JP6993479B1 - 大型タッチセンシングパターンの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】大型タッチセンシングパターンの製造方法を提供する。【解決手段】大型タッチセンシングパターンの製造方法には、次の手順が含まれる。生成される大規模なタッチセンシングパターンを複数のサブパターンに分割し、それぞれに対応するパターンでマスクを作成する。導電層を有する基材を提供し、導電層にフォトレジスト層を設置する。第１露光プロセスでは、露光サブパターンと複数のターゲットがフォトレジスト層に形成される。順次の露光プロセスでは、順次露光サブパターンと複数のターゲットがフォトレジスト層に形成され、順次露光サブパターンと前述の元の露光サブパターンが互いに隣接して接続される。フォトレジスト層に複数の順次接続する露光サブパターンを形成し、全体露光パターンが形成されるまで前述の順次露光プロセスを繰り返す。フォトレジスト層の全体的な露光パターンを現像し、導電層をエッチングして大型タッチセンシングパターンを形成する。【選択図】図６

Description

本発明は、大型タッチセンシングパターンを製造する方法に関し、特に、複数の小面積露光サブパターンを組み合わせて大面積全体露光パターンを形成し、次に全体露光パターンをエッチングして大型タッチセンシングパターンを形成する方法に関する。

タッチパネルはさまざまな電子製品で広く使用されており、大画面のタッチパネルと組み合わせて使用されている。例えば、ＡＴＭ現金自動支払機、施設内の相互支援ナビゲーションシステム、デパートの電子ホワイトボード、車載タッチ装置、およびその他のさまざまな産業用および商業用機器などである。過去には、タッチパネル製造技術やボンディング歩留まりなどの要因により、タッチアプリケーションを必要とするこれらの装置のほとんどは、低コストの抵抗式または高コストの音波式と外部光学式等の設計を採っていた。しかし、人々がスマートフォンやタブレットコンピュータのマルチタッチ（Multitouch）機能の経験に慣れてきているため、最近、業界は中型および大画面用マルチタッチアプリケーションの開発も積極的に行っている。現在、１０インチを超える中型および大型マルチタッチ製品は、主に静電容量式タッチ技術に基づいている。静電容量式タッチパネルは通常、基材、基材に形成された導電層、基材に形成され導電層を取り囲む遮光層、およびフレキシブル回路基板を含む。上記導電層は通常、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）導電膜を使用し、これは、黄色光製造プロセス（Photo process）によって導電層にエッチングされ、複数の静電容量センシングトレースを形成する。また、伝送線を使用して、複数の静電容量センシングトレースをそれぞれフレキシブル回路基板に接続する。上述の黄色光製造プロセスは、ＩＴＯ導電層上にフォトレジスト層を配置し、フォトレジスト層に静電容量センシングタンデムパターンを備えたフォトマスクで露光し、フォトレジスト材料に紫外線を照射して重合反応を発生させることを含む。硬化後、フォトレジスト層上のフォトレジスト材料の未露光部分と硬化部分が現像液で除去される。したがって、マスクパターンに対応する硬化したフォトレジスト層がＩＴＯ上に形成される。

タッチパネルのサイズ要件がますます大きくなるにつれて、業界の既存の黄色光加工機がワークピースを直接受け入れることができる最大サイズ範囲を超える状況がしばしばある。その結果、黄色光製造プロセスでフォトレジスト層にタッチセンシングパターン全体を形成することができず、製造上の大きな問題が発生する。しかし、大型黄色光加工機を購入するのは費用がかかり、生産コストの大幅な増加につながる。

現在、一部の企業は、セグメント化された露出とその後の合併によってタッチセンシングパターンを生成しようとしている。すなわち、全体的なタッチセンシングパターンは、複数の部分パターンに分割され、次に、露光操作が個別に実行されて、フォトレジスト層上に対応するパターンの硬化フォトレジスト材料を形成する。したがって、複数の部分パターンがフォトレジスト層上で合併されて、完全なタッチセンシングパターンが形成される。前述の複数の部分パターンの合併プロセスは、合併後にタッチセンシングパターン全体でエラーが発生しないように正確に位置決めする必要がある。既存の露光処理機は位置決め調整システムとしてＣＣＤ観察装置を使用しており、ＣＣＤ観察用の照明光源は波長４５０～４６５nmの青色光である。上記の露光プロセスにおけるフォトレジスト層のパターンは、露光後にフォトレジスト材料を硬化させることにより形成され、現像プロセスで処理されていない。実際には、硬化したフォトレジスト材料の青色光源に対する反射率が低いため、ＣＣＤ観察装置には、フォトレジスト層に露光した後のターゲットパターンＴＸの認識率が低いという問題がある（図１５を参照）。その結果、正確に位置決めすることが困難になり、合併が完了した後のタッチセンシングパターン全体にエラーが発生する。

上記の状況に鑑み、小型の露光機で大型の露光パターンを作成する方法を提供する必要がある。複数の露光パターンと正確な位置決めにより、複数の小面積露光サブパターンが正確に接続されて大面積露光パターンが形成され、それに応じて大規模なタッチセンシングパターンが生成される。

上記目的を達成するために、本発明は、次のステップを含む大型タッチセンシングパターンの製造方法である。
生成される大型タッチセンシングパターンは複数のサブパターンに分割され、複数のサブパターンは第１サブパターンと複数の順序したサブパターンを含み、そして、複数の前記サブパターンに従って、対応するパターンを有する複数のフォトマスクがそれぞれ作成され、複数の前記サブパターンのエッジ部分は、オーバーラップパターンを含む。
導電層を有する基材を提供する。
導電層上にフォトレジスト層が設置され、フォトレジスト層は紫外光に対して感光性である。
第１露光プロセスは、第１フォトマスクを使用してフォトレジスト層を露光し、第１フォトマスクは、第１サブパターンモールドおよび複数のターゲットパターンモールドを有する。第１サブパターンモールドのパターンは、大型タッチセンシングパターンの第１サブパターンを反映している。紫外線を使用して、第１フォトマスクを通してフォトレジスト層に照射し、第１フォトマスクのパターンをフォトレジスト層に転写して、露光サブパターンと複数のターゲットを形成する。
続いて露光プロセスでは、波長範囲６２０nm～７５０nmの光源を使用してフォトレジスト層の複数のターゲットを照明し、位置決め操作を行い、フォトレジスト層の露光サブパターンと順次フォトマスクの間を位置決めした後、順次フォトマスクを使用して、フォトレジスト層を露光する。順次フォトマスクには、順次サブパターンモールドと複数のターゲットパターンモールドがあり、順次サブパターンモールドのパターンは、大型タッチセンシングパターンの複数の順次サブパターンの１つを反映している。紫外線を使用して順次フォトマスクを介してフォトレジスト層を照射し、順次フォトマスクのパターンをフォトレジスト層に転写して、順次露光サブパターンと複数のターゲットを形成する。順次露光サブパターンと元のフォトレジスト層上の露光サブパターンは、互いに隣接して接続されている。
順次露光プロセスを繰り返して、フォトレジスト層上に複数の順次併合露光サブパターンを形成し、そして、全体露光パターンが形成されるまで併合されている。全体露光パターンと大型タッチセンシングパターンは対照的なパターンである。
フォトレジスト層に現像プロセスを実行して、導電層上に全体的な露光パターンを有する硬化フォトレジスト材料層を形成する。
基材の導電層上に大型タッチセンシングパターンを形成するために、導電層上でエッチングプロセスが行われる。
複数のサブパターンのオーバーラップパターンの幅寸法は、０．１ｍｍ未満である。フォトレジスト層は、変色剤（Color Changing Agent）を含み、紫外線にさらされたときにフォトレジスト層が無色から着色に変化するのを促進し、操作の過程におけるパターンによって識別できる。
変色剤の材料は、ロイコクリスタルバイオレット（Leuco Crystal Violet）、ジフェニルアミン（Diphenylamine）、トリフェニルアニリン（Triphenylaniline）またはジベンジルアニリン（Dibenzylaniline）から選択される。
複数のターゲットは、露光サブパターン範囲外に配置され、それぞれのターゲットは、可能な限り離されて配置される。

この「発明内容」では、選択した概念の一部を簡略化した形で説明し、以下の「実施方式」で詳しく説明する。
この「発明内容」は、特許出願の主題の重要な特徴または基本的特徴を特定することを意図するものではなく、特許出願の主題の範囲を限定することも意図していない。

複数の露光パターンと正確な位置決めにより、複数の小面積露光サブパターンが正確に接続されて大面積露光パターンが形成され、それに応じて大規模なタッチセンシングパターンが生成される。

本発明の実施形態に係る製造方法のフローチャートである。 本発明の一実施形態による、生成される大型タッチセンシングパターンＳの複数のサブパターンに分割された概略図である。 本発明の実施形態による第１フォトマスクの平面図である。 本発明の実施形態による第１マスクを使用する露光プロセスの概略図である。 本発明の実施形態による第２フォトマスクの平面図である。 本発明の実施形態による第１露光サブパターンと第２フォトマスクとの間の設置および位置決めの概略図である。 本発明の実施形態によるＣＣＤ観測装置が行う第１位置決めターゲット認識の模式図である。 図６におけるＤの部分拡大平面図である。 本発明の実施形態における第３マスクの平面図である。 本発明の実施形態における第２露光サブパターンと第３フォトマスクとの間の設置および位置決めの概略図である。 本発明の実施形態における現像プロセス後のフォトレジスト層の側断面概略図である。 本発明の実施形態におけるフォトレジスト層の現像プロセス後の平面図である。 本発明の実施形態における導電層のエッチングプロセス後の側断面概略図である。 本発明の実施形態における導電層のエッチングプロセス後の平面図である。 既存のフォトレジスト層に露光した後のターゲットパターンＴＸが低い認識率であることを示す概略図である。

本発明の以下の実施形態は、例として、元の処理サイズが５５０ｍｍ×６００ｍｍの露光機上での幅５５０ｍｍ×長さ１１００ｍｍの大型タッチセンシングパターンの生成を取り上げる。その製造方法は、生成される大型タッチセンシングパターンを３つの部分の画像に適切に分割し、それに応じたパターンを持つ３つのマスクを作成する。次に、３つの露光プロセスを経て、フォトレジスト層に３つの露光サブパターン及び位置決めターゲットをそれぞれ形成し、そして、２回目の露光プロセス後の露光プロセスでは、前の露光プロセスで形成された位置決めターゲットを位置合わせの基準として、設置された接続する露光サブパターンの位置を調整する。これによれば、様々な露光サブパターンが正確に組み合わされて、幅５５０ｍｍ×長さ１１００ｍｍの全体的な露光パターンが形成される。そして、全面露光パターンを用いて導電層をエッチングし、幅５５０ｍｍ×長さ１１００ｍｍの大型タッチセンシングパターンを作成する。

図１に示すように、本発明の実施形態に係る大型タッチセンシングパターンの製造方法は、以下のステップを含む。

（ａ）生成される大型タッチセンシングパターンＳを第１サブパターンから第３サブパターンＳ１～Ｓ３に分割し、それぞれに対応するパターンで第１フォトマスク～第３フォトマスクＭ１～Ｍ３を形成する。図２に示すように、幅５５０ｍｍ×長さ１１００ｍｍの大型タッチセンシングパターンＳは、ほぼ同じサイズの３つのサブパターンに分割され、３つのサブパターンのサイズは、露光機の元の作業サイズ（幅５５０ｍｍ×長さ６００ｍｍ）より小さい。例えば、各サブパターンのサイズは、幅５５０ｍｍ×長さ４００.1ｍｍであり、各サブパターンの長さには、幅0.1ｍｍのオーバーラップパターンＯＬが含まれる（図８を参照）。オーバーラップパターン部分より、サブパターンが併合して組み合わされた後に確実に一体に接続されるようにする。

（ｂ）基材１０に導電層２０を設ける。基材１０は、ＰＥＴ薄膜などの柔軟な薄層である。導電層２０は、インジウムスズ酸化物膜（ＩＴＯ）などの透明導電薄膜である。導電層２０は基材１０上に覆われており、導電層２０のサイズは５５０ｍｍ×１１００ｍｍより大きい。

（ｃ）導電層２０上にフォトレジスト層（Photopolymer Resist）３０が設置される。ロールツーロールプロセス（Roll to Roll、ＲＴＲ）を採用して、ドライフィルムフォトレジストのフォトレジスト層３０を前述の導電層２０に取り付ける。フォトレジスト層３０は、紫外光に対する感光性材料であり、フォトレジスト層は、以下のような変色剤成分を含み、例えばフェードクリスタルバイオレットである。変色剤は、紫外線に曝されるとフォトレジスト層を無色から有色（青）に変化させるのを促進することができ、これは操作の過程におけるパターンの認識に便利である。

（ｄ）フォトレジスト層３０上に第１露光サブパターンＥＸ１および複数の第１位置決めターゲットＴ１を形成する。図３および図４に示すように、前述の基材１０、導電層２０およびフォトレジスト層３０の組み合わせのオーバーラップ層は、露光機の作業台４０上に配置される。第１フォトマスクＭ１は、露光機の作業台４０の上に設置され、第１フォトマスクＭ１には、大型タッチセンシングパターンの第１サブパターンＳ１に対応するパターンである、第１パターンモールドＭＳ１と複数の第１位置決めターゲットパターンＭＴ１を有する。紫外線ＵＶを使用して、第１フォトマスクＭ１を通してフォトレジスト層３０を照射し、それにより、露光された部分のフォトレジスト材料が重合反応を起こし、硬化される。これにより、第１フォトマスクＭ１のパターンがフォトレジスト層３０に転写され、フォトレジスト層３０に第１露光サブパターンＥＸ１および複数の第１位置決めターゲットＴ１が形成される。また、フォトレジスト層３０には変色剤成分が含まれているため、露光部のフォトレジスト材と未露光部のフォトレジスト材との間に明らかな色収差が形成され、第１位置決めターゲットＴ１を明確に特定しやすくなる。また、前述の第１位置決めターゲットＴ１は、第１露光サブパターンＥＸ１の範囲外に配置され、各第１位置決めターゲットＴ１は、可能な限り離れて配置され、キャリブレーションおよび位置決めの精度を向上させる。

（ｅ）フォトレジスト層３０の第１露光サブパターンＥＸ１および第２フォトマスクＭ２の間を正確に位置決めした後、フォトレジスト層３０に、第２露光サブパターンＥＸ２および複数の第２位置決めターゲットＴ２を形成する。図５から図７に示すように、第２フォトマスクＭ２には、大型タッチセンシングパターンの第２サブパターンＳ２に対応する、第２パターンモールドＭＳ２と複数の第２位置決めターゲットパターンＭＴ２とを有する。第２フォトマスクＭ２が露光機の作業台４０に設置された後、作業台４０に置かれたワークピースと校正され、位置合わせされなければならない。６２０nm～７５０nmの波長範囲の光を光源として使用して、第１位置決めターゲットＴ１を照明し、ＣＣＤ観測装置を使用して、位置決め調整のために第１位置決めターゲットＴ１の画像情報を識別してキャプチャし、第２フォトマスクＭ２とフォトレジスト層３０の第１露光サブパターンＥＸ１との間に正確に位置決めされるようにする。特に実験結果が示すように、フォトレジスト層３０では、露光領域のフォトレジスト材料と非露光領域のフォトレジスト材料が６２０nm～７５０nmの波長範囲の光源の照射で明らかな色収差を形成することを示している。この現象は、第１位置決めターゲットＴ１の明確な識別を提供できる。次に、紫外光ＵＶを使用して、第２フォトマスクＭ２を通してフォトレジスト層３０を照射し、第２フォトマスクＭ２上のパターンをフォトレジスト層３０に転写し、フォトレジスト層３０に第２露光サブパターンＥＸ２と複数の第２位置決めターゲットＴ２を形成する。第２露光サブパターンＥＸ２は、前述の第１露光サブパターンＥＸ１の一側で隣接して併合される。上記第２位置決めターゲットＴ２は、第２露光サブパターンＥＸ２の範囲外に配置され、各第２位置決めターゲットＴ２は、キャリブレーションおよび位置決めの精度を向上させるため、可能な限り離れて配置される。

（ｆ）フォトレジスト層３０の第２露光サブパターンＥＸ２と第３フォトマスクＭ３の間を正確に位置決めした後、第３露光サブパターンＥＸ３がフォトレジスト層３０上に形成される。図９および図１０に示すように、第３フォトマスクＭ３は、大型タッチセンシングパターンの第３サブパターンＳ３に対応する第３パターンモールドＭＳ３を有する。第３フォトマスクＭ３が露光機の作業台４０の上に設置された後、作業台４０上に置かれたワークピースと校正及び位置合わせされなければならない。波長範囲６２０nm～７５０nmを光源として使用して、第２位置決めターゲットＴ２を照明し、ＣＣＤ観測装置を使用して、位置決め調整のために第２位置決めターゲットＴ２の画像情報を識別してキャプチャし、第３フォトマスクＭ３とフォトレジスト層３０の第２露光サブパターンＥＸ２との間に正確に位置決めされるようにする。次に、紫外光ＵＶを使用して、第３フォトマスクＭ３を通してフォトレジスト層３０を照射し、第３フォトマスクＭ３上のパターンをフォトレジスト層３０に転写し、フォトレジスト層３０に第３露光サブパターンＥＸ３を形成する。第３露光サブパターンＥＸ３は、前述の第２露光サブパターンＥＸ２の一側で隣接して併合される。上記第１露光サブパターンＥＸ１、第２露光サブパターンＥＸ２、第３露光サブパターンＥＸ３をつなぎ合わせて、幅５５０ｍｍ×長さ１１００ｍｍの全体露光パターンＥＸを形成する。全体露光パターンＥＸは、前述の大型タッチセンシングパターンＳに対応するパターンである。

（ｇ）フォトレジスト層３０を現像して、全体露光パターンＥＸを形成する。炭酸カリウムまたは炭酸ナトリウムなどのアルカリ性溶媒などの現像液をフォトレジスト層３０に噴霧し、フォトレジスト層３０の未露光および硬化部分のフォトレジスト材料を除去する。したがって、全体露光パターンＥＸを有する硬化したフォトレジスト材料層が導電層２０上に形成される（詳細は図１１および図１２に示されている）。

（ｈ）導電層２０をエッチングして、必要な大型タッチセンシングパターンＳを形成する塩酸ベースのＩＴＯエッチング剤などのＩＴＯエッチング剤を導電層２０上にスプレーして、硬化したフォトレジスト材料によって遮蔽されていないＩＴＯ材料をエッチングして除去する。したがって、必要なＩＴＯ材料部分を導電層２０上に残して、必要な大型タッチセンシングパターンＳを形成することができる。次に、水酸化カリウムまたは水酸化ナトリウムなどの剥離剤を使用して導電層２０にスプレーし、導電層２０のフォトレジスト材料を除去し、次に、きれいな水などの洗浄液を使用して導電層２０および基材１０を洗浄する。したがって、幅５５０ｍｍ×長さ１１００ｍｍのサイズの大型タッチセンシングパターンＳが基板上に作成される（詳細は図１３および図１４に示されている）。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。したがって、本発明の保護範囲は、添付の発明の請求項の定義の対象となる。

１０ 基材
２０ 導電層
３０ フォトレジスト層
４０ 作業台
Ｓ 大型タッチセンシングパターン
ＥＸ 全体露光パターン
ＥＸ１ 第１露光サブパターン
ＥＸ２ 第２露光サブパターン
ＥＸ３ 第３露光サブパターン
Ｔ１ 第１位置決めターゲット
Ｔ２ 第２位置決めターゲット
Ｍ１ 第１フォトマスク
Ｍ２ 第２フォトマスク
Ｍ３ 第３フォトマスク
Ｓ１ 第１サブパターン
Ｓ２ 第２サブパターン
ＭＳ１ 第１パターンモールド
ＭＳ２ 第２パターンモールド
ＭＳ３ 第３パターンモールド
ＭＴ１ 第１位置決めターゲットパターンモールド
ＭＴ２ 第２位置決めターゲットパターンモールド
ＯＬ オーバーラップパターン部分
ＴＸ ターゲットパターン

Claims (5)

1. 次のステップを含む大型タッチセンシングパターンの製造方法であり、
   生成される大型タッチセンシングパターンは複数のサブパターンに分割され、前記複数のサブパターンは第１サブパターンと複数の順序したサブパターンを含み、そして、複数の前記サブパターンに従って、対応するパターンを有する複数のフォトマスクがそれぞれ作成され、複数の前記サブパターンのエッジ部分は、オーバーラップパターンを含み、
   導電層を有する基材を提供し、
   前記導電層上にフォトレジスト層が設置され、前記フォトレジスト層は紫外光に対して感光性であり、
   第１露光プロセスは、第１フォトマスクを使用して前記フォトレジスト層を露光し、前記第１フォトマスクは、第１サブパターンモールドおよび複数のターゲットパターンモールドを有し、前記第１サブパターンモールドのパターンは、前記大型タッチセンシングパターンの前記第１サブパターンを反映し、紫外線を使用して、前記第１フォトマスクを通して前記フォトレジスト層に照射し、前記第１フォトマスクのパターンを前記フォトレジスト層に転写して、露光サブパターンと複数のターゲットを形成し、
   続いて露光プロセスでは、波長範囲６２０nm～７５０nmの光源を使用して前記フォトレジスト層の前記複数のターゲットを照明し、位置決め操作を行い、前記フォトレジスト層の露光サブパターンと順次フォトマスクの間を位置決めした後、前記順次フォトマスクを使用して、前記フォトレジスト層を露光し、前記順次フォトマスクには、順次サブパターンモールドと複数のターゲットパターンモールドがあり、前記順次サブパターンモールドのパターンは、前記大型タッチセンシングパターンの複数の前記順次サブパターンの1つを反映し、紫外線を使用して前記順次フォトマスクを介して前記フォトレジスト層を照射し、前記順次フォトマスクのパターンを前記フォトレジスト層に転写して、順次露光サブパターンと複数のターゲットを形成し、順次の前記露光サブパターンと元の前記フォトレジスト層上の露光サブパターンは、互いに隣接して接続され、
   順次露光プロセスを繰り返して、前記フォトレジスト層上に複数の順次併合露光サブパターンを形成し、そして、全体露光パターンが形成されるまで併合され、前記全体露光パターンと前記大型タッチセンシングパターンは対照的なパターンであり、
   前記フォトレジスト層に現像プロセスを実行して、前記導電層上に前記全体露光パターンを有する硬化フォトレジスト材料層を形成し、
   前記基材の導電層上に前記大型タッチセンシングパターンを形成するために、前記導電層上でエッチングプロセスが行われることを特徴とする、大型タッチセンシングパターンの製造方法。
2. 前記オーバーラップパターンの幅寸法は、０．１ｍｍ未満であることを特徴とする、請求項１に記載の大型タッチセンシングパターンの製造方法。
3. 前記フォトレジスト層は、変色剤を含み、紫外線にさらされたときに前記フォトレジスト層が無色から着色に変化することを促進することを特徴とする、請求項１に記載の大型タッチセンシングパターンの製造方法。
4. 前記変色剤の材料は、ロイコクリスタルバイオレット、ジフェニルアミン、トリフェニルアニリンまたはジベンジルアニリンから選択されることを特徴とする、請求項３に記載の大型タッチセンシングパターンの製造方法。
5. 複数の前記ターゲットは、前記露光サブパターン範囲外に配置され、それぞれの前記ターゲットは、可能な限り離れて配置されることを特徴とする、請求項１に記載の大型タッチセンシングパターンの製造方法。

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