JP2007334122A - Ito膜の欠損修正方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 ITO膜の欠損箇所に、固形の導電性材(導電性粒子)を溶剤中に分散させた混合溶液を、塗布する塗布工程を、必要に応じて1回以上行い、前記ITO膜の欠損箇所に、透明、且つ、導電性の導電膜を配設する。そして、前記固形の導電性材が、ITOである。
【選択図】 図1
Description
近年、液晶表示素子の大型化、高品質化にともない、散在させたビーズスペーサーに代えて、感光性樹脂のフォトリソグラフィーによって基板上の所定の位置に形成する、スペーサー用柱状構造物(以下、柱状スペーサー」とも言う)が提案されている。
この柱状スペーサーを形成方法としては、カラーフィルタ上に感光性樹脂を塗布し、フォトリソグラフィーにより形成する方法が挙げられている。
柱状スペーサーに代えることによって、ビーズスペーサーの欠点であった均一分布性、セル内でのビーズ移動、ビーズ周辺の配向の乱れで光が漏れることによるコントラスト低下などを、大幅に改善することができる。
このため、カラーフィルタ形成基板においても、柱状スペーサーを付けたカラーフィルタ形成基板の要求が高まってきている。
MVAモードは、広視野角、高速応答を実行するために極めて有望で、カラーフィルタ形成基板において、カラーフィルタ表面に配向制御用突起を設けることによって、配向の乱れによる光が漏れることをほぼ完全に防ぐことができる。
そして、例えば、図7(a)にその一部断面を示し、図7(b)にその平面図を示す、透明基板111上に透明基板上にブラックマトリクス112、着色層113a〜113c、透明導電膜115、液晶間隔制御用の柱スペーサ117、液晶の配向を制御するための配向制御用突起116を、この順に、配設する、カラーフィルタ形成基板110が作製されている。
尚、図7(b)は図7(a)のE1側からみた図で、図7(a)は図7(b)のE2−E3側における断面を示した図である。
図7中、114はオーバコート層で、113A、113B、113Cはそれぞれ、第1の着色層113aの領域、第2の着色層113bの領域、第3の着色層113cの領域を示すもので、太点線はこれらの領域の境界を示している。
そして、このようなカラーフィルタ形成基板を用いて、図8に示すような、MVAモードの液晶表示パネルが作製される。
また、図8中、250はカラーフィルタ形成基板、251は透明基板、252はブラックマトリクス、253a〜253cは着色層、254はオーバコート層、255は透明導電膜(ITO)、258は柱状スペーサ、259は配向制御用突起、262は液晶、262a、262bは配向材、270は対向基板、271は透明基板、272は透明電極、280は拡散板、281はバックライトである。
また、ITO膜中や上の他の異物を除去する場合にも、ITO膜にの欠損箇所が発生することがある。
勿論、ITO膜を成膜する際にも、ピンホールなどのITO膜の欠損箇所が発生することがある。
このようなITO膜欠損箇所は、表示パネルを形成した場合に、導電性膜としての機能を損ねたり、表示品質を損ね、問題となっていた。
尚、カラーフィルタ形成基板においては、その着色層の修正方法は、例えば、特開2003−279721号公報(特許文献1)等に開示されているが、このような、局所的なITO膜の欠損箇所を、簡単に、修復形成する方法はなかった。
本発明はこれに対応するもので、特に、高品位表示のMVAモードの液晶表示パネルに用いられるカラーフィルタ形成基板もしくは該カラーフィルタ形成基板を作製するための中間工程の基板におけるITO膜の欠損箇所を修正する、ITO膜の欠損修正方法で、局所的にITO膜の欠損箇所を、簡単に、修復形成することができる、ITO膜の欠損修正方法を提供しようとするものである。
そして、上記のITO膜の欠損修正方法であって、前記固形の導電性材が、ITOであることを特徴とするものである。
そして、上記いずれかのITO膜の欠損修正方法であって、前記焼成工程における加熱が、ハロゲンランプによる加熱であることを特徴とするものである。
あるいは、前記焼成工程における加熱が、CO2 レーザによる加熱であることを特徴とするものである。
また、上記いずれかのITO膜の欠損修正方法であって、前記塗布工程における混合溶液の塗布方法が、塗布用の針によることを特徴とするものである。
あるいは、前記塗布工程における混合溶液の塗布方法が、インクジェット方式によることを特徴とするものである。
また、上記いずれかのITO膜の欠損修正方法であって、前記カラーフィルタ形成基板は、透明基板上にブラックマトリクス、着色層、ITO膜、液晶間隔制御用の柱スペーサ、液晶の配向を制御するための配向制御用突起を、この順に、配設するもので、異物の除去、あるいは、ITO膜上の液晶間隔制御用の柱スペーサや配向制御用突起形成における突起欠陥の除去の際に用いるレーザ光の照射により、局所的に欠損したITO膜の欠損箇所や、ITO成膜時に発生するピンホールなどのITO膜の欠損箇所を、修正の対象とするものであることを特徴とするものである。
本発明のITO膜の欠損修正方法は、このような構成にすることにより、カラーフィルタ形成基板もしくは該カラーフィルタ形成基板を作製するための中間工程の基板におけるITO膜の欠損箇所を修正する、ITO膜の欠損修正方法で、局所的にITO膜の欠損箇所を、簡単に、修復形成することができる、ITO膜の欠損修正方法の提供を可能としている。
詳しくは、ITO膜の欠損箇所に、固形の導電性材(導電性粒子)を溶剤中に分散させた混合溶液を、塗布する塗布工程を、必要に応じて1回以上行い、あるいは、更に、必要に応じて、前記塗布工程で配設された導電膜を局所過熱する焼成工程を行い、前記ITO膜の欠損箇所に、透明、且つ、導電性の導電膜を配設することにより、これを達成している。
固形の導電性材(導電性粒子)を溶剤中に分散させた混合溶液を用いることにより、局所的な塗布を比較的し易いものとし、また、必要に応じて、塗布工程で配設された導電膜を局所過熱する焼成工程を行うことにより、塗布膜の固着を強固にでき、場合によっては、焼成により塗布膜の特性(導電性、透明度等)をその使用に適するように変化することもできる。
具体的には、固形の導電性材としては、ITO(SnO2 をドープしたIn2 O3 )が挙げられる。
例えば、 0.003μm〜1μm程度の粒子径のITO粒子15wt%を残部である溶剤に分散したものが挙げられ、溶剤としては、PEGMEA等が挙げられる。
特に、ITOを固形の導電性材とした場合には、塗布膜からなるITOの酸化を促進し、その抵抗値を下げることを可能としている。
塗布用の針によるものは、針の先端部に塗布液を付着させた状態で欠陥箇所に運び、塗布液を欠損箇所に付けて塗布するものである。
インクジェット方式としては、塗布液を制御してITO膜の欠損箇所に滴下することができることが前提となる。
図1(a)〜図1(d)は本発明のITO膜の欠損修正方法の実施の形態の1例の処理工程を示した工程断面図で、図2(a)は図1にて修正するカラーフィルタ形成基板の1断面を示した図で、図2(b)は図2(a)のB1側からみた図で、図3(a)は塗布用の針を用いた塗布を示した概略図で、図3(b)はインクジェット方式による塗布を示した図で、図4は複数回の塗布を示した図で、図5はITO膜の貫通欠陥の1例を示した図で、図6はレーザ光の照射装置によるレーザ光照射の1例を示した概略図である。
尚、図2(a)は図2(b)のB1−B2における断面を示した図で、図7と同じ構造のカラーフィルタ形成基板の一部を示した図である。
図1〜図6中、10はカラーフィルタ形成基板、11は透明基板(ここでは石英基板)、12はブラックマトリクス、13aは第1の着色層、13bは第2の着色層、13cは第3の着色層、14は平坦化層、15は透明導電膜(ここではITO膜)、15Aは凹部(ITO膜の欠損箇所)、15Bは貫通孔部(ITO欠損箇所)、16は配向制御用突起、18は突起欠陥(黒欠陥とも言う)、20は基板ホルダー、30はXYステージ、40はレーザ光(ここでは355nm波長のYAGレーザ)、50はレーザ照射手段、51は対物レンズ、60はZ方向移動用ガイドレール、70Aは塗布液、70、71は(修正用の)塗布膜、80は(居所的な)加熱、90は塗布用の針、91は針部、95はインクジェットノズル部である。
本例のITO膜の欠損修正方法は、図7に示すような、透明基板上にブラックマトリクス、着色層、透明導電膜、液晶間隔制御用の柱スペーサ、液晶の配向を制御するための配向制御用突起を、この順に、配設する、MVAモードの液晶表示パネル形成用のカラーフィルタ形成基板10(図1に示す10で、図7の110に相当)における、配向制御用突起16の突起欠陥18を、YAGレーザの第3高調波(355nm)等のレーザ光40にて照射して、該欠陥部下部のITOに凹部(図1(b)の15A)を形成し、ITO膜の欠損箇所とし、次いで、該レーザ光を照射することより形成されたITO膜の欠損箇所に、固形のITOを溶剤中に分散させた混合溶液を、塗布し、更に、塗布された塗布膜を局所的に焼成して、該ITO膜の欠損箇所に、ITOからなる透明、且つ、導電性の導電膜を配設して、ITO膜の欠損箇所を修正するものである。
ここでは、透明基板11として二酸化ケイ素100%の石英ガラスを用いているが、プラスチック基板、無アルカリガラスも用いられている。
ブラックマトリクス12、着色層13a〜13cとしては、ここでは、顔料分散法によりフォトリソ形成された着色層を用いているが、これに限定されない。
透明導電膜15としては、スパッタ形成されたITO膜が用いられている。
また、ここでは、液晶間隔制御用の柱スペーサ(図7の117参照)、配向制御用突起16は、それぞれ、ネガ型の感光剤を製版して形成したものである。
また、ここでは、図1に示す修正対象のカラーフィルタ形成基板10(図2(a)の10に相当)の配向制御用突起16の突起欠陥18は、図2(b)に示すように丸状で、正常な配向制御用突起16形成領域から分離しているが、突起欠陥の形状は、このような形状に限定はされない。
例えば、図6に示すようにして、XYステージ30上にカラーフィルタ形成基板10を載置し、突起欠陥18をレーザ40にて照射して除去する。
図示していないが、レーザ照射手段50はレーザ光発生部、レーザ光の照射ショットを制御するシャッタ、フィルタ、ハーフミラー、全反射ミラー、レーザ光を成形するアパーチャ、対物レンズ51等を備えて、光学系を形成しており、成形されたレーザ光は対物レンズ51により集光され照射される。
ここでは、レーザ光40として、YAGレーザの第3高調波(355nm)を用いているが、これに限定はされない。
波長が短かいレーザ光が、熱の面や、分解能の面から好ましく、例えば、KrFエキシマレーザ(248nm)、XeClエキシマレーザ(308nm)等が挙げられる。
次いで、凹部(ITO欠損箇所)15Aに、固形のITOを溶剤中に分散させた混合溶液を、塗布して、導電性のITO膜を形成する。(図1(c))
例えば、図3(a)に示すように、塗布用の針90の先端の針部91に塗布液70Aを付けて塗布を行う場合には、あるいは、図3(b)に示すように、インクジェットノズル部95から吐出して塗布を行う場合には、 0.003μm〜1μm程度の粒子径のITO粒子15%を残部である溶剤に分散したものが挙げられ、溶剤としては、PEGMEA等が挙げられる。
尚、塗布は、適宜、図4に示すように複数回(ここでは2回)行う。
焼成工程における加熱としては、ハロゲンランプによる加熱が簡易的な方法として挙げられるが、これに、限定はされない。
例えば、塗布膜70にCO2 レーザを照射して加熱する方法も挙げられる。
ここでは、加熱による焼成で、塗布膜は酸化が進み、その抵抗値が下がる。
尚、焼成のための、通常、加熱は、100℃〜300℃程度の範囲で、空気雰囲気中で行う。
このようにして、本例のITO膜の欠損修正方法は行われる。
また、本例では、貫通しない凹部(ITO欠損箇所)15Aを修正の対象としたが、例えば、図5に示すように、ITO膜の成膜の際の貫通孔部(ITO欠損箇所)15Bを修正の対象としても良い。
ITO膜の成膜時のピンホール等のITO膜の貫通孔を修正対象とする他、ITO膜中あるいは上の異物の除去を行った際に発生するITO膜欠損箇所も、修正対象とする。
11 透明基板(ここでは石英基板)
12 ブラックマトリクス
13a 第1の着色層
13b 第2の着色層
13c 第3の着色層
14 平坦化層
15 透明導電膜(ここではITO膜)
15A 凹部(ITO膜の欠損箇所)
15B 貫通孔部(ITO欠損箇所)
16 配向制御用突起
18 突起欠陥(黒欠陥とも言う)
20 基板ホルダー
30 XYステージ
40 レーザ光(ここでは355nm波長のYAGレーザ)
50 レーザ照射手段
51 対物レンズ
60 Z方向移動用ガイドレール
70A 塗布液
70、71 (修正用の)塗布膜
80 (居所的な)加熱
90 塗布用の針
91 針部
95 インクジェットノズル部
Claims (7)
- カラーフィルタ形成基板もしくは該カラーフィルタ形成基板を作製するための中間工程の基板におけるITO膜の欠損箇所を修正する、ITO膜の欠損修正方法であって、前記ITO膜の欠損箇所に、固形の導電性材(導電性粒子)を溶剤中に分散させた混合溶液を、塗布する塗布工程を、必要に応じて1回以上行い、あるいは、更に、必要に応じて、前記塗布工程で配設された導電膜を局所過熱する焼成工程を行い、前記ITO膜の欠損箇所に、透明、且つ、導電性の導電膜を配設することを特徴とするITO膜の欠損修正方法。
- 請求項1に記載のITO膜の欠損修正方法であって、前記固形の導電性材が、ITOであることを特徴とするITO膜の欠損修正方法。
- 請求項1ないし2のいずれか1項に記載のITO膜の欠損修正方法であって、前記焼成工程における加熱が、ハロゲンランプによる加熱であることを特徴とするITO膜の欠損修正方法。
- 請求項1ないし2のいずれか1項に記載のITO膜の欠損修正方法であって、前記焼成工程における加熱が、CO2 レーザによる加熱であることを特徴とするITO膜の欠損修正方法。
- 請求項1ないし4のいずれか1項に記載のITO膜の欠損修正方法であって、前記塗布工程における混合溶液の塗布方法が、塗布用の針によることを特徴とするITO膜の欠損修正方法。
- 請求項1ないし4のいずれか1項に記載のITO膜の欠損修正方法であって、前記塗布工程における混合溶液の塗布方法が、インクジェット方式によることを特徴とするITO膜の欠損修正方法。
- 請求項1ないし6のいずれか1項に記載のITO膜の欠損修正方法であって、前記カラーフィルタ形成基板は、透明基板上にブラックマトリクス、着色層、ITO膜、液晶間隔制御用の柱スペーサ、液晶の配向を制御するための配向制御用突起を、この順に、配設するもので、異物の除去、あるいは、ITO膜上の液晶間隔制御用の柱スペーサや配向制御用突起形成における突起欠陥の除去の際に用いるレーザ光の照射により、局所的に欠損したITO膜の欠損箇所や、ITO成膜時に発生するピンホールなどのITO膜の欠損箇所を、修正の対象とするものであることを特徴とするITO膜の欠損修正方法。
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