知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
▶ ティーピーケイ アドバンスド ソリューションズ インコーポレーテッドの特許一覧
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024055723
(43)【公開日】2024-04-18
(54)【発明の名称】タッチセンサ及びその製造方法
(51)【国際特許分類】
G06F 3/041 20060101AFI20240411BHJP
G06F 3/044 20060101ALI20240411BHJP
H05K 3/00 20060101ALN20240411BHJP
【ＦＩ】
G06F3/041 430
G06F3/044 122
G06F3/041 660
G06F3/041 400
G06F3/044 124
H05K3/00 R
【審査請求】未請求
【請求項の数】13
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022205998
(22)【出願日】2022-12-22
(31)【優先権主張番号】202211229925.4
(32)【優先日】2022-10-08
(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN
(71)【出願人】
【識別番号】519308156
【氏名又は名称】ティーピーケイ アドバンスド ソリューションズ インコーポレーテッド
【氏名又は名称原語表記】ＴＰＫ ＡＤＶＡＮＣＥＤ ＳＯＬＵＴＩＯＮＳ ＩＮＣ
(74)【代理人】
【識別番号】100103894
【弁理士】
【氏名又は名称】家入 健
(72)【発明者】
【氏名】リン チアジュイ
(72)【発明者】
【氏名】リウ シャオジエ
(72)【発明者】
【氏名】ジャン ジアン
(72)【発明者】
【氏名】シュウ シーチャン
(72)【発明者】
【氏名】ファン ジュンフア
(72)【発明者】
【氏名】バイ メイフェン
(72)【発明者】
【氏名】ワン ソンシン
(72)【発明者】
【氏名】ジャン ロンユン
(72)【発明者】
【氏名】ファン ボー
(57)【要約】 （修正有）
【課題】全体の光学効果に影響を与えず、柔軟性と狭ベゼル設計の要求を満たすタッチセンサ及びタッチセンサの製造方法を提供する。
【解決手段】可視領域ＶＡと周辺領域ＰＡを有するタッチセンサは、基板１１０、金属ナノワイヤ層１２０及び銀層１３０を含む。金属ナノワイヤ層は、基板の主表面上に配置され、可視領域に相当する複数の電極部Ｅと周辺領域ＰＡに相当する複数の配線部Ｔを画定する。電極部は間隔をあけて配置され、配線部は電極部Ｅにそれぞれ接続され、間隔をあけて配置される。２つの隣り合う電極部は、第１のスペーサ領域Ｓ１によって間隔をあけて配置される。２つの隣り合う配線部Ｔは、第２のスペーサ領域Ｓ２によって間隔をあけて配置される。銀層１３０は、配線部Ｔに配置され、配線部Ｔと接触している。第１のスペーサ領域Ｓ１に相当する基板１１０の厚さＴ１は、第２のスペーサ領域Ｓ２に相当する基板１１０の厚さＴ２よりも薄い。
【選択図】図１Ｂ
【解決手段】可視領域ＶＡと周辺領域ＰＡを有するタッチセンサは、基板１１０、金属ナノワイヤ層１２０及び銀層１３０を含む。金属ナノワイヤ層は、基板の主表面上に配置され、可視領域に相当する複数の電極部Ｅと周辺領域ＰＡに相当する複数の配線部Ｔを画定する。電極部は間隔をあけて配置され、配線部は電極部Ｅにそれぞれ接続され、間隔をあけて配置される。２つの隣り合う電極部は、第１のスペーサ領域Ｓ１によって間隔をあけて配置される。２つの隣り合う配線部Ｔは、第２のスペーサ領域Ｓ２によって間隔をあけて配置される。銀層１３０は、配線部Ｔに配置され、配線部Ｔと接触している。第１のスペーサ領域Ｓ１に相当する基板１１０の厚さＴ１は、第２のスペーサ領域Ｓ２に相当する基板１１０の厚さＴ２よりも薄い。
【選択図】図１Ｂ
【特許請求の範囲】
【請求項1】
可視領域と、前記可視領域の少なくとも一方の側に隣り合う周辺領域とを有するタッチセンサであって、
前記タッチセンサは、
基板と、
前記基板の主表面に配置された金属ナノワイヤ層であって、前記金属ナノワイヤ層は、前記可視領域に相当する複数の電極部を画定すると共に、前記周辺領域に相当する複数の配線部を画定し、前記電極部は間隔をあけて配置され、前記配線部は前記電極部にそれぞれ接続され、間隔を置いて配置され、前記電極部の２つの隣り合う電極部は、第１のスペーサ領域によって間隔をあけて配置され、前記配線部の２つの隣り合う配線部は、第２のスペーサ領域によって間隔をあけて配置されている、前記金属ナノワイヤ層と、
前記配線部上に配置され、前記配線部と接触している銀層と、を備え、
前記第１のスペーサ領域に相当する前記基板の厚さは、前記第２のスペーサ領域に相当する前記基板の厚さよりも薄い、
タッチセンサ。
前記タッチセンサは、
基板と、
前記基板の主表面に配置された金属ナノワイヤ層であって、前記金属ナノワイヤ層は、前記可視領域に相当する複数の電極部を画定すると共に、前記周辺領域に相当する複数の配線部を画定し、前記電極部は間隔をあけて配置され、前記配線部は前記電極部にそれぞれ接続され、間隔を置いて配置され、前記電極部の２つの隣り合う電極部は、第１のスペーサ領域によって間隔をあけて配置され、前記配線部の２つの隣り合う配線部は、第２のスペーサ領域によって間隔をあけて配置されている、前記金属ナノワイヤ層と、
前記配線部上に配置され、前記配線部と接触している銀層と、を備え、
前記第１のスペーサ領域に相当する前記基板の厚さは、前記第２のスペーサ領域に相当する前記基板の厚さよりも薄い、
タッチセンサ。
【請求項2】
前記基板は、前記第１のスペーサ領域に相当する第１の表面凹部と、前記第２のスペーサ領域に相当する第２の表面凹部を有し、前記第１の表面凹部の深さが３０ｎｍ以上２００ｎｍ以下である、請求項１に記載のタッチセンサ。
【請求項3】
前記基板は、前記第１のスペーサ領域に相当する第１の表面凹部を有し、前記第１の表面凹部の深さが３０ｎｍ以上２００ｎｍ以下であり、前記周辺領域に相当する前記基板の前記主表面は実質的に平坦である、請求項１に記載のタッチセンサ。
【請求項4】
前記基板は、ベース層と、前記ベース層上に配置された機能的コーティング層とを含み、前記第１の表面凹部の底部境界を画定するための底面が前記ベース層の表面である、請求項２又は３に記載のタッチセンサ。
【請求項5】
前記基板は、ベース層と、前記ベース層上に配置された機能的コーティング層とを含み、前記第１の表面凹部の底部境界を画定するための底面が前記機能的コーティング層の表面である、請求項２又は３に記載のタッチセンサ。
【請求項6】
前記銀層は前記配線部の上面と接触して、前記タッチセンサの複数の周辺トレースを形成する、請求項１～３のいずれか一項に記載のタッチセンサ。
【請求項7】
前記金属ナノワイヤ層は、マトリックスと、前記マトリックス内に分布する複数の金属ナノワイヤと、を含む、請求項１～３のいずれか一項に記載のタッチセンサ。
【請求項8】
可視領域と、前記可視領域の少なくとも一方の側に隣り合う周辺領域とを有するタッチセンサの製造方法であって、
基板の主表面上に前記可視領域および前記周辺領域に相当する金属ナノワイヤ材料層を形成することと、
前記金属ナノワイヤ材料層上に前記周辺領域に相当する銀材料層をスクリーン印刷することと、
前記金属ナノワイヤ材料層と前記銀材料層を覆うフォトレジスト層を形成することと、
前記フォトレジスト層をパターン化するための露光工程および現像工程を行うことと、
ここで、パターン化された前記フォトレジスト層は前記可視領域に相当する電極パターンを画定し、前記周辺領域に相当する配線パターンを画定するものであり、
前記配線パターンを介して前記銀材料層をパターン化するための第１のエッチング工程を行うことと、
前記配線パターンを介して前記周辺領域に相当する残留樹脂を除去するアルゴンプラズマ処理工程を行うことと、
ここで、前記残留樹脂は、前記第１のエッチング工程を経た前記銀材料層によって残されたものであり、
前記基板上に第１の表面凹部が形成されるように、前記金属ナノワイヤ材料層の少なくとも一部と、前記電極パターンを介して前記可視領域に相当する前記基板の一部とを除去するアルゴンプラズマ処理工程を行うことと、
前記配線パターン及び前記電極パターンを介して前記金属ナノワイヤ材料層をパターン化するための第２のエッチング工程を行うことと、
前記フォトレジスト層を除去することと、を含む、
タッチセンサの製造方法。
基板の主表面上に前記可視領域および前記周辺領域に相当する金属ナノワイヤ材料層を形成することと、
前記金属ナノワイヤ材料層上に前記周辺領域に相当する銀材料層をスクリーン印刷することと、
前記金属ナノワイヤ材料層と前記銀材料層を覆うフォトレジスト層を形成することと、
前記フォトレジスト層をパターン化するための露光工程および現像工程を行うことと、
ここで、パターン化された前記フォトレジスト層は前記可視領域に相当する電極パターンを画定し、前記周辺領域に相当する配線パターンを画定するものであり、
前記配線パターンを介して前記銀材料層をパターン化するための第１のエッチング工程を行うことと、
前記配線パターンを介して前記周辺領域に相当する残留樹脂を除去するアルゴンプラズマ処理工程を行うことと、
ここで、前記残留樹脂は、前記第１のエッチング工程を経た前記銀材料層によって残されたものであり、
前記基板上に第１の表面凹部が形成されるように、前記金属ナノワイヤ材料層の少なくとも一部と、前記電極パターンを介して前記可視領域に相当する前記基板の一部とを除去するアルゴンプラズマ処理工程を行うことと、
前記配線パターン及び前記電極パターンを介して前記金属ナノワイヤ材料層をパターン化するための第２のエッチング工程を行うことと、
前記フォトレジスト層を除去することと、を含む、
タッチセンサの製造方法。
【請求項9】
前記第１のエッチング工程の後、アルゴンプラズマ処理工程の前に化学洗浄工程を行い、ここで、前記化学洗浄工程は、前記配線パターンを介して前記周辺領域に相当する前記残留樹脂の一部を除去し、前記第１のエッチング工程を経た前記銀材料層による前記残留樹脂は残すことをさらに含む、請求項８に記載のタッチセンサの製造方法。
【請求項10】
前記金属ナノワイヤ材料層は、マトリックスと、前記マトリックス内に分布する複数の金属ナノワイヤとを含む、請求項８又は９に記載のタッチセンサの製造方法。
【請求項11】
前記アルゴンプラズマ処理工程は、前記金属ナノワイヤ材料層の前記マトリックスを除去する、請求項１０に記載のタッチセンサの製造方法。
【請求項12】
前記アルゴンプラズマ処理工程は、前記配線パターンを介して前記周辺領域に相当する前記金属ナノワイヤ材料層の前記マトリックスの少なくとも一部を除去することをさらに含む、請求項１０に記載のタッチセンサの製造方法。
【請求項13】
前記アルゴンプラズマ処理工程は、前記基板上に第２の表面凹部が形成されるように、前記配線パターンを介して前記周辺領域に相当する前記基板の一部を除去することをさらに含む、請求項１２に記載のタッチセンサの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、タッチセンサ及びタッチセンサの製造方法に関する。
【0002】
＜関連技術の説明＞
近年、携帯電話、ノートパソコン、衛星ナビゲーションシステム、デジタルオーディオビジュアルプレーヤーなどの携帯電子製品において、ユーザーと電子機器との間の情報伝達経路として、タッチセンサが広く使われている。
近年、携帯電話、ノートパソコン、衛星ナビゲーションシステム、デジタルオーディオビジュアルプレーヤーなどの携帯電子製品において、ユーザーと電子機器との間の情報伝達経路として、タッチセンサが広く使われている。
【0003】
ナローベゼルの電子製品の需要が徐々に高まる中、業界では電子製品の曲げやすさを向上させ、電子製品のベゼルを小さくすることで、ユーザーのニーズに応えていこうとしている。一般的に、タッチセンサには、可視領域に配置されたタッチ電極と、周辺領域に配置された周辺回路を含んでおり、タッチパネルの曲げ要求から、現在、周辺回路の材料として銀ペーストが好んで使用されている。銀ペースト材料は、印刷工程を行うことで銀ペースト材料から銀層を形成し、その銀層をパターニングすることで周辺領域に周辺回路を形成することが一般的である。また、周辺領域に設計された周辺回路は、ナローベゼル製品へのタッチパネルの適用に影響を与える。そのため、周辺回路の材料に銀ペーストを使用することをベースに、全体の光学効果に影響を与えず、柔軟性と狭ベゼル設計の要求を満たすタッチセンサをどのように提供するかは、現在、検討に値する。
【0004】
＜概要＞
本開示のいくつかの実施形態によると、可視領域と、可視領域の少なくとも一方の側に隣り合う周辺領域を有するタッチセンサは、基板、金属ナノワイヤ層、及び銀層を含む。金属ナノワイヤ層は基板の主表面に配置される。金属ナノワイヤ層は、可視領域に相当する複数の電極部と、周辺領域に相当する複数の配線部を画定する。電極部は間隔をあけて配置され、配線部は電極部にそれぞれ接続され間隔をあけて配置される。電極部の２つの隣り合う電極部は第１のスペーサ領域によって間隔をあけて配置され、配線部の２つの隣り合う配線部は第２のスペーサ領域によって間隔をあけて配置される。銀層は配線部に配置され、配線部と接触している。第１のスペーサ領域に相当する基板の厚さは、第２のスペーサ領域に相当する基板の厚さよりも薄い。
本開示のいくつかの実施形態によると、可視領域と、可視領域の少なくとも一方の側に隣り合う周辺領域を有するタッチセンサは、基板、金属ナノワイヤ層、及び銀層を含む。金属ナノワイヤ層は基板の主表面に配置される。金属ナノワイヤ層は、可視領域に相当する複数の電極部と、周辺領域に相当する複数の配線部を画定する。電極部は間隔をあけて配置され、配線部は電極部にそれぞれ接続され間隔をあけて配置される。電極部の２つの隣り合う電極部は第１のスペーサ領域によって間隔をあけて配置され、配線部の２つの隣り合う配線部は第２のスペーサ領域によって間隔をあけて配置される。銀層は配線部に配置され、配線部と接触している。第１のスペーサ領域に相当する基板の厚さは、第２のスペーサ領域に相当する基板の厚さよりも薄い。
【0005】
本開示のいくつかの実施形態において、基板は、第１のスペーサ領域に相当する第１の表面凹部と、第２のスペーサ領域に相当する第２の表面凹部を有し、第１の表面凹部の深さが３０ｎｍ以上２００ｎｍ以下である。
【0006】
本開示のいくつかの実施形態において、基板は第１のスペーサ領域に相当する第１の表面凹部を有し、第１の表面凹部の深さが３０ｎｍ以上２００ｎｍ以下であり、周辺領域に相当する基板の主表面は実質的に平坦である。
【0007】
本開示のいくつかの実施形態において、基板は、ベース層と、ベース層上に配置された機能的コーティング層とを含み、第１の表面凹部の底部境界を画定するための底面がベース層の表面である。
【0008】
本開示のいくつかの実施形態において、基板は、ベース層と、ベース層上に配置された機能的コーティング層とを含み、第１の表面凹部の底部境界を画定するための底面が機能的コーティング層の表面である。
【0009】
本開示のいくつかの実施形態において、銀層は配線部の上面と接触して、タッチセンサの複数の周辺トレースを形成する。
【0010】
本開示のいくつかの実施形態において、周辺トレースの各線幅は６μｍ以上１０μｍ以下であり、周辺トレースの隣り合う２つの周辺トレースの線間隔は６μｍ以上１０μｍ以下である。
【0011】
本開示のいくつかの実施形態において、金属ナノワイヤ層は、マトリックスと、マトリックス内に分布する複数の金属ナノワイヤとを含む。
【0012】
本開示の他のいくつかの実施形態によれば、可視領域と、可視領域の少なくとも一方の側に隣り合う周辺領域を有するタッチセンサの製造方法は、基板の主表面上に可視領域および周辺領域に相当する金属ナノワイヤ材料層を形成することと；金属ナノワイヤ材料層に周辺領域に相当する銀材料層をスクリーン印刷することと；金属ナノワイヤ材料層と銀材料層を覆うフォトレジスト層を形成することと；フォトレジスト層をパターン化するための露光工程および現像工程を行うことと、ここで、パターン化されたフォトレジスト層は可視領域に相当する電極パターンを画定し、周辺領域に相当する配線パターンを画定するものであり；配線パターンを介して銀材料層をパターン化するための第１のエッチング工程を行うことと；配線パターンを介して周辺領域に相当する残留樹脂を除去するアルゴンプラズマ処理工程を行うことと、ここで、残留樹脂は第１のエッチング工程を経た銀材料層によって残されたものであり、基板上に第１の表面凹部が形成されるように、金属ナノワイヤ材料層の少なくとも一部と、電極パターンを介して可視領域に相当する基板の一部を除去するアルゴンプラズマ処理工程を行うことと；配線パターン及び電極パターンを介して金属ナノワイヤ材料層をパターン化するための第２のエッチング工程を行うことと；フォトレジスト層を除去することと、を含む。
【0013】
本開示のいくつかの実施形態において、タッチセンサの製造方法は、第１のエッチング工程の後、アルゴンプラズマ処理工程の前に化学洗浄工程を行い、化学洗浄工程は配線パターンを介して周辺領域に相当する残留樹脂の一部を除去し、第１のエッチング工程を経た銀材料層による残留樹脂は残すことをさらに含む。
【0014】
本開示のいくつかの実施形態において、金属ナノワイヤ材料層は、マトリックスと、マトリックス内に分布する複数の金属ナノワイヤとを含む。
【0015】
本開示のいくつかの実施形態において、アルゴンプラズマ処理工程は、金属ナノワイヤ材料層のマトリックスを除去する。
【0016】
本開示のいくつかの実施形態において、アルゴンプラズマ処理工程は、配線パターンを介して周辺領域に相当する金属ナノワイヤ材料層のマトリックスの少なくとも一部を除去することをさらに含む。
【0017】
本開示のいくつかの実施形態において、アルゴンプラズマ処理工程は、基板上に第２の表面凹部が形成されるように、配線パターンを介して周辺領域に相当する基板の一部を除去することをさらに含む。
【0018】
本開示の前述の実施形態によれば、本開示のタッチセンサの設計は、タッチセンサの光学的効果を低下させることなく、小さな線幅と線間隔で周辺トレースを形成するのに役立つ。また、電極部と配線部を一体的に形成して、タッチ電極と周辺トレースとの電気的接続を直接形成することで、タッチセンサ用の追加の重複構造を設計する必要がない。これにより、周辺領域に相当する重複構造が占める領域を節約でき、重複公差が発生しないため、タッチセンサの狭ベゼル設計を実現する上で有益である。さらに、本開示のタッチセンサの積層構造設計に基づき、タッチセンサの製造工程において、１回の露光・現像工程でタッチ電極と周辺トレースを一度に形成することができ（すなわち、単一のマスク（フォトレジスト）のみを使用）、エッチング工程後に銀材料層に残る残留樹脂を除去するアルゴンプラズマ処理工程を併用するため、製造工程のステップとコストを削減でき、エッチング精度も向上し、線幅と線間隔の小さい周辺トレースを形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【0019】
本開示は、以下の添付図面を参照して、以下の実施形態の詳細な説明を読むことによって、より完全に理解することができる。
【図1A】本開示のいくつかの実施形態によるタッチセンサを示す模式部分平面図である。
【図2】本開示のいくつかの実施形態による可視領域に相当するタッチセンサの集束イオンビーム走査電子顕微鏡（ＦＩＢ－ＳＥＭ）画像である。
【図3】本開示のいくつかの実施形態によるタッチセンサの製造方法を示すフローチャートである。
【図5A】いくつかの比較例の銀材料層をパターン化して形成された周辺トレース内の銀層の光学顕微鏡（ＯＭ）画像である。
【図5B】いくつかの比較例の銀材料層をパターン化して形成された周辺トレース内の銀層の光学顕微鏡（ＯＭ）画像である。
【図6】本開示のいくつかの実施形態による銀材料層にアルゴンプラズマ処理工程を施した後のエッチング領域の走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）画像である。
【図8】本開示のいくつかの実施形態による第１及び第２の表面凹部の深さの測定を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【0020】
ここで、本開示の実施形態について詳細に説明し、その例を添付の図面に示す。しかし、これらの詳細は、本開示を制限することを意図するものではないことを理解されたい。また、読み手の便宜を図るため、図面中の各要素の大きさは実際の縮尺に合わせて図示していない。本明細書では、図に示すように、ある要素と別の要素との関係を表すために、「下（lower）」や「底（bottom）」、「上（upper）」や「上（top）」などの相対的な用語を使用できることを理解されたい。相対的な用語は、図に示されているもの以外のデバイスの異なる方向を含むことを意図していることを理解する必要がある。
【0021】
図１Ａおよび図１Ｂを参照すると、図１Ａは、本開示のいくつかの実施形態によるタッチセンサ１００を示す模式部分平面図であり、図１Ｂは、図１ＡのタッチセンサをＡ－Ａ′線に沿って切断して図示する模式断面図である。タッチセンサ１００は、基板１１０、金属ナノワイヤ層１２０及び銀層１３０を含む。いくつかの実施形態では、タッチセンサ１００は可視領域ＶＡと周辺領域ＰＡを有し、周辺領域ＰＡは可視領域ＶＡの側面に配置される。例えば、周辺領域ＰＡは、可視領域ＶＡの周囲に配置された枠状の領域（すなわち、右側、左側、上側、下側を含む）であってもよい。基板１１０は、金属ナノワイヤ層１２０と銀層１３０を搭載するように構成された主表面１１１を有する。いくつかの実施形態では、基板１１０は、可撓性透明ベース層などの単一の基板（ベース層とも呼ばれる）であってもよく、基板１１０の材料は、アクリル、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリカーボネート、シクロオレフィンポリマー、シクロオレフィンコポリマー、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、無色ポリイミド又はこれらの組み合わせ等の透明材料を含み得るが、これらに限定されるものではない。他のいくつかの実施形態では、基板１１０は、上述の単一基板（ベース層）と、ベース層上に配置された少なくとも１つの機能的コーティング層（例えば、ハードコート層）を含んでもよい。換言すると、基板１１０の主表面１１１は、ベース層の上面であっても、機能的コーティング層の上面であってもよい。
【0022】
金属ナノワイヤ層１２０は、基板１１０の主表面１１１上に配置され、可視領域ＶＡ及び周辺領域ＰＡに相当する。いくつかの実施形態では、金属ナノワイヤ層１２０は、マトリックスと、マトリックス内に分布する複数の金属ナノワイヤ（図示せず）を含み、マトリックスは、ポリ（メタクリル酸メチル）などのアクリル材料を含んでもよく、金属ナノワイヤは、銀ナノワイヤ、金ナノワイヤ、銅ナノワイヤ、ニッケルナノワイヤ、又はそれらの組み合わせを含んでもよい。金属ナノワイヤ層１２０は、可視領域ＶＡに相当する電極部Ｅを画定する。すなわち、電極部Ｅは、少なくともタッチセンサ１００のタッチ電極ＥＴを構成することができる。図１Ａに示す実施形態では、電極部Ｅは基板１１０の片面（側面）に配置された単層電極構造の一例であり、複数の電極部Ｅがノンインターレース状に配置されている。例えば、電極部Ｅは、第１の方向Ｄ１に沿って延在し、第２の方向Ｄ２に沿って間隔をあけて配置された帯状の電極であり、第１の方向Ｄ１は第２の方向Ｄ２に対して実質的に垂直である。いくつかの実施形態では、各電極部Ｅは、並列に配置され接続された複数の電極線Ｌを含んでもよい。例えば、図１Ａに示す実施形態では、各電極部Ｅは、並列に配置され接続された３本の電極線Ｌを含む。一方、隣り合う２つの電極部Ｅは第１のスペーサ領域Ｓ１によって間隔をあけて配置されており、隣り合う２つの電極線Ｌも第１のスペーサ領域Ｓ１によって間隔をあけて配置されている。
【0023】
金属ナノワイヤ層１２０は、周辺領域ＰＡに相当する複数の配線部Ｔを画定しており、配線部Ｔはそれぞれ対応する電極部Ｅを接続し、隣り合う２つの配線部Ｔは第２のスペーサ領域Ｓ２によって間隔をあけて配置されている。銀層１３０は、基板１１０の主表面１１１上に配置され、配線部Ｔに接して積層されている。いくつかの実施形態では、銀層１３０は、配線部Ｔの上面ＴＳ上に接触して積層され、タッチセンサ１００の複数の周辺トレースＰＴを形成している。換言すると、本開示の周辺トレースＰＴは、金属ナノワイヤ層１２０が基板１１０の比較的近くに配置され、銀層１３０が金属ナノワイヤ層１２０の基板１１０とは反対側の面に積層された二層構造を有する。いくつかの実施形態では、銀層１３０は配線部Ｔに完全に重なってもよい。すなわち、基板１１０上の銀層１３０の垂直投影が、基板１１０上の配線部Ｔの垂直投影と完全に重なってもよい。
【0024】
上記の金属ナノワイヤ層１２０と銀層１３０の構成に基づき、電極部Ｅと配線部Ｔを一体的に形成することで、タッチ電極ＥＴと周辺トレースＰＴとの電気的接続を直接的に形成することができる。したがって、タッチ電極ＥＴと周辺トレースＰＴとの電気的接触を実現するための追加の重複構造の設計を必要とせず、周辺領域ＰＡに相当する重複構造が占める領域を節約でき、重複公差が発生しないため、タッチセンサ１００の狭ベゼル要件を満たすのに有益である。補足すると、周辺トレースＰＴは互いに絶縁され、間隔をあけて配置されるように設計されているため、本開示の銀層１３０は配線部Ｔの上面ＴＳにのみ配線部Ｔと重なるように配置され、これにより銀層１３０の側壁１３３と配線部Ｔの側壁１２５とが互いに一列に並ぶように設計されている。換言すると、配線部Ｔ上に銀層１３０を積層した場合、配線部Ｔの側壁１２５を銀層１３０が覆わないため、周辺トレースＰＴの線幅が大きくなることを防ぐことができる。他の視点（例えば上から又は横から）から見た場合、銀層１３０と配線部Ｔは実質的に同じパターンを有する。
【0025】
本開示のタッチセンサ１００の製造方法は、１回のマスクエッチング工程を含む。すなわち、周辺領域ＰＡと可視領域ＶＡは同じフォトレジスト層（マスク）を介して加工（パターン化）される。周辺領域ＰＡに相当する基板１１０の主表面１１１上の構造について、配線部Ｔは、金属ナノワイヤ層１２０上に銀層１３０が積層された二層構造であり、可視領域ＶＡに相当する基板１１０の主表面１１１の構造については、電極部Ｅは金属ナノワイヤ層１２０によって形成された単層構造である。したがって、エッチング工程を経た二層構造において、銀材料層（銀層１３０を準備するための材料）が残した残留樹脂を除去するためにアルゴンプラズマ処理工程を行う際に（詳細は後述する）、可視領域ＶＡに相当する金属ナノワイヤ層１２０が直接アルゴンプラズマ処理工程を受けるため、結果として、全工程の検討および制御後、本開示のタッチセンサ１００の基板１１０は構造的特徴を有することになる。具体的には、隣り合う２つの電極部Ｅ（または電極線Ｌ）は第１のスペーサ領域Ｓ１によって間隔をあけて配置され、隣り合う２つの配線部Ｔは第２のスペーサ領域Ｓ２によって間隔をあけて配置され、第１のスペーサ領域Ｓ１に相当する基板１１０の厚さＴ１は、第２のスペーサ領域Ｓ２に相当する基板１１０の厚さＴ２よりも薄い。換言すると、基板１１０は、第１のスペーサ領域Ｓ１に相当する第１の表面凹部Ｒ１と、第２のスペーサ領域Ｓ２に相当する第２の表面凹部（図１Ｂでは図示せず）とを有していてもよく、第１の表面凹部Ｒ１の深さｄ１は、第２の表面凹部の深さ（図１Ｂでは図示せず）よりも大きい。本実施形態では、第２の表面凹部の深さを０ｎｍに制御しているため、第２の表面凹部の外観は特に図には示されていない。
【0026】
図１Ｂに示す第１の表面凹部Ｒ１は、規則的な形状と平坦な輪郭（例えば、平坦な側壁や底面）を有するように図示されているが、本開示で言及する「凹部」は、実際には、層の表面に対して凹んだ部分を有するという概念を指すことに注意されたい。したがって、凹部の側壁または底面は、実際には様々な考えられる形状や輪郭を有することができ、例えば凹凸や起伏を有することも可能である。本開示のいくつかの実施形態による可視領域ＶＡに相当するタッチセンサ１００の集束イオンビーム走査電子顕微鏡（ＦＩＢ－ＳＥＭ）画像である図２を参照する。図２に示された破線の枠から分かるように、基板１１０は可視領域ＶＡに相当する表面凹部（すなわち、第１の表面凹部Ｒ１）を有し、凹部の底面は凹凸があり起伏を有する非平坦面である。
【0027】
本開示のタッチセンサ１００の基板１１０上の構造的特徴は、製造工程の説明を通して、以下にさらに説明される。
【0028】
本開示のいくつかの実施形態によるタッチセンサ１００の製造方法を示すフローチャートを示す図３を参照する。以下の説明では、図４Ａ～図４Ｈに示すステップを例にタッチセンサ１００の製造方法を説明するが、図４Ａ～図４Ｈは図１Ｂのタッチセンサ１００の製造方法を異なるステップで図示した模式断面図である。タッチセンサ１００の製造方法は、ステップＳ１０からステップＳ１７までを含み、ステップＳ１０からステップＳ１７までを順次行ってもよい。
【0029】
まず、図４Ａを参照する。ステップＳ１０では、基板１１０の主表面１１１上に金属ナノワイヤ材料層２２０を形成するが、この金属ナノワイヤ材料層２２０は、可視領域ＶＡと周辺領域ＰＡに相当する。具体的には、スクリーン印刷、ノズルコーティング、ローラーコーティングなどの工程によって、少なくとも金属ナノワイヤとマトリックスを含む分散液またはスラリーを基板１１０の主表面１１１上に形成することができ、その後、分散液またはスラリーを硬化または乾燥させて、基板１１０の主表面１１１に配置された金属ナノワイヤ材料層２２０を形成する。いくつかの実施形態では、基板１１０の主表面１１１にコーティングされた分散液またはスラリーが連続的に供給されるように、ロールツーロールプロセスが行われてもよい。いくつかの実施形態では、金属ナノワイヤ材料層２２０を形成する前に、基板１１０の主表面１１１上に前処理を行ってもよい。例えば、基板１１０の主表面１１１に表面改質工程（例えば、表面硬化改質工程）を行ったり、機能的コーティング層（例：ハードコート層、接着層、樹脂層）を追加コーティングしたりすることで、基板１１０と他の層との密着性を高める。いくつかの実施形態では、表面抵抗の要件が３０Ω／□のタッチセンサ１００の場合、金属ナノワイヤ材料層２２０の厚さＨ１は４０ｎｍ以上５０ｎｍ以下に設計することができる。具体的には、金属ナノワイヤ材料層２２０の厚さＨ１が５０ｎｍよりも厚い場合、例えば６０ｎｍの厚さの場合、金属ナノワイヤ材料層２２０の光学特性（例えば、黄色度、Ｌａｂ色空間のｂ＊値も指す）が要件を満たすことが困難になる可能性があり、１００ｎｍの厚さを採用した場合、金属ナノワイヤ材料層２２０とその後にその上に配置される銀材料層２３０（図４Ｂを参照）との接触抵抗が高くなる可能性がより高くなる。金属ナノワイヤ材料層２２０の厚さＨ１が４０ｎｍ未満の場合、タッチセンサ１００の紫外線対策機能が不十分となるおそれがある。
【0030】
次に、図４Ｂを参照する。ステップＳ１１ではスクリーン印刷工程を行い、金属ナノワイヤ材料層２２０上に銀材料層２３０を形成する。この銀材料層２３０は周辺領域ＰＡに相当する。具体的には、周辺領域ＰＡに相当する銀材料層２３０が周辺領域ＰＡに相当する金属ナノワイヤ材料層２２０を覆うようにスクリーン印刷工程によって基板１１０上に銀ペースト材料を形成し、その後、銀ペースト材料を硬化または乾燥させて銀材料層２３０を形成することができる。いくつかの実施形態では、銀材料層２３０の厚さＨ２を４００ｎｍ以上６００ｎｍ以下の範囲で制御することができる。そのため、厚さＨ２が過度に薄くなることにより全工程後に銀材料層２３０が剥がれる可能性を低減できる。また、銀材料層２３０の厚さＨ２が過度に厚いため、その後のエッチング工程後に残留樹脂が多く保持され、残留樹脂の完全除去につながらないことを防止することができる。このため、銀材料層２３０の厚さＨ２が過度に厚い場合は、金属ナノワイヤ材料層２２０がその後エッチングされるとき、金属ナノワイヤ材料層２２０のエッチング精度が低くなり、周辺トレースＰＴの線幅Ｗ１および線間隔Ｄを小さくすることができず、タッチセンサ１００の狭ベゼル要件を実現することが困難となる。厚さＨ２が過度に薄いために銀材料層２３０が剥がれる問題については、図５Ａ及び図５Ｂを参照して具体的に説明する。図５Ａ及び図５Ｂは、いくつかの比較例の銀材料層２３０をパターン化して形成された周辺トレースＰＴ内の銀層１３０の光学顕微鏡（ＯＭ）画像である。図５Ａ及び図５Ｂの比較例は、厚さＨ２が約３００ｎｍの銀材料層２３０を形成しようとする例である。図５Ａ及び図５Ｂから分かるように、周辺トレースＰＴは、オーバーエッチング、剥離、又はエッチング不良等により、良好かつ均一に形成されておらず、隣り合う２つの周辺トレースＰＴ間で開回路または短絡が発生する可能性がある。
【0031】
スクリーン印刷によって形成される銀材料層２３０の厚さＨ２に影響を与える要因には、例えば、スクリーンメッシュ数、スクリーンとスキージの間の距離、スクリーン印刷のスキージ圧、スクリーン印刷のスキージ速度、スクリーンと被印刷面との距離、銀ペースト材料のレベリング性（銀ペースト材料のレベリング性は銀ペースト材料の粘度によって影響を受ける可能性がある）等のパラメータを含み得ることを当業者は理解することができる。いくつかの実施形態では、スクリーンメッシュ数は６４０メッシュ、スクリーンとスキージの間の距離は３ｍｍ、スクリーン印刷のスキージ速度は５０ｍ／分、スクリーンと被印刷面との距離は２．５ｍｍ、銀ペースト材料の粘度は１０００ｃＰ以上５０００ｃＰ以下である。この点について、本開示のスクリーン印刷によって形成される銀材料層２３０の厚さＨ２は、４００ｎｍ以上６００ｎｍ以下の範囲内で制御することができる。
【0032】
次に、図４Ｃを参照する。ステップＳ１２では、基板１１０の主表面１１１上に金属ナノワイヤ材料層２２０と銀材料層２３０を完全に覆うフォトレジスト層２４０を形成する。続いて図４Ｄを参照する。ステップＳ１３では、フォトレジスト層２４０をパターン化するための露光工程および現像工程を行う。具体的には、金属ナノワイヤ材料層２２０及び銀材料層２３０上に形成する所望のパターンを、１回の露光工程および現像工程によって単一のフォトレジスト層２４０に一度に形成することで、製造工程のステップとコストを削減する。いくつかの実施形態では、フォトレジスト層２４０は、可視領域ＶＡに相当する電極パターンＥＰを画定し、周辺領域ＰＡに相当する配線パターンＴＰを画定する。パターン化されたフォトレジスト層２４０の電極パターンＥＰと配線パターンＴＰは、その後のエッチング工程で金属ナノワイヤ材料層２２０及び銀材料層２３０に転写されて、電極部Ｅ及び配線部Ｔを含む金属ナノワイヤ層１２０と、その後のフォトレジスト層２４０の除去後に配線部Ｔに積層されて接触する銀層１３０を形成することができる（具体的な構成については、図１Ｂを参照）。
【0033】
次に、図４Ｅを参照する。ステップＳ１４では、周辺領域ＰＡに相当する銀材料層２３０に所望のパターンがパターン化されるように、第１のエッチング工程が行われる。具体的には、配線パターンＴＰを介して銀材料層２３０をパターン化し、配線パターンＴＰのパターンと合致するパターンを設けることができる。いくつかの実施形態では、銀材料層２３０をエッチングするためのエッチング液の主成分は、例えば硝酸第二鉄を含んでもよい。
【0034】
図４Ｅに示すように、銀材料層２３０がエッチングされた後、エッチング領域Ｓには通常、樹脂などの残留物２５０が残っており、残留物２５０の厚さＨ３は銀材料層２３０の初期厚さＨ２と関係している（図４Ｂを参照）。通常、残留物２５０の厚さＨ３は銀材料層２３０の初期厚さＨ２の約２０％である。したがって、上述したように、銀材料層２３０の厚さＨ２が６００ｎｍ以下に制御されることにより、銀材料層２３０の過度に厚い厚さＨ２によって、その後のエッチング工程後に残留樹脂が多く残り、残留樹脂の完全除去につながらないことを防止する。したがって、金属ナノワイヤ材料層２２０のエッチング精度は影響を受けない。
【0035】
次に、金属ナノワイヤ材料層２２０のエッチングに影響を与えないように残留物２５０を除去するために、いくつかの実施形態では、ステップＳ１５について図４Ｆを参照する。ステップＳ１５ではアルゴンプラズマ処理工程を行い、配線パターンＴＰを介してパターン化された銀材料層２３０をさらに加工する。具体的には、第１のエッチング工程を経た銀材料層２３０が残した残留物２５０を完全に除去するように、周辺領域ＰＡのエッチング領域Ｓの残留物２５０（図４Ｅ参照）に対して、アルゴンプラズマ処理工程を行う。アルゴンプラズマ処理工程は非選択的であるため、処理環境にさらされたすべての表面が物理的に除去される。これにより、残留物２５０を完全に除去することができる。いくつかの実施形態では、アルゴンプラズマ処理工程は銀材料層２３０に対して約４．５分間行われ、当該アルゴンプラズマ処理工程は、最小真空度が約２０ｍＴｏｒｒ、作業中の真空度が約２００ｍＴｏｒｒ、電力が約８ｋＷ、アルゴン流量が１０００ｓｃｃｍ（標準立方センチメートル毎分）、酸素流量が２０００ｓｃｃｍ、テトラフルオロメタン流量が９００ｓｃｃｍのプラズマによって行われる。
【0036】
ステップＳ１５では、アルゴンプラズマ処理工程を全面に行うため、周辺領域ＰＡに相当する残留物２５０の除去に加えて、電極パターンＥＰを介して可視領域ＶＡに相当する金属ナノワイヤ材料層２２０の一部も除去し、第１のスペーサ領域Ｓ１によって間隔をあけて配置された電極部Ｅを金属ナノワイヤ材料層２２０から形成する。また、残留物２５０の厚さＨ３（例えば約８０ｎｍ～約１２０ｎｍ）は金属ナノワイヤ材料層２２０の厚さＨ１（例えば約４０ｎｍ～約５０ｎｍ程度）より厚いため、周辺領域ＰＡに相当する残留物２５０を完全に除去することを前提として、可視領域ＶＡに相当する基板１１０の一部をさらに除去し、第１のスペーサ領域Ｓ１に相当する基板１１０の厚さＴ１を薄くする。すなわち、アルゴンプラズマ処理工程により、第１のスペーサ領域Ｓ１（すなわち、本開示の基板１１０上の構造的特徴）に相当する第１の表面凹部Ｒ１が形成される。例えば、残留物２５０の厚さＨ３が最も薄い厚さ（約８０ｎｍ）であり、金属ナノワイヤ材料層２２０の厚さＨ１が最も厚い厚さ（約５０ｎｍ）である場合、残留物２５０を完全に除去することを前提として、基板１１０上に深さｄ１が少なくとも３０ｎｍの第１の表面凹部Ｒ１が形成される。さらに、図４Ｆに示すように、いくつかの実施形態では、ステップＳ１５で銀材料層２３０によって残された残留物２５０を完全に除去するために、通常、アルゴンプラズマ処理工程を制御して過臨界処理を行い、その結果、周辺領域ＰＡに相当する金属ナノワイヤ材料層２２０の一部のマトリックスが除去される。さらに、周辺領域ＰＡのエッチング領域Ｓに金属ナノワイヤ材料層２２０のマトリックスが残ることを抑制するために、過臨界処理によってさらにアルゴンプラズマ処理工程を制御して、周辺領域ＰＡに相当する金属ナノワイヤ材料層２２０のマトリックスを完全に除去することができる（図４Ｇ及び図４Ｈがそのような態様の一例である）。しかしながら、本開示では、過度に深い凹部による可視性の問題を回避するために、過臨界処理を制御する際には、可視領域ＶＡに形成される第１の表面凹部Ｒ１の深さｄ１を考慮する必要がある。補足すると、アルゴンプラズマ処理工程によって除去されるのは、金属ナノワイヤ材料層２２０のマトリックスのみである。したがって、アルゴンプラズマ処理工程の後、金属ナノワイヤ材料層２２０中の金属ナノワイヤ２２２が可視領域ＶＡと周辺領域ＰＡに露出していることがわかる。
【0037】
より具体的には、本開示のいくつかの実施形態による銀材料層２３０にアルゴンプラズマ処理工程を施した後のエッチング領域Ｓの走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）画像である図６を参照する。図６から、アルゴンプラズマ処理工程後に、エッチング領域Ｓから金属ナノワイヤ２２２が露出していることがわかる。
【0038】
補足すると、上記ステップＳ１５で述べたアルゴンプラズマ処理工程は、実際の製造工程におけるエッチング精度の要求に応じて選択的に調整することができる。例えば、１回のアルゴンプラズマ処理工程により、厚さＨ３が約１００ｎｍの残留物２５０を除去することができる。したがって、厚さＨ３が１００ｎｍを超える残留物２５０を完全に除去するためには、少なくとも２回のアルゴンプラズマ処理工程を必要とする場合がある。さらに、いくつかの実施形態では、残留物２５０の一部を予め除去するために、アルゴンプラズマ処理工程の前に化学洗浄工程を行うことができる。しかし、化学洗浄工程では化学反応によって残留物２５０を除去するため、化学平衡に達した後は残留物２５０を除去することはできない。そのため、化学洗浄工程の目的は、残留物２５０の厚さＨ３を約１００ｎｍまで薄くし、１回のアルゴンプラズマ処理工程を行うだけで残留物２５０を完全に除去できるようにすることである。いくつかの実施形態では、化学洗浄工程において、樹脂を除去できる化学洗浄剤を使用して、約０．２ＭＰａのシャワーヘッド圧力で約４５℃の周囲温度で約４０秒間、銀材料層２３０上に表面処理を行う。
【0039】
次に、図４Ｇを参照する。ステップＳ１６では、周辺領域ＰＡと可視領域ＶＡに相当する金属ナノワイヤ材料層２２０がパターン化されるように第２のエッチング工程が行われる。より具体的には、金属ナノワイヤ材料層２２０内の金属ナノワイヤ２２２が第２のエッチング工程によって除去され、第２のエッチング工程によって期待されるパターンが形成される。また、第２のエッチング工程で使用するフォトレジストと第１のエッチング工程で使用するフォトレジストは同一のフォトレジスト層２４０であるため、第２のエッチング工程によって周辺領域ＰＡに相当する金属ナノワイヤ材料層２２０上に形成されるパターンは、周辺領域ＰＡに相当するパターン化された銀材料層２３０上のパターンと同一となり、その他の期待されるパターン（例えば、電極パターンＥＰ）は、第２のエッチング工程によって可視領域ＶＡに相当する金属ナノワイヤ材料層２２０上に形成される。全体として、フォトレジスト層２４０の電極パターンＥＰ及び配線パターンＴＰは、第２のエッチング工程中に金属ナノワイヤ材料層２２０に転写されてもよく、金属ナノワイヤ材料層２２０には、可視領域ＶＡに相当する電極部Ｅ及び周辺領域ＰＡに相当する配線部Ｔが設けられるようにパターン化される。いくつかの実施形態では、金属ナノワイヤ材料層２２０をエッチングするためのエッチング液の主成分は、例えば硝酸第二鉄を含んでもよい。なお、金属ナノワイヤ材料層２２０（銀ナノワイヤ材料層）をエッチングするためのエッチング液の主成分と、前述の銀材料層２３０をエッチングするためのエッチング液の主成分は、いずれも硝酸第二鉄である。しかし、実際の工程に合わせて微量成分を調整することで、金属ナノワイヤ材料層２２０と銀材料層２３０のエッチング条件を差別化できるよう制御することができる。
【0040】
図４Ｈを参照する。ステップＳ１７でフォトレジスト層２４０を除去する。可視領域ＶＡについては、フォトレジスト層２４０を除去した後、パターン化された金属ナノワイヤ材料層２２０（すなわち、金属ナノワイヤ層１２０）によって形成された複数の電極部Ｅのうち、隣り合う２つの電極部Ｅが、第１のスペーサ領域Ｓ１によって間隔をあけて配置されていることが分かる。周辺領域ＰＡについては、図４Ｈの実施形態において、フォトレジスト層２４０を除去した後、パターン化された金属ナノワイヤ材料層２２０（すなわち、金属ナノワイヤ層１２０）によって形成された複数の配線部Ｔと、パターン化された銀材料層２３０によって形成され、配線部Ｔの上に積層された銀層１３０が形成され、隣り合う２つの配線部Ｔが第２のスペーサ領域Ｓ２によって間隔をあけて配置されていることがわかる。上述の１回のマスクエッチング工程とアルゴンプラズマ処理工程を組み合わせて、周辺領域ＰＡに相当する銀材料層２３０が残した残留物２５０を除去することにより、第１のスペーサ領域Ｓ１に相当する基板１１０の厚さＴ１は、第２のスペーサ領域Ｓ２に相当する基板１１０の厚さＴ２よりも薄くなる。換言すると、基板１１０は、第１のスペーサ領域Ｓ１に相当する第１の表面凹部Ｒ１と、第２のスペーサ領域Ｓ２に相当する第２の表面凹部とを有していてもよく、第１の表面凹部Ｒ１の深さｄ１は第２の表面凹部の深さよりも大きい。ただし、本実施形態では第２の表面凹部の深さを０ｎｍに制御している。すなわち、周辺領域ＰＡに相当する基板１１０は、平坦で凹みのない主表面１１１を有しており、その結果、周辺領域ＰＡに相当する基板１１０はそのまま残っている。
【0041】
上記のステップＳ１３～Ｓ１７をまとめると、本開示では、２つのエッチング工程（第１のエッチング工程と第２のエッチング工程）の間にアルゴンプラズマ処理工程を行い、エッチング精度を向上させるとともに、化学洗浄工程を選択的に組み込むこともできる。全体の工程は、「現像（development）」、「（銀材料層２３０の）第１のエッチング（first etching）」、「化学洗浄（chemical cleaning）」、「プラズマ処理（plasma treatment）」、「（金属ナノワイヤ材料層２２０の）第２のエッチング（second etching）」、「剥離（stripping）」と呼ばれ、これはさらに「ＤＥＣＥＰＳ工程」と略される。
【0042】
図１Ａと図１Ｂに戻り説明する。いくつかの実施形態では、第１の表面凹部Ｒ１の深さｄ１は３０ｎｍ以上２００ｎｍ以下であってもよい。上述のように、本開示のタッチセンサ１００の製造方法は、タッチセンサ１００の狭ベゼル要件を満たすために、エッチング工程を経た銀材料層２３０が残した残留物２５０（例えば樹脂）を完全に除去し、その後のエッチング工程におけるエッチング精度を向上させるアルゴンプラズマ処理工程と組み合わせた１回のマスクエッチング工程を含むため、可視領域ＶＡの基板１１０上に、第１のスペーサ領域Ｓ１に相当する第１の表面凹部Ｒ１が形成される。また、いくつかの実施形態では、周辺領域ＰＡに相当する銀材料層２３０が残した樹脂を完全に除去するために、第１の表面凹部Ｒ１の深さｄ１は少なくとも３０ｎｍである。また、第１の表面凹部Ｒ１の深さｄ１を２００ｎｍ以下に制御することで、第１のスペーサ領域Ｓ１の深さが大きすぎることによる可視領域ＶＡの光学的均一性に影響を与える可能性を低減できる（例えば、第１の表面凹部Ｒ１の深さｄ１を２００ｎｍ以下に制御することで、電極部Ｅの可視性を低下させることができる）。
【0043】
第１の表面凹部Ｒ１の深さｄ１が可視領域ＶＡの光学的均一性に及ぼす影響を、各実施形態のタッチセンサ１００の半製品を参照して、以下により詳細に検証する。可視領域ＶＡに相当する基板１１０が深さｄ１の異なる第１の表面凹部Ｒ１有する場合のタッチセンサ１００の半製品の可視領域ＶＡの光学試験結果を表１に示す。表１において、各タッチセンサ１００の半製品の積層構造は、基板１１０（ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）基板とＰＥＴ基板上に配置されたハードコート層を含む）と、基板１１０上に配置された金属ナノワイヤ層１２０とを含み、金属ナノワイヤ層１２０は、間隔をあけて配置された複数の電極部Ｅを含み、金属ナノワイヤ層１２０の厚さＨは４０ｎｍである。また、表１に示す光学試験結果には、タッチセンサ１００の半製品の可視領域ＶＡのヘイズと、タッチセンサ１００の半製品の可視領域ＶＡにおける電極部Ｅの可視性が含まれており、電極部Ｅの可視性は特定の検出条件で、肉眼で観察され（すなわち、タッチセンサ１００の半製品に１０００ルクス～１２００ルクスの照度の光を照射、観察距離３０ｃｍ、観察時間１５秒とする）、規格品に基づいて採点されている。
【0044】
【表1】
【0045】
表１の光学試験結果からわかるように、基板１１０上の第１の表面凹部Ｒ１の深さｄ１が２００ｎｍ以下の場合、可視領域ＶＡにおける電極部Ｅの可視性にほとんど影響を与えない。すなわち、電極部Ｅは可視性の問題が少なく、可視領域ＶＡのヘイズは比較的小さい。
【0046】
いくつかの実施形態では、可視領域ＶＡについて、第１のスペーサ領域Ｓ１の側面の境界を画定するための側壁は、金属ナノワイヤ層１２０の電極部Ｅ（電極線Ｌ）の側壁１２３であり、第１の表面凹部Ｒ１の側面の境界を画定するための側壁は、基板１１０の側壁１１３であって、側壁１２３と側壁１１３が連続的に延在し、好ましくは、一列に並んだ状態である。周辺領域ＰＡについては、第２のスペーサ領域Ｓ２の側面の境界を画定する側壁は、金属ナノワイヤ層１２０の配線部Ｔの側壁１２５であり、当該側壁１２５と、銀層１３０の側壁１３３とが一列に並んでいる。注目すべきは、本開示では、周辺領域ＰＡについて、まず、周辺領域ＰＡの全面に相当する金属ナノワイヤ層１２０を形成するための材料層を形成し、次に、周辺領域ＰＡの全面に相当する銀層１３０を形成するための材料層を形成した後、１回のマスクエッチング工程を行って、上記の材料層をパターン化し、さらに周辺トレースＰＴを形成する。したがって、周辺領域ＰＡに相当する銀層１３０と金属ナノワイヤ層１２０との重複構造のための重複公差を確保する必要がなく、各周辺トレースＰＴ内の銀層１３０と金属ナノワイヤ層１２０を正確に揃えることができ、タッチセンサ１００の狭ベゼル要件を満たすのに有益である。
【0047】
一方、上述したように、本開示の基板１１０は、単一の基板（ベース層）と、ベース層上に配置された少なくとも１つの機能的コーティング層を含んでもよい。この点について、いくつかの実施形態では、基板１１０がベース層と、ベース層上に配置された機能的コーティング層を含む場合、第１の表面凹部Ｒ１の底部境界を画定するための底面は、ベース層の表面であってもよい。すなわち、第１の表面凹部Ｒ１の深さｄ１は比較的大きく、第１の表面凹部Ｒ１はベース層に凹んでいる。他のいくつかの実施形態では、第１の表面凹部Ｒ１の底部境界を画定するための底面は、機能的コーティング層の表面であってもよい。つまり、第１の表面凹部Ｒ１の深さｄ１は比較的小さく、第１の表面凹部Ｒ１は機能的コーティング層にのみ凹んでいる。
【0048】
また、アルゴンプラズマ処理工程と組み合わせた１回のマスクエッチング工程により、エッチング工程を経た銀材料層２３０が残した樹脂が完全に除去されるため、エッチング処理のエッチング精度を向上させることができ、周辺領域ＰＡに相当する、並列に配置された各周辺トレースＰＴの線幅Ｗ１を６μｍ以上１０μｍ以下に制御し、隣り合う２つの周辺トレースＰＴの線間隔Ｄを６μｍ以上１０μｍ以下に制御することができる。周辺トレースＰＴの線幅Ｗ１と線間隔Ｄは、タッチセンサ１００の周辺領域ＰＡのサイズ（例えば、周辺領域ＰＡの幅Ｗ）に一定の影響を与え、周辺領域ＰＡのサイズは、さらに端末製品のベゼルサイズに影響するため、本開示のタッチセンサ１００は、狭ベゼル製品の要求を満たすとともに、電気的仕様の要件を満たすことができる。
【0049】
いくつかの実施形態では、タッチセンサ１００は、基板１１０の主表面１１１上に配置され、金属ナノワイヤ層１２０と銀層１３０を完全に覆う保護層１４０をさらに含んでもよい。保護層１４０は、絶縁性樹脂、有機材料、または無機材料を含んでもよい。例えば、保護層１４０は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ポリビニルブチラール、ポリスチレンスルホン酸、アクリロニトリル－ブタジエン－スチレン共重合体、ポリ（３，４－エチレンジオキシチオフェン）、セラミック、又はこれらの組み合わせなどの材料を含んでもよい。
【0050】
本開示の他のいくつかの実施形態によるタッチセンサ１００ａの模式断面図である図７を参照する。図７の断面位置は図１に示されたＡ－Ａ′線に沿って切断した位置に相当する。図７に示すタッチセンサ１００ａと図１Ｂに示すタッチセンサ１００の少なくとも１つの相違点は、図７のタッチセンサ１００ａにおいて、周辺領域ＰＡに相当する基板１１０は、第２のスペーサ領域Ｓ２に相当する第２の表面凹部Ｒ２を有することである。第２の表面凹部Ｒ２の形成は、上述した図４Ｆの説明から理解することができる。いくつかの実施形態では、過臨界処理が周辺領域ＰＡに相当する金属ナノワイヤ材料層２２０のマトリックスを完全に除去するようにアルゴンプラズマ処理工程を制御する場合、１回のアルゴンプラズマ処理工程で処理される深さは一定であるため、周辺領域ＰＡの第２のスペーサ領域Ｓ２に相当する基板１１０をさらに薄くして、その上に第２の表面凹部Ｒ２が形成してもよい。しかし、これは本開示の構造的特徴には影響を与えない。銀材料層２３０が残した残留物２５０が周辺領域ＰＡのエッチング領域Ｓで基板１１０を覆い、残留物２５０は可視領域ＶＡで基板１１０を覆わないため、同じ時間または回数のアルゴンプラズマ処理工程の下では、周辺領域ＰＡに相当するエッチング領域Ｓでの基板１１０の薄化は、可視領域ＶＡに相当するエッチング領域Ｓでの基板１１０の薄化よりも顕著ではない。換言すると、第２の表面凹部Ｒ２の薄肉化の程度は、第１の表面凹部Ｒ１の薄肉化の程度よりも小さい。すなわち、第２の表面凹部Ｒ２の深さｄ２は、第１の表面凹部Ｒ１の深さｄ１よりも小さい。換言すると、第２のスペーサ領域Ｓ２に相当する基板１１０の厚さＴ２は、第１のスペーサ領域Ｓ１に相当する基板１１０の厚さＴ１よりも厚い。
【0051】
基板１１０上の第１の表面凹部Ｒ１の深さｄ１の測定方法についてさらに補足する。図７及び図８を参照すると、図８は、本開示のいくつかの実施形態による第１の表面凹部Ｒ１の深さｄ１と、第２の表面凹部Ｒ２の深さｄ２の測定を示す模式図である。図８には、矩形のタッチセンサ１００が例として示されており、図８のタッチセンサ１００の電極部Ｅは、第１の方向Ｄ１に沿って延在し、第２の方向Ｄ２に沿って間隔をあけて配置された帯状の電極である。第１の表面凹部Ｒ１の深さｄ１は、可視領域ＶＡに相当する基板１１０上で特定の測定を行うことで求めることができ、その測定方法には以下のようなステップを含んでもよい。
ステップＳ１：第２の方向Ｄ２に沿ったタッチセンサ１００ａの可視領域ＶＡに相当する基板１１０の延在長さＬ１を、４つの点Ｏ１～点Ｏ４で長さが等しい５つのセクションに分割する。
ステップＳ２：点Ｏ１をＦＩＢ－ＳＥＭの観察部の中心点（軸）として、表面凹部の底面１０７と基板１１０の主表面１１１との垂直距離Ｘ１を測定し（明確な理解のために、図７を参照）、観察部の表面凹部の深さを求める。
ステップＳ３：点Ｏ２～点Ｏ４を同じＦＩＢ－ＳＥＭの観察部の中心点（軸）とし、ステップＳ２を繰り返して観察部の表面凹部の深さをそれぞれ求める。
ステップＳ４：上述のステップで求めた観察部（合計４個）の表面凹部の深さの平均値を求め、その平均値を第１の表面凹部Ｒ１の深さｄ１とする。
ステップＳ１～Ｓ４を行うと、第１の表面凹部Ｒ１の深さｄ１を求めることができる。図７では、表面凹部の底面１０７と基板１１０の主表面１１１との垂直距離Ｘ１を、第１の表面凹部Ｒ１の深さｄ１として直接表記しているが、第１の表面凹部Ｒ１の深さｄ１は、実際には観察部で得られた表面凹部の深さの平均値であることを理解されたい。
ステップＳ１：第２の方向Ｄ２に沿ったタッチセンサ１００ａの可視領域ＶＡに相当する基板１１０の延在長さＬ１を、４つの点Ｏ１～点Ｏ４で長さが等しい５つのセクションに分割する。
ステップＳ２：点Ｏ１をＦＩＢ－ＳＥＭの観察部の中心点（軸）として、表面凹部の底面１０７と基板１１０の主表面１１１との垂直距離Ｘ１を測定し（明確な理解のために、図７を参照）、観察部の表面凹部の深さを求める。
ステップＳ３：点Ｏ２～点Ｏ４を同じＦＩＢ－ＳＥＭの観察部の中心点（軸）とし、ステップＳ２を繰り返して観察部の表面凹部の深さをそれぞれ求める。
ステップＳ４：上述のステップで求めた観察部（合計４個）の表面凹部の深さの平均値を求め、その平均値を第１の表面凹部Ｒ１の深さｄ１とする。
ステップＳ１～Ｓ４を行うと、第１の表面凹部Ｒ１の深さｄ１を求めることができる。図７では、表面凹部の底面１０７と基板１１０の主表面１１１との垂直距離Ｘ１を、第１の表面凹部Ｒ１の深さｄ１として直接表記しているが、第１の表面凹部Ｒ１の深さｄ１は、実際には観察部で得られた表面凹部の深さの平均値であることを理解されたい。
【0052】
一方、基板１１０上の第２の表面凹部Ｒ２の深さｄ２の測定方法については、タッチセンサ１００ａの一辺の周辺領域ＰＡの４点で、上記と同じ測定方法を適用してもよいし（すなわち、タッチセンサ１００ａの第２の方向Ｄ２に沿った片側の周辺領域ＰＡに相当する基板１１０の延在長さＬ２を、４点で長さが等しい５つのセクションに分割する）、又は、タッチセンサ１００ａの二辺の周辺領域ＰＡ（例えば、左側と右側）の４点（すなわち、図８に示す点Ｏ１′～点Ｏ２′として、左側２点と、右側２点）で、上記と同じ測定方法を適用してもよい。これにより、表面凹部の底面１０９と基板１１０の主表面１１１との垂直距離Ｘ２（明確な理解のために、図７を参照）を求めることができ、複数の垂直距離Ｘ２の平均値を算出することができる。
【0053】
本開示の前述の実施形態によれば、本開示のタッチセンサの設計は、タッチセンサの光学的効果を低下させることなく、小さな線幅と線間隔で周辺トレースを形成するのに役立つ。また、電極部と配線部を一体的に形成して、タッチ電極と周辺トレースとの電気的接続を直接形成することで、タッチセンサ用の追加の重複構造を設計する必要がない。これにより、周辺領域に相当する重複構造が占める領域を節約でき、重複公差が発生しないため、タッチセンサの狭ベゼル設計を実現する上で有益である。さらに、本開示のタッチセンサの積層構造設計に基づき、タッチセンサの製造工程において、１回の露光・現像工程でタッチ電極と周辺トレースを一度に形成することができ（すなわち、単一のマスク（フォトレジスト）のみを使用）、エッチング工程後に銀材料層に残る残留樹脂を除去するアルゴンプラズマ処理工程を併用するため、製造工程のステップとコストを削減でき、エッチング精度も向上し、線幅と線間隔の小さい周辺トレースを形成することができる。
【0054】
本開示は、その特定の実施形態を参照してかなり詳細に説明されているが、他の実施形態も可能である。したがって、添付の特許請求の範囲の精神および範囲は、ここに含まれる実施形態の説明に限定されるべきではない。
【0055】
本開示の範囲または精神から逸脱することなく、本開示の構造に様々な修正および変更を加えることができることは、当業者にとって明らかであろう。上記を考慮して、本開示は、以下の特許請求の範囲内であれば、本開示の修正及び変形を範囲として含むことが意図される。
【図1A】
【図1B】
【図2】
【図3】
【図4A】
【図4B】
【図4C】
【図4D】
【図4E】
【図4F】
【図4G】
【図4H】
【図5A】
【図5B】
【図6】
【図7】
【図8】