(57)【要約】【課題】静電容量方式のタッチパネルセンサーなどに代表される入力装置に好ましく用いられる電極であって、電気抵抗率が低く、且つ、反射率が低い新規な電極；およびその製造方法を提供する。【解決手段】Ａｌ膜またはＡｌ合金膜からなる第１層；および、窒素原子比率が２７原子％以上６２原子％以下であり、かつＸ線回折装置による結晶状態解析で金属ＡｌまたはＡｌ窒化物に由来するピークの測定されないアモルファスなＡｌ窒化膜からなる第２層；の積層構造を有する電極である。【選択図】図４
2016110224.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ａｌ膜またはＡｌ合金膜からなる第１層；および、
窒素原子比率が２７原子％以上６２原子％以下であり、かつＸ線回折装置による結晶状態解析で金属ＡｌまたはＡｌ窒化物に由来するピークの測定されないアモルファスなＡｌ窒化膜からなる第２層；の積層構造を有することを特徴とする電極。
【請求項２】
前記積層構造において、第３層として透明導電膜をさらに有する請求項１に記載の電極。
【請求項３】
前記第２層は、波長４５０ｎｍ、波長５５０ｎｍ、および波長６５０ｎｍの消衰係数が２．０以上を有する請求項１または２に記載の電極。
【請求項４】
前記第１層の少なくとも一方の面に、Ｍｏ膜またはＭｏ合金膜を有する請求項１〜３のいずれかに記載の電極。
【請求項５】
前記第３層は、少なくともＩｎを含む酸化物からなる透明導電膜である請求項２〜４のいずれかに記載の電極。
【請求項６】
前記第１層の電気抵抗率は２０μΩ・ｃｍ以下である請求項１〜５いずれかに記載の電極。
【請求項７】
前記第１層のＡｌ合金膜は、Ａｌと；Ｎｄ、Ｃｕ、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；を含む請求項１〜６のいずれかに記載の電極。
【請求項８】
前記第１層の膜厚が５０〜４００ｎｍである請求項１〜７のいずれかに記載の電極。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれかに記載の電極を有する入力装置。
【請求項１０】
請求項１〜８のいずれかに記載の電極を有するタッチパネルセンサー。
【請求項１１】
請求項１〜８のいずれかに記載の電極を有する表示装置。
【請求項１２】
請求項１〜８のいずれかに記載の電極を製造する方法であって、
窒素ガスを含む反応性スパッタリング法によって前記第２層を成膜することを特徴とする電極の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力装置などに用いられる電極、およびその製造方法に関する。以下では、入力装置の代表例としてタッチパネルセンサーを例に挙げて説明するが、本発明はこれに限定されない。
【背景技術】
【０００２】
タッチパネルセンサーは、液晶表示装置や有機ＥＬ装置などの表示装置の表示画面上に入力装置として貼り合わせて使用される。タッチパネルセンサーは、その使い勝手の良さから、銀行のＡＴＭや券売機、カーナビ、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ａｓｓｉｓｔａｎｔｓ、個人用の携帯情報端末）、コピー機の操作画面などに使用されており、近年では携帯電話やタブレットＰＣに至るまで幅広く使用されている。その入力ポイントの検出方式には、抵抗膜方式、静電容量方式、光学式、超音波表面弾性波方式、圧電式等が挙げられる。これらのうち、携帯電話やタブレットＰＣには、静電容量方式が、応答性が良くコストがかからず構造が単純である等の理由から好適に用いられている。
【０００３】
静電容量方式のタッチパネルセンサーは、一例として、ガラス基板などの透明基板上に、二方向の透明電極が直交して配置され、その表面に保護ガラスなどの絶縁体であるカバーが被覆された構造を有している。上記構成のタッチパネルセンサーの表面を指やペン等でタッチすると、両透明電極間の静電容量が変化するため、当該静電容量を介して流れる電流量の変化をセンサーで感知することにより、タッチされた箇所を把握することができる。
【０００４】
上記構成のタッチパネルセンサーに用いられる透明基板として、タッチパネルセンサー専用の基板を用いても良いが、表示装置に用いられる透明基板を用いることもできる。具体的には、例えば、液晶表示装置に用いられるカラーフィルタ基板や、有機ＥＬ装置に用いられるガラス基板などが挙げられる。このような表示装置用透明基板の使用により、タッチパネルセンサーに要求される特性、例えば、ディスプレイのコントラスト比の向上、輝度の向上、スマートフォンなどの薄型化などに対応可能となる。
【０００５】
最近では、上記透明電極を用いた場合の接触感度向上やノイズ低減のために、電極として、低抵抗な金属電極の使用が検討されている。
【０００６】
しかし、金属電極は反射率が高く、使用者の肉眼で見える、即ち視認されるため、コントラスト比が低下するという問題がある。そのため、金属電極を用いる場合には、金属膜に黒色化処理を施して反射率を低減させるなどの方法が採用されている。
【０００７】
例えば特許文献１には、導電性透明パターンセルを相互接続するブリッジ電極における視認性の問題を解決するため、導電性パターンセルに形成される絶縁層上に、黒色の導電材料を用いてブリッジ電極を形成する方法が記載されている。具体的には、ブリッジ電極として、Ａｌ、Ａｕ、Ａｇ、Ｓｎ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｔｉ又はＭｇの金属を、薬品との反応により酸化物、窒化物、フッ化物などに黒色化させる方法が例示されている。しかし、特許文献１では、金属の黒色化処理によるブリッジ電極の反射率低減化技術が開示されているに過ぎず、電気抵抗率の低減には全く留意していない。そのため、上記例示のなかには、金属の酸化物のような高電気抵抗率のものも含まれており、低電気抵抗率配線用電極に適用することは出来ない。また、上記特許文献１には、Ａｇの窒化物やＭｇの酸化物などのように反応性が高く危険な物質も含まれており、実用性に乏しい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１３−１２７７９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、好ましくは静電容量方式のタッチパネルセンサーなどに代表される入力装置に用いられる電極であって、シート抵抗が低く、且つ、反射率が低い新規な電極；およびその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決し得た本発明の電極は、Ａｌ膜またはＡｌ合金膜からなる第１層；および、窒素原子比率が２７原子％以上６２原子％以下であり、かつＸ線回折装置による結晶状態解析で金属ＡｌまたはＡｌ窒化物に由来するピークの測定されないアモルファスなＡｌ窒化膜からなる第２層；の積層構造を有するところに要旨を有するものである。
【００１１】
本発明の好ましい実施形態において、前記積層構造は、第３層として透明導電膜をさらに有する。
【００１２】
本発明の好ましい実施形態において、前記第２層は、波長４５０ｎｍ、波長５５０ｎｍ、および波長６５０ｎｍの消衰係数が２．０以上を有する。
【００１３】
本発明の好ましい実施形態において、前記電極は、前記第１層の少なくとも一方の面に、Ｍｏ膜またはＭｏ合金膜を有する。
【００１４】
本発明の好ましい実施形態において、前記第３層は、少なくともＩｎを含む酸化物からなる透明導電膜である。
【００１５】
本発明の好ましい実施形態において、前記第１層の電気抵抗率は２０μΩ・ｃｍ以下である。
【００１６】
本発明の好ましい実施形態において、前記第１層のＡｌ合金膜は、Ａｌと；Ｎｄ、Ｃｕ、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；を含む。
【００１７】
本発明の好ましい実施形態において、前記第１層の膜厚は５０〜４００ｎｍである。
【００１８】
本発明には、上記のいずれかに記載の電極を有する入力装置が含まれる。
【００１９】
本発明には、上記のいずれかに記載の電極を有するタッチパネルセンサーが含まれる。
【００２０】
本発明には、上記のいずれかに記載の電極を有する表示装置も含まれる。
【００２１】
また、上記課題を解決し得た本発明に係る電極の製造方法は、窒素ガスを含む反応性スパッタリング法によって上記第２層を成膜するところに要旨を有する。
【発明の効果】
【００２２】
本発明に係る電極は、Ａｌ膜またはＡｌ合金膜からなる第１層；および、窒素原子比率が２７原子％以上６２原子％以下であり、かつＸ線回折装置による結晶状態解析で金属ＡｌまたはＡｌ窒化物に由来するピークの測定されないアモルファスなＡｌ窒化膜からなる第２層；の積層構造を有しているため、低シート抵抗および低反射率の両方を達成できる。よって、上記積層構造の本発明電極を、入力装置用電極として用いれば、低シート抵抗と、金属膜単独では不可能であった低反射率を兼ね備えた電極を備えた入力装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】図１は、一般的な液晶表示装置の構成を模式的に示す概略断面図である。
【図２】図２は、静電容量型のタッチパネルにおける入力装置の一例を示す概略平面図である。
【図３】図３は、前記図２の点線Ａ１−Ａ１における断面構造の一例を示す概略断面図である。
【図４】図４は、本発明の電極の一構造例、即ち、実施の態様１Ａに係る電極を示す概略断面図である。
【図５】図５は、本発明の電極の別の構造例、即ち、実施の態様１Ｂに係る電極を示す概略断面図である。
【図６】図６は、本発明の電極の別の構造例、即ち、実施の態様１Ｃに係る電極を示す概略断面図である。
【図７】図７は、前記図２の点線Ａ１−Ａ１における断面構造の別の一例を示す概略断面図である。
【図８】図８は、本発明の電極の別の構造例、即ち、実施の態様２Ａに係る電極を示す概略断面図である。
【図９】図９は、本発明の電極の別の構造例、即ち、実施の態様２Ｂに係る電極を示す概略断面図である。
【図１０】図１０は、本発明の電極の別の構造例、即ち、実施の態様２Ｃに係る電極を示す概略断面図である。
【図１１】図１１は、静電容量型のタッチパネルにおける入力装置の別の一例を示す概略平面図である。
【図１２】図１２は、入力装置外付型の液晶表示装置の構成の一例を示す概略断面図である。
【図１３】図１３は、前記図１２の断面構造の一例を示す概略断面図である。
【図１４】図１４は、本発明の電極の別の構造例、即ち、実施の態様３Ａに係る電極を示す概略断面図である。
【図１５】図１５は、本発明の電極の別の構造例、即ち、実施の態様３Ｂに係る電極を示す概略断面図である。
【図１６】図１６は、本発明の電極の別の構造例、即ち、実施の態様３Ｃに係る電極を示す概略断面図である。
【図１７】図１７は、前記図１２の断面構造の他の例を示す概略断面図である。
【図１８】図１８は、本発明の電極の別の構造例、即ち、実施の態様４Ａに係る電極を示す概略断面図である。
【図１９】図１９は、本発明の電極の別の構造例、即ち、実施の態様４Ｂに係る電極を示す概略断面図である。
【図２０】図２０は、本発明の電極の別の構造例、即ち、実施の態様４Ｃに係る電極を示す概略断面図である。
【図２１】図２１は、第２層のＸ線回折装置による結晶状態解析結果を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
まずタッチパネル構造における液晶表示装置部分について説明する。尚、以下ではディスプレイ、即ち表示装置として液晶表示装置を例に挙げるが、本発明はこれに限定されず、その他の表示装置として例えば有機ＥＬ装置等にも適用できる。
【００２５】
図１は、一般的な液晶表示装置１の構成を模式的に示す概略断面図である。図１に示す液晶表示装置１は、ＴＦＴ（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）基板２を有している。ＴＦＴ基板２は、例えば、アレイ基板である。ＴＦＴ基板２には、対向基板３が対向して配置されている。対向基板３は、例えば、カラーフィルタ（ＣＦ、Ｃｏｌｏｒ  Ｆｉｌｔｅｒ）基板４であり、視認される側に配置される。対向基板３には、緑色、青色、赤色のカラーフィルタ５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、ブラックマトリックス（Ｂｌａｃｋ  Ｍａｔｒｉｘ、ＢＭ）６、カラーフィルタ基板４が形成される。ＴＦＴ基板２と対向基板３との間には液晶が導入された液晶層７が狭持され、液晶層７は液晶封止材８により封止される。更に、対向基板３の外側の面には、図示しないが偏光板及び位相差板等が設けられる。また、液晶表示パネルの反視認側、即ち、図１におけるＴＦＴ基板２の下方には、図示しないがバックライトユニット等が配設される。
【００２６】
本発明の電極を含む入力装置、特にタッチパネルセンサーは、上記液晶表示装置１のカラーフィルタ基板４の上方、即ち、操作面側に配置される。
【００２７】
以下、上記入力装置のパターンを例示しながら、本発明の電極の好ましい実施態様について説明する。詳細には、入力装置例その１における実施の態様１および２と、入力装置例その２における実施の態様３および４を例示しながら、本発明の電極について説明する。
【００２８】
（１）入力装置例その１
図２は、静電容量型のタッチパネルにおける入力装置の一例を示す概略平面図である。図２に示す入力装置１０は、配線が格子形状となっている。詳細には、透明基板の一種であるカラーフィルタ基板４の上部に、行ごとにＸ方向に配される駆動用の複数の金属電極１１と；列ごとにＹ方向に配される検出用の複数の金属電極１２と；が設けられる。駆動用電極１１と検出用電極１２とは、それぞれ異なる層に設けられており、絶縁層１３により互いに絶縁される。
【００２９】
図２の構成では、駆動用電極１１への電圧の印加により、駆動用電極１１と検出用電極１２の間に生じるキャパシタンスの変化によって、ユーザのタッチ位置を検出する。
【００３０】
本構成は、抵抗の小さい金属電極を駆動用電極１１および検出用電極１２として用いることから、それぞれの電極を幅の狭い配線として形成することが可能である。そのためアクティブエリアの透過率を十分高くすることができる特徴を有する。
【００３１】
実施の態様１：入力装置例その１における断面構造例その１
前記図２の点線Ａ１−Ａ１における断面構造の一例として、図３の断面構造が挙げられる。図３は、図２の入力装置１０を、図１に示す液晶表示装置１のカラーフィルタ基板４に搭載した構造の一例を示す概略断面図である。
【００３２】
図３に示されるように、カラーフィルタ基板４の上部には、行ごとにＸ方向に配される複数の第１の金属電極１１が、同一の層に配置される。さらに列ごとにＹ方向に配される複数の第２の金属電極１２が、第１の金属電極１１とは異なる層に配置される。この複数の第１の金属電極１１と第２の金属電極１２は、表示装置の視認性を低下させないために、図示していないがブラックマトリックスの直上に配置することが好ましい。複数の第１の金属電極１１の間、複数の第２の金属電極１２の間、および、第１の金属電極１１と第２の金属電極１２との間には、第１の絶縁層１３Ａ、第２の絶縁層１３Ｂが配置される。第１の絶縁層１３Ａと第２の絶縁層１３Ｂには、例えば公知の透光性絶縁樹脂などを用いることができる。そして第２の絶縁層１３Ｂが設けられた面を覆うように、カバーガラス１４が設けられる。尚、図３における１５はバックライトを示す。
【００３３】
前記図３において、第１の金属電極１１や第２の金属電極１２として、本発明の電極を好適に用いることができる。以下では、前記図３の第１の金属電極１１を例として、その好ましい具体例を図４、図５および図６に示しながら、本発明の電極の好ましい実施形態を詳しく説明する。但し、本発明の電極はこれらの図に限定されない。尚、図４、図５および図６では、基板を、図３のカラーフィルタ基板４ではなく透明基板２４としている。基板は特に限定されない意図である。液晶表示装置に適用する場合は、透明基板としてカラーフィルタ基板を用いるが、本発明の電極を有機ＥＬ表示装置に用いる場合は、カラーフィルタ基板は不要な場合が多く、カバーガラスのようなガラス基板等の透明基板を用いることができる。本発明に用いられる透明基板の種類は後に詳述する。
【００３４】
実施の態様１Ａ：第１層と第２層の二層構造からなる電極
図４は、本発明の電極の一構造例を示す概略断面図である。図４の電極構造２０Ａにおいて、透明基板２４は、ガラスやプラスチック等からなる基板を用いることができる。透明基板２４上には、Ａｌ膜またはＡｌ合金膜からなる第１層２１、窒素原子比率が２７原子％以上６２原子％以下であり、かつＸ線回折装置による結晶状態解析で金属ＡｌまたはＡｌ窒化物に由来するピークの測定されないアモルファスなＡｌ窒化膜からなる第２層２２が少なくとも形成されている。積層構造において、第１層２１は電極に用いられる配線用膜として作用し、第２層２２は光学調整層として作用する。
【００３５】
尚、以下に説明する図５、図６、図８〜１０、図１４〜１６、図１８〜２０における第２層２２も、前記図４の第２層２２と同様に、窒素原子比率が２７原子％以上６２原子％以下であり、かつＸ線回折装置による結晶状態解析で金属ＡｌまたはＡｌ窒化物に由来するピークの測定されないアモルファスなＡｌ窒化膜からなる第２層である。以下では、この第２層を「規定のアモルファスなＡｌ窒化膜からなる第２層」または単に「第２層」ということがある。
【００３６】
実施の態様１Ｂ：第１層、第２層および第３層からなる三層構造の電極
図５は、本発明の電極の別の構造例を示す概略断面図である。図５の電極構造２０Ｂにおいて、電極は、Ａｌ膜またはＡｌ合金膜からなる第１層２１、規定のアモルファスなＡｌ窒化膜からなる第２層２２、および透明導電膜からなる第３層２３が少なくとも形成された積層構造を有している。積層構造において、第１層２１は電極に用いられる配線用膜として作用し、第２層２２および第３層２３は光学調整層として作用する。なお、この積層構造において第２層２２と第３層２３の順序は入れ替わってもよい。
【００３７】
以下では、前記の第１層２１、第２層２２および第３層２３の各層について詳述する。まずは第１層について説明する。
【００３８】
本発明に用いられる第１層は、Ａｌ膜またはＡｌ合金膜で構成される。以下、前記「Ａｌ膜またはＡｌ合金膜」を「Ａｌ／Ａｌ合金膜」と略記する場合がある。配線用金属として上記Ａｌ／Ａｌ合金膜を使用することにより、材料コストが安く基板との密着性に優れる。これに対し、第１層として、上記以外のＡｇ若しくはＣｕ、またはこれらの合金を用いた場合、積層構造としたときに低シート抵抗は得られるが、材料コストや基板との密着性を考慮すると、Ａｌ／Ａｌ合金膜が好ましい。
【００３９】
具体的には、第１層単膜の電気抵抗率が２０μΩ・ｃｍ以下の上記Ａｌ／Ａｌ合金膜を用いることが好ましい。上記第１層の電気抵抗率が、第２層を構成する規定のアモルファスなＡｌ窒化膜や第３層の透明導電膜と比較して十分に低いため、電荷の流れは第１層が支配的となり、積層構造のシート抵抗も低減される。
【００４０】
電極層として用いられる上記第１層のＡｌ合金膜は、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することが好ましい。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、例えば後述する実施の態様３のように、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。
【００４１】
これらの中でも、より好ましくはＮｄ、Ｃｕ、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。
【００４２】
上記第１層のＡｌ合金膜の合金元素含有量は、次の通りとすることが好ましい。即ち、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０．１原子％以上含有させることが好ましく、より好ましくは０．２原子％以上である。
【００４３】
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２原子％以下とすることが好ましく、それぞれ１原子％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、３原子％以下とすることが好ましく、より好ましくは２原子％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、３原子％以下とすることが好ましく、より好ましくは２原子％以下である。
【００４４】
上記第１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。第１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。尚、前記第１層の膜厚の上限は４００ｎｍとすることができる。
【００４５】
本発明に用いられる第２層は、上述の通り、窒素原子比率が２７原子％以上６２原子％以下であり、かつＸ線回折装置による結晶状態解析で金属ＡｌまたはＡｌ窒化物に由来するピークの測定されないアモルファスなＡｌ窒化膜からなる。
【００４６】
前記第２層は、波長４５０ｎｍ、波長５５０ｎｍ、および波長６５０ｎｍの消衰係数が２．０以上を満足していることが好ましい。また前記第２層は、波長４５０ｎｍ、波長５５０ｎｍ、および波長６５０の屈折率が１．０以上であることが好ましい。前記第２層として、このように消衰係数が高く、かつ屈折率の高いＡｌ窒化層を使用する事によって、積層構造全体の反射率を低減することができる。
【００４７】
更に、上記第２層の電気抵抗率は、好ましくは１０．０ｋΩ・ｃｍ以下である。第２層の電気抵抗率がこの様に抑えられることによって、本発明の電極を例えばタッチパネルに適用した場合であってタッチセンサー信号を受信するＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）と接合した際に、直列抵抗を十分に小さくすることができ、信号強度に悪影響を与えない。上記第２層の電気抵抗率が１０．０ｋΩ・ｃｍよりも大きい場合、積層構造の膜厚によってはＩＣとのコンタクトに悪影響を与えてしまい、信号受信強度が小さく、ノイズ等の影響を受けやすくなる。
【００４８】
これに対し、特許文献１のように金属の酸化物を用いると、反射率を低減できたとしても、電気抵抗率が増加してしまう。また第２層として、規定のアモルファスなＡｌ窒化膜ではなく、窒素原子比率が２７原子％未満であって、Ｘ線回折装置による結晶状態解析で金属Ａｌに由来するピークの測定されるメタルライクなＡｌ窒化膜を積層した場合、このメタルライクなＡｌ窒化膜の反射率が高いため積層膜全体の反射率が高くなる後記する実施例を参照）。よって本発明では、第２層の窒素原子比率の下限を２７原子％以上とする（後記する実施例の表１と表３を参照）。前記窒素原子比率の下限は、好ましくは３０原子％以上である。尚、この窒素原子比率の測定方法は、後記する実施例１に示す通りである。
【００４９】
また、窒素原子比率が６２原子％超であって、Ｘ線回折装置による結晶状態解析でＡｌ窒化物に由来するピークの測定されるＡｌ窒化膜は、所望する消衰係数を得られず吸収率が低い。上記Ａｌ窒化膜を第２層に用いると、第１層からの反射光が上記Ａｌ窒化膜で吸収され難く、積層膜全体の反射率が高くなる。よって本発明では、第２層の窒素原子比率の上限を６２原子％以下とする（後記する実施例の表１と表３を参照）。前記窒素原子比率の上限は、好ましくは５０原子％以下である。
【００５０】
以上のことから、所望する光学特性を得るためには、第２層を、窒素原子比率が２７原子％以上６２原子％以下であり、かつＸ線回折装置による結晶状態解析で金属ＡｌまたはＡｌ窒化物に由来するピークの測定されないアモルファスなＡｌ窒化膜とする。
【００５１】
上記第２層中の窒素原子比率は、第２層内の膜厚方向において、一定であっても良いし、変化しても良い、すなわち、濃度分布を有していても良い。本発明において、上記第２層は積層構造の光学調整としての役割を担っている。よって、膜全体の窒素原子比率が規定の範囲内にあり、かつＸ線回折装置による結晶状態解析で金属ＡｌまたはＡｌ窒化物に由来するピークの測定されないアモルファスな膜構造を有し、所望の消衰係数を有する限り、第２層中の窒素原子の分布は問わない。
【００５２】
本発明に用いられる第３層は透明導電膜で構成される。上記第３層は、前述した第２層と合わせて、本発明に係る積層構造の光学調整層として有効に作用する層であり、これにより、低反射率を実現することができる。上記透明導電膜としては、本発明の技術分野において通常用いられるものであれば特に限定されないが、少なくともＩｎを含む酸化物からなる透明導電膜、例えば、ＩｎとＳｎを少なくとも含む酸化物からなる透明導電膜、またはＩｎとＺｎを少なくとも含む酸化物からなる透明導電膜、例えば、ＩＴＯ（Ｉｎ−Ｓｎ−Ｏ）、ＩＺＯ（Ｉｎ−Ｚｎ−Ｏ）などが、好ましく用いられる。
【００５３】
上記第３層の膜厚は、前述した第１層と第２層からの反射光の位相を調整して積層膜の反射率が最小になるように、制御することが好ましい。
【００５４】
透明基板は、本発明の技術分野に通常用いられ、透明性を有するものであれば特に限定されず、例えば、カラーフィルタ基板やカバーガラスを構成する、ガラス基板、フィルム基板、プラスチック基板、石英基板などが挙げられる。
【００５５】
本発明の電極は、所望とする低シート抵抗および低反射率の更なる向上を目的として、或いは、他の特性向上を目的として、公知の膜を介在させることもできる。以下に、五層構造からなる本発明電極の、好ましい実施形態を説明するが、本発明はこれに限定されない。
【００５６】
実施の態様１Ｃ：第１層、第２層、第３層およびＭｏ膜またはＭｏ合金膜の五層構造の電極
図６は、本発明の電極の別の構造例を示す概略断面図である。この電極構造２０Ｃは、本発明に係る電極の好ましい実施形態の一つであり、上述した図５の電極構造２０Ｂにおいて、第１層２１を構成するＡｌ／Ａｌ合金膜の上下にＭｏ膜またはＭｏ合金膜２５を積層した五層構造からなる。Ｍｏ膜またはＭｏ合金膜２５は、密着性や耐熱性などの特性を向上させる膜として知られており、本発明でも好ましく用いられる。尚、図６では、第１層２１の上下共にＭｏ膜またはＭｏ合金膜２５を積層しているが、第１層２１の上または下のいずれかにＭｏ膜またはＭｏ合金膜２５が形成されていてもよい。
【００５７】
以下、実施の態様２〜４について説明するが、第１層２１、第２層２２、第３層２３、その他の層や透明基板２０については、上記実施の態様１と同じである。
【００５８】
実施の態様２：入力装置例その１における断面構造例その２
前記図２の点線Ａ１−Ａ１における断面構造の他の例として、図７の断面構造が挙げられる。図７は、図２の入力装置１０を、図１に示す液晶表示装置のカラーフィルタ基板４に搭載した構造の別の一例を示す概略断面図である。
【００５９】
図７では、複数の第２の金属電極１２はカバーガラス１４の裏面に接するように設けられ、複数の第１の金属電極１１は、カラーフィルタ基板４の直上ではなく第２の絶縁層１３Ｂに接するように設けられている。この点が図３と異なっている。
【００６０】
詳細には図７では、カラーフィルタ基板４の上に第１の絶縁層１３Ａが配置される。第１の絶縁層１３Ａの上部にカラーフィルタ基板と接することなく、行ごとにＸ方向に配される複数の第１の金属電極１１が配置される。複数の第１の金属電極１１の上には第２の絶縁層１３Ｂが配置される。さらに列ごとにＹ方向に配される複数の第２の金属電極１２が、第２の絶縁層１３Ｂの上部に配置される。複数の第２の金属電極１２は、カバーガラス１４に接するように配置される。
【００６１】
前記図７における第１の金属電極１１や第２の金属電極１２として、本発明の電極を好適に用いることができる。以下では、前記図７の第２の金属電極１２を例として、その電極構造の具体例を図８、図９および図１０に示しながら、本発明に係る電極の好ましい実施形態を詳しく説明する。図８〜１０の透明基板２４は、前記図７のカバーガラス１４に相当する。但し、本発明の電極はこれらの図に限定されない。
【００６２】
実施の態様２Ａ：第１層と第２層の二層構造からなる電極
図８は、本発明の電極の別の構造例を示す概略断面図である。図８の電極構造２０Ｅにおいて、透明基板２４には、規定のアモルファスなＡｌ窒化膜からなる第２層２２、Ａｌ膜またはＡｌ合金膜からなる第１層２１が少なくとも形成される。本態様では、第１層２１のＡｌ合金膜層が視認されないように、光学調整層である第２層２２が、透明基板２４側により近い位置に設けられる。
【００６３】
実施の態様２Ｂ：第１層、第２層および第３層からなる三層構造の電極
図９は、本発明の電極の別の構造例を示す概略断面図である。図９の電極構造２０Ｆにおいて、透明基板２４には、透明導電膜からなる第３層２３、規定のアモルファスなＡｌ窒化膜からなる第２層２２、そしてＡｌ膜またはＡｌ合金膜からなる第１層２１が少なくとも形成されている。この積層構造において第２層２２、第３層２３の順序は入れ替わってもよい。
【００６４】
実施の態様２Ｃ：第１層、第２層、第３層およびＭｏ膜またはＭｏ合金膜の五層構造の電極
図１０は、本発明の電極の別の構造例を示す概略断面図である。図１０の電極構造２０Ｇは、本発明に係る電極の好ましい実施形態の一つであり、上述した図９の電極構造２０Ｆにおいて、第１層２１を構成するＡｌ／Ａｌ合金膜の上下にＭｏ膜またはＭｏ合金膜２５を積層した五層構造である。Ｍｏ膜またはＭｏ合金膜２５の効果は、上記図６で説明した通りである。この図１０では、第１層２１の上下共にＭｏ膜またはＭｏ合金膜２５を積層しているが、第１層２１の上または下のいずれかにＭｏ膜またはＭｏ合金膜が形成されていてもよい。
【００６５】
（２）入力装置例その２
図１１は、静電容量型のタッチパネルにおける入力装置の別の一例を示す概略平面図である。図１１の入力装置３０では電極がダイヤ形状の透明電極となっている。詳細には、透明基板３３と、透明基板３３の上部に、行ごとにＸ方向に配されるダイヤ形状を有する複数の第１の電極パターン３１Ａと、第１の透明電極３１Ａ間を接続する第１のブリッジ電極３１Ｂと、列ごとにＹ方向に配されるダイヤ形状を有する複数の第２の電極パターン３２Ａと、第２の透明電極３２Ａ間を接続する第２のブリッジ電極３２Ｂが設けられる。第１の電極パターン３１Ａおよびブリッジ電極３１Ｂからなる第１の透明電極と、第２の電極パターン３２Ａおよびブリッジ電極３２Ｂからなる第２の透明電極とは、図示しない絶縁層により互いに絶縁される。それぞれの電極パターンは、外周配線３１Ｃや３２Ｃを介して、図示しない制御部に接続される。
【００６６】
図１１の構成では、スクリーンへ指などが接触した際に、第１の電極パターン３１Ａと第２の電極パターン３２Ａとの間に生じるキャパシタンスの変化を通じてユーザのタッチ位置を検出する。
【００６７】
第１の電極パターン３１Ａおよび第２の電極パターン３２Ａには、一般的に透明導電性材料が用いられる。具体的には例えば、ＩＴＯ（Ｉｎ−Ｓｎ−Ｏ）や、ＩＺＯ（Ｉｎ−Ｚｎ−Ｏ）などの金属酸化物が挙げられる。
【００６８】
本構成は、それぞれの電極パターン間を接続するブリッジ電極３１Ｂ、３２Ｂや入力装置の外周配線３１Ｃ、３２Ｃに、抵抗の小さい金属電極を用いることによって、検出能の高い入力装置を形成することができる特徴を有する。
【００６９】
なお、本構成は、入力装置を液晶セルと別個に形成する、入力装置外付型、すなわちアウトセル構造型の液晶表示装置において適用することが可能である。アウトセル型構造は、カバーガラス、タッチパネル、ディスプレイをそれぞれ個別に作成して接着するので製造方法がシンプルという特徴を有しており、広く一般的に使用されている。
【００７０】
図１２は、入力装置外付型の液晶表示装置の構成の一例を示す概略断面図である。図１２に示す液晶表示装置４０は、カバーガラス４１、タッチパネル４２、ディスプレイ４３を有している。タッチパネル４２として上述した図１１の構造の入力装置が用いられうる。カバーガラス４１、タッチパネル４２、ディスプレイ４３のそれぞれは、ＯＣＡ（Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ  Ｃｌｅａｒ  Ａｄｈｅｓｉｖｅ、光学透明両面）テープ、またはＯＣＲ（Ｏｐｔｉｃａｌ  ｃｌｅａｒ  ｒｅｓｉｎ、光学透明樹脂）などの接着層４４によって接着されている。ディスプレイ４３には、図示していないがカラーフィルタ基板、液晶、ＴＦＴ基板、バックライトユニット等が配設される。
【００７１】
実施の態様３：入力装置例その２における断面構造例その１
前記図１２の断面構造の一例として、図１３の断面構造５０が挙げられる。この図１３は、前記図１２におけるカバーガラス４１、このカバーガラス４１と接する接着層４４、およびタッチパネル４２の断面構造の一例を示すものである。図１３における矢印は、表面側から見る方向を示す。図１３に示すように、第１の透明基板に該当するカラーフィルター４には、Ｘ方向に配される第１の透明電極５２と、Ｙ方向に配される第２の透明電極５３が設けられる。座標の検出は互いの透明電極５２，５３間における静電容量の変化に基づき行う。第１の透明電極５２Ａ、および第２の透明電極５３はそれぞれが接触しないよう、絶縁層５４により分離される。図１３において第１のブリッジ電極５２Ｂは、第１の透明電極５２Ａ間を電気的に接続している。接着層４４は、第２の透明基板であるカバーガラス４１と、それぞれの透明電極およびブリッジ電極などを接合する層である。接着層は、ＯＣＡやＯＣＲなどの透明粘着層であり、アクリル系粘着材などが用いられる。
【００７２】
前記図１３における第１のブリッジ電極５２Ｂとして、本発明の電極を好適に用いることができる。以下では、前記図１３のＡ２−Ａ２における断面構造の好ましい例として、図１４、図１５および図１６の構造を示しながら、本発明に係る電極の好ましい実施形態を詳しく説明する。
【００７３】
実施の態様３Ａ：第１層と第２層の二層構造からなる電極
図１４は、本発明の電極の別の構造例を示す図である。図１４の電極構造２０Ｈにおいて、透明基板２４上には、静電容量を形成する透明電極２６、Ａｌ膜またはＡｌ合金膜からなる第１層２１、規定のアモルファスなＡｌ窒化膜からなる第２層２２が少なくとも形成されている。
【００７４】
実施の態様３Ｂ：第１層、第２層および第３層からなる三層構造の電極
図１５は、本発明の電極の別の構造例を示す図である。図１５の電極構造２０Ｉにおいて、透明基板２４上には、透明電極２６、Ａｌ膜またはＡｌ合金膜からなる第１層２１、規定のアモルファスなＡｌ窒化膜からなる第２層２２、透明導電膜２３からなる第３層が形成されている。なお、この積層構造では第２層２２、第３層２３の順序を入れ替えることが可能である。
【００７５】
実施の態様３Ｃ：第１層、第２層、第３層およびＭｏ膜またはＭｏ合金膜の五層構造の電極
図１６は、本発明の電極の別の構造例を示す図である。図１６の電極構造２０Ｊは、上述した図１５の電極構造２０Ｉにおいて、第１層２１を構成するＡｌ／Ａｌ合金膜の上下にＭｏ膜またはＭｏ合金膜２５を積層した五層構造である。Ｍｏ膜またはＭｏ合金膜２５の効果は、上記図６で説明した通りである。この図１６では、第１層２１の上下共にＭｏ膜またはＭｏ合金膜２５を積層しているが、第１層２１の上または下のいずれかにＭｏ膜またはＭｏ合金膜２５が形成されていてもよい。
【００７６】
なお、前記の図１４、図１５および図１６に示す電極の積層構造は、透明基板２４と本発明の電極との間に透明電極２６が介在している例を示しているが、これに限定されず、例えば、透明電極２６の代わりにまたは透明電極２６と共に、絶縁層や接着層などが介在する場合や、透明基板と本発明の電極が直接接触する場合も含まれる。
【００７７】
実施の態様４：入力装置例その２における断面構造例その２
前記図１２の断面構造の他の一例として、図１７の断面構造６０が挙げられる。図１７において前記図１２と同一箇所には同一符号を付している。図１７の断面構造６０では、第２の透明基板、即ちカバーガラス４１の裏面側に、透明電極５２Ａや５３、絶縁層５４、および第１のブリッジ電極５２Ｂとして金属電極が設けられており、この点が前述の実施の態様３と異なる。図１３における矢印は、表面側から見る方向を示す。図１７に示すように、接着層４４は、第１の透明基板であるカラーフィルタ基板と、これに対向する第１、第２の透明電極５２Ａ、５３および第１のブリッジ電極５２Ｂを接合する層として設けられる。
【００７８】
前記図１７における第１のブリッジ電極５２Ｂとして、本発明の電極を好適に用いることができる。以下では、前記図１７のＡ３−Ａ３における断面構造の好ましい例として、図１８、図１９および図２０の構造を示しながら、本発明の電極の好ましい実施形態を詳しく説明する。
【００７９】
実施の態様４Ａ：第１層と第２層の二層構造からなる電極
図１８は、本発明の電極の別の構造例を示す図である。図１８の電極構造２０Ｋにおいて、透明基板２４には、静電容量を形成する透明電極２６、規定のアモルファスなＡｌ窒化膜からなる第２層２２、Ａｌ膜またはＡｌ合金膜からなる第１層２１が少なくとも形成されている。本態様では、第１層２１のＡｌ／Ａｌ合金膜が視認されないように、光学調整層である第２層２２が、視認される側、すなわち透明基板により近い位置に設けられる。
【００８０】
実施の態様４Ｂ：第１層、第２層および第３層からなる三層構造の電極
図１９は、本発明の電極の別の構造例を示す図である。図１９の電極構造２０Ｌにおいて、透明基板２４には、静電容量を形成する透明電極２６、透明導電膜からなる第３層２３、規定のアモルファスなＡｌ窒化膜からなる第２層２２、およびＡｌ膜またはＡｌ合金膜からなる第１層２１が少なくとも形成される。本態様では、第１層２１のＡｌ合金膜層が視認されないように、光学調整層である第２層２２、第３層２３が、視認される側、すなわち透明基板２４により近い位置に設けられる。なお、この積層構造において第２層２２、第３層２３の順序は入れ替わっていてもよい。
【００８１】
実施の態様４Ｃ：第１層、第２層、第３層およびＭｏ膜またはＭｏ合金膜の五層構造の電極
図２０は、本発明の電極の別の構造例を示す図である。図２０の電極構造２０Ｍは、上述した図１９の電極構造２０Ｌにおいて、第１層２１を構成するＡｌ／Ａｌ合金膜の上下にＭｏ膜またはＭｏ合金膜２５を積層した五層構造である。Ｍｏ膜またはＭｏ合金膜２５の効果は、上記図６で説明した通りである。この図２０では、第１層２１の上下共にＭｏ膜またはＭｏ合金膜２５を積層しているが、第１層２１の上または下のいずれかにＭｏ膜またはＭｏ合金膜２５が形成されていてもよい。
【００８２】
以上、本発明の電極について詳述した。
【００８３】
本明細書において「電極」は電極形状に加工する前の配線も含む。上述したように本発明の電極は、低いシート抵抗と低い反射率を兼ね備えているため、入力装置の入力領域に用いられる電極のみならず、当該電極を延長してパネル外周部の配線領域にも適用可能である。
【００８４】
前述した実施の態様１および実施の態様２では、検出用電極および駆動用電極を金属電極により形成し、入力装置を液晶のカラーフィルタとカバーガラスの間に形成する、いわゆるオンセル型構造に適用する例を示し、その構成を詳細に説明したが、本発明はこれに限定されない。
【００８５】
また、前述の実施の態様３および実施の態様４では、検出用電極および駆動用電極を透明電極とし、前記透明電極間のブリッジ電極を金属電極により形成する入力装置を、液晶セルとは別個に形成する、いわゆるアウトセル型構造に適用する例を示し、その構成を詳細に説明したが、本発明はこれに限定されるものでもない。
【００８６】
本発明の電極は、例えば液晶表示装置内、例えばＴＦＴ基板とカラーフィルタ基板の間に入力装置の電極を組み込んだいわゆるインセル型構造に適用することも可能である。このように本発明は前記実施の態様に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であることはいうまでもない。
【００８７】
また本発明の電極が適用される入力装置には、タッチパネルなどのように表示装置に入力手段を備えた入力装置；タッチパッドのような表示装置を有さない入力装置の両方が含まれる。具体的には上記各種表示装置と位置入力手段を組み合わせ、画面上の表示を押すことで機器を操作する入力装置や、位置入力手段上の入力位置に対応して別途設置されている表示装置を操作する入力装置の電極にも本発明の電極を用いることができる。上記入力装置には、本発明の電極に加えて、上記に例示した通り、透明基板、透明電極、接着層、絶縁膜等が含まれうるが、これらは、タッチパネルやタッチパッド等で用いられているものを採用することができる。
【００８８】
次に、本発明の電極を製造する方法について説明する。以下では前述の実施の態様１Ａを例に製造方法を説明する。
【００８９】
上述した積層構造を有する電極を製造するに当たっては、細線化や膜内の合金成分の均一化、更には添加元素量の制御のし易さなどの観点から、スパッタリングターゲットを用いてスパッタリング法にて成膜することが好ましい。
【００９０】
特に本発明の電極を特徴付ける第２層を構成する、窒素原子比率が２７原子％以上６２原子％以下であり、かつＸ線回折装置による結晶状態解析で金属ＡｌまたはＡｌ窒化物に由来するピークの測定されないアモルファスなＡｌ窒化膜を成膜するには、例えば後にも示す通り、Ａｌスパッタリングターゲットと、窒素ガスとを用いる反応性スパッタリング法を採用することが好ましい。すなわち、本発明に係る電極の製造方法は、窒素ガスを含む反応性スパッタリング法によって上記第２層を構成するＡｌ窒化膜を成膜するところに特徴がある。
【００９１】
上記第２層を成膜するための反応性スパッタリング法の条件は、導入したい窒素原子比率などに応じて適切に制御すれば良いが、以下のように制御することが好ましい。
・到達真空度：１×１０-6Ｔｏｒｒ以下
・全ガス圧：１〜５ｍＴｏｒｒ
・雰囲気ガス：窒素ガスとＡｒガスとの混合ガス
・成膜時の窒素ガス流量比率：１１〜１８％
・スパッタパワー：１００〜５００Ｗ
・基板温度：室温〜４００℃
【００９２】
使用するスパッタリングターゲットは、Ａｌのスパッタリングターゲットを用いれば良い。スパッタリングターゲットの形状は特に限定されず、スパッタリング装置の形状や構造に応じて任意の形状、例えば角型プレート状、円形プレート状、ドーナツプレート状、円筒状などに加工したものを用いることができる。
【００９３】
但し、第２層の成膜方法は上記方法に限定されない。例えば、予め窒化処理された、Ａｌ窒化物スパッタリングターゲットを用い、Ａｒ等の希ガス元素のみを含む雰囲気、即ち窒素ガスの導入なしでスパッタリングし、所望とする第２層を成膜してもよい。
【００９４】
本発明は上記第２層の成膜方法に特徴があり、それ以外の各層の成膜方法は、本発明の技術分野において通常用いられる方法を適宜採用することができる。
【００９５】
上記製造方法では、例として前述の実施の態様１Ａに係る電極の製造方法を示したが、他の実施の態様においても、上記第１層と第２層の形成順序を替えて製造することができる。また、第３層である透明導電膜や、更に積層させるＭｏ膜またはＭｏ合金膜、透明電極を構成する酸化物層等を、公知の方法で形成することができる。
【実施例】
【００９６】
以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明は下記実施例によって制限されず、前・後記の趣旨に適合し得る範囲で変更を加えて実施することも可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。即ち、以下では、前述の実施の態様１と実施の態様２に係る例を示しているが、本発明の電極を他の実施の態様に適用した場合も同様の効果を奏する。
【００９７】
［実施例１］
本実施例では、透明基板側から順に、第１層、第２層および第３層を積層させた構造の試料を作製した。第１層として表２に記載のＡｌ合金膜、第２層として表１に記載のＡｌ窒化膜、および、第３層として表２に記載の透明導電膜であるＩＺＯ薄膜を順に積層させて、表３に示す積層膜の試料を成膜した。そして、この積層膜の反射率およびシート抵抗を測定した。以下では、透明基板側から順に、第１層、第２層、第３層を成膜する方法を順番に説明する。
【００９８】
（１）試料の作製
（１−１）第１層の成膜
まず、透明基板として、板厚０．７ｍｍ、直径４インチの無アルカリ硝子板を用い、その表面に、ＤＣマグネトロンスパッタリング法により、表２または表３に示す第１層を成膜した。成膜に当たっては、成膜前にチャンバー内の雰囲気を一旦、到達真空度：３×１０-6Ｔｏｒｒに調整してから、上記金属膜と同一の成分組成を有する直径４インチの円盤型スパッタリングターゲットを用い、下記条件でスパッタリングを行った。
スパッタリング条件
・Ａｒガス圧：２ｍＴｏｒｒ
・Ａｒガス流量：３０ｓｃｃｍ
・スパッタパワー：２５０Ｗ
・基板温度：室温
【００９９】
（１−２）第２層の成膜
第２層が表１に記載の組成となるよう、Ａｌターゲットを用い、以下の条件で、窒素ガスとの反応性スパッタリング法による成膜を行ないＡｌ窒化膜を形成した。成膜時のガス圧は２ｍＴｏｒｒに固定し、窒素ガスの流量比率が下記のようになるようＡｒガスと窒素ガスの流量を調整した。
反応性スパッタリング条件
・ガス圧：２ｍＴｏｒｒ
・成膜ガス：Ａｒガスと窒素ガスとの混合ガス
・窒素ガスの流量比率：１０％〜３３％
・スパッタパワー：５００Ｗ
・基板温度：室温
【０１００】
尚、後述する第２層の光学定数および電気抵抗率の測定、ならびに第２層の窒素原子比率の分析には、試料として、板厚０．７ｍｍ、直径４インチの無アルカリ硝子板に、前記第２層のみを前記条件で成膜したものを用いた。また、第１層の電気抵抗率の測定用に、前記第１層のみを前記条件で成膜したものも用意した。
【０１０１】
（１−３）第３層の成膜
上記のようにして第２層のＡｌ窒化膜を成膜した後、引き続き、その表面に、ＤＣマグネトロンスパッタリング法により、下記のスパッタリング条件で、透明導電膜としてＩＺＯ膜を成膜した。透明導電膜の成膜に当たっては、成膜前にチャンバー内の雰囲気を一旦、到達真空度：３×１０-6Ｔｏｒｒに調整してから、透明導電膜と同一組成であって直径４インチの円盤型のＩＺＯスパッタリングターゲットを用いた。
スパッタリング条件
・ガス圧：２ｍＴｏｒｒ
・Ａｒガス流量：１８ｓｃｃｍ
・Ｏ２ガス流量：１ｓｃｃｍ
・スパッタパワー：２５０Ｗ
・基板温度：室温
【０１０２】
このようにして得られた積層膜の反射率、シート抵抗を測定した。また、第２層の窒素原子比率、膜の結晶状態、光学定数として屈折率と消衰係数、分光特性として反射率と透過率と吸収率、および電気抵抗率を測定した。加えて第１層の電気抵抗率を以下のようにして測定した。更には第３層として用いたＩＺＯ膜、および第３層として用いうるＩＴＯ膜の電気抵抗率も以下の様にして測定した。
【０１０３】
（１）第２層の窒素原子比率の分析
表１に示す第２層の一部の窒化状態を調べるため、アルバック・ファイ社製 ＰＨＩ-７１０型走査型オージェ電子分光装置を用いて、エネルギー：３ｋｅＶ、電流：約８ｎＡの電子線を試料傾斜角度６０°で第２層単膜試料に照射し、ＡＥＳスペクトル（Ａｕｇｅｒ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ スペクトル、オージェスペクトルともいう）を測定した。第２層の深さ方向については、Ａｒ+のイオンスパッタでエッチングしながら、上記の条件で同様に測定を行った。上記方法で測定したＡｌ原子とＸ群元素原子と窒素原子との総量を分母としたときの、窒素原子の含有比率を、第２層中の窒素原子比率として求めた。その結果を表１の「窒素原子比率」の欄に記載する。
【０１０４】
（２）第２層の結晶構造の解析
上記の方法で得られた第２層単膜について、リガク社製 水平型X線回折装置 ＳｍａｒｔＬａｂを用い、Ｘ線出力：４５ｋＶ-２００ｍＡのＸ線を入射角度０．５°、測定角度１０°〜９０°の範囲で試料に照射し、Ｘ線回折スペクトルを測定した。表１に示すＮｏ．１、Ｎｏ．３およびＮｏ．５の膜の結晶状態解析を行った結果を、図２１に記載する。
【０１０５】
この図２１から、Ｎｏ．１は、２θ＝約３３ｄｅｇや２θ＝３６ｄｅｇ、２θ=３８ｄｅｇ、２θ＝５０ｄｅｇ、２θ＝５９ｄｅｇ、２θ＝６６ｄｅｇにＡｌ窒化物（ＡｌＮ）由来の結晶ピークが測定されるため、結晶状態は微結晶であると判断した。Ｎｏ．５は、Ａｌ窒化物由来のピークがなく、金属Ａｌ由来のピークのみが２θ＝約３８ｄｅｇ、２θ＝４５ｄｅｇ、２θ＝６５ｄｅｇ、２θ＝７８ｄｅｇ、２θ＝８２ｄｅｇで測定されたため、結晶状態はメタルライクであると判断した。これに対し、Ｎｏ．３は、上記Ｎｏ．１の様なＡｌ窒化物由来のピークも上記Ｎｏ．５の様な金属Ａｌ由来のピークも測定されなかったため、結晶状態はアモルファスであると判断した。尚、表１に示すＮｏ．２および４も同様の結晶状態解析を行い、結晶状態はアモルファスであると判断した。
【０１０６】
（３）第２層の光学定数である、屈折率と消衰係数の測定
上記の方法で得られた第２層の単膜について、Ｊ．Ａ．Ｗｏｏｌｌａｍ．Ｊａｐａｎ社製  分光エリプソメーターＭ−２０００Ｕを用い、光学定数として屈折率と消衰係数を測定した。そして本実施例では、λ＝４５０ｎｍ、５５０ｎｍ、６５０ｎｍのいずれの波長域においても全て消衰係数が２．０以上、かつλ＝４５０ｎｍ、５５０ｎｍ、６５０ｎｍのいずれの波長域においても全て屈折率が１．０以上の場合を合格とした。
【０１０７】
（４）第２層の分光特性(反射率と透過率と吸収率)
上記の方法で得られた積層膜の反射率と透過率について、日本分光社製Ｖ−５７０分光光度計を用い、４５０ｎｍ、５５０ｎｍ、６５０ｎｍでの絶対反射率を測定して求めた。吸収率は下記式（１）より求めた。
吸収率（％）＝１００−（反射率）−（透過率）…（１）
【０１０８】
（５）第２層の電気抵抗率の測定
４端子法で電気抵抗率を測定した。尚、表１において、例えばＮｏ．１の「１．００Ｅ−０３」は、１．００×１０-3を意味する。この表記方法は、下記表２における第１層と第３層の電気抵抗率についても同じである。
【０１０９】
（６）第１層と第３層の電気抵抗率の測定
４端子法で第１層と第３層のそれぞれの電気抵抗率を測定した。本実施例では、第１層の電気抵抗率が２０μΩ・ｃｍ以下のものを合格と評価した。その結果を表２に示す。表２から本実施例で用いたＡｌ合金膜はいずれも電気抵抗率が２０μΩ・ｃｍ以下であることがわかる。
【０１１０】
（７）積層膜の反射率の測定
上記の方法で得られた積層膜の反射率について、日本分光社製Ｖ−５７０分光光度計を用い、４５０ｎｍ、５５０ｎｍ、６５０ｎｍでの絶対反射率を測定して求めた。波長４５０ｎｍ、５５０ｎｍ、６５０ｎｍでの反射率がいずれも５０％以下のものを合格、即ち低反射率に優れると評価し、一つでも５０％超のものを不合格と評価した。
【０１１１】
（８）積層膜のシート抵抗の測定
４端子法でシート抵抗を測定した。本実施例では、シート抵抗が２．０Ω／□以下のものを合格と評価した。
【０１１２】
これらの結果を表１〜３に示す。表１の最右欄に「評価」の欄を設け、屈折率と消衰係数の全てが合格のものは「ＯＫ」と評価し、いずれか一つが不合格のものは「ＮＧ」と評価した。
【０１１３】
【表１】
2016110224.tif 000003
【０１１４】
【表２】
2016110224.tif 000004
【０１１５】
【表３】
2016110224.tif 000005
【０１１６】
まず、表１を参照する。表１には、純Ａｌを窒化したＡｌ窒化膜の窒素原子比率と膜の結晶状態、第２層単膜の膜厚５０ｎｍ試料の波長４５０ｎｍ、５５０ｎｍ、６５０ｎｍでの光学定数として屈折率と消衰係数、第２層単膜の膜厚５０ｎｍ試料の波長４５０ｎｍ、５５０ｎｍ、６５０ｎｍでの分光特性として反射率と透過率と吸収率、および電気抵抗率を併せて示している。
【０１１７】
表１より次のことがわかる。Ｎｏ．１のＡｌ窒化物は、窒素原子比率が６２原子％超であり、Ｘ線回折装置による結晶状態解析でＡｌ窒化物に由来するピークの測定された微結晶なＡｌ窒化物である。このＮｏ．１のＡｌ窒化物は、消衰係数が小さく、そのため吸収率も小さくなった。またＮｏ．５のＡｌ窒化物は、窒素原子比率が２７原子％未満であり、Ｘ線回折装置による結晶状態解析で、金属Ａｌに由来するピークが測定されたメタルライクなＡｌ窒化物である。このＮｏ．５のＡｌ窒化物は、屈折率が小さく、消衰係数が大きいため反射率が高くなった。
【０１１８】
これに対してＮｏ．２〜４のＡｌ窒化物は、窒素原子比率が２７原子％以上６２原子％以下であり、かつＸ線回折装置による結晶状態解析で金属ＡｌまたはＡｌ窒化物に由来するピークの測定されないアモルファスなＡｌ窒化膜である。このＮｏ．２〜４のアモルファスなＡｌ窒化物は、測定した光学定数と分光特性が共に良好であり、更には電気抵抗率も抑えられているため、第２層として好適であることがわかる。
【０１１９】
次に、表３に基づき積層膜について考察する。
【０１２０】
表３のＮｏ．１〜２、５、および２２〜２３の結果から、第２層を構成するＡｌ窒化膜の窒素原子比率と膜の結晶状態が、積層膜の特性に及ぼす影響をみることができる。詳細には、表３のＮｏ.２、５、および２２は、上述した表１のＮｏ．２〜４に示す通り規定のアモルファスなＡｌ窒化物を第２層として積層しているため、積層膜の反射率が抑えられた。これに対し、表３のＮｏ．１は、第２層として表１のＮｏ．１を用いた例である。この表１のＮｏ．１に示す通り、第２層の膜質、即ち窒素原子比率と膜の結晶状態が本発明で規定の範囲を外れていると、消衰係数が小さく吸収率が低いため、積層膜の反射率を５０％以下にすることができなかった。また、表３のＮｏ．２３は、第２層として表１のＮｏ．５を用いた例である。この表１のＮｏ．５に示す通り、第２層の膜質、即ち窒素原子比率と膜の結晶状態が本発明で規定の範囲を外れていると、屈折率が小さく、消衰係数が大きいため反射率が高くなり、結果として、積層膜の反射率を５０％以下にすることはできなかった。
【０１２１】
表３のＮｏ．３〜５の結果から、第１層の膜厚が積層膜の特性に及ぼす影響をみることができる。詳細には、Ｎｏ．３は第１層の膜厚が好ましい範囲を下回っているため、積層膜のシート抵抗が高くなった。これに対しＮｏ．４および５の通り、第１層の膜厚が好ましい範囲にあると、積層膜のシート抵抗は一定範囲内に抑えられた。
【０１２２】
表３のＮｏ．５〜９の結果からは、第２層や第３層の膜厚が積層膜の特性に及ぼす影響をみることができ、この表３のＮｏ．５〜９に示すように、第２層や第３層の膜厚がどの様な構成であっても積層膜の反射率およびシート抵抗の両方を低く抑えられることがわかる。
【０１２３】
表３のＮｏ．５、および１０〜２１の結果からは、第１層の種類、特に第１層の成分組成が積層膜の特性に及ぼす影響をみることができる。これらの例は、表２に示すＡｌ膜または各種のＡｌ合金膜を第１層として形成した例である。表３のこれらの例から、第２層が規定のアモルファスなＡｌ窒化膜であれば、第１層がＡｌ膜または各種のＡｌ合金膜のいずれであっても、積層膜は所望の特性を満たすことがわかる。
【０１２４】
［実施例２］
本実施例では、透明基板側から順に、第３層、第２層および第１層を積層させた構造、または透明基板側から順に、第２層および第１層を積層させた構造の試料を、下記の通り作製した。
【０１２５】
（１）試料の作製
（１−１）第３層の成膜
まず、透明基板として無アルカリ硝子板（板厚０．７ｍｍ、直径４インチ）を用い、その表面に、ＤＣマグネトロンスパッタリング法により、表４または表５に示す第３層としてＩＺＯ膜を成膜した。成膜に当たっては、成膜前にチャンバー内の雰囲気を一旦、到達真空度：３×１０-6Ｔｏｒｒに調整してから、透明導電膜と同一の成分組成を有する直径４インチの円盤型ＩＺＯスパッタリングターゲットを用い、下記条件でスパッタリングを行った。
スパッタリング条件
・ガス圧：２ｍＴｏｒｒ
・Ａｒガス流量：１８ｓｃｃｍ
・Ｏ２ガス流量：１ｓｃｃｍ
・スパッタパワー：２５０Ｗ
・基板温度：室温
【０１２６】
（１−２）第２層の成膜
第２層が表４または表５に記載の窒素原子比率と膜の結晶状態になるように、Ａｌターゲットを用い、以下の条件で、窒素ガスとの反応性スパッタリング法による成膜を行なった。
反応性スパッタリング条件
・Ａｒガス圧：２ｍＴｏｒｒ
・Ａｒガス流量：１５ｓｃｃｍ
・窒素ガス流量：３ｓｃｃｍ
・スパッタパワー：５００Ｗ
・基板温度：室温
【０１２７】
（１−３）第１層の成膜
上記の通り、第２層のＡｌ窒化膜を成膜した後、引き続き、その表面に、ＤＣマグネトロンスパッタリング法により、表４または表５に示す第１層を成膜した。成膜に当たっては、成膜前にチャンバー内の雰囲気を一旦、到達真空度：３×１０-6Ｔｏｒｒに調整してから、上記金属膜と同一の成分組成を有する直径４インチの円盤型スパッタリングターゲットを用い、下記条件でスパッタリングを行った。
スパッタリング条件
・Ａｒガス圧：２ｍＴｏｒｒ
・Ａｒガス流量：３０ｓｃｃｍ
・スパッタパワー：２５０Ｗ
・基板温度：室温
【０１２８】
そして得られた試料を用い、実施例１と同様にして、積層膜の反射率と積層膜のシート抵抗を測定した。その結果を表４または表５に併記する。
【０１２９】
【表４】
2016110224.tif 000006
【０１３０】
【表５】
2016110224.tif 000007
【０１３１】
表４および表５より、Ｎｏ．１〜２２のいずれも、第１層および第２層として本発明に規定する要件を満足するものを用い、更には推奨される要件を満たす第３層を形成しているため、積層膜の反射率およびシート抵抗の両方を低く抑えることができた。
【０１３２】
なお表４では、特に第２層と第３層の膜厚を変えて積層膜を形成している。表４の結果から、波長が短くなるほど反射率が大きくなる傾向にあることがわかる。波長５５０ｎｍや波長６５０ｎｍの反射率は、第３層のみならず第２層の影響も受けていると思われる。この表４の例では、第３層の膜厚が４５〜６０ｎｍでかつ第２層の膜厚が４０〜６０ｎｍの範囲内で、波長５５０ｎｍや波長６５０ｎｍの反射率をより低く抑えられることがわかる。
【０１３３】
また表５では、第１層として、表２に示すＡｌ膜または各種Ａｌ合金膜を用いている。表５に示す例から、第２層が規定のアモルファスなＡｌ窒化膜であれば、第１層がＡｌ膜または各種のＡｌ合金膜のいずれであっても、積層膜は所望の特性を満たすことがわかる。
【符号の説明】
【０１３４】
１  液晶表示装置
２  ＴＦＴ基板
３  対向基板
４  カラーフィルタ基板
５Ａ、５Ｂ、５Ｃ  カラーフィルタ
６  ブラックマトリックス
７  液晶層
８  液晶封止材
１０  入力装置
１１  第１の金属電極、駆動用電極
１２  第２の金属電極、検出用電極
１３  絶縁層
１３Ａ  第１の絶縁層
１３Ｂ  第２の絶縁層
１４  カバーガラス
１５  バックライト
２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｅ、２０Ｆ、２０Ｇ、２０Ｈ、２０Ｉ、２０Ｊ、２０Ｋ、２０Ｌ、２０Ｍ  電極構造
２１  第１層
２２  第２層
２３  第３層
２４  透明基板
２５  Ｍｏ膜またはＭｏ合金膜
２６  透明電極
３０  入力装置
３１Ａ  第１の電極パターン
３１Ｂ  第１のブリッジ電極
３１Ｃ  第１の電極の外周配線
３２Ａ  第２の電極パターン
３２Ｂ  第２のブリッジ電極
３２Ｃ  第２の電極の外周配線
３３  透明基板
４０  液晶表示装置
４１  カバーガラス
４２  タッチパネル
４３  ディスプレイ
４４  接着層
５０  断面構造
５２Ａ  第１の透明電極
５２Ｂ  第１のブリッジ電極
５３  第２の透明電極
５４  絶縁層
【図２１】
2016110224.tif 000008
【図１】
2016110224.tif 000009
【図２】
2016110224.tif 000010
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2016110224.tif 000014
【図７】
2016110224.tif 000015
【図８】
2016110224.tif 000016
【図９】
2016110224.tif 000017
【図１０】
2016110224.tif 000018
【図１１】
2016110224.tif 000019
【図１２】
2016110224.tif 000020
【図１３】
2016110224.tif 000021
【図１４】
2016110224.tif 000022
【図１５】
2016110224.tif 000023
【図１６】
2016110224.tif 000024
【図１７】
2016110224.tif 000025
【図１８】
2016110224.tif 000026
【図１９】
2016110224.tif 000027
【図２０】
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