(57)【要約】  このタッチパネルの製造方法は、透明導電膜（１３）が成膜された主面（１１ａ）を有する透明基板（１１）を含むタッチパネル（１）の製造方法であって、前記透明基板（１１）の前記主面（１１ａ）上に、水素ガス、酸素ガス、水蒸気の群から選択される２種または３種を含む反応性ガス雰囲気中にて酸化亜鉛系材料からなるターゲット（２７）を用いてスパッタ法を行うことにより、前記透明導電膜（１３）を成膜する。
2010004937.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明導電膜が成膜された主面を有する透明基板を含むタッチパネルの製造方法であって、
前記透明基板の前記主面上に、水素ガス、酸素ガス、水蒸気の群から選択される２種または３種を含む反応性ガス雰囲気中にて酸化亜鉛系材料からなるターゲットを用いてスパッタ法を行うことにより、前記透明導電膜を成膜することを特徴とするタッチパネルの製造方法。
【請求項２】
透明導電膜が成膜された主面を有する第１透明基板及び第２透明基板を含み、前記第１透明基板の透明導電膜と前記第２透明基板の前記透明導電膜が互いに対向するようにかつ所定の間隔で離間するように、前記第１透明基板及び前記第２透明基板が対向して配置されているタッチパネルの製造方法であって、
前記第１透明基板及び前記第２透明基板のうちいずれか一方または双方の基板の前記主面上に、水素ガス、酸素ガス、水蒸気の群から選択される２種または３種を含む反応性ガス雰囲気中にて酸化亜鉛系材料からなるターゲットを用いてスパッタ法を行うことにより、前記透明導電膜を成膜する
ことを特徴とするタッチパネルの製造方法。
【請求項３】
透明導電膜が成膜された主面を有する第１透明基板及び第２透明基板を含み、前記第１透明基板の透明導電膜と前記第２透明基板の前記透明導電膜が互いに対向するようにかつ所定の間隔で離間するように、前記第１透明基板及び前記第２透明基板が対向して配置されているタッチパネルの製造方法であって、
前記第１透明基板及び前記第２透明基板のうちいずれか一方の主面上に、水素ガス、酸素ガス、水蒸気の群から選択される２種または３種を含む反応性ガス雰囲気中にて酸化亜鉛系材料からなるターゲットを用いてスパッタ法を行うことにより、光学膜を成膜し、
次いで、前記光学膜上に前記透明導電膜を成膜する
ことを特徴とするタッチパネルの製造方法。
【請求項４】
透明導電膜が成膜された主面を有する第１透明基板及び第２透明基板を含み、前記第１透明基板の透明導電膜と前記第２透明基板の前記透明導電膜が互いに対向するようにかつ所定の間隔で離間するように、前記第１透明基板及び前記第２透明基板が対向して配置されているタッチパネルの製造方法であって、
前記第１透明基板及び前記第２透明基板のうちいずれか一方の主面上に、水素ガス、酸素ガス、水蒸気の群から選択される２種または３種を含む反応性ガス雰囲気中にて第１の酸化亜鉛系材料からなるターゲットを用いてスパッタ法を行うことにより、光学膜を成膜し、
次いで、前記光学膜上に、水素ガス、酸素ガス、水蒸気の群から選択される２種または３種を含む反応性ガス雰囲気中にて第２の酸化亜鉛系材料からなるターゲットを用いてスパッタ法を行うことにより、前記透明導電膜を成膜する
ことを特徴とするタッチパネルの製造方法。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のタッチパネルの製造方法であって、
前記水素ガスの分圧（ＰＨ２）と前記酸素ガスの分圧（ＰＯ２）との比Ｒ（ＰＨ２／ＰＯ２）は、
Ｒ＝ＰＨ２／ＰＯ２≧５
を満たすことを特徴とするタッチパネルの製造方法。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のタッチパネルの製造方法であって、
前記スパッタ法を行う際に用いるスパッタ電圧は、３４０Ｖ以下であることを特徴とするタッチパネルの製造方法。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のタッチパネルの製造方法であって、
前記スパッタ法を行う際に用いるスパッタ電圧は、直流電圧に高周波電圧が重畳された電圧であることを特徴とするタッチパネルの製造方法。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれか一項に記載のタッチパネルの製造方法であって、
前記ターゲットの表面における水平磁界の強度の最大値は、６００ガウス以上であることを特徴とするタッチパネルの製造方法。
【請求項９】
請求項１から請求項８のいずれか一項に記載のタッチパネルの製造方法であって、
前記酸化亜鉛系材料は、アルミニウム添加酸化亜鉛又はガリウム添加酸化亜鉛であることを特徴とするタッチパネルの製造方法。
【請求項１０】
タッチパネルを製造する成膜装置であって、
真空容器と、
前記真空容器内においてターゲットを保持するターゲット保持部と、
前記ターゲットにスパッタ電圧を印加する電源と、を含み、
前記真空容器は、水素ガス導入部，酸素ガス導入部，及び水蒸気導入部のうち２つ以上を有することを特徴とする成膜装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の成膜装置であって、
前記電源は、直流電源と高周波電源とを併用していることを特徴とする成膜装置。
【請求項１２】
請求項１０又は請求項１１記載の成膜装置であって、
前記ターゲット保持部に設けられ、前記ターゲットの表面に強度の最大値が６００ガウス以上の水平磁界を発生させる磁界発生部を含むことを特徴とする成膜装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タッチパネルの製造方法及び成膜装置に関し、更に詳しくは、液晶表示装置（ＬＣＤ）等のフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ：Ｆｌａｔ  Ｐａｎｅｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）の表示面に好適に設けられ、通常の筆記用具又は指等により容易に入力可能であり、小型化が可能であり、表示領域を除く周辺領域の面積を低減することが可能であり、製造コストの低減も可能なタッチパネルの製造方法及び成膜装置に関する。
本願は、２００８年７月９日に出願された特願２００８−１７９３７２号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶表示装置（ＬＣＤ）等のフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）の進歩と共に、このフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）の表示面に設けられるタッチパネルにおいても新しい要求が高まっている。これらの要求を実現するために新たな技術が開発され提案されている。
このタッチパネルの一種として、抵抗膜方式タッチパネルが知られている。この抵抗膜方式タッチパネルにおいては、主面に透明導電膜が成膜された一対の透明基板が、これらの透明導電膜が互いに対向するように所定の間隔をおいて対向して配置されている。また、これらの透明導電膜の間には、複数個の絶縁性スペーサをマトリックス状に配置されている。このタッチパネルは、視認側の透明基板上の所望の位置が表示面に向けて押圧された際に、この所望の位置にて一対の透明導電膜を電気的に接続し、この所望の位置の情報を電気信号として外部へ出力する機能を有する。【０００３】
従来、この抵抗膜方式タッチパネルにおいては、透明導電膜の材料として酸化インジウムに酸化スズを１〜４０質量％添加したスズ添加酸化インジウム（ＩＴＯ：Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）が利用されている。しかしながら、ＩＴＯの原料であるインジウム（Ｉｎ）は希少金属であり、今後は入手困難によるコスト上昇が予想されている。そのため、ＩＴＯに替わる透明導電材料として、豊富かつ安価な酸化亜鉛（ＺｎＯ）系材料が注目されている（例えば、特許文献１参照）。【０００４】
このＺｎＯ系材料は、ＺｎＯを僅かに還元することにより化学量論的組成から少々ずれてＺｎＯ結晶中に酸素空孔が形成されて自由電子を放出する、あるいは不純物として添加されたＢ、Ａｌ、Ｇａ等がＺｎＯ結晶格子中のＺｎイオンの位置に入り込んでイオンとなって自由電子を放出する等により、導電性を示すｎ型半導体である。
このＺｎＯ系材料は、大型基板への均一成膜が可能なスパッタリングに適している。成膜装置においては、ＩＴＯ等のＩｎ２Ｏ３系材料のターゲットをＺｎＯ系材料のターゲットに変更することで、ＺｎＯを成膜することが可能である。また、ＺｎＯ系材料は、Ｉｎ２Ｏ３系材料のように絶縁性の高い低級酸化物（ＩｎＯ）を含まないので、スパッタリングでの異常が発生し難い。【０００５】
このタッチパネルでは、反射防止性能を高めるために、透明基板に反射防止膜を設けることもある。この反射防止膜は、屈折率の異なる複数の透明膜が重ね合わされた積層構造を有する。従来の反射防止膜としては、例えば、屈折率１．４５〜１．４６のＳｉＯと、屈折率２．３〜２．５５のＴｉＯとが積層された構成が用いられている。
ところで、ＳｉＯ及びＴｉＯの積層構造を、酸化物ターゲットを使用してスパッタ法により成膜する場合、これらの酸化物のターゲットの抵抗が高いために、ＲＦ電源を使用してスパッタ法を行っていた。また、上記の積層構造をＤＣ電源もしくはＡＣ電源が使用できるＳｉとＴｉのメタルターゲットを使用して成膜する場合、多量の酸化性ガスを導入しながらスパッタする、いわゆるリアクティブスパッタにより積層膜を成膜していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平９−８７８３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、従来のＺｎＯ系材料を用いた透明導電膜を静電容量式タッチパネルに適用した場合、透明性は従来のＩＴＯ膜と遜色ないが、比抵抗が高いという問題点があった。
そこで、ＺｎＯ系の透明導電膜の比抵抗を所望の値まで下げるために、スパッタ法を行う際にチャンバー内に還元ガスとして水素ガスを導入し、この還元雰囲気中にて成膜する方法が考えられている。
しかし、この場合、得られた透明導電膜の比抵抗は確かに低下するが、その表面に僅かながら金属光沢が生じてしまい、透過率が低下するという問題点があった。【０００８】
また、反射防止膜の成膜工程においてＳｉＯとＴｉＯのターゲットを使用する場合、ＲＦ電源を使用する必要があるために、ＤＣ電源又はＡＣ電源を使用する場合と比べて成膜速度が遅くなる傾向があった。
また、ＲＦ電源を用いる装置において電源コストが高くなる傾向があり、場合によっては装置が複雑化することもあった。
さらに、従来の成膜方法では、ＳｉＯとＴｉＯの２種類のターゲット、もしくはＳｉとＴｉの２種類のターゲットが必要であるために、２種類のスパッタ装置が必要であった。【０００９】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、酸化亜鉛系の透明導電膜又は反射防止膜等の光学膜を用いたタッチパネルにおいて、酸化亜鉛系の透明導電膜の比抵抗を低下させるとともに、可視光線に対する透明性を維持することができるタッチパネルの製造方法及び成膜装置を提供することを目的とする。
また、反射防止膜等の光学膜を設けた場合においても、透明導電膜又は光学膜を１つの装置にて成膜することができるタッチパネルの製造方法及び成膜装置を提供することを目的とする。
また、従来の透明導電膜又は光学膜の成膜速度以上の成膜速度にて成膜することができるタッチパネルの製造方法及び成膜装置を提供することを目的とする。【００１０】
さらに、一種類のターゲットを使用し、導入するガスの種類を変更することにより、多層の光学膜もしくは多層の光学膜と透明導電膜を成膜することができ、さらには、従来の透明導電膜又は光学膜の成膜速度よりも高い成膜速度にて成膜することができるタッチパネルの製造方法及び成膜装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者等は、酸化亜鉛系の透明導電膜又は反射防止膜を適用したタッチパネルについて鋭意検討を行った結果、酸化亜鉛系材料からなるターゲットを用いて、スパッタ法により酸化亜鉛系の透明導電膜を成膜する際に、水素ガス、酸素ガス、水蒸気の群から選択される２種または３種を含む反応性ガス雰囲気中にてスパッタ法を行い、さらに、水素ガスの分圧（ＰＨ２）と酸素ガスの分圧（ＰＯ２）との比Ｒ（ＰＨ２／ＰＯ２）が次の式（１）を満たす条件下にてスパッタ法を行えば、従来よりも優れたタッチパネルを得られることを見出し、本発明を完成するに至った。
Ｒ＝ＰＨ２／ＰＯ２≧５      ……（１）
具体的に、本発明者等は、上記の条件下にてスパッタ法を行えば、酸化亜鉛系透明導電膜の比抵抗を低下させることができ、可視光線に対する透明性を維持することができることを見出し、さらに、上記と同様にして酸化亜鉛系の反射防止膜等の光学膜を成膜すれば、金属光沢が生じる虞が無く、可視光線に対する透明性を維持することができることを見出した。【００１２】
すなわち、本発明の第１態様におけるタッチパネルの製造方法は、透明導電膜が成膜された主面を有する透明基板を含むタッチパネルの製造方法であって、前記透明基板の前記主面上に、水素ガス、酸素ガス、水蒸気の群から選択される２種または３種を含む反応性ガス雰囲気中にて酸化亜鉛系材料からなるターゲットを用いてスパッタ法を行うことにより、前記透明導電膜を成膜する。【００１３】
ここで、本発明におけるタッチパネルは、透明導電膜が成膜された一対の透明基板を、これらの透明導電膜が互いに対向するように所定の間隔をおいて対向配置し、この一対の透明導電膜が接触した位置を検出する抵抗膜方式を含む。また、本発明におけるタッチパネルは、タッチパネルの表面全体に低圧の電界を形成し、押圧部分にユーザ等が接触することにより電界を放電し、その位置を検出する静電容量式でも良い。【００１４】
この製造方法においては、透明基板の主面上に、水素ガス、酸素ガス、水蒸気の群から選択される２種または３種を含む反応性ガス雰囲気中にて酸化亜鉛系材料からなるターゲットを用いてスパッタ法を行うことにより、透明導電膜を成膜している。これにより、スパッタ法により透明基板上に酸化亜鉛系の透明導電膜を成膜する際の雰囲気を、水素ガス、酸素ガス、水蒸気の群から選択される２種または３種を含む雰囲気、すなわち還元性ガスと酸化性ガスとの比が調和した雰囲気にすることが可能になる。従って、この雰囲気下にてスパッタ法を行えば、得られた透明導電膜において酸化亜鉛結晶中の酸素空孔の数が制御されて、所望の導電率を有する透明導電膜が実現される。また、透明導電膜の比抵抗も低下し、所望の比抵抗の値を有する透明導電膜が実現される。また、得られた透明導電膜は、金属光沢が生じることがなく、可視光線に対する透明性を維持することが可能である。【００１５】
本発明の第２態様におけるタッチパネルの製造方法は、透明導電膜が成膜された主面を有する第１透明基板及び第２透明基板を含み、前記第１透明基板の透明導電膜と前記第２透明基板の前記透明導電膜が互いに対向するようにかつ所定の間隔で離間するように、前記第１透明基板及び前記第２透明基板が対向して配置されているタッチパネルの製造方法であって、前記第１透明基板及び前記第２透明基板のうちいずれか一方または双方の基板の前記主面上に、水素ガス、酸素ガス、水蒸気の群から選択される２種または３種を含む反応性ガス雰囲気中にて酸化亜鉛系材料からなるターゲットを用いてスパッタ法を行うことにより、前記透明導電膜を成膜する。【００１６】
この製造方法においては、一対の前記第１透明基板及び前記第２透明基板のうちいずれか一方または双方の主面上に、水素ガス、酸素ガス、水蒸気の群から選択される２種または３種を含む反応性ガス雰囲気中にて酸化亜鉛系材料からなるターゲットを用いてスパッタ法を行うことにより、透明導電膜を成膜する。これにより、スパッタ法により透明基板上に酸化亜鉛系の透明導電膜を成膜する際の雰囲気を、水素ガス、酸素ガス、水蒸気の群から選択される２種または３種を含む雰囲気、すなわち還元性ガスと酸化性ガスとの比が調和した雰囲気にすることが可能になる。従って、この雰囲気下にてスパッタ法を行えば、得られた透明導電膜において酸化亜鉛結晶中の酸素空孔の数が制御されて、所望の導電率を有する透明導電膜が実現される。また、透明導電膜の比抵抗も低下し、所望の比抵抗の値を有する透明導電膜が実現される。また、得られた透明導電膜は、金属光沢が生じることがなく、可視光線に対する透明性を維持することが可能である。【００１７】
本発明の第３態様におけるタッチパネルの製造方法は、透明導電膜が成膜された主面を有する第１透明基板及び第２透明基板を含み、前記第１透明基板の透明導電膜と前記第２透明基板の前記透明導電膜が互いに対向するようにかつ所定の間隔で離間するように、前記第１透明基板及び前記第２透明基板が対向して配置されているタッチパネルの製造方法であって、前記第１透明基板及び前記第２透明基板のうちいずれか一方の主面上に、水素ガス、酸素ガス、水蒸気の群から選択される２種または３種を含む反応性ガス雰囲気中にて酸化亜鉛系材料からなるターゲットを用いてスパッタ法を行うことにより、光学膜を成膜し、次いで、前記光学膜上に前記透明導電膜を成膜する。【００１８】
この製造方法においては、一対の前記第１透明基板及び前記第２透明基板のうちいずれか一方の主面上に、水素ガス、酸素ガス、水蒸気の群から選択される２種または３種を含む反応性ガス雰囲気中にて酸化亜鉛系材料からなるターゲットを用いてスパッタ法を行うことにより光学膜を成膜する。これにより、スパッタ法により透明基板上に酸化亜鉛系の光学膜を成膜する際の雰囲気を、水素ガス、酸素ガス、水蒸気の群から選択される２種または３種を含む雰囲気、すなわち還元性ガスと酸化性ガスとの比が調和した雰囲気にすることが可能になる。従って、この雰囲気下にてスパッタ法を行えば、得られた光学膜において、酸化亜鉛結晶中の酸素空孔の数が制御されて、この酸素空孔に起因する光吸収が減少し、よって、金属光沢が生じることがなく、可視光線に対する透明性を維持することが可能となる。【００１９】
本発明の第４態様におけるタッチパネルの製造方法は、透明導電膜が成膜された主面を有する第１透明基板及び第２透明基板を含み、前記第１透明基板の透明導電膜と前記第２透明基板の前記透明導電膜が互いに対向するようにかつ所定の間隔で離間するように、前記第１透明基板及び前記第２透明基板が対向して配置されているタッチパネルの製造方法であって、前記第１透明基板及び前記第２透明基板のうちいずれか一方の主面上に、水素ガス、酸素ガス、水蒸気の群から選択される２種または３種を含む反応性ガス雰囲気中にて第１の酸化亜鉛系材料からなるターゲットを用いてスパッタ法を行うことにより、光学膜を成膜し、次いで、前記光学膜上に、水素ガス、酸素ガス、水蒸気の群から選択される２種または３種を含む反応性ガス雰囲気中にて第２の酸化亜鉛系材料からなるターゲットを用いてスパッタ法を行うことにより、前記透明導電膜を成膜する。【００２０】
この製造方法においては、一対の前記第１透明基板及び前記第２透明基板のうちいずれか一方の主面上に、水素ガス、酸素ガス、水蒸気の群から選択される２種または３種を含む反応性ガス雰囲気中にて第１の酸化亜鉛系材料からなるターゲットを用いてスパッタ法を行うことにより光学膜が成膜される。これにより、スパッタ法により透明基板上に酸化亜鉛系の光学膜を成膜する際の雰囲気を、水素ガス、酸素ガス、水蒸気の群から選択される２種または３種を含む雰囲気、すなわち還元性ガスと酸化性ガスとの比が調和した雰囲気とすることが可能になる。従って、この雰囲気下にてスパッタ法を行えば、得られた光学膜において、酸化亜鉛結晶中の酸素空孔の数が制御されて、この酸素空孔に起因する光吸収が減少し、よって、金属光沢が生じることがなく、可視光線に対する透明性を維持することが可能となる。【００２１】
また、この光学膜上に、水素ガス、酸素ガス、水蒸気の群から選択される２種または３種を含む反応性ガス雰囲気中にて第２の酸化亜鉛系材料からなるターゲットを用いてスパッタ法を行うことにより透明導電膜が成膜される。これにより、スパッタ法により光学膜上に酸化亜鉛系の透明導電膜を成膜する際の雰囲気を、水素ガス、酸素ガス、水蒸気の群から選択される２種または３種を含む雰囲気、すなわち還元性ガスと酸化性ガスとの比が調和した雰囲気とすることが可能になる。従って、この雰囲気下にてスパッタ法を行えば、得られた透明導電膜において酸化亜鉛結晶中の酸素空孔の数が制御されて、所望の導電率を有する透明導電膜が実現される。また、透明導電膜の比抵抗も低下し、所望の比抵抗の値を有する透明導電膜が実現される。また、得られた透明導電膜は、金属光沢が生じることがなく、可視光線に対する透明性を維持することが可能である。【００２２】
本発明の第１〜第４態様の製造方法においては、前記水素ガスの分圧（ＰＨ２）と前記酸素ガスの分圧（ＰＯ２）との比Ｒ（ＰＨ２／ＰＯ２）は、次の式（１）を満たすことが好ましい。
Ｒ＝ＰＨ２／ＰＯ２≧５      ……（１）
本発明の第１〜第４態様の製造方法においては、前記スパッタ法を行う際に用いるスパッタ電圧は、３４０Ｖ以下であることが好ましい。
本発明の第１〜第４態様の製造方法においては、前記スパッタ法を行う際に用いるスパッタ電圧は、直流電圧に高周波電圧が重畳された電圧であることが好ましい。
本発明の第１〜第４態様の製造方法においては、前記ターゲットの表面における水平磁界の強度の最大値は、６００ガウス以上であることが好ましい。
本発明の第１〜第４態様の製造方法においては、前記酸化亜鉛系材料は、アルミニウム添加酸化亜鉛又はガリウム添加酸化亜鉛であることが好ましい。【００２３】
本発明の第５態様におけるタッチパネルを製造する成膜装置は、真空容器と、前記真空容器内においてターゲットを保持するターゲット保持部と、前記ターゲットにスパッタ電圧を印加する電源と、を含み、前記真空容器は、水素ガス導入部，酸素ガス導入部，及び水蒸気導入部のうち２つ以上を有する。【００２４】
この成膜装置においては、真空容器が、水素ガス導入部、酸素ガス導入部、水蒸気導入部のうち２つ以上を備えている。これにより、水素ガス導入部、酸素ガス導入部、水蒸気導入部のうち２つ以上を用いて、酸化亜鉛系材料からなるターゲットを用いたスパッタ法により基板上に酸化亜鉛系の透明導電膜又は光学膜を成膜する際の雰囲気を、還元性ガスと酸化性ガスとの比が調和した反応性ガス雰囲気にすることが可能になる。従って、酸化亜鉛結晶中の酸素空孔の数が制御され、これによって比抵抗が低下し、金属光沢が生じることがなく、可視光線に対する透明性を維持することが可能な酸化亜鉛系の透明導電膜、金属光沢が生じることがなく、可視光線に対する透明性を維持することが可能な酸化亜鉛系の光学膜、のいずれか一方または双方を、酸化亜鉛系材料からなるターゲットを用いて１つの装置により成膜することが可能となる。【００２５】
さらに、この成膜装置においては、これら透明導電膜又は光学膜を形成できるだけでなく、酸化亜鉛系材料からなる一種類のターゲットを使用し、導入するガスの変更のみで、多層の光学膜もしくは多層の光学膜と透明導電膜を成膜することが可能になる。
さらに、ＤＣ電源もしくはＡＣ電源を使用することが可能になり、かつ、従来の成膜速度以上にて成膜することが可能になる。【００２６】
本発明の第５態様の製造方法においては、前記電源は、直流電源と高周波電源とを併用していることが好ましい。
この成膜装置では、直流電源と高周波電源とを併用することにより、スパッタ電圧を低下させることが可能になり、結晶格子の整った酸化亜鉛系の透明導電膜又は光学膜を成膜することが可能になる。この成膜装置によれば、比抵抗が低く、金属光沢が生じることがなく、可視光線に対する透明性を維持可能な透明導電膜を得ることができる。また、金属光沢が生じることがなく、可視光線に対する透明性を維持可能な光学膜を得ることができる。【００２７】
本発明の第５態様の製造方法は、前記ターゲット保持部に設けられ、前記ターゲットの表面に強度の最大値が６００ガウス以上の水平磁界を発生させる磁界発生部を含むことが好ましい。
この成膜装置においては、ターゲット保持部に、ターゲットの表面に強度の最大値が６００ガウス以上の水平磁界を発生させる磁界発生部が設けられているので、ターゲットの表面の垂直磁界が０（水平磁界が最大）となる位置に高密度プラズマが生成する。これにより、結晶格子の整った酸化亜鉛系の透明導電膜又は光学膜を成膜することが可能になる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明の第１態様におけるタッチパネルの製造方法によれば、透明基板の主面上に、水素ガス、酸素ガス、水蒸気の群から選択される２種または３種を含む反応性ガス雰囲気中にて酸化亜鉛系材料からなるターゲットを用いてスパッタ法を行うことにより、透明導電膜を成膜するので、酸化亜鉛系の透明導電膜の比抵抗を低下させることができ、しかも、可視光線に対する透明性を維持することができる。
したがって、比抵抗が低く、可視光線に対する透明性に優れた酸化亜鉛系の透明導電膜を容易に成膜することができる。【００２９】
本発明の第２態様におけるタッチパネルの製造方法によれば、一対の前記第１透明基板及び前記第２透明基板のうちいずれか一方または双方の主面上に、水素ガス、酸素ガス、水蒸気の群から選択される２種または３種を含む反応性ガス雰囲気中にて酸化亜鉛系材料からなるターゲットを用いてスパッタ法を行うことにより、透明導電膜を成膜するので、酸化亜鉛系の透明導電膜の比抵抗を低下させることができ、しかも、可視光線に対する透明性を維持することができる。
したがって、比抵抗が低く、可視光線に対する透明性に優れた酸化亜鉛系の透明導電膜を容易に成膜することができる。【００３０】
本発明の第３態様におけるタッチパネルの製造方法によれば、一対の前記第１透明基板及び前記第２透明基板のうちいずれか一方の主面上に、水素ガス、酸素ガス、水蒸気の群から選択される２種または３種を含む反応性ガス雰囲気中にて酸化亜鉛系材料からなるターゲットを用いてスパッタ法を行うことにより、光学膜を成膜するので、酸化亜鉛系の光学膜における金属光沢を防止することができ、可視光線に対する透明性を維持することができる。
したがって、可視光線に対する透明性に優れた酸化亜鉛系の光学膜を容易に成膜することができる。【００３１】
本発明の第４態様におけるタッチパネルの製造方法によれば、一対の前記第１透明基板及び前記第２透明基板のうちいずれか一方の主面上に、水素ガス、酸素ガス、水蒸気の群から選択される２種または３種を含む反応性ガス雰囲気中にて第１の酸化亜鉛系材料からなるターゲットを用いてスパッタ法を行うことにより、光学膜を成膜するので、酸化亜鉛系の光学膜における金属光沢を防止することができ、可視光線に対する透明性を維持することができる。
したがって、可視光線に対する透明性に優れた酸化亜鉛系の光学膜を容易に成膜することができる。【００３２】
また、この光学膜上に、水素ガス、酸素ガス、水蒸気の群から選択される２種または３種を含む反応性ガス雰囲気中にて第２の酸化亜鉛系材料からなるターゲットを用いてスパッタ法を行うことにより透明導電膜を成膜するので、酸化亜鉛系の透明導電膜の比抵抗を低下させることができ、しかも、可視光線に対する透明性を維持することができる。
したがって、比抵抗が低く、可視光線に対する透明性に優れた酸化亜鉛系の透明導電膜を容易に成膜することができる。【００３３】
本発明の第５態様におけるタッチパネルを製造する成膜装置によれば、真空容器に、水素ガス導入部、酸素ガス導入部、水蒸気導入部のうち２つ以上を備えたので、これらを制御することにより、真空容器内の酸化亜鉛系の透明導電膜又は光学膜を成膜する際の雰囲気を、還元性ガスと酸化性ガスとの比が調和した反応性ガス雰囲気とすることができる。
したがって、従来の成膜装置の一部を改良するだけで、比抵抗が低く、可視光線に対する透明性に優れた酸化亜鉛系の透明導電膜、あるいは可視光線に対する透明性に優れた酸化亜鉛系の光学膜を、酸化亜鉛系材料からなるターゲットを用いて１つの装置により容易に成膜することができる。【００３４】
さらに、これら透明導電膜又は光学膜は、酸化亜鉛系材料からなる一種類のターゲットを使用し、導入するガスの変更のみで、多層の光学膜もしくは多層の光学膜と透明導電膜を成膜することができる。
さらに、ＤＣ電源もしくはＡＣ電源を使用することができ、かつ、従来の成膜速度以上にて成膜することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の第１の実施形態の抵抗膜方式のタッチパネルの主要部を示す断面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態の抵抗膜方式のタッチパネルの反射防止膜を示す断面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態のスパッタ装置を示す概略構成図である。
【図４】本発明の第１の実施形態のスパッタ装置の成膜室の主要部を示す断面図である。
【図５】無加熱成膜におけるＨ２Ｏガス（水蒸気）に起因する効果を示す図である。
【図６】反射防止膜の反射率のシミュレーション結果を示す図である。
【図７】基板温度が２５０℃に設定された場合の加熱成膜におけるＨ２Ｏガス（水蒸気）に起因する効果を示す図である。
【図８】基板温度が２５０℃に設定された場合の加熱成膜においてＨ２ガスとＯ２ガスを同時に導入した場合に起因する効果を示す図である。
【図９】基板温度が２５０℃に設定された場合の加熱成膜においてＨ２ガスとＯ２ガスを同時に導入した場合に起因する効果を示す図である。
【図１０】無加熱成膜におけるＨ２ガスに起因する効果を示す図である。
【図１１】本発明の第２の実施形態のインターバック式のマグネトロンスパッタ装置における成膜室の主要部を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
本発明のタッチパネルの製造方法及び成膜装置を実施するための最良の形態について説明する。
本実施形態においては、発明の趣旨をより良く理解させるために具体的に説明するが、本実施形態は、本発明の技術範囲を限定するものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
【００３７】
（第１の実施形態）
（タッチパネル）
図１は、本発明の第１の実施形態の抵抗膜方式のタッチパネルの主要部を示す断面図である。
このタッチパネル１は、液晶表示装置（ＬＣＤ）２の画像表示面２ａにスペーサ３を介して設けられており、下部電極である駆動回路４と、上部電極である検出回路５と、駆動回路４と検出回路５との間に配置された複数個の絶縁性スペーサ６とにより構成されている。
【００３８】
駆動回路４は、ポリイミドフィルム等のプラスチック、あるいは無アルカリガラス等のガラス板等からなる透明基板１１の表面（主面）１１ａに反射防止膜（光学膜）１２及び透明導電膜１３が順次成膜されて構成されている。
検出回路５は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等からなるプラスチックフィルム（透明基板）１４の表面１４ａにハードコート膜１５が成膜され、その裏面（主面）１４ｂに透明導電膜１６が成膜されて構成されている。
これら駆動回路４と検出回路５とは、透明導電膜１３、１６が互いに対向するように所定の間隔をおいて配置されている。これら透明導電膜１３、１６は接着剤１７を介して接着固定され、これらの透明導電膜１３、１６の間には、透明導電膜１３、１６の間の距離を維持するための絶縁性スペーサ６が複数個、マトリックス状に配置されている。
【００３９】
反射防止膜１２は、図２に示すように、透明基板１１の表面１１ａの表面から透明導電膜１３が配置される位置に向かって屈折率が順次小さくなるように、屈折率の異なる複数の透明膜、例えば高屈折率の透明膜１２ａ及び低屈折率の透明膜１２ｂを重ね合わせた積層構造を有する。
反射防止膜１２の積層構造としては、例えば、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）を添加したアルミニウム添加酸化亜鉛（ＡＺＯ）、酸化ガリウム（Ｇａ２Ｏ３）を添加したガリウム添加酸化亜鉛（ＧＺＯ）、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、酸化チタン（ＴｉＯ２）等を主成分として用いられた膜が積層された積層構造が好適に用いられる。
【００４０】
例えば、アルミニウム添加酸化亜鉛（ＡＺＯ）を用いた積層構造の場合、屈折率が例えば１．９１等の高屈折率の透明膜１２ａは、アルミニウム添加酸化亜鉛（ＡＺＯ）をターゲットとして、アルゴン（Ａｒ）ガス雰囲気または酸素を含むアルゴン（Ａｒ＋Ｏ２）ガス雰囲気下にて成膜することにより得られる。
また、屈折率が例えば１．６４等の低屈折率の透明膜１２ｂは、上記のアルミニウム添加酸化亜鉛（ＡＺＯ）をターゲットとして、水素（Ｈ２）ガス雰囲気または水蒸気（Ｈ２Ｏ）雰囲気下にて成膜することにより得られる。
【００４１】
このように、反応ガスの種類を変えるのみで、２種類の屈折率の膜を、同種のターゲットを使用して成膜することができる。したがって、一つの装置（同じ装置）を用いて、積層構造の膜を容易に成膜することができる。さらに、ＡＺＯ又はＧＺＯ等のＺｎＯ系のターゲットを用いる場合、ＤＣ電源もしくはＡＣ電源のみでもスパッタすることができるので、成膜装置の構造が簡易にし易い。また、ＲＦスパッタは相対的に成膜速度が遅いが、第１の実施形態の成膜装置においてはＤＣ電源もしくはＡＣ電源を使用できるので、成膜速度を速くすることもできる。なお、さらに、ＤＣ電源もしくはＡＣ電源の出力にＲＦ出力を重畳させれば、放電圧力を下げることもできる。
【００４２】
また、ＤＣ電源を使用した場合、例えば、従来のＳｉのターゲットを使用するリアクティブスパッタ法における成膜速度が２０〜３０オングストローム／分（１Ｗ／ｃｍ２当たり：以下同様）、Ｔｉのリアクティブスパッタ法における成膜速度が約オングストローム／分であったのに比べ、ＡＺＯ膜をＺｎＯ−Ａｌ２Ｏ３をターゲットとしてスパッタする場合、５０〜８０オングストローム／分の成膜速度が得られる。
さらに、ＡＺＯ膜を、ＺｎＯ−Ａｌ２Ｏ３をターゲットとし、酸素もしくは水素原子を含むガスを導入してスパッタする場合、ターゲットに酸素が含まれているため、反応性ガスの導入量は、Ｓｉ又はＴｉのターゲットを使用するリアクティブスパッタ法の場合に比べ少ない。
【００４３】
このタッチパネル１においては、プラスチックフィルム１４のハードコート膜１５上の所望の位置（アドレス）を、タッチペン又は指等で透明基板１１に向けて押圧することにより、この所望の位置（アドレス）にて透明導電膜１３と透明導電膜１６とが電気的に接続（導通）されて「オン」状態となり、この所望の位置（アドレス）における「オン」状態の情報が、このタッチパネル１の面内の操作されたアドレスを示す電気信号として出力される。
【００４４】
（スパッタ装置）
図３は、第１の実施形態のタッチパネルの製造方法に用いられるスパッタ装置（成膜装置）を示す概略構成図、図４は図３のスパッタ装置における成膜室の主要部を示す断面図である。
このスパッタ装置２１は、インターバック式のスパッタ装置であり、例えば、無アルカリガラス基板（図示せず）等の基板を搬入又は搬出する仕込み／取り出し室２２と、基板上に酸化亜鉛系透明導電膜を成膜する成膜室（真空容器）２３とを含む。
仕込み／取出し室２２には、この室内を粗く真空引きするロータリーポンプ等の粗引き排気部２４が設けられ、この室内には、基板を保持・搬送するための基板トレイ２５が移動可能に配置されている。
【００４５】
一方、成膜室２３の一方の側面（第１側面）２３ａには、基板２６を加熱するヒーター３１が縦型に設けられ、他方の側面（第２側面）２３ｂには、酸化亜鉛系材料のターゲット２７を保持し所望のスパッタ電圧を印加するカソード（ターゲット保持部）３２が縦型に設けられ、さらに、この室内を高真空引きするターボ分子ポンプ等の高真空排気部３３、ターゲット２７にスパッタ電圧を印加する電源３４、この室内にガスを導入するガス導入部３５が設けられている。
【００４６】
カソード３２は、板状の金属プレートにより構成されており、ターゲット２７がロウ材等を介してボンディング（固定）される部材である。
電源３４は、ターゲット２７に直流電圧に高周波電圧が重畳されたスパッタ電圧を印加する機能を有し、直流（ＤＣ）電源と高周波（ＲＦ）電源（図示略）とを備えている。
ガス導入部３５は、Ａｒ等のスパッタガスを導入するスパッタガス導入部３５ａと、水素ガスを導入する水素ガス導入部３５ｂと、酸素ガスを導入する酸素ガス導入部３５ｃと、水蒸気を導入する水蒸気導入部３５ｄとを備えている。
【００４７】
なお、このガス導入部３５において、導入部３５ｂ〜３５ｄは必要に応じて選択的に使用され、例えば、水素ガス導入部３５ｂと酸素ガス導入部３５ｃ、水素ガス導入部３５ｂと水蒸気導入部３５ｄ、のように２つの導入部により構成してもよい。
【００４８】
次に、上記のスパッタ装置２１を用いて透明基板１１上に酸化亜鉛系の反射防止膜１２及び透明導電膜１３を順次成膜する方法について説明する。
ここでは、透明基板１１として無アルカリガラス基板を用い、反射防止膜１２として、アルミニウム添加酸化亜鉛（ＡＺＯ）、ガリウム添加酸化亜鉛（ＧＺＯ）等の酸化亜鉛系材料からなる２層構造の膜を用いた場合について説明する。
【００４９】
（反射防止膜の成膜）
（ａ）高屈折率透明膜の成膜
高屈折率の透明膜１２ａを成膜するために、酸化亜鉛系のターゲット２７をカソード３２にロウ材等でボンディングして固定する。
ここで、ターゲット材としては、酸化亜鉛系材料、例えば、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）が０．１〜１０質量％添加されたアルミニウム添加酸化亜鉛（ＡＺＯ）、酸化ガリウム（Ｇａ２Ｏ３）が０．１〜１０質量％添加されたガリウム添加酸化亜鉛（ＧＺＯ）等が挙げられる。
【００５０】
次いで、基板２６を仕込み／取り出し室２２の基板トレイ２５に収納した状態で、仕込み／取り出し室２２及び成膜室２３を粗引き排気部２４により粗く真空引きする。仕込み／取り出し室２２及び成膜室２３が所定の真空度、例えば０．２７Ｐａ（２．０×１０−３Ｔｏｒｒ）となった後に、基板２６を仕込み／取り出し室２２から成膜室２３に搬入する。この基板２６を、設定がオフになった状態のヒーター３１の前に配置し、この基板２６をターゲット２７に対向させ、この基板２６をヒーター３１により加熱して、１００℃〜６００℃の範囲内に温度を設定する。
【００５１】
次いで、成膜室２３を高真空排気部３３で高真空引きし、成膜室２３が所定の高真空度、例えば２．７×１０−４Ｐａ（２．０×１０−６Ｔｏｒｒ）に設定される。その後、成膜室２３に、スパッタガス導入部３５ａがＡｒガスを導入するか、あるいは、スパッタガス導入部３５ａ及び酸素ガス導入部３５ｃがＡｒガス及びＯ２ガスを導入することにより、この成膜室２３内をＡｒガス雰囲気またはＯ２ガスを含むＡｒガス（Ａｒ＋Ｏ２）雰囲気にする。
【００５２】
次いで、電源３４によりターゲット２７にスパッタ電圧を印加する。
このスパッタ電圧は３４０Ｖ以下であることが好ましい。放電電圧を下げることにより、結晶格子の整った酸化亜鉛系の透明膜を成膜することが可能になる。
このスパッタ電圧は、直流電圧に高周波電圧が重畳された電圧であることが好ましい。直流電圧に高周波電圧が重畳されることで、放電電圧をさらに下げることができる。
スパッタ電圧印加により、基板２６上にプラズマが発生し、このプラズマにより励起されたＡｒ等のスパッタガスのイオンがターゲット２７に衝突し、このターゲット２７からアルミニウム添加酸化亜鉛（ＡＺＯ）、ガリウム添加酸化亜鉛（ＧＺＯ）等の酸化亜鉛系材料を構成する原子が放出し、基板２６上に酸化亜鉛系材料からなる透明膜が成膜される。
【００５３】
この成膜の過程では、成膜室２３内の雰囲気がＡｒガス雰囲気またはＯ２ガスを含むＡｒガス（Ａｒ＋Ｏ２）雰囲気であるので、この雰囲気下にてスパッタ法を行えば、得られた透明膜において酸化亜鉛結晶中の酸素空孔の数が制御され、所望の高屈折率、例えば２．０前後、及び所望の比抵抗（導電率）を有する高屈折率の透明膜１２ａが得られる。
【００５４】
なお、透明膜１２ａの屈折率をシフトさせる場合、即ち、屈折率特性において透明膜１２ａの屈折率の値を調整する場合、成膜の際の雰囲気を、Ａｒガス雰囲気またはＯ２ガスを含むＡｒガス（Ａｒ＋Ｏ２）雰囲気から、ＡｒガスまたはＯ２ガスを含むＡｒガスに、Ｈ２ガスおよび／またはＨ２Ｏガス（水蒸気）を加えた雰囲気に変化させることが好ましい。
これは、成膜室２３に、水素ガス導入部３５ｂによるＨ２ガスの導入、水蒸気導入部３５ｄによるＨ２Ｏガス（水蒸気）の導入、のいずれか一方、あるいは双方を行うことにより、実現することができる。
【００５５】
（ｂ）低屈折率透明膜の成膜
成膜室２３内に酸化亜鉛系のターゲット２７を残したままの状態で、この成膜室２３に、水素ガス導入部３５ｂによるＨ２ガスの導入、水蒸気導入部３５ｄによるＨ２Ｏガス（水蒸気）の導入、のいずれか一方、あるいは双方を行うことにより、この成膜室２３内の雰囲気がＨ２ガスおよび／またはＨ２Ｏガス（水蒸気）を含むように制御される。
【００５６】
この低屈折率透明膜を成膜する場合、高屈折率透明膜を形成する際に用いた同一の酸化亜鉛系のターゲット２７を用い、成膜時の雰囲気がＨ２ガスおよび／またはＨ２Ｏガス（水蒸気）を含むように制御される。これにより、透明膜の屈折率が低屈折率側にシフトした低屈折率透明膜が成膜される。
ここでは、水素ガス導入部３５ｂ又は水蒸気導入部３５ｄを用いて、成膜室２３にＨ２ガスおよび／またはＨ２Ｏガス（水蒸気）を導入する。
なお、この成膜室２３内には、ＡｒガスまたはＯ２ガスを含むＡｒガス（Ａｒ＋Ｏ２）も含まれているので、Ｈ２ガス、Ｈ２Ｏガス（水蒸気）、Ａｒ＋Ｏ２ガス各々の分圧を制御することで、得られる透明膜の屈折率又は比抵抗（導電率）を制御することができる。
【００５７】
例えば、水素ガスの分圧（ＰＨ２）と酸素ガスの分圧（ＰＯ２）との比Ｒ（ＰＨ２／ＰＯ２）が、次の式（１）を満たす場合、酸素ガス濃度の５倍以上である水素ガス濃度を有する反応性ガスを含むように成膜室２３内の雰囲気が制御される。
Ｒ＝ＰＨ２／ＰＯ２≧５      ……（１）
また、反応性ガス雰囲気がＲ＝ＰＨ２／ＰＯ２≧５を満たすことで、屈折率が１．６前後の透明膜１２ｂが得られる。
【００５８】
また、水素ガスの分圧（ＰＨ２）と水蒸気（ガス）の分圧（ＰＨ２Ｏ）との比Ｒ（ＰＨ２／ＰＨ２Ｏ）が、次の式（２）を満たす場合、水蒸気濃度の５倍以上である水素ガス濃度を有する反応性ガスを含むように成膜室２３内の雰囲気が制御される。
Ｒ＝ＰＨ２／ＰＨ２Ｏ≧５      ……（２）
また、反応性ガス雰囲気がＲ＝ＰＨ２／ＰＨ２Ｏ≧５を満たすことで、屈折率が１．６前後の透明膜１２ｂが得られる。
【００５９】
このように、成膜室２３にＨ２ガスおよび／またはＨ２Ｏガス（水蒸気）雰囲気が作られることで、得られた透明膜１２ｂの比抵抗（導電率）も変化する。したがって、導電性が必要である透明膜１２ｂを形成する場合には、Ｈ２ガス雰囲気にて成膜する必要がある。一方、導電性が必要ではない透明膜１２ｂを形成する場合、Ｈ２ガス雰囲気、Ｈ２Ｏガス（水蒸気）雰囲気のいずれかが用いられる。
このように、Ｈ２ガスおよびＨ２Ｏガス（Ｈ２＋Ｈ２Ｏ）雰囲気下で成膜された低屈折率の透明膜１２ｂは、比抵抗が低いので透明導電膜を兼ねることができる。したがって、透明導電膜１３は不要である。
【００６０】
一方、Ｈ２Ｏガス雰囲気下で成膜された低屈折率の透明膜１２ｂは、比抵抗が高いので、透明導電膜１３が必要である。
次に、高比抵抗かつ低屈折率の透明膜１２ｂ上に透明導電膜１３を成膜する方法について説明する。
【００６１】
（透明導電膜の成膜）
透明導電膜１３を成膜する場合、上記の酸化亜鉛系のターゲット２７を用い、上記の反射防止膜の成膜方法と同様に、基板２６の温度を１００℃〜６００℃の温度範囲内に設定した。また、スパッタガス導入部１５ａによりＡｒ等のスパッタガスを導入し、水素ガス導入部１５ｂ〜水蒸気導入部１５ｄのうちいずれか２つまたは３つを用いて、水素ガス、酸素ガス、水蒸気の群から選択される２種または３種のガスを導入する。
【００６２】
ここで、水素ガスと酸素ガスを選択した場合、水素ガスの分圧（ＰＨ２）と酸素ガスの分圧（ＰＯ２）との比Ｒ（ＰＨ２／ＰＯ２）が、次の式（３）を満たす場合、酸素ガス濃度の５倍以上である水素ガス濃度を有する反応性ガスを含むように成膜室２３内の雰囲気が制御される。
Ｒ＝ＰＨ２／ＰＯ２≧５      ……（３）
また、反応性ガス雰囲気がＲ＝ＰＨ２／ＰＯ２≧５を満たすことで、比抵抗１．０×１０３μΩ・ｃｍ以下の透明導電膜が得られる。
【００６３】
また、水素ガスと水蒸気（ガス）を選択した場合、水素ガスの分圧（ＰＨ２）と水蒸気（ガス）の分圧（ＰＨ２Ｏ）との比Ｒ（ＰＨ２／ＰＨ２Ｏ）が、次の式（４）を満たす場合、水蒸気濃度の５倍以上である水素ガス濃度を有する反応性ガスを含むように成膜室２３内の雰囲気が制御される。
Ｒ＝ＰＨ２／ＰＨ２Ｏ≧５      ……（４）
また、反応性ガス雰囲気がＲ＝ＰＨ２／ＰＨ２Ｏ≧５を満たすことで、比抵抗１．０×１０３μΩ・ｃｍ以下の透明導電膜が得られる。
【００６４】
次いで、電源３４によりターゲット２７に３４０Ｖ以下のスパッタ電圧、好ましくは直流電圧に高周波電圧が重畳されたスパッタ電圧を印加する。
これにより、基板２６上にプラズマが発生し、このプラズマにより励起されたＡｒ等のスパッタガスのイオンがターゲット２７に衝突し、このターゲット２７からアルミニウム添加酸化亜鉛（ＡＺＯ）、ガリウム添加酸化亜鉛（ＧＺＯ）等の酸化亜鉛系材料を構成する原子が放出し、透明膜１２ｂ上に酸化亜鉛系材料からなる透明導電膜が成膜される。
【００６５】
この成膜の過程では、成膜室２３内の雰囲気が、水素ガス、酸素ガス、水蒸気の群から選択される２種または３種からなる反応性ガス雰囲気である。従って、この反応性ガス雰囲気下にてスパッタ法を行えば、酸化亜鉛結晶中の酸素空孔の数が制御され、得られた透明導電膜は所望の導電率を有する膜となり、透明導電膜の比抵抗も低下し、所望の比抵抗の値が得られる。
【００６６】
特に、成膜室２３内の各ガスの濃度に関し、水素ガス濃度が酸素ガス濃度の５倍以上である場合、水素ガスと酸素ガスとの比が調和した反応性ガス雰囲気が得られる。従って、この反応性ガス雰囲気下にてスパッタ法を行えば、酸化亜鉛結晶中の酸素空孔の数が高度に制御され、得られた透明導電膜は所望の導電率を有する膜となり、透明導電膜の比抵抗もＩＴＯ膜相当にまで低下し、所望の比抵抗の値が得られる。
また、得られた透明導電膜においては、金属光沢が生じる虞がなく、可視光線に対する透明性が維持される。
このようにして、比抵抗が低くかつ可視光線に対する透明性が良好な酸化亜鉛系の透明導電膜１３が形成された基板２６が得られる。
【００６７】
次に、第１の実施形態の酸化亜鉛系の透明導電膜及び反射防止膜の製造方法について、本発明者等が行った実験結果について説明する。
５インチ×１６インチの大きさを有し、Ａｌ２Ｏ３が２質量％添加されたアルミニウム添加酸化亜鉛（ＡＺＯ）ターゲットを準備した。このターゲットを直流（ＤＣ）電圧を印加する平行平板型のカソード３２にロウ材で固定した。
次いで、仕込み／取り出し室２２に無アルカリガラス基板を搬入し、仕込み／取り出し室２２内を粗引き排気部２４で粗く真空引きし、次いで、この無アルカリガラス基板を高真空排気部３３で高真空引きされた成膜室２３に搬入した。その後、無アルカリガラス基板をＡＺＯターゲットに対向配置させた。
【００６８】
次いで、ガス導入部３５によりＡｒガスを成膜室２３に導入しながら成膜室２３内の圧力が５ｍＴｏｒｒとなるように制御した。その後、Ｈ２Ｏガスの分圧が５×１０−５Ｔｏｒｒ、Ｏ２ガスの分圧が１×１０−５Ｔｏｒｒ、のいずれかになるようにガスを成膜室２３に導入し、Ｈ２ＯガスまたはＯ２ガスの雰囲気下で、カソード３２に電源３４により１ｋＷの電力を印加した。これによって、カソード３２に取り付けられたＡＺＯターゲットをスパッタし、無アルカリガラス基板上にＡＺＯ膜を堆積させた。
【００６９】
図５は、無加熱成膜におけるＨ２Ｏガス（水蒸気）に起因する効果を示す図である。図５において、符号Ａは反応性ガスを導入しない場合の酸化亜鉛系透明導電膜の透過率を示し、符号ＢはＨ２Ｏガスの分圧が５×１０−５Ｔｏｒｒになるように導入した場合の酸化亜鉛系透明導電膜の透過率を示し、符号ＣはＯ２ガスの分圧が１×１０−５Ｔｏｒｒになるように導入した場合の酸化亜鉛系透明導電膜の透過率を示している。
【００７０】
反応性ガスを導入しない場合、透明導電膜の膜厚は２０７．９ｎｍ、比抵抗は１５７６μΩｃｍであった。
また、Ｈ２Ｏガスを導入した場合、透明導電膜の膜厚は２０４．０ｎｍ、比抵抗は６４４６４μΩｃｍであった。
また、Ｏ２ガスを導入した場合、透明導電膜の膜厚は２０８．５ｎｍ、比抵抗は２４０６μΩｃｍであった。
【００７１】
図５によれば、Ｈ２Ｏガスを導入したことにより、膜厚を変えずに、透過率のピーク波長を変更することができることが分かった。また、反応性ガスを導入しない符号Ａに比べ全体的に透過率も上昇していた。
また、Ｈ２Ｏガスを導入した場合、比抵抗が高く、抵抗劣化が大きくなるが、透過率が高いことから、反射防止膜等のような低抵抗が要求されない光学部材に適用可能であることが分かった。
さらに、Ｈ２Ｏガスの無導入と導入もしくは導入量を変化させた成膜条件を繰り返し行うことで、屈折率が変化した積層構造（屈折率が異なる複数の膜からなる積層構造）を有する光デバイスを１枚のターゲットで得られることが分かった。
【００７２】
図６は、図５中の符号Ｂ及び符号Ｃのスペクトルから算出した屈折率を用いて光学設計を行った反射防止膜の反射率のシミュレーション結果を示す図である。
ここでは、図５中の符号Ｃのスペクトルから求められた波長のピーク値（λ）７９６ｎｍ及び膜厚（ｄ）２０８．５ｎｍの各値を、簡易的に式「２ｎｄ＝ｍλ」（式中、ｄは膜厚、λは波長、ｎ、ｍは整数）に代入した。ｍ＝１である場合の高屈折率の透明膜の屈折率（ｎ）を算出したところ、ｎ＝１．９１であった。
一方、図５中の符号Ｂのスペクトルから求められた波長のピーク値（λ）６６８ｎｍ及び膜厚（ｄ）２０４．０ｎｍの各値を、簡易的に式「２ｎｄ＝ｍλ」（式中、ｄは膜厚、λは波長、ｎ、ｍは整数）に代入した。ｍ＝１である場合の低屈折率の透明膜の屈折率（ｎ）を算出したところ、ｎ＝１．６４であった。
【００７３】
次いで、ガラス基板上に、屈折率（ｎ）が１．９１の高屈折率の透明膜を、膜厚（ｄ）が６４．０ｎｍになるように成膜し、この高屈折率の透明膜上に屈折率（ｎ）が１．６４の低屈折率の透明膜を、膜厚（ｄ）が８９．５ｎｍになるように成膜した。
この図６によれば、波長（λ）が５５０ｎｍの場合、反射防止膜の反射率が０．１６７％であることが分かり、積層構造の反射防止膜を１つのターゲットを用いて連続して成膜することができることが分かった。
【００７４】
次いで、無アルカリガラス基板を２５０℃に加熱した以外は上記と同様にして無アルカリガラス基板上にＡＺＯ膜を堆積させた。
図７は、基板温度が２５０℃である加熱成膜におけるＨ２Ｏガス（水蒸気）に起因する効果を示す図である。図７において、符号Ａは反応性ガスを導入しない場合の酸化亜鉛系透明導電膜の透過率を示し、符号ＢはＨ２Ｏガスの分圧が５×１０−５Ｔｏｒｒになるように導入した場合の酸化亜鉛系透明導電膜の透過率を示し、符号ＣはＯ２ガスの分圧が１×１０−５Ｔｏｒｒになるように導入した場合の酸化亜鉛系透明導電膜の透過率を示している。なお、カソードとしては、直流（ＤＣ）電圧を印加する平行平板型のカソードを用いた。
【００７５】
反応性ガスを導入しない場合、透明導電膜の膜厚は２０１．６ｎｍ、比抵抗は７６６μΩｃｍであった。
また、Ｈ２Ｏガスを導入した場合、透明導電膜の膜厚は１８３．０ｎｍ、比抵抗は６６２５μΩｃｍであった。
また、Ｏ２ガスを導入した場合、透明導電膜の膜厚は１９７．３ｎｍ、比抵抗は２２１４μΩｃｍであった。
【００７６】
図７によれば、加熱成膜においても、無加熱成膜と同様の効果が得られることが分かった。
Ｈ２Ｏガスを導入した場合、膜厚が若干薄くなっているが、膜厚の干渉によるピーク波長のシフト以上に、ピーク波長がシフトしていることから、基板温度を２５０℃に加熱した場合においても、無加熱と同様の効果が得られることが分かった。
【００７７】
次いで、Ｈ２ＯガスをＨ２ガスに替え、直流（ＤＣ）電圧と高周波（ＲＦ）電圧と重畳させて電力供給が可能な平行平板型のカソードを用い、電源３４により１ｋＷのＤＣ電力に３５０Ｗの高周波（ＲＦ）電力を重畳させたスパッタ電力をカソード１２に印加した。電流量４Ａによる定電流制御とした以外は上記と同様にして無アルカリガラス基板上にＡＺＯ膜を堆積させた。
【００７８】
図８は、基板温度が２５０℃である加熱成膜においてＨ２ガスとＯ２ガスを同時に導入した場合に起因する効果を示す図である。図８において、符号ＡはＨ２ガスの分圧が１５×１０−５Ｔｏｒｒ、Ｏ２ガスの分圧が１×１０−５Ｔｏｒｒになるよう同時に導入した場合の酸化亜鉛系透明導電膜の透過率を示し、符号ＢはＯ２ガスの分圧が１×１０−５Ｔｏｒｒになるよう導入した場合の酸化亜鉛系透明導電膜の透過率を示している。
【００７９】
Ｈ２ガスとＯ２ガスを同時に導入した場合、透明導電膜の膜厚は２１１．１ｎｍであった。
また、Ｏ２ガスのみを導入した場合、透明導電膜の膜厚は２０８．９ｎｍであった。
図８によれば、Ｈ２ガスとＯ２ガスを同時に導入した場合、Ｏ２ガスのみを導入した場合と比べて、膜厚の干渉によるピーク波長のシフト以上に、ピーク波長がシフトしていることが分かった。また、透過率も向上していることが分かった。
【００８０】
図９は、基板温度が２５０℃である加熱成膜においてＨ２ガスとＯ２ガスを同時に導入した場合に起因する効果を示す図であり、Ｏ２ガスの分圧を１×１０−５Ｔｏｒｒ（流量換算の分圧）に固定し、Ｈ２ガスの分圧を０〜１５×１０−５Ｔｏｒｒ（流量換算の分圧）の間で変化させた場合の酸化亜鉛系透明導電膜の比抵抗を示している。なお、透明導電膜の膜厚は概ね２００ｎｍであった。
この図によれば、Ｈ２ガスの圧力が０Ｔｏｒｒから２．０×１０−５Ｔｏｒｒまでは比抵抗が急激に低下するが、２．０×１０−５Ｔｏｒｒを超えると比抵抗が安定してくることが分かった。
同一条件で反応性ガスを導入しない場合の透明導電膜の比抵抗は４２２μΩ・ｃｍであるから、Ｈ２ガスとＯ２ガスを同時に導入した場合においても、比抵抗の劣化が小さいことが分かった。
【００８１】
特に、ディスプレイ等に使用される透明導電膜は、可視光領域での透過率が高いことに加え、低抵抗であることが求められる。一般的なディスプレイの透明電極は１．０×１０３μΩ・ｃｍ以下が求められる。図９において比抵抗が１．０×１０３μΩ・ｃｍ以下となるのは、Ｈ２ガスの圧力が５．０×１０−５Ｔｏｒｒ以上の場合である。Ｏ２ガスの圧力は１×１０−５Ｔｏｒｒであるから、比抵抗を１．０×１０３μΩ・ｃｍ以下とするために、Ｒ＝ＰＨ２／ＰＯ２≧５とすることが好ましいことが分かる。
【００８２】
図１０は、無加熱成膜におけるＨ２ガスに起因する効果を示す図である。図１０において、符号ＡはＨ２ガスの分圧が３×１０−５Ｔｏｒｒとなるように導入した場合の酸化亜鉛系透明導電膜の透過率を示し、符号ＢはＯ２ガスの分圧が１．１２５×１０−５Ｔｏｒｒになるように導入した場合の酸化亜鉛系透明導電膜の透過率を示している。なお、カソードとしては、直流（ＤＣ）電圧を印加する対向型のカソードを用いた。
【００８３】
Ｈ２ガスを導入した場合、透明導電膜の膜厚は１９１．５ｎｍ、比抵抗は９１３μΩｃｍであった。
また、Ｏ２ガスを導入した場合、透明導電膜の膜厚は２０６．４ｎｍ、比抵抗は３６０８μΩｃｍであった。
図１０によれば、Ｈ２ガスを導入したことにより、膜厚を変えずに透過率のピーク波長を変更することができることが分かった。
また、透過率もＯ２ガスを導入した場合と比べて高いことが分かった。
以上により、Ｈ２ガスを導入したプロセスは、Ｈ２ガス導入量を最適化することにより、高透過率かつ低い比抵抗の酸化亜鉛系透明導電膜が得られることが分かった。
【００８４】
第１の実施形態のタッチパネルの製造方法によれば、水素ガス、酸素ガス、水蒸気の群から選択される２種または３種を含む反応性ガス雰囲気中にてスパッタ法を行うので、可視光線に対する透明性に優れた酸化亜鉛系の反射防止膜１２及び比抵抗が低く、可視光線に対する透明性に優れた酸化亜鉛系の透明導電膜１３を容易に成膜することができる。
【００８５】
第１の実施形態の成膜装置によれば、ガス導入部３５は、Ａｒ等のスパッタガスを導入するスパッタガス導入部３５ａと、水素ガスを導入する水素ガス導入部３５ｂと、酸素ガスを導入する酸素ガス導入部３５ｃと、水蒸気を導入する水蒸気導入部３５ｄとにより構成されている。これら導入部３５ａ〜３５ｄを制御することにより、酸化亜鉛系の反射防止膜１２又は透明導電膜１３を成膜する際の雰囲気を、還元性ガスと酸化性ガスとの比が調和した反応性ガス雰囲気となるように制御することができる。
したがって、従来の成膜装置の一部を改良するだけで、酸化亜鉛系の反射防止膜又は透明導電膜を成膜することができる。
【００８６】
（第２の実施形態）
図１１は、本発明の第２の実施形態のタッチパネルの製造方法に用いられるインターバック式のマグネトロンスパッタ装置（成膜装置）の成膜室の主要部を示す断面図である。
第２の実施形態のマグネトロンスパッタ装置４１は、成膜室２３の第２側面２３ｂに酸化亜鉛系材料のターゲット２７を保持し所望の磁界を発生するスパッタカソード機構（ターゲット保持部）４２を縦型に設けた点で、第１の実施形態のスパッタ装置２１と異なる。
【００８７】
スパッタカソード機構４２は、ターゲット２７がロウ材等を介してボンディング（固定）された背面プレート４３と、背面プレート４３の裏面に沿って配置された磁気回路（磁界発生部）４４とを含む。
この磁気回路４４は、ターゲット２７の表面に水平磁界を発生させる機能を有する。磁気回路４４においては、複数の磁気回路ユニット（図１１では２つ）４４ａ、４４ｂがブラケット４５により連結されて一体化されている。磁気回路ユニット４４ａ、４４ｂの各々は、第１磁石４６及び第２磁石４７と、磁石４６，４７を装着するヨーク４８とを備えている。背面プレート４３に近い位置（背面プレート４３に対向する位置）において、第１磁石４６の極性と第２磁石４７の極性は、相互に異なっている。
【００８８】
この磁気回路４４においては、相互に極性が異なる第１磁石４６及び第２磁石４７によって磁力線４９で示された磁界が発生する。これにより、第１磁石４６と第２磁石４７との間におけるターゲット２７の表面においては、垂直磁界が０（水平磁界が最大）である位置５０が発生する。この位置５０に高密度プラズマが生成することで、成膜速度が向上する。
このターゲット２７の表面における水平磁界の強度の最大値は、６００ガウス以上であることが好ましい。水平磁界の強度の最大値を６００ガウス以上に設定することで放電電圧を下げることができる。
【００８９】
第２の実施形態の透明導電膜の成膜装置においても、第１の実施形態のスパッタ装置と同様の効果を奏することができる。
しかも、成膜室２３の第２側面２３ｂに所望の磁界を発生するスパッタカソード機構４２を縦型に設け、スパッタ電圧を３４０Ｖ以下とし、ターゲット２７表面における水平磁界強度の最大値を６００ガウス以上とすることにより、結晶格子の整った酸化亜鉛系の反射防止膜又は透明導電膜を成膜することができる。
この酸化亜鉛系の反射防止膜又は透明導電膜は、成膜後に高温でアニール処理を行っても酸化され難く、透過率の低下又は比抵抗の増加を抑制することができ、耐熱性に優れた酸化亜鉛系の反射防止膜又は透明導電膜を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００９０】
以上詳述したように、本発明は、酸化亜鉛系の透明導電膜の比抵抗を低下させるとともに可視光線に対する透明性を維持することができ、反射防止膜等の光学膜を設けた場合においても透明導電膜又は光学膜を１つの装置にて成膜することができ、一種類のターゲットを使用して導入するガスの種類を変更することにより多層の光学膜もしくは多層の光学膜と透明導電膜を成膜することができるタッチパネルの製造方法に有用である。
【符号の説明】
【００９１】
１  タッチパネル
２  液晶表示装置（ＬＣＤ）
２ａ  画像表示面
３  スペーサ
４  駆動回路
５  検出回路
６  絶縁性スペーサ
１１  透明基板
１１ａ  表面（主面）
１２  反射防止膜（光学膜）
１２ａ  高屈折率の透明膜
１２ｂ  低屈折率の透明膜
１３  透明導電膜
１４  プラスチックフィルム（透明基板）
１４ａ  表面
１４ｂ  裏面（主面）
１５  ハードコート膜
１６  透明導電膜
１７  接着剤
２１  スパッタ装置
２２  仕込み／取り出し室
２３  成膜室
２４  粗引き排気部
２５  基板トレイ
２６  基板
２７  ターゲット
３１  ヒーター
３２  カソード
３３  高真空排気部
３４  電源
３５  ガス導入部
３５ａ  スパッタガス導入部
３５ｂ  水素ガス導入部
３５ｃ  酸素ガス導入部
３５ｄ  水蒸気導入部
４１  マグネトロンスパッタ装置
４２  スパッタカソード機構
４３  背面プレート
４４  磁気回路
４４ａ、４４ｂ  磁気回路ユニット
４５  ブラケット
４６  第１磁石
４７  第２磁石
４８  ヨーク
４９  磁力線
５０  垂直磁界が０となる位置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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