JP2015003493A

JP2015003493A - Transparent conductive film-provided structure, element and electronic apparatus

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Publication number: JP2015003493A
Application number: JP2013131536A
Authority: JP
Inventors: 良秋池; Ryo Akiike; 倉持　豪人; Toshihito Kuramochi; 豪人倉持; 公章玉野; Kimiaki Tamano
Original assignee: Tosoh Corp
Current assignee: Tosoh Corp
Priority date: 2013-06-24
Filing date: 2013-06-24
Publication date: 2015-01-08

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an element using a transparent conductive film-provided structure which can achieve a low resistance with a 20-to-40-nm ultrathin film in a low-temperature process and an electronic apparatus using the element.SOLUTION: A structure includes a transparent conductive film which has an average transmissivity of 86% or higher in the range of wavelengths of 400-800 nm and a sheet resistivity of 150 Ω/sq. or less and a substrate which supports the transparent conductive film.

Description

本発明は、透明導電膜付構造体および当該構造体を用いた素子、さらに当該素子を用いた電子機器に関するものである。 The present invention relates to a structure with a transparent conductive film, an element using the structure, and an electronic apparatus using the element.

現状の素子および電子機器において、特にタッチパネル付ディスプレイなどでは、素子構造を根本的に変更して、例えば特許文献１に記載されているようなディスプレイ内部にタッチパネルを組み込んだ一つの素子とすることで、より高感度、大面積化を可能にする試みが検討されている。 In current devices and electronic devices, particularly in displays with a touch panel, the device structure is fundamentally changed so that, for example, as described in Patent Document 1, a single touch panel is incorporated into the display. Attempts to enable higher sensitivity and larger area are being studied.

こうした動きの中で、現状の透明導電膜からなるタッチパネルを上記ディスプレイに用いた場合、微小なセンサ電極パターンが目視できてしまう点が問題となっている。これを目視できないようにするためには、反射防止膜など光学膜を積層する必要があり、製造プロセスの煩雑化およびこれに伴うコスト増などの問題があった。従って、透明導電膜の薄膜化と低抵抗化が必要となっている。しかしながら、透明導電膜を薄膜化すると電気抵抗の増大が不可避であり、タッチパネルの応答感度を著しく損なうことが知られており、現状の透明導電膜では十分な性能が得られていない。さらに、ディスプレイに組み込んだことで有機物と接するようになったことで製造におけるプロセス温度がより低く制限されるようになった。特許文献２では、樹脂基板を用いて、２００℃程度のプロセス温度で抵抗の低い透明導電膜を製膜できるが、上記の素子構造では、液晶などの分子が分解しない温度１８０℃以下の温度が必要とされており、そのような透明導電膜はいまだ開発されていない。 In such a movement, when the touch panel which consists of the present transparent conductive film is used for the said display, the point that a minute sensor electrode pattern can be visually observed becomes a problem. In order to make this invisible, it is necessary to laminate an optical film such as an antireflection film, and there are problems such as complication of the manufacturing process and increased cost. Therefore, it is necessary to reduce the thickness and resistance of the transparent conductive film. However, it is known that when the transparent conductive film is thinned, an increase in electrical resistance is unavoidable, and it is known that the response sensitivity of the touch panel is remarkably impaired, and sufficient performance is not obtained with the current transparent conductive film. Furthermore, the process temperature in manufacturing has been restricted to be lower by being in contact with organic matter by being incorporated in a display. In Patent Document 2, a transparent conductive film having a low resistance can be formed using a resin substrate at a process temperature of about 200 ° C. However, in the above element structure, a temperature of 180 ° C. or less at which molecules such as liquid crystals are not decomposed. There is a need, and such a transparent conductive film has not yet been developed.

このような、視認性とプロセス温度という二重の制限が課されることで、低温かつ極薄膜で低抵抗を示す透明導電膜への需要が高まっている。 With such a double restriction of visibility and process temperature, there is an increasing demand for transparent conductive films that exhibit low resistance at low temperatures and extremely thin films.

ＷＯ２０１３／０１８６２５号パンフレットWO2013 / 018625 pamphlet 特開２０１２−２１８１６３号公報JP 2012-218163 A

本発明の目的は、低温プロセスで２０ｎｍ〜４０ｎｍ程度の極薄膜において低抵抗を達成できる透明導電膜付構造体を用いた素子および当該素子を用いた電子機器を提供することにある。 The objective of this invention is providing the element using the structure with a transparent conductive film which can achieve low resistance in the ultra-thin film of about 20 nm-40 nm by a low-temperature process, and an electronic device using the said element.

このような状況に鑑み、発明者たちは鋭意検討の結果、先に述べたように低温プロセスにおいて極薄膜かつ低抵抗を示す透明導電膜と基材を含んでなる構造体の発明に成功した。 In view of such a situation, as a result of intensive studies, the inventors have succeeded in inventing a structure including a transparent conductive film and a substrate that exhibit an extremely thin film and low resistance in a low-temperature process as described above.

すなわち、本発明では以下の特徴を有する透明導電膜と基材を含んでなる構造および当該構造体を用いた素子および当該素子を用いた電子機器を提供する。 That is, the present invention provides a structure comprising a transparent conductive film and a substrate having the following characteristics, an element using the structure, and an electronic device using the element.

本発明の様態は以下の通りである。
（１）透過率が４００ｎｍ〜８００ｎｍの波長域において平均８６％以上であり、シート抵抗が１５０Ω／□以下である透明導電膜および、当該透明導電膜を支える基材を含んでなることを特徴とする構造体。
（２）透明導電膜の厚さが４０ｎｍ以下であることを特徴とする（１）に記載の構造体。
（３）透明導電膜を１７５℃以下のプロセス温度で基材に製膜することを特徴とする（１）または（２）に記載の構造体の製造方法。
（４）（１）または（２）に記載の構造体を含んでなることを特徴とする素子。
（５）構造体に高抵抗層を積層することを特徴とする（４）に記載の素子。
（６）複数の構造体間に高抵抗層を有することを特徴とする（４）または（５）に記載の素子。
（７）製造プロセス中に当該素子および素子の構成部材にかかる温度が１７５℃以下であることを特徴とする（４）〜（６）に記載の素子の製造方法。 Aspects of the present invention are as follows.
(1) It is characterized by comprising a transparent conductive film having an average transmittance of 86% or more in a wavelength range of 400 nm to 800 nm and a sheet resistance of 150 Ω / □ or less, and a base material supporting the transparent conductive film. Structure.
(2) The structure according to (1), wherein the thickness of the transparent conductive film is 40 nm or less.
(3) The method for producing a structure according to (1) or (2), wherein the transparent conductive film is formed on a substrate at a process temperature of 175 ° C. or less.
(4) An element comprising the structure according to (1) or (2).
(5) The element according to (4), wherein a high resistance layer is laminated on the structure.
(6) The device according to (4) or (5), wherein a high resistance layer is provided between the plurality of structures.
(7) The element manufacturing method according to any one of (4) to (6), wherein a temperature applied to the element and a component member of the element during the manufacturing process is 175 ° C. or lower.

以下に本発明の詳細を説明する。なお、本発明の範囲は以下の説明範囲に限ったものではない。 Details of the present invention will be described below. The scope of the present invention is not limited to the following explanation range.

本発明は低温プロセスにおいて低抵抗を達成することができる透明導電膜と、それを支える基材とを含んでなる構造体、当該構造体を用いた素子、当該素子を用いた電子機器である。これらの発明品は表示素子、検出素子、光電変換素子などに好適に用いることができ、優れた特性を有する電子機器となる。 The present invention is a structure including a transparent conductive film capable of achieving low resistance in a low-temperature process and a base material supporting the conductive film, an element using the structure, and an electronic device using the element. These invention products can be suitably used for display elements, detection elements, photoelectric conversion elements, and the like, and become electronic devices having excellent characteristics.

（１）透明導電膜
本発明で使用する透明導電膜は、基板込みで波長４００ｎｍから８００ｎｍまでの平均透過率が基板込みで８６％以上であり、かつシート抵抗が１５０Ω／□以下であることを特徴とする。 (1) Transparent conductive film In the transparent conductive film used in the present invention, the average transmittance from a wavelength of 400 nm to 800 nm including the substrate is 86% or more including the substrate, and the sheet resistance is 150Ω / □ or less. Features.

平均透過率の値は、波長４００ｎｍから８００ｎｍにおいて８６％以上であり、波長４００ｎｍから８００ｎｍにおいて８８％以上であることがより好ましい。タッチパネルディスプレイのような表示素子を考慮した場合、平均透過率が８６％未満であるとセンサ電極パターンが目視で確認できるようになるため、視認性が低下する恐れがあり、反射防止膜などの光学膜を積層する必要が生じて製造コストの増加などのデメリットがある。 The average transmittance is 86% or more at a wavelength of 400 nm to 800 nm, and more preferably 88% or more at a wavelength of 400 nm to 800 nm. When a display element such as a touch panel display is taken into account, if the average transmittance is less than 86%, the sensor electrode pattern can be visually confirmed. There is a demerit such as an increase in manufacturing cost because it is necessary to stack films.

透明導電膜のシート抵抗値は、１５０Ω／□以下であることが必要である。好ましくは５Ω／□以上１３０Ω／□以下であり、より好ましくは５Ω／□以上１２０Ω／□以下である。シート抵抗が１５０Ω／□を上回ると、タッチパネルの場合は応答速度の低下や検出感度の低下を引き起こす可能性がある。 The sheet resistance value of the transparent conductive film is required to be 150Ω / □ or less. Preferably, it is 5Ω / □ or more and 130Ω / □ or less, and more preferably 5Ω / □ or more and 120Ω / □ or less. When the sheet resistance exceeds 150Ω / □, in the case of a touch panel, there is a possibility that the response speed is lowered and the detection sensitivity is lowered.

また、透明導電膜の膜厚は、抵抗率と透過率との兼ね合いによるが、４０ｎｍ以下が好ましい。膜厚が４０ｎｍを上回ると、前述の視認性が悪化して表示素子上に電極形状が目視で確認できるようになるおそれがある。透明導電膜の透過率を考慮した場合、１０ｎｍから３０ｎｍの膜厚がより好ましく、これに抵抗率を考慮した場合、２０ｎｍから３０ｎｍの膜厚の場合がさらに好ましい。この範囲であれば、本発明において低抵抗を維持しつつ、高い透過率を達成し、高い視認性の表示素子、高変換効率の光電変換素子を製造することが可能となる。 The film thickness of the transparent conductive film is preferably 40 nm or less, although it depends on the balance between resistivity and transmittance. When the film thickness exceeds 40 nm, the above-described visibility is deteriorated, and the electrode shape may be visually confirmed on the display element. When considering the transmittance of the transparent conductive film, a film thickness of 10 nm to 30 nm is more preferable, and when considering the resistivity, a film thickness of 20 nm to 30 nm is more preferable. Within this range, high transmittance can be achieved while maintaining low resistance in the present invention, and a highly visible display element and a photoelectric conversion element with high conversion efficiency can be manufactured.

透明導電膜については、特に限定はなく、真空蒸着、イオンプレーティング、ＣＶＤ（化学気相堆積法）、ＰＬＤ（パルスレーザー堆積法）、スパッタリングなどを用いることができる。タッチパネルを例とした場合、広い面積に均一で平坦な膜を作製する必要があるため、スパッタリングによる製膜で実施するのが好ましい。 There are no particular limitations on the transparent conductive film, and vacuum evaporation, ion plating, CVD (chemical vapor deposition), PLD (pulse laser deposition), sputtering, and the like can be used. When a touch panel is taken as an example, it is necessary to produce a uniform and flat film over a wide area, and therefore it is preferable to carry out the film formation by sputtering.

（２）基材
透明導電膜を支持する基材としては、目的に応じて種々の材質、形状のものを使用することができる。一般的には、板状またはシート状のものが使用される。基材は、用途に応じて透明であっても、不透明であってもよい。基材を構成する素材としては、透明ガラス、合成樹脂、セルロース樹脂、金属、その他セラミック又は半導体基板に使用されるシリコンウエハーなどを挙げることができる。より具体的には、透明ガラスとしては、白板ガラス、青板ガラス、シリカコート青板ガラス等が挙げられ、合成樹脂、セルロース樹脂としてはポリカーボネート、ポリエーテルスルホン、ポリエステル、アクリル樹脂、塩化ビニル樹脂、芳香族ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド、ポリイミド等が挙げられ、金属としてはアルミニウム、銅、ニッケル、ステンレス等を挙げることができる。これらの基材の導電性層が形成される表面は、所望により、シランカップリング剤などの薬品処理、プラズマ処理、イオンプレーティング、スパッタリング、気相反応法、真空蒸着などの前処理を行うことができる。 (2) Substrate As the substrate that supports the transparent conductive film, various materials and shapes can be used according to the purpose. Generally, a plate or sheet is used. The substrate may be transparent or opaque depending on the application. Examples of the material constituting the substrate include transparent glass, synthetic resin, cellulose resin, metal, and other silicon wafers used for ceramics or semiconductor substrates. More specifically, examples of the transparent glass include white plate glass, blue plate glass, and silica-coated blue plate glass. Synthetic resins and cellulose resins include polycarbonate, polyethersulfone, polyester, acrylic resin, vinyl chloride resin, and aromatic resin. Polyamide resin, polyamideimide, polyimide and the like can be mentioned, and examples of the metal include aluminum, copper, nickel and stainless steel. The surface of the base material on which the conductive layer is formed may be subjected to a pretreatment such as chemical treatment such as a silane coupling agent, plasma treatment, ion plating, sputtering, gas phase reaction method, and vacuum deposition, if desired. Can do.

（３）プロセス温度
上記の透明導電膜と基材とを含んでなる構造体の製造方法としては、プロセス温度が１７５℃以下であることが必要である。プロセス温度とは、透明導電膜付構造体、素子または電子機器の製造時に、基材を含めた構成部材自身が到達しうる温度を意味する。 (3) Process temperature As a manufacturing method of the structure including the transparent conductive film and the base material, the process temperature is required to be 175 ° C or lower. The process temperature means a temperature that can be reached by the constituent members including the base material itself at the time of manufacturing the structure with transparent conductive film, element, or electronic device.

これは、表示素子や検出素子などにおいては有機物と共に本発明の構造体が用いられるため、製造温度の上限が制限されるためである。プロセス温度が１７５℃を上回ると素子に用いられている有機物の分解、もしくは基材の劣化や融解が起こり、素子の破損をひき起こす可能性がある。温度の下限値は、制御の必要がない室温が好ましいが、製造時の外気温の影響が素子特性に影響を与える場合があるので、４０℃程度の下限温度制御があってもよい。 This is because the upper limit of the manufacturing temperature is limited because the structure of the present invention is used together with organic substances in display elements, detection elements, and the like. If the process temperature exceeds 175 ° C., the organic substances used in the device may be decomposed, or the base material may be deteriorated or melted, resulting in damage to the device. The lower limit of the temperature is preferably room temperature that does not need to be controlled. However, since the influence of the outside air temperature during manufacture may affect the element characteristics, there may be a lower limit temperature control of about 40 ° C.

また、素子の熱劣化の影響を考慮すると製造プロセス温度の上限は１５０℃以下であることが好ましい。プロセス温度を１５０℃以下とすると、透明導電膜の抵抗を低く抑えつつ、素子のその他部材への影響を最小限に抑制することが可能となる。 In consideration of the influence of thermal degradation of the element, the upper limit of the manufacturing process temperature is preferably 150 ° C. or less. When the process temperature is 150 ° C. or lower, it is possible to minimize the influence of the element on other members while keeping the resistance of the transparent conductive film low.

素子の性能を向上させるためのアニール処理などにおいては、最終的な性能との兼ね合いになるが、昇温速度を遅くしたアニール条件を用いることができる。特に透明導電膜などの低抵抗化のためのアニール処理などでは、アモルファスから結晶への相転移温度は熱履歴依存性を有し、昇温速度を小さくすると相転移温度が低下して、低温処理で透過率を高めることが出来る。従って、低温でシート抵抗が下げられる場合は、低昇温速度での低温アニールが有効である。 In the annealing process for improving the performance of the device, etc., the final conditions are taken into account, but annealing conditions with a slow temperature increase rate can be used. Especially in annealing treatment for reducing resistance of transparent conductive films, etc., the phase transition temperature from amorphous to crystal has a thermal history dependence. The transmittance can be increased. Therefore, when the sheet resistance can be lowered at a low temperature, low temperature annealing at a low temperature rising rate is effective.

（４）素子
本発明における素子は電気素子であれば特に限定されないが、表示素子、検出素子、光電変換素子などに好適に用いることができる。 (4) Element Although the element in this invention will not be specifically limited if it is an electric element, It can use suitably for a display element, a detection element, a photoelectric conversion element, etc.

ここでは、例としてインセル型のタッチパネルを用いて説明をする。ただし、本発明の素子の種類はこれに限定されるものではなく、例えば、アウトセル型やオンセル型の様々な静電容量方式のタッチパネルにも用いることができる。 Here, an in-cell type touch panel will be described as an example. However, the type of the element of the present invention is not limited to this, and for example, it can be used for various capacitance type touch panels of out-cell type and on-cell type.

インセル型のタッチパネルは表示素子と検出素子が一つの素子となっており、ディスプレイの薄型化、光学特性、視認性の向上などの利点が得られる。特徴的な構造としては、表示パネルあるいは表示装置等の電気光学装置を構成する、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）基板等のアレイ基板と、ＣＦ（カラーフィルタ）基板等の対向基板との間に、物体の接触位置を検出する位置検出電極である所謂センサ電極を作り込んでいることが挙げられる。このように検出素子と表示素子が一つの素子となることで、先に述べたような有機物との接した構造であるため製造温度の制約を大きく受けることになる。従って、低温においても低抵抗を達成できる透明導電膜が必要となる。 An in-cell type touch panel has a display element and a detection element as one element, and has advantages such as thin display, optical characteristics, and improved visibility. A characteristic structure is that an object is in contact between an array substrate such as a TFT (thin film transistor) substrate and an opposing substrate such as a CF (color filter) substrate that constitute an electro-optical device such as a display panel or a display device. It is mentioned that a so-called sensor electrode which is a position detection electrode for detecting the position is built. Since the detection element and the display element are combined into one element in this way, the structure is in contact with the organic substance as described above, which greatly restricts the manufacturing temperature. Therefore, a transparent conductive film that can achieve low resistance even at low temperatures is required.

以下に詳しく構造を述べる。図１は、インセル型の相互容量方式のタッチパネルを備えた液晶表示装置１の概略構成を示す図である。図示されているように、液晶表示装置１は、ＴＦＴ基板１ａとカラーフィルタ基板１ｂとを備え、上記両基板１ａ・１ｂ間には液晶層１０が挟持されている。 The structure is described in detail below. FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a liquid crystal display device 1 including an in-cell type mutual capacitance type touch panel. As shown, the liquid crystal display device 1 includes a TFT substrate 1a and a color filter substrate 1b, and a liquid crystal layer 10 is sandwiched between the substrates 1a and 1b.

ＴＦＴ基板１ａは、絶縁基板２の液晶層１０と接する側の面上に、画素ＴＦＴ素子（未図示）が形成された構成となっている。ここでいう絶縁基板２、３には、例えば前述した（２）基材で用いられている透明性の基板を用いることができる
一方、カラーフィルタ基板１ｂは、絶縁基板３の液晶層１０と接する側の面上に、ブラックマトリクスおよびカラーフィルタ層４と、ドライブ電極５ａおよびセンス電極５ｂの形成層と、第１の絶縁層６と、ブリッジ電極７の形成層と、第２の絶縁層８と、共通電極層９とが順に積層された構成となっている。 The TFT substrate 1a has a configuration in which pixel TFT elements (not shown) are formed on the surface of the insulating substrate 2 on the side in contact with the liquid crystal layer 10. As the insulating substrates 2 and 3 here, for example, the transparent substrate used in (2) base material described above can be used. On the other hand, the color filter substrate 1b is in contact with the liquid crystal layer 10 of the insulating substrate 3. On the side surface, the black matrix and color filter layer 4, the formation layer of the drive electrode 5a and the sense electrode 5b, the first insulation layer 6, the formation layer of the bridge electrode 7, and the second insulation layer 8 The common electrode layer 9 is laminated in order.

ドライブ電極５ａ、センス電極５ｂおよび共通電極層９は、透過性を確保するため、透明導電膜であるＩＴＯ（インジウム−錫−酸化物）やＩＺＯ（インジウム−亜鉛−酸化物）、ＡＺＯ（アルミニウム−亜鉛−酸化物）などを用いることができる。ドライブ電極５ａとセンス電極５ｂは規則的なパターンで並ぶ構造となっているため、人間の目で極力認識できない薄さに抑えて透過率を高めておき、視認性を良好にしておく必要がある。 The drive electrode 5a, the sense electrode 5b, and the common electrode layer 9 are transparent conductive films such as ITO (indium-tin-oxide), IZO (indium-zinc-oxide), and AZO (aluminum-) to ensure transparency. Zinc-oxide) and the like can be used. Since the drive electrode 5a and the sense electrode 5b are arranged in a regular pattern, it is necessary to suppress the thinness so that it cannot be recognized by human eyes as much as possible to increase the transmittance and improve the visibility. .

また、ここで示す絶縁層６、８の材料としては、例えばポリシロキサン、アクリル系樹脂、及びアクリルモノマーなどの絶縁材料を製膜して用いることができる。 Moreover, as a material of the insulating layers 6 and 8 shown here, insulating materials, such as polysiloxane, an acrylic resin, and an acrylic monomer, can be formed into a film and used, for example.

なお、図１においては、薄型化を実現するため、ドライブ電極５ａとセンス電極５ｂとが、同一平面上に形成された構成を用いているが、これに限定されることはなく、ドライブ電極５ａとセンス電極５ｂとが、異なる２層に形成された構成を用いることもできる。 In FIG. 1, the drive electrode 5a and the sense electrode 5b are formed on the same plane in order to reduce the thickness. However, the present invention is not limited to this, and the drive electrode 5a is not limited thereto. It is also possible to use a configuration in which the sense electrode 5b is formed in two different layers.

なお、図１においては、画素ＴＦＴ素子１１として、非晶質シリコン層（以下α一Ｓｉ層と称する）を用いているが、これに限定されることはなく、Ｉｎ、Ｇａ、Ｚｎから選択される少なくとも一つの元素を含む酸化物層や多結晶シリコン層や連続粒界結晶シリコン層を用いることもできる。 In FIG. 1, an amorphous silicon layer (hereinafter referred to as an α-Si layer) is used as the pixel TFT element 11, but the present invention is not limited to this and is selected from In, Ga, and Zn. An oxide layer containing at least one element, a polycrystalline silicon layer, or a continuous grain boundary crystalline silicon layer can also be used.

上記のような透明導電膜付構造体を用いた素子および当該素子を用いた電子機器を開発することで、表示素子、検出素子の視認性や精度および感度の向上が期待できる。また、有機エレクトロニクスにおいても発光素子であれば発光効率の増大、光電変換素子であれば光取り込み量の増大による変換効率の向上が期待できる。 By developing an element using the transparent conductive film-attached structure as described above and an electronic device using the element, improvement in the visibility, accuracy, and sensitivity of the display element and the detection element can be expected. Also in organic electronics, if the light emitting element is used, the emission efficiency can be increased. If the photoelectric conversion element is used, the conversion efficiency can be expected to be improved by increasing the amount of light taken.

インセル型静電容量式タッチパネルの模式図である。It is a schematic diagram of an in-cell type capacitive touch panel. 評価に用いたタッチパネルの模式図である。It is a schematic diagram of the touch panel used for evaluation.

以下に実施例を示すが、本発明はこれに限定されるものではない。 Examples are shown below, but the present invention is not limited thereto.

（１）透明導電膜の製膜
所望の組成を有する焼結体を作製して、スパッタリングターゲットとして用いることで所望の組成を有する透明導電膜を作製した。詳細な製膜条件を以下に示す。
（スパッタリング条件）
装置：ＤＣマグネトロンスパッタリング装置
磁場強度：１０００Ｇａｕｓｓ（ターゲット直上、水平成分）
基板温度：室温（２５℃）
到達真空度：５×１０^−４Ｐａ
スパッタリングガス：アルゴン＋酸素
スパッタリングガス圧：０．５ｐａ
ＤＣパワー：２００Ｗ
膜厚：２０〜５０ｎｍ
使用基板：無アルカリガラス（コーニング社製ＥＡＧＬＥＸＧガラス）
厚さ０．７ｍｍ
（成膜後の後処理条件）
基板上に製膜した試料を大気中６０分間、表１に示す温度で熱処理を行った。また、低い熱処理温度で膜を結晶化させるため、加熱時の昇温速度を遅くしたアニール条件でも行った。 (1) Film formation of transparent conductive film A transparent conductive film having a desired composition was prepared by preparing a sintered body having a desired composition and using it as a sputtering target. Detailed film forming conditions are shown below.
(Sputtering conditions)
Apparatus: DC magnetron sputtering apparatus Magnetic field strength: 1000 Gauss (horizontal component directly above the target)
Substrate temperature: Room temperature (25 ° C)
Ultimate vacuum: 5 × 10 ⁻⁴ Pa
Sputtering gas: Argon + oxygen Sputtering gas pressure: 0.5pa
DC power: 200W
Film thickness: 20-50 nm
Substrate used: alkali-free glass (Corning EAGLE XG glass)
Thickness 0.7mm
(Post-processing conditions after film formation)
The sample formed on the substrate was heat-treated at a temperature shown in Table 1 for 60 minutes in the atmosphere. Moreover, in order to crystallize the film at a low heat treatment temperature, it was also performed under annealing conditions in which the rate of temperature rise during heating was slow.

膜の組成、電気抵抗および光学特性は、上記と同様の製膜条件でガラス基板上に製膜した試料を用いて以下の方法で測定した。
（薄膜の組成）
ＩＣＰ発光分光分析装置（セイコーインスツルメンツ社製）を用いて、ＩＣＰ発光分光分析法により定量を行った。結果を表１に示す。
（薄膜の透過率）
基板を含めた光透過率を分光光度計Ｕ−４１００（日立製作所製）で測定し、波長４００ｎｍから８００ｎｍの透過率の平均値を可視光領域の透過率、波長８００ｎｍから１２００ｎｍの透過率の平均値を赤外領域の透過率とした。透過率は以下の式で定義される。結果を表１に示す。
透過率（％）＝透過した光の量／入射した光の量
（薄膜の電気抵抗）
薄膜の抵抗率は、ＨＬ５５００（日本バイオ・ラッドラボラトリーズ社製）を用いて測定した。結果を表１に示す。 The composition, electrical resistance, and optical properties of the film were measured by the following method using a sample formed on a glass substrate under the same film forming conditions as described above.
(Thin film composition)
Quantification was performed by ICP emission spectroscopy using an ICP emission spectrometer (Seiko Instruments Inc.). The results are shown in Table 1.
(Thin film transmittance)
The light transmittance including the substrate is measured with a spectrophotometer U-4100 (manufactured by Hitachi, Ltd.). The value was the transmittance in the infrared region. The transmittance is defined by the following equation. The results are shown in Table 1.
Transmittance (%) = Amount of transmitted light / Amount of incident light (electric resistance of thin film)
The resistivity of the thin film was measured using HL5500 (manufactured by Nippon Bio-Rad Laboratories). The results are shown in Table 1.

（２）タッチパネルの作製
タッチパネルとしての性能評価としては、図２に示す構造の静電容量式タッチパネルを作製して行った。図２に示すように、静電容量式タッチパネル２０は、透明基板２１上に形成された透明導電膜２２と、誘電体層２３とが順次積層された構造を有している。ここで、誘電体層２３は、上記一般的なタッチパネル表示装置における酸化ケイ素からなる膜などの他、装置構成によっては、ブラックマトリクスおよびカラーフィルタ層である場合も含んでいる。また、静電容量式タッチパネル２０においては、透明導電膜２２と、誘電体層２３とが順次積層された構造に加えて、基板額縁部には、ＡｇあるいはＡｇ合金からなる位置検出用配線部並びに位置検出用電極２４が設けられている。さらに、ブラックマトリクス、カラーフィルタ層、表示用の信号が供給されるＩＴＯ膜等からなる透明導電膜を形成して、タッチパネルとして構成される場合を含んでいる。 (2) Production of Touch Panel As a performance evaluation as a touch panel, a capacitive touch panel having a structure shown in FIG. 2 was produced. As shown in FIG. 2, the capacitive touch panel 20 has a structure in which a transparent conductive film 22 formed on a transparent substrate 21 and a dielectric layer 23 are sequentially stacked. Here, the dielectric layer 23 includes a case of a black matrix and a color filter layer depending on the device configuration in addition to a film made of silicon oxide in the general touch panel display device. Further, in the capacitive touch panel 20, in addition to the structure in which the transparent conductive film 22 and the dielectric layer 23 are sequentially laminated, the substrate frame portion has a position detection wiring portion made of Ag or an Ag alloy, and A position detection electrode 24 is provided. Furthermore, a case where a transparent conductive film made of a black matrix, a color filter layer, an ITO film to which a display signal is supplied, or the like is formed to constitute a touch panel is included.

作製したタッチパネルの応答時間を測定した結果を、比較例１で得られた値を１．００とし、相対値に換算したものを表１に示す。ただし、ここでいう応答時間とは、タッチパネルにタッチしてから信号が検出回路に検出されるまでに要した時間を意味し、この時間が短いほど応答速度が短く、高性能なタッチパネルといえる。 Table 1 shows the results of measuring the response time of the manufactured touch panel, converted to relative values with the value obtained in Comparative Example 1 being 1.00. However, the response time here means the time required from when the touch panel is touched until the signal is detected by the detection circuit. The shorter this time is, the shorter the response speed is, and it can be said to be a high-performance touch panel.

完成したタッチパネルの電極パターンを目視で確認して、電極パターンが観測されるものを○、わずかに観測されるが許容できる程度のものを△、明確に観測されるものを×として表１に記載した。
（実施例１）
上記の条件で製膜した透明導電膜を用いてタッチパネルの性能を検討するため、図２の構造を有する本発明の静電容量式タッチパネルを作製した。透明基板には、厚さ０．７ｍｍの無アルカリガラス基板（以下、ガラス基板）を用いた。透明導電膜の製膜には、マグネトロンスパッタリング装置（アルバック製）に、所望の膜組成となるように添加元素を添加した酸化インジウム焼結体をスパッタリングターゲットとして用いた。 Visually confirm the electrode pattern of the completed touch panel and describe in Table 1 as ◯ if the electrode pattern is observed, △ if it is slightly observed but acceptable, and x if it is clearly observed did.
Example 1
In order to study the performance of the touch panel using the transparent conductive film formed under the above conditions, a capacitive touch panel of the present invention having the structure of FIG. 2 was produced. As the transparent substrate, a non-alkali glass substrate (hereinafter referred to as a glass substrate) having a thickness of 0.7 mm was used. For forming the transparent conductive film, an indium oxide sintered body in which an additive element was added to a magnetron sputtering apparatus (manufactured by ULVAC) so as to have a desired film composition was used as a sputtering target.

その後、スパッタリングターゲットの直上、すなわち静止対向位置に基板を配置し、加熱せずに室温で上記の条件でガラス基板上に、透明導電膜を堆積させた。透明導電膜は、表１に示す組成であった。 Thereafter, the substrate was placed immediately above the sputtering target, that is, at a stationary facing position, and a transparent conductive film was deposited on the glass substrate at room temperature without heating under the above conditions. The transparent conductive film had the composition shown in Table 1.

このとき膜は、Ｘ線回折測定によって調べた結果、非晶質であることが確認された。この透明導電膜の膜厚は２４ｎｍであった。この膜を室温から昇温レート１００℃／分で１７５℃にて６０分大気アニールしたところ膜の表面抵抗は１２９Ω／□となり、結晶化していることが明らかになった。 At this time, the film was confirmed to be amorphous as a result of examination by X-ray diffraction measurement. The film thickness of this transparent conductive film was 24 nm. When this film was air-annealed from room temperature at a temperature rising rate of 100 ° C./min at 175 ° C. for 60 minutes, the film had a surface resistance of 129 Ω / □ and was found to be crystallized.

この膜を用いて作製した静電容量式タッチパネルにおいて静電容量式タッチパネルの位置検出用の信号は位置検出回路に確実に伝わり、問題なく動作した。また、目視で電極パターンは確認されなかった。 In the capacitive touch panel fabricated using this film, the position detection signal of the capacitive touch panel was reliably transmitted to the position detection circuit and operated without problems. Moreover, the electrode pattern was not confirmed visually.

得られた膜の物性および、作製したタッチパネルの応答時間を測定した結果と、比較例１で得られた値を１．００とし、相対値に換算したものを表１に併せて示す。
（実施例２）
実施例１と同様の方法で表１に示す組成の透明導電膜を作製し、この膜を室温から１０℃／分の昇温レートで１５０℃にて６０分大気アニールした後、膜が結晶化していることを確認した。この膜を用いて静電容量式タッチパネルを作製した。作製した静電容量式タッチパネルにおいて静電容量式タッチパネルの位置検出用の信号は位置検出回路に確実に伝わり、問題なく動作した。目視で電極パターンは確認されなかった。各物性およびタッチパネル性能評価結果を表１に示す。
（実施例３）
実施例１と同様の方法で表１に示す組成の透明導電膜を作製し、６０分大気アニールした後、膜が結晶化していることを確認した。この膜を用いて静電容量式タッチパネルを作製した。作製した静電容量式タッチパネルにおいて静電容量式タッチパネルの位置検出用の信号は位置検出回路に確実に伝わり、問題なく動作した。しかしながら、目視で電極パターンがわずかに観測できた。各物性およびタッチパネル性能評価結果を表１に示す。
（比較例１）
実施例１と同様の方法で表１に示す組成の透明導電膜を作製し、６０分大気アニールした後、膜が結晶化していることを確認した。この膜を用いて静電容量式タッチパネルを作製した。作製した静電容量式タッチパネルにおいて静電容量式タッチパネルの位置検出用の信号は位置検出回路に確実に伝わり、問題なく動作した。目視で電極パターンは確認されなかった。各物性およびタッチパネル性能評価結果を表１に示す。
（比較例２）
実施例１と同様の方法で表１に示す組成の透明導電膜を作製し、この膜を室温から１０℃／分の昇温レートで１５０℃にて６０分大気アニールしたが、膜はアモルファスであった。この膜を用いて静電容量式タッチパネルを作製した。作製した静電容量式タッチパネルにおいて静電容量式タッチパネルの位置検出用の信号は位置検出回路に確実に伝わり、問題なく動作した。目視で電極パターンは確認されなかった。各物性およびタッチパネル性能評価結果を表１に示す。
（比較例３）
実施例１と同様の方法で表１に示す組成の透明導電膜を作製し、６０分大気アニールした後、膜が結晶化していることを確認した。この膜を用いて静電容量式タッチパネルを作製した。作製した静電容量式タッチパネルにおいて静電容量式タッチパネルの位置検出用の信号は位置検出回路に確実に伝わり、問題なく動作した。目視で電極パターンは確認されなかった。各物性およびタッチパネル性能評価結果を表１に示す。
（比較例４）
実施例１と同様の方法で表１に示す組成の透明導電膜を作製し、６０分大気アニールした後、膜が結晶化していることを確認した。この膜を用いて静電容量式タッチパネルを作製した。作製した静電容量式タッチパネルにおいて静電容量式タッチパネルの位置検出用の信号は位置検出回路に確実に伝わり、問題なく動作した。しかしながら、目視で電極パターンが確認された。各物性およびタッチパネル性能評価結果を表１に示す。 Table 1 shows the results of measuring the physical properties of the obtained film and the response time of the manufactured touch panel, and the values obtained in Comparative Example 1 taken as 1.00 and converted into relative values.
(Example 2)
A transparent conductive film having the composition shown in Table 1 was prepared in the same manner as in Example 1, and this film was annealed at room temperature for 60 minutes at 150 ° C. at a rate of 10 ° C./min from room temperature. Confirmed that. A capacitive touch panel was fabricated using this film. In the produced capacitive touch panel, the position detection signal of the capacitive touch panel was reliably transmitted to the position detection circuit and operated without problems. The electrode pattern was not confirmed visually. Table 1 shows the results of physical properties and touch panel performance evaluation.
Example 3
A transparent conductive film having the composition shown in Table 1 was prepared in the same manner as in Example 1, and after atmospheric annealing for 60 minutes, it was confirmed that the film was crystallized. A capacitive touch panel was fabricated using this film. In the produced capacitive touch panel, the position detection signal of the capacitive touch panel was reliably transmitted to the position detection circuit and operated without problems. However, a slight electrode pattern was visually observed. Table 1 shows the results of physical properties and touch panel performance evaluation.
(Comparative Example 1)
A transparent conductive film having the composition shown in Table 1 was prepared in the same manner as in Example 1, and after atmospheric annealing for 60 minutes, it was confirmed that the film was crystallized. A capacitive touch panel was fabricated using this film. In the produced capacitive touch panel, the position detection signal of the capacitive touch panel was reliably transmitted to the position detection circuit and operated without problems. The electrode pattern was not confirmed visually. Table 1 shows the results of physical properties and touch panel performance evaluation.
(Comparative Example 2)
A transparent conductive film having the composition shown in Table 1 was prepared in the same manner as in Example 1, and this film was annealed in air at 150 ° C. for 60 minutes at a temperature rising rate from room temperature to 10 ° C./min. there were. A capacitive touch panel was fabricated using this film. In the produced capacitive touch panel, the position detection signal of the capacitive touch panel was reliably transmitted to the position detection circuit and operated without problems. The electrode pattern was not confirmed visually. Table 1 shows the results of physical properties and touch panel performance evaluation.
(Comparative Example 3)
A transparent conductive film having the composition shown in Table 1 was prepared in the same manner as in Example 1, and after atmospheric annealing for 60 minutes, it was confirmed that the film was crystallized. A capacitive touch panel was fabricated using this film. In the produced capacitive touch panel, the position detection signal of the capacitive touch panel was reliably transmitted to the position detection circuit and operated without problems. The electrode pattern was not confirmed visually. Table 1 shows the results of physical properties and touch panel performance evaluation.
(Comparative Example 4)
A transparent conductive film having the composition shown in Table 1 was prepared in the same manner as in Example 1, and after atmospheric annealing for 60 minutes, it was confirmed that the film was crystallized. A capacitive touch panel was fabricated using this film. In the produced capacitive touch panel, the position detection signal of the capacitive touch panel was reliably transmitted to the position detection circuit and operated without problems. However, the electrode pattern was confirmed visually. Table 1 shows the results of physical properties and touch panel performance evaluation.

本発明により、素子の光学的性質および感度特性を飛躍的に改善でき、これを用いた電子機器の性能や視認性を向上させることができる。さらに低い製造プロセスにおいても高い性能を発現できることから、素子を構成する材料の選択幅を広げることができる。 According to the present invention, the optical properties and sensitivity characteristics of an element can be dramatically improved, and the performance and visibility of an electronic device using the element can be improved. Furthermore, since high performance can be exhibited even in a low manufacturing process, the selection range of materials constituting the element can be expanded.

１液晶表示装置
１ａＴＦＴ基板
１ｂカラーフィルタ基板
２絶縁基板（上側）
３絶縁基板（下側）
４ブラックマトリックスおよびカラーフィルタ層
５ａドライブ電極
５ｂセンス電極
６第一の絶縁層
７ブリッジ電極
８第二の絶縁層
９共通電極層
１０液晶層
２０静電容量式タッチパネル
２１透明基板
２２透明導電膜
２３誘電体層
２４位置検出用配線部並びに位置検出用電極（位置検出用部材） 1 Liquid crystal display device 1a TFT substrate 1b Color filter substrate 2 Insulating substrate (upper side)
3 Insulating substrate (lower side)
4 Black matrix and color filter layer 5a Drive electrode 5b Sense electrode 6 First insulating layer 7 Bridge electrode 8 Second insulating layer 9 Common electrode layer 10 Liquid crystal layer 20 Capacitive touch panel 21 Transparent substrate 22 Transparent conductive film 23 Dielectric Body layer 24 Position detection wiring section and position detection electrode (position detection member)

Claims

透過率が４００ｎｍ〜８００ｎｍの波長域において平均８６％以上であり、シート抵抗が１５０Ω／□以下である透明導電膜および、当該透明導電膜を支える基材を含んでなることを特徴とする構造体。 A transparent conductive film having an average transmittance of 86% or more in a wavelength range of 400 nm to 800 nm and a sheet resistance of 150 Ω / □ or less, and a base material that supports the transparent conductive film .

透明導電膜の厚さが４０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の構造体。 The structure according to claim 1, wherein the thickness of the transparent conductive film is 40 nm or less.

透明導電膜を１７５℃以下のプロセス温度で基材に製膜することを特徴とする請求項１または２に記載の構造体の製造方法。 The method for producing a structure according to claim 1, wherein the transparent conductive film is formed on the substrate at a process temperature of 175 ° C. or less.

請求項１または２に記載の構造体を含んでなることを特徴とする素子。 An element comprising the structure according to claim 1.

構造体に高抵抗層を積層することを特徴とする請求項４に記載の素子。 The element according to claim 4, wherein a high resistance layer is laminated on the structure.

複数の構造体間に高抵抗層を有することを特徴とする請求項４または５に記載の素子。 6. The device according to claim 4, further comprising a high resistance layer between the plurality of structures.

製造プロセス中に当該素子および素子の構成部材にかかる温度が１７５℃以下であることを特徴とする請求項４〜６に記載の素子の製造方法。 The element manufacturing method according to claim 4, wherein a temperature applied to the element and a component member of the element during the manufacturing process is 175 ° C. or less.