特開 2015-103259 タッチセンサ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2015-103259(P2015-103259A)

(43)【公開日】2015年6月4日

(54)【発明の名称】タッチセンサ

(51)【国際特許分類】

   G06F 3/044 20060101AFI20150508BHJP

   G06F 3/041 20060101ALI20150508BHJP

【ＦＩ】

   G06F3/044 122

   G06F3/041 422

【審査請求】未請求

【請求項の数】17

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2014-239202(P2014-239202)

(22)【出願日】2014年11月26日

(31)【優先権主張番号】10-2013-0144661

(32)【優先日】2013年11月26日

(33)【優先権主張国】KR

(31)【優先権主張番号】10-2014-0158922

(32)【優先日】2014年11月14日

(33)【優先権主張国】KR

(71)【出願人】

【識別番号】594023722

【氏名又は名称】サムソン エレクトロ−メカニックス カンパニーリミテッド．

(74)【代理人】

【識別番号】100088616

【弁理士】

【氏名又は名称】渡邉 一平

(74)【代理人】

【識別番号】100154379

【弁理士】

【氏名又は名称】佐藤 博幸

(74)【代理人】

【識別番号】100154829

【弁理士】

【氏名又は名称】小池 成

(72)【発明者】

【氏名】リ，テ ギョン

(72)【発明者】

【氏名】パク，ジャン ホ

(72)【発明者】

【氏名】オ，ボム ソク

(72)【発明者】

【氏名】オ，ドク ソク

(57)【要約】

【課題】拡散による中間層の腐食及び性能低下を拡散防止膜により防止することができるとともに、拡散による性能低下を防止することで、作動信頼性を向上させることができるタッチセンサを提供する。
【解決手段】本発明のタッチセンサは、基板１０と、基板１０上の電極１００と、を含み、電極１００は、基板１０と接触して形成される第１拡散バリア膜３１０と、第１拡散バリア膜３１０上に形成される中間層３５０と、中間層３５０上に形成される第２拡散バリア膜３２０と、を備えるものである。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板と、
前記基板上の電極と、を含み、
前記電極は、
前記基板と接触して形成される第１拡散バリア膜と、
前記第１拡散バリア膜上に形成される中間層と、
前記中間層上に形成される第２拡散バリア膜と、を備える、タッチセンサ。

【請求項2】

前記第１、２拡散バリア膜は遷移金属で形成される、請求項１に記載のタッチセンサ。

【請求項3】

前記第１、２拡散バリア膜は、融点（ｍｅｌｔｉｎｇ ｐｏｉｎｔ）が２０００℃以上の金属で形成される、請求項１に記載のタッチセンサ。

【請求項4】

前記第１、２拡散バリア膜は、マンガン（Ｍｎ）、ニオブ（Ｎｂ）、モリブデン（Ｍｏ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ハフニウム（Ｈｆ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、イリジウム（Ｉｒ）、及びこれらの少なくとも一つを含む合金からなる群から選択される何れか一つで形成される、請求項１に記載のタッチセンサ。

【請求項5】

前記第１拡散バリア膜と前記第２拡散バリア膜は、互いに同一の物質で形成される、請求項１に記載のタッチセンサ。

【請求項6】

前記第１拡散バリア膜と前記第２拡散バリア膜は、互いに異なる物質で形成される、請求項１に記載のタッチセンサ。

【請求項7】

前記中間層は、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、及びこれらの少なくとも一つを含む合金からなる群から選択される何れか一つで形成される、請求項１に記載のタッチセンサ。

【請求項8】

前記基板は、ウィンドウ基板または絶縁フィルムである、請求項１に記載のタッチセンサ。

【請求項9】

前記基板は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエーテルスルフォン（ＰＥＳ）、環状オレフィンコポリマー（ＣＯＣ）、トリアセチルセルロース（Ｔｒｉａｃｅｔｙｌｃｅｌｌｕｌｏｓｅ；ＴＡＣ）フィルム、ポリビニルアルコール（Ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ ａｌｃｏｈｏｌ；ＰＶＡ）フィルム、ポリイミド（Ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ；ＰＩ）フィルム、ポリスチレン（Ｐｏｌｙｓｔｙｒｅｎｅ；ＰＳ）、二軸延伸ポリスチレン（Ｋ樹脂含有ｂｉａｘｉａｌｌｙ ｏｒｉｅｎｔｅｄ ＰＳ；ＢＯＰＳ）、ガラスまたは強化ガラスからなる群から選択される何れか一つで形成される、請求項１に記載のタッチセンサ。

【請求項10】

前記電極の線幅は１〜５μｍの範囲に形成される、請求項１に記載のタッチセンサ。

【請求項11】

前記電極の厚さは０．０５〜３μｍの範囲に形成される、請求項１に記載のタッチセンサ。

【請求項12】

前記第１拡散バリア膜の厚さは１〜５００ｎｍの範囲に形成される、請求項１に記載のタッチセンサ。

【請求項13】

前記第２拡散バリア膜の厚さは１〜５００ｎｍの範囲に形成される、請求項１に記載のタッチセンサ。

【請求項14】

前記中間層の厚さは０．０３〜２μｍの範囲に形成される、請求項１に記載のタッチセンサ。

【請求項15】

前記電極は、電極パターンまたは電極配線である、請求項１に記載のタッチセンサ。

【請求項16】

前記電極パターンはメッシュ状に形成される、請求項１５に記載のタッチセンサ。

【請求項17】

映像を表示する表示パネルと、
前記表示パネルを収納するハウジングと、
前記表示パネル上に配置され、請求項１により形成されたタッチセンサと、を含む表示装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、タッチセンサに関する。

【背景技術】

【0002】

デジタル技術を用いるコンピュータが発達するに伴い、コンピュータの補助装置もともに開発されており、パソコン、携帯用送信装置、その他の個人用の情報処理装置などは、キーボード、マウスなどの様々な入力装置（Ｉｎｐｕｔ Ｄｅｖｉｃｅ）を利用してテキスト及びグラフィック処理を行う。

【0003】

しかし、情報化社会の急速な進行により、コンピュータの用途が益々拡大する傾向にあるため、現在、入力装置の役割を担当しているキーボード及びマウスだけでは、効率的な製品の駆動が困難であるという問題点がある。従って、簡単で誤操作が少なく、誰でも簡単に情報を入力することができる機器の必要性が高まっている。

【0004】

また、入力装置に関する技術は、一般的な機能を満たす水準を越えて、高信頼性、耐久性、革新性、設計及び加工に関する技術などが注目されており、このような目的を達成するために、テキスト、グラフィックなどの情報入力が可能な入力装置として、タッチスクリーンパネル（Ｔｏｕｃｈ ｓｃｒｅｅｎ ｐａｎｅｌ）が開発された。

【0005】

さらに、スマート（Ｓｍａｒｔ）機器の登場によりタッチスクリーンパネル（ＴＳＰ）市場が拡大しており、このようなタッチセンサは、電子手帳、液晶表示装置（ＬＣＤ；Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｄｅｖｉｃｅ）、ＰＤＰ（Ｐｌａｓｍａ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｐａｎｅｌ）、Ｅｌ（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）などの平板ディスプレイ装置及びＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ Ｒａｙ Ｔｕｂｅ）などの画像ディスプレイの表示面に設けられ、ユーザが画像ディスプレイを見ながら所望の情報を選択するように利用される機器である。

【0006】

タッチパネルの種類は、抵抗膜方式（Ｒｅｓｉｓｔｉｖｅ Ｔｙｐｅ）、静電容量方式（Ｃａｐａｃｉｔｉｖｅ Ｔｙｐｅ）、電磁方式（Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｔｙｐｅ）、表面弾性波方式（ＳＡＷ Ｔｙｐｅ；Ｓｕｒｆａｃｅ Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｗａｖｅ Ｔｙｐｅ）及び赤外線方式（Ｉｎｆｒａｒｅｄ Ｔｙｐｅ）に区分される。

【0007】

このような多様な方式のタッチパネルは、信号増幅の問題、解像度の差、設計及び加工技術の難易度、光学的特性、電気的特性、機械的特性、耐環境特性、入力特性、耐久性及び経済性を考慮して電子製品に採用されるが、現在、もっとも幅広い分野で用いられている方式は、抵抗膜方式タッチパネル及び静電容量方式タッチパネルである。

【0008】

静電方式の金属（ｍｅｔａｌ）センサは、その金属の種類及び構造が多様であるが、視認性などの問題により、透明伝導性金属であるＩＴＯ（Ｉｎ−Ｓｎ−Ｏｘｉｄｅ）が主に用いられている。しかし、最近、希土類金属の価格上昇により、ＩＴＯのインジウムが原価上昇の要因となっている。また、ＩＴＯは、高温工程を必要とするため、熱に脆弱な基板に用いるには不利である。さらに、ＩＴＯは、脆性（ｂｒｉｔｔｌｅ）が弱くて壊れやすい欠点がある。したがって、他の伝導性金属に対する金属センサとして用いるために、金属をメッシュ（ｍｅｓｈ）状（以下、「金属メッシュ」）に製造したセンサが開発されている。

【0009】

今後の金属メッシュ（ｍｅｔａｌ ｍｅｓｈ）市場は、益々拡大すると考えられる。しかし、タッチセンサを含む素子の高集積化により、前記素子における薄膜層の線幅は、さらに減少しており、薄膜層はさらに多層化している。このような状況で、金属配線及びシリコンを含む基板の間では、拡散による多くの問題点が発生している。このような理由から、金属とシリコンとの間の拡散を防止しようとする試みが多くなされている。

【0010】

現在、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）などの伝導性金属からなる金属メッシュを用いたタッチセンサが開発されている。このうち銅（Ｃｕ）を金属メッシュに用いる場合、アルミニウム（Ａｌ）より優れた電気伝導度を有し、価格も銀（Ａｇ）より安価であるため、最近脚光を浴びている。

【0011】

しかし、銅の欠点による問題がある。銅は、熱力学的に不安定であって、接合（ｃｏｎｔａｃｔ）物質と反応し易く、酸化性雰囲気で酸化され易く、大部分の絶縁物質との接着（ａｄｈｅｓｉｏｎ）特性が劣るという欠点がある。また、銅は、腐食し易く、銅の固有な赤い色によって、金属メッシュの視認性の向上に問題がある。さらに、銅は、他の媒質への拡散（ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ）が最も発生し易い金属として知られている。したがって、上記の欠点を克服するために、銅層の上部または下部にバリア金属（ｂａｒｒｉｅｒ ｍｅｔａｌ）を蒸着することが一般的である。

【0012】

特に、ウィンドウが一体となっているタッチセンサは、酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）を含有するガラス上に金属メッシュセンサを形成するが、この際、銅とシリコン（Ｓｉ）との反応性が問題となり得る。

【0013】

非特許文献１に図示されたグラフを参照すれば、銅及びニッケル（Ｎｉ）は、他の金属に比べシリコン（Ｓｉ）との溶解度（ｓｏｌｕｂｉｌｉｔｙ）が高いことが分かる。また、線幅の減少により高熱が発生するが、上記の熱は拡散を加速化させ得る。この拡散は、比抵抗を増加させる原因となり、電極だけでなく、回路全体の信頼性を低下させる原因となる。

【0014】

また、銅とニッケルとの拡散係数（ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）も他の金属に比べ高い。即ち、低い温度でも、粒界拡散（ｇｒａｉｎ ｂｏｕｎｄａｒｙ ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ）により相互拡散（ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ）が発生して、性能低下の原因となり得る。したがって、上記の拡散を防止できる拡散防止膜が必要である。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0015】

【非特許文献1】Ｓｏｌｕｂｉｌｉｔｅｓ ｏｆ ３ｄ ｍｅｔａｌｓ ｉｎ ｓｉｌｉｃｏｎ ＳＪ．Ｄ．ＭｃＢｒａｙｅｒ，Ｒ．Ｍ．Ｓｗａｎｓｏｎ，ａｎｄ Ｔ．Ｗ．Ｓｉｇｍｏｎ，Ｊ．Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，Ｖｏｌ．１３３，ｐｐ１２４２−１２４６，１９８６

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0016】

そこで、本発明者らは、タッチセンサの電極において、融点が２０００℃以上の遷移金属からなる拡散防止膜を中間層の上部及び下部に配置することで、中間層の腐食が防止でき、拡散による性能低下が防止できることを確認し、本発明はこれに基づいてなされた。

【0017】

したがって、本発明の一つの目的は、拡散による中間層の腐食及び性能低下を拡散防止膜により防止することができるタッチセンサを提供することにある。

【0018】

本発明の他の目的は、拡散による性能低下を防止することで、作動信頼性を向上させることができるタッチセンサを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0019】

本発明の一つの目的を達成するためのタッチセンサ（以下、「第１発明」）は、基板と、前記基板上の電極と、を含み、前記電極は、前記基板と接触して形成される第１拡散バリア膜と、前記第１拡散バリア膜上に形成される中間層と、前記中間層上に形成される第２拡散バリア膜と、を備える。

【0020】

第１発明において、前記第１、２拡散バリア膜は、遷移金属で形成される。

【0021】

第１発明において、前記第１、２拡散バリア膜は、融点（ｍｅｌｔｉｎｇ ｐｏｉｎｔ）が２０００℃以上の金属で形成される。

【0022】

第１発明において、前記第１、２拡散バリア膜は、マンガン（Ｍｎ）、ニオブ（Ｎｂ）、モリブデン（Ｍｏ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ハフニウム（Ｈｆ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、イリジウム（Ｉｒ）、及びこれらの少なくとも一つを含む合金からなる群から選択される何れか一つで形成される。

【0023】

第１発明において、前記第１拡散バリア膜と前記第２拡散バリア膜は、互いに同一の物質で形成される。

【0024】

第１発明において、前記第１拡散バリア膜と前記第２拡散バリア膜は、互いに異なる物質で形成される。

【0025】

第１発明において、前記中間層は、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、及びこれらの少なくとも一つを含む合金からなる群から選択される何れか一つで形成される。

【0026】

第１発明において、前記基板は、ウィンドウ基板または絶縁フィルムである。

【0027】

第１発明において、前記基板は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエーテルスルフォン（ＰＥＳ）、環状オレフィンコポリマー（ＣＯＣ）、トリアセチルセルロース（Ｔｒｉａｃｅｔｙｌｃｅｌｌｕｌｏｓｅ；ＴＡＣ）フィルム、ポリビニルアルコール（Ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ ａｌｃｏｈｏｌ；ＰＶＡ）フィルム、ポリイミド（Ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ；ＰＩ）フィルム、ポリスチレン（Ｐｏｌｙｓｔｙｒｅｎｅ；ＰＳ）、二軸延伸ポリスチレン（Ｋ樹脂含有ｂｉａｘｉａｌｌｙ ｏｒｉｅｎｔｅｄ ＰＳ；ＢＯＰＳ）、ガラスまたは強化ガラスからなる群から選択される何れか一つで形成される。

【0028】

第１発明において、前記電極の線幅は、１〜５μｍの範囲に形成される。

【0029】

第１発明において、前記電極の厚さは、０．０５〜３μｍの範囲に形成される。

【0030】

第１発明において、前記第１拡散バリア膜の厚さは、１〜５００ｎｍの範囲に形成される。

【0031】

第１発明において、前記第２拡散バリア膜の厚さは、１〜５００ｎｍの範囲に形成される。

【0032】

第１発明において、前記中間層の厚さは、０．０３〜２μｍの範囲に形成される。

【0033】

第１発明において、前記電極は、電極パターンまたは電極配線である。

【0034】

第１発明において、前記電極パターンは、メッシュ状に形成される。

【0035】

本発明の他の目的を達成するための表示装置（以下、「第２発明」）は、映像を表示する表示パネルと、前記表示パネルを収納するハウジングと、前記表示パネル上に配置され、第１発明により形成されたタッチセンサと、を含む。

【発明の効果】

【0036】

本発明によれば、基板に接する第１拡散バリア膜上に中間層を形成し、前記中間層上に第２拡散バリア膜を形成するように構成することで、中間層の腐食及び拡散による性能低下を防止することができる。

【0037】

また、中間層の上部及び下部に配置された拡散バリア膜により、拡散による性能低下が防止され、作動信頼性が向上されるため、より安定したタッチセンサの作動が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0038】

【図1】本発明の例示的な具体例によるタッチセンサを図示した平面図である。

【図2】図１のＩ−Ｉ´に沿った断面図である。

【図3】図２のＡ領域を拡大した拡大図である。

【図4】本発明の例示的な具体例による拡散バリア膜の金属の温度による拡散係数を図示した図面である。

【図5】本発明の例示的な具体例によるタッチセンサを含む表示装置を図示した分解斜視図である。

【図6】本発明の一実施例及び比較例により製造された電極の面抵抗の変化を比較したグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0039】

本発明の目的、特定の長所及び新規の特徴は、添付図面に係る以下の詳細な説明及び好ましい実施例によってさらに明らかになるであろう。本明細書において、各図面の構成要素に参照番号を付け加えるに際し、同一の構成要素に限っては、たとえ異なる図面に示されても、できるだけ同一の番号を付けるようにしていることに留意しなければならない。また、「一面」、「他面」、「第１」、「第２」などの用語は、一つの構成要素を他の構成要素から区別するために用いられるものであり、構成要素が前記用語によって限定されるものではない。以下、本発明を説明するにあたり、本発明の要旨を不明瞭にする可能性がある係る公知技術についての詳細な説明は省略する。

【0040】

以下、添付図面を参照して、本発明の好ましい実施例を詳細に説明する。

【0041】

図１は、本発明の例示的な具体例によるタッチセンサを図示した平面図であり、図２は、図１のＩ−Ｉ´に沿った断面図であり、図３は、図２のＡ領域の拡大図である。

【0042】

ここで、容易な説明のために、図２には、タッチセンサの一部を図示する。

【0043】

図１及び図２を参照すれば、本発明の例示的な具体例によるタッチセンサ１は、基板１０上にメッシュ状に形成された第１メッシュ電極１１０と、第１メッシュ電極１１０と交差するようにメッシュ状に形成された第２メッシュ電極１２０と、を含む。

【0044】

第１メッシュ電極１１０及び第２メッシュ電極１２０にそれぞれ連結される第１電極配線１５０及び第２電極配線１６０を延長形成することができる。前記第１、２電極配線１５０、１６０は、非表示領域であるベゼル領域に形成することができる。

【0045】

この第１メッシュ電極１１０と第１電極配線１５０、第２メッシュ電極１２０と第２電極配線１６０は、一体に形成されてもよく、メッシュ電極１１０、１２０と電極配線１５０、１６０との間に連結電極をさらに備えて連結されていてもよい。ここで、第１メッシュ電極１１０はＸ軸電極であり、第２メッシュ電極１２０はＹ軸電極であることができる。

【0046】

上記のように、前記第１、２メッシュ電極１１０、１２０を電極パターンと総称し、第１、２電極配線１５０、１６０を電極配線と総称する。また、前記電極パターン及び電極配線を電極１００と総称する。このタッチセンサ１は、電極１００の配置方式に応じて、ウィンドウ基板上に形成されてもよく、絶縁フィルム上に形成されてもよい。

【0047】

本発明で用いる基板１０は、電極１００を支持することができる支持力及びディスプレイから提供される映像をユーザが認識できるようにする透明性を備える材質で形成することができる。

【0048】

前記基板１０は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエーテルスルフォン（ＰＥＳ）、環状オレフィンコポリマー（ＣＯＣ）、トリアセチルセルロース（Ｔｒｉａｃｅｔｙｌｃｅｌｌｕｌｏｓｅ；ＴＡＣ）フィルム、ポリビニルアルコール（Ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ ａｌｃｏｈｏｌ；ＰＶＡ）フィルム、ポリイミド（Ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ；ＰＩ）フィルム、ポリスチレン（Ｐｏｌｙｓｔｙｒｅｎｅ；ＰＳ）、二軸延伸ポリスチレン（Ｋ樹脂含有ｂｉａｘｉａｌｌｙ ｏｒｉｅｎｔｅｄ ＰＳ；ＢＯＰＳ）、ガラスまたは強化ガラスからなる群から選択される何れか一つで形成することができ、必ずしもこれに限定されるものではない。

【0049】

前記電極１００において、電極パターン及び電極配線の線幅及び厚さは、互いに異なるように形成することができる。例えば、電極パターンの線幅は１〜５μｍの範囲に形成され、厚さは０．０５〜３μｍの範囲に形成することができる。また、電極配線の厚さは、電極パターンの厚さより大きいかまたは等しいように形成することができる。

【0050】

図３を参照すれば、タッチセンサ１は、基板１０上に形成される電極１００を含み、前記電極１００は、前記基板１０上に形成される第１拡散バリア膜３１０と、前記第１拡散バリア膜３１０上に形成される中間層３５０と、前記中間層３５０上に形成される第２拡散バリア膜３２０と、を含む。

【0051】

前記中間層３５０は、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、及びこれらの少なくとも一つを含む合金からなる群から選択される何れか一つで形成することができる。ここで、価格や伝導度の点で、中間層３５０は、銅で形成することが有利であるため、銅を例として説明する。

【0052】

前記第１、２拡散バリア膜３１０、３２０は、遷移金属（ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ ｍｅｔａｌ）で形成することができる。また、第１、２拡散バリア膜３１０、３２０は、融点が２０００℃以上の遷移金属から選択されるもので形成することができる。例えば、前記第１、２拡散バリア膜３１０、３２０は、マンガン（Ｍｎ）、ニオブ（Ｎｂ）、モリブデン（Ｍｏ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ハフニウム（Ｈｆ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、イリジウム（Ｉｒ）、及びこれらの少なくとも一つを含む合金からなる群から選択される何れか一つで形成することができる。

【0053】

前記第１拡散バリア膜３１０と前記第２拡散バリア膜３２０は、互いに同一の物質で形成されてもよく、互いに異なる物質で形成されてもよい。

【0054】

ここで、融点が低い遷移金属は、温度が増加するにつれて溶解度（ｓｏｌｕｂｉｌｉｔｙ）が増加して、銅イオンが遷移金属に拡散され得る。電極１００の高集積化の傾向に伴い、線幅及び積層厚さがさらに薄型化している。このような傾向により、電極１００がさらに多くの熱を発生させ、このように発生した熱は、電極１００を構成する電極物質の溶解度を増加させるため、拡散が発生する確率が増加し得る。

【0055】

この拡散は、電極１００の性能を低下させ、タッチセンサ１の信頼性を低下させる恐れがある。したがって、熱に強い長所を有する金属を用いて拡散バリア膜３１０、３２０を形成することで、拡散を防止することができる。

【0056】

上記のように融点が２０００℃以上の第１、２拡散バリア膜３１０、３２０の間に中間層３５０を介在させることで、中間層３５０の銅イオンが接触物質に拡散することを防止することができる。

【0057】

したがって、前記中間層３５０において銅イオンの拡散を防止するために、第１、２拡散バリア膜３１０、３２０は、所定の厚さに形成することができる。例えば、前記第１拡散バリア膜３１０は１〜５００ｎｍの範囲、前記第２拡散バリア膜３２０は１〜５００ｎｍの範囲の厚さに形成することができる。

【0058】

また、第１拡散バリア膜３１０と第２拡散バリア膜３２０との間に介在される中間層３５０の厚さは、０．０３〜２μｍの範囲に形成することができる。ここで、前記中間層の厚さが０．０３μｍ未満である場合には、結晶性が劣るため中間層の金属比抵抗が高くなり、２μｍ超過の厚さは、通常のスパッタリングによる蒸着工程では形成し難いという問題がある。

【0059】

金属層間の拡散（ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ）は、表面拡散（ｓｕｒｆａｃｅ ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ）、粒界拡散（ｇｒａｉｎ ｂｏｕｎｄａｒｙ ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ）、バルク拡散（ｂｕｌｋ ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ）に分けられる。このような拡散の形態（ｔｙｐｅ）は、何れか一つの特定形態のみに限定されず、異種金属の間の界面で最も多く発生し、粒界（ｇｒａｉｎ ｂｏｕｎｄａｒｙ）を介して拡散され得る。

【0060】

また、各金属の拡散が発生する程度を示す拡散率（ｄｉｆｆｕｓｉｖｉｔｙ）は、金属の種類によって値が大きく異なる。

【0061】

上記の物質の移動はＦｉｃｋ’ｓの法則のように表され、物質の移動Ｊは、下記のように表すことができる。

【0062】

【数1】

【0063】

ここで、Ｄは拡散係数（ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）、ｄｃは濃度変化、ｄｘは位置変化を示す。

【0064】

上記のように、拡散の程度はＤに比例し、拡散係数（ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）が低い物質であるほど、拡散の発生確率が低い。

【0065】

図４は、本発明の例示的な具体例による拡散バリア膜金属の温度による拡散係数を示した図面である。

【0066】

重複説明を避けるために、図１〜図３を引用して説明する。

【0067】

先ず、拡散係数は、アレニウスの式（Ａｒｒｈｅｎｉｕｓ ｅｑｕａｔｉｏｎ）で表すことができる。

【0068】

【数2】

【0069】

ここで、Ｄは反応速度定数、Ｔは絶対温度、Ｒは気体定数、Ｄ_０は頻度係数または頻度因子、Ｅａは活性化エネルギー（ａｃｔｉｖａｔｉｏｎ ｅｎｅｒｇｙ）を示す。ここで、Ｄ_０の単位は速度定数の単位と同一である。

【0070】

図４を参照すれば、接合金属の間、即ち、分子の間の衝突によって反応が起こるが、分子の間の衝突のうち、最小値Ｅａ以上のエネルギーを有する衝突のみが反応を起こすことができる。前記Ｅａ以上のエネルギーを有する衝突数の割合は、ボルツマン分布（Ｂｏｌｔｚｍａｎｎ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ）により近似的にｅｘｐ（−Ｅａ／ＲＴ）で表される。即ち、反応速度の対数を絶対温度の逆数に対してプロットすると直線となり、この直線の傾き及び切片（ｉｎｔｅｒｃｅｐｔ）から活性化エネルギーＥａ及び頻度因子Ｄ_０が求められる。

【0071】

したがって、物質の固有なＤ_０値が低いほどＤ値も低くなる。即ち、融点が高い物質であるほど、前記Ｅａ値が高いため、拡散が発生し難い。

【0072】

このように、銅で形成された中間層３５０を挟んで、その上下に融点２０００℃以上の遷移金属からなる拡散バリア膜３１０、３２０を形成することで、拡散による電極１００の性能低下を防止することができる。

【0073】

図５は、本発明の例示的な具体例によるタッチセンサを含む表示装置を図示した分解斜視図である。

【0074】

ここで、タッチセンサ１を含む表示装置を説明するにあたり、重複説明を避けるために、図１〜図４を引用して説明する。

【0075】

図５を参照すれば、本発明の例示的な具体例による表示装置５は、表示パネル５５０と、前記表示パネル５５０を収納するハウジング５７０と、前記表示パネル５５０上に配置されるタッチセンサ１と、を備える。

【0076】

ここで、タッチセンサ１は電極１００を含み、前記電極１００は、第１、２拡散バリア膜３１０、３２０と、前記第１、２拡散バリア膜３１０、３２０の間に介在される中間層３５０と、を備える。

【0077】

本発明の例示的な具体例として、表示装置５は、テレビジョン、ナビゲーション、コンピュータのモニタ、ゲーム機、携帯電話などの多様な情報提供装置を含む。ここで、容易な説明のために、携帯電話を例として図示する。

【0078】

前記表示パネル５５０は、映像を表示することができる。表示パネル５５０は、特に限定されるものではないが、例えば、有機発光表示パネル（ｏｒｇａｎｉｃ ｌｉｇｈｔ ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｓｐｌａｙ ｐａｎｅｌ）、液晶表示パネル（ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｄｉｓｐｌａｙ ｐａｎｅｌ）、プラズマ表示装置（ｐｌａｓｍａ ｄｉｓｐｌａｙ ｐａｎｅｌ）、電気泳動表示パネル（ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅｔｉｃ ｄｉｓｐｌａｙ ｐａｎｅｌ）、及びエレクトロウェッティング表示パネル（ｅｌｅｃｔｒｏｗｅｔｔｉｎｇ ｄｉｓｐｌａｙ ｐａｎｅｌ）などの多様な表示パネルを含むことができる。

【0079】

前記ハウジング５７０は、前記表示パネル５５０を収納することができる。図面では、１つの部材で構成されたハウジングを例として図示したが、ハウジング５７０は２つ以上の部材が結合されて構成されてもよい。また、ハウジング５７０は、表示パネル５５０の他に、複数の能動素子（不図示）及び／または複数の受動素子（不図示）が実装された回路基板などをさらに収納することができる。また、表示装置５の種類に応じて、電池などの電源部（不図示）をさらに収納してもよい。

【0080】

タッチセンサ１は、表示パネル５５０上に配置され、ハウジング５７０と結合されて、ハウジング５７０とともに表示装置５の外面を構成することができる。この際、表示パネル５５０は、タッチセンサ１に結合することができる。

【0081】

タッチセンサ１は、表示パネル５５０から生成された映像が平面上に表示される表示領域と、前記表示領域の少なくとも一部に隣接する非表示領域と、を含む。ここで、前記非表示領域は、前記表示領域の縁部に形成することができる。

【0082】

ユーザは、表示装置５に表示される映像を見てタッチセンサ１をタッチすることで、命令を入力することができる。この際、上記の命令はタッチにより制御部に伝達され、前記伝達信号はタッチセンサ１の電極１００により伝達される。この際、伝達信号が伝達されるように、電極１００は、優れた性能を有しなければならない。

【0083】

このような電極１００に用いられる銅は、溶解度が高いため、電極１００が接合されている基板１０のシリコンイオン、電極１００が接合されている接合金属の銅イオンが拡散され得る。上記の銅イオンの拡散は、電極１００の性能低下を発生させ、結局、表示装置５の性能低下をもたらす恐れがある。

【0084】

しかし、本発明の例示的な具体例によるタッチセンサ１を含む表示装置５は、第１、２拡散バリア膜３１０、３２０を備え、前記第１、２拡散バリア膜３１０、３２０の間に銅からなる中間層３５０を形成することで、銅イオンの拡散を防止することができる。

【0085】

このように銅イオンの拡散を防止することにより、電極１００の腐食及び性能低下が防止され、より安定したタッチセンサ１の作動が可能となる効果がある。

【実施例】

【0086】

以下、実施例などを挙げて本発明をより具体的に説明するが、下記例に本発明の範疇が限定されるのではない。

【0087】

（実施例）
厚さ１００μｍのＰＥＴフィルム上に、ＤＣパルススパッタ（ＤＣ ｐｕｌｓｅｄ ｓｐｕｔｔｅｒ）を用いてＴａ層を厚さ２０ｎｍに蒸着した後、前記Ｔａ層上に、中間層として厚さ１００ｎｍのＣｕ層を蒸着した。最後に、前記Ｃｕ層上に厚さ６０ｎｍのＴａ層を蒸着することでサンプルを製作した。

【0088】

（比較例）
厚さ１００μｍのＰＥＴフィルム上に、ＤＣパルススパッタを用いてＮｉ層を厚さ２０ｎｍに蒸着した後、前記Ｎｉ層上に、中間層として厚さ１００ｎｍのＣｕ層を蒸着した。最後に、前記Ｃｕ層上に厚さ６０ｎｍのＮｉ層を蒸着することで、サンプルを製作した。

【0089】

前記実施例及び比較例により製作されたサンプルの初期面抵抗を、四点プローブ（４ ｐｏｉｎｔ ｐｒｏｂｅ）を用いて測定した。上記のサンプルをチャンバーに入れて８５℃、湿度８５％の環境信頼性下で１週間経過後、その面抵抗の変化を、四点プローブを用いて測定した。その結果を下記表１に示した。

【0090】

【表1】

【0091】

前記表１、及び前記実施例及び比較例により製造された電極の面抵抗の変化を比較したグラフである図６を参照すれば、８５℃、湿度８５％の環境信頼性下での面抵抗の変化を比較した結果、Ｎｉ／Ｃｕ／Ｎｉサンプルの場合、面抵抗の変化率が約１１％増加したことが分かる。これは、Ｎｉ層がＣｕイオンの拡散を効果的に防止できなかったためである。

【0092】

一方、Ｔａ／Ｃｕ／Ｔａサンプルの場合、初期面抵抗に比べ１日目の面抵抗が却って減少したことが分かる。これは、Ｔａ層が拡散防止の役割を完璧に果たして、Ｃｕイオンの拡散が防止されるとともに、８５℃、湿度８５％の環境信頼性下でＣｕ結晶が大きくなって結晶粒界が減少したためである。

【0093】

以上、本発明を具体的な実施例に基づいて詳細に説明したが、これは本発明を具体的に説明するためのものであり、本発明はこれに限定されず、該当分野における通常の知識を有する者であれば、本発明の技術的思想内にての変形や改良が可能であることは明白であろう。

【0094】

本発明の単純な変形乃至変更はいずれも本発明の領域に属するものであり、本発明の具体的な保護範囲は添付の特許請求の範囲により明確になるであろう。

【産業上の利用可能性】

【0095】

本発明は、タッチセンサに適用可能である。

【符号の説明】

【0096】

１ タッチセンサ
５ 表示装置
１０ 基板
１００ 電極
１１０ 第１メッシュ電極（メッシュ電極）
１２０ 第２メッシュ電極（メッシュ電極）
１５０ 第１電極配線（電極配線）
１６０ 第２電極配線（電極配線）
３１０ 第１拡散バリア膜（拡散バリア膜）
３２０ 第２拡散バリア膜（拡散バリア膜）
３５０ 中間層
５５０ 表示パネル
５７０ ハウジング

【図1】

【図2】

【図3】

【図5】

【図4】

【図6】