JP2012088993A - タッチパネル装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】タッチパネルを製造する上で、性能は優れているが現像ができないために通常では使用できないオーバーコート材を使用可能としたタッチパネルの製造方法を提供する。
【解決手段】少なくとも、ガラス基板１上に枠状の加飾部２を形成する工程と、加飾部２の外側に撥オーバーコート材３を塗布する工程と、オーバーコート層５を塗布する工程と、露出した撥オーバーコート材３を除去する工程と、タッチパネルセンサーを形成する工程と、ケミカルエッチングによりガラス基板１を断裁する工程と、をこの順で含む。
【選択図】図１

Description

本発明は、液晶表示装置と重ね合わせて使用するタッチパネル型入力装置に係わり、特にはタッチパネルセンサーが多面付けで形成されたガラス基板を個片のタッチパネルに断裁する方法に関する。

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が採用されている。タッチパネルは、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。タッチパネル型の入力装置には、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。

静電容量型のタッチパネル装置は、一枚のガラス基板上にマトリック状の透光性導電膜を形成し、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。

上記のタッチパネルが、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）。タッチパネル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。

ところで、静電容量方式であれ抵抗膜方式であれ、そのタッチ面の大きさには幾つかあるが、タッチパネルは、一枚の大型基板上に多面付けで同時に複数枚製造される。すなわち、タッチパネルが形成されてマトリックス状に並置されたガラス基板が、液晶表示装置の外形形状や表示用パネルの形状に合わせて切断されてタッチパネルが採取される。したがって、ガラス基板上にタッチパネルを形成した後の基板の断裁方法が問題となる。

ガラス基板の断裁は、通常、ダイヤモンドカッターを用いてガラス基板に切断溝を形成し、この切断溝に沿って溝が広がる方向にガラス基板を折り曲げて切断している。ガラス基板上には、タッチパネルとして必要な様々な配線が形成されているが、作業台でダイヤモンドカッター加工する際に、これら配線がダメージを受けやすいという問題がつきまとっている。また、ダイヤモンドカッターやレーザーによるガラス断裁においては、強化ガラスの強度が低下するという課題が残る。

断裁方法の別の一例は、ケミカルエッチング法である。ケミカルエッチングは、ガラスを厚さ方向にエッチング液に溶出させて切断するので、当該方法が適用できるためには、ガラス基板の被エッチング部分は、エッチング液に接触するようにレジスト等で被覆されていてはならず、フッ化水素酸等のエッチング液中に露出している必要がある。

ところが、後述するように、ガラス基板上にスクリーン印刷法より加飾層が施された上にタッチパネルを作製する為には、加飾部からの出ガス封止の目的にてオーバーコートが施される。このときオーバーコートに必要な物理化学的性能は耐熱および耐薬液性を備えることが求められる。オーバーコート層が形成された後、その上に電極層や絶縁層をパターン形成していく。従来は、オーバーコート材に汎用の水系アルカリ現像液（ＫＯＨ系も
しくはＮａＯＨ系）に対応したネガ型オーバーコート材や熱硬化型オーバーコート材が用いられている。熱硬化型オーバーコートにおいてはパターニングができない為、ガラス基板表面をエッチング液に露出できずケミカルエッチング法が適用できないという問題があった。あるいは、オーバーコート材用の現像液がＴＭＡＨなどの特殊現像液を用いるタイプであるため汎用のアルカリ現像液（ＫＯＨ系もしくはＮａＯＨ系）ラインにおける使用に適さないという問題があった。

特開２００８−３３７７７号公報 特開２００７−１７８７５８号公報

そこで本発明は、タッチパネルを製造する上で、性能は優れているが現像ができないために通常では使用できないオーバーコート材を使用可能としたタッチパネルの製造方法の提供を課題とした。

本発明になる請求項１記載の発明は、少なくとも、ガラス基板上に枠状の加飾部を形成する工程と、加飾部の外側に撥オーバーコート材を塗布する工程と、オーバーコート層を塗布する工程と、露出した撥オーバーコート材を除去する工程と、タッチパネルセンサーを形成する工程と、ケミカルエッチングによりガラス基板を断裁する工程と、をこの順で含むことを特徴とするタッチパネル装置の製造方法としたものである。

本発明は、ケミカルエッチングにより基板を断裁するにあたって、オーバーコート層が存在してほしくない基板上の部位だけにオーバーコート層をはじく性質を有する撥オーバーコート材を塗布するという点をその主旨とするものである。

請求項２に記載の発明は、前記撥オーバーコート材が過熱により撥オーバーコート性を消失後、洗浄により除去されることを特徴とする請求項１に記載のタッチパネル装置の製造方法としたものである。

請求項３に記載の発明は、前記撥オーバーコート材がＵＶ照射により撥オーバーコート性を消失後、洗浄により除去されることを特徴とする請求項１に記載のタッチパネル装置の製造方法としたものである。

上記二つの発明は、不要となったオーバーコート層の除去手段を過熱後洗浄及びＵＶ照射後洗浄に特定したものである。

本発明になるタッチパネル装置の製造法によれば、汎用のエッチング液ではエッチングが困難なネガ型オーバーコート材や熱硬化型オーバーコート材をタッチパネル用の基板上で使用することができる。その際に、塗布法（スピンコート法）をこれらオーバーコート材に適用する。ここでは、パターニングにフォトリソ工程を使用せずにオーバーコート層のパターンニングが可能である。
したがって、高品質で高信頼性の高いタッチパネル装置を低価格で提供できるという効果がある。

（ａ）〜（ｅ）は、本発明になるタッチパネルの製造方法を説明する部分工程図である。 タッチパネルの電極配置の概略構成を示す平面図である。 図２に示すＩＩ−ＩＩラインの拡大断面図である。 図２に示すスルーホール近傍の拡大図である。 （ａ）〜（ｃ）は、本発明になるタッチパネルの製造方法を説明する部分工程図である。

本発明の主旨は、オーバーコート層自体をフォトリソ工程および現像工程を必要とせずパターニングする方法である。以下、この工程をタッチパネル装置の製造工程に即して図１〜図５を参照して説明する。

先ず、ガラス基板１上にスクリーン印刷法を使用して、後工程で形成されるタッチパネルの配線部分を加飾にて隠すための、枠状の加飾部２の形成を行う。一枚の基板１上には複数のタッチパネルが多面付け（例えば、３．４インチで、１０×４の４０面付けなど）で製造されるので、枠状の加飾部２もそれに対応して多面付けで形成される（図1（ａ））。但し、加飾部２は、必ずしも文字通りの枠である必要はなく、角が欠けているなど適宜仕様に応じて変更を加えることが可能である。

本発明は、一枚のガラス基板をケミカルエッチング法で個片のタッチパネルに断裁するが、加飾部の枠の外側の断裁予定箇所にオーバーコート用材料が塗布されるのを防止するための撥性加工を予め施しておいて、オーバーコート層のパターニングをするものである。

そこで次に、オーバーコート材をはじく特性を有する撥性インク３を撥オーバーコート材として加飾部２の外側にマトリックス状に印刷した（図1（ｂ））。撥性インク３としては、シリコン系材料をアルコールに分散させたものを主成分とする酸性溶液を使用し、酸性溶液はスクリーン印刷にて上記所定のパターンとなるように塗布した。その後、所定の温度(常温〜４０℃程度の風乾燥)で乾燥した。

次に、オーバーコート材料を、スピンコート法を使用して塗布しオーバーコート層４を形成した。また、該材料はスリットコートしてもよいし、その後さらにスピニングさせても構わない。本実施の形態では、アクリル樹脂系の熱硬化タイプのオーバーコート材を使用した。オーバーコート材はスピニング時には面状の皮膜をなして一様に拡がっているが（図1（ｃ））、スピニングが終了すると、撥性インク３で被覆された部分のオーバーコート材は、撥性インクで被覆されない部分側に引き寄せられて、撥性インクが露呈したパターニングされたオーバーコート層５が得られた（図1（ｄ），（ｅ））。

オーバーコート材は、アクリル樹脂系の光硬化タイプのネガ型材料、もしくはフォトブリーチング処理にて可視光領域において高透過率を有するノボラック系のポジ型材料を使用することもできる。

次に、前記ガラス基板１をオーブンにて２３５℃、２０分で焼成しオーバーコート層５のキュアーを行った。撥性オーバーコート材３は、次工程に入る前にＵＶ照射によって撥性を失うとともに、純水洗浄もしくは薬液洗浄にて除去される。このため次工程以降のレジスト塗布に、撥性オーバーコート材３が影響を及ぼすことはない。撥性喪失はＵＶ照射に限らず、高温処理にて失わせる材料であっても構わない。

次に、タッチパネルセンサー１０を前記のオーバーコート層の上に形成していくが、図
２は、静電容量型のタッチパネル単体の電極配置の概略構成を示す平面図であり、図３は、図２に示すＩＩ−ＩＩラインの拡大断面視図である。また、図４は、図２に示すスルーホール近傍の拡大図である。

静電容量型のタッチパネル１０は、前述したオーバーコート層５の上に、複数のジャンパー１８と、絶縁膜１６と、複数の第１の透明電極１３と、複数の第２の透明電極１４とを備える。ジャンパー１８、絶縁膜１６、透明電極（第１の透明電極１３は孤立して形成され、第２の透明電極１４はくびれた接続部１５を介してＹ方向に接続して形成されている）は、オーバーコート層５上にこの順序で形成される。

ジャンパー１８は、導電性を有する材料によって形成され、オーバーコート層５の表面に行列上に配列されている。ジャンパー１８の各々は、それぞれが孤立した第１の透明電極１３をＸ軸方向に接続するためのものであり、両端部がＸ軸方向に隣接する一対の第１の透明電極１３の各々と重なり合うような位置及び寸法に形成されている。ジャンパー１８は、例えば、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）、Ｍｏ／Ａｌ／Ｍｏの積層体、Ａｇ、Ａｇ合金、導電性高分子により形成することができる。

絶縁膜１６は、絶縁性材料をジャンパー１８及びオーバーコート層５の表面全体を覆うように積層することにより形成され、第１の透明電極３とジャンパー８とが重なり合う部分には、ジャンパー１８の表面にまで達するスルーホール１７が、公知のフォトリソ法を用いて設けられている。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。

第1の透明電極１３及び第２の透明電極１４は、絶縁膜上の同一レイヤ内に、Ｘ軸方向及びこれと直交するＹ軸方向に図２に示すようにマトリクス状に配列され、第１の透明電極１３及び第２の透明電極１４は、ＩＴＯ等の透光性の導電材料を用いて、定法のフォトリソ法を適用して同一工程で形成される。

第１の透明電極１３の各々は、図３に示されるように、絶縁膜１６上においてはＸ軸方向及びＹ軸方向のいずれにも相互に接続されていないが、スルーホール１７を介してオーバーコート層上のジャンパー１８に接続されている。この結果、Ｘ軸方向に整列する第１の透明電極１３が相互に電気的に接続された状態となる。

一方、第２の透明電極１４の各々は、第１の透明電極１３の行間及び列間に配置され、絶縁膜６上において、第２の透明電極１４と同時にパターニングされるくびれた接続部５を介してＹ軸方向に相互に連結されている。

Ｘ軸方向に接続される第１の透明電極１３と、Ｙ軸方向に接続される第２の透明電極１４とを同一レイヤに配列する場合、交差部分が生じるため、いずれか一方向の接続を行うためにジャンパー１８のような配線部が必要となる。本実施形態に係る静電容量型タッチパネルでは、ジャンパー１８をオーバーコート層５の表面に形成し、その上方に絶縁膜１６と第１及び第２の透明電極１３及び１４を形成しているため、表面側から見た際にジャンパー８を目立ちにくくすることができる。

本実施形態では、スルーホール１７の開口部全体が第１の透明電極１３によって覆われているため、例えば、図３に示す矢印の範囲に絶縁膜のオーバーハングが生じた場合でも、オーバーハングのないスルーホール１７の内壁に沿って第１の透明電極１３がジャンパー１８の表面に到達することができる。したがって、スルーホール１７内壁の断面形状にかかわらず、ジャンパー１８の断線を防止することができる。

上述したように、ジャンパー１８は導電性を有するＩＴＯやポリエチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）、ポリアニリン（ＰＡＮＩ）等の導電性高分子材料によって形成することができるが、遮光性を有する材料を用いる場合、更に以下のような利点がある。

ジャンパー１８を遮光性材料で形成する場合、ジャンパー１８のパターニングと同一工程で、ジャンパー１８と同一材料を用いて基板２上に位置決め用のアライメントマークを形成することができる。この結果、アライメントマーク形成プロセスを削減することができると共に、２層目以降の膜を形成するために用いる露光機に特段の改造を施すことなく、標準的な読み取り機構を用いて露光時の位置決めをすることが可能となる。

また、２層目以降の膜の形成時に顕微鏡等で目視確認して位置合わせを行う場合、１層目のジャンパー１８が遮光性材料で形成されていることによって、視認性が向上するので、位置合わせを容易に行うことが可能となる。

導電性高分子材料は、透光性と導電性がトレードオフの関係にあるが、ジャンパー１８が形成される限られた範囲であれば遮光性があっても入力装置全体の光透過性に与える影響は小さい。また、導電性についても、ＩＴＯ程度の抵抗値を有する材料であれば良いため、導電性高分子の使用は生産効率が高まるという利点がある。

次に、タッチパネルセンサーの透明電極層を光透過性の高い絶縁性薄膜材料（アクリル系材料等）で、断裁予定箇所７を除いて保護する。

最後に、図５に示すようにケミカルエッチング法によるガラス基板１の断裁を行う。そのためガラス基板１の断裁予定箇所７以外の表裏をフッ化水素酸エッチング液に耐性のある保護膜６で被覆する。保護膜形成はフォトリソ法によりパターニング被覆させる。その後、フッ化水素酸でガラスをエッチングして断裁してから、保護膜６を除去すれば所望のタッチパネル装置が複数同時に製造される。

１、ガラス基板
２、加飾部
３、撥性インク（撥オーバーコート材）
４、均一なオーバーコート層
５、パターニングされたオーバーコート層
６、保護膜
７、断裁予定箇所
７’、 断裁箇所
１０、静電容量型入力装置
１２、基板
１３、第１の透明電極
１４、第２の透明電極
１５、接続部
１６、（透明）絶縁膜
１７、スルーホール
１８、ジャンパー

Claims (3)

1. 少なくとも、ガラス基板上に加飾部を形成する工程と、加飾部の外側に撥オーバーコート材を塗布する工程と、オーバーコート層を塗布する工程と、露出した撥オーバーコート材を除去する工程と、タッチパネルセンサーを形成する工程と、ケミカルエッチングによりガラス基板を断裁する工程と、をこの順で含むことを特徴とするタッチパネル装置の製造方法。
2. 前記撥オーバーコート材は、過熱により撥オーバーコート性を消失後、洗浄により除去されることを特徴とする請求項１に記載のタッチパネル装置の製造方法。
3. 前記撥オーバーコート材は、ＵＶ照射により撥オーバーコート性を消失後、洗浄により除去されることを特徴とする請求項１に記載のタッチパネル装置の製造方法。