CN101911232A

CN101911232A - 触摸屏传感器

Info

Publication number: CN101911232A
Application number: CN2009801021394A
Authority: CN
Inventors: 三木绫; 后藤裕史; 奥野博行; 岸智弥; 南部旭
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 2008-02-22
Filing date: 2009-02-20
Publication date: 2010-12-08
Anticipated expiration: 2029-02-20
Also published as: TWI382428B; JP5231282B2; JP2009245422A; TW200947467A; CN101911232B; WO2009104769A1; US20100328247A1; KR101163329B1; KR20100119794A

Abstract

提供一种可靠性高的触摸屏传感器，其具有难以发生断线和随时间流逝造成的电阻增加，且显示出低电阻，并且能够确保与透明导电膜的导电性而能够直接与该透明导电膜连接的折回配线。本发明涉及触摸屏传感器，其具有透明导电膜和与之直接连接的由铝合金膜形成的折回配线，所述铝合金膜含有从Ni和Co构成的X组中选出的至少一种元素，其合计为0.2～10原子％，并且，所述铝合金膜的硬度为2～15GPa。

Description

触摸屏传感器

技术领域

本发明涉及触摸屏传感器，特别是涉及具有透明导电膜和与之直接连接的由铝合金膜形成的折回配线(引き回し配線)的触摸屏传感器。

背景技术

作为配置在图像显示装置的前面，与图像显示装置一体型的输入开关所使用的触摸屏传感器，由于其使用方便的优点，而被银行的ATM机、自动售票机、汽车导航系数、PDA和影印机的操作画面等广泛使用。其输入点的检测方式可列举电阻膜方式、静电容量方式、光学式、超声波表面弹性波方式、压电式等。其中，电阻膜方式由于成本低廉、结构简单等理由而得到最广泛地使用。

电阻膜方式的触摸屏传感器，大体分别由上部电极、下部电极和出线端(tail)部分构成，其结构为，设于构成上部电极的基板(例如膜片基板)上的透明导电膜，和设于构成下部电极的基板(例如玻璃基板)上的透明导电膜隔有间隔物(spacer)而相对。若用手指或笔等触碰如此构成的触摸屏传感器的上述膜面，则上述两透明导电膜接触，电流经由透明导电膜的两端的电极而流通，通过测定由上述各个透明导电膜的电阻造成的分压比，触摸的位置被检测出来。

在制造上述触摸屏传感器的工序中，用于连接透明导电膜和控制电路的折回配线一般是通过以喷墨和其他的印刷方法印刷银浆等导电性浆料和导电性墨水而形成。但是存在的问题是，由纯银或银合金构成的配线与玻璃和树脂等的附着性差，另外在与外部装置的连接部分，其在基板上凝集，由此招致电阻的增加和断线等故障。

作为使银浆形成的折回配线的可靠性提高的技术，在专利文献1中公开有一种由镀敷或金属箔形成配线的一部分的方法。但是在该方法中，由镀敷或金属箔所形成的配线在和外部装置的相连接部分使用银浆这一点并没有发生改变，因此难以进一步提高配线与外部装置的连接部分的强度。

此外，触摸屏传感器是感知来自人的手指等的按压的传感器，因触摸时施加的应力，会临时性地产生微小变形。由于触摸屏的反复使用，该微小变形反复发生，应力也会反复施加给折回配线。因此，对上述配线还要求耐久性(对应力的耐性)。但是，使用由纯银或银合金构成的导电性浆料形成的折回配线，上述耐久性很难说充分，在触摸屏使用中，折回配线容易损伤。若折回配线损伤，则该配线的电阻变大，发生电压降低，触摸屏传感器的位置检测的精度容易降低。另外，采用笔触方式时，需要上述配线的细距化，但是使用浆料时以涂布法形成，因此难以细距化。

在专利文献2中，作为耐久性优异的导电性银浆，公开有一种由银粉和有机树脂及溶剂构成的导电银浆。但是，使用由该银粉和有机树脂及溶剂构成的导电性银浆而得到的折回配线，电阻率为1×10^-4Ω·cm左右(是铝的块体(bulk)的电阻率的约30倍)，因此很难称得上是电阻充分低的配线。

另一方面，也考虑将电阻率充分低的纯铝应用于折回配线的材料。但是，若折回配线的材料使用纯铝，则发生如下问题：在触摸屏传感器的透明导电膜和纯铝膜之间形成绝缘性的氧化铝，不能确保导电性。

专利文献1：日本特开2007-18226号公报

专利文献2：日本特开2006-59720号公报

发明内容

本发明鉴于这样的情况而做，其目的在于，提供一种可靠性高的触摸屏传感器，其具有难以发生断线和随时间流逝造成的电阻增加，且显示出低电阻，并且能够确保与透明导电膜的导电性而能够直接与该透明导电膜连接的折回配线。

以下揭示本发明的要旨。

(1)一种触摸屏传感器，具有透明导电膜和与之直接连接的由铝合金膜形成的折回配线，其中，

所述铝合金膜含有从Ni和Co构成的X组中选出的至少一种元素，合计为0.2～10原子％，并且，所述铝合金膜的硬度为2～15GPa。

还有，将上述铝合金膜称为“第一铝合金膜”。

(2)根据(1)所述的触摸屏传感器，其中，所述铝合金膜还含有从稀土类元素、Ta、Ti、Cr、Mo、W、Cu、Zn、Ge、Si和Mg构成的Z组中选出的至少一种元素，合计为0.05原子％以上，并且，从所述X组中选出的至少一种元素和从所述Z组中选出的至少一种元素的合计量为10原子％以下。

(3)根据(1)所述的触摸屏传感器，其中，所述铝合金膜还含有从稀土类元素、Ta、Ti、Cr、Mo、W、Cu、Zn、Ge、Si和Mg构成的Z组中选出的至少一种元素，合计为0.15原子％以上，并且，从所述X组中选出的至少一种元素和从所述Z组中选出的至少一种元素的合计量为10原子％以下。

(4)根据(2)或(3)所述的触摸屏传感器，其中，所述铝合金膜含有稀土类元素作为从Z组选出的至少一种元素，且稀土类元素量为0.05原子％以上，并且从所述X组中选出的至少一种元素和稀土类元素的合计量为10原子％以下。

(5)根据(2)～(4)中任一项所述的触摸屏传感器，其中，所述稀土类元素是从Nd、Gd、La、Y、Ce、Pr和Dy构成的组中选出的至少一种以上的元素。

(6)根据(2)～(5)中任一项所述的触摸屏传感器，其中，所述铝合金膜含有Cu作为从Z组中选出的至少一种元素，且Cu量为0.05原子％以上。

(7)一种触摸屏传感器，具有透明导电膜和与之直接连接的由铝合金膜形成的折回配线，其中，

所述铝合金膜含有从Ni和Co构成的X组中选出的至少一种元素合计0.02原子％以上，以及含有0.2原子％以上的Ge，从所述X组选出的至少一种元素和Ge的合计量为10原子％以下，并且所述铝合金膜的硬度为2～15GPa。

还有，将上述铝合金膜称为“第二铝合金膜”。

(8)根据(7)所述的触摸屏传感器，其中，所述铝合金膜还含有从稀土类元素、Ta、Ti、Cr、Mo、W、Cu、Zn、Si和Mg构成的Z’组中选出的至少一种元素，合计0.05原子％以上，并且，从所述X组选出的至少一种元素、Ge以及从所述Z’组中选出的至少一种元素的合计量为10原子％以下。

(9)根据(8)所述的触摸屏传感器，其中，所述铝合金膜含有稀土类元素作为从Z’组选出的至少一种元素，且稀土类元素量为0.05原子％以上，并且从所述X组选出的至少一种元素、Ge和稀土类元素的合计量为10原子％以下。

(10)根据(8)或(9)所述的触摸屏传感器，其中，所述稀土类元素是从Nd、Gd、La、Y、Ce、Pr和Dy构成的组中选出的至少一种以上的元素。

(11)根据(8)～(10)中任一项所述的触摸屏传感器，其中，所述铝合金膜含有Cu作为从Z’组中选出的至少一种元素，且Cu量为0.05原子％以上。

(12)根据(1)～(11)中任一项所述的触摸屏传感器，其中，所述铝合金膜的电阻率为50μΩ·cm以下。

(13)根据(1)～(12)中任一项所述的触摸屏传感器，其中，所述铝合金膜的电阻率为25μΩ·cm以下。

(14)根据(1)～(13)中任一项所述的触摸屏传感器，其中，所述透明导电膜实质上由氧化铟锡(ITO)或铟锌氧化物(IZO)形成。

还有，上述铝合金膜的硬度能够利用纳米压痕仪(nano indenter)，通过膜的硬度试验求得。在该试验中，使用MTS社制Nano Indenter XP(分析用软件：Test Works 4)，使用XP压针(tip)，进行连续刚性测定。使压入深度为300nm，以激励振动频率45Hz、振幅2nm的条件测定15点，求得结果的平均值，由此能够求得铝合金膜的硬度。

根据本发明，触摸屏传感器的折回配线由规定的铝合金膜形成，因此能够减小上述配线的电阻，并且能够使透明导电膜与上述配线直接连接，此外与外部装置(控制器)连接时难以发生连接不良，也难以发生随时间流逝造成的电阻增加和断线，因此能够提供可靠性高的触摸屏传感器。另外，采用以溅射法形成规定的铝合金膜，实施光刻(photolithography)、蚀刻的工序，能够实施微细的加工。此外，也能够提高对于触摸屏传感器的制造工序中所使用的显影液和抗蚀剂剥离液的耐性。此外，在透明导电层和铝合金膜之间，不需要形成用于确保导电性的夹层，因此不会增加工序，能够以简易的工序制造触摸屏传感器。

附图说明

图1是表示以纳米压痕仪进行的膜的硬度试验的结果的一例的图。

图2是表示对于剥离液的耐性的评价结果的一例的光学显微镜照片。

图3(a)表示Al-2原子％Ni-0.35原子％La合金膜的剖面TEM照片，(b)表示Al-0.1原子％Ge-0.1原子％Gd合金膜的剖面TEM照片。

具体实施方式

如上述，在触摸屏传感器中，如果折回配线的材料使用纯铝，则在透明导电膜与纯铝膜的接触界面会形成绝缘性的氧化铝，产生上述界面的导电性受损的问题。因此在本发明中，为了改善这样的纯铝的问题点而着眼于铝合金材料，对于其成分组成进行研究。

可是，触摸屏传感器如上述存在如下情况：在通常的使用时，传感器端部会发生临时性的应力集中，由于配线的变形导致断线等发生，发生电阻增加等的故障。特别是构成折回配线的铝合金膜过软时，会发生如下问题：应力的集中导致配线反复变形，配线劣化，发生断裂和剥离。另一方面，若上述铝铝合金膜过硬，则面对压入载荷难以发生变形，因此产生微小的裂纹进入、剥离等的劣化。从以上问题出发，在本发明中，将构成折回配线的铝合金膜(第一铝合金膜、第二铝合金膜)的硬度规定为2GPa以上(优选为2.5GPa以上)且在15GPa以下(优选为10GPa以下，更优选为8GPa以下)。

本发明者们发现，作为显示出上述适当的硬度而难以发生断线和随时间流逝造成的电阻增加，且显示出低电阻，并且能够确保与透明导电膜的导电性的折回配线，使其由含有一定量的Ni和/或Co的铝合金膜(第一铝合金膜)构成即可。以下，对于第一铝合金膜进行说明。

触摸屏传感器的折回配线由上述铝合金膜形成时，能够确保与透明导电膜的导电性的理由尚不充分了解，但考虑为如下：绝缘性高的氧化铝的形成受到抑制；和/或在透明导电膜与铝合金膜的界面形成导电通路，能够确保与透明导电膜的导电性。另外还考虑，通过含有上述Ni和/或Co，在固溶强化的作用下，能够实现显示出上述适当硬度的膜。

如此，为了得到显示出适当的硬度，低电阻率且能够确保与透明导电膜的导电性的铝合金膜(第一铝合金膜)，需要含有从Ni和Co构成的X组中选出的至少一种元素(以下称“X组元素”。)合计0.2原子％以上(优选为0.3原子％以上)。另一方面，若上述X组元素的含量过多，则容易增加铝合金膜自身的电阻率，并且膜的硬度也容易过高。因此，从Ni和Co构成的X组中选出的至少一种元素合计为10原子％以下(优选为8原子％以下)。

为了实现所述适当硬度的铝合金膜，如上述含有规定量的X组元素(根据需要含有下述Z组元素)，作为成膜法，优选采用溅射法使该X组元素均一地分散，并且作为铝合金膜的成膜条件，优选调整溅射时的基板温度和Ar气压。基板温度越高，所形成的膜的膜质越接近块体(bulk)，容易形成致密的膜，膜的硬度处于增加的倾向。另外，越提高Ar气压，膜的密度越降低，膜的硬度处于降低的倾向。从抑制膜的结构稀疏而容易发生腐蚀或减少的观点出发，也优选这样的成膜条件的调整。

另外，除了上述X组元素以外，此外也能够含有从稀土类元素、Ta、Ti、Cr、Mo、W、Cu、Zn、Ge、Si和Mg构成的Z组中选出的至少一种元素(以下称“Z组元素”。)。还有，作为本发明所使用的稀土类元素，意思是在镧系元素(在元素周期表中，从原子序号57的La至原子序号71的Lu的合计15种元素)中，再加上Sc(钪)和Y(钇)的元素组(下同)。

通过含有上述Z组元素，能够更容易地调整膜的硬度，并且能够提高对于制造工序中所使用的强碱性的显影液和抗蚀剂剥离液的耐性。具体来说，例如，能够抑制以TMAH(四甲基氢氧化铵水溶液Tetramethylammonium hydroxide)进行的抗蚀剂显影工序和以胺系剥离液进行的剥离、清洗工序中的铝的溶出和腐蚀，其结果是能够抑制配线的断线等。

为了充分发挥上述效果，优选Z组元素合计含有0.05原子％以上。更选使Z组元素合计含有0.15原子％以上(进一步优选0.2原子％以上)。但是，若Z组元素被过剩的含有，则与上述X组元素的情况同样，容易增加铝合金膜自身的电阻率，并且膜的硬度也容易过高。因此，Z组元素的含量优选为，使所述X组元素和该Z组元素的合计量为10原子％以下(更优选为7原子％以下)。

作为上述Z组元素，优选含有稀土类元素，且稀土类元素量优选为0.05原子％以上。更优选为0.1原子％以上。但是，若稀土类元素被过剩含有，则与上述X组元素的情况一样，容易增加铝合金膜自身的电阻率，并且膜的硬度也容易过高。因此，稀土类元素的含量优选为，使所述X组元素和该稀土类元素的合计量为10原子％以下(更优选为7原子％以下)。

上述稀土类元素更优选为从Nd、Gd、La、Y、Ce、Pr和Dy构成的组中选出的一种以上的元素。

在上述Z组元素之中，更优选例如La、Nd、Cu、Ge、Gd的使用，更优选任意组合其中一种或两种以上使用。

上述Z组元素之中，特别是通过含有Cu，能够使X组元素，即Ni和/Co的析出物微细分散，其结果是能够提高对于抗蚀剂剥离液的耐性(剥离液耐性)。

为了充分发挥上述效果，优选使Cu含有0.05原子％以上。更优选为0.1原子％以上。

另外，相对于铝合金膜所含的X组元素量而含有一定以上的Cu，上述效果显著呈现。具体来说，Cu(原子％)/X组元素(原子％)为0.3以上效果显著呈现。所述Cu(原子％)/X组元素(原子％)更优选为0.5以上。还有，对于Cu(原子％)/X组元素(原子％)的上限没有特别限定，根据上述Cu量的下限值和上述X组元素量的上限值，Cu(原子％)/X组元素(原子％)的上限为2.5。

作为上述第一铝合金膜，例如可列举Al-2原子％Ni-0.35原子％La合金膜、Al-1原子％Ni-0.5原子％Cu-0.35原子％La合金膜、Al-0.6原子％Ni-0.5原子％Cu-0.3原子％La合金膜。

本发明作为触摸屏传感器的折回配线所使用的铝合金膜，还规定有一种含有X元素(从Ni和Co构成的组中选出的至少一种元素)合计0.02原子％以上和Ge为0.2原子％以上，所述X组元素和Ge的合计量为10原子％以下的铝合金膜(第二铝合金膜)。

第二铝合金膜中的X组元素是在如下方面有效的元素：作为折回配线，使第二铝合金膜显示出适当的硬度，难以发生断线和随时间流逝造成的电阻的增加，显示出低电阻，且使之与透明导电膜的导电性优异。作为能够确保与上述透明导电膜优异的导电性的理由，被认为如下：通过与上述Ge的复合添加，(1)与第一铝合金膜的情况一样，绝缘性高的氧化铝的形成受到抑制，和/或(2)在透明导电膜与铝合金膜的界面形成导电通路，从而能够确保与透明导电膜的导电性。

如上述，通过复合添加Ge和X组元素，即使在X组元素的含量比较少的情况下，也能够确保与ITO膜优异的导电性。从这一观点出发，第二铝合金膜的X组元素量的下限合计为0.02原子％。第二铝合金膜的X元素量优选为0.05原子％以上，更优选为0.07原子％以上。另一方面，若上述X组元素量过多，则容易增加铝合金膜自身的电阻，并且膜的硬度也容易过高。因此，X组元素量与Ge的合计量为10原子％以下(更优选为7原子％以下)。

Ge在所述第一铝合金膜中相当于根据需要而使之含有的Z组元素，但在第二铝合金膜中，后述的一定量以上的Ge发挥的效果是，即使在X组元素的含量比较少的情况下，也能够确保与ITO膜优异的导电性。此外，Ge在提高碱性水溶液的耐性上也是有效的元素，例如提高对于强碱性的显影液和胺系的抗蚀剂剥离液的水溶液等的耐性，另外，也是多少有助于铝合金膜的硬度提高的元素。

为了发挥上述Ge的添加效果，使Ge含有0.2原子％以上。优选为0.3原子％以上，更优选为0.4原子％以上，进一步优选为0.5原子％以上。另一方面，若Ge过剩地被含有，则容易增加铝合金膜自身的电阻率，并且膜的硬度也容易过高。因此，第二铝合金中的Ge量如上述，与X组元素的合计量为10原子％以下(更优选为7原子％以下)。

另外，在第二铝合金膜中，除了上述X组元素和Ge以外，还能够含有从稀土元素、Ta、Ti、Cr、Mo、W、Cu、Zn、Si和Mg构成的组中选出的至少一种元素(以下称“Z’组元素”)。

通过含有上述Z’组元素，与上述的Z组元素的情况一样，更容易提高膜的硬度，并且能够提高对于制造工序中所使用的强碱性的显影液和抗蚀剂剥离液的耐性。具体来说，例如，能够抑制以TMAH(四甲基氢氧化铵水溶液)进行的抗蚀剂显影工序和以胺系剥离液进行的剥离、清洗工序中的铝的溶出和腐蚀，其结果是能够抑制配线的断线等。

为了充分发挥上述效果，优选Z’组元素合计含有0.05原子％以上。更选为0.1原子％以上。但是，若Z’组元素被过剩的含有，则与上述X组元素和Ge的情况同样，容易增加铝合金膜自身的电阻率，并且膜的硬度也容易过高。因此，Z’组元素的含量优选为，使所述X组元素、Ge和该Z’组元素的合计量为10原子％以下(更优选为7原子％以下)。

作为上述Z’组元素，优选含有稀土类元素，且稀土类元素量优选为0.05原子％以上。更优选为0.1原子％以上。但是，若稀土类元素被过剩含有，则与上述X组元素和Ge的情况一样，容易增加铝合金膜自身的电阻率，并且膜的硬度也容易过高。因此，稀土类元素的含量优选为，使所述X组元素、Ge和该稀土类元素的合计量为10原子％以下(更优选为7原子％以下)。

作为含有上述X组元素、Ge和稀土类元素的第二铝合金膜、例如可列举Al-0.1原子％X组元素-Ge-0.3原子％以上的Nd或La合金膜(譬如Al-0.1原子％Ni-0.5原子％Ge-0.5原子％Nd合金膜)、Al-0.2原子％Ni-0.5原子％Ge-0.2原子％La合金膜、Al-0.2原子％Ni-0.5原子％Ge-0.2原子％La合金膜、Al-0.1原子％Ni-0.5原子％Ge-0.3原子％Nd合金膜、Al-0.2原子％Co-0.5原子％Ge-0.2原子％La合金膜、Al-0.1原子％Co-0.5原子％Ge-0.3原子％Nd合金膜等。

另外，上述Z’组元素之中，特别是通过含有Cu，能够使X组元素，即Ni和/Co的析出物微细分散，其结果是能够使剥离液耐性提高。

为了充分地发挥上述效果，优选含有Cu为0.05原子％以上。更优选为0.07原子％以上。

另外，相对于第二铝合金膜所含的X组元素量而含有一定以上的Cu，上述效果显著呈现。具体来说，Cu(原子％)/X组元素(原子％)为0.3以上时效果显著呈现。所述Cu(原子％)/X组元素(原子％)更优选为0.5以上。还有，对于Cu(原子％)/X组元素(原子％)的上限没有特别限定，根据上述Cu量的下限值和上述X组元素量的上限值，Cu(原子％)/X组元素(原子％)的上限为25。

为了得到上述适当硬度的第二铝合金膜，含有上述规定量的X组元素和Ge(根据需要含有Z’组元素)，作为铝合金膜的成膜条件，优选调整溅射时的基板温度和Ar气压。基板温度越高，所形成的膜的膜质越接近块体(bulk)，容易形成致密的膜，膜的硬度处于增加的倾向。另外，越提高Ar气压，膜的密度越降低，膜的硬度处于降低的倾向。从抑制膜的结构稀疏而容易发生腐蚀的观点出发，也优选这样的成膜条件的调整。

在本发明的第一铝合金膜和第二铝合金膜中，硬度的提高通过使Al晶粒微细化也能够实现。根据制造工序中受到的铝合金膜的热过程而进行合金元素的添加，对于Al晶粒的微细化有效，铝合金膜的热过程(例如铝合金膜成膜后的绝缘膜(SiN膜)形成时的热处理温度)高(约250℃以上)时，作为合金元素，添加稀土类元素和高熔点金属(Ta、Ti、Cr、Mo、W)，由此能够实现Al晶粒的微细化，另外，铝合金膜的热过程低(约200℃以下)时，作为合金元素添加Ge能够实现Al晶粒的微细化。

本发明的第一铝合金膜和第二铝合金膜(以下将其统称为“铝合金膜”)的成分组成如上所述，余量是铝和不可避免的杂质。作为不可避免的杂质，例如能够含有在上述铝合金膜的制造过程等混入的不可避免的杂质(例如氧(O)等)。

通过上述构成，作为构成触摸屏传感器的折回配线的铝合金膜，能够实现电阻率50Ω·cm以下，优选为25Ω·cm以下(更优选为20Ω·cm以下)。

本发明没有规定用于形成上述铝合金膜的方法，但从实现细线化和膜内的合金成分的均一化的观点出发，优选以溅射法形成。另外，以蒸镀法也能够形成上述铝合金膜，但是从易于控制添加元素量的观点出发，还是优选溅射法。

本发明的触摸屏传感器对于与透明导电膜直接连接的由铝合金膜形成的折回配线以外的构成没有特别限定，能够采用该领域中公知的所有构成。

例如，电阻膜方式的触摸屏传感器能够以如下方式制造。即，在基板上形成透明导电膜之后，依次进行抗蚀剂涂布、曝光、显影、蚀刻后，形成铝合金膜，实施抗蚀剂涂布、曝光、显影、蚀刻而形成折回配线，接着形成被覆该配线的绝缘膜等，构成上部电极。另外，在基板上形成透明导电膜之后，与上部电极一样进行光刻，接着与上部电极的情况一样形成由铝合金膜形成的折回配线，之后形成被覆该配线的绝缘膜，形成微粒间隔物(mircodot spacer)等，构成下部电极。然后，使上述的上部电极、下部电极和另行形成的出线端部分贴合，从而能够制造触摸屏传感器。

上述透明导电膜没有特别指定，但作为代表例，能够使用由氧化铟锡(ITO)或铟锌氧化物(IZO)构成的透明导电膜。另外，上述基板(透明基板)作为一般所使用的，能够使用例如玻璃、聚碳酸酯(polycarbonate)系或聚酰胺系(polyamide)，例如作为固定电极的下部电极的基板能够使用玻璃，需要可挠性的上部电极基板能够使用聚碳酸酯系等的膜。

另外，本发明的触摸屏传感器除了上述电阻膜方式外，作为静电容量方式和超声波表面弹性波方式等的触摸屏传感器也能够使用。

实施例

以下，为了确认本发明的铝合金膜适合作为触摸屏传感器的折回配线，进行硬度试验、与透明导电膜的导电性的评价、铝合金膜的电阻率的测定以及对于显影液或剥离液的耐性的评价。

还有，在本实施例中虽然更具体地说明本发明，但是本发明并不受本实施例限制，在能够符合上述、下述宗旨的范围内当然也可以加以适当地变更实施，这些均包含在本发明的技术范围内。

(实施例1)(用纳米压痕仪进行的硬度试验)

以无碱玻璃板(板厚0.7mm，直径4英寸)为基板，以直流磁控溅射(DC-magnetron sputtering)法，形成下述表1～6所示的铝合金膜(膜厚均约300nm)。成膜要在成膜前使腔室内的气氛一次到达至真空度：3×10^-6Torr，使用与各铝合金膜具有相同成分组成的直径4英寸的圆盘型靶材，以下述所示的条件进行。还有，所形成的铝合金膜的组成以感应耦合等离子体(Inductively Coupled Plasma：ICP)质量分析法确认。

(溅射条件)

·Ar气压：2mTorr

·Ar气流量：30sccm

·溅射功率：260W

·基板温度：室温

使用以上述方式得到的铝合金膜，用纳米压痕仪进行膜的硬度试验。在该试验中，使用MTS社制Nano Indenter XP(分析用软件：Test Works 4)，使用XP压针(tip)，进行连续刚性测定。使压入深度为300nm，以激励振动频率45Hz、振幅2nm的条件测定15点，求得测定结果的平均值。还有，同样的测定也对于形成有纯铝膜以其替代铝合金膜的试料进行。

上述测定结果的一例显示在图1中(还有，图1中的sample No.是为了测定方便而附加的，与表1～6的No.无关。)。在图1中显示的是Al-2原子％Ni-0.35原子％La合金膜的情况，但对于表1～6的铝合金膜和纯铝膜也进行了同样的测定。

其结果显示在表1～6中。由表1～6能够进行如下考察。可知随着合金元素(第一铝合金膜中的X组元素、Z组元素、第二铝合金膜中的X组元素、Ge、稀土类元素)的添加，铝合金膜的硬度有增加的倾向，在第一铝合金膜中，为了在添加Z组元素时使该硬度在10GPa以下，可以使X组元素和Z组元素的含量的上限为10原子％。

(实施例2)(下部：透明导电膜和上部：铝合金膜的导电性的评价)

以下，测定按透明导电膜、铝合金膜的顺序使之层叠时两者的接触部分的连接电阻值，评价该层叠结构中的铝合金膜与透明导电膜的导电性。

以无碱玻璃板(板厚0.7mm，直径4英寸)为基板，在其表面利用直流磁控溅射(DC-magnetron sputtering)法在室温下形成作为氧化物透明导电膜的ITO膜或IZO膜(膜厚均为50nm以下)，以光刻、蚀刻进行图案形成。接着，在其上部与实施例1同样地形成表1～6的铝合金膜(膜厚均约300nm)。其后，对于铝合金膜实施抗蚀剂涂布、曝光、利用四甲基氢氧化铵水溶液(TMAH)进行的显影，形成开尔文图形(Kelvin pattern)(透明导电膜与铝合金膜的接触面积为80μm见方)。

使用该开尔文图形，以开尔文四线连接法测定透明导电膜与铝合金膜的界面的连接电阻值。在上述测定中，使用四点手动探针和半导体参数分析仪“HP4156A”(惠普(Hewlett-Packard)公司制)。

然后，上述连接电阻值为150Ω以下判定为良好，超过150Ω判定为不良。还有，对于形成有纯铝膜以其替代铝合金膜的试料也进行同样的测定。但是，形成有纯铝膜的试料由于电接触不良而不能进行测定。

上述测定结果一并记录在表1～6中。由表1～6可知，为了确保与透明导电膜的导电性，使X组元素的含量为0.2原子％以上即可。

(实施例3)(下部：铝合金膜与上部：透明导电膜的导电性的评价)

以下，测定按铝合金膜、透明导电膜的顺序使之层叠时两者的接触部分的连接电阻值，评价该层叠结构中的铝合金膜与透明导电膜的导电性。

以无碱玻璃板(板厚0.7mm，直径4英寸)为基板，在其表面与实施例1同样地形成表1～6的铝合金膜(膜厚均约300nm)。接着，模拟制造工序中的热过程，对这些试料以270℃进行10分钟的热处理。热处理气氛为真空(真空度：3×10^-4Pa以下)或氮气氛。其后，以光刻、蚀刻进行图案形成。接着，在其上部与实施例2同样地形成ITO膜或IZO膜(膜厚均为50nm以下)，之后进行光刻、蚀刻，形成开尔文图形(透明导电膜与铝合金膜的接触面积为80μm见方)，与上述实施例2同样以开尔文四线连接法测定连接电阻值。

在以上述方式形成的as-deposited的开尔文图形和铝合金膜的成膜后，在真空或惰性气氛气氛中以250℃实施30分钟的热处理，其后模拟上述热过程，以270℃进行10分钟的热处理之后，再对于如上形成的开尔文图形进行上述连接电阻值的测定。

上述测定结果一并记录在表1～6中。由表1～6可知，为了确保与透明导电膜的导电性，第一铝合金膜的情况下，使X组元素的含量为0.2原子％以上即可，第二铝合金膜的情况下，使X组元素的含量为0.02原子％以上且使Ge量为0.2原子％以上即可。

另外由表1～6能够确认，形成铝合金膜后以250℃实施了30分钟的热处理的试料，与没有进行该热处理的试料相比，与透明导电膜的连接电阻有变小的倾向。

这被认为是由于，通过上述热处理，铝合金中所含的合金元素析出到铝晶粒外，在透明导电膜与铝合金膜的界面附近形成导电通路。

实施热处理还有以下的优点。即，若在以用于折回配线图案形成的TMAH进行抗蚀剂显影工序之前，在真空或惰性气体气氛中以250℃以上的温度对铝合金膜进行热处理，则铝合金的组织变化，从而能够减少、消除针孔(pinhole)和贯通晶界等的空穴(void)。另外，若将基板温度加热到100℃以上的温度而形成铝合金膜，并且在以用于折回配线图案形成的TMAH进行抗蚀剂显影工序之前，在真空或惰性气体气氛中以100℃以上的温度对其进行热处理，则铝合金膜的覆盖层(coverage)(特别是氧化物透明导电膜图形端的覆盖层)得到改善，能够防止因显影液等药液的渗入造成的腐蚀。

此外，通过进行热处理，还能够抑制电流腐蚀(galvanic corrosion)。电流腐蚀一般认为会在异种金属间的电极电位差大的情况下发生，例如ITO等的氧化物透明导电膜和纯铝膜这样的情况。例如，相对于作为光刻胶(photo resist)的碱显影液的四甲基氢氧化铵(TMAH)水溶液中的Ag/AgCl标准电极的电极电位，非晶-ITO约为-0.17V，多晶-ITO约为-0.19V，相对于此，纯铝约为非常低的-1.93V。此外，纯铝如上述还非常容易被氧化。因此浸渍TMAH水溶液中，在纯铝膜与氧化物透明导电膜的界面发生电池反应，腐蚀发生。TMAH水溶液沿着在铝合金膜上产生的针孔和贯通晶界侵入到与氧化物透明导电膜的界面，若在此界在发生电流腐蚀，则会发生各种各样的故障，例如氧化物透明导电膜的变黑、由此引发的像素的变黑、配线细化断线等的图案形成不良、纯铝膜和氧化物透明导电膜的连接电阻的增大、由此引发的显示(点灯)不良等。

在本发明中，通过实施上述热处理，能够进一步抑制上述电流腐蚀。作为其理由被认为如下：经该热处理，铝合金膜中的Ni和/或Co的析出被促进，铝合金膜的电极电位变高，与透明导电膜的电极电位差缩小，因此电流腐蚀得到抑制。

由以上可知，为了进一步提高与透明导电膜的导电性和耐腐蚀性，也可以对铝合金膜实施上述这样的热处理。

(实施例4)(铝合金膜的电阻率的测定)

以无碱玻璃板(板厚0.7mm，直径4英寸)为基板，在其表面与实施例1同样地形成表1～6的铝合金膜(膜厚均约300nm)。其后，在成膜后不进行热处理，而是进行利用TMAH的光刻和蚀刻，加工成宽100μm、长10mm的条状图案(电阻率测定用图案)之后，以使用探针的直流四探针法在室温下测定该图案的电阻。然后，电阻率超过50μΩ·cm的评价为不良，50μΩ·cm以下的评价为良好。还有，对于形成有纯铝膜以其替代铝合金膜的试料也进行同样的测定。

上述测定结果一并记录在表1～6中。由表1～6可知，第一铝合金膜中的合金元素(X组元素和Z组元素)量和第二铝合金膜中的合金元素(X组元素、Ge和稀土类元素)越多，电阻率越大，从使电阻率降低的观点出发，使第一铝合金膜中的X组元素和Z组元素的合计量，和第二铝合金膜中的X组元素、Ge和稀土类元素的合计量为10原子％以下即可。

(实施例5)(对于剥离液的耐性的评价)

以无碱玻璃板(板厚0.7mm，直径4英寸)为基板，在其表面与实施例1同样地形成表1～6的铝合金膜(膜厚均约300nm)。

然后，对于上述铝合金膜，模拟制造工序中的热过程，在氮气流中以320℃进行30分钟的热处理之后，在胺系剥离液(东京应化工业株式会社制：“TOK106”)的水溶液(调整至pH10)浸渍5分钟。然后，使浸渍后的铝合金膜上所见的黑点数与上述浸渍后的Al-2原子％Ni-0.35原子％La合金膜上所见的黑点数相比较，非常少的情况评价为A(优异)，少的情况评价为B(良好)，同等的情况评价为C，多的情况评价为D(不良)。

还有，对于形成有纯铝膜以其替代铝合金膜的试料也进行同样的评价。

其结果一并记录在表1～6中。由表1～6可知，为了提高对于剥离液的耐性，使Z组元素和Z’组元素含有0.05原子％以上，优选为0.15原子％以上即可。特别是通过含有Cu，使来自X组元素的析出物微细化，其结果是即使被曝露在剥离液水溶液中也难以发生巨大的腐蚀，确认显示出更为优异的剥离液耐性。

另外，进行上述浸渍后的铝合金膜表面的光学显微镜观察。其观察例显示在图2中。由该图2可知，Al-Ni-La合金中还添加有In(本发明中规定的元素中没有的元素)的铝合金膜，膜的一面可见黑点，没有得到对于上述剥离液的耐性。相对于此，在Al-Ni-La合金中还添加有Mg的本发明的铝合金膜的情况下，可知黑点数少。这样的效果在Mg以外的Z组元素和Z’元素中也能够确认。由此可知，通过添加推荐量的Z组元素和Z’组元素，能够确保对于剥离液的耐性。

(实施例6)(对于显影液的耐性的评价)

然后，对于上述铝合金膜实施抗蚀剂涂布、曝光、利用显影液(TMAH)(2.38质量％)进行的显影后，用丙酮除去抗蚀剂，以段差卡尺测定铝合金膜的膜厚。然后，求得以TMAH进行的铝合金的腐蚀速率(换算成每1分钟的膜厚减少量)。使该每1分钟的膜厚减少量与Al-2.5原子％Ni合金膜的情况相比较，较之小时为A(良好)，同等的情况为B，比之大时为C(不良)。

其结果一并记录在表1～6中。由表1～6可知，通过添加Z组元素和Z’组元素，在显影液中浸渍时的铝合金膜的上述膜厚减少量(腐蚀量)减少，能够确认Z组元素和Z’组元素的添加有助于提高铝合金对于显影液的耐性。另外可知，为了充分发挥这样的效果，可以含有Z组元素和Z’组元素0.05原子％以上。

另外，作为铝合金膜的组织观点的一例，图3(a)表示Al-2原子％Ni-0.35原子％La合金膜的剖面TEM照片，(b)表示Al-0.1原子％Ge-0.1原子％Gd合金膜的剖面TEM照片。若比较图3(a)(b)的各部分A，则可知满足本发明的成分组成的(a)Al-2原子％Ni-0.35原子％La合金膜其晶粒微细。

另外，膜硬度满足2～15GPa，在铝合金膜的导电性的评价中为良好(连接电阻值为150Ω以下)，电阻率满足50μΩ·cm以下，对于剥离液的耐性的评价为A～C，并且对于显影液的耐性的评价为A或B的，作为综合判定，规定为A。其以外的规定为B。

详细并参照特定的实施方式说明了本发明，但不脱离本发明的精神和范围能够加以各种变更和修改，从业者应该清楚。

本申请基于2008年2月22日申请的日本专利申请(特愿2008-041662)，其内容在此作为参照并援引。

产业上的利用可能性

根据本发明，触摸屏传感器的折回配线由规定的铝合金膜形成，因此能够减小上述配线的电阻，并且能够使上述配线与透明导电膜直接连接，此外与外部装置(控制器)连接时难以发生连接不良，也难以发生随时间流逝造成的电阻增加和断线，因此能够提供可靠性高的触摸屏传感器。另外，采用以溅射法形成规定的铝合金膜，实施光刻、蚀刻的工序，能够实施微细的加工。此外，也能够提高对于触摸屏传感器的制造工序中所使用的显影液和抗蚀剂剥离液的耐性。此外，在透明导电层和铝合金膜之间，不需要形成用于确保导电性的夹层，因此不会增加工序，能够以简易的工序制造触摸屏传感器。

Claims

1.一种触摸屏传感器，其特征在于，

具有透明导电膜和与之直接连接的由铝合金膜形成的折回配线，

所述铝合金膜含有从Ni和Co构成的X组中选出的至少一种元素，其合计为0.2～10原子％，并且，所述铝合金膜的硬度为2～15GPa。

2.根据权利要求1所述的触摸屏传感器，其中，所述铝合金膜还含有从稀土类元素、Ta、Ti、Cr、Mo、W、Cu、Zn、Ge、Si和Mg构成的Z组中选出的至少一种元素，其合计为0.05原子％以上，并且，从所述X组中选出的至少一种元素和从所述Z组中选出的至少一种元素的合计量为10原子％以下。

3.根据权利要求1所述的触摸屏传感器，其中，所述铝合金膜还含有从稀土类元素、Ta、Ti、Cr、Mo、W、Cu、Zn、Ge、Si和Mg构成的Z组中选出的至少一种元素，其合计为0.15原子％以上，并且，从所述X组中选出的至少一种元素和从所述Z组中选出的至少一种元素的合计量为10原子％以下。

4.根据权利要求2或3所述的触摸屏传感器，其中，所述铝合金膜含有稀土类元素作为从Z组选出的至少一种元素，且稀土类元素量为0.05原子％以上，并且从所述X组中选出的至少一种元素和稀土类元素的合计量为10原子％以下。

5.根据权利要求2～4中任一项所述的触摸屏传感器，其中，所述稀土类元素是从Nd、Gd、La、Y、Ce、Pr和Dy构成的组中选出的至少一种以上的元素。

6.根据权利要求2～5中任一项所述的触摸屏传感器，其中，所述铝合金膜含有Cu作为从Z组中选出的至少一种元素，且Cu量为0.05原子％以上。

7.一种触摸屏传感器，具有透明导电膜和与之直接连接的由铝合金膜形成的折回配线，其中，

所述铝合金膜含有0.2原子％以上的Ge以及合计为0.02原子％以上的从Ni和Co构成的X组中选出的至少一种元素，

从所述X组选出的至少一种元素和Ge的合计量为10原子％以下，并且所述铝合金膜的硬度为2～15GPa。

8.根据权利要求7所述的触摸屏传感器，其中，所述铝合金膜还含有从稀土类元素、Ta、Ti、Cr、Mo、W、Cu、Zn、Si和Mg构成的Z’组中选出的至少一种元素，其合计为0.05原子％以上，并且，从所述X组选出的至少一种元素、Ge以及从所述Z’组中选出的至少一种元素的合计量为10原子％以下。

9.根据权利要求8所述的触摸屏传感器，其中，所述铝合金膜含有稀土类元素作为从Z’组选出的至少一种元素，且稀土类元素量为0.05原子％以上，并且从所述X组选出的至少一种元素、Ge和稀土类元素的合计量为10原子％以下。

10.根据权利要求8或9所述的触摸屏传感器，其中，所述稀土类元素是从Nd、Gd、La、Y、Ce、Pr和Dy构成的组中选出的至少一种以上的元素。

11.根据权利要求8～10中任一项所述的触摸屏传感器，其中，所述铝合金膜含有Cu作为从Z’组中选出的至少一种元素，且Cu量为0.05原子％以上。

12.根据权利要求1～11中任一项所述的触摸屏传感器，其中，所述铝合金膜的电阻率为50μΩ·cm以下。

13.根据权利要求1～12中任一项所述的触摸屏传感器，其中，所述铝合金膜的电阻率为25μΩ·cm以下。

14.根据权利要求1～13中任一项所述的触摸屏传感器，其中，所述透明导电膜实质上由氧化铟锡(ITO)或铟锌氧化物(IZO)形成。