JP2016128597A - マグネットシート、それを使用する成膜方法及びタッチパネル - Google Patents

Abstract

【課題】成膜マスクの開口パターンの粗密による密着性のムラを改善する。【解決手段】複数の開口パターン６を備えた磁性金属材料から成る成膜マスク５に磁場を作用させて吸引し、前記成膜マスク５を被成膜基板に密着させて保持するマグネットシートであって、前記成膜マスク５の前記磁性金属材料が占める体積の大きい領域と小さい領域の面内分布に合わせて前記磁場の強度に面内分布を持たせたものである。【選択図】図２

Description

本発明は、磁性金属材料から成る成膜マスクを吸引して被成膜基板に密着させるためのマグネットシートに関し、特に成膜マスクの開口パターンの粗密による密着性のムラを改善し得るマグネットシート、それを使用する成膜方法及びタッチパネルに係るものである。

従来のマグネットシートは、被成膜基板に面している側にＮ極とＳ極とが交互に並ぶように複数の磁石を配置した構造を有し、パターン領域及びフレーム領域を有する磁性体マスクのフレーム領域に上記磁石のＮ極とＳ極との境界部を相対させたものとなっていた（例えば、特許文献１参照）。

特許第４３７７４５３号公報

しかし、このような従来のマグネットシートにおいては、微細な開口パターンを設けたパターン領域には、磁石のＮ極及びＳ極の何れか一方の磁極が相対して配されるので、パターン領域内の磁性体には略一様な磁場が作用することになる。

このような場合に、パターン領域に設けられた複数の開口パターンの配置に粗密が存在し、パターン領域内に磁性体が占める体積の大きい領域と小さい領域の面内分布があるときには、上記磁場の作用によりパターン領域に対応した上記磁性体マスクに発生する吸引力は、磁性体が占める体積の小さい領域程弱くなり、吸引力がパターン領域内で不均一になるという問題がある。したがって、パターン領域の磁性体マスクの被成膜基板に対する密着性にムラが発生し、密着性の悪い領域の成膜パターンの周縁部がぼやけてしまうという問題があった。

そこで、本発明は、このような問題点に対処し、成膜マスクの開口パターンの粗密による密着性のムラを改善し得るマグネットシート、それを使用する成膜方法及びタッチパネルを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明によるマグネットシートは、複数の開口パターンを備えた磁性金属材料から成る成膜マスクに磁場を作用して吸引し、前記成膜マスクを被成膜基板に密着させて保持するマグネットシートであって、前記成膜マスクの前記磁性金属材料が占める体積の大きい領域と小さい領域の面内分布に合わせて前記磁場の強度に面内分布を持たせたものである。

また、本発明による成膜方法は、前記マグネットシートを使用して前記被成膜基板の成膜面に前記成膜マスクを吸引密着させた状態で成膜し、前記被成膜基板の成膜面に前記成膜マスクの複数の前記開口パターンに対応させて複数の薄膜パターンを形成するものである。

さらに、本発明によるタッチパネルは、前記マグネットシートを使用して透明基材の一面に前記成膜マスクを吸引密着させた状態で透明導電膜を成膜することにより、前記成膜マスクの複数の前記開口パターンに対応して形成された複数の透明電極を備えたものである。

本発明によれば、成膜マスクに開口パターンの粗密があっても、成膜マスクの全面に亘って、略均一な吸引力を生じさせることができ、成膜マスクを被成膜基板の成膜面に均一に密着させることができる。したがって、成膜される薄膜パターンの一部に、周縁部がぼやけたり隣接するパターンの縁部が繋がったりする等の問題の発生を抑制することができる。これにより、タッチパネルの製造歩留りを向上することができる。

本発明によるマグネットシートの一実施形態を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）の中心線断面図である。 使用する成膜マスクとそれに作用する磁場強度の面内分布を説明する図であり、（ａ）は成膜マスクの平面図、（ｂ）は（ａ）の要部拡大断面図、（ｃ）は（ｂ）に示す要部に作用する磁場の強度分布を示すグラフである。 上記磁場強度の面内分布を生じさせるための磁石の一配置例を示す説明図である。 磁場強度の面内分布を生じさせるための磁石の別の配置例を示す説明図であり、（ａ）は成膜マスクの平面図、（ｂ）は（ａ）の成膜マスクに好適な磁石の配置例を示す断面図、（ｃ）は（ｂ）の配置例における磁場の強度分布を示すグラフである。 図４に示す成膜マスクを使用して成膜された透明電極を有するタッチパネルを示す説明図であり、（ａ）はタッチパネルの平面図、（ｂ）は（ａ）の一領域の透明電極を示す拡大平面図、（ｃ）は（ａ）の他の領域の透明電極を示す拡大平面図である。

以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明によるマグネットシートの一実施形態を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）の中心線断面図である。このマグネットシート１は、複数の開口パターンを備えた磁性金属材料から成る成膜マスクに磁場を作用させて吸引し、成膜マスクを被成膜基板に密着させて保持するもので、上記成膜マスクが全面に亘って被成膜基板に均一に密着するように、成膜マスクの上記磁性金属材料が占める体積の大きい領域と小さい領域の面内分布に合わせて上記磁場の強度に面内分布を持たせたものである。以下、本発明によるマグネットシート１について詳細に説明する。

本発明によるマグネットシート１は、図１に示すように、支持プレート２と、複数の第１の磁石３と、複数の第２の磁石４と、を備えて構成されている。

上記支持プレート２は、一面２ａに後述の複数の第１の磁石３及び複数の第２の磁石４を交互に並べて配置し、被成膜基板に対面する側とは反対側の各磁石の端面を接着固定して支持するもので、被成膜基板の面積と同等以上の面積を有する、例えばアルミニウム等の非磁性金属板で形成されている。この場合、後述のスパッタリング装置の基板ホルダーが磁性金属材料で形成されているときには、支持プレート２の他面２ｂ側に漏洩する磁場により、マグネットシート１を基板ホルダーに磁気的に吸着させて固定することができる。

支持プレート２は、磁性金属板で形成されたものでもよい。この場合には、支持プレート２の他面２ｂ側への磁場の漏洩が無いため、マグネットシート１は、基板ホルダーに磁気的に吸着させて固定することができない。この場合は、支持プレート２の隅部に貫通孔を設けて該貫通孔を通してねじ止め固定するとよい。

上記支持プレート２の一面２ａには、複数の第１の磁石３が配置されている。この第１の磁石３は、被成膜基板に対面する側（以下、「上部側」という）と、その反対側の支持プレート２に接着される側（以下、「下部側」という）に磁極を有し、例えば上部側をＮ極とし、下部側をＳ極とした角柱状の永久磁石である。本実施形態においては、図１に示すように、第１の磁石３は、上記支持プレート２の一面２ａに平行に長軸を有する角柱状に形成されたものである場合について説明するが、上記支持プレート２の一面２ａの垂直方向に長軸を有したものであっても、立方体であってもよく、形状は限定されない。

上記支持プレート２の一面２ａには、上記複数の第１の磁石３と交互に複数の第２の磁石４が配置されている。この第２の磁石４は、上部側と下部側とに磁極を有し、第１の磁石３と磁極を反転させて、例えば上部側をＳ極とし、下部側をＮ極とした角柱状の永久磁石であり、上記第１の磁石３と略同じ高さに形成されている。本実施形態においては、図１に示すように、第２の磁石４は、上記支持プレート２の一面２ａに平行に長軸を有する角柱状に形成されたものである場合について説明するが、上記支持プレート２の一面２ａの垂直方向に長軸を有したものであっても、立方体であってもよく、形状は限定されない。

この場合、磁場の強度の面内分布は、磁束密度の異なる複数の磁石を組み合わせて生じさせることができる。例えば、一方が他方に比べて磁束密度が大きくなるように形成され複数の第１及び第２の磁石３，４を、成膜マスクの磁性金属材料が占める体積の大きい領域と小さい領域の面内分布に合わせて配置するとよい。

詳細には、図２（ａ）に示すような成膜マスク５において、図２（ｂ）に同図（ａ）の領域Ａの拡大断面図で示すように複数の開口パターン６を仕切る磁性金属細線７の配置に密度の高い領域（磁性金属材料が占める体積の大きい領域）と密度の低い領域（磁性金属材料が占める体積の小さい領域）とが存在する場合、図２（ｃ）に示すように磁性金属細線７の配置密度の低い領域程、磁場が強くなるように第１及び第２の磁石３，４を配置するとよい。

より詳細には、磁性金属細線７の配置密度の低い領域に対応して磁束密度の大きい磁石を配置し、磁性金属細線７の配置密度の高い領域に対応して磁束密度の小さい磁石を配置することにより、成膜マスク５に作用する磁場の強度に面内分布を生じさせることができる。

例えば、第１の磁石３の磁束密度Ｂ_１の方が第２の磁石４の磁束密度Ｂ_２よりも大きい（Ｂ_１＞Ｂ_２）場合には、図３に示すように、磁性金属細線７の配置密度の低い領域に対応して第１の磁石３が配置され、磁性金属細線７の配置密度の高い領域に対応して第２の磁石４が配置される。なお、図３において、符号８は、被成膜基板を示している。

磁束密度の大小は、同じ形状の強磁性体の磁化の程度を変えて残留磁化に大小を持たせることにより発生させることができる。即ち、残留磁化の大きい磁石程、磁束密度が大きくなる。

又は、同じ程度に磁化された磁石の磁極の面積を変えて磁束密度に大小の違いを生じさせてもよい。この場合、磁極の面積の小さい磁石程、磁束密度が大きくなる。

図４は磁場の強度に面内分布を生じさせるための磁石の別の配置例を示す説明図であり、第１及び第２の磁石３，４の磁極の面積を変えて、磁場に面内分布を生じさせた例を示すものである。ここに示す成膜マスク５は、図４（ａ）に示すように、開口パターン６の開口率の高い領域Ｃ_１がパターン領域９内の矢印で示す一方側に偏っており、開口率の高い領域Ｃ_１の上記磁性金属細線７の配置密度が反対側の領域Ｃ_２に比べて低くなっているものである。

この場合、図４（ｂ）に示すように、開口率の高い領域Ｃ_１に対応させて磁極面積の小さい第１及び第２の磁石３，４を配置し、反対側の開口率の低い領域Ｃ_２に対応させて磁極面積の大きい第１及び第２の磁石３，４を配置する。これにより、図４（ｃ）に示すように、開口率の高い領域Ｃ_１側の磁場強度が強く、開口率の低い領域Ｃ_２側の磁場強度が弱くなるように磁場強度に面内分布を生じさせることができる。なお、図４（ｂ）に示すように、領域Ｃ_１と領域Ｃ_２との間の領域に対応させて、領域Ｃ_１，Ｃ_２に対応した磁石の磁極面積の中間の磁極面積を有する磁石を配置してもよい。これにより、磁場強度の変化を緩やかにすることができる。

次に、このように構成されたマグネットシート１を使用して行う成膜方法について説明する。なお、ここでは、本発明によるタッチパネルの透明電極の形成工程について説明する。
ここで説明するタッチパネル１０は、図５（ａ）に示すように、矢印で示す方向に細長い形状の透明電極１１を有し、その電極面積が矢印で示す一方側に偏った領域Ｃ_１′において広く（図５（ｂ）参照）、反対側の領域Ｃ_２′において狭い（図５（ｃ）参照）ものである。したがって、ここで使用する成膜マスク５及びマグネットシート１は、図４（ａ），（ｂ）に示すものである。

先ず、図３に示すように、タッチパネル１０の被成膜基板８となる透明ガラス又は透明フィルムの裏面に本発明によるマグネットシート１を配置し、上記被成膜基板８の表面（成膜面８ａ）に成膜マスク５を被成膜基板８に対して位置決めして配置する。この場合、図４（ｂ）に示すように、成膜マスク５の開口パターン６の開口率の高い領域Ｃ_１にマグネットシート１の磁束密度の大きい側を対応させ、反対側の開口率の低い領域Ｃ_２にマグネットシート１の磁束密度の小さい側を対応させてマグネットシート１が配置される。

これにより、成膜マスク５の開口パターン６の開口率の高い領域Ｃ_１には、強い磁場が作用して領域Ｃ_１における配置密度の低い磁性金属細線７にも大きな吸引力が生じる。一方、成膜マスク５の開口パターン６の開口率の低い領域Ｃ_２には、領域Ｃ_１よりも弱い磁場が作用することになる。しかし、開口パターン６の開口率の低い領域Ｃ_２における磁性金属細線７の配置密度が高いため、成膜マスク５の領域Ｃ_２に作用する吸引力は、上記領域Ｃ_１に作用する吸引力と略同じ強さとなる。したがって、成膜マスク５には、全面に亘って略均一な吸引力が作用し、成膜マスク５を被成膜基板の成膜面８ａに均一に密着させることができる。

マグネットシート１と成膜マスク５とに挟持された被成膜基板８は、例えばスパッタリング装置の真空室内の基板ホルダーに、成膜マスク５がＩＴＯ（インジウム・酸化スズ）ターゲット側となるようにして設置して固定される。

以下、公知の手順に従ってスパッタリングが実行され、被成膜基板にＩＴＯの透明導電膜が成膜される。詳細には、真空室が閉じられ、真空室内が所定の真空度となるまで排気される。次いで、真空室内にアルゴン（Ａｒ）等の希ガスが所定量だけ導入された後、ターゲットホルダーと基板ホルダーとの間に例えば高周波の高電圧が付与される。これにより、アルゴン（Ａｒ）ガスがプラズマ化してスパッタリングが開始される。

アルゴン（Ａｒ）ガスがプラズマ化して生じたアルゴンイオンは、ターゲット側に引き寄せられ、ターゲット表面に衝突する。これにより、ターゲット表面からＩＴＯのスパッタ粒子がはじかれて飛出し、被成膜基板８に向かって飛翔する。

ＩＴＯのスパッタ粒子は、成膜マスク５の開口パターン６を通過して被成膜基板８の成膜面８ａに付着する。これにより、被成膜基板８の成膜面８ａには、上記開口パターン６に対応してＩＴＯの透明導電膜が成膜される。

この場合、前述したように、成膜マスク５には全面に亘って略均一な吸引力が作用しているので、成膜マスク５は被成膜基板８の成膜面８ａに均一に密着されている。したがって、成膜マスク５の開口率の高い領域Ｃ_１の磁性金属細線７も被成膜基板８の成膜面８ａに密着して、磁性金属細線７と成膜面８ａとの間に隙間が生じるのが抑制される。これにより、従来技術におけるような、上記領域Ｃ_１の磁性金属細線７に対する吸引力が弱いために磁性金属細線７と成膜面８ａとの間に生じた隙間にスパッタ粒子が回り込んで付着し、領域Ｃ_１に対応してタッチパネル１０の領域Ｃ_１′に形成される透明電極１１のパターンの縁部がぼやけるという問題を、本発明によるマグネットシート１は解消することができる。

スパッタ開始から予め定められた一定時間が経過するとスパッタリングが終了される。これにより、成膜マスク５の複数の開口パターン６に対応して、図５に示すようなタッチパネル１０の透明電極１１が形成される。なお、図５において符号１２は、隣接する透明電極１１を電気的に絶縁分離する分離ラインである。

なお、スパッタリング装置は、被成膜基板８とＩＴＯターゲットとを静止させた状態で成膜するものであっても、被成膜基板８とＩＴＯターゲットとを相対的に移動しながら成膜するものであってもよい。また、透明導電膜は、ＩＴＯ薄膜に限られず、酸化亜鉛や、酸化スズ等の薄膜であってもよい。

さらに、上記実施形態においては、タッチパネル１０の透明導電膜の成膜方法について説明したが、本発明はこれに限られず、配線パターンの形成や、他の薄膜パターンの形成にも適用することができる。

また、上記実施形態においては、スパッタリングによる成膜について説明したが、本発明はスパッタリングに限られず、蒸着やＣＶＤ法（化学気相成長法）等、公知の他の成膜技術を適用してもよい。

１…マグネットシート
３…第１の磁石
４…第２の磁石
５…成膜マスク
６…開口パターン
７…磁性金属細線
８…被成膜基板
１１…透明電極（薄膜パターン）

Claims (8)

1. 複数の開口パターンを備えた磁性金属材料から成る成膜マスクに磁場を作用させて吸引し、前記成膜マスクを被成膜基板に密着させて保持するマグネットシートであって、
   前記成膜マスクの前記磁性金属材料が占める体積の大きい領域と小さい領域の面内分布に合わせて前記磁場の強度に面内分布を持たせたことを特徴とするマグネットシート。
2. 前記成膜マスクは、複数の前記開口パターンを仕切る磁性金属細線の配置に密度の高い領域と密度の低い領域とを有しており、前記磁性金属細線の配置密度の低い領域程、前記磁場が強くなるようにしたことを特徴とする請求項１記載のマグネットシート。
3. 前記磁場の強度の面内分布は、磁束密度の異なる複数の磁石を組み合わせて生じさせたことを特徴とする請求項２記載のマグネットシート。
4. 前記磁性金属細線の配置密度の低い領域に対応して磁束密度の大きい前記磁石を配置し、前記磁性金属細線の配置密度の高い領域に対応して磁束密度の小さい前記磁石を配置したことを特徴とする請求項３記載のマグネットシート。
5. 前記磁束密度の異なる磁石は、残留磁化の大きさが相違することを特徴とする請求項３又は４記載のマグネットシート。
6. 前記磁束密度の異なる磁石は、磁極の面積が相違することを特徴とする請求項３又は４記載のマグネットシート。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載のマグネットシートを使用して前記被成膜基板の成膜面に前記成膜マスクを吸引密着させた状態で成膜し、前記被成膜基板の成膜面に前記成膜マスクの複数の前記開口パターンに対応させて複数の薄膜パターンを形成することを特徴とする成膜方法。
8. 請求項１〜６のいずれか１項に記載のマグネットシートを使用して透明基材の一面に前記成膜マスクを吸引密着させた状態で透明導電膜を成膜することにより、前記成膜マスクの複数の前記開口パターンに対応して形成された複数の透明電極を備えたことを特徴とするタッチパネル。