JP2015004840A - 透明電極を有する電気装置とその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】透明電極のレーザ光を用いたパターニングを短縮化できる技術を提供する。
【解決手段】透明電極を有する電気装置の製造方法は、第１透明電極層が形成された第１透明基板と第２透明電極層が形成された第２透明基板とが、第１透明電極層と第２透明電極層とが対向するように重ねられた第１積層基板を含む積層基板構造を形成する工程と、積層基板構造にレーザ光を照射して、レーザ光が照射された領域の第１透明電極層及び第２透明電極層を、第１透明基板及び第２透明基板から剥離する工程と、第１透明電極層の剥離された部分を洗浄で除去して第１電極パターンを形成し、第２透明電極層の剥離された部分を洗浄で除去して第２電極パターンを形成する工程とを有する。
【選択図】図１−１

Description

本発明は、透明電極を有する電気装置とその製造方法に関する。

液晶表示素子の透明電極を、レーザ光でパターニングする方法が提案されている（例えば特許文献１参照）。透明電極のレーザ光によるパターニングは、例えばフォトリソグラフィ及びウェットエッチングによるパターニングに比べて、装置構成が簡単、フォトマスクが不要、排水処理が不要等の利点を有する。しかし、レーザ光によるパターニングは、加工に時間がかかるという課題があり、量産に用いることが難しい。

特開平８−３３９９３号公報

本発明の一目的は、透明電極のレーザ光を用いたパターニング工程を短縮化できる技術を提供することである。

本発明の他の目的は、透明電極のレーザ光を用いた新規なパターニング技術を提供することである。

本発明の一観点によれば、
（ａ）第１透明電極層が形成された第１透明基板と第２透明電極層が形成された第２透明基板とが、前記第１透明電極層と前記第２透明電極層とが対向するように重ねられた第１積層基板を含む積層基板構造を形成する工程と、
（ｂ）前記積層基板構造にレーザ光を照射して、前記レーザ光が照射された領域の前記第１透明電極層及び前記第２透明電極層を、前記第１透明基板及び前記第２透明基板から剥離する工程と、
（ｃ）前記第１透明電極層の剥離された部分を洗浄で除去して第１電極パターンを形成し、前記第２透明電極層の剥離された部分を洗浄で除去して第２電極パターンを形成する工程と
を有する、透明電極を有する電気装置の製造方法
が提供される。

対向する第１、第２透明電極層をレーザ光照射により同時にパターニングできるので、透明電極層を１枚ずつレーザ光照射によりパターニングする方法に比べて、短縮化が図られる。また、第１、第２透明電極層が第１、第２透明基板に挟まれた状態でレーザ光照射が行われるので、電極材料の飛散が防止される。

図１Ａ〜図１Ｅは、第１実施例による液晶表示素子の製造工程を示す概略断面図である。 図１Ｆ及び図１Ｇは、第１実施例による液晶表示素子の製造工程を示す概略断面図である。 図２Ａ及び図２Ｂは、それぞれ、第１実施例による液晶表示素子の製造工程におけるレーザ光照射後のガラス基板と、洗浄後のガラス基板とを示す写真である。 図３Ａ及び図３Ｂは、実施例によるセル形成工程を模式的に示す基板の概略平面図である。 図３Ｃ〜図３Ｅは、実施例によるセル形成工程を模式的に示す基板の概略平面図である。 図４Ａは、電極パターン形状を計測した試料の概略断面図であり、図４Ｂは、実施例による電極パターンの表面形状を示すグラフである。 図４Ｃ及び図４Ｄは、第１比較例による電極パターンの表面形状を示すグラフである。 図５Ａ及び図５Ｂは、変形例によるセル形成工程を模式的に示す基板の概略平面図である。 図６は、第２実施例による液晶表示素子の製造方法を示す概略断面図である。 図７Ａ及び図７Ｂは、それぞれ、第２実施例による液晶表示素子の製造工程におけるレーザ光照射後のフィルム基板と、洗浄後のフィルム基板とを示す写真である。 第１、第２実施例による液晶表示素子の製造工程の流れをまとめたフロー図である。

本発明の第１実施例による液晶表示素子の製造方法について説明する。図１Ａ〜図１Ｇは、第１実施例による液晶表示素子の製造工程を示す概略断面図である。

図１Ａを参照する。透明絶縁基板１上に透明電極層２が形成された電極層付き透明基板１ａを準備する。透明絶縁基板１は、例えばガラス基板であり、透明電極層２は、例えばインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）層である。また、電極層付き透明基板１ａと同様の、透明絶縁基板１１上に透明電極層１２が形成された電極層付き透明基板１１ａを準備する。

図１Ｂを参照する。透明電極層２と透明電極層１２とが対向するように、透明絶縁基板１と透明絶縁基板１１とを重ねて、積層基板構造ＬＡＭを形成する。

図１Ｃを参照する。例えばＩＴＯで形成された透明電極層２、１２は、適当な条件でのレーザ光照射により、アブレーションや、熱による蒸発で剥離、除去することができる。透明電極層２、１２の、電極パターンとして不要な部分ＲＥＭに、積層基板ＬＡＭの片方の透明基板（例えば基板１１）を介しレーザ光ＬＢを照射して、不要部分ＲＥＭを透明基板１及び１１から剥離、除去する。

図１Ｃに、レーザ光の照射光学系２０１も概略的に例示する。照射光学系２０１は、レーザ光源２０２と走査光学系２０３とを含む。レーザ光源２０２は、例えばＹＡＧレーザ光源、ＹＶＯレーザ光源等が用いられ、波長は例えば、基本波１０６４ｎｍ、２倍波５３２ｎｍ、３倍波３５５ｎｍ等である。レーザ光照射領域で透明電極層２、１２を完全除去できるように、波長、レーザ出力、繰り返しパルス幅等のレーザ照射条件を選択することができる。実験により、波長１０６４ｎｍ、５３２ｎｍ、及び３５５ｎｍでは問題なくパターニングできていることを確認した。波長に特に制限はないが、例えば３５０ｎｍ〜１５００ｎｍの範囲が好ましいであろう。

走査光学系２０３は、例えばレーザ光ＬＢの進行方向を振ってレーザ光を走査するものであり、例えばガルバノミラーやデジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）を用いることができる。レーザ光ＬＢの走査により、所望の領域ＲＥＭへ選択的にレーザ光を照射できる。なお、レーザ光の進行方向を固定し、積層基板ＬＡＭをＸＹテーブルで移動することにより走査を行ってもよい。積層基板ＬＡＭとレーザ光との相対位置を変えることができれば、走査を行うことができる。

図１Ｄを参照する。レーザ光照射後、透明基板１と透明基板１１とを分離する。透明電極層２のレーザ光が照射された不要部ＲＥＭを洗浄により除去して、透明基板１上に透明電極パターン２ｐを形成する。

図１Ｅを参照する。また、透明電極層１２のレーザ光が照射された不要部ＲＥＭを洗浄により除去して、透明基板１１上に透明電極パターン１２ｐを形成する。

透明電極層２と透明電極層１２とが対向する状態でレーザ光照射を行ったので、透明電極パターン２ｐと透明電極パターン１２ｐは、同一形状とはならず、互いに反転した形状（ミラー対称形状）に形成される。

図１Ｆを参照する。以下、透明基板１を用いたセルの形成を例示する。透明電極パターン２ｐを覆って透明基板１上に配向膜３を形成し、ラビング等により配向処理を行う。

図１Ｇを参照する。対向側の、透明電極パターン２２ｐが形成された透明絶縁基板２１を準備する。透明電極パターン２２ｐを覆って透明基板２１上に配向膜２３を形成し、ラビング等により配向処理を行う。

透明基板１、２１を配向膜３、２３が対向するように向かい合わせて、空セルを形成する。空セルに液晶を注入し液晶層４を形成して、液晶セルを形成する。液晶セルの基板両面上に、偏光板５、２５を貼り合わせる。このようにして、第１実施例による液晶表示素子が形成される。

次に、第１実施例による液晶表示素子のより具体的な作製例について説明する。電極層付き基板として、ＩＴＯ層の形成されたガラス基板を準備した。ガラス基板は、大きさ３５ｃｍ×３６ｃｍ、厚さ０．７ｍｍｔで、材質は青板ガラスである。ＩＴＯ層は、厚さ２００ｎｍである。一対の電極層付き基板を、ＩＴＯ層同士を対向させて重ねた。

電極パターンを形成するための電極層除去領域、つまりレーザ光照射領域は、通常の量産で用いられている単純マトリクス液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）用のＩＴＯ配線パターンの設計データ（ＣＡＤデータ）を用いて設定した。このＣＡＤデータに基づいてガルバノミラー等の走査を制御することにより、所望領域へのレーザ光照射を行うことができる。

本作製例の電極パターンは、２面取りのリバーシブル基板となるものである。同一電極パターンを有するリバーシブル基板である２枚の基板が、各セルを形成する電極パターン部分同士が対向するように配置されて、２つのセルが同時形成される。

レーザ光源として波長１０６４ｎｍのＹＶＯレーザを用い、レーザ出力を１０Ｗ、ＬＤパワーを６０％、繰り返しパルス周期を４０ｋＨｚとした。レーザスポットサイズを直径１００μｍとした。レーザ光走査はガルバノミラーで行い、走査速度は３００ｍｍ／ｓｅｃとした。例えば、走査方向と直交する方向にレーザスポット位置をずらしながら１０回の走査を行うことにより、幅約１ｍｍの帯状領域にレーザ光を照射した。

なお、レーザ光照射条件は、各々の加工に応じて適宜設定することができる。例えば、レーザ出力は１０Ｗ〜１００Ｗ、繰り返しパルス周期は１０ｋＨｚ〜１００ｋＨｚ、レーザスポットサイズは直径１０μｍ〜２００μｍ程度の範囲で設定することができる。なお、帯形状の加工を例示するが、必要に応じて走査方向を変化させて任意形状の電極パターンを形成することができる。

レーザ光照射後の積層基板を目視で観察すると、レーザ光を照射した所定形状に白濁した跡が見える状態であった。

図２Ａに、積層基板から分離した片方のガラス基板の拡大写真を示す。中央部の左右方向に延びた暗く見える帯状領域が、レーザ光照射領域である。レーザ光照射領域に、無数の粉状の異物が付着しており、これは、レーザ光照射により基板から剥離されたＩＴＯ粒子が堆積した状態と考えられる。このような異物は、水洗い等により簡単に除去できることがわかった。

実際の洗浄は、洗浄機を用いて行った。洗浄方法は、アルカリ洗浄を用いたブラシ洗浄、純水洗浄、エアーブロー、ＵＶ照射、ＩＲ乾燥の順に行った。なお、洗浄方法はこれに限らず、高圧スプレー洗浄やプラズマ洗浄等を行ってもよい。

図２Ｂに、洗浄後のガラス基板の拡大写真を示す。図２Ａの洗浄前に見られた粉状の異物が無くなっていることがわかる。また、目視においても白濁は見られなくなっており、透明に見えた。

このように、透明基板間に挟まれた２枚の透明電極層を同時にパターニングできることがわかった。積層基板のレーザ出射側基板では、従来のようにフォトリソグラフィ及びエッチングを使ってパターニングしたものと同一形状の電極パターンが得られた。レーザ入射側基板では、これを反転した電極パターンが得られた。

他の積層基板に対しても、同じ電極パターンとなるよう加工を行って、レーザ出射側基板とレーザ入射側基板とを形成した。リバーシブル基板であるため、同一電極パターンを有するレーザ出射側基板同士を対として、セルを形成する。また、（レーザ出射側基板の電極パターンに対し反転形状を有し、）同一電極パターンを有するレーザ入射側基板同士を対として、セルを形成する。

配向膜は、例えば日産化学社製のＳＥ−４１０等をフレキソ印刷等により、例えば厚さ５０ｎｍ〜８０ｎｍ形成した。ラビング等による配向処理を、上下基板間の配向方向が９０°ずれるように行った。

セルを形成する一方の基板にはギャップコントロール剤（積水化学社製ミクロパール５ミクロン等）を散布し、他方の基板にはプラスチックファイバー（直径５μｍ）を３ｗｔ％添加したメインシール剤（三井化学製ＥＳ−７５００等）をディスペンサーで塗布した。

両基板を重ね合わせてプレスした状態で焼成した後、ガラスを分断して２面取りの基板から各セルを分離し、液晶を真空注入した。ここではΔεが正のネマティック液晶を用いた。注入後、注入口をエンドシールし、セルを洗浄した後、偏光板をクロスニコルになるように貼って、液晶表示素子を完成した。

レーザ出射側基板により形成した第１の液晶表示素子は、フォトリソグラフィ及びエッチングにより電極パターンを形成した基板で作製された従来の液晶表示素子と同一の表示外観が得られた。一方、レーザ入射側基板により形成した第２の液晶表示素子は、従来の液晶表示素子に対し左右反転した表示外観が得られた。

ただし、第２の液晶表示素子を表裏（上下）反転して観察することにより、従来の液晶表示素子と同一の表示外観が得られた。レーザ入射側基板により形成した第２の液晶表示素子を表裏反転させた素子は、レーザ出射側基板により形成した第１の液晶表示素子と同一の表示外観を得られるが、駆動回路に接続する取り出し端子を付ける位置が表裏（上下）逆となる。端子位置が逆となる以外は、使用上の違いが無かった。このような状況を、以下模式図を参照して説明する。

図３Ａ〜図３Ｅは、基板の模式的な平面図である。図３Ａ及び図３Ｂは、それぞれ、一対のレーザ出射側基板、一対のレーザ入射側基板を示す。一対となってセルを形成する関係を、両矢印で示す。紙面表側に電極パターンが形成されている。一枚の基板は、図中Ａを付した領域とＢを付した領域とが区画されて、２面取りとなっている。Ａ領域とＢ領域とが対向して重ねられて、１つ分のセルが形成される。なお、方向を示す便宜のため、Ａの文字の左下端に黒丸を付し、Ｂの文字の下端に黒丸を付す。斜線のハッチングを付した部分は、電極パターンのうち、取り出し端子を付ける取り出し電極部分を示す。

図３Ｃ及び図３Ｄは、それぞれ、一対のレーザ出射側基板のＡ領域とＢ領域とを重ねたセル、及び、一対のレーザ入射側基板のＡ領域とＢ領域とを重ねたセルを示す。Ａ領域及び端子領域が表側（上側）基板に配置されており、Ａの文字及び取り出し電極部のハッチングを実線で示す。Ｂ領域が裏側（下側）基板に配置されており、Ｂの文字を破線で示す。

ＡＢの文字の配置から分かるように、レーザ出射側基板で形成されたセルの表示外観（図３Ｃ）に対し、レーザ入射側基板で形成されたセルの表示外観（図３Ｄ）は、反転した形状（ミラー対称形状）となる。

図３Ｅは、レーザ入射側基板で形成されたセル（図３Ｄ）を表裏（上下）反転させたものである。Ｂ領域が表側（上側）基板に配置されており、Ｂの文字を実線で示す。Ａ領域及び端子領域が裏側（下側）基板に配置されており、Ａの文字及び取り出し電極部のハッチングを破線で示す。

レーザ出射側基板で形成されたセル（図３Ｃ）と、レーザ入射側基板で形成されたセルを表裏（上下）反転させたセル（図３Ｅ）とは、同一の表示外観を得られる。ただし、両セルで、端子位置が表裏（上下）逆になっている。

このように、実施例の電極パターニング方法で同時形成された基板を用いた液晶表示素子の製造では、同一の表示外観が得られる同一機種であっても、電極パターンの配置が表裏（上下）逆となり、取り出し電極が表示の表（上）側になるものと、下（裏）側になるものの２種類が出来上がることになる。取り出し電極が表裏（上下）異なる点は、液晶表示素子の製品上特に支障になることはない。

以上説明したように、実施例の方法によれば、レーザ光照射により、対向して重ねられた２枚の電極層を同時にパターニングすることができる。これにより、例えば、基板１枚ずつ電極層側からレーザ光照射をして電極層をパターニングする方法（これを第１比較例とする）に比べて、電極パターニング工程の短縮化が図られる。

また、実施例の電極パターニング方法は、２枚の電極層が上下基板に挟まれた状態でレーザ光照射が行われる。これにより、基板から剥離された電極材料が周りに飛散することがない。一方、第１比較例では、基板から剥離された電極材料が飛散する。電極材料の微細な粉末は、人体への悪影響（ナノリスク）等が懸念され、飛散させないことが望ましい。なお、以下に説明するように、実施例と第１比較例の電極パターンは、エッジの断面形状が異なることがわかった。

図４Ａは、電極パターン断面形状を計測した試料の概略断面図である。ガラス基板１０１上に、ＩＴＯによる電極パターン１０２が形成されている。電極パターン１０２の、幅約１ｍｍの部分の形状を計測した。

図４Ｂ〜図４Ｄは、電極パターンの表面形状を示すグラフである。図４Ｂが第１実施例の方法で形成した電極パターン（レーザ出射側の基板）、図４Ｃ及び図４Ｄが第１比較例の方法で形成した電極パターン（電極層側からレーザ光照射）である。横軸が幅方向位置、縦軸が厚さを示す。

第１比較例の電極パターンは、幅方向両縁部に、厚さ方向の突き出し部が顕著に形成されることがわかった。第１比較例の突き出し部の高さは、平均的な膜厚約１５０ｎｍ（１５００Å）に対し、１０％〜４０％程度となっている。

第１比較例に比べ、第１実施例の電極パターンは、幅方向両縁部での突き出しが抑制されて、平坦性が高いことがわかった。なお、第２比較例としてウェットエッチングにより形成された電極パターンを考えた場合、電極パターンの幅方向両縁部は、突き出し部が形成されずむしろ膜厚が減少する形状となる。実施例の方法で形成された電極パターンは、縁部に形成される突き出し部の、平均膜厚からの高さが、平均膜厚に対し１０％未満になっていることが特徴といえよう。

なお、上記実施例では、リバーシブル基板を用いる場合について例示したが、リバーシブル基板以外を用いてセルを形成することもできる。図５Ａ及び図５Ｂは、リバーシブル基板を用いない変形例によるセルの形成方法を示す模式的な平面図である。

図５Ａ及び図５Ｂは、それぞれ、セルを形成する一対の基板を示す。Ａを付した基板とＢを付した基板とが一対となる。実施例の電極パターニング方法では、互いに反転した形状（ミラー対称形状）の電極パターンが対になって形成される。図５ＡでＡを付した基板と、図５ＢでＡを付した基板とは、実施例の方法で同時形成される、電極パターンが反転した一対の基板である。Ａを付した基板に対向配置されるＢを付した基板についても、図５Ａに示した基板と図５Ｂに示した基板とは、実施例の方法で同時形成される、電極パターンが反転した一対の基板である。

図３Ａ〜図３Ｅを参照したリバーシブル基板の場合と同様に、図５Ａに示した一対の基板で形成されるセルの表示外観と、図５Ｂに示した一対の基板で形成されるセルの表示外観とは、そのままでは反転した形状となる。一方を表裏（上下）反転させることにより、表示外観を同一とすることができる。ただし、両セルで、電極パターン配置の表裏（上下）が逆となる。

リバーシブル基板を用いる場合は、１種類の積層基板を２対加工することにより、ある電極パターンを有する第１基板（図３Ａ左側の基板）、第１基板と反転した形状（ミラー対称形状）の電極パターンを有する第２基板（図３Ｂ左側の基板）、第１基板と同一の電極パターンを有し第１基板とセルを形成する第３基板（図３Ａ右側の基板）、及び、第３基板と反転した形状（ミラー対称形状）の電極パターンを有し第２基板とセルを形成する第４基板（図３Ｂ右側の基板）を得ることができる。

リバーシブル基板でない場合は、２種類の積層基板を１対ずつ加工することにより、ある電極パターンを有する第１基板（図５Ａ左側の基板）、第１基板と反転した形状（ミラー対称形状）の電極パターンを有する第２基板（図５Ｂ左側の基板）、第１基板とセルを形成する第３基板（図５Ａ右側の基板）、及び、第３基板と反転した形状（ミラー対称形状）の電極パターンを有し第２基板とセルを形成する第４基板（図５Ｂ右側の基板）を得ることができる。

次に、第２実施例による液晶表示素子の製造方法について説明する。第１実施例では、ガラス基板上の透明電極層をパターニングした。第２実施例では、透明基板として可撓性を有するフィルム基板を用い、フィルム基板上の透明電極層をパターニングする。

また、第１実施例では２枚の（一対の）ガラス基板の透明電極層を同時加工した。第２実施例では、ガラス基板に比べてフィルム基板が薄いことを利用して、複数対のフィルム基板上の透明電極層を同時加工する。

図６は、第２実施例による液晶表示素子の製造方法を示す概略断面図である。透明絶縁基板３１〜８１上にそれぞれ透明電極層３２〜８２が形成されている。第２実施例の透明絶縁基板は、フィルム基板であり、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の有機高分子フィルムを用いることができる。透明電極層は、ＩＴＯ層やインジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）層等の金属酸化膜等を用いることができる。透明電極層の成膜法として、例えばスパッタや真空蒸着などを用いることができる。

透明電極層３２、４２が対向するように、フィルム基板３１、４１が積層されて一対の積層基板ＬＡＭ１が形成されている。同様に、透明電極層５２と６２、７２と８２が対向するように、フィルム基板５１と６１、７１と８１が積層されて積層基板ＬＡＭ２、ＬＡＭ３が形成されている。複数対の積層基板ＬＡＭ１〜ＬＡＭ３が積層されて積層基板構造ＬＡＭが形成されている。

積層基板構造ＬＡＭにレーザ光ＬＢが照射されて、透明電極層３２〜８２が同時にパターニングされる。その後、電極パターンの形成されたフィルム基板によりセルを形成し、液晶の注入等を行って、第２実施例による液晶表示素子が形成される。

次に、第２実施例による液晶表示素子のより具体的な作製例について説明する。透明フィルム基板として、厚さ８０μｍのポリカーボネートフィルムを用いた。透明電極層として、スパッタリングで厚さ２０ｎｍのＩＺＯ層を形成した。ＩＺＯ層のシート抵抗は２００Ωであった。電極層付きフィルム基板を８枚用意し、ＩＺＯ層同士対向させて重ねた１対の積層基板を４対積層させた。

第１実施例と同一のＣＡＤデータを用いて、電極パターン（電極層を除去すべきレーザ光照射領域）を画定した。レーザ光源として波長１０６４ｎｍのＹＶＯレーザを用い、レーザ出力を１０Ｗ、ＬＤパワーを６０％、繰り返しパルス周期を４０ｋＨｚとした。レーザスポットサイズを直径１００μｍとした。レーザ光の焦点深度は０．５ｍｍ程度である。レーザ光走査はガルバノミラーで行い、走査速度は３００ｍｍ／ｓｅｃとした。例えば、走査方向と直交する方向にレーザスポット位置をずらしながら１０回の走査を行うことにより、幅約１ｍｍの帯状領域にレーザ光を照射した。

なお、レーザ光照射条件は、各々の加工に応じて適宜設定することができる。例えば、レーザ出力は１０Ｗ〜１００Ｗ、繰り返しパルス周期は１０ｋＨｚ〜１００ｋＨｚ、レーザスポットサイズは直径１０μｍ〜２００μｍ程度の範囲で設定することができる。なお、帯形状の加工を例示するが、必要に応じて走査方向を変化させて任意形状の電極パターンを形成することができる。

レーザ光照射後の積層基板を目視で観察すると、レーザ光を照射した所定形状に白濁した跡が見える状態であった。

図７Ａに、積層基板から分離した片方のフィルム基板の拡大写真を示す。下方側の左右方向に延びたやや暗く見える領域が、レーザ光照射領域である。レーザ光照射領域に、無数の粉状の異物が付着しており、これは、レーザ光照射により基板から剥離されたＩＺＯ粒子が堆積した状態と考えられる。このような異物は、水洗い等により簡単に除去できることがわかった。

実際の洗浄は、超音波機を用いて行った。洗浄方法は、中性洗浄を純水に添加した溶液にフィルム基板を浸け超音波洗浄し、純水超音波洗浄、エアーブロー、ＵＶ照射、ＩＲ乾燥の順に行った。なお、洗浄方法はこれに限らず、スプレー洗浄や大気圧プラズマ洗浄等を行ってもよい。

図７Ｂに、洗浄後のフィルム基板の拡大写真を示す。図７Ａの洗浄前に見られた粉状の異物が無くなっていることがわかる。また、目視においても白濁は見られなくなっており、透明に見えた。他のフィルム基板についても、同様であった。形成された電極パターンの大きさは、積層基板構造中の配置位置によらずに同一であった。このように、複数枚、例えば８枚の電極層付きフィルム基板を同時にパターニング加工できることが分かった。

各対の積層基板におけるレーザ出射側基板では、従来のようにフォトリソグラフィ及びエッチングを使ってパターニングしたものと同一形状の電極パターンが得られた。各対の積層基板におけるレーザ入射側基板では、これに対して反転した電極パターンが得られた。リバーシブル基板であるので、それぞれ、レーザ出射側基板同士の対、レーザ出射側基板同士の対で、セルを形成した。

配向膜は、日産化学社製のＳＥ−４１０をフレキソ印刷により厚さ８０ｎｍ形成し、ホットプレートにて１２０℃で５分間焼成を行った。なお、焼成条件はこれらに限らない。また、配向膜形成方法は、インクジェットやスピンコート、スリットコート、スリット＆スピンコートでも構わない。焼成後ラビング処理を行った。配向処理は光配向でもよい。

セルを形成する一方の基板にはギャップコントロール剤を２ｗｔ％〜５ｗｔ％含んだメインシール剤を形成した（形成方法：スクリーン印刷もしくはディスペンサー）。ギャップコントロール剤は、径５μｍのプラスチックボール（積水化学製）を選んだ。このギャップコントロール剤を紫外線硬化型シール剤に２ｗｔ％〜３ｗｔ％添加し、メインシール剤とした。

他方の基板には、ギャップコントロール剤として５μｍ程度のプラスチックボールを、乾式のギャップ散布機を用いて散布した。このときのギャップ剤は、接着性を有しているものが望ましい。散布後、数十度で熱処理を行うことにより（例えば９０℃、５分）、接着剤を仮硬化させることができる。

これらのフィルム基板の重ね合わせをラミネーター等により行い、フィルム同士を重ね合わせフィルム間に一定圧力を加えた状態で、紫外線を照射しメインシール剤を硬化させた。ここでは紫外線照射量を１．５Ｊ／ｃｍ^２としたが、紫外線照射量は、メインシール剤が硬化する程度に適宜選択することができる。

このようにして、セル厚５μｍの空セルを作製した。空セルにΔεが正のネマティック液晶を注入した。注入方法は真空注入や毛細管現象を利用した注入方法等を用いることができる。注入後、注入口（毛細管注入の場合は２か所以上）にエンドシール剤を塗布し、封止した。セルを洗浄した後、偏光板をクロスニコルになるように貼って、液晶表示素子を完成した。

第２実施例のようにフィルム基板を用いる場合でも、対向した電極層のパターニングが行われることは第１実施例と同様であるので、図３Ａ〜図３Ｅを参照して説明したように、形成された液晶表示素子は、同一機種であっても取り出し電極が表示の表（上）側になるものと、下（裏）側になるものの２種類が出来上がることになる。取り出し電極が表裏（上下）異なる点は、液晶表示素子の製品上特に支障になることはない。また、図５Ａ及び図５Ｂを参照して説明したように、リバーシブル基板を用いないセルを形成できることも、第１実施例と同様である。

なお、第２実施例では、焦点深度０．５ｍｍのレーザ光で、４対（電極層８枚）の電極層付き積層フィルム基板（各フィルム基板の膜厚８０μｍ、各ＩＺＯ層の膜厚２０ｎｍ）を同時加工した。パターン精度が多少悪くなっても構わないのであれば、さらに多くの枚数の加工も可能である。また、レーザ加工機の焦点深度をさらに深くすれば、積層基板構造の総厚が概ね３ｍｍ程度まで加工可能と思われる。なお、総厚が３ｍｍ程度以内であれば、２対以上の電極層付き積層ガラス基板を加工することもできよう。

以上第１、第２実施例に沿って説明したように、透明電極層同士を対向させて透明基板を積層した状態で、レーザ光を照射することにより、対向した２枚の（一対の）透明電極層を同時にパターニングできる。積層基板が薄ければ、複数対の積層基板を重ねて、複数対の透明電極層を同時にパターニングすることもできる。レーザ光により剥離された透明電極材料は、洗浄により簡単に除去することができる。実施例の方法により、電極パターニング工程の短縮化が図られる。また、電極材料の飛散を防止することができる。図８に、第１、第２実施例による液晶表示素子の製造工程の流れをまとめて示す。

どの基板についても透明電極層を同一向き（レーザ入射側向きである上向き）として複数基板を積層し、レーザ光により電極パターニングを行う方法を第３比較例とする。第３比較例の方法では、最も上の電極層（ＩＴＯ層、ＩＺＯ層）はきれいにパターニングできたが、２層目以降では除去される電極層と接している上側基板裏面にダメージが残ることがあった。特にフィルム基板の場合、ＩＺＯ層と接していた部分の裏面が少し白濁して見えたり、ひどい場合には焦げているように見えることがあった。また、第３比較例の方法では、電極層材料の微細な粉末が空気中に浮遊していた。

なお、上記実施例では、透明電極材料として、ＩＴＯとＩＺＯとを例示した。透明電極として、例えばＺｎＯ等の各種金属酸化物や、各種金属薄膜等を用いることができよう。上記実施例の方法は、特に、通常のエッチング（ウェットエッチングもしくはドライエッチング）ではエッチングされにくく、レーザでは除去できるような材料に対して有効性が高い。一般に、レーザにより、ＩＴＯやＩＺＯに限らずほとんどの透明導電膜をエッチングすることが可能である。

なお、製造タクト上は、透明電極層を取除く部分がなるべく少なくなるように電極パターンを設計することが望ましい。

なお、上記実施例では、液晶表示素子の作製を例示したが、実施例による透明電極パターン形成方法は、透明電極を有する他の電気装置に応用することもできる。例えば、有機ＥＬ、エレクトロクロミック、エレクトロケミカルルミネセンス、プラズマディスプレイ、電気泳動ディスプレイ、エレクトロウェッティングディスプレイ等各種表示装置に適用可能である。また例えば、各種光学素子（液晶レンズ、ＤＶＤピックアップ用回折光学素子等）、タッチパネル、透明ヒーター、透明アンテナ、帯電防止回路、電磁場防止回路等の各種電気回路に適用することもできる。

以上実施例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろう。

１、１１、２１、３１、４１、５１、６１、７１、８１ 透明基板
１ａ、１１ａ 電極層付き透明基板
２、１２、２２、３２、４２、５２、６２、７２、８２ 透明電極層
２ｐ、１２ｐ、２２ｐ 電極パターン
ＲＥＭ 透明電極層の除去部分
ＬＡＭ１、ＬＡＭ２、ＬＡＭ３ 積層基板
ＬＡＭ 積層基板構造
３、２３ 配向膜
４ 液晶層
５、２５ 偏光板
１０１ ガラス基板
１０２ ＩＴＯ層
２０１ レーザ光照射光学系
２０２ レーザ光源
２０３ 走査光学系
ＬＢ レーザ光

Claims (5)

1. （ａ）第１透明電極層が形成された第１透明基板と第２透明電極層が形成された第２透明基板とが、前記第１透明電極層と前記第２透明電極層とが対向するように重ねられた第１積層基板を含む積層基板構造を形成する工程と、
   （ｂ）前記積層基板構造にレーザ光を照射して、前記レーザ光が照射された領域の前記第１透明電極層及び前記第２透明電極層を、前記第１透明基板及び前記第２透明基板から剥離する工程と、
   （ｃ）前記第１透明電極層の剥離された部分を洗浄で除去して第１電極パターンを形成し、前記第２透明電極層の剥離された部分を洗浄で除去して第２電極パターンを形成する工程と
   を有する、透明電極を有する電気装置の製造方法。
2. さらに、
   前記第１電極パターンの形成された前記第１透明基板と、対向電極パターンの形成された透明基板とにより第１セルを形成して第１の液晶表示素子を形成する工程と、
   前記第２電極パターンの形成された前記第２透明基板と、前記対向電極パターンに対しミラー対称形状を有する電極パターンの形成された透明基板とにより第２セルを形成して第２の液晶表示素子を形成する工程と
   を有し、
   前記第１の液晶表示素子と前記第２の液晶表示素子とは、同一の表示外観を有し、電極パターンの配置が表裏で逆になっている請求項１に記載の、透明電極を有する電気装置の製造方法。
3. 前記工程（ａ）は、第３透明電極層が形成された第３透明基板と第４透明電極層が形成された第４透明基板とが、前記第３透明電極層と前記第４透明電極層とが対向するように重ねられた第２積層基板を、前記第１積層基板に重ねて前記積層基板構造を形成し、
   前記工程（ｂ）は、前記レーザ光が照射された領域の前記第３透明電極層及び前記第４透明電極層を、前記第３透明基板及び前記第４透明基板から剥離し、
   前記工程（ｃ）は、前記第３透明電極層の剥離された部分を洗浄で除去して第３電極パターンを形成し、前記第４透明電極層の剥離された部分を洗浄で除去して第４電極パターンを形成する
   請求項１または２に記載の、透明電極を有する電気装置の製造方法。
4. 前記第１〜第４透明基板は、フィルム基板である請求項３に記載の、透明電極を有する電気装置の製造方法。
5. 透明基板と、
   前記透明基板上に形成された透明電極パターンと
   を有し、
   前記透明電極パターンは、縁部に形成された突き出し部の、平均膜厚からの高さが、平均膜厚に対し１０％未満である
   透明電極を有する電気装置。