专利名称：触摸面板的制造方法和成膜装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及触摸面板的制造方法和成膜装置，更详细地，涉及适于设置在液晶显 示装置(IXD)等平板显示器(FPD，Flat Panel Display)的显示面上，可通过普通的记录用 具或手指等容易地输入，可实现小型化，可减少除显示区域以外的周边区域的面积，可降低 制造成本的触摸面板的制造方法和成膜装置。本申请基于2008年7月9日申请的日本专利申请第2008-179372号主张优先权， 在此引用其内容。
背景技术：
近些年，随着液晶显示装置(IXD)等平板显示器(FPD)的进步，对于设置在此平板 显示器(FPD)的显示面上的触摸面板的新要求也正提高。为了实现这些要求，开发并提出 了新的技术。作为此触摸面板的一种，已知电阻膜方式触摸面板。在此电阻膜方式触摸面板中， 以规定间隔对向配置有在主面上形成透明导电膜的一对透明基板以使这些透明导电膜彼 此对置。此外，在这些透明导电膜之间矩阵状地配置有多个绝缘性间隔体。此触摸面板具 有在向显示面按压视认侧的透明基板上的期望位置时，在该期望位置使一对透明导电膜电 连接，将该期望位置的信息以电信号方式输出到外部的功能。以往，此电阻膜方式触摸面板中，作为透明导电膜材料使用在氧化铟中添加有 1 40质量％的氧化锡的添加有锡的氧化铟(ITOJndium Tin Oxide)。然而，作为ITO原 料的铟(In)为稀有金属，估计今后会因难以得到而造成成本上升。因此，作为代替ITO的 透明导电材料，丰富且廉价的氧化锌(SiO)类材料正引起人们关注(例如参见专利文献1)。该ZnO类材料为通过稍微还原ZnO而稍稍偏离化学计量组成，在ZnO结晶中形成 氧空穴而释放自由电子，或者作为杂质添加的B、Al、fe等进入ZnO晶格中的Si离子的位置 形成离子而释放自由电子等，由此表现出导电性的η型半导体。该ZnO类材料适用于可对大型基板均勻成膜的溅射。在成膜装置中，通过将ITO 等In2O3类材料的靶变更为ZnO类材料的靶，可将ZnO成膜。此外，由于ZnO类材料不包含 如h203类材料一样绝缘性高的低级氧化物(InO)，所以不易发生溅射异常。为了提高防反射性能，该触摸面板也可在透明基板上设置防反射膜。该防反射膜 具有折射率不同的多层透明膜重叠的层压结构。作为以往的防反射膜，例如使用折射率 1. 45 1. 46的SiO和折射率2. 3 2. 55的TiO层压而成的结构。可是，在使用氧化物靶通过溅射法将SiO和TiO的层压结构成膜时，由于这些氧化 物靶的电阻高，所以使用RF电源进行溅射法。此外，在使用可用DC电源或AC电源的Si和 Ti的金属靶将上述层压结构成膜时，通过在导入大量的氧化性气体的同时进行溅射的所谓 反应溅射形成层压膜。专利文献1 日本特开平9-87833号公报然而，将使用现有的ZnO类材料的透明导电膜用于静电容量式触摸面板时，透明性不比现有的ITO膜逊色，但具有电阻率高的问题。因此，为了使ZnO类透明导电膜的电阻率降至期望值，考虑了在进行溅射法时，将 氢气作为还原气体导入腔内，在此还原气氛中成膜的方法。然而，此时得到的透明导电膜的电阻率切实地降低，但存在在其表面产生少许金 属光泽，透过率降低的问题。此外，防反射膜的成膜工艺中使用SiO和TiO的靶时，由于需要使用RF电源，与使 用DC电源或AC电源时相比，成膜速度具有变慢的趋势。此外，在使用RF电源的装置中，电源成本具有变高的趋势，因情况不同而装置也 有可能复杂化。进而，现有的成膜方法由于需要SiO和TiO的两种靶或者Si和Ti的两种靶，所以 需要两种溅射装置。
发明内容
本发明是为了解决上述问题而提出的，其目的在于，提供在使用氧化锌类透明导 电膜或防反射膜等光学膜的触摸面板中，使氧化锌类透明导电膜的电阻率降低，同时可维 持对可见光线的透明性的触摸面板的制造方法和成膜装置。此外，本发明的目的在于，提供在设置防反射膜等光学膜时，也可用一个装置形成 透明导电膜或光学膜的触摸面板的制造方法和成膜装置。此外，本发明的目的在于，提供可以以现有的透明导电膜或光学膜的成膜速度以 上的成膜速度成膜的触摸面板的制造方法和成膜装置。进而，本发明的目的在于，提供通过使用一种靶，变更导入的气体种类，可形成多 层光学膜、或多层光学膜和透明导电膜，进一步地，可以以比现有的透明导电膜或光学膜的 成膜速度高的成膜速度成膜的触摸面板的制造方法和成膜装置。本发明人对适用氧化锌类透明导电膜或防反射膜的触摸面板进行仔细研究的结 果发现，在使用由氧化锌类材料形成的靶通过溅射法形成氧化锌类透明导电膜时，如果在 含有选自氢气、氧气和水蒸气中的两种或三种的反应性气体的气氛中进行溅射，并且氢气 的分压(Ph2)与氧气的分压(P。2)的比R(PH2/P。2)满足下式⑴的条件下进行溅射法，可得 到比现有优异的触摸面板，直至完成本发明。R = PH2/P02 彡 5(1)具体来说，本发明人发现，如果在上述条件下进行溅射法，可使氧化锌类透明导电 膜的电阻率降低，可维持对可见光线的透明性，进而发现，如果与上述同样处理形成氧化锌 类防反射膜等光学膜，不用担心产生金属光泽，可维持对可见光线的透明性。即，本发明第一方式中的触摸面板的制造方法为包括具有形成有透明导电膜的主 面的透明基板的触摸面板的制造方法，通过在含有选自氢气、氧气和水蒸气中的两种或三 种的反应性气体气氛中使用由氧化锌类材料形成的靶进行溅射法，在所述透明基板的所述 主面上形成所述透明导电膜。在此，本发明中的触摸面板包括将形成有透明导电膜的一对透明基板以规定间隔 对向配置以使这些透明导电膜彼此对置，检测出该一对透明导电膜接触的位置的电阻膜方 式。此外，本发明中的触摸面板可为在触摸面板的全部表面形成低压电场，通过用户等接触按压部分，使电场放电，检测出该位置的静电容量式。该制造方法中，通过使用由氧化锌类材料形成的靶在含有选自氢气、氧气和水蒸 气中的两种或三种的反应性气体气氛中进行溅射法在透明基板的主面上形成透明导电膜。 由此，可使通过溅射法在透明基板上形成氧化锌类透明导电膜时的气氛为含有选自氢气、 氧气和水蒸气中的两种或三种的气氛，即还原性气体和氧化性气体的比例调和的气氛。因 此，如果在该气氛下进行溅射法，可在得到的透明导电膜中控制氧化锌结晶中的氧空穴数， 可实现具有期望导电率的透明导电膜。此外，透明导电膜的电阻率也降低，可实现具有期望 电阻率值的透明导电膜。此外，得到的透明导电膜不会产生金属光泽，可维持对可见光线的 透明性。本发明第二方式中的触摸面板的制造方法为下述触摸面板的制造方法，所述触摸 面板包括具有形成有透明导电膜的主面的第一透明基板和第二透明基板，对向配置有所述 第一透明基板和所述第二透明基板以使所述第一透明基板的透明导电膜和所述第二透明 基板的所述透明导电膜彼此对置且以规定间隔隔开，通过使用由氧化锌类材料形成的靶在 含有选自氢气、氧气和水蒸气中的两种或三种的反应性气体气氛中进行溅射法，在所述第 一透明基板和所述第二透明基板中的任意一方或两方的基板的所述主面上形成所述透明 导电膜。该制造方法中，通过使用由氧化锌类材料形成的靶在含有选自氢气、氧气和水蒸 气中的两种或三种的反应性气体气氛中进行溅射法在一对的所述第一透明基板和所述第 二透明基板中的任意一方或两方的主面上形成透明导电膜。由此，可使通过溅射法在透明 基板上形成氧化锌类透明导电膜时的气氛为含有选自氢气、氧气和水蒸气中的两种或三种 的气氛，即还原性气体和氧化性气体的比例调和的气氛。因此，如果在该气氛下进行溅射 法，可在得到的透明导电膜中控制氧化锌结晶中的氧空穴数，可实现具有期望导电率的透 明导电膜。此外，透明导电膜的电阻率也降低，可实现具有期望电阻率值的透明导电膜。此 外，得到的透明导电膜不会产生金属光泽，可维持对可见光线的透明性。本发明第三方式中的触摸面板的制造方法为下述触摸面板的制造方法，所述触摸 面板包括具有形成有透明导电膜的主面的第一透明基板和第二透明基板，对向配置有所述 第一透明基板和所述第二透明基板以使所述第一透明基板的透明导电膜和所述第二透明 基板的所述透明导电膜彼此对置且以规定间隔隔开，通过使用由氧化锌类材料形成的靶在 含有选自氢气、氧气和水蒸气中的两种或三种的反应性气体气氛中进行溅射法，在所述第 一透明基板和所述第二透明基板中的任意一方的主面上形成光学膜，接着，在所述光学膜 上形成所述透明导电膜。该制造方法中，通过使用由氧化锌类材料形成的靶在含有选自氢气、氧气和水蒸 气中的两种或三种的反应性气体气氛中进行溅射法在一对的所述第一透明基板和所述第 二透明基板中的任意一方的主面上形成光学膜。由此，可使通过溅射法在透明基板上形成 氧化锌类光学膜时的气氛为含有选自氢气、氧气和水蒸气中的两种或三种的气氛，即还原 性气体和氧化性气体的比例调和的气氛。因此，如果在该气氛下进行溅射法，可在得到的光 学膜中控制氧化锌结晶中的氧空穴数，该氧空穴所导致的光吸收减少，由此不会产生金属 光泽，可维持对可见光线的透明性。本发明第四方式中的触摸面板的制造方法为下述触摸面板的制造方法，所述触摸面板包括具有形成有透明导电膜的主面的第一透明基板和第二透明基板，对向配置有所述 第一透明基板和所述第二透明基板以使所述第一透明基板的透明导电膜和所述第二透明 基板的所述透明导电膜彼此对置且以规定间隔隔开，通过使用由第一氧化锌类材料形成的 靶在含有选自氢气、氧气和水蒸气中的两种或三种的反应性气体气氛中进行溅射法，在所 述第一透明基板和所述第二透明基板中的任意一方的主面上形成光学膜，接着，通过使用 由第二氧化锌类材料形成的靶在含有选自氢气、氧气和水蒸气中的两种或三种的反应性气 体气氛中进行溅射法，在所述光学膜上形成所述透明导电膜。该制造方法中，通过使用由第一氧化锌类材料形成的靶在含有选自氢气、氧气和 水蒸气中的两种或三种的反应性气体气氛中进行溅射法在一对的所述第一透明基板和所 述第二透明基板中的任意一方的主面上形成光学膜。由此，可使通过溅射法在透明基板上 形成氧化锌类光学膜时的气氛为含有选自氢气、氧气和水蒸气中的两种或三种的气氛，即 还原性气体和氧化性气体的比例调和的气氛。因此，如果在该气氛下进行溅射法，可在得到 的光学膜中控制氧化锌结晶中的氧空穴数，该氧空穴所导致的光吸收减少，由此不会产生 金属光泽，可维持对可见光线的透明性。此外，通过使用由第二氧化锌类材料形成的靶在含有选自氢气、氧气和水蒸气中 的两种或三种的反应性气体气氛中进行溅射法在该光学膜上形成透明导电膜。由此，可使 通过溅射法在光学膜上形成氧化锌类透明导电膜时的气氛为含有选自氢气、氧气和水蒸气 中的两种或三种的气氛，即还原性气体和氧化性气体的比例调和的气氛。因此，如果在该气 氛下进行溅射法，可在得到的透明导电膜中控制氧化锌结晶中的氧空穴数，可实现具有期 望导电率的透明导电膜。此外，透明导电膜的电阻率也降低，可实现具有期望电阻率值的透 明导电膜。此外，得到的透明导电膜不会产生金属光泽，可维持对可见光线的透明性。在本发明的第一至第四方式的制造方法中，所述氢气的分压(Ph2)与所述氧气的 分压(P02)的比R(PH2/PQ2)优选满足下式(DoR = PH2/P02 彡 5(1)在本发明的第一至第四方式的制造方法中，进行所述溅射法时使用的溅射电压优 选为340V以下。在本发明的第一至第四方式的制造方法中，进行所述溅射法时使用的溅射电压优 选为直流电压与高频电压叠加而得到的电压。在本发明的第一至第四方式的制造方法中，所述靶的表面的水平磁场强度的最大 值优选为600高斯以上。在本发明的第一至第四方式的制造方法中，所述氧化锌类材料优选为添加有铝的 氧化锌或添加有镓的氧化锌。本发明第五方式中的制造触摸面板的成膜装置包括真空容器、在所述真空容器内 保持靶的靶保持部、和对所述靶施加溅射电压的电源，所述真空容器具有氢气导入部、氧气 导入部和水蒸气导入部中的两种以上。该成膜装置中，真空容器具备氢气导入部、氧气导入部和水蒸气导入部中的两种 以上。由此，可使用氢气导入部、氧气导入部和水蒸气导入部中的两种以上，使通过使用由 氧化锌类材料形成的靶的溅射法在基板上形成氧化锌类透明导电膜或光学膜时的气氛为 还原性气体和氧化性气体的比例调和的反应性气体气氛。因此，可控制氧化锌结晶中的氧
7空穴数，由此可使用由氧化锌类材料形成的靶通过一个装置形成电阻率降低、不会产生金 属光泽、可维持对可见光线的透明性的氧化锌类透明导电膜，以及不会产生金属光泽、可维 持对可见光线的透明性的氧化锌类光学膜中的任意一方或两方。进而，该成膜装置中不仅能够形成这些透明导电膜或光学膜，还可使用由氧化锌 类材料形成的一种靶，仅通过变更导入的气体形成多层光学膜、或多层光学膜和透明导电膜。进而，可使用DC电源或AC电源，而且可以以现有的成膜速度以上的速度进行成膜。在本发明的第五方式的制造方法中，所述电源优选并用直流电源和高频电源。该成膜装置中，通过并用直流电源和高频电源，可使溅射电压降低，从而可形成晶 格整齐的氧化锌类透明导电膜或光学膜。根据该成膜装置，可以得到电阻率降低，不会产生 金属光泽，可维持对可见光线的透明性的透明导电膜。此外，可以得到不会产生金属光泽， 可维持对可见光线的透明性的光学膜。本发明的第五方式的制造方法优选包括设置在所述靶保持部，在所述靶的表面产 生强度的最大值为600高斯以上的水平磁场的磁场产生部。在该成膜装置中，由于在靶保持部设置在靶的表面产生强度的最大值为600高斯 以上的水平磁场的磁场产生部，所以在靶表面的垂直磁场为0(水平磁场最大)的位置生成 高密度等离子体。由此，可形成晶格整齐的氧化锌类透明导电膜或光学膜。根据本发明第一方式中的触摸面板的制造方法，由于通过使用由氧化锌类材料形 成的靶在含有选自氢气、氧气和水蒸气中的两种或三种的反应性气体气氛中进行溅射法在 透明基板的主面上形成透明导电膜，所以可使氧化锌类透明导电膜的电阻率降低，而且可 维持对可见光线的透明性。因此，可容易地形成电阻率低，对可见光线的透明性优异的氧化锌类透明导电膜。根据本发明第二方式中的触摸面板的制造方法，由于通过使用由氧化锌类材料形 成的靶在含有选自氢气、氧气和水蒸气中的两种或三种的反应性气体气氛中进行溅射法在 一对的上述第一透明基板和上述第二透明基板中的任意一方或两方的主面上形成透明导 电膜，所以可使氧化锌类透明导电膜的电阻率降低，而且可维持对可见光线的透明性。因此，可容易地形成电阻率低，对可见光线的透明性优异的氧化锌类透明导电膜。根据本发明第三方式中的触摸面板的制造方法，由于通过使用由氧化锌类材料形 成的靶在含有选自氢气、氧气和水蒸气中的两种或三种的反应性气体气氛中进行溅射法在 一对的上述第一透明基板和上述第二透明基板中的任意一方的主面上形成光学膜，所以可 防止氧化锌类光学膜的金属光泽，可维持对可见光线的透明性。因此，可容易地形成对可见光线的透明性优异的氧化锌类光学膜。根据本发明第四方式中的触摸面板的制造方法，由于通过使用由第一氧化锌类材 料形成的靶在含有选自氢气、氧气和水蒸气中的两种或三种的反应性气体气氛中进行溅射 法在一对的上述第一透明基板和上述第二透明基板中的任意一方的主面上形成光学膜，所 以可防止氧化锌类光学膜的金属光泽，可维持对可见光线的透明性。因此，可容易地形成对可见光线的透明性优异的氧化锌类光学膜。此外，由于通过使用由第二氧化锌类材料形成的靶在含有选自氢气、氧气和水蒸气中的两种或三种的反应性气体气氛中进行溅射法在该光学膜上形成透明导电膜，所以可 降低氧化锌类透明导电膜的电阻率，而且可维持对可见光线的透明性。因此，可容易地形成电阻率低，对可见光线的透明性优异的氧化锌类透明导电膜。根据本发明第五方式中的制造触摸面板的成膜装置，由于在真空容器内具备氢气 导入部、氧气导入部和水蒸气导入部中的两种以上，通过控制它们，可使在真空容器内形成 氧化锌类透明导电膜或光学膜时的气氛为还原性气体和氧化性气体的比例调和的反应性 气体气氛。因此，不仅改良了现有成膜装置的一部分，还可使用由氧化锌类材料形成的靶通 过一个装置形成电阻率低、对可见光线的透明性优异的氧化锌类透明导电膜，或者形成对 可见光线的透明性优异的氧化锌类光学膜。进而，这些透明导电膜或光学膜可使用由氧化锌类材料形成的一种靶，仅通过变 更导入的气体形成多层光学膜、或多层光学膜和透明导电膜。进而，可使用DC电源或AC电源，而且可以以现有的成膜速度以上的速度进行成膜。
图1为表示本发明第一实施方式的电阻膜方式的触摸面板的主要部分截面图。图2为表示本发明第一实施方式的电阻膜方式的触摸面板的防反射膜的截面图。图3为表示本发明第一实施方式的溅射装置的结构简图。图4为表示本发明第一实施方式的溅射装置的成膜室的主要部分截面图。图5为表示未加热成膜中的H2O气体(水蒸气)引起的效果图。图6为表示防反射膜的反射率的模拟结果图。图7为表示基板温度设定为250°C时的加热成膜中的H2O气体(水蒸气)引起的 效果图。图8为表示基板温度设定为250°C时的加热成膜中同时导入H2气体和仏气体时 引起的效果图。图9为表示基板温度设定为250°C时的加热成膜中同时导入H2气体和仏气体时 引起的效果图。图10为表示未加热成膜中的H2气体引起的效果图。图11为表示本发明第二实施方式的往复、λ、y夕一)…、式磁控溅射装置的 成膜室的主要部分截面图。
具体实施例方式以下，对本发明的触摸面板的制造方法和成膜装置的具体实施方式
进行说明。在本实施方式中，为了更好地理解发明主旨而进行了具体说明，但本实施方式不 限定本发明的技术范围，在不脱离本发明主旨的范围内，可进行各种变更。(第一实施方式)(触摸面板)图1为表示本发明第一实施方式的电阻膜方式的触摸面板的主要部分截面图。
该触摸面板1通过间隔体3设置在液晶显示装置(IXD) 2的图像显示面加上，由 作为下部电极的驱动电路4、作为上部电极的检测电路5和配置在驱动电路4与检测电路5 之间的多个绝缘性间隔体6构成。驱动电路4通过在由聚酰亚胺膜等塑料或无碱玻璃等玻璃板等形成的透明基板 11的表面(主面)Ila上依次形成防反射膜(光学膜)12和透明导电膜13而构成。检测电路5通过在由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等形成的塑料膜(透明基 板)14的表面1 上形成硬涂膜15，在其背面(主面)14b形成透明导电膜16而构成。这些驱动电路4和检测电路5以规定间隔配置，以使透明导电膜13、16彼此对置。 这些透明导电膜13、16通过粘接剂17粘接固定，这些透明导电膜13、16之间矩阵状地配置 有用于维持透明导电膜13、16之间距离的多个绝缘性间隔体6。如图2所示，防反射膜12具有折射率不同的多层透明膜，例如高折射率的透明膜 1 和低折射率的透明膜12b重叠而成的层压结构以使折射率自透明基板11的表面Ila的 表面向着配置透明导电膜13的位置依次减小。防反射膜12的层压结构优选使用例如将添加有氧化铝(Al2O3)的添加有铝的氧化 锌(AZO)、添加有氧化镓(Gei2O3)的添加有镓的氧化锌(GZO)、氧化硅(SiO2)、氧化钛(TiO2) 等用作主要成分的膜层压而成的层压结构。例如，使用添加有铝的氧化锌(AZO)的层压结构时，折射率例如为1. 91等高折射 率的透明膜1 通过将添加有铝的氧化锌(AZO)作为靶，在氩气(Ar)气体气氛、或含氧气 的氩气(Ar+02)气体气氛下成膜而得到。此外，折射率例如为1. 64等低折射率的透明膜12b通过将上述添加有铝的氧化锌 (AZO)作为靶，在氢气(H2)气体气氛或水蒸气(H2O)气体气氛气下成膜而得到。这样，仅改变反应气体的种类，可使用同一种靶形成两种折射率的膜。因此，使用 一个装置(同一装置)就可容易地形成层压结构的膜。进而，使用AZO或GZO等ZnO类靶 时，由于仅用DC电源或AC电源也可以进行溅射，容易简化成膜装置的结构。此外，RF溅射 的成膜速度相对较慢，但在第一实施方式的成膜装置中，由于可使用DC电源或AC电源，可 使成膜速度变快。而且，如果进一步使AC电源的输出与RF输出重叠，可降低放电压力。此外，使用DC电源时，与例如现有使用Si靶的反应溅射法中的成膜速度为20 30埃/分钟(相当于lW/cm2，以下相同)、Ti的反应溅射法中的成膜速度为约埃/分钟相 比，将^iO-Al2O3作为靶溅射形成AZO膜时，可得到50 80埃/分钟的成膜速度。进而，将SiO-Al2O3作为靶，导入包含氧或氢原子的气体溅射形成AZO膜时，由于靶 包含氧，反应性气体的导入量比使用Si或Ti靶的反应溅射法时少。在该触摸面板1中，通过用触摸笔或手指等向透明基板11按压塑料膜14的硬涂 膜15上的期望位置(地址)，在该期望位置(地址)透明导电膜13和透明导电膜16电连 接(导通)为“导通”状态，该期望位置(地址)中的“导通”状态的信息以表示该触摸面 板1面内的操作的地址的电信号输出。(溅射装置)图3为表示使用第一实施方式触摸面板的制造方法中使用的溅射装置(成膜装 置)的结构简图，图4为表示图3的溅射装置中的成膜室主要部分的截面图。该溅射装置21为往复式溅射装置，例如包括搬入或搬出无碱玻璃基板(未图示)等基板的装入/取出室22、和在基板上形成氧化锌类透明导电膜的成膜室(真空容器)23。装入/取出室22中设置有对该室内进行粗抽真空的旋转泵等粗抽排气部M，在该 室内配置有可移动的用于保持、搬送基板的基板托盘25。另一方面，在成膜室23的一侧侧面(第一侧面)23a立式设置有加热基板沈的加 热器31，在另一侧侧面(第二侧面)2 立式设置有保持氧化锌类材料的靶27并施加期望 的溅射电压的阴极(靶保持部)32，进而，设置有对该室内进行抽高真空的涡轮分子泵等高 真空排气部33、对靶27施加溅射电压的电源34、以及向该室内导入气体的气体导入部35。阴极32由板状的金属板构成，为通过钎料等焊接(固定)靶27的部件。电源34具有对靶27施加直流电压与高频电压重叠而成的溅射电压的功能，具备 直流(DC)电源和高频(RF)电源(省略图示)。气体导入部35具备导入Ar等溅射气体的溅射气体导入部35a、导入氢气的氢气导 入部35b、导入氧气的氧气导入部35c、和导入水蒸气的水蒸气导入部35d。而且，在该气体导入部35中，导入部3 35d可根据需要选择使用，例如可由氢 气导入部3 和氧气导入部35c、氢气导入部3 和水蒸气导入部35d的两种导入部构成。接着，对使用上述溅射装置21在透明基板11上依次形成氧化锌类防反射膜12和 透明导电膜13的方法进行说明。这里，对透明基板11使用无碱玻璃基板，防反射膜12使用由添加有铝的氧化锌 (AZO)、添加有镓的氧化锌(GZO)等氧化锌类材料构成的两层结构的膜的情形进行说明。(防反射膜的形成)(a)高折射率透明膜的形成为了形成高折射率透明膜12a，用钎料等将氧化锌类靶27焊接并固定在阴极32 上。在此，靶材可举出氧化锌类材料，例如添加有0. 1 10质量％的氧化铝(Al2O3)的 添加有铝的氧化锌(AZO)、添加有0. 1 10质量％的氧化镓(Ga2O3)的添加有镓的氧化锌 (GZO)等。接着，以装入/取出室22的基板托盘25收纳基板沈的状态下，通过粗抽排气部 24对装入/取出室22和成膜室23进行粗抽真空。装入/取出室22和成膜室23形成规 定的真空度，例如0. 27Pa(2.0X10-3托)后，将基板沈从装入/取出室22搬入成膜室23。 将该基板26配置在设定为关闭状态的加热器31之前，使该基板沈与靶27对置，用加热器 31加热该基板沈，温度设定在100°C 600°C的范围内。接着，用高真空排气部33对成膜室23抽高真空，将成膜室23设定为规定的高真 空度，例如2. 7 X IO-4Pa (2. OX ΙΟ"6托)。之后，通过由溅射气体导入部3 对成膜室23导 入Ar气体，或者由溅射气体导入部3 和氧气导入部35c对成膜室23导入Ar气体和仏气 体，使该成膜室23内为Ar气体气氛、或含O2气体的Ar气体(Ar+02)气氛。接着，通过电源34对靶27施加溅射电压。该溅射电压优选为340V以下。通过降低放电电压，可形成晶格整齐的氧化锌类透明膜。该溅射电压优选为直流电压与高频电压重叠而成的电压。通过对直流电压重叠高 频电压，可进一步降低放电电压。
通过施加溅射电压，在基板沈上产生等离子体，由该等离子体激发的Ar气体等溅 射气体的离子撞击靶27，从该靶27释放构成添加有铝的氧化锌(AZO)、添加有镓的氧化锌 (GZO)等氧化锌类材料的原子，在基板沈上形成由氧化锌类材料形成的透明膜。此成膜过程中由于成膜室23内的气氛为Ar气体气氛、或含O2气体的Ar气体 (Ar+02)气氛，如果在此气氛下进行溅射法，则可在得到的透明膜中控制氧化锌结晶中的氧 空穴数，可得到具有例如1.2左右的期望的高折射率和期望的电阻率(导电率)的高折射 率透明膜12a。而且，使透明膜1 的折射率变动时，即在折射率特性方面调整透明膜1 的折射 率值时，优选将成膜时的气氛由Ar气体气氛、或含O2气体的Ar气体(Ar+02)气氛改变为对 Ar气体或含&气体的Ar气体添加吐气体和/或H2O气体(水蒸气)而成的气氛。这可通过进行由氢气导入部3 对成膜室23导吐气体、由水蒸气导入部35d对 成膜室23导入H2O气体(水蒸气)中的任意一方或两方来实现。(b)低折射率透明膜的形成在成膜室23内残留氧化锌类靶27的状态下，通过进行由氢气导入部3 对成膜 室23导入吐气体、由水蒸气导入部35d对成膜室23导入H2O气体(水蒸气)中的任意一 方或两方，将该成膜室23内的气氛控制成包含吐气体和/或H2O气体(水蒸气)。形成此低折射率透明膜时，使用形成高折射率透明膜时所用的相同的氧化锌类靶 27，将成膜时的气氛控制成包含H2气体和/或H2O气体(水蒸气)。由此，形成透明膜的折 射率向低折射率侧变动的低折射率透明膜。这里，使用氢气导入部3 或水蒸气导入部35d对成膜室23导入吐气体和/或 H2O气体(水蒸气)。而且，由于在该成膜室23内也包含Ar气体、或含O2气体的Ar气体(Ar+02)，通过 控制H2气体、H2O气体(水蒸气)和Ar+02气体的各分压，可控制得到的透明膜的折射率或 电阻率(导电率)。例如，氢气的分压(Ph2)与氧气的分压(P02)的比ROVP02)满足下式(1)时，将成 膜室23内的气氛控制成包括氢气浓度为氧气浓度5倍以上的反应性气体。r = PH2/Po2 ^ 5(1)此外，通过使反应性气体气氛满足R = PH2/P02 ^ 5，可得到折射率为1. 6左右的透 明膜1%。此外，氢气的分压(Ph2)与水蒸气(气体)的分压(Ph2q)的比R(PH2/PH2Q)满足下式 (2)时，将成膜室23内的气氛控制成包括氢气浓度为水蒸气浓度5倍以上的反应性气体。r = PH2/PH2o ^ 5(2)此外，通过使反应性气体气氛满足R = PH2/PH20彡5，可得到折射率为1. 6左右的透 明膜1%。这样，通过在成膜室23形成H2气体和/或H2O气体(水蒸气)气氛，得到的透明 膜12b的电阻率(导电率)也发生变化。因此，在形成需要导电性的透明膜12b时，需要在 H2气体气氛中成膜。另一方面，在形成不需要导电性的透明膜12b时，可使用H2气体气氛、 H2O气体(水蒸气)气氛中的任意一种。这样，在H2气体和H2O气体(Η2+Η20)气氛下形成的低折射率的透明膜12b由于电
12阻率低，所以可兼具透明导电膜的功能。因此，不需要透明导电膜13。另一方面，由于在H2O气体气氛下形成的低折射率的透明膜12b的电阻率高，所以 需要透明导电膜13。接着，对在高电阻率且低折射率的透明膜12b上形成透明导电膜13的方法进行说 明。(透明导电膜的形成)形成透明导电膜13时，使用上述氧化锌类靶27，与上述防反射膜的成膜方法同样 地将基板26的温度设定为100°C 600°C的温度范围内。此外，由溅射气体导入部15a导 入Ar等溅射气体，使用氢气导入部1 水蒸气导入部15d中的任意两种或三种导入选自 氢气、氧气和水蒸气中的两种或三种气体。这里，选择氢气和氧气时，氢气的分压(Ph2)与氧气的分压(Pffi)的比R(PH2/P。2)满 足下式C3)时，将成膜室23内的气氛控制成包括氢气浓度为氧气浓度5倍以上的反应性气 体。R = PH2/Po2 ^ 5(3)此外，通过使反应性气体气氛满足R = PH2/P02彡5，可得到电阻率为 1.0X IO3 μ Ω · cm以下的透明导电膜。此外，选择氢气和水蒸气(气体)时，氢气的分压(Ph2)与水蒸气(气体)的分压 (Ph20)的比R(PH2/PHJ满足下式时，将成膜室23内的气氛控制成包括氢气浓度为水蒸 气浓度5倍以上的反应性气体。R = PH2/PH2。>5(4)此外，通过使反应性气体气氛满足R = PH2/PH20彡5，可得到电阻率为 1.0X IO3 μ Ω · cm以下的透明导电膜。接着，通过电源34对靶27施加340V以下的溅射电压，优选施加直流电压与高频 电压重叠而成的溅射电压。由此，在基板沈上产生等离子体，由该等离子体激发的Ar气体等溅射气体的离子 撞击靶27，从该靶27释放构成添加有铝的氧化锌(AZO)、添加有镓的氧化锌(GZO)等氧化 锌类材料的原子，在透明膜12b上形成由氧化锌类材料形成的透明导电膜。此成膜过程中，成膜室23内的气氛为含有选自氢气、氧气和水蒸气中的两种或三 种的反应性气体气氛。因此，如果在此反应性气体气氛下进行溅射法，可控制氧化锌结晶中 的氧空穴数，得到的透明导电膜为具有期望导电率的膜，透明导电膜的电阻率降低，可得到 期望的电阻率值。特别是关于成膜室23内的各气体浓度，氢气浓度为氧气浓度的5倍以上时，可得 到氢气与氧气的比例调和的反应性气体气氛。因此，如果在此反应性气体气氛下进行溅射 法，可高度控制氧化锌结晶中的氧空穴数，得到的透明导电膜为具有期望导电率的膜，透明 导电膜的电阻率也降至与ITO膜相当，可得到期望的电阻率值。此外，对于得到的透明导电膜，不用担心产生金属光泽，可维持对可见光线的透明 性。这样，可得到形成电阻率低且对可见光线的透明性良好的氧化锌类透明导电膜13 的基板沈。
接着，就第一实施方式的氧化锌类透明导电膜和防反射膜的制造方法，对本发明 人进行的实验结果进行说明。准备具有5英寸X 16英寸尺寸，添加有2质量％的Al2O3的添加有铝的氧化锌 (AZO)靶。用钎料将该靶固定在施加直流(DC)电压的平行平板型阴极32上。接着，将无碱玻璃基板搬入装入/取出室22，用粗抽排气部M对装入/取出室22 内进行粗抽真空，接着，将该无碱玻璃基板搬入用高真空排气部33进行了高抽真空的成膜 室23中。之后，将无碱玻璃基板与AZO靶对向配置。接着，由气体导入部35向成膜室23导入Ar气体的同时，将成膜室23内的压力控 制为5m托。之后，向成膜室23导入气体，以形成H2O气体的分压为5X 10_5托和仏气体的 分压为1 X 10_5托中的任何一种，在H2O气体或&气体的气氛下，通过电源34对阴极32施 加IkW的功率。由此，将安装在阴极32上的AZO靶溅射，在无碱玻璃基板上堆积AZO膜。图5为表示未加热成膜中的H2O气体(水蒸气)引起的效果图。在图5中，符号 A表示未导入反应性气体时的氧化锌类透明导电膜的透过率，符号B表示以H2O气体的分 压为5X10—5托来导入时的氧化锌类透明导电膜的透过率，符号C表示以O2气体的分压为 1 X ΙΟ"5托来导入时的氧化锌类透明导电膜的透过率。未导入反应性气体时，透明导电膜的膜厚为207. 9nm,电阻率为1576 μ Ω · cm。此外，导入H2O气体时，透明导电膜的膜厚为204. Onm，电阻率为64464 μ Ω .cm。此外，导入O2气体时，透明导电膜的膜厚为208. 5nm,电阻率为M06 μ Ω · cm。根据图5可知，通过导ΛΗ20气体，可变更透过率的峰波长，而不改变膜厚。此外， 与未导入反应性气体的符号A相比，整体透过率也上升。此外可知，导入H2O气体时，电阻率变高，电阻劣化变大，但由于透过率高，可适用 于如防反射膜等不要求低电阻的光学部件。进而可知，通过重复进行H2O气体的未导入和导入、或改变导入量的成膜条件，用 一块靶就可得到具有折射率变化的层压结构(由折射率不同的多层膜形成的层压结构)的 光设备。图6为表示使用图5中的符号B和符号C的光谱计算出的折射率进行光学设计的 防反射膜的反射率的模拟结果图。在此，将根据图5中的符号C的光谱求出的波长的峰值(λ)796ηπι和膜厚 ((!”(^；歷的各值简易地代入式‘力！^二！！^”丨式中川为膜厚，λ为波长，n、m为整数)。 计算出m = 1时的高折射率透明膜的折射率(η)，η = 1. 91。另一方面，将根据图5中的符号B的光谱求出的波长的峰值(λ)668ηπι和膜厚 (d) 204. Onm的各值简易地代入式“2nd = ”(式中，d为膜厚，λ为波长，n、m为整数)。 计算出m = 1时的低折射率透明膜的折射率(η)，η = 1. 64。接着，在玻璃基板上以膜厚(d)为64. Onm形成折射率(η)为1.91的高折射率透 明膜，在该高折射率透明膜上以膜厚⑷为89. 5nm形成折射率(η)为1. 64的低折射率透明膜。根据图6可知，波长(λ)为550nm时，防反射膜的反射率为0. 167%，可使用一块 靶连续形成层压结构的防反射膜。接着，除了将无碱玻璃基板加热到250°C以外，与上述同样处理，在无碱玻璃基板上堆积AZO膜。图7为表示基板温度为250°C时的加热成膜中的H2O气体(水蒸气)引起的效果 图。在图7中，符号A表示未导入反应性气体时的氧化锌类透明导电膜的透过率，符号B表 示以H2O气体的分压为5X10—5托来导入时的氧化锌类透明导电膜的透过率，符号C表示以 O2气体的分压为1X10—5托来导入时的氧化锌类透明导电膜的透过率。而且，阴极使用施加 直流(DC)电压的平行平板型阴极。未导入反应性气体时，透明导电膜的膜厚为201. 6nm,电阻率为766 μ Ω · cm。此外，导入H2O气体时，透明导电膜的膜厚为183. Onm，电阻率为6625 μ Ω · cm。此外，导入02气体时，透明导电膜的膜厚为197. 3nm，电阻率为2214μ Ω .cm。根据图7可知，即使是加热成膜，也可得到与未加热成膜相同的效果。可知，导入H2O气体时，膜厚稍微变薄，但由于峰波长的变化为因膜厚的干涉引起 的峰波长的变化以上，所以即使在将基板温度加热到250°C时，也可得到与未加热相同的效^ ο接着，用H2气体代替H2O气体，使用可使直流(DC)电压和高频(RF)电压重叠进行 功率供给的平行平板型阴极，通过电源34对阴极12施加使IkW的DC功率与350W的高频 (RF)功率重叠而成的溅射功率。除了通过电流量4A进行定电流控制以外，与上述同样处 理，在无碱玻璃基板上堆积AZO膜。图8为表示基板温度为250°C时的加热成膜中同时导入H2气体和仏气体时引起 的效果图。在图8中，符号A表示以H2气体的分压为15X ΙΟ"5托、&气体的分压为1 X 10_5 托来同时导入时的氧化锌类透明导电膜的透过率，符号B表示以O2气体的分压为IX 10_5托 来导入时的氧化锌类透明导电膜的透过率。同时导入H2气体和O2气体时，透明导电膜的膜厚为211. lnm。此外，仅导入O2气体时，透明导电膜的膜厚为208. 9nm。根据图8可知，与仅导入&气体时相比，同时导入H2气体和&气体时，峰波长变 化为因膜厚的干涉引起的峰波长的变化以上。此外可知，透过率也提高。图9为表示基板温度为250°C时的加热成膜中同时导入H2气体和O2气体时引起的 效果图，示出了 A气体的分压固定在1 XIO-5托(流量换算的分压)、H2气体的分压在O 15X10_5托(流量换算的分压)之间变化时的氧化锌类透明导电膜的电阻率。而且，透明 导电膜的膜厚约为200nm。根据该图可知，H2气体的分压从O托至2. OX 10_5托，电阻率急剧下降，如果超出 2. OX 10_5托，电阻率变得稳定。由于相同条件下未导入反应性气体时的透明导电膜的电阻率为422μ Ω · cm，可 知在同时导入吐气体和A气体时，电阻率的劣化也小。特别是显示器等中使用的透明导电膜除了在可见光区域内的透过率高之外，还要 求为低电阻。通常的显示器的透明电极要求1Χ103μ Ω 以下。在图9中，H2气体的 压力为5. 0X10_5托以上时，电阻率为1Χ103μ Ω · cm以下。可知，由于O2气体的压力为 1. OX 10_5托，为了使电阻率为IX 103μ Ω · cm以下，优选使R = PH2/P02彡5。图10为表示未加热成膜中的H2气体引起的效果图。在图10中，符号A表示以H2 气体的分压为3X 10_5托来导入时的氧化锌类透明导电膜的透过率，符号B表示以&气体
15的分压为1. 125X10_5托来导入时的氧化锌类透明导电膜的透过率。而且，阴极使用施加直 流(DC)电压的对向型阴极。导入H2气体时，透明导电膜的膜厚为191. 5nm，电阻率为913 μ Ω .cm。此外，导入O2气体时，透明导电膜的膜厚为206. 4nm，电阻率为3608 μ Ω .cm。根据图10可知，通过导入H2气体，可变更透过率的峰波长，而不改变膜厚。此外可知，透过率比导入O2气体时高。根据以上可知，导入吐气体的工序通过将吐气体导入量最优化，可得到高透过率 且低电阻率的氧化锌类透明导电膜。根据第一实施方式的触摸面板的制造方法，由于在含有选自氢气、氧气和水蒸气 中的两种或三种的反应性气体气氛中进行溅射法，可容易地形成对可见光线的透明性优异 的氧化锌类防反射膜12，以及电阻率低、对可见光线的透明性优异的氧化锌类透明导电膜 13。根据第一实施方式的成膜装置，气体导入部35由导入Ar等溅射气体的溅射气体 导入部35a、导入氢气的氢气导入部35b、导入氧气的氧气导入部35c和导入水蒸气的水蒸 气导入部35d构成。通过控制这些导入部3 35d，可将形成氧化锌类防反射膜12或透 明导电膜13时的气氛控制为还原性气体和氧化性气体的比例调和的反应性气体气氛。因此，仅通过改良现有成膜装置的一部分，就可形成氧化锌类防反射膜或透明导 电膜。(第二实施方式)图11为表示本发明第二实施方式的触摸面板的制造方法中使用的往复式磁控溅 射装置的成膜室的主要部分截面图。第二实施方式的磁控溅射装置41与第一实施方式的溅射装置21的不同点在于， 在成膜室23的第二侧面2 立式设置保持氧化锌类材料的靶27并产生期望磁场的溅射阴 极机构(靶保持部)42。溅射阴极机构42包括通过钎料等焊接(固定)靶27的背面板43、和沿着背面板 43的背面配置的磁路(磁场产生部)44。该磁路44具有在靶27的表面产生水平磁场的功能。在磁路44中，多个磁路单元 (图11中为2个)44a、44b通过托架45连接形成一体。磁路单元44a、44b分别具备第一磁 铁46和第二磁铁47，以及安装磁铁46、47的磁轭48。在靠近背面板43的位置(与背面板 43对置对的位置)，第一磁铁46的极性和第二磁铁47的极性彼此不同。在此磁路44中，由极性彼此不同的第一磁铁46和第二磁铁47产生磁力线49所示 的磁场。由此，位于第一磁铁46和第二磁铁47之间的靶27的表面产生垂直磁场为0(水 平磁场最大)的位置50。通过在该位置50生成高密度等离子体，成膜速度提高。该靶27的表面的水平磁场的强度最大值优选为600高斯以上。通过将水平磁场 的强度最大值设定为600高斯以上，可降低放电电压。在第二实施方式的透明导电膜的成膜装置中也可以发挥与第一实施方式的溅射 装置相同的效果。而且，通过在成膜室23的第二侧面2 立式设置产生期望磁场的溅射阴极机构 42，溅射电压为340V以下，靶27的表面的水平磁场的强度最大值为600高斯以上，由此可形成晶格整齐的氧化锌类防反射膜或透明导电膜。该氧化锌类防反射膜或透明导电膜在成膜后即便在高温下进行退火处理也不易 氧化，而可抑制透过率降低或电阻率增加，从而可得到耐热性优异的氧化锌类防反射膜或 透明导电膜。产业上的可利用性如以上详细描述的一样，本发明对于在使氧化锌类透明导电膜的电阻率降低的同 时可维持对可见光线的透明性，在设置防反射膜等光学膜时也可用一个装置形成透明导电 膜或光学膜，通过使用一种靶变更导入的气体种类就可形成多层光学膜、或多层光学膜和 透明导电膜的触摸面板的制造方法是有用的。符号说明
1触摸面板
2液晶显示装置(IXD)
2a图像显示面
3间隔体
4驱动电路
5检测电路
6绝缘性间隔体
11透明基板
Ila表面主面
12防反射膜(光学膜)
12a高折射率透明膜
12b低折射率透明膜
13透明导电膜
14塑料膜(透明基板)
14a表面
14b背面(主面)
15硬涂膜
16透明导电膜
17粘接剂
21溅射装置
22装入/取出室
23成膜室
24粗抽排气部
25基板托盘
26基板
27革巴
31加热器
32阴极
33高真空排气部
17
34 电源35气体导入部35a溅射气体导入部35b氢气导入部35c氧气导入部35d水蒸气导入部41磁控溅射装置42溅射阴极机构43背面板44 磁路44a、44b 磁路单元45 托架46第一磁铁47第二磁铁48 磁轭(3 — 夕)49磁力线50垂直磁场为0的位置
权利要求
1.一种触摸面板的制造方法，为包括具有形成有透明导电膜的主面的透明基板的触摸 面板的制造方法，其特征在于，通过在含有选自氢气、氧气和水蒸气中的两种或三种的反应性气体气氛中使用由氧化 锌类材料形成的靶进行溅射法，在所述透明基板的所述主面上形成所述透明导电膜。
2.一种触摸面板的制造方法，为下述触摸面板的制造方法，所述触摸面板包括具有形 成有透明导电膜的主面的第一透明基板和第二透明基板，对向配置有所述第一透明基板和 所述第二透明基板以使所述第一透明基板的透明导电膜和所述第二透明基板的所述透明 导电膜彼此对置且以规定间隔隔开，其特征在于，通过使用由氧化锌类材料形成的靶在含有选自氢气、氧气和水蒸气中的两种或三种的 反应性气体气氛中进行溅射法，在所述第一透明基板和所述第二透明基板中的任意一方或 两方的基板的所述主面上形成所述透明导电膜。
3.一种触摸面板的制造方法，为下述触摸面板的制造方法，所述触摸面板包括具有形 成有透明导电膜的主面的第一透明基板和第二透明基板，对向配置有所述第一透明基板和 所述第二透明基板以使所述第一透明基板的透明导电膜和所述第二透明基板的所述透明 导电膜彼此对置且以规定间隔隔开，其特征在于，通过使用由氧化锌类材料形成的靶在含有选自氢气、氧气和水蒸气中的两种或三种的 反应性气体气氛中进行溅射法，在所述第一透明基板和所述第二透明基板中的任意一方的 主面上形成光学膜，接着，在所述光学膜上形成所述透明导电膜。
4.一种触摸面板的制造方法，为下述触摸面板的制造方法，所述触摸面板包括具有形 成有透明导电膜的主面的第一透明基板和第二透明基板，对向配置有所述第一透明基板和 所述第二透明基板以使所述第一透明基板的透明导电膜和所述第二透明基板的所述透明 导电膜彼此对置且以规定间隔隔开，其特征在于，通过使用由第一氧化锌类材料形成的靶在含有选自氢气、氧气和水蒸气中的两种或三 种的反应性气体气氛中进行溅射法，在所述第一透明基板和所述第二透明基板中的任意一 方的主面上形成光学膜，接着，通过使用由第二氧化锌类材料形成的靶在含有选自氢气、氧气和水蒸气中的两 种或三种的反应性气体气氛中进行溅射法，在所述光学膜上形成所述透明导电膜。
5.根据权利要求1至4中任何一项所述的触摸面板的制造方法，其特征在于，所述氢气的分压(Ph2)与所述氧气的分压(P02)的比ROVP02)满足R = PH2/Po2彡5。
6.根据权利要求1至5中任何一项所述的触摸面板的制造方法，其特征在于，进行所述溅射法时使用的溅射电压为340V以下。
7.根据权利要求1至6中任何一项所述的触摸面板的制造方法，其特征在于，进行所述溅射法时使用的溅射电压为直流电压与高频电压叠加而得到的电压。
8.根据权利要求1至7中任何一项所述的触摸面板的制造方法，其特征在于，所述靶的表面的水平磁场强度的最大值为600高斯以上。
9.根据权利要求1至8中任何一项所述的触摸面板的制造方法，其特征在于，所述氧化锌类材料为添加有铝的氧化锌或添加有镓的氧化锌。
10.一种成膜装置，为制造触摸面板的成膜装置，其特征在于，包括真空容器；在所述真空容器内保持靶的靶保持部；和 对所述靶施加溅射电压的电源，所述真空容器具有氢气导入部、氧气导入部和水蒸气导入部中的两种以上。
11.根据权利要求10所述的成膜装置，其特征在于， 所述电源并用直流电源和高频电源。
12.根据权利要求10或11所述的成膜装置，其特征在于，包括设置在所述靶保持部，在所述靶的表面产生强度的最大值为600高斯以上的水平 磁场的磁场产生部。
全文摘要
该触摸面板的制造方法为包括具有形成透明导电膜(13)的主面(11a)的透明基板(11)的触摸面板(1)的制造方法，通过在含有选自氢气、氧气和水蒸气中的两种或三种的反应性气体气氛中使用由氧化锌类材料形成的靶(27)进行溅射法，在所述透明基板(11)的所述主面(11a)上形成所述透明导电膜(13)。
文档编号H01B5/14GK102066601SQ20098012254
公开日2011年5月18日 申请日期2009年7月3日 优先权日2008年7月9日
发明者石桥晓, 高桥明久 申请人:株式会社爱发科