KR101163329B1 - 터치 패널 센서 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 경시적인 전기 저항의 증가나 단선이 일어나기 어렵고, 또한 저전기 저항률을 나타내는 동시에, 투명 도전막과의 전기 전도성을 확보할 수 있어 상기 투명 도전막과 직접 접속시킬 수 있는 가이드 배선을 갖는, 신뢰성이 높은 터치 패널 센서를 제공한다. 본 발명은 투명 도전막 및 이것과 직접 접속하는 알루미늄 합금막으로 이루어지는 가이드 배선을 갖는 터치 패널 센서이며, 상기 알루미늄 합금막이, Ni 및 Co로 이루어지는 X군으로부터 선택되는 적어도 1종의 원소를 합계로 0.2 내지 10원자％ 포함하고, 또한 상기 알루미늄 합금막의 경도가 2 내지 15㎬인 터치 패널 센서에 관한 것이다.
Description
본 발명은 터치 패널 센서에 관한 것으로, 특히 투명 도전막 및 이것과 직접 접속하는 알루미늄 합금막으로 이루어지는 가이드 배선을 갖는 터치 패널 센서에 관한 것이다.
화상 표시 장치의 전방면에 배치된, 화상 표시 장치와 일체형의 입력 스위치로서 사용되는 터치 패널 센서는 그 사용 편의성으로 인해, 은행의 ATM이나 매표기, 카 네비게이션, PDA, 복사기의 조작 화면 등 폭넓게 사용되고 있다. 그 입력 포인트의 검출 방식에는 저항막 방식, 정전 용량 방식, 광학식, 초음파 표면 탄성파 방식, 압전식 등을 들 수 있다. 이들 중, 저항막 방식이, 비용이 들지 않고 구조가 단순한 것 등의 이유로부터 가장 널리 사용되고 있다.
저항막 방식의 터치 패널 센서는, 크게 구별하여, 상부 전극, 하부 전극 및 테일 부분으로 구성되어 있고, 상부 전극을 구성하는 기판(예를 들어, 필름 기판) 상에 설치된 투명 도전막과, 하부 전극을 구성하는 기판(예를 들어, 글래스 기판) 상에 설치된 투명 도전막이, 스페이서를 사이에 두고 마주보는 구성으로 되어 있다. 이와 같은 구성의 터치 패널 센서에 있어서의 상기 필름면을, 손가락이나 펜 등으로 터치하면, 상기 양 투명 도전막이 접촉하여, 투명 도전막의 양단부의 전극을 통해 전류가 흘러, 상기 각각의 투명 도전막의 저항에 의한 분압비를 측정함으로써, 터치된 위치가 검출된다.
상기 터치 패널 센서를 제조하는 프로세스에 있어서, 투명 도전막과 제어 회로를 접속하기 위한 가이드 배선은, 일반적으로 은 페이스트 등의 도전성 페이스트나 도전성 잉크를, 잉크젯이나 그 밖의 인쇄 방법으로 인쇄함으로써 형성된다. 그러나, 순은 또는 은 합금으로 이루어지는 배선은 글래스나 수지 등과의 밀착성이 나쁘고, 또한 외부 장치와의 접속 부분에 있어서 기판 상에서 응집함으로써, 전기 저항의 증가나 단선 등에 의한 불량을 초래하는 등의 문제가 있다.
은 페이스트에 의한 가이드 배선의 신뢰성을 향상시킨 기술로서, 특허 문헌 1에는 배선의 일부를 도금 또는 금속박으로 형성하는 방법이 개시되어 있다. 그러나, 상기 방법에서는, 도금 또는 금속박으로 형성된 배선과 외부 장치와의 접속 부분에 은 페이스트를 사용하는 것은 변하지 않으므로, 배선과 외부 장치의 접속 부분의 강도를 더욱 높이는 것이 어렵다.
또한, 터치 패널 센서는 사람의 손가락 등에 의한 압입을 감지하는 센서로, 터치 시에 가해지는 응력에 의해 일시적으로 미소 변형을 발생한다. 터치 패널의 계속되는 사용에 의해, 이 미소 변형이 반복해서 발생하여, 가이드 배선에도 응력이 반복해서 가해진다. 따라서, 상기 배선에는 내구성(응력에 대한 내성)도 요구된다. 그러나, 순은 또는 은 합금으로 이루어지는 도전성 페이스트를 사용하여 형성된 가이드 배선은 상기 내구성이 충분하다고는 말하기 어려워, 터치 패널 사용 중에, 가이드 배선이 손상되기 쉽다. 가이드 배선이 손상되면, 상기 배선의 전기 저항이 커져 전압 강하가 발생하여, 터치 패널 센서의 위치 검출의 정밀도가 저하되기 쉬워진다. 또한, 펜 터치 방식을 채용하는 경우에는, 상기 배선의 협피치화가 필요하지만, 페이스트를 사용하는 경우에는 도포법으로 형성하므로, 협피치화가 어렵다.
특허 문헌 2에는 내구성이 우수한 도전성 페이스트로서, 은 가루와 유기 수지와 용제로 이루어지는 것이 개시되어 있다. 그러나, 이 은가루와 유기 수지와 용제로 이루어지는 도전성 페이스트를 사용하여 얻어지는 가이드 배선은 전기 저항률이 1 × 10－4Ωㆍ㎝ 정도(알루미늄의 벌크의 전기 저항률의 대략 30배)이므로, 전기 저항이 충분히 낮은 배선이라고는 말하기 어렵다.
한편, 전기 저항률이 충분히 낮은 순알루미늄을, 가이드 배선의 재료에 적용하는 것도 생각된다. 그러나, 가이드 배선의 재료에 순알루미늄을 사용하면, 터치 패널 센서에 있어서의 투명 도전막과 순알루미늄막 사이에, 절연성의 산화알루미늄이 형성되어, 전기 전도성을 확보할 수 없는 등의 문제가 발생한다.
본 발명은 이와 같은 사정을 감안하여 이루어진 것이며, 그 목적은 단선이나 경시적인 전기 저항의 증가가 일어나기 어렵고, 또한 저전기 저항을 나타내는 동시에, 투명 도전막과의 전기 전도성을 확보할 수 있어 상기 투명 도전막과 직접 접속시킬 수 있는 가이드 배선을 갖는, 신뢰성이 높은 터치 패널 센서를 제공하는 데 있다.
본 발명의 요지를 이하에 나타낸다.
(1) 투명 도전막 및 이것과 직접 접속하는 알루미늄 합금막으로 이루어지는 가이드 배선을 갖는 터치 패널 센서이며,
상기 알루미늄 합금막은 Ni 및 Co로 이루어지는 X군으로부터 선택되는 적어도 1종의 원소를 합계로 0.2 내지 10원자％ 포함하고, 또한 상기 알루미늄 합금막의 경도는 2 내지 15㎬인 터치 패널 센서.
또한, 상기 알루미늄 합금막을 「제1 알루미늄 합금막」이라고 하는 경우가 있다.
(2) 상기 알루미늄 합금막은 희토류 원소, Ta, Ti, Cr, Mo, W, Cu, Zn, Ge, Si 및 Mg으로 이루어지는 Z군으로부터 선택되는 적어도 1종의 원소를 합계로 0.05원자％ 이상 더 포함하고, 또한 상기 X군으로부터 선택되는 적어도 1종의 원소 및 상기 Z군으로부터 선택되는 적어도 1종의 원소의 합계량이 10원자％ 이하인 (1)에 기재된 터치 패널 센서.
(3) 상기 알루미늄 합금막은 희토류 원소, Ta, Ti, Cr, Mo, W, Cu, Zn, Ge, Si 및 Mg으로 이루어지는 Z군으로부터 선택되는 적어도 1종의 원소를 합계로 0.15원자％ 이상 더 포함하고, 또한 상기 X군으로부터 선택되는 적어도 1종의 원소 및 상기 Z군으로부터 선택되는 적어도 1종의 원소의 합계량이 10원자％ 이하인 (1)에 기재된 터치 패널 센서.
(4) 상기 알루미늄 합금막은 Z군으로부터 선택되는 적어도 1종의 원소로서 희토류 원소를 포함하고, 또한 희토류 원소량이 0.05원자％ 이상인 동시에, 상기 X군으로부터 선택되는 적어도 1종의 원소 및 희토류 원소의 합계량이 10원자％ 이하인 (2) 또는 (3)에 기재된 터치 패널 센서.
(5) 상기 희토류 원소는 Nd, Gd, La, Y, Ce, Pr 및 Dy로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 원소인 (2) 내지 (4) 중 어느 한 항에 기재된 터치 패널 센서.
(6) 상기 알루미늄 합금막은 Z군으로부터 선택되는 적어도 1종의 원소로서 Cu를 포함하고, 또한 Cu량이 0.05원자％ 이상인 (2) 내지 (5) 중 어느 한 항에 기재된 터치 패널 센서.
(7) 투명 도전막 및 이것과 직접 접속하는 알루미늄 합금막으로 이루어지는 가이드 배선을 갖는 터치 패널 센서이며,
상기 알루미늄 합금막은 Ni 및 Co로 이루어지는 X군으로부터 선택되는 적어도 1종의 원소를 합계로 0.02원자％ 이상 및 Ge를 0.2원자％ 이상 포함하고, 상기 X군으로부터 선택되는 적어도 1종의 원소와 Ge의 합계량이 10원자％ 이하이고, 또한 상기 알루미늄 합금막의 경도는 2 내지 15㎬인 터치 패널 센서.
또한, 상기 알루미늄 합금막을 「제2 알루미늄 합금막」이라고 하는 경우가 있다.
(8) 상기 알루미늄 합금막은 희토류 원소, Ta, Ti, Cr, Mo, W, Cu, Zn, Si 및 Mg으로 이루어지는 Z'군으로부터 선택되는 적어도 1종의 원소를 합계로 0.05원자％ 이상 더 포함하고, 또한 상기 X군으로부터 선택되는 적어도 1종의 원소, Ge 및 상기 Z'군으로부터 선택되는 적어도 1종의 원소의 합계량이 10원자％ 이하인 (7)에 기재된 터치 패널 센서.
(9) 상기 알루미늄 합금막은 Z'군으로부터 선택되는 적어도 1종의 원소로서 희토류 원소를 포함하고, 또한 희토류 원소량이 0.05원자％ 이상인 동시에, 상기 X군으로부터 선택되는 적어도 1종의 원소, Ge 및 희토류 원소의 합계량이 10원자％ 이하인 (8)에 기재된 터치 패널 센서.
(10) 상기 희토류 원소는 Nd, Gd, La, Y, Ce, Pr 및 Dy로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 원소인 (8) 또는 (9)에 기재된 터치 패널 센서.
(11) 상기 알루미늄 합금막은 Z'군으로부터 선택되는 적어도 1종의 원소로서 Cu를 포함하고, 또한 Cu량이 0.05원자％ 이상인 (8) 내지 (10) 중 어느 한 항에 기재된 터치 패널 센서.
(12) 상기 알루미늄 합금막의 전기 저항률이 50μΩㆍ㎝ 이하인 (1) 내지 (11) 중 어느 한 항에 기재된 터치 패널 센서.
(13) 상기 알루미늄 합금막의 전기 저항률이 25μΩㆍ㎝ 이하인 (1) 내지 (12) 중 어느 한 항에 기재된 터치 패널 센서.
(14) 상기 투명 도전막이 실질적으로 산화 인듐 주석(ITO) 또는 산화 인듐 아연(IZO)으로 이루어지는 (1) 내지 (13) 중 어느 한 항에 기재된 터치 패널 센서.
또한, 상기 알루미늄 합금막의 경도는 나노인덴터에 의한 막의 경도 시험에 의해 구할 수 있다. 이 시험에서는, MTS사제 Nano Indenter XP(해석용 소프트 : Test Works 4)를 사용하고, XP 칩을 사용하여, 연속 강성 측정을 행한다. 압입 깊이를 300㎚로 하고, 여기 진동 주파수 : 45㎐, 진폭 : 2㎚의 조건으로 15점을 측정한 결과의 평균치를 구함으로써, 알루미늄 합금막의 경도를 구할 수 있다.
본 발명에 따르면, 터치 패널 센서의 가이드 배선이 규정의 알루미늄 합금막으로 이루어지므로, 상기 배선의 전기 저항을 작게 할 수 있는 동시에, 투명 도전막과 상기 배선을 직접 접속시킬 수 있고, 또한 외부 장치(컨트롤러)에 접속할 때에 접속 불량을 일으키기 어렵고, 경시적인 전기 저항의 증가나 단선도 발생하기 어렵기 때문에, 신뢰성이 높은 터치 패널 센서를 제공할 수 있다. 또한, 규정의 알루미늄 합금막을 스퍼터링으로 형성하여, 포토리소그래피, 에칭을 실시하는 공정을 채용함으로써, 미세한 가공을 실시할 수 있다. 또한, 터치 패널 센서의 제조 프로세스에서 사용되는 현상액이나 레지스트 박리액에 대한 내성도 높일 수 있다. 또한, 투명 도전층과 알루미늄 합금막 사이에, 전기 전도성을 확보하기 위한 개재층을 형성할 필요가 없으므로, 프로세스를 늘리지 않고 간이한 프로세스로 터치 패널 센서를 제조할 수 있다.
도 1은 나노인덴터에 의한 막의 경도 시험 결과의 일례를 도시한 도면이다.
도 2는 박리액에 대한 내성의 평가 결과의 일례를 도시한 광학 현미경 사진이다.
도 3은 (a) Al-2원자％ Ni-0.35원자％ La 합금막, (b) Al-0.1원자％ Ge-0.1원자％ Gd 합금막의 단면 TEM 사진을 도시한다.
도 2는 박리액에 대한 내성의 평가 결과의 일례를 도시한 광학 현미경 사진이다.
도 3은 (a) Al-2원자％ Ni-0.35원자％ La 합금막, (b) Al-0.1원자％ Ge-0.1원자％ Gd 합금막의 단면 TEM 사진을 도시한다.
상술한 바와 같이, 터치 패널 센서에 있어서, 가이드 배선의 재료에 순알루미늄을 사용한 경우, 투명 도전막과 순알루미늄막의 접촉 계면에, 절연성의 산화알루미늄이 형성되어, 상기 계면의 전기 전도성이 손상되는 등의 문제가 발생한다. 따라서 본 발명에서는, 이와 같은 순알루미늄의 문제점을 개선하기 위해, 알루미늄 합금 재료에 착안하여, 그 성분 조성에 대해 검토하는 것으로 하였다.
그런데, 터치 패널 센서는, 상술한 바와 같이 통상의 사용 시에 센서 단부에 일시적인 응력 집중이 발생하고, 배선의 변형에 의해 단선 등이 발생하여 전기 저항이 증가하는 등의 문제가 발생하는 경우가 있다. 특히, 가이드 배선을 구성하는 알루미늄 합금막이 지나치게 연한 경우에는, 응력 집중에 의해 배선의 변형이 반복되어, 배선이 열화되어 파단이나 박리를 일으키는 등의 문제가 발생한다. 한편, 상기 알루미늄 합금막이 너무 단단하면, 압입 하중에 대해 변형이 일어나기 어려워지므로, 미소한 크랙이 발생하거나 박리 등의 열화가 발생할 수 있다. 이상의 점에서, 본 발명에서는, 가이드 배선을 구성하는 알루미늄 합금막(제1 알루미늄 합금막, 제2 알루미늄 합금막)의 경도를, 2㎬ 이상(바람직하게는 2.5㎬ 이상) 또한 15㎬ 이하(바람직하게는 10㎬ 이하, 보다 바람직하게는 8㎬ 이하)로 규정하였다.
본 발명자들은 상기 적절한 경도를 나타내고 단선이나 경시적인 전기 저항의 증가가 일어나기 어렵고, 또한 저전기 저항을 나타내는 동시에, 투명 도전막과의 전기 전도성을 확보할 수 있는 가이드 배선으로서, 일정량의 Ni 및/또는 Co를 포함하는 알루미늄 합금막(제1 알루미늄 합금막)으로 이루어지는 것으로 하면 되는 것을 알 수 있었다. 이하, 제1 알루미늄 합금막에 대해 설명한다.
터치 패널 센서에 있어서의 가이드 배선을, 상기 알루미늄 합금막으로 이루어지는 것으로 한 경우에, 투명 도전막과의 전기 전도성을 확보할 수 있는 이유는, 충분히 해명된 것은 아니지만, 절연성이 높은 산화알루미늄의 형성이 억제되고, 및/또는 투명 도전막과 알루미늄 합금막의 계면에 도전 패스가 형성되어, 투명 도전막과의 전기 전도성을 확보할 수 있는 것이 생각된다. 또한, 상기 Ni 및/또는 Co를 함유시킴으로써, 고용 강화에 의해 상기 적절한 경도를 나타내는 막을 실현할 수 있다고 생각된다.
이와 같이, 적절한 경도를 나타내고, 저전기 저항률이고 또한 투명 도전막과의 전기 전도성을 확보할 수 있는 알루미늄 합금막(제1 알루미늄 합금막)을 얻기 위해서는, Ni 및 Co로 이루어지는 X군으로부터 선택되는 적어도 1종의 원소(이하, 「X군 원소」라고 하는 경우가 있음)를 합계로 0.2원자％ 이상(바람직하게는 0.3원자％ 이상) 함유시킬 필요가 있다. 한편, 상기 X군 원소의 함유량이 지나치게 많으면, 알루미늄 합금막 자체의 전기 저항률이 증가하기 쉬워지는 동시에, 막의 경도도 필요 이상으로 높아지기 쉽다. 따라서, Ni 및 Co로 이루어지는 X군으로부터 선택되는 적어도 1종의 원소는 합계로 10원자％ 이하(바람직하게는 8원자％ 이하)로 한다.
상기 적절한 경도의 알루미늄 합금막을 실현하기 위해서는, 상술한 바와 같이, 규정량의 X군 원소(필요에 따라서 하기의 Z군 원소)를 함유시키고, 성막법으로서 스퍼터링법을 채용하여 상기 X군 원소를 균일하게 분산시키는 동시에, 알루미늄 합금막의 성막 조건으로서, 스패터 시의 기판 온도나 Ar 가스압을 조정하는 것이 바람직하다. 기판 온도가 높을수록 형성되는 막의 막질은 벌크에 근접하여, 치밀한 막이 형성되기 쉽고, 막의 경도가 증가하는 경향에 있다. 또한, Ar 가스압을 올릴수록 막의 밀도가 저하되어, 막의 경도가 저하되는 경향에 있다. 이와 같은 성막 조건의 조정은 막의 구조가 성기게 되어 부식이 발생하기 쉬워지는 것을 억제하는 관점으로부터도 바람직하다.
또한, 상기 X군 원소에 추가하여, 희토류 원소, Ta, Ti, Cr, Mo, W, Cu, Zn, Ge, Si 및 Mg으로 이루어지는 Z군으로부터 선택되는 적어도 1종의 원소(이하, 「Z군 원소」라고 하는 경우가 있음)를 더 함유시킬 수도 있다. 또한, 본 발명에 사용되는 희토류 원소로서는, 란타노이드 원소(주기표에 있어서, 원자 번호 57인 La로부터 원자 번호 71인 Lu까지의 합계 15 원소)에, Sc(스칸듐)와 Y(이트륨)를 추가한 원소군을 의미한다(이하, 동일함).
상기 Z군 원소를 함유시킴으로써, 막의 경도를 보다 조정하기 쉬워지는 동시에, 제조 프로세스에서 사용되는 강알칼리성의 현상액이나 레지스트 박리액에 대한 내성을 높일 수 있다. 구체적으로는, 예를 들어 TMAH(수산화테트라메틸암모늄 수용액)에 의한 레지스트 현상 공정이나 아민계 박리액에 의한 레지스트 박리ㆍ세정 공정에서의 알루미늄의 용출이나 부식을 억제할 수 있고, 그 결과, 배선의 단선 등을 억제할 수 있다.
상기 효과를 충분히 발휘시키기 위해서는, Z군 원소를 합계로 0.05원자％ 이상 함유시키는 것이 바람직하다. Z군 원소를 합계로 0.15원자％ 이상(더욱 바람직하게는 0.2원자％ 이상) 함유시키는 것이 보다 바람직하다. 그러나, Z군 원소가 과잉으로 포함되면, 상기 X군 원소의 경우와 마찬가지로, 알루미늄 합금막 자체의 전기 저항률이 증가하기 쉬워지는 동시에, 막의 경도도 필요 이상으로 높아지기 쉽다. 따라서, Z군 원소의 함유량은, 상기 X군 원소와 상기 Z군 원소의 합계량이 10원자％ 이하(보다 바람직하게는 7원자％ 이하)로 되도록 하는 것이 바람직하다.
상기 Z군 원소로서 희토류 원소를 포함하고, 또한 희토류 원소량이 0.05원자％ 이상인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 0.1원자％ 이상이다. 그러나, 희토류 원소가 과잉으로 포함되면, 상기 X군 원소의 경우와 마찬가지로, 알루미늄 합금막 자체의 전기 저항률이 증가하기 쉬워지는 동시에, 막의 경도도 필요 이상으로 높아지기 쉽다. 따라서, 희토류 원소의 함유량은 상기 X군 원소 및 상기 희토류 원소의 합계량이 10원자％ 이하(보다 바람직하게는 7원자％ 이하)로 되도록 하는 것이 바람직하다.
상기 희토류 원소는 Nd, Gd, La, Y, Ce, Pr 및 Dy로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 원소인 것이 보다 바람직하다.
상기 Z군 원소 중에서도, 예를 들어 La, Nd, Cu, Ge, Gd의 사용이 보다 바람직하고, 이들 중 1종 또는 2종 이상을 임의의 조합으로 사용하는 것이 보다 바람직하다.
상기 Z군 원소 중에서도 특히 Cu를 함유시킴으로써, X군 원소, 즉 Ni 및/또는 Co의 석출물을 미세 분산시킬 수 있고, 그 결과, 레지스트 박리액에 대한 내성(박리액 내성)을 향상시킬 수 있다.
상기 효과를 충분히 발휘시키기 위해서는, Cu를 0.05원자％ 이상 함유시키는 것이 좋다. 보다 바람직하게는 0.1원자％ 이상이다.
또한 상기 효과는 알루미늄 합금막에 포함되는 X군 원소량에 대해 일정 이상의 Cu를 함유시킴으로써 현저하게 나타난다. 구체적으로는, Cu(원자％)/X군 원소(원자％)가 0.3 이상에서 효과가 현저하게 나타난다. 상기 Cu(원자％)/X군 원소(원자％)는 보다 바람직하게는 0.5 이상이다. 또한, Cu(원자％)/X군 원소(원자％)의 상한에 대해서는 특별히 한정되지 않고, 상기 Cu량의 하한치 및 상기 X군 원소량의 상한치로부터 Cu(원자％)/X군 원소(원자％)의 상한은 2.5로 된다.
상기 제1 알루미늄 합금막으로서, 예를 들어 Al-2원자％ Ni-0.35원자％ La 합금막, Al-1원자％ Ni-0.5원자％ Cu-0.35원자％ La 합금막, Al-0.6원자％ Ni-0.5원자％ Cu-0.3원자％ La 합금막을 들 수 있다.
본 발명은 터치 패널 센서의 가이드 배선에 사용되는 알루미늄 합금막으로서, X군 원소(Ni 및 Co로 이루어지는 X군으로부터 선택되는 적어도 1종의 원소)를 합계로 0.02원자％ 이상 및 Ge를 0.2원자％ 이상 포함하고, 상기 X군 원소와 Ge의 합계량이 10원자％ 이하인 알루미늄 합금막(제2 알루미늄 합금막)도 규정한다.
제2 알루미늄 합금막에 있어서의 X군 원소는, 가이드 배선으로서, 적절한 경도를 나타내고 단선이나 경시적인 전기 저항의 증가가 일어나기 어렵고, 저전기 저항을 나타내고, 또한 투명 도전막과의 전기 전도성이 우수한 것을 실현시키는 데 유효한 원소이다. 상기 투명 도전막과의 우수한 전기 전도성을 확보할 수 있는 이유로서, 상기 Ge와의 복합 첨가에 의해, (1) 제1 알루미늄 합금막의 경우와 마찬가지로, 절연성이 높은 산화알루미늄의 형성이 억제되고 및/또는, (2) 투명 도전막과 알루미늄 합금막의 계면에 도전 패스가 형성되어, 투명 도전막과의 전기 전도성을 확보할 수 있는 것이 생각된다.
상기와 같이, Ge와 X군 원소를 복합 첨가함으로써, X군 원소의 함유량이 비교적 적은 경우라도, ITO막과의 우수한 전기 전도성을 확보할 수 있다. 이와 같은 관점에서, 제2 알루미늄 합금막의 X군 원소량의 하한을 합계로 0.02원자％로 한다. 제2 알루미늄 합금막의 X군 원소량은, 바람직하게는 0.05원자％ 이상, 보다 바람직하게는 0.07원자％ 이상이다. 한편, 상기 X군 원소량이 지나치게 많으면, 알루미늄 합금막 자체의 전기 저항이 증가하기 쉬워지는 동시에, 막의 경도도 필요 이상으로 높아지기 쉽다. 따라서, X군 원소량은 Ge와의 합계량으로 10원자％ 이하(보다 바람직하게는 7원자％ 이하)로 한다.
Ge는 상기 제1 알루미늄 합금막에서 필요에 따라서 함유시키는 Z군 원소에 상당하지만, 제2 알루미늄 합금막에서는, 후술하는 일정량 이상의 Ge가, X군 원소의 함유량이 비교적 적은 경우라도, ITO막과의 우수한 전기 전도성을 확보할 수 있는 등의 효과를 발휘한다. 또한 Ge는 알칼리성 수용액, 예를 들어 강알칼리성의 현상액이나 아민계 레지스트 박리액의 수용액 등에 대한 내성을 높이는 데 유효한 원소이고, 또한 알루미늄 합금막의 경도 향상에도 다소 기여하는 원소이다.
상기 Ge의 첨가 효과를 발휘시키기 위해서는, Ge를 0.2원자％ 이상 함유시킨다. 바람직하게는 0.3원자％ 이상, 보다 바람직하게는 0.4원자％ 이상, 더욱 바람직하게는 0.5원자％ 이상이다. 한편, Ge가 과잉으로 포함되면, 알루미늄 합금막 자체의 전기 저항률이 증가하기 쉬워지는 동시에, 막의 경도도 필요 이상으로 높아지기 쉽다. 따라서, 제2 알루미늄 합금막에 있어서의 Ge량은, 상기와 같이 X군 원소와의 합계량으로 10원자％ 이하(보다 바람직하게는 7원자％ 이하)로 한다.
또한, 제2 알루미늄 합금막에는 상기 X군 원소 및 Ge에 추가하여, 희토류 원소, Ta, Ti, Cr, Mo, W, Cu, Zn, Si 및 Mg으로 이루어지는 Z'군으로부터 선택되는 적어도 1종의 원소(이하, 「Z'군 원소」라고 하는 경우가 있음)를 더 함유시킬 수도 있다.
상기 Z'군 원소를 함유시킴으로써, 상술한 Z군 원소의 경우와 마찬가지로, 막의 경도를 보다 높이기 쉬워지는 동시에, 제조 프로세스에서 사용되는 강알칼리성의 현상액이나 레지스트 박리액에 대한 내성을 높일 수 있다. 구체적으로는, 예를 들어, TMAH(수산화테트라메틸암모늄 수용액)에 의한 레지스트 현상 공정이나 아민계 박리액에 의한 레지스트 박리ㆍ세정 공정에서의 알루미늄의 용출이나 부식을 억제할 수 있고, 그 결과, 배선의 단선 등을 억제할 수 있다.
상기 효과를 충분히 발휘시키기 위해서는, Z'군 원소를 합계로 0.05원자％ 이상 함유시키는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 0.1원자％ 이상이다. 그러나, Z'군 원소가 과잉으로 포함되면, 상기 X군 원소나 Ge의 경우와 마찬가지로, 알루미늄 합금막 자체의 전기 저항률이 증가하기 쉬워지는 동시에, 막의 경도도 필요 이상으로 높아지기 쉽다. 따라서, Z'군 원소의 함유량은 상기 X군 원소, Ge 및 상기 Z'군 원소의 합계량이 10원자％ 이하(보다 바람직하게는 7원자％ 이하)로 되도록 하는 것이 바람직하다.
상기 Z'군 원소으로서 희토류 원소를 포함하고, 또한 희토류 원소량이 0.05원자％ 이상인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 0.1원자％ 이상이다. 그러나, 희토류 원소가 과잉으로 포함되면, 상기 X군 원소나 Ge의 경우와 마찬가지로, 알루미늄 합금막 자체의 전기 저항률이 증가하기 쉬워지는 동시에, 막의 경도도 필요 이상으로 높아지기 쉽다. 따라서, 희토류 원소의 함유량은 상기 X군 원소, Ge 및 상기 희토류 원소의 합계량이 10원자％ 이하(보다 바람직하게는 7원자％ 이하)로 되도록 하는 것이 바람직하다.
상기 희토류 원소는 Nd, Gd, La, Y, Ce, Pr 및 Dy로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 원소인 것이 바람직하다.
상기 X군 원소, Ge 및 희토류 원소를 포함하는 제2 알루미늄 합금막으로서, 예를 들어 Al-0.1원자％ X군 원소-Ge-0.3원자％ 이상의 Nd 또는 La 합금막(예를 들어, Al-0.1원자％ Ni-0.5원자％ Ge-0.5원자％ Nd 합금막)이나, Al-0.2원자％ Ni-0.5원자％ Ge-0.2원자％ La 합금막, Al-0.2원자％ Ni-0.5원자％ Ge-0.2원자％ La 합금막, Al-0.1원자％ Ni-0.5원자％ Ge-0.3원자％ Nd 합금막, Al-0.2원자％ Co-0.5원자％ Ge-0.2원자％ La 합금막, Al-0.1원자％ Co－0.5원자％ Ge-0.3원자％ Nd 합금막 등을 들 수 있다.
또한, 상기 Z'군 원소 중에서도 특히 Cu를 함유시킴으로써, X군 원소, 즉 Ni 및/또는 Co의 석출물을 미세 분산시킬 수 있고, 그 결과, 박리액 내성을 향상시킬 수 있다.
상기 효과를 충분히 발휘시키기 위해서는, Cu를 0.05원자％ 이상 함유시키는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 0.07원자％ 이상이다.
또한 상기 효과는, 제2 알루미늄 합금막에 포함되는 X군 원소량에 대해 일정 이상의 Cu를 함유시킴으로써 현저하게 나타난다. 구체적으로는, Cu(원자％)/X군 원소(원자％)가 0.3 이상에서 효과가 현저하게 나타난다. 상기 Cu(원자％)/X군 원소(원자％)는, 보다 바람직하게는 0.5 이상이다. 또한, Cu(원자％)/X군 원소(원자％)의 상한에 대해서는 특별히 한정되지 않고, 상기 Cu량의 하한치 및 상기 X군 원소량의 상한치로부터 Cu(원자％)/X군 원소(원자％)의 상한은 25로 된다.
상기 적절한 경도의 제2 알루미늄 합금막을 얻기 위해서는, 상기 규정량의 X군 원소 및 Ge(필요에 따라서 Z'군 원소)를 함유시켜, 알루미늄 합금막의 성막 조건으로 하고, 스패터 시의 기판 온도나 Ar 가스압을 조정하는 것이 바람직하다. 기판 온도가 높을수록 형성되는 막의 막질은 벌크에 근접하여, 치밀한 막이 형성되기 쉬워, 막의 경도가 증가하는 경향에 있다. 또한, Ar 가스압을 올릴수록 막의 밀도가 저하되어, 막의 경도가 저하되는 경향에 있다. 이와 같은 성막 조건의 조정은 막의 구조가 성기게 되어 부식이 발생하기 쉬워지는 것을 억제하는 관점에서도 바람직하다.
본 발명에 관한 제1 알루미늄 합금막 및 제2 알루미늄 합금막에 있어서, 경도의 향상은 Al 결정립을 미세화함으로써도 도모할 수 있다. Al 결정립의 미세화에는, 제조 프로세스에서 받는 알루미늄 합금막의 열이력에 따른 합금 원소의 첨가가 유효해, 알루미늄 합금막의 열이력[예를 들어, 알루미늄 합금막 성막 후의 절연막(SiN막) 형성 시의 열처리 온도]이 높은(약 250℃ 이상임) 경우에는, 합금 원소로서, 희토류 원소나 고융점 금속(Ta, Ti, Cr, Mo, W)을 첨가함으로써 Al 결정립의 미세화를 도모할 수 있고, 또한 알루미늄 합금막의 열이력이 낮은(약 200℃ 이하인) 경우에는, 합금 원소로서 Ge를 첨가함으로써 Al 결정립의 미세화를 도모할 수 있다.
본 발명에 관한 제1 알루미늄 합금막 및 제2 알루미늄 합금막(이하, 이들을 「알루미늄 합금막」이라고 총칭하는 경우가 있음)의 성분 조성은 상술한 바와 같고, 잔량부는 알루미늄 및 불가피적 불순물이다. 불가피적 불순물로서, 예를 들어, 상기 알루미늄 합금막의 제조 과정 등에서 혼입되는 불가피적 불순물[예를 들어, 산소(O) 등]을 포함할 수 있다.
상기 구성으로 함으로써, 터치 패널 센서의 가이드 배선을 구성하는 알루미늄 합금막으로서, 전기 저항률이 50μΩㆍ㎝ 이하, 바람직하게는 25μΩㆍ㎝ 이하(보다 바람직하게는 20μΩㆍ㎝ 이하)의 것을 실현할 수 있다.
본 발명은 상기 알루미늄 합금막을 형성하기 위한 방법까지 규정하는 것은 아니지만, 세선화나 막 내의 합금 성분의 균일화를 도모하는 관점에서는, 스퍼터링법으로 형성하는 것이 바람직하다. 또한, 증착법으로 상기 알루미늄 합금막을 형성할 수도 있지만, 첨가 원소량을 용이하게 컨트롤하는 관점에서 스퍼터링법의 쪽이 바람직하다.
본 발명의 터치 패널 센서는 투명 도전막과 직접 접속하는 알루미늄 합금막으로 이루어지는 가이드 배선 이외의 구성에 특별히 한정은 없고, 상기 분야에서 공지의 모든 구성을 채용할 수 있다.
예를 들어, 저항막 방식의 터치 패널 센서는, 다음과 같이 하여 제조할 수 있다. 즉, 기판 상에 투명 도전막을 형성한 후, 레지스트 도포, 노광, 현상, 에칭을 순차적으로 행한 후, 알루미늄 합금막을 형성하고, 레지스트 도포, 노광, 현상, 에칭을 실시하여 가이드 배선을 형성하고, 계속해서 상기 배선을 피복하는 절연막 등을 형성하여, 상부 전극으로 할 수 있다. 또한, 기판 상에 투명 도전막을 형성한 후, 상부 전극과 마찬가지로 포토리소그래피를 행하고, 계속해서 상부 전극의 경우와 마찬가지로 알루미늄 합금막으로 이루어지는 가이드 배선을 형성한 후, 상기 배선을 피복하는 절연막을 형성하고, 마이크로ㆍ도트ㆍ스페이서 등을 형성하여 하부 전극으로 할 수 있다. 그리고, 상기한 상부 전극, 하부 전극 및 별도로 형성한 테일 부분을 맞대어, 터치 패널 센서를 제조할 수 있다.
상기 투명 도전막은 특별히 지정하지 않지만, 대표예로서, 산화 인듐 주석(ITO) 또는 산화 인듐 아연(IZO)으로 이루어지는 것을 사용할 수 있다. 또한, 상기 기판(투명 기판)은 일반적으로 사용되고 있는 것으로서, 예를 들어 글래스, 폴리카보네이트계 또는 폴리아미드계의 것을 사용할 수 있고, 예를 들어 고정 전극인 하부 전극의 기판에 글래스를 사용하고, 가요성이 필요한 상부 전극의 기판에 폴리카보네이트계 등의 필름을 사용할 수 있다.
또한, 본 발명의 터치 패널 센서는 상기 저항막 방식 이외에, 정전 용량 방식이나 초음파 표면 탄성파 방식 등의 터치 패널 센서로서도 사용할 수 있다.
(실시예)
이하에서는, 본 발명에 관한 알루미늄 합금막이, 터치 패널 센서의 가이드 배선으로서 적합한 것을 확인하기 위해, 경도 시험, 투명 도전막과의 전기 전도성의 평가, 알루미늄 합금막의 전기 저항률의 측정 및 현상액 또는 박리액에 대한 내성의 평가를 행하였다.
또한, 본 실시예에서는, 본 발명을 보다 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 본 실시예에 의해 제한을 받는 것이 아니라, 상기ㆍ하기의 취지에 적합할 수 있는 범위에서 적당히 변경을 추가하여 실시하는 것도 물론 가능하고, 그들은 모두 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.
<제1 실시예>(나노인덴터에 의한 경도 시험)
무알칼리 유리판(판 두께 0.7㎜, 직경 4인치)을 기판으로 하고, 그 표면에, DC 마그네트론 스퍼터링법으로, 하기 표 1 내지 표 6에 나타내는 알루미늄 합금막(막 두께는 모두 약 300㎚)을 형성하였다. 성막은 성막 전에 챔버 내의 분위기를 일단, 도달 진공도 : 3 × 10－6Torr로 한 후, 각 알루미늄 합금막과 동일한 성분 조성의 직경 4인치의 원반형 타깃을 사용하여, 하기에 나타내는 조건으로 행하였다. 또한, 형성된 알루미늄 합금막의 조성은 유도 결합 플라즈마(Inductively Coupled Plasma : ICP) 질량 분석법으로 확인하였다.
(스퍼터링 조건)
ㆍ Ar 가스압 : 2mTorr
ㆍ Ar 가스 유량 : 30sc㎝
ㆍ 스패터 파워 : 260W
ㆍ 기판 온도 : 실온
상기와 같이 하여 얻어진 알루미늄 합금막을 사용하여, 나노인덴터에 의한 막의 경도 시험을 행하였다. 이 시험에서는 MTS사제 Nano Indenter XP(해석용 소프트 : Test Works 4)를 사용하고, XP 칩을 사용하여, 연속 강성 측정을 행하였다. 압입 깊이를 300㎚로 하고, 여기 진동 주파수 : 45㎐, 진폭 : 2㎚의 조건으로 15점을 측정한 결과의 평균치를 구하였다. 또한, 동일한 측정을, 알루미늄 합금막 대신에, 순알루미늄막을 형성한 시료에 대해서도 행하였다.
상기 측정 결과의 일례를 도 1에 나타낸다(또한, 도 1 중의 샘플 번호는 측정 편의상 부여된 것이며, 표 1 내지 표 6의 번호와는 무관함). 도 1에서는, Al-2원자％ Ni-0.35원자％ La 합금막의 경우를 나타내고 있지만, 표 1 내지 표 6의 알루미늄 합금막 및 순알루미늄막에 대해서도, 동일한 측정을 행하였다.
그 결과를 표 1 내지 표 6에 나타낸다. 표 1 내지 표 6으로부터 다음과 같이 고찰할 수 있다. 합금 원소(제1 알루미늄 합금막 중의 X군 원소, Z군 원소, 제2 알루미늄 합금막 중의 X군 원소, Ge, 희토류 원소)의 첨가에 수반하여, 알루미늄 합금막의 경도는 증가하는 경향에 있고, 제1 알루미늄 합금막에 있어서, Z군 원소를 첨가하는 경우에 상기 경도를 10㎬ 이하로 하기 위해서는, X군 원소 및 Z군 원소의 함유량의 상한을 10원자％로 하는 것이 좋은 것을 알 수 있다.
<제2 실시예>(하부 : 투명 도전막과 상부 : 알루미늄 합금막의 전기 전도성의 평가)
이하에서는, 투명 도전막, 알루미늄 합금막의 순서로 적층시킨 경우의 양자의 접촉 부분의 접속 저항치를 측정하여, 상기 적층 구조에 있어서의 알루미늄 합금막의 투명 도전막과의 전기 전도성을 평가하였다.
무알칼리 유리판(판 두께 0.7㎜, 직경 4인치)을 기판으로 하고, 그 표면에, 산화물 투명 도전막인 ITO막 또는 IZO막(막 두께는 모두 50㎚ 이하)을, DC 마그네트론 스퍼터링법에 의해 실온에서 형성하여, 포토리소그래피, 에칭에 의한 패터닝을 행하였다. 다음에, 그 상부에, 표 1 내지 표 6의 알루미늄 합금막(막 두께는 모두 약 300㎚)을, 상기 제1 실시예와 마찬가지로 성막하였다. 그 후, 알루미늄 합금막에 대해, 레지스트 도포, 노광, 수산화테트라메틸암모늄 수용액(TMAH)에 의한 현상을 실시하여, 켈빈 패턴(투명 도전막과 알루미늄 합금막의 접촉 면적은 한 변이 80㎛)을 형성하였다.
이 켈빈 패턴을 사용하여, 투명 도전막과 알루미늄 합금막의 계면의 접속 저항치를 4단자 켈빈법으로 측정하였다. 상기 측정에는 4단자의 매뉴얼 플로버와 반도체 파라미터 애널라이저 「HP4156A」(휴렛펙커드사제)를 사용하였다.
그리고, 상기 접속 저항치가 150Ω 이하인 것을 양호로 하고, 150Ω를 초과하는 것을 불량으로 판단하였다. 또한, 동일한 측정을, 알루미늄 합금막 대신에, 순알루미늄막을 형성한 시료에 대해서도 행하였다. 그러나, 순알루미늄막을 형성한 시료는 전기 접촉 불량에 의해 측정할 수 없었다.
상기 측정 결과를 표 1 내지 표 6에 병기한다. 표 1 내지 표 6으로부터, 투명 도전막과의 전기 전도성을 확보하기 위해서는, X군 원소의 함유량을 0.2원자％ 이상으로 하면 되는 것을 알 수 있다.
<제3 실시예>(하부 : 알루미늄 합금막과 상부 : 투명 도전막의 전기 전도성의 평가)
이하에서는, 알루미늄 합금막, 투명 도전막의 순서로 적층시킨 경우의 양자의 접촉 부분의 접속 저항치를 측정하여, 상기 적층 구조에 있어서의 알루미늄 합금막의 투명 도전막의 전기 전도성을 평가하였다.
무알칼리 유리판(판 두께 0.7㎜, 직경 4인치)을 기판으로 하고, 그 표면에, 표 1 내지 표 6의 알루미늄 합금막(막 두께는 모두 약 300㎚)을, 상기 제1 실시예와 마찬가지로 성막하였다. 다음에, 이들 시료에, 제조 프로세스에 있어서의 열이력을 모의하여 270℃로 10분간의 열처리를 실시하였다. 열처리 분위기는 진공(진공도 : 3 × 10－4Pa 이하) 또는 질소 분위기로 하였다. 그 후, 포토리소그래피, 에칭에 의한 패터닝을 행하였다. 다음에, 그 상부에, 상기 제2 실시예와 마찬가지로, ITO막 또는 IZO막(막 두께 : 50㎚ 이하)을 성막한 후, 포토리소그래피, 에칭을 행하여, 켈빈 패턴(투명 도전막과 알루미늄 합금막의 접촉 면적은 한 변이 80㎛)을 형성하여, 상기 제2 실시예와 마찬가지로 접속 저항치를 4단자 켈빈법으로 측정하였다.
상기 접속 저항치의 측정은, 상기와 같이 하여 형성한 적층 상태의 켈빈 패턴 및 알루미늄 합금막의 성막 후에, 진공 또는 불활성 가스 분위기에서 250℃로 30분간의 열처리를 실시하고, 그 후에 상기 열이력을 모의한 270℃로 10분간의 열처리를 행한 후, 상기와 같이 형성한 켈빈 패턴에 대해 행하였다.
그리고, 상기 접속 저항치가 150Ω 이하인 것을 양호로 하고, 150Ω을 초과하는 것을 불량으로 판단하였다. 동일한 측정을, 알루미늄 합금막 대신에, 순알루미늄막을 형성한 시료에 대해서도 행하였다. 그러나, 순알루미늄막을 형성한 시료는 전기 접촉 불량에 의해 측정할 수 없었다.
상기 측정 결과를 표 1 내지 표 6에 병기한다. 표 1 내지 표 6으로부터, 투명 도전막과의 전기 전도성을 확보하기 위해서는, 제1 알루미늄 합금막의 경우, X군 원소의 함유량을 0.2원자％ 이상, 제2 알루미늄 합금막의 경우, X군 원소의 함유량을 0.02원자％ 이상 또한 Ge량을 0.2원자％ 이상으로 하면 되는 것을 알 수 있다.
또한, 표 1 내지 표 6으로부터, 알루미늄 합금막을 형성 후에 250℃로 30분간의 열처리를 실시한 시료에서는, 상기 열처리를 행하지 않은 시료와 비교하여, 투명 도전막과의 접속 저항이 작아지는 경향에 있는 것을 확인할 수 있다.
이는 상기 열처리에 의해, 알루미늄 합금 중에 포함되는 합금 원소가 알루미늄 결정립 외부로 석출되어, 투명 도전막과 알루미늄 합금막의 계면 부근에서 도전 패스를 형성하기 때문이라고 생각된다.
열처리를 실시함으로써, 또한 이하와 같은 장점이 있다. 즉, 가이드 배선 패터닝을 위한 TMAH에 의한 레지스트 현상 공정 전에, 진공 또는 불활성 가스 분위기에서 알루미늄 합금막을 250℃ 이상의 온도로 열처리하면, 알루미늄 합금의 조직 변화에 의해 핀 홀이나 관통 입계 등의 보이드를 저감ㆍ소멸시킬 수 있다. 또한, 기판 온도를 100℃ 이상의 온도로 가열하여 알루미늄 합금막을 형성하는 동시에, 가이드 배선 패터닝을 위한 TMAH에 의한 레지스트 현상 공정 전에, 진공 또는 불활성 가스 분위기에서 100℃ 이상의 온도로 열처리하면, 알루미늄 합금막의 커버리지(특히, 산화물 투명 도전막 패턴 단부에서의 커버리지)가 개선되어, 현상액 등의 약액의 스며들기에 의한 부식을 방지할 수 있다.
또한, 열처리를 행함으로써, 갈바니 부식을 억제할 수 있다. 갈바니 부식은, 예를 들어 ITO 등의 산화물 투명 도전막과 순알루미늄막과 같이, 이종 금속 사이의 전극 전위차가 큰 경우에 발생하는 것으로 되어 있다. 예를 들어, 포토레지스트의 알칼리 현상액인 수산화테트라메틸암모늄(TMAH) 수용액 중의 Ag/AgCl 표준 전극에 대한 전극 전위는 아몰퍼스-ITO가 약 －0.17V, 폴리-ITO가 약 －0.19V인 것에 비해, 순알루미늄은 약 －1.93V로 매우 낮다. 또한, 순알루미늄은 상술한 바와 같이, 매우 산화되기 쉽다. 그로 인해, TMAH 수용액에 침지 중에, 순알루미늄막과 산화물 투명 도전막의 계면에서 전지 반응이 발생하여, 부식이 발생한다. TMAH 수용액이, 알루미늄 합금막에 생긴 핀 홀이나 관통 입계를 따라서 산화물 투명 도전막과의 계면까지 침입하여, 그 계면에서 갈바니 부식이 발생하면, 여러가지 문제, 예를 들어 산화물 투명 도전막의 흑화, 그것에 의한 화소의 흑화, 배선 가늘어짐ㆍ단선 등의 패턴 형성 불량, 순알루미늄막과 산화물 투명 도전막의 접속 저항의 증대, 그것에 의한 표시(점등) 불량 등이 발생한다.
본 발명에 있어서, 상기 열처리를 실시함으로써 상기 갈바니 부식을 보다 억제할 수 있다. 이 열처리에 의해, 알루미늄 합금막 중의 Ni 및/또는 Co의 석출이 촉진되어 알루미늄 합금막의 전극 전위가 높아져, 투명 도전막과의 전극 전위차가 줄어들기 때문에 갈바니 부식이 억제되는 것이 이유로서 생각된다.
이상의 점에서, 투명 도전막과의 전기 전도성이나 내식성을 보다 높이기 위해, 상기와 같은 열처리를 알루미늄 합금막에 실시해도 좋다.
<제4 실시예>(알루미늄 합금막의 전기 저항률의 측정)
무알칼리 유리판(판 두께 0.7㎜, 직경 4인치)을 기판으로 하고, 그 표면에, 표 1 내지 표 6의 알루미늄 합금막(막 두께는 모두 약 300㎚)을 상기 제1 실시예와 마찬가지로 성막하였다. 그 후, 성막 후에 열처리를 행하지 않고, TMAH에 의한 포토리소그래피 및 에칭을 행하여, 폭 100㎛, 길이 10㎜의 스트라이프 형상 패턴(전기 저항률 측정용 패턴)으로 가공한 후, 상기 패턴의 전기 저항을, 플로버를 사용한 직류 4탐침법으로 실온에서 측정하였다. 그리고, 전기 저항률이 50μΩㆍ㎝를 초과하는 것을 불량, 50μΩㆍ㎝ 이하의 것을 양호로 평가하였다. 또한, 동일한 측정을, 알루미늄 합금막 대신에, 순알루미늄막을 형성한 시료에 대해서도 행하였다.
그 결과를 표 1 내지 표 6에 병기한다. 표 1 내지 표 6으로부터, 제1 알루미늄 합금막 중의 합금 원소(X군 원소 및 Z군 원소)량이나, 제2 알루미늄 합금막 중의 합금 원소(X군 원소, Ge 및 희토류 원소)가 많을수록 전기 저항률은 크게 되어 있고, 전기 저항률을 저감시키는 관점에서는, 제1 알루미늄 합금막 중의 X군 원소 및 Z군 원소의 합계량이나, 제2 알루미늄 합금막 중의 X군 원소, Ge 및 희토류 원소의 합계량을 10원자％ 이하로 하면 되는 것을 알 수 있다.
<제5 실시예>(박리액에 대한 내성의 평가)
무알칼리 유리판(판 두께 0.7㎜, 직경 4인치)을 기판으로 하고, 그 표면에, 표 1 내지 표 6의 알루미늄 합금막(막 두께는 모두 약 300㎚)을, 상기 제1 실시예와 마찬가지로 성막하였다.
그리고, 상기 알루미늄 합금막에 대해, 제조 프로세스에 있어서의 열이력을 모의하여 질소 플로우 중에서 320℃로 30분간의 열처리를 행한 후, 아민계 박리액[도쿄오카고교(東京應化工業) 주식회사제 : 「TOK106」]의 수용액(pH10로 조정)에 5분간 침지하였다. 그리고, 침지 후의 알루미늄 합금막에 보이는 흑점 수가, 상기 침지 후의 Al-2원자％ Ni-0.35원자％ La 합금막에 보이는 흑점 수와 비교하여, 매우 적은 경우를 A(우량), 적은 경우를 B(양호), 동등한 경우를 C, 많은 경우를 D(불량)로 평가하였다.
또한, 동일한 평가를, 알루미늄 합금막 대신에, 순알루미늄막을 형성한 시료에 대해서도 행하였다.
그 결과를 표 1 내지 표 6에 병기한다. 표 1 내지 표 6으로부터, 박리액에 대한 내성을 높이기 위해서는, Z군 원소나 Z'군 원소를 0.05원자％ 이상, 바람직하게는 0.15원자％ 이상 함유시키는 것이 좋은 것을 알 수 있다. 특히, Cu를 함유시킴으로써, X군 원소 유래의 석출물이 미세화되고, 그 결과, 박리액 수용액에 폭로되어도 거대한 부식이 발생하기 어려워, 보다 우수한 박리액 내성을 나타내는 것을 확인하였다.
또한, 상기 침지 후의 알루미늄 합금막 표면의 광학 현미경 관찰을 행하였다. 그 관찰예를 도 2에 도시한다. 이 도 2로부터, Al-Ni-La 합금에 In(본 발명에서 규정하는 합금 원소가 아닌 원소)을 더 첨가한 것은, 막 일면에 흑점이 보이고, 상기 박리액에 대한 내성이 얻어져 있지 않은 것을 알 수 있다. 이에 대해, Al-Ni-La 합금에 Mg을 더 첨가한 본 발명에 관한 알루미늄 합금막의 경우에는, 흑점 수가 적은 것을 알 수 있다. 이와 같은 효과는, Mg 이외의 Z군 원소나 Z'군 원소에 대해서도 확인되었다. 이 점에서, 권장되는 양의 Z군 원소나 Z'군 원소를 첨가함으로써, 박리액에 대한 내성을 확보할 수 있는 것을 알 수 있다.
<제6 실시예>(현상액에 대한 내성의 평가)
무알칼리 유리판(판 두께 0.7㎜, 직경 4인치)을 기판으로 하고, 그 표면에, 표 1 내지 표 6의 알루미늄 합금막(막 두께는 모두 약 300㎚)을, 상기 제1 실시예와 마찬가지로 성막하였다.
그리고, 상기 알루미늄 합금막에 대해, 레지스트 도포, 노광, 현상액(TMAH)(2.38 질량％)에 의한 현상을 실시한 후, 레지스트를 아세톤으로 제거하여, 알루미늄 합금막의 막 두께를 단차계로 측정하였다. 그리고, TMAH에 의한 알루미늄 합금의 에칭 레이트 환산(1분간당의 막 두께 감소량)을 구하여, 이 1분간당의 막 두께 감소량이, Al-2.5원자％ Ni 합금막의 경우와 비교하여 작은 경우를 A(양호), 동등한 경우를 B, 그것보다도 큰 경우를 C(불량)로 하였다.
또한, 동일한 평가를, 알루미늄 합금막 대신에, 순알루미늄막을 형성한 시료에 대해서도 행하였다.
그 결과를 표 1 내지 표 6에 병기한다. 표 1 내지 표 6으로부터, Z군 원소나 Z'군 원소를 첨가함으로써, 현상액에 침지 시의 알루미늄 합금막의 상기 막 두께 감소량(에칭량)이 감소하고 있어, Z군 원소나 Z'군 원소의 첨가가 알루미늄 합금의 현상액에 대한 내성 향상에 기여하고 있는 것을 확인할 수 있다. 또한, 이와 같은 효과를 충분히 발휘시키기 위해서는, Z군 원소나 Z'군 원소를 0.05원자％ 이상 함유시키는 것이 좋은 것을 알 수 있다.
또한, 알루미늄 합금막의 조직 관찰의 일례로서, 도 3으로서, (a) Al-2원자％ Ni-0.35원자％ La 합금막, (b) Al-0.1원자％ Ge-0.1원자％ Gd 합금막의 단면 TEM 사진을 도시한다. 도 3의 (a), (b)의 각 부분 A를 대비하면, 본 발명의 성분 조성을 만족시키는 (a) Al-2원자％ Ni-0.35원자％ La 합금막은 결정립이 미세하게 되어 있는 것을 알 수 있다.
또한, 막 경도가 2 내지 15㎬를 만족시키고, 알루미늄 합금막의 전기 전도성의 평가에 있어서 양호(접속 저항치가 150Ω 이하)이고, 전기 저항률이 50μΩㆍ㎝ 이하를 만족시키고, 박리액에 대한 내성의 평가가 A 내지 C이고, 또한 현상액에 대한 내성의 평가가 A 또는 B인 것을, 종합 판정으로서 A로 규정하고, 그 이외의 것을 B로 규정하였다.
본 발명을 상세하고 또한 특정한 실시 형태를 참조하여 설명하였지만, 본 발명의 정신과 범위를 일탈하지 않고 다양한 변경이나 수정을 추가할 수 있는 것은 당업자에게 있어서 명백하다.
본 출원은 2008년 2월 22일 출원된 일본 특허 출원(일본 특허 출원 제2008-041662호)에 기초하는 것으로, 그 내용은 여기에 참조로서 도입된다.
본 발명에 따르면, 터치 패널 센서의 가이드 배선이 규정의 알루미늄 합금막으로 이루어지므로, 상기 배선의 전기 저항을 작게 할 수 있는 동시에, 투명 도전막과 상기 배선을 직접 접속시킬 수 있고, 또한 외부 장치(컨트롤러)에 접속할 때에 접속 불량을 일으키기 어렵고, 경시적인 전기 저항의 증가나 단선도 발생하기 어렵기 때문에, 신뢰성이 높은 터치 패널 센서를 제공할 수 있다. 또한, 규정의 알루미늄 합금막을 스퍼터링으로 형성하여, 포토리소그래피, 에칭을 실시하는 공정을 채용함으로써, 미세한 가공을 실시할 수 있다. 또한, 터치 패널 센서의 제조 프로세스에서 사용되는 현상액이나 레지스트 박리액에 대한 내성도 높일 수 있다. 또한, 투명 도전층과 알루미늄 합금막 사이에, 전기 전도성을 확보하기 위한 개재층을 형성할 필요가 없으므로, 프로세스를 늘리지 않고 간이한 프로세스로 터치 패널 센서를 제조할 수 있다.
Claims (14)
- 투명 도전막 및 이것과 직접 접속하는 알루미늄 합금막으로 이루어지는 가이드 배선을 갖는 터치 패널 센서이며,
상기 알루미늄 합금막은 Ni 및 Co로 이루어지는 X군으로부터 선택되는 적어도 1종의 원소를 합계로 0.2 내지 10원자％ 포함하고, 또한 상기 알루미늄 합금막의 경도는 2 내지 15㎬인, 터치 패널 센서. - 제1항에 있어서, 상기 알루미늄 합금막은 희토류 원소, Ta, Ti, Cr, Mo, W, Cu, Zn, Ge, Si 및 Mg으로 이루어지는 Z군으로부터 선택되는 적어도 1종의 원소를 합계로 0.05원자％ 이상 더 포함하고, 또한 상기 X군으로부터 선택되는 적어도 1종의 원소 및 상기 Z군으로부터 선택되는 적어도 1종의 원소의 합계량이 10원자％ 이하인, 터치 패널 센서.
- 제1항에 있어서, 상기 알루미늄 합금막은 희토류 원소, Ta, Ti, Cr, Mo, W, Cu, Zn, Ge, Si 및 Mg으로 이루어지는 Z군으로부터 선택되는 적어도 1종의 원소를 합계로 0.15원자％ 이상 더 포함하고, 또한 상기 X군으로부터 선택되는 적어도 1종의 원소 및 상기 Z군으로부터 선택되는 적어도 1종의 원소의 합계량이 10원자％ 이하인, 터치 패널 센서.
- 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 알루미늄 합금막은 Z군으로부터 선택되는 적어도 1종의 원소로서 희토류 원소를 포함하고, 또한 희토류 원소량이 0.05원자％ 이상인 동시에, 상기 X군으로부터 선택되는 적어도 1종의 원소 및 희토류 원소의 합계량이 10원자％ 이하인, 터치 패널 센서.
- 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 희토류 원소는 Nd, Gd, La, Y, Ce, Pr 및 Dy로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 원소인, 터치 패널 센서.
- 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 알루미늄 합금막은 Z군으로부터 선택되는 적어도 1종의 원소로서 Cu를 포함하고, 또한 Cu량이 0.05원자％ 이상인, 터치 패널 센서.
- 투명 도전막 및 이것과 직접 접속하는 알루미늄 합금막으로 이루어지는 가이드 배선을 갖는 터치 패널 센서이며,
상기 알루미늄 합금막은 Ni 및 Co로 이루어지는 X군으로부터 선택되는 적어도 1종의 원소를 합계로 0.02원자％ 이상, 및 Ge를 0.2원자％ 이상 포함하고, 상기 X군으로부터 선택되는 적어도 1종의 원소와 Ge의 합계량이 10원자％ 이하이고, 또한 상기 알루미늄 합금막의 경도는 2 내지 15㎬인, 터치 패널 센서. - 제7항에 있어서, 상기 알루미늄 합금막은 희토류 원소, Ta, Ti, Cr, Mo, W, Cu, Zn, Si 및 Mg으로 이루어지는 Z'군으로부터 선택되는 적어도 1종의 원소를 합계로 0.05원자％ 이상 더 포함하고, 또한 상기 X군으로부터 선택되는 적어도 1종의 원소, Ge 및 상기 Z'군으로부터 선택되는 적어도 1종의 원소의 합계량이 10원자％ 이하인, 터치 패널 센서.
- 제8항에 있어서, 상기 알루미늄 합금막은 Z'군으로부터 선택되는 적어도 1종의 원소로서 희토류 원소를 포함하고, 또한 희토류 원소량이 0.05원자％ 이상인 동시에, 상기 X군으로부터 선택되는 적어도 1종의 원소, Ge 및 희토류 원소의 합계량이 10원자％ 이하인, 터치 패널 센서.
- 제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 희토류 원소는 Nd, Gd, La, Y, Ce, Pr 및 Dy로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 원소인, 터치 패널 센서.
- 제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 알루미늄 합금막은 Z'군으로부터 선택되는 적어도 1종의 원소로서 Cu를 포함하고, 또한 Cu량이 0.05원자％ 이상인, 터치 패널 센서.
- 제1항 내지 제3항 또는 제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 알루미늄 합금막의 전기 저항률이 50μΩㆍ㎝ 이하인, 터치 패널 센서.
- 제1항 내지 제3항 또는 제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 알루미늄 합금막의 전기 저항률이 25μΩㆍ㎝ 이하인, 터치 패널 센서.
- 제1항 내지 제3항 또는 제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 투명 도전막이 실질적으로 산화 인듐 주석(ITO) 또는 산화 인듐 아연(IZO)으로 이루어지는, 터치 패널 센서.
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