層疊體、其制造方法和電子設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及能夠用于電子設(shè)備和光學(xué)設(shè)備用的金屬電極等、且包含金屬和導(dǎo)電性 金屬化合物的層疊體、其制造方法和電子設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002] 對于用于使用了液晶、有機(jī)EL等的各種電子設(shè)備的電極(包括提高導(dǎo)電性的輔助 電極)而言，近年來，特別是設(shè)置在顯示元件等的前面的作為輸入輸出裝置的觸摸傳感器等 的大型化正在進(jìn)行。觸摸傳感器(面板）中所含的檢測電極、配線電極、連接電極之中，特別 是對于檢測電極而言，如果觸摸傳感器大型化，則電阻成分增大，因此越來越需要電阻更低 的電極。
[0003] 以往，觸控面板用的電極通過使用以11!、211、511、1^等作為主要成分的氧化物半導(dǎo) 體等透明度高的導(dǎo)電性金屬氧化物來確保顯示的可視性。但是，透明度高的導(dǎo)電性金屬氧 化物在降低電阻值方面存在極限，難以達(dá)到近年來所要求的水平的低電阻。因此，作為替代 材料，要求可通過微細(xì)圖案化來確?？梢曅缘牡碗娮杞饘俚膶嵱没?br>[0004] 并且，對于觸控面板等在顯示元件的前面配置有帶電極的基板的電子設(shè)備而言， 不妨礙顯示的可視性成為必要條件，因此，對于電極，要求遮蔽、散射、雜散光、反射等要盡 可能地少。
[0005] 但是，現(xiàn)有的由導(dǎo)電性金屬氧化物構(gòu)成的電極僅通過置換為金屬會因金屬特有的 高反射率而產(chǎn)生晃眼（年因此需要使反射率降低。另外，由電阻盡可能低的且能夠 電連接的導(dǎo)電體構(gòu)成這一點很重要。
[0006] 對于反射率低的金屬，存在有鉬(Mo)、鉻(Cr)、鈦(Ti)、鉭(Ta)、鎢(W)或其合金，但 這些金屬屬于電阻值高的類別。與此相對，銀(Ag)、鋁(A1)、銅(Cu)等或其合金的電阻值低， 但反射率高。
[0007] 雖然提出了利用這些金屬的特性在電阻值低且反射率高的金屬之上層疊電阻值 高且反射率低的金屬的方法，但對于通過層疊金屬來降低反射率而言，存在極限。
[0008] 另外，即使通過層疊金屬能夠一定程度地降低反射率，但各金屬的蝕刻速率各自 不同，因此，特別是在濕式蝕刻工序中，難以將各層一并進(jìn)行微細(xì)加工。另外，如果調(diào)整成濕 式蝕刻工序能夠良好地實施，則反而難以充分地降低反射率。
[0009] 因此，作為降低反射率的方法，提出了：在金屬層之上形成介電體或金屬氧化物、 金屬氮化物、金屬氧氮化物、金屬碳化物層，制成2層或3層構(gòu)成的方法;將低反射率的金屬 半透過膜配置于金屬層之上，然后，形成介電體或金屬氧化物、金屬氮化物、金屬氧氮化物、 金屬碳化物層的方法(例如專利文獻(xiàn)1~7)。
[0010] 即，在專利文獻(xiàn)1中，公開了一種透明導(dǎo)電性膜，其為在基材上形成由氮化銅和氧 構(gòu)成的黑化層作為等離子顯示器用防電磁波膜功能膜而成的層疊體，該透明導(dǎo)電性膜不會 因配線部的金屬光澤反射光而使得在觸控面板下配置的顯示器的可視性降低。
[0011] 在專利文獻(xiàn)2中，公開了一種膜狀觸控面板傳感器，其通過在設(shè)置于膜上的條紋或 網(wǎng)格狀的銅配線的可視側(cè)形成黑色的氧化銅被膜，由此抑制來自配線的反射。
[0012] 在專利文獻(xiàn)3中，公開了一種低電阻的觸控面板傳感器，其通過在絕緣基材上形成 由金屬材料構(gòu)成的傳感器電極、和在傳感器電極上形成的由無機(jī)氧化物材料構(gòu)成的兼具密 合層的吸收層，由此能夠進(jìn)行高精細(xì)的蝕刻。
[0013] 在專利文獻(xiàn)4中，公開了：在透明基板上層疊由選自介電性物質(zhì)、金屬、金屬的合 金、金屬的氧化物、金屬的氮化物、金屬的氧氮化物和金屬的碳化物組成的組中的一種以上 構(gòu)成的作為黑化層的吸收層、和包含選自附1〇、11、0^1、〇1^、(： 〇、￥^11和48中的一種以 上的導(dǎo)電層，由此改善了導(dǎo)電層的可視性和對外部光的反射特性。
[0014] 另外，在專利文獻(xiàn)5中，公開了在由銅鍍層構(gòu)成的導(dǎo)電體層的透明樹脂基板側(cè)設(shè)置 由銅和鎳和氧構(gòu)成的黑化層;在專利文獻(xiàn)6中公開了通過依次具備黑化層、金屬層、基材、黑 化層、金屬層并且利用氮化銅構(gòu)成黑化層，由此抑制了因金屬光澤反射光導(dǎo)致的顯示器的 可視性降低;在專利文獻(xiàn)7中公開了金屬層使用Ni-Zn膜、導(dǎo)電層使用Cu膜。
[0015]如此，在專利文獻(xiàn)1~7中，作為形成吸收層的物質(zhì)，公開了高折射率透明薄膜、透 明導(dǎo)電膜、功能性透明層、金屬氧化物、金屬氮化物、金屬氧氮化物、介電體物質(zhì)等。
[0016] 依據(jù)專利文獻(xiàn)1~7等的方法，可以通過黑化層或吸收層吸收由金屬引起的反射， 并且通過反復(fù)層疊多層，能夠進(jìn)一步降低反射率。
[0017] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0018] 專利文獻(xiàn)
[0019] 專利文獻(xiàn)1:日本特開2013-169712號公報 [0020] 專利文獻(xiàn)2:日本特開2013-206315號公報 [0021] 專利文獻(xiàn)3:日本特開2013-149196號公報 [0022] 專利文獻(xiàn)4:日本特表2013-540331號公報 [0023] 專利文獻(xiàn)5:日本特開2008-311565號公報 [0024] 專利文獻(xiàn)6:日本特開2013-129183號公報 [0025] 專利文獻(xiàn)7:日本特開2007-308761號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0026]發(fā)明所要解決的問題
[0027] 但是，專利文獻(xiàn)1~7的吸收層或黑化層中所使用的物質(zhì)在可視區(qū)域的折射率(η) 為1.4~2.5左右、消光系數(shù)(k)為0.01~0.25,因此，吸收層或黑化層為吸收少的透明的薄 膜或?qū)印?br>[0028] 因此，出于降低可視區(qū)域的反射率的目的，即使將專利文獻(xiàn)1~7的吸收層或黑化 層層疊于金屬層的表面，也會因光的干渉而產(chǎn)生可視區(qū)域的反射率的極大或極小而產(chǎn)生干 涉色，并且不能得到所期待程度的反射率降低的效果。
[0029] 另外，在專利文獻(xiàn)1~7中，為了將各層反復(fù)層疊，各層的蝕刻速率之差增大，對選 擇物質(zhì)產(chǎn)生限制。
[0030] 專利文獻(xiàn)1~7的吸收層或黑化層為金屬化合物薄膜，因此產(chǎn)生如下現(xiàn)象:在圖案 化工序中，不能與金屬層一并地進(jìn)行蝕刻，需要與金屬層不同的蝕刻劑，或者，即使能夠進(jìn) 行蝕刻，金屬層與金屬化合物層的蝕刻速率也不一致，層疊構(gòu)成中的某一方的膜變?yōu)檫^蝕 刻或欠蝕刻，微細(xì)圖案的形成不能如想象的那樣。
[0031] 另外，作為吸收層或黑化層，在使用除了作為透明氧化物半導(dǎo)體物質(zhì)的透明導(dǎo)電 膜以外的金屬化合物的情況下，根據(jù)吸收層或黑化層的導(dǎo)電性的有無或值，有時需要在與 其它連接電極的連接中增加工序、或需要改變膜構(gòu)成，在用作電極的情況下，產(chǎn)生限制。
[0032] 本發(fā)明是鑒于上述課題而完成的，本發(fā)明的目的在于提供一種層疊體、其制造方 法和電子設(shè)備，所述層疊體降低了因金屬特有的光澤導(dǎo)致的晃眼(反射率）。
[0033] 本發(fā)明的其它目的在于提供一種層疊體、其制造方法和電子設(shè)備，所述層疊體以 較少的層構(gòu)成、將可視區(qū)域內(nèi)的金屬的反射率盡可能降低為平緩7分)的反射率而形成 目視黑化的色調(diào)，即使在層疊為層狀的狀態(tài)下也能夠一并地利用濕式蝕刻形成微細(xì)圖案、 且具備具有與低電阻的金屬層相對應(yīng)的導(dǎo)電性的最佳吸收層。
[0034]用于解決問題的手段
[0035] 上述課題通過本發(fā)明的層疊體得以解決，所述層疊體由透明的基板、在該基板上 形成的金屬層、和在該金屬層的至少一個面上以與該面接觸的方式形成的金屬化合物層構(gòu) 成，上述金屬層具備至少一層電阻率為Ι.ΟμΩ · cm~ΙΟμΩ · cm的金屬的層、或以該金屬作 為主要成分的合金的層，上述金屬層的電阻率為1〇μΩ · cm以下，上述金屬化合物層由透明 氧化物半導(dǎo)體物質(zhì)、與至少一種以上的具有與鋅(Zn)同等以上的氧化物生成自由能的金屬 的混合物構(gòu)成。
[0036] 如此構(gòu)成，因此，可以任意地組合具有導(dǎo)電性的透明氧化物半導(dǎo)體物質(zhì)和具有與 鋅(Zn)同等以上的氧化物生成自由能的金屬，能夠自由地控制電特性(導(dǎo)電性）、光學(xué)特性 (折射率和消光系數(shù)）、蝕刻特性(在蝕刻劑中的溶解性、蝕刻速率)達(dá)到期望的值。
[0037] 因此，能夠通過較少的層構(gòu)成實現(xiàn)如下所述的導(dǎo)電性層疊體：向其它金屬配線的 電配線連接容易，可確保良好的導(dǎo)電性，同時通過降低來自可視側(cè)的金屬表面反射率并進(jìn) 行黑化，可以抑制因金屬層而產(chǎn)生的晃眼，能夠通過濕式蝕刻一并地形成任意的微細(xì)圖案。 [0038]本發(fā)明的層疊體在用于電子設(shè)備用的電極材料的情況下，響應(yīng)速度能夠提高，并 且通過基于微細(xì)加工和反射率降低的可視性的改善、基于一并蝕刻進(jìn)行的圖案化形成、最 低限度的層構(gòu)成，由此可以實現(xiàn)生產(chǎn)率的提高和成本降低。
[0039] 另外，金屬化合物層由透明氧化物半導(dǎo)體物質(zhì)與具有與鋅(Zn)同等以上的氧化物 生成自由能的金屬的混合物構(gòu)成，因此，在確保導(dǎo)電性的基礎(chǔ)上，能夠?qū)崿F(xiàn)光學(xué)常數(shù)(折射 率、消光系數(shù)和吸收）的優(yōu)化，層疊體的設(shè)計變得容易。另外，可以得到具備具有良好的導(dǎo)電 性的光吸收層的層疊體。
[0040] 另外，與僅由金屬氧化物、金屬氮化物、金屬氧氮化物、金屬碳化物等化合物構(gòu)成 的情況相比，由于成為吸收大的層，因此，能夠大幅降低金屬層表面的反射率，即使在設(shè)為 僅由金屬層和一層金屬化合物層構(gòu)成的2層構(gòu)成的情況下，層疊體的晃眼也降低，在將本發(fā) 明的層疊體用于顯示器等的情況下，可視性提高。
[0041] 由于可視性提高，因此本發(fā)明的層疊體可適宜用于各種顯示元件或觸控面板等、 外觀上需要美觀的設(shè)備的顯示器等，能夠用作顯示設(shè)備用、發(fā)光元件用、觸控面板用、太陽 能電池用、其它電子設(shè)備等的電極。
[0042]另外，上述金屬層具備至少一層電阻率為Ι.ΟμΩ · cm~ΙΟμΩ · cm的金屬的層、或 以該金屬作為主要成分的合金的層，上述金屬層的電阻率為1〇μΩ · cm以下，由于在金屬層 中使用電阻低的金屬，因此，在由金屬層和金屬化合物層形成配線圖案的情況下，能夠使得 配線圖案較細(xì)，因此，即使用于顯示器表面的觸控面板等也能夠維持可視性。
[0043] 本發(fā)明的層疊體能夠在濕式蝕刻工藝中一并地對金屬層與金屬化合物層、或者金 屬化合物層與金屬層與金屬化合物層進(jìn)行圖案形成，也能夠形成4μπι的微細(xì)圖案。因此，作 為觸控面板、顯示元件、發(fā)光元件、光電轉(zhuǎn)換元件等的主要電極、輔助電極以及與端子的連 接電極可發(fā)揮良好的功能。
[0044] 具有與鋅(Ζη)同等以上的氧化物生成自由能的金屬是能夠確保導(dǎo)電性且不易氧 化的金屬。因此，通過在金屬化合物層中混合具有與鋅(Ζη)同等以上的氧化物生成自由能 的金屬，而能夠有效地利用不易氧化的金屬所具有的、吸收大這樣的性質(zhì)。
[0045] 另外，不僅是金屬層，金屬化合物層也為導(dǎo)電性，因此，能夠容易地與其它配線進(jìn) 行電連接，能夠由本發(fā)明的金屬層和金屬化合物層形成配線圖案，用作配線。
[0046] 此時，上述金屬層可以是上述至少一層的上述合金的層與異種金屬層層疊而成， 該異種金屬層由與作為上述合金的層的主要成分的上述金屬種類不同的金屬構(gòu)成。
[0047] 由于如此構(gòu)成，因此層疊體的光學(xué)常數(shù)、蝕刻速率等特性的調(diào)整變得容易。
[0048] 此時，上述金屬層可以是通過將由銅(Cu)、鋁(Α1)、銀(Ag)或這些金屬的合金構(gòu)成 的單一的層、與選自由鉬(Mo)層、鉬合金層、鋁(A1)層、鋁合金層組成的組中的兩層或三層 層疊而成。
[0049] 由于如此構(gòu)成，因此能夠使金屬層為低電阻，由金屬層和金屬化合物層形成配線 圖案時，能夠使得配線圖案較細(xì)，因此即使用于顯示器表面的觸控面板等也能夠維持可視 性。
[0050] 此時，上述金屬化合物層在可視區(qū)域（400~700nm)內(nèi)的折射率(η)可以為2.0~ 2.8、消光系數(shù)(k)可以為0.6~1.6。
[0051] 由于如此構(gòu)成，因此，抑制了反射，能夠構(gòu)成不會發(fā)紅、發(fā)黃、發(fā)藍(lán)等的暗黑色的層 置體。
[0052] 此時，上述金屬化合物層可以由一種或兩種透明氧化物半導(dǎo)體物質(zhì)和具有與鋅 (Ζη)同等以上的氧化物生成自由能的金屬的混合物所構(gòu)成的層構(gòu)成，上述透明氧化物半導(dǎo) 體物質(zhì)可以為氧化銦（Ιη 2〇3)、氧化鋅(ΖηΟ)或氧化錫(Sn02)、或者以氧化銦（Ιη2〇 3)、氧化鋅 (ΖηΟ)或氧化錫(Sn02)作為主要成分并含有添加物。
[0053] 由于如此構(gòu)成，因此能夠構(gòu)成可視區(qū)域內(nèi)的平均反射率以及最大反射率與最小反 射率之差小的、不會發(fā)紅、發(fā)黃、發(fā)藍(lán)等的暗黑色的層疊體。
[0054]另外，在金屬化合物層中使用兩種透明氧化物半導(dǎo)體物質(zhì)的情況下，通過改變兩 種透明氧化物半導(dǎo)體物質(zhì)的比率，可以寬范圍地選擇層疊體的光學(xué)常數(shù)、蝕刻速率等。
[0055] 此時，上述具有與鋅（Ζη)同等以上的氧化物生成自由能的金屬為選自包含鋅 (Ζη)、銅(Cu)、鎳(Ni)、鉬(Mo)、鈷(Co)、鉛(Pb)、鉬合金的組中的任一種以上的金屬。
[0056] 如此，由于在金屬化合物層中能夠確保導(dǎo)電性并且添加不易氧化的這些金屬，因 此，能夠增大金屬化合物層的吸收，能夠降低