タッチセンサ装置
【課題】導電性透明層に電気的に接触する接触構造体を備えた、可能な限り優れたエッチング挙動を達成し、同時に、良好な耐腐食性及び他の耐性を有し、可能な限り高い導電性と同時に可能な限り低い移動抵抗を有し、個々の層における機械的応力の段階的変化により生じる不利な影響を可能な限りに回避するタッチセンサ装置を提供する。
【解決手段】光学的に透明な基板（１）；前記基板（１）上に形成され、少なくとも１層の導電性透明層（４）を有する、１つ以上の光学的に透明なタッチセンサ素子（４ｘ、４ｙ）；及び、前記導電性透明層（４）の電気的接触用の１つ以上の接触構造体（２）とを備えたタッチセンサ装置（１０）。前記接触構造体（２）は、前記導電性透明層（４）に直接接触する少なくとも１層のＭｏxＴａy層（２）（ここで、０．０２≦ｙ≦０．１５である。）を有する。
【解決手段】光学的に透明な基板（１）；前記基板（１）上に形成され、少なくとも１層の導電性透明層（４）を有する、１つ以上の光学的に透明なタッチセンサ素子（４ｘ、４ｙ）；及び、前記導電性透明層（４）の電気的接触用の１つ以上の接触構造体（２）とを備えたタッチセンサ装置（１０）。前記接触構造体（２）は、前記導電性透明層（４）に直接接触する少なくとも１層のＭｏxＴａy層（２）（ここで、０．０２≦ｙ≦０．１５である。）を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はタッチセンサ装置に関する。
【０００２】
電子機器におけるタッチセンサの利用は益々盛んになっている。特に近年においては、タッチセンサは、ユーザーフレンドリな直感操作型インターフェースとしてナビゲーションシステム、ＰＤＡ（パーソナルデジタルアシスタント；携帯用マイクロコンピュータ）、携帯電話、ＰＣシステム、コピー機等への情報入力にしばしば利用されている。多くの場合、１つのタッチセンサ又は複数のタッチセンサからなる装置が、例えばアクティブマトリクス液晶画面（ＴＦＴ−ＬＣＤ：薄膜トランジスタ液晶ディスプレイ）等の画面から構成される、ディスプレイ装置上に配置される。この場合、タッチセンサ又はタッチセンサ装置は、ユーザーが指、トレーサー又は他の何らかの物体を使って電子機器に触れることにより、その電子機器と通信を行なえるように、構成されることが多い。
【０００３】
この点において、タッチセンサ又はタッチセンサ装置の表面上で触れられた箇所を判定するためには、様々な測定原理が知られている。これら様々な測定原理は、また、様々なタイプのタッチセンサ又はタッチセンサ装置を分類するためにも使われている。例えば、抵抗センシング、容量センシング、音響センシング、光センシング（例えば可視範囲又は赤外線範囲における）、及び電磁誘導という手段によるセンシング（誘導センシング）等に、区別されている。市場に出回っているタッチセンサ又はタッチセンサ装置の殆どは、接触した箇所の判定に抵抗センシング又は容量センシング方式を採っている。容量タッチセンサ装置は、絶縁基板上に設けられた２つの導電層を有する。これら２つの導電層は、例えば、基板の両面に、少なくとも実質的にそれらの面全体に亘って、設けてもよく、又は基板の一方の面のみに設けてもよい。基板の一方の面のみに設ける場合、これらの層は、例えば、格子配列で隣り合わせに設けてもよく、絶縁層で分離して一方の上にもう一方を重ねて設けてもよい。
【０００４】
ディスプレイ装置上に配置する場合、タッチセンサ又はタッチセンサ装置は、ユーザーがディスプレイ装置を見ることができるように（少なくとも可能な限り）、光学的に透明な形態でなければならない。
【０００５】
そのようなタッチセンサの場合、導電性の透明層をタッチセンサ素子の電極として設けることが知られている。そのような導電性かつ光学的に透明な層は、例えば、多くの場合、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）、アルミニウム亜鉛酸化物（ＡＺＯ）又はアンチモンスズ酸化物等の透明な導電性酸化物（ＴＣＯ）、導電性ポリマーフィルム又は同様の材料から作られる。
【０００６】
特許文献１には、画面上に配したタッチセンサ装置が記載されている。この特許文献は、光学的に透明なタッチ電極が絶縁性基板上に設けられ、タッチ電極上の接触位置を電気信号により判定するタッチセンサ方式の画面について述べている。実施例１〜実施例３においては、容量式のタッチセンサ装置（容量センシング方式）が記載されており、他の実施例においては、抵抗式のタッチセンサ装置（抵抗センシング方式）が記載されている。
【０００７】
特許文献２には、容量式のタッチセンサ方式画面用の二次元センサ構造が記載されている。画面上に、複数の光学的に透明なタッチセンサ素子が格子状に（第一の方向及び第一の方向に直交する第二の方向において、異なる配置で）設けられている。光学的に透明なタッチセンサ素子は、金属接触構造体により、電気的に接触している。この場合において、金属接触構造体は、絶縁性ガラス基板に層として設けられている。
【０００８】
上述の様々なタッチセンサ装置において、タッチ信号又は位置信号の検知を可能とするには、導電性透明層が評価ユニットに電気的に接続していなければならない。測定精度及び測定速度について所望の特性を有するタッチセンサ装置を得るために、評価ユニットへの電気接続は、通常、当該タッチセンサの電極の導電性透明層よりも高い（通常、２〜３桁高い）導電率を有する金属接触構造体により、行なわれる。この観点で、導電性金属線が一般的に用いられる。導電性透明層及び接触構造体は、通常、透明な非導電性の保護層によりコーティングされ、その下にあるセンサ層が、例えばキズに起因する、腐食、水分、発汗、汚染及び損傷から守られる。導電性透明薄層の形成及び接触構造体の構築は、いずれも、通常、陰極スパッタリング及び基板上への成膜により実施される。タッチセンサ装置の製作は、通常、湿式化学エッチング処理と組み合わせたフォトリソグラフィーにより、個々の層を構造化することを伴う。パッシベーション層（保護層）は、通常、化学蒸着法（ＣＶＤ）で成膜され、ウエットエッチング又はプラズマエッチングにより構造化される。
【０００９】
層成膜プロセスによるこのようなタッチセンサ装置の製造においては、特に大面積の基板を使う場合に、例えば大面積タッチセンサスクリーンの製造等において、更なる問題が生じる。接触構造体及び導電性透明層を成膜する場合、異なる熱膨張率のため、そして基板領域とそこに設けられる層における成膜プロセスの更なるパラメータ（特に、陰極スパッタリングの場合は作用ガスの圧力及び基板温度）のために、基板表面に対して平行な面において、異なる引張応力又は圧縮応力が生じる。このような応力の違いは、例えば基板の上方向への歪みを引き起こす可能性があり、この結果、特に大面積タッチセンサ画面においては、望ましくない影響が出る可能性がある。極端なケースでは、これは、基板破壊にも至る恐れもある。これらの影響は、更に、接触構造体に望ましくない変形をもたらす可能性がある。引張応力が過剰なときは、層中にクラックが生じる可能性があり、圧縮応力が過剰なときは、上方向への歪み又は折れ曲がりが生じる可能性がある。例えば、アルミニウム又はアルミニウム合金が接触構造体の材料として使用された場合、いわゆるヒロック、即ち接触構造体表面の望ましくない変形、が形成される。製造プロセスの後続するステップにおいて、これらは、より劣悪な層形成や層被覆を引き起こしたり、他の問題、例えばタッチセンサの短絡等、を発生させたりする。アルミニウム又はアルミニウム合金を接触構造体用に使用する場合、更に、導電性透明層に対して低い移動抵抗を有する電気的接触を行なわせるための特別な措置が必要である。
【００１０】
特に、例えば、携帯電話、ＰＤＡ、ナビゲーション装置等のような携帯用装置の場合、タッチセンサ又はタッチセンサ装置は、作動中に、環境的影響（腐食、水分、汗等）の強いストレスに曝される。更には、保護層の厚さは、通常、数ミクロン程度等で、非常に薄いことが多く、酸化性物質（酸素等）がこれを通過して拡散して、保護層の下にある層と反応してしまうことがある。これにより、金属接触構造体が腐食又は酸化による損傷を受ける可能性がある。この損傷により、接触構造体の導電性が変化（通常は劣化）する可能性があり、そうなると接触位置の判定にエラーが生じることもあり得る。極端な場合には、接触構造体に完全な電気的断線が生じるかも知れない。
【００１１】
従って、このようなタッチセンサ装置の場合の接触構造体は、多くの異なる条件を満たさなければならない。接触構造体の材料は、一方では、製造におけるエッチングプロセスで加工しやすいという意味において優秀（例えば良好にエッチングできる、又はエッチング挙動が良好）でなければならず、他方では、タッチセンサ装置への適用において高い耐腐食性と外部からの影響に対する耐性を有していなければならない。加えて、接触構造体は、個々の導電性透明層に対して、相対的に高い導電率及び低い移動抵抗を有していなければならない。それに加えて、個々の層における異なる引張応力及び圧縮応力に起因する望ましくない影響は、できる限り小さく維持し又は相殺しておかなければならない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】米国特許出願公開２００９／００９６７５９Ａ１
【特許文献２】米国特許出願公開２００９／０１６０８２４Ａ１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明の目的は、導電性透明層に電気的に接触する接触構造体を備えたタッチセンサ装置を提供することであり、このタッチセンサ装置は、可能な限り優れたエッチング挙動を達成し、同時に、良好な耐腐食性及び他の耐性を有し、可能な限り高い導電性と同時に可能な限り低い移動抵抗を有し、個々の層における機械的応力の段階的変化により生じる不利な影響を可能な限りに回避するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
この目的は、光学的に透明な基板（１）、前記基板（１）上に形成された、少なくとも１層の導電性透明層（４）を有する１つ以上の光学的に透明なタッチセンサ素子（４ｘ、４ｙ）、及び、前記導電性透明層（４）の電気的接触用の１つ以上の接触構造体（２；２’、３）を備えてなるタッチセンサ装置（１０）であって、前記接触構造体（２；２’、３）が、前記導電性透明層（４）に直接接触する、１層以上のＭｏxＴａy層（２、２’）（ここで、０．０２≦ｙ≦０．１５である。）を有することを特徴とするタッチセンサ装置（１０）（請求項１の発明）により達せられる。有利なその発展形態は請求項１に従属する請求項に記載されている。
【００１５】
タッチセンサ装置は、光学的に透明な基板、この基板上に形成され少なくとも１層の導電性透明層を有する１つ以上の光学的に透明なタッチセンサ素子、及び、この導電性透明層に電気的に接触するための１つ以上の接触構造体を備える。接触構造体は、導電性透明層と直接接触した、少なくとも１層のＭｏxＴａy層（ここで、０．０２≦ｙ≦０．１５である。）を備える。
【００１６】
本明細書において「触れる」（“ｔｏｕｃｈ”）又は「接触」（“ｔｏｕｃｈｉｎｇ”）とは、直接的な物理接触をするといった直接接触のみを意味するものではなく、センサ素子が物体の接近を検知し得るように、物体をセンサ素子間近に持っていくことをも意味する。本明細書において、タッチセンサ装置とは、指、トレーサー若しくは他の何らかの物体がタッチセンサ素子に触れた又は少なくともタッチセンサ素子の間近に近づいたことを検知することを可能にする装置を意味する。特に、タッチセンサ素子は、冒頭に触れたように例えば抵抗又は容量センシング用に設計することができる。特に、タッチセンサ装置は、電子装置への情報入力用インターフェースとして、特にユーザーが指、トレーサー又は他の何らかの物体により該電子装置に触れることにより該電子装置と通信することができるように、構成することができる。
【００１７】
「光学的に透明な」又は「透明な」とは、本明細書において、それぞれの層又は構造体が、可視範囲にある光に対して少なくとも可能な限り透明であり、可視範囲にある光が妨げられることなく、少なくとも可能な限り最大限に、透過することができることを意味する。
【００１８】
ＭｏxＴａy（０．０２≦ｙ≦０．１５）との規定は、一般に、ｘ＋ｙ＝１の合金を意味する。本明細書において、ｘ及びｙに与えられる数は、常に、原子パーセントである。しかしながら、ＭｏxＴａyは必ずしも最高純度である必要はなく、他元素による不純物が存在していてもよい。本明細書において、少なくとも一層のＭｏxＴａy層とは、接触構造体がこのＭｏxＴａy層に加えて、１つ以上の他の材料から成る少なくとも１層の層を有していてもよいこと又は多数のＭｏxＴａy層が、他の材料から成る少なくとも１層の層と組み合わされていてもよいが、設けられていてもよいということを意味する。しかしながら、ＭｏxＴａy層が高い導電性を持つ層であるので、これのみで接触構造体を製作することも可能である。その場合、接触構造体が異なる材料の多数層から構成された公知のタッチセンサ装置と比べると、単純な層構造が設けられることになる。
【発明の効果】
【００１９】
導電性透明層と直接接触する接触構造体が１層以上のＭｏxＴａy層（ここで、０．０２≦ｙ≦０．１５である。）を有しているので、接触構造体は、低い電気抵抗率を有し、特に、導電性透明層に対して低い移動抵抗を有する。また、ＭｏxＴａy層（ここで、０．０２≦ｙ≦０．１５である。）は、製造においては特に有利なエッチング挙動を有している（即ち、湿式化学エッチング処理で良好にエッチングされる）一方、完成したタッチセンサ装置においては高い耐腐食性及び他の耐性を有することが見出された。この特性は、湿式化学エッチングに用いられる通常の化学処理における加工には向いているが、他方、望ましくないことだが通常発生する他の周囲条件下及びｐＨ値の下で生じる、腐食プロセス及び大気酸化プロセスに対して高い耐性を持っているＭｏxＴａy層（ここで、０．０２≦ｙ≦０．１５である。）によりもたらされるものである。ＭｏxＴａy層（ここで、０．０２≦ｙ≦０．１５である。）により、タッチセンサ装置製造中の基板に対する応力状態も非常にうまく制御することができるので、基板の歪みを回避して、良好な層付着を得ることができる。特に、Ａｌ原子パーセントが９０％以上のＡｌ又はＡｌ合金（特に、例えばＡｌＮｄ合金）層を更に備える複数層構造の接触構造体の場合、基板表面に平行な平面において引張応力が生じるが、ＭｏxＴａy層（ここで、０．０２≦ｙ≦０．１５である。）が、構造体全体として、良好な形で応力を相殺する。例えばＭｏaＮｂb層の場合と比較すると、ＭｏxＴａy層によって接触構造体の抵抗が低くなり、エッチング挙動や耐腐食性が飛躍的に改善し、層構造全体としての応力の相殺状態が改善される。
【００２０】
ＭｏxＴａy層について、０．０３≦ｙ≦０．０９であることが好ましい。特にこの比率である場合、上述した利点は特段に高度に達成されることが知られている。
【００２１】
一つの構成によれば、接触構造体は、多層構造体であり、そしてＡｌ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ａｌ合金（Ａｌ含有量≧９０原子パーセント）、Ｃｕ合金（Ｃｕ含有量≧９０原子パーセント）、Ａｇ合金（Ａｇ含有量≧９０原子パーセント）、又はＡｕ合金（Ａｕ含有量≧９０原子パーセント）の層を少なくとも１層備えている。この場合、Ａｌ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ又はその合金の少なくとも１つの層により、接触構造体の導電性は、特に高くなり、導電性透明層への電気接続は、ＭｏxＴａy層によりなされる。ＭｏxＴａy層が基板とＡｌ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ又はその合金の層との間に形成されると、基板への付着性も特に改善される。接触構造体は、この場合に、二層構造又は三層構造を有することが好ましい。Ｃｕ合金の場合、特に、Ｍｇ、Ｃａ及び／又はＭｎとの合金を使うことができる。ＭｏxＴａy層は、上述の有利なエッチング挙動と高い耐腐食性及び他の耐性とを接触構造体に提供する。少なくとも１層の、Ａｌ含有量≧９０原子パーセントのＡｌ又はＡｌ合金層、特にＡｌＮｄ合金層、と、少なくとも１層のＭｏxＴａy層と備える接触構造体の層構造が特に好ましい。この場合、少なくとも１層のＭｏxＴａy層は、Ａｌ又はＡｌ合金からなる層がアルミニウム酸化物絶縁表面層を形成するのを、確実に阻止し、導電性透明層の信頼性の高い電気的接触を確実にする。特にこの組み合わせの場合、ＭｏxＴａy層は、特に有利に、Ａｌ又はＡｌ合金層により生じる応力を相殺し、表面における、例えば、いわゆるヒロック等の、望ましくない変形の生成を抑制する。特に好ましい構成においては、接触構造体は、Ａｌ若しくはＡｌ合金層とＭｏxＴａy層との二層構造、又はＭｏxＴａy層、Ａｌ若しくはＡｌ合金層及び更なるＭｏxＴａy層の三層構造を備える。
【００２２】
一構成によれば、タッチセンサ装置の接触構造体は、電子起動／評価ユニットに接続するための１つ以上の接触端子を有しており、この接触端子の露出面は、少なくとも１層のＭｏxＴａy層（ここで、０．０２≦ｙ≦０．１５である。）で形成されている。電子評価ユニットへの電気接続は、タッチセンサ装置にとっては必須であり、この電気接続は、タッチセンサ装置の形成よりもかなり後に実施される作業ステップにおいてのみ完全に達成されるため、これらの場合には、一般的には、多数の接触端子が必要となる。接触端子は、非常に異なる周囲環境に（しばしば、例えば、保管及び／又は移送中に、比較的長期間に亘って）曝されるため、高い導電性を有するだけではなく、高い耐腐食性及び他の耐性を有しなければならず、これは少なくとも１層のＭｏxＴａy層により達成される。１つ以上の接触端子の露出面上にある少なくとも１層のＭｏxＴａy層により、この位置における望ましくない腐食の発生が阻止される。更に、接触端子の所望の構築は、この場合、接触構造体の構築と同じステップで行なわれるため、少ないステップで効率のよい生産が可能である。
【００２３】
一構成によれば、タッチセンサ装置は、タッチセンサ画面（タッチスクリーン）の一部を構成する。特にこの場合、タッチセンサ装置は、作動中において、例えば腐食、水分、汗又は機械的影響といった環境の影響による負荷に大きく曝される。この適用においては、特に、請求項に記載のタッチセンサ装置の構成により、高い耐腐食性及び他の耐性が達成される。
【００２４】
一構成によれば、タッチセンサ装置は格子状に配列された複数のタッチセンサ素子を有する。このような構成の場合には、特に、接触構造体は、複数のタッチセンサ素子に対し、耐性があり良好な導電性を有する接触を提供できなければならないが、これは、請求項に記載の特徴の組み合わせにより実現される。「格子状に配列される」という表現は、タッチセンサ素子が所定パターンで基板表面上の様々な位置に配列されていることを意味する。しかしながら、このパターンは必ずしも直交配列（チェス盤の配列のような）に限定されるわけではない。
【００２５】
一構成によれば、少なくとも１層の導電性透明層は、透明導電性酸化物（ＴＣＯ：Ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｏｘｉｄｅ）、透明導電性ポリマー、又はカーボンナノチューブのコーティングを含む。その光学的透明性及び導電性の故に、これらの材料は、タッチセンサスクリーンに用いられるタッチセンサ装置の構成に特に適している。インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）、アルミニウム亜鉛酸化物（ＡＺＯ）又はアンチモンスズ酸化物は、ここで特に透明導電性酸化物として用いられる。少なくとも１層のＭｏxＴａy層は、特にこれらの材料と接触した場合に、上述の有利な特性を呈することが判明している。
【００２６】
一構成によれば、光学的に透明な基板の裏面（タッチセンサ装置とは反対側の面）は、液晶ディスプレイの少なくとも一要素のための基板を形成する。この場合、いわゆる“インセル（Ｉｎ Ｃｅｌｌ）”タッチセンサ装置が提供されるが、この場合には、タッチセンサ装置は、その下に位置するスクリーンについて、別個の基板を持っていない。このような構成とした場合、特に、基板内での不要なストレスを回避することが重要であり、これは上述のように、特定のタッチセンサ装置により達成される。しかしながら、また、例えばタッチセンサ装置と液晶ディスプレイの１つ以上の要素とを、基板の同じ側、好ましくは操作中に外向きの側を構成しない側に設けることも可能である。
【００２７】
本願の目的は、また、光学的に透明な基板（１）上に形成されたタッチセンサ装置（１０）の光学的に透明なタッチセンサ素子（４ｘ、４ｙ）の導電性透明層（４）に直接接触した接触構造体を形成するためのスパッタリングターゲットの使用であって、前記スパッタリングターゲットがＭｏxＴａy（ここで、０．０２≦ｙ≦０．１５である。）を含有してなることを特徴とする使用（請求項９に記載の発明）により達成される。有利な発展態様は、請求項９に従属する請求項に記載されている。スパッタリングターゲットは、光学的に透明な基板上に形成されたタッチセンサ装置の光学的に透明なタッチセンサ素子の導電性透明層に直接接触する接触構造体を形成するために、用いられる。スパッタリングターゲットは、ＭｏxＴａy（ここで、０．０２≦ｙ≦０．１５である。）を含有して成る。このスパッタリングターゲットを接触層の形成に用いることにより、接触層を陰極スパッタリングにより基板上に設けることができる。この場合、接触構造体の高い導電性が、導電性透明層に対する低い電気移動抵抗、良好な耐腐食性及び接触構造体の他の耐性と共に達成され、更に基板表面に平行な面に生じる応力も著しく補償されている。もし、０．０３≦ｙ≦０．０９とすれば、その成果は特に良好な域に達する。本願の目的は、更に、導電性透明層（４）に接触させるための接触構造体を構築するためのエッチング液の使用であって、前記接触構造体が少なくとも１層のＭｏxＴａy層（２、２’）（ここで、０．０２≦ｙ≦０．１５である。）を有し、そして前記エッチング液がリン酸及び／又は酢酸及び／又は硝酸を溶液構成要素として含むことを特徴とする使用によって、達成される。接触構造体は、少なくとも１層のＭｏxＴａy層（ここで、０．０２≦ｙ≦０．１５である。）を有する。エッチング液は、その溶液構成成分として、リン酸及び／又は酢酸及び／又は硝酸を含んでいる。リン酸の比率は、好ましくは、６０〜９０重量パーセントであり、酢酸の比率は、好ましくは、０〜２０重量パーセントであり、硝酸の比率は、好ましくは、１〜１２重量パーセントである。生じ得る残部は、水又は湿潤剤（例えば、フッ化物含有化合物又はアニオン性添加剤）で構成することができる。
【００２８】
有利な発展形態及び構成は、添付図を参照しつつ行なう以下の実施例の説明により提供する。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】一実施例に基づくタッチセンサ装置の構造を概略的に示す平面図である。
【図２】基板表面に対して垂直方向から見た、タッチセンサ装置の様々な領域を示す概略図である。
【図３】他の実施例におけるタッチセンサ装置の様々な領域を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例１】
【００３０】
本発明の実施例１を、図１及び図２を参照しつつ、以下に説明する。ここに示す実施例の場合、タッチセンサ装置１０は、タッチセンサ画面（タッチスクリーン）の一部を形成している。本実施例においては、タッチセンサ装置は、いわゆる“インセル”タッチセンサ装置として構成されており、ここでは、タッチセンサ装置１０の光学的に透明な基板１は、同時に、ＬＣＤ画面のカラーフィルタ基板をも構成している。従って、タッチセンサの反対側にある光学的に透明な基板１の背面は、液晶ディスプレイの１つ以上の部材のための基板を形成している。しかしながら、タッチセンサ装置を実現する方法は、そのような構成に限られたものではない。例えば、基板１は、例えば、別個の基板として、例えばガラス又は透明プラスチックから、形成してもよいし、例えば硬質プレートとして又は柔軟シートとして、形成してもよい。しかしながら、いずれの場合においても、光学的に透明な基板１は絶縁材料から成る。
【００３１】
本実施例においては、タッチセンサ装置１０は、図１では例えば正方形で描かれているが、複数のタッチセンサ素子を、基板１の表面上の測定領域の形態に配列させて設けたものである。しかしながら、タッチセンサ装置の構成は、このようなものに限られたものではない。この例の場合、タッチセンサ装置は、容量センシング方式用に設計されたものである。この実施例の場合、タッチセンサ装置の機能及び構造は、特許文献２に記載のものと実質的に対応しているが、その構成は、この構造に限られたものではない。例えば、タッチセンサ装置を抵抗センシング方式向けに設計することも可能である。
【００３２】
本実施例の場合、基板の同じ側で容量センシング方式のために必要とされる２つの導電層（電極）は、行と列とから成る格子状のチェス盤様パターンに構成される。構造化のために、複数のタッチセンサ素子が構成され、容量センシング用の２つの電極が形成される。容量タッチセンサ装置１０の２つの電極は、同じ材料、即ち、導電性光透過層４、から作られる。これを分かり易く説明するために、図１においては、２つの電極を異なる陰影で示した。一方の電極側のタッチセンサ素子４ｘは、水平斜線で示され、他方の電極側のタッチセンサ素子４ｙは、垂直斜線で示されている。タッチセンサ素子４ｘは、それぞれの角で、行（水平）方向に導電的に互いに接続されている（図１においては実線で図示した）。タッチセンサ素子４ｙは、同様に、それぞれの角で、垂直の列方向に互いに導電的に接続している（図１においては点線で図示した）。この場合における個々のタッチセンサ素子の接続は、例えばタッチセンサ素子４ｘ、４ｙの材料、即ち、導電性透明層４、から形成してもよいし、又は、例えば、以下に説明するように接触構造体の材料で形成してもよい。この実施例の場合、導電性透明層４は、陰極スパッタリング（スパッタ成膜）により基板に形成された透明導電性酸化物（ＴＣＯ：Ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ Ｏｘｉｄｅ）から作られる。特に、導電性透明層４は、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）、アルミニウム亜鉛酸化物（ＡＺＯ）又はアンチモンスズ酸化物で形成することができる。しかしながら、導電性透明層４を、例えば導電性ポリマーフィルムで、形成することも可能である。列方向の接続と行方向の接続とが交差する領域７においては、全ての場合において、これらの接続は、お互いに絶縁されるように、形成されており、それは、例えば、絶縁層をそれらの間に配することにより実現される。
【００３３】
タッチセンサ素子４ｘのそれぞれの行は、それぞれ接触構造体２の一領域により形成された端子６に、導電性接触構造体２により、接続されている。同様に、タッチセンサ素子４ｙのそれぞれの列が、それぞれ同様に接触構造体２の一領域から形成された端子６に、接触構造体２により、更に接続されている。接触端子６は、電子起動／評価ユニットへの電気接続を提供する目的で形成され、これにより、タッチセンサ装置１０への接触を検出しその位置について評価するために、タッチセンサ素子４ｘ、４ｙの電極にそれぞれ電圧を印加することが可能となる。接触端子６は、例えば、これに、例えばはんだ付け又はろう付け、導電性接着剤による接着取り付け、ボンディング、等により、タッチセンサ装置１０の接続ケーブルを取り付けることができる領域として形成される。
【００３４】
タッチセンサ装置１０の個々の構成要素の構造を、図２を参照しつつ、以下に詳述する。図２には、タッチセンサ装置１０の様々な領域Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３及びＢ４が描かれている。領域Ｂ１は、接触端子６の領域に位置している。領域Ｂ２は、接触構造体２が形成されるが導電性透明層４は形成されない領域である。領域Ｂ３は、接触構造体２が導電性透明層４と接触させられる領域に位置している。領域Ｂ４は、接触構造体が形成されておらず導電性透明層４のみが形成された領域に位置している。
【００３５】
領域Ｂ１において、接触端子６は、接触構造体２の材料から基板１上に形成される。接触端子６は、陰極スパッタリングにより基板に成膜されたＭｏxＴａy層（ここで、０．０２≦ｙ≦０．１５である。）から形成される。この領域Ｂ１においては、接触端子６の表面は、後で電気的接触を作るために露出している。
【００３６】
領域Ｂ２においては、タッチセンサ素子４ｘ、４ｙの接触のための接触構造体２を形成するために、ＭｏxＴａy層（ここで、０．０２≦ｙ≦０．１５である。）が基板１上に成膜される。この層の上には、例えばシリコン窒化物からなっていてもよい光学的に透明な保護層５が成膜される。保護層５は、接触端子６を有する接触構造体２及び導電性透明層４の形成後に、例えば化学蒸着法（ＣＶＤ）により成膜することができる。
【００３７】
領域Ｂ３においては、ＭｏxＴａy層（ここで、０．０２≦ｙ≦０．１５である。）を備える接触構造体２が、基板１上に成膜され、そして、それに直接接触して、導電性透明層４が成膜される。導電性透明層４は、例えば陰極スパッタリングにより、設けられる。この領域Ｂ３においては、接触構造体２及び導電性透明層４は、基板１側とは反対側が、保護層５により覆われている。
【００３８】
領域Ｂ４には、１つ以上のタッチセンサ素子が存在する。この領域Ｂ４において、導電性透明層４が基板１上に成膜されており、この層は、基板１側とは反対側が、保護層５により覆われている。
【００３９】
上述のタッチセンサ装置を製作するための製造プロセスにおいて、接触構造体２及び接触端子６が、陰極スパッタリング（スパッタ成膜）により、基板１上に成膜される。この成膜においては、ＭｏxＴａy（ここで、０．０２≦ｙ≦０．１５である。）から成るターゲット領域を有するスパッタリングターゲットが用いられる。ＭｏxＴａyをスパッタリングターゲットとすることにより、この構造体を製作するための被覆法として、低コストな陰極スパッタリングを用いることができる。成膜条件を適正に選択することにより、特にガラス基板の場合に、基板１上の接触構造体２及び接触端子６の優良な付着性を達成することができる。好適な成膜条件の例は、例えば、ＤＣ電圧出力密度を５〜１０Ｗ／ｃｍ2、アルゴン作用ガスの圧力を２．５×１０-3〜７．５×１０-3ｍｂａｒ、そして基板温度を室温〜１５０℃とした、直流陰極スパッタリング（直流スパッタリング）である。
【００４０】
製造プロセスにおいて、導電性透明層４及びＭｏxＴａy層は、湿式化学エッチングプロセスと組み合わせたフォトリソグラフィーにより構築される。この場合、エッチングは、好ましくは、酢酸を加えてもよいリン酸及び硝酸からなるエッチング液（ＰＡＮエッチング液）により実施される。この場合のリン酸比率は、好ましくは、６０〜９０重量パーセント、硝酸比率は、好ましくは、１〜１２重量パーセント、そして酢酸比率は、好ましくは、０〜２０重量パーセントであり、残部は水で構成されるが、また、湿潤剤（フッ化物含有化合物又はアニオン性添加剤）を含有させてもよい。保護層５は、湿式又はプラズマエッチングにより構築される。
【００４１】
タッチセンサ装置１０の使用に当っては、電圧が、公知の方法で、電子評価／制御ユニットによって、タッチセンサ素子４ｘ、４ｙに印加される。電子評価／制御ユニットは、タッチセンサ素子４ｘ、４ｙに、指、トレーサー又は他の何らかの物体が触れた又はそれらが接近したことにより生じる容量変化を検知し、そこからタッチセンサ装置上におけるユーザー入力のｘ／ｙ座標を、同様に公知の方法により計算する。
【００４２】
実施例１の場合、多層構造の接触構造体を有する公知のタッチセンサ装置と比較すると、タッチセンサ装置の構造は、より単純化されている。
【実施例２】
【００４３】
実施例２について、図１及び図３を参照しつつ、以下に説明する。実施例２は、接触構造体の構造のみが実施例１と異なる。説明の重複を避けるために、実施例１からの相違点だけを以下に説明する。同じ部品には同じ符号が付けられている。
【００４４】
ＭｏxＴａy層（ここで、０．０２≦ｙ≦０．１５である。）のみにより接触構造体２が形成される実施例１からの相違点として、実施例２における接触構造体２’、３は多層構造を有している。図３に示す例においては、接触構造体は、層３を有しており、その上にＭｏxＴａy層２’（ここで、０．０２≦ｙ≦０．１５である。）が形成されている。層３は、Ａｌ、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇ、Ａｌ含有率≧９０原子パーセントのＡｌ合金、Ｃｕ含有率≧９０原子パーセントのＣｕ合金、Ａｕ含有率≧９０原子パーセントのＡｕ合金、又はＡｇ含有率≧９０原子パーセントのＡｇ合金から形成される。層３は、好ましくは、Ａｌ又はＡｌ合金から形成される。層３は、陰極スパッタリングにより、基板上に成膜される。ＭｏxＴａy層２’（ここで、０．０２≦ｙ≦０．１５である。）は、陰極スパッタリングにより、この金属層３上に成膜される。
【００４５】
実施例２に基づくタッチセンサ装置によれば、実質的に実施例１と同じ利点が得られるが、更に詳細に、以下に説明する。しかしながら、実施例２に基づく解決法の場合、実施例１と比べて導電率がより高い接触構造体を提供することが可能である。というのは、層３がＭｏxＴａy層（ここで、０．０２≦ｙ≦０．１５である。）よりも高い導電率を示すからである。例えば、３００ｎｍ厚のＭｏxＴａy層は、約１１マイクロオームｃｍの抵抗を有しており、２５０ｎｍ厚のＡｌ層及び５０ｎｍ厚のＭｏxＴａy層の２層から成る層は、約３．５マイクロオームｃｍの抵抗を有している。
【００４６】
変形例
実施例２の変形形態によれば、接触構造体は、３層構造を有する。即ち、ＭｏxＴａy層（ここで、０．０２≦ｙ≦０．１５である。）が基板上に成膜され、この層上に、層３（実施例２において説明したもの）が成膜され、そしてＭｏxＴａy（ここで、０．０２≦ｙ≦０．１５である。）の更なる層２’が、金属層３の上に成膜された。多層構造とすることで、本変形形態に基づく層構造は、特に基板１がガラスから成る場合に、特に良好な基板１への付着性を実現する。
【００４７】
本発明に基づく解決法で実現される利点について、以下に、更により詳細に説明する。大気中の水分、水、汗等に対する高い耐腐食性が、少なくとも１層のＭｏxＴａy層（ここで、０．０２≦ｙ≦０．１５である。）を有する接触構造体２を備えるタッチセンッサ装置により、実現される。更には、大気中の酸素及び周囲空気中の他の酸化性物質に対する高い耐酸化性が実現される。同時に、従来の湿式化学エッチングをフォトリソグラフィー技術と組み合わせることにより、良好な構造化能力（Ｓｔｒｕｃｔｕｒａｂｉｌｉｔｙ）も提供される。接触構造体は、高度な導電性及び基板１の材料への良好な付着性を示す。導電性透明層４に対する低移動抵抗を有する良好な電気的接触性は、ＭｏxＴａy層（ここで、０．０２≦ｙ≦０．１５である。）により実現される。陰極スパッタリング（スパッタ成膜）によるＭｏxＴａy層（ここで、０．０２≦ｙ≦０．１５である。）の成膜のため、この成膜は安定しており、制御し易く、低コストの被覆プロセスによって実施され、これは、大面積基板であっても適用可能である。
【００４８】
タッチセンサ装置全体の製造プロセスは、一般的な薄膜技術を使って実施される。各層は、まず、ＰＶＤ（物理蒸着）又はＣＶＤ（化学蒸着）プロセスにより基板上の大面積に亘って被覆され、次いで、フォトリソグラフィープロセスにより（その都度）構造化される。その場合に必要とされるエッチングステップは、例えば湿式化学的に又は乾式エッチングプロセスにより、実施され、金属層については、主として湿式化学エッチングプロセスが想定されている。この場合の湿式化学エッチングは、例えばリン酸及び硝酸の混合物又はリン酸、硝酸及び酢酸の混合物により実施することができる。少なくとも１層のＡｌ又はＡｌ合金層がある場合は特に、以下のプロセスが含まれる：
【００４９】
【数１】
【００５０】
湿式化学エッチングの間、式Ｒ２に示されるように酸の陽子（Ｈ+イオン）により又は式Ｒ３に示されるように硝酸イオンにより、金属層は酸化される。酸化され溶解された金属種は、式Ｒ５に示されるように、リン酸イオンによって溶液中で安定化される。
【００５１】
化学的観点から見れば、回避したい望ましくない腐食又は大気酸化と、製造工程に必要とされる湿式エッチングとは同じプロセスであるが、しかし、これらは異なる周囲条件及びｐＨ条件下で生じる。腐食及び大気酸化は、可能な限りゆっくりとした反応速度で起こるように又は全く生じさせないように意図される一方、湿式エッチング及び構造化プロセスの間に生じさせる酸化プロセスは、所望されるものであり、その反応は十分に早い速度で起きなければならない。接触構造体の形成に使用されるＭｏxＴａy層（ここで、０．０２≦ｙ≦０．１５である。）は、これらの相反する条件に合致するものである。
【００５２】
この場合におけるＭｏxＴａy層（ここで、０．０２≦ｙ≦０．１５である。）は、高い導電性も提供する。接触構造体が多層構造で形成される場合、そして特に、Ａｌ又はＡｌ合金からなる層を有する場合、ＭｏxＴａy層（ここで、０．０２≦ｙ≦０．１５である。）は、更に、その表面における絶縁性酸化アルミニウム層の形成をも阻止する。また、特に、このような多層構造の場合、ＭｏxＴａy層（ここで、０．０２≦ｙ≦０．１５である。）は、層構造において優れた応力補償能力をもたらす。基板中に生じ及びＡｌ又はＡｌ合金を通じて層構造に生じ、基板表面に平行な面の中で作用する引張応力は、ＭｏxＴａy層（ここで、０．０２≦ｙ≦０．１５である。）により生じ基板表面に平行な面の中で同様に作用する圧縮応力によって、特に良好に相殺される。
【００５３】
操作中、外側に面して配置されることになるタッチセンサ装置の実装例について、実施例により、上記に説明したが、例えば、タッチセンサ装置を基板の反対側、即ち裏側、に配置することも可能である。本明細書では、両電極を基板の同じ側に配置した例を説明してきたが、例えば、基板の一方の側に一方の電極を配置し、基板の他方の側にもう一方の電極を配置することも可能である。
【００５４】
タッチセンサ装置の電極が基板面上にチェス盤状に配置される実施例を説明したが、電極は、他の何らかのパターン又は他の格子状に配置されてもよい。更に、例示した実施例のように電極を基板面上で相互に隣り合わせに並べるのではなく、絶縁層で分離して相互の上に重ねて配置してもよい。この場合、電極は、例えば、大面積に亘って作られてもよく、又は、例えばｘ／ｙ格子中に構造化されたものでもよい。更に、特にこの場合は、多数のタッチセンサ素子を有する格子状配列でもよく、これにより、同時に様々な位置への接触を検知すること（いわゆるマルチタッチ実装）ができる。
【００５５】
実施例により、接触構造体が基板上に成膜され、そしてタッチセンサの少なくとも１層の導電性透明層が接触構造体上に部分的に成膜された実装例を説明したが、例えば、接触構造体が導電性透明層上に部分的に成膜された、逆の配置とすることも可能である。換言すると、層構造体を形成し構造化する際に、望ましい順番を選択することが可能であり、このことは、また、特に、構造化のためのエッチングプロセスにおける選択性を考慮したものである。
【符号の説明】
【００５６】
１ 基板
２ 接触構造体
２’ 多層接触構造体の１層
３ 多層接触構造体の１層
４ タッチセンサ素子
５ 保護層
６ 接触端子
７ 行方向の接続と列方向の接続とが交差する領域
１０ タッチセンサ装置
【技術分野】
【０００１】
本発明はタッチセンサ装置に関する。
【０００２】
電子機器におけるタッチセンサの利用は益々盛んになっている。特に近年においては、タッチセンサは、ユーザーフレンドリな直感操作型インターフェースとしてナビゲーションシステム、ＰＤＡ（パーソナルデジタルアシスタント；携帯用マイクロコンピュータ）、携帯電話、ＰＣシステム、コピー機等への情報入力にしばしば利用されている。多くの場合、１つのタッチセンサ又は複数のタッチセンサからなる装置が、例えばアクティブマトリクス液晶画面（ＴＦＴ−ＬＣＤ：薄膜トランジスタ液晶ディスプレイ）等の画面から構成される、ディスプレイ装置上に配置される。この場合、タッチセンサ又はタッチセンサ装置は、ユーザーが指、トレーサー又は他の何らかの物体を使って電子機器に触れることにより、その電子機器と通信を行なえるように、構成されることが多い。
【０００３】
この点において、タッチセンサ又はタッチセンサ装置の表面上で触れられた箇所を判定するためには、様々な測定原理が知られている。これら様々な測定原理は、また、様々なタイプのタッチセンサ又はタッチセンサ装置を分類するためにも使われている。例えば、抵抗センシング、容量センシング、音響センシング、光センシング（例えば可視範囲又は赤外線範囲における）、及び電磁誘導という手段によるセンシング（誘導センシング）等に、区別されている。市場に出回っているタッチセンサ又はタッチセンサ装置の殆どは、接触した箇所の判定に抵抗センシング又は容量センシング方式を採っている。容量タッチセンサ装置は、絶縁基板上に設けられた２つの導電層を有する。これら２つの導電層は、例えば、基板の両面に、少なくとも実質的にそれらの面全体に亘って、設けてもよく、又は基板の一方の面のみに設けてもよい。基板の一方の面のみに設ける場合、これらの層は、例えば、格子配列で隣り合わせに設けてもよく、絶縁層で分離して一方の上にもう一方を重ねて設けてもよい。
【０００４】
ディスプレイ装置上に配置する場合、タッチセンサ又はタッチセンサ装置は、ユーザーがディスプレイ装置を見ることができるように（少なくとも可能な限り）、光学的に透明な形態でなければならない。
【０００５】
そのようなタッチセンサの場合、導電性の透明層をタッチセンサ素子の電極として設けることが知られている。そのような導電性かつ光学的に透明な層は、例えば、多くの場合、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）、アルミニウム亜鉛酸化物（ＡＺＯ）又はアンチモンスズ酸化物等の透明な導電性酸化物（ＴＣＯ）、導電性ポリマーフィルム又は同様の材料から作られる。
【０００６】
特許文献１には、画面上に配したタッチセンサ装置が記載されている。この特許文献は、光学的に透明なタッチ電極が絶縁性基板上に設けられ、タッチ電極上の接触位置を電気信号により判定するタッチセンサ方式の画面について述べている。実施例１〜実施例３においては、容量式のタッチセンサ装置（容量センシング方式）が記載されており、他の実施例においては、抵抗式のタッチセンサ装置（抵抗センシング方式）が記載されている。
【０００７】
特許文献２には、容量式のタッチセンサ方式画面用の二次元センサ構造が記載されている。画面上に、複数の光学的に透明なタッチセンサ素子が格子状に（第一の方向及び第一の方向に直交する第二の方向において、異なる配置で）設けられている。光学的に透明なタッチセンサ素子は、金属接触構造体により、電気的に接触している。この場合において、金属接触構造体は、絶縁性ガラス基板に層として設けられている。
【０００８】
上述の様々なタッチセンサ装置において、タッチ信号又は位置信号の検知を可能とするには、導電性透明層が評価ユニットに電気的に接続していなければならない。測定精度及び測定速度について所望の特性を有するタッチセンサ装置を得るために、評価ユニットへの電気接続は、通常、当該タッチセンサの電極の導電性透明層よりも高い（通常、２〜３桁高い）導電率を有する金属接触構造体により、行なわれる。この観点で、導電性金属線が一般的に用いられる。導電性透明層及び接触構造体は、通常、透明な非導電性の保護層によりコーティングされ、その下にあるセンサ層が、例えばキズに起因する、腐食、水分、発汗、汚染及び損傷から守られる。導電性透明薄層の形成及び接触構造体の構築は、いずれも、通常、陰極スパッタリング及び基板上への成膜により実施される。タッチセンサ装置の製作は、通常、湿式化学エッチング処理と組み合わせたフォトリソグラフィーにより、個々の層を構造化することを伴う。パッシベーション層（保護層）は、通常、化学蒸着法（ＣＶＤ）で成膜され、ウエットエッチング又はプラズマエッチングにより構造化される。
【０００９】
層成膜プロセスによるこのようなタッチセンサ装置の製造においては、特に大面積の基板を使う場合に、例えば大面積タッチセンサスクリーンの製造等において、更なる問題が生じる。接触構造体及び導電性透明層を成膜する場合、異なる熱膨張率のため、そして基板領域とそこに設けられる層における成膜プロセスの更なるパラメータ（特に、陰極スパッタリングの場合は作用ガスの圧力及び基板温度）のために、基板表面に対して平行な面において、異なる引張応力又は圧縮応力が生じる。このような応力の違いは、例えば基板の上方向への歪みを引き起こす可能性があり、この結果、特に大面積タッチセンサ画面においては、望ましくない影響が出る可能性がある。極端なケースでは、これは、基板破壊にも至る恐れもある。これらの影響は、更に、接触構造体に望ましくない変形をもたらす可能性がある。引張応力が過剰なときは、層中にクラックが生じる可能性があり、圧縮応力が過剰なときは、上方向への歪み又は折れ曲がりが生じる可能性がある。例えば、アルミニウム又はアルミニウム合金が接触構造体の材料として使用された場合、いわゆるヒロック、即ち接触構造体表面の望ましくない変形、が形成される。製造プロセスの後続するステップにおいて、これらは、より劣悪な層形成や層被覆を引き起こしたり、他の問題、例えばタッチセンサの短絡等、を発生させたりする。アルミニウム又はアルミニウム合金を接触構造体用に使用する場合、更に、導電性透明層に対して低い移動抵抗を有する電気的接触を行なわせるための特別な措置が必要である。
【００１０】
特に、例えば、携帯電話、ＰＤＡ、ナビゲーション装置等のような携帯用装置の場合、タッチセンサ又はタッチセンサ装置は、作動中に、環境的影響（腐食、水分、汗等）の強いストレスに曝される。更には、保護層の厚さは、通常、数ミクロン程度等で、非常に薄いことが多く、酸化性物質（酸素等）がこれを通過して拡散して、保護層の下にある層と反応してしまうことがある。これにより、金属接触構造体が腐食又は酸化による損傷を受ける可能性がある。この損傷により、接触構造体の導電性が変化（通常は劣化）する可能性があり、そうなると接触位置の判定にエラーが生じることもあり得る。極端な場合には、接触構造体に完全な電気的断線が生じるかも知れない。
【００１１】
従って、このようなタッチセンサ装置の場合の接触構造体は、多くの異なる条件を満たさなければならない。接触構造体の材料は、一方では、製造におけるエッチングプロセスで加工しやすいという意味において優秀（例えば良好にエッチングできる、又はエッチング挙動が良好）でなければならず、他方では、タッチセンサ装置への適用において高い耐腐食性と外部からの影響に対する耐性を有していなければならない。加えて、接触構造体は、個々の導電性透明層に対して、相対的に高い導電率及び低い移動抵抗を有していなければならない。それに加えて、個々の層における異なる引張応力及び圧縮応力に起因する望ましくない影響は、できる限り小さく維持し又は相殺しておかなければならない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】米国特許出願公開２００９／００９６７５９Ａ１
【特許文献２】米国特許出願公開２００９／０１６０８２４Ａ１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明の目的は、導電性透明層に電気的に接触する接触構造体を備えたタッチセンサ装置を提供することであり、このタッチセンサ装置は、可能な限り優れたエッチング挙動を達成し、同時に、良好な耐腐食性及び他の耐性を有し、可能な限り高い導電性と同時に可能な限り低い移動抵抗を有し、個々の層における機械的応力の段階的変化により生じる不利な影響を可能な限りに回避するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
この目的は、光学的に透明な基板（１）、前記基板（１）上に形成された、少なくとも１層の導電性透明層（４）を有する１つ以上の光学的に透明なタッチセンサ素子（４ｘ、４ｙ）、及び、前記導電性透明層（４）の電気的接触用の１つ以上の接触構造体（２；２’、３）を備えてなるタッチセンサ装置（１０）であって、前記接触構造体（２；２’、３）が、前記導電性透明層（４）に直接接触する、１層以上のＭｏxＴａy層（２、２’）（ここで、０．０２≦ｙ≦０．１５である。）を有することを特徴とするタッチセンサ装置（１０）（請求項１の発明）により達せられる。有利なその発展形態は請求項１に従属する請求項に記載されている。
【００１５】
タッチセンサ装置は、光学的に透明な基板、この基板上に形成され少なくとも１層の導電性透明層を有する１つ以上の光学的に透明なタッチセンサ素子、及び、この導電性透明層に電気的に接触するための１つ以上の接触構造体を備える。接触構造体は、導電性透明層と直接接触した、少なくとも１層のＭｏxＴａy層（ここで、０．０２≦ｙ≦０．１５である。）を備える。
【００１６】
本明細書において「触れる」（“ｔｏｕｃｈ”）又は「接触」（“ｔｏｕｃｈｉｎｇ”）とは、直接的な物理接触をするといった直接接触のみを意味するものではなく、センサ素子が物体の接近を検知し得るように、物体をセンサ素子間近に持っていくことをも意味する。本明細書において、タッチセンサ装置とは、指、トレーサー若しくは他の何らかの物体がタッチセンサ素子に触れた又は少なくともタッチセンサ素子の間近に近づいたことを検知することを可能にする装置を意味する。特に、タッチセンサ素子は、冒頭に触れたように例えば抵抗又は容量センシング用に設計することができる。特に、タッチセンサ装置は、電子装置への情報入力用インターフェースとして、特にユーザーが指、トレーサー又は他の何らかの物体により該電子装置に触れることにより該電子装置と通信することができるように、構成することができる。
【００１７】
「光学的に透明な」又は「透明な」とは、本明細書において、それぞれの層又は構造体が、可視範囲にある光に対して少なくとも可能な限り透明であり、可視範囲にある光が妨げられることなく、少なくとも可能な限り最大限に、透過することができることを意味する。
【００１８】
ＭｏxＴａy（０．０２≦ｙ≦０．１５）との規定は、一般に、ｘ＋ｙ＝１の合金を意味する。本明細書において、ｘ及びｙに与えられる数は、常に、原子パーセントである。しかしながら、ＭｏxＴａyは必ずしも最高純度である必要はなく、他元素による不純物が存在していてもよい。本明細書において、少なくとも一層のＭｏxＴａy層とは、接触構造体がこのＭｏxＴａy層に加えて、１つ以上の他の材料から成る少なくとも１層の層を有していてもよいこと又は多数のＭｏxＴａy層が、他の材料から成る少なくとも１層の層と組み合わされていてもよいが、設けられていてもよいということを意味する。しかしながら、ＭｏxＴａy層が高い導電性を持つ層であるので、これのみで接触構造体を製作することも可能である。その場合、接触構造体が異なる材料の多数層から構成された公知のタッチセンサ装置と比べると、単純な層構造が設けられることになる。
【発明の効果】
【００１９】
導電性透明層と直接接触する接触構造体が１層以上のＭｏxＴａy層（ここで、０．０２≦ｙ≦０．１５である。）を有しているので、接触構造体は、低い電気抵抗率を有し、特に、導電性透明層に対して低い移動抵抗を有する。また、ＭｏxＴａy層（ここで、０．０２≦ｙ≦０．１５である。）は、製造においては特に有利なエッチング挙動を有している（即ち、湿式化学エッチング処理で良好にエッチングされる）一方、完成したタッチセンサ装置においては高い耐腐食性及び他の耐性を有することが見出された。この特性は、湿式化学エッチングに用いられる通常の化学処理における加工には向いているが、他方、望ましくないことだが通常発生する他の周囲条件下及びｐＨ値の下で生じる、腐食プロセス及び大気酸化プロセスに対して高い耐性を持っているＭｏxＴａy層（ここで、０．０２≦ｙ≦０．１５である。）によりもたらされるものである。ＭｏxＴａy層（ここで、０．０２≦ｙ≦０．１５である。）により、タッチセンサ装置製造中の基板に対する応力状態も非常にうまく制御することができるので、基板の歪みを回避して、良好な層付着を得ることができる。特に、Ａｌ原子パーセントが９０％以上のＡｌ又はＡｌ合金（特に、例えばＡｌＮｄ合金）層を更に備える複数層構造の接触構造体の場合、基板表面に平行な平面において引張応力が生じるが、ＭｏxＴａy層（ここで、０．０２≦ｙ≦０．１５である。）が、構造体全体として、良好な形で応力を相殺する。例えばＭｏaＮｂb層の場合と比較すると、ＭｏxＴａy層によって接触構造体の抵抗が低くなり、エッチング挙動や耐腐食性が飛躍的に改善し、層構造全体としての応力の相殺状態が改善される。
【００２０】
ＭｏxＴａy層について、０．０３≦ｙ≦０．０９であることが好ましい。特にこの比率である場合、上述した利点は特段に高度に達成されることが知られている。
【００２１】
一つの構成によれば、接触構造体は、多層構造体であり、そしてＡｌ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ａｌ合金（Ａｌ含有量≧９０原子パーセント）、Ｃｕ合金（Ｃｕ含有量≧９０原子パーセント）、Ａｇ合金（Ａｇ含有量≧９０原子パーセント）、又はＡｕ合金（Ａｕ含有量≧９０原子パーセント）の層を少なくとも１層備えている。この場合、Ａｌ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ又はその合金の少なくとも１つの層により、接触構造体の導電性は、特に高くなり、導電性透明層への電気接続は、ＭｏxＴａy層によりなされる。ＭｏxＴａy層が基板とＡｌ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ又はその合金の層との間に形成されると、基板への付着性も特に改善される。接触構造体は、この場合に、二層構造又は三層構造を有することが好ましい。Ｃｕ合金の場合、特に、Ｍｇ、Ｃａ及び／又はＭｎとの合金を使うことができる。ＭｏxＴａy層は、上述の有利なエッチング挙動と高い耐腐食性及び他の耐性とを接触構造体に提供する。少なくとも１層の、Ａｌ含有量≧９０原子パーセントのＡｌ又はＡｌ合金層、特にＡｌＮｄ合金層、と、少なくとも１層のＭｏxＴａy層と備える接触構造体の層構造が特に好ましい。この場合、少なくとも１層のＭｏxＴａy層は、Ａｌ又はＡｌ合金からなる層がアルミニウム酸化物絶縁表面層を形成するのを、確実に阻止し、導電性透明層の信頼性の高い電気的接触を確実にする。特にこの組み合わせの場合、ＭｏxＴａy層は、特に有利に、Ａｌ又はＡｌ合金層により生じる応力を相殺し、表面における、例えば、いわゆるヒロック等の、望ましくない変形の生成を抑制する。特に好ましい構成においては、接触構造体は、Ａｌ若しくはＡｌ合金層とＭｏxＴａy層との二層構造、又はＭｏxＴａy層、Ａｌ若しくはＡｌ合金層及び更なるＭｏxＴａy層の三層構造を備える。
【００２２】
一構成によれば、タッチセンサ装置の接触構造体は、電子起動／評価ユニットに接続するための１つ以上の接触端子を有しており、この接触端子の露出面は、少なくとも１層のＭｏxＴａy層（ここで、０．０２≦ｙ≦０．１５である。）で形成されている。電子評価ユニットへの電気接続は、タッチセンサ装置にとっては必須であり、この電気接続は、タッチセンサ装置の形成よりもかなり後に実施される作業ステップにおいてのみ完全に達成されるため、これらの場合には、一般的には、多数の接触端子が必要となる。接触端子は、非常に異なる周囲環境に（しばしば、例えば、保管及び／又は移送中に、比較的長期間に亘って）曝されるため、高い導電性を有するだけではなく、高い耐腐食性及び他の耐性を有しなければならず、これは少なくとも１層のＭｏxＴａy層により達成される。１つ以上の接触端子の露出面上にある少なくとも１層のＭｏxＴａy層により、この位置における望ましくない腐食の発生が阻止される。更に、接触端子の所望の構築は、この場合、接触構造体の構築と同じステップで行なわれるため、少ないステップで効率のよい生産が可能である。
【００２３】
一構成によれば、タッチセンサ装置は、タッチセンサ画面（タッチスクリーン）の一部を構成する。特にこの場合、タッチセンサ装置は、作動中において、例えば腐食、水分、汗又は機械的影響といった環境の影響による負荷に大きく曝される。この適用においては、特に、請求項に記載のタッチセンサ装置の構成により、高い耐腐食性及び他の耐性が達成される。
【００２４】
一構成によれば、タッチセンサ装置は格子状に配列された複数のタッチセンサ素子を有する。このような構成の場合には、特に、接触構造体は、複数のタッチセンサ素子に対し、耐性があり良好な導電性を有する接触を提供できなければならないが、これは、請求項に記載の特徴の組み合わせにより実現される。「格子状に配列される」という表現は、タッチセンサ素子が所定パターンで基板表面上の様々な位置に配列されていることを意味する。しかしながら、このパターンは必ずしも直交配列（チェス盤の配列のような）に限定されるわけではない。
【００２５】
一構成によれば、少なくとも１層の導電性透明層は、透明導電性酸化物（ＴＣＯ：Ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｏｘｉｄｅ）、透明導電性ポリマー、又はカーボンナノチューブのコーティングを含む。その光学的透明性及び導電性の故に、これらの材料は、タッチセンサスクリーンに用いられるタッチセンサ装置の構成に特に適している。インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）、アルミニウム亜鉛酸化物（ＡＺＯ）又はアンチモンスズ酸化物は、ここで特に透明導電性酸化物として用いられる。少なくとも１層のＭｏxＴａy層は、特にこれらの材料と接触した場合に、上述の有利な特性を呈することが判明している。
【００２６】
一構成によれば、光学的に透明な基板の裏面（タッチセンサ装置とは反対側の面）は、液晶ディスプレイの少なくとも一要素のための基板を形成する。この場合、いわゆる“インセル（Ｉｎ Ｃｅｌｌ）”タッチセンサ装置が提供されるが、この場合には、タッチセンサ装置は、その下に位置するスクリーンについて、別個の基板を持っていない。このような構成とした場合、特に、基板内での不要なストレスを回避することが重要であり、これは上述のように、特定のタッチセンサ装置により達成される。しかしながら、また、例えばタッチセンサ装置と液晶ディスプレイの１つ以上の要素とを、基板の同じ側、好ましくは操作中に外向きの側を構成しない側に設けることも可能である。
【００２７】
本願の目的は、また、光学的に透明な基板（１）上に形成されたタッチセンサ装置（１０）の光学的に透明なタッチセンサ素子（４ｘ、４ｙ）の導電性透明層（４）に直接接触した接触構造体を形成するためのスパッタリングターゲットの使用であって、前記スパッタリングターゲットがＭｏxＴａy（ここで、０．０２≦ｙ≦０．１５である。）を含有してなることを特徴とする使用（請求項９に記載の発明）により達成される。有利な発展態様は、請求項９に従属する請求項に記載されている。スパッタリングターゲットは、光学的に透明な基板上に形成されたタッチセンサ装置の光学的に透明なタッチセンサ素子の導電性透明層に直接接触する接触構造体を形成するために、用いられる。スパッタリングターゲットは、ＭｏxＴａy（ここで、０．０２≦ｙ≦０．１５である。）を含有して成る。このスパッタリングターゲットを接触層の形成に用いることにより、接触層を陰極スパッタリングにより基板上に設けることができる。この場合、接触構造体の高い導電性が、導電性透明層に対する低い電気移動抵抗、良好な耐腐食性及び接触構造体の他の耐性と共に達成され、更に基板表面に平行な面に生じる応力も著しく補償されている。もし、０．０３≦ｙ≦０．０９とすれば、その成果は特に良好な域に達する。本願の目的は、更に、導電性透明層（４）に接触させるための接触構造体を構築するためのエッチング液の使用であって、前記接触構造体が少なくとも１層のＭｏxＴａy層（２、２’）（ここで、０．０２≦ｙ≦０．１５である。）を有し、そして前記エッチング液がリン酸及び／又は酢酸及び／又は硝酸を溶液構成要素として含むことを特徴とする使用によって、達成される。接触構造体は、少なくとも１層のＭｏxＴａy層（ここで、０．０２≦ｙ≦０．１５である。）を有する。エッチング液は、その溶液構成成分として、リン酸及び／又は酢酸及び／又は硝酸を含んでいる。リン酸の比率は、好ましくは、６０〜９０重量パーセントであり、酢酸の比率は、好ましくは、０〜２０重量パーセントであり、硝酸の比率は、好ましくは、１〜１２重量パーセントである。生じ得る残部は、水又は湿潤剤（例えば、フッ化物含有化合物又はアニオン性添加剤）で構成することができる。
【００２８】
有利な発展形態及び構成は、添付図を参照しつつ行なう以下の実施例の説明により提供する。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】一実施例に基づくタッチセンサ装置の構造を概略的に示す平面図である。
【図２】基板表面に対して垂直方向から見た、タッチセンサ装置の様々な領域を示す概略図である。
【図３】他の実施例におけるタッチセンサ装置の様々な領域を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例１】
【００３０】
本発明の実施例１を、図１及び図２を参照しつつ、以下に説明する。ここに示す実施例の場合、タッチセンサ装置１０は、タッチセンサ画面（タッチスクリーン）の一部を形成している。本実施例においては、タッチセンサ装置は、いわゆる“インセル”タッチセンサ装置として構成されており、ここでは、タッチセンサ装置１０の光学的に透明な基板１は、同時に、ＬＣＤ画面のカラーフィルタ基板をも構成している。従って、タッチセンサの反対側にある光学的に透明な基板１の背面は、液晶ディスプレイの１つ以上の部材のための基板を形成している。しかしながら、タッチセンサ装置を実現する方法は、そのような構成に限られたものではない。例えば、基板１は、例えば、別個の基板として、例えばガラス又は透明プラスチックから、形成してもよいし、例えば硬質プレートとして又は柔軟シートとして、形成してもよい。しかしながら、いずれの場合においても、光学的に透明な基板１は絶縁材料から成る。
【００３１】
本実施例においては、タッチセンサ装置１０は、図１では例えば正方形で描かれているが、複数のタッチセンサ素子を、基板１の表面上の測定領域の形態に配列させて設けたものである。しかしながら、タッチセンサ装置の構成は、このようなものに限られたものではない。この例の場合、タッチセンサ装置は、容量センシング方式用に設計されたものである。この実施例の場合、タッチセンサ装置の機能及び構造は、特許文献２に記載のものと実質的に対応しているが、その構成は、この構造に限られたものではない。例えば、タッチセンサ装置を抵抗センシング方式向けに設計することも可能である。
【００３２】
本実施例の場合、基板の同じ側で容量センシング方式のために必要とされる２つの導電層（電極）は、行と列とから成る格子状のチェス盤様パターンに構成される。構造化のために、複数のタッチセンサ素子が構成され、容量センシング用の２つの電極が形成される。容量タッチセンサ装置１０の２つの電極は、同じ材料、即ち、導電性光透過層４、から作られる。これを分かり易く説明するために、図１においては、２つの電極を異なる陰影で示した。一方の電極側のタッチセンサ素子４ｘは、水平斜線で示され、他方の電極側のタッチセンサ素子４ｙは、垂直斜線で示されている。タッチセンサ素子４ｘは、それぞれの角で、行（水平）方向に導電的に互いに接続されている（図１においては実線で図示した）。タッチセンサ素子４ｙは、同様に、それぞれの角で、垂直の列方向に互いに導電的に接続している（図１においては点線で図示した）。この場合における個々のタッチセンサ素子の接続は、例えばタッチセンサ素子４ｘ、４ｙの材料、即ち、導電性透明層４、から形成してもよいし、又は、例えば、以下に説明するように接触構造体の材料で形成してもよい。この実施例の場合、導電性透明層４は、陰極スパッタリング（スパッタ成膜）により基板に形成された透明導電性酸化物（ＴＣＯ：Ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ Ｏｘｉｄｅ）から作られる。特に、導電性透明層４は、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）、アルミニウム亜鉛酸化物（ＡＺＯ）又はアンチモンスズ酸化物で形成することができる。しかしながら、導電性透明層４を、例えば導電性ポリマーフィルムで、形成することも可能である。列方向の接続と行方向の接続とが交差する領域７においては、全ての場合において、これらの接続は、お互いに絶縁されるように、形成されており、それは、例えば、絶縁層をそれらの間に配することにより実現される。
【００３３】
タッチセンサ素子４ｘのそれぞれの行は、それぞれ接触構造体２の一領域により形成された端子６に、導電性接触構造体２により、接続されている。同様に、タッチセンサ素子４ｙのそれぞれの列が、それぞれ同様に接触構造体２の一領域から形成された端子６に、接触構造体２により、更に接続されている。接触端子６は、電子起動／評価ユニットへの電気接続を提供する目的で形成され、これにより、タッチセンサ装置１０への接触を検出しその位置について評価するために、タッチセンサ素子４ｘ、４ｙの電極にそれぞれ電圧を印加することが可能となる。接触端子６は、例えば、これに、例えばはんだ付け又はろう付け、導電性接着剤による接着取り付け、ボンディング、等により、タッチセンサ装置１０の接続ケーブルを取り付けることができる領域として形成される。
【００３４】
タッチセンサ装置１０の個々の構成要素の構造を、図２を参照しつつ、以下に詳述する。図２には、タッチセンサ装置１０の様々な領域Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３及びＢ４が描かれている。領域Ｂ１は、接触端子６の領域に位置している。領域Ｂ２は、接触構造体２が形成されるが導電性透明層４は形成されない領域である。領域Ｂ３は、接触構造体２が導電性透明層４と接触させられる領域に位置している。領域Ｂ４は、接触構造体が形成されておらず導電性透明層４のみが形成された領域に位置している。
【００３５】
領域Ｂ１において、接触端子６は、接触構造体２の材料から基板１上に形成される。接触端子６は、陰極スパッタリングにより基板に成膜されたＭｏxＴａy層（ここで、０．０２≦ｙ≦０．１５である。）から形成される。この領域Ｂ１においては、接触端子６の表面は、後で電気的接触を作るために露出している。
【００３６】
領域Ｂ２においては、タッチセンサ素子４ｘ、４ｙの接触のための接触構造体２を形成するために、ＭｏxＴａy層（ここで、０．０２≦ｙ≦０．１５である。）が基板１上に成膜される。この層の上には、例えばシリコン窒化物からなっていてもよい光学的に透明な保護層５が成膜される。保護層５は、接触端子６を有する接触構造体２及び導電性透明層４の形成後に、例えば化学蒸着法（ＣＶＤ）により成膜することができる。
【００３７】
領域Ｂ３においては、ＭｏxＴａy層（ここで、０．０２≦ｙ≦０．１５である。）を備える接触構造体２が、基板１上に成膜され、そして、それに直接接触して、導電性透明層４が成膜される。導電性透明層４は、例えば陰極スパッタリングにより、設けられる。この領域Ｂ３においては、接触構造体２及び導電性透明層４は、基板１側とは反対側が、保護層５により覆われている。
【００３８】
領域Ｂ４には、１つ以上のタッチセンサ素子が存在する。この領域Ｂ４において、導電性透明層４が基板１上に成膜されており、この層は、基板１側とは反対側が、保護層５により覆われている。
【００３９】
上述のタッチセンサ装置を製作するための製造プロセスにおいて、接触構造体２及び接触端子６が、陰極スパッタリング（スパッタ成膜）により、基板１上に成膜される。この成膜においては、ＭｏxＴａy（ここで、０．０２≦ｙ≦０．１５である。）から成るターゲット領域を有するスパッタリングターゲットが用いられる。ＭｏxＴａyをスパッタリングターゲットとすることにより、この構造体を製作するための被覆法として、低コストな陰極スパッタリングを用いることができる。成膜条件を適正に選択することにより、特にガラス基板の場合に、基板１上の接触構造体２及び接触端子６の優良な付着性を達成することができる。好適な成膜条件の例は、例えば、ＤＣ電圧出力密度を５〜１０Ｗ／ｃｍ2、アルゴン作用ガスの圧力を２．５×１０-3〜７．５×１０-3ｍｂａｒ、そして基板温度を室温〜１５０℃とした、直流陰極スパッタリング（直流スパッタリング）である。
【００４０】
製造プロセスにおいて、導電性透明層４及びＭｏxＴａy層は、湿式化学エッチングプロセスと組み合わせたフォトリソグラフィーにより構築される。この場合、エッチングは、好ましくは、酢酸を加えてもよいリン酸及び硝酸からなるエッチング液（ＰＡＮエッチング液）により実施される。この場合のリン酸比率は、好ましくは、６０〜９０重量パーセント、硝酸比率は、好ましくは、１〜１２重量パーセント、そして酢酸比率は、好ましくは、０〜２０重量パーセントであり、残部は水で構成されるが、また、湿潤剤（フッ化物含有化合物又はアニオン性添加剤）を含有させてもよい。保護層５は、湿式又はプラズマエッチングにより構築される。
【００４１】
タッチセンサ装置１０の使用に当っては、電圧が、公知の方法で、電子評価／制御ユニットによって、タッチセンサ素子４ｘ、４ｙに印加される。電子評価／制御ユニットは、タッチセンサ素子４ｘ、４ｙに、指、トレーサー又は他の何らかの物体が触れた又はそれらが接近したことにより生じる容量変化を検知し、そこからタッチセンサ装置上におけるユーザー入力のｘ／ｙ座標を、同様に公知の方法により計算する。
【００４２】
実施例１の場合、多層構造の接触構造体を有する公知のタッチセンサ装置と比較すると、タッチセンサ装置の構造は、より単純化されている。
【実施例２】
【００４３】
実施例２について、図１及び図３を参照しつつ、以下に説明する。実施例２は、接触構造体の構造のみが実施例１と異なる。説明の重複を避けるために、実施例１からの相違点だけを以下に説明する。同じ部品には同じ符号が付けられている。
【００４４】
ＭｏxＴａy層（ここで、０．０２≦ｙ≦０．１５である。）のみにより接触構造体２が形成される実施例１からの相違点として、実施例２における接触構造体２’、３は多層構造を有している。図３に示す例においては、接触構造体は、層３を有しており、その上にＭｏxＴａy層２’（ここで、０．０２≦ｙ≦０．１５である。）が形成されている。層３は、Ａｌ、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇ、Ａｌ含有率≧９０原子パーセントのＡｌ合金、Ｃｕ含有率≧９０原子パーセントのＣｕ合金、Ａｕ含有率≧９０原子パーセントのＡｕ合金、又はＡｇ含有率≧９０原子パーセントのＡｇ合金から形成される。層３は、好ましくは、Ａｌ又はＡｌ合金から形成される。層３は、陰極スパッタリングにより、基板上に成膜される。ＭｏxＴａy層２’（ここで、０．０２≦ｙ≦０．１５である。）は、陰極スパッタリングにより、この金属層３上に成膜される。
【００４５】
実施例２に基づくタッチセンサ装置によれば、実質的に実施例１と同じ利点が得られるが、更に詳細に、以下に説明する。しかしながら、実施例２に基づく解決法の場合、実施例１と比べて導電率がより高い接触構造体を提供することが可能である。というのは、層３がＭｏxＴａy層（ここで、０．０２≦ｙ≦０．１５である。）よりも高い導電率を示すからである。例えば、３００ｎｍ厚のＭｏxＴａy層は、約１１マイクロオームｃｍの抵抗を有しており、２５０ｎｍ厚のＡｌ層及び５０ｎｍ厚のＭｏxＴａy層の２層から成る層は、約３．５マイクロオームｃｍの抵抗を有している。
【００４６】
変形例
実施例２の変形形態によれば、接触構造体は、３層構造を有する。即ち、ＭｏxＴａy層（ここで、０．０２≦ｙ≦０．１５である。）が基板上に成膜され、この層上に、層３（実施例２において説明したもの）が成膜され、そしてＭｏxＴａy（ここで、０．０２≦ｙ≦０．１５である。）の更なる層２’が、金属層３の上に成膜された。多層構造とすることで、本変形形態に基づく層構造は、特に基板１がガラスから成る場合に、特に良好な基板１への付着性を実現する。
【００４７】
本発明に基づく解決法で実現される利点について、以下に、更により詳細に説明する。大気中の水分、水、汗等に対する高い耐腐食性が、少なくとも１層のＭｏxＴａy層（ここで、０．０２≦ｙ≦０．１５である。）を有する接触構造体２を備えるタッチセンッサ装置により、実現される。更には、大気中の酸素及び周囲空気中の他の酸化性物質に対する高い耐酸化性が実現される。同時に、従来の湿式化学エッチングをフォトリソグラフィー技術と組み合わせることにより、良好な構造化能力（Ｓｔｒｕｃｔｕｒａｂｉｌｉｔｙ）も提供される。接触構造体は、高度な導電性及び基板１の材料への良好な付着性を示す。導電性透明層４に対する低移動抵抗を有する良好な電気的接触性は、ＭｏxＴａy層（ここで、０．０２≦ｙ≦０．１５である。）により実現される。陰極スパッタリング（スパッタ成膜）によるＭｏxＴａy層（ここで、０．０２≦ｙ≦０．１５である。）の成膜のため、この成膜は安定しており、制御し易く、低コストの被覆プロセスによって実施され、これは、大面積基板であっても適用可能である。
【００４８】
タッチセンサ装置全体の製造プロセスは、一般的な薄膜技術を使って実施される。各層は、まず、ＰＶＤ（物理蒸着）又はＣＶＤ（化学蒸着）プロセスにより基板上の大面積に亘って被覆され、次いで、フォトリソグラフィープロセスにより（その都度）構造化される。その場合に必要とされるエッチングステップは、例えば湿式化学的に又は乾式エッチングプロセスにより、実施され、金属層については、主として湿式化学エッチングプロセスが想定されている。この場合の湿式化学エッチングは、例えばリン酸及び硝酸の混合物又はリン酸、硝酸及び酢酸の混合物により実施することができる。少なくとも１層のＡｌ又はＡｌ合金層がある場合は特に、以下のプロセスが含まれる：
【００４９】
【数１】
【００５０】
湿式化学エッチングの間、式Ｒ２に示されるように酸の陽子（Ｈ+イオン）により又は式Ｒ３に示されるように硝酸イオンにより、金属層は酸化される。酸化され溶解された金属種は、式Ｒ５に示されるように、リン酸イオンによって溶液中で安定化される。
【００５１】
化学的観点から見れば、回避したい望ましくない腐食又は大気酸化と、製造工程に必要とされる湿式エッチングとは同じプロセスであるが、しかし、これらは異なる周囲条件及びｐＨ条件下で生じる。腐食及び大気酸化は、可能な限りゆっくりとした反応速度で起こるように又は全く生じさせないように意図される一方、湿式エッチング及び構造化プロセスの間に生じさせる酸化プロセスは、所望されるものであり、その反応は十分に早い速度で起きなければならない。接触構造体の形成に使用されるＭｏxＴａy層（ここで、０．０２≦ｙ≦０．１５である。）は、これらの相反する条件に合致するものである。
【００５２】
この場合におけるＭｏxＴａy層（ここで、０．０２≦ｙ≦０．１５である。）は、高い導電性も提供する。接触構造体が多層構造で形成される場合、そして特に、Ａｌ又はＡｌ合金からなる層を有する場合、ＭｏxＴａy層（ここで、０．０２≦ｙ≦０．１５である。）は、更に、その表面における絶縁性酸化アルミニウム層の形成をも阻止する。また、特に、このような多層構造の場合、ＭｏxＴａy層（ここで、０．０２≦ｙ≦０．１５である。）は、層構造において優れた応力補償能力をもたらす。基板中に生じ及びＡｌ又はＡｌ合金を通じて層構造に生じ、基板表面に平行な面の中で作用する引張応力は、ＭｏxＴａy層（ここで、０．０２≦ｙ≦０．１５である。）により生じ基板表面に平行な面の中で同様に作用する圧縮応力によって、特に良好に相殺される。
【００５３】
操作中、外側に面して配置されることになるタッチセンサ装置の実装例について、実施例により、上記に説明したが、例えば、タッチセンサ装置を基板の反対側、即ち裏側、に配置することも可能である。本明細書では、両電極を基板の同じ側に配置した例を説明してきたが、例えば、基板の一方の側に一方の電極を配置し、基板の他方の側にもう一方の電極を配置することも可能である。
【００５４】
タッチセンサ装置の電極が基板面上にチェス盤状に配置される実施例を説明したが、電極は、他の何らかのパターン又は他の格子状に配置されてもよい。更に、例示した実施例のように電極を基板面上で相互に隣り合わせに並べるのではなく、絶縁層で分離して相互の上に重ねて配置してもよい。この場合、電極は、例えば、大面積に亘って作られてもよく、又は、例えばｘ／ｙ格子中に構造化されたものでもよい。更に、特にこの場合は、多数のタッチセンサ素子を有する格子状配列でもよく、これにより、同時に様々な位置への接触を検知すること（いわゆるマルチタッチ実装）ができる。
【００５５】
実施例により、接触構造体が基板上に成膜され、そしてタッチセンサの少なくとも１層の導電性透明層が接触構造体上に部分的に成膜された実装例を説明したが、例えば、接触構造体が導電性透明層上に部分的に成膜された、逆の配置とすることも可能である。換言すると、層構造体を形成し構造化する際に、望ましい順番を選択することが可能であり、このことは、また、特に、構造化のためのエッチングプロセスにおける選択性を考慮したものである。
【符号の説明】
【００５６】
１ 基板
２ 接触構造体
２’ 多層接触構造体の１層
３ 多層接触構造体の１層
４ タッチセンサ素子
５ 保護層
６ 接触端子
７ 行方向の接続と列方向の接続とが交差する領域
１０ タッチセンサ装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学的に透明な基板（１）、前記基板（１）上に形成された、少なくとも１層の導電性透明層（４）を有する１つ以上の光学的に透明なタッチセンサ素子（４ｘ、４ｙ）、及び、前記導電性透明層（４）の電気的接触用の１つ以上の接触構造体（２；２’、３）とを備えてなるタッチセンサ装置（１０）であって、前記接触構造体（２；２’、３）が、前記導電性透明層（４）に直接接触する、１層以上のＭｏxＴａy層（２、２’）（ここで、０．０２≦ｙ≦０．１５である。）を有することを特徴とするタッチセンサ装置（１０）。
【請求項２】
０．０３≦ｙ≦０．０９であることを特徴とする請求項１に記載のタッチセンサ装置。
【請求項３】
前記接触構造体（２’、３）が多層構造を有しており、Ａｌ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ａｌ含有量≧９０原子パーセントのＡｌ合金、Ｃｕ含有量≧９０原子パーセントのＣｕ合金、Ａｇ含有量≧９０原子パーセントのＡｇ合金又はＡｕ含有量≧９０原子パーセントのＡｕ合金から成る少なくとも１層の層（３）を有することを特徴とする請求項１又は２のいずれか１項に記載のタッチセンサ装置。
【請求項４】
前記接触構造体（２；２’、３）が電子起動・評価ユニットへの接続用に１つ以上の接触端子（６）を有し、前記接触端子（６）の表面が少なくとも１層のＭｏxＴａy層（２、２’）（ここで、０．０２≦ｙ≦０．１５である。）により形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のタッチセンサ装置。
【請求項５】
前記タッチセンサ装置が、タッチセンサ画面（タッチスクリーン）の一部を構成するものであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のタッチセンサ装置。
【請求項６】
前記タッチセンサ装置が、格子状に配列された複数のタッチセンサ素子（４ｘ、４ｙ）を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のタッチセンサ装置。
【請求項７】
前記少なくとも１層の導電性透明層（４）が、透明導電酸化物（ＴＣＯ）、透明導電ポリマー又はカーボンナノチューブを含有してなることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のタッチセンサ装置。
【請求項８】
前記光学的に透明な基板（１）の、前記タッチセンサ装置とは反対側の、裏面が、液晶ディスプレイの１つ以上の構成要素用の基板を形成するものであることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のタッチセンサ装置。
【請求項９】
光学的に透明な基板（１）上に形成されたタッチセンサ装置（１０）の光学的に透明なタッチセンサ素子（４ｘ、４ｙ）の導電性透明層（４）に直接接触した接触構造体を形成するためのスパッタリングターゲットの使用であって、前記スパッタリングターゲットがＭｏxＴａy（ここで、０．０２≦ｙ≦０．１５である。）を含有してなることを特徴とする使用。
【請求項１０】
０．０３≦ｙ≦０．０９であることを特徴とする請求項９に記載の使用。
【請求項１１】
導電性透明層（４）に接触させるための接触構造体を構築するためのエッチング液の使用であって、前記接触構造体が少なくとも１層のＭｏxＴａy層（２、２’）（ここで、０．０２≦ｙ≦０．１５である。）を有し、そして前記エッチング液がリン酸及び／又は酢酸及び／又は硝酸を溶液構成要素として含むことを特徴とする使用。
【請求項１２】
前記リン酸の比率が６０〜９０重量パーセントであり、前記酢酸の比率が０〜２０重量パーセントであり、そして前記硝酸の比率が１〜１２重量パーセントであることを特徴とする請求項１１に記載の使用。
【請求項１】
光学的に透明な基板（１）、前記基板（１）上に形成された、少なくとも１層の導電性透明層（４）を有する１つ以上の光学的に透明なタッチセンサ素子（４ｘ、４ｙ）、及び、前記導電性透明層（４）の電気的接触用の１つ以上の接触構造体（２；２’、３）とを備えてなるタッチセンサ装置（１０）であって、前記接触構造体（２；２’、３）が、前記導電性透明層（４）に直接接触する、１層以上のＭｏxＴａy層（２、２’）（ここで、０．０２≦ｙ≦０．１５である。）を有することを特徴とするタッチセンサ装置（１０）。
【請求項２】
０．０３≦ｙ≦０．０９であることを特徴とする請求項１に記載のタッチセンサ装置。
【請求項３】
前記接触構造体（２’、３）が多層構造を有しており、Ａｌ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ａｌ含有量≧９０原子パーセントのＡｌ合金、Ｃｕ含有量≧９０原子パーセントのＣｕ合金、Ａｇ含有量≧９０原子パーセントのＡｇ合金又はＡｕ含有量≧９０原子パーセントのＡｕ合金から成る少なくとも１層の層（３）を有することを特徴とする請求項１又は２のいずれか１項に記載のタッチセンサ装置。
【請求項４】
前記接触構造体（２；２’、３）が電子起動・評価ユニットへの接続用に１つ以上の接触端子（６）を有し、前記接触端子（６）の表面が少なくとも１層のＭｏxＴａy層（２、２’）（ここで、０．０２≦ｙ≦０．１５である。）により形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のタッチセンサ装置。
【請求項５】
前記タッチセンサ装置が、タッチセンサ画面（タッチスクリーン）の一部を構成するものであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のタッチセンサ装置。
【請求項６】
前記タッチセンサ装置が、格子状に配列された複数のタッチセンサ素子（４ｘ、４ｙ）を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のタッチセンサ装置。
【請求項７】
前記少なくとも１層の導電性透明層（４）が、透明導電酸化物（ＴＣＯ）、透明導電ポリマー又はカーボンナノチューブを含有してなることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のタッチセンサ装置。
【請求項８】
前記光学的に透明な基板（１）の、前記タッチセンサ装置とは反対側の、裏面が、液晶ディスプレイの１つ以上の構成要素用の基板を形成するものであることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のタッチセンサ装置。
【請求項９】
光学的に透明な基板（１）上に形成されたタッチセンサ装置（１０）の光学的に透明なタッチセンサ素子（４ｘ、４ｙ）の導電性透明層（４）に直接接触した接触構造体を形成するためのスパッタリングターゲットの使用であって、前記スパッタリングターゲットがＭｏxＴａy（ここで、０．０２≦ｙ≦０．１５である。）を含有してなることを特徴とする使用。
【請求項１０】
０．０３≦ｙ≦０．０９であることを特徴とする請求項９に記載の使用。
【請求項１１】
導電性透明層（４）に接触させるための接触構造体を構築するためのエッチング液の使用であって、前記接触構造体が少なくとも１層のＭｏxＴａy層（２、２’）（ここで、０．０２≦ｙ≦０．１５である。）を有し、そして前記エッチング液がリン酸及び／又は酢酸及び／又は硝酸を溶液構成要素として含むことを特徴とする使用。
【請求項１２】
前記リン酸の比率が６０〜９０重量パーセントであり、前記酢酸の比率が０〜２０重量パーセントであり、そして前記硝酸の比率が１〜１２重量パーセントであることを特徴とする請求項１１に記載の使用。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１１−１６５１９１（Ｐ２０１１−１６５１９１Ａ）
【公開日】平成２３年８月２５日（２０１１．８．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２６０３７（Ｐ２０１１−２６０３７）
【出願日】平成２３年２月９日（２０１１．２．９）
【出願人】（５０６４２３７５２）プランゼー メタル ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング (4)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年８月２５日（２０１１．８．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月９日（２０１１．２．９）
【出願人】（５０６４２３７５２）プランゼー メタル ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング (4)
【Ｆターム（参考）】
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