成膜掩膜、成膜掩膜的制造方法以及触摸面板的制造方法

摘要

本发明涉及成膜掩膜、成膜掩膜的制造方法以及触摸面板的制造方法，该成膜掩膜具备：片状的遮蔽部件(2)，其与被形成于被成膜基板(8)上的薄膜图案对应地具有开口部(5)；以及网孔(3)，其在与所述遮蔽部件(2)的一面(2b)之间设置有间隙并在所述开口部(5)的侧壁(5a)部分被支承于所述遮蔽部件(2)，并在所述开口部(5)内具有多个格子点(6)。

说明书

技术领域

本发明涉及与被形成于被成膜基板上的薄膜图案对应地具有开口部的成膜掩膜，特别是能够防止开口部的变形的成膜掩膜、成膜掩膜的制造方法以及触摸面板的制造方法。

背景技术

现有的这种成膜掩膜在具有至少一个以上的开口部的掩膜部分的一方的面上以横切上述开口部的方式连接加强线，在上述掩膜部分的另一方的面与上述加强线之间存在间隙(例如，参照专利文献1)。

专利文献1：日本特开平10－330910号公报

但是，在这种现有的成膜掩膜中，在为了抑制加强线成为成膜的阻碍而将加强线的线宽变窄时，掩膜部分与加强线的连接面积变小，从而存在连接强度降低的问题。因此，在成膜时，若在将成膜掩膜向四个方向拉动的状态下将其设置于被成膜基板上，则掩膜部分与加强线的连接部分剥离，从而存在开口部变形的顾虑。

特别是，在邻接的开口部间的分离部的宽度例如变窄为几μm～几十μm时，掩膜部分与加强线的连接面积进一步变小，从而连接强度进一步降低而加强线变得更容易剥离。因此，存在开口部变得更容易变形的问题。

发明内容

为此，本发明应对这种问题，以提供一种能够防止开口部的变形的成膜掩膜、成膜掩膜的制造方法以及触摸面板的制造方法为目的。

为了实现上述目的，本发明的成膜掩膜具备：片状的遮蔽部件，其与被形成于被成膜基板上的薄膜图案对应地具有开口部；以及网孔，其在与上述遮蔽部件的一面之间设置有间隙并在上述开口部的侧壁部分被支承于上述遮蔽部件，并在上述开口部内具有多个格子点。

另外，本发明的成膜掩膜的制造方法进行如下步骤，即：与被形成于被成膜基板的薄膜图案对应地具有开口部，并将由磁性金属部件构成的片状的遮蔽部件镀敷形成于金属母材上的步骤；向上述遮蔽部件上以及上述开口部内涂覆树脂液，形成比上述遮蔽部件厚度薄的薄膜层的步骤；以及在将上述遮蔽部件与上述薄膜层一体地从上述金属母材剥离之后，从与上述金属母材接触的接触面侧照射激光，在至少与上述开口部对应的薄膜层部分形成具有多个格子点的网孔的步骤。

并且，本发明的触摸面板的制造方法是使用上述成膜掩膜进行成膜，在透明基板上形成透明电极的触摸面板的制造方法，其进行如下步骤，即：以使上述遮蔽部件的一面侧形成为上述透明基板侧的方式，在该透明基板上载置上述成膜掩膜的步骤；以及从上述遮蔽部件的另一面侧成膜，并利用通过了上述网孔的网眼的成膜材料在位于上述遮蔽部件的上述开口部内的上述透明基板上的部分形成透明电极的步骤。

根据本发明，网孔在开口部的侧壁部分被支承于遮蔽部件，因此网孔与遮蔽部件的连接面积比现有技术的成膜掩膜宽，从而即便网孔的线宽以及遮蔽部件的相互邻接的开口部间的分离部的宽度变窄，其连接强度也不产生大的变化。因此，即便对遮蔽部件向四个方向施加了张力，也不存在如现有技术那样网孔从遮蔽部件剥离的顾虑，从而能够防止开口部的变形。

附图说明

图1是表示本发明的成膜掩膜的一个实施方式的示意结构图，(a)是俯视图，(b)是A－A线剖面向视图。

图2是放大表示图1的主要部分的图，(a)是俯视图，(b)是(a)的B－B线剖面向视图，(c)是局部放大剖视图。

图3是用于对网孔的阻碍对于成膜的影响进行说明的示意图。

图4是表示用于决定网孔的线宽的数值计算结果的一个例子的图表。

图5是表示用于决定网孔的线宽的数值计算结果的其他例子的图表。

图6是对本发明的成膜掩膜的制造方法中的掩膜薄膜形成工序进行说明的剖视图。

图7是对本发明的成膜掩膜的制造方法中的框架连接工序进行说明的剖视图。

图8是对本发明的成膜掩膜的制造方法中的网孔形成工序进行说明的剖视图。

图9是表示网孔的网眼形状的一个例子的俯视图。

图10是对使用本发明的成膜掩膜进行的触摸面板的制造工序进行说明的剖视图。

具体实施方式

以下，基于附图对本发明的实施方式详细地进行说明。图1是表示本发明的成膜掩膜的一个实施方式的示意结构图，(a)是俯视图，(b)是A－A线剖面向视图。另外，图2是放大表示图1的主要部分的图，(a)是俯视图，(b)是(a)的B－B线剖面向视图，(c)是局部放大剖视图。该成膜掩膜1用于在被成膜基板上成膜薄膜图案，并构成为具备遮蔽部件2、网孔3以及框架4。

上述遮蔽部件2是与被形成于被成膜基板(以下，简称为“基板”)上的薄膜图案对应地具有开口部的片状的部件，由镍、镍合金、因瓦钢或者因瓦合金等磁性金属材料构成，并通过镀敷形成。

详细而言，如图2所示，在上述遮蔽部件2邻接设置有形状、大小不固定的多个开口部5。而且，相互邻接的开口部5的分离宽度较窄，为几μm～几十μm。因此，分离相互邻接的开口部5的遮蔽部件2的分离部2a如图2的(a)所示地呈细线状。

在上述遮蔽部件2保持并设置有网孔3。该网孔3用于防止开口部5的变形，以在开口部5内具有多个格子点6的方式设置有网眼7，如图2的(c)所示，在开口部5内且在与遮蔽部件2的一面2b之间存在间隙的方式被支承于遮蔽部件2。这样，网孔3在开口部5内具有多个格子点6，因此在对于遮蔽部件2给予了向四个方向拉动的张力的情况下，也对网孔3各向同性地施加恒定的张力，从而不存在开口部5变形的顾虑。

在此，对网孔3更详细地进行说明。

如图2的(c)所示，上述网孔3在开口部5的侧壁5a的部分以及遮蔽部件2的一面2b的部分被支承于遮蔽部件2。这样，网孔3与遮蔽部件2的连接面积比前述的现有技术的成膜掩膜宽，从而即便网孔3的线宽以及遮蔽部件2的相互邻接的开口部5间的分离部2a的宽度变窄，其连接强度也不产生大的变化。因此，即便对于遮蔽部件2向四个方向施加了张力，也不存在如现有技术那样网孔3从遮蔽部件2被剥离的顾虑，从而能够防止开口部5的变形。

能够防止网孔3成为成膜的阻碍的网孔3的线宽根据网孔3与基板之间的间隙的关系而如下地被决定。以下，参照图3、图4对网孔3的线宽的决定详细地进行说明。

图3是用于对网孔3的阻碍对于成膜的影响进行说明的示意图，图4是表示用于决定网孔3的线宽的数值计算结果的一个例子的图表。

图3中的虚线表示向基板8射入的例如溅射粒子的射入方向，该图中粗虚线表示相对于基板8以小角度射入的溅射粒子的轨道，细虚线表示相对于基板8以大角度射入的溅射粒子的轨道。此外，图3表示仅着眼于从该图中的右斜上方向基板8射入的溅射粒子。

如图3所示，相对于基板8以大角度射入的溅射粒子被网孔线3a阻挡，从而向网孔线3a的正下方堆积的溅射粒子变少。即，网孔线3a成为成膜的阻碍，网孔线3a的正下方的膜厚变得比其他部分的膜厚薄。

网孔线3a的阻碍对于成膜的影响取决于网孔线3a与基板8之间的间隙d的大小以及网孔线3a的线宽w。即，如图3中粗双点划线所示那样，若网孔线3a与基板8之间的间隙d变大(d₁＜d₂)，则被网孔线3a阻挡的溅射粒子减少，从而网孔线3a的阻碍的影响变小。另一方面，如该图中细双点划线所示那样，若加宽网孔线3a的线宽w(w₁＜w₂)，则被网孔线3a阻挡的溅射粒子增加，从而网孔线3a的阻碍的影响变大。因此，为了抑制网孔线3a的阻碍的影响而形成均匀的膜厚的薄膜图案，不得不适当决定网孔线3a的线宽w、以及网孔线3a与基板8之间的间隙d。

另外，网孔线3a的间距P也影响成膜。如图3所示，以小角度射入的溅射粒子被邻接的网孔线3a阻挡。因此，网孔线3a的间距P基于溅射粒子的最大入射角(相对于基板8的法线的倾斜角度)θ被决定。即，为了抑制成膜中的邻接的网孔线3a的影响，若将网孔3的厚度形成为t，则不得不如下地决定网孔线3a的间距P。

P≧(d+t)×tanθ+w/2

图4将网孔线3a与基板8之间的间隙d作为参数，表示网孔线3a的线宽w与网孔线3a的阻碍的影响(稳定度)的关系。在该图中，线C₁是间隙d为5μm时，线C₂是间隙d为10μm时，线C₃是间隙d为15μm时。另外，稳定度为100％表示网孔3的线宽w为零，即，无网孔3时的状态。为了形成均匀的膜厚的薄膜图案，稳定度将90％作为阈值T并优选为其以上。即，膜厚分布的允许值为10％以内。

根据图4可知：为了抑制网孔线3a的阻碍对于成膜的影响而以均匀的膜厚成膜，例如在间隙d为5μm时，网孔线3a的线宽w优选被决定为对应于线C₁与阈值T的交点的值亦即2μm左右。另外，在间隙d为10μm时，网孔线3a的线宽w优选被决定为对应于线C₂与阈值T的交点对应的值亦即5μm左右。并且，在间隙d为15μm时，网孔线3a的线宽w优选被决定为对应于线C₃与阈值T的交点的值亦即7μm左右。

以上，对用于成膜均匀的膜厚的薄膜图案的网孔线3a的线宽w的决定例进行了叙述。

另一方面，在触摸面板的透明电极的形成中，形成透明电极的透明导电膜的薄膜电阻比膜厚分布重要。一般，触摸面板所需的ITO(Indium Tin Oxide：氧化铟锡)透明导电膜的薄膜电阻为40Ω/cm以下即可。

图5是将网孔线3a的间距P作为参数表示将无网孔线3a的部分(网眼7的部分)的ITO膜厚形成为200nm，并假定网孔线3a的下方的ITO膜厚变薄至100nm时的ITO薄膜电阻的网孔线宽依赖性的图表。根据该图，若网孔线3a的间距P从P₂＝100μm变细至P₁＝50μm，则单位长度存在的膜厚薄的部分增加而薄膜电阻值增加。另外，即便在网孔线3a的线宽w变宽的情况下膜厚薄的部分也增加，因此薄膜电阻值增大。

如下地使用图5决定用于形成ITO透明导电膜的网孔3的线宽w即可。即，在网孔线3a的间距P为P₁＝50μm时，网孔线3a的线宽w被决定为与薄膜电阻的阈值亦即40Ω/cm的线条与线P₁的交点对应的值亦即约8μm以下即可。另外，在网孔线3a的间距P为P₂＝100μm时，网孔线3a的线宽w被决定为与薄膜电阻的阈值亦即40Ω/cm的线条与线P₂的交点对应的值亦即约16μm以下即可。

触摸面板的透明电极被形成于液晶、有机EL等显示面板，因此一定不可以辨识被转印于透明电极上的网孔3的网眼7。因此，网孔3的网眼7应被设定为无法通过目视观察进行确认的程度的大小，大体上，网孔线3a的间距P可以形成为100μm以下。

在上述遮蔽部件2的另一面2c的周缘区域连接而设置有框架4。该框架4是支承遮蔽部件2的部件，并具有内包被形成于遮蔽部件2的多个开口部5的大小的开口的框状的部件，并由因瓦钢或者因瓦合金等磁性金属部件形成。

接下来，对这样构成的成膜掩膜1的制造方法进行说明。

图6是对本发明的成膜掩膜1的制造方法中的掩膜薄膜形成工序进行说明的剖视图。

首先，如该图的(a)所示，准备成为镀敷的金属母材9的金属板，例如不锈钢板。

接下来，如图6的(b)所示，在金属母材9上涂覆例如10μm左右的厚度的光致抗蚀剂10。然后，使用省略图示的光掩模曝光上述光致抗蚀剂10，并在之后进行显影。由此，除去欲形成遮蔽部件2的部分的光致抗蚀剂10，从而在光致抗蚀剂10形成到达金属母材9的槽11。

接着，将金属母材9浸渍于例如镍镀液进行电镀，如图6的(c)所示，填埋光致抗蚀剂10的上述槽11而将镍的磁性薄膜12形成为10μm左右的厚度。之后，利用有机溶剂或者专用的剥离液除去光致抗蚀剂10。由此，如图6的(d)所示，在附着于金属母材9上的状态下，形成由具有多个开口部5的镍的磁性薄膜12构成的遮蔽部件2。

接下来，如图6的(e)所示，在遮蔽部件2以及上述开口部5内的金属母材9上涂覆例如3μm～5μm左右的厚度的例如聚酰亚胺的树脂液之后，通过公知的技术对其进行高温热处理并进行干燥，并覆盖遮蔽部件2以及上述开口部5内的金属母材9的表面而形成聚酰亚胺的薄膜层13。由此，形成遮蔽部件2与薄膜层13成为一体的掩膜薄膜14。之后，如该图的(f)所示，将掩膜薄膜14从金属母材9剥离。

图7是对本发明的成膜掩膜1的制造方法中的框架连接工序进行说明的剖视图。首先，如该图的(a)所示，掩膜薄膜14在使与金属母材9的接触面(遮蔽部件2的另一面2c)与框状的框架4的一端面4a相对的状态下，如该图中箭头所示那样朝向与遮蔽部件2的面平行的四个方向被给予恒定的张力，从而被架设于框架4。接下来，如该图的(b)所示，向掩膜薄膜14的周缘区域照射激光L₁来将遮蔽部件2点焊于框架4的上述一端面4a。由此，利用框架4支承掩膜薄膜14。

图8是对本发明的成膜掩膜1的制造方法中的网孔形成工序进行说明的剖视图。

由框架4支承的掩膜薄膜14将遮蔽部件2的另一面2c侧设于上方并被载置于激光加工装置的工作台15上。然后，一边使工作台15与省略图示的激光光学系统相对地沿XY的二维方向以预先决定的规定距离逐步移动、一边如该图的(a)所示从遮蔽部件2的另一面2c侧向内包遮蔽部件2的多个开口部5的掩膜薄膜14的成膜有效区域内(图1的虚线所示的框内)照射被整形为网孔3的网眼7的形状的波长为400nm以下的激光L₂，由此设置贯通薄膜层13的网眼7而形成在开口部5内存在多个格子点6的网孔3。由此，如该图的(b)所示，成膜掩膜1完成。

网孔3的网眼7的形状是任意的，但用于形成例如触摸面板的透明电极的成膜掩膜1的网孔3的网眼7的形状可以为正三角形、正方形、正六边形等。如图9的(a)所示，在网眼7的形状例如为正方形的情况下，被转印于透明电极上的网孔3的网眼图案为正方形，X、Y方向的薄膜电阻形成为相同，因此能够向X、Y方向流动传感器电流。另外，如该图的(b)所示，在网眼7的形状例如为正六边形的情况下，被转印于透明电极上的网孔3的网眼图案为正六边形，除X、Y方向以外的两个倾斜方向(φ₁、φ₂方向)的薄膜电阻形成为大致相同，因此能够向四个方向流动传感器电流。因此，触摸面板的电极配置的自由度增加。特别是，在网眼图案为正六边形的情况下，网孔3的构造变强，因而优选。

此外，在上述实施方式中，对将掩膜薄膜14(形成网孔3之前的遮蔽部件2)与框架4连接的情况进行了说明，但本发明并不局限于此，也可以将形成网孔3之后的遮蔽部件2与框架4连接。在该情况下，也可以在对覆盖了网孔3的遮蔽部件2朝向与其面平行的四个方向给予了张力的状态下与框架4连接。即便对遮蔽部件2给予张力，也对开口部5内的网孔3各向同性地施加恒定的张力，因此不存在开口部5变形的顾虑。

另外，也可以不具有框架4。在该情况下，也可以在向成膜掩膜1的四个方向给予了张力的状态下设置于基板8上来进行成膜。此时，也对开口部5内的网孔3各向同性地施加恒定的张力，因此不存在开口部5变形的顾虑。

接下来，对使用本发明的成膜掩膜1进行的触摸面板的制造进行说明。

图10是对触摸面板的制造工序进行说明的剖视图。

首先，如该图的(a)所示，在被配设于溅射装置的省略图示的真空室内并内置有磁铁的基板支架16上以使透明基板18侧(显示面侧)形成为省略图示的靶侧的方式设置例如液晶显示面板17。并且，将在遮蔽部件2上形成有薄膜层13的面(一面2b)侧作为液晶显示面板17侧，并在上述透明基板18上定位并载置成膜掩膜1。成膜掩膜1与液晶显示面板17的定位也可以是使用对成膜掩膜1的遮蔽部件2进行该遮蔽部件2的镀敷形成时同时形成的对准标记用开口(掩膜侧对准标记)、与预先被形成于液晶显示面板17的基板侧对准标记来进行。

若成膜掩膜1被定位并被载置于液晶显示面板17上，则使内置于基板支架16的磁铁的磁力作用于成膜掩膜1的遮蔽部件2来吸引遮蔽部件2，由此使成膜掩膜1紧贴于液晶显示面板17的透明基板18上。在该情况下，在透明基板18经由树脂制薄膜层13紧贴有成膜掩膜1，因此不存在透明基板18的表面带伤的顾虑。

接下来，在将真空室内的空气排气至规定的真空度之后，将例如氩气的稀有气体以规定量导入真空室内。然后，如图10的(b)所示，向省略图示的ITO溅射靶与基板支架16之间施加高电压而生成氩气的等离子体，并开始溅射。

等离子体化的氩气的离子与省略图示的ITO溅射靶碰撞，将ITO的溅射粒子弹飞。由此，溅射粒子朝向液晶显示面板17飞翔，通过成膜掩膜1的网孔3的网眼7并堆积于液晶显示面板17的透明基板18上。在该情况下，向透明基板18射入的溅射粒子的入射角度(相对于透明基板18的法线的倾斜角度)为最大70度左右，因此通过网孔3的网眼7的溅射粒子如图10的(b)所示那样地绕回至成膜掩膜1的网孔3的网孔线3a的下侧并堆积于透明基板18上。因此，在透明基板18上，如该图的(c)所示地与成膜掩膜1的遮蔽部件2的开口部5对应地成膜ITO的薄膜，形成透明电极19。由此，如该图的(d)所示，在液晶显示面板17上具有透明电极19的触摸面板完成。

此外，在上述实施方式中，对网孔3为树脂的情况进行了说明，但本发明并不局限于此，网孔3可以为金属材料，也可以为磁性金属材料。

另外，在以上的说明中，对基于溅射的成膜进行了叙述，但本发明并不局限于此，也可以为包括蒸镀、离子镀等的PVD(Physical Vapor Deposition，物理气相沉积)、CVD(Chemical Vapor Deposition，化学气相沉积)。另外，基板与成膜源并不限定于被对置配置，也可以将成膜源相对于基板沿倾斜方向配置。并且，基板与成膜源也可以相对移动。

附图标记说明：

1…成膜掩膜；2…遮蔽部件；2a…遮蔽部件邻接的开口部间的分离部；2b…遮蔽部件的一面；2c…遮蔽部件的另一面(与金属母材的接触面)；3…网孔；5…开口部；5a…开口部的侧壁；6…格子点；7…网眼；8…基板(被成膜基板)；9…金属母材；13…薄膜层；17…液晶显示面板；18…透明基板。