层叠体、其制造方法和电子设备的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及能够用于电子设备和光学设备用的金属电极等、且包含金属和导电性 金属化合物的层叠体、其制造方法和电子设备。
【背景技术】
[0002] 对于用于使用了液晶、有机EL等的各种电子设备的电极(包括提高导电性的辅助 电极)而言，近年来，特别是设置在显示元件等的前面的作为输入输出装置的触摸传感器等 的大型化正在进行。触摸传感器(面板）中所含的检测电极、配线电极、连接电极之中，特别 是对于检测电极而言，如果触摸传感器大型化，则电阻成分增大，因此越来越需要电阻更低 的电极。
[0003] 以往，触控面板用的电极通过使用以11!、211、511、1^等作为主要成分的氧化物半导 体等透明度高的导电性金属氧化物来确保显示的可视性。但是，透明度高的导电性金属氧 化物在降低电阻值方面存在极限，难以达到近年来所要求的水平的低电阻。因此，作为替代 材料，要求可通过微细图案化来确保可视性的低电阻金属的实用化。
[0004] 并且，对于触控面板等在显示元件的前面配置有带电极的基板的电子设备而言， 不妨碍显示的可视性成为必要条件，因此，对于电极，要求遮蔽、散射、杂散光、反射等要尽 可能地少。
[0005] 但是，现有的由导电性金属氧化物构成的电极仅通过置换为金属会因金属特有的 高反射率而产生晃眼（年因此需要使反射率降低。另外，由电阻尽可能低的且能够 电连接的导电体构成这一点很重要。
[0006] 对于反射率低的金属，存在有钼(Mo)、铬(Cr)、钛(Ti)、钽(Ta)、钨(W)或其合金，但 这些金属属于电阻值高的类别。与此相对，银(Ag)、铝(A1)、铜(Cu)等或其合金的电阻值低， 但反射率高。
[0007] 虽然提出了利用这些金属的特性在电阻值低且反射率高的金属之上层叠电阻值 高且反射率低的金属的方法，但对于通过层叠金属来降低反射率而言，存在极限。
[0008] 另外，即使通过层叠金属能够一定程度地降低反射率，但各金属的蚀刻速率各自 不同，因此，特别是在湿式蚀刻工序中，难以将各层一并进行微细加工。另外，如果调整成湿 式蚀刻工序能够良好地实施，则反而难以充分地降低反射率。
[0009] 因此，作为降低反射率的方法，提出了：在金属层之上形成介电体或金属氧化物、 金属氮化物、金属氧氮化物、金属碳化物层，制成2层或3层构成的方法;将低反射率的金属 半透过膜配置于金属层之上，然后，形成介电体或金属氧化物、金属氮化物、金属氧氮化物、 金属碳化物层的方法(例如专利文献1~7)。
[0010] 即，在专利文献1中，公开了一种透明导电性膜，其为在基材上形成由氮化铜和氧 构成的黑化层作为等离子显示器用防电磁波膜功能膜而成的层叠体，该透明导电性膜不会 因配线部的金属光泽反射光而使得在触控面板下配置的显示器的可视性降低。
[0011] 在专利文献2中，公开了一种膜状触控面板传感器，其通过在设置于膜上的条纹或 网格状的铜配线的可视侧形成黑色的氧化铜被膜，由此抑制来自配线的反射。
[0012] 在专利文献3中，公开了一种低电阻的触控面板传感器，其通过在绝缘基材上形成 由金属材料构成的传感器电极、和在传感器电极上形成的由无机氧化物材料构成的兼具密 合层的吸收层，由此能够进行高精细的蚀刻。
[0013] 在专利文献4中，公开了：在透明基板上层叠由选自介电性物质、金属、金属的合 金、金属的氧化物、金属的氮化物、金属的氧氮化物和金属的碳化物组成的组中的一种以上 构成的作为黑化层的吸收层、和包含选自附1〇、11、0^1、〇1^、(： 〇、￥^11和48中的一种以 上的导电层，由此改善了导电层的可视性和对外部光的反射特性。
[0014] 另外，在专利文献5中，公开了在由铜镀层构成的导电体层的透明树脂基板侧设置 由铜和镍和氧构成的黑化层;在专利文献6中公开了通过依次具备黑化层、金属层、基材、黑 化层、金属层并且利用氮化铜构成黑化层，由此抑制了因金属光泽反射光导致的显示器的 可视性降低;在专利文献7中公开了金属层使用Ni-Zn膜、导电层使用Cu膜。
[0015]如此，在专利文献1~7中，作为形成吸收层的物质，公开了高折射率透明薄膜、透 明导电膜、功能性透明层、金属氧化物、金属氮化物、金属氧氮化物、介电体物质等。
[0016] 依据专利文献1~7等的方法，可以通过黑化层或吸收层吸收由金属引起的反射， 并且通过反复层叠多层，能够进一步降低反射率。
[0017] 现有技术文献
[0018] 专利文献
[0019] 专利文献1:日本特开2013-169712号公报 [0020] 专利文献2:日本特开2013-206315号公报 [0021] 专利文献3:日本特开2013-149196号公报 [0022] 专利文献4:日本特表2013-540331号公报 [0023] 专利文献5:日本特开2008-311565号公报 [0024] 专利文献6:日本特开2013-129183号公报 [0025] 专利文献7:日本特开2007-308761号公报
【发明内容】
[0026]发明所要解决的问题
[0027] 但是，专利文献1~7的吸收层或黑化层中所使用的物质在可视区域的折射率(η) 为1.4~2.5左右、消光系数(k)为0.01~0.25,因此，吸收层或黑化层为吸收少的透明的薄 膜或层。
[0028] 因此，出于降低可视区域的反射率的目的，即使将专利文献1~7的吸收层或黑化 层层叠于金属层的表面，也会因光的干渉而产生可视区域的反射率的极大或极小而产生干 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，在专利文献1~7中，为了将各层反复层叠，各层的蚀刻速率之差增大，对选 择物质产生限制。
[0030] 专利文献1~7的吸收层或黑化层为金属化合物薄膜，因此产生如下现象:在图案 化工序中，不能与金属层一并地进行蚀刻，需要与金属层不同的蚀刻剂，或者，即使能够进 行蚀刻，金属层与金属化合物层的蚀刻速率也不一致，层叠构成中的某一方的膜变为过蚀 刻或欠蚀刻，微细图案的形成不能如想象的那样。
[0031] 另外，作为吸收层或黑化层，在使用除了作为透明氧化物半导体物质的透明导电 膜以外的金属化合物的情况下，根据吸收层或黑化层的导电性的有无或值，有时需要在与 其它连接电极的连接中增加工序、或需要改变膜构成，在用作电极的情况下，产生限制。
[0032] 本发明是鉴于上述课题而完成的，本发明的目的在于提供一种层叠体、其制造方 法和电子设备，所述层叠体降低了因金属特有的光泽导致的晃眼(反射率）。
[0033] 本发明的其它目的在于提供一种层叠体、其制造方法和电子设备，所述层叠体以 较少的层构成、将可视区域内的金属的反射率尽可能降低为平缓7分)的反射率而形成 目视黑化的色调，即使在层叠为层状的状态下也能够一并地利用湿式蚀刻形成微细图案、 且具备具有与低电阻的金属层相对应的导电性的最佳吸收层。
[0034]用于解决问题的手段
[0035] 上述课题通过本发明的层叠体得以解决，所述层叠体由透明的基板、在该基板上 形成的金属层、和在该金属层的至少一个面上以与该面接触的方式形成的金属化合物层构 成，上述金属层具备至少一层电阻率为Ι.ΟμΩ · cm~ΙΟμΩ · cm的金属的层、或以该金属作 为主要成分的合金的层，上述金属层的电阻率为1〇μΩ · cm以下，上述金属化合物层由透明 氧化物半导体物质、与至少一种以上的具有与锌(Zn)同等以上的氧化物生成自由能的金属 的混合物构成。
[0036] 如此构成，因此，可以任意地组合具有导电性的透明氧化物半导体物质和具有与 锌(Zn)同等以上的氧化物生成自由能的金属，能够自由地控制电特性(导电性）、光学特性 (折射率和消光系数）、蚀刻特性(在蚀刻剂中的溶解性、蚀刻速率)达到期望的值。
[0037] 因此，能够通过较少的层构成实现如下所述的导电性层叠体：向其它金属配线的 电配线连接容易，可确保良好的导电性，同时通过降低来自可视侧的金属表面反射率并进 行黑化，可以抑制因金属层而产生的晃眼，能够通过湿式蚀刻一并地形成任意的微细图案。 [0038]本发明的层叠体在用于电子设备用的电极材料的情况下，响应速度能够提高，并 且通过基于微细加工和反射率降低的可视性的改善、基于一并蚀刻进行的图案化形成、最 低限度的层构成，由此可以实现生产率的提高和成本降低。
[0039] 另外，金属化合物层由透明氧化物半导体物质与具有与锌(Zn)同等以上的氧化物 生成自由能的金属的混合物构成，因此，在确保导电性的基础上，能够实现光学常数(折射 率、消光系数和吸收）的优化，层叠体的设计变得容易。另外，可以得到具备具有良好的导电 性的光吸收层的层叠体。
[0040] 另外，与仅由金属氧化物、金属氮化物、金属氧氮化物、金属碳化物等化合物构成 的情况相比，由于成为吸收大的层，因此，能够大幅降低金属层表面的反射率，即使在设为 仅由金属层和一层金属化合物层构成的2层构成的情况下，层叠体的晃眼也降低，在将本发 明的层叠体用于显示器等的情况下，可视性提高。
[0041] 由于可视性提高，因此本发明的层叠体可适宜用于各种显示元件或触控面板等、 外观上需要美观的设备的显示器等，能够用作显示设备用、发光元件用、触控面板用、太阳 能电池用、其它电子设备等的电极。
[0042]另外，上述金属层具备至少一层电阻率为Ι.ΟμΩ · cm~ΙΟμΩ · cm的金属的层、或 以该金属作为主要成分的合金的层，上述金属层的电阻率为1〇μΩ · cm以下，由于在金属层 中使用电阻低的金属，因此，在由金属层和金属化合物层形成配线图案的情况下，能够使得 配线图案较细，因此，即使用于显示器表面的触控面板等也能够维持可视性。
[0043] 本发明的层叠体能够在湿式蚀刻工艺中一并地对金属层与金属化合物层、或者金 属化合物层与金属层与金属化合物层进行图案形成，也能够形成4μπι的微细图案。因此，作 为触控面板、显示元件、发光元件、光电转换元件等的主要电极、辅助电极以及与端子的连 接电极可发挥良好的功能。
[0044] 具有与锌(Ζη)同等以上的氧化物生成自由能的金属是能够确保导电性且不易氧 化的金属。因此，通过在金属化合物层中混合具有与锌(Ζη)同等以上的氧化物生成自由能 的金属，而能够有效地利用不易氧化的金属所具有的、吸收大这样的性质。
[0045] 另外，不仅是金属层，金属化合物层也为导电性，因此，能够容易地与其它配线进 行电连接，能够由本发明的金属层和金属化合物层形成配线图案，用作配线。
[0046] 此时，上述金属层可以是上述至少一层的上述合金的层与异种金属层层叠而成， 该异种金属层由与作为上述合金的层的主要成分的上述金属种类不同的金属构成。
[0047] 由于如此构成，因此层叠体的光学常数、蚀刻速率等特性的调整变得容易。
[0048] 此时，上述金属层可以是通过将由铜(Cu)、铝(Α1)、银(Ag)或这些金属的合金构成 的单一的层、与选自由钼(Mo)层、钼合金层、铝(A1)层、铝合金层组成的组中的两层或三层 层叠而成。
[0049] 由于如此构成，因此能够使金属层为低电阻，由金属层和金属化合物层形成配线 图案时，能够使得配线图案较细，因此即使用于显示器表面的触控面板等也能够维持可视 性。
[0050] 此时，上述金属化合物层在可视区域（400~700nm)内的折射率(η)可以为2.0~ 2.8、消光系数(k)可以为0.6~1.6。
[0051] 由于如此构成，因此，抑制了反射，能够构成不会发红、发黄、发蓝等的暗黑色的层 置体。
[0052] 此时，上述金属化合物层可以由一种或两种透明氧化物半导体物质和具有与锌 (Ζη)同等以上的氧化物生成自由能的金属的混合物所构成的层构成，上述透明氧化物半导 体物质可以为氧化铟（Ιη 2〇3)、氧化锌(ΖηΟ)或氧化锡(Sn02)、或者以氧化铟（Ιη2〇 3)、氧化锌 (ΖηΟ)或氧化锡(Sn02)作为主要成分并含有添加物。
[0053] 由于如此构成，因此能够构成可视区域内的平均反射率以及最大反射率与最小反 射率之差小的、不会发红、发黄、发蓝等的暗黑色的层叠体。
[0054]另外，在金属化合物层中使用两种透明氧化物半导体物质的情况下，通过改变两 种透明氧化物半导体物质的比率，可以宽范围地选择层叠体的光学常数、蚀刻速率等。
[0055] 此时，上述具有与锌（Ζη)同等以上的氧化物生成自由能的金属为选自包含锌 (Ζη)、铜(Cu)、镍(Ni)、钼(Mo)、钴(Co)、铅(Pb)、钼合金的组中的任一种以上的金属。
[0056] 如此，由于在金属化合物层中能够确保导电性并且添加不易氧化的这些金属，因 此，能够增大金属化合物层的吸收，能够降低