じじぃの「透明な金属!へんな金属すごい金属」

酸化亜鉛を透明電極とする液晶ディスプレイパネル : DigInfo 動画 YouTube
http://www.youtube.com/watch?v=2XXFlkj9xKc&feature=related
タッチパネルスマートフォンが操作出来る手袋![EVOLG].mov 動画 YouTube
http://www.youtube.com/watch?v=4_CQvP9B4wU
オランダの科学者、酸化インジウムスズの代替物質を発見 (追加) 2011年4月11日 IBTimes
アイントホーフェン工科大学の科学者が酸化インジウムスズ(ITO)に代わる物質を発見した。ITOは液晶スクリーンや携帯電話、太陽電池、ラップトップコンピュータなどに使用されている重要な金属。ITOは希少金属で今後10年ほどで消滅すると予測されているため、今回の発見は非常に価値がある。
http://jp.ibtimes.com/articles/17409/20110410/1302440700.htm
タッチパネル ウィキペディアWikipedia)より
タッチパネルとは、液晶パネルのような表示装置とタッチパッドのような位置入力装置を組み合わせた電子部品であり、画面上の表示を押すことで機器を操作する入力装置である。主に直感的に扱えることを要求する機器に組み込まれる事が多い。タッチスクリーンやタッチ画面などとも呼ばれる。
【静電容量方式】
静電容量方式のタッチパネルは表面型と投影型の2つがある。両方式とも指先と導電膜との間での静電容量の変化を捉えて位置を検出する。指がセンサ表面に近づくだけで静電結合が起きるため、接触前でのカーソル表示のようなことが可能となる。押さえるものは指や指と同等の静電的な導電性のものである必要がある。
●表面型
10型以上のものに使われることが多い。カバー、導電膜、ガラス基板の3層から成り、導電膜はガラス基板の上に張り付き、ガラス基板の四隅には電極が設けられている。導電膜によって均一な電界が形成される。指が画面に触れると駆動回路からの微弱電流が隅の端子、導電膜、カバーをすり抜けて、指を経由して大地を含む周辺環境と駆動回路との間で閉回路を構成する。駆動回路側で四隅の端子の電流量の比率を計測することで指の位置を判別できる。仕組みが単純で廉価に作れ、比較的大型化しやすい。
●投影型
投影型の静電容量方式は指先の多点検出が可能である。一般に投影型は、絶縁体フィルムとその下の電極層、さらに制御ICを搭載する基板層から構成される。絶縁体フィルムの下の電極層にはITO等の透明電極によって縦横2層からなる多数のモザイク状電極パターンがガラスやプラスチックなどの基板上に配置される。指が触れるとその付近の電極の静電容量の変化を縦横2つの電極列から知ることで位置を精密に判別できる。縦と横に走る多数の電極列によって、多点検出が可能となるが端子数が多くコスト高となる。ITOによる配線では抵抗が高くなりすぎるため、そのままでは大型画面化に向かない。大型タッチパネルでは検出用電極からの配線は別の金属配線層によって抵抗を小さくしている。位置検出を行うICが必要であり、それらを結ぶ多数の配線も含めたコストが高くなる傾向があるが、多点検出が可能であるなど実用性は最も高く、タブレット型の携帯端末に多く採用されている。
酸化インジウムスズ ウィキペディアWikipedia)より
酸化インジウムスズ(英: tin-doped indium oxide、ITO)は酸化インジウム(III) (In2O3)と酸化スズ(IV) (SnO2)の無機化合物である。粉末は黄色〜灰色であるが、可視光領域の透過率が高いため、薄膜ではほぼ無色透明である。実用上、重量比9:1程度で用いられることが多い。
【代替物】
インジウムは高価であり安定供給に限界がある。また脆弱であり曲げ耐性もなく、薄膜作製には真空過程を必要とするためコストがかさむことから、代替物質の研究が進んでいる。代替物質としてガリウム/アルミニウムドープ酸化亜鉛カーボンナノチューブが挙げられており、CanatuやEikos、Unidym社などで研究が行われている。またポリチオフェン系のPEDOT、ポリアニリンといった導電性高分子も(電気導電性が未だ半導体レベルであるものの)資源的豊富さや曲げやすさから研究されており、銀行ATMなどの導電性より耐曲げ疲労が求められる用途では実用化している。一般的に導電性高分子は無機導電材料と比較して導電性が劣るものの、高い曲げ耐性を有しており、かつ安価で製造プロセスが環境にも優しいとされている。

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『へんな金属 すごい金属 ~ふしぎな能力をもった金属たち~』 齋藤勝裕/著 技術評論社 2009年発行
透明な金属 (一部抜粋しています)
包丁を透かして景色を見ようという人はいないでしょう。ポリエチレンフィルムは透明ですから透かせば景色が見えますが、アルミホイルをどのように透かしても景色は見えません。金属は不透明なのです。
ところが、そうとばかりは限らないのです。なんと、ガラスのように透明な金属があるのです。それも私たちのごく身近に。あなたは、今、その透明金属をご覧になっているかもしれません。それは、薄型テレビの雄、液晶テレビです。液晶テレビの最前面は保護のためのガラスでしょうが、その奥にある液晶パネルの前面は、透明金属で覆われているのです。私たちは、毎日、透明金属を透かして液晶テレビを見ているのです。
液晶テレビは、なぜ透明金属を透かしてみなければならないのでしょうか。それは、透明金属が電極になっているからなのです。液晶テレビはその構造からいって、視聴者の前面に、電極がこなければならないしくみになっています。したがって、ここに置く電極は、透明でなければなりません。すなわち、私たちが液晶テレビを楽しむことができるのは、透明金属のおかげなのです。
それでは、透明金属とはどのような金属なのでしょう。透明電極は、ITO電極といわれます。それはIndium Tin Oxideの略で、Indium Oxide(酸化インジウム)とTin(スズ)の混合物です。Indium OxideとTinの混合物なのですからIOT電極といえばよさそうなものですが、Tinが強引に割って入ったようで、ひょっとしたらTinの横恋慕なのかもしれません。
インジウムもスズも金属です。スズはお酒のお猪口(ちょこ)やブリキに使われる金属で身近なものですが、インジウムはご存知ないかもしれません。それも当然で、インジウムレアメタル(稀少金属)と呼ばれる金属の一種であり、非常に少なく、高価で入手が困難になりつつあります。そのため、酸化インジウムの代わりに酸化亜鉛を用いる研究も進められています。
この混合物が、真空蒸着という方法で、ガラスの表面に極めて薄い膜として貼られているのです。
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石油ストーブから発生した水蒸気が、冷たいガラス窓に液体として付着する結露と同じような現象を利用したものです。

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どうでもいい、じじぃの日記。
齋藤勝裕著『へんな金属 すごい金属 ~ふしぎな能力をもった金属たち~』に「透明な金属」のことが書かれている。
透明な金属というのもあまり聞かない。
しかし、スマートフォンの画面で指でなぞって表示画面を拡大・縮小、移動ができるのは、この透明な金属があってのことだ。
スマートフォンの画面の表面はタッチパネルが敷かれている。このタッチパネルに指で触れることで、表示パネルの表面から電気(電荷)が逃げることを捉え位置を検出している。
これを検出しているのが透明導電膜材料(ITO)から作られた透明電極だ。酸化インジウム(In2O3)と酸化スズ(SnO2)の混合物からなる酸化インジウムスズは導電性を持ちながら高い透明度を有している。その光透過率は約90%にもなる。
インジウムレアメタル希少金属)の一種で白金、パラジウムと並んで高価な金属だ。
このITOに代替する安い材料を開発することが急がれている。
この寒い中、スマートフォンを指で操作するのは大変かもしれない。
最近は手袋をしたままスマートフォンを操作することができるらしい。