JP2012088946A - タッチパネルの製造方法およびその方法により製造された加飾カバーガラス一体型タッチパネル - Google Patents

Abstract

【課題】カバーガラスの加飾パターンを有する側にオーバーコート層を介してタッチセンサ部を有する加飾カバーガラス一体型タッチパネルにおいて、ムラのない良好な形状の電極配線からなるタッチセンサ部を有するタッチパネルを簡単な工程で提供すること。
【解決手段】カバーガラス１となるガラス基板上に加飾パターン２を形成後、カバーガラスの加飾パターン側に全面にオーバーコート層３を設け、オーバーコート層上に電極配線からなるタッチセンサ部４を設けた後、前記オーバーコート層をタッチセンサ部の外周外の所定のパターンにてレーザ剥離し、カバーガラス表面が露出した部分５からカバーガラスを分割することにより、タッチセンサ部と加飾カバーガラスとが積層したタッチパネル８を元のカバーガラスから分離形成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、カバーガラスに加飾を施した上にタッチセンサ部を有するタッチパネルに関する。

タッチパネルは、表示画面上の透明な面を操作者が指またはペンでタッチすることにより、接触した位置を検出してデータ入力できる入力装置の構成要素となるものであって、キー入力より直接的、かつ直感的な入力を可能とする。このため、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多用されるようになってきた。

前記タッチパネルは、液晶パネル等の平面型表示装置の表示画面上に、入力装置として貼り合わせて使用することができる。このようなタッチパネルは、入力指示等に利用する定型画像や額縁等の装飾と表面保護とを兼ねて加飾カバーガラスに合体したものが多く、平面型表示装置の表示画面上に貼り合わせるに当たって、優れた表示品位を確保するための工夫がなされてきた（特許文献１および特許文献２参照）。

なお、タッチパネルの検出方式には、抵抗式、静電容量式、超音波式、光学式等多種あり、その構造は多様となる。抵抗式は、製造コストと検出精度の点で比較的優れており、広く使用されているが、２枚の透明導電膜の間に空気層を設ける構造を有する抵抗式タッチパネルは、光学特性（透過率）が低く、耐久性や動作温度特性においても充分とは言えないため、改良が求められてきた。また、可動部分を有しない静電容量式タッチパネルは、光学特性（透過率）が高く、耐久性や動作温度特性においても抵抗式より優れているため、特に車載用を始めとする高信頼性用途に向けて開発が進んでいる。

一方、タッチパネルの製造方式としては、前記検出方式による構造に依存するものの、小型の静電容量式タッチパネルであれば、大型の透明ガラス基材上に加飾部とタッチセンサ部とを多面付け形成して、後工程でガラスを断裁することにより、加飾カバーガラスとタッチセンサ部とが一体となった複数のタッチパネルを効率良く製造することができる。複数のタッチパネルに分離するために、タッチセンサ部の配線部を断裁時に傷付けることなくガラスをダイヤモンドカッターで断裁する方法が、特許文献３に提案されている。

加飾カバーガラスにタッチセンサ部を形成してタッチパネルを作る場合、カバーガラス上の加飾部は、インキによる印刷パターンや着色感光性樹脂によるフォトリソグラフィーパターンが利用できる。また、引き続いて行うタッチセンサ部の形成に支障がないように、加飾部からの出ガス対策や加飾パターンエッヂの膜厚段差低減対策として、オーバーコート層が加飾部を覆って形成される。しかし、上述のように後工程で加飾カバーガラスを断裁することを考慮して、断裁部分のカバーガラス上にオーバーコート層が被覆しないように、通常は、オーバーコート層形成時にオーバーコート層がフォトリソグラフィー法でパターニングされる。

特開２００７−１７８７５８号公報 特開２００９−０６９３２１号公報 特開２００８−０３３７７７号公報

前記タッチセンサ部は、通常フォトリソグラフィー法で形成する。下地の加飾カバーガラスを覆うオーバーコート層が、前述のようにオーバーコート層形成と同時に既にパターニングされており、加飾部パターンエッヂの膜厚段差を低減させる一方で、オーバーコート層によるパターンエッヂの段差が新たに生じる。そのため、タッチセンサ部形成のためのスピン塗布等による各種レジストの塗布工程において、上記の新たな段差に起因する塗布ムラが生じ易く、形成されたタッチセンサ部にも品質不良となるムラが残る。しかも、オーバーコート層のパターニングプロセスは、通常のフォトリソグラフィー法としての一連のプロセスを要するため、パターニングプロセスを伴わない単なるオーバーコート層の塗布工程に比較して、全体の工程が長くなる。

図４は、上述の従来のタッチパネルの製造方法において、品質不良を生じる要因を説明するための断面模式図である。図４（ａ）において、カバーガラス１上のオーバーコート層３をフォトリソグラフィー法でパターニングすることにより、カバーガラス表面露出部５’を生じ、オーバーコート層のパターンエッヂの段差ｈが新たに生じる。そのため、図４（ｂ）に示すとおり、タッチセンサ部形成のためのスピン塗布等による各種レジスト９の塗布工程において、パターンエッヂの段差ｈのブロック矢印１１で示すカバーガラス基板中央方向寄りの塗布面よりブロック矢印１２で示すカバーガラス基板端方向寄りの塗布面に、塗布レジスト９の膜厚ムラを生じ易い。

本発明は、前記の問題点に鑑みて提案するものであり、本発明が解決しようとする課題は、カバーガラスの加飾パターンを有する側にオーバーコート層を介してタッチセンサ部を有する加飾カバーガラス一体型タッチパネルにおいて、ムラのない良好な形状の電極配線からなるタッチセンサ部を有するタッチパネルを簡単な工程で提供することである。

上記の課題を解決するための手段として、請求項１に記載の発明は、加飾カバーガラス一体型タッチパネルの製造方法であって、カバーガラスとなるガラス基板上に加飾パターンを形成後、カバーガラスの加飾パターン側に全面にオーバーコート層を設け、オーバーコート層上に電極配線からなるタッチセンサ部を設けた後、前記オーバーコート層をタッチセンサ部の外周外の所定のパターンにてレーザ剥離し、カバーガラス表面が露出した部分からカバーガラスを分割することにより、タッチセンサ部と加飾カバーガラスとが積層したタッチパネルを元のカバーガラスから分離形成することを特徴とするタッチパネルの製造方法である。

また、請求項２に記載の発明は、前記元のカバーガラスに設けるタッチセンサ部が複数個整列してあり、タッチパネルを複数個分離形成することを特徴とする請求項１に記載のタッチパネルの製造方法である。

また、請求項３に記載の発明は、前記カバーガラスを分割する工程がカバーガラス両面からのケミカルエッチングであることを特徴とする請求項１または２に記載のタッチパネルの製造方法である。

また、請求項４に記載の発明は、前記カバーガラスとして強化ガラスを使用することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のタッチパネルの製造方法である。

また、請求項５に記載の発明は、前記加飾パターンを印刷法にて形成することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のタッチパネルの製造方法である。

また、請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれかに記載のタッチパネルの製造方法によって製造されたことを特徴とする加飾カバーガラス一体型タッチパネルである。

本発明によれば、加飾カバーガラス一体型タッチパネルにおいて、全面のオーバーコート層上にタッチセンサ部を設けた後、オーバーコート層をタッチセンサ部の外周外の所定のパターンにてレーザ剥離し、カバーガラス表面が露出した部分からカバーガラスを分割することにより、タッチセンサ部と加飾カバーガラスとが積層したタッチパネルを元のカバーガラスから分離形成するので、ムラのない良好な形状の電極配線からなるタッチセンサ部を有するタッチパネルを簡単な工程で提供することができる。

また、本発明の請求項３によれば、カバーガラスを分割する工程が両面からのケミカルエッチングであるので、カバーガラスにクラックを生じないで、任意の形状で良好な品質のタッチパネルを提供することができる。

本発明のタッチパネルの製造方法の一例を説明するために、工程順に示した断面模式図である。 従来のタッチパネルの製造方法の一例を説明するために、工程順に示した断面模式図である。 本発明のタッチパネルの製造方法において、カバーガラスを分割する工程の一例を説明するための断面模式図である。 従来のタッチパネルの製造方法において、品質不良を生じる要因を説明するための断面模式図である。 本発明のタッチパネルの製造方法の他の一例を説明するために、工程順に示した断面模式図である。

以下、図面に従って、本発明を実施するための形態について具体的に説明する。

図１は、本発明のタッチパネルの製造方法の一例を説明するために、製造工程順に示した断面模式図であり、図２に示した従来のタッチパネルの製造方法の一例を説明するために工程順に示した断面模式図と対比させながら説明する。図の（ａ）および（ｂ）は実質的に両図に共通であり、（ａ）は、カバーガラス１または１’上に加飾パターン２または２’を形成した状態、（ｂ）は、加飾パターン形成後にカバーガラスの加飾パターン側に全面にオーバーコート層３または３’を設けた状態を示す。

カバーガラス１としては、一般的なフロートガラスや液晶パネル等の平面型表示装置の基板用ガラスと同等の透明性の良好な材質のガラスを使用できるが、特にタッチパネルとしての接触使用を考慮して、高い表面圧縮応力を有する強化ガラスの使用が望ましい。強化ガラスは、イオン交換法や風冷強化法等により、表面に圧縮応力層を形成したものであるが、ダイヤモンドカッターやレーザカッター等による片面からの加工により、厚さ方向に非対称な断裁面をつくると、クラックを生じ易い。このため、後述のカバーガラスを分割する工程で、さらに工夫をすることが望ましい。

加飾パターン２としては、印刷法を用いて容易に形成することができ、特にスクリーンインキを用いたスクリーン印刷法により任意のパターンをカバーガラス１の片面上に形成できる。額縁パターン等の光遮蔽性の高い厚膜形成にはスクリーン印刷法が最も適しているが、これに限定されるものではなく、必要により他の印刷法やフォトリソグラフィー法
や転写法等も利用できる。また、カバーガラス１の上記と異なる他の面にも加飾パターンを形成することを妨げないが、本発明では、上記片面の加飾パターン上にオーバーコート層を形成し、更にその上に後述のタッチセンサ部を設ける例について述べる。

オーバーコート層３に使用する材料は、加飾パターン２を完全に覆い表面に平坦な面を形成することが必要である。従来法の図２では、（ｃ）でオーバーコート層３’をパターニングすることが、（ｂ）のオーバーコート層３’の塗布工程に引き続いて必要であるため、オーバーコート層３’の材料として透明感光性樹脂が望ましく、さもなければ、オーバーコート層３’の塗布工程後に更に別のフォトレジストを用いたフォトリソグラフィー法によりオーバーコート層３’のエッチング形成工程を要するため、繁雑な工程となる。

一方、本発明の図１（ｂ）オーバーコート層３の塗布工程に引き続く（ｃ）工程ではオーバーコート層３のパターニングを行わないため、材料の感光性は必ずしも必要ではなく、例えば透明なアクリル樹脂系の熱硬化タイプの材料を使用することができる。このため、本発明に用いるオーバーコート層３の材料選択幅が広がり、上述の被覆性と平坦性をより重視した選択が可能である。使用材料として、他にアクリル樹脂系の光硬化タイプや可視光領域での光透過性の特に高いノボラック樹脂系のオーバーコート材料を使用することができる。

次に、図１（ｃ）に示すように、オーバーコート層３上の所定の位置にタッチセンサ部４を設ける。図では、異なるタッチセンサ部の境界付近を中心に左右二つのタッチセンサ部をそれぞれ部分的に示す。タッチセンサ部４は、例えば静電容量式の検出方式の場合には、透明電極の多層配線構造を有するように、所定の電極配線からなる通常のタッチセンサ部と同様の構造を、フォトリソグラフィー法により形成することができる。タッチセンサ部４の詳細な構造および形成方法は説明を省略する。前述の図４に示したタッチセンサ部形成のためのスピン塗布等による各種塗布レジスト９の塗布工程において、パターンエッヂの段差ｈが存在する場合と較べて、本発明の平坦なオーバーコート層３による下地上に塗布レジストを形成する場合は、膜厚ムラを生じ難いので、フォトリソグラフィー法によるパターン形成を良好に行うことができ、その結果、良好なタッチセンサ部４を形成できる。

カバーガラス１上に加飾パターン２を形成し、加飾パターンを覆うように平坦なオーバーコート層３を全面に設け、オーバーコート層上に電極配線からなるタッチセンサ部４を設けた図１（ｃ）の状態から、カバーガラスを適宜分割することにより、一つのタッチセンサ部４をその周囲と分離してタッチパネルを形成する工程を以下に述べる。
なお、本発明は、必ずしも複数のタッチパネル形成を前提とするものではなく、一つのタッチセンサ部４の周辺を切り離して所定のサイズのタッチパネルを１個形成する場合を含む。しかし、元のカバーガラスに設けるタッチセンサ部が複数個整列してあり、タッチパネルを複数個分離形成する場合において、本発明はムラのない良好な形状のタッチセンサ部を有するタッチパネルを簡単な工程で提供するという特に大きな効果を有する。図１は少なくとも２個のタッチパネルを分離形成する例を示し、同時に形成するタッチパネルの数量が多い場合も、元のカバーガラスに設けるタッチセンサ部の整列の数を増やすことにより対応可能であることは言うまでもない。

図１（ｄ）は、タッチセンサ部４を形成後、前記オーバーコート層３を任意の形状のタッチセンサ部４の外周外の所定のパターンにてレーザ剥離する工程を示す。レーザ剥離するためには、例えば既存の代表的な固体レーザであるＮｄ添加ＹＡＧ（イットリウム・アルミニウム・ガーネット）レーザ照射装置により、中心波長１０６４ｎｍの高調波、例えば３５５ｎｍまたは２６６ｎｍの光線を照射して、光線または基材のステージを位置制御して走査することにより、オーバーコート層３のパターン剥離加工ができ、カバーガラス１の表面を部分的に露出することができる。

図１に示す本発明の方法と図２に示す従来の方法との主要な差異は、工程順（ｃ）（ｄ）の部分である。即ち、従来の方法では、図２（ｃ）でオーバーコート層３’を通常はフォトリソ方式でパターニングした後、（ｄ）のようにパターニング済みのオーバーコート層上に電極配線からなるタッチセンサ部４を設ける。

次に、図１の工程順（ｅ）、（ｆ）、（ｇ）は、カバーガラス１の表面の露出部５からカバーガラスを分割することにより、タッチセンサ部と加飾カバーガラスとが積層したタッチパネル８を元のカバーガラスから分離形成する工程を示す。また、図２の（ｅ）は、カバーガラス１の表面の露出部５’からカバーガラスを分割することにより、タッチセンサ部と加飾カバーガラスとが積層したタッチパネル８’を元のカバーガラスから分離形成する工程を示す。然るに、本発明では、カバーガラスの分割方法を従来法から変えることができる。図２に示すカバーガラスを分割する従来の方法は、ダイヤモンドカッターを用いて機械的にガラスを断裁する方法であり、これとは異なる本発明の方法の例を図１で示す。

図１では、カバーガラスの分割方法としてケミカルエッチングを用いる例について述べる。ダイヤモンドカッターやレーザカッター等による片面からの機械的または熱的な従来の加工では、クラックを生じ易い場合があるのに対して、ガラスを両面から均等にエッチングする場合は、分割されたガラスの断面に応力が集中し難く、従ってクラック等の欠陥を生じ難い。エッチング方式として、ドライ方式も可能であるが、実用的な生産性を得る上でウェット方式のケミカルエッチングが望ましい。

図１（ｅ）は、ケミカルエッチングを行う前処理としてのエッチング保護膜６を、オーバーコート層３をレーザ剥離したパターンに沿う所定のパターンで形成する工程を示す。エッチング保護膜６は、ガラスのケミカルエッチング液に耐性のある保護膜で、エッチングされるべきでない部分を保護する膜であり、カバーガラスの裏面にも、表（オモテ）面のカバーガラス表面露出部５に対応した位置を開口部とするようにパターン形成される。エッチング保護膜６は、フォトリソグラフィー法で一般的に用いられるフォトレジストを使用でき、通常のフォトリソグラフィー法のプロセスと同様に形成することができる。

図１（ｆ）は、ケミカルエッチングを行ってカバーガラスを分割する工程を示す。エッチング保護膜６の両面の開口部からエッチングが進み、最終的にカバーガラスが分離部分７でタッチセンサ部の外周パターンに対応したレーザ剥離パターンに沿う形状に分割される。ケミカルエッチングのエッチング液としては、通常のガラスのエッチング液である弗化水素酸を主成分とする液を使用することができる。

図３は、本発明のタッチパネルの製造方法において、カバーガラスを分割する工程の一例を説明するための断面模式図であって、特にケミカルエッチングによる分割断面の形状を要点部のみで示す。（ａ）カバーガラス１の両面にエッチング保護膜６のパターニングを行い、（ｂ）エッチング保護膜６の開口部にガラスエッチング液を接触させることにより、開口部の両面から破線で示すエッチング進行面１０が漸次ガラス内に進行し、（ｃ）最終的にガラスを貫通したエッチング断面は、カバーガラスの厚み方向に厚さの中心線から対称な曲線をつくる端面を形成する。即ち、ガラス厚さの中心線から表面までの距離は図のｔ１＝ｔ２ と、両側が等しくなり、残留応力の少ない安定した形状の断面を得ることができる。

図１（ｇ）は、ケミカルエッチングを行ってカバーガラスを分割した後、エッチング保護膜６を剥膜して、カバーガラス１上に加飾パターン２とオーバーコート層３とタッチセ
ンサ部４とをそれぞれ積層したタッチパネル８が分離形成された状態を示す。エッチング保護膜の剥膜には、アルカリ溶液や溶剤等による処理を通常のフォトリソグラフィー法と同様に行うことが可能であり、タッチパネル８を構成する各部材の性質に合わせて適宜選択できる。

また、本発明のようにオーバーコート層の部分剥離によるカバーガラス表面露出をタッチセンサ部の形成より後に行う方式の方が、清浄なガラス露出面を保持してケミカルエッチングを開始できるので、好ましい。従来法では、オーバーコート層のパターニングを先に行い、カバーガラス表面露出後にタッチセンサ部の形成を行うため、タッチセンサ部の形成時にフォトレジストの現像残渣等の表面残留物が生じる機会が多い。ダイヤモンドカッター等によるガラス分割方法であれば、ガラスの表面残留物の影響はあまり大きくないが、エッチングの手法では影響を受け易い。従って、本例に示すガラス分割方法は、本発明で特に有効である。

また、図１に示すガラス分割の例を少し変えて、オーバーコート層の部分剥離によるカバーガラス表面露出をタッチセンサ部の形成より後に行うことは共通であるが、さらにフォトリソグラフィー法によるエッチング保護膜６の形成より後に、オーバーコート層の部分剥離によるカバーガラス表面露出の工程を行うことも可能である。即ち、オーバーコート層の部分剥離によるカバーガラス表面露出の工程を、カバーガラスのケミカルエッチングによるガラス分割工程の直前に行う方法であり、前述の清浄なガラス露出面を保持してケミカルエッチングを開始するという点では、さらに好ましい。図５は、本発明のタッチパネルの製造方法の他の一例として上述の工程を説明するために、工程順に示した断面模式図である。

図５（ａ）〜（ｃ）は、図１に示した例と同様である。図５（ｄ）において、オーバーコート層３の加工には着手せず、先にエッチング保護膜６をカバーガラスの両側に所定のパターンで形成する。次に、（ｅ）オーバーコート層３をタッチセンサ部４の外周外の所定のパターンにてレーザ剥離し、カバーガラス１の表面に露出部５を設ける。

上記の図５（ｄ）（ｅ）の工程は、さらに変化させることが可能であり、エッチング保護膜６をカバーガラスの両側に塗布、乾燥させた後、直ぐにはパターン形成せずに、オーバーコート層３のレーザ剥離工程でオーバーコート層３上のエッチング保護膜６も併せてレーザ剥離する方法が可能である。但し、レーザ剥離条件を設定し直さなければならず、カバーガラス裏面のエッチング保護膜のパターニングも考慮する必要がある。

図５（ｆ）は、図１（ｆ）と同様にケミカルエッチングを行ってカバーガラスを分割する工程を示す。
また、図５（ｇ）は、図１（ｇ）と同様にエッチング保護膜６を剥膜して、カバーガラス１上に加飾パターン２とオーバーコート層３とタッチセンサ部４とをそれぞれ積層したタッチパネル８が分離形成された状態を示す。

以上に述べたタッチパネルの製造方法により、加飾カバーガラス一体型タッチパネルを良好な品質でしかも比較的簡単な工程で効率良く提供することができる。

１、１’・・・カバーガラス
２、２’・・・加飾パターン
３、３’・・・オーバーコート層
４・・・タッチセンサ部
５・・・オーバーコート層の剥離によるカバーガラス表面露出部
５’・・・オーバーコート層のフォトリソパターニングによるカバーガラス表面露出部
６・・・エッチング保護膜
７、７’・・・カバーガラスの分割によるタッチパネル分離部分
８、８’・・・分離形成されたタッチパネル（部分）
９・・・塗布レジスト
１０・・・エッチング進行面
１１・・・基板中央方向
１２・・・基板端方向

Claims (6)

1. 加飾カバーガラス一体型タッチパネルの製造方法であって、カバーガラスとなるガラス基板上に加飾パターンを形成後、カバーガラスの加飾パターン側に全面にオーバーコート層を設け、オーバーコート層上に電極配線からなるタッチセンサ部を設けた後、前記オーバーコート層をタッチセンサ部の外周外の所定のパターンにてレーザ剥離し、カバーガラス表面が露出した部分からカバーガラスを分割することにより、タッチセンサ部と加飾カバーガラスとが積層したタッチパネルを元のカバーガラスから分離形成することを特徴とするタッチパネルの製造方法。
2. 前記元のカバーガラスに設けるタッチセンサ部が複数個整列してあり、タッチパネルを複数個分離形成することを特徴とする請求項１に記載のタッチパネルの製造方法。
3. 前記カバーガラスを分割する工程がカバーガラス両面からのケミカルエッチングであることを特徴とする請求項１または２に記載のタッチパネルの製造方法。
4. 前記カバーガラスとして強化ガラスを使用することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のタッチパネルの製造方法。
5. 前記加飾パターンを印刷法にて形成することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のタッチパネルの製造方法。
6. 請求項１〜５のいずれかに記載のタッチパネルの製造方法によって製造されたことを特徴とする加飾カバーガラス一体型タッチパネル。