(57)【要約】  透明基板の対向する第１面上と第２面上にそれぞれ堆積される第１透明導電層と第２透明導電層をレーザースクライビングする方法。当該方法は、集束レーザービームが第２導電層と基板の第２面を通過するように１つ以上のレンズを介して前記基板の第１面上又は該第１面に近接する集束スポットへ向ける工程、前記第１レーザービームの軸に対して直交する面内の二軸で前記第１レーザービームと前記基板との間での相対運動を開始することで、前記第１導電層中に第１パターンをスクライビングする工程、集束レーザービームが第１導電層と基板の第１面を通過するように１つ以上のレンズを介して前記基板の第２面上又は該第２面に近接する集束スポットへ向ける工程、前記第１レーザービームの軸に対して直交する面内の二軸で前記第１レーザービームと前記基板との間での相対運動を開始することで、前記第１導電層中に第１パターンをスクライビングする工程、を有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基板の対向する第１面上と第２面上にそれぞれ堆積される第１透明導電層と第２透明導電層をレーザースクライビングする方法であって、
集束レーザービームが第２導電層と基板の第２面を通過するように１つ以上のレンズを介して前記基板の第１面上又は該第１面に近接する集束スポットへ向ける工程、
前記第１レーザービームの軸に対して直交する面内の二軸で前記第１レーザービームと前記基板との間での相対運動を開始することで、前記第１導電層中に第１パターンをスクライビングする工程、
集束レーザービームが第１導電層と基板の第１面を通過するように１つ以上のレンズを介して前記基板の第２面上又は該第２面に近接する集束スポットへ向ける工程、
前記第２レーザービームの軸に対して直交する面内の二軸で前記第１レーザービームと前記基板との間での相対運動を開始することで、前記第１導電層中に第１パターンをスクライビングする工程、
を有する方法。
【請求項２】
前記第１レーザービームと前記第２レーザービームが同一である請求項１に記載の方法であって、前記第１導電層中に前記第１パターンをスクライビングによって形成する工程後、前記基板の第２面が前記レーザービームに対向する位置から前記基板の第１面が前記レーザービームに対向する位置へ、前記基板を移動させる工程、を有する方法。
【請求項３】
前記第１レーザービームと前記第２レーザービームが前記基板の対向する面から付与される、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記第１レーザービームと前記第２レーザービームによる前記第１導電層と前記第２導電層のスクライビングは同時に行われる、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記第１レーザービームと前記第２レーザービームが１０００ｎｍ乃至１１００ｎｍの範囲の波長を有する、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記第１パターンが前記第２パターンと異なる、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記第１パターンが前記第２パターンと同一である、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記第１レーザービームが前記基板から前記第１導電層を除去できる閾値エネルギー密度は、前記第１レーザービームが前記基板から前記第２導電層を除去できる閾値エネルギー密度よりも低く、かつ、
前記第２レーザービームが前記基板から前記第２導電層を除去できる閾値エネルギー密度は、前記第２レーザービームが前記基板から前記第１導電層を除去できる閾値エネルギー密度よりも低い、
請求項１乃至７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記第１導電層に対応する位置での前記第１レーザービームのエネルギー密度は、前記第１レーザービームが前記基板から前記第１導電層を除去するのに必要とされる閾値エネルギー密度を超え、かつ、前記第２導電層に対応する位置での前記第１レーザービームのエネルギー密度は、前記第１レーザービームが前記基板から前記第２導電層を除去するのに必要とされる閾値エネルギー密度を超えず、かつ、
前記第２導電層に対応する位置での前記第２レーザービームのエネルギー密度は、前記第２レーザービームが前記基板から前記第２導電層を除去するのに必要とされる閾値エネルギー密度を超え、かつ、前記第１導電層に対応する位置での前記第２レーザービームのエネルギー密度は、前記第２レーザービームが前記基板から前記第１導電層を除去するのに必要とされる閾値エネルギー密度を超えない、
請求項１乃至８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記第１レーザービーム若しくは前記第２レーザービームによって前記第１導電層又は前記第２導電層をそれぞれスクライビングするプロセスウインドウは、前記第２レーザービーム若しくは前記第１レーザービームによって前記第１導電層又は前記第２導電層をそれぞれスクライビングするプロセスウインドウよりも大きく、
ここで前記プロセスウインドウは、前記レーザービームが対向する導電層をスクライビングすることなく前記標的導電層をスクライビングすることができるような、スクライビングされるべき標的導電層に対するレーザービームの焦点位置の範囲として定義される、
請求項１乃至９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
前記第１レーザービーム若しくは前記第２レーザービームによって前記第１導電層又は前記第２導電層をそれぞれスクライビングするプロセスウインドウは、スクライビングレーザービーム軸方向におけるスクライビングされるべき前記標的導電層の位置のばらつき、及び／若しくは、前記スクライビングレーザービーム軸方向における前記スクライビングレーザービームの焦点面の位置のばらつき、又は、前記スクライビングレーザービーム軸方向におけるスクライビングされるべき前記標的導電層の位置のばらつきと前記スクライビングレーザービーム軸方向における前記スクライビングレーザービームの焦点面の位置のばらつきとが結合したものを超え、
ここで前記プロセスウインドウは、前記レーザービームが対向する導電層をスクライビングすることなく前記標的導電層をスクライビングすることができるような、スクライビングされるべき標的導電層に対するレーザービームの焦点位置の範囲として定義される、
請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記第１導電層と前記第２導電層が同一の材料で構成される、請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
前記第１導電層と前記第２導電層がインジウムスズ酸化物で構成される、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記基板の厚さが１．５ｍｍ以下である、請求項１乃至１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
前記１つ以上のレンズを介して前記第１レーザービームを前記基板の第２面上又は該第２面に近接する集束スポットへ向ける工程、
前記第１レーザービームの軸に対して直交する面内の二軸で前記第１レーザービームと前記基板との間での相対運動を開始することで、前記第２導電層上又は前記第２導電層と前記基板との間に設けられる第１金属層中に第３パターンをスクライビングによって形成する工程、
前記１つ以上のレンズを介して前記第２レーザービームを前記基板の第１面上又は該第１面に近接する集束スポットへ向ける工程、
前記第１レーザービームの軸に対して直交する面内の二軸で前記第２レーザービームと前記基板との間での相対運動を開始することで、前記第１導電層上又は前記第１導電層と前記基板との間に設けられる前記第２金属層中に第４パターンをスクライビングによって形成する工程、
さらに有する、請求項１乃至１４のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は静電容量型タッチパネルの製造方法に関する。より具体的には当該方法は、二層投影式静電容量型タッチパネルの基板の対向する面上の２つの導電層上でのパターンのスクライビングに関する。
【背景技術】
【０００２】
静電容量型タッチパネル技術は広く−たとえば携帯電話、衛星測位システム、ＰＤＡスクリーン、及びハンドヘルドゲームコンソールにおいて−用いられている。
【０００３】
静電容量型タッチパネルの一の具体的形態は、投影式静電容量型タッチ技術すなわち“ＰＣＴ”として知られている。ＰＣＴデバイスでは、センシング電極のＸＹアレイが透明導電材料層中に形成される。使用時には、ユーザーの指とセンシング電極からの投影キャパシタンスとの間にキャパシタンスが生成される。タッチがなされ、そのタッチは、精密に測定され、かつ、適切なソフトウエアアプリケーション用の、下に存在する電子デバイスによって実行される命令に変換される。ＰＣＴスクリーンは、指とスタイラスの両方に対して正確に応答する利点を享受する。
【０００４】
静電容量型タッチパネルの一の具体的形態は透明導電材料の２つの別離した層を有し、かつ、電極アレイの交差点での電極間での相互キャパシタンスの変化こそが検出される。
【０００５】
複数の透明導電材料層の各々は複数の離散的な電極セルに分割される。前記複数の離散的な電極セルは、第１直交方向では電気的に接続するが、第２直交方向では絶縁されている。スクライビングによって形成されたパターンは両方の層で同一であってよいし、又は、それぞれ異なってもよい。
【０００６】
従来、ＰＣＴ技術を用いた静電容量型タッチパネル技術では、透明基板は、該透明基板の対向する表面上に堆積された透明導電材料層を有する。電極パターンは、２つの独立するレーザーを用いることによって透明導電材料層の各々でスクライビングによって形成される。各レーザーは、そのレーザーに最も近い基板の面上に集束させること−所謂表面アブレーション−によってパターンをスクライビングによって形成する。特許文献１はそのような方法について記述している。あるいはその代わりに、単一レーザーが用いられ、基板はひっくり返され、かつ、デバイスは、第２層のスクライビングプロセスを実行するために位置合わせされてよい。電極パターンが２つの面上で同一であることが望まれる場合、単一のレーザーは２つの層の間で集束され、かつ、そのパラメータは、透明基板への損傷を生じさせることなく、２つの層の各々内でのスクライビングを同時に行うように選ばれる。この一レーザープロセスは、２つの層上に各異なるパターンを供するのには用いることができないことに留意して欲しい。このプロセスは特許文献２，３に記載されている。
【０００７】
特許文献４は、第２レーザーも必要も基板をひっくり返す必要もないＰＣＴタッチパネルの両導電層上に各異なる電極パターンをスクライビングによって形成するプロセスについて記載している。これは、レーザーに近い基板の面での点からレーザーから遠い基板の面での点へレーザー光学系の焦点距離を変化させて所謂裏面アブレーションを実行することによって実現される。従来表面アブレーションは、ＰＣＴタッチパネルの導電層中に電極パターンをスクライビングによって形成する好適機構である。これは、レーザーパワーがガラス基板によって減衰するためである。特許文献４に記載されている方法はこれまでの慣行の例外である。特許文献４に記載されている方法は、第２レーザーを不要にし、基板をひっくり返した後にレーザーを再校正する必要をなくすことでプロセスを簡略化するため、レーザーアブレーションを認めている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】英国特許出願第０８００３３０５．３号公報
【特許文献２】特許第８３２０６３８号公報
【特許文献３】米国特許出願公開第２００８／１２９３１８Ａ号公報
【特許文献４】国際公開第２０１１／０１８５９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明はとりわけ、既存の方法よりも高い歩留りを有する静電容量型タッチパネルの代替製造方法を供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一の態様によると、透明基板の対向する第１面上と第２面上にそれぞれ堆積される第１透明導電層と第２透明導電層をレーザースクライビングする方法が供される。当該方法は、集束レーザービームが第２導電層と基板の第２面を通過するように１つ以上のレンズを介して前記基板の第１面上又は該第１面に近接する集束スポットへ向ける工程、前記第１レーザービームの軸に対して直交する面内の二軸で前記第１レーザービームと前記基板との間での相対運動を開始することで、前記第１導電層中に第１パターンをスクライビングによって形成する工程、集束レーザービームが第１導電層と基板の第１面を通過するように１つ以上のレンズを介して前記基板の第２面上又は該第２面に近接する集束スポットへ向ける工程、前記第１レーザービームの軸に対して直交する面内の二軸で前記第１レーザービームと前記基板との間での相対運動を開始することで、前記第１導電層中に第１パターンをスクライビングによって形成する工程、を有する。
【００１１】
前記第１レーザービームと前記第２レーザービームは同一であってよい。当該方法はさらに、前記第１導電層中に前記第１パターンをスクライビングによって形成する工程後、前記基板の第２面が前記レーザービームに対向する位置から前記基板の第１面が前記レーザービームに対向する位置へ、前記基板又は前記レーザービームを移動させる工程を有してよい。前記第１レーザービームと前記第２レーザービームは、前記基板の対向する面から放出されてよい。前記第１レーザービームと前記第２レーザービームによる前記第１導電層と前記第２導電層のスクライビングは同時に行われてよい。前記第１レーザービームと前記第２レーザービームは１０００ｎｍ〜１１００ｎｍの範囲の波長を有してよい。前記第１導電層中にスクライビングによって形成された前記第１パターンは、前記第２導電層中にスクライビングによって形成された前記第２パターンと異なってよい。あるいは前記第１パターンは前記第２パターンと同一であってよい。
【００１２】
本発明の他の態様によると、前記第１レーザービームが前記基板から前記第１導電層を除去できる閾値エネルギー密度は、前記第１レーザービームが前記基板から前記第２導電層を除去できる閾値エネルギー密度よりも低く、かつ、前記第２レーザービームが前記基板から前記第２導電層を除去できる閾値エネルギー密度は、前記第２レーザービームが前記基板から前記第１導電層を除去できる閾値エネルギー密度よりも低い。
【００１３】
本発明の他の態様によると、前記第１導電層に対応する位置での前記第１レーザービームのエネルギー密度は、前記第１レーザービームが前記基板から前記第１導電層を除去するのに必要とされる閾値エネルギー密度を超え、かつ、前記第２導電層に対応する位置での前記第１レーザービームのエネルギー密度は、前記第１レーザービームが前記基板から前記第２導電層を除去するのに必要とされる閾値エネルギー密度を超えず、かつ、前記第２導電層に対応する位置での前記第２レーザービームのエネルギー密度は、前記第２レーザービームが前記基板から前記第２導電層を除去するのに必要とされる閾値エネルギー密度を超え、かつ、前記第１導電層に対応する位置での前記第２レーザービームのエネルギー密度は、前記第２レーザービームが前記基板から前記第１導電層を除去するのに必要とされる閾値エネルギー密度を超えない。
【００１４】
前記第１レーザービーム若しくは前記第２レーザービームによって前記第１導電層又は前記第２導電層をそれぞれスクライビングするプロセスウインドウは、前記第２レーザービーム若しくは前記第１レーザービームによって前記第１導電層又は前記第２導電層をそれぞれスクライビングするプロセスウインドウよりも大きくてよい。ここで前記プロセスウインドウは、前記レーザービームが対向する導電層をスクライビングすることなく前記標的導電層をスクライビングすることができるような、スクライビングされるべき標的導電層に対するレーザービームの焦点位置の範囲として定義される。
【００１５】
前記第１レーザービーム若しくは前記第２レーザービームによって前記第１導電層又は前記第２導電層をそれぞれスクライビングするプロセスウインドウは、スクライビングレーザービーム軸方向におけるスクライビングされるべき前記標的導電層の位置のばらつき、及び／若しくは、前記スクライビングレーザービーム軸方向における前記スクライビングレーザービームの焦点面の位置のばらつき、又は、前記スクライビングレーザービーム軸方向におけるスクライビングされるべき前記標的導電層の位置のばらつきと前記スクライビングレーザービーム軸方向における前記スクライビングレーザービームの焦点面の位置のばらつきとが結合したものを超える。
【００１６】
前記第１導電層と前記第２導電層は同一の材料で構成されてよい。前記第１導電層と前記第２導電層はインジウムスズ酸化物で構成されてよい。前記基板の厚さは１．５ｍｍ以下であることが好ましい。
【００１７】
当該方法はさらに、前記１つ以上のレンズを介して前記第１レーザービームを前記基板の第２面上又は該第２面に近接する集束スポットへ向ける工程、前記第１レーザービームの軸に対して直交する面内の二軸で前記第１レーザービームと前記基板との間での相対運動を開始することで、前記第２導電層上又は前記第２導電層と前記基板との間に設けられる第１金属層中に第３パターンをスクライビングによって形成する工程、前記１つ以上のレンズを介して前記第２レーザービームを前記基板の第１面上又は該第１面に近接する集束スポットへ向ける工程、前記第１レーザービームの軸に対して直交する面内の二軸で前記第２レーザービームと前記基板との間での相対運動を開始することで、前記第１導電層上又は前記第１導電層と前記基板との間に設けられる前記第２金属層中に第４パターンをスクライビングによって形成する工程を有してよい。
【００１８】
本発明の他の目的及び特徴は図面を参照しながら以降で詳述される。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明で用いられる基板を示している。
【図２】本発明の第１実施形態によるプロセスを示している。
【図３Ａ】第２実施形態によるプロセスを示している。
【図３Ｂ】第２実施形態によるプロセスを示している。
【図４Ａ】電極パターンをスクライビングによって形成する第１方法を示している。
【図４Ｂ】電極パターンをスクライビングによって形成する第２方法を示している。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図１は、たとえば本発明のようなＰＣＴ技術で一般的に用いられている基板を示している。典型的な二層静電容量型タッチパネルに用いられる基板１１は透明である。基板１１は、剛性でかつガラス又は他の無機透明材料（たとえばシリカ）で作られてよく、又は、可撓性でかつポリマー−たとえばポリエステル（ＰＥＴ）又はポリカーボネート（ＰＣ）−若しくは薄い可撓性ガラス（ＴＦＧ）で作られてもよい。基板の厚さは典型的には０．３ｍｍ〜１．５ｍｍの範囲である。透明でかつ導電性の層１４，１４’が基板の面１２，１３の両方に設けられる。一般的にはこれらは、無機酸化材料−たとえばインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）又は他の透明導電性酸化物（ＴＣＯ）−の薄い層である。有機材料又はナノ粒子材料に基づく他の透明導電層が代わりに用いられてもよい。静電容量型タッチパネルでは、典型的な層の厚さは５０ｎｍ〜数百ｎｍの範囲である。表面抵抗率は５０〜１５０Ω／□である。以降本願では、透明導電材料をＴＣＭと呼ぶことにする。基板１１の面１２，１３のいずれも同一のＴＣＭでコーティングされてよい。好適には面１２，１３のいずれも、導電層１４，１４’としてのＩＴＯでコーティングされてよい。さらに基板の厚さは１．５ｍｍ以下であることが好ましい。基板の厚さは約０．５ｍｍ〜約１．０ｍｍであることがより好ましい。基板の厚さは約０．７ｍｍであることがさらに好ましい。
【００２１】
ＴＣＭコーティング内に離散的な電極を形成するため、パターンがパルスレーザービームを用いてＴＣＭコーティング内でスクライビングにより形成される。レーザービームの波長の選択は一般的に、ビームが顕著に吸収されずに基板１１を通過できるが一部のレーザーエネルギーはＴＣＭコーティングによって吸収されるようになされる。典型的にはレーザービームは赤外又は紫外の中心波長を有する。赤外と紫外の中心波長は通常それぞれ１０００ｎｍ〜１１００ｎｍ及び３５０ｎｍ〜３６０ｎｍである。しかし他の波長もまた可能である。レーザービームは一般的には１つ以上のレンズによってある一点に集束される。レーザービームのエネルギー密度は、集束光学系からの距離と共に変化する。エネルギー密度は、焦点で最大となり、かつ、レーザービームが広がって焦点から遠ざかることで減少する。パルスレーザーは、ＴＣＭコーティング又はその付近でのある一点で集束される。レーザーパワー及びパルスエネルギーの調節は、基板表面からＴＣＭをアブレーションするのに十分なエネルギーをＴＣＭが吸収するように行われる。基板１１及びレーザービームは、レーザービーム軸に対して垂直な平面内において二軸で互いに対して移動することで、要求される絶縁電極パターンを生成するようにスクライビングによってラインを生成する。
【００２２】
特許文献２，３の方法では、レーザービームは、基板内部であってその基板の対向する面上の２つのＴＣＭコーティング間で集束される。レーザービームパラメータの選択は、ＴＣＭ層をアブレーションして基板表面からＴＣＭ層を除去するのにＴＣＭコーティングに対応する位置でのレーザービームのエネルギー密度が十分となるように行われる。特許文献１では、レーザービームは、そのレーザービームが放出される場所に最も近いＴＣＭコーティングの表面で集束される。レーザービームパラメータの選択は、最大エネルギー密度が基板の表面からＴＣＭをアブレーションするのに必要な閾値を超えるように行われる。レーザービームが基板を通過する際に広がることで、基板の反対面上の他のＴＣＭコーティングの位置でのエネルギー密度が、基板の表面からＴＣＭをアブレーションするのに十分ではないことが保証される。特許文献４では、特許文献１の方法が、基板の第１面上のＴＣＭコーティング内に電極パターンを形成するのに用いられている。電極パターンは、基板を通過するレーザービームを基板の第２面上のＴＣＭコーティング上で集束させるように、集束光学系の焦点距離を増大させること又は集束レンズを基板へ向かって移動させることによって、基板の第２面上のＴＣＭコーティング内に形成される。レーザービームの選択は、最大エネルギー密度が、基板の表面からＴＣＭをアブレーションするのに必要な閾値を超えるように行われる。集束レーザービームが基板を通過する際に広がることで、基板の第１面上のＴＣＭコーティングのある位置でのエネルギー密度が、基板の第１面からＴＣＭをアブレーションするのに十分ではないことが保証される。上述の各特許文献では、記載されたプロセスは、基板のいずれかの面上のＴＣＭコーティングのアブレーション閾値が同程度であると仮定し、かつ、レーザービームの広がりによって、基板のただ１つの面上のＴＣＭコーティングがアブレーションされることが保証されるということに依拠している。基板が十分厚い場合、これは問題にならない。しかし基板が薄い（たとえば０．３ｍｍ未満）場合、このプロセスは機能しない。その理由は、基板の厚さにわたるエネルギー密度の変化が不十分だからである。
【００２３】
図２は、本発明の第１実施形態による透明基板１１の対向する第１面１２と第２面１３上にそれぞれ堆積される第１透明導電層（ＴＣＭコーティング）１４と第２透明導電層１４’をレーザースクライビングするプロセスを示している。図からわかるように、第１レーザービーム２１は、１つ以上のレンズ２２を介して、第２透明導電層１４’と基板１１の第２面１３を通過するように、基板１１の第１面１２上又は第１面１２に近接する焦点スポットＦへ向けられる。それに加えて、第２レーザービーム２１’は、１つ以上のレンズ２２’を介して、集束レーザービーム２１’は、第１透明導電層１４と基板１１の第１面１２を通過するように、基板１１の第２面１３上又は第２面１３に近接する焦点スポットＦ’へ向けられる。続いてレーザービーム２１，２１’は、スクライビングによって導電層１４，１４’内に電極パターンを形成する。
【００２４】
図３Ａと図３Ｂは、本発明の第２実施形態による透明基板１１の対向する第１面１２と第２面１３上にそれぞれ堆積される第１透明導電層１４と第２透明導電層１４’をレーザースクライビングするプロセスを示している。図３Ａからわかるように、第１レーザービーム２１は１つ以上のレンズ２２を介して、第２透明導電層１４’と基板１１の第２面１３を通過するように、基板１１の第１面１２上又は第１面１２に近接する焦点スポットＦ１へ向けられる。第２透明導電層１４内に電極パターンをスクライビングによって形成した後、続いて基板１１は、基板１１の第２面１３がレーザービーム２１に対向する位置から、基板１１の第１面１２がレーザービーム２１に対向する位置へ動かされる。続いて図３Ｂに示されているように、レーザービーム２１は１つ以上のレンズ２２を介して、第１透明導電層１４と基板１１の第１面１２を通過するように、基板１１の第２面１３上又は第２面１３に近接する焦点スポットＦへ向けられる。続いてレーザービーム２１は、スクライビングによって第２導電層１４’内に電極パターンを形成する。
【００２５】
上述の各プロセスでは、基板の両面上のＴＣＭコーティングには裏面アブレーションが施される。裏面アブレーションでは、レーザービームが放出される場所から最も遠い基板の面上のＴＣＭコーティングがレーザービームによって標的にされてアブレーションされる。
【００２６】
レーザービーム波長、レーザービームのパルス間隔、基板材料、基板の厚さ、及びＩＴＯのシート抵抗率の各異なる組み合わせでの表面ＴＣＭコーティングと裏面ＴＣＭコーティングの典型的なＩＴＯアブレーション閾値を確かめる実験が行われた。結果は表１に示されている。結果は、あるパラメータの組み合わせでは、裏面ＴＣＭコーティングのアブレーション閾値が、表面ＴＣＭコーティングのアブレーション閾値よりも顕著に大きいことを示している。この予期しない結果の理由は、レーザーが基板の表面上のＴＣＭコーティングと相互作用する機構と、レーザーが基板の裏面上のＴＣＭコーティングと相互作用する機構とが異なるためと考えられる。裏面ＴＣＭコーティングの場合では、レーザービームはＴＣＭと基板との界面で直接作用し得る。このことは、レーザービームが基板からＴＣＭコーティングを剥離できることを意味する。表面ＴＣＭコーティングの場合では、レーザーは、ＴＣＭコーティングを通過してＴＣＭと基板との界面に到達することになるので、コーティングが蒸発している場合には、エネルギーはＴＣＭコーティングと該ＴＣＭコーティング上方のプルーム中に排出された物質によって減衰され得る。本質的には、ＴＣＭを剥離するよりもＴＣＭコーティングを蒸発させる方が、より多くのエネルギーを必要とすると思われる。それに加えて基板からＴＣＭコーティングを剥離する能力は、たとえばＴＣＭコーティングと基板との間の結合強度のような因子によって影響される。従ってアブレーション閾値もまた、レーザーパラメータ並びに基板及びＴＣＭの種類に依存する。
【表１】
2017524540.tif 000003
【００２７】
図２，３で示され、かつ、上で説明されたレーザービーム、基板、及びＴＣＭコーティングパラメータの組み合わせの選択は、表面アブレーションの閾値が裏面アブレーションの閾値よりも高くなるように行われてよい。このことは、表面ＴＣＭコーティング及び裏面ＴＣＭコーティングの各対応する位置でのレーザービーム２１，２１’のエネルギー密度は、裏面ＴＣＭコーティングのアブレーションには十分（つまり裏面アブレーションの閾値よりも高い）だが表面ＴＣＭコーティングのアブレーションには十分ではない（つまり表面アブレーションの閾値よりも低い）と考えられることを意味する。このようにパラメータを選択することで、裏面アブレーションプロセスを用いることによって、薄い基板についてさえも、基板１１の各面１２，１３上に各異なる電極パターンを生成することが可能となる。これは、アブレーション閾値が異なることで、表面ＴＣＭコーティングの除去が防止されるからである。
【００２８】
さらに表面アブレーションと裏面アブレーションとの間でのアブレーション閾値の差異が増大するため、プロセスウインドウは、裏面アブレーションプロセスを用いることによって増大し得る。プロセスウインドウは、スクライビングプロセスが有効な、つまり、第１レーザービーム又は第２レーザービームが対向する導電層をスクライビングすることなく第１導電層又は第２導電層をそれぞれスクライビングすることができるような、スクライビングされるべき標的導電層に対するレーザービームの焦点位置の範囲として定義される。従って、レーザービーム、基板、及びＴＣＭコーティングパラメータの組み合わせの選択は、そのパラメータの組み合わせでの裏面アブレーションのプロセスウインドウが、そのパラメータの組み合わせでの表面アブレーションのプロセスウインドウよりも広くなるように行われることが好ましい。
【００２９】
プロセスウインドウのサイズが増大することで、歩留まりが高くなるようにプロセスを行うことが可能となる。これは、全範囲にわたって基板１１をプロセスウインドウ内に保つことが容易になるからである。レーザービームのアクセスを可能にし、かつ、レーザー照射中での支持材料による汚染を防止するため、基板はその幅全体にわたって支持され得ないため、その基板は、完全に平坦とはなりにくい。つまり基板１１とＴＣＭコーティングの位置は、レーザービームの軸の方向（ｚ軸方向）において高さのばらつきを有する。プロセスウインドウが狭いと、基板１１の支持方法に起因する曲率によって生じる基板１１の位置のずれが生じる結果、基板１１の一部はプロセスウインドウ外に位置することになる。その結果歩留まりが低下する。さらに、レーザービームの焦点面は完全に平坦ではなく、大きなプロセスウインドウは、レーザービーム軸方向（ｚ軸方向）における焦点面の位置のばらつきに起因するエネルギー密度の変化を許容し得る。
【００３０】
波長が１０３０〜１０６４ｎｍでパルス間隔が１０〜１０ｎｓの赤外パルスレーザーを用いた厚さ０．７ｍｍのソーダライムフロートガラス基板上の５０Ω／□のＩＴＯコーティングの場合、裏面アブレーションプロセスでは１．４ｍｍのプロセスウインドウが設定された。同一パラメータでの表面アブレーションのプロセスウインドウは０．３ｍｍだった。紫外ナノ秒パルスレーザーを用いることによって、プロセスウインドウは、表面アブレーションと裏面アブレーションのいずれでも約０．４ｍｍであることがわかった。上の例で実現されたプロセスウインドウのサイズの改善は重要である。従って、本願のように基板１１の両面１２，１３上で裏面アブレーションプロセスを用いることによって、プロセスの歩留まりは顕著に改善され得る。好適には、レーザービーム、基板、及びＴＣＭの特性は、ｚ軸方向における基板表面の高さのばらつき、及び／若しくは、ｚ軸方向におけるスクライビングレーザービームの焦点面の位置のばらつき、又は、好適にはｚ軸方向における基板表面の高さのばらつきとｚ軸方向におけるスクライビングレーザービームの焦点面の位置のばらつきとが結合したばらつきよりも広いプロセスウインドウを与えるように選ばれなくてはならない。
【００３１】
図２，３に示された実施形態の各々では、第１レーザービームの軸に対して直交する面内において二軸でのレーザービーム２１，２１’と基板１１との間での相対運動が、導電層（ＴＣＭコーティング）１４，１４’内にスクライビングによって電極パターンを生成するように開始される。この相対運動は、それぞれ図４Ａ及び図４Ｂ並びに図４Ａと図４Ｂの結合によって表されているように、レーザービームに対して垂直な面内でのレーザービーム２１，２１’と基板１１との間での併進運動によって、又は、基板１１の表面にわたってレーザービーム１１，１１’を走査させることによって開始されてよい。図４Ａに示されているように、レーザービーム２１は基板１１に平行な面内で移動する。図４Ｂに示されているように、レーザービームは、レーザービーム２１の軸に対して垂直な半径方向において、基板１１上の各異なる位置へ向かうように偏向される。図２に示された実施形態の場合では、基板１１の対向する面上のＴＣＭコーティングは同じようにアブレーションされる。しかしこれは図示されていない。基板１１の面１２，１３の各々の上でスクライビングにより生成される電極パターンは独立にスクライビングされてよい。従って前記スクライビングは、最終製品に要求される特性に依存して同一であって良いし、又は、それぞれ異なってもよい。図４Ａと図４Ｂはレーザーモジュール２３も示している。レーザーモジュール２３は、レーザービーム２１を放出し、かつ、レーザービーム２１を集光及び方向づける反射性又は屈折性光学素子を有する。たとえば反射性又は屈折性光学素子は（複数の）集束レンズ２１を含んでよい。
【００３２】
ＰＣＴデバイスはまた、センシング電極のアレイのエッジ境界領域内で金属層をも有して良い。この金属層は堆積されたＴＣＭの上部に堆積されてよいし、又は、基板とＴＣＭコーティングとの間に設けられるように、ＴＣＭコーティングが堆積される前に基板に設けられてもよい。金属層は一般的に、たとえば物理気相成長（ＰＶＤ）、スクリーン印刷、又はインクジェット印刷のようなプロセスによって設けられる。金属層はまたレーザービームを用いてもスクライビングされる。しかしＴＣＭコーティングは異なり、金属層は裏面アブレーションには適さない。従って金属層は表面アブレーションプロセスを用いてスクライビングされなければならない。金属層は基板の両面上に生成されてよい。ＴＣＭコーティングが裏面プロセスを用いてスクライビングされる場合、レーザービームは、基板の反対面上の金属層をスクライビングするために再集束されてよい。２つのレーザービームが同時にスクライビングする図２に示されたプロセスでは、第１レーザービームが基板の第２面上の金属層をスクライビングし、かつ、同時に第２レーザービームが基板の第１面上の金属層をスクライビングするように、金属層は、ＴＣＭコーティング後に、レーザービームを基板面の表面側で再集束させることによってスクライビングされてよい。あるいはその代わりに、金属層はＴＣＭコーティング前にスクライビングされてもよい。単一レーザービームによる図３Ａと図３Ｂに示されたプロセスでは、最初に基板の第１面上のＴＣＭコーティングがスクライビングされ、続いてレーザーが再集束され、その後基板の第２面上の金属層がスクライビングされ、続いてレーザーが再集束されて基板がひっくり返され、続いて基板の第２面上の金属層がスクライビングされ、最後に基板の第１面上の金属層がスクライビングされる。あるいはその代わりにＴＣＭコーティング及び金属層がスクライビングされる順序は異なってもよい。必要なときに必ず基板をひっくり返す順序はいつでもよい。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【国際調査報告】
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