KR20140031803A - 도전성 산화물막, 표시 장치, 및 도전성 산화물막의 제작 방법 - Google Patents

도전성 산화물막, 표시 장치, 및 도전성 산화물막의 제작 방법 Download PDF

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KR20140031803A
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conductive oxide
film
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indium zinc
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순페이 야마자키
마사시 오오타
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가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼
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Publication date
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Abstract

본 발명은 높은 도전율 및 가시광에 대하여 높은 광 투과율을 갖는 도전성 산화물막을 제공한다.
성막시의 기판 온도를 높게 하여 도전성 산화물막을 형성하고 나서, 상기 도전성 산화물막에 대하여 질소 어닐 처리를 수행함으로써 높은 도전율을 가지며 가시광에 대한 높은 광 투과율을 갖는 도전성 산화물막을 얻을 수 있다. 또한 C축이 막 표면에 대하여 수직 방향으로 배향하는 결정 구조를 갖는 도전성 산화물막을 얻을 수 있다.

Description

도전성 산화물막, 표시 장치, 및 도전성 산화물막의 제작 방법{CONDUCTIVE OXIDE FILM, DISPLAY DEVICE, AND METHOD FOR FORMING CONDUCTIVE OXIDE FILM}
도전성 산화물막, 표시 장치, 및 도전성 산화물막의 제작 방법에 관한 것이다.
본 발명은 C축이 막 표면에 대하여 수직 방향으로 배향하는 결정 구조를 갖는 도전성 산화물막 및 도전성 산화물막의 제작 방법에 관한 것이다. 또한 상기 도전성 산화물막을 사용한 표시 장치에 관한 것이다.
근년에 들어 스마트폰이나 태블릿 PC의 수요 증가에 따라 멀티 터치 기능 등을 갖는 터치 패널이 급속히 보급되고 있다. 터치 패널, 박막 태양 전지 소자, 전자분류체를 사용하는 전자 페이퍼(입자 이동형) 등에는 투명 도전성 산화물막이 이용되고 있다. 앞으로 품질이 높은 투명 도전성 산화물막의 수요가 높아져 그 시장의 확대가 예상된다.
투명 도전성 산화물막에 사용되는 재료는, 크게 구별하면 결정계 재료와 비정질계 재료로 분류된다. 결정계 재료로서는, 인듐 주석 산화물(ITO), 산화 아연(ZnO) 등, 비정질계 재료로서는 인듐 아연 산화물 등을 들 수 있다.
투명 도전성 산화물막의 재료로서는 ITO, 투명 도전성 산화물막의 성막 방법으로서는 스퍼터링법이 가장 일반적이다. 투명 도전성 산화물막에는, 가시광에 대한 광 투과율이 높다, 도전율이 높다, 전기 저항이 낮다, 등 복수의 성질을 갖는 것에 더하여, 성막시의 비용 절감, 재료 비용의 절감 등이 요구되고 있다.
투명 도전성 산화물막의 도전율의 높이를 나타내는 지표 중 하나로서는 시트 저항이 사용된다. 전자 페이퍼 용도로서는, 시트 저항은 300Ω/□∼400Ω/□ 정도로 충분히 동작되지만 터치 패널 용도로서는, 시트 저항은 200Ω/□ 이하인 것이 바람직하다.
시트 저항은 캐리어 밀도 및 이동도에 의존한다. 시트 저항이 작을수록 캐리어 밀도가 크거나 또는 이동도가 높다고 생각되며, 도전율이 높다고 생각할 수 있다. 또한 시트 저항은 막 두께에 의존한다. 예를 들어 ITO막의 시트 저항은 막 두께가 30nm일 때 100Ω/□ 정도, 막 두께가 200nm일 때 10Ω/□ 정도가 된다.
특허 문헌1에서는 밀집된 결정성을 갖는 ZnO막의 제조 방법이 고안되어 있다.
(특허 문헌1)일본국 특개2009-57605호 공보
투명 도전성 산화물막에는 높은 도전율을 가지며 가시광에 대하여 높은 광 투과율을 갖는 것이 요구되고 있다.
투명 도전성 산화물막이 가시광에 대하여 높은 광 투과율을 갖기 위해서는 밴드 갭이 가시광 영역 380nm∼780nm(3.26eV∼1.59eV)에 존재하지 않는 것이 요구된다. 투명 도전성 산화물막의 밴드 갭이 3eV 정도라면 가시광 영역에서의 광의 흡수를 저감할 수 있다.
또한 투명 도전성 산화물막이 높은 도전율을 갖기 위해서는, 캐리어 밀도가 금속의 캐리어 밀도(2.0×1021cm-3 이상)보다 작고, 또한 충분히 큰(1.0×1020cm-3∼1.0×1021cm-3 정도인) 것이 요구된다. 투명 도전성 산화물막의 캐리어 밀도가 금속의 캐리어 밀도 이상이 되면 가시광 영역에서의 광의 반사가 증대하여 광의 투과율이 저하된다.
즉 말하자면 투명 도전성 산화물막에 있어서 높은 도전율을 갖는 것과 가시광에 대하여 높은 광 투과율을 갖는 것은 트레이드오프로 인한 나쁜 영향을 발생시킨다. 도전율을 높게 할수록, 광 투과율이 저하된다. 또한 광 투과율은 높게 할수록 절연성이 강화된다.
높은 도전율을 가지며 가시광에 대하여 높은 광 투과율을 갖는 도전성 산화물막을 제공하는 것을 과제 중 하나로 한다.
C축이 막 표면에 대하여 수직 방향으로 배향하는 결정 구조를 갖는 도전성 산화물막을 형성하고 나서 상기 도전성 산화물막에 대하여 질소 어닐 처리를 수행함으로써 상기 도전성 산화물막의 광 투과율 향상과, 상기 도전성 산화물막의 도전율 향상의 양립을 도모한다.
본 명세서에서 제시하는 본 발명의 일 형태는, C축이 막 표면에 대하여 수직 방향으로 배향하는 결정 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 도전성 산화물막이다. 상기 도전성 산화물막이 갖는 결정부는 C축이 막 표면에 대하여 수직 방향으로 배향한다. 또한 본 명세서에 있어서, "C축이 막 표면에 대하여 수직 방향으로 배향하는 결정 구조를 갖는 도전성 산화물막"을 "CAAC(C Axis Aligned Crystalline)-도전성 산화물막"이라고 부르는 경우가 있다.
본 명세서에서 제시하는 본 발명의 일 형태는 X선 회절 측정으로 얻어지는 회절 피크가 31˚인 결정 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 도전성 산화물막이다.
또한 결정부의 C축이 막 표면에 대하여 수직 방향으로 배향하는 것은, X선 회절 측정으로 얻어지는 회절 피크가 31˚ 부근에 존재하는 경우에 판단 가능하다.
상기에 있어서, C축이 막 표면에 대하여 수직 방향으로 배향하는 결정 구조를 갖는 도전성 산화물막의 밴드 갭은 2.5eV 이상인 것이 바람직하고, 3.0eV 이상인 것이 특히 바람직하다.
C축이 막 표면에 대하여 수직 방향으로 배향하는 결정 구조를 갖는 도전성 산화물막은 광 투과율이 우수하다.
C축이 막 표면에 대하여 수직 방향으로 배향하는 결정 구조를 갖는 도전성 산화물막이 우수한 광 투과율을 갖는 메커니즘은 분명하지 않지만 비정질계 도전성 산화물막에 비하여 CAAC-도전성 산화물막은 밴드 갭 중의 결함 준위 밀도를 비교적 작게 할 수 있는 것을 들 수 있다. 밴드 갭 중의 결함 준위 밀도를 저감할 수 있는 것으로 가시광 영역에서의 결함 준위에 의한 광의 흡수를 억제할 수 있다. 따라서 가시광에 대한 광 투과율을 향상시킬 수 있다.
또한 C축이 막 표면에 대하여 수직 방향으로 배향하는 결정 구조를 갖는 도전성 산화물막은 다른 결정계 도전성 산화물막, 비정질계 도전성 산화물막 등과 비교하여 비교적 밴드 갭이 크게 되기 쉬운 것을 들 수 있다. 밴드 갭이 크게 될수록 보다 넓은 범위에 걸친 파장의 광을 투과시킬 수 있어 가시광 영역 380nm∼780nm의 파장의 광을 많이 투과시킬 수 있다. 따라서 가시광에 대한 광 투과율을 향상시킬 수 있다.
상기에 있어서, C축이 막 표면에 대하여 수직 방향으로 배향하는 결정 구조를 갖는 도전성 산화물막의 시트 저항은 40Ω/□ 이하인 것이 바람직하다.
상기에 있어서, C축이 막 표면에 대하여 수직 방향으로 배향하는 결정 구조를 갖는 도전성 산화물막의 막 두께가 1nm 이상 100nm 이하인 경우 시트 저항은 40Ω/□ 이하인 것이 특히 바람직하다.
C축이 막 표면에 대하여 수직 방향으로 배향하는 결정 구조를 갖는 도전성 산화물막은 도전율이 우수하다.
C축이 막 표면에 대하여 수직 방향으로 배향하는 결정 구조를 갖는 도전성 산화물막이 우수한 도전율을 갖는 메커니즘은 분명하지 않지만 이동도가 향상되기 쉬운 것을 들 수 있다. C축이 막 표면에 대하여 수직 방향으로 배향하는 결정 구조를 갖는 도전성 산화물막은 밴드 갭 중의 결함 준위 밀도를 비교적 작게 할 수 있어 이동도를 저하시키는 원인이 되는 불순물 산란 인자를 보다 감소시킬 수 있다.
또한 터치 위치의 검출 기능(터치 패널)을 액정 표시 장치, 유기 EL 표시 장치, 등의 표시 장치, 또는 전자 기기 등의 외부에 탑재하는 경우, 상기 C축이 막 표면에 대하여 수직 방향으로 배향하는 결정 구조를 갖는 도전성 산화물막을 터치 패널 내의 터치 위치를 검출하기 위한 전극으로서 사용될 수 있다. 상기 도전성 산화물막은 높은 도전율 및 가시광에 대한 높은 광 투과율을 갖기 때문에 터치 패널에 있어서 터치 위치의 검출 정밀도를 향상시킬 수 있다.
예를 들어 하나의 기판을 사용하여 터치 패널을 구성하고, 기판 위에 도전성 산화물막을 형성한 경우 도전성 산화물막에 흐르는 전류의 변화에 의하여 터치 위치를 검출할 수 있다.
또한 예를 들어 2개의 기판을 사용하여 터치 패널을 구성하고, 제 1 기판 위에 제 1 도전성 산화물막을 형성하고 제 2 기판 위에 제 2 도전성 산화물막을 형성한 경우 제 1 도전성 산화물막과 제 2 도전성 산화물막의 접촉에 의하여 터치 위치를 검출할 수 있다.
또한 예를 들어 2개의 기판을 사용하여 터치 패널을 구성하고, 제 1 기판 위에 제 1 도전성 산화물막을 형성하고 제 2 기판 위에 제 2 도전성 산화물막을 형성한 경우 제 1 도전성 산화물막과 제 2 도전성 산화물막 사이에 발생하는 용량 변화에 의하여 터치 위치를 검출할 수 있다.
또한 터치 위치의 검출 기능을 표시 장치, 또는 전자 기기 등의 내부에 장착하는 경우라도 상기 C축이 막 표면에 대하여 수직 방향으로 배향하는 결정 구조를 갖는 도전성 산화물막을 터치 위치를 검출하기 위한 전극으로서 사용할 수 있다.
예를 들어 액정층을 협지하는 2개의 기판을 사용하여, 한쪽 기판 위에 제 1 도전성 산화물막 및 액정층을 제어하는 전극(화소 전극)을 형성하고, 다른 쪽 기판 위에 제 2 도전성 산화물막 및 액정층을 제어하는 전극(공통 전극)을 형성하고, 터치 위치를 검출하기 위한 전극과 액정층을 제어하기 위한 전극을 각각 동일한 기판 위에 형성할 수 있다. 터치 위치를 검출하기 위한 전극과 액정층을 제어하기 위한 전극을 액정 표시 장치의 화소 내부에 장착함으로써 액정 표시 장치 전체의 두께를 얇게 하고 또한 액정 표시 장치의 성능을 향상시킬 수 있다. 또한 제 1 도전성 산화물막을 화소 전극과 겸용시킬 수도 있고 제 2 도전성 산화물막을 공통 전극과 겸용시킬 수도 있다.
또한 예를 들어 발광층을 협지하는 2개의 기판을 사용하여 한쪽 기판 위에 제 1 도전성 산화물막을 형성하고 다른 쪽 기판 위에 제 2 도전성 산화물막을 형성함으로써 터치 위치를 검출하기 위한 전극과 발광층을 제어하기 위한 전극을 유기 EL 표시 장치의 화소 내부에 장착할 수 있다.
또한 본 명세서에서 제시하는 본 발명의 일 형태는, 기판 온도를 200℃ 이상으로 한 조건하에서, 스퍼터링법을 이용하여 기판 위에 도전성 산화물막을 형성하고, 성막 후 도전성 산화물막에 대하여 질소 어닐 처리를 수행하는 것을 특징으로 하는 도전성 산화물막의 제작 방법이다.
또한 본 명세서에서 제시하는 본 발명의 일 형태는, 기판 온도를 200℃ 이상으로 한 조건하에서, 스퍼터링법을 이용하여 아르곤 가스를 포함하는 분위기 중에서 기판 위에 도전성 산화물막을 형성하고 나서 도전성 산화물막에 대하여 질소 어닐 처리를 수행하는 것을 특징으로 하는 도전성 산화물막의 제작 방법이다.
상기 제작 방법에 있어서, 성막시의 아르곤 가스의 첨가량이 많을수록 C축이 막 표면에 대하여 수직 방향으로 배향하는 결정 구조를 갖는 도전성 산화물막의 도전율은 향상된다.
상기 제작 방법에 있어서, 성막시의 산소 가스의 첨가량이 많을수록 CAAC화되기 쉽다(CAAC부를 많이 포함하기 쉽다). 따라서 성막시의 산소 가스의 첨가량이 많을수록 X선 회절 측정에 의하여 얻어지는 31° 부근에 존재하는 회절 피크는 급격하게 된다. 또한 본 명세서에 있어서 "CAAC화되기 쉽다" "CAAC부를 많이 포함하기 쉽다"란, "도전성 산화물막에 있어서 C축이 막 표면에 대하여 수직 방향으로 배향하는 결정부를 많이 포함하기 쉽다"란 뜻을 갖는 것으로 한다.
도전율, 가시광에 대한 광 투과율을 고려하여 도전성 산화물막을 형성할 때의 산소 가스의 첨가량 및 아르곤 가스의 첨가량을 적절히 조정하는 것이 바람직하다.
상기 제작 방법에 있어서, 성막시의 산소 가스의 첨가량과 아르곤 가스의 첨가량의 비율이 3:7인 것이 특히 바람직하다.
상기 제작 방법에 있어서, 성막시의 기판 온도는 200℃ 이상, 보다 바람직하게는 400℃ 이상인 것이 바람직하다.
상기 제작 방법에 있어서, 성막시의 기판 온도를 높게 할수록 도전성 산화물막은 CAAC화되기 쉽다. 보다 CAAC화된 도전성 산화물막을 얻는 것으로, 가시광에 대한 광 투과율을 향상시켜 도전율을 향상시킬 수 있다.
또한 상기 제작 방법에서는, 성막 후의 C축이 막 표면에 대하여 수직 방향으로 배향하는 결정 구조를 갖는 도전성 산화물막에 대하여, 질소 어닐 처리를 수행한다. 질소 어닐 처리를 수행함으로써 C축이 막 표면에 대하여 수직 방향으로 배향하는 결정 구조를 갖는 도전성 산화물막의 도전율을 보다 향상시킬 수 있다. 즉 말하자면 질소 어닐 처리를 수행함으로써 C축이 막 표면에 대하여 수직 방향으로 배향하는 결정 구조를 갖는 도전성 산화물막의 시트 저항을 저감시키는 것이 가능하다.
질소 어닐 처리를 수행함으로써 C축이 막 표면에 대하여 수직 방향으로 배향하는 결정 구조를 갖는 도전성 산화물막 내의 산소 결손이 증대한다. 전기 전도의 기능을 갖는 캐리어가 되는 자유 전자의 밀도가 크게 되기 때문에 상기 도전성 산화물막의 캐리어 밀도가 크게 된다. 즉 말하자면 질소 어닐 처리를 수행함으로써 상기 도전성 산화물막의 도전율은 높게 된다.
또한 상기 제작 방법에 있어서, 질소 어닐 처리시의 온도는 350℃ 이상인 것이 바람직하고, 450℃ 이상인 것이 특히 바람직하다. 질소 어닐 처리시의 온도를 보다 높게 함으로써 C축이 막 표면에 대하여 수직 방향으로 배향하는 결정 구조를 갖는 도전성 산화물막의 도전율을 보다 향상시킬 수 있다.
또한 질소 어닐 처리를 수행하는 시간은 1시간 정도로 하는 것이 바람직하다.
또한 질소 어닐 처리는 질소 가스 및 희가스의 혼합 가스 분위기 중에서 수행되어도 좋다.
또한 질소 어닐 처리는 산소 가스를 포함하지 않는 분위기 중에서 수행되는 것이 바람직하다.
상기 제작 방법에 있어서, 도전성 산화물막의 광 투과율 및 도전율은 성막시의 기판 온도, 성막시의 산소 가스의 첨가량, 성막시의 아르곤 가스의 첨가량, 성막 후의 질소 어닐 처리의 유무, 질소 어닐 처리시의 온도 등에 의하여 제어되는 경향이 있다.
상기 제작 방법에 있어서, 성막시의 기판 온도를 높게 하며 성막 후에 수행되는 질소 어닐 처리시의 온도를 높게 함으로써 품질이 높은 도전성 산화물막을 얻기 쉽다.
상기 제작 방법에서 제작된 도전성 산화물막은 상기 과제를 해결한다.
또한 본 명세서에 있어서 단순히 "수직"이라고 기재하는 경우 85° 이상 95° 이하의 범위도 포함되는 것으로 한다.
성막시의 기판 온도를 높게 하여 도전성 산화물막을 형성하고 나서, 상기 도전성 산화물막에 대하여 질소 어닐 처리를 수행함으로써 높은 도전율을 가지며 가시광에 대하여 높은 광 투과율을 갖는 도전성 산화물막을 얻을 수 있다. 또한 C축이 막 표면에 대하여 수직 방향으로 배향하는 결정 구조를 갖는 도전성 산화물막을 얻을 수 있다.
성막시의 아르곤 가스의 첨가량을 적절히 선택함으로써 도전율을 더 향상시킨 도전성 산화물막을 얻을 수 있다.
성막시의 산소 가스의 첨가량을 적절히 선택함으로써 결정성이 보다 높은 도전성 산화물막을 얻을 수 있다.
도 1은 도전성 산화물막의 X선 회절 데이터를 도시한 도면.
도 2는 도전성 산화물막의 단면 TEM 사진을 나타낸 도면.
도 3은 도전성 산화물막의 X선 회절 데이터를 도시한 도면.
도 4는 도전성 산화물막의 X선 회절 데이터를 도시한 도면.
도 5는 도전성 산화물막의 X선 회절 데이터를 도시한 도면.
도 6은 유기 EL 표시 장치를 도시한 도면.
도 7은 유기 EL 표시 장치를 도시한 도면.
도 8은 전자 기기를 도시한 도면.
도 9는 터치 패널을 도시한 도면.
도 10은 터치 패널을 도시한 도면.
도 11은 도전성 산화물막의 X선 회절 데이터를 도시한 도면.
실시형태에 대하여, 도면을 사용하여 상세하게 설명한다. 다만 본 발명은 이하의 설명에 한정되지 않으며 본 발명의 취지 및 그 범위에서 벗어남이 없이 그 형태 및 상세한 사항을 다양하게 변경할 수 있는 것은 당업자라면 용이하게 이해할 수 있다. 따라서, 본 발명은 이하에 나타내는 실시형태의 기재 내용에 한정하여 해석되는 것이 아니다. 또한, 이하에 설명하는 발명의 구성에서, 동일 부분 또는 같은 기능을 갖는 부분에는 동일한 부호를 상이한 도면간에서 공통적으로 사용하고, 그 반복 설명은 생략한다.
(실시형태 1)
본 실시형태에서는 성막시의 아르곤 가스의 비율이 100%인 조건하에서 도전성 산화물막을 제작한 경우에 대하여 도 1 및 표 1을 사용하여 설명한다.
본 실시형태에서는 일례로서 인듐 아연 산화물막을 형성한 예에 대하여 설명한다.
인듐 아연 산화물막의 형성 방법, 성막 조건에 대하여 설명한다. 인듐 아연 산화물막은 스퍼터링법에 의하여 형성되었다. 조건은 이하에서 제시한다.
타깃에는 타깃 조성이 In:Zn=2:1(mol비 In2O3:ZnO=1:1)인 것을 사용하였다. 기판 온도는 200℃인 경우와 400℃인 경우의 2개의 조건으로 나누어, 성막하였다. 반응 압력은 0.4Pa, DC파워는 0.5kW로 하였다.
또한 성막 후의 질소 어닐 처리는 수행하지 않았다.
표 1에 상기 조건하에서 성막한 인듐 아연 산화물막의 시트 저항의 측정 결과를 나타내었다.
Figure pat00001
인듐 아연 산화물막의 시트 저항은 이하에서 제시한 바와 같은 순서로 측정하였다. 우선 기판 위에 상기 조건에 따라 인듐 아연 산화물막(막 두께 100nm 정도)을 형성하였다. 그 다음에 기판 온도 200℃로 형성한 인듐 아연 산화물막의 시트 저항과, 기판 온도 400℃로 형성한 인듐 아연 산화물막의 시트 저항 각각을 4탐침법의 측정 장치를 사용하여 측정하였다. 또한 4탐침법의 측정 장치의 측정 정밀도는, 0.2%이다.
표 1에 나타낸 바와 같이, 성막시의 기판 온도가 200℃인 경우 시트 저항은 47.1Ω/□이고, 성막시의 기판 온도가 400℃인 경우 시트 저항은 37.2Ω/□이며, 매우 양호한 측정 결과를 얻을 수 있었다. 이것은 도전성 산화물막으로서 충분히 기능하는 값이고, 터치 패널 및 전자 페이퍼용도로서의 이용이 가능한 값이다.
측정 결과를 보다시피, 성막시의 기판 온도가 200℃인 경우의 시트 저항보다 성막시의 기판 온도가 400℃인 경우의 시트 저항이 낮은 값을 나타내는 것이 확인된다. 따라서 성막시의 기판 온도가 높을수록 인듐 아연 산화물막의 도전율을 향상시킬 수 있는 것을 알 수 있다.
또한 성막 후, 상기 조건하에서 형성한 인듐 아연 산화물막에 대하여 질소 어닐 처리는 수행되지 않았다. 성막 후 상기 조건하에서 형성한 인듐 아연 산화물막에 대하여 질소 어닐 처리를 수행하면 보다 낮은 시트 저항을 얻을 수 있다고 예상된다.
다음에 우수한 도전율을 나타내는 상기 조건하에서 형성한 인듐 아연 산화물막의 결정 구조에 대하여 조사하였다.
측정 장치는 Bruker사 제의 분말XRD장치(D-8 ADVANCE)를 사용하였다.
도 1의 (A) 및 도 1의 (B)에, 상기 조건하에서 형성한 인듐 아연 산화물막의 X선 회절(XRD: X-Ray Diffraction) 데이터의 측정 결과를 도시하였다. 가로 축은 회절각(2θ(deg))을 나타내고, 세로 축은 X선 회절 강도(arb.units)를 나타낸다.
다만 도 1의 (A) 및 도 1의 (B)에 있어서, 세로 축의 단위는 임의의 단위(arb.units)이지만 모든 스펙트럼에 대한 세로 축의 스케일은 일치시켰다.
도 1의 (A)는 성막시의 기판 온도가 200℃인 경우의 X선 회절 데이터의 측정 결과를 도시한 것이고, 도 1의 (B)는 성막시의 기판 온도가 400℃인 경우의 X선 회절 데이터의 측정 결과를 도시한 것이다. 도 1의 (A) 및 도 1의 (B) 각각에 있어서, 위쪽의 X선 회절 데이터는 인듐 아연 산화물막을 형성한 후에 진공 분위기에서 가열 처리를 수행한 경우의 결과가 도시된 것이고, 아래쪽의 X선 회절 데이터는 인듐 아연 산화물막을 형성한 후에 가열 처리를 수행하지 않는 경우의 결과가 도시된 것이다.
도 1의 (A) 및 도 1의 (B)를 보면, X선 회절 측정에 의하여 얻어지는 회절 피크가 31˚ 부근에 존재하는 것을 알 수 있다.
따라서 기판 온도를 200℃ 이상으로 한 조건하에서 스퍼터링법을 이용하여 인듐 아연 산화물막을 형성하면, 성막시의 아르곤 가스의 비율이 100%인 경우에도 C축이 막 표면에 대하여 수직 방향으로 배향하는 결정 구조를 갖는 인듐 아연 산화물막을 제작할 수 있는 것을 알 수 있다.
또한 도 1의 (A) 및 도 1의 (B)를 비교하면, 도 1의 (B)의 31˚ 부근에 존재하는 회절 피크가 더 급격하게 되어 있는 것을 알 수 있다. 인듐 아연 산화물막은 성막시의 기판 온도가 200℃인 경우보다 400℃인 경우가 더욱 CAAC화되기 쉬운 것을 알 수 있다.
상기 측정 결과를 보면, 인듐 아연 산화물막은 더 CAAC화될수록 도전성이 높아지는 것을 알 수 있다.
인듐 아연 산화물막은 보다 CAAC화될수록 밴드 갭 중의 결함 준위 밀도가 감소된다고 예상된다.
다음에 흡수 계수를 측정하였다. C축이 막 표면에 대하여 수직 방향으로 배향하는 결정 구조를 갖는 인듐 아연 산화물막의 흡수 계수와, 비교예로서의 비정질 구조를 갖는 인듐 아연 산화물막의 흡수 계수를 측정하여 값을 비교하였다.
측정 장치는 BUNKOUKEIKI Co.,Ltd. 제의 SGA-4를 사용하였고, 광원은 Xe 램프를 사용하여 측정하였다. 또한 측정 파장 범위는 300nm∼1200nm으로 하였다.
C축이 막 표면에 대하여 수직 방향으로 배향하는 결정 구조를 갖는 인듐 아연 산화물막의 흡수 계수를 측정하면 2.5×10-1cm이었다.
비교예로서, 비정질 구조를 갖는 인듐 아연 산화물막의 흡수 계수를 측정하면 3.0×10-1cm이었다.
C축이 막 표면에 대하여 수직 방향으로 배향하는 결정 구조를 갖는 인듐 아연 산화물막의 흡수 계수는 비정질 구조를 갖는 인듐 아연 산화물막의 흡수 계수보다 작은 값이었다.
이로써 C축이 막 표면에 대하여 수직 방향으로 배향하는 결정 구조를 갖는 인듐 아연 산화물막은 비정질 구조를 갖는 인듐 아연 산화물막에 비하여, 비교적 우수한 광 투과율을 갖는 것이 시사된다.
결함 준위 밀도가 작을수록 이동도를 저하시키는 원인이 되는 불순물 산란 인자가 적게 되기 때문에 흡수 계수는 작게 된다. 따라서 인듐 아연 산화물막은 보다 CAAC화될수록 도전율이 높게 되는 것을 알 수 있다.
또한 결함 준위 밀도가 작을수록 가시광 영역에서의 결함 준위에 의한 광의 흡수를 억제할 수 있다. 따라서 인듐 아연 산화물막은 보다 CAAC화될수록 가시광에 대한 광 투과율이 높게 되는 것을 알 수 있다.
상술한 모든 측정 결과로부터, 성막시의 기판 온도를 높게 할수록 인듐 아연 산화물막은 CAAC화되기 쉽고 또한 보다 CAAC화된 인듐 아연 산화물막일수록 도전율의 향상과 가시광에 대한 광 투과율의 향상의 양립을 도모하기 쉽다고 생각된다.
(실시형태 2)
본 실시형태에서는 성막시의 아르곤 가스의 비율이 70% 이하인 조건하에서 도전성 산화물막을 제작한 경우에 대하여 도 2 내지 도 5, 도 11, 표 2 내지 표 7을 사용하여 설명한다.
본 실시형태에서는, 일례로서 인듐 아연 산화물막을 형성한 예에 대하여 설명한다.
인듐 아연 산화물막의 형성 방법, 성막 조건에 대하여 설명한다. 인듐 아연 산화물막은 스퍼터링법으로 형성하였다. 그 조건을 이하에서 제시한다.
타깃에는 타깃 조성이 In:Zn=2:1(mol비 In2O3:ZnO=1:1)인 것을 사용하였다. 성막시의 산소 가스의 비율이 100%인 경우와, 아르곤 가스의 첨가량:산소 가스의 첨가량=7:3인 경우의 2개의 조건으로 나누어 성막하였다. 기판 온도는 25℃(실온)인 경우와 200℃인 경우의 2개의 조건으로 나누어 성막하였다. 반응 압력은 0.4Pa, DC파워는 0.5kW로 하였다.
또한 도 2 내지 도 5, 도 11, 표 2 내지 표 7에서의 측정에 사용되는 인듐 아연 산화물막은 상기 조건 중 어느 하나의 조건을 사용하여 형성된다.
또한 성막 후에 상기 조건 중 어느 하나의 조건을 사용하여 형성된 인듐 아연 산화물막에 대하여 질소 어닐 처리를 수행한 경우의 측정 결과도 제시한다.
도 2에 단면 TEM사진, 도 3에 X선 회절 데이터의 측정 결과를 도시하였다.
도 2 및 도 3에 도시된 인듐 아연 산화물막의 성막 조건은 타깃 조성이 In:Zn=2:1, 성막시의 산소 가스의 비율이 100%, 기판 온도가 200℃, 반응 압력은 0.4Pa, DC파워는 0.5kW이다.
또한 성막 후의 질소 어닐 처리는 수행하지 않았다.
도 2의 (A)는 기판 위에 베이스막으로서 산화질화 실리콘막을 형성하고, 베이스막인 산화질화 실리콘막 위에 인듐 아연 산화물막을 형성한 경우의 인듐 아연 산화물막의 단면 TEM 사진이다. 도 2의 (B)는 기판 위에 베이스막으로서 산화 실리콘막을 형성하고, 베이스막인 산화 실리콘막 위에 인듐 아연 산화물막을 형성한 경우의 인듐 아연 산화물막의 단면 TEM 사진이다.
도 2를 보면, 성막 후의 인듐 아연 산화물막은 C축이 막 표면에 대하여 수직 방향으로 배향하는 결정 구조를 갖는 것을 알 수 있다. 수직 방향으로 결정부가 정확히 배열되어 있는 것을 알 수 있다. 따라서 상기 성막 조건하에서 얻어진 인듐 아연 산화물막은 C축이 막 표면에 대하여 수직 방향으로 배향하는 결정 구조를 갖는 인듐 아연 산화물막인 것을 알 수 있다.
도 3은 도 2에 도시된 C축이 막 표면에 대하여 수직 방향으로 배향하는 결정 구조를 갖는 인듐 아연 산화물막의 X선 회절 데이터를 도시한 것이다. 도 3 중의 (1)은 도 2의 (A)에 대응하고, 도 3 중의 (2)는 도 2의 (B)에 대응한다. 측정 장치, 측정 방법은 실시형태 1을 참작할 수 있다.
도 3 중의 (1)은 기판 위에 베이스막으로서 산화질화 실리콘막을 형성하고, 베이스막인 산화질화 실리콘막 위에 인듐 아연 산화물막을 형성한 경우의 인듐 아연 산화물막의 X선 회절 데이터를 나타낸 것이다. 도 3 중의 (2)는 기판 위에 베이스막으로서 산화 실리콘막을 형성하고, 베이스막인 산화 실리콘막 위에 인듐 아연 산화물막을 형성한 경우의 인듐 아연 산화물막의 X선 회절 데이터를 나타낸 것이다.
도 3을 보면 X선 회절 측정으로 얻어지는 회절 피크가 31˚ 부근에 있는 것을 알 수 있다.
도 2 및 도 3의 단면 TEM 사진의 측정 결과, 및 X선 회절 데이터의 측정 결과를 보면, 기판 온도가 200℃ 이상의 조건하에서 스퍼터링법을 이용하여 성막하면 인듐 아연 산화물막은 CAAC화되는 것을 알 수 있다.
또한 도 1과 도 3을 비교하면 성막시의 산소 가스의 첨가량이 많을수록 인듐 아연 산화물막은 보다 CAAC화되기 쉬운 것을 알 수 있다.
다음에, 도 4에 X선 회절 데이터의 측정 결과를 도시하였다.
도 4에 도시된 인듐 아연 산화물막의 성막 조건은 타깃 조성이 In:Zn=2:1, 아르곤 가스의 첨가량:산소 가스의 첨가량=7:3, 기판 온도는 25℃(실온), 반응 압력은 0.4Pa, DC파워는 0.5kW로 하였다.
또한 성막 후의 질소 어닐 처리는 수행하지 않았다.
도 4 중의 (1)은 기판 위에 베이스막으로서 산화질화 실리콘막을 형성하고, 베이스막인 산화질화 실리콘막 위에 인듐 아연 산화물막을 형성한 경우의 인듐 아연 산화물막의 X선 회절 데이터를 나타낸 것이다. 도 4 중의 (2)는 기판 위에 베이스막으로서 산화 실리콘막을 형성하고, 베이스막인 산화 실리콘막 위에 인듐 아연 산화물막을 형성한 경우의 인듐 아연 산화물막의 X선 회절 데이터를 나타낸 것이다.
도 4를 보면 알다시피 성막 후의 인듐 아연 산화물막에서 X선 회절 측정으로 얻어지는 회절 피크가 31˚ 부근에는 거의 존재하지 않는 것은 분명하다. 도 3과 비교하면 31˚ 부근의 회절 피크의 차이는 명확하다. 따라서 상기 성막 조건하에서 얻어진 인듐 아연 산화물막은 비정질 구조를 갖는 인듐 아연 산화물막인 것을 알 수 있다.
도 3 및 도 4에서의 X선 회절 데이터의 측정 결과를 비교하면 성막시의 산소 가스의 첨가량이 적으며 기판 온도가 낮은(실온 정도) 경우 인듐 아연 산화물막은 CAAC화되지 않고 비정질 구조를 갖는 인듐 아연 산화물막이 되는 것을 알 수 있다.
도 1 및 도 3에서의 X선 회절 데이터의 측정 결과를 비교하면 성막시의 산소 가스의 첨가량이 적은 경우 인듐 아연 산화물막은 CAAC화되기 어려운 것을 알 수 있다.
다음에 도 5 및 도 11에, 기판 온도가 200℃ 이상의 조건하에서 아르곤 가스를 포함한 분위기 중에서 스퍼터링법을 이용하여 성막되고, 성막 후에 질소 어닐 처리가 수행된 인듐 아연 산화물막의 X선 회절 데이터의 측정 결과를 도시하였다.
도 5에 도시된 인듐 아연 산화물막의 성막 조건은 타깃 조성이 In:Zn=2:1, 아르곤 가스의 첨가량:산소 가스의 첨가량=7:3, 기판 온도는 200℃, 반응 압력은 0.4Pa, DC파워는 0.5kW이다.
도 5의 (A)는 질소 어닐 처리를, 온도를 350℃, 시간을 1시간으로 한 조건하에서 수행한 경우의, X선 회절 데이터의 측정 결과를 도시한 것이다. 도 5의 (B)는 질소 어닐 처리를, 온도를 450℃, 시간을 1시간으로 한 조건하에서 수행한 경우의, X선 회절 데이터의 측정 결과를 도시한 것이다.
도 11에 도시된 인듐 아연 산화물막의 성막 조건은 타깃 조성이 In:Zn=2:1, 성막시의 산소 가스의 비율이 100%, 기판 온도는 200℃, 반응 압력은 0.4Pa, DC파워는 0.5kW이다. 도 11은 질소 어닐 처리를, 온도를 350℃, 시간을 1시간으로 한 조건하에서 수행한 경우의, X선 회절 데이터의 측정 결과를 도시한 것이다.
측정 장치, 측정 방법은 실시형태 1을 참작할 수 있다.
도 5의 (A), 도 5의 (B), 및 도 11 중의 (1)은 베이스막인 산화질화 실리콘막 위에 인듐 아연 산화물막을 형성한 경우의 인듐 아연 산화물막의 X선 회절 데이터를 나타낸 것이다.
도 5의 (A), 도 5의 (B), 및 도 11 중의 (2)는 베이스막인 산화 실리콘막 위에 인듐 아연 산화물막을 형성한 경우의 인듐 아연 산화물막의 X선 회절 데이터를 나타낸 것이다.
도 5를 보면 X선 회절 측정으로 얻어지는 회절 피크가 31˚ 부근에 있는 것을 알 수 있다.
따라서 C축이 막 표면에 대하여 수직 방향으로 배향하는 결정 구조를 갖는 인듐 아연 산화물막을 형성하고 나서 상기 인듐 아연 산화물막에 대하여 질소 어닐 처리를 수행하여도, C축이 막 표면에 대하여 수직 방향으로 배향하는 결정 구조가 유지되는 것을 알 수 있다.
다음에 표 2 및 표 3에 도 5에서 사용된 인듐 아연 산화물막의 시트 저항의 측정 결과를 나타내었다. 성막 후의 인듐 아연 산화물막에 대하여 질소 어닐 처리의 시간을 1시간, 온도를 350℃로 하여 질소 어닐 처리를 수행한 경우의 시트 저항과, 성막 후의 인듐 아연 산화물막에 대하여 질소 어닐 처리의 시간을 1시간, 온도를 450℃로 하여 질소 어닐 처리를 수행한 경우의 시트 저항의 비교를 한다.
Figure pat00002
Figure pat00003
측정 장치, 측정 방법은 실시형태 1을 참작할 수 있다.
표 2에 나타낸 인듐 아연 산화물막은 도 5의 (A) 중의 (2)의 X선 회절 데이터를 갖는 인듐 아연 산화물막에 대응한다.
표 3에 나타낸 인듐 아연 산화물막은 도 5의 (B) 중의 (2)의 X선 회절 데이터를 갖는 인듐 아연 산화물막에 대응한다.
질소 어닐 처리를 온도 350℃로 한 경우의 시트 저항은 2830Ω/□ 정도인 것에 비하여, 질소 어닐 처리를 온도 450℃로 한 경우의 시트 저항은 2300Ω/□ 정도이었다. 질소 어닐 처리시의 온도가 높을수록 낮은 시트 저항이 얻어짐을 알 수 있다.
따라서 질소 어닐 처리시의 온도가 높을수록 높은 도전율을 갖는 인듐 아연 산화물막이 얻어짐을 알 수 있다.
다음에 표 4 및 표 5에, 도 4 및 도 11에서 사용된 인듐 아연 산화물막의 시트 저항의 측정 결과를 나타내었다.
표 4에 나타낸 비정질 구조를 갖는 인듐 아연 산화물막은 도 4 중의 (2)의 X선 회절 데이터를 갖는 인듐 아연 산화물막에 대응한다. 표 4에 나타낸 C축이 막 표면에 대하여 수직 방향으로 배향하는 결정 구조를 갖는 인듐 아연 산화물막은 도 11 중의 (2)의 X선 회절 데이터를 갖는 인듐 아연 산화물막에 대응한다.
Figure pat00004
표 5에 나타낸 비정질 구조를 갖는 인듐 아연 산화물막은 도 4 중의 (1)의 X선 회절 데이터를 갖는 인듐 아연 산화물막에 대응한다. 표 5에 나타낸 C축이 막 표면에 대하여 수직 방향으로 배향하는 결정 구조를 갖는 인듐 아연 산화물막은 도 11 중의 (1)의 X선 회절 데이터를 갖는 인듐 아연 산화물막에 대응한다.
Figure pat00005
표 4 및 표 5에 나타낸 측정 결과로부터, C축이 막 표면에 대하여 수직 방향으로 배향하는 결정 구조를 갖는 인듐 아연 산화물막의 시트 저항은 1000Ω/□ 정도인 것에 비하여 비정질 구조를 갖는 인듐 아연 산화물막의 시트 저항은 5MΩ/□ 이상이었다. 즉 말하자면 C축이 막 표면에 대하여 수직 방향으로 배향하는 결정 구조를 갖는 인듐 아연 산화물막의 시트 저항은 비정질 구조를 갖는 인듐 아연 산화물막의 시트 저항에 비하여 3자릿수 이상 작게 되었다.
따라서 C축이 막 표면에 대하여 수직 방향으로 배향하는 결정 구조를 갖는 인듐 아연 산화물막의 도전율은 비정질 구조를 갖는 인듐 아연 산화물막의 도전율에 비하여 우수한 것을 알 수 있다.
다음에 표 6 및 표 7에 도 3, 도 4, 및 도 11에서 사용된 인듐 아연 산화물막의 밴드 갭의 측정 결과를 나타내었다.
Figure pat00006
Figure pat00007
표 6에 나타낸 비정질 구조를 갖는 인듐 아연 산화물막은 도 4 중의 (2)의 X선 회절 데이터를 갖는 인듐 아연 산화물막에 대응한다. 표 7에 나타낸 비정질 구조를 갖는 인듐 아연 산화물막은 도 4 중의 (1)의 X선 회절 데이터를 갖는 인듐 아연 산화물막에 대응한다.
도 4 중의 (2)에 대응하는 베이스막인 산화 실리콘막 위에 형성된 비정질 구조를 갖는 인듐 아연 산화물막의 밴드 갭은 2.52eV이다.
도 4 중의 (1)에 대응하는 베이스막인 산화질화 실리콘막 위에, 성막된 비정질 구조를 갖는 인듐 아연 산화물막의 밴드 갭은 2.45eV이다.
표 6에 나타낸 C축이 막 표면에 대하여 수직 방향으로 배향하는 결정 구조를 갖는 인듐 아연 산화물막은 도 3 중의 (2) 및 도 11 중 (2)의 X선 회절 데이터를 갖는 인듐 아연 산화물막에 대응한다. 표 7에 나타낸 C축이 막 표면에 대하여 수직 방향으로 배향하는 결정 구조를 갖는 인듐 아연 산화물막은 도 3 중의 (1) 및 도 11 중 (1)의 X선 회절 데이터를 갖는 인듐 아연 산화물막에 대응한다.
도 3 중의 (2)에 대응하는 베이스막인 산화 실리콘막 위에, 성막된 CAAC-인듐 아연 산화물막의 밴드 갭은 2.56eV이다. 도 11 중의 (2)에 대응하는 베이스막인 산화 실리콘막 위에, 성막된 CAAC-인듐 아연 산화물막의 밴드 갭은 2.61eV이다.
C축이 막 표면에 대하여 수직 방향으로 배향하는 결정 구조를 갖는 인듐 아연 산화물막의 밴드 갭은 비정질 구조를 갖는 인듐 아연 산화물막에 비하여 약 0.05eV 정도 큰 것을 알 수 있다.
도 3 중의 (1)에 대응하는 베이스막인 산화질화 실리콘막 위에 형성된 CAAC-인듐 아연 산화물막의 밴드 갭은 2.53eV이다. 도 11 중의 (1)에 대응하는 베이스막인 산화질화 실리콘막 위에, 성막된 CAAC-인듐 아연 산화물막의 밴드 갭은 2.62eV이다.
C축이 막 표면에 대하여 수직 방향으로 배향하는 결정 구조를 갖는 인듐 아연 산화물막의 밴드 갭은 비정질 구조를 갖는 인듐 아연 산화물막에 비하여 약 0.1eV 정도 큰 것을 알 수 있다.
표 6 및 표 7에 나타낸 측정 결과로부터 C축이 막 표면에 대하여 수직 방향으로 배향하는 결정 구조를 갖는 인듐 아연 산화물막의 밴드 갭은 비정질 구조를 갖는 인듐 아연 산화물막의 밴드 갭에 비하여 큰 것을 알 수 있다.
또한 표 6 및 표 7에 나타낸 측정 결과로부터 성막 후에 질소 어닐 처리를 350℃로 수행한 C축이 막 표면에 대하여 수직 방향으로 배향하는 결정 구조를 갖는 인듐 아연 산화물막의 밴드 갭은, 성막 후에 질소 어닐 처리를 수행하지 않았던 C축이 막 표면에 대하여 수직 방향으로 배향하는 결정 구조를 갖는 인듐 아연 산화물막의 밴드 갭에 비하여 큰 것을 알 수 있다.
따라서 C축이 막 표면에 대하여 수직 방향으로 배향하는 결정 구조를 갖는 인듐 아연 산화물막의 광 투과율은 비정질 구조를 갖는 인듐 아연 산화물막의 광 투과율에 비하여 우수한 것을 알 수 있다.
또한 질소 어닐 처리를 수행한 인듐 아연 산화물막의 광 투과율은 질소 어닐 처리를 수행하지 않았던 인듐 아연 산화물막의 광 투과율에 비하여 우수한 것을 알 수 있다. 따라서 질소 어닐 처리는 인듐 아연 산화물막의 도전율을 향상시킬 뿐만 아니라 광 투과율을 높이기 위해서도 유효한 처리인 것이 시사된다.
또한 본 실시형태는 본 명세서에서 제시하는 다른 실시형태와 적절히 조합할 수 있다.
(실시형태 3)
본 실시형태에서는 본 발명의 일 형태에 따른 도전성 산화물막을 터치 패널을 갖는 유기 EL 표시 장치에 적용하는 경우에 대하여 도 6 및 도 7을 사용하여 설명한다.
도 6에서는 일례로서 아날로그 저항막 방식의 터치 패널에 대하여 설명한다.
도 6의 (A)는 터치 패널(20)을 갖는 유기 EL 표시 장치(100)의 단면도이고, 도 6의 (B)는 터치 패널(20)에서의 도전성 산화물막의 배치를 도시한 도면이다.
유기 EL 표시 장치(100)는 유기 EL 표시 패널(10)과, 터치 패널(20)을 갖는다. 또한 도 6의 (A)에서는 유기 EL 표시 패널(10)과 터치 패널(20)이 접착층(300)을 개재(介在)하여 직접 접합된 구성이 되어 있으나 이 구성에 한정되지 않는다. 유기 EL 표시 패널(10)과 터치 패널(20)은 접착층에 의하여 일부만 접합된 구성이 되어도 좋다.
도 6의 (A)에 도시된 바와 같이 터치 패널(20)은 제 1 기판(200)과, 제 2 기판(210)과, 제 1 도전성 산화물막(201)과, 제 2 도전성 산화물막(202)과, 도트 스페이서(203)와, 실재(204)와, 에어 갭(205)을 갖는다.
또한 도 6의 (A)에 도시된 바와 같이 유기 EL 표시 패널(10)은 제 1 기판(110)과, 제 1 기판(110) 위에 형성된 베이스층(101)과, 베이스층(101) 위에 형성된 트랜지스터(102)와, 절연층(103)과, 절연층(103) 위에 형성된 제 1 층간막(104)과, 트랜지스터(102)와 전기적으로 접속된 배선(105)과, 배선(105) 및 제 1 층간막(104) 위에 형성된 제 2 층간막(106)과, 배선(105)과 전기적으로 접속되는 발광 소자(107)와, 발광 소자(107)를 격리하는 제 1 격벽(114) 및 제 2 격벽(155)을 갖는다. 또한 제 1 기판(110)의 대향 기판으로서 제 2 기판(160)을 갖는다. 제 2 기판(160)에는 베이스층(162), 블랙 매트릭스(163), 적색 컬러 필터(164), 녹색 컬러 필터(165), 및 청색 컬러 필터(166)가 형성된다. 발광 소자(107)는 반사 전극(108)과, 제 1 마이크로 캐비티층(109)과, 제 2 마이크로 캐비티층(111)과, 발광층(112)과, 음극(113)을 갖는다.
제 1 도전성 산화물막(201) 및 제 2 도전성 산화물막(202)의 재료에는 인듐 아연 산화물을 사용하는 것이 바람직하다.
또한 실시형태 1 및 실시형태 2에서 제시한 C축이 막 표면에 대하여 수직 방향으로 배향하는 결정 구조를 갖는 도전성 산화물막을 제 1 도전성 산화물막(201), 제 2 도전성 산화물막(202), 음극(113), 제 1 마이크로 캐비티층(109), 및 제 2 마이크로 캐비티층(111)에 적용할 수 있다. 상기 도전성 산화물막은 높은 도전율 및 가시광에 대한 높은 광 투과율을 갖는다.
도트 스페이서(203)에 사용되는 재료로서는, 투광성을 갖는 재료이며 탄력성을 갖는 재료인 것이 바람직하다. 에폭시 수지, 아크릴 수지 등의 절연성 합성 수지를 사용하는 것이 바람직하다. 또한 도트 스페이서(203)는 유기물, Si, C, Mg 등의 미립자를 포함하여도 좋다.
도트 스페이서(203)는, 입력 수단(115)이 터치 패널(20)을 터치할 때의 제 1 기판(200)과 제 2 기판(210) 사이의 충격을 완화시킬 수 있다. 또한 도트 스페이서(203)는, 입력 수단(115)이 터치 패널(20)을 터치한 바로 후에 제 1 기판(200)이 원래 위치로 되돌리기 쉽게 시킬 수 있다.
또한 도트 스페이서(203)는 제 2 기판(210) 측에 형성되어도 좋고 제 1 기판(200) 측에 형성되어도 좋다. 또한 제 1 기판(200) 및 제 2 기판(210)의 양쪽에 형성되어도 좋다.
제 1 기판(200) 및 제 2 기판(210)에 사용되는 재료로서는 플라스틱 필름, 유리, 박판 유리, 강화 유리 등을 들 수 있다. 플라스틱 필름으로서는 특별히 한정되지 않지만 투광성을 가지며 내열 온도가 200℃ 이상인 플라스틱 필름을 사용하는 것이 바람직하다. 플라스틱 필름으로서는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)(내열 온도 200℃ 정도), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN)(내열 온도 200℃ 정도), 폴리에텔설폰(PES)(내열 온도 200℃ 정도), 환상 올레핀 고분자(COC)(내열 온도 200℃ 정도), TAC(Triacetylcellulose)(내열 온도 200℃ 정도), 폴리이미드(PI)(내열 온도 200℃ 정도), 폴리에스테르(내열 온도 240℃ 정도), 실리콘(silicone) 수지(내열 온도 500℃ 정도) 등을 사용하는 것이 바람직하다.
또한 내열 온도가 200℃ 이하인 플라스틱 필름을 사용할 수도 있다. 내열 온도가 200℃ 이하인 플라스틱 필름으로서는 폴리비닐 알코올(PVA)(내열 온도 40℃∼60℃ 정도), 폴리스타이렌(PS)(내열 온도 70℃∼90℃ 정도), 2축 연신 폴리스타이렌(OPS)(내열 온도 80℃ 정도), 폴리 염화 비닐(PVC)(내열 온도 60℃∼80℃ 정도), 폴리카보네이트(PC)(내열 온도 120℃∼130℃ 정도), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)(내열 온도 70℃∼90℃ 정도) 등을 사용하는 것이 바람직하다.
내열 온도가 200℃ 이하인 플라스틱 필름을 사용한 경우 도전성 산화물막과 기판 사이에 베이스막을 형성하는 것이 바람직하다. 베이스막으로서는 산화 실리콘막, 산화질화 실리콘막, 산화 알루미늄막 등을 사용할 수 있다. 도전성 산화물막과 기판 사이에 베이스막을 형성함으로써 플라스틱 필름에서 발생하는 가스의 영향 등을 저감시킬 수 있다. 또한 도전성 산화물막의 결정 중의 결함을 저감할 수 있다.
실재(204)에 사용되는 재료는 특별히 한정되지 않지만 양면 접착 테이프(DAT) 등을 사용하는 것이 바람직하다.
실재(204)는 제 1 기판(200)의 한 표면의 가장자리부와, 제 2 기판(210)의 한 표면의 가장자리부에 제공되고, 제 1 기판(200) 및 제 2 기판(210)의 가장자리부를 서로 접착시킨다. 또한 실재(204)는 입력 수단(115)이 터치 패널(20)을 터치하고 있지 않은 동안 제 1 도전성 산화물막(201)과 제 2 도전성 산화물막(202)을 격리시킨다.
또한 도 6의 (B)에 도시된 바와 같이 제 1 도전성 산화물막(201)은 제 1 기판(200)의 표면에 고르게 형성되어 있고, 제 2 도전성 산화물막(202)은 제 2 기판(210)의 표면에 고르게 형성되어 있다.
터치 패널(20)의 터치 위치 검출 방법에 대하여 설명한다. 아날로그 저항막 방식을 이용한 경우, 제 1 도전성 산화물막(201) 및 제 2 도전성 산화물막(202) 중 한쪽에는 전압이 인가되고, 다른 쪽에서는 전위가 검출된다. 제 1 도전성 산화물막(201)과 제 2 도전성 산화물막(202)이 에어 갭(205) 및 도트 스페이서(203)를 개재하여 격리되는 상태에서 입력 수단(115)이 제 1 기판(200)의 한쪽의 면을 터치하면, 제 1 도전성 산화물막(201)은 제 2 도전성 산화물막(202)의 방향으로 휘어 제 1 도전성 산화물막(201)과 제 2 도전성 산화물막(202)이 접촉한다. 이 때 제 1 도전성 산화물막(201)과 제 2 도전성 산화물막(202)이 도통한다. 도통 부분의 전위를 검출함으로써 터치 위치를 검출할 수 있다. 또한 상기 도전성 산화물막은 높은 도전율 및 가시광에 대하여 높은 광 투과율을 갖기 때문에 터치 패널(20)의 터치 위치의 검출 정밀도를 보다 높게 할 수 있다.
예를 들어 터치 패널(20)에 4선식을 이용한 경우 제 1 도전성 산화물막(201)의 상하, 제 2 도전성 산화물막(202)의 좌우의 4개소에 전극(투명하지 않아도 좋음)을 제공하고, 한쪽의 도전성 산화물막에만 전압을 인가하고 다른 쪽의 도전성 산화물막으로부터 터치 위치의 전위를 검출하여, 터치 위치를 검출할 수 있다. 터치 패널(20)은 4선식에 한정되지 않고 5선식, 7선식, 8선식이라도 좋다.
또한 터치 패널(20)은 도 7에 도시된 바와 같은 표면형 정전 용량 방식의 터치 패널(40)이라도 좋다.
유기 EL 표시 장치에 터치 패널(40)을 적용하는 경우에 대하여 도 7을 사용하여 설명한다.
도 7의 (A)는 터치 패널(40)을 갖는 유기 EL 표시 장치(440)의 단면도이고, 도 7의 (B)는 터치 패널(40)의 도전성 산화물막의 배치를 도시한 도면이다.
도 7의 (A)에 도시된 바와 같이 터치 패널(40)은 제 1 기판(400)과, 도전성 산화물막(401)과, 제 2 기판(402)을 갖는다.
도전성 산화물막(401)의 재료에는 인듐 아연 산화물을 사용하는 것이 특히 바람직하다.
실시형태 1 및 실시형태 2에서 제시한 C축이 막 표면에 대하여 수직 방향으로 배향하는 결정 구조를 갖는 도전성 산화물막을 도전성 산화물막(401)에 적용할 수 있다. 상기 도전성 산화물막은 높은 도전율 및 가시광에 대한 높은 광 투과율을 갖는다. 따라서 터치 패널(40)에서의 터치 위치의 검출 정밀도를 보다 높게 할 수 있다.
제 1 기판(400) 및 제 2 기판(402)으로서는 터치 패널(20)과 같은 재료를 사용할 수 있다.
또한 도 7의 (A)에 도시된 유기 EL 표시 장치(440)에서, 유기 EL 표시 패널(10)과, 터치 패널(40)은 접착층(403)에 의하여 일부만 접합된 구성이 되어 있다. 접합되어 있지 않은 부분에 간극이 형성되더라도 C축이 막 표면에 대하여 수직 방향으로 배향하는 결정 구조를 갖는 도전성 산화물막을 적용함으로써 광 투과율의 저감을 억제할 수 있게 된다.
또한 도 7의 (B)에 도시된 바와 같이 도전성 산화물막(401)은 제 2 기판(402) 표면에 고르게 형성되어 있다.
터치 패널(40)에서의 터치 위치의 검출 방법에 대하여 설명한다. 도전성 산화물막(401)의 4개의 구석에는 전극(투명하지 않아도 좋음)이 제공된다. 이 4개의 전극에 전압이 인가되면 도전성 산화물막(401)은 제 2 기판(402) 표면에 고르게 형성되기 때문에 터치 패널(40)에는 균일한 전계가 형성된다. 이 때 도전성 산화물막(401)에는 전류가 거의 흐르지 않는다.
입력 수단(215)이 제 1 기판(400)의 한쪽 면을 터치하면 도전성 산화물막(401)을 흐르는 전류가 변화한다(미약한 전류가 흐른다). 이 때 입력 수단(215)과 도전성 산화물막(401) 사이에 정전 용량이 발생하기 때문에 터치 패널(40)의 용량(합성 용량)이 증가하고 도전성 산화물막(401)의 4개의 구석에 형성된 전극에 흐르는 전류가 변화한다. 도전성 산화물막(401), 제 1 기판(400), 입력 수단(215), GND 사이에서 폐회로가 형성되기 때문에 4개의 구석의 전극에 흐르는 전류를 검출하고 터치 위치와 4개의 구석의 각각 전극 사이의 거리의 비율로부터 터치 위치를 정확히 검출할 수 있다.
또한 정전 용량 방식의 터치 패널(40)에서는, 입력 수단(215)이 제 1 기판(400)을 직접 터치하지 않고 제 1 기판(400)에 가까워지기만 해도 터치 위치를 검출할 수 있다.
본 실시형태에서는 터치 패널(20)로서 아날로그 저항막 방식의 터치 패널을 터치 패널(40)로서 표면형 정전 용량 방식의 터치 패널을 적용한 경우에 대하여 설명하였으나, 터치 패널(20) 및 터치 패널(40)의 구성은 상기 구성에 한정되지 않는다. 어느 구성이라도, 터치 패널에 사용되는 도전성 산화물막으로서 실시형태 1 및 실시형태 2에서 제시한 C축이 막 표면에 대하여 수직 방향으로 배향하는 결정 구조를 갖는 도전성 산화물막을 적용할 수 있다.
또한 본 실시형태에서는 터치 패널(20) 및 터치 패널(40)이 유기 EL 표시 패널(10)의 외부에 제공되어 있는 외부 설치형의 유기 EL 표시 장치의 구성에 대하여 설명하였으나 상기 구성에 한정되지 않는다. 터치 패널(20) 및 터치 패널(40)과 마찬가지의 터치 패널 기능을 갖는 인셀(In-cell)형 유기 EL 표시 장치 또는 온셀(On-cell)형 유기 EL 표시 장치라도 좋다.
터치 패널(20) 및 터치 패널(40)과 마찬가지의 터치 패널 기능을 유기 EL 표시 장치에 내장하는 경우 도전성 산화물막은 터치 전극(센서 전극)으로서 기능한다. 동일 기판 위에서 양극(또는 음극)과 도전성 산화물막을 형성함으로써, 유기 EL 표시 장치에 화상을 표시시키기 위한 발광층의 제어와, 표시 패널의 표면 위에 접촉한 입력 수단의 터치 위치의 검출을 동일 기판 위에서 수행하는 것이 가능하게 된다. 또한 도전성 산화물막은 터치 전극으로서의 기능과, 발광층을 제어하는 전극으로서의 기능을 겸용시키는 것도 가능하다. 이와 같이 터치 패널 기능을 유기 EL 표시 장치에 내장하면 다른 터치 패널을 유기 EL 표시 패널 위에 제공할 필요가 없기 때문에, 유기 EL 표시 장치 전체의 두께를 얇게 하는 것이 가능하게 되고, 또한 유기 EL 표시 장치 전체의 중량을 가볍게 할 수 있다.
높은 도전율 및 가시광에 대한 높은 광 투과율을 갖는 C축이 막 표면에 대하여 수직 방향으로 배향하는 결정 구조를 갖는 도전성 산화물막을, 터치 패널 및 유기 EL 표시 패널에 적용함으로써 유기 EL 표시 장치의 성능을 향상시킬 수 있다.
또한 본 실시형태는 본 명세서에서 제시하는 다른 실시형태와 적절히 조합할 수 있다.
(실시형태 4)
본 실시형태에서는 멀티 터치 입력이 가능한 터치 패널을 갖는 전자 기기에 대하여 도 8 내지 도 10을 사용하여 설명한다. 전자 기기로서는, 휴대용의 텔레비전 장치(텔레비전, 또는 텔레비전 수신기라고도 함), 디지털 카메라, 디지털 비디오 카메라, 디지털 포토 프레임, 휴대 전화기, 휴대형 게임기, 휴대 정보 단말, 음향 재생 장치, 게임기(파칭코(pachinko)기, 슬롯 머신 등), 게임기의 하우징 등을 들 수 있다. 이들 전자 기기에 실시형태 1 및 실시형태 2에서 제시한 C축이 막 표면에 대하여 수직 방향으로 배향하는 결정 구조를 갖는 도전성 산화물막을 적용할 수 있다.
또한 이들 전자 기기에 탑재되는 표시 패널은 액정 표시 패널이라도 좋고 유기 EL 표시 패널이라도 좋다.
도 8에 전자 기기(9600)의 구체예를 도시하였다. 도 8의 (A) 및 도 8의 (B)는 폴더형 태블릿형 단말이다. 상기 태블릿형 단말에는 배터리에 의하여 전원 전압이 공급되는 CPU 등이 내장된다.
도 8의 (A)는 연 상태를 도시한 것이고 도 8의 (B)는 접은 상태를 도시한 것이다.
도 8의 (A)에 도시된 바와 같이 태블릿형 단말은, 하우징(9630), 표시부(9631a), 표시부(9631b), 표시 모드 전환 스위치(9034), 전원 스위치(9035), 전력 절약 모드 전환 스위치(9036), 후크(9033), 조작 스위치(9638)를 갖는다.
표시부(9631a)는 일부 또는 전부를 터치 패널의 영역(9632a)으로 할 수 있다. 터치 패널의 영역(9632a)은 멀티 터치 입력이 가능하다. 표시부(9631a)에 표시되는 조작 키(9640)를 사용자의 손가락 등으로 터치하여, 데이터 입력을 할 때 복수의 조작 키(9640)를 동시에 터치하여도 복수의 터치 위치를 정확히 검출할 수 있다.
표시부(9631a)에는 도 9의 (A)에 도시된 터치 패널(9800a)이 탑재되어 있다.
또한 표시부(9631b)에서도 표시부(9631a)와 마찬가지로 표시부(9631b)의 일부 또는 전부를 터치 패널의 영역(9632b)으로 할 수 있다. 표시부(9631b)에 표시되는 키보드 표시 전환 버튼(9639)의 위치에 손가락이나 스타일러스 펜 등으로 터치함으로써 표시부(9631b)에 키보드 버튼을 표시할 수 있다. 또한 터치 패널의 영역(9632b)은 멀티 터치 입력이 가능하다. 따라서 표시부(9631b)에 표시되는 조작 키(9637)를 손가락이나 스타일러스 펜 등으로 터치하여 조작할 때, 복수의 조작 키(9637)를 동시에 터치하여도 복수의 터치 위치를 정확히 검출할 수 있다.
표시부(9631b)에는 도 10의 (A)에 도시된 터치 패널(9800b)이 탑재되어 있다.
또한, 터치 패널의 영역(9632a)과 터치 패널의 영역(9632b)에 대하여 동시에 터치 입력을 수행할 수도 있다.
또한 도 8에서는, 표시부(9631a)에서, 일례로서 반의 영역이 표시 기능만 갖는 구성, 다른 반의 영역이 터치 패널의 기능을 갖는 구성을 도시하였지만, 이 구성에 한정되지 않는다. 표시부(9631a)의 전체 면에 키보드 버튼을 표시시켜 터치 패널의 영역으로 하고, 표시부(9631b)를 표시 화면으로서 사용할 수도 있다.
또한 표시 모드 전환 스위치(9034)는 세로 표시 또는 가로 표시 등의 표시 방향의 전환이나, 흑백 표시나 컬러 표시의 전환 등을 선택할 수 있다. 전력 절약 모드 전환 스위치(9036)는 태블릿형 단말에 내장된 광 센서로 검출되는 사용시의 외광의 광량에 따라 표시의 휘도를 최적하게 할 수 있다. 태블릿형 단말은 광 센서뿐만 아니라, 자이로 센서, 가속도 센서 등 기울기를 검출하는 센서와 같은 다른 검출 장치를 내장하여도 좋다. 또한 전력 절약 모드에서는 태블릿형 단말에 내장된 CPU로의 전원 전압의 공급을 차단하여도 좋다.
또한, 도 8의 (A)에서는 표시부(9631b)와 표시부(9631a)의 표시 면적이 같은 예를 도시하였지만 이것에 특별히 한정되지 않고, 한쪽 크기와 다른 쪽 크기가 상이하여도 좋고 표시 품질이 상이하여도 좋다. 예를 들어, 한쪽이 다른 쪽보다 고정세한 표시가 가능한 표시 패널로 하여도 좋다.
도 9의 (A)에 터치 패널(9800a)의 단면도를 도시하였다. 도 9의 (B) 및 도 9의 (C)에 도전성 산화물막의 배치를 도시하였다. 도 9의 (A)에서는 일례로서 투영형 정전 용량 방식(상호 용량형)의 터치 패널을 터치 패널(9800a)에 적용한 경우에 대하여 설명한다. 도 9의 (A)에서의 쇄선 A-A'가, 도 9의 (B) 및 도 9의 (C)에서의 쇄선 A-A'에 대응한다. 또한 터치 패널(9800a)에 실시형태 1 및 실시형태 2에서 제시한 C축이 막 표면에 대하여 수직 방향으로 배향하는 결정 구조를 갖는 도전성 산화물막을 적용함으로써 터치 패널(9800a)의 검출 정밀도를 향상시킬 수 있다.
도 9의 (A)에 도시된 바와 같이, 터치 패널(9800a)은 제 1 기판(500)과, 제 2 기판(510)과, 제 1 도전성 산화물막(501)과, 제 2 도전성 산화물막(502)과, 절연층(503)을 갖는다.
제 1 도전성 산화물막(501) 및 제 2 도전성 산화물막(502)의 재료에는 인듐 아연 산화물을 사용하는 것이 특히 바람직하다.
또한 C축이 막 표면에 대하여 수직 방향으로 배향하는 결정 구조를 갖는 제 1 도전성 산화물막(501) 및 제 2 도전성 산화물막(502)은 높은 도전율 및 가시광에 대한 높은 광 투과율을 갖는다.
도 9의 (C)에 도시된 바와 같이 제 1 도전성 산화물막(501)은 세로 축 방향으로 다이아몬드형을 순차적으로 배치한 형상이 되도록 복수로 배열되고, 제 1 기판(500) 위에 형성된다. 도 9의 (B)에 도시된 바와 같이 제 2 도전성 산화물막(502)은 가로 축 방형으로 다이아몬드형을 순차적으로 배치한 형상이 되도록 복수로 배열되고, 제 2 기판(510) 위에 형성된다. 또한 제 1 도전성 산화물막(501)이 가로 축 방향으로 복수로 배열되어 형성되어도 좋고 제 2 도전성 산화물막(502)이 세로 축 방향으로 복수로 배열되어 형성되어도 좋다.
또한 제 1 도전성 산화물막(501)이 대각선 방향으로 복수로 배열되어 형성되어도 좋고 제 2 도전성 산화물막(502)이 제 1 도전성 산화물막(501)과 다른 대각선 방향으로 복수로 배열되어 형성되어도 좋다. 어느 경우에도 제 1 도전성 산화물막(501)과 제 2 도전성 산화물막(502)이 중첩되는 부분이 존재하도록 형성되면 좋다.
또한 제 1 도전성 산화물막(501)과 제 2 도전성 산화물막(502)의 형상은 도 9에 도시된 형상에 한정되지 않는다. 스트라이프형 또는 사각형이라도 좋고 육각형을 순차적으로 배치한 형상이라도 좋고 삼각형 또는 다이아몬드형을 순차적으로 배치한 형상이라도 좋다.
다음은 터치 패널(9800a)에서의 터치 위치의 검출 방법에 대하여 설명한다. 제 1 도전성 산화물막(501)과 제 2 도전성 산화물막(502)이 중첩되는 부분에서는 제 1 도전성 산화물막(501)과 제 2 도전성 산화물막(502) 사이에 상호 용량이 발생하고 있다. 상호 용량형의 터치 패널(9800a)에서는 터치 위치의 검출에 상호 용량을 이용한다. 입력 수단(515)이 터치 패널(9800a)을 터치함으로써 변화하는 상호 용량을 검출함으로써 터치 위치를 검출한다.
또한 자기 용량형의 터치 패널에서는 터치 위치의 검출에 자기 용량(입력 수단(515)과 제 1 도전성 산화물막(501) 사이에 발생하는 용량, 및 입력 수단(515)과 제 2 도전성 산화물막(502) 사이에 발생하는 용량)을 이용한다. 입력 수단이 터치 패널을 터치함으로써 변화하는 자기 용량을 검출함으로써 터치 위치를 검출한다. 본 실시형태에서는 터치 패널(9800a)에 상호 용량형의 투영형 정전 용량 방식의 터치 패널을 적용한 예에 대하여 설명하지만 본 명세서에서 기재한 터치 패널 중에서 멀티 터치 검출을 필요로 하지 않는 터치 패널 중 어느 하나에 자기 용량형의 투영형 정전 용량 방식의 터치 패널을 적용하여도 좋다. 자기 용량형의 터치 패널은 상호 용량형의 터치 패널에 비하여 소비 전력을 저감하기 쉽다.
상호 용량형의 터치 패널(9800a)에 있어서 제 1 도전성 산화물막(501) 및 제 2 도전성 산화물막(502) 중 한쪽을 구동 전극으로서 기능시키고 다른 쪽을 수신 전극으로서 기능시킨다. 예를 들어 제 1 도전성 산화물막(501)을 구동 전극으로 한 경우 복수의 전극(제 1 도전성 산화물막(501))에는 순차적으로 구동 전압이 인가된다. 입력 수단(515)이 터치 패널(9800a)을 터치하면 제 1 도전성 산화물막(501)과 제 2 도전성 산화물막(502) 사이에 발생하는 상호 용량이 변화한다. 상호 용량의 변화에 따라 터치 위치에 대응하는 전극의 전위가 변화한다. 상호 용량형의 터치 패널(9800a)에서는 수신 전극인 복수의 전극(제 2 도전성 산화물막(502))의 전위를 순차적으로 검출하고 전위 변화(상호 용량 변화)가 발생한 위치를 선택적으로 검출하고 터치 위치를 검출할 수 있다. 자기 용량형의 터치 패널과 같이 복수의 전극(예를 들어 세로 축 방향으로 복수로 배열되어 형성되는 도전성 산화물막, 또는 가로 축 방향으로 복수로 배열되어 형성되는 도전성 산화물막) 전체에서 전위 변화(자기 용량 변화)를 검출하는 것이 아니라 선택적으로 순차적으로 터치 위치를 검출할 수 있기 때문에 멀티 터치가 가능하게 된다. 따라서 입력 수단(515)이 제 1 기판(500)의 한쪽의 면을 동시에 복수 개소 터치하여도 각각 터치 위치를 정확히 검출할 수 있다.
도 10의 (A)에 터치 패널(9800b)의 단면도를 도시하였다. 도 10의 (B) 및 도 10의 (C)에 도전성 산화물막의 배치를 도시하였다. 도 10의 (A)에서는 일례로서 디지털 저항막 방식의 터치 패널을 터치 패널(9800b)에 적용한 경우에 대하여 설명한다. 도 10의 (A)에서의 쇄선 B-B'가, 도 10의 (B) 및 도 10의 (C)에서의 쇄선 B-B'에 대응한다. 또한 터치 패널(9800b)에 실시형태 1 및 실시형태 2에서 제시한 C축이 막 표면에 대하여 수직 방향으로 배향하는 결정 구조를 갖는 도전성 산화물막을 적용함으로써 터치 패널(9800b)의 검출 정밀도를 향상시킬 수 있다. 또한 저항막 방식의 터치 패널은 펜으로 입력하기가 쉽다.
도 10의 (A)에 도시된 바와 같이 터치 패널(9800b)은 제 1 기판(600)과, 제 2 기판(610)과, 제 1 도전성 산화물막(601)과, 제 2 도전성 산화물막(602)과, 도트 스페이서(603)와, 실재(604)와, 에어 갭(605)을 갖는다. 구성의 자세한 설명은 실시형태 3을 참작할 수 있다.
제 1 도전성 산화물막(601) 및 제 2 도전성 산화물막(602)의 재료에는 인듐 아연 산화물을 사용하는 것이 특히 바람직하다.
또한 C축이 막 표면에 대하여 수직 방향으로 배향하는 결정 구조를 갖는 제 1 도전성 산화물막(601) 및 제 2 도전성 산화물막(602)은 높은 도전율 및 가시광에 대한 높은 광 투과율을 갖는다.
도 10의 (C)에 도시된 바와 같이 제 1 도전성 산화물막(601)은 세로 축 방향으로 스트라이프형 또는 사각형으로 복수로 배열되고, 제 1 기판(600) 위에 형성된다. 도 10의 (B)에 도시된 바와 같이 제 2 도전성 산화물막(602)은 가로 축 방형으로 스트라이프형 또는 사각형으로 복수로 배열되고, 제 2 기판(610) 위에 형성된다. 또한 제 1 도전성 산화물막(601)이 가로 축 방향으로 복수로 배열되어 형성되어도 좋고 제 2 도전성 산화물막(602)이 세로 축 방향으로 복수로 배열되어 형성되어도 좋다.
또한 제 1 도전성 산화물막(601)과 제 2 도전성 산화물막(602)의 형상은 도 10에 도시된 형상에 한정되지 않는다. 육각형을 순차적으로 배치한 형상이라도 좋고 삼각형 또는 다이아몬드형을 순차적으로 배치한 형상이라도 좋다. 디지털 저항막 방식의 터치 패널은 아날로그 저항막 방식의 터치 패널과 같이 제 1 도전성 산화물막(601)과 제 2 도전성 산화물막(602)이 기판 표면에 균일하게 형성되지 않고 서로 격리하여 형성된다. 전극 각각이 독립적으로 형성되기 때문에 멀티 터치가 가능하게 된다.
터치 패널(9800b)에서의 터치 위치의 검출 방법에 대하여 설명한다. 제 1 도전성 산화물막(601)과 제 2 도전성 산화물막(602)이 에어 갭(605) 및 도트 스페이서(603)를 개재하여 격리되어 있는 상태에서 입력 수단(615)이 제 1 기판(600)의 한쪽 면을 터치하면, 제 1 도전성 산화물막(601)은 제 2 도전성 산화물막(602)의 방향으로 휘어, 제 1 도전성 산화물막(601)과 제 2 도전성 산화물막(602)이 접촉하여 도통한다. 이 때 제 1 도전성 산화물막(601)과 제 2 도전성 산화물막(602)은 각각 독립한 복수의 전극을 갖기 때문에 각각 터치 위치에서의 전위를 검출함으로써 복수의 터치 위치를 정확하게 검출할 수 있다.
예를 들어 터치 패널(9800b)인 경우 복수의 상부 전극(제 1 도전성 산화물막(601))에 구동 전압을 인가하고, 그 상부 전극을 순차적으로 구동시키고, 구동 기간 동안에 하부 전극(제 2 도전성 산화물막(602))으로부터 터치 위치의 전위를 검출함으로써 터치 위치를 검출할 수 있다. 또한 복수의 하부 전극에 구동 전압을 인가하고 그 하부 전극을 순차적으로 구동시키고, 구동 기간 동안에 상부 전극으로부터 터치 위치의 전위를 검출함으로써 터치 위치를 검출할 수도 있다. 또한 구동 전압을 복수의 상부 전극에 순차적으로 인가하고, 그 후에 구동 전압을 복수의 하부 전극에 순차적으로 인가하고(구동 전압을 상부 전극 및 하부 전극에 번갈아 인가함), 구동 전압이 인가되어 있지 않은 쪽의 전극에서 터치 위치의 전위를 검출함으로써 터치 위치를 검출할 수도 있다. 검출 방법을 고안함으로써 복수의 터치 위치를 보다 정확하게 검출하는 것이 가능하게 된다. 디지털 저항막 방식의 터치 패널(9800b)에서의 터치 위치의 검출을 위한 구동 방법은 특별히 한정되지 않는다.
또한 제 1 도전성 산화물막(601)과 제 2 도전성 산화물막(602)은 높은 도전율 및 가시광에 대하여 높은 광 투과율을 갖기 때문에 터치 패널(9800b)에서의 터치 위치의 검출 정밀도를 보다 높일 수 있다.
상술한 터치 패널(9800)(터치 패널(9800a) 및 터치 패널(9800b))은 표시 패널의 외부에 제공되고, 도 8의 (A)에 도시된 (외부 설치형의) 전자 기기(9600)를 구성할 수 있다.
또한 터치 패널(9800)은 표시부(9631) 내의 표시 패널에 자유롭게 장착할 수 있다. 터치 패널(9800)과 마찬가지의 터치 패널 기능을 갖는 인셀형 전자 기기(9600)를 구성하여도 좋다. 또한 터치 패널(9800)과 마찬가지의 터치 패널 기능을 갖는 온셀형 전자 기기(9600)를 구성하여도 좋다.
예를 들어 터치 패널(9800)과 같은 터치 패널 기능을 액정 표시 장치의 화소 내에 내장하여도 좋다. 이 경우 제 1 도전성 산화물막과 제 2 도전성 산화물막은 터치 전극으로서의 기능을 갖고, 제 1 도전성 산화물막과 제 2 도전성 산화물막 사이에는 액정층이 협지되어 있다. 제 1 도전성 산화물막(제 2 도전성 산화물막)은 화소 전극, 공통 전극과 별도로 제공되고, 터치 전극으로서의 기능만 가져도 좋다. 또한 제 1 도전성 산화물막(제 2 도전성 산화물막)은 화소 전극과 별도로 제공되고, 터치 전극으로서의 기능과, 공통 전극으로서의 기능을 겸하여 가져도 좋다. 또한 제 1 도전성 산화물막(제 2 도전성 산화물막)은 공통 전극과 별도로 제공되고, 터치 전극으로서의 기능과 화소 전극으로서의 기능을 겸하여 가져도 좋다.
예를 들어 터치 패널(9800)과 같은 터치 패널 기능을 유기 EL 표시 장치의 화소 내에 내장하여도 좋다. 이 경우 제 1 도전성 산화물막과 제 2 도전성 산화물막은 터치 전극으로서의 기능을 갖고, 제 1 도전성 산화물막과 제 2 도전성 산화물막 사이에는 발광층이 협지되어 있다. 제 1 도전성 산화물막(제 2 도전성 산화물막)은 음극, 양극과 별도로 제공되고, 터치 전극으로서의 기능만 가져도 좋다. 또한 제 1 도전성 산화물막(제 2 도전성 산화물막)은 음극과 별도로 제공되고, 터치 전극으로서의 기능과, 양극으로서의 기능을 겸하여 가져도 좋다. 또한 제 1 도전성 산화물막(제 2 도전성 산화물막)은 양극과 별도로 제공되고, 터치 전극으로서의 기능과 음극으로서의 기능을 겸하여 가져도 좋다.
예를 들어 액정 표시 장치 및 유기 EL 표시 장치에 있어서 컬러 필터가 형성되는 기판면과 반대 측의 기판면 위에 제 1 도전성 산화물막을 형성하고, 편광판에 접하는 기판면과 반대 측의 기판면 위에 제 2 도전성 산화물막을 형성함으로써 터치 패널(9800)과 같은 터치 패널 기능을 액정 표시 장치 및 유기 EL 표시 장치에 내장하여도 좋다.
다음에 접은 상태의 태블릿형 단말에 대하여 설명한다.
도 8의 (B)에 도시된 바와 같이 태블릿형 단말을 하우징(9630), 태양 전지(9633), 충방전 제어 회로(9634), 배터리(9635), DCDC컨버터(9636)를 갖는다. 또한 도 8의 (B)에서는 충방전 제어 회로(9634)의 일례로서 배터리(9635), DCDC컨버터(9636)을 갖는 구성에 대하여 도시하였다.
또한 태양 전지(9633)에는 실시형태 1 및 실시형태 2에서 제시한 C축이 막 표면에 대하여 수직 방향으로 배향하는 결정 구조를 갖는 도전성 산화물막을 적용할 수 있다. 상기 도전성 산화물막은 높은 도전율 및 가시광에 대한 높은 광 투과율을 갖기 때문에 태양 전지(9633)의 성능을 향상시킬 수 있다.
또한 태블릿형 단말은 접을 수 있기 때문에, 사용하지 않을 때에 하우징(9630)을 접은 상태로 할 수 있다. 따라서, 표시부(9631a), 표시부(9631b)를 보호할 수 있기 때문에 내구성이 우수하며 장기 사용의 관점에서 보아도 신뢰성이 우수한 태블릿형 단말을 제공할 수 있다.
또한 이 외에도 도 8의 (A) 및 도 8의 (B)에 도시된 태블릿형 단말은 다양한 정보(정지 화상, 동영상, 텍스트 화상 등)를 표시하는 기능, 달력, 날짜 또는 시각 등을 표시부에 표시하는 기능, 표시부에 표시한 정보를 터치 입력으로 조작 또는 편집하는 터치 입력 기능, 다양한 소프트웨어(프로그램)에 의하여 처리를 제어하는 기능 등을 가질 수 있다.
태블릿형 단말의 표면에 장착된 태양 전지(9633)에 의하여, 전력을 터치 패널(9800), 표시부, 또는 영상 신호 처리부 등에 공급할 수 있다. 또한, 태양 전지(9633)를 하우징(9630)의 한쪽 면 또는 양쪽 면에 설치할 수 있어, 배터리(9635)를 효율적으로 충전할 수 있는 구성으로 할 수 있다. 또한, 배터리(9635)로서는 리튬 이온 전지를 사용하면, 소형화를 도모할 수 있는 등의 이점이 있다.
또한, 도 8의 (B)에 도시된 충방전 제어 회로(9634)의 구성 및 동작에 대하여 도 8의 (C)에 블록도를 도시하여 설명한다. 도 8의 (C)에는 태양 전지(9633), 배터리(9635), DCDC컨버터(9636), 컨버터(9647), 스위치(SW1) 내지 스위치(SW3), 표시부(9631)를 도시하였고, 배터리(9635), DCDC컨버터(9636), 컨버터(9647), 스위치(SW1) 내지 스위치(SW3)가 도 8의 (B)에 도시된 충방전 제어 회로(9634)에 대응하는 개소이다.
우선, 외광에 의하여 태양 전지(9633)에 의하여 발전되는 경우의 동작의 예에 대하여 설명한다. 태양 전지에 의하여 발전된 전력은 배터리(9635)를 충전하기 위한 전압이 되도록 DCDC컨버터(9636)로 승압 또는 강압된다. 그리고 표시부(9631)의 동작에 태양 전지(9633)로부터의 전력이 사용될 때는 스위치(SW1)를 온 상태로 하여, 컨버터(9647)에 의하여 표시부(9631)에 필요한 전압으로 승압 또는 강압을 수행한다. 또한, 표시부(9631)에 있어서 표시를 수행하지 않을 때는, 스위치(SW1)를 오프 상태로 하고, 스위치(SW2)를 온 상태로 하여 배터리(9635)를 충전하는 구성으로 하면 좋다.
또한, 태양 전지(9633)에 관해서는 발전 수단의 일례로서 도시하였지만, 특별히 한정되지 않고 압전 소자(피에조 소자)나 열전 변환 소자(펠티어 소자) 등의 다른 발전 수단에 의한 배터리(9635)를 충전하는 구성이라도 좋다. 예를 들어, 무선(비접촉)으로 전력을 송수신하여 충전하는 무접점 전력 전송 모듈이나, 다른 충전 수단을 조합하여 수행하는 구성으로 하여도 좋다.
높은 도전율 및 가시광에 대한 높은 광 투과율을 갖는 C축이 막 표면에 대하여 수직 방향으로 배향하는 결정 구조를 갖는 도전성 산화물막을 터치 패널, 태양 전지 등에 적용함으로써 전자 기기의 성능을 향상시킬 수 있다.
본 실시형태에서 제시한 구성, 방법 등은, 다른 실시형태에서 제시한 구성, 방법 등과 적절히 조합하여 사용할 수 있다.
10: 유기 EL 표시 패널
20: 터치 패널
40: 터치 패널
100: 유기 EL 표시 장치
101: 베이스층
102: 트랜지스터
103: 절연층
104: 층간막
105: 배선
106: 층간막
107: 발광 소자
108: 반사 전극
109: 마이크로 캐비티층
110: 기판
111: 마이크로 캐비티층
112: 발광층
113: 음극
114: 제 1 격벽
115: 입력 수단
155: 제 2 격벽
160: 기판
162: 베이스층
163: 블랙 매트릭스
164: 적색 컬러 필터
165: 녹색 컬러 필터
166: 청색 컬러 필터
200: 기판
201: 도전성 산화물막
202: 도전성 산화물막
203: 도트 스페이서
204: 실재
205: 에어 갭
210: 기판
215: 입력 수단
300: 접착층
400: 기판
401: 도전성 산화물막
402: 기판
403: 접착층
440: 유기 EL 표시 장치
500: 기판
501: 도전성 산화물막
502: 도전성 산화물막
503: 절연층
510: 기판
515: 입력 수단
600: 기판
601: 도전성 산화물막
602: 도전성 산화물막
603: 도트 스페이서
604: 실재
605: 에어 갭
610: 기판
615: 입력 수단
9033: 후크
9034: 스위치
9035: 전원 스위치
9036: 스위치
9600: 전자 기기
9630: 하우징
9631: 표시부
9631a: 표시부
9631b: 표시부
9632a: 터치 패널의 영역
9632b: 터치 패널의 영역
9633: 태양 전지
9634: 충방전 제어 회로
9635: 배터리
9636: DCDC컨버터
9637: 조작 키
9638: 조작 스위치
9639: 버튼
9640: 조작 키
9647: 컨버터
9800: 터치 패널
9800a: 터치 패널
9800b: 터치 패널

Claims (16)

  1. 결정 구조를 갖는 도전성 산화물막에 있어서,
    상기 결정 구조의 C축은 상기 도전성 산화물막의 표면에 대하여 수직 방향으로 배향되고,
    상기 결정 구조는 X선 회절 측정으로 얻어지는 31˚ 부근에 있는 회절 피크를 갖고,
    상기 도전성 산화물막은 인듐 및 아연을 포함하는, 도전성 산화물막.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 도전성 산화물막은 40Ω/□ 이하의 시트 저항을 갖는, 도전성 산화물막.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 도전성 산화물막은 2.5eV 이상의 밴드 갭을 갖는, 도전성 산화물막.
  4. 제 1 항에 따른 도전성 산화물막을 포함하는 터치 패널을 포함하는, 표시 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    터치 위치는 상기 도전성 산화물막에 흐르는 전류의 변화에 의하여 검출되는, 표시 장치.
  6. 표시 장치에 있어서,
    제 1 기판 및 제 2 기판과;
    상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판 사이의 제 1 도전성 산화물막 및 제 2 도전성 산화물막을 포함하고,
    상기 제 1 도전성 산화물막과 상기 제 2 도전성 산화물막 각각은 결정 구조를 갖는 도전성 산화물막이고,
    상기 결정 구조의 C축은 상기 도전성 산화물막의 표면에 대하여 수직 방향으로 배향되고,
    상기 결정 구조는 X선 회절 측정으로 얻어지는 31˚ 부근에 있는 회절 피크를 갖고,
    상기 도전성 산화물막은 인듐 및 아연을 포함하는, 표시 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 도전성 산화물막은 40Ω/□ 이하의 시트 저항을 갖는, 표시 장치.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 도전성 산화물막은 2.5eV 이상의 밴드 갭을 갖는, 표시 장치.
  9. 제 6 항에 있어서,
    터치 위치는 상기 제 1 도전성 산화물막과 상기 제 2 도전성 산화물막의 접촉에 의하여 검출되는, 표시 장치.
  10. 제 6 항에 있어서,
    터치 위치는 상기 제 1 도전성 산화물막과 상기 제 2 도전성 산화물막 사이에 발생하는 용량 변화에 의하여 검출되는, 표시 장치.
  11. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 1 도전성 산화물막과 상기 제 2 도전성 산화물막 사이의 액정층을 더 포함하는, 표시 장치.
  12. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 1 도전성 산화물막과 상기 제 2 도전성 산화물막 사이의 발광층을 더 포함하는, 표시 장치.
  13. 도전성 산화물막을 제작하는 방법에 있어서,
    200℃ 이상의 기판 온도로 스퍼터링법을 이용하여 기판 위에 도전성 산화물막을 형성하는 단계와;
    상기 도전성 산화물막에 대하여 질소 어닐 처리를 수행하는 단계를 포함하는, 도전성 산화물막의 제작 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 도전성 산화물막을 형성하는 단계는 아르곤 가스를 포함하는 분위기 중에서 수행되는, 도전성 산화물막의 제작 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 아르곤 가스의 비율은 70% 이상인, 도전성 산화물막의 제작 방법.
  16. 제 13 항에 있어서,
    상기 질소 어닐 처리시의 온도는 350℃ 이상인, 도전성 산화물막의 제작 방법.
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