觸控傳感器裝置的制造方法
【專利說明】觸控傳感器裝置
【背景技術(shù)】
[0001] 觸控傳感器用于多種電子裝置中，例如，用于導(dǎo)航系統(tǒng)、影印設(shè)備中，用于PC系統(tǒng) 中，或近來常用于諸如移動電話、智能手機(jī)、平板PC、PDA(個人數(shù)字助理）、攜帶型音樂播放 器等的移動裝置中。在此狀況下，觸控傳感器常配置于例如液晶（LCD)或0LED(有機(jī)發(fā)光二 極體)顯示屏的顯示單元上，或整合在這類顯示單元中且形成所謂的觸控面板(亦稱作觸控 屏幕）。這類觸控面板允許使用者直觀地操作電子裝置，其中使用者通過手指、筆或另一物 件觸摸觸控傳感器的表面與電子裝置通信。
[0002] 已知用于檢測觸摸點的各種物理方法，這些方法例如基于(例如)光學(xué)、聲學(xué)、電阻 式或電容式檢測。市場上可購買到的觸控面板的主要部分為基于電阻式（電阻)或電容式的 檢測。電容式觸控傳感器裝置的基本結(jié)構(gòu)由至少兩個導(dǎo)電層組成，這兩個導(dǎo)電層覆在電絕 緣基板上且可選擇性地控制，其充當(dāng)觸控傳感器的電極。若將介電材料或?qū)щ姴牧弦刖o 鄰的傳感器中，因此引起兩個導(dǎo)電層之間的電容改變，該改變可通過相應(yīng)的分析單元來檢 測及分析?？蓪蓚€導(dǎo)電層涂覆至基板的相對的表面上，或例如JP2013/20347中所描述地， 涂覆至基板的一側(cè)上。在基板的一側(cè)上的配置的狀況下，電極典型地以二維柵格配置，其中 單個電極以柵格形式的配置相交地相互疊放，且在重疊位置處通過電絕緣層而彼此分離。
[0003] 為了在觸控屏幕中應(yīng)用觸控傳感器，必須將觸控傳感器實施為在光學(xué)范圍中透 明，從而實現(xiàn)了使用者對顯示單元的盡可能不受阻的檢視。為此，由例如氧化銦錫（ΙΤ0)、氧 化銦鋅（ΙΖ0)或氧化錯鋅(ΑΖ0)的透明的傳導(dǎo)性氧化物（T⑶，transparent conductive oxide)、導(dǎo)電的聚合物薄膜或類似材料制造電極是已知的。由于這類材料的低傳導(dǎo)率及在 制造程序中的困難，在實際應(yīng)用中有必要借助于金屬接觸結(jié)構(gòu)(亦稱作金屬橋)在電極相交 的位置處將其橋接。在最簡單的變體中，由411 〇、〇1^8或41!或者由基于具有良好傳導(dǎo)率的 一類金屬的合金以單一層的形式構(gòu)建橋接接觸結(jié)構(gòu)。此外，多層的實施方式是已知的。特別 是，為了改良透明電極上的接觸結(jié)構(gòu)的黏著力，在由具有良好電導(dǎo)率的金屬(例如Al、Cu或 Ag)制成的層與待接觸的透明電極之間設(shè)置由MoxTay(參見US2011/0199341A1)或Mo xNby組 成的金屬中間層。
[0004] 金屬接觸結(jié)構(gòu)雖然將電導(dǎo)率增大至足夠用于觸控屏幕的功能的程度，但具有以下 劣勢：由于金屬接觸結(jié)構(gòu)在可見光范圍中的反射性能，其損害觸控屏幕之外觀。在觸控屏幕 的關(guān)閉的狀態(tài)中，當(dāng)顯示單元變暗時，金屬接觸結(jié)構(gòu)能夠在環(huán)境光中對使用者可見，因為金 屬結(jié)構(gòu)強(qiáng)烈地反射環(huán)境光。為了抑制這種不期望的反射，已知將由諸如M 〇0x、M〇xTay0zS M 〇xNby0z的金屬氧化物制成的光吸收層整合在接觸結(jié)構(gòu)中。JP2013/20347公開了例如一種 多層的接觸結(jié)構(gòu)，其由諸如Mo的金屬層及由諸如M〇0 X的金屬氧化物組成的光吸收層制成， 其中光吸收氧化層覆蓋金屬層且不期望的反射的一部分因此受到抑制。
[0005] 通常使用合適的濺射靶材借助于氣相沉積方法制造薄導(dǎo)電層以及接觸結(jié)構(gòu)，其中 借助于照相平板印刷術(shù)結(jié)合濕式化學(xué)蝕刻過程進(jìn)行單個層的后續(xù)結(jié)構(gòu)化。為了制造該多層 的接觸結(jié)構(gòu)有利的是，接觸結(jié)構(gòu)的單個層的材料具有類似的蝕刻速率，因為在這種狀況下， 可在一個步驟中完成蝕刻過程，而且蝕刻介質(zhì)不必適合于各個層的結(jié)構(gòu)化，且因此可減少 制造成本。蝕刻性質(zhì)尤其在以上所提及的M〇/M〇Ox實例中并不令人滿意，因為氧化層M〇0 X的 蝕刻速率顯著不同于金屬層的蝕刻速率(在基于磷酸、乙酸及硝酸的、制造程序中通常使用 的蝕刻溶液中）。
[0006] 除了光學(xué)要求及有利的蝕刻行為之外，接觸結(jié)構(gòu)還必須滿足其他要求。特別是，移 動設(shè)備由操作中的環(huán)境影響(腐蝕、濕氣、汗水等)受到較高的負(fù)荷，且通過腐蝕或改變電特 性且可損害觸控傳感器的功能性的其他反應(yīng)可導(dǎo)致接觸結(jié)構(gòu)的損壞。
[0007] 總之，觸控傳感器中的接觸結(jié)構(gòu)因此必須要滿足電、化學(xué)及光學(xué)的各種各樣的要 求。為了使傳感器具有充分的測量精確度及測量速度，接觸結(jié)構(gòu)必須具有足夠高的電導(dǎo)率 且通過待接觸的透明導(dǎo)電電極形成盡可能低的過渡電阻。接觸結(jié)構(gòu)另外應(yīng)不能夠由使用者 在視覺上感知到（若可能），不管是在通過配置于其后方的顯示單元的運(yùn)行過程中，抑或當(dāng) 顯示單元不在運(yùn)行中時。此外，所使用的材料應(yīng)具有高耐腐蝕性及對外部影響的高抵抗能 力，同時接觸結(jié)構(gòu)的材料應(yīng)能夠在制造過程中在蝕刻方法中良好地處理，即，其應(yīng)能夠良好 地蝕刻或具有良好的蝕刻行為。此外，為了在多層接觸結(jié)構(gòu)的狀況下實現(xiàn)更具成本效益的 制造，在各個層中使用的材料的蝕刻性質(zhì)應(yīng)相當(dāng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明的目標(biāo)為提供一種具有接觸結(jié)構(gòu)的觸控傳感器裝置，其中該接觸結(jié)構(gòu)具有 對于以上所提及的要求而言盡可能有利的性質(zhì)。
[0009] 該目的通過根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸控傳感器裝置而實現(xiàn)?？蓮膹膶贆?quán)利要求中 得出有利的改進(jìn)。觸控傳感器顯示單元及用于按照本發(fā)明的觸控傳感器裝置的接觸結(jié)構(gòu)的 制造方法亦為本發(fā)明的部分。
[0010] 根據(jù)本發(fā)明的觸控傳感器裝置具有光學(xué)透明的電絕緣基板，其上配置有至少一個 光學(xué)透明的導(dǎo)電傳感器元件。通常存在多個傳感器元件，其中這些傳感器元件能夠選擇性 地電控制，且實現(xiàn)觸摸的精確定位。此外，觸控傳感器裝置具有至少一個接觸結(jié)構(gòu)，其用于 電接觸該一個或多個光學(xué)透明的導(dǎo)電傳感器元件，其中根據(jù)本發(fā)明，該接觸結(jié)構(gòu)具有由金 屬氮氧化物制成的至少一個層。形成氮氧化物的金屬在此狀況下為鉬或除鉬之外由來自元 素鈮、鉭、釩、鎢、鉻、錸、鉿、鈦及鋯的群組的一種元素或多種元素組合的混合物。因此，金屬 氮氧化物具有類型Mo aXb0cNd的組成成分，其中X為來自群組Nb、Ta、V、W、Cr、Re、Hf、Ti&Zr* 的一種元素或來自Nb、Ta、V、W、Cr、Re、Hf、Ti及Zr群組中的多種元素的組合。不應(yīng)在嚴(yán)格意 義上將分子式MoaXbOcNd理解為嚴(yán)格意義上的化學(xué)分子式，而是僅表不金屬氮氧化物的相對 原子組成。指數(shù)a、b、c及d因此為以原子百分比計的規(guī)格，且總數(shù)為UX并非必須存在，因此b 的相對比例可為〇。優(yōu)選地，X為銀或鉭。替代地，優(yōu)選b = 0。應(yīng)注意，金屬氮氧化物并非必須 為超純的組成成分，而是也可能存在具有其他元素的污染物。在此，由金屬氮氧化物制成的 層的反射率小于20%，特別是小于10%。
[0011] "觸摸"不僅應(yīng)理解為通過直接的身體接觸的直接觸摸，而且還應(yīng)理解為為物件向 傳感器元件附近的接近。觸控傳感器裝置因此應(yīng)理解為不僅在使用手指、觸控筆或另一物 件觸摸觸控傳感器元件時的檢測，而且還在其到達(dá)觸控傳感器元件附近時的檢測。特別是， 觸控傳感器元件可以形成用于觸摸的電容式或電阻式檢測。
[0012] "光學(xué)透明"應(yīng)理解為各個層或結(jié)構(gòu)實質(zhì)上對整個可見電磁波譜或其部分波譜為 透射性的。
[0013] "反射率"應(yīng)理解為反射光通量與入射光通量之間的比率。漫反射或背向散射的光 也被考慮在反射光通量中。此為光度尺寸，其中層的反射性能的特性在于，考慮人眼的波長 相關(guān)的敏感度(在白天視覺的狀況下）。在第一近似法中，將在550nm的以％計的反射率R用 于測量根據(jù)本發(fā)明產(chǎn)生的層的反射率。人眼的敏感度(亮度敏感度，V-λ曲線)在此波長下最 尚。
[0014] 光學(xué)透明的導(dǎo)電傳感器元件可具有透明傳導(dǎo)性氧化物（1X0, transparent conductive oxide)(諸