JP6244121B2 - Method for manufacturing an electrical device having a transparent electrode - Google Patents

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本発明は、透明電極を有する電気装置の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing an electrical device having a transparent electrode.

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。   A method of patterning a transparent electrode of a liquid crystal display element with a laser beam has been proposed (see, for example, Patent Document 1). Patterning of the transparent electrode with laser light has advantages such as a simple apparatus configuration, no photomask, and no drainage treatment, compared to patterning by photolithography and wet etching, for example. However, patterning with laser light has a problem that it takes time to process, and is difficult to use for mass production.

特開平8−33993号公報Japanese Patent Laid-Open No. 8-33993

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。   An object of the present invention is to provide a technique capable of shortening a patterning process using laser light of a transparent electrode.

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。   Another object of the present invention is to provide a novel patterning technique using laser light of a transparent electrode.

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。
According to one aspect of the present invention,
(A) The first transparent electrode layer and the second transparent electrode layer are opposed to the first transparent substrate on which the first transparent electrode layer is formed and the second transparent substrate on which the second transparent electrode layer is formed. Forming a laminated substrate structure including a first laminated substrate stacked in such a manner;
(B) The laminated substrate structure is irradiated with laser light, and the first transparent electrode layer and the second transparent electrode layer in the region irradiated with the laser light are replaced with the first transparent substrate and the second transparent substrate. A step of peeling from
(C) The peeled portion of the first transparent electrode layer is removed by washing to form a first electrode pattern, and the peeled portion of the second transparent electrode layer is removed by washing to remove the second electrode pattern. And a method of manufacturing an electrical device having a transparent electrode.

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。   Since the opposing first and second transparent electrode layers can be simultaneously patterned by laser light irradiation, the transparent electrode layer can be shortened as compared with the method of patterning the transparent electrode layers one by one by laser light irradiation. Moreover, since the laser light irradiation is performed in a state where the first and second transparent electrode layers are sandwiched between the first and second transparent substrates, scattering of the electrode material is prevented.

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。1A to 1E are schematic cross-sectional views illustrating a manufacturing process of a liquid crystal display device according to the first embodiment. 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。1F and 1G are schematic cross-sectional views illustrating the manufacturing process of the liquid crystal display element according to the first embodiment. 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。2A and 2B are photographs showing a glass substrate after laser light irradiation and a glass substrate after cleaning in the manufacturing process of the liquid crystal display element according to the first embodiment, respectively. 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。FIG. 3A and FIG. 3B are schematic plan views of the substrate schematically showing the cell forming process according to the embodiment. 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。3C to 3E are schematic plan views of the substrate schematically showing the cell forming process according to the embodiment. 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。FIG. 4A is a schematic cross-sectional view of a sample whose electrode pattern shape was measured, and FIG. 4B is a graph showing the surface shape of the electrode pattern according to the example. 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。4C and 4D are graphs showing the surface shape of the electrode pattern according to the first comparative example. 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。5A and 5B are schematic plan views of a substrate schematically showing a cell forming process according to a modification. 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。FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing a method for manufacturing a liquid crystal display device according to the second embodiment. 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。7A and 7B are photographs showing a film substrate after laser light irradiation and a film substrate after cleaning in the manufacturing process of the liquid crystal display device according to the second embodiment, respectively. 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。It is the flowchart which put together the flow of the manufacturing process of the liquid crystal display element by 1st, 2nd Example.

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。   A method of manufacturing the liquid crystal display device according to the first embodiment of the present invention will be described. 1A to 1G are schematic cross-sectional views illustrating a manufacturing process of a liquid crystal display element according to the first embodiment.

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。   Reference is made to FIG. 1A. A transparent substrate 1a with an electrode layer in which a transparent electrode layer 2 is formed on a transparent insulating substrate 1 is prepared. The transparent insulating substrate 1 is, for example, a glass substrate, and the transparent electrode layer 2 is, for example, an indium tin oxide (ITO) layer. Moreover, the transparent substrate 11a with an electrode layer similar to the transparent substrate 1a with an electrode layer in which the transparent electrode layer 12 is formed on the transparent insulating substrate 11 is prepared.

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。   Refer to FIG. 1B. The laminated substrate structure LAM is formed by stacking the transparent insulating substrate 1 and the transparent insulating substrate 11 so that the transparent electrode layer 2 and the transparent electrode layer 12 face each other.

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。   Reference is made to FIG. 1C. For example, the transparent electrode layers 2 and 12 formed of ITO can be peeled and removed by ablation or evaporation by heat by laser light irradiation under appropriate conditions. The portion REM unnecessary for the electrode pattern of the transparent electrode layers 2 and 12 is irradiated with the laser beam LB via one transparent substrate (for example, the substrate 11) of the laminated substrate LAM, and the unnecessary portion REM is removed from the transparent substrates 1 and 11. Peel and remove.

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。   FIG. 1C also schematically illustrates a laser light irradiation optical system 201. The irradiation optical system 201 includes a laser light source 202 and a scanning optical system 203. As the laser light source 202, for example, a YAG laser light source, a YVO laser light source, or the like is used, and the wavelength is, for example, a fundamental wave of 1064 nm, a second harmonic wave of 532 nm, a third harmonic wave of 355 nm, or the like. Laser irradiation conditions such as wavelength, laser output, and repetitive pulse width can be selected so that the transparent electrode layers 2 and 12 can be completely removed in the laser light irradiation region. Through experiments, it was confirmed that patterning was possible without problems at wavelengths of 1064 nm, 532 nm, and 355 nm. Although there is no restriction | limiting in particular in a wavelength, For example, the range of 350 nm-1500 nm will be preferable.

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。   For example, the scanning optical system 203 scans the laser beam while changing the traveling direction of the laser beam LB. For example, a galvanometer mirror or a digital micromirror device (DMD) can be used. By scanning with the laser beam LB, the desired region REM can be selectively irradiated with the laser beam. Scanning may be performed by fixing the traveling direction of the laser light and moving the laminated substrate LAM with an XY table. If the relative position between the laminated substrate LAM and the laser beam can be changed, scanning can be performed.

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。   Reference is made to FIG. 1D. After the laser beam irradiation, the transparent substrate 1 and the transparent substrate 11 are separated. The unnecessary portion REM irradiated with the laser light of the transparent electrode layer 2 is removed by cleaning, and the transparent electrode pattern 2p is formed on the transparent substrate 1.

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。   Reference is made to FIG. 1E. Further, the unnecessary portion REM irradiated with the laser light of the transparent electrode layer 12 is removed by cleaning, and the transparent electrode pattern 12 p is formed on the transparent substrate 11.

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。   Since the laser beam irradiation was performed in a state where the transparent electrode layer 2 and the transparent electrode layer 12 face each other, the transparent electrode pattern 2p and the transparent electrode pattern 12p do not have the same shape but are inverted from each other (mirror symmetrical shape). Formed.

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。   Reference is made to FIG. 1F. Hereinafter, formation of the cell using the transparent substrate 1 will be exemplified. An alignment film 3 is formed on the transparent substrate 1 so as to cover the transparent electrode pattern 2p, and an alignment process is performed by rubbing or the like.

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。   Reference is made to FIG. 1G. A transparent insulating substrate 21 having a transparent electrode pattern 22p on the opposite side is prepared. An alignment film 23 is formed on the transparent substrate 21 so as to cover the transparent electrode pattern 22p, and an alignment process is performed by rubbing or the like.

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。   The transparent substrates 1 and 21 face each other so that the alignment films 3 and 23 face each other, thereby forming an empty cell. Liquid crystal is injected into the empty cell to form the liquid crystal layer 4 to form a liquid crystal cell. The polarizing plates 5 and 25 are bonded to both surfaces of the substrate of the liquid crystal cell. In this way, the liquid crystal display element according to the first embodiment is formed.

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。   Next, a more specific manufacturing example of the liquid crystal display element according to the first embodiment will be described. As a substrate with an electrode layer, a glass substrate on which an ITO layer was formed was prepared. The glass substrate has a size of 35 cm × 36 cm, a thickness of 0.7 mm, and is made of blue plate glass. The ITO layer is 200 nm thick. A pair of substrates with electrode layers were stacked with the ITO layers facing each other.

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。   The electrode layer removal area for forming the electrode pattern, that is, the laser beam irradiation area, is set using the ITO wiring pattern design data (CAD data) for a simple matrix liquid crystal display (LCD) that is used in normal mass production. did. By controlling scanning of a galvanometer mirror or the like based on the CAD data, it is possible to irradiate a desired region with laser light.

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。   The electrode pattern of this production example is a two-sided reversible substrate. Two substrates, which are reversible substrates having the same electrode pattern, are arranged so that electrode pattern portions forming each cell face each other, and two cells are formed simultaneously.

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。   A YVO laser with a wavelength of 1064 nm was used as the laser light source, the laser output was 10 W, the LD power was 60%, and the repetition pulse period was 40 kHz. The laser spot size was 100 μm in diameter. Laser light scanning was performed with a galvanometer mirror, and the scanning speed was 300 mm / sec. For example, by scanning 10 times while shifting the laser spot position in the direction orthogonal to the scanning direction, the belt-shaped region having a width of about 1 mm was irradiated with the laser beam.

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。   The laser beam irradiation conditions can be set as appropriate according to each processing. For example, the laser output can be set within a range of 10 W to 100 W, the repetitive pulse period is 10 kHz to 100 kHz, and the laser spot size is about 10 μm to 200 μm in diameter. In addition, although a strip-shaped process is illustrated, an electrode pattern having an arbitrary shape can be formed by changing the scanning direction as necessary.

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。   When the laminated substrate after laser light irradiation was visually observed, it was in a state where a cloudy mark was seen in a predetermined shape irradiated with the laser light.

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。   FIG. 2A shows an enlarged photograph of one glass substrate separated from the laminated substrate. A dark belt-like region extending in the left-right direction at the center is a laser light irradiation region. Innumerable powdery foreign substances are attached to the laser light irradiation region, which is considered to be a state where ITO particles peeled off from the substrate by laser light irradiation are deposited. It has been found that such foreign matters can be easily removed by washing with water or the like.

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。   The actual cleaning was performed using a cleaning machine. The cleaning method was performed in the order of brush cleaning using alkali cleaning, pure water cleaning, air blow, UV irradiation, and IR drying. The cleaning method is not limited to this, and high-pressure spray cleaning, plasma cleaning, or the like may be performed.

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。   FIG. 2B shows an enlarged photograph of the glass substrate after cleaning. It turns out that the powdery foreign material seen before the washing | cleaning of FIG. 2A is lose | eliminated. Further, no white turbidity was observed by visual observation, and it appeared transparent.

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。   Thus, it was found that two transparent electrode layers sandwiched between transparent substrates can be simultaneously patterned. On the laser emission side substrate of the multilayer substrate, an electrode pattern having the same shape as that obtained by patterning using photolithography and etching as in the prior art was obtained. In the laser incident side substrate, an inverted electrode pattern was obtained.

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。   Other laminated substrates were processed so as to have the same electrode pattern to form a laser emission side substrate and a laser incident side substrate. Since it is a reversible substrate, a cell is formed by pairing laser emission side substrates having the same electrode pattern. Further, a cell is formed by pairing laser incident side substrates having the same electrode pattern (having an inverted shape with respect to the electrode pattern of the laser emission side substrate).

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。   The alignment film is formed, for example, with a thickness of 50 nm to 80 nm by flexographic printing or the like, for example, SE-410 manufactured by Nissan Chemical. An alignment process such as rubbing was performed so that the alignment direction between the upper and lower substrates was shifted by 90 °.

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。   A main sealant (made by Mitsui Chemicals Co., Ltd.) with a gap control agent (Sekisui Chemical Co., Ltd., Micropearl 5 microns, etc.) sprayed on one substrate forming the cell and plastic fiber (diameter 5 μm) added to the other substrate. ES-7500 etc.) was applied with a dispenser.

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。   After baking both substrates in a stacked and pressed state, the glass was divided to separate each cell from the two-chamfered substrate, and liquid crystal was vacuum injected. Here, nematic liquid crystal having a positive Δε was used. After injection, the injection port was end-sealed, the cell was washed, and then a polarizing plate was pasted so as to be crossed Nicol, thereby completing a liquid crystal display element.

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。   The first liquid crystal display element formed by the laser emission side substrate had the same display appearance as the conventional liquid crystal display element manufactured by the substrate on which the electrode pattern was formed by photolithography and etching. On the other hand, the second liquid crystal display element formed by the laser incident side substrate has a display appearance that is reversed left and right with respect to the conventional liquid crystal display element.

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。   However, the same display appearance as that of the conventional liquid crystal display element was obtained by observing the second liquid crystal display element by inverting it upside down. An element obtained by inverting the second liquid crystal display element formed by the laser incident side substrate can obtain the same display appearance as the first liquid crystal display element formed by the laser emission side substrate, but is taken out to be connected to the drive circuit. The position to attach the terminal is upside down. There was no difference in use except that the terminal positions were reversed. Such a situation will be described below with reference to schematic diagrams.

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。   3A to 3E are schematic plan views of the substrate. 3A and 3B show a pair of laser emission side substrates and a pair of laser incident side substrates, respectively. The relationship forming a pair of cells is indicated by double arrows. An electrode pattern is formed on the front side of the paper. One substrate has a two-sided pattern in which a region marked with A and a region marked with B are partitioned. The A region and the B region are overlapped to form one cell. For the convenience of indicating the direction, a black circle is attached to the lower left corner of the letter A, and a black circle is attached to the lower edge of the letter B. The hatched portions indicate the extraction electrode portions to which the extraction terminals are attached in the electrode pattern.

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。   3C and 3D respectively show a cell in which the A region and the B region of the pair of laser emission side substrates are overlapped and a cell in which the A region and the B region of the pair of laser incident side substrates are overlapped. The A region and the terminal region are arranged on the front side (upper side) substrate, and the letter A and the hatching of the extraction electrode portion are indicated by solid lines. The B region is arranged on the back side (lower side) substrate, and the letter B is indicated by a broken line.

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。   As can be seen from the arrangement of the letters AB, the display appearance (FIG. 3D) of the cell formed on the laser incident side substrate is reversed with respect to the display appearance (FIG. 3C) of the cell formed on the laser emission side substrate. (Mirror symmetrical shape).

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。   FIG. 3E shows the cell (FIG. 3D) formed on the laser incident side substrate inverted upside down. B area | region is arrange | positioned at the front side (upper side) board | substrate, and the character of B is shown as a continuous line. The A region and the terminal region are arranged on the back side (lower side) substrate, and the letter A and the hatching of the extraction electrode portion are indicated by broken lines.

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。   A cell (FIG. 3C) formed on the laser emission side substrate and a cell (FIG. 3E) obtained by inverting the cell formed on the laser incident side substrate upside down (up and down) can obtain the same display appearance. However, in both cells, the terminal positions are upside down.

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。   As described above, in the manufacture of the liquid crystal display element using the substrate simultaneously formed by the electrode patterning method of the embodiment, the arrangement of the electrode patterns is reversed (upside down) even in the same model that can obtain the same display appearance. Thus, there are two types of electrodes, that is, the electrode on the front (upper) side of the display and the electrode on the lower (back) side. The difference between the front and back electrodes (up and down) does not particularly hinder the liquid crystal display device product.

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。   As described above, according to the method of the embodiment, two electrode layers that are stacked opposite to each other can be simultaneously patterned by laser light irradiation. Thereby, for example, the electrode patterning process can be shortened as compared with a method of patterning an electrode layer by irradiating a laser beam from the electrode layer side by one substrate (this is referred to as a first comparative example).

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。   In the electrode patterning method of the embodiment, laser light irradiation is performed with two electrode layers sandwiched between upper and lower substrates. Thereby, the electrode material peeled off from the substrate is not scattered around. On the other hand, in the first comparative example, the electrode material peeled off from the substrate is scattered. It is desirable that the fine powder of the electrode material should not be scattered due to concerns about adverse effects on the human body (nano risk). As described below, the electrode patterns of the example and the first comparative example were found to have different edge cross-sectional shapes.

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。   FIG. 4A is a schematic cross-sectional view of a sample obtained by measuring an electrode pattern cross-sectional shape. An electrode pattern 102 made of ITO is formed on the glass substrate 101. The shape of the electrode pattern 102 having a width of about 1 mm was measured.

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。   4B to 4D are graphs showing the surface shape of the electrode pattern. 4B is an electrode pattern (laser emission side substrate) formed by the method of the first embodiment, and FIGS. 4C and 4D are electrode patterns (laser light irradiation from the electrode layer side) formed by the method of the first comparative example. . The horizontal axis indicates the position in the width direction, and the vertical axis indicates the thickness.

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。   The electrode pattern of the first comparative example was found to have prominent protrusions in the thickness direction at both edges in the width direction. The height of the protruding portion of the first comparative example is about 10% to 40% with respect to an average film thickness of about 150 nm (1500 mm).

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。   Compared to the first comparative example, it was found that the electrode pattern of the first example has high flatness because protrusion at both edges in the width direction is suppressed. Note that when an electrode pattern formed by wet etching is considered as the second comparative example, both edge portions in the width direction of the electrode pattern have a shape in which the protruding portion is not formed but rather the film thickness is reduced. It can be said that the electrode pattern formed by the method of the example is characterized in that the protruding portion formed at the edge portion has a height from the average film thickness of less than 10% with respect to the average film thickness.

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。   In the above-described embodiment, the case where a reversible substrate is used has been described. However, cells other than the reversible substrate can be formed. 5A and 5B are schematic plan views showing a cell forming method according to a modification that does not use a reversible substrate.

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。   5A and 5B each show a pair of substrates forming a cell. A substrate with A and a substrate with B are a pair. In the electrode patterning method of the embodiment, electrode patterns having inverted shapes (mirror symmetry shapes) are formed in pairs. The substrate denoted by A in FIG. 5A and the substrate denoted by A in FIG. 5B are a pair of substrates in which the electrode pattern is inverted, which are simultaneously formed by the method of the embodiment. 5B and the substrate shown in FIG. 5B are also formed at the same time by the method of the embodiment, and a pair of inverted electrode patterns. It is a substrate.

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。   Similar to the case of the reversible substrate with reference to FIGS. 3A to 3E, the display appearance of the cell formed by the pair of substrates shown in FIG. 5A and the display appearance of the cell formed by the pair of substrates shown in FIG. 5B Is an inverted shape as it is. By reversing one side upside down (up and down), the display appearance can be made the same. However, the front and back (upper and lower) of the electrode pattern arrangement are reversed in both cells.

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。   When a reversible substrate is used, two pairs of one type of laminated substrate are processed so that a first substrate having a certain electrode pattern (the substrate on the left side in FIG. 3A) and an electrode having a shape reversed from the first substrate (mirror symmetrical shape) A second substrate having a pattern (a left substrate in FIG. 3B), a third substrate having the same electrode pattern as the first substrate and forming a cell with the first substrate (a right substrate in FIG. 3A), and a third substrate; A fourth substrate (a substrate on the right side of FIG. 3B) having an inverted electrode pattern (mirror symmetry shape) and forming a cell with the second substrate can be obtained.

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。   When the substrate is not a reversible substrate, two types of laminated substrates are processed one by one, whereby a first substrate having a certain electrode pattern (the substrate on the left side in FIG. 5A) and an electrode having a shape reversed from the first substrate (mirror symmetrical shape). A second substrate having a pattern (a left substrate in FIG. 5B), a third substrate (a right substrate in FIG. 5A) forming a cell with the first substrate, and an electrode pattern having a shape reversed from the third substrate (a mirror symmetrical shape) And a fourth substrate (a substrate on the right side of FIG. 5B) that forms a cell with the second substrate.

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。   Next, a method for manufacturing a liquid crystal display device according to the second embodiment will be described. In the first example, the transparent electrode layer on the glass substrate was patterned. In the second embodiment, a flexible film substrate is used as the transparent substrate, and the transparent electrode layer on the film substrate is patterned.

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。   In the first example, the transparent electrode layers of two (a pair of) glass substrates were simultaneously processed. In the second embodiment, the transparent electrode layers on a plurality of pairs of film substrates are simultaneously processed by utilizing the fact that the film substrate is thinner than the glass substrate.

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。   FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing a method for manufacturing a liquid crystal display device according to the second embodiment. Transparent electrode layers 32 to 82 are formed on the transparent insulating substrates 31 to 81, respectively. The transparent insulating substrate of the second embodiment is a film substrate, and an organic polymer film such as polycarbonate or polyethylene terephthalate (PET) can be used. As the transparent electrode layer, a metal oxide film such as an ITO layer or an indium zinc oxide (IZO) layer can be used. As a method for forming the transparent electrode layer, for example, sputtering or vacuum deposition can be used.

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。   The film substrates 31 and 41 are laminated so that the transparent electrode layers 32 and 42 face each other to form a pair of laminated substrates LAM1. Similarly, the film substrates 51 and 61, 71 and 81 are laminated so that the transparent electrode layers 52 and 62, and 72 and 82 face each other, thereby forming laminated substrates LAM2 and LAM3. A plurality of pairs of laminated substrates LAM1 to LAM3 are laminated to form a laminated substrate structure LAM.

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。   The laminated substrate structure LAM is irradiated with the laser beam LB, and the transparent electrode layers 32 to 82 are simultaneously patterned. Thereafter, a cell is formed by a film substrate on which an electrode pattern is formed, liquid crystal is injected, and the liquid crystal display element according to the second embodiment is formed.

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。   Next, a more specific manufacturing example of the liquid crystal display element according to the second embodiment will be described. As the transparent film substrate, a polycarbonate film having a thickness of 80 μm was used. As the transparent electrode layer, an IZO layer having a thickness of 20 nm was formed by sputtering. The sheet resistance of the IZO layer was 200Ω. Eight film substrates with electrode layers were prepared, and four pairs of laminated substrates that were stacked with the IZO layers facing each other were laminated.

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。   Using the same CAD data as in the first example, an electrode pattern (laser light irradiation region where the electrode layer is to be removed) was defined. A YVO laser with a wavelength of 1064 nm was used as the laser light source, the laser output was 10 W, the LD power was 60%, and the repetition pulse period was 40 kHz. The laser spot size was 100 μm in diameter. The focal depth of the laser beam is about 0.5 mm. Laser light scanning was performed with a galvanometer mirror, and the scanning speed was 300 mm / sec. For example, by scanning 10 times while shifting the laser spot position in the direction orthogonal to the scanning direction, the belt-shaped region having a width of about 1 mm was irradiated with the laser beam.

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。   The laser beam irradiation conditions can be set as appropriate according to each processing. For example, the laser output can be set within a range of 10 W to 100 W, the repetitive pulse period is 10 kHz to 100 kHz, and the laser spot size is about 10 μm to 200 μm in diameter. In addition, although a strip-shaped process is illustrated, an electrode pattern having an arbitrary shape can be formed by changing the scanning direction as necessary.

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。   When the laminated substrate after laser light irradiation was visually observed, it was in a state where a cloudy mark was seen in a predetermined shape irradiated with the laser light.

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。   FIG. 7A shows an enlarged photograph of one film substrate separated from the laminated substrate. The region that looks slightly dark and extends in the horizontal direction on the lower side is the laser light irradiation region. Innumerable powdery foreign substances are attached to the laser light irradiation region, which is considered to be a state in which IZO particles peeled from the substrate by laser light irradiation are deposited. It has been found that such foreign matters can be easily removed by washing with water or the like.

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。   The actual cleaning was performed using an ultrasonic machine. The cleaning was performed by immersing the film substrate in a solution obtained by adding neutral cleaning to pure water and performing ultrasonic cleaning, followed by ultrasonic cleaning with pure water, air blowing, UV irradiation, and IR drying in this order. The cleaning method is not limited to this, and spray cleaning, atmospheric pressure plasma cleaning, or the like may be performed.

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。   FIG. 7B shows an enlarged photograph of the film substrate after cleaning. It turns out that the powdery foreign material seen before the washing | cleaning of FIG. 7A is lose | eliminated. Further, no white turbidity was observed by visual observation, and it appeared transparent. The same was true for the other film substrates. The size of the formed electrode pattern was the same regardless of the arrangement position in the laminated substrate structure. As described above, it was found that a plurality of, for example, 8 film-layered film substrates can be patterned simultaneously.

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。   In the laser emission side substrate in each pair of laminated substrates, an electrode pattern having the same shape as that obtained by patterning using photolithography and etching as in the past was obtained. On the laser incident side substrate in each pair of laminated substrates, an inverted electrode pattern was obtained. Since it is a reversible substrate, a cell was formed with a pair of laser emission side substrates and a pair of laser emission side substrates, respectively.

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。   As the alignment film, SE-410 made by Nissan Chemical Co., Ltd. was formed by flexographic printing to a thickness of 80 nm and baked on a hot plate at 120 ° C. for 5 minutes. The firing conditions are not limited to these. The alignment film forming method may be ink jet, spin coating, slit coating, or slit & spin coating. A rubbing treatment was performed after firing. The alignment treatment may be photo-alignment.

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。   A main sealant containing 2 wt% to 5 wt% of a gap control agent was formed on one substrate forming the cell (formation method: screen printing or dispenser). As the gap control agent, a plastic ball (manufactured by Sekisui Chemical) having a diameter of 5 μm was selected. This gap control agent was added to the UV curable sealant in an amount of 2 wt% to 3 wt% to form a main sealant.

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。   On the other substrate, a plastic ball of about 5 μm was spread as a gap control agent using a dry gap spreader. The gap agent at this time desirably has adhesiveness. After spraying, the adhesive can be temporarily cured by performing heat treatment at several tens of degrees (for example, 90 ° C., 5 minutes).

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。 These film substrates were overlapped with a laminator or the like, and the main sealant was cured by irradiating with ultraviolet rays in a state where the films were overlapped and a constant pressure was applied between the films. Although the ultraviolet irradiation amount is 1.5 J / cm 2 here, the ultraviolet irradiation amount can be appropriately selected to such an extent that the main sealant is cured.

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。   Thus, an empty cell having a cell thickness of 5 μm was produced. Nematic liquid crystal with positive Δε was injected into the empty cell. As the injection method, vacuum injection, an injection method using a capillary phenomenon, or the like can be used. After the injection, an end sealant was applied to the injection port (two or more in the case of capillary injection) and sealed. After the cell was washed, a polarizing plate was pasted so as to be crossed Nicol, thereby completing a liquid crystal display element.

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。   Even when a film substrate is used as in the second embodiment, patterning of the opposing electrode layers is performed in the same manner as in the first embodiment, so that the formation is performed as described with reference to FIGS. 3A to 3E. Even if the liquid crystal display element is the same model, there are two types, one with the take-out electrode on the front (upper) side of the display and the other with the lower (back) side. The difference between the front and back electrodes (up and down) does not particularly hinder the liquid crystal display device product. Further, as described with reference to FIGS. 5A and 5B, a cell that does not use a reversible substrate can be formed as in the first embodiment.

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。   In the second example, four pairs (8 electrode layers) of laminated film substrates with electrode layers (film thickness of each film substrate 80 μm, film thickness of each IZO layer 20 nm) with a laser beam having a focal depth of 0.5 mm. Were processed at the same time. If the pattern accuracy may be somewhat deteriorated, a larger number of processing is possible. Further, if the depth of focus of the laser processing machine is further increased, the total thickness of the laminated substrate structure can be processed to about 3 mm. If the total thickness is within about 3 mm, two or more pairs of laminated glass substrates with electrode layers could be processed.

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。   As described above in connection with the first and second embodiments, two (a pair of) transparent layers facing each other are irradiated with laser light in a state where the transparent electrode layers are opposed to each other and the transparent substrate is laminated. The electrode layer can be patterned simultaneously. If the laminated substrate is thin, a plurality of pairs of laminated substrates can be stacked and a plurality of pairs of transparent electrode layers can be patterned simultaneously. The transparent electrode material peeled off by the laser beam can be easily removed by cleaning. The electrode patterning process can be shortened by the method of the embodiment. Further, scattering of the electrode material can be prevented. FIG. 8 collectively shows the flow of the manufacturing process of the liquid crystal display device according to the first and second embodiments.

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。   A method of laminating a plurality of substrates with the transparent electrode layer in the same direction (upward facing toward the laser incident side) for any substrate and performing electrode patterning with laser light is a third comparative example. In the method of the third comparative example, the uppermost electrode layer (ITO layer, IZO layer) could be finely patterned, but damage may remain on the back surface of the upper substrate in contact with the electrode layer to be removed after the second layer. there were. In particular, in the case of a film substrate, the back surface of the portion in contact with the IZO layer may appear a little cloudy, or in severe cases it may appear to be burnt. Further, in the method of the third comparative example, a fine powder of the electrode layer material was suspended in the air.

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。   In the above embodiment, ITO and IZO are exemplified as the transparent electrode material. As the transparent electrode, for example, various metal oxides such as ZnO and various metal thin films may be used. The method of the above embodiment is particularly effective for materials that are difficult to be etched by normal etching (wet etching or dry etching) and can be removed by laser. In general, most transparent conductive films can be etched by a laser, not only ITO and IZO.

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。   In terms of manufacturing tact, it is desirable to design the electrode pattern so that the portion where the transparent electrode layer is removed is minimized.

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。   In the above embodiment, the production of the liquid crystal display element has been exemplified. However, the transparent electrode pattern forming method according to the embodiment can be applied to other electric devices having a transparent electrode. For example, it can be applied to various display devices such as organic EL, electrochromic, electrochemical luminescence, plasma display, electrophoretic display, and electrowetting display. Further, for example, it can be applied to various electric circuits such as various optical elements (liquid crystal lens, diffractive optical element for DVD pickup, etc.), touch panel, transparent heater, transparent antenna, antistatic circuit, and electromagnetic field preventing circuit.

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。   Although the present invention has been described with reference to the embodiments, the present invention is not limited thereto. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications, improvements, combinations, and the like can be made.

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
1, 11, 21, 31, 41, 51, 61, 71, 81 Transparent substrate 1a, 11a Transparent substrate with electrode layer 2, 12, 22, 32, 42, 52, 62, 72, 82 Transparent electrode layer 2p, 12p , 22p Electrode pattern REM Transparent electrode layer removal portion LAM1, LAM2, LAM3 Laminated substrate LAM Laminated substrate structure 3, 23 Alignment film 4 Liquid crystal layer 5, 25 Polarizing plate 101 Glass substrate 102 ITO layer 201 Laser light irradiation optical system 202 Laser light source 203 Scanning optical system LB Laser light

Claims (4)

(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。
(A) The first transparent electrode layer and the second transparent electrode layer are opposed to the first transparent substrate on which the first transparent electrode layer is formed and the second transparent substrate on which the second transparent electrode layer is formed. Forming a laminated substrate structure including a first laminated substrate stacked in such a manner;
(B) The laminated substrate structure is irradiated with laser light, and the first transparent electrode layer and the second transparent electrode layer in the region irradiated with the laser light are replaced with the first transparent substrate and the second transparent substrate. A step of peeling from
(C) The peeled portion of the first transparent electrode layer is removed by washing to form a first electrode pattern, and the peeled portion of the second transparent electrode layer is removed by washing to remove the second electrode pattern. The manufacturing method of the electric apparatus which has a transparent electrode which has a process to form.
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。
further,
Forming a first cell from the first transparent substrate on which the first electrode pattern is formed and a transparent substrate on which a counter electrode pattern is formed to form a first liquid crystal display element;
A second liquid crystal display element is formed by forming a second cell from the second transparent substrate on which the second electrode pattern is formed and a transparent substrate on which an electrode pattern having a mirror symmetrical shape with respect to the counter electrode pattern is formed. Forming a step,
2. The electric device having a transparent electrode according to claim 1, wherein the first liquid crystal display element and the second liquid crystal display element have the same display appearance, and the arrangement of electrode patterns is reversed on the front and back sides. Device manufacturing method.
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。
In the step (a), a third transparent substrate on which a third transparent electrode layer is formed and a fourth transparent substrate on which a fourth transparent electrode layer is formed include the third transparent electrode layer and the fourth transparent electrode layer. And the second laminated substrate stacked so as to face each other is superimposed on the first laminated substrate to form the laminated substrate structure,
In the step (b), the third transparent electrode layer and the fourth transparent electrode layer in the region irradiated with the laser light are peeled from the third transparent substrate and the fourth transparent substrate,
In the step (c), the peeled portion of the third transparent electrode layer is removed by washing to form a third electrode pattern, and the peeled portion of the fourth transparent electrode layer is removed by washing. The manufacturing method of the electric apparatus which has a transparent electrode of Claim 1 or 2 of forming 4 electrode patterns.
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。
The method for manufacturing an electric device having a transparent electrode according to claim 3, wherein the first to fourth transparent substrates are film substrates.
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