(57)【要約】【課題】安定した軽タッチ入力が可能な透明タッチパネル用の透明導電膜、透明タッチパネル、透明タッチパネル用透明導電膜の製造方法を提供する。【解決手段】電極基板４、５上に金属酸化物からなる透明導電膜が形成された下部電極５と上部電極４とがスペーサ１０を介して積層された透明タッチパネルの少なくとも一方の電極を構成する透明導電膜において、表面形状における算術平均粗さ（Ｒａ）が０．４ｎｍ≦Ｒａ≦４．０ｎｍであり、自乗平均粗さ（Ｒｍｓ）が０．６ｎｍ≦Ｒｍｓ≦３．０ｎｍである。【選択図】図１
2006277769.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極基板上に金属酸化物からなる透明導電膜が形成された下部電極と上部電極とがスペーサを介して積層された透明タッチパネルの少なくとも一方の電極を構成する透明導電膜において、表面形状における算術平均粗さ（Ｒａ）が０．４ｎｍ≦Ｒａ≦４．０ｎｍであり、自乗平均粗さ（Ｒｍｓ）が０．６ｎｍ≦Ｒｍｓ≦３．０ｎｍであり、Ｒｐは中心線深さを表し、Ｒｍａｘは最大粗さを表すとき、上記表面形状を表現するパラメータ（Ｒｐ／Ｒｍａｘ）を０．５５以下であることを特徴とする透明タッチパネル用透明導電膜。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、安定した軽タッチ入力が可能な透明タッチパネル用の透明導電膜、透明タッチパネル、透明タッチパネル用透明導電膜の製造方法に関する。この発明の透明タッチパネル用透明導電膜、透明タッチパネル、透明タッチパネル用透明導電膜の製造方法は、液晶表示装置、エレクトロルミネッセンス素子、プラズマディスプレイ素子、蛍光表示管、フィールドエミッションディスプレイなどのフラットディスプレイの表示画面に積層して入力装置として使用される透明タッチパネル用透明導電膜、透明タッチパネル、透明タッチパネル用透明導電膜の製造方法として特に好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
透明タッチパネルにおいて電極として使用される透明導電膜は、一般にＡＴＯ（酸化アンチモン／酸化スズ）、ＦＴＯ（酸化スズ／フッソドープ）、ＩＴＯ（酸化インジウム／酸化スズ）、ＦＡＴＯ（酸化アンチモン／酸化スズ／フッソドープ）などの金属酸化物が用いられている。とりわけ、抵抗膜式アナログタイプの透明タッチパネルの場合には、表面抵抗値は２００〜２０００Ω／ｓｑで、かつ、透明性が高く、着色の少ない透明導電膜が求められている。
【０００３】
抵抗膜式アナログタイプの透明タッチパネルの一例としては、表面に透明導電膜より構成される下部電極とドット状のスペーサとを設けたガラス板やフィルムなどの絶縁基板より構成される下部電極基板と、表面に透明導電膜より構成される上部電極を設けたフィルムなどの絶縁基板より構成される上部電極基板とを積層した構造となっており、入力面側から透明タッチパネルの表面の一部を押圧することにより、両電極を接触させ電気的に導通させて入力できるものである。
【０００４】
透明タッチパネルに形成された透明導電膜は、通常、蒸着法、スパッタリング法などの物理的成膜法、またはＣＶＤ法などの化学的気相法により形成される。そして、これらの方法においては、透明導電膜の膜表面で観察される平面内の平均結晶粒径（Ｒ）を制御することが可能である。たとえば、物理的成膜法の場合、一般的にＩＴＯより構成される透明導電膜が主流であり、表面抵抗値としては、２００〜２０００Ω／ｓｑと液晶ディスプレイ用電極に比べてやや高めのものが求められる。しかし、ＩＴＯは比抵抗が小さいため、膜厚を１００〜２００Å程度の極薄膜で成膜して表面抵抗値を高める必要がある。
【０００５】
このような事情から、透明導電膜はかなり薄膜のＩＴＯ膜となるため、平均結晶粒径（Ｒ）は１０〜１５ｎｍと細かく、原子間力顕微鏡で観察した場合の算術平均粗さ（Ｒａ）は０．１〜０．３ｎｍ、自乗平均粗さ（Ｒｍｓ）は０．２５ｎｍと小さい。たとえば、透明導電膜の表面の断面は、図５および図１７から図１９に示すように、粒子により大略三角形状となっている。
【０００６】
したがって、このような透明導電膜が用いられた透明タッチパネルにおいては、互いに接触する透明導電膜の断面が粒子により大略三角形状となっているため、軽タッチ入力が不安定となる。ここに軽タッチ入力とは、わずかな荷重による入力に対して入力状態を維持できることをいう。たとえば、ペンなどを用いた１０ｇ程度の荷重にて連続入力した場合、図６のＡに示したように連続線の線飛びや誤入力部分が多発し、適正な入力が得られない。
【０００７】
そこで、このような現象を解消するため、スペーサ間隔を広げたりあるいはスペーサの高さを低くするなどの対策が考えられる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、スペーサ間隔を広げると、掌が触れた場合などに誤入力が生じやすい。
【０００９】
また、スペーサの高さを低くすると、対向する電極基板間の距離が非常に短くなり、透明導電膜間で光の干渉を原因とするニュ−トンリングが生じて見にくくなる。
【００１０】
また、透明タッチパネルの入力の際にＯＮ、ＯＦＦを決定する閾値電圧Ｅｖｓ（図７参照）を低く設定することにより、対向する電極間で発生する接触抵抗による電圧低下を補い、入力しやすくする対策も考えられる。しかし、かえって不安定な入力も受け付けやすくなるため、座標飛びが生じやすくなるという問題がある。つまり、図７に示したように、検出した電圧Ｅｖ（図４参照）が接触抵抗値Ｅｂのばらつきにより上下する対策として閾値電圧Ｅｖｓを小さくとった場合、たとえば閾値電圧を３．６Ｖにした場合、不適切なひずみによるフィルムの接触あるいは、ペンと同時に近傍で指が触れた場合などにおいて同時に２箇所の４．０Ｖと３．５Ｖの誤入力があったときには誤った入力と判断されて、液晶表示画面などで表示されずに当該部分での座標入力がないケースすなわち線飛びが生じる（図６参照）。
【００１１】
したがって、この発明は、上記のような問題点を解消し、安定した軽タッチ入力が可能な透明タッチパネル用透明導電膜、透明タッチパネル、透明タッチパネル用透明導電膜の製造方法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】
【００１２】
この発明の透明タッチパネル用透明導電膜、透明タッチパネル、透明タッチパネル用透明導電膜の製造方法は、以上の目的を達成するために、つぎのように構成した。
【００１３】
この発明の第１態様にかかる透明タッチパネル用透明導電膜は、電極基板上に金属酸化物からなる透明導電膜が形成された下部電極と上部電極とがスペーサを介して積層された透明タッチパネルの少なくとも一方の電極を構成する透明導電膜において、表面形状における算術平均粗さ（Ｒａ）が０．４ｎｍ≦Ｒａ≦４．０ｎｍであり、自乗平均粗さ（Ｒｍｓ）が０．６ｎｍ≦Ｒｍｓ≦３．０ｎｍであるように構成した。
【００１４】
この発明の第２態様にかかる透明タッチパネル用透明導電膜は、電極基板上に金属酸化物からなる透明導電膜が形成された下部電極と上部電極とがスペーサを介して積層された透明タッチパネルの少なくとも一方の電極を構成する透明導電膜において、金属酸化物が酸化インジウム−酸化スズ膜より構成され、かつ、表面で観察される金属酸化物の平面内の平均結晶粒径（Ｒ）が４０ｎｍ≦Ｒ≦２００ｎｍであるように構成した。
【００１５】
この発明の第３態様にかかる透明タッチパネル用透明導電膜は、電極基板上に金属酸化物からなる透明導電膜が形成された下部電極と上部電極とがスペーサを介して積層された透明タッチパネルの少なくとも一方の電極を構成する透明導電膜において、金属酸化物がフッ素あるいはアンチモン添加の酸化スズ膜より構成され、かつ、表面で観察される金属酸化物の平面内の平均結晶粒径（Ｒ）が８０ｎｍ≦Ｒ≦４００ｎｍであるように構成した。
【００１６】
この発明の第４態様にかかる透明タッチパネル用透明導電膜は、第１または第２の態様において、金属酸化物が酸化インジウム−酸化スズ膜より構成され、かつ、表面形状における算術平均粗さ（Ｒａ）が０．４ｎｍ≦Ｒａ≦３．０ｎｍであり、自乗平均粗さ（Ｒｍｓ）が０．６ｎｍ≦Ｒｍｓ≦２．０ｎｍであるように構成した。
【００１７】
この発明の第５態様にかかる透明タッチパネル用透明導電膜は、第１または第３の態様において、金属酸化物がフッ素あるいはアンチモン添加の酸化スズ膜より構成され、かつ、表面形状における算術平均粗さ（Ｒａ）が０．４ｎｍ≦Ｒａ≦４．０ｎｍであり、自乗平均粗さ（Ｒｍｓ）が０．６ｎｍ≦Ｒｍｓ≦３．０ｎｍであるように構成した。
【００１８】
この発明の第６態様にかかる透明タッチパネル用透明導電膜は、第１〜５のいずれかの態様において、上記表面形状において、Ｒｐは中心線深さを表し、Ｒｍａｘは最大粗さを表すとき、上記表面形状を表現するパラメーター（Ｒｐ／Ｒｍａｘ）を０．５５以下にすることによって上記表面形状を構成する粒子の集合体の断面が台形形状もしくは矩形形状を呈するように構成した。
【００１９】
この発明の第７態様にかかる透明タッチパネル用透明導電膜は、第１〜６のいずれかの態様において、ゾル−ゲル材料を用いた塗布法あるいは印刷法で形成されるように構成した。
【００２０】
また、この発明の第８態様にかかる透明タッチパネルは、第１〜７のいずれかの態様に記載の透明タッチパネル用透明導電膜が、上記下部電極と上記上部電極の少なくとも一方の電極の電極基板に設けられて当該電極を構成するように構成した。
【００２１】
また、この発明の第９態様にかかる透明タッチパネルは、第１〜７のいずれかの態様に記載の透明タッチパネル用透明導電膜が、上記下部電極と上記上部電極の両方の電極基板にそれぞれ設けられて当該電極をそれぞれ構成するように構成した。
【００２２】
また、この発明の第１０態様にかかる透明タッチパネル用透明導電膜の製造方法は、電極基板上に金属酸化物からなる透明導電膜が形成された下部電極と上部電極とがスペーサを介して積層された透明タッチパネルの少なくとも一方の電極を構成する透明タッチパネル用透明導電膜の製造方法において、ゾル−ゲル材料を構成する有機金属化合物がインジウムとスズとから構成され、インジウムとスズの構成重量比が、５重量％≦｛Ｓｎ／（Ｉｎ＋Ｓｎ）｝×１００≦１５重量％であるゾル−ゲル材料を用い、塗布法あるいは印刷法により成膜し、表面形状における算術平均粗さ（Ｒａ）が０．４ｎｍ≦Ｒａ≦３．０ｎｍ、自乗平均粗さ（Ｒｍｓ）が０．６ｎｍ≦Ｒｍｓ≦２．０ｎｍである酸化インジウム−酸化スズ膜を得るように構成した。
【００２３】
また、この発明の第１１態様にかかる透明タッチパネル用透明導電膜の製造方法は、電極基板上に金属酸化物からなる透明導電膜が形成された下部電極と上部電極とがスペーサを介して積層された透明タッチパネルの少なくとも一方の電極を構成する透明タッチパネル用透明導電膜の製造方法において、ゾル−ゲル材料を構成する有機金属化合物がインジウムとスズとから構成され、インジウムとスズの構成重量比が、５重量％≦｛Ｓｎ／（Ｉｎ＋Ｓｎ）｝×１００≦１５重量％であるゾル−ゲル材料を用い、塗布法あるいは印刷法により成膜し、表面で観察される金属酸化物の平面内の平均結晶粒径（Ｒ）が４０ｎｍ≦Ｒ≦２００ｎｍとなるように、酸化インジウム−酸化スズ膜を得るように構成した。
【００２４】
また、この発明の第１２態様にかかる透明タッチパネル用透明導電膜の製造方法は、電極基板上に金属酸化物からなる透明導電膜が形成された下部電極と上部電極とがスペーサを介して積層された透明タッチパネルの少なくとも一方の電極を構成する透明タッチパネル用透明導電膜の製造方法において、ゾル−ゲル材料を用いた塗布法あるいは印刷法によりゾル−ゲル材料を塗布または印刷し、次いで初期乾燥し、次いで２００℃〜４００℃の温度域を毎分４０℃〜６０℃の昇温速度で酸化焼成を行い、引き続き還元焼成を行って、表面形状における算術平均粗さ（Ｒａ）が０．４ｎｍ≦Ｒａ≦３．０ｎｍ、自乗平均粗さ（Ｒｍｓ）が０．６ｎｍ≦Ｒｍｓ≦２．０ｎｍとなるように、酸化インジウム−酸化スズ膜を得るように構成した。
【００２５】
また、この発明の第１３態様にかかる透明タッチパネル用透明導電膜の製造方法は、電極基板上に金属酸化物からなる透明導電膜が形成された下部電極と上部電極とがスペーサを介して積層された透明タッチパネルの少なくとも一方の電極を構成する透明タッチパネル用透明導電膜の製造方法において、ゾル−ゲル材料を用いた塗布法あるいは印刷法によりゾル−ゲル材料を塗布または印刷し、次いで初期乾燥し、次いで２００℃〜４００℃の温度域を毎分４０℃〜６０℃の昇温速度で酸化焼成を行い、引き続き還元焼成を行って、表面で観察される金属酸化物の平面内の平均結晶粒径（Ｒ）が４０ｎｍ≦Ｒ≦２００ｎｍとなるように、酸化インジウム−酸化スズ膜を得るように構成した。
【００２６】
また、この発明の第１４態様にかかる透明タッチパネル用透明導電膜の製造方法は、第１０または１１の態様において、上記ゾル−ゲル材料を用いた塗布法あるいは印刷法により上記透明導電膜を形成する場合において、ゾル−ゲル材料を塗布または印刷し、次いで初期乾燥し、次いで２００℃〜４００℃の温度域を毎分４０℃〜６０℃の昇温速度で酸化焼成を行い、引き続き還元焼成を行って、上記透明導電膜を形成するように構成した。
【００２７】
また、この発明の第１５態様にかかる透明タッチパネル用透明導電膜は、第１０〜１４のいずれかの態様に記載の透明タッチパネル用透明導電膜の製造方法により製造されるように構成した。
【発明の効果】
【００２８】
この発明の透明タッチパネル用透明導電膜、透明タッチパネル、透明タッチパネル用透明導電膜の製造方法は、上記のように構成されたものであるので、次のような優れた効果を有する。
【００２９】
この発明の第１態様にかかる透明タッチパネル用透明導電膜は、電極基板上に金属酸化物からなる透明導電膜が形成された下部電極と上部電極とがスペーサを介して積層された透明タッチパネルの少なくとも一方の電極を構成する透明導電膜において、表面形状における算術平均粗さ（Ｒａ）が０．４ｎｍ≦Ｒａ≦４．０ｎｍであり、自乗平均粗さ（Ｒｍｓ）が０．６ｎｍ≦Ｒｍｓ≦３．０ｎｍであるように構成した。したがって、結晶粒の集合体が緻密に配列され、しかも平滑性のよい膜となり、入力時の接触面積を速やかに確保することができ、安定な入力が達成でき、軽タッチ入力に適したものとすることができる。
【００３０】
この発明の第２態様にかかる透明タッチパネル用透明導電膜は、電極基板上に金属酸化物からなる透明導電膜が形成された下部電極と上部電極とがスペーサを介して積層された透明タッチパネルの少なくとも一方の電極を構成する透明導電膜において、金属酸化物が酸化インジウム−酸化スズ膜より構成され、かつ、表面で観察される金属酸化物の平面内の平均結晶粒径（Ｒ）が４０ｎｍ≦Ｒ≦２００ｎｍであるように構成した。したがって、粒界などに代表される障壁の少ない安定な酸化皮膜とすることができて、対向する基板上の透明導電膜が接触する際の接触抵抗を低減でき、安定な入力が達成でき、軽タッチ入力に適したものとすることができる。
【００３１】
この発明の第３態様にかかる透明タッチパネル用透明導電膜は、電極基板上に金属酸化物からなる透明導電膜が形成された下部電極と上部電極とがスペーサを介して積層された透明タッチパネルの少なくとも一方の電極を構成する透明導電膜において、金属酸化物がフッ素あるいはアンチモン添加の酸化スズ膜より構成され、かつ、表面で観察される金属酸化物の平面内の平均結晶粒径（Ｒ）が８０ｎｍ≦Ｒ≦４００ｎｍであるように構成した。したがって、結晶成長させた安定な酸化皮膜とすることで、対向する基板上の透明導電膜が接触する際の接触抵抗を低減でき、安定な入力が達成でき、軽タッチ入力に適したものとすることができる。
【００３２】
この発明の第４態様にかかる透明タッチパネル用透明導電膜は、第１または第２の態様において、金属酸化物が酸化インジウム−酸化スズ膜より構成され、かつ、表面形状における算術平均粗さ（Ｒａ）が０．４ｎｍ≦Ｒａ≦３．０ｎｍであり、自乗平均粗さ（Ｒｍｓ）が０．６ｎｍ≦Ｒｍｓ≦２．０ｎｍであるように構成した。したがって、結晶粒の集合体が緻密に配列され、しかも平滑性のよい膜となり、入力時の接触面積を速やかに確保することができて軽タッチ入力時の接触抵抗を小さくできるため、安定な入力が達成でき、軽タッチ入力に適したものとすることができる。
【００３３】
この発明の第５態様にかかる透明タッチパネル用透明導電膜は、第１または第３の態様において、金属酸化物がフッ素あるいはアンチモン添加の酸化スズ膜より構成され、かつ、表面形状における算術平均粗さ（Ｒａ）が０．４ｎｍ≦Ｒａ≦４．０ｎｍであり、自乗平均粗さ（Ｒｍｓ）が０．６ｎｍ≦Ｒｍｓ≦３．０ｎｍであるように構成した。したがって、入力時の接触面積を速やかに確保することができ、安定な入力が達成でき、軽タッチ入力に適したものとすることができる。
【００３４】
この発明の第６態様にかかる透明タッチパネル用透明導電膜は、第１〜５のいずれかの態様において、上記表面形状において、Ｒｐは中心線深さを表し、Ｒｍａｘは最大粗さを表すとき、上記表面形状を表現するパラメーター（Ｒｐ／Ｒｍａｘ）を０．５５以下にすることによって上記表面形状を構成する粒子の集合体の断面が台形形状もしくは矩形形状を呈するように構成した。したがって、このような台形形状もしくは矩形形状が得られることにより、入力時の接触面積を速やかに確保することができ、非常に安定した入力が達成でき、軽タッチ入力に適するとともに、スイッチとして必要不可欠な摺動特性に優れている。
【００３５】
この発明の第７態様にかかる透明タッチパネル用透明導電膜は、第１〜６のいずれかの態様において、ゾル−ゲル材料を用いた塗布法あるいは印刷法で形成されるように構成した。したがって、上記表面形状を構成する粒子の集合体の断面が台形形状または矩形形状となり、入力時の接触面積を速やかに確保することができ、軽タッチ入力時に発生する摺動特性にも優れるため、安定な入力が達成でき、軽タッチ入力に適したものとすることができる。
【００３６】
また、この発明の第８態様にかかる透明タッチパネルは、第１〜７のいずれかの態様に記載の透明タッチパネル用透明導電膜が、上記下部電極と上記上部電極の少なくとも一方の電極の電極基板に設けられて当該電極を構成するように構成した。したがって、上記透明導電膜においては、結晶粒の集合体が緻密に配列され、しかも平滑性のよい膜となり、入力時の接触面積を速やかに確保することができ、安定な入力が達成でき、軽タッチ入力に適した透明タッチパネルを提供することができる。
【００３７】
また、この発明の第９態様にかかる透明タッチパネルは、第１〜７のいずれかの態様に記載の透明タッチパネル用透明導電膜が、上記下部電極と上記上部電極の両方の電極基板にそれぞれ設けられて当該電極をそれぞれ構成するように構成した。したがって、上記透明導電膜においては、結晶粒の集合体が緻密に配列され、しかも平滑性のよい膜となり、入力時の接触面積を速やかに確保することができ、安定な入力が達成でき、軽タッチ入力により適した透明タッチパネルを提供することができる。
【００３８】
また、この発明の第１０態様にかかる透明タッチパネル用透明導電膜の製造方法は、電極基板上に金属酸化物からなる透明導電膜が形成された下部電極と上部電極とがスペーサを介して積層された透明タッチパネルの少なくとも一方の電極を構成する透明タッチパネル用透明導電膜の製造方法において、ゾル−ゲル材料を構成する有機金属化合物がインジウムとスズとから構成され、インジウムとスズの構成重量比が、５重量％≦｛Ｓｎ／（Ｉｎ＋Ｓｎ）｝×１００≦１５重量％であるゾル−ゲル材料を用い、塗布法あるいは印刷法により成膜し、表面形状における算術平均粗さ（Ｒａ）が０．４ｎｍ≦Ｒａ≦３．０ｎｍ、自乗平均粗さ（Ｒｍｓ）が０．６ｎｍ≦Ｒｍｓ≦２．０ｎｍである酸化インジウム−酸化スズ膜を得るように構成した。したがって、軽タッチ入力に適した透明導電膜を容易に得ることができる。
【００３９】
また、この発明の第１１態様にかかる透明タッチパネル用透明導電膜の製造方法は、電極基板上に金属酸化物からなる透明導電膜が形成された下部電極と上部電極とがスペーサを介して積層された透明タッチパネルの少なくとも一方の電極を構成する透明タッチパネル用透明導電膜の製造方法において、ゾル−ゲル材料を構成する有機金属化合物がインジウムとスズとから構成され、インジウムとスズの構成重量比が、５重量％≦｛Ｓｎ／（Ｉｎ＋Ｓｎ）｝×１００≦１５重量％であるゾル−ゲル材料を用い、塗布法あるいは印刷法により成膜し、表面で観察される金属酸化物の平面内の平均結晶粒径（Ｒ）が４０ｎｍ≦Ｒ≦２００ｎｍとなるように、酸化インジウム−酸化スズ膜を得るように構成した。したがって、粒界などに代表される障壁の少ない安定な透明導電膜を容易に得ることができる。
【００４０】
また、この発明の第１２態様にかかる透明タッチパネル用透明導電膜の製造方法は、電極基板上に金属酸化物からなる透明導電膜が形成された下部電極と上部電極とがスペーサを介して積層された透明タッチパネルの少なくとも一方の電極を構成する透明タッチパネル用透明導電膜の製造方法において、ゾル−ゲル材料を用いた塗布法あるいは印刷法によりゾル−ゲル材料を塗布または印刷し、次いで初期乾燥し、次いで２００℃〜４００℃の温度域を毎分４０℃〜６０℃の昇温速度で酸化焼成を行い、引き続き還元焼成を行って、表面形状における算術平均粗さ（Ｒａ）が０．４ｎｍ≦Ｒａ≦３．０ｎｍ、自乗平均粗さ（Ｒｍｓ）が０．６ｎｍ≦Ｒｍｓ≦２．０ｎｍとなるように、酸化インジウム−酸化スズ膜を得るように構成した。したがって、軽タッチ入力に適した透明導電膜を容易に得ることができる。
【００４１】
また、この発明の第１３態様にかかる透明タッチパネル用透明導電膜の製造方法は、電極基板上に金属酸化物からなる透明導電膜が形成された下部電極と上部電極とがスペーサを介して積層された透明タッチパネルの少なくとも一方の電極を構成する透明タッチパネル用透明導電膜の製造方法において、ゾル−ゲル材料を用いた塗布法あるいは印刷法によりゾル−ゲル材料を塗布または印刷し、次いで初期乾燥し、次いで２００℃〜４００℃の温度域を毎分４０℃〜６０℃の昇温速度で酸化焼成を行い、引き続き還元焼成を行って、表面で観察される金属酸化物の平面内の平均結晶粒径（Ｒ）が４０ｎｍ≦Ｒ≦２００ｎｍとなるように、酸化インジウム−酸化スズ膜を得るように構成した。したがって、粒界などに代表される障壁の少ない安定な透明導電膜を容易に得ることができる。
【００４２】
また、この発明の第１４態様にかかる透明タッチパネル用透明導電膜の製造方法は、第１０または１１の態様において、上記ゾル−ゲル材料を用いた塗布法あるいは印刷法により上記透明導電膜を形成する場合において、ゾル−ゲル材料を塗布または印刷し、次いで初期乾燥し、次いで２００℃〜４００℃の温度域を毎分４０℃〜６０℃の昇温速度で酸化焼成を行い、引き続き還元焼成を行って、上記透明導電膜を形成するように構成した。したがって、軽タッチ入力に適しており、粒界などに代表される障壁の少ない安定な透明導電膜を容易に得ることができる。
【００４３】
また、この発明の第１５態様にかかる透明タッチパネル用透明導電膜は、第１０〜１４のいずれかの態様に記載の透明タッチパネル用透明導電膜の製造方法により製造されるように構成した。したがって、上記第１０〜１４のいずれかの態様に記載の透明タッチパネル用透明導電膜の製造方法の有利な点を得つつ、入力時の接触面積を速やかに確保することができて軽タッチ入力に適したものを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４４】
図面を参照しながらこの発明の実施の形態について詳しく説明する。
【００４５】
図１は、この発明の一実施形態の透明タッチパネルの透明導電膜の断面形状を示す模式断面図である。図２は、この発明の上記実施形態の透明タッチパネルの透明導電膜を構成する金属酸化物の結晶粒径を示す原子力間顕微鏡写真である。図３は、上記実施形態の透明タッチパネルの透明導電膜間の接触抵抗による電圧降下を観測する方法を示す斜視図である。図４は、上記実施形態の透明タッチパネルの透明導電膜間の接触抵抗による電圧降下を観測する方法を示す回路図である。図５は、従来の透明タッチパネルの透明導電膜の表面の断面形状を示す模式断面図である。図６は、透明タッチパネルに軽荷重で連続入力した場合に発生する線飛びなどの不具合をあらわす線描画図である。図７は、上記実施形態の透明タッチパネルに入力した際に検出した入力電圧Ｅｖと閾値電圧Ｅｖｓを記録した模式図である。図８は、上記実施形態の透明タッチパネルに入力した際に検出した理想的な入力電圧Ｅｖを記録した模式図である。図９は、上記実施形態の透明タッチパネルにおいて、表面粗さパラメータの算術平均粗さを説明するためのグラフである。図１０は、上記実施形態の透明タッチパネルにおいて、表面粗さパラメータの中心線（平均線）深さを説明するためのグラフである。図１１は、上記実施形態の透明タッチパネルの上部電極と下部電極とが対向した状態での透明導電膜の表面の断面形状を示す模式断面図である。図１２は、上記実施形態の透明タッチパネルの上部電極と下部電極とが対向した状態においてペンで入力が行われた状態を示す模式断面図である。図１３は、図２の上記実施形態の透明タッチパネルの透明導電膜を構成する金属酸化物の結晶粒径を示す原子力間顕微鏡写真である。図１４は、この発明の上記実施形態の透明タッチパネルの透明導電膜を構成する金属酸化物の結晶粒径を示す別の原子力間顕微鏡写真である。図１５は、図１４のＡ−Ｂ線断面における上記透明導電膜を構成する金属酸化物の結晶粒径の高さ方向の変動を示すグラフである。図１６は、図１４のＣ−Ｄ線断面における上記透明導電膜を構成する金属酸化物の結晶粒径の高さ方向の変動を示すグラフである。図１７は、従来の透明タッチパネルの透明導電膜を構成する金属酸化物の結晶粒径を示す原子力間顕微鏡写真である。図１８は、図１７のＡ−Ｂ線断面における上記透明導電膜を構成する金属酸化物の結晶粒径の高さ方向の変動を示すグラフである。図１９は、図１７のＣ−Ｄ線断面における上記透明導電膜を構成する金属酸化物の結晶粒径の高さ方向の変動を示すグラフである。図２０は、上記実施形態にかかる上記透明導電膜間を印刷法にて形成する場合に一例として使用する薄膜形成装置の斜視図である。
【００４６】
図中、１は透明導電膜、２は入力用ペン、３はバスバー、４は上部電極、５は下部電極、１０はスペーサ、１４は上部電極基板、１５は下部電極基板である。
【００４７】
この発明における透明タッチパネルの一実施形態としては、図３および図１１〜１２に示すように、入力面側たとえば上部電極４側から透明タッチパネルの表面の一部を入力用ペン２により押圧することにより、両電極４、５を接触させて電気的に導通させて入力作業を行い、バスバー３を介して入力情報を所定の装置に伝達するようにしたものがある。
【００４８】
この発明の上記実施形態の透明タッチパネルは、図１および図１１、図２０に示すように、下部電極基板１５の表面に設けられた透明導電膜１より構成される下部電極５と、上部電極基板１４の表面に設けられた透明導電膜１より構成される上部電極４とが多数のスペーサを介して積層されている。スペーサとしては、たとえば直径２０〜１００μｍ、高さ４〜２５μｍ、各スペーサの間隔が１〜５ｍｍのものが用いられる。スペーサは、通常、上部電極４または下部電極５の表面に形成される。
【００４９】
上記実施形態の下部電極基板１５および上部電極基板１４の各基板としては、耐熱性を有し透明性に優れたプラスチック基板あるいはガラス基板が挙げられる。たとえば、プラスチック基板としては、ポリカーボネート樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリエーテルサルホン樹脂、ポリアクリレート樹脂、もしくは、トリアセテート樹脂などが用いられる。ガラス基板としては、色相の少ないものであれば特に限定されない。
【００５０】
上記実施形態の透明導電膜１を構成する金属酸化物としては、ＡＴＯ（酸化アンチモン／酸化スズ）、ＦＴＯ（酸化スズ／フッソドープ）、ＩＴＯ（酸化インジウム／酸化スズ）、ＦＡＴＯ（酸化アンチモン／酸化スズ／フッソドープ）に代表されるＮ型半導体である金属酸化物が挙げられる。特に、ＩＴＯは、透明導電膜１自身の着色もなく透過性に優れているため好適である。
【００５１】
上記透明導電膜１は、その表面形状における算術平均粗さ（Ｒａ）が０．４ｎｍ≦Ｒａ≦４．０ｎｍであり、自乗平均粗さ（Ｒｍｓ）が０．６ｎｍ≦Ｒｍｓ≦３．０ｎｍであるように構成する。その理由は、透明導電膜１をこのように構成することにより、図１に示すように、結晶粒の集合体が緻密に配列され、しかも平滑性のよい膜となり、図１１〜１２に示すように、入力時の接触面積を速やかに確保することが可能となるためである。詳しくは、算術平均粗さ（Ｒａ）が０．４ｎｍ未満または自乗平均粗さ（Ｒｍｓ）が０．６ｎｍ未満の場合、著しく点状の接触となり、接触面積が少なく入力に不向きとなる（図５および図１７〜１９参照）。算術平均粗さ（Ｒａ）、自乗平均粗さ（Ｒｍｓ）のどちらか一方が上記範囲にあっても適正な入力は期待できない。また、算術平均粗さ（Ｒａ）が４．０ｎｍまたは自乗平均粗さ（Ｒｍｓ）が３．０ｎｍを越える場合は、透明導電膜１の摺動特性に悪影響を及ぼすので好ましくない。
【００５２】
さらに好ましくは、透明導電膜１の表面形状を表現するパラメーター（Ｒｐ／Ｒｍａｘ）を０．５５以下にすることである。すなわち、上記表面形状を構成する粒子の集合体の断面が図１に示すような台形形状または矩形形状を呈するように構成することである（図１５、図１６参照）。このような形状が得られると、非常に安定した入力が確保できるとともに、スイッチとして必要不可欠な摺動特性においても寿命が長く良好な結果が得られる。
【００５３】
より具体的には、上記実施形態の透明タッチパネルにおいて、一例として、少なくとも一方の電極を構成する透明導電膜１が、酸化インジウム−酸化スズ膜の場合、その表面で観察される金属酸化物の平面内の平均結晶粒径（Ｒ）が４０ｎｍ≦Ｒ≦２００ｎｍであり、透明導電膜１の表面の算術平均粗さ（Ｒａ）が０．４ｎｍ≦Ｒａ≦３．０ｎｍであり、自乗平均粗さ（Ｒｍｓ）が０．６ｎｍ≦Ｒｍｓ≦２．０ｎｍであり、表面形状を表現するパラメーター（Ｒｐ／Ｒｍａｘ）が０．５５以下、すなわち、上記表面形状を構成する粒子の集合体の断面が図１に示すような台形形状または矩形形状を呈するように構成する。ここでＲｐは中心線深さを表し、Ｒｍａｘは最大粗さを表す。単位はいずれもｎｍである。なお、中心線深さＲｐおよび最大粗さＲｍａｘについては後述する。
【００５４】
上記したように、透明導電膜１が酸化インジウム−酸化スズ膜より構成される場合、その表面で観察される金属酸化物の平面内の平均結晶粒径（Ｒ）を、４０ｎｍ≦Ｒ≦２００ｎｍの範囲に分布するようにする理由は、以下のとおりである。すなわち、平均結晶粒径（Ｒ）が４０ｎｍ未満の範囲に分布する場合、軽タッチ入力を行うと入力が不安定となる一方、平均結晶粒径（Ｒ）が２００ｎｍを越える範囲に分布する場合、そのような平均結晶粒径（Ｒ）を有する透明導電膜１を製造するのは極めて困難である。したがって、平均結晶粒径（Ｒ）を４０ｎｍ≦Ｒ≦２００ｎｍの範囲に収め、粒界（grain boundary）などに代表される障壁の少ない安定な酸化皮膜とすることで、対向する基板上の透明導電膜１が接触する際の接触抵抗を低減でき、安定な入力が達成できる。
【００５５】
通常、酸化インジウム−酸化スズ膜は、スパッタリング法によって形成するのが主流であり、結晶性の良好な膜を得ることが可能であるが、粒成長を行うには、成膜時の基板温度を高温に保持したり、成膜後所定の温度でアニーリングするなどの処方がとられる。上記スパッタリング法による成膜の場合に、上記したように平均結晶粒径（Ｒ）を４０ｎｍ≦Ｒ≦２００ｎｍの範囲にするには、たとえば、成膜する際の基板温度を３５０℃に設定したり、成膜後に１５０〜２００℃で数時間以上のエージングを行うなどの方法により、結晶粒の成長を促すようにするとよい。
【００５６】
特に、酸化インジウム−酸化スズの場合であって、前述のようにスパッタリング法によるＩＴＯ膜の場合は、比抵抗が小さいため、タッチパネル用途ではかなり薄膜にする必要がある。そのため、平均結晶粒の大きさも自ずと小さくなりやすい。このため、塗布法や印刷法は、スパッタリング法と比較して、工法が簡単であるばかりでなく、粒制御を容易に行え、また比抵抗の調整も容易である。さらに、表面形状を制御するのにも適している。
【００５７】
たとえば、図２および図１３〜１４に示すような約５０ｎｍ前後の平均結晶粒径（Ｒ）を有する透明導電膜１の場合、軽タッチ入力を行っても適正な入力を得ることができた。さらに、６０℃、相対湿度９５％（ＲＨ）、５００時間の耐湿熱テスト後の軽タッチ入力においても良好な結果が得られた。なお、図１４では、算術平均粗さ（Ｒａ）は０．８０ｎｍ、自乗平均粗さ（Ｒｍｓ）は１．０６ｎｍであった。これに対して、従来の例にかかる図１７では、算術平均粗さ（Ｒａ）は０．２１ｎｍ、自乗平均粗さ（Ｒｍｓ）はＡ−Ｂ線部分では０．２６ｎｍでありＣ−Ｄ線部分では０．２８ｎｍであった。図１５〜１６および図１８〜１９において、それぞれ縦軸は高さ、横軸は距離を示す。図１５のＡ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４、Ａ５、Ａ６の各位置は、図１４のＡ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４、Ａ５、Ａ６の各位置に対応している。図１６のＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５、Ｃ６の各位置は、図１４のＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５、Ｃ６の各位置に対応している。
【００５８】
また、一般に、透明導電膜１表面で観察される平面内の平均結晶粒径（Ｒ）が１０〜１５ｎｍと細かい場合、前述の耐湿熱テストを行うと面抵抗値の上昇が発生し、軽タッチ入力を行った場合、誤入力の発生が著しく増加する。この原因としては、平均結晶粒径（Ｒ）が小さい場合、透明導電膜１の表面積が大きくなり水分吸着量が多く、透明導電膜１中のキャリアが奪われ、表面抵抗値が上昇すると考えられる。また、大きな平均結晶粒径（Ｒ）を有した透明導電膜１に比較して、平均結晶粒径（Ｒ）の小さな透明導電膜１中には粒界が多く存在し、たとえば酸化インジウム−酸化スズの場合、キャリアの平均自由行程は約１００Å程度と考えられるので、通常ならば無視できる粒界散乱によりキャリアの移動度が低下し、軽タッチ入力時の不具合を発生しやすいと考えられる。
【００５９】
また、上記実施形態の透明タッチパネルにおいて、他の例として、少なくとも一方の電極を構成する透明導電膜１が、酸化インジウム−酸化スズ膜に代えて、フッ素あるいはアンチモン添加の酸化スズ膜の場合、その表面で観察される金属酸化物の平面内の平均結晶粒径（Ｒ）が８０ｎｍ≦Ｒ≦４００ｎｍであり、透明導電膜１の表面の算術平均粗さ（Ｒａ）が０．４ｎｍ≦Ｒａ≦４．０ｎｍであり、自乗平均粗さ（Ｒｍｓ）が０．６ｎｍ≦Ｒｍｓ≦３．０ｎｍであり、表面形状を表現する下記のパラメーター（Ｒｐ／Ｒｍａｘ）が０．５５以下、すなわち、上記表面形状を構成する粒子の集合体の断面が図１に示すような台形形状または矩形形状を呈するように構成する。ここでＲｐは中心線深さを表し、Ｒｍａｘは最大粗さを表す。単位はいずれもｎｍである。なお、中心線深さＲｐおよび最大粗さＲｍａｘについては後述する。
【００６０】
このように、透明導電膜１がフッ素あるいはアンチモン添加の酸化スズ膜より構成される場合、その表面で観察される金属酸化物の平面内の平均結晶粒径（Ｒ）を、８０ｎｍ≦Ｒ≦４００ｎｍの範囲に分布するようにする理由は、以下のとおりである。すなわち、平均結晶粒径（Ｒ）が８０ｎｍ未満の範囲に分布する場合、軽タッチ入力を行うと入力が不安定となる一方、平均結晶粒径（Ｒ）が４００ｎｍを越える範囲に分布する場合、対向する電極となる透明導電膜１を表面の凹凸により損傷を与えることになり、摺動耐久性に劣る。したがって、平均結晶粒径（Ｒ）を８０ｎｍ≦Ｒ≦４００ｎｍの範囲に収め、結晶成長させた安定な酸化皮膜とすることで、対向する基板上の透明導電膜１が接触する際の接触抵抗を低減でき、安定な入力が達成できる。
【００６１】
通常、フッ素あるいはアンチモン添加の酸化スズ膜は、ＣＶＤ法で代表される気相法によって形成するのが主流である。ＣＶＤ法では、成膜温度が４５０℃〜５５０℃と高く、平均結晶粒径（Ｒ）を８０ｎｍ≦Ｒ≦４００ｎｍの範囲に収めるように、結晶粒の成長を調整することが可能である。
【００６２】
また、ゾル−ゲル材料を用いて塗布法あるいは印刷法にて成膜して透明導電膜１を形成する場合には、溶液状態での各種元素の添加量や分散性、さらに、インキの自由エネルギーを調整したり、さらに乾燥工程、焼成条件を考慮することで結晶粒の大きさを上記範囲に収めるように制御することができる。
【００６３】
たとえば、透明導電膜１を印刷法にて形成する場合、特公平３−１１６３０号に示されるような薄膜形成装置を用いて印刷する方法がある。（図２０参照）この薄膜形成装置は、基台１０１の支持枠１０２に回転自在に支持されかつ深さ１．０〜数１０μｍの多数のインキセルを表面に有する凹版ロール１０３と、凹版ロール１０３の表面に１．０〜３０，０００ｍＰａｓのインキを供給するインキ供給装置１０５と、支持枠１０２に支持された凹版ロール１０３の周囲所定箇所に備えつけられ、凹版ロールに供給されたインキを凹版ロール表面に広げてインキセル内に一定量のインキを保持させるドクター１０６と、支持枠１０２の凹版ロール１０３の下方に回転自在に支持されかつ凹版ロール１０３に接触する凸部１０７を有して凹版ロール１０３表面にインキセル内のインキを凸部１０７に転移させる印刷ロール１０４と、支持枠１０２に支持された印刷ロール１０４と凹版ロール１０３とを同期回転駆動する駆動装置１０８と、被印刷体を載置しかつ基台１０１上に印刷ロール１０４に接触する印刷位置Ｉと印刷ロール１０４から離れた退避位置ＩＩ、ＩＩＩとの間で移動可能に備えた定盤１０９と定盤１０９を上記両位置間で移動させる被印刷体駆動装置１１０と、印刷ロール１０４の回転と定盤１０９の退避位置ＩＩ、ＩＩＩから印刷位置Ｉへの移動とを制御して印刷ロール１０４の凸部１０７に転移させたインキを被印刷体に印刷させる制御装置（図示せず）とより構成されている。
【００６４】
インキとしては、たとえば有機金属化合物が下記一般式Ｍ（ＯＨ）Ｘ（Ｒ−ＣＯ−ＣＨ２−ＣＯ−Ｒ’）Ｙ であり、ｍ＝Ｘ＋Ｙ（ただし、ＭはＩｎ，Ｓｎ，Ｓｂ，Ｂ，Ｐ，Ａｌ，Ｂｉ，Ｓｉ，Ｔｉ，Ｓｅ，Ｔｅ，Ｈｆ，Ｚｎの内の１種である元素、Ｒ，Ｒ’は置換アリル基または置換アルキル基、ｍはＭの価数、Ｘ、Ｙは自然数を示す。）で示されるような化合物の少なくとも１種と、溶剤と、安定化剤とより構成される。
【００６５】
特に、前記一般式のＭがインジウム（Ｉｎ）、スズ（Ｓｎ）であり、さらにそのインジウム、スズの構成重量比が、５重量％≦｛Ｓｎ／（Ｉｎ＋Ｓｎ）｝×１００≦１５重量％の範囲からなるインキを用いると、前記範囲内の平均結晶粒径（Ｒ）を容易に得ることができる。また、算術平均粗さ（Ｒａ）、自乗平均粗さ（Ｒｍｓ）も前記範囲内に収めるように制御するのが容易である。ここで、インジウム、スズの構成重量比が５重量％に満たない場合、ドーパントとして添加されたスズの量が少なく、電導の担い手であるキャリアの発生が期待できない。つまり、膜の比抵抗が１．０×１０−３Ω・ｃｍ以上となり、タッチパネル用として使用するのに不適当なものとなる。一方、インジウム、スズの構成重量比が１５重量％を越えると、平均結晶粒径が１０〜３０ｎｍとなり、前記範囲内に算術平均粗さ（Ｒａ）、自乗平均粗さ（Ｒｍｓ）を収めるのが困難となり、透明導電膜１の表面形状を構成する粒子の集合体の断面を台形形状や矩形形状とするのが困難となる。
【００６６】
また、ゾル−ゲル材料を塗布または印刷後、４０℃〜１００℃にて初期乾燥し、次いで２００℃〜４００℃の温度域を毎分４０℃〜６０℃の昇温速度で酸化焼成を行い、引き続き還元焼成を行うことにより、前記範囲内の平均結晶粒径（Ｒ）を容易に得ることができる。また、算術平均粗さ（Ｒａ）、自乗平均粗さ（Ｒｍｓ）も前記範囲内に収めるように制御するのが容易である。ここで、酸化焼成の昇温速度が毎分４０℃に満たない場合、膜中の分解速度が遅く、残留した有機溶媒を多く抱え込んだまま焼成するため、透明導電膜１が黒ずんだり、透明導電膜１の比抵抗が１．０×１０−３Ω・ｃｍ以上となり、タッチパネル用として使用するのに不適当なものとなる。一方、昇温速度が毎分６０℃を越える場合、膜中の分解速度が著しく早まって多孔質な膜となり、膜硬度が不足し、耐湿度試験などに代表される膜物性も劣るので、タッチパネル用としては不適当なものとなる。
【００６７】
上記において、２００℃〜４００℃としたのは、ゾル−ゲル材料中の高沸点溶剤の揮発温度と有機金属化合物の分解温度が２００℃〜４００℃に属するからである。
【００６８】
上記条件は、酸化焼成において、２００℃〜４００℃の温度域を毎分４０℃〜６０℃の昇温速度で酸化焼成を行うことが必要であることを定めるものであって、４００℃以上の昇温を否定するものではない。この条件を満たせば、さらに昇温してもよい。たとえば、後述の実施例で示すように、５４０℃まで昇温することができる。
【００６９】
また、対向する透明導電膜１間の接触抵抗による電圧降下を観測することにより、軽タッチ入力時の安定度を評価することができる。図３および図４に示すように、５Ｖの電圧を透明タッチパネルの上部電極４に接続し、下部電極５に１０ｋΩの負荷を与えるような回路を用い、軽タッチ入力時の入力不具合を、対向する透明導電膜１間の接触抵抗による電圧降下として測定し数値化できる。なお、Ｅｖ＝５−（Ｅａ＋Ｅｂ＋Ｅｃ）、Ｅａ＋Ｅｃ≒ｃｏｎｓｔ．、Ｅｂ＝接触抵抗によるドロップ電圧、Ｅｖ＝検出電圧である。ＥａおよびＥｃはそれぞれ上部電極４および下部電極５の電圧降下である。
【００７０】
すなわち、上部電極４に印加した電圧５Ｖに対して、回路の抵抗などによる電圧降下（Ｅａ、Ｅｃ）と接触抵抗による電圧降下（Ｅｂ）の和が大きければ大きいほど検出電圧（Ｅｖ）は小さくなる。したがって、検出電圧（Ｅｖ）が小さいほど、入力に不具合を発生していることになる。
【００７１】
透明導電膜１としてＩＴＯを用い、平均結晶粒径（Ｒ）が４０〜１００ｎｍの範囲にある場合は、検出電圧（Ｅｖ）が約４．６Ｖで安定するのに対して、平均結晶粒径（Ｒ）が１０〜１５ｎｍの範囲にある場合は、検出電圧（Ｅｖ）が４．０〜４．２Ｖと不安定な変動が観察された。詳細な実験の結果、５Ｖ印加時における検出電圧（Ｅｖ）が約４．５Ｖ以上の時、軽タッチ入力を行っても良好な入力が実現されることがわかった。
【００７２】
また、透明導電膜１の一例としてＣＶＤ法による酸化スズ膜を用いた場合、平均結晶粒径（Ｒ）が１００〜２００ｎｍの範囲に分布するものとなり、検出電圧（Ｅｖ）が約４．５Ｖで安定する。
【００７３】
また、少なくとも一方の電極を構成する透明導電膜１が酸化インジウム−酸化スズの場合、その表面の算術平均粗さ（Ｒａ）が０．４ｎｍ≦Ｒａ≦３．０ｎｍであり、自乗平均粗さ（Ｒｍｓ）が０．６ｎｍ≦Ｒｍｓ≦２．０ｎｍであるようにする理由は以下のとおりである。すなわち、透明導電膜１をこのように構成することにより、図１に示すように、結晶粒の集合体が緻密に配列され、しかも平滑性のよい膜となり、図１２に示すように、入力時の接触面積を速やかに確保することが可能となる。算術平均粗さ（Ｒａ）が０．４ｎｍ未満または自乗平均粗さ（Ｒｍｓ）が０．６ｎｍ未満の場合、著しく点状の接触となり、接触面積が少なく入力に不向きとなる（図５および図１７から図１９参照）。算術平均粗さ（Ｒａ）、自乗平均粗さ（Ｒｍｓ）のどちらか一方が上記範囲にあっても適正な入力は期待できない。また、算術平均粗さ（Ｒａ）が３．０ｎｍまたは自乗平均粗さ（Ｒｍｓ）が２．０ｎｍを超えるような透明導電膜１を製造するのはきわめて困難である。
【００７４】
さらに、中心線深さＲｐと最大粗さＲｍａｘとの比、Ｒｐ／Ｒｍａｘが、０．５５以下になるようにすることで、上記表面形状を構成する粒子の集合体の断面が台形形状または矩形形状となる（図１５〜１６参照）。このような形状が得られると、図１１〜１２に示すように、入力時の接触面積を速やかに確保することができ、また軽タッチ入力時に発生する摺動特性にも優れている。よって、非常に安定した入力が確保できる。また、スイッチとして必要不可欠な摺動特性に於ても寿命が長く良好な結果が得られている。
【００７５】
また、少なくとも一方の電極を構成する透明導電膜１がフッ素あるいはアンチモン添加の酸化スズ膜の場合、その表面の算術平均粗さ（Ｒａ）が０．４ｎｍ≦Ｒａ≦４．０ｎｍであり、自乗平均粗さ（Ｒｍｓ）が０．６ｎｍ≦Ｒｍｓ≦３．０ｎｍであるようにする理由は以下のとおりである。すなわち、透明導電膜１をこのように構成することにより、酸化インジウム−酸化スズと同様に、図１１〜１２に示すように、入力時の接触面積を速やかに確保することが可能となる。算術平均粗さ（Ｒａ）が０．４ｎｍ未満または自乗平均粗さ（Ｒｍｓ）が０．６ｎｍ未満の場合、著しく点状の接触となり、接触面積が少なく入力に不向きとなる（図５参照）。算術平均粗さ（Ｒａ）、自乗平均粗さ（Ｒｍｓ）のどちらか一方が上記範囲にあっても適正な入力は期待できない。また、算術平均粗さ（Ｒａ）が４．０ｎｍまたは自乗平均粗さ（Ｒｍｓ）が３．０ｎｍを超える場合は、透明導電膜１の摺動特性に悪影響を及ぼすので好ましくない。
【００７６】
さらに、中心線深さＲｐと最大粗さＲｍａｘとの比、Ｒｐ／Ｒｍａｘが、０．５５以下になるようにすることで、上記表面形状を構成する粒子の集合体の断面が台形形状または矩形形状となる（図１５〜１６参照）。このような形状が得られると、図１１〜１２に示すように、入力時の接触面積を速やかに確保することができ、また軽タッチ入力時に発生する摺動特性にも優れている。よって、非常に安定した入力が確保できる。
【００７７】
このような形状を得るために、上記した方法以外に、透明導電膜１を形成する前に、所望の形状を有する下地膜を基板上にあらかじめ形成しておいてもよい。
【００７８】
各種表面粗さパラメータに関して説明を行うと、初めに平均線とは測定曲線の抜き取り部分において測定面の幾何学的形状を持つ直線または曲線で、かつその線から測定曲線までの偏差の自乗和が最小になるように設定した線を指す。また中心線とは粗さ曲線の平均線に平行な直線を引いた時、この直線と粗さ曲線で囲まれる面積が、この直線の両側で等しくなる直線のことを意味する。
【００７９】
ここで、算術平均粗さ（Ｒａ）は、粗さ曲線からその中心線の方向に測定長さ（基準長さ）ｌの部分を抜き取り、この抜き取り部分の中心線をＸ軸、縦倍率の方向をＹ軸とし、粗さ曲線をｙ＝ｆ（ｘ）で図９のように表したとき、次の式によって算出する。
【００８０】
【数１】
2006277769.tif 000003
【００８１】
また、もう一つの粗さパラメータ自乗平均粗さ（Ｒｍｓ）は、粗さ平均からその平均値の方向に基準長さｌだけ抜き取り、この抜き取り部分の平均線の方向にＸ軸を、縦倍率の方向にＹ軸を取ったときに求められる標準偏差のことを指す。これら算術平均粗さ（Ｒａ）、自乗平均粗さ（Ｒｍｓ）は共に数値に比例して表面が粗くなる傾向を示すが、両者の間には一般的に成立する数学的な関係は存在しない。
【００８２】
【数２】
2006277769.tif 000004
【００８３】
ここで、Ｙｉは抜き取り部分における局部山頂の谷底線に対する高さ、上線付きのＹは抜き取り部分における局部山頂の谷底線に対する高さの平均、Ｎは基準長さｌ内での局部山頂の間隔の個数を意味する。
【００８４】
また、中心線深さ（Ｒｐ）とは、図１０に示すように、基準長さｌ内の最高点から平均線または中心線までの深さで表す。なお、本実施形態では、膜の深さの影響を補正するために、パラメータとして（Ｒｐ／Ｒｍａｘ）を使用している。Ｒｍａｘは断面曲線からその平均線の方向に基準長さｌだけ抜き取り、平均線に平行な２直線でその断面曲線を挟んだとき、この２直線の間隔を縦倍率の方向に測定した値を指す。さらに、中心線深さ（Ｒｐ）は、Ｒｍａｘの値が同じであってもＲｐが異なる面に対し、接触部分の面積に関係する耐摩耗性を考える上で有用な意味も持つ。すなわち、Ｒｐの値が大きければ最高点から平均線または中心線までの深さが大きくなるので、尖った形状を表すことになり、逆にＲｐの値が小さいと、上記表面形状を構成する粒子の集合体の断面が台形形状もしくは矩形に近い形状を示す。
【実施例】
【００８５】
以下に、上記実施形態のより具体的な実施例と、当該実施例と比較するための比較例とを示す。
【００８６】
（実施例１）
約５μｍのアクリル系ハードコートを有した厚さ２０μｍのポリエチレンテレフタレートフィルム上に、透明導電膜としてＩＴＯ膜を成膜温度１３０℃にてスパッタリング法により形成し、さらに、１５０℃前後の温度でエージングを行って、平均結晶粒径（Ｒ）が４０〜６０ｎｍの範囲に分布した透明導電フィルムを作製した。このフィルムのハードコート面に粘着層を介してあらかじめ背面に約５μｍアクリル系ハードコートを有した厚さ１２５μｍのポリエチレンテレフタレートフィルムを貼り合わせた。
【００８７】
また、両面にＳｉＯ２がディップコートされた厚さ１．１ｍｍのガラスを下部電極基板とし、基板温度２５０℃に設定し、透明導電膜として厚さ１５ｎｍのＩＴＯ膜をスパッタリング法により形成した。原子間力顕微鏡（株式会社島津製作所製ＳＰＭ−９５００）により観察したところ、平均結晶粒径（Ｒ）は４０〜６０ｎｍの範囲に分布していた。
【００８８】
上記のフィルムおよびガラスを電極とする透明タッチパネルを作製し、ポリアセタール製のペンに総重量２０ｇとなるように荷重を負荷し、格子状に入力したところ、線の歪や飛びもなく、安定した入力ができた。
【００８９】
また、この透明タッチパネルに５Ｖ印加した状態で入力時の電圧を測定したところ、４．６Ｖで安定した値を示した。
【００９０】
さらに、この透明タッチパネルを６０℃、相対湿度９５％（ＲＨ）の耐湿熱試験に５００時間かけた後、同様の格子入力の試験を行ったところ、初期の状態と変わりがなかった。また、入力電圧測定を行ったところ、４．６Ｖで安定した値を示し初期値とまったく変化なく、軽タッチ入力において問題なく使用できるものであった。
【００９１】
（実施例２）
成膜温度を１００℃とした他は実施例１と同様にして、ポリエチレンテレフタレートフィルム上に透明導電膜を形成した。透明導電膜表面の算術平均粗さ（Ｒａ）を測定したところ、０．４ｎｍ≦Ｒａ≦１．２ｎｍであり、自乗平均粗さ（Ｒｍｓ）は０．８ｎｍであった。なお、基準長さは使用するカットオフ値に等しい。また、評価長さは７００ｎｍで得られた値である。
【００９２】
また、インジウム、スズ比が｛Ｓｎ／（Ｉｎ＋Ｓｎ）｝×１００＝２０重量％になるように調整された透明導電インキ組成物を前述の薄膜形成装置（日本写真印刷株式会社製オングストローマー（登録商標）インライン型）を用い、ＳｉＯ２コートした３００ｍｍ×３００ｍｍ×１．１ｍｍのソーダガラス基板上に印刷した。
【００９３】
ガラス基板をホットプレートで予備乾燥を行った後、コンベア式雰囲気分離炉を用いて、２００℃〜４００℃の温度域を毎分５５℃の昇温速度で昇温し、５４０℃まで昇温し続けて酸化焼成し、引き続きコンベア式雰囲気分離炉内で水素ガスを微量含む窒素雰囲気中で５４０℃から室温に冷却することにより、厚さ１０ｎｍの透明導電膜を得た。原子間力顕微鏡（株式会社島津製作所製ＳＰＭ−９５００）により観察したところ、平均結晶粒径（Ｒ）は１０〜３０ｎｍの範囲に分布していた。
【００９４】
さらに、透明導電膜表面の算術平均粗さ（Ｒａ）を測定したところ、０．１５ｎｍ≦Ｒａ≦０．２９ｎｍであり、自乗平均粗さ（Ｒｍｓ）は０．３９ｎｍであった。なお、基準長さは使用するカットオフ値に等しい。また、評価長さは７００ｎｍで得られた値である。
【００９５】
上記のフィルムおよびガラスを電極とする透明タッチパネルを作製し、ポリアセタール製のペンに総重量２０ｇとなるように荷重を負荷し、格子状に入力したところ、線飛びもなく、線の歪も発生せず安定な入力ができた。
【００９６】
また、この透明タッチパネルに５Ｖ印加した状態で入力時の電圧を測定したところ、４．５Ｖと安定な値を示した。
【００９７】
さらに、この透明タッチパネルを６０℃、相対湿度９５％（ＲＨ）の耐湿熱試験に５００時間かけた後、同様の格子入力の試験を行い、その後、入力電圧測定を行ったところ、４．５Ｖと初期値と同様の値を示し、軽タッチ入力においても問題ないものであった。また、１５万字の連続入力試験後の入力状態を格子入力により評価したところ、線飛びも生じなく、安定した格子を描画できた。
【００９８】
（実施例３）
成膜温度を１５０℃、エージングを１５０℃で数時間行った他は実施例１と同様にして、ポリエチレンテレフタレートフィルム上に透明導電膜を形成した。平均結晶粒径（Ｒ）は４０〜１００ｎｍの範囲に分布していた。透明導電膜表面の算術平均粗さ（Ｒａ）は１．１ｎｍ≦Ｒａ≦２．３ｎｍであり、自乗平均粗さ（Ｒｍｓ）は０．９ｎｍであった。なお、基準長さは使用するカットオフ値に等しい。また、評価長さは７００ｎｍで得られた値である。
【００９９】
また、インジウム、スズ比が｛Ｓｎ／（Ｉｎ＋Ｓｎ）｝×１００＝１２重量％になるように調整された透明導電インキ組成物を、前述の薄膜形成装置（日本写真印刷株式会社製オングストローマー（登録商標）インライン型）を用い、ＳｉＯ２コートした３００ｍｍ×３００ｍｍ×１．１ｍｍのソーダガラス基板上に印刷した。
【０１００】
ガラス基板をホットプレートで予備乾燥を行った後、コンベア式雰囲気分離炉を用いて、２００℃〜４００℃の温度域を毎分５５℃の昇温速度で昇温し、５４０℃まで昇温し続けて酸化焼成し、引き続きコンベア式雰囲気分離炉内で水素ガスを微量含む窒素雰囲気中で５４０℃から室温に冷却することにより、厚さ２０ｎｍの透明導電膜を得た。原子間力顕微鏡（セイコー電子工業株式会社製ＳＰＩ３６００）により観察したところ、平均結晶粒径（Ｒ）は４０〜６０ｎｍの範囲に分布していた。
【０１０１】
さらに膜表面の算術平均粗さ（Ｒａ）を測定したところ０．４≦Ｒａ≦０．８ｎｍであり、かつ自乗平均粗さ（Ｒｍｓ）が０．７０ｎｍであった。なお、基準長さは使用するカットオフ値に等しい。また、評価長さは７００ｎｍで得られた値である。
【０１０２】
上記のフィルムおよびガラスを電極とする透明タッチパネルを作製し、ポリアセタール製のペンに総重量２０ｇとなるように荷重を負荷し、格子状に入力したところ、線飛びもなく、線の歪も発生せず安定な入力ができた。
【０１０３】
また、このタッチパネルに５Ｖ印加した状態で入力時の電圧を測定したところ、４．６５Ｖと安定な値を示していた。
【０１０４】
さらに、この透明タッチパネルを６０℃、相対湿度９５％（ＲＨ）の耐湿熱試験に５００時間かけた後、同様の格子入力の試験を行い、その後、入力電圧測定を行ったところ、４．６５Ｖと初期値と同様の値を示し、軽タッチ入力においても問題ないものであった。
【０１０５】
（実施例４）
成膜温度を１００℃とした他は実施例１と同様にして、ポリエチレンテレフタレートフィルム上に透明導電膜を形成した。透明導電膜表面の算術平均粗さ（Ｒａ）を測定したところ、０．４ｎｍ≦Ｒａ≦１．２ｎｍであり、自乗平均粗さ（Ｒｍｓ）は０．８ｎｍであった。なお、基準長さは使用するカットオフ値に等しい。また、評価長さは７００ｎｍで得られた値である。
【０１０６】
また、インジウムとスズの比が｛Ｓｎ／（Ｉｎ＋Ｓｎ）｝×１００＝１０重量％になるように調整した透明導電インキ組成物を、前述の薄膜形成装置（日本写真印刷株式会社製オングストローマー（登録商標）インライン型）を用い、ＳｉＯ２コートした３００ｍｍ×３００ｍｍ×１．１ｍｍのソーダガラス基板上に印刷した。
【０１０７】
ガラス基板をホットプレートで予備乾燥を行った後、コンベア式雰囲気分離炉を用いて、２００℃〜４００℃の温度域を毎分５５℃の昇温速度で昇温し、５４０℃まで昇温し続けて酸化焼成し、引き続きコンベア式雰囲気分離炉内で水素ガスを微量含む窒素雰囲気中で５４０℃から室温に冷却することにより厚さ１０ｎｍの透明導電膜を得た。原子間力顕微鏡（株式会社島津製作所製ＳＰＭ−９５００）により観察したところ、平均結晶粒径（Ｒ）は４０〜５０ｎｍの範囲に分布していた。
【０１０８】
さらに、透明導電膜表面の算術平均粗さ（Ｒａ）を測定したところ、０．４ｎｍ≦Ｒａ≦０．９ｎｍであり、自乗平均粗さ（Ｒｍｓ）は０．６７であった。なお、基準長さは使用するカットオフ値に等しい。また、評価長さは７００ｎｍで得られた値である。また、Ｒｐ／Ｒｍａｘが０．５０ｎｍであり、上記表面形状を構成する粒子の集合体の断面が台形形状を呈していた。
【０１０９】
上記のフィルムおよびガラスを電極とする透明タッチパネルを作製し、ポリアセタール製のペンに総重量２０ｇとなるように荷重を負荷し、格子状に入力したところ、線飛びもなく、線の歪も発生せず安定な入力ができた。
【０１１０】
また、この透明タッチパネルに５Ｖ印加した状態で入力時の電圧を測定したところ、４．５５Ｖと安定な値を示した。
【０１１１】
さらに、この透明タッチパネルを６０℃、相対湿度９５％（ＲＨ）の耐湿熱試験に５００時間かけた後、同様の格子入力の試験を行い、その後、入力電圧測定を行ったところ、４．５Ｖと初期値と同様の値を示し、軽タッチ入力においても問題ないものであった。また、１５万字の連続入力試験後の入力状態を格子入力により評価したところ、線飛びも生じなく、安定した格子を描画できた。
【０１１２】
（比較例１）
エージング工程を省略したことを除いて、実施例１と同様にポリエチレンテレフタレートフィルム上に透明導電膜を形成したところ、平均結晶粒径（Ｒ）は１０〜２０ｎｍの範囲に分布した。また、両面にＳｉＯ２がディップコートされた厚さ１．１ｍｍのガラスを下部電極基板として、基板温度１５０℃に設定し、透明導電膜として厚さ１０ｎｍのＩＴＯ膜をスパッタリング法により形成した。原子間力顕微鏡（セイコー電子工業株式会社製ＳＰＩ３６００）により観察したところ、平均結晶粒径（Ｒ）は２０〜３０ｎｍの範囲に分布していた。
【０１１３】
上記のフィルムおよびガラスを電極とする透明タッチパネルを作製し、ポリアセタール製のペンに総重量２０ｇとなるように荷重を負荷し、格子状に入力したところ、線飛びはなかったものの、線の歪が発生し、安定した入力ができなかった。
【０１１４】
また、この透明タッチパネルに５Ｖ印加した状態で入力時の電圧を測定したところ、４．３〜４．４Ｖと不安定な値を示した。
【０１１５】
さらに、この透明タッチパネルを６０℃、相対湿度９５％（ＲＨ）の耐湿熱試験に５００時間かけた後、同様の格子入力の試験を行ったところ、初期の状態に比べ線の歪は大きく線飛びも発生し、さらに入力不可能な場所も観察された。また、入力電圧測定を行ったところ、４．０〜４．３Ｖと初期値よりさらに低く、軽タッチ入力において使用できないものであった。
【０１１６】
（比較例２）
比較例１と同様に、ポリエチレンテレフタレートフィルム上に透明導電膜を形成したところ、結晶粒径（Ｒ）は１０〜２０ｎｍの範囲に分布していた。透明導電膜表面の算術平均粗さ（Ｒａ）は、０．１≦Ｒａ≦０．２５ｎｍであり、自乗平均粗さ（Ｒｍｓ）は０．５５ｎｍであった。なお、基準長さは使用するカットオフ値に等しい。また、評価長さは７００ｎｍで得られた値である。
【０１１７】
また、両面にＳｉＯ２がディップコートされた厚さ１．１ｍｍのガラスを下部電極基板とし、基板温度８０℃に設定し、透明導電膜として厚さ１５ｎｍのＩＴＯ膜をスパッタリング法により形成した。原子間力顕微鏡（セイコー電子工業株式会社製ＳＰＩ３６００）により観察したところ、平均結晶粒径（Ｒ）は１０〜１５ｎｍの範囲に分布していた。透明導電膜表面の算術平均粗さ（Ｒａ）は、０．１≦Ｒａ≦０．２２ｎｍであり、自乗平均粗さ（Ｒｍｓ）は０．３５ｎｍであった。なお、基準長さは使用するカットオフ値に等しい。また、評価長さは７００ｎｍで得られた値である。
【０１１８】
上記のフィルムおよびガラスを電極とする透明タッチパネルを作製し、ポリアセタール製のペンに総重量２０ｇとなるように荷重を負荷し、５Ｖ印加した状態で入力時の電圧を測定したところ、４．２〜４．３Ｖと不安定な値を示した。
【０１１９】
さらに、この透明タッチパネルを６０℃、相対湿度９５％（ＲＨ）の耐湿熱試験に５００時間かけた後、同様の格子入力の試験を行ったところ、初期の状態に比べ線の歪は大きく線飛びも発生し、さらに入力不可能な場所も観察された。また、入力電圧測定を行ったところ、３．７〜４．０Ｖと初期値よりさらに低く、軽タッチ入力において使用できないものであった。また、１５万字の連続入力試験後の入力状態を格子入力により評価したところ、部分的に３．９〜４．１Ｖの箇所が検出された。
【０１２０】
（比較例３）
実施例３と同様に、ポリエチレンテレフタレートフィルム上に透明導電膜を形成した。
【０１２１】
また、透明導電インキ組成物を薄膜形成装置（日本写真印刷株式会社製オングストローマー（登録商標）インライン型）を用い、ＳｉＯ２コートした３００ｍｍ×３００ｍｍ×１．１ｍｍのソーダガラス基板上に印刷した。
【０１２２】
ガラス基板をホットプレートで予備乾燥を行った後、コンベア式雰囲気分離炉を用いて５００℃で焼成し、引き続きコンベア式雰囲気分離炉内で水素ガスを微量含む窒素雰囲気中で５００℃から室温に冷却することにより厚さ１０ｎｍの透明導電膜を得た。原子間力顕微鏡（セイコー電子工業株式会社製ＳＰＩ３６００）により観察したところ、平均結晶粒径（Ｒ）は１０〜３０ｎｍの範囲に分布していた。また、透明導電膜表面の算術平均粗さ（Ｒａ）を測定したところ  ０．１≦Ｒａ≦０．４ｎｍであり、自乗平均粗さ（Ｒｍｓ）は０．３５ｎｍであった。なお、基準長さは使用するカットオフ値に等しい。また、評価長さは７００ｎｍで得られた値である。
【０１２３】
上記のフィルムおよびガラスを電極とする透明タッチパネルを作製し、ポリアセタール製のペンに総重量２０ｇとなるように荷重を負荷し、格子状に入力したところ、線飛びがなかったものの、線の歪が発生し、安定した入力ができなかった。
【０１２４】
また、この透明タッチパネルに５Ｖ印加した状態で入力時の電圧を測定したところ、４．３〜４．４Ｖと不安定な値を示した。
【０１２５】
さらに、この透明タッチパネルを６０℃、相対湿度９５％（ＲＨ）の耐湿熱試験に５００時間かけた後、同様の格子入力の試験を行ったところ、初期の状態に比べ線の歪は大きく線飛びも発生し、さらに入力不可能な場所も観察された。また、入力電圧測定を行ったところ、４．０〜４．３Ｖと初期値よりさらに低く、軽タッチ入力において使用できないものであった。
【図面の簡単な説明】
【０１２６】
【図１】この発明の一実施形態の透明タッチパネルの透明導電膜の断面形状を示す模式断面図である。
【図２】この発明の上記実施形態の透明タッチパネルの透明導電膜を構成する金属酸化物の結晶粒径を示す原子力間顕微鏡写真である。
【図３】上記実施形態の透明タッチパネルの透明導電膜間の接触抵抗による電圧降下を観測する方法を示す斜視図である。
【図４】上記実施形態の透明タッチパネルの透明導電膜間の接触抵抗による電圧降下を観測する方法を示す回路図である。
【図５】従来の透明タッチパネルの透明導電膜の表面の断面形状を示す模式断面図である。
【図６】透明タッチパネルに軽荷重で連続入力した場合に発生する線飛びなどの不具合をあらわす線描画図である。
【図７】上記実施形態の透明タッチパネルに入力した際に検出した入力電圧Ｅｖと閾値電圧Ｅｖｓを記録した模式図である。
【図８】上記実施形態の透明タッチパネルに入力した際に検出した理想的な入力電圧Ｅｖを記録した模式図である。
【図９】上記実施形態の透明タッチパネルにおいて、表面粗さパラメータの算術平均粗さを説明するためのグラフである。
【図１０】上記実施形態の透明タッチパネルにおいて、表面粗さパラメータの中心線（平均線）深さを説明するためのグラフである。
【図１１】上記実施形態の透明タッチパネルの上部電極と下部電極とが対向した状態での透明導電膜の表面の断面形状を示す模式断面図である。
【図１２】上記実施形態の透明タッチパネルの上部電極と下部電極とが対向した状態においてペンで入力が行われた状態を示す模式断面図である。
【図１３】図２の上記実施形態の透明タッチパネルの透明導電膜を構成する金属酸化物の結晶粒径を示す原子力間顕微鏡写真である。
【図１４】この発明の上記実施形態の透明タッチパネルの透明導電膜を構成する金属酸化物の結晶粒径を示す別の原子力間顕微鏡写真である。
【図１５】図１４のＡ−Ｂ線断面における上記透明導電膜を構成する金属酸化物の結晶粒径の高さ方向の変動を示すグラフである。
【図１６】図１４のＣ−Ｄ線断面における上記透明導電膜を構成する金属酸化物の結晶粒径の高さ方向の変動を示すグラフである。
【図１７】従来の透明タッチパネルの透明導電膜を構成する金属酸化物の結晶粒径を示す原子力間顕微鏡写真である。
【図１８】図１７のＡ−Ｂ線断面における上記透明導電膜を構成する金属酸化物の結晶粒径の高さ方向の変動を示すグラフである。
【図１９】図１７のＣ−Ｄ線断面における上記透明導電膜を構成する金属酸化物の結晶粒径の高さ方向の変動を示すグラフである。
【図２０】上記実施形態にかかる上記透明導電膜間を印刷法にて形成する場合に一例として使用する薄膜形成装置の斜視図である。
【符号の説明】
【０１２７】
１  透明導電膜
２  入力用ペン
３  バスバー
４  上部電極
５  下部電極
１０  スペーサ
１４  上部電極基板
１５  下部電極基板
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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