触控传感器装置的制造方法
【专利说明】触控传感器装置
【背景技术】
[0001] 触控传感器用于多种电子装置中，例如，用于导航系统、影印设备中，用于PC系统 中，或近来常用于诸如移动电话、智能手机、平板PC、PDA(个人数字助理）、携带型音乐播放 器等的移动装置中。在此状况下，触控传感器常配置于例如液晶（LCD)或0LED(有机发光二 极体)显示屏的显示单元上，或整合在这类显示单元中且形成所谓的触控面板(亦称作触控 屏幕）。这类触控面板允许使用者直观地操作电子装置，其中使用者通过手指、笔或另一物 件触摸触控传感器的表面与电子装置通信。
[0002] 已知用于检测触摸点的各种物理方法，这些方法例如基于(例如)光学、声学、电阻 式或电容式检测。市场上可购买到的触控面板的主要部分为基于电阻式（电阻)或电容式的 检测。电容式触控传感器装置的基本结构由至少两个导电层组成，这两个导电层覆在电绝 缘基板上且可选择性地控制，其充当触控传感器的电极。若将介电材料或导电材料引入紧 邻的传感器中，因此引起两个导电层之间的电容改变，该改变可通过相应的分析单元来检 测及分析。可将两个导电层涂覆至基板的相对的表面上，或例如JP2013/20347中所描述地， 涂覆至基板的一侧上。在基板的一侧上的配置的状况下，电极典型地以二维栅格配置，其中 单个电极以栅格形式的配置相交地相互叠放，且在重叠位置处通过电绝缘层而彼此分离。
[0003] 为了在触控屏幕中应用触控传感器，必须将触控传感器实施为在光学范围中透 明，从而实现了使用者对显示单元的尽可能不受阻的检视。为此，由例如氧化铟锡（ΙΤ0)、氧 化铟锌（ΙΖ0)或氧化错锌(ΑΖ0)的透明的传导性氧化物（T⑶，transparent conductive oxide)、导电的聚合物薄膜或类似材料制造电极是已知的。由于这类材料的低传导率及在 制造程序中的困难，在实际应用中有必要借助于金属接触结构(亦称作金属桥)在电极相交 的位置处将其桥接。在最简单的变体中，由411 〇、〇1^8或41!或者由基于具有良好传导率的 一类金属的合金以单一层的形式构建桥接接触结构。此外，多层的实施方式是已知的。特别 是，为了改良透明电极上的接触结构的黏着力，在由具有良好电导率的金属(例如Al、Cu或 Ag)制成的层与待接触的透明电极之间设置由MoxTay(参见US2011/0199341A1)或Mo xNby组 成的金属中间层。
[0004] 金属接触结构虽然将电导率增大至足够用于触控屏幕的功能的程度，但具有以下 劣势：由于金属接触结构在可见光范围中的反射性能，其损害触控屏幕之外观。在触控屏幕 的关闭的状态中，当显示单元变暗时，金属接触结构能够在环境光中对使用者可见，因为金 属结构强烈地反射环境光。为了抑制这种不期望的反射，已知将由诸如M 〇0x、M〇xTay0zS M 〇xNby0z的金属氧化物制成的光吸收层整合在接触结构中。JP2013/20347公开了例如一种 多层的接触结构，其由诸如Mo的金属层及由诸如M〇0 X的金属氧化物组成的光吸收层制成， 其中光吸收氧化层覆盖金属层且不期望的反射的一部分因此受到抑制。
[0005] 通常使用合适的溅射靶材借助于气相沉积方法制造薄导电层以及接触结构，其中 借助于照相平板印刷术结合湿式化学蚀刻过程进行单个层的后续结构化。为了制造该多层 的接触结构有利的是，接触结构的单个层的材料具有类似的蚀刻速率，因为在这种状况下， 可在一个步骤中完成蚀刻过程，而且蚀刻介质不必适合于各个层的结构化，且因此可减少 制造成本。蚀刻性质尤其在以上所提及的M〇/M〇Ox实例中并不令人满意，因为氧化层M〇0 X的 蚀刻速率显著不同于金属层的蚀刻速率(在基于磷酸、乙酸及硝酸的、制造程序中通常使用 的蚀刻溶液中）。
[0006] 除了光学要求及有利的蚀刻行为之外，接触结构还必须满足其他要求。特别是，移 动设备由操作中的环境影响(腐蚀、湿气、汗水等)受到较高的负荷，且通过腐蚀或改变电特 性且可损害触控传感器的功能性的其他反应可导致接触结构的损坏。
[0007] 总之，触控传感器中的接触结构因此必须要满足电、化学及光学的各种各样的要 求。为了使传感器具有充分的测量精确度及测量速度，接触结构必须具有足够高的电导率 且通过待接触的透明导电电极形成尽可能低的过渡电阻。接触结构另外应不能够由使用者 在视觉上感知到（若可能），不管是在通过配置于其后方的显示单元的运行过程中，抑或当 显示单元不在运行中时。此外，所使用的材料应具有高耐腐蚀性及对外部影响的高抵抗能 力，同时接触结构的材料应能够在制造过程中在蚀刻方法中良好地处理，即，其应能够良好 地蚀刻或具有良好的蚀刻行为。此外，为了在多层接触结构的状况下实现更具成本效益的 制造，在各个层中使用的材料的蚀刻性质应相当。
【发明内容】
[0008] 本发明的目标为提供一种具有接触结构的触控传感器装置，其中该接触结构具有 对于以上所提及的要求而言尽可能有利的性质。
[0009] 该目的通过根据权利要求1所述的触控传感器装置而实现。可从从属权利要求中 得出有利的改进。触控传感器显示单元及用于按照本发明的触控传感器装置的接触结构的 制造方法亦为本发明的部分。
[0010] 根据本发明的触控传感器装置具有光学透明的电绝缘基板，其上配置有至少一个 光学透明的导电传感器元件。通常存在多个传感器元件，其中这些传感器元件能够选择性 地电控制，且实现触摸的精确定位。此外，触控传感器装置具有至少一个接触结构，其用于 电接触该一个或多个光学透明的导电传感器元件，其中根据本发明，该接触结构具有由金 属氮氧化物制成的至少一个层。形成氮氧化物的金属在此状况下为钼或除钼之外由来自元 素铌、钽、钒、钨、铬、铼、铪、钛及锆的群组的一种元素或多种元素组合的混合物。因此，金属 氮氧化物具有类型Mo aXb0cNd的组成成分，其中X为来自群组Nb、Ta、V、W、Cr、Re、Hf、Ti&Zr* 的一种元素或来自Nb、Ta、V、W、Cr、Re、Hf、Ti及Zr群组中的多种元素的组合。不应在严格意 义上将分子式MoaXbOcNd理解为严格意义上的化学分子式，而是仅表不金属氮氧化物的相对 原子组成。指数a、b、c及d因此为以原子百分比计的规格，且总数为UX并非必须存在，因此b 的相对比例可为〇。优选地，X为银或钽。替代地，优选b = 0。应注意，金属氮氧化物并非必须 为超纯的组成成分，而是也可能存在具有其他元素的污染物。在此，由金属氮氧化物制成的 层的反射率小于20%，特别是小于10%。
[0011] "触摸"不仅应理解为通过直接的身体接触的直接触摸，而且还应理解为为物件向 传感器元件附近的接近。触控传感器装置因此应理解为不仅在使用手指、触控笔或另一物 件触摸触控传感器元件时的检测，而且还在其到达触控传感器元件附近时的检测。特别是， 触控传感器元件可以形成用于触摸的电容式或电阻式检测。
[0012] "光学透明"应理解为各个层或结构实质上对整个可见电磁波谱或其部分波谱为 透射性的。
[0013] "反射率"应理解为反射光通量与入射光通量之间的比率。漫反射或背向散射的光 也被考虑在反射光通量中。此为光度尺寸，其中层的反射性能的特性在于，考虑人眼的波长 相关的敏感度(在白天视觉的状况下）。在第一近似法中，将在550nm的以％计的反射率R用 于测量根据本发明产生的层的反射率。人眼的敏感度(亮度敏感度，V-λ曲线)在此波长下最 尚。
[0014] 光学透明的导电传感器元件可具有透明传导性氧化物（1X0, transparent conductive oxide)(诸