スパッタプロセスを用いた高抵抗透明電極の開発

1.はじめに

タッチスクリーンパネルは,iPhone などのモバイル端末の登場により身近なポインティングデバイスとなっている.スマートフォンやタブレット端末では,様々なタッチスクリーンパネルの電極構造が採用されている.従来のスマートフォンに採用されていたタッチスクリーンパネルは,Table 1 に示すAdd-On 型のGG と呼ばれる構造が主流で,カバーガラス,タッチセンサーとディスプレイを貼り合せて作られていた.薄型化,軽量化の市場要求に対応するため,タッチセンサーをディスプレイ内に形成するIn-Cell や,タッチセンサーをディスプレイ上に形成するOn-Cell などのEmbedded 型タッチスクリーンパネルが開発された1,2).In-Cell 型タッチスクリーンパネルでは,ディスプレイの動作と高感度タッチセンシングを両立するため,タッチセンシングに使用する高周波信号を透過し,低周波/DC 電圧によるディスプレイ動作の妨害を阻止する除電用透明電極が求められる.

高橋明久*1・須田具和*1・新井真*1・磯佳樹*2・織井雄一*2・箱守宗人*2
*1 Institute for Super Materials, ULVAC, Inc., 2500 Hagisono, Chigasaki, Kanagawa, 253-8543, Japan
*2 FPD・PV Division, ULVAC, Inc., 2500 Hagisono, Chigasaki, Kanagawa, 253-8543, Japan

(※この記事は、2017年9月発行のテクニカルジャーナルMo.81に掲載されたもので、内容は取材時のものです。)

Table 1 Touch Screen Panel Structure

 

2.高抵抗透明電極の必要性

タッチスクリーンパネルを搭載したモバイル用液晶ディスプレイの表示方式は,液晶分子がガラス基板と水平方向に回転し,指などでディスプレイに圧力を加えても液晶分子の配向に与える影響が少ないIn-Plane Switching( 以下,IPS) やFringe Field Switching( 以下,FFS)3,4)が採用されている.一般的にIPS 方式やFFS 方式の液晶ディスプレイでは,ガラス基板の帯電や外部電界により,表示特性低下する現象があり,この課題を改善するため,カラーフィルターガラスの背面にIndium-Tin-Oxide(以下,ITO)などの除電用透明電極(Anti-Static)を設けている.Figure 1 に示すIn-Cell 型タッチスクリーンパネルの場合,タッチセンサーに対して,指などでタッチされるカバーガラスに近い位置に存在する除電用透明電極の抵抗が低いと,タッチセンシングに必要な高周波信号まで遮断し感度を低下させてしまうことから,低周波/DC 電圧によるディスプレイ動作の妨害を阻止し,タッチセンシングに必要な高周波信号と透過する高抵抗透明電極が求められる5,6)

3.高抵抗透明電極の仕様

特許第4741026 号 一体型タッチスクリーン5)では,高抵抗透明電極に求められるシート抵抗の例として,200 M から2 G Ω/ □と記載されており,この値を参考にシート抵抗は107 から1011 Ω/ □の範囲,信頼性評価として,温度60℃,湿度90%,240 時間の恒温恒湿試験前後のシート抵抗変化率が一桁未満であることを目標値に設定した.また,透過率はバックライトのノイズ除去に用いられる薄膜ITO の仕様である95%以(GlassReference,波長550 nm)とした.

 

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文 献
1) Synaptics Incorporated:Clear Capacitive Technology from Discrete Sensors to In-Cell andTDDI, (2012)4
2) 大井祥子: The 28th DisplaySearch Japan Forum,(2016)11
3) http://www.j-display.com/technology/jdilcd/pictureq.html
4) Dae Hyung Kim et al.,Journal of InformationDisplay, 15(2014)99-106
5) アップルインコーポレイテッド:特許第4741026号,(2010)28
6) 林哲史:タッチ・パネル最前線2013-2014,(2012)168
7) 株式会社東レリサーチセンター調査研究部門:新しい透明導電膜,(2005)6
8) 澤田豊:月間ディスプレイ,(1996)33-36
9) 大石祐一他, ULVAC TECHNICAL JOURNAL, 64(2006)25

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