JP2004133109A - Method for manufacturing substrate having thin film formed thereon, method for manufacturing electrooptical device, electrooptical device, and electronic appliance - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、薄膜が形成された基板の製造方法、該薄膜が形成された基板を有する電気光学装置の製造方法、該製造方法によって製造された電気光学装置及び該電気光学装置を搭載した電子機器に関する。
【0002】
【従来の技術】
電気光学装置としての液晶装置は、第1の電極を有する第1の基板と、第2の電極を有する第2の基板と、対向配置されたこれら基板を貼り合わせるシール材と、第1の基板と第2の基板とシール材により囲まれた間隙に封入された電気光学物質としての液晶とから形成される。
【0003】
第1の電極及び第2の電極は、例えばITO(Indium Tin Oxide:インジウムスズ酸化物)の透明の導電材料から形成されるので、液晶パネルの表示面に対し、影響を与えずに形成することができる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、液晶パネルの基板は、電極としてスパッタしたITO薄膜が引張応力を有するため、ITO薄膜が形成された基板面側が凸状となり、水平状態を保つことができなくなる。このため、液晶表示面内で均一な表示を行うことができず、表示不良を起こすといった問題がある。
【0005】
本発明は、上記事情に鑑みなされたものであり、電気光学パネルの表示面の表示不良を抑制することができる薄膜が形成された基板の製造方法、電気光学装置の製造方法、電気光学装置及び電子機器を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明の薄膜が形成された基板の製造方法は、対向する第1面と第2面とを有する基板の前記第1面及び前記第2面に温度差をつけて加熱する工程と、前記加熱された基板の前記第1面に薄膜を成膜する工程とを具備することを特徴とする。
【0007】
このような構成によれば、基板の第1面と第2面に温度差をつけて加熱、例えば第2面の表面温度は第1面の表面温度よりも高くし、基板の第2面側が凸状となるようにを撓ませる。この撓ませた状態で第1面に引張応力を有する材料の薄膜を形成し、この薄膜の引張応力による基板の撓みを防止するので、表示面の表示不良を抑制することができる。一方、圧縮応力を有する材料の薄膜の場合においては、第1面の表面温度を第2面の表面温度よりも高くし、基板の第1面側が凸状となるように撓ませる。この状態で第1面に圧縮応力を有する薄膜を形成するので、同様に基板の撓みを防止し、表示面の表示不良を抑制することができる。
【0008】
本発明の一の形態によれば、前記基板は、ガラスを有することを特徴とする。
【0009】
このような構成によれば、ガラス基板に薄膜を形成するような場合にも、適用可能である。
【0010】
本発明の一の形態によれば、前記基板の厚さは、0.3mmから1.1mmであることを特徴とする。
【0011】
このような構成によれば、基板の厚さが0.3mmよりも薄いと温度の伝搬性がよく温度差をつけて加熱することが不可能であり、1.1mmよりも厚いと所望の撓みを形成するように加熱することが困難である。
【0012】
本発明の一の形態によれば、前記温度差は、50℃から100℃であることを特徴とする。
【0013】
このような構成によれば、温度差を50℃よりも小さくすると、所望の撓みを形成することが不可能であり、100℃よりも大きくすると、撓みすぎて膜の効力との釣り合いがとれなくなり、基板が平板にならないという問題が生じる。
【0014】
本発明の一の形態によれば、前記薄膜の厚さは、100nmから600nmあることを特徴とする。
【0015】
このような構成によれば、100nmより薄いと膜の応力が小さいため基板の撓みが問題とならなくなることが多く、600nmより厚いと膜の応力で剥離したり、パターン形成が困難になり実用化できなくなるといった問題がある。
【0016】
本発明の一の形態によれば、前記第1面は前記第2面よりも低い温度に加熱され、前記薄膜はインジウムとスズの酸化物を有することを特徴とする。
【0017】
このような構成によれば、第1面を第2面より低い温度で加熱させることによって、基板の第2面側を凸状に撓ませた状態とし、この状態で引張応力を有するインジウムとスズの酸化物の薄膜を第1面側に形成するので、成膜後の基板を水平状態に保つことがきる。
【0018】
本発明の一の形態によれば、前記第1面は前記第2面よりも高い温度に加熱され、前記薄膜はクロムを有することを特徴とする。
【0019】
このような構成によれば、第2面を第1面より低い温度で加熱させることによって、基板の第1面側を凸状に撓ませた状態とし、この状態で圧縮応力を有するクロムの薄膜を第1面側に形成するので、成膜後の基板を水平状態に保つことがきる。
【0020】
本発明の基板を有する電気光学装置の製造方法は、前記電気光学装置の対向する第1面と第2面とを有する前記基板の前記第1面及び前記第2面に温度差をつけて加熱する工程と、前記加熱された基板の前記第1面に薄膜を成膜する工程とを具備することを特徴とする。
【0021】
このような構成によれば、基板の第1面と第2面に温度差をつけて加熱、例えば第2面の表面温度は第1面の表面温度よりも高くし、基板の第2面側が凸状となるようにを撓ませる。この撓ませた状態で第1面に引張応力を有する材料の薄膜を形成し、この薄膜の引張応力による基板の撓みを防止するので、表示面の表示不良を抑制する電気光学装置を製造することができる。一方、圧縮応力を有する材料の薄膜の場合においては、第1面の表面温度を第2面の表面温度よりも高くし、基板の第1面側が凸状となるように撓ませる。この状態で第1面に圧縮応力を有する薄膜を形成するので、同様に基板の撓みを防止し、表示面の表示不良を抑制する電気光学装置を製造することができる。
【0022】
本発明の電気光学装置は、表裏に温度差をつけて加熱された状態で一方の面に薄膜が成膜された第1の基板と、表裏に温度差をつけて加熱された状態で一方の面に薄膜が成膜された第2の基板と、互いの前記薄膜が成膜された面が対向するように配置された前記第1の基板と前記第2の基板とを貼り合わせるシール材と、前記第1の基板と前記第2の基板と前記シール材とに囲まれた領域に封入された電気光学物質とを具備することを特徴とする。
【0023】
このような構成によれば、第1の基板上及び第2の基板上それぞれに成膜される薄膜の特性によって、成膜時の基板の表裏の温度差を調整することにより、第1の基板及び第2の基板ともに成膜後の基板を水平状態に保つことができる。例えば、基板の裏面の表面温度を表面の表面温度よりも高くし、基板の裏面側が凸状となるようにを撓ませ、この撓ませた状態で表面に引張応力を有する材料の薄膜を形成することによって、成膜後の基板を水平状態に保持することができる。一方、基板の表面の表面温度を裏面の表面温度よりも高くし、基板の表面側が凸状となるようにを撓ませ、この撓ませた状態で裏面に圧縮応力を有する材料の薄膜を形成することによって、成膜後の基板を水平状態に保持することができる。従って、このような水平状態の2枚の基板が用いられている電気光学装置では、表示面内での2枚の基板間の間隙を均一な厚みとすることができるので、表示むらがなく、表示品位が高い。
【0024】
本発明の電子機器は、上述に記載の電気光学装置を搭載することを特徴とする。
【0025】
このような構成によれば、このような電気光学装置を搭載するので、表示不良を抑制した電子機器となる。
【0026】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
【0027】
<第1の実施形態>
まず、本発明を電気光学装置として液晶装置に適用した第1実施形態について説明する。
【0028】
(液晶装置)
以下、図1及び図2を用いて、本発明による電気光学装置の一例としてCOG(Chip On Glass)方式を採用したパッシブマトリクス型液晶装置について説明する。
【0029】
図1は本実施形態の液晶装置の外観を模式的に示す斜視図である。図2は、この液晶装置を分解した様子を模式的に示す斜視図である。図3は、この液晶装置の一部を示した断面図である。
【0030】
図1、図2及び図3に示すように、液晶装置100では、ガラス等で形成された第2の基板102と、同様にガラス等で形成された第1の基板101とがシール材30を挟んで所定の間隙を隔てて接着固定されている。シール材30には、液晶を注入する際の液晶注入口30aとしての途切れ部分が形成され、この液晶注入口30aは紫外線硬化樹脂からなる封止材30bで封止されている。第2の基板102と第1の基板101には、互いに直交する方向に駆動用のセグメント電極112、コモン電極111が透明なITO膜などによってストライプ状に形成されている。
【0031】
また、第2の基板102及び第1の基板101の表面には配向膜104、103が形成され、電気光学物質の液晶109としてSTN(Super Twisted Nematic)型等の各種液晶を用いることができる。
【0032】
画素は、コモン電極111、セグメント電極112の交差部分において電圧を印加される液晶109によって構成されている。駆動用IC7からは、コモン電極111に対してアドレス信号、セグメント電極112に対して表示信号が出力される。更に、第1の基板101の外側表面には位相差板105と偏光板107が、第2の基板102の外側表面には位相差板106と偏光板108とが貼られている。
【0033】
本実施形態の液晶装置100において、第1の基板101は第2の基板102よりも大きいので、第1の基板101はその一部が第2の基板102の端縁から張り出している。この第1の基板101の張り出し部分110のうち、第1の基板101の端縁に沿ってフレキシブル配線基板接続領域80が形成され、このフレキシブル配線基板接続領域80より内側領域には、フレキシブル配線基板接続領域80と平行にIC実装領域70が形成されている。IC実装領域70は、駆動用IC7を実装するための領域であり、フレキシブル配線基板接続領域80は、外側から駆動用IC7に電源や表示データを供給するフレキシブル配線基板8を第1の基板101に接続するための領域である。駆動用IC7は、液晶装置の各画素を駆動するために、コモン電極111及びセグメント電極112それぞれに対してアドレス信号や表示信号といった駆動信号を出力するものであって、第1の基板101に対して、チップ状態で能動面を基板に対向させてCOG方式で実装されている。
【0034】
なお、第2の基板102に形成されているセグメント電極112は、第2の基板102と第1の基板101とをシール材30で接着したときに、第1の基板101においてIC実装領域70の両端から延びる配線94の端部に対して、シール材30に含まれる基板間導通材などを介して電気的に接続する。
【0035】
(成膜装置)
図4は、スパッタ室303を含む5つのチャンバ301〜305から形成されるスパッタ装置300の概略平面図である。
【0036】
このスパッタ装置300では、2枚の基板101、102をその表裏に温度差をつけて加熱して撓ませ、みこの撓ませた状態の基板101、102上にスパッタ室303a内で引張応力を有するITO等の膜材料をスパッタさせ、その後、基板101、102を冷却することにより水平状態へ戻す装置である。このスパッタ装置300の詳細な説明は後述する。
【0037】
(液晶装置の製造方法)
図5は本実施形態に係る液晶装置の製造方法についての製造工程図である。
【0038】
本実施形態に係る液晶装置の製造方法について図1〜図5に基づいて説明する。
【0039】
まず、第1の基板101の対向する第1面101aと第2面101bとを、第2の基板102の第1面102aと第2面102bとを、それぞれ温度差をつけて加熱する(ステップ501)。言い換えると、第1の基板101及び第2の基板102それぞれの基板を、表裏に温度差をつけて加熱する。以下、このステップ501について詳細に説明する。
【0040】
図4に示すように、2枚のガラス基板101、102は、真空扉311を開閉して、図示しない搬送手段により真空加熱室301へ搬送される。真空加熱室301内の圧力は、0.01Pa〜大気圧である。2枚の基板101、102は、2枚の基板101、102の夫々透明電極としてのITOがスパッタされない面(以下、非スパッタ面と記す)である第2面101b、102bを加熱器301bによって200〜350℃となるように加熱する。また、2枚の基板101、102の透明電極としてのITOがスパッタされる面(以下、スパッタ面と記す)である第1面101a、102aを加熱器301a、301cにより加熱器301bよりも50〜100℃低い150℃〜300℃となるように加熱する。2枚の基板101、102は、室温から真空加熱室301に搬送され、室温から急激に温度上昇すると割れる可能性があるので100℃〜200℃が好ましい。ここでは、2枚の基板101、102の表面の水分を蒸発させるために加熱をする。
【0041】
次に、真空加熱室301内で加熱された2枚のガラス基板101、102は、真空扉312を開閉して、図示しない搬送手段により真空加熱室302へ搬送される。真空加熱室302内の圧力は、0.0001Pa〜1Paである。2枚の基板101、102は、2枚の基板101、102のITOのスパッタ面である第2面101b、102bを加熱器302bによって200℃〜350℃となるように加熱する。また、2枚の基板101、102のITOのスパッタ面である第1面101a、102aを加熱器302a、302cにより加熱器302bよりも50℃〜100℃低い150℃〜300℃となるように加熱する。この真空加熱室302では、それぞれの基板の第1面及び第2面に温度差をつけることにより、夫々の基板101、102を夫々の第1面101a、102a側が凸状になるように撓ませる。この基板101、102は、厚さを0.3mm〜1.1mmとする。つまり、厚さが0.3mmよりも薄いと温度の伝搬性がよく温度差をつけて加熱することが不可能であり、1.1mmよりも厚いと所望の撓みを形成するように加熱することが困難だからである。また、真空加熱室302の加熱器302a、302cと加熱器302bとの温度差を50度よりも小さくなると、所望の撓みを形成することが不可能であり、100度よりも大きくすると、撓みすぎて膜の効力との釣り合いがとれなくなり、基板が平板にならないという問題が生じるので、温度差を50度から100度とすることが好ましい。
【0042】
次に、2枚の基板101、102それぞれに透明電極の材料であるITOをスパッタリング法により被着し、フォトリソグラフィ法によってパターニングして所定の幅を持ってストライプ状に形成する(ステップ502)。以下、このステップ502について詳細に説明する。
【0043】
ステップ101において撓んだ2枚の基板101、102は、真空扉313を開閉して、図示しない搬送手段により真空加熱室302からスパッタ室303へ搬送される。スパッタ室303内の圧力は、0.0001Pa〜1Paである。
【0044】
撓んだ状態の2枚の基板101、102の各第1面101a、102a表面に、スパッタ室303によりITOの薄膜を100nm〜600nmの厚さとなるように形成する。ITOの薄膜は、100nmより薄いと膜の応力が小さいため基板の撓みが問題とならなくなることが多く、600nmより厚いと膜の応力で剥離したり、パターン形成が困難になり実用化できなくなるといった問題があるので、100nm〜600nmの厚みとした。
【0045】
次に、スパッタ室303において撓んだ状態でITOがスパッタされた2枚のガラス基板101、102は、真空扉314を開閉して、図示しない搬送手段により真空加熱室304へ搬送される。真空加熱室304内の圧力は、0.0001Pa〜1Paである。2枚の基板101、102は、2枚の基板101、102の夫々ITOの非スパッタ面である第2面101b、102bを加熱器304bによって200℃〜350℃となるように加熱し、ITOのスパッタ面である第1面101a、102aを加熱器304a、304cによって150℃〜300℃となるように加熱する。
【0046】
更に、真空加熱室304から真空扉315を開閉し、図示しない搬送手段により真空加熱室305へ搬送される。真空加熱室305内の圧力は、0.0001Pa〜大気圧である。ここで、加熱器305aと加熱器305cを100℃〜150℃、加熱器305bを100℃〜150℃とし、基板を段階的に冷却し室温に戻して水平な状態となるように温度調整を行う。
【0047】
つまり、基板101、102は、真空加熱室301及び302において、基板の表裏に温度差をつけることで撓ませ、スパッタ室303で引張応力を有するITO膜をスパッタし、真空加熱室304及び305において基板を水平状態に戻す。
【0048】
その後、真空加熱室305から真空扉316を開閉し、図示しない搬送手段により図示しないフォトリソグラフィ法を行う装置(以下、フォトリソグラフィ装置と記す)へ搬送され、ITO膜のパターン形成を行う。
【0049】
このフォトリソグラフィ装置では、まずITO膜上にベタのレジスト膜が形成される。次に、このレジスト膜をマスクを介して露光、現像することによってレジスト膜がパターニングされる。その後、このレジスト膜をマスクとしてITO膜をエッチングしストライプ状にパターニングする。
【0050】
次に、この透明電極が夫々形成された2枚の基板101、102の夫々第1面101a、102a上にポリイミド膜を形成し、ラビング処理を施して配向膜103、104を形成し、2枚の基板101、102それぞれの製造が終了する(ST503)。これによって、配向膜103、104の液晶109側の面も平坦性が確保され、セルギャップのバラツキも解消でき、画面の高画質化が図られることとなる。
【0051】
次に、どちらか一方の基板の第1面上にギャップ材(図示せず)をドライ散布等により散布し、シール材30を介して上述の第1の基板101と第2の基板102とを貼り合わせる(ST504)。
【0052】
その後、シール材30の液晶注入口30aから液晶を注入し、シール材30の液晶注入口30aを紫外線硬化性樹脂等の封止材30bによって封止する(ST505)。
【0053】
更に、位相差板105、106及び偏光板107、108を第1の基板101及び第2の基板102の各外面上に貼着等の方法により取り付ける(ST506)。
【0054】
最後に必要な配線や照明装置及びケース体等を取り付けて、図1〜図3に示すような液晶装置100が完成する。
【0055】
以下に、従来の製造方法により製造した基板と、本発明の製造方法により製造した基板との違いについて説明する。
【0056】
図6は、従来の製造方法、すなわち表裏に温度差をつけずにITO等の引張応力を有する材料を基板に成膜した場合における基板のスパッタ前後の変化を示した図である。図7は、本発明の製造方法、すなわち表裏に温度差をつけてITO等の引張応力を有する材料を基板に成膜した場合における基板のスパッタ前後の変化を示した図である。
【0057】
図6(a)は、ITOのスパッタ面である第1面101´aを上に、非スパッタ面である第2面101´bを下にした状態を示した基板101´である。図6(b)は、基板101´の第1面101´aにITOの薄膜111´を形成した図である。ITOは、引張応力を有するので、図に示す矢印の方向に向って広がろうとする。このような結果、図6(c)に示すようにITOの薄膜111´が形成された基板101´は第1面101´a側が凸状となるように撓むといった問題が生じていた。ここでの撓みh1は、1mm〜10mmである。このような撓みh1が生じることにより、液晶装置として組み立てた時に表示面が水平とならず、表示不良を起こすという問題が生じている。
【0058】
図7(a)は、ITOのスパッタ面である第1面101aを上に、非スパッタ面である第2面101bを下にした状態を示した基板101である。図7(b)は、予めITOの薄膜111を形成する際に、従来の製造方法で製造された薄膜が形成された基板が撓む方向と逆の方向に撓みh2である撓ませる。ここでの撓みh2は、上述した第1面101aと第2面101bとを温度差をつけて加熱する方法で行う。ここでの撓みh2は、図6に示すように従来の撓みh1と略同様の1mm〜10mmである。図7(c)は、図7(b)によって撓んだ状態の基板101の第1面101aにITOの薄膜111を形成した図である。上述したように、ITOは、引張応力を有し、図に示す矢印の方向であり、ここでの撓みと逆方向に向って広がろうとする。これによって、図7(d)に示すようにITOの薄膜111が形成された基板101は水平となるので、液晶装置として組み立てた時に、表示不良を起こさなくなる。
【0059】
このように本実施形態に係る製造方法では、対向する第1面101a(102a)と第2面101b(102b)とを有する基板101(102)の前記第1面第1面101a(102a)及び前記第2面101b(102b)に温度差をつけて加熱する工程と、前記加熱された基板101(102)の前記第1面第1面101a(102a)に薄膜を成膜する工程とを具備することによって、基板101(102)の撓みを防止し、表示面の表示不良を抑制することができる。
【0060】
なお、上述した実施形態では、パッシブマトリクス方式を採用しているが、スイッチング素子を用いるアクティブマトリクス方式に適用することも可能である。
【0061】
<第2の実施形態>
本発明の第2実施形態について説明する。本実施形態においては、液晶装置をカラー表示するために用いられるカラーフィルタ基板を例に用いて説明する。カラーフィルタ基板は、例えば、基板上にクロムからなる遮光膜と、遮光膜上に形成された着色層と、着色層上に形成されたオーバーコート層と、オーバーコート層上に形成された電極とを有する。遮光膜は、各画素を区画する格子状に形成され、更にこの格子を囲むように額縁状に形成され、着色層は、区画された領域内を埋めるように形成される。遮光膜材料であるクロムは、第1実施形態の引張応力を有するITOとは反対に圧縮応力を有する材料である。以下、薄膜が形成された基板としてのカラーフィルタ基板の製造方法、特に遮光膜の形成方法について主に説明する。
【0062】
図8は、スパッタ装置の概略平面図である。
【0063】
(カラーフィルタ基板の製造方法)
本実施形態に係るカラーフィルタ基板の製造方法について図8に基づいて説明する。
【0064】
まず、第1の基板201の対向する第1面201aと第2面201bとを温度差をつけて加熱する。言い換えると、第1の基板201を、表裏に温度差をつけて加熱する。以下、詳細に説明する。
【0065】
図8に示すように、第1の基板201は、真空扉311を開閉して、図示しない搬送手段により真空加熱室301へ搬送される。第1の基板201は、第2の基板202の遮光膜が形成されない第2面201bを加熱器301bによって100℃〜200℃となるように加熱する。また、第1の基板201の遮光膜が形成される第1面201aを加熱器301aにより加熱器301bよりも50℃〜100℃高い150℃〜300℃となるように加熱する。第1の基板201は、室温から真空加熱室301に搬送され、室温から急激に温度上昇すると割れる可能性があるので100℃〜200℃が好ましい。
【0066】
次に、真空加熱室301内で加熱された第1の基板201は、真空扉312を開閉して、図示しない搬送手段により真空加熱室302へ搬送される。真空加熱室302内の圧力は、0.0001Pa〜1Paである。第1の基板201は、第1の基板201のCrの非スパッタ面である第2面201bを加熱器302bによって100℃〜200℃となるように加熱する。また、第1の基板201のCrのスパッタ面である第1面201aを加熱器302aにより加熱器302bよりも50℃〜100℃高い150℃〜300℃となるように加熱する。この真空加熱室302では、基板の第1面201a及び第2面201bに温度差をつけることにより、第1の基板201の第1面201a側が凹状になるように撓ませる。
【0067】
次に、第1の基板201にCrをスパッタリング法により被着し、フォトリソグラフィ法によってパターニングして所定の幅を持ってストライプ状に形成する。以下、詳細に説明する。
【0068】
ステップ501において撓んだ第1の基板201は、真空扉313を開閉して、図示しない搬送手段により真空加熱室302からスパッタ室303へ搬送される。
【0069】
撓んだ状態の第1の基板201の第1面201a表面に、スパッタ室303によりCrの薄膜を100nm〜600nmの厚さとなるように形成する。
【0070】
次に、スパッタ室303において撓んだ状態でCrがスパッタされた第1の基板201は、真空扉314を開閉して、図示しない搬送手段により真空加熱室304へ搬送される。第1の基板201は、第1の基板201のCrの非スパッタ面である第2面201bを加熱器304bによって100℃〜200℃となるように加熱し、Crのスパッタ面である第1面201aを加熱器304aによって150℃〜300℃となるように加熱する。
【0071】
更に、真空加熱室304から真空扉315を開閉し、図示しない搬送手段により真空加熱室305へ搬送される。ここで、加熱器305aを100℃〜150℃、加熱器305bを100〜150℃とし、基板を段階的に冷却して室温に戻することによって、基板を水平な状態にする。
【0072】
つまり、第1の基板201を、真空加熱室301及び302において、第1の基板201の表裏に温度差をつけることで撓ませ、この撓ませた状態でスパッタ室303で圧縮応力を有するCr膜を第1の基板201上にスパッタし、真空加熱室304及び305において第1の基板201を段階的に冷却し室温に戻して水平状態に戻す。
【0073】
その後、真空加熱室305から真空扉316を開閉し、図示しない搬送手段により図示しないフォトリソグラフィ装置へ搬送され、Cr膜のパターン形成を行う。
【0074】
このフォトリソグラフィ装置では、まずCr膜上にベタのレジスト膜が形成される。次に、このレジスト膜をマスクを介して露光、現像することによってレジスト膜がパターニングされる。その後、このレジスト膜をマスクとしてCr膜をエッチングして格子状及びこの格子状を囲む額縁状にパターニングして遮光膜を形成する。
【0075】
次にこの遮光膜が形成された第1の基板201上に、着色層、オーバーコート層、配向膜を形成して、カラーフィルタ基板が完成する。
【0076】
図9は、従来の製造方法、すなわち表裏に温度差をつけずにCr等の圧縮応力を有する材料を基板に成膜した場合における基板のスパッタ前後の変化を示した図である。図10は、本発明の製造方法、すなわち表裏に温度差をつけてCr等の圧縮応力を有する材料を基板に成膜した場合における基板のスパッタ前後の変化を示した図である。
【0077】
図9(a)は、Crのスパッタ面である第1面201´aを上に、非スパッタ面である第2面201´bを下にした状態を示した第1の基板201´である。図9(b)は、第1の基板201´の第1面201´aにCrの薄膜211´を形成した図である。Crは、圧縮応力を有するので、図に示す矢印の方向に向って広がろうとする。このような結果、図9(c)に示すようにITOの薄膜211´が形成された第1の基板201´は第1面201´a側が凸状となるように撓むといった問題が生じていた。ここでの撓みh21は、1mm〜10mmである。このような撓みh21が生じることにより、液晶装置として組み立てた時に表示面が水平とならず、表示不良を起こすという問題が生じている。
【0078】
図10(a)は、Crのスパッタ面である第1面201aを上に、非スパッタ面である第2面201bを下にした状態を示した第1の基板201である。図10(b)は、予めCrの薄膜211を形成する際に、従来の製造方法で製造された薄膜が形成された基板が撓む方向と逆の方向に撓みh22である撓ませる。ここでの撓みh22は、上述した第1面201aと第2面201bとを温度差をつけて加熱する方法で行う。ここでの撓みh2は、図9に示すように従来の撓みh1と略同様の1mm〜10mmである。図10(c)は、図10(b)によって撓んだ状態の第1の基板201の第1面201aにCrの薄膜211を形成した図である。上述したように、Crは、圧縮応力を有し、図に示す矢印の方向であり、ここでの撓みと逆方向に向って広がろうとする。これによって、図10(d)に示すようにCrの薄膜211が形成された第1の基板201は水平となるので、液晶装置100として組み立てた時に、表示不良を起こさなくなる。
【0079】
このように本実施形態に係る製造方法でも引張応力と圧縮応力との違いはあるが、第1実施形態と同様に表示面の表示不良を抑制することができる。
【0080】
<電子機器>
さらに、本発明の液晶装置100を電子機器に搭載した例を以下に記す。
【0081】
(携帯電話機)
図11は、本発明に係る電子機器の他の実施形態である携帯電話機911を示している。ここに示す携帯電話機911は、複数の操作ボタン911aの他、受話口911b、送話口911cを有する外枠に、液晶装置が組み込まれてなる。この液晶装置は、例えば上述した実施形態に示した液晶装置1を用いて構成できる。
【0082】
図12は、本実施形態の全体構成を示す概略構成図である。ここに示す電子機器は、上記と同様の液晶装置200と、これを制御する制御手段1200とを有する。ここでは、液晶装置200を、パネル構造体200Aと、駆動用IC等で構成される駆動回路200Bとに概念的に分けて描いてある。また、制御手段1200は、表示情報出力源1210と、表示情報処理回路1220と、電源回路1230と、タイミングジェネレータ1240とを有する。
【0083】
表示情報出力源1210は、ROM(Read Only Memory)やRAM(Random Access Memory)等からなるメモリと、磁気記録ディスクや光記録ディスク等からなるストレージユニットと、デジタル画像信号を同調出力する同調回路とを備え、タイミングジェネレータ1240によって生成された各種のクロック信号に基づいて、所定フォーマットの画像信号等の形で表示情報を表示情報処理回路1220に供給するように構成されている。
【0084】
表示情報処理回路1220は、シリアル−パラレル変換回路、増幅・反転回路、ローテーション回路、ガンマ補正回路、クランプ回路等の周知の各種回路を備え、入力した表示情報の処理を実行して、その画像情報をクロック信号CLKと共に駆動回路200Bへ供給する。駆動回路200Bは、走査線駆動回路、データ線駆動回路及び検査回路を含む。また、電源回路1230は、上述の各構成要素にそれぞれ所定の電圧を供給する。
【0085】
また、本発明に係る電子機器としては、上記の例の他に、ビューファインダ型、モニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話機、POS端末機などがあげられる。そして、これらの各種電子機器の表示部として本発明に係る液晶装置を用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態に係る液晶装置の外観を模式的に示す斜視図である。
【図2】本発明の第1実施形態に係る液晶装置を分解した様子を模式的に示す斜視図である。
【図3】本発明の第1実施形態に係る液晶装置の製造方法によって完成された液晶パネルの概略断面図である。
【図4】本発明の第1実施形態に係るスパッタ装置の概略平面図である。
【図5】本発明の第1実施形態に係る液晶装置の製造方法についての製造工程図である。
【図6】従来の基板に引張応力を有する材料をスパッタした前後の変化を示した図である。
【図7】本発明の第1実施形態に係る引張応力を有する材料をスパッタした前後の変化を示した図である。
【図8】本発明の第2実施形態に係るスパッタ装置の概略平面図である。
【図9】従来の基板に圧縮応力を有する材料をスパッタした前後の変化を示した図である。
【図10】本発明の第2実施形態に係る圧縮応力を有する材料をスパッタした前後の変化を示した図である。
【図11】本発明に係る電子機器の一例として携帯電話機を示した図である。
【図12】本発明に係る電子機器の一例として携帯電話機の全体構成を示す概略構成図である。
【符号の説明】
30…シール材
100、200…液晶装置
101、201…第1の基板
102、202…第2の基板
101a、102a、201a、202a…第1面
101b、102b、201b、102b…第2面
109…液晶
111、211…薄膜
911…携帯電話機[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for manufacturing a substrate on which a thin film is formed, a method for manufacturing an electro-optical device having the substrate on which the thin film is formed, an electro-optical device manufactured by the manufacturing method, and an electronic apparatus equipped with the electro-optical device. About.
[0002]
[Prior art]
A liquid crystal device as an electro-optical device includes a first substrate having a first electrode, a second substrate having a second electrode, a sealant for bonding the substrates which are opposed to each other, and a first substrate. And a liquid crystal as an electro-optical material sealed in a gap surrounded by the second substrate and the sealing material.
[0003]
Since the first electrode and the second electrode are formed from a transparent conductive material such as ITO (Indium Tin Oxide), they must be formed without affecting the display surface of the liquid crystal panel. Can be.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, since the ITO thin film sputtered as an electrode has a tensile stress on the substrate of the liquid crystal panel, the substrate surface side on which the ITO thin film is formed becomes convex, and the horizontal state cannot be maintained. For this reason, there is a problem that uniform display cannot be performed on the liquid crystal display surface, and display failure occurs.
[0005]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and is directed to a method of manufacturing a substrate on which a thin film capable of suppressing display defects of a display surface of an electro-optical panel is formed, a method of manufacturing an electro-optical device, an electro-optical device, and The purpose is to provide electronic equipment.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The method of manufacturing a substrate on which a thin film is formed according to the present invention includes the steps of: heating the first surface and the second surface of the substrate having a first surface and a second surface that face each other with a temperature difference; Forming a thin film on the first surface of the formed substrate.
[0007]
According to such a configuration, heating is performed with a temperature difference between the first surface and the second surface of the substrate, for example, the surface temperature of the second surface is higher than the surface temperature of the first surface, and the second surface side of the substrate is heated. Deflected to be convex. In this bent state, a thin film of a material having a tensile stress is formed on the first surface, and bending of the substrate due to the tensile stress of the thin film is prevented, so that display defects on the display surface can be suppressed. On the other hand, in the case of a thin film of a material having a compressive stress, the surface temperature of the first surface is set higher than the surface temperature of the second surface, and the substrate is bent so that the first surface side of the substrate becomes convex. In this state, a thin film having a compressive stress is formed on the first surface, so that the substrate can be similarly prevented from bending, and display defects on the display surface can be suppressed.
[0008]
According to one embodiment of the present invention, the substrate includes glass.
[0009]
According to such a configuration, it is also applicable to a case where a thin film is formed on a glass substrate.
[0010]
According to one embodiment of the present invention, the thickness of the substrate is 0.3 mm to 1.1 mm.
[0011]
According to such a configuration, if the thickness of the substrate is smaller than 0.3 mm, the temperature can be sufficiently propagated and it is impossible to heat the substrate with a temperature difference. It is difficult to heat to form
[0012]
According to one aspect of the invention, the temperature difference is between 50 ° C and 100 ° C.
[0013]
According to such a configuration, if the temperature difference is smaller than 50 ° C., it is impossible to form a desired deflection, and if it is larger than 100 ° C., the temperature difference becomes too large to be balanced with the effect of the film. This causes a problem that the substrate does not become a flat plate.
[0014]
According to one embodiment of the present invention, the thickness of the thin film is 100 nm to 600 nm.
[0015]
According to such a configuration, if the thickness is less than 100 nm, the stress of the film is small, so that the deflection of the substrate does not often become a problem. If the thickness is more than 600 nm, the film is peeled off by the stress of the film, and it becomes difficult to form a pattern. There is a problem that can not be.
[0016]
According to one embodiment of the present invention, the first surface is heated to a lower temperature than the second surface, and the thin film includes an oxide of indium and tin.
[0017]
According to such a configuration, the first surface is heated at a lower temperature than the second surface, so that the second surface side of the substrate is bent in a convex shape, and in this state, indium and tin having tensile stress are applied. Since the oxide thin film is formed on the first surface side, the substrate after film formation can be kept horizontal.
[0018]
According to one aspect of the invention, the first surface is heated to a higher temperature than the second surface, and the thin film has chromium.
[0019]
According to such a configuration, the second surface is heated at a lower temperature than the first surface, so that the first surface side of the substrate is bent in a convex shape, and a chromium thin film having a compressive stress in this state. Is formed on the first surface side, the substrate after film formation can be kept in a horizontal state.
[0020]
In the method of manufacturing an electro-optical device having a substrate according to the present invention, the first and second surfaces of the substrate having the opposing first and second surfaces of the electro-optical device are heated by setting a temperature difference between the first and second surfaces. And forming a thin film on the first surface of the heated substrate.
[0021]
According to such a configuration, heating is performed with a temperature difference between the first surface and the second surface of the substrate, for example, the surface temperature of the second surface is higher than the surface temperature of the first surface, and the second surface side of the substrate is heated. Deflected to be convex. In this bent state, a thin film of a material having a tensile stress is formed on the first surface, and bending of the substrate due to the tensile stress of the thin film is prevented, so that an electro-optical device that suppresses display defects on the display surface is manufactured. Can be. On the other hand, in the case of a thin film of a material having a compressive stress, the surface temperature of the first surface is set higher than the surface temperature of the second surface, and the substrate is bent so that the first surface side of the substrate becomes convex. Since a thin film having a compressive stress is formed on the first surface in this state, it is possible to manufacture an electro-optical device in which the substrate is similarly prevented from bending and display defects on the display surface are suppressed.
[0022]
The electro-optical device of the present invention includes a first substrate on which a thin film is formed on one surface in a state of being heated with a temperature difference between the front and back, and one of the first substrates in a state of being heated with a temperature difference between the front and back. A second substrate on which a thin film is formed on a surface, a sealing material for bonding the first substrate and the second substrate arranged such that the surfaces on which the thin films are formed face each other; And an electro-optical material sealed in a region surrounded by the first substrate, the second substrate, and the sealant.
[0023]
According to such a configuration, the temperature difference between the front and back surfaces of the substrate during film formation is adjusted according to the characteristics of the thin films formed on the first substrate and the second substrate, respectively. In addition, the substrate after film formation can be kept horizontal for both the second substrate and the second substrate. For example, the surface temperature of the back surface of the substrate is made higher than the surface temperature of the front surface, the back surface of the substrate is bent so as to be convex, and a thin film of a material having a tensile stress is formed on the surface in the bent state. Thus, the substrate after film formation can be held in a horizontal state. On the other hand, the surface temperature of the front surface of the substrate is made higher than the surface temperature of the back surface, and the substrate is bent so that the front surface side becomes convex, and a thin film of a material having a compressive stress is formed on the back surface in the bent state. Thus, the substrate after film formation can be held in a horizontal state. Therefore, in such an electro-optical device in which two substrates in a horizontal state are used, the gap between the two substrates on the display surface can be made uniform in thickness, so that there is no display unevenness. High display quality.
[0024]
An electronic apparatus according to another aspect of the invention includes the electro-optical device described above.
[0025]
According to such a configuration, since such an electro-optical device is mounted, an electronic apparatus in which display defects are suppressed is provided.
[0026]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0027]
<First embodiment>
First, a first embodiment in which the present invention is applied to a liquid crystal device as an electro-optical device will be described.
[0028]
(Liquid crystal device)
Hereinafter, a passive matrix type liquid crystal device employing a COG (Chip On Glass) method will be described as an example of an electro-optical device according to the present invention with reference to FIGS.
[0029]
FIG. 1 is a perspective view schematically showing the appearance of the liquid crystal device of the present embodiment. FIG. 2 is a perspective view schematically showing an exploded state of the liquid crystal device. FIG. 3 is a sectional view showing a part of the liquid crystal device.
[0030]
As shown in FIGS. 1, 2, and 3, in the
[0031]
In addition,
[0032]
The pixel is constituted by a
[0033]
In the
[0034]
Note that when the
[0035]
(Deposition equipment)
FIG. 4 is a schematic plan view of a
[0036]
In the
[0037]
(Method of manufacturing liquid crystal device)
FIG. 5 is a manufacturing process diagram for the method for manufacturing the liquid crystal device according to the present embodiment.
[0038]
A method for manufacturing a liquid crystal device according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.
[0039]
First, the
[0040]
As shown in FIG. 4, the two
[0041]
Next, the two
[0042]
Next, ITO, which is a material of a transparent electrode, is applied to each of the two
[0043]
The two
[0044]
A thin film of ITO is formed on the surfaces of the
[0045]
Next, the two
[0046]
Further, the
[0047]
That is, the
[0048]
After that, the
[0049]
In this photolithography apparatus, first, a solid resist film is formed on an ITO film. Next, the resist film is patterned by exposing and developing the resist film via a mask. Thereafter, the ITO film is etched and patterned into a stripe shape using the resist film as a mask.
[0050]
Next, a polyimide film is formed on the
[0051]
Next, a gap material (not shown) is sprayed on the first surface of either one of the substrates by dry spraying or the like, and the
[0052]
Thereafter, liquid crystal is injected from the liquid crystal injection port 30a of the sealing
[0053]
Further,
[0054]
Finally, necessary wiring, a lighting device, a case body, and the like are attached to complete the
[0055]
Hereinafter, the difference between the substrate manufactured by the conventional manufacturing method and the substrate manufactured by the manufacturing method of the present invention will be described.
[0056]
FIG. 6 is a diagram showing a change in a substrate before and after sputtering in a conventional manufacturing method, that is, when a material having a tensile stress such as ITO is formed on a substrate without a temperature difference between the front and back sides. FIG. 7 is a diagram showing a change before and after sputtering of a substrate in a case where a material having a tensile stress such as ITO is formed on a substrate with a temperature difference between the front and back sides, that is, the manufacturing method of the present invention.
[0057]
FIG. 6A shows a
[0058]
FIG. 7A shows a
[0059]
Thus, in the manufacturing method according to the present embodiment, the
[0060]
In the above-described embodiment, the passive matrix system is adopted, but the present invention can be applied to an active matrix system using switching elements.
[0061]
<Second embodiment>
A second embodiment of the present invention will be described. In the present embodiment, a color filter substrate used for displaying a liquid crystal device in color will be described as an example. The color filter substrate is, for example, a light-shielding film made of chromium on the substrate, a colored layer formed on the light-shielded film, an overcoat layer formed on the colored layer, and an electrode formed on the overcoat layer. Having. The light-shielding film is formed in a grid shape for partitioning each pixel, and is further formed in a frame shape so as to surround the grid, and the coloring layer is formed so as to fill the partitioned area. Chromium, which is a light shielding film material, is a material having a compressive stress as opposed to ITO having a tensile stress in the first embodiment. Hereinafter, a method of manufacturing a color filter substrate as a substrate on which a thin film is formed, particularly a method of forming a light-shielding film, will be mainly described.
[0062]
FIG. 8 is a schematic plan view of the sputtering apparatus.
[0063]
(Method of manufacturing color filter substrate)
A method for manufacturing a color filter substrate according to this embodiment will be described with reference to FIG.
[0064]
First, the opposing
[0065]
As shown in FIG. 8, the
[0066]
Next, the
[0067]
Next, Cr is deposited on the
[0068]
The
[0069]
On the surface of the
[0070]
Next, the
[0071]
Further, the
[0072]
That is, the
[0073]
Thereafter, the
[0074]
In this photolithography apparatus, first, a solid resist film is formed on a Cr film. Next, the resist film is patterned by exposing and developing the resist film via a mask. Thereafter, using the resist film as a mask, the Cr film is etched and patterned into a lattice shape and a frame shape surrounding the lattice shape to form a light shielding film.
[0075]
Next, a coloring layer, an overcoat layer, and an alignment film are formed on the
[0076]
FIG. 9 is a diagram showing changes before and after sputtering of a substrate in a conventional manufacturing method, that is, when a material having a compressive stress such as Cr is deposited on a substrate without a temperature difference between the front and back sides. FIG. 10 is a diagram showing a change before and after sputtering of a substrate in a case where a material having a compressive stress such as Cr is formed on a substrate by giving a temperature difference between the front and back sides, that is, the manufacturing method of the present invention.
[0077]
FIG. 9A shows a
[0078]
FIG. 10A shows a
[0079]
As described above, although there is a difference between the tensile stress and the compressive stress in the manufacturing method according to the present embodiment, display defects on the display surface can be suppressed as in the first embodiment.
[0080]
<Electronic equipment>
Further, an example in which the
[0081]
(Mobile phone)
FIG. 11 shows a
[0082]
FIG. 12 is a schematic configuration diagram illustrating the overall configuration of the present embodiment. The electronic apparatus shown here has a
[0083]
The display
[0084]
The display
[0085]
In addition to the above examples, the electronic apparatus according to the present invention includes a viewfinder type, a monitor direct-view type video tape recorder, a car navigation device, a pager, an electronic organizer, a word processor, a workstation, a videophone, and a POS terminal. And so on. Then, the liquid crystal device according to the present invention can be used as a display unit of these various electronic devices.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view schematically showing an appearance of a liquid crystal device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view schematically showing an exploded state of the liquid crystal device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of a liquid crystal panel completed by the method for manufacturing a liquid crystal device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a schematic plan view of the sputtering apparatus according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a manufacturing process diagram for a method for manufacturing the liquid crystal device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a diagram showing changes before and after sputtering a material having a tensile stress on a conventional substrate.
FIG. 7 is a diagram showing changes before and after sputtering a material having a tensile stress according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a schematic plan view of a sputtering apparatus according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a diagram showing changes before and after sputtering a material having a compressive stress on a conventional substrate.
FIG. 10 is a diagram showing changes before and after sputtering a material having a compressive stress according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a diagram illustrating a mobile phone as an example of an electronic apparatus according to the invention.
FIG. 12 is a schematic configuration diagram illustrating an overall configuration of a mobile phone as an example of an electronic apparatus according to the invention.
[Explanation of symbols]
30 ... Seal material
100, 200: Liquid crystal device
101, 201: first substrate
102, 202: second substrate
101a, 102a, 201a, 202a ... first surface
101b, 102b, 201b, 102b ... second surface
109 ... LCD
111, 211 ... thin film
911… Mobile phone
Claims (10)
前記加熱された基板の前記第1面に薄膜を成膜する工程と
を具備することを特徴とする薄膜が形成された基板の製造方法。Heating the first surface and the second surface of the substrate having a first surface and a second surface facing each other with a temperature difference;
Forming a thin film on the first surface of the heated substrate.
前記電気光学装置の対向する第1面と第2面とを有する前記基板の前記第1面及び前記第2面に温度差をつけて加熱する工程と、
前記加熱された基板の前記第1面に薄膜を成膜する工程と
を具備することを特徴とする電気光学装置の製造方法。In a method for manufacturing an electro-optical device having a substrate,
Heating the first surface and the second surface of the substrate having the opposing first surface and second surface of the electro-optical device with a temperature difference;
Forming a thin film on the first surface of the heated substrate.
表裏に温度差をつけて加熱された状態で一方の面に薄膜が成膜された第2の基板と、
互いの前記薄膜が成膜された面が対向するように配置された前記第1の基板と前記第2の基板とを貼り合わせるシール材と、
前記第1の基板と前記第2の基板と前記シール材とに囲まれた領域に封入された電気光学物質と
を具備することを特徴とする電気光学装置。A first substrate having a thin film formed on one surface while being heated with a temperature difference between the front and back;
A second substrate having a thin film formed on one surface while being heated with a temperature difference between the front and back,
A sealing material for bonding the first substrate and the second substrate arranged such that surfaces on which the thin films are formed face each other;
An electro-optical device, comprising: an electro-optical material sealed in a region surrounded by the first substrate, the second substrate, and the sealant.
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