CN102486694B

CN102486694B - 触摸面板传感器

Info

Publication number: CN102486694B
Application number: CN201010625208.4A
Authority: CN
Inventors: 奥野博行; 三木绫; 钉宫敏洋
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 2010-12-01
Filing date: 2010-12-24
Publication date: 2016-02-17
Anticipated expiration: 2030-12-24
Also published as: JP2012118815A; JP5416683B2; CN102486694A

Abstract

本发明提供光泽度高且色彩的表现力优异的触摸面板传感器。本发明的触摸面板传感器具有透明导电膜及与透明导电膜连接的布线，其中，布线由含有稀土元素0.05～5原子％，且光泽度为800％以上的Al合金膜构成。

Description

触摸面板传感器

技术领域

本发明涉及具有透明导电膜及与此连接的布线的触摸面板传感器。

背景技术

配置于图像显示装置的前面的作为与图像显示装置一体型的输入开关使用的触摸面板传感器，其使用方便快捷，因此，被广泛应用于银行的ATM及售票机、导航仪、PDA、复印机的操作画面等。在其输入点的检测方式中，可列举电阻膜方式、静电容方式、光学式、超声波表面弹性波方式、压电式等。在它们当中，电阻膜方式及静电量方式由于不花费成本结构简单等理由而被最广泛应用。

电阻膜方式的触摸面板传感器大体上由上部电极、下部电极及尾部部分构成，设于构成上部电极的基板(例如薄膜基板)上的透明导电膜、设于构成下部电极的基板(例如玻璃基板)上的透明导电膜为隔着衬垫相对的构成。在用手指及笔等触摸这种构成的触摸面板传感器的上述薄膜面时，上述两透明导电膜接触，经由透明导电膜的两端的电极流过电流，通过测定上述各自的透明导电膜的电阻的分压比，检测所触摸的位置。

在制造上述触摸面板传感器的工艺中，用于连接透明导电膜和控制电路的引出布线及连接透明导电膜间的金属布线等布线，一般通过用喷墨及其它印刷方法印刷银膏等导电性膏及导电性墨来形成。但是，存在由纯银或银合金构成的布线与玻璃及树脂等的密接性恶劣，另外，在因基板上凝集而光泽度降低，且显示部分的色彩降低之类的问题。因此，布线要求高的光泽度，但使用由纯银或银合金构成的导电性膏形成的布线不能说上述光泽度充分。

另一方面，也考虑将电阻率非常低的纯Al用于布线材料。但是，在布线材料中使用纯Al时，产生了在触摸面板传感器的透明导电膜和纯Al膜之间形成绝缘性的氧化铝，不能确保电传导性之类的问题。于是，为了防止Al的氧化确保电传导性，提案有将由Mo、Ti等高融点金属构成的势垒金属层介装于透明导电膜和纯Al膜之间作为底层使用，或代替纯Al采用含有耐热性等优异的Nd的Al-Nd合金的方法。另外，本申请人在专利文献1中公示有一种含有规定量的Ni及/或Co的Al-Ni/Co合金膜(单层布线材料)，作为即使与透明导电膜直接连接也能够显示低的电阻，并且难以产生经时的电阻的增加及断线的Al膜。

专利文献1：特开2009-245422号公报

发明内容

本发明的目的是提供一种光泽度高且色彩的表现力优异的触摸面板传感器。

可解决所述课题的本发明的触摸面板传感器，其具有透明导电膜及与所述透明导电膜连接的布线，其中，所述布线由含有稀土元素0.05～5原子％，且光泽度为800％以上的Al合金膜构成。

本发明优选的实施方式中，所述布线以从基板侧开始的顺序，由高熔点金属膜、所述Al合金膜和高熔点金属膜构成。

本发明优选的实施方式中，所述稀土类元素为选自由Nd、Gd、La、Y、Ce、Pr及Dy构成的组的一种以上的元素。

本发明优选的实施方式中，所述透明导电膜由氧化铟锡(ITO)或氧化铟锌(1ZO)构成。

根据本发明，作为触摸面板传感器用布线使用光泽度优异的Al合金膜，因此，可提供色彩的表现力优异的触摸面板传感器。

具体实施方式

本发明的特征部分在于，为提高单独具有作为触摸面板传感器用布线通用的含有稀土类元素的Al合金膜(以下有时记为Al-稀土类元素合金膜或简记为Al合金膜)、或在上述Al合金膜的上及下层叠了Mo等高熔点金属膜的触摸面板传感器的光泽度，使用了以稀土类元素的含量的上限设为5原子％，且光泽度为800％以上的Al合金膜。

即，根据本发明者的探讨结果判明了：(a)布线膜的光泽度对触摸面板传感器的色彩带来大的影响，在构成布线材料的上述Al合金膜的晶粒的粒径(详细而言称为Feret径的规定方向切线直径的最大值)大的情况及该粒径的密度小的情况下，Al合金膜的光泽度降低，结果是触摸面板传感器的色彩的表现力劣化；(b)详细而言，Al合金膜的光泽度由成膜之后的上述粒径的尺寸及密度大致决定，即使在成膜后进行热处理(退火)，也几乎不能发现光泽度的变化；(c)为实现高的光泽度，适宜控制成膜条件(优选溅射时的温度及Ar气压)是有效的。另外，Al合金膜中的稀土类元素的含量也与Al合金膜的光泽度具有密切的关系，发现下述情况，完成本发明，即：(d)随着稀土类元素的含量增加，光泽度有上升的趋势，但大量添加时，因蚀刻残渣的问题而损害触摸面板传感器的色彩，因此，将其上限控制在5原子％是有效的；(e)这样适宜控制了光泽度及稀土类元素的含量的Al合金膜可以作为触摸面板传感器用布线的原材料单独使用，作为其上限也可以作为层叠了Mo等高熔点金属膜的层叠材料使用。

这样，用于本发明的Al-稀土类合金膜的光泽度被设为800％以上。由此，触摸面板传感器的光泽度也提高。光泽度越高越好，优选为805％以上。另外，Al合金膜的光泽度的上限没有特别规定，但考虑到用于确保优选的光泽度的条件(Al合金膜中含有的稀土类元素的含量及Al合金膜的制造条件等详细后述)，大致为840％程度。Al合金膜的光泽度为后述的实施例中记载的方法测得的值。

用于本发明的Al合金膜含有0.05～5原子％的稀土元素，余量为Al及不可避免的杂质。在本发明中，公知的是在使用的Al合金膜的组成中没有特征，而含有稀土元素的Al合金膜具有耐热性，作为布线材料使用，但是，从提供适合于光泽度优异的触摸面板传感器的原材料的观点考虑，至今尚未公示适宜控制光泽度及稀土类元素的含量的Al合金膜。稀土元素的含量的下限是为使耐热性作用有效地发挥而确定的，另一方面，其上限是为确保本发明中规定的光泽度的下限而确定的。即，如后述的实施例所示，Al合金膜的光泽度与稀土类要素的含量有密切的关系，在以相同的条件制作Al合金膜的情况下，具有稀土类元素的含量越多，Al合金膜的光泽度约增加的趋势，但稀土类元素的含量过多时，蚀刻残渣的新的问题产生，有损色彩，因此，将其上限确定为5原子％。另外，如果在上述范围内，则也可以将布线的电阻抑制地极低。

作为本发明使用的稀土元素，可以列举镧族元素(在周期表中，原子序号57的La～原子序号71的Lu的合计15种元素)，此外还有Sc〔钪〕和Y(钇)的元素组。在本发明中可以将这些元素单独或并用2种以上，所谓上述稀土元素的含量在单独含有时是单独的量，在含有2种以上时为其合计量。优选的稀土元素为选自由Nd、Gd、La、Y、Ce、Pr及Dy构成的组中的一种以上的元素。

在本发明中，作为布线材料，可以单独使用上述的Al合金膜，或者也可以使用在上述Al合金膜的上下层叠了高融点金属膜的合金膜。如上述，高融点金属膜作为用于防止Al的氧化的Al合金膜的底层被广泛使用，在本发明中也可以应用Mo、Ti、Cr、W或它们的合金。配置于Al合金膜的上下的高融点金属模的组成也可以在上及下的各个层中相同，也可以不同。

单独使用上述Al合金膜时的优选的厚度大致为150～600nm。另外，将上述Al合金膜作为与高熔点金属膜的层叠构造使用时的优选的合计厚度(高熔点金属膜+Al合金膜+高熔点金属膜)大致为210～800nm，此时的Al合金膜的优选的厚度大致为150～600nm，高熔点金属膜的优选的厚度大致为30～100nm。

在本发明中，为了获得适宜控制了光泽度的Al合金膜，在应用含有规定的稀土元素的Al合金膜的基础上，还优选适当地控制溅射时的条件。即，在本发明中，从实现细线化及膜内的合金成分的均一化，能够容易地控制添加元素量等观点考虑，推荐用溅射法形成Al合金膜，但是，优选将溅射时的成膜温度控制为大致250℃以下，将Ar气压控制为大致15mTorr以下。另外，优选将溅射时的基板温度控制在大致250℃以下。基板温度及成膜温度越高，溅射粒子在基板表面越容易动作，成为形成粗大的结晶粒径的原因，结果是光泽度降低。另外，Ar气压升高时，溅射粒子和Ar气压的冲突频率提高，因此，溅射粒子到达基板时的能量降低，晶粒的密度降低，结果是光泽度降低。

以上述的优选的溅射条件成膜的(之后的)Al合金膜的光泽度高达800％以上，这样的高的光泽度与之后的热处理(退火)的条件无关，被原样维持。这一点与强烈承受热处理后的Al合金膜的状态(晶粒的尺寸及密度等)的影响的反射率大幅不同。在触摸面板的制造工艺中，通常多暴露于室温～250℃程度的热过程中，但即使退火温度超过上述范围，以例如300℃进行热处理，热处理后的Al合金膜的光泽度也被维持800％以上的高的水平(参照后述的实施例)。但是，考虑到树脂的耐热性，优选的热处理温度为约150～230℃。

在本发明中，规定了用于与透明导电膜连接的布线的Al合金膜的光泽度有最大特征，除此之外的构成没有特别的限定，在触摸面板传感器的领域可以采用通常应用的公知的构成。

例如，电阻膜方式的触摸面板传感器可以按如下的方式制造。即，在基板上形成透明导电膜后，依次进行抗蚀剂涂敷、曝光、显影、蚀刻后，按顺序形成Al合金膜(单独构造的情况)、或高融点金属膜、Al合金膜、高融点金属膜(层叠构造的情况)，实施抗蚀剂涂敷、曝光、显影、蚀刻形成布线，接着，形成包覆该布线的绝缘膜等，能够制成上部电极。另外，在基板上形成透明导电膜后，与上部电极同样进行光版印刷术，接着，与上部电极的情况同样，形成由Al合金膜(单独构造的情况)、或高融点金属膜、Al合金膜、高融点金属膜(层叠构造的情况)构成的布线后，形成包覆该布线的绝缘膜，形成微点间隔等而能够制成下部电极。而且，将上述的上部电极、下部电极及另外形成的引线部分粘合，能够制造触摸面板传感器。

上述透明导电膜没有特别的限定，作为代表例，可以使用由酸化铟锡(ITO)或氧化铟锌(IZO)构成的膜。另外，上述基板(透明基板)作为一般使用的可以使用例如玻璃、聚碳酸酯系或聚酰胺系的，例如，在固定电极即下部电极的基板上应用玻璃，在需要挠性的上部电极的基板上可以使用聚碳酸酯系等薄膜。

另外，本发明的触摸面板传感器除了上述电阻膜方式之外，还可以作为静电容方式及超声波表面弹性波方式等触摸面板传感器应用。

[实施例]

下面，通过实施例进一步具体说明本发明，但是，本发明不受下述实施例的限制，也可以在适合上述·下述的宗旨的范围内再变更实施，那些都包括在本发明的技术范围内。

实施例1

将无碱玻璃板(板厚0.7mm、直径4英寸)设定为基板，在其表面，用DC磁控管溅射法形成如下述表1所示的稀土元素的种类及含量(单位为原子％，余量：Al及不可避免的杂质)不同的Al合金膜(膜厚都是约为500nrn)。成膜在成膜前使室内的气氛暂时设定到达真空度：3×10^-6Torr之后，应用与各Al合金膜同一成分组成的直径4英寸的圆盘型靶，如表1所示使成膜温度及Ar气压分别变化来进行。除此之外的溅射条件如下。接着，对于成膜后的Al合金，在氮气气氛中，经由表1记载的各种退火温度进行30分种的热处理。在表1中，「-」意思是未加热(即室温)。另外，形成的Al合金膜的组成用感应结合等离子(InductiveIyCoupledPlasma：ICP)质量分析法确认。

(溅射条件)

·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Al合金膜，基于JISK7105-198测定60°镜面光泽度。光泽度由设折射率1.567的玻璃表面的光泽度为100时的值(％)表记。

进而使用如上述成膜得到的铝合金膜评价蚀刻残渣。详细而言，加温至40℃，在混酸蚀刻液(磷酸∶硝酸∶醋酸∶水＝70∶2∶10∶18)中浸渍Al合金膜，进行相当于蚀刻完成时间+50％的时间的时间(过量蚀刻时间)蚀刻。用光学显微镜(倍率1000倍)及SEM(倍率3万倍)观察蚀刻后的玻璃表面，将即使均进行观察也没有发现蚀刻残渣的设为○，将仅通过SEM观察发现蚀刻残渣的设为△，将不仅通过SEM观察而且通过光学显微镜进行的观察均发现蚀刻残渣的情况设为×。本实施例中，将○或△判断为蚀刻性良好。

代替Al合金膜对形成纯Al膜的试样也与上述同样测定光泽度及蚀刻残渣。

将这些结果一并记入表1。表1中记载有热处理(退火)后的光泽度的结果，但该值确认了成膜之后(退火前)的光泽度几乎不改变。

【表1】

表1中，No.4～18均为作为稀土元素含有Nd的Al合金膜的例。可知在溅射条件及退火温度全部相同的情况下，伴随Nd量的增加光泽度有增加的倾向[例如，退火温度为室温(-)的情况下，参照No.4、5、6、7、17、18]。另外，当Nd量增多时，观察到蚀刻残渣，但在本发明规定的上限(5原子％)的范围内为合格圈内。另外，光泽度与溅射条件也具有很深关系，以成膜温度或Ar气体压力超过本发明的优选的范围的条件制作的No.11或No.14的光泽度不能得到所希望的光泽度(800％以上)。另外可知，No.7、15、16均为以相同的条件溅射含有0.6原子％的Nd的Al合金膜，且仅改变了热处理温度的例子[No.7的退火温度＝室温，No.15的退火温度＝150℃，No.16的退火温度＝300℃]，与热处理温度无关，光泽度为大致同程度(约820％)，光泽度几乎不受热处理的影响。

根据上述的试验结果确认了，为确保规定的光泽度，将Nd量的上限设为5原子％，对于溅射条件，将成膜温度控制在250℃以下，将Ar气体压力控制在15mTorr以下是有效的。

表1中的No.19～24是应用含有除了Nd之外的稀土元素的Al合金膜的例子。这些都含有本发明规定的稀土元素的含量，且，将溅射条件控制在本发明优选的范围制作，因此，光泽度被控制在了本发明的范围内。另外，在应用除了Nd之外的上述稀土元素的情况下，通过实验进一步确认发现了与上述的Nd同样的实验结果(表1中未表示)。

由这些结果可知，只要应用本发明的Al-稀土元素合金膜，就能够大地期待提供一种光泽度高的触摸面板传感器。

与之相对，No.1～3是不含有稀土元素的纯Al的例，尽管将溅射条件控制在本发明的优选的范围内，但不能控制在本发明规定的光泽度的范围内。

Claims

1.一种触摸面板传感器，其具有透明导电膜和与所述透明导电膜连接的布线，其特征在于，

所述布线由含有0.05～5原子％的稀土元素，余量由Al和不可避免的杂质构成，并且，光泽度为800％以上的Al合金膜构成。

2.如权利要求1所述的触摸面板传感器，其中，所述布线以从基板侧开始的顺序，由高熔点金属膜、所述Al合金膜和高熔点金属膜构成。

3.如权利要求1或2所述的触摸面板传感器，其中，所述稀土元素是从Nd、Gd、La、Y、Ce、Pr和Dy构成的组中选出的一种以上的元素。

4.如权利要求1或2所述的触摸面板传感器，其中，所述透明导电膜由氧化铟锡ITO或氧化铟锌IZO构成。

5.如权利要求3所述的触摸面板传感器，其中，所述透明导电膜由氧化铟锡ITO或氧化铟锌IZO构成。