(57)【要約】【課題】タッチパネルセンサー装置の、金属電極の形成にフォトリソ工法を使用すると、工程が複雑で特殊な薬液を使用する必要があり、製造歩留まりの低下と製造コストの高騰を招くという問題があった。【解決手段】ガラス基板１上に最初に成膜した導電膜１１からレーザーアブレーションにより電極パターン２と配線パターン３を形成する工程を含むことを特徴とするタッチパネルセンサー装置１０の製造方法であって、前記導電膜１１が金属膜であることを特徴とする製造方法である。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電膜をガラス基板上に製膜する工程と、レーザーアブレーションにより前記導電膜の不要な領域を除去し、所定の電極パターンと配線パターンとをガラス基板上に形成する工程と、を含むことを特徴とするタッチパネルセンサー装置の製造方法。
【請求項２】
前記導電膜が、金属膜であることを特徴とする請求項１に記載のタッチパネルセンサー装置の製造方法。
【請求項３】
前記金属膜は、ＭＡＭ（モリブデン／アルミニウム／モリブデン）もしくはＡＰＣ（銀・パラジウム・銅）であることを特徴とする請求項２に記載のタッチパネルセンサー装置の製造方法。
【請求項４】
前記導電膜は、波長が３５５〜５３２ｎｍの範囲にあるレーザーによりアブレーションされることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のタッチパネルセンサー装置の製造方法。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の製造方法で製造されたタッチパネルセンサー装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タッチパネルセンサーの製造方法に係り、特には、ガラス基板上に最初に製膜した金属層をパターニーングする方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話機や、携帯情報端末、カーナビゲーションシステムを始め、様々な電子機器の操作部にタッチパネル型入力装置（以下、単にタッチパネルセンサーと記す。）が採用されている。タッチパネルセンサーは、液晶表示装置等の表示用パネルの表示面上に、指先やペン先の接触位置を検出する入力装置として貼り合わせて使用されるものである。タッチパネルセンサーには、その構造及び検出方式の違いにより、抵抗膜型や静電容量型等の様々なタイプがある。
【０００３】
静電容量型のタッチパネルセンサーは、図１に示すように一枚のガラス基板上にマトリック状に配置された透光性電極パターン５，６と基板外周部に接続用電極３を形成している。電極間部分に指等が接触することによって誘起される静電容量の変化を、微弱な電流変化として検出することでタッチパネル上の被接触位置を特定するものであり、従来より使用されていた抵抗膜型入力装置に比べて、より高い透過率を有するという利点がある。
【０００４】
タッチパネルを備える液晶表示装置では、タッチパネルセンサーが、液晶表示装置の表示用パネルの偏光板上に位置合わせの上で搭載固定されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。すなわち、タッチパネルセンサーが液晶表示装置とは独立に製造され、しかる後一体化される。タッチパネルセンサーを液晶表示装置に固定する方法としては、表示用パネルの外周に約０．５ｍｍ以上の厚みの粘着剤付きクッションゴムを敷設してタッチパネルを固定する方法や表示パネルとタッチパネルとを透明接着剤で全面貼り付けする方法などが採用されている。
【０００５】
ところで、ガラス基板上に形成すべき電極のうち、接続用電極３と透明電極５，６間をつなぐ、くびれた細い部分（以下、交差部７と記す。）は、抵抗を低く抑える必要からＭＡＭ（モリブデン／アルミニウム／モリブデン）もしくはＡＰＣ（銀・パラジウム・銅）等の金属が使われる。そして、これらの金属電極は、ガラス基板に対する最初の工程にて形成されることが一般的である。すなわち、ガラス基板上にＭＡＭやＡＰＣなどの金属薄膜をスパッタ法にて成膜し、その後、フォトリソ法により所定のレジストパターンを形成し、薬液を使ったエッチング処理にて露出した金属薄膜を除去し、最後にレジスト層を剥離することが一般的であった。
【０００６】
露光方式としては、フォトマスクを用いたプロキシミティー露光方式や投影露光方式が一般的である。しかし、近年では、（１）フォトマスクを必要としない点、（２）高解像・高品質パターン・高速描画などの観点より、直描露光（Ｍａｓｋ−ｌｅｓｓ）方式が開発されている。さらに近年、改良が進み、高スループットかつ露光領域境界での寸法変動が少なく高解像度な直描露光システム及びこの直描露光システムをサポートするＣＡＤやソフトウエアーが上市されている。
【０００７】
直描露光方式は、ビーム光を直接レジストの所定の位置に照射する方法であり、レーザ光源等から出射した光を光学系を用いて焦点を絞り、基板もしくはビームを走査することでレジストにパターンを焼き付けるものである（特許文献４，５）。描画速度さえ速ければ、従来のフォトリソ法に対抗できる技術と言える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１１−８６１２２号公報
【特許文献２】特開２００８−２１０８５０号公報
【特許文献３】特開２００９−５８９０５号公報
【特許文献４】特開２００６−３３７５５１号公報
【特許文献５】特開２００９−５８９０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従来、タッチパネルセンサーを組成する導電膜（ＩＴＯや金属）のパターンニングは、導電膜が成膜されたガラス基板に、（１）レジストの塗布、（２）フォトマスクを用いたフォトリソ法によるレジスト層のパターン露光、（３）現像、（４）エッチング法によるレジスト開口部に露呈した導電膜の除去工程、（５）レジスト層の剥離工程、等からなっていた。
【００１０】
このため、（１）〜（５）の工程は、フォトマスクを用いたフォトリソ工程、湿式現像工程およびエッチング工程、レジスト層剥離工程と非常に多くの工程が必要であった。また、金属のファインエッチングでは、ＩＴＯ透明電極に対するのとは異なる薬液処理系を準備する必要があった。このため、設備費用・メンテナンス費用の増大と製造歩留まりの低下を招いていた。
そこで、本発明は、タッチパネルセンサーの金属電極の形成に新たな手法を導入することを目的とした。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を達成するための請求項１に記載の発明は、導電膜をガラス基板上に製膜する工程と、レーザーアブレーションにより前記導電膜の不要な領域を除去し、所定の電極パターンと配線パターンとをガラス基板上に形成する工程と、を含むことを特徴とするタッチパネルセンサー装置の製造方法としたものである。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、前記導電膜が、金属膜であることを特徴とする請求項１に記載のタッチパネルセンサー装置の製造方法としたものである。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、前記金属膜は、ＭＡＭ（モリブデン／アルミニウム／モリブデン）もしくはＡＰＣ（銀・パラジウム・銅）であることを特徴とする請求項２に記載のタッチパネルセンサー装置の製造方法としたものである。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、前記導電膜は、波長が３５５〜５３２ｎｍの範囲にあるレーザーによりアブレーションされることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のタッチパネルセンサー装置の製造方法としたものである。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の製造方法で製造されたタッチパネルセンサー装置としたものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明になる、タッチパネルセンサーの製造方法においては、金属パターンの形成にレジスト層の塗布、フォトリソ法によるレジスト層パターンニング、現像、エッチング法によるレジスト層の非被覆部の除去工程、レジスト層の剥離工程を必要とせず、また、フォトマスクも必要としない。したがって、製造工程が簡略・合理化され、タッチパネルセンサーの製造歩留まりが向上し、薬液処理装置等の設備費用・維持費用も低減されるため、
大幅なコスト削減が可能となった。
【００１７】
尚、ガラス基板から見て最初（最下層）の金属層をレーザアブレーションにより、パターニングする効果としては、第二層以降に金属層を形成しレーザアブレーションによりパターンニングすると、第二層以下の下層も除去されてしまうことが挙げられる。
【００１８】
また、レーザアブレーションにより除去される導電層が金属層である効果としては、金属膜をエッチングするためには強酸が必要であるが、それを使用するための大がかりなエッチング処理システムが不要となることを挙げられる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】タッチパネルセンサーの電極パターンの配置の一例を説明する上面視の図である。
【図２】第一電極と第二電極の交差部の構造を説明する図面である。（ａ）上面視、（ｂ）Ｘ−Ｘ’線の断面視の図、（ｃ）Ｙ−Ｙ’線の断面視の図である。
【図３】（ａ）〜（ｅ）はタッチパネルセンサーの製造工程を説明する模式的な斜視工程図である。電極パターン等は小さいので詳細は省略されている。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の対象となるタッチパネルセンサーは、ガラス基板上の同一面内に材質の異なる複数の電極パターンを形成するに当たり、工法的には、金属パターンを最初に形成するか、構造的には、金属パターンの下部にガラス基板以外の組成物を有しないものである。
すなわち、ガラス基板の直上に製膜された金属層をレーザアブレションによりパターン状に除去するものであって、レーザーの被照射部とその近傍についは、金属層以外はダメージを受ける可能性があるので、ガラス基板しかあってはならない。
【００２１】
アブレーション用の直描装置は、図示はしないが、主にＣＡＤデータのパターン情報を描画ヘッドにデータ転送する描画エンジン、レーザー光源、描画ヘッド、アライメント用のＣＣＤカメラおよび基板ステージから構成されている。基板ステージ上の金属膜の成膜されたガラス基板を走査させ、描画ヘッドから照射されるレーザービームの照射により所定の領域がレーザーアブレーションにより除去される。
【００２２】
描画ヘッド内には、レーザー露光照射のオン・オフの選択切り替えを行うためのＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｍｉｃｒｏ  Ｍｉｒｒｏｒ  Ｄｅｖｉｃｅ）が搭載されており、これにより、ＣＡＤデータに基づき所定領域を選択的にアブレーションすることで不要な金属膜を除去し、金属電極および金属配線のパターン形成を行うことを特徴とする。
【００２３】
以下、図１から図３を用い、枚様方式によるタッチパネルセンサー装置の製造工程に即して本発明の実施の形態例を説明するが、工程自体は、概ね導電膜としての金属層形成、金属層パターニング、Ｘ方向電極とＹ方向電極の短絡を防ぐ絶縁層のパターニング、Ｘ方向電極，Ｙ方向電極となるＩＴＯ透明電極のパターニング、保護層形成工程、断裁工程からなっている。
【００２４】
先ず、導電体としての金属は、比抵抗値、エッチング性、ＩＴＯとの接触性の点でアルミニウム系か銀系の材料が好適である。３２０ｍｍ×４００ｍｍ×０．５ｍｍサイズのガラス基板１に、例えばＭＡＭ（モリブデン／アルミニウム／モリブデン）の３層からなる金属膜を、総厚が２５００〜３５００Å程度になるようにスパッタ成膜したものを例示できる（図３（ｂ））。
【００２５】
次に、前記ガラス基板１上にレーザー発振器（波長；３５５ｎｍ）を光源とする直描装
置により、所定箇所に所定の金属電極２および金属配線３が形成されるよう、不要部分の金属膜を直描方式によりアブレーション処理を行う（図３（ｃ）参照。但し、この図では金属パターンは省略されている）。また、図１では金属配線３の外形は直線的であるが、直線に限らず引き回されることもある。
【００２６】
この時、ガラス基板１の外周にアライメントマーク８および位置精度管理用のバーニア９の形成が行える。アライメントマーク８は、パターン同士の位置合わせのために使用するマークであるが、バーニア９はその結果を視認するためのマーク領域である。
レーザー光源としては、３５５ｎｍ、５３２ｎｍの波長のレーザー光源を用いてもよい。
【００２７】
アブレーションの採用により、燐酸、シュウ酸、酢酸等を用いる金属のエッチング処理工程は不要となる。また、２層目以降の膜形成時に顕微鏡等で目視確認しながらアライメントを行う場合、最初に形成するパターン（電極パターン２、アライメントマーク８、バーニア９）が、遮光性の金属材料で形成されていることによって、視認性が向上する結果、アライメントを容易に行うことが可能である。
【００２８】
ＡＰＣ膜（銀・パラジウム・銅）膜は、銀が抵抗が低く配線材料としては好ましいが、腐食しやすいためパラジウム及び銅と合金化した材料である。合金ターゲットを用いてスパッタ法で製膜し、エッチング液としては、燐酸−シュウ酸−酢酸系を使用する必要がある。アブレーションではこうした薬液を使用・処理する工程が不要となる。
【００２９】
最初に形成される金属製電極の一つは、図１で示すように、後で形成される孤立した菱形のＩＴＯ透明電極６を接続して一本のＹ方向電極とするブリッジ用電極２である（但し、ブリッジは、Ｘ方向でもＹ方向でも構わず、本例ではＹ方向に設けた）。他の一つは、ガラス基板外周に設けられる引き出し用電極３であり、これらの電極２，３は、狭い幅で引き回されると線幅が細くなり高抵抗になるため金属化するものである。金属電極２は、一例として、３００μｍ×２０μｍ程度、引き回し用配線３は、線幅１００μｍ、ピッチが１５０μｍ程度になるようにアブレーション加工を施すのが望ましい。
【００３０】
次いで、定法のフォトリソ法により、ブリッジ用金属電極２の上にレジスト（ＪＳＲ社製；ＮＮ９０１）を塗布し、定法のフォトリソ法により図２に示すようにブリッジ用の金属電極２上部に、大きさが５０μｍ×２４０μｍで厚みが１．５μｍ程度のレジストパターン（以降、絶縁層４と記す。）の形成を行った。これは菱形のＸ方向電極５（第一の電極）とＹ方向電極６（第二の電極）は必ず交差するので、該交差部７でＹ方向電極が絶縁層４の上を乗り上げるように配置して短絡しないようにするための部材である。
金属電極２のY方向の両端は、透明電極６と重なる必要があるので、絶縁層４では被覆されない。絶縁性材料としては、誘電率が２〜４の光透過性の高いアクリル系材料が好ましい。
【００３１】
次に、基板上にスパッタ法にて、仕上がりの組成が、概ねＩｎ２Ｏ３：ＳｎＯ２＝９０：１０となるようにＩＴＯ膜を基板上に製膜し、その後、定法のフォトリソ法により、図１で示すような菱形のＸ方向（第一）電極５、Ｙ方向（第二）電極６を形成する（図３（ｄ））。さらに、２３０℃で３０分間程度アニールして表面抵抗を１５０Ω／□程度のＩＴＯ電極とし、透過率を９５％（＠５５０ｎｍ）とするのが好ましい。透明電極としては、ＩＴＯ以外にＩＺＯ等の金属酸化物も使用できる。ＩＴＯのエッチング液としては、塩化第二鉄等の鉄溶液が使用できる。またＩＴＯエッチングはアニール処理の前に行ってもよく、その場合は、シュウ酸等がエッチング液として使用できる。
【００３２】
図１のＸ方向電極５とＹ方向電極６との交差部７の拡大図を図２に示した。図２（ａ）は、上面視の拡大図で、Ｙ方向では菱形の透明電極６が金属電極２でつながり、その上に
絶縁層４が堆積され、さらにその上をＸ方向電極５が走っている。図（ｂ）、（ｃ）は、それぞれ図（ａ）のＸ−Ｘ’線とＹ−Ｙ’線における断面視の模式図である。Ｘ方向電極５とＹ方向電極６は、絶縁層４で分離され短絡しないようになっている。
【００３３】
その後、前記基板上に、レジスト（ＪＳＲ社製；ＮＮ９０１）を保護膜１２として塗布し、定法のフォトリソ法により電極上他を被覆しつつ、引き出し用電極部分３と多面付けされたセンサー間の境界部線はマトリックス状に露出させる（図示せず）。最後に上記多面付けされたタッチパネルセンサー基板を、公知のケミカルエッチング法により、個片に様断してタッチパネルセンサー装置１０を得ることができる（図３（ｅ））。用途に応じて、レーザー断裁法、スクライブ断裁法にて断裁を行ってもよい。
【符号の説明】
【００３４】
１、ガラス基板
２、金属電極（電極パターン）
３、金属配線（配線パターン）
４、絶縁膜
５、Ｘ方向（第一）電極
６、Ｙ方向（第二）電極
７、交差部
８、アライメントマーク
９、位置あわせバーニア
１０、タッチパネルセンサー装置
１１、成膜された金属膜（ＭＡＭ）
１２、保護膜
【図１】
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【図２】
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【図３】
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