JP2009250990A

JP2009250990A - 液晶表示装置の製造方法

Info

Publication number: JP2009250990A
Application number: JP2008094648A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Taguchi; 聡志田口; Katsuhiro Imai; 克浩今井; Koji Asada; 広司麻田
Original assignee: Epson Imaging Devices Corp
Current assignee: Epson Imaging Devices Corp
Priority date: 2008-04-01
Filing date: 2008-04-01
Publication date: 2009-10-29

Abstract

【課題】基板の薄型化と強度向上とを両立することのできる、液晶表示装置の製造方法を
提供する。
【解決手段】第１基板１０第２基板２０との間に液晶層を挟持する液晶表示装置の製造方
法である。複数の第１基板１０を含む第１母材基板１と、複数の第２基板２０を含む第２
母材基板２と、を貼り合せる。貼り合わせた第１母材基板１及び第２母材基板２の表面を
薄型加工する。第１母材基板１、及び第２母材基板２のエッチング処理面に、薄膜応力×
膜厚が５０Ｐａ・ｍ以上となる圧縮応力を有する保護膜１５をそれぞれ形成する。そして
、保護膜１５が形成された第１母材基板１、及び第２母材基板２をスクライブして、第１
基板１０及び第２基板２０における貼り合わせ構造を有する液晶パネル毎に個片化する。
【選択図】図４

Description

本発明は、液晶表示装置の製造方法に関するものである。

液晶表示装置は、ＴＦＴ基板と対向基板との間に液晶層を挟持したものであり、ノート
パソコンやカーナビゲーション等の様々な電子機器に用いられている。下記の特許文献１
には、コーティングしたガラス基板上に半導体層を形成することでＴＦＴ基板のガラス溶
出に起因するトランジスタ特性の低下を防止した液晶表示装置が開示されている。このよ
うな液晶表示装置は、ガラスからなる母材基板を貼り合わせた後、スクライブにより個片
化（分断）することで製造される。

ところで、液晶表示装置は、その小型化、及び軽量化を図るべく、上記ガラス基板を薄
くしたいとの要望がある。しかしながら、液晶表示装置は、その製造工程上、貼り合せ工
程前にガラス基板を薄く加工すると、ＴＦＴ形成時や貼り合せ時における基板の取り扱い
が難しくなってしまう。そこで、貼り合せ後に、機械的な研磨やケミカルエッチングを用
いてガラス基板を薄くすることが通常行われている。
特開２００１−３５６３３０号公報

しかしながら、上述の特許文献１に記載のように、ＴＦＴ基板を構成するガラス基板に
コーティング膜が形成されていると、機械的な研磨によりコーティング膜がなくなってし
まったり、ケミカルエッチングを行うことができず、基板を薄型加工するのが困難となる
。また、対向基板にはコーティング膜が形成されていないため、スクライブ工程、或いは
パネルの製造工程でキズがつきやすく、このキズを起因としてパネルに割れが生じ易くな
り、結果的にパネルの強度を低下させる可能性がある。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、基板の薄型化と強度向上とを
両立することのできる、液晶表示装置の製造方法を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明の液晶表示装置の製造方法は、第１基板と第２基板
との間に液晶層を挟持する液晶表示装置の製造方法において、複数の前記第１基板を含む
第１母材基板と、複数の前記第２基板を含む第２母材基板と、を貼り合せる工程と、貼り
合わせた前記第１母材基板及び第２母材基板の表面を薄型加工する工程と、前記第１母材
基板、及び第２母材基板のエッチング処理面に、薄膜応力×膜厚が５０Ｐａ・ｍ以上とな
る圧縮応力を有する保護膜をそれぞれ形成する工程と、該保護膜が形成された前記第１母
材基板、及び第２母材基板を分断して、前記第１基板及び前記第２基板における貼り合わ
せ構造を有する液晶パネル毎に個片化する工程と、を備えることを特徴とする。

本発明の液晶表示装置の製造方法によれば、例えばケミカルエッチング等により薄型化
した第１、第２母材基板の表面に保護膜が形成されるので、分断工程や液晶パネル製造時
に母材基板の表面にキズを付き難くすることができる。また、保護膜は所定の圧縮力を有
するため、保護膜にキズがついた場合でもキズの進展が抑制されて、保護膜に生じたキズ
を基点として液晶パネルが割れるといった不具合を防止できる。したがって、薄型化を実
現しつつ機械的強度を向上させることができる。

また、上記液晶表示装置においては、前記保護膜が多層膜で構成する場合、前記多層膜
における少なくとも最外層が圧縮応力を有するのが好ましい。
この構成によれば、多層膜構造からなる保護膜に対しても本発明が適用可能となり、機
械的強度を向上させることができる。

また、上記液晶表示装置においては、前記保護膜の形成材料として、導電性材料を用い
るのが好ましい。
この構成によれば、保護膜が導電性を有するため、外部からの静電気を放電させること
ができ、パネル内部に静電気の影響を及ぶことを防止でき、静電気耐性を向上させること
ができる。

以下、本発明の一実施形態について説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にか
かる発明を限定するものではない。
はじめに、本発明に係る液晶表示装置の製造方法について説明するに先立ち、本方法に
より製造した液晶表示装置の構成について説明する。

（液晶表示装置）
本実施形態により製造された液晶表示装置は、液晶に対して基板面方向の電界（横電界
）を作用させ、配向を制御することにより画像表示を行う横電界方式のうち、ＦＦＳ（Fr
inge Field Switching）方式と呼ばれる方式を採用した液晶表示装置である。
本実施形態の液晶表示装置は、基板上にカラーフィルタを具備したカラー液晶表示装置
であり、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色光を出射する３個のサブ画素で１個の画素
を構成するものとなっている。したがって表示を構成する最小単位となる表示領域を「サ
ブ画素領域」と称し、一組（Ｒ，Ｇ，Ｂ）のサブ画素から構成される表示領域を「画素領
域」と称する。

図１は、本実施形態の液晶表示装置を構成するマトリクス状に形成された複数のサブ画
素領域の回路構成図である。図２（ａ）は液晶表示装置１００の任意の１サブ画素領域に
おける平面構成図、図２（ｂ）は（ａ）図における光学軸配置を示す図である。図３は図
２（ａ）のＡ−Ａ'線に沿う部分断面構成図である。

なお、各図においては、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、
各層や各部材毎に縮尺を異ならせて表示している。

本実施形態の液晶表示装置１００は、図３に示すように、互いに対向して配置されたＴ
ＦＴアレイ基板（第１基板）１０と対向基板（第２基板）２０と、これらの基板１０，２
０間に挟持された液晶層５０とを備え、ＴＦＴアレイ基板１０の外面側にバックライト９
０を配設してなる半透過反射型の液晶表示装置である。

図１に示すように、液晶表示装置１００の画像表示領域を構成するマトリクス状に形成
された複数のサブ画素領域には、それぞれ画素電極９と、画素電極９に電気的に接続され
スイッチング制御するＴＦＴ３０とが形成されており、データ線駆動回路１０１から延び
るデータ線６ａがＴＦＴ３０のソースに電気的に接続されている。データ線駆動回路１０
１は、画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎをデータ線６ａを介して各画素に供給する。画像信
号Ｓ１〜Ｓｎはこの順に線順次に供給しても構わないし、相隣接する複数のデータ線６ａ
同士に対して、グループ毎に供給するようにしても良い。

また、ＴＦＴ３０のゲートには、走査線駆動回路１０２から延びる走査線３ａが電気的
に接続されており、走査線駆動回路１０２から所定のタイミングで走査線３ａにパルス的
に供給される走査信号Ｇ１、Ｇ２、…、Ｇｍが、この順に線順次でＴＦＴ３０のゲートに
印加されるようになっている。画素電極９は、ＴＦＴ３０のドレインに電気的に接続され
ている。スイッチング素子であるＴＦＴ３０が走査信号Ｇ１、Ｇ２、…、Ｇｍの入力によ
り一定期間だけオン状態とされることで、データ線６ａから供給される画像信号Ｓ１、Ｓ
２、…、Ｓｎが所定のタイミングで画素電極９に書き込まれるようになっている。

画素電極９を介して液晶に書き込まれた所定レベルの画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎは
、画素電極９と液晶を介して対向する共通電極との間で一定期間保持される。ここで、保
持された画像信号がリークするのを防ぐために、画素電極９と共通電極との間に形成され
る液晶容量と並列に蓄積容量７０が接続されている。蓄積容量７０はＴＦＴ３０のドレイ
ンと容量線３ｂとの間に設けられている。

図２（ａ）に示すように、液晶表示装置１００のサブ画素領域には、平面視略梯子状を
成すＹ軸方向に長手の画素電極９と、画素電極９と平面的に重なって配置された平面略ベ
タ状の共通電極１９とが設けられている。サブ画素領域の図示左上の端部の角部（或いは
各サブ画素領域の間隙）には、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とを所定間隔で離間
した状態に保持するための柱状スペーサ４０が立設されている。

画素電極９は、平面視した状態で、略矩形枠状の枠体部９ａと、枠体部９ａの枠内に互
いに平行に設けられるとともに、枠体部９ａのＹ軸方向に延びる部分と両端を接続された
複数本（図示では１５本）の帯状電極（枝電極）９ｃとからなる。

共通電極１９は、図２（ａ）に示すサブ画素領域内に部分的に設けられた反射層２９を
覆うように形成されている。本実施形態の場合、共通電極１９はＩＴＯ（インジウム錫酸
化物）等の透明導電材料からなる平面ベタ状の導電膜であり、反射層２９は、アルミニウ
ムや銀等の光反射性の金属膜や、屈折率の異なる誘電体膜（ＳｉＯ_２とＴｉＯ_２等）を積
層した誘電体積層膜（誘電体ミラー）からなるものである。液晶表示装置１００は、反射
層２９での反射光を散乱させる機能を具備していることが好ましく、かかる構成により反
射表示の視認性を向上させることができる。

なお、共通電極１９は、本実施形態のように反射層２９を覆うように形成されている構
成のほか、透明導電材料からなる透明電極と、光反射性の金属材料からなる反射電極とが
平面的に区画されている構成、すなわち、透過表示領域に対応して配置された透明電極と
反射表示領域に対応して配置された反射電極とを、反射表示領域と透過表示領域との間（
境界部）で互いに電気的に接続した構成も採用することができる。この場合、前記透明電
極と反射電極とが画素電極９との間に電界を生じさせる共通電極を構成する一方、前記反
射電極は当該サブ画素領域の反射層としても機能する。

サブ画素領域には、Ｙ軸方向に延びるデータ線６ａと、Ｘ軸方向に延びる走査線３ａと
、走査線３ａに隣接して走査線３ａと平行に延びる容量線３ｂとが形成されている。デー
タ線６ａと走査線３ａとの交差部に対応してその近傍にＴＦＴ３０が設けられている。Ｔ
ＦＴ３０は走査線３ａの平面領域内に部分的に形成されたアモルファスシリコンからなる
半導体層３５と、半導体層３５と一部平面的に重なって形成されたソース電極６ｂ及びド
レイン電極３２を備えている。走査線３ａは半導体層３５と平面的に重なる位置でＴＦＴ
３０のゲート電極として機能する。

ＴＦＴ３０のソース電極６ｂは、データ線６ａから分岐されて半導体層３５上に延びる
平面視略Ｌ形に形成されており、ドレイン電極３２は、−Ｙ側に延びた位置で平面視略矩
形状の容量電極３１と電気的に接続されている。容量電極３１上には、画素電極９の枠体
部９ａのうち−Ｙ側の端縁部と平面的に重なって配置されている。画素電極９と容量電極
３１とは、両者が平面的に重なる位置に形成された画素コンタクトホール４５を介して電
気的に接続されている。また容量電極３１は容量線３ｂの平面領域内に配置されており、
当該位置にて厚さ方向で対向する容量電極３１と容量線３ｂとを電極とする蓄積容量７０
を構成している。

図３に示す断面構造をみると、液晶表示装置１００は、互いに対向して配置されたＴＦ
Ｔアレイ基板（第１基板）１０と対向基板（第２基板）２０との間に液晶層５０を挟持し
た構成を備えており、液晶層５０はＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とが対向する領
域の縁端に沿って設けられたシール材（図示略）によって前記両基板１０，２０間に封止
されている。ＴＦＴアレイ基板１０及び対向基板２０は、後述するように大板状のガラス
母材を、シール材を介して貼り合せたものをスクライブにより個片化することでそれぞれ
形成されている。ＴＦＴアレイ基板１０の背面側（図示下面側）には、導光板９１と反射
板９２とを具備したバックライト（照明装置）９０が設けられている。

ＴＦＴアレイ基板１０は、ガラスや石英、プラスチック等からなる基板本体１０Ａを基
体としてなり、基板本体１０Ａの表面側（液晶層５０と反対側）には、ＩＴＯ等の透明導
電材料からなる保護膜１５が形成されている。この保護膜１５は薄膜応力×膜厚の値が５
０Ｐａ・ｍ以上となる圧縮力を有している。保護膜１５は導電性を備えることで、外部か
らの静電気の浸入を遮断するシールド膜として機能する。したがって、液晶表示装置１０
０における静電耐性を高めることができる。

ＴＦＴアレイ基板１０は、製造工程時（スクライブ工程等）により表面にキズがつくお
それがある。この場合、ＴＦＴアレイ基板１０の表面に形成されている保護膜１５にキズ
がつく。なお、保護膜１５がない場合は、このガラス表面のキズによって、ガラスが曲げ
られてガラス表面に引張り応力が加えられたときにガラスが割れやすくなりガラス強度が
低下する。また、保護膜１５の成膜実験の結果、保護膜１５が引張り応力を有する場合は
、保護膜１５に傷がつくことによって保護膜自体が割れやすくなり、保護膜１５の割れが
ガラスへ伝播することによりガラス強度が低下してしまうことがわかった。逆に保護膜１
５が圧縮応力を有する場合は、保護膜が割れにくくなってガラス強度も向上することがわ
かった。本実施例では、保護膜１５は薄膜応力×膜厚の値が５０Ｐａ・ｍ以上となる圧縮
力を備えているため、キズが生じた場合でも、十分にキズの進展を抑制することができる
。したがって、例えば液晶表示装置１００に落下等による衝撃が加わった場合でも、保護
膜１５の表面に生じたキズを起因としてＴＦＴアレイ基板１０が破損するといったことが
なく、結果的に液晶表示装置１００における破壊強度を向上させることができる。

また、基板本体１０Ａの内面側（液晶層５０側）には、走査線３ａ及び容量線３ｂが形
成されており、走査線３ａ及び容量線３ｂを覆ってゲート絶縁膜１１が形成されている。
ゲート絶縁膜１１上に、アモルファスシリコンの半導体層３５が形成されており、半導体
層３５に一部乗り上げるようにしてソース電極６ｂと、ドレイン電極３２とが形成されて
いる。ドレイン電極３２の図示右側には容量電極３１が一体に形成されている。半導体層
３５は、ゲート絶縁膜１１を介して走査線３ａと対向配置されており、当該対向領域で走
査線３ａがＴＦＴ３０のゲート電極を構成するようになっている。容量電極３１はゲート
絶縁膜１１を介して容量線３ｂと対向配置されており、容量電極３１と容量線３ｂとが対
向する領域に、ゲート絶縁膜１１を誘電体膜とする蓄積容量７０が形成されている。

半導体層３５、ソース電極６ｂ、ドレイン電極３２、及び容量電極３１を覆って、第１
層間絶縁膜１２が形成されており、第１層間絶縁膜１２上の一部に反射層２９が形成され
ている。反射層２９と第１層間絶縁膜１２とを覆って、ＩＴＯ等の透明導電材料からなる
共通電極１９が形成されている。

したがって、本実施形態の液晶表示装置１００は、図２に示した１サブ画素領域内のう
ち、画素電極９を内包する平面領域と、共通電極１９が形成された平面領域とが重なった
平面領域のうち反射層２９の形成領域を除いた領域が、バックライト９０から入射して液
晶層５０を透過する光を変調して表示を行う透過表示領域Ｔとなっている。また、画素電
極９を内包する平面領域と、反射層２９が形成された平面領域とが平面的に重なった領域
が、対向基板２０の外側から入射して液晶層５０を透過する光を反射、変調して表示を行
う反射表示領域Ｒとなっている。

共通電極１９を覆ってシリコン酸化物等からなる第２層間絶縁膜１３が形成されている
。第２層間絶縁膜１３の液晶層側の表面にＩＴＯ等の透明導電材料からなる画素電極９が
形成されている。また、画素電極９、第２層間絶縁膜１３を覆ってポリイミドやシリコン
酸化物等からなる配向膜１８が形成されている。

第１層間絶縁膜１２及び第２層間絶縁膜１３を貫通して容量電極３１に達する画素コン
タクトホール４５が形成されており、この画素コンタクトホール４５内に画素電極９の枠
体部９ａが一部埋設されることで、画素電極９と容量電極３１とが電気的に接続されてい
る。画素コンタクトホール４５の形成領域に対応して共通電極１９にも開口部が設けられ
ており、この開口部を介して画素電極９と容量電極３１とが電気的に接続されるとともに
、共通電極１９と画素電極９とが短絡しないような構成になっている。

一方、対向基板２０は、ガラスや石英、プラスチック等からなる基板本体２０Ａを基体
としてなり、基板本体２０Ａの表面側（液晶層５０と反対側）には、ＩＴＯ等の透明導電
材料からなる保護膜１５が形成されている。この保護膜１５は薄膜応力×膜厚の値が５０
Ｐａ・ｍ以上となる圧縮力を有している。保護膜１５は導電性を備えることで、対向基板
２０の帯電や外部からの静電気の浸入を遮断するシールド膜として機能する。

また、同様に対向基板２０は、製造工程時（スクライブ工程等）により表面にキズがつ
くおそれがある。この場合、対向基板２０の表面に形成されている保護膜１５にキズがつ
く。保護膜１５はこのようなキズが生じた場合でも、上述したような圧縮力を備えている
ため、キズの進展が防止されたものとなる。すなわち、例えば液晶表示装置１００に落下
等による衝撃が加わった時でも、表面に生じたキズを起因として対向基板２０を破損させ
難くすることができ、結果的に液晶表示装置１００における破壊強度が向上されたものと
することができる。

また、基板本体２０Ａの内面側（液晶層５０側）には、マルチギャップ構造を形成する
ためのアクリル等からなる段差形成膜２３、カラーフィルタ２２が設けられており、カラ
ーフィルタ２２上には、ポリイミドやシリコン酸化物等からなる配向膜２８が形成されて
いる。

カラーフィルタ２２は、各サブ画素の表示色に対応する色材層を主体としてなるもので
あるが、当該サブ画素領域内で色度の異なる２以上の領域に区画されていてもよい。例え
ば、透過表示領域Ｔの平面領域に対応して設けられた第１の色材領域と、反射表示領域Ｒ
の平面領域に対応して設けられた第２の色材領域とに個別に設けられた構成が採用できる
。この場合に、第１の色材領域の色度を第２の色材領域の色度より大きくすることで、表
示光がカラーフィルタ２２を１回のみ透過する透過表示領域Ｔと、２回透過する反射表示
領域Ｒとで表示光の色度が異なってしまうのを防止し、透過表示と反射表示の見映えを揃
えることができる。

本実施形態の場合、第１電極である共通電極１９と第２電極である画素電極９とを離間
している第２層間絶縁膜１３の比誘電率ε＝６、膜厚ｔ＝０．１μｍである。液晶層５０
を構成する液晶として、比誘電率がそれぞれε⊥＝４．０、ε//＝１５．３である正の異
方性を持つものを使用した。透過表示領域Ｔの液晶層厚は３．５μｍとし、反射表示領域
Ｒの液晶層厚は透過表示領域Ｔにおける液晶層厚の約半分である。また、基板本体１０Ａ
、２０Ａの外面側（保護膜１５の外側）には、それぞれ偏光板１４，２４が配設されてい
る。

本実施形態の液晶表示装置における各光学軸の配置は、図２（ｂ）に示すようなものと
なっている。

ＴＦＴアレイ基板１０側の偏光板１４の透過軸１５３と、対向基板２０側の偏光板２４
の透過軸１５５とが互いに直交するように配置されており、前記透過軸１５３がＸ軸に対
し平行であり、透過軸１５５がＹ軸に対し平行である無機に配置されている。また、配向
膜１８，２８は、透過表示領域Ｔ及び平面視で同一方向に（例えばラビング処理によって
）初期的に配向が付与されており、その方向は、図２（ｂ）に示す初期配向方向１５１で
あり、Ｘ軸方向に対して平行である。

初期配向方向１５１は、図２（ｂ）に示す方向に限定されるものではないが、画素電極
９と共通電極１９との間に生じる電界の主方向と交差する方向（一致しない方向）とする
。

上記構成を具備した液晶表示装置１００は、ＦＦＳ方式の液晶表示装置であり、ＴＦＴ
３０を介して画素電極９に画像信号（電圧）を印加することで、画素電極９と共通電極１
９との間に基板面方向の電界を生じさせ、かかる電界によって液晶を駆動し、各サブ画素
ごとの透過率／反射率を変化させることで画像表示を行うものとなっている。図２（ｂ）
に示したように、液晶層５０を挟持して対向する配向膜１８，２８は平面視で同一方向に
配向処理されているので、画素電極９に電圧を印加しない状態では、液晶層５０を構成す
る液晶分子は、基板１０，２０間で初期配向方向１５１に沿って水平に配向した状態とな
っている。この状態において画素電極９と共通電極１９との間に電圧を印加すると、画素
電極９と共通電極１９と対向電極２１との間にそれぞれ電界が形成される。そして、この
電界の作用により、図２（ａ）に示す帯状電極９ｃの線幅方向に沿う向きに液晶分子が配
向し、液晶の配向状態の差異に基づく複屈折性を利用した明暗表示が可能になる。

液晶表示装置１００における基本的動作は上記のようなものであるが、本実施形態に係
る液晶表示装置１００は、上述したような圧縮応力を有する保護膜１５を備えることで後
述するようにエッチングにより薄型化された液晶パネルの強度が向上されたものとなって
いる。また、保護膜１５が導電性を有しているため、外部からの静電気の浸入を遮断する
ことができ、静電気耐性に優れたものとなる。

（液晶表示装置の製造方法）
次に、本発明の液晶表示装置の製造方法の一実施形態として、上記液晶表示装置１００
を製造する工程について図面を参照しながら説明する。
はじめに、複数のＴＦＴがマトリクス状に形成されてなる上記ＴＦＴアレイ基板１０を
複数含む大型ガラス基板からなるＴＦＴアレイ基板用母材（第１母材基板）１と、カラー
フィルタ２２が形成される上記対向基板２０を複数含む大型ガラス基板からなる対向基板
用母材（第２母材基板）２と、を用意する。なお、ＴＦＴアレイ基板１０及び対向基板２
０は、従来公知の方法により母材１，２上に形成することができる。

そして、図４（ａ）に示すように、上記ＴＦＴアレイ基板用母材１及び対向基板用母材
２を、シール材３を介して貼り合わせる。このとき、シール材３には後述の工程により液
晶層を注入するための液晶注入口（不図示）を形成しておく。

続いて、図４（ｂ）に示すように、ＴＦＴアレイ基板用母材１及び対向基板用母材２を
貼り合わせた貼り合せ構造体５の両面をそれぞれケミカルエッチングすることで上記貼り
合せ構造体５を薄型加工する。ケミカルエッチングとしては、ウエットエッチングを用い
る。ウエットエッチングとしては、スピンエッチング法を採用し、貼り合せ構造体５を回
転させながら、貼り合せ構造体５の表面上にエッチング液を滴下する。このようにして、
貼り合せ構造体５の両面をエッチングすることでＴＦＴアレイ基板用母材１及び対向基板
用母材２を薄型化することができる。このようなケミカルエッチングを行うことで、表面
に生じている細かいキズ等を除去するとともに母材を良好に薄型加工することができる。

続いて、図４（ｃ）に示すように、ＴＦＴアレイ基板用母材１及び対向基板用母材２の
エッチング処理面にスパッタ法を用いて、導電性を有するＩＴＯ膜からなる保護膜１５を
形成する。なお、保護膜１５は、スパッタ法の他に、真空蒸着法、プラズマＣＶＤ法、或
いは大気圧プラズマＣＶＤ法等を用いることができる。なお、導電性を有する保護膜１５
として、ＩＴＯ膜の他に、ＳｎＯ_２、ＩＺＯ、ＺｎＯ、ＡＺＯ膜を形成することができる
。

保護膜１５は、後述するような所定の圧縮応力を有している。このように所定値以上の
圧縮応力を有することで、後述するように貼り合せ構造体５及びこの貼り合せ構造体５を
個片化して形成される液晶パネル１００Ａの強度が向上されたものとなる。

このように貼り合せ構造体５のエッチング処理面に保護膜１５を形成した後、図５に示
すようにスクライブブレード１５０によるスクライブ工程を行い、ＴＦＴアレイ基板１０
及び対向基板２０の貼り合せ構造を有する液晶パネル１００Ａ毎に個片化する。
続いて、個片化した各液晶パネル１００Ａに液晶を注入した後、液晶注入口を封止する
ことで上記液晶表示装置１００を製造することができる。

以上述べたように、本実施形態に係る液晶表示装置１００の製造方法によれば、ケミカ
ルエッチングにより薄型化した貼り合せ構造体５の表面に保護膜１５を形成しているので
、スクライブ工程や偏光板形成時等のパネル製造時に表面にキズを付き難くすることがで
きる。また、保護膜１５にキズがついた場合においても、保護膜１５は所定の圧縮力（膜
応力×膜厚が５０Ｐａ・ｍ以上）を有するため、キズの進展を抑制することができ、保護
膜１５に生じたキズを基点として液晶パネル１００Ａが割れるといった不具合を解消でき
る。したがって、液晶表示装置１００における薄型化を実現するとともに機械的強度を向
上させることができる。

次に、保護膜１５が有する圧縮応力の規定方法、及び保護膜１５の効果を説明するため
の実験方法について述べる。
ガラス基板（例えば、旭硝子製のＡＮ−１０００．６ｍｍ厚）に薄膜（保護膜１５）
を形成し、薄膜応力と基板の破壊強度を測定する。薄膜応力は、触針式表面形状測定器を
用い、ガラス基板のそりの曲率半径Ｒ_１を求める。そして、下式（１）により算出するこ
とができる。なお、式（１）中において、ＥＳはガラス基板のヤング率であり、νsはガ
ラス基板のポアソン比、ｔ_ｓはガラス基板の厚さを、ｔ_ｆは薄膜の厚さを表す。
ここで、ガラス基板の上面に薄膜を形成した際において、薄膜応力が圧縮応力である場
合、ガラス基板は上に凸となるように反る。本測定においては、薄膜応力が圧縮応力の場
合、上記式（１）の符号を正とし、薄膜応力が引張荷重の場合、上記式（１）の符号を負
とする。

上述の式（１）から算出した薄膜応力と、薄膜の膜厚との積から圧縮応力を規定するこ
とができる。一方、上述の薄膜を形成したガラス基板の貼り合せ構造からなる液晶パネル
に対し、４辺を支持した状態で中央を１０ｍｍφ球状先端の鉄棒で押圧することでパネル
が割れたときの荷重を破壊荷重として測定する。

このようにして、薄膜が有する応力（膜応力×膜厚から算出）と、液晶パネルとの破壊
荷重（図６中におけるプロットは平均破壊荷重値を示す）との関係を算出した実験結果を
図６のグラフに示す。なお、図６中において、膜応力×膜厚の値が０の場合とは、薄膜が
形成されていない液晶パネル単体の破壊強度を表している。図６に示されるように、膜応
力×膜厚の値が正（すなわち、薄膜が圧縮応力を有する）で大きいほど破壊荷重が大きく
なることが分かる。

なお、予めひずみゲージにて荷重値と応力値との関係を求めることで破壊荷重を破壊応
力に換算することができる。
ここで、液晶パネルの破壊応力としては２００ＭＰａ以上が必要となる。この破壊応力
は、図６に示すグラフにおける破壊荷重１７０Ｎ（膜応力×膜厚が５０Ｐａ・ｍ以上）に
相当する。すなわち、上記実施形態のように、保護膜１５として膜応力×膜厚が５０Ｐａ
・ｍ以上の薄膜を形成すれば所望の破壊強度（２００ＭＰａ以上）を備えた液晶表示装置
１００を製造できることが確認できる。

（他の実施形態）
次に、上記液晶表示装置１００の他の実施形態に係る構成について説明する。図７は、
本実施形態における液晶表示装置の断面構成を示す図である。本実施形態に係る構成は、
上記実施形態に対し、保護膜が多層膜で構成されている点が異なっており、それ以外の構
成は共通となっている。そのため、同じ構成部材に対しては、同一符号を付し、その詳細
な説明については省略若しくは簡略化する。

図７に示すように、本実施形態に係る液晶表示装置は、保護膜１２１が多層膜から構成
されている。そして、保護膜１２１は、少なくとも最外層に圧縮応力を有する膜が形成さ
れている。本実施形態においては、ＩＴＯ膜から構成される下層１２１Ａと、このＩＴＯ
膜よりも大きな圧縮応力を有するＳｉＯ_２膜から構成される上層１２１Ｂと、の２層構造
により保護膜１２１が構成される。すなわち、本実施形態においては、下層１２１Ａおよ
び上層１２１Ｂのいずれも圧縮応力を有したものとなっている。このような多層構造から
なる保護膜１２１が形成される場合であっても、上述の実施形態と同様の効果を得ること
ができる。

これらＩＴＯ膜、及びＳｉＯ_２膜は、上述の製造方法と同様に、スパッタ法、真空蒸着
法、プラズマＣＶＤ法、或いは大気圧プラズマＣＶＤ法等により成膜することができる。
よって、上述した製造工程における保護膜の形成工程を多層膜製造工程に置き換えるこ
とで、本実施形態に係る液晶表示装置を製造することができる。

液晶表示装置の等価回路を示す図である。１サブ画素の平面構成図及び光学配置図である。図２のＡ−Ａ´線に沿う断面構成図である。液晶表示装置の製造工程を示すである。図４に続く、液晶表示装置の製造工程を示す図である。液晶パネルとの破壊荷重との関係を算出した実験結果を示す図である。他の実施形態に係る液晶表示装置の１サブ画素の断面構成を示す図である。

符号の説明

１…ＴＦＴアレイ基板用母材（第１母材基板）、２…対向基板用母材（第２母材基板）、
１０…ＴＦＴアレイ基板、２０…対向基板、５０…液晶層、１００…液晶表示装置、１０
０Ａ…液晶パネル

Claims

第１基板と第２基板との間に液晶層を挟持する液晶表示装置の製造方法において、
複数の前記第１基板を含む第１母材基板と、複数の前記第２基板を含む第２母材基板と
、を貼り合せる工程と、
貼り合わせた前記第１母材基板及び第２母材基板の表面を薄型加工する工程と、
前記第１母材基板、及び第２母材基板のエッチング処理面に、薄膜応力×膜厚が５０Ｐ
ａ・ｍ以上となる圧縮応力を有する保護膜をそれぞれ形成する工程と、
該保護膜が形成された前記第１母材基板、及び第２母材基板を分断して、前記第１基板
及び前記第２基板における貼り合わせ構造を有する液晶パネル毎に個片化する工程と、
を備えることを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
前記保護膜が多層膜で構成する場合、前記多層膜における少なくとも最外層が圧縮応力
を有することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置の製造方法。
前記保護膜の形成材料として、導電性材料を用いることを特徴とする請求項１又は２に
記載の液晶表示装置の製造方法。