくとも一方が前述
した本発明の透明電極膜からなる点を除いて、または、
上記の透明電極基板の少なくとも一方が前述した本発明
の透明電極基板もしくは当該透明電極基板を材料として
用いて形成された透明電極基板からなる点を除いて、本
発明の座標データ入力装置の構成は従来の座標データ入
力装置の構成と同じである。
【0055】上述の構成を有する本発明の座標データ入
力装置は、これを構成する入力パネルにおける透明電極
膜が前述した本発明の透明電極膜からなるので、当該透
明電極膜における電気伝導度の経時的劣化に起因するデ
ータ誤認が起こりにくい。また、入力パネルの入力面側
の透明電極膜が本発明の透明電極膜からなっていた場合
には、荷重が繰り返し加えられたとしても当該透明電極
膜に局部的な劣化が生じたりクラックが発生したりする
ことが起こりにくい。このような特性を有する本発明の
座標データ入力装置は、静電容量方式の座標データ入力
装置または抵抗膜方式の座標データ入力装置として特に
好適であり、これらの場合の装置構成は、透明電極膜あ
るいは透明電極基板を除いて前述した通りである。
【0056】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。 実施例1(透明電極膜の成膜および透明電極基板の作
製) 透明基材として厚さ125μmのポリカーボネートフィ
ルム(以下PC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In23(ZnO)4で表され
る六方晶層状化合物と酸化インジウム(In23)とか
らなる焼結体(Inの原子比In/(In+Zn)=
0.88,相対密度90%)を用いて、以下の条件で透
明電極膜を成膜した。
【0057】 スパッタリング装置 :HSM552(島津製作所
(株)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 :1.4×10-1Pa 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
【0058】上述の条件でスパッタリングを行うことに
より、目的とする透明電極膜が得られ、同時に目的とす
る透明電極基板が得られた。得られた透明電極膜の相対
酸素含有比は0.93であり、その膜厚をスローン社製
のDEKTAK3030を用いた触針法により測定した
ところ、150オングストロームであった。この透明電
極膜は、X線回折測定の結果、非晶質であることが確認
された。また、この透明電極膜におけるInの原子比I
n/(In+Zn)は、ICP分析(誘導プラズマ発光
分光分析,使用機種はセイコー電子社製のSPS−15
00VR)の結果、0.89であった。さらに、この透
明電極膜の光透過率を島津製作所(株)製のUV−31
00によって測定したところ、波長400nmの光につ
いては85.8%、波長550nmの光については9
5.3%であった。
【0059】上記の透明電極のシート抵抗を四端子法に
より測定して(使用機種は三菱油化社製のロレスタF
P)初期比抵抗(R01)を求めるとともに、大気中、9
0℃の条件で耐熱性試験を行い、試験時間1000時間
後の比抵抗(R1000)を同様にして求めた。そして、耐
熱性試験前後での比抵抗比(R1000/R01)を抵抗変化
率と定義し、比抵抗からみた透明電極膜の経時的安定性
を示す指標とした。この比抵抗比が1.3以内であれ
ば、当該透明電極膜を座標データ入力装置用入力パネル
の透明電極膜として用いた場合でも長期に亘る動作安定
性を保証できる。
【0060】さらに、上記の透明電極膜について、比抵
抗からみた屈曲に対する耐性(以下、耐屈曲性という)
を次のようにして調べた。まず、前記の透明電極基板か
ら縦8cm、横1cmの大きさの試料を切り出し、この
試料の初期比抵抗(R02)を前述のようにして求めた。
次に、当該試料の短手方向の両方の端部にそれぞれ10
0gの重りをつけ、これを水平に保持した直径1cmの
円柱に前記の2つの重りが対向するようにして架けて吊
るし、この状態で20秒放置した(以下、ここまでの操
作を耐屈曲性試験という)後、試料の比抵抗(R)を求
めた。そして、屈曲試験前後での比抵抗比(R/R02
を抵抗変化率と定義して、透明電極膜の耐屈曲性を示す
指標とした。
【0061】上述した透明電極膜を成膜する際に使用し
たスパッタリングターゲットの組成、透明電極膜の膜厚
および透明電極膜の光透過率を表1に示す。また、透明
電極膜のシート抵抗、耐熱性試験前の初期比抵抗
(R01)、耐熱性試験後の比抵抗(R1000)、耐熱性試
験での抵抗変化率(R1000/R01)、耐屈曲試験前の初
期比抵抗(R02)、耐屈曲試験後の比抵抗(R)および
耐屈曲試験での抵抗変化率(R/R02)を表2に示す。
さらに、表1および表2に示した前記の物性および特性
から判断される、当該透明導電膜の座標データ入力装置
用入力パネルの透明電極膜としての適否の評価結果を表
2に併記する。
【0062】実施例2(透明電極膜の成膜および透明電
極基板の作製) スパッタ時間を12分とした以外は実施例1と同条件で
スパッタリングを行って、目的とする透明電極膜を得る
と同時に目的とする透明電極基板を得た。このようにし
て得られた透明電極膜は、X線回折測定の結果、非晶質
であることが確認された。この透明電極膜について、実
施例1と同様にしてその物性および特性を測定するとと
もに、座標データ入力装置用入力パネルの透明電極膜と
しての適否を評価した。これらの結果を表1および表2
に示す。
【0063】実施例3(透明電極膜の成膜および透明電
極基板の作製) スパッタリングターゲットとしてIn23(ZnO)4
で表される六方晶層状化合物と酸化インジウム(In2
3)とからなる焼結体(Inの原子比In/(In+
Zn)=0.80,相対密度90%)を用いた以外は実
施例1と同条件でスパッタリングを行って、目的とする
透明電極膜を得ると同時に目的とする透明電極基板を得
た。このようにして得られた透明電極膜は、X線回折測
定の結果、非晶質であることが確認された。◎この透明
電極膜について、実施例1と同様にしてその物性および
特性を測定するとともに、座標データ入力装置用入力パ
ネルの透明電極膜としての適否を評価した。これらの結
果を表1および表2に示す。
【0064】比較例1 スパッタリングターゲットとしてITO(SnO2 を5
wt%含有するもの)を用いた以外は実施例1と同条件
でスパッタリングを行って、本発明の透明電極膜の材質
とは異なるITOからなる透明電極膜を得ると同時に透
明電極基板を得た。このようにして得られた透明電極膜
は、X線回折測定の結果、非晶質であることが確認され
た。◎この透明電極膜について、実施例1と同様にして
その物性および特性を測定するとともに、座標データ入
力装置用入力パネルの透明電極膜としての適否を評価し
た。これらの結果を表1および表2に示す。
【0065】比較例2 スパッタリングターゲットとして酸化インジウム(In
23)を用いた以外は実施例1と同条件でスパッタリン
グを行って、本発明の透明電極膜の材質とは異なる酸化
インジウムからなる透明電極膜を得ると同時に透明電極
基板を得た。このようにして得られた透明電極膜は、X
線回折測定の結果、非晶質であることが確認された。こ
の透明電極膜について、実施例1と同様にしてその物性
および特性を測定するとともに、座標データ入力装置用
入力パネルの透明電極膜としての適否を評価した。これ
らの結果を表1および表2に示す。
【0066】比較例3 スパッタリングターゲットとしてITO(SnO2 を5
wt%含有するもの)を用い、かつ、スパッタ時間を1
2分とした以外は実施例1と同条件でスパッタリングを
行って、本発明の透明電極膜の材質とは異なるITOか
らなる透明電極膜を得ると同時に透明電極基板を得た。
このようにして得られた透明電極膜は、X線回折測定の
結果、非晶質であることが確認された。◎この透明電極
膜について、実施例1と同様にしてその物性および特性
を測定するとともに、座標データ入力装置用入力パネル
の透明電極膜としての適否を評価した。これらの結果を
表1および表2に示す。
【0067】比較例4 スパッタリングターゲットとして酸化インジウム(In
23)を用い、かつ、スパッタ時間を12分とした以外
は実施例1と同条件でスパッタリングを行って、本発明
の透明電極膜の材質とは異なる酸化インジウムからなる
透明電極膜を得ると同時に透明電極基板を得た。このよ
うにして得られた透明電極膜は、X線回折測定の結果、
非晶質であることが確認された。◎この透明電極膜につ
いて、実施例1と同様にしてその物性および特性を測定
するとともに、座標データ入力装置用入力パネルの透明
電極膜としての適否を評価した。これらの結果を表1お
よび表2に示す。
【0068】比較例5 スパッタ時間を20分とした以外は実施例1と同条件で
スパッタリングを行って、本発明における限定範囲外の
膜厚を有する透明電極膜を得ると同時に透明電極基板を
得た。このようにして得られた透明電極膜は、X線回折
測定の結果、非晶質であることが確認された。この透明
電極膜について、実施例1と同様にしてその物性および
特性を測定するとともに、座標データ入力装置用入力パ
ネルの透明電極膜としての適否を評価した。これらの結
果を表1および表2に示す。
【0069】比較例6 スパッタ時間を1分とした以外は実施例1と同条件でス
パッタリングを行って、本発明における限定範囲外の膜
厚を有する透明電極膜を得ると同時に透明電極基板を得
た。このようにして得られた透明電極膜は、X線回折測
定の結果、非晶質であることが確認された。この透明電
極膜について、実施例1と同様にしてその物性および特
性を測定するとともに、座標データ入力装置用入力パネ
ルの透明電極膜としての適否を評価した。これらの結果
を表1および表2に示す。
【0070】
【表1】
【0071】
【表2】
【0072】表1および表2から明らかなように、実施
例1〜実施例3で得られた各透明電極基板における透明
電極膜は、座標データ入力装置の入力パネル、特に静電
容量方式または抵抗膜方式の座標データ入力装置の入力
パネルに用いるに実用上十分な光透過率(表1参照)お
よびシート抵抗(表2参照)を有している。また、耐熱
性試験における抵抗変化率(R1000/R01;表2参照)
から明らかなように、これらの透明電極膜の比抵抗の経
時的安定性は高い。したがって、比抵抗の逆数によって
表される電気伝導度の経時的安定性も高い。さらに、耐
屈曲性試験における抵抗変化率(R/R02;表2参照)
から明らかなように、これらの透明電極膜は、比抵抗か
らみた耐屈曲性に優れている。これらのことから、実施
例1〜実施例3で得られた各透明電極膜および透明電極
基板は、座標データ入力装置の入力パネル、特に静電容
量方式または抵抗膜方式の座標データ入力装置の入力パ
ネルに好適に利用することができる。
【0073】一方、比較例1〜比較例4および比較例6
で得られた各透明電極基板における透明電極膜は、光透
過性およびシート抵抗の点では問題がないが、比抵抗の
経時的安定性および比抵抗からみた耐屈曲性の少なくと
も一方については改善の余地が大きく、座標データ入力
装置の入力パネル用透明電極膜、特に静電容量方式また
は抵抗膜方式の座標データ入力装置の入力パネルに用い
るには実施例1〜実施例3のものより劣る。比較例5で
得られた透明電極基板における透明電極膜は、光透過
性、比抵抗の経時的安定性および比抵抗からみた耐屈曲
性に優れているものの、静電容量方式または抵抗膜方式
の座標データ入力装置の入力パネル用透明電極膜として
用いるにはシート抵抗が低すぎる。
【0074】実施例4(透明電極膜の成膜および透明電
極基板の作製) 透明基材として2軸延伸ポリエチレンテレフタレートの
長尺物(サイズ:300mm×10m、厚さ125μ
m。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In23(ZnO)4 で表される六方
晶層状化合物と酸化インジウム(In23)とからなる
焼結体(Inの原子比In/(In+Zn)=0.9
0,相対密度90%)を用いて、以下の要領で透明電極
膜を成膜するとともに透明電極基板を得た。
【0075】まず、PETロールを連続走行式DCマグ
ネトロンスパッタ装置に装着し、真空槽内を5×10-3
Pa以下まで減圧した。次に、アルゴンガス(純度9
9.99%)を真空槽内圧力が1×10-1Paになるよ
うに導入し、スパッタ出力を1.6W/cm2 に、基板
温度を20℃にそれぞれ設定し、プレスパッタを分行っ
た。プレスパッタ後、100cm/分の走行速度でPE
Tロールを別のロールに巻き取りながら、当該PETロ
ールの片面に透明電極膜を成膜し、同時に透明電極基板
を得た。
【0076】このようにして得られた透明電極基板につ
いて、成膜開始の側から0.1mの地点、0.2mの地
点、0.5mの地点、1.0mの地点、2.0mの地
点、および5.0mの地点で透明電極膜の膜厚をそれぞ
れ測定したところ、200±15オングストロームの範
囲内で一定であった。また、これらの地点における光透
過率を実施例1と同様にして測定したところ、波長40
0nmの光については83.0±0.2%の範囲内で一
定であり、波長550nmの光については93.7±
0.2%の範囲内で一定であった。さらに、前記の各地
点から10×10cmの試料を切り出し、これらの試料
について透明電極膜におけるInの原子比In/(In
+Zn)を測定したが、いずれの試料においてもその値
はスパッタリングターゲットにおける値と同じ0.90
であった。また、これらの試料における透明電極膜は、
X線回折測定の結果、いずれも非晶質であることが確認
された。
【0077】上記の各試料について透明電極膜の初期比
抵抗(R01)を実施例1と同様にしてそれぞれ求めると
ともに、大気中、90℃の条件で耐熱性試験を行って、
試験時間1000時間後の比抵抗(R1000)を同様にし
て求めた。そして、実施例1と同様にして抵抗変化率
(R1000/R01)をそれぞれ求めた。また、各試料間で
の初期比抵抗(R01)のバラツキおよび各試料間での耐
熱性試験後の比抵抗(R1000)のバラツキを、それぞれ
標準偏差によって評価した。これらの結果を表3に示
す。
【0078】比較例7 スパッタリングターゲットとしてITO(SnO2 を5
wt%含有するもの)を用いた以外は実施例4と同条件
でスパッタリングを行って、本発明の透明電極膜の材質
とは異なるITOからなる透明電極膜をPETロールの
片面に成膜し、同時に透明電極基板を得た。この透明電
極膜の膜厚を実施例4と同様にして測定したところ、2
00±13オングストロームの範囲内で一定であった。
このようにして得られた透明電極基板について、実施例
4と同様にして計6個の試料を切り出し、これらの試料
における透明電極膜についてX線回折測定を行った結
果、いずれの試料における透明電極膜も非晶質であるこ
とが確認された。また、これらの試料について、透明電
極膜の初期比抵抗(R01)、耐熱性試験後の比抵抗(R
1000)および抵抗変化率(R1000/R01)を実施例4と
同様にしてそれぞれ求めた。さらに、各試料間での初期
比抵抗(R01)のバラツキおよび各試料間での耐熱性試
験後の比抵抗(R1000)のバラツキを、それぞれ標準偏
差によって評価した。これらの結果を表3に示す。
【0079】比較例8 スパッタリングターゲットとして酸化インジウム(In
23)を用いた以外は実施例4と同条件でスパッタリン
グを行って、本発明の透明電極膜の材質とは異なる酸化
インジウムからなる透明電極膜をPETロールの片面に
成膜し、同時に透明電極基板を得た。この透明電極膜の
膜厚を実施例4と同様にして測定したところ、200±
14オングストロームの範囲内で一定であった。◎この
ようにして得られた透明電極基板について、実施例4と
同様にして計6個の試料を切り出し、これらの試料にお
ける透明電極膜についてX線回折測定を行った結果、い
ずれの試料における透明電極膜も非晶質であることが確
認された。また、これらの試料について、透明電極膜の
初期比抵抗(R01)、耐熱性試験後の比抵抗(R1000
および抵抗変化率(R1000/R01)を実施例4と同様に
してそれぞれ求めた。さらに、各試料間での初期比抵抗
(R01)のバラツキおよび各試料間での耐熱性試験後の
比抵抗(R1000)のバラツキを、それぞれ標準偏差によ
って評価した。これらの結果を表3に示す。
【0080】
【表3】
【0081】表3から明らかなように、実施例4で得ら
れた透明電極基板における透明電極膜は、所定の測定点
から切り出した各試料間での初期比抵抗(R01)のバラ
ツキおよび各試料間での耐熱性試験後の比抵抗
(R1000)のバラツキが共に小さい。また、R1000/R
01で表される抵抗変化率がいずれの試料においても1.
3以下であることから、これらの試料における透明電極
膜の比抵抗の経時的安定性は高い。したがって、比抵抗
の逆数によって表される電気伝導度の経時的安定性も高
い。また、比抵抗の値を膜厚で除することによって算出
されるシート抵抗の値も、座標データ入力装置の入力パ
ネル、特に静電容量方式または抵抗膜方式の座標データ
入力装置の入力パネルに用いるに実用上十分な大きさを
有している。そして、前述したように、実施例4で得ら
れた透明電極膜(透明電極基材)の光透過率は、座標デ
ータ入力装置の入力パネル、特に静電容量方式または抵
抗膜方式の座標データ入力装置の入力パネルに用いるに
実用上十分な大きさを有している。したがって、当該透
明電極膜および透明電極基板は、座標データ入力装置の
入力パネル、特に静電容量方式または抵抗膜方式の座標
データ入力装置の入力パネルに好適に利用することがで
きる。また、その大量生産が容易である。
【0082】一方、比較例7および比較例8で得られた
透明電極基板における透明電極膜は、所定の測定点から
切り出した各試料間での初期比抵抗(R01)のバラツキ
は比較的小さいが、各試料間での耐熱性試験後の比抵抗
(R1000)のバラツキは実施例4のもに比べて極めて大
きい。さらに各試料での抵抗変化率(R1000/R01)か
ら明らかなように、比抵抗の経時的安定性が低い。すな
わち、電気伝導度の経時的安定性が低い。したがって、
座標データ入力装置の入力パネル、特に静電容量方式ま
たは抵抗膜方式の座標データ入力装置の入力パネルに好
適に利用することができるものを得ることは、実施例4
のものより困難である。
【0083】実施例5(入力パネルおよび座標データ入
力装置) (1)入力パネル 実施例4で得た透明電極基板(PETロールの片面に透
明電極膜を成膜したもの)を用いて、図1によってその
概略が示される入力パネルを得た。図1に示した入力パ
ネル1は、アクリル樹脂からなる透明支持基材2と、こ
の上に透明接着剤(図示せず)によって固着された固定
側透明電極基板3と、この固定側透明電極基板3の上方
に配置された入力側透明電極基板4とを備えている。
【0084】固定側透明電極基板3および入力側透明電
極基板4は、それぞれ、実施例4で得た透明電極基板
(PETロールの片面に透明電極膜を成膜したもの)の
成膜開始の側から5.0mの地点より10×10cmの
大きさの基板(以下、原板という)を切り出し、この原
板における透明電極膜を、湿式エッチングによってパタ
ーンニングを行うタイプのフォトリソグラフィー法によ
って、8.0×0.5cmの短冊状パターン100本が
その長手方向を揃えた状態で0.8mmピッチで平行に
並んだ平行ストライプパターンに成形したものである。
固定側透明電極基板3における平行ストライプパターン
の透明電極膜3aのパターン間には、アクリル樹脂から
なる高さ15μmのドットスペーサ5がスクリーン印刷
法によって形成されている。
【0085】そして、固定側透明電極基板3と入力側透
明電極基板4とは、固定側透明電極基板3に形成されて
いる透明電極膜3aと入力側透明電極基板4に形成され
ている透明電極膜4aとが平面視上マトリックス状に交
差するようにして、かつ、互いに対向するようにして、
固定側透明電極基板3における透明基材(PET)3b
の端縁部上に塗布された接着剤6によって、これらの間
隔(透明電極膜3aの上面と透明電極膜4aの下面との
距離)が18μmとなるように互いに固着されている。
上述のようにして構成されている入力パネル1では、入
力側透明電極基板4における透明基材(PET)4bの
外側表面が入力面として使用される。
【0086】なお、図1に示した透明電極膜3aおよび
透明電極膜4aのそれぞれにおいては、透明電極膜を構
成する各短冊状パターンにおける長手方向の一方の端部
および他方の端部に、当該短冊状パターンと電源とを所
定の駆動回路を介して電気的に接続する際に使用するリ
ード線(図示せず)がそれぞれ設けられている。これら
のリード線を介して、前記の駆動回路から所定の波形の
電位が透明電極膜3aを構成する各短冊状パターンおよ
び透明電極膜4aを構成する各短冊状パターンにそれぞ
れ印加される。
【0087】(2)タッチパネル 上記(1)で得た入力パネル1を大気中、90℃の条件
下で1000時間放置した後、透明電極膜3aを構成す
る各短冊状パターンおよび透明電極膜4aを構成する各
短冊状パターンのそれぞれに電気的に接続されているリ
ード線を、所定の駆動回路を介して電源と接続した。ま
た、透明電極膜3aと透明電極膜4aとの間で電気的な
導通が生じたときにその導通箇所の位置座標を検出する
機能を有する座標検出手段(マイクロプロセッサーを用
いたもの)と電気的に接続した。これにより、抵抗膜方
式の座標データ入力装置に包含されるストライプ型のタ
ッチパネルが得られた。
【0088】図2に示すように、上記のタッチパネル1
0を、前記の座標検出手段11からの信号に基づいて入
力パネル1の入力面に入力された座標データを可視像化
して表示装置12のモニター画面上に表示するコンピュ
ータ13に接続した。当該コンピュータ13は、表示装
置12の他に、座標検出手段11からの信号が入力され
るコンピュータ本体(主記憶装置)14と、このコンピ
ュータ本体14に入力された信号に基づいて演算処理を
行う演算部15を備えており、演算部15での演算処理
結果が前記の表示装置12に送られる。なお、図2にお
いて符号16は上記(1)で述べた電源を示し、符号1
7は上記(1)で述べた駆動回路を示す。
【0089】この後、上記のタッチパネル10およびコ
ンピュータ13を用いて、座標データの入力実験を行っ
た。この座標データの入力実験は、入力パネル1におけ
る入力面上の任意の点を押圧したときに表示装置12の
モニター画面上に可視像化されて表示される入力データ
の再現状況を確認するという作業を100回繰り返すこ
とにより行った。この結果、100回とも正常な座標デ
ータを入力することができた。
【0090】比較例9 比較例7で得られた透明電極基板(PETロールの片面
に透明電極膜を成膜したもの)を用いた以外は実施例5
と同様にして、実施例5の入力パネルと同一構造の入力
パネルを得た。そして、この入力パネルを用いた以外は
実施例5と同様にしてタッチパネルを得た。このタッチ
パネルを用いて実施例5と同様の座標データの入力実験
を行ったところ、100回行ったうちの35回しか正常
な座標データを入力することができなかった。
【0091】実施例6(入力パネルおよび座標データ入
力装置) (1)入力パネル 実施例4と同条件で得た透明電極基板(PETロールの
片面に透明電極膜を成膜したもの)を用いて、図3によ
ってその概略が示される入力パネルを得た。図3に示し
た入力パネル21は、アクリル樹脂からなる透明支持基
材22と、この上に透明接着剤(図示せず)によって固
着された固定側透明電極基板23と、この固定側透明電
極基板23の上方に配置された入力側透明電極基板24
とを備えている。
【0092】固定側透明電極基板23および入力側透明
電極基板24は、それぞれ、実施例4と同条件で得た透
明電極基板(PETロールの片面に透明電極膜を成膜し
たもの)の成膜開始の側から5.0mの地点より10×
10cmの大きさの基板(以下、原板という)を切り出
し、この原板における透明電極膜を、湿式エッチングに
よってパターンニングを行うタイプのフォトリソグラフ
ィー法によって、8.0×8.0cmの平膜状に成形し
たものである。
【0093】そして、固定側透明電極基板23と入力側
透明電極基板24とは、固定側透明電極基板23に形成
されている平膜状の透明電極膜23aと入力側透明電極
基板24に形成されている平膜状の透明電極膜24aと
がSiO2 からなる粒径15μmの球状のスペーサー2
5を介して互いに対向するようにして、固定側透明電極
基板23における透明基材(PET)23bの端縁部上
に塗布された接着剤26によって、これらの間隔(透明
電極膜23aの上面と透明電極膜24aの下面との距
離)が15μmとなるように互いに固着されている。上
述のようにして構成されている入力パネル21では、入
力側透明電極基板24における透明基材(PET)24
bの外側表面が入力面として使用される。
【0094】なお、図3に示した透明電極膜23aにお
ける所定方向の両端には、当該透明電極膜23aと電源
とを所定の駆動回路を介して電気的に接続する際に使用
する電極端子(図示せず)および当該電極端子と電気的
に接続されたリード線(図示せず)がそれぞれ設けられ
ている。一方、透明電極膜24aにおいて前記所定方向
と平面視上直交する方向の両端にも、当該透明電極膜2
4aと電源とを所定の駆動回路を介して電気的に接続す
る際に使用する電極端子(図示せず)および当該電極端
子と電気的に接続されたリード線(図示せず)がそれぞ
れ設けられている。そして、透明電極膜23aおよび透
明電極膜24aには、前記の駆動回路から前記のリード
線および前記の電極端子を介して所定の電圧が交互に印
加される。
【0095】(2)タッチパネル 上記(1)で得た入力パネル21を大気中、90℃の条
件下で1000時間放置した後、透明電極膜23aおよ
び透明電極膜24aのそれぞれに電極端子を介して電気
的に接続されているリード線を、所定の駆動回路を介し
て電源と接続した。また、透明電極膜23aと透明電極
膜24aとの間で電気的な導通が生じたときにその導通
箇所の位置座標を検出する機能を有する座標検出手段
(アナログ/デジタル変換器を用いたもの)と電気的に
接続した。これにより、抵抗膜方式の座標データ入力装
置に包含されるアナログ型のタッチパネルが得られた。
【0096】この後、上記のタッチパネルを実施例5と
同様にしてコンピュータに接続して座標データの入力実
験を行った。この座標データの入力実験は、上記のタッ
チパネルにおける入力パネルの入力面上に当該入力面を
押圧することによって任意の文字を書き、表示装置のモ
ニター画面に可視像化されて表示される入力データ(文
字)の再現状況を確認することにより行った。この結
果、入力パネルに書いた文字がモニター画面上に正確に
再現された。
【0097】比較例10 比較例7と同条件で得られた透明電極基板(PETロー
ルの片面に透明電極膜を成膜したもの)を用いた以外は
実施例6と同様にして、実施例6の入力パネルと同一構
造の入力パネルを得た。そして、この入力パネルを用い
た以外は実施例6と同様にしてタッチパネルを得た。こ
のタッチパネルを用いて実施例6と同様の座標データの
入力実験を行ったところ、入力パネルに書いた文字とモ
ニター画面に表示された文字とでは位置ずれが生じてい
た。
【0098】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の透明電極
膜は、品質管理および工程管理の手間がITOからなる
透明導電膜を得る場合と同等で、高いシート抵抗を有す
る薄膜であるにもかかわらず電気伝導度の経時変化が小
さいものである。したがって、本発明の透明電極膜、当
該透明電極膜を備えた本発明の透明電極基板、当該透明
電極基板を利用した本発明の入力パネルおよび当該入力
パネルを利用した本発明の座標データ入力装置によれ
ば、データ認識の信頼性の経時変化が小さい座標データ
入力装置、特に静電容量方式および抵抗膜方式の座標デ
ータ入力装置を容易に提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例5で得た入力パネルの概略を示す断面図
である。
【図2】実施例5で座標データの入力実験に供したタッ
チパネルおよびコンピュータの装置構成の概略を示すブ
ロック図である。
【図3】実施例6で得た入力パネルの概略を示す断面図
である。
【符号の説明】
1 入力パネル 3 固定側透明電極基板 3a 透明電極膜 3b 透明基材 4 入力側透明電極基板 4a 透明電極膜 4b 透明基材 5 ドットスペーサ 10 ストライプ型のタッチパネル 11 座標検出手段 13 コンピュータ 14 コンピュータ本体(主記憶装置) 21 入力パネル 23 固定側透明電極基板 23a 透明電極膜 23b 透明基材 24 入力側透明電極基板 24a 透明電極膜 24b 透明基材 25 スペーサ

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 主要カチオン元素としてインジウム(I
    n)および亜鉛(Zn)を含有する酸化物からなり、膜
    厚が50〜500オングストロームであることを特徴と
    する座標データ入力装置の入力パネル用透明電極膜。
  2. 【請求項2】 Inの原子比In/(In+Zn)が
    0.55〜0.9である、請求項1に記載の透明電極
    膜。
  3. 【請求項3】 相対酸素含有比が0.6以上0.99未
    満である、請求項1または請求項2に記載の透明電極
    膜。
  4. 【請求項4】 実質的に非晶質の酸化物からなる、請求
    項1〜請求項3のいずれか1項に記載の透明電極膜。
  5. 【請求項5】 シート抵抗が300〜1000Ω/□で
    ある、請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の透明
    電極膜。
  6. 【請求項6】 大気中、90℃の条件で耐熱性試験を行
    い、試験前の比抵抗をR01、試験時間1000時間後の
    比抵抗をR1000、前記耐熱試験前後での比抵抗比をR
    1000/R01としたときに該比抵抗比が1.3以内にあ
    る、請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の透明電
    極膜。
  7. 【請求項7】 抵抗膜方式のタッチパネルの入力パネル
    に使用される、請求項1〜請求項6のいずれか1項に記
    載の透明電極膜。
  8. 【請求項8】 アナログ型のタッチパネルの入力パネル
    に使用される、請求項1〜請求項7のいずれか1項に記
    載の透明電極膜。
  9. 【請求項9】 透明基材と、この透明基材上に設けられ
    た請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載の透明電極
    膜とを備えていることを特徴とする座標データ入力装置
    の入力パネル用透明電極基板。
  10. 【請求項10】 抵抗膜式のタッチパネルの入力パネル
    に使用される、請求項9に記載の透明電極基板。
  11. 【請求項11】 アナログ型のタッチパネルの入力パネ
    ルに使用される、請求項9または請求項10に記載の透
    明電極基板。
  12. 【請求項12】 所定のパターンに形成された透明電極
    膜を備えた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、前記透明電極膜
    の各々が、該透明電極膜間に所定の電位差を設けた状態
    下で一方の透明電極基板の外部から該透明電極基板に荷
    重が加えられたときに該荷重が加えられた箇所の前記透
    明電極基板上における位置座標を前記透明電極膜間の電
    気的変化を基に検出する座標検出手段と電気的に接続さ
    れている座標データ入力装置用の入力パネルにおいて、 前記透明電極膜の少なくとも一方が請求項1〜請求項6
    のいずれか1項に記載の透明電極膜からなることを特徴
    とする座標データ入力装置用の入力パネル。
  13. 【請求項13】 抵抗膜方式のタッチパネルの入力パネ
    ルである、請求項12に記載の入力パネル。
  14. 【請求項14】 アナログ型のタッチパネルの入力パネ
    ルである、請求項12または請求項13に記載の入力パ
    ネル。
  15. 【請求項15】 所定のパターンに形成された透明電極
    膜を備えた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いる入力パネルを備
    え、前記透明電極膜間に所定の電位差を設けた状態下で
    前記入力パネルの入力面に荷重が加えられたときに、該
    荷重が加えられた箇所の前記入力パネル上における位置
    座標を前記透明電極膜間の電気的変化を基に座標検出手
    段によって検出し、該位置座標のデータをコンピュータ
    本体に伝える座標データ入力装置において、 前記透明電極膜の少なくとも一方が請求項1〜請求項6
    のいずれか1項に記載の透明電極膜からなることを特徴
    とする座標データ入力装置。
  16. 【請求項16】 抵抗膜方式のタッチパネルである、請
    求項15に記載の座標データ入力装置。
  17. 【請求項17】 アナログ型のタッチパネルである、請
    求項15または請求項16に記載の座標データ入力装
    置。
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