WO2016093139A1 - メタルマスク、タッチパネル及びタッチパネルの製造方法 - Google Patents

メタルマスク、タッチパネル及びタッチパネルの製造方法 Download PDF

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水村 通伸
修二 工藤
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株式会社ブイ・テクノロジー
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    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/04Coating on selected surface areas, e.g. using masks
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means

Definitions

  • the present invention relates to a metal mask having a plurality of opening patterns through which a magnetic metal sheet is penetrated, and in particular, a metal mask, a touch panel, and a touch panel that can be uniformly adhered to a deposition target substrate to suppress the occurrence of blurring of the deposition pattern. It relates to a manufacturing method.
  • the substrate is formed at a position corresponding to the magnetic metal fine wire that partitions adjacent openings of the metal mask.
  • the transparent conductive film was also deposited on the surface portion, and the adjacent transparent electrodes were short-circuited.
  • the present invention addresses such problems and provides a metal mask, a touch panel, and a touch panel manufacturing method capable of suppressing the occurrence of blurring of the film formation pattern by uniformly contacting the film formation substrate. Objective.
  • a metal mask according to the present invention is provided with a magnetic metal sheet having a plurality of opening patterns partitioned by magnetic metal fine wires, and across the opening pattern on one surface side of the magnetic metal sheet.
  • a metal mask including a support line, wherein the magnetic metal thin wire has a region with a high arrangement density and a region with a low arrangement density, and the opening in the region with a low arrangement density of the magnetic metal thin wire.
  • an isolated pattern made of a magnetic metal material is provided apart from the peripheral edge of the opening pattern and supported by the support line.
  • a touch panel includes a magnetic metal sheet having a plurality of opening patterns partitioned by a magnetic metal thin wire having a high density area and a low density area, and crossing the opening pattern on one side of the magnetic metal sheet.
  • the method for manufacturing a touch panel according to the present invention includes a magnetic metal sheet having a plurality of opening patterns partitioned by a magnetic metal thin wire having a high area density and a low area, and the opening on one surface side of the magnetic metal sheet.
  • An isolation pattern comprising: a step of bringing a surface opposite to the one surface of the magnetic metal sheet of a metal mask provided with a film formation surface of a transparent glass substrate; and a surface opposite to the film formation surface of the glass substrate Attracting the metal mask to a glass substrate by attracting the metal mask with a magnet disposed on the side; and A transparent conductive film from the mask side, and forming a plurality of transparent electrodes on the glass substrate, and performs.
  • the present invention even if a large area and a small area of the opening pattern of the opening pattern are mixed in the pattern area, that is, an area where the arrangement density of the magnetic metal fine wires that regulate the outer shape of the opening pattern is high and a low area. Even if there is a mixture of metal masks, the aperture ratio of the aperture pattern is large, and even in regions where the arrangement density of the fine magnetic metal wires is low, an isolated pattern made of magnetic metal material provided in the aperture pattern increases the attractive force due to the magnetic field and increases the metal mask. Can be uniformly adhered to the deposition substrate. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of blurring of the thin film pattern formed and to prevent a problem that adjacent transparent electrodes in the touch panel are short-circuited.
  • FIG. 1 It is a perspective view which shows one Embodiment of the metal mask by this invention. It is a figure which shows the magnetic metal sheet
  • FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment of a metal mask according to the present invention.
  • This metal mask is used in close contact with a substrate and is used to form a thin film pattern, and includes a mask sheet 1 and a frame 2.
  • a metal mask for forming the transparent electrode of the touch panel will be described.
  • the mask sheet 1 constitutes a main body of a metal mask, and includes a magnetic metal sheet 3, an isolated pattern 4, and a support line 5 as shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b). have.
  • the magnetic metal sheet 3 has a plurality of opening patterns, and is a sheet-like material formed of a magnetic metal material such as nickel, nickel alloy, invar or invar alloy having a thickness of about 30 ⁇ m to 50 ⁇ m.
  • the opening pattern 6 defines the shape of a thin film pattern (transparent electrode) formed on the film-forming surface of a substrate made of transparent glass, and is formed in the same shape and dimension as the thin film pattern and penetrates the magnetic metal sheet 3.
  • a plurality are provided. Specifically, the plurality of opening patterns 6 are partitioned by magnetic metal thin wires 7 having a width of about 10 ⁇ m and made of the same magnetic metal material as the magnetic metal sheet 3.
  • the magnetic metal thin wire 7 is provided with a region having a high arrangement density and a region having a low arrangement density. That is, the magnetic metal sheet 3 is provided with the opening pattern 6 in a state where a region where patterns having a large aperture ratio gather and a region where patterns having a small aperture ratio gather.
  • the plurality of opening patterns 6 are elongated shapes extending from one end to the other end of the pattern region B where the plurality of opening patterns 6 are formed.
  • the opening ratio of the opening pattern 6 in the area biased to the one side indicated by the arrow in FIG. 2A of the pattern area B is formed to be larger than the opening ratio on the other side. .
  • the arrangement density of the magnetic metal fine wires 7 on one side of the pattern region B is lower than that on the other side.
  • the side with a small aperture ratio of the opening pattern 6 becomes the terminal part side of the transparent electrode of a touch panel.
  • the opening pattern 6 having a large opening ratio that is, the opening pattern 6 in a region where the arrangement density of the magnetic metal thin wires 7 is low is, as shown in FIG.
  • An isolated pattern 4 is provided apart from the peripheral edge of the pattern 6.
  • the isolated pattern 4 is for increasing the attractive force of the magnetic mask against the metal mask, and is made of the same magnetic metal material as the magnetic metal sheet 3 and is supported by a support line 5 described later. .
  • the isolated pattern 4 extends in the long axis direction of the opening pattern 6 having an elongated shape so as not to affect the electrical characteristics (increase in resistance value and disconnection) of the transparent electrode. Is formed.
  • the isolated pattern 4 may be obtained by dividing the elongated pattern into a plurality of pieces.
  • the isolated pattern 4 only needs to be provided in the opening pattern 6 at least in the region having a large opening ratio. However, as long as the electrical characteristics of the transparent electrode to be formed are not affected, the transparent electrode may be provided in the opening pattern in a region having a small opening ratio.
  • a mask layer 8 is constituted by the magnetic metal thin wires 7 and the isolated patterns 4.
  • a plurality of support lines 5 are provided on one side of the magnetic metal sheet 3 so as to cross the opening pattern 6 as shown in FIGS.
  • the support line 5 is for maintaining the shape of the opening pattern 6 and constitutes the support layer 9 and is made of the same magnetic metal material as that of the magnetic metal sheet 3.
  • the width of the support line 5 is formed by the mutual spacing between adjacent support lines 5 (the formation pitch of the support lines 5), the thickness of the mask layer 8, and the incident angle of the sputtered particles on the mask surface. It is set in consideration of an increase in sheet resistance value due to the shadow of the support line 5 on the transparent conductive film to be formed. That is, the sheet resistance value of the transparent electrode is an allowable maximum value, for example, 40 ⁇ / sg. It is set to be as follows.
  • the arrangement pitch of the support lines 5 is a dimension that can suppress the generation of moire fringes or diffraction fringes due to shadows of the support lines 5 transferred onto the thin film pattern by film formation on the substrate. desirable.
  • the support line 5 is arranged in a state in which the substrate and the mask sheet 1 are positioned, and the arrangement direction of the plurality of rectangular patterns (pixels) formed in a line on the substrate is more than 0 degree. It is more desirable that they are provided so as to intersect at an angle larger than 180 degrees.
  • a frame 2 is provided on one surface of the mask sheet 1 (one surface of the magnetic metal sheet 3).
  • the frame 2 supports the mask sheet 1 in a state of being stretched in parallel to the surface thereof, and has an opening 10 having a size that encloses the pattern region B.
  • It is a magnetic metal member such as an Invar alloy, and its end surface and the peripheral portion of one surface of the mask sheet 1 are connected by spot welding.
  • the metal mask of the present invention includes a magnetic metal fine wire 7 that regulates the outer shape of a plurality of opening patterns 6 having the same shape and dimensions as the transparent electrode provided corresponding to the transparent electrode formed on the touch panel substrate,
  • a mask layer 8 made of a magnetic metal material having an isolated pattern 4 provided apart from a peripheral edge of the opening pattern 6 inside the opening pattern 6 having a large opening ratio among the opening patterns 6 is electrically applied on the metal base material 11.
  • a first layer formed by plating and a support layer 9 having a plurality of support lines 5 made of the same material as the magnetic metal material provided across the opening pattern 6 are formed on the upper surface of the mask layer 8 by electroplating.
  • each step will be described in detail.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining the first step, and is an explanatory diagram showing a mask layer forming step.
  • a photoresist 12 is applied to a flat surface on the metal base material 11.
  • the photoresist 12 is applied to a thickness of about 40 ⁇ m, which is substantially the same as the mask layer 8 to be formed.
  • the photoresist 12 is exposed and developed using a photomask, and the island having the same shape and dimension as the opening pattern 6 is formed corresponding to the opening pattern 6 to be formed.
  • the pattern 13 is formed in a state partitioned by the grooves 14.
  • a groove 15 having the same shape and dimension as the isolated pattern 4 is formed at a depth reaching the surface of the metal base material 11 inside the island pattern 13 so as to correspond to the isolated pattern 4 to be formed.
  • an island pattern for alignment marks for alignment with the display panel may be formed at a predetermined position outside the formation region of the opening pattern 6.
  • the metal base material 11 is immersed in a plating bath of a magnetic metal material such as nickel, and as shown in FIG. 3 (c), in the groove 14 outside the island pattern 13 and the isolated pattern 4 by electroplating.
  • a magnetic metal material is formed to a thickness of about 40 ⁇ m on the surface of the metal base material 11 exposed in the corresponding groove 15.
  • the mask layer 8 having the magnetic metal fine wire 7 formed in the groove 14 outside the island pattern 13 on the metal base material 11 and the isolated pattern 4 formed in the groove 15 inside the island pattern 13. Is formed.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating the second step, and is an explanatory diagram illustrating a support layer forming step.
  • a photoresist 12 is applied on the mask layer 8 formed on the metal base material 11.
  • the photoresist 12 is applied to a thickness of about 10 ⁇ m which is substantially the same as the support layer 9 to be formed.
  • FIG. 4B is a cross-sectional view taken along the center position of the groove 16 extending to the left and right corresponding to the support line 5.
  • the metal base material 11 is immersed in a plating bath of a magnetic metal material such as nickel, and as shown in FIG. 4C, a support line is formed on the mask layer 8 exposed in the groove 16 by electroplating. 5 is formed to a thickness of about 10 ⁇ m. As a result, the mask layer 8 and the support layer 9 are formed on the metal base material 11 by two-stage electroplating.
  • a magnetic metal material such as nickel
  • the metal base material 11 is washed in a solvent or a stripping solution of the photoresist 12, and the photoresist 12 is dissolved and removed. Further, the mask layer 8 and the support layer 9 are integrally peeled from the metal base material 11. As a result, the mask sheet 1 shown in FIG. 2A in which the mask layer 8 on which the magnetic metal thin wires 7 and the isolated pattern 4 are formed and the support layer 9 on which the plurality of support lines 5 are formed is integrated. The In this case, when the island pattern for the alignment mark is provided, the mask sheet 1 is also formed with an opening of the alignment mark corresponding to the island pattern.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining the third step, and is an explanatory diagram showing a frame connecting process.
  • the mask sheet 1 is applied with a constant tension in the direction of the arrow shown in the figure. Give it and stretch it around the frame 2.
  • the peripheral region of the mask sheet 1 is irradiated with the laser light L, and the mask sheet 1 is spot welded to the end surface 2 a of the frame 2. Thereby, the metal mask of the present invention is completed.
  • the present invention is not limited to this, and at least the support line 5 is The magnetic metal sheet 3 and the isolated pattern 4 may be formed of a different material.
  • the support line 5 is not limited to a magnetic material, and may be a metal material or a non-metal material.
  • a display panel is installed and fixed on a substrate holder in a vacuum chamber of a sputtering film forming apparatus with a display surface (film forming surface) as an ITO (indium tin oxide) target side.
  • a magnet sheet is built in the substrate holder.
  • the metal mask of the present invention is placed and fixed on the mask holder of the sputtering film forming apparatus with the mask layer 8 side as the display panel side.
  • an alignment mark formed in advance on the display panel and the alignment mark of the metal mask are observed and aligned with an imaging camera, and the display panel and the metal mask are aligned. And alignment.
  • the magnetic field of the magnet sheet built in the substrate holder is applied to the magnetic metal material of the metal mask, the metal mask is sucked, and the mask layer 8 is brought into close contact with the display surface of the display panel.
  • the magnetic metal wires 7 in the region with a small aperture ratio are present. Since the arrangement density is high and the amount of the magnetic metal material existing in the same region is large, the action of the magnetic sheet by the magnetic field is increased and the attractive force is increased. Therefore, the same region of the metal mask can be strongly adhered to the display panel, and a thin film pattern can be formed with high accuracy.
  • a region C (a magnetic metal thin wire 7 having a large aperture ratio) of the opening pattern 6 is formed as shown by an ellipse in FIG.
  • the transparent electrode formed in the region where the arrangement density is small becomes blurred due to the outer shape blurring due to the wraparound adhesion of the transparent conductive film to the gap. In the worst case, adjacent thin film patterns may be connected, resulting in a manufacturing failure of the touch panel 17.
  • the isolated pattern 4 made of a magnetic metal material is provided inside the opening pattern 6 in the region where the opening ratio of the metal mask is large, as shown in FIG.
  • the volume of the magnetic metal material existing in the region increases, and the action of the magnetic field on the region becomes stronger than when the isolated pattern 4 does not exist. Therefore, a region where the aperture ratio of the opening pattern 6 of the metal mask is large (a region where the arrangement density of the fine magnetic metal wires 7 is small) can be brought into close contact with the display panel, and a thin film pattern can be formed with high accuracy.
  • the lid of the vacuum chamber is closed and the air in the chamber is maintained until the degree of vacuum in the vacuum chamber reaches a predetermined degree of vacuum. Exhaust. When the degree of vacuum in the chamber reaches a predetermined degree of vacuum, a predetermined amount of rare gas such as argon (Ar) gas is introduced. A high voltage is applied between the substrate holder and the target holder holding the ITO target. Thereby, plasma is generated between the display panel and the ITO target, and sputtering of the transparent conductive film is started.
  • argon (Ar) gas is introduced.
  • Argon ions ionized by plasma generation are attracted to the target, collide with the target, and blow off ITO target particles.
  • the flipped target particles fly toward the display panel, and accumulate on the display surface of the display panel through the gaps between the support lines 5 adjacent to the metal mask.
  • a transparent conductive film is formed on the display surface of the display panel corresponding to the opening pattern 6 of the mask layer 8, and a transparent electrode of the touch panel is formed.
  • it also accumulates on the lower display surface of the support line 5.
  • the touch panel 17 of the present invention shown in FIG. 7A is completed.
  • the transparent conductive film is not deposited on the portion corresponding to the isolated pattern 4 of the transparent electrode 18 formed on the touch panel 17.
  • the isolated pattern 4 has a shape elongated in the major axis direction of the elongated opening pattern 6, the missing portion 19 of the transparent conductive film generated in the transparent electrode corresponding to the isolated pattern 4 is shown in FIG. ).
  • the long transparent electrode extends in the major axis direction, that is, in the direction in which the current flows (in the direction of the arrow in the figure), and does not hinder the current flow. Therefore, the missing portion 19 of the transparent conductive film does not adversely affect the electrical characteristics of the touch panel 17.
  • the film thickness of the portion corresponding to the lower side of the support line 5 of the transparent electrode is thinner than the film thickness of the other portions. Therefore, the shadow of the support line 5 based on the difference in film thickness is formed on the transparent electrode. Therefore, moire fringes or diffraction fringes may occur on the display surface due to the shadow of the support line 5.
  • at least the arrangement pitch of the support lines 5 is moire fringes or diffraction caused by shadows of the support lines 5 transferred onto the transparent electrodes by film formation on the display surface of the display panel. Since it is set as the dimension which can suppress generation
  • the sputtering apparatus forms a film while the substrate and the ITO target are stationary. However, even if the film is formed while relatively moving the substrate and the ITO target. Good.
  • the film formation of the transparent conductive film is not limited to sputtering, and other known film formation techniques such as vacuum deposition may be applied. Further, the transparent conductive film is not limited to the ITO thin film, and may be a thin film such as zinc oxide or tin oxide.
  • the present invention is not limited to this, and the frame 2 may be omitted.
  • the mask sheet 1 may be held by the mask holder in a state where a certain tension is applied to the side parallel to the surface.

Abstract

 本発明は、磁性金属細線7により仕切られた複数の開口パターンを有する磁性金属シート3と、該磁性金属シート3の一面側に前記開口パターン6を横断して設けられたサポートライン5と、を備えたメタルマスクであって、前記磁性金属細線7は、その配置密度に高い領域と低い領域とを有しており、前記磁性金属細線の前記配置密度の低い領域の前記開口パターン6の内部には、該開口パターン6の周縁部から離隔すると共に、前記サポートライン5に支持されて磁性金属材料から成る孤立パターン4が設けられている。

Description

メタルマスク、タッチパネル及びタッチパネルの製造方法
 本発明は、磁性金属シートを貫通させた複数の開口パターンを有するメタルマスクに関し、特に被成膜基板に均一に密着させて成膜パターンのぼやけの発生を抑制し得るメタルマスク、タッチパネル及びタッチパネルの製造方法に係るものである。
 従来のこの種のメタルマスクは、磁性金属シートに少なくとも1つ以上の開口部が存在するものであって、磁性金属シートの一方の面に上記開口部を横切るようにサポートラインが接続され、磁性金属シートの他方の面と上記サポートラインとの間に隙間が存在するものとなっていた(例えば、特許文献1参照)。
特開平10-330910号公報
 しかし、このような従来のメタルマスクにおいては、開口部の開口率が大きく、該開口部の外形形状を規制する磁性金属細線の配置密度が低くなっているときには、基板の成膜面とは反対側に配置されたマグネットシートの磁場による上記磁性金属細線に作用する吸引力が低下して、メタルマスクが基板の成膜面に密着せず、メタルマスクと上記成膜面との間に隙間が生じることがあった。そのため、開口部に対応して基板の成膜面に成膜される薄膜パターンがぼやけて薄膜パターンを精度よく形成することができなかった。
 特に、このような従来のメタルマスクを使用し、透明導電膜をスパッタリング成膜して製造されるタッチパネルにおいては、メタルマスクの隣接する開口部を仕切る磁性金属細線に対応した位置の基板の成膜面の部分にも透明導電膜が被着し、隣接する透明電極が短絡する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、被成膜基板に均一に密着させて成膜パターンのぼやけの発生を抑制し得るメタルマスク、タッチパネル及びタッチパネルの製造方法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、本発明によるメタルマスクは、磁性金属細線により仕切られた複数の開口パターンを有する磁性金属シートと、該磁性金属シートの一面側に前記開口パターンを横断して設けられたサポートラインと、を備えたメタルマスクであって、前記磁性金属細線は、その配置密度に高い領域と低い領域とを有しており、前記磁性金属細線の前記配置密度の低い領域の前記開口パターンの内部には、該開口パターンの周縁部から離隔すると共に、前記サポートラインに支持されて磁性金属材料から成る孤立パターンが設けられている。
 本発明によるタッチパネルは、配置密度に高い領域と低い領域とを有する磁性金属細線により仕切られた複数の開口パターンを有する磁性金属シートと、該磁性金属シートの一面側に前記開口パターンを横断して設けられたサポートラインと、前記配置密度の低い領域の前記開口パターンの内部に該開口パターンの周縁部から離隔すると共に、前記サポートラインに支持されて設けられた磁性金属材料から成る孤立パターンと、を備えたメタルマスクの前記磁性金属シートの前記一面とは反対面側を透明なガラス基板の一面に密着させた状態で透明導電膜を成膜して形成された複数の透明電極を有するものである。
 さらに、本発明によるタッチパネルの製造方法は、配置密度に高い領域と低い領域とを有する磁性金属細線により仕切られた複数の開口パターンを有する磁性金属シートと、該磁性金属シートの一面側に前記開口パターンを横断して設けられたサポートラインと、前記配置密度の低い領域の前記開口パターンの内部に該開口パターンの周縁部から離隔すると共に、前記サポートラインに支持されて設けられた磁性金属材料から成る孤立パターンと、を備えたメタルマスクの前記磁性金属シートの前記一面とは反対面側を透明なガラス基板の成膜面に接触させるステップと、前記ガラス基板の前記成膜面とは反対面側に配置された磁石により前記メタルマスクを吸引して前記ガラス基板に前記メタルマスクを密着させるステップと、前記メタルマスク側から透明導電膜を成膜し、前記ガラス基板に複数の透明電極を形成するステップと、を行うものである。
 本発明によれば、パターン領域内に開口パターンの開口率の大きい領域と小さい領域が混在していても、即ち、開口パターンの外形形状を規制する磁性金属細線の配置密度が高い領域と低い領域が混在していても、開口パターンの開口率が大きく、磁性金属細線の配置密度の低い領域も開口パターン内に設けられた磁性金属材料から成る孤立パターンにより、磁場による吸引力が増してメタルマスクを被成膜基板に均一に密着させることができる。したがって、成膜形成される薄膜パターンのぼやけの発生を抑制することができ、タッチパネルにおける隣接する透明電極が短絡するという問題を防止することができる。
本発明によるメタルマスクの一実施形態を示す斜視図である。 本発明によるメタルマスクの磁性金属シートを示す図であり、(a)は平面図、(b)は(a)のA領域の拡大平面図、(c)は(b)のO-O線断面矢視図である。 本発明によるメタルマスクの製造方法におけるマスク層形成工程を示す説明図である。 本発明によるメタルマスクの製造方法におけるサポート層形成工程を示す説明図である。 本発明によるメタルマスクの製造方法におけるフレーム接続工程を示す説明図である。 従来のメタルマスクを使用して製造したタッチパネルの問題点を説明する平面図である。 本発明によるメタルマスクを使用して製造したタッチパネルについて説明する図であり、(a)は平面図、(b)は要部拡大平面図である。
 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は本発明によるメタルマスクの一実施形態を示す斜視図である。このメタルマスクは、基板上に密着させて使用され、薄膜パターンを成膜するためのもので、マスクシート1と、フレーム2と、を備えて構成されている。ここでは、タッチパネルの透明電極を形成するためのメタルマスクについて説明する。
 上記マスクシート1は、メタルマスクの本体部を成すものであり、図2(a),(b)に示すように磁性金属シート3と、孤立パターン4と、サポートライン5と、を備えた構造を有している。
 ここで、上記磁性金属シート3は、複数の開口パターンを有するもので、厚みが30μm~50μm程度のニッケル、ニッケル合金、インバー又はインバー合金等の磁性金属材料で形成されたシート状物である。上記開口パターン6は、透明ガラスから成る基板の成膜面に形成される薄膜パターン(透明電極)の形状を定めるもので、薄膜パターンと同じ形状寸法に形成されており、磁性金属シート3を貫通して複数個が設けられている。詳細には、複数の上記開口パターン6は、10μm程度の幅を有する、上記磁性金属シート3と同じ磁性金属材料から成る磁性金属細線7で仕切られている。この磁性金属細線7は、その配置密度に高い領域と低い領域とを有して設けられている。即ち、磁性金属シート3には、開口率の大きいパターンが集まった領域と、開口率の小さいパターンが集まった領域が混在した状態で開口パターン6が設けられている。
 より詳細には、複数の上記開口パターン6は、図2(a)に示すように、複数の開口パターン6が形成されるパターン領域Bの一方端から他方端に向かって延びた細長状の形状を有しており、上記パターン領域Bの図2(a)に矢印で示す一方側に偏った領域の開口パターン6の開口率が他方側の開口率に比べて大きくなるように形成されている。これにより、上記パターン領域Bの一方側の磁性金属細線7の配置密度が他方側に比べて低くなっている。なお、開口パターン6の開口率の小さい側がタッチパネルの透明電極の端子部側となる。
 複数の上記開口パターン6の内、開口率の大きい開口パターン6、即ち、磁性金属細線7の配置密度の低い領域の開口パターン6の内部には、図2(b)に示すように、該開口パターン6の周縁部から離隔して孤立パターン4が設けられている。この孤立パターン4は、磁場によるメタルマスクに対する吸引力を増加させるためのものであり、磁性金属シート3と同じ磁性金属材料で形成されており、後述のサポートライン5に支持されて設けられている。
 詳細には、孤立パターン4は、透明電極の電気特性(抵抗値の増加及び断線)に影響を及ぼさないように、細長状の形状を有した上記開口パターン6の長軸方向に伸びて細長状に形成されている。この場合、孤立パターン4は、細長状のパターンを複数に分断したものであってもよい。
 なお、孤立パターン4は、図2(b)に示すように、少なくとも上記開口率の大きい領域の上記開口パターン6内に設けられていればよい。ただし、形成される透明電極の電気特性に影響を及ぼさないのであれば、開口率の小さい領域の開口パターン内にも設けてもよい。
 そして、図2(c)に示すように、上記磁性金属細線7と上記孤立パターン4とによりマスク層8を構成している。
 上記磁性金属シート3の一面側には、図2(b),(c)に示すように、開口パターン6を横断して複数のサポートライン5が設けられている。このサポートライン5は、開口パターン6の形状を維持するためのもので、サポート層9を構成するものであり、磁性金属シート3と同じ磁性金属材料で形成されている。なお、サポートライン5の幅は、隣接するサポートライン5の間隔(サポートライン5の形成ピッチ)、マスク層8の厚み、及びスパッタ粒子のマスク面への入射角度が相互に係り合って生じる、成膜される透明導電膜上のサポートライン5の影によるシート抵抗値の増加を考慮して設定される。即ち、透明電極のシート抵抗値は、後述の孤立パターン4の存在によるシート抵抗値の増加も考慮して許容可能な最大値、例えば40Ω/sg.以下となるように設定される。
 詳細には、サポートライン5の配列ピッチは、基板上への成膜により薄膜パターン上に転写されるサポートライン5の影に起因するモアレ縞又は回折縞の発生を抑制し得る寸法であるのが望ましい。
 より詳細には、サポートライン5は、上記基板とマスクシート1とが位置決めされた状態で、基板上に一列に並べて形成されている複数の矩形状パターン(画素)の配列方向と0度よりも大きく180度よりも小さい角度で交差するように設けられるのがより望ましい。
 上記マスクシート1の一面(磁性金属シート3の一面)には、図1に示すようにフレーム2が設けられている。このフレーム2は、マスクシート1をその面に平行に張った状態で支持するものであり、パターン領域Bを内包する大きさの開口部10を有する、厚みが数mm程度の枠状のインバー又はインバー合金等の磁性金属部材であり、その端面とマスクシート1の一面の周縁部とがスポット溶接して接続されている。
 次に、このように構成されたメタルマスクの製造について説明する。
 本発明のメタルマスクは、タッチパネル基板に成膜形成される透明電極に対応させて設けられる該透明電極と形状寸法の同じ複数の開口パターン6の外形を規制する磁性金属細線7と、上記複数の開口パターン6の内、開口率の大きい開口パターン6の内部に開口パターン6の周縁部から離隔して設けられる孤立パターン4とを有する磁性金属材料から成るマスク層8を金属母材11上に電気めっきにより形成する第1ステップと、上記開口パターン6を横断させて設けられる上記磁性金属材料と同じ材料から成る複数のサポートライン5を有するサポート層9を、上記マスク層8の上面に電気めっきにより設けてマスクシート1を形成する第2ステップと、該マスクシート1の一面の周縁部を枠状のフレーム2に接続する第3ステップと、を行って製造される。以下、各ステップを詳細に説明する。
 図3は上記第1ステップを説明する図で、マスク層形成工程を示す説明図である。
 先ず、図3(a)に示すように、金属母材11上の平坦面にフォトレジスト12が塗布される。このとき、フォトレジスト12は、形成しようとするマスク層8と略同じ40μm程度の厚みに塗布される。
 次に、図3(b)に示すように、フォトマスクを使用して上記フォトレジスト12を露光及び現像し、形成しようとする開口パターン6に対応させて該開口パターン6と形状寸法の同じ島パターン13を溝14によって仕切られた状態で形成する。同時に、島パターン13の内側には、形成しようとする孤立パターン4に対応させて該孤立パターン4と形状寸法の同じ溝15が金属母材11の表面に達する深さで形成される。また、開口パターン6の形成領域外の予め定められた位置に、表示パネルと位置合わせするためのアライメントマーク用の島パターンを形成してもよい。
 続いて、上記金属母材11をニッケル等の磁性金属材料のめっき浴に浸漬し、図3(c)に示すように、電気めっきにより上記島パターン13の外側の溝14内及び孤立パターン4に対応する溝15内に剥き出しとなった金属母材11の表面に磁性金属材料を40μm程度の厚みに形成する。これにより、金属母材11上に上記島パターン13の外側の溝14内に形成された磁性金属細線7と、島パターン13の内部の溝15に形成された孤立パターン4とを有するマスク層8が形成される。
 図4は上記第2ステップを説明する図で、サポート層形成工程を示す説明図である。
 先ず、図4(a)に示すように、上記金属母材11上に形成されたマスク層8上にフォトレジスト12が塗布される。このとき、フォトレジスト12は、形成しようとするサポート層9と略同じ10μm程度の厚みに塗布される。
 次に、図4(b)に示すように、フォトマスクを使用して上記フォトレジスト12を露光及び現像し、図2(b)に示すように、開口パターン6及び孤立パターン4を横断して形成されるサポートライン5に対応して、該サポートライン5と形状寸法の同じ溝16を上記マスク層8に達する深さで形成する。なお、図4(b)は、サポートライン5に対応して左右に延びる溝16の中央位置で切断した断面図である。
 次いで、上記金属母材11をニッケル等の磁性金属材料のめっき浴に浸漬し、図4(c)に示すように、電気めっきにより上記溝16内に剥き出しとなったマスク層8上にサポートライン5の磁性金属材料を10μm程度の厚みに形成する。これにより、金属母材11上にマスク層8とサポート層9とが2段階の電気めっきにより形成される。
 この後、金属母材11を溶剤中又はフォトレジスト12の剥離液中で洗浄し、フォトレジスト12を溶解させて除去する。さらに、金属母材11からマスク層8とサポート層9とを一体的に剥離する。これにより、磁性金属細線7及び孤立パターン4を形成したマスク層8と、複数のサポートライン5を形成したサポート層9とを積層一体化させた図2(a)に示すマスクシート1が形成される。この場合、アライメントマーク用の島パターンが設けられているときには、マスクシート1には、上記島パターンに対応してアライメントマークの開口も形成される。
 図5は上記第3ステップを説明する図で、フレーム接続工程を示す説明図である。
 先ず、図5(a)に示すように、マスクシート1の一面1aと枠状のフレーム2の端面2aとを対面させた状態で、マスクシート1を同図に示す矢印方向に一定の張力を与えてフレーム2に架張する。
 続いて、図5(b)に示すように、マスクシート1の周縁領域にレーザ光Lを照射し、マスクシート1をフレーム2の端面2aにスポット溶接する。これにより、本発明のメタルマスクが完成する。
 なお、上記実施形態においては、磁性金属シート3と、孤立パターン4と、サポートライン5とが同じ金属材料で形成される場合について説明したが、本発明はこれに限られず、少なくともサポートライン5は、磁性金属シート3及び孤立パターン4とは異なる材料で形成されてもよい。この場合、サポートライン5は、磁性材料に限定されず、また金属材料であっても、非金属材料であってもよい。
 次に、本発明によるメタルマスクを使用したタッチパネルの製造について説明する。
 先ず、例えばスパッタリング成膜装置の真空チャンバー内の基板ホルダーに、表示パネルが表示面(成膜面)をITO(酸化インジウム・スズ)ターゲット側として設置され、固定される。この場合、基板ホルダーにはマグネットシート(磁石)が内蔵されている。
 一方、上記スパッタリング成膜装置のマスクホルダーには、本発明のメタルマスクがマスク層8側を表示パネル側として設置され、固定される。
 次に、表示パネルとメタルマスクとを対面させた状態で、例えば表示パネルに予め形成されたアライメントマークと、メタルマスクのアライメントマークとを撮像カメラにより観察して位置合わせし、表示パネルとメタルマスクとのアライメントが行われる。
 続いて、基板ホルダーに内蔵されたマグネットシートの磁場をメタルマスクの磁性金属材料に作用させて、メタルマスクを吸引し、表示パネルの表示面にマスク層8を密着させる。この場合、図2(a)に示すように、メタルマスクのパターン領域Bに開口パターン6の開口率が大きい領域と開口率が小さい領域が存在するときには、開口率の小さい領域の磁性金属細線7の配置密度が高く、同領域に存在する磁性金属材料の量が多いため、マグネットシートの磁場による作用が大きくなって吸引力が増す。したがって、メタルマスクの同領域は、表示パネルに強く密着させることができ、薄膜パターンを精度よく形成することができる。
 しかしながら、開口率の大きい領域は、磁性金属細線7の配置密度が低く、同領域に存在する磁性金属材料の量が少ないため、マグネットシートの磁場による作用が小さくなって吸引力が低下する。したがって、メタルマスクの同領域は、表示パネルに密着せず、メタルマスクと表示パネルの成膜面との間に僅かな隙間が生じることになる。それ故、このような従来のメタルマスクを使用して成膜するタッチパネルの製造においては、図6に楕円で囲って示すように、開口パターン6の開口率の大きい領域C(磁性金属細線7の配置密度の小さい領域)において形成される透明電極は、上記隙間への透明導電膜の回り込み付着により外形がぼやけて不鮮明なものとなる。最悪の場合には、隣接する薄膜パターンが繋がってしまって、タッチパネル17の製造不良となるおそれがある。
 一方、本発明によれば、メタルマスクの開口率が大きい領域の開口パターン6内部には、図2(b)に示すように、磁性金属材料から成る孤立パターン4が設けられているため、同領域に存在する磁性金属材料の体積が増して、同領域に対する磁場の作用が孤立パターン4の存在しない場合に比べて強くなる。したがって、メタルマスクの上記開口パターン6の開口率が大きい領域(磁性金属細線7の配置密度の小さい領域)も表示パネルに密着させることができ、薄膜パターンを精度よく形成することができる。
 基板ホルダーにマグネットシート及びメタルマスクに挟まれて一体化された表示パネルが設置されると、真空チャンバーの蓋を閉じて、真空チャンバー内の真空度が所定の真空度となるまでチャンバー内の空気を排気する。チャンバー内の真空度が所定の真空度に達すると、所定量の例えばアルゴン(Ar)ガス等の希ガスが導入される。そして、基板ホルダーと、ITOターゲットを保持したターゲットホルダーとの間に高電圧が付与される。これにより、表示パネルとITOターゲットとの間にプラズマが生成され、透明導電膜のスパッタリングが開始される。
 プラズマの生成によりイオン化されたアルゴンイオンは、ターゲット側に引き寄せられてターゲットに衝突し、ITOのターゲット粒子を弾き飛ばす。弾き飛ばされたターゲット粒子は、表示パネルに向かって飛翔し、メタルマスクの隣接するサポートライン5の隙間を通って表示パネルの表示面に堆積する。これにより、表示パネルの表示面上には、マスク層8の開口パターン6に対応して透明導電膜が成膜され、タッチパネルの透明電極が形成される。この場合、上記サポートライン5と表示パネルの表示面との間には、マスク層8の厚みと同じ約40μmの隙間が存在するため、上記ターゲット粒子は、サポートライン5の下側にも回り込んで、サポートライン5の下側の表示面にも堆積する。これにより、図7(a)に示す本発明のタッチパネル17が完成する。
 なお、図7(b)に示すように、タッチパネル17に形成される透明電極18の孤立パターン4に対応した部分には、透明導電膜は被着しない。しかし、孤立パターン4が細長状の開口パターン6の長軸方向に細長い形状を有しているため、孤立パターン4に対応して透明電極に生じる透明導電膜の欠落部分19は、図7(b)に示すように細長状の透明電極の長軸方向、即ち電流が流れる方向(同図に示す矢印方向)に伸びており、電流の流れを妨げない。したがって、上記透明導電膜の欠落部分19がタッチパネル17の電気特性に悪影響を及ぼすことはない。
 また、上記透明電極のサポートライン5の下側に対応した部分の膜厚は、他の部分の膜厚よりも薄い。したがって、透明電極には、上記膜厚の差に基づくサポートライン5の影が形成されることになる。それ故、このサポートライン5の影に起因して表示面には、モアレ縞又は回折縞が発生するおそれがある。しかし、本発明のメタルマスクは、少なくとも、上記サポートライン5の配列ピッチが、表示パネルの表示面上への成膜により透明電極上に転写されるサポートライン5の影に起因するモアレ縞又は回折縞の発生を抑制し得る寸法とされているため、上記モアレ縞又は回折縞の発生が抑制される。したがって、本発明のタッチパネルを使用した表示装置の表示品質を向上することができる。
 なお、上記実施形態において、スパッタリング装置は、基板とITOターゲットとを静止させた状態で成膜するものであるが、基板と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、透明導電膜の成膜は、スパッタリングに限られず、真空蒸着等、他の公知の成膜技術が適用されてもよい。さらに、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。
 また、上記実施形態においては、メタルマスクがフレーム2を備えたものである場合について説明したが、本発明はこれに限られず、フレーム2は無くてもよい。この場合、マスクシート1をその面に平行な側方に一定のテンションをかけた状態でマスクホルダーに保持するとよい。
 3…磁性金属シート
 4…孤立パターン
 5…サポートライン
 6…開口パターン
 7…磁性金属細線
 17…タッチパネル
 18…透明電極
 

Claims (7)

  1.  磁性金属細線により仕切られた複数の開口パターンを有する磁性金属シートと、該磁性金属シートの一面側に前記開口パターンを横断して設けられたサポートラインと、を備えたメタルマスクであって、
     前記磁性金属細線は、その配置密度に高い領域と低い領域とを有しており、
     前記磁性金属細線の前記配置密度の低い領域の前記開口パターンの内部には、該開口パターンの周縁部から離隔すると共に、前記サポートラインに支持されて磁性金属材料から成る孤立パターンが設けられていることを特徴とするメタルマスク。
  2.  前記孤立パターンは、細長状の形状を有した前記開口パターンの長軸方向に伸びて細長状に形成されていることを特徴とする請求項1記載のメタルマスク。
  3.  前記磁性金属細線の前記配置密度の低い領域は、複数の前記開口パターンが形成されたパターン領域内の一方側に偏っていることを特徴とする請求項1又は2記載のメタルマスク。
  4.  配置密度に高い領域と低い領域とを有する磁性金属細線により仕切られた複数の開口パターンを有する磁性金属シートと、該磁性金属シートの一面側に前記開口パターンを横断して設けられたサポートラインと、前記配置密度の低い領域の前記開口パターンの内部に該開口パターンの周縁部から離隔すると共に、前記サポートラインに支持されて設けられた磁性金属材料から成る孤立パターンと、を備えたメタルマスクの前記磁性金属シートの前記一面とは反対面側を透明なガラス基板の一面に密着させた状態で透明導電膜を成膜して形成された複数の透明電極を有することを特徴とするタッチパネル。
  5.  配置密度に高い領域と低い領域とを有する磁性金属細線により仕切られた複数の開口パターンを有する磁性金属シートと、該磁性金属シートの一面側に前記開口パターンを横断して設けられたサポートラインと、前記配置密度の低い領域の前記開口パターンの内部に該開口パターンの周縁部から離隔すると共に、前記サポートラインに支持されて設けられた磁性金属材料から成る孤立パターンと、を備えたメタルマスクの前記磁性金属シートの前記一面とは反対面側を透明なガラス基板の成膜面に接触させるステップと、
     前記ガラス基板の前記成膜面とは反対面側に配置された磁石により前記メタルマスクを吸引して前記ガラス基板に前記メタルマスクを密着させるステップと、
     前記メタルマスク側から透明導電膜を成膜し、前記ガラス基板に複数の透明電極を形成するステップと、
    を行うことを特徴とするタッチパネルの製造方法。
  6.  前記メタルマスクは、前記孤立パターンが細長状の形状を有した前記開口パターンの長軸方向に伸びて細長状に形成されていることを特徴とする請求項5記載のタッチパネルの製造方法。
  7.  前記メタルマスクは、前記磁性金属細線の配置密度の低い領域が複数の前記開口パターンが形成されたパターン領域内の一方側に偏っていることを特徴とする請求項5又は6記載のタッチパネルの製造方法。
     
     
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