JP6966856B2 - 導電膜，電極，電子機器，静電容量型入力装置及び電極の製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、電子機器及び光学機器用の金属電極等に使用可能な導電膜，電極，電子機器，静電容量型入力装置及び電極の製造方法に関する。
液晶、有機EL等を利用した各種電子機器に使用される電極（導電性を高める補助電極を含む）において、近年、特に、表示素子等の前面に設置する入出力装置であるタッチセンサ等の大型化が進展している。タッチセンサ（パネル）に含まれる検知電極、配線電極、接続電極の中でも、特に検知電極では、タッチセンサが大型化すると抵抗成分が増大してしまうため、より低抵抗な電極が必要となってきた。
従来、タッチパネル用の電極は、In,Zn,Sn,Ti等を主成分とする酸化物半導体など、透明度が高い導電性金属酸化物を用いることにより、表示の視認性が確保されてきた。しかし、透明度が高い導電性金属酸化物は、抵抗値を低くすることに限界があり、近年要求されるレベルの低抵抗の達成が難しい。そこで、代替材料として、微細パターン化によって視認性を担保可能な低抵抗金属の実用化が要求されている。
そして、タッチパネルなど、表示素子の前面に電極付きの基板を配置する電子機器では、表示の視認性を妨げないことが必要条件となるため、電極には、遮蔽や散乱、迷光、反射等が出来るだけ少ないことが要求される。
しかし、従来の導電性金属酸化物からなる電極を、単に金属に置き換えただけでは、金属特有の高い反射率によってギラツキが生じるため、反射率を低下させる必要がある。また、できるだけ低抵抗で、且つ、電気的に接続可能な導電体で構成することが重要である。
そして、タッチパネルなど、表示素子の前面に電極付きの基板を配置する電子機器では、表示の視認性を妨げないことが必要条件となるため、電極には、遮蔽や散乱、迷光、反射等が出来るだけ少ないことが要求される。
しかし、従来の導電性金属酸化物からなる電極を、単に金属に置き換えただけでは、金属特有の高い反射率によってギラツキが生じるため、反射率を低下させる必要がある。また、できるだけ低抵抗で、且つ、電気的に接続可能な導電体で構成することが重要である。
反射率が低い金属には、モリブデン（Mo）,クロム（Cr）,チタン（Ti）,タンタル（Ta）,タングステン（W）やその合金があるが、これらの金属は、抵抗値が高い部類に該当する。これに対して銀（Ag）,アルミニウム（Al）,銅（Cu）等やその合金は、抵抗値は低いが反射率が高い。
これらの金属の特性を利用して、抵抗値が低く反射率が高い金属の上に、抵抗値が高く反射率が低い金属を積層する方法が提案されているが、金属の積層によって反射率を低減するには、限界がある。
このため、本発明者らは、鋭意研究の結果、透明基板の上に、MAM（MoもしくはMo合金/AlもしくはAl合金/MoもしくはMo合金の３層構造化合物）/In複合酸化物/Mo合金/In複合酸化物の6層を成膜することにより、400〜700nmの可視光域において、3〜8%程度の低反射率の導電性の膜を提案した（特許文献１）。
この膜によれば、低反射率であるため、静電容量型のタッチパネル式入力装置の電極に用いた場合でも、ギラツキが抑えられて、ディスプレイのコントラスト比の低下が抑制されると共に、透明導電膜を用いて形成する場合と比較して、抵抗値が小さいため、静電容量型入力装置の消費電力を低減できる。
この膜によれば、低反射率であるため、静電容量型のタッチパネル式入力装置の電極に用いた場合でも、ギラツキが抑えられて、ディスプレイのコントラスト比の低下が抑制されると共に、透明導電膜を用いて形成する場合と比較して、抵抗値が小さいため、静電容量型入力装置の消費電力を低減できる。
しかし、特許文献１の導電性の低反射膜は、6層という多層構造からなると共に、成膜に用いる金属及び膜の種類も多く、成膜の生産性向上、コスト低減の要望があった。また、層数，膜種が多いために、インラインスパッタ装置での成膜に向かなかった。
そこで、透明基板に、Al膜又はAl合金膜からなる第1層と、10〜13at%のCuを含むAl-Cu合金の窒化膜ならなる第2層と、InとZｎを少なくとも含む酸化物からなる透明導電膜である第3層を成膜した3層構造の導電性の低反射膜が提案されている（特許文献２）。特許文献２の導電性の低反射膜は、低反射率で導電性を有するため、静電容量方式のタッチパネルセンサーなどの入力装置に電極として用いた場合に、ブラックマトリクスとの色度や反射率（輝度）の差が小さく、電極が視認されにくい。
そこで、透明基板に、Al膜又はAl合金膜からなる第1層と、10〜13at%のCuを含むAl-Cu合金の窒化膜ならなる第2層と、InとZｎを少なくとも含む酸化物からなる透明導電膜である第3層を成膜した3層構造の導電性の低反射膜が提案されている（特許文献２）。特許文献２の導電性の低反射膜は、低反射率で導電性を有するため、静電容量方式のタッチパネルセンサーなどの入力装置に電極として用いた場合に、ブラックマトリクスとの色度や反射率（輝度）の差が小さく、電極が視認されにくい。
しかし、特許文献２の膜によれば、第2層にAlを含み、第3層がIn系の膜であるため、成膜後のエッチング工程において、第2層のAl-Cu合金の窒化膜と第3層のIn系の酸化物からなる透明導電膜との界面に水分が接触してガルバニック腐食が発生し、静電容量型入力装置の電極の用途としては、実用に向かなかった。
ガルバニック腐食とは、電解質水溶液中において異種の金属材料を接触させたときに生じる腐食現象であり、電位が卑な方の金属がアノードとなって、単独で置かれている場合よりも一般に腐食速度が増大する。特許文献２の膜では、エッチング工程において、Alが、より貴な金属であるInと電解質水溶液中で長時間にわたり直接接触することにより、極部電池が形成され、Alが液中へ溶けてイオン化する。
ガルバニック腐食とは、電解質水溶液中において異種の金属材料を接触させたときに生じる腐食現象であり、電位が卑な方の金属がアノードとなって、単独で置かれている場合よりも一般に腐食速度が増大する。特許文献２の膜では、エッチング工程において、Alが、より貴な金属であるInと電解質水溶液中で長時間にわたり直接接触することにより、極部電池が形成され、Alが液中へ溶けてイオン化する。
そこで、ガルバニック腐食の生じにくい材料の組合せを用いた2層構造の導電性の低反射膜が提案されている（特許文献３）。特許文献３の導電性の低反射膜は、透明基板に、Al膜又はAl合金膜からなる第1層と、Al合金の一部が窒化した膜からなる第2層とが積層された構造からなり、低シート抵抗及び低反射率の両方を達成することができる。
しかし、特許文献３の膜によれば、表面層である第2層の窒化膜の温純水耐性が低く、成膜後の洗浄工程で温純水に投入すると、膜の表面が溶解し、膜特性が大きく崩れるという課題があった。
タッチパネル式入力装置の電極に要求される低反射率と低抵抗値を備え、2〜3層程度と層数が少なく、電子機器等の電極として使用可能なものは、知られていなかった。
タッチパネル式入力装置の電極に要求される低反射率と低抵抗値を備え、2〜3層程度と層数が少なく、電子機器等の電極として使用可能なものは、知られていなかった。
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、電子機器や光学機器の電極に要求される低抵抗値と、反射率10%以下の低反射率を備え、2〜3層構成の導電膜，電極，電子機器，静電容量型入力装置及び電極の製造方法を提供することにある。
本発明の他の目的は、低抵抗，低反射率の膜からなり、成膜後の工程に支障なく、インラインスパッタにより製造可能な導電膜，電極，電子機器，静電容量型入力装置及び電極の製造方法を提供することにある。
本発明の他の目的は、低抵抗，低反射率の膜からなり、成膜後の工程に支障なく、インラインスパッタにより製造可能な導電膜，電極，電子機器，静電容量型入力装置及び電極の製造方法を提供することにある。
上記課題を解決すべく、本発明者らが鋭意研究した結果、透明基板上にAl又はAl合金膜からなる金属層と、酸窒化されたAl合金膜からなる酸窒化合金層と、を積層することにより、低抵抗で、可視光域において10%程度以下の低反射率を有し、エッチング特性及び温純水耐性の良好な導電膜が得られることを見出して、本発明をするに至った。
すなわち、前記課題は、本発明の導電膜によれば、透明基板上に形成される導電膜であって、前記透明基板上に形成されるAl膜又はAl合金膜からなる金属層と、該金属層上に形成され、Alと、Nd,Mn,Cu,Ti,Ta,Ge,La,Zrを含む群から選択される少なくとも一種の金属を含むAl合金であって、少なくとも一部が酸窒化されている酸窒化合金層と、が積層されてなり、前記酸窒化合金層において、前記金属層逆側の表面からSiO 2 換算深さ20nmまでの領域における窒素原子と酸素原子の合計に対する窒素原子の原子濃度比が、20at%以下であり、前記導電膜を形成した前記透明基板の波長410〜670nmにおける反射率が、10%以下であること、により解決される。
すなわち、前記課題は、本発明の導電膜によれば、透明基板上に形成される導電膜であって、前記透明基板上に形成されるAl膜又はAl合金膜からなる金属層と、該金属層上に形成され、Alと、Nd,Mn,Cu,Ti,Ta,Ge,La,Zrを含む群から選択される少なくとも一種の金属を含むAl合金であって、少なくとも一部が酸窒化されている酸窒化合金層と、が積層されてなり、前記酸窒化合金層において、前記金属層逆側の表面からSiO 2 換算深さ20nmまでの領域における窒素原子と酸素原子の合計に対する窒素原子の原子濃度比が、20at%以下であり、前記導電膜を形成した前記透明基板の波長410〜670nmにおける反射率が、10%以下であること、により解決される。
このように、透明基板，Al膜又はAl合金膜からなる金属層，Al合金の少なくとも一部が酸窒化された酸窒化合金層が積層されているので、低抵抗でかつ反射率が低く、温純水耐性，ウェットエッチング加工性が良好な、層数の少ない導電膜を実現できる。
温純水耐性，ウェットエッチング加工性が良好であるため、酸窒化合金層を有しない従来の導電膜のように、成膜後のエッチング工程において、反射率特性が大きく変更することがなく、電子機器，光学機器の金属電極として実用化が可能である。
更に、層数が2層であって少ないため、インラインスパッタ装置での製造が可能となり、カルーセル型スパッタ装置等を用いた場合よりも、装置占有率を高めることができ、工数を圧倒的に低減することができる。
また、金属層及び酸窒化合金層において、Alを用いているため、光学特性が良好で、かつ、導電膜成膜後のエッチング性等の加工特性が良好となる。
また、導電膜の表面層の窒素原子と酸素原子の合計に対する窒素原子の原子濃度比を、20at%以下まで低減しているため、成膜後の温純水洗浄工程において、導電膜の表面が溶解し、反射率特性が悪化することを抑制できる。
また、液晶，有機EL等の電子機器や光学機器の金属電極として使用した場合に、ギラツキが抑えられ、表示の視認性を妨げることが抑制される。
温純水耐性，ウェットエッチング加工性が良好であるため、酸窒化合金層を有しない従来の導電膜のように、成膜後のエッチング工程において、反射率特性が大きく変更することがなく、電子機器，光学機器の金属電極として実用化が可能である。
更に、層数が2層であって少ないため、インラインスパッタ装置での製造が可能となり、カルーセル型スパッタ装置等を用いた場合よりも、装置占有率を高めることができ、工数を圧倒的に低減することができる。
また、金属層及び酸窒化合金層において、Alを用いているため、光学特性が良好で、かつ、導電膜成膜後のエッチング性等の加工特性が良好となる。
また、導電膜の表面層の窒素原子と酸素原子の合計に対する窒素原子の原子濃度比を、20at%以下まで低減しているため、成膜後の温純水洗浄工程において、導電膜の表面が溶解し、反射率特性が悪化することを抑制できる。
また、液晶，有機EL等の電子機器や光学機器の金属電極として使用した場合に、ギラツキが抑えられ、表示の視認性を妨げることが抑制される。
前記透明基板がプラスチック基板からなり、前記金属層は、前記プラスチック基板上に成膜された密着膜上に成膜されていてもよい。
また、前記導電膜からなり、電子機器に用いられてもよい。
前記導電膜からなる電極を備えることを特徴とする電子機器としてもよい。
また、前記導電膜からなり、電子機器に用いられてもよい。
前記導電膜からなる電極を備えることを特徴とする電子機器としてもよい。
また、前記課題は、本発明の静電容量型入力装置によれば、透明基板の一面上に、第1方向に延在する第1の電極パターンと、該電極パターンと異なる第2方向に延在する第2の電極パターンと、を備え、静電容量を検出する静電容量型入力装置であって、前記第1の電極パターン及び前記第2の電極パターンのうち少なくとも一方が、透明基板上に形成されるAl膜又はAl合金膜からなる金属層と、該金属層上に形成され、Alと、Nd,Mn,Cu,Ti,Ta,Ge,La,Zrを含む群から選択される少なくとも一種の金属を含むAl合金であって、少なくとも一部が酸窒化されている酸窒化合金層と、が積層されてなる導電膜から形成されており、前記酸窒化合金層において、前記金属層逆側の表面からSiO 2 換算深さ20nmまでの領域における窒素原子と酸素原子の合計に対する窒素原子の原子濃度比が、20at%以下であり、前記導電膜を形成した前記透明基板の波長410〜670nmにおける反射率が、10%以下であることにより解決される。
また、前記課題は、本発明の電極の製造方法によれば、Alターゲット又はAl合金ターゲットを用いて、スパッタリングにより、透明基板上に、Al又はAl合金からなる金属層を成膜する工程と、Alと、Alと、Nd,Mn,Cu,Ti,Ta,Ge,La,Zrを含む群から選択される少なくとも一種の金属を含むAl合金からなるターゲットを用いて、酸素ガス及び窒素ガスを導入したスパッタリングにより、前記金属層上に、Alと、Nd,Mn,Cu,Ti,Ta,Ge,La,Zrを含む群から選択される少なくとも一種の金属を含むAl合金であって、少なくとも一部が酸窒化されている酸窒化合金層を積層して、導電膜を成膜する工程と、前記導電膜を40℃よりも高い温度の純水で洗浄する工程と、を含み、前記酸窒化合金層において、前記金属層逆側の表面からSiO 2 換算深さ20nmまでの領域における窒素原子と酸素原子の合計に対する窒素原子の原子濃度比が、20at%以下であり、前記導電膜を形成した前記透明基板の波長410〜670nmにおける反射率が、10%以下であることにより解決される。
このように、前記金属層上に、Alと、Nd,Mn,Cu,Ti,Ta,Ge,La,Zrを含む群から選択される少なくとも一種の金属を含むAl合金であって、少なくとも一部が酸窒化されている酸窒化合金層と、を積層して導電膜を成膜する工程を備えているため、導電膜の最表層を酸窒化することにより、導電膜の成膜後の温純水耐性を向上して、温純水に浸漬しても反射率特性が悪化することを抑制可能となる。また、Al合金の成膜と酸素及び窒素の供給を同時に行っているため、酸窒化合金層の厚み方向における酸素及び窒素の比率を比較的平均化することが可能となる。さらに、窒化合金膜又は合金膜を成膜した後に酸素イオンを照射する方法では、Alが異常粒子に成長し、Al原子と酸素原子が均質に混合しないが、本発明では、Al合金を成膜しながら、酸素及び窒素の供給を同時に行っているため、酸素原子がAl原子中に均質に混合する。
このように、前記金属層上に、Alと、Nd,Mn,Cu,Ti,Ta,Ge,La,Zrを含む群から選択される少なくとも一種の金属を含むAl合金であって、少なくとも一部が酸窒化されている酸窒化合金層と、を積層して導電膜を成膜する工程を備えているため、導電膜の最表層を酸窒化することにより、導電膜の成膜後の温純水耐性を向上して、温純水に浸漬しても反射率特性が悪化することを抑制可能となる。また、Al合金の成膜と酸素及び窒素の供給を同時に行っているため、酸窒化合金層の厚み方向における酸素及び窒素の比率を比較的平均化することが可能となる。さらに、窒化合金膜又は合金膜を成膜した後に酸素イオンを照射する方法では、Alが異常粒子に成長し、Al原子と酸素原子が均質に混合しないが、本発明では、Al合金を成膜しながら、酸素及び窒素の供給を同時に行っているため、酸素原子がAl原子中に均質に混合する。
本発明によれば、層数，膜種が少なく、温純水耐性及びウェットエッチング加工性が良好で、低反射率であることにより視認性も良好で、低抵抗の導電膜を提供できる。
本発明によれば、電気特性（導電性）、光学特性（屈折率と消衰係数）、エッチング特性（エッチャントでの溶解性、エッチングレート）を、所望の値になるよう自在に制御可能となる。
本発明によれば、電気特性（導電性）、光学特性（屈折率と消衰係数）、エッチング特性（エッチャントでの溶解性、エッチングレート）を、所望の値になるよう自在に制御可能となる。
従って、他の金属配線への電気的配線接続が容易で、良好な導電性を確保しつつ、視認側からの金属表面反射率を低減することにより、金属層によって生じるギラツキを抑制でき、湿式エッチングによって一括で任意の微細パターンを形成可能な導電性の積層体を、少ない層構成により達成することができる。
そして、本発明の積層体からなる導電膜は、電子機器用の電極材料に用いた場合に、応答速度が向上できるとともに、微細加工と反射率低減による視認性の改善、一括エッチングによるパターンニング形成、最低限の層構成により、生産性の向上及び原価低減を図ることができる。
層数、膜種の低減により、インラインスパッタ装置での成膜が容易になり、生産性向上、コスト低減を図ることができる。
そして、本発明の積層体からなる導電膜は、電子機器用の電極材料に用いた場合に、応答速度が向上できるとともに、微細加工と反射率低減による視認性の改善、一括エッチングによるパターンニング形成、最低限の層構成により、生産性の向上及び原価低減を図ることができる。
層数、膜種の低減により、インラインスパッタ装置での成膜が容易になり、生産性向上、コスト低減を図ることができる。
以下、本発明の実施形態に係る導電膜，電極，電子機器，静電容量型入力装置及び電極の製造方法について、図１〜図１７を参照しながら説明する。
本発明の導電膜，電極，電子機器，静電容量型入力装置及び電極の製造方法は、液晶，有機EL等を利用した各種電子機器や、光学機器等の電極に用いることができる。
本明細書において、透明導電膜とは、電気伝導性が高く（比抵抗が1×10-3Ω・cm以下）で、可視光領域（380〜780nm）で透過率80%以上の二つの性質を併せ持つ薄膜をいい、SnドープIn2O3（ITO），ZnドープIn2O3（IZO），AZOを含む。
本明細書において、at%とは、原子%と同義である。
本発明の導電膜，電極，電子機器，静電容量型入力装置及び電極の製造方法は、液晶，有機EL等を利用した各種電子機器や、光学機器等の電極に用いることができる。
本明細書において、透明導電膜とは、電気伝導性が高く（比抵抗が1×10-3Ω・cm以下）で、可視光領域（380〜780nm）で透過率80%以上の二つの性質を併せ持つ薄膜をいい、SnドープIn2O3（ITO），ZnドープIn2O3（IZO），AZOを含む。
本明細書において、at%とは、原子%と同義である。
＜実施の形態１＞
本実施形態では、電子機器として、タッチパネルの静電容量型入力装置を例に説明する。
タッチパネルとは、タッチセンサと表示装置とを一体に備えたタッチセンサ一体型表示装置をいう。タッチパネルとしては、液晶装置などの表示装置の視認側に、透明基板上に透明導電膜で形成したパターンを検出電極とするタッチセンサ基板を貼り合わせることで製作されたものや、表示装置の基板にタッチセンサ電極パターンを形成してタッチセンサ一体型表示装置とするものがある。
本実施形態では、電子機器として、タッチパネルの静電容量型入力装置を例に説明する。
タッチパネルとは、タッチセンサと表示装置とを一体に備えたタッチセンサ一体型表示装置をいう。タッチパネルとしては、液晶装置などの表示装置の視認側に、透明基板上に透明導電膜で形成したパターンを検出電極とするタッチセンサ基板を貼り合わせることで製作されたものや、表示装置の基板にタッチセンサ電極パターンを形成してタッチセンサ一体型表示装置とするものがある。
タッチパネルにおいて、指又はタッチペン等によるタッチ位置を検出するためには、X方向及びY方向の直交する２方向の電極の列が必要となる。静電容量型タッチセンサの場合、X、Yの２方向の検出電極を、異なる二面に設けるタイプと同一面に設けるタイプがある。
静電容量式とは、指先と、導電膜のパターニングにより形成された検出電極との間での静電容量の変化を捉えて位置を検出する形式である。
静電容量式とは、指先と、導電膜のパターニングにより形成された検出電極との間での静電容量の変化を捉えて位置を検出する形式である。
異なる二面に設けるタイプにおいては、液晶表示装置のカラーフィルタ基板の視認逆側の面に複数のストライプ状の電極パターンとして設けられた液晶駆動用の共通電極をセンサの駆動電極とし、カラーフィルタ基板の視認側の面に、駆動電極の電極パターンの延在方向と直行する方向に延びる電極パターンとして設けられたタッチ検出電極（この場合受信電極と称される）とからタッチ検出デバイスを構成し、X、Yの２方向の検出電極を、異なる二面に設けて構成する。
この構成により、タッチ検出デバイスでは、駆動電極ドライバが駆動電極に対して駆動信号を印加することにより、タッチ検出電極からタッチ検出信号を出力し、タッチ検出が行われるようになっている。
この構成により、タッチ検出デバイスでは、駆動電極ドライバが駆動電極に対して駆動信号を印加することにより、タッチ検出電極からタッチ検出信号を出力し、タッチ検出が行われるようになっている。
一方、同一面に設けるタイプにおいては、カラーフィルタ基板の透明基板の視認側の面の同一レイヤーに、X、Yの2方向の検出用電極（一方が駆動電極、他方が受信電極）を配置して構成する。X軸方向に沿う複数の列が直交するＹ軸方向に間欠的に配列されている第1の透光性電極と、Y軸方向に沿う複数の列の各々が第1の透光性電極の行間及び列間に配置される第2の透光性電極とを備え、第1の透光性電極と第２の透光性電極とは透明絶縁膜によって互いに絶縁される。第1、第2の透光性電極の交差部において、第2の透光性電極はそれ自体のパターンが連続的に導通しており、第1の透光性電極の各々は第1の透光性電極上の透明絶縁膜のコンタクトホールを通じて導電性材料からなる複数のジャンパーによって相互に電気的に接続されることにより、X、Yの２方向の検出電極を、同一面に設けて構成される。
異なる二面に設けるタイプと同一面に設けるタイプでは、いずれも、カラーフィルタ基板での透過率低下を防ぐため、検出電極を、透明導電膜により形成される透明電極から構成できる。
異なる二面に設けるタイプと同一面に設けるタイプでは、いずれも、カラーフィルタ基板での透過率低下を防ぐため、検出電極を、透明導電膜により形成される透明電極から構成できる。
以下、実施形態１の静電容量型入力装置は、前者の異なる二面に設けるタイプとして説明する。後者の同一面に設けるタイプは、実施形態２として説明する。
本実施形態に係る静電容量型入力装置は、タッチセンサと表示装置とを一体に備えたタッチセンサ一体型表示装置１の入力装置であって、本実施形態の導電膜をタッチ検出電極として用いるものである。
タッチセンサ一体型表示装置１は、例えば、図１〜図３で示す静電容量式の液晶表示パネルＰ１を備えている。
本実施形態の液晶表示パネルＰ１は、図１に示すように、概略長方形の板状体からなり、視認側から見て、液晶表示パネルＰ１の全周の縁に沿って端部から所定の幅の領域に枠状に形成された加飾部２と、加飾部２の内側に形成された略長方形の操作部３と、が形成されている。
本実施形態に係る静電容量型入力装置は、タッチセンサと表示装置とを一体に備えたタッチセンサ一体型表示装置１の入力装置であって、本実施形態の導電膜をタッチ検出電極として用いるものである。
タッチセンサ一体型表示装置１は、例えば、図１〜図３で示す静電容量式の液晶表示パネルＰ１を備えている。
本実施形態の液晶表示パネルＰ１は、図１に示すように、概略長方形の板状体からなり、視認側から見て、液晶表示パネルＰ１の全周の縁に沿って端部から所定の幅の領域に枠状に形成された加飾部２と、加飾部２の内側に形成された略長方形の操作部３と、が形成されている。
操作部３には、図２、図３に示すように、主にX方向に延び、本実施形態の導電膜からなるタッチ検出電極１５が形成され、Y方向に延びる駆動電極として用いられる共通電極２５とタッチ検出電極１５との間の容量を利用してタッチを検出可能となっている。ここでは、液晶を走査して作動させる液晶駆動用の共通電極２５をセンサの駆動電極として用いる構成としている。本実施形態は、タッチ検出電極１５と駆動電極としての共通電極２５とが、異なる面に形成された2層タイプである。本実施形態の液晶表示パネルＰ１では、TFT基板２０に、駆動電極としての共通電極２５が、Y方向に延びるように形成され、カラーフィルタ１３とブラックマトリクスが同一面に形成されているカラーフィルタ基板１０に、主にX方向に延びる本実施形態の導電膜からなるタッチ検出電極１５が形成されている。原理的には、タッチ検出電極１５を構成する導電膜は、X方向だけで良いが、指以外の細いものでのタッチ検出用にY方向にも必要となる。
本実施形態の液晶表示パネルＰ１は、図３に示すように、カラーフィルタ基板１０とTFT基板２０とが、液晶３０を封入した状態で貼り合わされて形成されている。
カラーフィルタ基板１０のガラス基板１１の非視認側である液晶３０側の面には、図２、図３に示すように、格子状のブラックマトリクス１２と、ブラックマトリクス１２に区分されて配置されたカラーフィルタ１３が積層されている。
カラーフィルタ１３は、例えば赤（R）、緑（G）、青（B）の３色のカラーフィルタ層を周期的に配列して構成したもので、各表示画素にR、G、Bの３色が一組として対応付けられている。図２、３において、記号１３で示されている矩形が表示画素中のR、G、Bの内の1色を示す。導電膜による矩形パターンは、複数個の表示画素を含むように配置される。
カラーフィルタ基板１０のガラス基板１１の非視認側である液晶３０側の面には、図２、図３に示すように、格子状のブラックマトリクス１２と、ブラックマトリクス１２に区分されて配置されたカラーフィルタ１３が積層されている。
カラーフィルタ１３は、例えば赤（R）、緑（G）、青（B）の３色のカラーフィルタ層を周期的に配列して構成したもので、各表示画素にR、G、Bの３色が一組として対応付けられている。図２、３において、記号１３で示されている矩形が表示画素中のR、G、Bの内の1色を示す。導電膜による矩形パターンは、複数個の表示画素を含むように配置される。
なお、本実施形態では、ブラックマトリクス１２とカラーフィルタ１３が同じ基板に形成されたカラーフィルタ基板１０を用いているが、カラーフィルタ基板１０の代わりに、ブラックマトリクス１２のみを備えたブラックマトリクス基板を用いてもよい。この場合には、ブラックマトリクス基板とは異なる別の基板上に、カラーフィルタ層が設けられる。
カラーフィルタ基板１０の液晶３０側の面には、更に配向膜１６が形成されている。
カラーフィルタ基板１０の液晶３０側の面には、更に配向膜１６が形成されている。
カラーフィルタ基板１０の液晶３０逆側の面の操作部３には、図２、図３に示すように、本実施形態の導電膜から構成されたタッチ検出電極１５が形成され、同じ層において加飾部２に一体的に形成された配線パターン５０及び接続端子５０ａに電気的に接続されている。配線パターン５０及び接続端子５０ａも、タッチ検出電極１５と一体的に、本実施形態の導電膜から構成されているが、他の金属配線等から構成してもよい。
タッチ検出電極１５，配線パターン５０及び接続端子５０ａを構成する導電膜は、透明基板上に成膜されたAl膜又はAl合金膜からなる金属層と、この金属層上に積層され、Alと、Alと、Nd,Mn,Cu,Ti,Ta,Ge,La,Zrを含む群から選択される少なくとも一種の金属を含むAl合金であって、一部が酸窒化されている酸窒化合金層と、が積層されてなる。
なお、本実施形態の導電膜は、透明のガラス基板１１上に直接成膜されているが、これに限定されるものではなく、基板上に形成された誘電体膜からなる密着層の上に導電膜を成膜してもよい。特に、プラスチック基板は、Al又はAl合金との密着性が弱いため、プラスチック基板の上に形成された密着層上に本実施形態の導電膜を成膜するとよい。
タッチ検出電極１５，配線パターン５０及び接続端子５０ａを構成する導電膜は、透明基板上に成膜されたAl膜又はAl合金膜からなる金属層と、この金属層上に積層され、Alと、Alと、Nd,Mn,Cu,Ti,Ta,Ge,La,Zrを含む群から選択される少なくとも一種の金属を含むAl合金であって、一部が酸窒化されている酸窒化合金層と、が積層されてなる。
なお、本実施形態の導電膜は、透明のガラス基板１１上に直接成膜されているが、これに限定されるものではなく、基板上に形成された誘電体膜からなる密着層の上に導電膜を成膜してもよい。特に、プラスチック基板は、Al又はAl合金との密着性が弱いため、プラスチック基板の上に形成された密着層上に本実施形態の導電膜を成膜するとよい。
金属層は、Al膜又はAl合金膜からなる。
配線用金属として上記Al膜又はAl合金膜を使用することにより、リン硝酢酸系エッチング液によるウェットエッチング加工性が向上する。ここで、上記リン硝酢酸系エッチング液とは、リン酸と硝酸と酢酸を少なくとも含む混合液を意味する。
配線用金属として上記Al膜又はAl合金膜を使用することにより、リン硝酢酸系エッチング液によるウェットエッチング加工性が向上する。ここで、上記リン硝酢酸系エッチング液とは、リン酸と硝酸と酢酸を少なくとも含む混合液を意味する。
具体的には、金属層単膜の電気抵抗率が20μΩ・cm以下の上記Al膜又はAl合金膜を用いることが好ましい。金属層の電気抵抗率は、電気抵抗率が1kΩ・cm以下である酸窒化合金層と比較して電気抵抗率が十分低いため、電荷の流れは金属層が支配的となり、積層構造のシート抵抗も低減される。
Al合金膜は、Nd,Cu,Ti,Mn,Ta,Ge,La,ZrおよびNiよりなる群から選択される少なくとも一種の元素を含むAl合金膜である。
Al合金膜の合金成分として、高融点金属元素、希土類金属元素の少なくとも一種以上を含有させてもよい。これにより、熱凝集抑制効果が発揮される。ここで、高融点金属元素は、Mo,Ti,Ta,W,Cr,Mnなどの融点が1200℃以上の金属を意味する。また、希土類金属元素とは、ランタノイド元素、即ちLaからLuまでの15元素およびスカンジウムとイットリウムを含む意味である。これらのうち、特にTi,Ta,Mnの高融点金属元素を含有するＡｌ合金を用いることによって耐熱性が高められ、更に使用環境によって存在するハロゲン、塩水などによる腐食に対する耐食性も向上する。また、合金成分として、Cu,Ge,Zr,NiなどのAlに対して貴な電極電位を有する元素を含有することも好ましい。これにより、例えば、Al合金電極と透明電極が接する構造を用いた場合、Al合金薄膜と透明電極との接続界面における電池反応を抑制し、電解腐食を抑制することができる。
Al合金膜の合金成分として、高融点金属元素、希土類金属元素の少なくとも一種以上を含有させてもよい。これにより、熱凝集抑制効果が発揮される。ここで、高融点金属元素は、Mo,Ti,Ta,W,Cr,Mnなどの融点が1200℃以上の金属を意味する。また、希土類金属元素とは、ランタノイド元素、即ちLaからLuまでの15元素およびスカンジウムとイットリウムを含む意味である。これらのうち、特にTi,Ta,Mnの高融点金属元素を含有するＡｌ合金を用いることによって耐熱性が高められ、更に使用環境によって存在するハロゲン、塩水などによる腐食に対する耐食性も向上する。また、合金成分として、Cu,Ge,Zr,NiなどのAlに対して貴な電極電位を有する元素を含有することも好ましい。これにより、例えば、Al合金電極と透明電極が接する構造を用いた場合、Al合金薄膜と透明電極との接続界面における電池反応を抑制し、電解腐食を抑制することができる。
金属層のAl合金膜の合金元素含有量は、該合金元素含有量の下限は、上述した耐熱性と耐食性を確保するため、前記高融点金属元素、希土類金属元素、およびAlよりも貴な電極電位を有する元素のうちの、少なくとも一種以上の元素を、合計で0.1at%以上含有させることが好ましく、より好ましくは0.2at%以上である。
一方、上記合金元素含有量の上限は、低シート抵抗を実現するために次の通りとすることが好ましい。即ち、前記希土類金属元素や前記高融点金属元素を含有させる場合には、該希土類金属元素の合計含有量の上限と、該高融点金属元素の合計含有量の上限を、それぞれ2at%以下とすることが好ましく、それぞれ1at%以下とすることがより好ましい。前記Alよりも貴な電極電位を有する元素を含有させる場合には、該元素の合計含有量の上限を、3at%以下とすることが好ましく、より好ましくは2at%以下である。
また前記高融点金属元素、希土類金属元素、およびAlよりも貴な電極電位を有する元素の合計含有量は、3at%以下とすることが好ましく、より好ましくは2at%以下である。
また前記高融点金属元素、希土類金属元素、およびAlよりも貴な電極電位を有する元素の合計含有量は、3at%以下とすることが好ましく、より好ましくは2at%以下である。
金属層の膜厚は、積層構造としたときのシート抵抗値を所定範囲まで下げるため、50nm以上であることが好ましい。金属層の膜厚が50nmを下回ると、所望とするシート抵抗値を得ることが難しい。より好ましくは100nm以上である。しかし、金属層の膜厚が400nmを超えると、リン硝酢酸系エッチング液によるウェットエッチング加工性や製造性が低下する虞があるため、金属層の膜厚を400nm以下とすることが好ましい。
酸窒化合金層は、Alと、Nd,Mn,Cu,Ti,Ta,Ge,La,Zrを含む群から選択される少なくとも一種の金属を含むAl合金であって、少なくとも一部が酸窒化している層である。酸窒化合金層の合金は、MnおよびCuよりなる群から選択される少なくとも一種の元素を含むAl合金から構成すると、ハロゲン、塩水などに対する耐食性向上の観点から好ましい。
酸窒化合金層は、波長450nm、波長550nm、および波長650nmの吸収係数が0.3以上を満足していることが好ましい。また酸窒化合金層は、波長450nm、波長550nm、および波長650nmの屈折率が1.0以上であることが好ましい。酸窒化合金層として、このように吸収係数が高く、かつ屈折率の高い層を使用することによって、導電膜全体の反射率を低減することができる。
本明細書において「少なくとも一部が酸窒化されている」とは、所望の効果が有効に発揮されるよう、上記Al合金中に少なくとも窒素原子と酸素原子を含有していれば良く、必ずしも、化学量論組成を満足する酸窒化物である必要はない。但し、温純水特性を向上するため、「少なくとも一部」とは、酸窒化合金層の少なくとも表面層を含む。
本実施形態の酸窒化合金層において、窒素原子と酸素原子の合計に対する窒素原子の原子濃度比は、10〜24at%である。特に、酸窒化合金層の金属層逆側の表面から20nmまでの領域において、窒素原子と酸素原子の合計に対する窒素原子の原子濃度比は、10〜20at%である。酸窒化合金層の金属層逆側の表面から10nmまでの領域において、窒素原子と酸素原子の合計に対する窒素原子の原子濃度比は、10〜19at%である。
このように、酸窒化合金層の金属層逆側の表面から10nmまでの最表面層領域において、窒素原子と酸素原子の合計に対する窒素原子の原子濃度比を、20at%以下とすることにより、ガルバニック腐食の発生を防止して温純水耐性を向上できる。その結果、透明基板上に導電膜を成膜後のウェットエッチングの加工性を向上できる。
このように、酸窒化合金層の金属層逆側の表面から10nmまでの最表面層領域において、窒素原子と酸素原子の合計に対する窒素原子の原子濃度比を、20at%以下とすることにより、ガルバニック腐食の発生を防止して温純水耐性を向上できる。その結果、透明基板上に導電膜を成膜後のウェットエッチングの加工性を向上できる。
金属酸窒化合金層に含まれるAl以外の金属元素の好ましいドープ量は元素の種類によって異なる。Ndのドープ量は、0.1at%以上3at%以下程度が適当である。
＜電極の製造方法＞
以下、本発明の一実施形態における電極の製造方法について説明する。
本実施形態の導電膜は、スパッタリング法により成膜する。バッチ式のスパッタ装置を用いてもよいし、少なくとも2つの成膜室を備えたインラインスパッタ装置を用い、第１の成膜室で金属層成膜工程を行い、その後連続して第２の成膜室で酸窒化合金層成膜工程を行ってもよい。
まず、スパッタ装置に、透明基板と金属層用のターゲットをセットして、透明基板上に金属層をスパッタリング成膜する金属層成膜工程を行う。
ターゲットとしては、Alターゲット又はNd,Cu,Ti,Mn,Ta,Ge,La,ZrおよびNiよりなる群から選択される少なくとも一種の元素と、Alとの合金ターゲットを用いる。
この工程は、以下の条件で行う。
・基板温度：室温〜400℃
・雰囲気ガス：Arガス
・到達真空度：1〜10×10-4Pa
・スパッタ電力：5〜6W/cm2
・膜厚：300〜400nm
なお、透明基板がプラスチック基板である場合には、金属層成膜工程の前に、プラスチック基板上に密着層を成膜する密着層形成工程を行い、金属層成膜工程では、密着層上に金属層を成膜する。
以下、本発明の一実施形態における電極の製造方法について説明する。
本実施形態の導電膜は、スパッタリング法により成膜する。バッチ式のスパッタ装置を用いてもよいし、少なくとも2つの成膜室を備えたインラインスパッタ装置を用い、第１の成膜室で金属層成膜工程を行い、その後連続して第２の成膜室で酸窒化合金層成膜工程を行ってもよい。
まず、スパッタ装置に、透明基板と金属層用のターゲットをセットして、透明基板上に金属層をスパッタリング成膜する金属層成膜工程を行う。
ターゲットとしては、Alターゲット又はNd,Cu,Ti,Mn,Ta,Ge,La,ZrおよびNiよりなる群から選択される少なくとも一種の元素と、Alとの合金ターゲットを用いる。
この工程は、以下の条件で行う。
・基板温度：室温〜400℃
・雰囲気ガス：Arガス
・到達真空度：1〜10×10-4Pa
・スパッタ電力：5〜6W/cm2
・膜厚：300〜400nm
なお、透明基板がプラスチック基板である場合には、金属層成膜工程の前に、プラスチック基板上に密着層を成膜する密着層形成工程を行い、金属層成膜工程では、密着層上に金属層を成膜する。
次いで、スパッタ装置に、金属層成膜工程で金属層を成膜した透明基板と、酸窒化合金層用のターゲットをセットして、酸素と窒素の混合ガスを導入しながら、酸窒化合金層をスパッタリング成膜する酸窒化合金層成膜工程を行う。酸窒化合金層成膜工程が、特許請求の範囲の酸窒化合金層を積層して、導電膜を成膜する工程に該当する。
この工程では、ターゲットとして、Alと、Nd,Mn,Cu,Ti,Ta,Ge,La,Zrよりなる群から選択される少なくとも一種の金属を含むAl合金からなるターゲットを用いる。
この工程は、以下の条件で行う。
・基板温度：室温〜400℃
・雰囲気ガス：Arガス，窒素ガス，酸素ガス
・酸素ガス流量／窒素ガス流量：5〜20%
・到達真空度：1〜10×10-4Pa
・スパッタ電力：2〜3W/cm2
・膜厚：10〜100nm
この工程では、ターゲットとして、Alと、Nd,Mn,Cu,Ti,Ta,Ge,La,Zrよりなる群から選択される少なくとも一種の金属を含むAl合金からなるターゲットを用いる。
この工程は、以下の条件で行う。
・基板温度：室温〜400℃
・雰囲気ガス：Arガス，窒素ガス，酸素ガス
・酸素ガス流量／窒素ガス流量：5〜20%
・到達真空度：1〜10×10-4Pa
・スパッタ電力：2〜3W/cm2
・膜厚：10〜100nm
このように、スパッタリング時に、Arガス，窒素ガス及び酸素ガスの3種類のガスを同時に導入することにより、酸窒化合金層の厚さ方向の全長に亘って、Al合金をほぼ均一に酸窒化することができる。
また、合金膜を形成後に酸素イオンを照射して膜の表面を酸化する方法では、Alが異常粒子に成長し、Al合金と酸素原子が混合しない。また、酸素イオンを照射する方法では、スパッタ装置内に、又は、スパッタ装置とは別に、イオン照射装置が必要となる。それに対し、本工程では、酸窒素混合ガスを導入しているため、Al合金に酸窒素原子をほぼ均一に導入できると共に、製造工程の工数も減少させることが可能となる。
また、合金膜を形成後に酸素イオンを照射して膜の表面を酸化する方法では、Alが異常粒子に成長し、Al合金と酸素原子が混合しない。また、酸素イオンを照射する方法では、スパッタ装置内に、又は、スパッタ装置とは別に、イオン照射装置が必要となる。それに対し、本工程では、酸窒素混合ガスを導入しているため、Al合金に酸窒素原子をほぼ均一に導入できると共に、製造工程の工数も減少させることが可能となる。
以上の金属層成膜工程及び酸窒化合金層成膜工程を行って、導電膜を成膜した後、電極のパターン形成を行う。
電極のパターン形成においては、まず、導電膜の表面を整面（洗浄）して、スピンコーターや吹付によりフォトレジストをコートするレジストコート工程を行う。
その後、パターニングしたマスク原版を使用して、紫外線を照射してパターンを焼き付ける露光（焼き付け）工程を行う。
次いで、硬化していないフォトレジストを除去し、原版のパターンを現像する現像工程を行う。
その後、フォトレジストが除去された不要な部分を、エッチングにより除去するエッチング工程を行う。
フォトレジストを剥離する剥離工程と、温純水に浸漬して洗浄する洗浄工程を行い、電極のパターン形成を完了する。
電極のパターン形成においては、まず、導電膜の表面を整面（洗浄）して、スピンコーターや吹付によりフォトレジストをコートするレジストコート工程を行う。
その後、パターニングしたマスク原版を使用して、紫外線を照射してパターンを焼き付ける露光（焼き付け）工程を行う。
次いで、硬化していないフォトレジストを除去し、原版のパターンを現像する現像工程を行う。
その後、フォトレジストが除去された不要な部分を、エッチングにより除去するエッチング工程を行う。
フォトレジストを剥離する剥離工程と、温純水に浸漬して洗浄する洗浄工程を行い、電極のパターン形成を完了する。
なお、本実施形態では、Al膜又はAl合金膜からなる金属層の上に、Alと、Nd,Mn,Cu,Ti,Ta,Ge,La,Zrを含む群から選択される少なくとも一種の金属を含むAl合金であって、少なくとも一部が酸窒化している層からなる酸窒化合金層を積層しているが、酸窒化合金層の代わりに、後述する参考例１のように、Mo-Nb合金の窒化膜からなる窒化Mo-Nb合金層とIGO（インジウムガリウム酸化物）層を積層した積層体として構成してもよい。このように構成することで、成膜後のエッチング工程においてガルバニック腐食が生じにくく、低シート抵抗及び低反射率の両方を達成すると共に、層数が3層と少ない導電性の低反射膜を達成することができる。
従来、ガルバニック腐食の生じにくい材料の組合せを用い、透明基板に、Al膜又はAl合金膜からなる第1層と、Al合金の一部が窒化した膜からなる第2層とが積層された2層構造の導電性の低反射膜が提案されている（特開２０１６−５８０５５号公報）。この膜によれば、表面層である第2層の窒化膜の温純水耐性が低く、フォトリソグラフのプロセスが流し難かった。
そこで、第2層の保護が必要であるが、第2層にAlを含むため、第2層上に酸化インジウム系の膜を成膜すると、第2層のAlと第3層の酸化インジウムとが直接コンタクトし、ガルバニック腐食の原因になるという課題があった。
そこで、参考例１では、第2層のAl合金の代わりにMo-Nb合金を用いることにより、第3層に酸化インジウム系の膜を成膜可能とした。これにより、ガルバニック腐食が抑制され、充分な温純水耐性を有し、フォトリソグラフのプロセスを好適に行うことができる成膜性のよい低反射導電膜とすることができる。また、得られる参考例１の低反射導電膜は、低シート抵抗、低反射率も達成できる。
そこで、第2層の保護が必要であるが、第2層にAlを含むため、第2層上に酸化インジウム系の膜を成膜すると、第2層のAlと第3層の酸化インジウムとが直接コンタクトし、ガルバニック腐食の原因になるという課題があった。
そこで、参考例１では、第2層のAl合金の代わりにMo-Nb合金を用いることにより、第3層に酸化インジウム系の膜を成膜可能とした。これにより、ガルバニック腐食が抑制され、充分な温純水耐性を有し、フォトリソグラフのプロセスを好適に行うことができる成膜性のよい低反射導電膜とすることができる。また、得られる参考例１の低反射導電膜は、低シート抵抗、低反射率も達成できる。
また、IGO層の代わりに、ITO（インジウムスズ酸化物）層，IZO（インジウム亜鉛酸化物）層等の他のインジウム系透明導電酸化物からなる透明導電膜層を構成してもよい。
IGOは、エッチングの特性がMo,Alに近いため、参考例２において、好適に用いることができる。また、従来、インジウム系透明導電酸化物の中でも、IGOを用いた低反射膜成膜のプロセスが確立され、多く用いられてきたため、IGOを用いることにより、従来のエッチング条件等を利用できる。
IGOは、エッチングの特性がMo,Alに近いため、参考例２において、好適に用いることができる。また、従来、インジウム系透明導電酸化物の中でも、IGOを用いた低反射膜成膜のプロセスが確立され、多く用いられてきたため、IGOを用いることにより、従来のエッチング条件等を利用できる。
以下、基板上にAl膜又はAl合金膜からなる金属層、窒化Mo-Nb合金層、IGO層を形成した導電膜について説明するが、実施形態１と同様の構成は、説明を省略する。
窒化Mo-Nb合金層におけるNｂの比率は20at%以下であり、より好ましくは、Nbが10at%である。
窒化Mo-Nb合金層の膜厚は、30nm以上、好ましくは40nm以上であり、60nm以下、好ましくは50nm以下であるとよい。
窒化Mo-Nb合金層におけるNｂの比率は20at%以下であり、より好ましくは、Nbが10at%である。
窒化Mo-Nb合金層の膜厚は、30nm以上、好ましくは40nm以上であり、60nm以下、好ましくは50nm以下であるとよい。
IGO層は、波長450nm、波長550nm、および波長650nmの吸収係数が0.01以上を満足し、波長450nm、波長550nm、および波長650nmの屈折率が1.9以上であることが好ましい。
IGO層の膜厚は、20nm以上、好ましくは30nm以上であり、60nm以下、好ましくは50nm以下であるとよい。
IGO層の膜厚は、20nm以上、好ましくは30nm以上であり、60nm以下、好ましくは50nm以下であるとよい。
基板上にAl膜又はAl合金膜からなる金属層、窒化Mo-Nb合金層、IGO層を形成して電極を製造する電極の製造方法では、まず、実施形態１と同様に、金属層成膜工程を行う。
その後、スパッタ装置に、金属層成膜工程で金属層を成膜した透明基板と、窒化Mo-Nb合金層用のターゲットをセットして、窒素ガスを導入しながら、窒化Mo-Nb合金層をスパッタリング成膜するMo-Nb合金層成膜工程を行う。
この工程では、ターゲットとして、Mo-Nb合金からなるターゲットを用いる。
この工程は、以下の条件で行う。
・基板温度：25℃（室温）
・雰囲気ガス：Arガス，窒素ガス
・到達真空度：1.13×10-4Pa
・スパッタ電力：1.5W/cm2
・膜厚：40nm
その後、スパッタ装置に、金属層成膜工程で金属層を成膜した透明基板と、窒化Mo-Nb合金層用のターゲットをセットして、窒素ガスを導入しながら、窒化Mo-Nb合金層をスパッタリング成膜するMo-Nb合金層成膜工程を行う。
この工程では、ターゲットとして、Mo-Nb合金からなるターゲットを用いる。
この工程は、以下の条件で行う。
・基板温度：25℃（室温）
・雰囲気ガス：Arガス，窒素ガス
・到達真空度：1.13×10-4Pa
・スパッタ電力：1.5W/cm2
・膜厚：40nm
その後、スパッタ装置に、金属層、窒化Mo-Nb合金層を成膜した透明基板と、IGO層用のターゲットをセットして、酸素ガスを導入しながら、IGO層をスパッタリング成膜するIGO層成膜工程を行う。
この工程では、ターゲットとして、In-Ga合金からなるターゲットを用いる。
この工程は、以下の条件で行う。
・基板温度：25℃（室温）
・雰囲気ガス：Arガス，酸素ガス
・到達真空度：1.13×10-4Pa
・スパッタ電力：2.5W/cm2
・膜厚：30nm
以上の金属層成膜工程、窒化Mo-Nb合金層成膜工程、IGO層成膜工程を行って、導電膜を成膜した後、実施形態１と同様の手順により、電極のパターン形成を行う。
この工程では、ターゲットとして、In-Ga合金からなるターゲットを用いる。
この工程は、以下の条件で行う。
・基板温度：25℃（室温）
・雰囲気ガス：Arガス，酸素ガス
・到達真空度：1.13×10-4Pa
・スパッタ電力：2.5W/cm2
・膜厚：30nm
以上の金属層成膜工程、窒化Mo-Nb合金層成膜工程、IGO層成膜工程を行って、導電膜を成膜した後、実施形態１と同様の手順により、電極のパターン形成を行う。
＜実施の形態２＞
本発明の導電膜，電極及び電子機器及び導電膜の製造方法は、電子機器として、図４〜図７のタッチパネルの静電容量型入力装置１０１にも適用可能である。本実施形態の静電容量型入力装置１０１は、X,Yの2方向の検出電極を同一面に設けるタイプである。
本実施形態に係る静電容量型入力装置１０１は、図４に示すように、画像表示装置１０２と組み合わせて構成されることにより、入力装置１００として用いられる。入力装置１００は、少なくとも静電容量型入力装置１０１と、画像表示装置１０２とフレキシブルフラットケーブル１０３を備えている。入力装置１００において、静電容量型入力装置１０１は、画像表示装置１０２の目視側、すなわちユーザーが操作する側に重ねて配設され、静電容量型入力装置１０１の表面には、操作者が入力操作を行うための入力部１０１ａと、入力部１０１ａからの信号を外部へ出力するための出力部１０１ｂが備えられている。
本発明の導電膜，電極及び電子機器及び導電膜の製造方法は、電子機器として、図４〜図７のタッチパネルの静電容量型入力装置１０１にも適用可能である。本実施形態の静電容量型入力装置１０１は、X,Yの2方向の検出電極を同一面に設けるタイプである。
本実施形態に係る静電容量型入力装置１０１は、図４に示すように、画像表示装置１０２と組み合わせて構成されることにより、入力装置１００として用いられる。入力装置１００は、少なくとも静電容量型入力装置１０１と、画像表示装置１０２とフレキシブルフラットケーブル１０３を備えている。入力装置１００において、静電容量型入力装置１０１は、画像表示装置１０２の目視側、すなわちユーザーが操作する側に重ねて配設され、静電容量型入力装置１０１の表面には、操作者が入力操作を行うための入力部１０１ａと、入力部１０１ａからの信号を外部へ出力するための出力部１０１ｂが備えられている。
そして、静電容量型入力装置１０１の出力部１０１ｂに対し、入力された信号を出力するためのフレキシブルフラットケーブル１０３が接続されている。フレキシブルフラットケーブル１０３は不図示の検出用駆動回路に接続される。
入力装置１００に搭載される画像表示装置１０２は、一般的な液晶パネル、有機ELパネル等を用いることができ、動画や静止画を表示する。
入力装置１００においては、電流量の比率を計測することにより、ユーザーが操作した位置を判別する静電容量方式を採用している。以下、その操作を説明する。
入力装置１００においては、電流量の比率を計測することにより、ユーザーが操作した位置を判別する静電容量方式を採用している。以下、その操作を説明する。
入力装置１００は、静電容量型入力装置１０１を備えており、ユーザーは、画像表示装置１０２に表示された画像を、透明な静電容量型入力装置１０１を介して視認する。そして、画像表示装置１０２に表示された画像を見ながら、静電容量型入力装置１０１に指やスタイラスペンで触れて、情報入力を行う。このとき、指やスタイラスペンは導電体であるため、静電容量型入力装置１０１の検出電極（第１の電極パターン１２０、第２の電極パターン１３０）との間で静電容量を持つ。その結果として指やスタイラスペンで触れた位置の静電容量が低下し、低下した位置を不図示の検出用駆動回路が算出して、位置検出が可能となる。
図５は静電容量型入力装置１０１の一部の拡大図である。静電容量型入力装置１０１は、図４のように、入力部１０１ａと出力部１０１ｂを備えている。入力部１０１ａは、図５のように、透明基板１０４上に形成され、X軸方向に延びる第１の電極パターン１２０、Y軸方向に延びる第２の電極パターン１３０が、成膜されてなる。出力部１０１ｂは、配線パターン１５０、１６０及び配線パターン１５０、１６０に電気的に接続された接続端子１５０ａ、１６０ａが成膜されてなり、配線パターン１５０、１６０は、接続端子１５０ａ、１６０ａ逆側の端部が、電極パターン１２０、１３０に電気的に接続されている。接続端子１５０ａ、１６０ａにおいて、フレキシブルフラットケーブル１０３に接続される。
図６に示すように、第１の電極パターン１２０、第２の電極パターン１３０には、それぞれ、透明導電膜からなる略菱形の第１透明導電膜１２１ａ、第２透明導電膜１３１ａが形成されている。X方向で隣り合う第１透明導電膜１２１ａは、略菱形の頂点同士で接続部１３１ｃによって連続して形成され、結果としてY軸方向に連続した第２の電極パターン１３０を形成する。Y方向で隣り合う第２透明導電膜１３１ａは、対向する一対の頂点が、透明導電膜からなる接続部１３１ｃで接続され、Y軸方向に連続した第２の電極パターン１３０を形成する。
図６は、実施形態１に係る静電容量型入力装置１０１のパターン図を一部拡大した説明図であり、図７は、図６のＡ−Ａ線に相当する概略断面図である。
図６，図７に示すように、第１透明導電膜１２１ａは、大部分が絶縁膜１２１ｂに覆われ、第１透明導電膜１２１ａのうち、接続部１３１ｃに対向する箇所は、絶縁膜１２１ｂを有しない接触孔１２２となっており、接触孔１２２の位置の接触部１５２ａにおいて、第１透明導電膜１２１ａが絶縁膜１２１ｂから露出されている。第２透明導電膜１３１ａも絶縁膜１３１ｂに覆われている。隣り合う第２透明導電膜１３１ａを連結する接続部１３１ｃは、透明基板１０４に接する面以外のすべての面が絶縁膜１４１ａに覆われている。なお、配線パターン１５０、１６０の下層にも不図示の絶縁膜が形成されており、接触孔１２２以外の透明基板１０４上のすべての範囲が絶縁膜によって覆われている。
図７に示すように、対向する一対の接触部１５２ａの間には、接続部１３１ｃに垂直に交差して、幅の細い帯状の導電部材１５１ａが、絶縁膜１４１ａ上にブリッジするように設けられており、隣り合う第１透明導電膜１２１ａがX方向に電気的に接続されている。
静電容量型入力装置１０１は、図７に示すように、上面が保護膜１７１により覆われている。
静電容量型入力装置１０１は、図７に示すように、上面が保護膜１７１により覆われている。
本実施形態において、配線パターン１５０、１６０、接続端子１５０ａ、１６０ａ及び導電部材１５１ａは、実施の形態１と同様の導電膜からなる電極から構成されている。
導電膜及び電極の構成は、実施の形態１と同様であるため、説明を省略する。
導電膜及び電極の構成は、実施の形態１と同様であるため、説明を省略する。
以下、本発明を、具体的実施例に基づき更に詳細に説明する。但し、本発明は、以下の実施例の態様に限定されるものではない。
＜試験１＞
本発明の実施例に係る導電膜（実施例１〜３）と、比較例に係る導電膜（参考例１，対比例１〜３）を成膜し、各導電膜の特性を対比した。以下、各実施例，参考例及び対比例について説明する。
〇 導電膜の作製
まず、以下の手順で、実施例１〜３及び参考例１，対比例１〜３の導電膜を作製した。
本発明の実施例に係る導電膜（実施例１〜３）と、比較例に係る導電膜（参考例１，対比例１〜３）を成膜し、各導電膜の特性を対比した。以下、各実施例，参考例及び対比例について説明する。
〇 導電膜の作製
まず、以下の手順で、実施例１〜３及び参考例１，対比例１〜３の導電膜を作製した。
（実施例１〜３：Al-Nd層（330nm）/酸窒化Al合金層（60nm））
ガラス基板上に、膜厚330nmのAl-Nd合金層、膜厚60nmのAl合金の酸窒化層を、以下の手順で作製し、それぞれ、実施例１〜３の導電膜とした。実施例１〜３は、Al合金の酸窒化層成膜時の導入ガスにおける窒素ガスに対する酸素ガスの比率を変化させたものである。
すなわち、カルーセル型バッチ式スパッタ装置，クライオポンプを用いたDCマグネトロンスパッタリング法により、ガラス基板上に、以下の成膜条件で、膜厚330nmのAl-Nd合金層を成膜した。
・ターゲット：厚さ14mm Al-Ndターゲット
・到達真空度：1.13×10-4Pa
・基板温度：25℃（室温）
・スパッタ電力：5.5W/cm2
・膜厚 Ai-Nd：330nm
・Ar流量：500sccm
ガラス基板上に、膜厚330nmのAl-Nd合金層、膜厚60nmのAl合金の酸窒化層を、以下の手順で作製し、それぞれ、実施例１〜３の導電膜とした。実施例１〜３は、Al合金の酸窒化層成膜時の導入ガスにおける窒素ガスに対する酸素ガスの比率を変化させたものである。
すなわち、カルーセル型バッチ式スパッタ装置，クライオポンプを用いたDCマグネトロンスパッタリング法により、ガラス基板上に、以下の成膜条件で、膜厚330nmのAl-Nd合金層を成膜した。
・ターゲット：厚さ14mm Al-Ndターゲット
・到達真空度：1.13×10-4Pa
・基板温度：25℃（室温）
・スパッタ電力：5.5W/cm2
・膜厚 Ai-Nd：330nm
・Ar流量：500sccm
次いで、ターゲット、膜厚、スパッタ電力と導入ガスを次のように変更して、Al-Nd合金層の上に、酸化と窒化の比率の異なる３種類のAl合金酸窒化層を成膜した。Al合金としては、Al-Cu-Ndを用いた。
・ターゲット：厚さ6mm Al-Cu-Nd合金（Al 89.6at%，Cu 7.0at%，Nd 3.4at%）ターゲット
・スパッタ電力：2.5W/cm2
・膜厚 ：60nm
・Ar流量：650sccm
・N2流量：88sccm
・Ｏ2流量：5sccm（実施例１）、10sccm（実施例２）、15sccm（実施例３）
以上により、実施例１〜３の導電膜を得た。
・ターゲット：厚さ6mm Al-Cu-Nd合金（Al 89.6at%，Cu 7.0at%，Nd 3.4at%）ターゲット
・スパッタ電力：2.5W/cm2
・膜厚 ：60nm
・Ar流量：650sccm
・N2流量：88sccm
・Ｏ2流量：5sccm（実施例１）、10sccm（実施例２）、15sccm（実施例３）
以上により、実施例１〜３の導電膜を得た。
（対比例１：Al-Nd層（330nm）/窒化Al合金層（60nm））
ガラス基板上に、膜厚330nmのAl-Nd合金層、膜厚60nmのAl合金の窒化層を、以下の手順で作製し、対比例１の導電膜とした。
すなわち、実施例１〜３と同様の装置を用い、同様の条件で、DCマグネトロンスパッタリング法により、ガラス基板上に、膜厚330nmのAl-Nd合金層を成膜した。
ガラス基板上に、膜厚330nmのAl-Nd合金層、膜厚60nmのAl合金の窒化層を、以下の手順で作製し、対比例１の導電膜とした。
すなわち、実施例１〜３と同様の装置を用い、同様の条件で、DCマグネトロンスパッタリング法により、ガラス基板上に、膜厚330nmのAl-Nd合金層を成膜した。
次いで、ターゲット、膜厚、スパッタ電力と導入ガスを次のように変更して、Al-Nd合金層の上に、Al合金窒化層を成膜した。
・ターゲット：厚さ6mm Al-Cu-Nd合金ターゲット
・スパッタ電力：2.5W/cm2
・膜厚 ：60nm
・Ar流量：650sccm
・N2流量：88sccm
以上により、対比例１の導電膜を得た。
・ターゲット：厚さ6mm Al-Cu-Nd合金ターゲット
・スパッタ電力：2.5W/cm2
・膜厚 ：60nm
・Ar流量：650sccm
・N2流量：88sccm
以上により、対比例１の導電膜を得た。
（参考例１：Al-Nd（330nm）/窒化Mo-Nb（40nm）/IGO（30nm））
ガラス基板上に、膜厚330nmのAl-Nd合金層、膜厚40nmのMo-Nb合金の窒化層、膜厚30nmのIGO層を、以下の手順で作製し、参考例１の導電膜とした。
すなわち、実施例１〜３と同様の装置を用い、同様の条件で、DCマグネトロンスパッタリング法により、ガラス基板上に、膜厚330nmのAl-Nd合金層を成膜した。
ガラス基板上に、膜厚330nmのAl-Nd合金層、膜厚40nmのMo-Nb合金の窒化層、膜厚30nmのIGO層を、以下の手順で作製し、参考例１の導電膜とした。
すなわち、実施例１〜３と同様の装置を用い、同様の条件で、DCマグネトロンスパッタリング法により、ガラス基板上に、膜厚330nmのAl-Nd合金層を成膜した。
次いで、ターゲット、膜厚、スパッタ電力と導入ガスを次のように変更して、Al-Nd合金層の上に、Mo-Nb合金窒化層を成膜した。
・ターゲット：厚さ9mmMo-Nbターゲット
・スパッタ電力：1.5W/cm2
・膜厚 ：40nm
・Ar流量：500sccm
・N2流量：88sccm
・ターゲット：厚さ9mmMo-Nbターゲット
・スパッタ電力：1.5W/cm2
・膜厚 ：40nm
・Ar流量：500sccm
・N2流量：88sccm
次いで、ターゲット、膜厚、スパッタ電力と導入ガスを次のように変更して、Mo-Nb合金の窒化層の上に、IGO層を成膜した。
・ターゲット：IGO 6t 5”×62”ターゲット
・スパッタ電力：2.5W/cm2
・膜厚 ：30nm
・Ａｒ流量：500sccm
・O2流量：12sccm
以上により、参考例１の導電膜を得た。
・ターゲット：IGO 6t 5”×62”ターゲット
・スパッタ電力：2.5W/cm2
・膜厚 ：30nm
・Ａｒ流量：500sccm
・O2流量：12sccm
以上により、参考例１の導電膜を得た。
（対比例２：Mo-Nb/Al-Nd/Mo-Nb/ITO（40nm）/Mo-Nb（10nm）/ITO（40nm））
ガラス基板上に、膜厚10nmのMo-Nb層、膜厚330nmのAl-Nd合金層、膜厚40nmのITO層を順次成膜することにより、Mo-Nb（10nm）/Al-Nd（330nm）/Mo-Nb（30nm）/ITO（40nm）/Mo-Nb（10nm）/ITO（40nm）を、以下の手順で作成し、対比例２の導電膜とした。
すなわち、まず、実施例１〜３と同様の装置を用い、DCマグネトロンスパッタリング法により、ガラス基板上に、以下の成膜条件で、膜厚10nmのMo-Nb層を成膜した。
・ターゲット：厚さ9mmMo-Nbターゲット
・スパッタ電力：1.5W/cm2
・膜厚 ：10nm
・Ar流量：100sccm
ガラス基板上に、膜厚10nmのMo-Nb層、膜厚330nmのAl-Nd合金層、膜厚40nmのITO層を順次成膜することにより、Mo-Nb（10nm）/Al-Nd（330nm）/Mo-Nb（30nm）/ITO（40nm）/Mo-Nb（10nm）/ITO（40nm）を、以下の手順で作成し、対比例２の導電膜とした。
すなわち、まず、実施例１〜３と同様の装置を用い、DCマグネトロンスパッタリング法により、ガラス基板上に、以下の成膜条件で、膜厚10nmのMo-Nb層を成膜した。
・ターゲット：厚さ9mmMo-Nbターゲット
・スパッタ電力：1.5W/cm2
・膜厚 ：10nm
・Ar流量：100sccm
次いで、ターゲット、膜厚、スパッタ電力と導入ガスを次のように変更して、Mo-Nb合金層の上に、膜厚330nmのAl-Nd合金層を成膜した。
・ターゲット：厚さ14mmターゲット
・スパッタ電力：5.5W/cm2
・膜厚 ：330nm
・Ar流量：500sccm
その後、ガラス基板上に最初に成膜したMo-Nb層と同様の手順で、膜厚10nmのMo-Nb層を成膜した。
・ターゲット：厚さ14mmターゲット
・スパッタ電力：5.5W/cm2
・膜厚 ：330nm
・Ar流量：500sccm
その後、ガラス基板上に最初に成膜したMo-Nb層と同様の手順で、膜厚10nmのMo-Nb層を成膜した。
次いで、ターゲット、膜厚、スパッタ電力と導入ガスを次のように変更して、Mo-Nb層の上に、40nmのITO層を成膜した。
・ターゲット：ITO 6t 5”×62”ターゲット
・スパッタ電力：2.5W/cm2
・膜厚 ：40nm
・Ar流量：500sccm
・O2流量：12sccm
・ターゲット：ITO 6t 5”×62”ターゲット
・スパッタ電力：2.5W/cm2
・膜厚 ：40nm
・Ar流量：500sccm
・O2流量：12sccm
さらに、膜厚10nmのMo-Nb層、40nmのITO層を、既に成膜した条件と同様の条件で、成膜した。
以上により、対比例２の導電膜を得た。
以上により、対比例２の導電膜を得た。
（対比例３：Mo-Nb/Al-Nd/Mo-Nb/IGO（40nm）/Mo-Nb（10nm）/IGO（40nm））
ガラス基板上に、膜厚10nmのMo-Nb層、膜厚330nmのAl-Nd合金層、膜厚40nmのIGO層を順次成膜することにより、Mo-Nb（10nm）/Al-Nd（330nm）/Mo-Nb（30nm）/ITO（40nm）/Mo-Nb（10nm）/ITO（40nm）を、以下の手順で作成し、対比例３の導電膜とした。
すなわち、まず、実施例１〜３と同様の装置を用い、DCマグネトロンスパッタリング法により、ガラス基板上に、以下の成膜条件で、膜厚10nmのMo-Nb層を成膜した。
・ターゲット：厚さ9mmMo-Nbターゲット
・スパッタ電力：1.5W/cm2
・膜厚 ：10nm
・Ar流量：100sccm
ガラス基板上に、膜厚10nmのMo-Nb層、膜厚330nmのAl-Nd合金層、膜厚40nmのIGO層を順次成膜することにより、Mo-Nb（10nm）/Al-Nd（330nm）/Mo-Nb（30nm）/ITO（40nm）/Mo-Nb（10nm）/ITO（40nm）を、以下の手順で作成し、対比例３の導電膜とした。
すなわち、まず、実施例１〜３と同様の装置を用い、DCマグネトロンスパッタリング法により、ガラス基板上に、以下の成膜条件で、膜厚10nmのMo-Nb層を成膜した。
・ターゲット：厚さ9mmMo-Nbターゲット
・スパッタ電力：1.5W/cm2
・膜厚 ：10nm
・Ar流量：100sccm
次いで、ターゲット、膜厚、スパッタ電力と導入ガスを次のように変更して、Mo-Nb合金層の上に、膜厚330nmのAl-Nd合金層を成膜した。
・ターゲット：厚さ14mmターゲット
・スパッタ電力：5.5W/cm2
・膜厚 ：330nm
・Ａｒ流量：500sccm
その後、ガラス基板上に最初に成膜したMo-Nb層と同様の手順で、膜厚10nmのMo-Nb層を成膜した。
・ターゲット：厚さ14mmターゲット
・スパッタ電力：5.5W/cm2
・膜厚 ：330nm
・Ａｒ流量：500sccm
その後、ガラス基板上に最初に成膜したMo-Nb層と同様の手順で、膜厚10nmのMo-Nb層を成膜した。
次いで、ターゲット、膜厚、スパッタ電力と導入ガスを次のように変更して、Mo-Nb層の上に、40nmのIGO層を成膜した。
・ターゲット：IGO 6t 5”×62”ターゲット
・スパッタ電力：2.5W/cm2
・膜厚 ：40nm
・Ar流量：500sccm
・O2流量：12sccm
・ターゲット：IGO 6t 5”×62”ターゲット
・スパッタ電力：2.5W/cm2
・膜厚 ：40nm
・Ar流量：500sccm
・O2流量：12sccm
さらに、膜厚10nmのMo-Nb層、40nmのIGO層を、既に成膜した条件と同様の条件で、成膜した。
以上により、対比例３の導電膜を得た。
以上により、対比例３の導電膜を得た。
〇導電膜の特性
以上の通りに成膜した実施例１〜３，参考例１及び対比例１〜３の導電膜の特性を測定した。
・実施例１及び参考例１の導電膜の抵抗値及び反射率
実施例１及び参考例１の導電膜について、分光光度計（日立製作所製 U-4100）を用いて、波長400nmから700nmまでの可視光域における反射率を測定した。また、抵抗率計（三菱化学製ロレスターGP）を用いて抵抗値を、膜厚計（アルバック製 DEKTAKXT）を用いて反射率を、測定した。反射率の測定結果を図８に、抵抗値及び膜厚の測定結果を、表１に示す。
以上の通りに成膜した実施例１〜３，参考例１及び対比例１〜３の導電膜の特性を測定した。
・実施例１及び参考例１の導電膜の抵抗値及び反射率
実施例１及び参考例１の導電膜について、分光光度計（日立製作所製 U-4100）を用いて、波長400nmから700nmまでの可視光域における反射率を測定した。また、抵抗率計（三菱化学製ロレスターGP）を用いて抵抗値を、膜厚計（アルバック製 DEKTAKXT）を用いて反射率を、測定した。反射率の測定結果を図８に、抵抗値及び膜厚の測定結果を、表１に示す。
・ガラス/Al合金の光学定数
実施例１〜３，参考例１及び対比例１〜３で使用した透明基板であるガラスに、実施例２の条件、つまり酸素ガス導入量10sccmで酸窒化Al合金層（60nm）を成膜して、分光エリプソメータ（日本分光製 M-220）を用いて、可視光域400〜700nmにおける光学定数を測定した。結果を図９に示す。
・酸窒化Al合金層の組成分析
光電子分光装置（日本電子製 JPS-9000MC）を用いて、XPS（X-ray Photoelectron Spectroscopy）により、実施例１〜３及び対比例１の酸窒化Al合金層の組成分析を行った。分光装置における測定において、入射イオンとしては、Arイオンを用いた。
結果を、図１０に示す。横軸は、酸窒化Al合金層の表面からのSiO2換算深さを示している。
実施例１の導電膜では、窒素原子の濃度比は、10.6〜22.9at%、酸素原子の濃度比は、77.1〜89.4at%であった。実施例２の導電膜では、窒素原子の濃度比は、12.1〜22.3at%、酸素原子の濃度比は、77.7〜87.9at%であった。実施例３の導電膜では、窒素原子の濃度比は、12.1〜23.7at%、酸素原子の濃度比は、76.3〜87.9at%であった。
実施例１〜３，参考例１及び対比例１〜３で使用した透明基板であるガラスに、実施例２の条件、つまり酸素ガス導入量10sccmで酸窒化Al合金層（60nm）を成膜して、分光エリプソメータ（日本分光製 M-220）を用いて、可視光域400〜700nmにおける光学定数を測定した。結果を図９に示す。
・酸窒化Al合金層の組成分析
光電子分光装置（日本電子製 JPS-9000MC）を用いて、XPS（X-ray Photoelectron Spectroscopy）により、実施例１〜３及び対比例１の酸窒化Al合金層の組成分析を行った。分光装置における測定において、入射イオンとしては、Arイオンを用いた。
結果を、図１０に示す。横軸は、酸窒化Al合金層の表面からのSiO2換算深さを示している。
実施例１の導電膜では、窒素原子の濃度比は、10.6〜22.9at%、酸素原子の濃度比は、77.1〜89.4at%であった。実施例２の導電膜では、窒素原子の濃度比は、12.1〜22.3at%、酸素原子の濃度比は、77.7〜87.9at%であった。実施例３の導電膜では、窒素原子の濃度比は、12.1〜23.7at%、酸素原子の濃度比は、76.3〜87.9at%であった。
このように、対比例１の導電膜では、SiO2換算深さによっては、窒素原子の濃度比が、30at%を超える箇所があったのに対し、実施例１〜３の導電膜では、窒素原子の濃度比は、すべてのSiO2換算深さにおいて、24at%未満であった。
対比例１の導電膜では、SiO2換算深さによっては、酸素原子の濃度比が、70at%未満となる箇所があったのに対し、実施例１〜３の導電膜では、酸素原子の濃度比は、すべてのSiO2換算深さにおいて、76at%以上であった。
対比例１の導電膜では、SiO2換算深さによっては、酸素原子の濃度比が、70at%未満となる箇所があったのに対し、実施例１〜３の導電膜では、酸素原子の濃度比は、すべてのSiO2換算深さにおいて、76at%以上であった。
・温純水浸漬試験
実施例１〜３、対比例１，参考例１の導電膜を、40℃，60℃，80℃の温純水に20分浸漬し、浸漬前後の導電膜について、波長400nmから700nmまでの可視光域における反射率を測定した。反射率の測定は、分光光度計（日立製作所製 U-4100）を用いて行った。
40℃，60℃，80℃の温純水に20分浸漬した場合の結果を、それぞれ、図１１〜図１３に示す。
図１１の結果より、40℃の温純水に20分浸漬した場合には、いずれの導電膜においても、浸漬前後で、反射率に変化は見られなかった。
しかし、図１２及び図１３のように、60℃，80℃の温純水に20分浸漬した場合には、対比例１の導電膜において、浸漬後の反射率が、浸漬前に比べて、大きく変化していた。
図１０の組成分析結果と図１１〜図１３の温純水浸漬試験結果より、すべてのSiO2換算深さにおいて、窒素原子の濃度比が、30at%以下であり、すべてのSiO2換算深さにおいて、酸素原子の濃度比が、70at%以上であると、40℃〜80℃の温純水に浸漬したときであっても、浸漬前後で反射率特性に実質的に変化がないことが分かった。
実施例１〜３、対比例１，参考例１の導電膜を、40℃，60℃，80℃の温純水に20分浸漬し、浸漬前後の導電膜について、波長400nmから700nmまでの可視光域における反射率を測定した。反射率の測定は、分光光度計（日立製作所製 U-4100）を用いて行った。
40℃，60℃，80℃の温純水に20分浸漬した場合の結果を、それぞれ、図１１〜図１３に示す。
図１１の結果より、40℃の温純水に20分浸漬した場合には、いずれの導電膜においても、浸漬前後で、反射率に変化は見られなかった。
しかし、図１２及び図１３のように、60℃，80℃の温純水に20分浸漬した場合には、対比例１の導電膜において、浸漬後の反射率が、浸漬前に比べて、大きく変化していた。
図１０の組成分析結果と図１１〜図１３の温純水浸漬試験結果より、すべてのSiO2換算深さにおいて、窒素原子の濃度比が、30at%以下であり、すべてのSiO2換算深さにおいて、酸素原子の濃度比が、70at%以上であると、40℃〜80℃の温純水に浸漬したときであっても、浸漬前後で反射率特性に実質的に変化がないことが分かった。
・エッチング評価
実施例１，参考例１の導電膜について、エッチング評価を行った。
実施例１，参考例１の導電膜に、フォトレジスト（東京応化製OFPR-800LB）をコートし、パターニングしたマスク原版を使用して、紫外線を照射しフォトレジストにパターンを焼き付けた。現像液（TMAH（水酸化テトラメチルアンモニウム）水溶液）を用いて、硬化していないフォトレジストを除去して原版のパターンを現像し、フォトレジストが除去された導電膜の不要な部分を、エッチング液（リン酸、硝酸、酢酸混合液）を用いたエッチングで、除去した。その後、導電膜上に残ったフォトレジストを剥離・洗浄して、実施例１，参考例１のエッチングサンプルを得た。
その後、実施例１，参考例１のエッチングサンプルについて、SEM断面分析（日本電子製 JSM-6700F）を行った。
実施例１，参考例１のエッチングサンプルのSEM断面写真を、図１４，図１５に示す。図１４，図１５のように、参考例１では、エッチング面の写真に明確な境界が観察されず、エッチング面に凹凸があることが分かったのに対し、実施例１では、エッチング面が、明確な境界として観察され、良好なエッチングが行われることが分かった。
実施例１，参考例１の導電膜について、エッチング評価を行った。
実施例１，参考例１の導電膜に、フォトレジスト（東京応化製OFPR-800LB）をコートし、パターニングしたマスク原版を使用して、紫外線を照射しフォトレジストにパターンを焼き付けた。現像液（TMAH（水酸化テトラメチルアンモニウム）水溶液）を用いて、硬化していないフォトレジストを除去して原版のパターンを現像し、フォトレジストが除去された導電膜の不要な部分を、エッチング液（リン酸、硝酸、酢酸混合液）を用いたエッチングで、除去した。その後、導電膜上に残ったフォトレジストを剥離・洗浄して、実施例１，参考例１のエッチングサンプルを得た。
その後、実施例１，参考例１のエッチングサンプルについて、SEM断面分析（日本電子製 JSM-6700F）を行った。
実施例１，参考例１のエッチングサンプルのSEM断面写真を、図１４，図１５に示す。図１４，図１５のように、参考例１では、エッチング面の写真に明確な境界が観察されず、エッチング面に凹凸があることが分かったのに対し、実施例１では、エッチング面が、明確な境界として観察され、良好なエッチングが行われることが分かった。
・信頼性評価
実施例１，参考例１及び対比例１〜３の導電膜について、以下の信頼性評価を行った。
各導電膜を、60℃90%の条件で24時間保持する耐湿試験を行った。耐湿試験では、試験前及び60℃90%の条件で24時間保持試験後の抵抗値を測定し、｛（試験後抵抗値−試験前抵抗値）／試験前測定値｝×100（%）の式により抵抗値の変化率を算出した。また、60℃90%の条件で24時間保持後の各導電膜について、外観を目視で評価し、膜剥離の場合を×、表面変化の場合を△、変化なしの場合を〇として評価した。
試験の結果を、図１６に示す。図１６に示すように、いずれの導電膜も、外観は○で、抵抗値の変化率もすべて±2.0％以内であり、いずれの導電膜も、耐湿性に問題はなかった。
実施例１，参考例１及び対比例１〜３の導電膜について、以下の信頼性評価を行った。
各導電膜を、60℃90%の条件で24時間保持する耐湿試験を行った。耐湿試験では、試験前及び60℃90%の条件で24時間保持試験後の抵抗値を測定し、｛（試験後抵抗値−試験前抵抗値）／試験前測定値｝×100（%）の式により抵抗値の変化率を算出した。また、60℃90%の条件で24時間保持後の各導電膜について、外観を目視で評価し、膜剥離の場合を×、表面変化の場合を△、変化なしの場合を〇として評価した。
試験の結果を、図１６に示す。図１６に示すように、いずれの導電膜も、外観は○で、抵抗値の変化率もすべて±2.0％以内であり、いずれの導電膜も、耐湿性に問題はなかった。
また、30℃の現像液（TMAH（水酸化テトラメチルアンモニウム）2.38%溶液）に2分浸漬する耐薬試験を行った。耐薬試験では、試験前及び浸漬試験後の抵抗値を測定し、｛（試験後抵抗値−試験前抵抗値）／試験前測定値｝×100(%)の式により抵抗値の変化率を算出した。また、浸漬試験後の各導電膜について、外観を目視で評価し、膜剥離の場合を×、表面変化の場合を△、変化なしの場合を〇として評価した。
その結果、図１６に示す通り、実施例１及び対比例３の導電膜は、外観は○で良好、参考例１の導電膜は△であったが、対比例１，２の導電膜は、×であった。実施例１及び対比例４の導電膜は、抵抗値の変化率も±15%以内であって許容範囲であったが、参考例１，対比例１，２の導電膜の抵抗値の変化率は、±20%を超えていた。特に、対比例１，２の現像液に対する耐薬性は、実用化に充分でないことが分かった。
その結果、図１６に示す通り、実施例１及び対比例３の導電膜は、外観は○で良好、参考例１の導電膜は△であったが、対比例１，２の導電膜は、×であった。実施例１及び対比例４の導電膜は、抵抗値の変化率も±15%以内であって許容範囲であったが、参考例１，対比例１，２の導電膜の抵抗値の変化率は、±20%を超えていた。特に、対比例１，２の現像液に対する耐薬性は、実用化に充分でないことが分かった。
40℃のエッチング液（リン酸、硝酸、酢酸混合液からなる混酸）で、フォトレジストに覆われていない導電膜の不要な部分が除去されるまでのエッチング時間計測試験を行った。
ユーザ製品規格では、エッチング時間は、95秒以下と規定されているところ、その結果、図１６に示す通り、すべての導電膜において、87秒以下となっており、いずれの導電膜も、規格の水準を満たしていた。
また、40℃のエッチング液（リン酸、硝酸、酢酸混合液からなる混酸）に95秒浸漬したときに、エッチングが完了せずに残るエッチング残渣有無確認試験を行った。浸漬後のエッチング残渣有無を目視で確認し、溶解しきれていない場合を×、点状に膜残りした場合を△、完全に膜溶解した場合を〇として評価した。
その結果、図１６に示す通り、すべての導電膜について、評価は〇であり、規格で規定された95秒の浸漬試験において、エッチング残渣は残らず、規格の水準を満たしていた。
ユーザ製品規格では、エッチング時間は、95秒以下と規定されているところ、その結果、図１６に示す通り、すべての導電膜において、87秒以下となっており、いずれの導電膜も、規格の水準を満たしていた。
また、40℃のエッチング液（リン酸、硝酸、酢酸混合液からなる混酸）に95秒浸漬したときに、エッチングが完了せずに残るエッチング残渣有無確認試験を行った。浸漬後のエッチング残渣有無を目視で確認し、溶解しきれていない場合を×、点状に膜残りした場合を△、完全に膜溶解した場合を〇として評価した。
その結果、図１６に示す通り、すべての導電膜について、評価は〇であり、規格で規定された95秒の浸漬試験において、エッチング残渣は残らず、規格の水準を満たしていた。
40℃のレジスト剥離剤（ナガセレジストN-342）に95秒浸漬する耐薬試験を行った。レジスト剥離剤浸漬後の膜面異常の有無を目視で確認し、膜剥離の場合を×、表面変化の場合を△、変化なしの場合を〇として評価した。
その結果、図１６に示す通り、すべての導電膜について、評価は〇であり、膜面異常は見られなかった。レジスト剥離剤95秒浸漬に対する充分な耐薬性を備えることが確認された。
その結果、図１６に示す通り、すべての導電膜について、評価は〇であり、膜面異常は見られなかった。レジスト剥離剤95秒浸漬に対する充分な耐薬性を備えることが確認された。
ＪＩＳ規格に従い、クロスカットテープ剥離試験により、膜付着強度確認試験を行った。試験では、集光器（キャビン工業製，装置名：PROCABN 67-Z）を用い、膜剥離の場合を×、一部膜剥離の場合を△、膜剥離なしの場合を〇として評価した。
その結果、図１６に示す通り、すべての導電膜について、評価は〇であり、充分な膜付着強度を備えることが確認された。
その結果、図１６に示す通り、すべての導電膜について、評価は〇であり、充分な膜付着強度を備えることが確認された。
以上の信頼性評価試験より、対比例１，２の導電膜は、現像液に対する耐性が不十分であり、実用に向かないのに対し、実施例１，対比例１及び参考例１の導電膜は、耐湿性、現像液・レジスト剥離剤に対する耐薬性、エッチング残渣有無、膜付着強度、膜硬度のすべての項目において、実用化に充分な性質を備えていることが分かった。
＜試験２＞
本試験では、Al合金の窒化膜上に、Al合金の酸窒化膜を形成し、Al合金の窒化膜で課題となる温純水の洗浄後の分光特性の変化が改善されるかどうかについて確認する試験を行った。
本発明の試験例に係る導電膜（試験例１）と、比較例に係る導電膜（対比例４）を成膜し、洗浄前後の分光特性変化を検討した。
〇 導電膜の作製
まず、以下の手順で、試験例１及び対比例４の導電膜を作製した。
本試験では、Al合金の窒化膜上に、Al合金の酸窒化膜を形成し、Al合金の窒化膜で課題となる温純水の洗浄後の分光特性の変化が改善されるかどうかについて確認する試験を行った。
本発明の試験例に係る導電膜（試験例１）と、比較例に係る導電膜（対比例４）を成膜し、洗浄前後の分光特性変化を検討した。
〇 導電膜の作製
まず、以下の手順で、試験例１及び対比例４の導電膜を作製した。
（試験例１：AlNd1wt%/Al合金（Cu,Nd）Nx/Al合金（Cu,Nd）NOx）
ガラス基板上に、膜厚320nmのAl-Nd合金層（Nd1wt%）、膜厚40nmのAl合金（Cu,Nd）の酸窒化層、実施例１〜３，参考例１及び対比例１〜３の手順に準じて作製し、試験例１の導電膜とした。
このとき、ターゲットとしては、Al-Nd合金ターゲット、Al合金（Cu,Nd）ターゲット(Al 89.6at%,Cu 7.0at%,Nd 3.4at%)を使用し、Al合金（Cu,Nd）の酸窒化層成膜時のArガス，窒素ガス，酸素ガス導入量は、それぞれ500sccm、88sccm、10sccmとした。
試験例１の導電膜は、同じスパッタリング装置内で３枚のガラス基板上に作成し、3つの導電膜の抵抗値及び膜厚及びそれらの平均値は、表２の通りであった。
ガラス基板上に、膜厚320nmのAl-Nd合金層（Nd1wt%）、膜厚40nmのAl合金（Cu,Nd）の酸窒化層、実施例１〜３，参考例１及び対比例１〜３の手順に準じて作製し、試験例１の導電膜とした。
このとき、ターゲットとしては、Al-Nd合金ターゲット、Al合金（Cu,Nd）ターゲット(Al 89.6at%,Cu 7.0at%,Nd 3.4at%)を使用し、Al合金（Cu,Nd）の酸窒化層成膜時のArガス，窒素ガス，酸素ガス導入量は、それぞれ500sccm、88sccm、10sccmとした。
試験例１の導電膜は、同じスパッタリング装置内で３枚のガラス基板上に作成し、3つの導電膜の抵抗値及び膜厚及びそれらの平均値は、表２の通りであった。
（対比例４：AlNd1wt%/Al合金（Cu,Nd）Nx）
最上層のAl合金（Cu,Nd）の酸窒化層を備えないことを除いては、試験例１と同様の導電膜を作製して、対比例４の導電膜とした。つまり、ガラス基板上に膜厚320nmのAl-Nd合金層（Nd1wt%）、膜厚40nmのAl合金（Cu、Nd）の窒化層を、実施例１〜３，参考例１及び対比例１〜３の手順に準じて作製し、対比例４の導電膜とした。
最上層のAl合金（Cu,Nd）の酸窒化層を備えないことを除いては、試験例１と同様の導電膜を作製して、対比例４の導電膜とした。つまり、ガラス基板上に膜厚320nmのAl-Nd合金層（Nd1wt%）、膜厚40nmのAl合金（Cu、Nd）の窒化層を、実施例１〜３，参考例１及び対比例１〜３の手順に準じて作製し、対比例４の導電膜とした。
試験例１と対比例４の導電膜付きガラス基板を、60℃の温純水に1時間浸漬する洗浄試験を行い、洗浄前後の導電膜付きガラス基板について、分光光度計（日立製作所製 U-4100）を用いて、波長400nmから700nmまでの可視光域における反射率を測定した。
結果を、図１７に示す。
洗浄前後における反射率の変化率を、｛（洗浄後反射率−洗浄前反射率）／洗浄前反射率｝×100(%)の絶対値としたとき、図１７のグラフより、対比例４では、洗浄前後において、反射率の変化率が、最大で138%（波長636nm）であったのに対し、試験例１では、反射率の変化率の最大値が、5.5%（波長540nm）であった。
本試験例の結果より、合金の窒化膜表面に合金の酸窒化膜を成膜することにより、温純水耐性が向上することが分かった。
結果を、図１７に示す。
洗浄前後における反射率の変化率を、｛（洗浄後反射率−洗浄前反射率）／洗浄前反射率｝×100(%)の絶対値としたとき、図１７のグラフより、対比例４では、洗浄前後において、反射率の変化率が、最大で138%（波長636nm）であったのに対し、試験例１では、反射率の変化率の最大値が、5.5%（波長540nm）であった。
本試験例の結果より、合金の窒化膜表面に合金の酸窒化膜を成膜することにより、温純水耐性が向上することが分かった。
Ｐ１ 液晶表示パネル
１ タッチセンサ一体型表示装置
２ 加飾部
３ 操作部
１０ カラーフィルタ基板
１１、２１ ガラス基板
１２ ブラックマトリクス
１３ カラーフィルタ
１５ タッチ検出電極
１５Ｌ 下部タッチ検出電極
１６、２６ 配向膜
１７、２７ 粘着層
１８、２８ 偏光板
１９、１２１ｂ、１３１ｂ、１４１ａ 絶縁膜
２０ ＴＦＴ基板
１５Ｕ 駆動電極
２５ 共通電極
３０ 液晶
３１ スペーサ
５０、６０ 配線パターン
５０ａ、１５０ａ、１６０ａ 接続端子
１００ 入力装置
１０１ 静電容量型入力装置
１０１ａ 入力部
１０１ｂ 出力部
１０２ 画像表示装置
１０３ フレキシブルフラットケーブル
１０４ 透明基板
１２０ 第１の電極パターン
１２１ａ 第１透明導電膜
１２２ 接触孔
１３０ 第２の電極パターン
１３１ａ 第２透明導電膜
１３１ｃ 接続部
１５０、１６０ 配線パターン
１５１ａ 導電部材
１７１ 保護膜
１ タッチセンサ一体型表示装置
２ 加飾部
３ 操作部
１０ カラーフィルタ基板
１１、２１ ガラス基板
１２ ブラックマトリクス
１３ カラーフィルタ
１５ タッチ検出電極
１５Ｌ 下部タッチ検出電極
１６、２６ 配向膜
１７、２７ 粘着層
１８、２８ 偏光板
１９、１２１ｂ、１３１ｂ、１４１ａ 絶縁膜
２０ ＴＦＴ基板
１５Ｕ 駆動電極
２５ 共通電極
３０ 液晶
３１ スペーサ
５０、６０ 配線パターン
５０ａ、１５０ａ、１６０ａ 接続端子
１００ 入力装置
１０１ 静電容量型入力装置
１０１ａ 入力部
１０１ｂ 出力部
１０２ 画像表示装置
１０３ フレキシブルフラットケーブル
１０４ 透明基板
１２０ 第１の電極パターン
１２１ａ 第１透明導電膜
１２２ 接触孔
１３０ 第２の電極パターン
１３１ａ 第２透明導電膜
１３１ｃ 接続部
１５０、１６０ 配線パターン
１５１ａ 導電部材
１７１ 保護膜
Claims (6)
- 透明基板上に形成される導電膜であって、
前記透明基板上に形成されるAl膜又はAl合金膜からなる金属層と、
該金属層上に形成され、Alと、Nd,Mn,Cu,Ti,Ta,Ge,La,Zrを含む群から選択される少なくとも一種の金属を含むAl合金であって、少なくとも一部が酸窒化されている酸窒化合金層と、が積層されてなり、
前記酸窒化合金層において、前記金属層逆側の表面からSiO 2 換算深さ20nmまでの領域における窒素原子と酸素原子の合計に対する窒素原子の原子濃度比が、20at%以下であり、
前記導電膜を形成した前記透明基板の波長410〜670nmにおける反射率が、10%以下であることを特徴とする導電膜。 - 前記透明基板がプラスチック基板からなり、
前記金属層は、前記プラスチック基板上に成膜された密着膜上に成膜されていることを特徴とする請求項１に記載の導電膜。 - 請求項１又は２に記載の導電膜からなり、電子機器に用いられることを特徴とする電極。
- 請求項１又は２に記載の導電膜からなる電極を備えることを特徴とする電子機器。
- 透明基板の一面上に、第1方向に延在する第1の電極パターンと、該電極パターンと異なる第2方向に延在する第2の電極パターンと、を備え、静電容量を検出する静電容量型入力装置であって、
前記第1の電極パターン及び前記第2の電極パターンのうち少なくとも一方が、
透明基板上に形成されるAl膜又はAl合金膜からなる金属層と、
該金属層上に形成され、Alと、Nd,Mn,Cu,Ti,Ta,Ge,La,Zrを含む群から選択される少なくとも一種の金属を含むAl合金であって、少なくとも一部が酸窒化されている酸窒化合金層と、が積層されてなる導電膜から形成されており、
前記酸窒化合金層において、前記金属層逆側の表面からSiO 2 換算深さ20nmまでの領域における窒素原子と酸素原子の合計に対する窒素原子の原子濃度比が、20at%以下であり、
前記導電膜を形成した前記透明基板の波長410〜670nmにおける反射率が、10%以下であることを特徴とする静電容量型入力装置。 - Alターゲット又はAl合金ターゲットを用いて、スパッタリングにより、透明基板上に、Al又はAl合金からなる金属層を成膜する工程と、
Alと、Nd,Mn,Cu,Ti,Ta,Ge,La,Zrを含む群から選択される少なくとも一種の金属を含むAl合金からなるターゲットを用いて、酸素ガス及び窒素ガスを導入したスパッタリングにより、前記金属層上に、Alと、Nd,Mn,Cu,Ti,Ta,Ge,La,Zrを含む群から選択される少なくとも一種の金属を含むＡｌ合金であって、少なくとも一部が酸窒化されている酸窒化合金層を積層して、導電膜を成膜する工程と、
前記導電膜を40℃よりも高い温度の純水で洗浄する工程と、を含み、
前記酸窒化合金層において、前記金属層逆側の表面からSiO 2 換算深さ20nmまでの領域における窒素原子と酸素原子の合計に対する窒素原子の原子濃度比が、20at%以下であり、
前記導電膜を形成した前記透明基板の波長410〜670nmにおける反射率が、10%以下であることを特徴とする電極の製造方法。
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| JP2017065597A JP6966856B2 (ja) | 2017-03-29 | 2017-03-29 | 導電膜，電極，電子機器，静電容量型入力装置及び電極の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP2018170360A JP2018170360A (ja) | 2018-11-01 |
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