(57)【要約】【課題】レーザ照射を受けた透明電極や透明電極が形成された基体から生じた破断片によって電気的短絡や配線の断線等の問題が生じる虞の無い、透明電極パターニング方法を提供する。【解決手段】透明電極パターニング方法においては、（Ａ）基体上に透明電極１５を形成した後、（Ｂ）透明電極及び基体上に保護膜２０を形成し、次いで、（Ｃ）保護膜２０を介して透明電極１５へのレーザ照射を行うことで、レーザ照射された透明電極の部分１６を除去する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）基体上に透明電極を形成した後、
（Ｂ）透明電極及び基体上に保護膜を形成し、次いで、
（Ｃ）保護膜を介して透明電極へのレーザ照射を行うことで、レーザ照射された透明電極の部分を除去することを特徴とする透明電極パターニング方法。
【請求項２】
透明電極へのレーザ照射後、保護膜を除去することを特徴とする請求項１に記載の透明電極パターニング方法。
【請求項３】
保護膜は、照射するレーザの波長に対して透過性を有する樹脂から成る特徴とする請求項１に記載の透明電極パターニング方法。
【請求項４】
保護膜は、ポリビニルアルコール又はポリビニルピロリドンから成ることを特徴とする請求項３に記載の透明電極パターニング方法。
【請求項５】
保護膜の平均厚さは、０．１μｍ以上、１０μｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の透明電極パターニング方法。
【請求項６】
透明電極の平均厚さは１０μｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の透明電極パターニング方法。
【請求項７】
透明電極は、インジウム−錫酸化物から成ることを特徴とする請求項６に記載の透明電極パターニング方法。
【請求項８】
レーザ照射によって、透明電極を構成する材料が主に熱分解することを特徴とする請求項１に記載の透明電極パターニング方法。
【請求項９】
レーザ照射によって、透明電極を構成する材料が主に光分解することを特徴とする請求項１に記載の透明電極パターニング方法。
【請求項１０】
（Ａ）基体上に透明電極を形成した後、
（Ｂ）透明電極及び基体上に保護膜を形成し、次いで、
（Ｃ）保護膜を介して透明電極へのレーザ照射を行うことで、レーザ照射された透明電極の部分を除去する工程を含むことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【請求項１１】
透明電極へのレーザ照射後、保護膜を除去する工程を更に含むことを特徴とする請求項１０に記載の液晶表示装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、透明電極パターニング方法及び液晶表示装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置の構成要素であるインジウム−錫酸化物（以下、ＩＴＯと呼ぶ場合がある）等から成る透明電極のパターニングは、一般に、フォトリソグラフィ技術及びウェットエッチング技術の組合せによって行われており、あるいは又、マスクを用いたスパッタリングエッチング技術によって行われている。しかしながら、これらの技術を用いる場合、液晶表示装置の大型化に伴う製造装置の費用や設置面積の増大を招く。それ故、フォトリソグラフィ技術及びウェットエッチング技術の組合せ、あるいは、マスクを用いたスパッタリングエッチング技術に代わるパターニング技術の開発、実用化が進められている。
【０００３】
このような技術の１つに、レーザ照射を用いて透明電極を直接、加熱分解あるいは光分解する方法を挙げることができる（「ＩＴＯドライエッチング技術」、木下  真言、月刊ディスプレイ、’０１年、１１月号、第４６〜５０頁参照）。この方法によれば、透明電極に対してレーザ光をステップ状に照射し、あるいは、ビーム走査しながら照射することにより、透明電極を直接パターニングすることができる。それ故、フォトリソグラフィ工程及びウェットエッチング工程が不要となり、短い時間での透明電極のパターニングが可能となるばかりか、レジストの除去やウェットエッチングに伴う廃液を無くすことができる。
【０００４】
【非特許文献１】「ＩＴＯドライエッチング技術」、木下  真言、月刊ディスプレイ、’０１年、１１月号、第４６〜５０頁
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、レーザ照射によって透明電極をパターニングする技術を実際の液晶表示装置の製造工程に適用する場合には、解決しなければならない問題がある。即ち、レーザ照射の瞬間に、透明電極や透明電極が形成された基体（下地）がアブレーションを起こすために、レーザ照射によって生じた破断片（レーザ照射を受けた透明電極や基体の部分から生じた破片や、レーザ照射を受けた透明電極や基体の部分が熱分解や光分解することによって生じた物質）が周囲に飛散することが避けられない。液晶表示装置を構成する周囲の膜面上に飛散したこのような破断片は、膜表面に融着したり、静電気により固着し、あるいは又、機械的に突き刺さり、レーザ照射中及び／又は照射後に吸引やエアブロー、超音波洗浄等を行っても、完全に除去することは極めて困難である。
【０００６】
そして、これらの飛散した破断片は、液晶表示装置の表示領域やその周囲に形成された駆動回路部において、画素電極と対向電極との間の電気的短絡の発生、画素電極と対向電極との間のギャップの不均一の発生、配線間の短絡や配線の断線の発生の原因となり、液晶表示装置の製造歩留の低下を招く。それ故、この問題を解決しない限り、レーザ照射によって、ＩＴＯを始めとする透明電極をパターニングすることは現実的に不可能である。
【０００７】
また、以上に説明した問題は、液晶表示装置の製造に固有の問題ではなく、レーザ照射によって透明電極のパターニングを行うことを試みた場合、常に付きまとう問題である。
【０００８】
従って、本発明の目的は、レーザ照射を受けた透明電極や透明電極が形成された基体から生じた破断片によって電気的短絡や配線の断線等の問題が生じる虞の無い、透明電極パターニング方法及び液晶表示装置の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するための本発明の透明電極パターニング方法は、
（Ａ）基体上に透明電極を形成した後、
（Ｂ）透明電極及び基体上に保護膜を形成し、次いで、
（Ｃ）保護膜を介して透明電極へのレーザ照射を行うことで、レーザ照射された透明電極の部分を除去することを特徴とする。
【００１０】
また、上記の目的を達成するための本発明の液晶表示装置の製造方法は、
（Ａ）基体上に透明電極を形成した後、
（Ｂ）透明電極及び基体上に保護膜を形成し、次いで、
（Ｃ）保護膜を介して透明電極へのレーザ照射を行うことで、レーザ照射された透明電極の部分を除去する工程を含むことを特徴とする。
【００１１】
本発明の透明電極パターニング方法あるいは液晶表示装置の製造方法（以下、これらを総称して、本発明と呼ぶ場合がある）において、場合によっては、透明電極が基体の全面に形成されている場合があり、この場合には、透明電極上にのみ保護膜を形成することになるが、このような形態も、保護膜を透明電極及び基体上に形成する形態に包含される。
【００１２】
本発明においては、透明電極へのレーザ照射後、保護膜を除去する工程を更に含むことが好ましい。保護膜の除去方法として、使用する保護膜を構成する材料にも依るが、水洗によって除去する方法、溶剤を用いて除去する方法を例示することができる。
【００１３】
本発明において、保護膜は、照射するレーザの波長に対して透過性を有する樹脂から成ることが好ましく、具体的には、保護膜を構成する主成分としての樹脂として、レーザ光の主波長に対して透過性を有し、しかも、水洗にて除去可能な樹脂を使用することが好適であり、例えば、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）又はポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）を挙げることができる。尚、これらの樹脂には各種の添加剤等が含まれていてもよい。ここで、照射するレーザの波長に対して透過性を有する樹脂とは、係る樹脂によって保護膜を形成したとき、保護膜のレーザ光透過率が５％以上であることを意味する。あるいは又、本発明において、保護膜を構成する主成分としての樹脂として、アクリル系樹脂、アクリル・エポキシ系樹脂、ノボラックを含むフェノール系樹脂、又は、ポリイミド系樹脂を挙げることもできる。これらの樹脂を保護膜として使用する場合、透明電極及び基体上にこれらの樹脂から成る保護膜を形成し、保護膜に含まれる溶剤を除去して所謂タックフリーの状態とし、次いで、保護膜を介して透明電極へのレーザ照射を行った後、溶剤（例えば、アセトン）を用いてこれらの樹脂から成る保護膜を除去すればよい。あるいは又、本発明において、保護膜を構成する材料として、ＳｉＯx又はＳｉＮxを挙げることもできる。
【００１４】
透明電極及び基体上への保護膜の形成方法として、保護膜を構成する材料にも依るが、スピンコート法；スクリーン印刷法といった印刷法；エアドクタコーター法、ブレードコーター法、ロッドコーター法、ナイフコーター法、スクイズコーター法、リバースロールコーター法、トランスファーロールコーター法、グラビアコーター法、キスコーター法、キャストコーター法、スプレーコーター法、スリットオリフィスコーター法、カレンダーコーター法といった各種コーティング法；浸漬法；及び、スプレー法の内のいずれかを挙げることができる。
【００１５】
本発明において、保護膜の平均厚さは、０．１μｍ以上、１０μｍ以下、好ましくは１μｍ以上、３μｍ以下であることが望ましい。
【００１６】
本発明において、透明電極の平均厚さは１０μｍ以下であることが望ましい。透明電極の平均厚さの下限値は、透明電極として機能する平均厚さとすればよい。尚、透明電極を構成する材料として、インジウム−錫酸化物（ＩＴＯ，ＳｎドープのＩｎ2Ｏ3、結晶性ＩＴＯ及びアモルファスＩＴＯを含む）、ＩＦＯ（ＦドープのＩｎ2Ｏ3）、酸化錫（ＳｎＯ2）、ＡＴＯ（ＳｂドープのＳｎＯ2）、ＦＴＯ（ＦドープのＳｎＯ2）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化インジウム−酸化亜鉛（ＩＺＯ）、スピネル形酸化物、ＹｂＦｅ2Ｏ4構造を有する酸化物を例示することができる。基体上に透明電極を形成する方法として、基体や透明電極を構成する材料にも依るが、真空蒸着法や反応性蒸着法、各種のスパッタリング法、電子ビーム蒸着法、イオンプレーティング法といった物理的気相成長法（ＰＶＤ法）、パイロゾル法、有機金属化合物を熱分解する方法、スプレー法、ディップ法、ＭＯＣＶＤ法を含む各種の化学的気相成長法（ＣＶＤ法）、無電解メッキ法を挙げることができる。
【００１７】
本発明にあっては、レーザ照射によって、透明電極を構成する材料が主に熱分解され、あるいは又、透明電極を構成する材料が主に光分解する。
【００１８】
本発明において使用されるレーザとして、炭酸ガスレーザ、ＹＡＧレーザ（波長１０６４ｎｍ、あるいは、２倍波、３倍波、４倍波を含む）、エキシマレーザ（波長２４８ｎｍ）を例示することができるが、これらに限定するものではなく、周知のレーザを用いることができる。尚、ＹＡＧレーザを用いた場合、レーザ照射によって、透明電極を構成する材料が主に熱分解される。一方、エキシマレーザを用いた場合、レーザ照射によって、透明電極を構成する材料が主に光分解される。ステップ状にレーザ光を照射してもよいし、ビーム走査してもよい。例えば比較的大きな面積の透明電極の部分の除去を行う場合、レーザ光の形状を矩形としてステップ状に照射することが好適である。あるいは又、フォトマスクを介してレーザ光を透明電極に照射してもよい。パワー、ピーク値、パルス幅、パルス重畳回数、走査速度、走査面積、波長等のレーザの特性は、保護膜を構成する材料や保護膜の厚さ、透明電極を構成する材料や透明電極の厚さ、パターニングする透明電極の面積や形状、基体を構成する材料等に応じて、適宜、最適化を図ればよい。
【００１９】
基体として、各種ガラス基板や、表面に絶縁層が形成された各種ガラス基板、表面に樹脂層が形成された各種ガラス基板、表面にカラーフィルターやブラックマトリクスが形成され、更に、これらの上に樹脂層が形成された各種ガラス基板、石英基板、表面に絶縁層が形成された石英基板、表面に絶縁層が形成されたシリコン基板を挙げることができる。更には、基体として、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）やポリイミド、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、エポキシ、アクリル、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、非晶質ポリオレフィンに例示される高分子材料から構成されたプラスチック・フィルムやプラスチック・シート、プラスチック基板を挙げることができる。
【００２０】
本発明の透明電極パターニング方法によって得られるパターニングされた透明電極を備えた装置として、液晶表示装置（ＬＣＤ）のみならず、エレクトロルミネッセンス表示装置（ＥＬＤ）、プラズマ表示装置（ＰＤＰ）、冷陰極電界電子放出表示装置（ＦＥＤ：フィールドエミッションディスプレイ）を例示することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明においては、保護膜を介して透明電極へのレーザ照射を行う。そして、保護膜を構成する材料、照射するレーザ光の特性等にも依るが、レーザ照射によって保護膜が消滅する場合もあるし、消滅せずに残される場合もある。前者の場合、レーザ照射によって生じた破断片（レーザ照射を受けた透明電極や基体の部分から生じた破片や、レーザ照射を受けた透明電極や基体の部分が熱分解や光分解することによって生じた物質）が周囲に飛散するが、かかる破断片は周囲の保護膜に付着するだけであり、基体上には保護膜が形成されているが故に、基体に付着することはない。後者の場合、保護膜で覆うことにより破断片が飛散することを防止することができる。そして、例えば、その後の保護膜剥離工程において保護膜と共に破断片を除去すれば、製品の一部となるべき部分を清浄に保つことができる。
【００２２】
従って、異物の存在を極力排除しなければならない例えば液晶表示装置の製造にあっても、例えば液晶表示装置の表示領域やその周囲に形成された駆動回路部において、画素電極と対向電極との間の電気的短絡の発生、画素電極と対向電極との間のギャップの不均一の発生、配線間の短絡や配線の断線の発生といった、液晶表示装置の製造歩留を低下させる原因の発生を確実に防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、図面を参照して、実施例に基づき本発明を説明する。
【実施例１】
【００２４】
実施例１は、本発明の透明電極パターニング方法、及び、液晶表示装置の製造方法に関する。実施例１における液晶表示装置は、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）及びＩＴＯから成る画素電極が表示領域に形成され、この表示領域を取り囲むように駆動回路部が形成されたアレイ基板（図示せず）と、対向基板（カラーフィルター基板）とが、これらの基板の縁部で接合された構造を有する。対向基板におけるカラーフィルターの一部分の配置及び透明電極のパターニングの状態を図１の（Ａ）に模式的に示し、図１の（Ａ）において楕円で囲まれた部分の模式的な断面図を図１の（Ｂ）に示す。
【００２５】
この対向基板１０においては、カラーフィルター１２（赤色カラーフィルター１２Ｒ，緑色カラーフィルター１２Ｇ，青色カラーフィルター１２Ｂ）が、ガラス基板１１上に形成されている。また、カラーフィルター１２の間のガラス基板１１上にはブラックマトリクス１３が形成されており、カラーフィルター１２及びブラックマトリクス１３上に平滑性改善のためにアクリル樹脂やエポキシ樹脂から成るオーバーコート層１４が形成されている。更には、オーバーコート層１４の上には、ＩＴＯから成る透明電極１５が形成されている。
【００２６】
ところで、表示領域を取り囲むガラス基板１１の上方全体に透明電極１５が形成されていると、アレイ基板に形成された駆動回路部との間で寄生容量が生じる。このような寄生容量の存在は、液晶表示装置における駆動速度の低下、消費電力の増加を招く。従って、表示領域を取り囲むように位置する透明電極１５の部分の内、不要な部分は出来る限り除去することが望ましい。実施例１においては、このような透明電極１５の不要な部分の除去に、本発明の透明電極パターニング方法を適用する。尚、図１の（Ａ）及び（Ｂ）においては、除去された透明電極１５の不要な部分を除去部分１６で示し、図１の（Ａ）においては、係る除去部分１６に斜線を付した。
【００２７】
以下、図２の（Ａ）及び（Ｂ）を参照して、実施例１の透明電極パターニング方法及び液晶表示装置の製造方法の概要を説明する。
【００２８】
［工程−１００］
先ず、基体上に透明電極１５を形成する。具体的には、ガラス基板１１上に周知の方法に基づき、カラーフィルター１２（赤色カラーフィルター１２Ｒ，緑色カラーフィルター１２Ｇ，青色カラーフィルター１２Ｂ）、及び、ブラックマトリクス１３を形成し、更に、これらの上にオーバーコート層１４を形成する。ここで、表面にカラーフィルター１２及びブラックマトリクス１３が形成され、更に、これらの上に樹脂層であるオーバーコート層１４が形成されたガラス基板１１が基体に相当する。次いで、オーバーコート層１４上に、例えば、スパッタリング法にて、インジウム−錫酸化物（ＩＴＯ）から成り、平均厚さ０．１μｍの透明電極１５を形成する。
【００２９】
ここで、カラーフィルター１２は表示領域に形成され、ブラックマトリクス１３はカラーフィルター１２が形成されていないガラス基板１１の部分（具体的には、表示領域及び表示領域を取り囲む周辺領域であってカラーフィルター１２が形成されていないガラス基板１１の部分）に形成されている。また、オーバーコート層１４及び透明電極１５も、表示領域及び周辺領域に、即ち、ガラス基板１１の全面に形成されている。
【００３０】
［工程−１１０］
その後、透明電極１５及び基体上に保護膜２０を形成する。尚、実施例１においては、透明電極１５が基体の全面に形成されているので、実際には、保護膜２０が透明電極１５上に形成され、保護膜２０は基体上には形成されないが、このような形態も、「透明電極及び基体上に保護膜を形成する」形態に包含する。具体的には、平均厚さ２μｍのポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）から成る保護膜２０を、スピンコート法にて透明電極１５上に形成し、保護膜２０を乾燥させる。乾燥後の保護膜２０の平均厚さを２μｍとする。この状態を模式的に図２の（Ａ）に示す。
【００３１】
［工程−１２０］
次に、保護膜２０を介して透明電極１５へのレーザ照射を行うことで、レーザ照射された透明電極の部分１６を除去する。具体的には、波長１０６４ｎｍのＹＡＧレーザを使用し、レーザ光の形状を矩形として、概ね２Ｊ／ｃｍ2の照射エネルギーにて、保護膜２０を介して透明電極１５へのレーザ照射をステップ状にて行う。この状態を、模式的に図２の（Ｂ）に示す。尚、ＰＶＰから成る保護膜２０を使用する場合、レーザ照射によって保護膜２０を消滅させること無く、レーザ光が照射された保護膜２０の直下の透明電極１５の部分１６を主に熱分解によって粉体にすることができる。この透明電極１５の粉状になった部分１６を、図２の（Ｂ）においては、黒く塗りつぶした。尚、場合によっては、オーバーコート層１４の一部分が熱分解されることもある。ＰＶＰから成る保護膜２０のレーザ光透過率は９９％以上である。
【００３２】
［工程−１３０］
その後、保護膜２０を水洗することで除去し、図１の（Ｂ）に示した構造を得ることができる。透明電極１５の粉状になった部分１６も水洗によって除去されるので、透明電極１５の粉状になった部分１６に起因して液晶表示装置に不良が生じることは無い。
【００３３】
［工程−１４０］
次いで、こうして得られた対向基板（カラーフィルター基板）に配向処理を施した後、対向基板とアレイ基板とを周知の方法に基づき組み立てる。
【実施例２】
【００３４】
実施例２は、実施例１の変形である。実施例１においては、保護膜２０をＰＶＰから構成した。一方、実施例２においては、保護膜２０Ａをポリビニルアルコール（ＰＶＡ）から構成する。
【００３５】
実施例２においては、先ず、実施例１の［工程−１００］〜［工程−１１０］と同様の工程を実行する。次に、実施例１の［工程−１２０］と同様の工程において、実施例２にあってはＰＶＡから成る保護膜２０Ａを使用するので、レーザ照射された保護膜２０Ａの部分が消滅し、更には、レーザ光に直接照射された透明電極１５が熱分解し、レーザ照射を受けた透明電極１５の部分から生じた破片や、レーザ照射を受けた透明電極１５や保護膜２０Ａ（場合によっては基体であるオーバーコート層１４の一部分）が熱分解することによって生じた物質（これらを、図３においては、破断片１７で示す）が周囲に飛散し、保護膜２０Ａに付着する。具体的には、破断片１７は、保護膜２０Ａの表面に融着したり、静電気により固着し、あるいは又、機械的に突き刺さる。しかしながら、保護膜２０Ａの下のオーバーコート層１４等には何ら損傷等は発生しない。その後、実施例１の［工程−１３０］と同様に保護膜２０を水洗することで除去し、図１の（Ｂ）に示した構造を得ることができる。破断片１７も水洗によって除去されるので、破断片１７に起因して液晶表示装置に不良が生じることは無い。
【００３６】
以上、本発明を好ましい実施例に基づき説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。実施例において説明した液晶表示装置の構成、構造、構成要素を構成する材料、製造条件や加工条件等は例示であり、適宜、変更することができる。また、透明電極のパターニング方法は、液晶表示装置における透明電極のパターニングに限定されない。例えば、３電極型の交流駆動型プラズマ表示装置（ＰＤＰ）にあっては、放電維持電極を一対のストライプ状の透明電極によって構成するが、係るストライプ状の透明電極のパターニングに本発明の透明電極パターニング方法を適用することができる。
【００３７】
実施例においては、波長１０６４ｎｍのＹＡＧレーザを使用したが、一般に、ＹＡＧレーザのような赤外レーザを用いる場合、透明電極の加工断面は丸みを持った形状となる。一方、波長２４８ｎｍのエキシマレーザのような紫外レーザを用いる場合、透明電極の加工断面はシャープになる。また、レーザ照射によって、透明電極を構成する材料が主に光分解する。具体的には、実施例１の［工程−１２０］あるいは実施例２における同様の工程において、波長２４８ｎｍのエキシマレーザを使用し、レーザ光の形状を矩形として、概ね０．２Ｊ／ｃｍ2の照射エネルギーにて、保護膜２０，２０Ａを介して透明電極１５へのレーザ照射をステップ状にて行うことによっても、レーザ照射された透明電極１５の部分１６を除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】図１の（Ａ）は、対向基板におけるカラーフィルターの一部分の配置及び透明電極のパターニングの状態を模式的に示す図であり、図１の（Ｂ）は、図１の（Ａ）において楕円で囲まれた部分の模式的な断面図である。
【図２】図２の（Ａ）及び（Ｂ）は、実施例１の透明電極パターニング方法及び液晶表示装置の製造方法を説明するためのガラス基板等の模式的な一部断面図である。
【図３】図３は、実施例２の透明電極パターニング方法及び液晶表示装置の製造方法を説明するためのガラス基板等の模式的な一部断面図である。
【符号の説明】
【００３９】
１０・・・対向基板、１１・・・ガラス基板、１２，１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂ・・・カラーフィルター、１３・・・ブラックマトリクス、１４・・・オーバーコート層、１５・・・透明電極、１６・・・除去部分、１７・・・破断片、２０，２０Ａ・・・保護膜
【図１】
2005209691.tif 000003
【図２】
2005209691.tif 000004
【図３】
2005209691.tif 000005