電源アダプタFAQ

タッチパネルの基本構造

透明タッチパネルは主に透明導電膜を形成した硝子【固定電極】及びペットフィルム【可動電極】から
構成される。

構成内容としては、硝子／硝子・硝子／フィルム・フィルム／フィルムなどがありますがその中でもガラス／フィルムが一般的です。

タッチパネルとしては両基板にパターンを形成し透明微少ドットスペーサーにて空間をつくりだし、指又は専用ペンにて押すことにより上下間を導通させ電気的に取り込む入力装置です。

抵抗膜方式には電気的に取り出す方式としてデジタル型／アナログ型の二種類が現在主流となっており
ます。

画面への接触の感知には、感圧式と静電式の2通りがある。前者は圧力の変化を感知し、後者は静電気による電気信号を感知する。

● 透明タッチパネル(抵抗膜方式)

・タッチパネル/ガラス、フィルム/フィルム（特注対応）等用途に合せてご選択自由。

・検出方法はアナログ、デジタル(マトリックス)タイプの２種類。

・対話型入力装置(携帯情報端末、銀行のATM、パネルコンピュータ、医療機器等)に最適。

● 透明タッチパネル構造図

「ＩＴＯ透明導電性フィルム」

１．はじめに

ガラスの表面に透明導電膜を蒸着すると、透明導電性ガラスとなる。この透明導電性ガラスは、「光をとおし、電気も通す」という２つの重要な性質を兼ね備えた素材として、さまざまな用途に使用されるようになった。

例えば、太陽電池の表面電極や液晶ディスプレイの駆動電極として大量に使用されている。

また、この透明導電膜を樹脂フィルム基板の表面に成膜すると、「透明導電性フィルム」になる。

例えば、透明タッチパネルやＥＬ（エレクトロルミネセンス）フラットランプの電極には透明導電性フィルムが使用されている。

透明導電膜には、さまざまな材料が研究、使用されているが、そのうちでも現状で最も性能の良い材料は、ＩＴＯ（酸化インジウムスズ、Indium Tin Oxide）であり、透明導電ガラスや透明導電性フィルムのほとんどに用いられている。当社では、このＩＴＯ膜を蒸着した透明導電性フィルム「ＯＴＥＣ」を販売しており、以下透明導電性フィルム全般について概説するとともに、ＯＴＥＣの特長についても説明する。

２．透明導電膜の種類

タッチパネルで電気を通す材料としては、ガラス基板表面に金属酸化物である酸化スズ（ＴＯ）の薄膜を形成し
た商品がまず開発された。その後、より比抵抗（体積固有抵抗）が下がる材料として、酸化インジウム
（ＩＯ）膜が開発され、さらに、このＩＯにＴＯを混合したＩＴＯ膜が優れた性能をもつことが分かり、現在に至っている。ＩＴＯ中のＴＯの混合比率は、５～１０wt％が最適といわれており、ガラス基板の場合に１０～２０mΩ・cm程度の比抵抗をもった透明導電膜が得られる。

プラスチックフィルム基板表面に蒸着されたＩＴＯ系透明導電膜の比抵抗は、ガラスの場合と異なり40
～100mΩ・cm程度であり、低くても35mΩ・cmより低くなることはまずない。基板の耐熱性に限度があるために基板温度を上げることができず、したがって膜がアモルファス構造になるためといわれている。ＩＴＯ膜は、一般的に150～200℃の基板温度以上でないと結晶化しない。

ＩＯ、ＴＯ、ＩＴＯのほかに、最近ではＩＺＯ（酸化インジウム亜鉛）なども紹介されている。またタッチパネル金属酸化物系以外の素材としては、貴金属の超薄膜（例えば、金や銀、パラジウム等の貴金属を50～
150A程度蒸着した膜）がある。これらは金属酸化物に比べると若干透明性が劣るとはいえ、そこそこの透明性があり、かつ非常によく電気を通す透明導電膜が得られる。

３．透明導電性フィルムに用いられる基材フィルム

透明導電性フィルムに使用されるフィルム基板としては、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）が一
般的である。ＰＥＴフィルムは二軸延伸機で延伸され、加熱アニール工程を通して、後工程での加熱収
縮を少なくしたグレードが使われる。

また、加熱収縮をさらに下げる目的で、オフラインで再度アニール処理を施した基材を使用する場合もある。ＰＥＴフィルムを製造する原料樹脂中には、ロール加工時の静電気の発生を少なくし、フィルム表面に易滑性を与える目的でシリカ等の透明無機粉体が混入されており、光を当てると、樹脂と無機粉体との屈折率の違いによる光散乱で若干の曇りが認められる。

タッチパネルに使用するＰＥＴフィルムには、無機粉体の粒径分布や添加量を調節した、できるだけ光散乱の少ないグレードを使用する。さらに、ＰＥＴフィルム表面へのＩＴＯ膜の密着性を向上させるために、易接着層を表面塗布したＰＥＴフィルムや、裏面に傷防止のためのハードコート処理を施したＰＥＴフィルムも使用される。ＰＥＴフィルムの厚みは、日本では75μm、125μm、188μmの３種類が一般的である。

ＰＥＴフィルム以外では、ＰＥＳ（ポリエーテルサルフォン）やＰＡｒ（ポリアリレート）、ＰＣ（ポリカーボネート）等の樹脂フィルムが、フレキシブル液晶用電極などの特殊な用途にわずかながら使用されている。

４．ＩＴＯ膜系透明導電フィルム（ＩＴＯフィルム）の成膜方法

ＩＴＯ膜系透明導電性フィルム（以下、ＩＴＯフィルムという）の歴史はそれほど古いものではない。約20年前に日本の帝人において初めて開発され、以降、世界的に生産されるようになった。真空釜中で、フィルム基板の表面に、単にＩＴＯを真空蒸着しただけでは、黒褐色で透明性のない、極端に抵抗の高い膜となり、透明導電膜にはならない。また、真空釜に酸素ガスを導入しても、事態はそれほど変わらない。性能の良い透明タッチパネル導電膜を成膜するには、なんらかの酸化促進エネルギーを与えてやらなければならない。樹脂フィルム基板表面にＩＴＯ系透明導電膜を成膜する方法は、現在大きく３つの方法が実施されている。なお、３つの方法とも、フィルム基板の搬送方法はロールtoロール方式で半連続的に生産される。

最も古くから行われている方法では、真空蒸着法により酸素雰囲気中でＩＴＯを蒸着し、その後、大気中で加熱後酸化する方法でＩＴＯフィルムを生産する。加熱工程において、膜は適度に酸化されると同時に結晶化し、抵抗が下がり透明性の良い膜となるが、空気中後酸化の手法を用いるため、厚膜品の生産は難しい。

現在、最も多く生産されている方法はスパッタ法である。放電ガスとしてのArガス中に、若干のガスを混合して、DCグロー放電を起こし、生成しAr+ カチオンによるＩＴＯターゲットのスパッタリングにより、ＩＴＯ薄膜を樹脂フィルム基板表面に形成する。ターゲットからスパッタされた粒子はAr+ カチ
オンの運動エネルギーを受け取り、酸化反応促進に寄与する。スパッタ法のうちでも、生産性の高いＤ
Ｃマグネトロンスパッタ法が広く使われている。

当社がタッチパネルは、世界で唯一、イオンプレーティング法によってＩＴＯ膜をフィルム基板に蒸着している。これは、圧力勾配型アーク放電ガンを用いて、ＩＴＯの蒸発と蒸気の活性化を同時に行うものである。基板を静止したときのＤＲ（成膜速度）として、約150Å/secの値が得られ、前記スパ
ッタ法の約10Å/secと比較して、格段の生産性が得られる。

５．ＩＴＯフィルムの用途

ベース基板が樹脂フィルムであるために、薄く、軽く、フレキシブルな電極材料となる。またガラス基板のように割れることもない。この特長を生かして、透明ＴＰ（タッチパネル）、無機分散型ＥＬランプ、透明電磁波シールド等に使用される。また、フレキシブルＦＰＤ（フラットパネルディスプレイ）の駆動電極にも少量使用されている。ＩＴＯフィルムの用途について、表１に示した。

Tags: タッチパネル 基本构造

This entry was posted on Thursday, October 30th, 2014 at 1:20 am and is filed under 液晶パネル. You can follow any responses to this entry through the RSS 2.0 feed. Both comments and pings are currently closed.