JP5925814B2 - 電子デバイスを生産する方法、電子デバイス - Google Patents

Description

本発明は導電性ポリマーの不活化によって形成される電極パターンを有する電子デバイスを生産する方法、および電子デバイスに関する。

導電性ポリマーの不活化によって電極パターンを形成する技術（例えば特許文献１）が知られている。不活化とは、導電性材料の導電性を悪化させる処理のことである。図１０を参照して特許文献１の導電パターン形成方法について説明する。図１０Ａ、図１０Ｂ、図１０Ｃ、図１０Ｄは、特許文献１の導電パターン形成方法の一実施形態を説明する図である。基材としてのキャリアフィルム１上に、導電性ポリマーを不活化する不活化剤とマトリクス樹脂とを含み、熱により不活化剤がブリードアウトするマトリクス樹脂組成物により、特定の膜パターン２（該膜パターン２は、導電性ポリマー膜上に形成される非導電部パターンと同一形状である、ただし両者は鏡像関係にある）を形成し（図１０Ａ）、特定の膜パターン２が形成されたキャリアフィルム１を導電性ポリマーフィルム３に圧着及び加熱して（図１０Ｂ及びＣ）、所定時間経過した後、キャリアフィルム１を導電性ポリマーフィルム３から剥離し、導電性ポリマーフィルム３を加熱して不活化剤を完全に除去して、導電パターン４を形成する（図１０Ｄ）。特許文献１に記載された導電パターン形成方法は導電性ポリマーの不活化により導電パターンを形成するため、一様に形成したＩＴＯなどの透明導電材料の不要部をエッチング（彫って除去）して電極を形成する従来方法とは異なり、導電部と不活化部に段差が生じることがない。このため、一様な面として導電パターンを形成することができる。これにより、導電部とそれ以外の部分の境界線が視認できなくなるため、タッチパネルなどに応用すれば従来品に比べてその品質が向上することが期待できる。一方特許文献２には、タッチパネル装置の例が開示されている。特許文献２に示すようにタッチパネルでは、電子デバイスの辺縁部付近において信号伝送用の額縁配線が形成されるのが一般的である。

特開２０１１−５４６１７号公報 特開２０１３−１４０５６６号公報

タッチパネルにおいては、デバイスの利便性および外観上の観点からタッチ領域の比率を多くし、額縁領域の比率を少なくすることが求められる。従って、額縁配線に必要な領域をなるべく狭小にする、すなわち隣り合う額縁配線同士の間隔を狭くして配置することが必要となる。一般に、隣り合う額縁配線同士の間隔は数十μｍ程度とする必要がある。前述の不活化による導電パターン形成方法を用いてタッチパネルを作る場合、額縁配線を導電パターンの一部として形成するか、あるいは不活化された導電性ポリマー膜上に額縁配線を新たに形成する必要がある。何れの場合であっても、額縁配線間の領域は不活化部分により構成される。ここで、不活化部分の導電性は完全に失われるわけではなく、僅かに残存する。主としてＰＥＤＯＴ（ポリエチレンジオキシチオフェン、さらに具体的にはポリ−３，４−エチレンジオキシチオフェン）を含む導電性ポリマーの場合、不活化部分の抵抗値は、およそ１０^９Ω／□である。ただし、□はｍ^２である。一方、不活化を施さない部分の抵抗は１０^２Ω／□程度である。導電性ポリマーの不活化部分にわずかに導電性が残存することで、額縁配線間の領域において抵抗値が低くなり、信号伝送に問題が生じる。例えば、従来のタッチパネルにおいて隣接する線路間の抵抗値が１０ＭΩ以上のオーダーとなる程度に配線間隔および線路幅を設定したとしても、額縁配線間の領域を不活化されたＰＥＤＯＴで構成した場合には、線路間の抵抗値は数１０ｋΩのオーダーまで悪化する。そこで、本発明では導電性ポリマーの不活化技術により導電パターンを形成した場合でも、余分な工程を要することなく額縁配線の線路間の抵抗値を適切な値とすることができる電子デバイスを生産する方法、および電子デバイスを提供することを目的とする。

本発明の電子デバイスを生産する方法は、成膜ステップと、不活化ステップと、絶縁層形成ステップと、ジャンパ配線形成ステップと、額縁配線形成ステップとを含む。

成膜ステップでは、基板上に一様に導電性ポリマー膜を成膜する。不活化ステップでは、導電性ポリマー膜の所定の領域を不活化して絶縁部と複数の電極部とを形成する。絶縁層形成ステップでは、基板上のジャンパ配線形成領域にジャンパ用絶縁層を、基板上の額縁配線形成領域に額縁配線用絶縁層を、同一工程かつ同一の材料で、導電性ポリマー膜上に形成する。ジャンパ配線形成ステップでは、ジャンパ用絶縁層上に導体線路からなるジャンパ配線を形成する。額縁配線形成ステップでは、額縁配線用絶縁層上に導体線路からなる額縁配線を形成する。

本発明の電子デバイスを生産する方法は、ジャンパ配線形成ステップと額縁配線形成ステップとが同一工程で実行されることとしてもよい。

本発明の電子デバイスを生産する方法は、不活化ステップにおいて、所定の領域の不活化と同一工程において、額縁配線形成領域が不活化されることとしてもよい。

本発明の電子デバイスを生産する方法の絶縁層形成ステップは、基板上に一様に感光型絶縁材料を塗布する塗布サブステップと、感光型絶縁材料を露光及び現像して、ジャンパ用絶縁層と額縁配線用絶縁層とを形成する露光現像サブステップとを含んでもよい。

本発明の電子デバイスを生産する方法の絶縁層形成ステップは、基板上に絶縁材料で、ジャンパ用絶縁層と額縁配線用絶縁層のパターンを印刷する印刷サブステップと、印刷されたパターンを硬化する硬化サブステップとを含んでもよい。

本発明の電子デバイスを生産する方法における導電性ポリマー膜は、ポリ−３，４−エチレンジオキシチオフェンを含んでもよい。

また、本発明の電子デバイスは、基板と、基板上に一様に成膜された導電性ポリマー膜と、導電性ポリマー膜の所定の領域を不活化して形成された絶縁部および複数の電極部と、基板上のジャンパ配線形成領域であって導電性ポリマー膜上に形成されたジャンパ用絶縁層と、基板上の額縁配線形成領域であって導電性ポリマー膜上に、ジャンパ用絶縁層と同一の材料で形成された額縁配線用絶縁層と、ジャンパ用絶縁層上に形成された導体線路からなるジャンパ配線と、額縁配線用絶縁層上に形成された導体線路からなる額縁配線と、を含む。

本発明の電子デバイスは、導電性ポリマー膜の額縁配線形成領域が不活化されてもよい。

本発明の電子デバイスの導電性ポリマー膜は、ポリ−３，４−エチレンジオキシチオフェンを含んでもよい。

本発明の電子デバイスを生産する方法、および電子デバイスによれば、導電性ポリマーの不活化技術により導電パターンを形成した場合でも、余分な工程を要することなく額縁配線の線路間の抵抗値を適切な値とすることができる。

本発明の実施例１に係る電子デバイスを生産する方法の各ステップの実施結果の例について示す図。図１Ａは成膜ステップであるステップＳ１０１の実施結果の例を示す図、図１Ｂは不活化ステップであるステップＳ１０２の実施結果の例を示す図、図１Ｃは絶縁層形成ステップであるステップＳ１０３の実施結果の例を示す図、図１Ｄはジャンパ配線形成ステップであるステップＳ１０４の実施結果の例を示す図、図１Ｅは額縁配線形成ステップであるステップＳ１０５の実施結果の例を示す図。 本発明の実施例１に係る電子デバイスを生産する方法の各ステップを示すフローチャート。 本発明の実施例１に係る電子デバイスを生産する方法により生成された電子デバイスの例を示す図。 額縁配線形成領域を不活化しない場合の導電パスについて示す図。 導電パスが生じないように接続部周辺を不活化した例について示す図。 本発明の実施例１に係る電子デバイスを生産する方法の絶縁層形成ステップ内の各サブステップを示すフローチャート。 本発明の変形例１に係る電子デバイスを生産する方法の各ステップの実施結果の例について示す図。図７Ａは成膜ステップであるステップＳ１０１の実施結果の例を示す図、図７Ｂは不活化ステップであるステップＳ１０２の実施結果の例を示す図、図７Ｃは絶縁層形成ステップであるステップＳ１０３の実施結果の例を示す図、図７ＤＥは配線形成ステップであるステップＳ２０４の実施結果の例を示す図。 本発明の変形例１に係る電子デバイスを生産する方法の各ステップを示すフローチャート。 本発明の変形例２に係る電子デバイスを生産する方法の絶縁層形成ステップ内の各サブステップを示すフローチャート。 特許文献１の導電パターン形成方法の一実施形態を説明する図。

以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。なお、同じ機能を有する構成部には同じ番号を付し、重複説明を省略する。

以下、図１、図２、図３を参照して実施例１に係る電子デバイスを生産する方法について説明する。図１Ａ、図１Ｂ、図１Ｃ、図１Ｄ、図１Ｅは本実施例に係る電子デバイスを生産する方法の各ステップの実施結果の例について示す図であって、図１Ａは成膜ステップ、図１Ｂは不活化ステップ、図１Ｃは絶縁層形成ステップ、図１Ｄはジャンパ配線形成ステップ、図１Ｅは額縁配線形成ステップの実施結果の例を示す図である。図２は、本実施例に係る電子デバイスを生産する方法の各ステップを示すフローチャートである。図３は、本実施例に係る電子デバイスを生産する方法により生成された電子デバイス１０の例を示す図である。本実施例において電子デバイス１０は、タッチパネルであるものとする。

図２に示すように本実施例の電子デバイスを生産する方法は、成膜ステップ（ステップＳ１０１）と、不活化ステップ（ステップＳ１０２）と、絶縁層形成ステップ（ステップＳ１０３）と、ジャンパ配線形成ステップ（ステップＳ１０４）と、額縁配線形成ステップ（ステップＳ１０５）とを含む。

図１Ａに示すように、成膜ステップでは、基板１１上に一様に導電性ポリマー膜１２を成膜する（Ｓ１０１）。図１Ａには、その基板１１上に破線でジャンパ配線形成領域１１ｊと、額縁配線形成領域１１ｆを示した。ジャンパ配線形成領域１１ｊ、額縁配線形成領域１１ｆについては後述する。図１Ｂに示すように、不活化ステップでは、導電性ポリマー膜１２の所定の領域（図のドットハッチングを施した領域）を不活化して絶縁部１３と複数の電極部１４（図の白抜き領域）とを形成する（Ｓ１０２）。本実施例の電極部１４は、菱形形状を縦方向に二つ連結した形状のｘ方向電極１４ｘ、菱形形状のｙ方向電極１４ｙとを含む。また、本実施例では簡略化のためｘ方向電極１４ｘを計５つとし、ｙ方向電極１４ｙを計６つとしたが、本発明の電子デバイスは２以上の任意の形状の任意の数の電極部を含んでいればよく、本実施例における電極の形状、個数に限定されない。額縁配線形成領域１１ｆは後述する絶縁層形成ステップにおいて額縁配線用絶縁層１５ｆで被覆されるため、予め不活化しておかなくてもよいが、図１に示すように、不活化ステップにおいて、所定の領域の不活化と同一工程において、額縁配線形成領域１１ｆが不活化されてもよい。なお、額縁配線形成領域１１ｆを不活化しない場合、後述する額縁配線１７の下に導電部があることになり、これを適切にグランドに落とせばノイズシールドの機能を果たす。一方、額縁配線形成領域１１ｆを不活化すれば、額縁配線１７と導電部が後述する額縁配線用絶縁層１５ｆを介して容量結合することを防ぐことができ、容量結合によるデバイスへの影響を防ぐことができる。従って、額縁配線形成領域１１ｆを不活化するか否かは、各電子デバイスについてケースバイケースに判断して使い分けるのが好適である。

図１Ｃに示すように、絶縁層形成ステップでは、基板１１上のジャンパ配線形成領域１１ｊにジャンパ用絶縁層１５ｊを、基板１１上の額縁配線形成領域１１ｆに額縁配線用絶縁層１５ｆを、同一工程かつ同一の材料で、導電性ポリマー膜１２上に形成する（Ｓ１０３）。ジャンパ用絶縁層１５ｊ、額縁配線用絶縁層１５ｆをまとめて絶縁層１５ともいう。このステップにおいて導電性ポリマー膜１２とは、不活化された部分とそれ以外の部分を含むポリマー膜全体を指し示す。従って、絶縁層形成ステップでは、不活化された部分とそれ以外の部分を含むポリマー膜の上に絶縁層１５が形成される。ジャンパ用絶縁層１５ｊは、ｘ方向電極群とｙ方向電極群の絶縁性を保ちながらｘ方向電極群の上にジャンパ配線を形成するために従来から必要な絶縁層であった。本実施例では、ジャンパ用絶縁層１５ｊと同一工程かつ同一の材料で、額縁配線用絶縁層１５ｆを形成することにより、余分の工程及びその工程に要する余分のコストを省くことができる。

図１Ｄに示すように、ジャンパ配線形成ステップでは、ジャンパ用絶縁層１５ｊ上に導体線路からなるジャンパ配線１６を形成する（Ｓ１０４）。ジャンパ配線１６は、隣接するｙ方向電極１４ｙ同士が導通するように形成される。図１Ｅに示すように、額縁配線形成ステップでは、額縁配線用絶縁層１５ｆ上に導体線路からなる額縁配線１７を形成する（Ｓ１０５）。額縁配線１７は、各ｘ方向電極１４ｘの上端から延伸されて、図示しないｘ座標信号出力ポートに接続される。

ここで、本実施例のようにジャンパ配線形成ステップ（Ｓ１０４）と額縁配線形成ステップ（Ｓ１０５）とを別工程としている場合には、ジャンパ配線１６と額縁配線１７とを相互に異なる材料で形成することも可能である。例えば電子デバイス１０がタッチパネルであるなら、ジャンパ配線１６を透明な導体で、額縁配線１７を不透明な導体で、それぞれ形成してもよい。本実施例において額縁配線１７の線路幅および線路間隔は例えば５０〜７５μｍとすることができる。なお、タッチパネルにおいてジャンパ配線１６を透明な導体で形成する場合には、その線路幅を額縁配線１７よりも太く形成してもよいが、ジャンパ配線１６を不透明な導体で形成する場合には、ジャンパ配線１６は、額縁配線１７よりも細い線路幅で形成するのが一般的である。

図３に示すように、額縁配線１７と各ｘ方向電極１４ｘの上端とは接続部１８を介して導電可能に接続される。前述したように額縁配線形成領域１１ｆを不活化しない場合であっても接続部１８近傍は不活化しておく必要がある。額縁配線形成領域１１ｆを不活化しない場合、例えば図４に示すようにｘ方向電極１４ｘの上端部が導電部分と接続されている場合、図４の点線に示すような導電パスができてしまう。従って、額縁配線形成領域１１ｆを不活化しない場合、導電パスが形成されないように、例えば図５に示すように接続部１８近傍に位置する導電性ポリマー膜は不活化しておく必要がある。

＜絶縁層形成ステップにおける具体的処理の例＞
以下、図６を参照して絶縁層形成ステップにおける具体的処理の例について説明する。図６は、本実施例に係る電子デバイスを生産する方法の絶縁層形成ステップ１０３内の各サブステップを示すフローチャートである。図６に示すように絶縁層形成ステップ１０３は、塗布サブステップＳ１０３１Ａと、露光現像サブステップＳ１０３２Ａとを含む。塗布サブステップでは、基板１１上に一様に感光型絶縁材料（フォトレジスト）を塗布する（Ｓ１０３１Ａ）。露光現像サブステップでは、感光型絶縁材料を露光及び現像して、ジャンパ用絶縁層１５ｊと額縁配線用絶縁層１５ｆとを形成する（Ｓ１０３２Ａ）。感光型絶縁材料は、硬化前は液状の材料である。

このように本実施例の電子デバイスを生産する方法によれば、絶縁層形成ステップにおいて額縁配線用絶縁層１５ｆを導電性ポリマー膜１２上に形成し、額縁配線形成ステップにおいて、額縁配線用絶縁層１５ｆ上に額縁配線１７を形成したため、隣接する額縁配線の線路間隔を小さくしても、従来と同様に線路間の抵抗値を十分に高く保つことができる。さらに、本実施例の電子デバイスを生産する方法によれば、絶縁層形成ステップにおいて従来から必要であったジャンパ用絶縁層１５ｊと新たに必要となった額縁配線用絶縁層１５ｆを、同一工程かつ同一の材料で形成するため、余分な工程および余分なコストを要することがない。また、上述した塗布サブステップＳ１０３１Ａと露光現像サブステップＳ１０３２Ａにより、高い寸法精度、高い解像度、かつフラットな層表面を有する絶縁層を形成することができ、その後のジャンパ配線の形成が容易となる。高い解像度とは、層の稜線を直線形状で形成したい場合に、層の稜線が波打った形になりにくいことを意味する。

なお、以上に述べた実施例１においては、ジャンパ配線形成ステップ（Ｓ１０４）の後に額縁配線形成ステップ（Ｓ１０５）が実行されることとしたが、この二つの工程の順序は逆であってもよい。すなわち、図２に示されるフローチャートのＳ１０４とＳ１０５の二つのステップの順序を入れ替え、絶縁層形成ステップＳ１０３に後続して額縁配線形成ステップが実行され、その後にジャンパ配線形成ステップが実行されてもよい。

［変形例１］
以下、図７、図８を参照して実施例１の変形例１に係る電子デバイスを生産する方法について説明する。図７は、本変形例に係る電子デバイスを生産する方法の各ステップの実施結果の例について示す図であって、図７Ａは成膜ステップ、図７Ｂは不活化ステップ、図７Ｃは絶縁層形成ステップ、図７ＤＥは配線形成ステップの実施結果の例を示す図である。図８は、本変形例に係る電子デバイスを生産する方法の各ステップを示すフローチャートである。図７ＤＥ、図８のステップＳ２０４に示すように、本変形例では、実施例１のジャンパ配線形成ステップ（Ｓ１０４）、額縁配線形成ステップ（Ｓ１０５）を同一工程である配線形成ステップ（Ｓ２０４）で行う。つまり、本変形例においては、配線形成ステップ（Ｓ２０４）において、ジャンパ用絶縁層１５ｊ上に導体線路からなるジャンパ配線１６と、額縁配線用絶縁層１５ｆ上に導体線路からなる額縁配線１７とが一度に形成される。この場合、ジャンパ配線１６と額縁配線１７とは同一の材料で構成される。

本変形例の電子デバイスを生産する方法によれば、実施例１の効果に加え、電子デバイスを生産するために必要な工程をさらに減らすことができる。

［変形例２］
以下、図９を参照して実施例１の変形例２に係る電子デバイスを生産する方法について説明する。図９は、本変形例に係る電子デバイスを生産する方法の絶縁層形成ステップＳ１０３Ｂ内の各サブステップを示すフローチャートである。図９に示すように、本変形例の絶縁層形成ステップ１０３Ｂは、印刷サブステップＳ１０３１Ｂと、硬化サブステップＳ１０３２Ｂとを含む。印刷サブステップでは、基板１１上に絶縁材料で、ジャンパ用絶縁層１５ｊと額縁配線用絶縁層１５ｆのパターンを印刷する（Ｓ１０３１Ｂ）。絶縁材料として、感光型絶縁材料、または熱硬化型絶縁材料を用いることができる。硬化サブステップでは、印刷されたパターンを硬化する（Ｓ１０３２Ｂ）。

本変形例の電子デバイスを生産する方法によれば、印刷及び硬化により絶縁層１５を形成するため、実施例１の効果に加え、アルカリ性の現像液などを用いる必要がなく、電極部の腐食や劣化が起こりにくくなる。

１ キャリアフィルム
２ 膜パターン
３ 導電性ポリマーフィルム
４ 導電パターン
１０ 電子デバイス
１１ 基板
１１ｊ ジャンパ配線形成領域
１１ｆ 額縁配線形成領域
１２ 導電性ポリマー膜
１３ 絶縁部
１４ 電極部
１４ｘ ｘ方向電極
１４ｙ ｙ方向電極
１５ 絶縁層
１５ｊ ジャンパ用絶縁層
１５ｆ 額縁配線用絶縁層
１６ ジャンパ配線
１７ 額縁配線
１８ 接続部

Claims (9)

1. 基板上に一様に導電性ポリマー膜を成膜する成膜ステップと、
   前記導電性ポリマー膜の所定の領域を不活化して絶縁部と複数の電極部とを形成する不活化ステップと、
   前記基板上のジャンパ配線形成領域にジャンパ用絶縁層を、前記基板上の額縁配線形成領域に額縁配線用絶縁層を、同一工程かつ同一の材料で、前記導電性ポリマー膜上に形成する絶縁層形成ステップと、
   前記ジャンパ用絶縁層上に導体線路からなるジャンパ配線を形成するジャンパ配線形成ステップと、
   前記額縁配線用絶縁層上に導体線路からなる額縁配線を形成する額縁配線形成ステップと、
   を含む電子デバイスを生産する方法。
2. 前記ジャンパ配線形成ステップと前記額縁配線形成ステップとが同一工程で実行される
   請求項１に記載の電子デバイスを生産する方法。
3. 前記不活化ステップにおいて、
   前記所定の領域の不活化と同一工程において、前記額縁配線形成領域が不活化される
   請求項１または２に記載の電子デバイスを生産する方法。
4. 前記絶縁層形成ステップは、
   前記基板上に一様に感光型絶縁材料を塗布する塗布サブステップと、
   前記感光型絶縁材料を露光及び現像して、前記ジャンパ用絶縁層と前記額縁配線用絶縁層とを形成する露光現像サブステップと、
   を含む
   請求項１から３の何れかに記載の電子デバイスを生産する方法。
5. 前記絶縁層形成ステップは、
   前記基板上に絶縁材料で、前記ジャンパ用絶縁層と前記額縁配線用絶縁層のパターンを印刷する印刷サブステップと、
   前記印刷されたパターンを硬化する硬化サブステップと、
   を含む
   請求項１から３の何れかに記載の電子デバイスを生産する方法。
6. 前記導電性ポリマー膜は、ポリ−３，４−エチレンジオキシチオフェンを含む
   請求項１から５のいずれかに記載の電子デバイスを生産する方法。
7. 基板と、
   前記基板上に一様に成膜された導電性ポリマー膜と、
   前記導電性ポリマー膜の所定の領域を不活化して形成された絶縁部および複数の電極部と、
   前記基板上のジャンパ配線形成領域であって前記導電性ポリマー膜上に形成されたジャンパ用絶縁層と、
   前記基板上の額縁配線形成領域であって前記導電性ポリマー膜上に、前記ジャンパ用絶縁層と同一の材料で形成された額縁配線用絶縁層と、
   前記ジャンパ用絶縁層上に形成された導体線路からなるジャンパ配線と、
   前記額縁配線用絶縁層上に形成された導体線路からなる額縁配線と、
   を含む電子デバイス。
8. 前記導電性ポリマー膜の前記額縁配線形成領域が不活化された
   請求項７に記載の電子デバイス。
9. 前記導電性ポリマー膜は、ポリ−３，４−エチレンジオキシチオフェンを含む
   請求項７または８に記載の電子デバイス。

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