KR101501143B1 - 터치패널센서의 제조방법, 및 터치패널센서 - Google Patents

터치패널센서의 제조방법, 및 터치패널센서 Download PDF

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스미도모쥬기가이고교 가부시키가이샤
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Abstract

성능을 저하시키지 않고, 터치패널의 외관을 양호하게 할 수 있는 터치패널센서, 및 그 제조방법을 제공한다.
제2 영역(20B)에 대응하는 부분은, 산소이온이 주입됨으로써 과산화상태가 되어, 도전성을 갖지 않는 절연부(12B)가 된다. 한편, 제1 영역(20A)에서는 레지스트(20)가 잔존하고 있기 때문에, 투명 도전막(12)이 레지스트(20)로 덮인 상태가 된다. 따라서, 당해 부분에서는, 도전부(12A)로서, 레지스트(20)의 제1 영역(20A)에 대응하는 패턴으로 패터닝된다. 이로써, 투명 도전막(12)에 전기적인 패터닝이 이루어진다. 한편, 도전부(12A) 및 절연부(12B)는, 광학적으로 동일한 재료로 동일한 막두께로 형성되기 때문에, 도전부(12A)의 패턴형상을 육안으로 확인할 수 없는 상태가 된다. 즉, 광학적으로는 패터닝되어 있지 않은 상태로 할 수 있다.

Description

터치패널센서의 제조방법, 및 터치패널센서{Method of manufacturing touch panel sensor and touch panel sensor}
본 발명은, 터치패널센서의 제조방법, 및 터치패널센서에 관한 것이다.
터치패널센서로서, 기판 상에 소정 패턴의 투명 도전막을 형성하는 것이 알려져 있다. 예를 들면, 특허문헌 1에 나타내는 터치패널의 제조방법에서는, 레지스트에 소정 패턴을 노광하는 포토리소그래피 공정 후, 투명 도전막을 에칭함으로써 패턴을 형성하고 있다.
선행기술문헌
(특허문헌)
특허문헌 1: 일본공개특허공보 2012-164079호
그러나, 특허문헌 1의 제조방법에 의하여 제조된 터치패널센서에서는, 투명 도전막의 패턴이 형성되어 있는 부분과 형성되어 있지 않은 부분이 존재함으로써, 터치패널로서 사용할 때에, 투명 도전막의 패턴이 보인다는 문제가 있었다. 패턴을 보이기 어렵게 하기 위하여 투명 도전막을 얇게 한 경우, 시트 저항치가 상승함으로써, 터치패널을 조작할 때의 노이즈가 커, 오작동을 초래하기 쉽다는 문제가 있다.
따라서, 본 발명은, 성능을 저하시키지 않고, 터치패널의 외관을 양호하게 할 수 있는 터치패널센서, 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 관한 터치패널센서의 제조방법은, 기판과, 기판 상에 형성된 투명 도전막을 구비하는 터치패널센서의 제조방법으로서, 투명 도전막이 표면에 형성된 기판을 준비하는 준비공정과, 투명 도전막을 덮는 제1 영역, 및 투명 도전막을 노출시키는 제2 영역이 형성된 패턴를 가지는 패터닝부재를 투명 도전막 상에 설치하는 설치 공정과, 제2 영역에 대응하는 부분에 있어서의 투명 도전막에 산소, 산소이온, 질소, 질소이온, 질소산화물, 및 질소산화물 이온 중 적어도 어느 하나의 조사물을 주입함으로써 절연부를 형성하고, 제1 영역에서 덮이는 부분에 있어서의 투명 도전막을 도전부로서 패터닝하는 패터닝공정과, 패터닝부재를 투명 도전막 상으로부터 제거하는 제거 공정을 구비한다.
본 발명에 관한 터치패널센서의 제조방법에 의하면, 패터닝부재의 제2 영역에 대응하는 부분에서는, 투명 도전막이 노출된 상태가 된다. 따라서, 당해 부분은, 산소 또는 산소이온이 주입됨으로써 과산화상태가 되어, 도전성을 갖지 않는 절연부가 된다. 또, 질소, 질소이온, 질소산화물, 또는 질소산화물 이온이 주입됨으로써, 당해 부분에 절연성을 가지는 질소 화합물이 형성되기 때문에, 도전성을 갖지 않는 절연부가 된다. 한편, 패터닝부재의 제1 영역에 대응하는 부분에서는, 투명 도전막이 레지스트로 덮인 상태가 된다. 따라서, 당해 부분은, 산소, 산소이온, 질소, 질소이온, 질소산화물, 및 질소산화물 이온이 주입되지 않고, 도전성을 가진 상태의 도전부로서, 패터닝부재의 제1 영역에 대응하는 패턴으로 패터닝된다. 이로써, 투명 도전막에 전기적인 패터닝이 이루어진다. 한편, 도전부 및 절연부는, 동일한 재료로 동일한 막두께로 형성되기 때문에, 도전부의 패턴형상을 육안으로 확인할 수 없는 상태가 된다. 즉, 광학적으로는 패터닝되어 있지 않은 상태로 할 수 있다. 투명 도전막의 막두께를 얇게 하지 않아도 패턴을 보이지 않게 할 수 있기 때문에, 터치패널센서로서의 성능을 유지할 수 있다. 상기에 의하여, 성능을 저하시키지 않고, 터치패널의 외관을 양호하게 할 수 있다.
본 발명에 관한 터치패널센서의 제조방법에서는, 투명 도전막 상에 레지스트를 형성하고, 제1 영역에 대응하는 부분의 레지스트를 잔존시킴과 함께, 제2 영역에 대응하는 부분의 레지스트를 투명 도전막 상으로부터 제거함으로써, 투명 도전막 상에 패터닝부재가 설치되어도 된다. 이러한 방법에 의하면, 하나의 터치패널센서 마다 패터닝부재를 설치할 수 있기 때문에, 도전부 및 절연부를 정밀도 좋게 형성할 수 있다.
본 발명에 관한 터치패널센서의 제조방법에서는, 미리 제1 영역 및 제2 영역이 형성된 패터닝부재를 준비함과 함께 투명 도전막 상에 배치함으로써, 투명 도전막 상에 패터닝부재가 설치되어도 된다. 이러한 방법에 의하면, 패터닝부재를 복수 회 유용할 수 있기 때문에, 코스트를 억제할 수 있다.
본 발명에 관한 터치패널센서의 제조방법에서는, 패터닝공정에 있어서 주입되는 조사물의 에너지보다 낮은 에너지의 조사물을 절연부에 조사하여, 절연부의 표면을 에칭하는 에칭공정을 더욱 구비하여도 된다. 이러한 방법에 의하면, 당해 절연부를 얇게 함으로써, 도전부와 절연부와의 사이의 광학 조건을 보다 근접시킬 수 있다.
본 발명에 관한 터치패널센서는, 기판과, 기판 상에 형성된 투명 도전막을 구비하고, 투명 도전막은, 소정의 패턴을 가지는 도전부, 및 당해 도전부보다 산소량, 질소량, 및 질소산화물량 중 적어도 어느 하나가 많은 절연부를 가진다.
본 발명에 관한 터치패널센서에 의하면, 상술의 터치패널센서의 제조방법과 동일한 효과를 얻을 수 있다.
본 발명에 의하면, 성능을 저하시키지 않고, 외관을 양호하게 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 터치패널센서를 제조하기 위한 제조 장치의 일 실시형태를 나타내는 블록 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시형태에 관한 터치패널센서의 구성을 나타내는 도이다.
도 3은 본 발명의 실시형태에 관한 터치패널센서의 구성을 나타내는 도이다.
도 4는 본 발명의 실시형태에 관한 터치패널센서의 제조방법의 내용을 나타내는 플로우차트이다.
도 5는 도 4에 나타내는 각 공정의 내용을 설명하기 위한 모식도이다.
도 6은 도 4에 나타내는 각 공정의 내용을 설명하기 위한 모식도이다.
도 7에 있어서, (a)는 본 발명의 실시형태에 관한 터치패널센서의 구성을 나타내는 도이며, (b)는 비교예에 관한 터치패널센서의 구성을 나타내는 도이다.
도 8은 변형예에 관한 터치패널센서의 구조 및 제조방법을 나타내는 모식도이다.
도 9는 산소이온주입량과 시트 저항과의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 10은 산소이온주입량과 반사율 평행편차와의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 11은 절연부 및 도전부에 대한, 반사율과 파장과의 관계를 나타내는 그래프이다.
이하, 첨부 도면을 참조하면서 본 발명에 의한 터치패널센서의 제조방법, 및 터치패널센서의 일 실시형태를 상세하게 설명한다. 다만, 도면의 설명에 있어서 동일한 요소에는 동일한 부호를 붙이고, 중복되는 설명을 생략한다.
도 1은, 본 발명의 터치패널센서(10)를 제조하기 위한 제조 장치(100)의 일 실시형태를 나타내는 블록 구성도이다. 도 2 및 도 3은, 본 실시형태에 관한 터치패널센서(10)의 구성을 나타내는 도이다.
(터치패널센서)
먼저, 도 2 및 도 3을 참조하여, 터치패널센서(10)에 대하여 설명한다. 터치패널센서(10)는, 터치패널센서(10)에 대한 외부 도체(예를 들면, 인간의 손가락)의 접촉 위치 또는 접근 위치를 검지하여, 검지에 근거하는 신호를 외부로 보내는 것이다. 터치패널센서(10)는, 기판(11)과, 투명 도전막(TCO: Transparent Conductive Oxide)(12)을 구비하고 있다. 이 중, 투명 도전막(12)은, 도전부(12A) 및 절연부(12B)를 가지고 있다. 도 2에 나타내는 바와 같이, 투명 도전막(12)의 도전부(12A)의 패터닝에 의하여, 기판(11) 상에 복수의 제1 검출부(13) 및 제2 검출부(15)가 소정의 패턴이 되도록 설치되고, 검출부(13, 15)에 각각 전기적으로 접속된 제1 취출부(14) 및 제2 취출부(16)가 소정의 패턴이 되도록 설치된다(단, 취출부(14, 16)가 금속 재료만으로 구성되는 경우는, 당해 취출부(14, 16)에 대응하는 도전부(12A)의 패터닝은 이루어지지 않는다). 이로써, 터치패널센서(10)는 복수의 제1 검출부(13) 및 제2 검출부(15)와, 제1 취출부(14) 및 제2 취출부(16)를 구비한다. 이 중 제1 검출부(13) 및 제1 취출부(14)는 기판(11)의 일면(11a) 상에 설치되어 있으며, 제2 검출부(15) 및 제2 취출부(16)는 기판(11)의 타면(11b) 상에 설치되어 있다. 또, 제1 검출부(13) 및 제2 검출부(15)로부터의 신호를 외부로 취출하기 위한 제1 단자부(17) 및 제2 단자부(18)가, 각각 제1 취출부(14) 및 제2 취출부(16)에 접속되어 있다. 다만, 도 2(a)에 있어서는, 기판(11)의 타면(11b)측에 설치되어 있는 구성요소가 파선으로 나타나 있다.
검출부(13, 15)는, 외부 도체의 접촉 위치 또는 접근 위치를 검지하는 것이다. 이 중 제1 검출부(13)는, 제1 방향(도 2(a)에 있어서의 상하 방향)에 있어서의 외부 도체의 접촉 위치 또는 접근 위치를 검지하는 것이다. 도 2(a)에 나타내는 바와 같이, 제1 검출부(13)는, 대략 정사각형의 형상을 가지는 복수의 제1 전극 단위(13a)와, 인접하는 제1 전극 단위(13a) 사이를 제1 방향에 직교하는 제2 방향(도 2(a)에 있어서의 좌우 방향)에 있어서 접속하는 제1 접속부(13b)를 가지고 있다. 또 제2 검출부(15)는, 제2 방향에 있어서의 외부 도체의 접촉 위치 또는 접근 위치를 검지하는 것이다. 도 2(a)에 나타내는 바와 같이, 제2 검출부(15)는, 대략 정사각형의 형상을 가지는 복수의 제2 전극 단위(15a)와, 인접하는 제2 전극 단위(15a)간을 제1 방향에 있어서 접속하는 제2 접속부(15b)를 가지고 있다.
또 취출부(14, 16) 및 단자부(17, 18)는, 외부 도체의 접촉 위치 또는 접근 위치의 검지에 근거하는 검출부(13, 15)로부터의 전기신호를 외부로 보내기 위한 경로를 구성하는 것이다.
투명 도전막(12)은, 기판(11)의 대략 전역을 덮도록 형성되어 있다. 투명 도전막(12)은, 소정의 패턴이 되도록 형성된 도전부(12A), 및 당해 도전부(12A)보다 산소량이 많은 절연부(12B)를 가지고 있다. 투명 도전막(12)은, 도전부(12A)에 대응하는 위치를, 도전부(12A)의 형상·위치와 동일하게 패터닝된 레지스트로 덮은 상태에서 산소를 주입함으로써, 당해 레지스트로 덮여 있지 않은 부분에 절연부(12B)가 형성된다. 투명 도전막(12)에 산소를 주입하고, 투명 도전막(12) 중의 산소 공공(空孔)을 감소시켜 캐리어 밀도를 작게 함으로써, 절연부(12B)가 형성된다. 다만, 여기에서의 "산소"는, 산소이온, 산소래디칼, 산소원자를 포함하고 있다.
터치패널센서(10)는, 액정표시장치 등의 표시장치(도시하지 않음)와 조합되고, 이로써 터치패널이 구성된다. 일반적으로 표시장치는, 영상이 표시되는 표시 영역과, 표시 영역의 외측에 위치하는 비표시 영역으로 구획된다. 또 일반적으로, 터치패널센서(10)와 표시장치가 조합될 때, 터치패널센서(10)의 검출부(13, 15)가 표시장치의 표시 영역에 대응하도록 조합된다. 이로 인하여 검출부(13, 15)는, 투명 도전막(12) 중, 도전성 및 투명성을 가지는 도전부(12A)로 구성된다. 그리고 본 실시형태에 있어서는, 표시 영역에 있어서의 검출부(13, 15) 이외의 부분은, 투명 도전막(12) 중, 투명성을 가지고 도전성을 갖지 않는 절연부(12B)로 구성된다.
도 3에 나타내는 바와 같이, 검출부(13)의 패턴이, 도전부(12A)로 구성되고(도 3에서는, 투명 도전막(12) 중, 도트무늬가 표시되어 있지 않은 부분에 대응함), 도전부(12A)를 제외한 당해 도전부(12A)의 주변 부분이, 절연부(12B)로 구성된다(도 3에서는, 투명 도전막(12) 중, 도트무늬가 표시되어 있는 부분에 대응함). 투명 도전막(12)의 재료로서, 예를 들면, 인듐주석산화물(ITO), 산화아연, 산화인듐, 안티몬첨가 산화주석, 불소첨가 산화주석, 알루미늄첨가 산화아연, 칼륨첨가 산화아연, 실리콘첨가 산화아연이나, 산화아연-산화주석계, 산화인듐-산화주석계, 산화아연-산화인듐-산화마그네슘계 등의 금속 산화물이 이용된다. 이들 금속 산화물이 2종 이상 복합되어도 된다. 또, 투명 도전막(12)의 두께는, 당해 수치에 한정되지 않지만, 예를 들면 5~35nm 정도로 설정하여도 된다. 다만, 기판(11)을 구성하는 재료로서는, 광투과성, 안정성이나 내구성 등이 뛰어난 재료가 이용되고, 예를 들면 PET나 유리, PEN이나 PMMA 등의 수지, 그 외의 투명결정 재료 등을 이용하여도 된다.
도 2에 나타내는 바와 같이, 취출부(14, 16) 및 단자부(17, 18)도 검출부(13, 15)와 동일한 처리로 패터닝하고, 취출부(14, 16) 및 단자부(17, 18)가 투명 도전막(12)의 도전부(12A)를 포함하여 구성되며, 당해 취출부(14, 16) 및 단자부(17, 18)를 제외한 주변 부분이 절연부(12B)로 구성되어도 된다. 단, 취출부(14, 16) 및 단자부(17, 18)는 일반적으로, 표시장치의 비표시 영역에 대응하는 위치에 설치된다. 이로 인하여, 취출부(14, 16) 및 단자부(17, 18)가 투명성을 가질 필요는 없다. 따라서 취출부(14, 16) 및 단자부(17, 18)가, 투명 도전막(12)의 도전부(12A)보다 높은 전기전도율을 가지는 금속 재료를 포함하여 구성되어도 된다. 예를 들면, 도 2(b)에 나타내는 바와 같이, 제1 취출부(14)는, 도전부(12A)를 제1 취출부(14)의 형상으로 패터닝함으로써 형성된 취출 패턴부(14a)와, 도전부(12A)의 취출 패턴부(14a) 상에 형성된 금속막(14b)을 포함하여 구성되어도 된다. 이러한 금속 재료로서, 예를 들면, 알루미늄(Al), 몰리브덴, 팔라듐, 은(Ag), 크롬, 구리 등의 금속 및 그들을 주성분으로 하는 합금, 혹은 그들 합금을 포함하는 적층체를 이용하여도 된다. 이 중 은을 포함하는 합금의 예로서는, 은, 팔라듐, 구리를 포함하여 이루어지는 APC 합금을 들 수 있다. 취출부(14, 16) 및 단자부(17, 18)는, 도전부(12A)에 의한 패턴부, 및 금속막에 의하여 구성되어 있어도 되고, 도전부(12A)의 패턴부에 의해서만 구성되어 있어도 되며, 금속막에 의해서만 구성되어 있어도 된다. 취출부(14, 16) 및 단자부(17, 18)가 금속막에 의해서만 구성되는 경우, 절연부(12B) 상에 금속막이 형성된다. 당해 금속막과 검출부(13, 15)의 도전부(12A)는, 전기적으로 접속된다. 다만, 표시장치의 비표시 영역에 대응하는 위치에는, 투명 도전막(12)이 형성되어 있지 않아도 된다.
(터치패널센서의 제조 장치)
도 1에 나타내는 바와 같이, 터치패널센서(10)를 제조하기 위한 제조 장치(100)는, 기판(11) 상에 투명 도전막(12)을 형성하기 위한 성막부(101)와, 포토리소그래피 공정에 의하여 투명 도전막(12)에 도전부(12A)를 패터닝하기 위한 패터닝부재 준비공정 실행부(102)와, 투명 도전막(12)에 산소를 주입하여 절연부(12B)를 형성하는 산소주입부(103)를 구비한다.
성막부(101)는, 기판(11)에 대하여 투명 도전막(12)을 형성하는 성막 장치에 의하여 구성된다. 성막부(101)에서 채용되는 성막 방법은 특별히 한정되지 않고, 모든 성막 방법을 채용하여도 된다. 예를 들면, 성막 재료로 이루어지는 타겟에 전압을 인가하여 기판(11) 상에 투명 도전막(12)을 성막하는 DC 스퍼터링법, RF 스퍼터링법, AC 스퍼터링법 등을 채용하여도 된다. 또는, 플라즈마를 이용하여 성막 재료를 이온화하여 기판(11)에 부착시켜 투명 도전막(12)의 성막을 행하는 이온플레이팅법을 채용하여도 된다. 또는, 진공 증착법, 인쇄법, 스핀 코트법, 그 외의 코팅법(도포법) 등을 채용하여도 된다. 다만, 제조 장치(100)의 외부에서 투명 도전막(12)이 미리 형성된 기판(11)을 이용하여도 되고, 이 경우, 제조 장치(100)로부터 성막부(101)가 생략되어 있어도 된다.
패터닝부재 준비공정 실행부(102)는, 패터닝부재를 준비하는 공정을 실행하기 위하여, 각 공정에서 이용되는 장치의 조합에 의하여 구성된다. 패터닝부재는, 산소주입부(103)가 투명 도전막(12)에 산소를 주입할 때에, 당해 투명 도전막(12) 상에 설치되어 있는 것이다. 패터닝부재는, 투명 도전막(12)을 덮는 제1 영역, 및 투명 도전막(12)을 노출시키는 제2 영역(관통 구멍)이 형성된 패턴을 가지는 것이다. 패터닝부재는, 포토리소그래피 공정에 의하여 패터닝된 포토레지스트에 의하여 구성되어도 되고, 마스킹법(미리 제1 영역 및 제2 영역이 형성되어 있는 마스크를, 투명 도전막(12) 상에 배치하는 방법)에서 이용되는 마스크에 의하여 구성되어 있어도 된다. 포토리소그래피 공정에 의하여 패터닝부재를 형성하는 경우, 패터닝부재 준비공정 실행부(102)는, 당해 포토리소그래피 공정을 실행하기 위하여, 각 공정에서 이용되는 장치의 조합에 의하여 구성된다. 패터닝부재 준비공정 실행부(102)는, 포토레지스트를 도포하는 장치, 포토레지스트에 패턴을 노광하는 장치, 포토레지스트를 현상하는 장치, 산소이온주입 후에 포토레지스트를 박리하는 장치 등에 의하여 구성되어 있다. 마스킹법을 채용하는 경우, 패터닝부재 준비공정 실행부(102)는, 패터닝부재를 작성하는 장치(혹은, 제조 장치(100)의 외부에서 작성된 것을 이용하여도 됨), 패터닝부재를 투명 도전막(12) 상에 배치하고 회수하는 장치 등에 의하여 구성되어 있다.
산소주입부(103)는, 기판(11) 상의 투명 도전막(12)에 산소를 주입하는 장치에 의하여 구성된다. 본 실시형태에서는, 산소주입부(103)는, 산소이온을 주입하는 장치에 의하여 구성된다. 산소주입부(103)에서 채용되는 방법은 특별히 한정되지 않고, 모든 방법을 채용하여도 된다. 예를 들면, 이온빔을, 정전 전계에 의한 편향 주사 및 정전 전계에 의한 평행화를 한 후, 기판(11)에 이온주입을 행하는 이온주입 장치를 적용하여도 된다. 또는, 고주파 방전을 이용하여 산소를 이온화하여, 기판(11)에 도핑하는 플라즈마도핑 장치를 적용하여도 된다. 또는, 리니어 이온 소스를 채용하여도 된다. 또는, 뉴트럴라이저를 이용하여 산소이온을 중성화한 산소래디칼로서 주입하는 방법을 채용하여도 된다.
(터치패널센서의 제조방법)
다음으로, 도 4~도 6을 참조하여, 터치패널센서(10)의 제조방법에 대하여 설명한다. 도 4는, 본 실시형태에 관한 터치패널센서(10)의 제조방법의 내용을 나타내는 플로우차트이다. 도 5 및 도 6은, 도 4에 나타내는 각 공정의 내용을 설명하기 위한 모식도이다. 도 4에 나타내는 바와 같이, 먼저, 기판(11)을 준비하는 공정부터 처리가 개시된다(스텝 S10: 준비공정). 도 5(a)에 나타내는 바와 같이, S10의 공정에서는, 소정의 크기로 설정된 기판(11)이 준비되고, 성막부(101)로 반송된다. 다음으로, 기판(11)에 투명 도전막(12)을 형성하는 공정이 실행된다(스텝 S12: 준비공정). 도 5(b)에 나타내는 바와 같이, 기판(11)의 일면(11a)에 투명 도전막(12)이 성막된다. S12의 처리는, 성막부(101)에서 실행된다. S10 및 S12가 완료됨으로써, 투명 도전막(12)이 표면에 형성된 기판(11)을 준비하는 공정이 완료된다. 다만, 제조 장치(100)의 외부에서 미리 투명 도전막(12)이 표면에 형성된 기판(11)을 준비하여도 된다.
다음으로, 투명 도전막(12) 상에 레지스트 재료를 도포함으로써 레지스트(20)를 형성하는 공정이 실행된다(스텝 S14: 설치 공정). 레지스트 재료로서, 예를 들면 노볼락형 페놀 수지나 에폭시 수지 등을 적용하여도 된다. 도 5(c)에 나타내는 바와 같이, S14에서는, 투명 도전막(12)의 전체면에 레지스트(20)가 형성된다. 레지스트(20)는, 현상 시에 투명 도전막(12) 상에 잔존하는 제1 영역(20A)과, 현상 시에 제거되어 관통 구멍이 되는 제2 영역(20B)으로 구획된다. 제1 영역(20A)은, 도전부(12A)에 대응하는 소정의 패턴을 가지고 있으며, 산소이온주입 시에 투명 도전막(12)을 덮어 둠으로써, 당해 덮인 부분을 도전부(12A)로서 패터닝한다. 제2 영역(20B)은, 절연부(12B)에 대응하는 위치에 형성되어 있으며, 투명 도전막(12)을 노출시켜 둠으로써, 당해 노출 부분에 산소이온이 주입되도록 하여, 절연부(12B)를 형성한다.
다음으로, 레지스트(20)에 패턴을 노광함과 함께 현상을 행하는 공정이 실행된다(스텝 S16: 설치 공정). 먼저, 도시하지 않은 포토마스크를 레지스트(20)의 상방에 배치한다. 당해 포토마스크에는, 도전부(12A)의 패턴이 형성되어 있다. 당해 포토마스크를 통하여 레지스트(20)에 빛을 조사하여 패턴을 노광한다. 그 후, 현상을 행함으로써, 도 6(a)에 나타내는 바와 같이, 레지스트(20) 중, 도전부(12A)에 대응하는 제1 영역(20A)은 투명 도전막(12) 상에 잔존하고, 절연부(12B)에 대응하는 제2 영역(20B)은 제거된다. 다만, S14~S16의 공정은, 패터닝부재 준비공정 실행부(102)에서 실행된다.
다음으로, 레지스트(20)를 통하여 투명 도전막(12)에 산소이온을 주입하는 공정이 실행된다(스텝 S18: 패터닝공정). 도 6(b)에 나타내는 바와 같이, 투명 도전막(12) 중, 레지스트(20)로 덮여 있지 않은 부분(제2 영역(20B)에 대응하는 부분)에는 산소이온(F)이 조사되어 산소이온이 주입된다. 당해 부분에 관한 투명 도전막(12)은 산화 과잉이 되어 절연부(12B)가 된다. 한편, 투명 도전막(12) 중, 레지스트(20)로 덮여 있는 부분(제1 영역(20A)에 대응하는 부분)에는 산소이온(F)이 조사되지 않기 때문에 산소이온이 주입되지 않고, 도전부(12A)로서 패터닝된다. S18의 공정은, 산소주입부(103)에서 실행된다. 다음으로, 레지스트(20)를 제거하는 공정을 실행한다(스텝 S20: 제거 공정). 도 6(c)에 나타내는 바와 같이, 잔존하고 있는 레지스트(20)의 제1 영역(20A)에 해당하는 부분도, 투명 도전막(12) 상으로부터 제거한다. S20의 처리는, 패터닝부재 준비공정 실행부(102)에서 실행된다. 이로써, 투명 도전막(12)의 전기적인 패터닝이 완료되어, 도 4에 나타내는 공정이 종료된다.
다만, 상술과 같은 포토리소그래피 공정 대신에, 마스킹법을 채용하는 경우, S14 및 S16의 공정 대신에, 미리 제1 영역(20A) 및 제2 영역(20B)이 형성된 패터닝부재를 준비하는 공정과, 투명 도전막(12) 상에 패터닝부재를 배치하는 공정이 실행된다. 또, S20의 공정 대신에, 투명 도전막(12) 상으로부터 패터닝부재를 회수하는 공정이 실행된다. 또, 상술과 같은 산소이온을 주입하는 공정 대신에, 산소(중성화한 산소래디칼)를 주입하는 경우, 투명 도전막(12) 중, 레지스트(20)로 덮여 있지 않은 부분(제2 영역(20B)에 대응하는 부분)에는 산소 플럭스가 조사되어 산소(중성화된 산소래디칼)가 주입된다.
도 4에 나타내는 바와 같은 포토리소그래피 공정을 실행함으로써 패터닝부재를 투명 도전막(12) 상에 설치하는 방법에 의하면, 하나의 터치패널센서마다 패터닝부재를 설치할 수 있기 때문에, 도전부(12A) 및 절연부(12B)를 정밀도 좋게 형성할 수 있다. 한편, 마스킹법을 채용한 방법에 의하면, 패터닝부재를 복수 회 유용할 수 있기 때문에, 코스트를 억제할 수 있다.
다음으로, 본 실시형태에 관한 터치패널센서(10) 및 그 제조방법의 작용·효과에 대하여 설명한다.
먼저, 비교예에 관한 터치패널센서(50)의 구성에 대하여 설명한다. 도 7(b)에 나타내는 바와 같이, 터치패널센서(50)에서는, 검출부(13) 등에 해당하는 부분에만 투명 도전막(12)이 패터닝되어 있다(그레이 스케일로 칠한 부분에 투명 도전막(12)이 형성되어 있다). 한편, 그 외의 부분에 관해서는, 기판(11)의 일면(11a)이 노출된 상태로 되어 있다. 투명 도전막(12)이 형성되어 있는 부분과 형성되어 있지 않은 부분에서는, 광학적인 특성이 상이하기 때문에, 투명 도전막(12)의 패턴을 육안으로 확인할 수 있다. 즉 기판(11)에 대하여, 전기적인 패터닝뿐만 아니라, 광학적인 패터닝도 이루어진다. 따라서, 터치패널센서(50)를 터치패널에 장착하였을 때, 투명 도전막(12)의 패턴이 보인다는 문제가 있다. 여기에서, 패턴을 보이기 어렵게 하기 위하여 투명 도전막(12)을 얇게 한 경우, 시트 저항치가 상승함으로써, 터치패널을 조작할 때의 노이즈가 커, 오작동을 초래하기 쉽다는 문제가 있다.
한편, 본 실시형태에 관한 터치패널센서(10)의 제조방법에 의하면, 제2 영역(20B)에 대응하는 부분에서는 레지스트(20)가 제거되어 있기 때문에, 투명 도전막(12)이 노출된 상태가 된다. 따라서, 당해 부분은, 산소이온이 주입됨으로써 산소 공공이 감소하여 캐리어 밀도가 작아져, 도전성을 갖지 않는 절연부(12B)가 된다. 한편, 제1 영역(20A)에서는 레지스트(20)가 잔존하고 있기 때문에, 투명 도전막(12)이 레지스트(20)로 덮인 상태가 된다. 따라서, 당해 부분은, 산소이온이 주입되지 않아, 도전성을 가진 상태의 도전부(12A)로서, 레지스트(20)의 제1 영역(20A)에 대응하는 패턴으로 패터닝된다. 이로써, 투명 도전막(12)에 전기적인 패터닝이 이루어진다. 한편, 도전부(12A) 및 절연부(12B)는, 광학적으로 동일한 재료로 동일한 막두께로 형성되기 때문에, 도전부(12A)의 패턴형상을 육안으로 확인할 수 없는 상태가 된다. 즉, 광학적으로는 패터닝되어 있지 않은 상태로 할 수 있다. 다만, 절연부(12B)는, 산소이온이 조사됨으로써 막의 표면이 약간 에칭되어, 도전부(12A)보다 약간 막두께가 얇아지는 경우가 있다. 그러나, 도전부(12A)의 막두께와 절연부(12B)의 막두께와의 차에 의한 광학적인 특성의 차가 작은(투명 도전막(12)의 패턴을 육안으로 확인할 수 없는) 상태이면, 도전부(12A)의 막두께와 절연부(12B)의 막두께는, 완전히 일치하지 않아도 된다. 즉, “동일한 막두께”란, 막두께가 완전 일치하는 경우뿐만 아니라, 막두께가 다소 상이한 경우도 포함한다.
도 7(a)에 나타내는 바와 같이, 터치패널센서(10)의 검출부(13) 등은, 절연부(12B) 중에 소정 패턴이 되도록 형성되는 도전부(12A)에 의하여 구성되어 있기 때문에, 도 7(b)의 비교예에 관한 터치패널센서(50)의 검출부(13)와 동일한 기능을 발휘할 수 있다. 한편, 도 7(a)에 있어서 그레이 스케일로 나타내는 바와 같이, 기판(11) 전체가 광학적으로 동일한 재료·막두께로 형성된 투명 도전막(12)으로 덮여 있다. 따라서, 외관적으로는, 도전부(12A)와 절연부(12B)의 경계를 육안으로 확인할 수 없다.
따라서, 투명 도전막(12)의 막두께를 얇게 하지 않아도 패턴을 보이지 않게 할 수 있기 때문에, 터치패널센서(10)로서의 성능을 유지할 수 있다. 상기에 의하여 성능을 저하시키지 않고, 터치패널의 외관을 양호하게 할 수 있다. 다만, 기판(11) 상에 일정한 두께의 투명 도전막(12)이 형성되기 때문에, 물리적으로도 표면에 요철이 발생하지 않는 구성으로 할 수 있다. 이와 같이, 외관 상의 메리트 뿐만 아니라, 물리적 형상에 관한 메리트도 있다. 또, 종래와 같이, 투명 도전막을 크게 에칭하는 경우는, 투명 도전막이 얇아져 버려, 터치패널 기판에 굴곡(휨)이 발생해 버리는 경우가 있었다. 이에 대하여, 상술과 같은 본 실시형태에 관한 방법을 이용하면 투명 도전막을 크게 에칭하지 않고 전극을 패터닝할 수 있기 때문에, 투명 도전막이 얇아지지 않아, 굴곡(휨)을 억제할 수 있다.
본 발명은, 상술의 실시형태에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 상술의 실시형태에서 나타낸 도전부(12A)의 패턴은 일례에 지나지 않으며, 모든 패턴을 채용하여도 된다. 또, 상술의 실시형태에서 나타낸 제조 장치나 제조방법도 일례에 지나지 않으며, 도전부(12A) 및 절연부(12B)를 가지는 투명 도전막(12)을 형성할 수 있는 한, 모든 제조 장치나 제조방법을 채용하여도 된다.
상술의 실시형태에서는, 투명 도전막에 산소이온을 주입함으로써 절연부를 형성하였지만, 이것에 한정되지 않는다. 즉, 산소, 산소이온, 질소, 질소이온, 질소산화물, 및 질소산화물 이온 중 적어도 어느 하나의 조사물을 투명 도전막에 주입함으로써, 절연부를 형성하여도 된다. 예를 들면, N2O＋, N2O*, O3 ＋, O3 *, O2 ＋, O2 *, O＋, O*, N＋, N*, N2 ＋, N2 * 등을 주입하여도 된다. 절연부는, 도전부보다 산소량, 질소량, 및 질소산화물량 중 적어도 어느 하나가 많아진다. 투명 도전막에 산소가 주입된 경우, 산소가 주입된 부분은 과산화상태가 되어, 도전성을 갖지 않는 절연부가 된다. 또, 질소, 질소이온, 질소산화물, 또는 질소산화물 이온이 주입된 경우, 이들이 주입된 부분에는 절연성을 가지는 질소 화합물이 생성되기 때문에, 도전성을 갖지 않는 절연부가 된다. 다만, 산소 또는 산소이온이 주입된 경우가, 질소, 질소이온, 질소산화물, 또는 질소산화물 이온이 주입된 경우와 비교하여, 주입 부분의 빛의 굴절률이 도전부에 가까워지기 때문에, 도전부와 절연부와의 경계를 육안으로 확인하기 어렵게 할 수 있다.
또, 산소 또는 산소이온을 주입하는 대신에, 질소, 질소이온, 질소산화물, 또는 질소산화물 이온을 주입하는 경우, 도 1에 나타내는 산소주입부(103)는 질소 주입부가 되고, 도 4에 나타내는 산소이온을 주입하는 공정(스텝 S18)은 질소를 주입하는 공정이 된다.
또, 도 8(a)에 나타내는 바와 같이, 제2 영역(20B)에 대응하는 부분에 있어서의 투명 도전막(12)(즉 절연부(12B))을, 제1 영역(20A)에 대응하는 부분에 있어서의 투명 도전막(12)(즉 도전부(12A))에 비하여 얇게 하여도 된다. 제2 영역(20B)에 대응하는 부분에 있어서의 투명 도전막(12)은, 이온 등이 주입된 경우에 굴절률이 약간 높아지기 때문에, 반사율이 약간 높아지는 경우가 있다. 따라서, 당해 부분을 얇게 함으로써, 도전부(12A)와 절연부(12B)와의 사이의 광학 조건을 보다 근접시킬 수 있다. 구체적으로는, 절연부(12B)의 두께는, 도전부(12A)의 70%~99%로 하여도 된다.
구체적으로는, 도 8(b)에 나타내는 바와 같이, 제2 영역(20B)에 대응하는 부분에 있어서의 투명 도전막(12)(절연부(12B)가 되는 부분)에 대하여, 절연부(12B)를 형성할 때의 에너지보다 낮은 에너지의 이온을 조사함으로써, 제2 영역(20B)에 대응하는 부분에 있어서의 투명 도전막(12)의 에칭을 행하여도 된다(에칭공정). 예를 들면, 산소이온을 주입하여 절연부(12B)를 형성하는 경우, 주입하는 이온(F1)의 에너지는, 투명 도전막(12)의 두께에 적합한 주입 깊이를 얻을 수 있도록 높은 값으로 설정된다. 한편, 제2 영역(20B)에 대응하는 부분에 대해서는, 투명 도전막(12)의 표층까지 밖에 도달하지 않는 정도의 낮은 에너지의 이온(F2)을 조사함으로써, 당해 부분의 표면(12Ba)을 깎아 에칭을 행하는 것이 가능해진다. 에칭을 위한 이온(F2)을 조사할 때는, 원하는 에칭량에 적합한 이온 전류량만을 조사한다.
주입용의 이온의 에너지와, 에칭용의 이온의 에너지의 구체예에 대하여 설명한다. 예를 들면, 투명 도전막(12)(ITO)의 두께를 30nm로 한 경우, 주입용의 이온의 에너지를 12keV로 하고, 에칭용의 이온의 에너지를 3keV로 한다. 또, 두께 30nm의 투명 도전막(12) 중, 절연부(12B)에 대응하는 부분을 예를 들면 25nm까지 에칭한다.
주입하기 위한 이온과 에칭을 위한 이온을 동일 원소로 하여도 된다. 예를 들면, 산소이온을 주입하여 절연부(12B)를 형성하는 경우, 산소이온을 이용하여 에칭을 행하여도 된다. 또, 주입하기 위한 이온과 에칭을 위한 이온을 이종 원소로 하여도 된다. 예를 들면, 산소이온을 주입하여 절연부(12B)를 형성하는 경우, 아르곤의 이온을 이용하여 에칭을 행하여도 된다.
또, 도 8(c)에 나타내는 바와 같이, 주입하기 위한 고에너지의 이온(F1)과, 에칭을 위한 저에너지의 이온(F2)을, 동일한 이온건(G)으로 조사하여도 된다. 이 경우의 이온건(G)은, 주입하기 위한 고에너지의 이온(F1)과, 에칭을 위한 저에너지의 이온(F2)을 시간차를 두고 조사한다. 또, 주입하기 위한 고에너지의 이온(F1)과, 에칭을 위한 저에너지의 이온(F2)을, 다른 이온건(G1, G2)으로 조사하여도 된다. 이 때, 이온건(G1)으로 고에너지의 이온(F1)을 조사하고, 이온건(G2)으로 저에너지의 이온(F2)을 조사한다. 이온건(G1, G2)에 의한 조사는, 시간차를 두어도 되고, 동시에 행하여도 된다.
( 실시예 )
이하, 실시예에 의하여 본 발명을 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
[투명 도전막의 도전부 및 절연부]
먼저, 측정 대상물로서, 기판 상의 투명 도전막의 도전부 및 절연부에 대하여 설명한다. 본 실시예에서는, 상술의 도 4~도 6을 참조하여 설명한, 터치패널센서의 제조방법과 동일한 방법으로 도전부 및 절연부를 형성하였다. 구체적으로는, 기판을 준비함과 함께, 당해 기판 상에 투명 도전막을 형성하였다. 다만, 투명 도전막의 성막은, 이온플레이팅법에 의한 성막 장치를 이용하여, 200℃의 온도 조건으로 행하였다. 다만, 시트 저항의 측정은, 시트 저항 측정기(하이레스타(Hiresta)(등록상표) UP MCP-HT450, 미츠비시 화학 애널리테크사(Mitsubishi Chemical Analytech Co.,Ltd.)제)를 이용하여 행하였다. 투명 도전막이 형성된 기판의 1/4의 영역을 마스크로 덮고, 마스크되어 있지 않은 영역의 소정 위치의 점을 시트 저항 측정기로 측정하였다.
기판: □125의 무알칼리 유리
투명 도전막: 재질 인듐주석산화물(ITO)
두께 30nm
시트 저항(이온주입 전) 60Ω/□
다음으로, 투명 도전막 상에 수지를 레지스트재로서 도포하고, 포토마스크를 이용하여 도전부와 절연부의 패턴을 노광하여 현상을 행하였다. 투명 도전막 중, 절연부에 대응하는 부분을 레지스트로 덮은 상태로, 산소이온을 주입하였다. 산소이온의 주입은, 산소이온주입 장치를 이용하여 행하였다. 다만, 이온주입 장치는 공지인 것이기 때문에, 여기에서의 상세한 설명은 생략한다. 여기에서는, 1매의 기판 상의 개소에 따라 산소이온주입량을 변화시켰다. 산소이온의 주입 후, 레지스트를 제거하였다. 상기에 의하여, 기판 상에 투명 도전막의 도전부와 절연부를 형성하였다.
에너지: 12keV
주입 온도: 실온
[절연부의 시트 저항]
기판 상의 절연부 중의 5점에 대하여, 상술의 시트 저항 측정기를 이용하여 절연부의 시트 저항을 측정하였다. 각 점에 대한 산소이온주입량과 시트 저항과의 관계를 플롯하고, 당해 플롯에 근거하여 그려진 그래프를 도 9에 나타낸다. 도 9에 나타내는 바와 같이, 2×1017n/cm2 이상의 산소이온을 주입함으로써, 절연부의 시트 저항을 1×1012Ω／□ 이상 확보할 수 있는 것이 이해된다. 시트 저항을 1×1012Ω／□ 이상으로 함으로써, 절연부로서의 성능을 충분히 발휘할 수 있다. 이상으로부터, 절연부를 형성하기 위해서는, 산소이온의 주입량을 2×1017n/cm2 이상(5×1017n/cm2 이하)으로 하면 되는 것이 이해된다.
[반사율]
기판 상의 각 개소에 대하여, 절연부 및 도전부의 각각의 반사율을 측정하고, 반사율 평균 편차를 산출하였다. 여기에서는, 분광 광도계(U-4100, 히타치 하이테크놀로지즈(Hitachi High-Technologies Corporation.)제)로 절연부 및 도전부의 반사율을 측정하고, 시감 감도 보정한 값에 대하여 380nm~780nm까지의 값을 평균한 평균치를 산출하였다. 반사율 평균 편차는, 절연부의 반사율의 평균치와, 도전부의 반사율의 평균치와의 차를 산출한 값이다. 각 개소에 대한 절연부로의 산소이온주입량과 반사율 평균 편차와의 관계를 플롯하고, 당해 플롯에 근거하여 그려진 그래프를 도 10에 나타낸다. 여기에서, 반사율 평균 편차가 0±0.5%의 범위 내이면, 절연부의 패턴을 보다 확실히 육안으로 확인할 수 없는 것으로 할 수 있다. 산소이온주입량이 증가하면, 산소빔에 의한 에칭 작용에 의하여, 투명 도전막의 막두께가 얇아짐으로써, 반사율이 감소할 가능성이 있다. 도 10에 나타내는 바와 같이, 산소이온주입량을 3×1017n/cm2 이상, 4×1017n/cm2 이하로 함으로써, 반사율 평균 편차를 0±0.5% 이하로 할 수 있는 것이 이해된다.
또, 산소이온주입량이 3.1×1017n/cm2인 개소에 있어서의 절연부 및 도전부에 대하여, 반사율과 파장과의 관계를 플롯한 그래프를 도 11에 나타낸다. 도전부와 절연부에서 반사율 스펙트럼은 대략 동일하다는 것이 도 11로부터 이해된다. 약간의 차가 있어도, 도 10에 나타내는 바와 같이, 산소이온주입량이 3.1×1017n/cm2인 개소에서는 반사율 평균 편차가 0±0.5%의 범위 내이며, 절연부의 패턴은 육안으로 확인할 수 없기 때문에, 문제는 발생하지 않는다.
10: 터치패널센서
11: 기판
12: 투명 도전막
12A: 도전부
12B: 절연부
20: 레지스트
20A: 제1 영역
20B: 제2 영역
100: 제조 장치
101: 성막부
102: 패터닝부재 준비공정 실행부
103: 산소주입부

Claims (5)

  1. 기판과, 상기 기판 상에 형성된 투명 도전막을 구비하는 터치패널센서의 제조방법으로서,
    상기 투명 도전막이 표면에 형성된 상기 기판을 준비하는 준비공정과,
    상기 투명 도전막을 덮는 제1 영역, 및 상기 투명 도전막을 노출시키는 제2 영역이 형성된 패턴를 가지는 패터닝부재를 상기 투명 도전막 상에 설치하는 설치 공정과,
    상기 제2 영역에 대응하는 부분에 있어서의 상기 투명 도전막에 산소, 산소이온, 질소, 질소이온, 질소산화물, 및 질소산화물 이온 중 적어도 어느 하나의 조사물을 주입함으로써 절연부를 형성하고, 상기 제1 영역에서 덮이는 부분에 있어서의 상기 투명 도전막을 도전부로서 패터닝하는 패터닝공정과,
    상기 패터닝부재를 상기 투명 도전막 상으로부터 제거하는 제거 공정과,
    상기 패터닝공정에 있어서 주입되는 상기 조사물의 에너지보다 낮은 에너지의 상기 조사물을 상기 절연부에 조사하여, 상기 절연부의 표면을 에칭하는 에칭공정을 구비하는 터치패널센서의 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 투명 도전막 상에 레지스트를 형성하고,
    상기 제1 영역에 대응하는 부분의 상기 레지스트를 잔존시킴과 함께, 상기 제2 영역에 대응하는 부분의 상기 레지스트를 상기 투명 도전막 상으로부터 제거함으로써, 상기 투명 도전막 상에 상기 패터닝부재가 설치되는 터치패널센서의 제조방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    미리 상기 제1 영역 및 상기 제2 영역이 형성된 상기 패터닝부재를 준비함과 함께 상기 투명 도전막 상에 배치함으로써, 상기 투명 도전막 상에 상기 패터닝부재가 설치되는 터치패널센서의 제조방법.
  4. 삭제
  5. 기판과,
    상기 기판 상에 형성된 투명 도전막을 구비하고,
    상기 투명 도전막은, 소정의 패턴을 가지는 도전부, 및 당해 도전부보다 산소량, 질소량, 및 질소산화물량 중 적어도 어느 하나가 많은 절연부를 가지며,
    상기 절연부의 두께는 상기 도전부의 두께보다 얇은 것을 특징으로 하는 터치패널센서.
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