JP2011114194A

JP2011114194A - 透明電極パターンの形成方法

Info

Publication number: JP2011114194A
Application number: JP2009269803A
Authority: JP
Inventors: Kyosuke Ozaki; 恭輔尾崎
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 2009-11-27
Filing date: 2009-11-27
Publication date: 2011-06-09

Abstract

【課題】表面荒れが少なく、光の透過率の高い透明電極パターンを容易に形成できる技術を提供する。
【解決手段】本発明の透明電極パターンの形成方法によれば、基材の一面に透明電極層を形成する透明電極層形成工程と、前記透明電極層の一部を覆い、前記透明電極層の他部を露出するようにパターニングされたマスクを形成するマスク形成工程と、前記マスクおよび前記透明電極層の表面に金属膜を成膜する金属膜成膜工程と、エッチングにより前記金属膜の一部を残し金属配線を形成し、前記マスクの一部と前記透明電極層の前記他部の一部を露出させる第１エッチング工程と、前記第１エッチング工程で露出した前記透明電極層を前記マスクの一部をマスクとしてエッチングすることにより透明電極のパターンを形成する第２エッチング工程と、を有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、透明電極パターンの形成方法に関するものであり、静電容量センサに好適に用いられる。

従来の基板上に形成された透明導電膜パターン上に金属電極膜を形成する方法として、図４（ａ）ないし（ｆ）に示すような形成方法が知られている。

これらの図を用いて、透明導電膜パターン上に金属電極膜を形成する方法を説明する。

まず、図４（ａ）に示すように、基板１０６上に透明導電膜１０４を蒸着する。次に、ポジ型レジスト１０７を透明導電膜１０４上に塗布し、フォトマスク１０８を介してレジスト１０７を露光する。次に、図４（ｂ）に示すように、露光後に現像を行ってレジストパターン１０７を形成する。次に、図４（ｃ）に示すように、レジスト１０７をマスクとして透明導電膜１０４をエッチングしパターン形成を行い、レジスト１０７を剥離する。次に、図４（ｄ），（ｅ）に示すように、新たにポジ型レジスト２０７をパターン形成された透明導電膜１０４上に塗布し、フォトマスク２０８を介してレジスト２０７を露光、現像を行ってレジストパターン２０７を形成する。その後、露光後に現像を行ってレジストパターン２０７形成面上に金属を真空蒸着し、金属電極膜１０９を形成する。最後に、図４（ｆ）に示すように、レジスト２０７上の金属電極膜１０９とレジストパターン２０７を剥離することで、透明導電膜パターン上に金属電極膜１０９を形成する。

特公昭６０−１９６０８号公報

透明導電膜１０４と金属電極膜１０９のパターン形成のために、それぞれレジストを形成する必要があり、工程が煩雑となったり、またレジスト１０７，２０７の剥離を行う際、透明導電膜１０４の表面が、剥離液に曝され、表面荒れが発生し、透明導電膜１０４の光の透過率が悪くなる問題があった。

本発明による透明電極パターンの形成方法は、基材の一面に透明電極層を形成する透明電極層形成工程と、前記透明電極層の一部を覆い、前記透明電極層の他部を露出するようにパターニングされたマスクを形成するマスク形成工程と、前記マスクおよび前記透明電極層の表面に金属膜を成膜する金属膜成膜工程と、エッチングにより前記金属膜の一部を残し金属配線を形成し、前記マスクの一部と前記透明電極層の前記他部の一部を露出させる第１エッチング工程と、前記第１エッチング工程で露出した前記透明電極層を前記マスクの一部をマスクとしてエッチングすることにより透明電極のパターンを形成する第２エッチング工程と、を有することにより、容易に透明電極パターンを形成でき、透明電極のパターンは剥離液に曝されることがなく、表面荒れも防止でき、光の透過率が高くなる。

また、本発明による透明電極パターンの形成方法は、前記第１のエッチング工程と前記第２のエッチング工程を同じエッチング剤で連続的に行うことにより、より容易に透明電極パターンが形成できる。

また、本発明による透明電極パターンの形成方法は、前記マスク形成工程において、前記マスクのパターンが、前記透明電極層上に直接描画されることにより、さらに容易に透明電極パターンが形成できるとともに、マスク形成工程において透明電極層の上に膜を形成する処理を行わずに金属膜を形成できるため、透明電極層と金属膜との間の接触抵抗を低減できる。

また、本発明による透明電極パターンの形成方法は、前記マスク形成工程において、前記マスクが、ガラスコート剤またはシリカコート剤を印刷で形成されることにより、さらに容易に透明電極パターンが形成できる。ガラスコート剤やシリカコート剤は通常エッチングに用いる溶液に対して十分な耐性を有しており、また十分な透明性を有するため剥離せずにそのまま透明電極パターンとして用いることが出来るためである。

また、本発明による透明電極パターンの形成方法は、当該第１エッチング工程の前に、前記第１エッチングに用いるためのレジストパターンを形成するレジストパターン形成工程を有していることにより、より確実な透明電極パターンが形成できる。

また、本発明による透明電極パターンの形成方法において、前記透明電極層が、金属酸化物系の材料からなり、前記金属膜が、銅であり、前記エッチング剤は、塩化第二鉄溶液を含むことにより、透明電極層と金属膜とを同時に良好な制御性でエッチング可能となり、より確実な透明電極パターンが形成できる。

また、本発明による透明電極パターンの形成方法において、前記マスクの屈折率は、前記透明電極層の屈折率よりも低いことにより、光の透過率の高い透明電極パターンが形成できる。

本発明では、表面荒れが少なく、光の透過率の高い透明電極パターンを容易に形成できる。

本発明の第１の実施形態を示す透明電極パターンの平面図である。本発明の第１の実施形態を示す工程フローを示す断面図である。本発明の第２の実施形態を示す工程フローを示す断面図である。従来の透明電極パターン形成の工程フローを示す断面図である。

次に、本発明の実施の形態について図を参照しながら詳細に説明をする。

［第１実施形態］
図１は、本発明の実施形態を説明するための平面図である。図２は、本発明の工程フローを説明するための断面図であり、図２Ａ（図２の左側）は図１のＡ−Ａ線断面図、図２Ｂ（図２の右側）は図１のＢ−Ｂ線断面図である。

図１は、本実施形態を示す透明電極パターン１４の平面図を示している。図１に示すようにマスク１のライン幅は、５０μｍで形成されており、透明電極パターン１４の一部と重なっている。また、隣り合うマスク１間のスペース幅は、約９０μｍで形成されており、透明電極パターン１４の一部と重なっている（このスペース幅は、５０μｍ〜９０μｍでも良い）。次に、図２に基づきそれぞれの工程を説明する。

図２Ａ（ａ）及び図２Ｂ（ａ）は、基材６の一面に透明電極層４を形成する透明電極層形成工程を示している。基材６はガラスコート材が一面に塗布されたＰＥＴ基材もしくはガラス基板であっても良い。基材６の一面に、透明電極層４としてＩＴＯ膜をスパッタ法において、膜厚５０ｎｍを形成する。尚、透明電極層４としては、ＺｎＯ膜やＳｂ_２Ｏ_５膜のような金属酸化物系の屈折率１．７〜２．１程度の材料であっても良い。

図２Ａ（ｂ）及び図２Ｂ（ｂ）は、透明電極層４の一部を覆い、透明電極層４の他部を露出するようにパターニングされたマスク１を形成するマスク形成工程を示している。マスク１は、ガラスコート材をスクリーン印刷により、透明電極層４上にパターニングされ、膜厚０．５μｍ、ライン幅５０μｍで直接描画される。このマスク１のライン幅で透明電極パターン１４のライン幅が規定されることになる（後述のエッチング工程で、マスク１を用いて透明電極層４をエッチングし、透明電極パターン１４が形成される）。ここで、直接描画について補足説明する。マスクパターン形成のために、レジスト形成を行い、所定のマスクで露光・現像を行う方法に対して、本実施形態において、マスク１のパターンは、スクリーン印刷により直接描画される。すなわち、レジスト形成、露光、現像を行うことなくマスクパターンは直接描画されている。

なお、マスク１は、ガラスコート材について示したが、シリカやシリコ−ン系樹脂、アクリル系樹脂のような屈折率が１．４〜１．６程度の材質のものを使用してもかまわない。尚、マスク１のパターニングは、メタルマスクを使用したＳｉＯ_２膜のスパッタ法等の成膜で形成しても良い。

図２Ａ（ｃ）及び図２Ｂ（ｃ）は、金属膜形成工程を示している。基材６上のマスク１および透明電極層４の表面に、スパッタ法により銅を膜厚１μｍ成膜し、金属膜９を形成する。これにより、透明電極層４と金属膜９との電気的な接続が行われる。金属膜９は、抵抗率の低い金や銀であってもかまわないが、その後の工程でのエッチングの容易性やコストを鑑みると、銅であることが望ましい。金属膜９として低抵抗な銅を用いた場合、いわゆる額縁配線に有用であり、センサ素子の小型化に効果がある。

図２Ａ（ｄ）及び図２Ｂ（ｄ）は、レジストパターン形成工程を示している。金属膜９の表面上にロールコート法等により、レジスト膜を膜厚５μｍ程度塗布される。レジスト膜は露光・現像により、パターニングされ、幅３００μｍのレジストパターン１７が形成される。

図２Ａ（ｅ）及び図２Ｂ（ｅ）は、第１エッチング工程を示している。エッチング剤は、塩化第二銅溶液を用いる。前記金属膜９が、塩化第二銅溶液に浸漬されることにより、レジストパターン１７によって隠されていない部分の前記金属膜９がエッチングされる。これにより、除去された金属膜９の下にあったマスク１および透明電極層４の一部が露出する（上述のマスク形成工程で、マスク１で覆われていない透明導電層４の他部の一部が、第１エッチング工程で露出される）。このエッチングにより、金属配線１９が形成される。なお、前述のレジストパターン形成工程は任意の工程であり、第１エッチング工程は、レジストパターン１７を形成しないで、所定のパターンが形成されたエッチング用マスクを用いて行っても良い。

図２Ａ（ｆ）及び図２Ｂ（ｆ）は、第２エッチング工程を示している。前記第１エッチング工程により露出したマスク１および透明電極層４の一部が、塩化第二鉄溶液と塩酸の混合溶液に浸漬されることにより、マスク１によって隠されていない部分の透明電極層４がエッチングされ、透明電極パターン１４が形成される。

以上の工程を経ることにより、容易に透明電極パターン１４を形成でき、透明電極パターン１４は剥離液等溶液に曝されることがなく、表面荒れも防止でき、光の透過率が高くなる。また、透明電極パターン１４の表面荒れを防止できることにより、透明電極パターン１４と金属配線１９とが低抵抗に接続される。
［第２実施形態］
次に、本発明の他の実施形態を図３に示す。図３は、本発明の工程フローを説明するための断面図であり、図３Ａ（図３の左側）は図１のＡ−Ａ線断面図、図３Ｂ（図３の右側）は図１のＢ−Ｂ線断面図である。

図３Ａ（ａ）及び図３Ｂ（ａ）は、基材６の一面に透明電極層４を形成する透明電極層形成工程を示している。基材６はガラスコート材が一面に塗布されたＰＥＴ基材であり、基材６の一面に、透明電極層４としてＩＴＯ膜をスパッタ法において、膜厚５０ｎｍを形成する。

図３Ａ（ｂ）及び図３Ｂ（ｂ）は、マスク膜の形成工程を示している。マスク膜１１は、基材６上の透明電極層４の表面に形成される。マスク膜の材質は、ＳｉＯ_２膜であり、スパッタ法において、膜厚０．５μｍを形成する。

図３Ａ（ｃ）及び図３Ｂ（ｃ）は、マスク膜用レジストのパターン形成工程を示している。マスク膜１１の表面上にロールコート法等により、レジスト膜を膜厚５μｍ程度塗布される。レジスト膜は露光・現像により、パターニングされ、マスク膜用レジストパターン２１が形成される。

図３Ａ（ｄ）及び図３Ｂ（ｄ）は、マスク形成工程を示している。マスク膜１１は、バッファードフッ酸溶液に浸漬されることにより、マスク用レジストパターン２１によって隠されていない部分のマスク膜１１がエッチングされ、透明電極層４の一部が露出すると共に、ライン幅５０μｍのマスク１が形成される。マスク１形成後には、マスク用レジストパターン２１は、アセトン溶液等により、速やかに除去される。これにより、透明電極層４の一部を覆い、透明電極層４の他部を露出するようにパターニングされたマスク１が形成される。また、マスク１のライン幅で透明電極パターン１４のライン幅が規定されることになる（後述のエッチング工程で、マスク１を用いて透明電極層４をエッチングし、透明電極パターン１４が形成される）。

図３Ａ（ｅ）及び図３Ｂ（ｅ）は、金属膜形成工程を示している。マスク１および透明電極層４の表面に、スパッタ法により銅を膜厚１μｍ成膜し、金属膜９を形成する。

図３Ａ（ｆ）及び図３Ｂ（ｆ）は、レジストパターン形成工程を示している。金属膜９の表面上にロールコート法等により、レジスト膜を膜厚５μｍ程度塗布される。レジスト膜は露光・現像により、パターニングされ、幅３００μｍのレジストパターン１７が形成される。

図３Ａ（ｇ）及び図３Ｂ（ｇ）は、第１・第２の連続エッチング工程を示している。エッチング剤は、塩化第二鉄溶液と塩酸の混合溶液を用いる。前記金属膜９が、塩化第二鉄溶液と塩酸の混合溶液に浸漬されることにより、レジストパターン１７によって隠されていない部分の前記金属膜９がエッチングされる。これにより除去された金属膜９の下にあったマスク１および透明電極層４の一部が露出し、第１のエッチングが完了する（上述のマスク形成工程で、マスク１で覆われていない透明導電層４の他部の一部が、第１エッチング工程で露出される）。このエッチングにより、金属配線１９が形成される。引き続き第２のエッチング工程では、第１のエッチングで使用した塩化第二鉄溶液と塩酸の混合溶液に引き続き連続で浸漬されることにより、マスク１によって隠されていない部分の透明電極層４がエッチングされ、透明電極パターン１４が形成される。なお、前述のレジストパターン形成工程は任意の工程であり、第１エッチング工程は、レジストパターン１７を形成しないで、所定のパターンが形成されたエッチング用マスクを用いて行っても良い。

以上の工程を経ることにより、容易に透明電極パターン１４を形成でき、透明電極パターン１４は剥離液等溶液に曝されることがなく、表面荒れも防止でき、光の透過率が高くなる。また、透明電極パターン１４の表面荒れを防止できることにより、透明電極パターン１４と金属配線１９とが低抵抗に接続される。

１マスク
４透明電極層
６基材
９金属膜
１４透明電極パターン
１７レジストパターン
１９金属配線

Claims

基材の一面に透明電極層を形成する透明電極層形成工程と、
前記透明電極層の一部を覆い、前記透明電極層の他部を露出するようにパターニングされたマスクを形成するマスク形成工程と、
前記マスクおよび前記透明電極層の表面に金属膜を成膜する金属膜成膜工程と、
エッチングにより前記金属膜の一部を残し金属配線を形成し、前記マスクの一部と前記透明電極層の前記他部の一部を露出させる第１エッチング工程と、
前記第１エッチング工程で露出した前記透明電極層を前記マスクの一部をマスクとしてエッチングすることにより透明電極のパターンを形成する第２エッチング工程と、
を有することを特徴とする透明電極パターン形成方法。
前記第１のエッチング工程と前記第２のエッチング工程を同じエッチング剤で連続的に行うことを特徴とする請求項１に記載の透明電極パターン形成方法。
前記マスク形成工程において、前記マスクのパターンが、前記透明電極層上に直接描画されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の透明電極パターン形成方法。
前記マスク形成工程において、前記マスクが、ガラスコート剤またはシリカコート剤を印刷で形成されることを特徴とする請求項３に記載の透明電極パターン形成方法。
前記第１エッチング工程の前に、当該１エッチングに用いるためのレジストパターンを形成するレジストパターン形成工程を有していることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の透明電極パターン形成方法。
前記透明電極層は、金属酸化物系の材料からなり、前記金属膜は、銅であり、前記エッチング剤は、塩化第二鉄溶液を含むことを特徴とする請求項２に記載の透明電極パターン形成方法。
前記マスクの屈折率は、前記透明電極層の屈折率よりも低いことを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の透明電極パターン形成方法。