JP4218338B2 - 液晶表示装置の製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一対の基板間に電気光学材料を挟持させた構成の電気光学装置が知られており、特に電気光学材料として液晶材料を用いた電気光学装置は表示装置として広く用いられ、例えば携帯電話等の小型の表示手段として好適に用いられている。このような電子機器は小型化が進み、薄型で軽量のものが好まれるとともに、多少の変形にも耐え、且つ落としても割れないような表示装置が求められている。そのようなニーズに対応するべく電気光学材料を挟持する基板としてプラスチック基板を用いる技術が、例えば特許文献１等に開示されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−２４３９４３号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１に開示されたような技術によると、薄型で軽量、且つ割れ難い装置を提供可能となるものの、単に一対のプラスチック基板にて電気光学材料を挟持するものとしているため、厳しい使用環境下、例えば真夏の高温下での使用に必ずしも十分に耐え得るものとは言い難く、さらに高温での使用が可能な技術が望まれる。
【０００５】
また、特に上記特許文献１では、その製造工程において、プラスチック基板の一方の面にのみ支持基板としてガラス板を積層し、該プラスチック基板表面にＴＦＴ素子を形成するものとしているため、以下の課題を有する。すなわち、特許文献１の技術では、ＴＦＴ素子の形成時に、プラスチック基板表面が製造プロセスの環境に耐えられず反応を起こし、該プラスチック基板表面に損傷を生じる可能性を必ずしも否定できず、また、必ずしも正常な特性を有するＴＦＴ素子を形成することができない場合もあり得る。さらに、プラスチック基板の一方の面のみにガラス基板を積層したものであるため、製造プロセス中の温度雰囲気中において、各基板の熱収縮率の違いにより大きな反りが発生して、製造プロセス中の基板搬送が困難となる場合もあり得る。
【０００６】
本発明は上記課題に鑑みてなされたもので、プラスチック基板を用いた電気光学装置について、さらに信頼性を高めることを目的とし、高温環境下での使用に十分耐え、且つ軽量で薄型を実現可能な電気光学装置と、そのような信頼性の高い電気光学装置を一層簡便に製造可能で、高温環境プロセスにも耐え得る製造方法と、該電気光学装置を用いた電子機器とを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の電気光学装置は、一対の基板間に電気光学物質を挟持してなる電気光学装置であって、前記基板の少なくとも一方が、プラスチック基板の内面側にガラス基板が形成された構成をなし、前記ガラス基板の厚みが１０μｍ〜１００μｍとされていることを特徴とする。なお、本発明に言う「内面側」とは、電気光学物質と接する側を言うものとする。
【０００８】
このような電気光学装置によると、電気光学物質を挟持する基板を、プラスチック基板とガラス基板との積層構造とし、ガラス基板を内面側に配設する構成としたため、該内面側の熱的安定性及び化学的安定性が向上し、例えば電気光学物質を駆動するための電極等の駆動要素を、厳しい条件下でも、基板に対して損傷を与えることなく形成することが可能となる。そして、特にガラス基板を１０μｍ〜１００μｍ程度の厚みとしたため、軽量であり、高温環境下での使用にも十分耐え、多少の変形にも耐え得るものとなる。
【０００９】
ここで、ガラス基板の厚みが１０μｍ未満の場合、耐熱性に劣る場合があり、またプラスチック基板との熱膨張率の差に基づき割れ等が発生し易くなる場合がある。また、ガラス基板の厚みが１００μｍを超えると重量が増し、薄型化の要求に相応しないものとなるとともに、変形が許容されなくなる場合がある。なお、ガラス基板の厚さは、好ましくは１０μｍ〜５０μｍ程度とするのが良く、ガラス基板に適用可能なものとしては、透光性を有するガラス基板、例えば無アルカリガラス系、硼珪酸系等の基板を例示することができる。
【００１０】
また、プラスチック基板の厚さは、例えば５０μｍ〜３００μｍ程度とすることができ、５０μｍ未満の場合、基板全体の安定性が低下し割れ等が生じやすくなる場合がある。プラスチック基板の厚さが３００μｍを超えると、重量が増し、薄型化の要求に相応しないものとなるとともに、プラスチックの種類によっては透光性が低下する場合もある。なお、プラスチック基板の厚さは、好ましくは５０μｍ〜１００μｍ程度とするのが良く、プラスチック基板に適用可能なものとしては、透光性を備えたプラスチック材料、例えばポリカーボネート系、ポリエーテルサルフィン系、ポリイミド系、ポリオレフィン系、ポリエチレンテレフタレート系のプラスチック材料からなる基板を例示することができる。
【００１１】
本発明の電気光学装置においては、前記プラスチック基板とガラス基板が接着剤により接着されているものとすることができる。これにより各基板を一体の基板として取り扱うことができ、当該電気光学装置の製造時において、基板の取り扱いが容易となるとともに、該基板の信頼性も高いものとなる。ここで、接着剤としては、例えば有機系、無機系のいずれでもよく、具体的にはエポキシ系、エポキシアクリル系、エポキシウレタン系、ガラスレジン系等を例示することができる。
【００１２】
また、前記ガラス基板上には半導体素子が形成されているものとすることができる。このように基板上に例えばＴＦＴ（薄膜トランジスタ）やＴＦＤ（薄膜ダイオード）等の電気光学物質を駆動制御するための半導体素子を形成する場合、その製造工程は高温環境下にて行われるが、本発明の場合、プラスチック基板上に形成された薄いガラス基板上に半導体素子を形成するものとしたため、基板が熱により損傷を受ける等の不具合を回避することが可能となる。また、特に化学的研磨、酸又はアルカリによるエッチング工程を行う場合にも、当該基板が化学的損傷を受けることもなくなる。したがって、本発明の構成を採用することによって、製造時において基板がダメージを受けることを回避でき、通常の半導体素子形成工程を採用可能となる。その結果、信頼性の高い半導体素子を備えた電気光学装置を提供できるようになり、しかもその電気光学装置は軽量で、高温環境下での使用に十分耐え、薄型を実現可能となるとともに、多少の変形に対しても割れ等も生じ難いものとなる。
【００１３】
次に本発明の電気光学装置の製造方法は、一対の基板間に電気光学物質を挟持してなる電気光学装置の製造方法であって、支持ガラス基板上にプラスチック基板を貼り合わせ、さらにプラスチック基板上に薄いガラス基板を貼り合わせて第１基板を形成する第１基板形成工程と、前記第１基板の薄いガラス基板上に電極を形成する電極形成工程と、前記薄いガラス基板側を第２基板と対向させつつ、前記第１基板と第２基板とを貼り合わせる基板貼合せ工程とを含み、少なくとも前記電極形成工程の後に、前記支持ガラス基板を前記プラスチック基板から剥離する支持ガラス基板剥離工程を含むことを特徴とする。
【００１４】
このような製造方法によると、支持ガラス基板上に形成されたプラスチック基板上に薄いガラス基板を貼り合わせてなるサンドイッチ構造の第１基板を用い、該第１基板の薄いガラス基板上に電極を形成するものとしたため、第１基板が電極等の駆動要素を形成する工程において侵される等の不具合が生じ難くなる。また、プラスチック基板に支持ガラス基板を形成し、これを少なくとも電極形成工程の後に剥離するものとしたため、剥離工程前までの製造工程中の基板搬送等、基板の取り扱いが簡便となるとともに、従来のガラス基板を用いた製造装置をそのまま適用することが可能となり、既存設備の保護にも繋がる。このように、本発明の製造方法によると、プラスチック基板のみを用いた場合の製造上の不具合を回避しつつ、プラスチック基板を主体とする基板（基板の膜厚の５０％以上がプラスチック基板よりなるもの）よりなる、軽量化、薄型化が可能で、変形に対しても割れ等の生じ難い電気光学装置を提供可能となる。
【００１５】
次に、本発明の電気光学装置の製造方法は、一対の基板間に電気光学物質を挟持してなる電気光学装置の製造方法であって、支持ガラス基板上にプラスチック基板を貼り合わせ、さらにプラスチック基板上に薄いガラス基板を貼り合わせて第１基板を形成する第１基板形成工程と、前記第１基板の薄いガラス基板上に半導体素子を形成する半導体素子形成工程と、前記薄いガラス基板側を第２基板と対向させつつ、前記第１基板と第２基板とを貼り合わせる基板貼合せ工程とを含み、少なくとも前記半導体素子形成工程の後に、前記支持ガラス基板を前記プラスチック基板から剥離する支持ガラス基板剥離工程を含むことを特徴とする。
【００１６】
このような製造方法によると、支持ガラス基板上に形成されたプラスチック基板上に薄いガラス基板を貼り合わせてなるサンドイッチ構造の第１基板を用い、該第１基板の薄いガラス基板上に、例えばＴＦＴやＴＦＤ等の電気光学物質を駆動制御するための半導体素子を形成するものとしたため、該半導体素子を形成する工程において第１基板が侵される等の不具合が生じ難くなる。特に、半導体素子形成工程においては、高温雰囲気下の工程や、化学的処理を含む工程等が施されるため、上記のように薄いガラス基板をプラスチック基板上に形成することで、より確実に基板を侵されることなくプラスチック基板を主体として構成される電気光学装置を提供することが可能となる。また、プラスチック基板に支持ガラス基板を形成し、これを少なくとも半導体素子形成工程の後に剥離するものとしたため、剥離工程前までの製造工程中の基板搬送等、基板の取り扱いが簡便となるとともに、従来のガラス基板を用いた製造装置をそのまま適用することが可能となり、既存設備の保護にも繋がる。このように、本発明の製造方法によると、プラスチック基板のみを用いた場合の製造上の不具合を回避しつつ、プラスチック基板を主体とする基板よりなる、軽量化、薄型化が可能で、変形に対しても割れ等の生じ難い電気光学装置を提供可能となる。
【００１７】
薄いガラス基板の厚さは、例えば１０μｍ〜１００μｍ程度とすることができる。この場合、製造される電気光学装置において、電気光学物質を挟持する基板の薄型化が可能となり、しかも軽量で、高温環境下での使用にも十分耐え、多少の変形にも耐え得るものとなる。薄いガラス基板の厚さが１０μｍ未満の場合、製造上の加熱工程においてプラスチック基板に熱による損傷が生じる場合があり、またプラスチック基板との熱膨張率の差に基づき割れ等が発生し易くなる場合がある。また、薄いガラス基板の厚みが１００μｍを超えると重量が増し、薄型化の要求に相応しないものとなるとともに、変形が許容されなくなる場合がある。なお、薄いガラス基板の厚さは、好ましくは１０μｍ〜５０μｍ程度とするのが良く、該薄いガラス基板に適用可能なものとしては、透光性を有するガラス基板、例えば無アルカリガラス系、硼珪酸系等の基板を例示することができる。
【００１８】
また、プラスチック基板の厚さは、例えば５０μｍ〜３００μｍ程度とすることができ、５０μｍ未満の場合、基板全体の安定性が低下し割れ等が生じやすくなる場合がある。プラスチック基板の厚さが３００μｍを超えると、重量が増し、薄型化の要求に相応しないものとなるとともに、プラスチックの種類によっては透光性が低下する場合もある。なお、プラスチック基板の厚さは、好ましくは５０μｍ〜１００μｍ程度とするのが良く、プラスチック基板に適用可能なものとしては、透光性を備えたプラスチック材料、例えばポリカーボネート系、ポリエーテルサルフィン系、ポリイミド系、ポリオレフィン系、ポリエチレンテレフタレート系のプラスチック材料からなる基板を例示することができる。
【００１９】
さらに、支持ガラス基板の厚さは、例えば４００μｍ〜１０００μｍ程度とすることができる。支持ガラス基板の厚さが４００μｍ未満の場合、製造工程中に基板を搬送する際に手間が掛かり、基板取り扱いが困難となる場合がある。また、支持ガラス基板の厚さが１０００μｍを超える場合も、製造工程中に基板を搬送する際に手間が掛かり、基板取り扱いが困難となる場合があり、さらには無駄に支持ガラス基板を消費してしまいコストアップに繋がる場合もある。
【００２０】
本発明において、支持ガラス基板とプラスチック基板、プラスチック基板と薄いガラス基板は、それぞれ接着剤により接着することができ、特に各界面において異なる接着剤を用いることができる。この場合、支持ガラス基板を選択的にプラスチック基板から剥離することが可能となる。例えば、支持ガラス基板を所定の紫外線照射により剥離可能な接着剤（紫外線分解性接着剤）にてプラスチック基板に貼り合わせた場合には、該紫外線照射により剥離不能な接着剤にて薄いガラス基板をプラスチック基板に貼り合わせるものとすることができる。また、支持ガラス基板を所定の溶媒に浸漬させることにより剥離可能な接着剤（溶解性接着剤）にてプラスチック基板に貼り合わせた場合には、該溶媒により剥離不能な接着剤にて薄いガラス基板をプラスチック基板に貼り合わせるものとすることもできる。
【００２１】
具体的に接着剤としては、例えば有機系、無機系のいずれでもよく、具体的には支持ガラス基板とプラスチック基板との接着には、紫外線により剥離可能なものとしてエポキシ系、エポキシアクリル系、エポキシウレタン系等の接着剤を用いることができる。また、例えば水により剥離可能なものとして、ポリビニルアルコール系、ポリブチルアルコール系等の接着剤を用いることができる。
【００２２】
一方、薄いガラス基板とプラスチック基板との接着には、例えばエポキシ系、エポキシアクリル系、エポキシウレタン系、ガラスレジン系等の接着剤を用いることができ、上述の通り、支持ガラス基板とプラスチック基板との接着に用いた接着剤の剥離条件にて剥離しないものを用いることができる。
【００２３】
上記製造方法においては、上記第２基板について、支持ガラス基板上にプラスチック基板を貼り合わせて該第２基板を形成する第２基板形成工程を含むものとすることができ、前記基板貼合せ工程において、前記第２基板のプラスチック基板側を前記第１基板に対向させつつ各基板の貼合わせを行い、該基板貼合せ工程の後に、前記第２基板の支持ガラス基板を剥離する工程を含むものとすることができる。このように第２基板についても、プラスチック基板に支持ガラス基板を貼り合わせた構成とすることにより、基板搬送時にも扱いが容易になる。
【００２４】
なお、このように第２基板について支持ガラス基板とプラスチック基板との貼り合わせ構造を採用し、これらの貼合わせを、第１基板の支持ガラス基板とプラスチック基板との間の接着剤と同じ接着剤を用いて行うものとすることができる。この場合、第１基板と第２基板との貼合せ工程の後に、第１基板及び第２基板の支持ガラス基板を同一工程にて剥離することで製造効率が向上する。すなわち、本発明の製造方法において支持ガラス基板の剥離工程は、例えば第１基板については、半導体素子形成後、第２基板との貼合せ後のいずれでも良く、第２基板についての剥離と同時に行う場合には第２基板と貼り合わせた後に支持ガラス基板を剥離するものとすることができる。
【００２５】
次に、前記電気光学物質として液晶を用いる場合、前記基板貼合せ工程において、前記第１基板と第２基板とを、液晶注入口を形成したシール材を介して貼り合わせるものとし、前記基板貼合せ工程の後に前記支持ガラス基板を剥離する場合には、該支持ガラス基板の剥離を行う前に前記液晶注入口を封止する工程を含むものとすることができる。
【００２６】
この場合、支持ガラス基板とプラスチック基板を、所定の溶媒にて溶解する溶解性接着剤を介して貼り合わせるものとし、基板貼合せ工程の後に支持ガラス基板を剥離する場合にも、シール材の液晶注入口内に上記溶媒が浸入する不具合を回避することが可能となる。このように液晶注入口を封止するには、上記溶媒に対して溶解しない樹脂材料を用いればよい。
【００２７】
なお、支持ガラス基板とプラスチック基板とは、所定の溶媒にて溶解する溶解性接着剤を介して貼り合わせるものとし、さらに支持ガラス基板を剥離する工程において、剥離対象物（少なくとも支持ガラス基板とプラスチック基板とを貼り合わせたもの）を溶媒中に浸漬させつつ超音波処理することにより、支持ガラス基板とプラスチック基板との剥離を行うものとすることで、剥離工程を一層迅速に行うことができ、剥離を一層確実に行うことが可能となる。
【００２８】
上述の通り、本発明では第１基板についての支持ガラス基板の剥離工程を、（イ）半導体素子の形成後、（ロ）第２基板との貼り合わせ後、（ハ）液晶を用いた場合であって基板を貼合せ後更に液晶を注入し、封止した後、のいずれかにて行うことができる。
また、第２基板についての支持ガラス基板の剥離工程は、上記のうち、（ロ）第１基板との貼り合わせ後、（ハ）液晶を用いた場合であって基板貼合せ後更に液晶を注入した後、において第１基板の剥離と同時に行うものとすることができる。
【００２９】
ここで、（イ）半導体素子を形成した後に、支持ガラス基板を剥離する場合には、接着剤として溶解性接着剤又は紫外線分解性接着剤のいずれをも用いることができ、剥離工程において溶媒浸漬又は紫外線照射のいずれをも行うことが可能である。
【００３０】
また、（ロ）第１基板及び第２基板の貼り合わせ後に、支持ガラス基板を剥離する場合には、接着剤として紫外線分解性接着剤を用いるのが好ましい。溶解性接着剤を用いると、例えば電気光学物質として液晶を用いた場合、上述のように液晶注入口を封止する手間が掛かるためである。
【００３１】
また、（ハ）液晶を用いた場合であって基板貼合せ後更に液晶を注入した後に、支持ガラス基板を剥離する場合には、接着剤として溶解性接着剤を用いるのが好ましい。紫外線分解性接着剤を用いると、例えば紫外線照射により液晶に分解等が生じてしまう惧れがあるためである。
【００３２】
なお、第１基板において支持ガラス基板とプラスチック基板との間、薄いガラス基板とプラスチック基板との間の接着剤を、それぞれ紫外線分解性接着剤とした場合には、支持ガラス基板剥離工程において、薄いガラス基板が剥離しない程度の紫外線の照射エネルギーを調整する必要がある。
【００３３】
また、特に電気光学物質として液晶を用いた場合、これを表示装置として適用するために、基板の外面側に偏光板を形成する場合には、該偏光板の形成工程直前に支持ガラス基板を剥離することが、基板搬送等の製造効率向上の観点から好ましい。
【００３４】
次に、本発明の電子機器は上記電気光学装置を備えることを特徴とする。このような電子機器は、その表示部に本発明の電気光学装置を備えてなるため、軽量、薄型化を実現可能で、しかも高温環境下での使用にも十分耐え得るものとなり、さらに多少の変形も許容し、割れ等が発生し難い表示部を備えた、信頼性の高い電子機器となる。
【００３５】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態について詳細に説明する。以下、図面を参照しながら説明するが、各図において、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ある。
【００３６】
（第１実施形態）
図１は、本発明の電気光学装置の第１実施形態の液晶表示装置について、その要部である液晶パネルの構成を示す断面模式図である。なお、以下の図面においては、図面を見やすくするため、各構成要素の膜厚や寸法の比率などは適宜異ならせてある。
【００３７】
図１において、本実施形態の液晶表示装置を構成する液晶パネル１４０は、一対の基板１４２，１４４間に液晶層１４９を含んで構成され、基板１４４の内面側（液晶層側）にはＩＴＯ等で構成された透明電極１４５が紙面垂直方向に延在するストライプ状に配列して形成されている。透明電極１４５の内面側には配向膜１４６が形成されている。また、基板１４２の内面側には、上記と同様の透明電極１４７及び配向膜１４８が形成されている。なお、透明電極１４７は、紙面平行方向に延在するストライプ状に配列して形成されている。
【００３８】
図１の構成においては、パネル構造を構成する一対の基板１４２，１４４が、シール材（図示略）を介して貼り合わせられ、その内部に液晶１４９が封入されている。このようにして構成された液晶パネル１４０の液晶モードとしてＴＮ（Twisted Nematic）モードが採用されている。なお、ＴＮ（Twisted Nematic）モードの他に、ＳＴＮ（Super Twisted Nematic）モード、ＥＣＢ（Electrically Controlled Birefringence）モード等を採用することができる。また、基板１４２，１４４の外面側には、液晶層１４９内に直線偏光を入射させるための吸収型偏光膜１３０，１５０が配設されている。
【００３９】
また、各基板１４２，１４４は、プラスチック基板を主体として構成され、該プラスチック基板上に薄いガラス基板が積層された２層構造をなしている。具体的には、基板１４２は、透光性のポリイミド系のプラスチック基板１５２の内面側に無アルカリガラス板よりなる薄いガラス基板１６２を備えて構成され、基板１４４は、同じく透光性のポリイミド系のプラスチック基板１５４の内面側に無アルカリガラス板よりなる薄いガラス基板１６４を備えて構成されている。
【００４０】
ここで、各プラスチック基板１５２，１５４の厚さは５０μｍ〜３００μｍ（本実施形態では２００μｍ）程度とされ、各薄いガラス基板１６２，１６４の厚さは１０μｍ〜１００μｍ（本実施形態では２０μｍ）程度とされている。また、プラスチック基板１５２，１５４と薄いガラス基板１６２，１６４とは接着剤を介して貼り合わされており、本実施形態ではエポキシ系の接着剤を用いているが、この接着剤としては有機系、無機系のいずれでもよく、具体的にはエポキシ系、エポキシアクリル系、エポキシウレタン系、ガラスレジン系等を例示することができる。
【００４１】
このような液晶セル１４０を含む液晶表示装置によると、電気光学物質たる液晶を挟持する基板１４２（１４４）を、プラスチック基板１５２（１５４）と薄いガラス基板１６２（１６４）との積層構造とし、薄いガラス基板１６２（１６４）を内面側に配設する構成としたため、該内面側の熱的安定性及び化学的安定性が向上し、例えば透明電極１４５，１４７や配向膜１４６，１４８を形成する際に、厳しい条件下でも、基板１４２，１４４に対して損傷を与える等の不具合が生じ難くなる。したがって、基板１４２，１４４上に電極等の駆動要素を形成する際に、成膜条件の選択の幅が広がり、化学処理ないし加熱処理等の選択の幅が広がる。
【００４２】
そして、特に薄いガラス基板１６２（１６４）を１０μｍ〜１００μｍ程度の厚みとしたため、当該液晶パネル１４０に構成される液晶表示装置は軽量であり、高温環境下での使用にも十分耐え、多少の変形にも耐え得るものとなる。なお、薄いガラス基板１６２（１６４）としては、無アルカリガラス系のもの以外にも、例えば硼珪酸系等の基板を用いることも可能である。また、プラスチック基板１５２（１５４）としては、ポリイミド系のもの以外にも、例えばポリカーボネート系、ポリエーテルサルフィン系、ポリオレフィン系、ポリエチレンテレフタレート系のプラスチック材料からなる基板を用いることも可能である。
【００４３】
（第２実施形態）
次に、本発明の電気光学装置の第２実施形態の液晶表示装置について図２〜図４を参照して説明する。第２実施形態の液晶表示装置は、スイッチング素子としてＴＦＴ（Thin Film Transistor）素子を用いたアクティブマトリクスタイプの透過型液晶装置である。図２は該透過型液晶装置のマトリクス状に配置された複数の画素におけるスイッチング素子、信号線等の等価回路図である。図３はデータ線、走査線、画素電極等が形成されたＴＦＴアレイ基板の相隣接する複数の画素群の構造を示す要部平面図である。図４は図３のＡ−Ａ’線断面図である。なお、図４においては、図示上側が光入射側、図示下側が視認側（観察者側）である場合について図示している。また、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ある。
【００４４】
第２実施形態の液晶表示装置において、図２に示すように、マトリクス状に配置された複数の画素には、画素電極９と当該画素電極９への通電制御を行うためのスイッチング素子であるＴＦＴ素子３０とがそれぞれ形成されており、画像信号が供給されるデータ線６ａが当該ＴＦＴ素子３０のソースに電気的に接続されている。データ線６ａに書き込む画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎは、この順に線順次に供給されるか、あるいは相隣接する複数のデータ線６ａに対してグループ毎に供給される。
【００４５】
また、走査線３ａがＴＦＴ素子３０のゲートに電気的に接続されており、複数の走査線３ａに対して走査信号Ｇ１、Ｇ２、…、Ｇｍが所定のタイミングでパルス的に線順次で印加される。また、画素電極９はＴＦＴ素子３０のドレインに電気的に接続されており、スイッチング素子であるＴＦＴ素子３０を一定期間だけオンすることにより、データ線６ａから供給される画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎを所定のタイミングで書き込む。
【００４６】
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、後述する共通電極との間で一定期間保持される。液晶は、印加される電圧レベルにより分子集合の配向や秩序が変化することにより、光を変調し、階調表示を可能にする。ここで、保持された画像信号がリークすることを防止するために、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が付加されている。
【００４７】
次に、図３に基づいて、第２実施形態の液晶表示装置の要部の平面構造について説明する。図３に示すように、ＴＦＴアレイ基板上に、インジウム錫酸化物（Indium Tin Oxide, 以下、ＩＴＯと略記する）等の透明導電性材料からなる矩形状の画素電極９（点線部９Ａにより輪郭を示す）が複数、マトリクス状に設けられており、画素電極９の縦横の境界に各々沿ってデータ線６ａ、走査線３ａおよび容量線３ｂが設けられている。各画素電極９は、走査線３ａとデータ線６ａとの各交差部に対応して設けられたＴＦＴ素子３０に電気的に接続されおり、各画素毎に表示を行うことが可能な構造になっている。
【００４８】
データ線６ａは、ＴＦＴ素子３０を構成する例えばポリシリコン膜からなる半導体層１ａのうち、後述のソース領域にコンタクトホール５を介して電気的に接続されており、画素電極９は、半導体層１ａのうち、後述のドレイン領域にコンタクトホール８を介して電気的に接続されている。また、半導体層１ａのうち、後述のチャネル領域（図中左上がりの斜線の領域）に対向するように走査線３ａが配置されており、走査線３ａはチャネル領域に対向する部分でゲート電極として機能する。
【００４９】
容量線３ｂは、走査線３ａに沿って略直線状に伸びる本線部（すなわち、平面的に見て、走査線３ａに沿って形成された第１領域）と、データ線６ａと交差する箇所からデータ線６ａに沿って前段側（図中上向き）に突出した突出部（すなわち、平面的に見て、データ線６ａに沿って延設された第２領域）とを有する。
【００５０】
次に、図４に基づいて、第２実施形態の液晶表示装置の断面構造について説明する。図４は上述した通り、図３のＡ−Ａ’線断面図であり、ＴＦＴ素子３０が形成された領域の構成について示す断面図である。本実施の形態の液晶表示装置においては、ＴＦＴアレイ基板１０と、これに対向配置される対向基板２０との間に液晶層５０が挟持されている。
【００５１】
ＴＦＴアレイ基板１０は、透光性のプラスチック基板１００と薄いガラス基板１１０との積層体である基板本体１０Ａと、その液晶層５０側表面に形成されたＴＦＴ素子３０、画素電極９、配向膜４０を主体として構成されており、対向基板２０は透光性のプラスチック基板（基板本体）２０Ａと、その液晶層５０側表面に形成された共通電極２１と配向膜６０とを主体として構成されている。そして、各基板１０，２０は、スペーサ１５を介して所定の基板間隔（ギャップ）が保持されている。
【００５２】
ＴＦＴアレイ基板１０において、基板本体１０Ａの液晶層５０側表面には画素電極９が設けられ、各画素電極９に隣接する位置に、各画素電極９をスイッチング制御する画素スイッチング用ＴＦＴ素子３０が設けられている。画素スイッチング用ＴＦＴ素子３０は、ＬＤＤ（Lightly Doped Drain）構造を有しており、走査線３ａ、当該走査線３ａからの電界によりチャネルが形成される半導体層１ａのチャネル領域１ａ’、走査線３ａと半導体層１ａとを絶縁するゲート絶縁膜２、データ線６ａ、半導体層１ａの低濃度ソース領域１ｂおよび低濃度ドレイン領域１ｃ、半導体層１ａの高濃度ソース領域１ｄおよび高濃度ドレイン領域１ｅを備えている。
【００５３】
上記走査線３ａ上、ゲート絶縁膜２上を含む基板本体１０Ａ上には、高濃度ソース領域１ｄへ通じるコンタクトホール５、及び高濃度ドレイン領域１ｅへ通じるコンタクトホール８が開孔した第２層間絶縁膜４が形成されている。つまり、データ線６ａは、第２層間絶縁膜４を貫通するコンタクトホール５を介して高濃度ソース領域１ｄに電気的に接続されている。
【００５４】
さらに、データ線６ａ上および第２層間絶縁膜４上には、高濃度ドレイン領域１ｅへ通じるコンタクトホール８が開孔した第３層間絶縁膜７が形成されている。すなわち、高濃度ドレイン領域１ｅは、第２層間絶縁膜４および第３層間絶縁膜７を貫通するコンタクトホール８を介して画素電極９に電気的に接続されている。
【００５５】
本実施の形態では、ゲート絶縁膜２を走査線３ａに対向する位置から延設して誘電体膜として用い、半導体膜１ａを延設して第１蓄積容量電極１ｆとし、更にこれらに対向する容量線３ｂの一部を第２蓄積容量電極とすることにより、蓄積容量７０が構成されている。また、ＴＦＴアレイ基板１０Ａと画素スイッチング用ＴＦＴ素子３０との間には、画素スイッチング用ＴＦＴ素子３０を構成する半導体層１ａをＴＦＴアレイ基板１０Ａから電気的に絶縁するための第１層間絶縁膜１２が形成されている。
【００５６】
さらに、ＴＦＴアレイ基板１０の液晶層５０側最表面、すなわち、画素電極９および第３層間絶縁膜７上には、電圧無印加時における液晶層５０内の液晶分子の配向を制御する配向膜４０が形成されている。したがって、このようなＴＦＴ素子３０を具備する領域においては、ＴＦＴアレイ基板１０の液晶層５０側最表面、すなわち液晶層５０の挟持面には複数の凹凸ないし段差が形成された構成となっている。
【００５７】
他方、対向基板２０には、基板本体２０Ａの液晶層５０側表面であって、データ線６ａ、走査線３ａ、画素スイッチング用ＴＦＴ素子３０の形成領域（非画素領域）に対向する領域に、入射光が画素スイッチング用ＴＦＴ素子３０の半導体層１ａのチャネル領域１ａ’や低濃度ソース領域１ｂ、低濃度ドレイン領域１ｃに侵入することを防止するための第２遮光膜２３が設けられている。さらに、第２遮光膜２３が形成された基板本体２０Ａの液晶層５０側には、その略全面にわたって、ＩＴＯ等からなる共通電極２１が形成され、その液晶層５０側には、電圧無印加時における液晶層５０内の液晶分子の配向を制御する配向膜６０が形成されている。
【００５８】
ここで、基板本体１０Ａのうち、プラスチック基板１００は、厚さは５０μｍ〜３００μｍ（本実施形態では２００μｍ）程度のポリイミド系樹脂からなるものである。なお、プラスチック基板１００に適用可能な基板としては、ポリイミド系樹脂以外にも、透光性を備えたプラスチック材料、例えばポリカーボネート系、ポリエーテルサルフィン系、ポリイミド系、ポリオレフィン系、ポリエチレンテレフタレート系のプラスチック材料からなる基板を例示することができる。
【００５９】
また、薄いガラス基板１１０は、厚さが１０μｍ〜１００μｍ（本実施形態では２０μｍ）程度の無アルカリガラス基板からなるものである。なお、薄いガラス基板１１０に適用可能な基板としては、無アルカリガラス基板以外にも、透光性を有するガラス基板、例えば無アルカリガラス系、硼珪酸系等の基板を例示することができる。
【００６０】
基板本体１０Ａにおいて、プラスチック基板１００と薄いガラス基板１１０とは図示しない接着剤層を介して接着されている。接着剤層を構成する接着剤としては、例えば有機系、無機系のいずれでもよいが、具体的にはエポキシ系接着剤が適用されている。
【００６１】
このように、ＴＦＴアレイ基板１０において、半導体素子たるＴＦＴ素子３０が形成された基板本体１０Ａを２層構造とし、特にＴＦＴ素子３０が形成される側を薄いガラス基板１１０にて構成したため、第２実施形態の液晶表示装置を製造する際、特にＴＦＴ素子を基板本体１０Ａ上に形成する際に、以下のような効果を発現する。すなわち、ＴＦＴ素子３０の形成工程は高温環境下にて行われるが、上記のようにプラスチック基板１００上に形成された薄いガラス基板１１０上にＴＦＴ素子３０を形成するものとしたため、プラスチック基板１００が熱により損傷を受ける等の不具合を回避することが可能となる。また、特に化学的研磨、酸又はアルカリによるエッチング工程を行う場合にも、プラスチック基板１００が化学的損傷を受けることもなくなる。
【００６２】
したがって、本第２実施形態の構成を採用することによって、製造時において基板本体１０Ａがダメージを受ける等の不具合を回避できる。その結果、信頼性の高いＴＦＴ素子３０を備えた液晶表示装置を提供できるようになり、しかもその液晶表示装置は、液晶を挟持する基板をプラスチックを主体として構成したものであるため、軽量で、高温環境下での使用に十分耐え、薄型を実現可能となるとともに、多少の変形に対しても割れ等も生じ難いものとなる。
【００６３】
［電気光学装置の製造方法］
以下、電気光学装置の製造方法について説明する。
まず、図４に示した第２実施形態の液晶表示装置の製造方法について一例を説明する。
まず、図５に示すように、厚さ約２００μｍのポリイミド系のプラスチック基板１００に対し、その一方の面にエポキシアクリル系接着剤により、厚さ約２０μｍの無アルカリガラスからなる薄いガラス基板１１０を接着して基板本体１０Ａを形成する。また、プラスチック基板１００の一方の面には、ポリビニルアルコール系接着剤により、厚さ約５００μｍの支持ガラス基板１２０を接着する。
【００６４】
続いて、図５（ｂ）に示すように、この３層構造の基板の薄いガラス基板１１０上に、ＴＦＴ素子３０を形成する。このＴＦＴ素子３０の形成工程は公知の半導体素子形成方法を採用できる。そして、ＴＦＴ素子３０の形成後、絶縁膜４、データ線６ａ、画素電極９、配向膜４０等を形成して、図５（ｂ）に示した支持ガラス基板１２０を有したＴＦＴアレイ基板１０を得る。
【００６５】
一方、対向基板２０についても、図６（ａ）に示すように、厚さ約２００μｍのポリイミド系のプラスチック基板２０Ａに対して、ポリビニルアルコール系接着剤により、厚さ約５００μｍの支持ガラス基板１２５を接着して２層構造の基板を得る。さらにこの２層構造の基板に対して、プラスチック基板２０Ａ上に遮光膜２３、対向電極２１、配向膜６０を形成して、支持ガラス基板１２５を有した対向基板２０を得る。また、カラー表示を行なうために、プラスチック基板２０Ａ上にカラーフィルタ層（図示なし）を形成した後、前記遮光膜２３、対向電極２１及び配向膜６０を形成しても良い。
【００６６】
そして、図５（ｂ）、図６（ｂ）に示した支持ガラス基板付きのＴＦＴアレイ基板１０と、対向基板２０とを、図７に示すように、スペーサー１５とシール材（図示略）を介して、配向膜４０，６０が形成された側を重ね合わせ、接着する。その後、この支持ガラス基板を備える液晶セルを、ポリビニルアルコール系接着剤の溶剤（例えば水）中に浸漬させ、超音波振動を付与しながら、支持ガラス基板１２０，１２５をそれぞれ剥離することで、図４に示した構成の液晶セルを得ることができる。
【００６７】
このような工程によると、支持ガラス基板１２０上に形成されたプラスチック基板１００上に薄いガラス基板１１０を貼り合わせてなるサンドイッチ構造の基板（第１基板）を用い、該第１基板の薄いガラス基板１１０上に、ＴＦＴ素子３０を形成するものとしたため、ＴＦＴ素子３０を形成する工程において第１基板の特にプラスチック基板１００が侵される等の不具合が生じ難くなる。
すなわち、ＴＦＴ素子形成工程においては、半導体層のアニール工程等のように高温雰囲気下で行われる工程や、エッチング工程等の化学的処理を含む工程等が施されるため、上記のように薄いガラス基板１１０をプラスチック基板１００上に形成することで、プラスチック基板１００が侵されることなく、信頼性の高い液晶表示装置を提供することが可能となる。
また、プラスチック基板１００に支持ガラス基板１２０を形成し、この支持ガラス基板１２０を対向基板２０との貼合せ後、液晶注入後に剥離するものとしたため、剥離工程前までの製造工程中の基板搬送等、基板の取り扱いが簡便となる。
【００６８】
なお、支持ガラス基板１２０の剥離工程について、ＴＦＴアレイ基板１０側と、対向基板２０側とを同時に行っているが、それぞれ別々に行うことも可能である。また、ＴＦＴアレイ基板１０側の支持ガラス基板１２０は、ＴＦＴ素子３０の形成工程におけるプラスチック基板１００の保護効果を発現させるためには、少なくともＴＦＴ素子形成工程の後に剥離することができる。また、ＴＦＴアレイ基板１０、対向基板２０のいずれについても、支持ガラス基板の剥離工程を、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との貼り合わせ後、又はその貼合せ後であって液晶を注入封止した後、のいずれかにて行うことができる。
【００６９】
また、支持ガラス基板１２０（１２５）とプラスチック基板１００（２０Ａ）の間の接着剤としては、上述の通り水系の溶剤で溶解できるポリビニルアルコール系の接着剤以外にも、所定エネルギーの紫外線照射により分解する紫外線分解性接着剤を用いることができる。いずれの接着剤を用いる場合にも、支持ガラス基板１２０（１２５）の剥離工程において、ＴＦＴアレイ基板１０側の薄いガラス基板１１０が剥離しないように、薄いガラス基板１１０とプラスチック基板１００との間の接着剤を選択する必要がある。
【００７０】
例えば、支持ガラス基板１２０（１２５）とプラスチック基板１００（２０Ａ）の間の接着剤として、溶剤で溶解できる溶解性接着剤を用いた場合には、薄いガラス基板１１０とプラスチック基板１００との間の接着剤は、該溶剤で溶解しない接着剤を選択する。また、支持ガラス基板１２０（１２５）とプラスチック基板１００（２０Ａ）の間の接着剤として、所定エネルギーの紫外線照射により分解する紫外線分解性接着剤を用いた場合には、薄いガラス基板１１０とプラスチック基板１００との間の接着剤は、そのエネルギーの紫外線により分解しないものを選択する必要がある。
【００７１】
さらに、ＴＦＴアレイ基板１０側において、例えばＴＦＴ素子３０を形成した後に、支持ガラス基板１２０を剥離する場合には、接着剤として上記溶解性接着剤又は紫外線分解性接着剤のいずれをも用いることができ、剥離工程において溶媒浸漬又は紫外線照射のいずれをも行うことが可能である。
【００７２】
また、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０の貼り合わせ後に、支持ガラス基板１２０（１２５）を剥離する場合には、接着剤として紫外線分解性接着剤を用いるのが好ましい。この場合に、接着剤として溶解性接着剤を用いると、剥離工程において溶剤浸漬が必要となるため、上記シール材に形成した液晶注入口を封止する手間が掛かるためである。
【００７３】
また、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０の貼り合わせ後であって、上記液晶注入口から液晶を注入した後に、支持ガラス基板１２０（１２５）を剥離する場合には、接着剤として溶解性接着剤を用いるのが好ましい。この場合に、紫外線分解性接着剤を用いると、例えば紫外線照射により液晶に分解等が生じてしまう惧れがあるためである。
【００７４】
なお、第１実施形態の液晶パネル１４０については、例えば以下のような工程により製造することができる。すなわち、プラスチック基板１５２（１５４）と薄いガラス基板１６２（１６４）を接着剤で貼り合わせ、２層構造基板を形成した後に、２層構造基板の表面上にストライプ状の透明電極１４５（１４７）を形成し、さらに透明電極１４５（１４７）上に配向膜１４６（１４８）を形成する。そして、各基板１４２，１４４を、各配向膜１４６，１４８の配向方向が互いに垂直となるように、シール材を介して貼り合わせ、さらに基板１４２，１４４の外面側に吸収型偏光膜１３０，１５０を形成して、図１に示した液晶パネル１４０を得る。
【００７５】
このような液晶パネル１４０の形成工程においても、上述のように、各プラスチック基板１５２（１５４）の薄いガラス基板１６２（１６４）とは反対側の面に、支持ガラス基板を形成して製造工程を容易にすることも可能である。この場合、例えば偏光板１３０，１５０の形成直前に、各支持ガラス基板を剥離するものとすることができる。剥離工程は、上述した紫外線照射方法、溶剤浸漬方法のいずれをも採用することが可能である。
【００７６】
［電子機器］
次に、上記実施形態で示した液晶表示装置を備えた電子機器の具体例について説明する。
図８は携帯電話の一例を示した斜視図である。図８において、符号５００は携帯電話本体を示し、符号５０１は上記実施の形態の液晶表示装置を備えた液晶表示部を示している。このような携帯電話は、上記実施形態の液晶表示装置のいずれかを備えたものであるので、表示品位に優れた表示部を有する電子機器となる。
【００７７】
なお、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。すなわち、上記の実施形態では電気光学物質として液晶を用いたが、本発明はこれに限定されず、基板間に例えば有機ＥＬ材料を挟持した有機ＥＬ装置等の電気光学装置についても適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 第１実施形態の液晶表示装置を構成する液晶パネルの断面模式図。
【図２】 第２実施形態の液晶表示装置におけるスイッチング素子、信号線等の等価回路図。
【図３】 同、液晶表示装置におけるＴＦＴアレイ基板の相隣接する複数の画素群の構造を示す平面図。
【図４】 同、液晶表示装置装置において、その非画素領域における構造を示す断面図。
【図５】 図４の構成の液晶パネルを製造する工程の一例を示す断面模式図。
【図６】 図５に続き、図４の構成の液晶パネルを製造する工程の一例を示す断面模式図。
【図７】 図６に続き、図４の構成の液晶パネルを製造する工程の一例を示す断面模式図。
【図８】 電子機器の一実施形態を模式的に示す斜視図。
【符号の説明】
１００…プラスチック基板、１１０…薄いガラス基板、１２０，１２５…支持ガラス基板
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一対の基板間に電気光学材料を挟持させた構成の電気光学装置が知られており、特に電気光学材料として液晶材料を用いた電気光学装置は表示装置として広く用いられ、例えば携帯電話等の小型の表示手段として好適に用いられている。このような電子機器は小型化が進み、薄型で軽量のものが好まれるとともに、多少の変形にも耐え、且つ落としても割れないような表示装置が求められている。そのようなニーズに対応するべく電気光学材料を挟持する基板としてプラスチック基板を用いる技術が、例えば特許文献１等に開示されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−２４３９４３号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１に開示されたような技術によると、薄型で軽量、且つ割れ難い装置を提供可能となるものの、単に一対のプラスチック基板にて電気光学材料を挟持するものとしているため、厳しい使用環境下、例えば真夏の高温下での使用に必ずしも十分に耐え得るものとは言い難く、さらに高温での使用が可能な技術が望まれる。
【０００５】
また、特に上記特許文献１では、その製造工程において、プラスチック基板の一方の面にのみ支持基板としてガラス板を積層し、該プラスチック基板表面にＴＦＴ素子を形成するものとしているため、以下の課題を有する。すなわち、特許文献１の技術では、ＴＦＴ素子の形成時に、プラスチック基板表面が製造プロセスの環境に耐えられず反応を起こし、該プラスチック基板表面に損傷を生じる可能性を必ずしも否定できず、また、必ずしも正常な特性を有するＴＦＴ素子を形成することができない場合もあり得る。さらに、プラスチック基板の一方の面のみにガラス基板を積層したものであるため、製造プロセス中の温度雰囲気中において、各基板の熱収縮率の違いにより大きな反りが発生して、製造プロセス中の基板搬送が困難となる場合もあり得る。
【０００６】
本発明は上記課題に鑑みてなされたもので、プラスチック基板を用いた電気光学装置について、さらに信頼性を高めることを目的とし、高温環境下での使用に十分耐え、且つ軽量で薄型を実現可能な電気光学装置と、そのような信頼性の高い電気光学装置を一層簡便に製造可能で、高温環境プロセスにも耐え得る製造方法と、該電気光学装置を用いた電子機器とを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の電気光学装置は、一対の基板間に電気光学物質を挟持してなる電気光学装置であって、前記基板の少なくとも一方が、プラスチック基板の内面側にガラス基板が形成された構成をなし、前記ガラス基板の厚みが１０μｍ〜１００μｍとされていることを特徴とする。なお、本発明に言う「内面側」とは、電気光学物質と接する側を言うものとする。
【０００８】
このような電気光学装置によると、電気光学物質を挟持する基板を、プラスチック基板とガラス基板との積層構造とし、ガラス基板を内面側に配設する構成としたため、該内面側の熱的安定性及び化学的安定性が向上し、例えば電気光学物質を駆動するための電極等の駆動要素を、厳しい条件下でも、基板に対して損傷を与えることなく形成することが可能となる。そして、特にガラス基板を１０μｍ〜１００μｍ程度の厚みとしたため、軽量であり、高温環境下での使用にも十分耐え、多少の変形にも耐え得るものとなる。
【０００９】
ここで、ガラス基板の厚みが１０μｍ未満の場合、耐熱性に劣る場合があり、またプラスチック基板との熱膨張率の差に基づき割れ等が発生し易くなる場合がある。また、ガラス基板の厚みが１００μｍを超えると重量が増し、薄型化の要求に相応しないものとなるとともに、変形が許容されなくなる場合がある。なお、ガラス基板の厚さは、好ましくは１０μｍ〜５０μｍ程度とするのが良く、ガラス基板に適用可能なものとしては、透光性を有するガラス基板、例えば無アルカリガラス系、硼珪酸系等の基板を例示することができる。
【００１０】
また、プラスチック基板の厚さは、例えば５０μｍ〜３００μｍ程度とすることができ、５０μｍ未満の場合、基板全体の安定性が低下し割れ等が生じやすくなる場合がある。プラスチック基板の厚さが３００μｍを超えると、重量が増し、薄型化の要求に相応しないものとなるとともに、プラスチックの種類によっては透光性が低下する場合もある。なお、プラスチック基板の厚さは、好ましくは５０μｍ〜１００μｍ程度とするのが良く、プラスチック基板に適用可能なものとしては、透光性を備えたプラスチック材料、例えばポリカーボネート系、ポリエーテルサルフィン系、ポリイミド系、ポリオレフィン系、ポリエチレンテレフタレート系のプラスチック材料からなる基板を例示することができる。
【００１１】
本発明の電気光学装置においては、前記プラスチック基板とガラス基板が接着剤により接着されているものとすることができる。これにより各基板を一体の基板として取り扱うことができ、当該電気光学装置の製造時において、基板の取り扱いが容易となるとともに、該基板の信頼性も高いものとなる。ここで、接着剤としては、例えば有機系、無機系のいずれでもよく、具体的にはエポキシ系、エポキシアクリル系、エポキシウレタン系、ガラスレジン系等を例示することができる。
【００１２】
また、前記ガラス基板上には半導体素子が形成されているものとすることができる。このように基板上に例えばＴＦＴ（薄膜トランジスタ）やＴＦＤ（薄膜ダイオード）等の電気光学物質を駆動制御するための半導体素子を形成する場合、その製造工程は高温環境下にて行われるが、本発明の場合、プラスチック基板上に形成された薄いガラス基板上に半導体素子を形成するものとしたため、基板が熱により損傷を受ける等の不具合を回避することが可能となる。また、特に化学的研磨、酸又はアルカリによるエッチング工程を行う場合にも、当該基板が化学的損傷を受けることもなくなる。したがって、本発明の構成を採用することによって、製造時において基板がダメージを受けることを回避でき、通常の半導体素子形成工程を採用可能となる。その結果、信頼性の高い半導体素子を備えた電気光学装置を提供できるようになり、しかもその電気光学装置は軽量で、高温環境下での使用に十分耐え、薄型を実現可能となるとともに、多少の変形に対しても割れ等も生じ難いものとなる。
【００１３】
次に本発明の電気光学装置の製造方法は、一対の基板間に電気光学物質を挟持してなる電気光学装置の製造方法であって、支持ガラス基板上にプラスチック基板を貼り合わせ、さらにプラスチック基板上に薄いガラス基板を貼り合わせて第１基板を形成する第１基板形成工程と、前記第１基板の薄いガラス基板上に電極を形成する電極形成工程と、前記薄いガラス基板側を第２基板と対向させつつ、前記第１基板と第２基板とを貼り合わせる基板貼合せ工程とを含み、少なくとも前記電極形成工程の後に、前記支持ガラス基板を前記プラスチック基板から剥離する支持ガラス基板剥離工程を含むことを特徴とする。
【００１４】
このような製造方法によると、支持ガラス基板上に形成されたプラスチック基板上に薄いガラス基板を貼り合わせてなるサンドイッチ構造の第１基板を用い、該第１基板の薄いガラス基板上に電極を形成するものとしたため、第１基板が電極等の駆動要素を形成する工程において侵される等の不具合が生じ難くなる。また、プラスチック基板に支持ガラス基板を形成し、これを少なくとも電極形成工程の後に剥離するものとしたため、剥離工程前までの製造工程中の基板搬送等、基板の取り扱いが簡便となるとともに、従来のガラス基板を用いた製造装置をそのまま適用することが可能となり、既存設備の保護にも繋がる。このように、本発明の製造方法によると、プラスチック基板のみを用いた場合の製造上の不具合を回避しつつ、プラスチック基板を主体とする基板（基板の膜厚の５０％以上がプラスチック基板よりなるもの）よりなる、軽量化、薄型化が可能で、変形に対しても割れ等の生じ難い電気光学装置を提供可能となる。
【００１５】
次に、本発明の電気光学装置の製造方法は、一対の基板間に電気光学物質を挟持してなる電気光学装置の製造方法であって、支持ガラス基板上にプラスチック基板を貼り合わせ、さらにプラスチック基板上に薄いガラス基板を貼り合わせて第１基板を形成する第１基板形成工程と、前記第１基板の薄いガラス基板上に半導体素子を形成する半導体素子形成工程と、前記薄いガラス基板側を第２基板と対向させつつ、前記第１基板と第２基板とを貼り合わせる基板貼合せ工程とを含み、少なくとも前記半導体素子形成工程の後に、前記支持ガラス基板を前記プラスチック基板から剥離する支持ガラス基板剥離工程を含むことを特徴とする。
【００１６】
このような製造方法によると、支持ガラス基板上に形成されたプラスチック基板上に薄いガラス基板を貼り合わせてなるサンドイッチ構造の第１基板を用い、該第１基板の薄いガラス基板上に、例えばＴＦＴやＴＦＤ等の電気光学物質を駆動制御するための半導体素子を形成するものとしたため、該半導体素子を形成する工程において第１基板が侵される等の不具合が生じ難くなる。特に、半導体素子形成工程においては、高温雰囲気下の工程や、化学的処理を含む工程等が施されるため、上記のように薄いガラス基板をプラスチック基板上に形成することで、より確実に基板を侵されることなくプラスチック基板を主体として構成される電気光学装置を提供することが可能となる。また、プラスチック基板に支持ガラス基板を形成し、これを少なくとも半導体素子形成工程の後に剥離するものとしたため、剥離工程前までの製造工程中の基板搬送等、基板の取り扱いが簡便となるとともに、従来のガラス基板を用いた製造装置をそのまま適用することが可能となり、既存設備の保護にも繋がる。このように、本発明の製造方法によると、プラスチック基板のみを用いた場合の製造上の不具合を回避しつつ、プラスチック基板を主体とする基板よりなる、軽量化、薄型化が可能で、変形に対しても割れ等の生じ難い電気光学装置を提供可能となる。
【００１７】
薄いガラス基板の厚さは、例えば１０μｍ〜１００μｍ程度とすることができる。この場合、製造される電気光学装置において、電気光学物質を挟持する基板の薄型化が可能となり、しかも軽量で、高温環境下での使用にも十分耐え、多少の変形にも耐え得るものとなる。薄いガラス基板の厚さが１０μｍ未満の場合、製造上の加熱工程においてプラスチック基板に熱による損傷が生じる場合があり、またプラスチック基板との熱膨張率の差に基づき割れ等が発生し易くなる場合がある。また、薄いガラス基板の厚みが１００μｍを超えると重量が増し、薄型化の要求に相応しないものとなるとともに、変形が許容されなくなる場合がある。なお、薄いガラス基板の厚さは、好ましくは１０μｍ〜５０μｍ程度とするのが良く、該薄いガラス基板に適用可能なものとしては、透光性を有するガラス基板、例えば無アルカリガラス系、硼珪酸系等の基板を例示することができる。
【００１８】
また、プラスチック基板の厚さは、例えば５０μｍ〜３００μｍ程度とすることができ、５０μｍ未満の場合、基板全体の安定性が低下し割れ等が生じやすくなる場合がある。プラスチック基板の厚さが３００μｍを超えると、重量が増し、薄型化の要求に相応しないものとなるとともに、プラスチックの種類によっては透光性が低下する場合もある。なお、プラスチック基板の厚さは、好ましくは５０μｍ〜１００μｍ程度とするのが良く、プラスチック基板に適用可能なものとしては、透光性を備えたプラスチック材料、例えばポリカーボネート系、ポリエーテルサルフィン系、ポリイミド系、ポリオレフィン系、ポリエチレンテレフタレート系のプラスチック材料からなる基板を例示することができる。
【００１９】
さらに、支持ガラス基板の厚さは、例えば４００μｍ〜１０００μｍ程度とすることができる。支持ガラス基板の厚さが４００μｍ未満の場合、製造工程中に基板を搬送する際に手間が掛かり、基板取り扱いが困難となる場合がある。また、支持ガラス基板の厚さが１０００μｍを超える場合も、製造工程中に基板を搬送する際に手間が掛かり、基板取り扱いが困難となる場合があり、さらには無駄に支持ガラス基板を消費してしまいコストアップに繋がる場合もある。
【００２０】
本発明において、支持ガラス基板とプラスチック基板、プラスチック基板と薄いガラス基板は、それぞれ接着剤により接着することができ、特に各界面において異なる接着剤を用いることができる。この場合、支持ガラス基板を選択的にプラスチック基板から剥離することが可能となる。例えば、支持ガラス基板を所定の紫外線照射により剥離可能な接着剤（紫外線分解性接着剤）にてプラスチック基板に貼り合わせた場合には、該紫外線照射により剥離不能な接着剤にて薄いガラス基板をプラスチック基板に貼り合わせるものとすることができる。また、支持ガラス基板を所定の溶媒に浸漬させることにより剥離可能な接着剤（溶解性接着剤）にてプラスチック基板に貼り合わせた場合には、該溶媒により剥離不能な接着剤にて薄いガラス基板をプラスチック基板に貼り合わせるものとすることもできる。
【００２１】
具体的に接着剤としては、例えば有機系、無機系のいずれでもよく、具体的には支持ガラス基板とプラスチック基板との接着には、紫外線により剥離可能なものとしてエポキシ系、エポキシアクリル系、エポキシウレタン系等の接着剤を用いることができる。また、例えば水により剥離可能なものとして、ポリビニルアルコール系、ポリブチルアルコール系等の接着剤を用いることができる。
【００２２】
一方、薄いガラス基板とプラスチック基板との接着には、例えばエポキシ系、エポキシアクリル系、エポキシウレタン系、ガラスレジン系等の接着剤を用いることができ、上述の通り、支持ガラス基板とプラスチック基板との接着に用いた接着剤の剥離条件にて剥離しないものを用いることができる。
【００２３】
上記製造方法においては、上記第２基板について、支持ガラス基板上にプラスチック基板を貼り合わせて該第２基板を形成する第２基板形成工程を含むものとすることができ、前記基板貼合せ工程において、前記第２基板のプラスチック基板側を前記第１基板に対向させつつ各基板の貼合わせを行い、該基板貼合せ工程の後に、前記第２基板の支持ガラス基板を剥離する工程を含むものとすることができる。このように第２基板についても、プラスチック基板に支持ガラス基板を貼り合わせた構成とすることにより、基板搬送時にも扱いが容易になる。
【００２４】
なお、このように第２基板について支持ガラス基板とプラスチック基板との貼り合わせ構造を採用し、これらの貼合わせを、第１基板の支持ガラス基板とプラスチック基板との間の接着剤と同じ接着剤を用いて行うものとすることができる。この場合、第１基板と第２基板との貼合せ工程の後に、第１基板及び第２基板の支持ガラス基板を同一工程にて剥離することで製造効率が向上する。すなわち、本発明の製造方法において支持ガラス基板の剥離工程は、例えば第１基板については、半導体素子形成後、第２基板との貼合せ後のいずれでも良く、第２基板についての剥離と同時に行う場合には第２基板と貼り合わせた後に支持ガラス基板を剥離するものとすることができる。
【００２５】
次に、前記電気光学物質として液晶を用いる場合、前記基板貼合せ工程において、前記第１基板と第２基板とを、液晶注入口を形成したシール材を介して貼り合わせるものとし、前記基板貼合せ工程の後に前記支持ガラス基板を剥離する場合には、該支持ガラス基板の剥離を行う前に前記液晶注入口を封止する工程を含むものとすることができる。
【００２６】
この場合、支持ガラス基板とプラスチック基板を、所定の溶媒にて溶解する溶解性接着剤を介して貼り合わせるものとし、基板貼合せ工程の後に支持ガラス基板を剥離する場合にも、シール材の液晶注入口内に上記溶媒が浸入する不具合を回避することが可能となる。このように液晶注入口を封止するには、上記溶媒に対して溶解しない樹脂材料を用いればよい。
【００２７】
なお、支持ガラス基板とプラスチック基板とは、所定の溶媒にて溶解する溶解性接着剤を介して貼り合わせるものとし、さらに支持ガラス基板を剥離する工程において、剥離対象物（少なくとも支持ガラス基板とプラスチック基板とを貼り合わせたもの）を溶媒中に浸漬させつつ超音波処理することにより、支持ガラス基板とプラスチック基板との剥離を行うものとすることで、剥離工程を一層迅速に行うことができ、剥離を一層確実に行うことが可能となる。
【００２８】
上述の通り、本発明では第１基板についての支持ガラス基板の剥離工程を、（イ）半導体素子の形成後、（ロ）第２基板との貼り合わせ後、（ハ）液晶を用いた場合であって基板を貼合せ後更に液晶を注入し、封止した後、のいずれかにて行うことができる。
また、第２基板についての支持ガラス基板の剥離工程は、上記のうち、（ロ）第１基板との貼り合わせ後、（ハ）液晶を用いた場合であって基板貼合せ後更に液晶を注入した後、において第１基板の剥離と同時に行うものとすることができる。
【００２９】
ここで、（イ）半導体素子を形成した後に、支持ガラス基板を剥離する場合には、接着剤として溶解性接着剤又は紫外線分解性接着剤のいずれをも用いることができ、剥離工程において溶媒浸漬又は紫外線照射のいずれをも行うことが可能である。
【００３０】
また、（ロ）第１基板及び第２基板の貼り合わせ後に、支持ガラス基板を剥離する場合には、接着剤として紫外線分解性接着剤を用いるのが好ましい。溶解性接着剤を用いると、例えば電気光学物質として液晶を用いた場合、上述のように液晶注入口を封止する手間が掛かるためである。
【００３１】
また、（ハ）液晶を用いた場合であって基板貼合せ後更に液晶を注入した後に、支持ガラス基板を剥離する場合には、接着剤として溶解性接着剤を用いるのが好ましい。紫外線分解性接着剤を用いると、例えば紫外線照射により液晶に分解等が生じてしまう惧れがあるためである。
【００３２】
なお、第１基板において支持ガラス基板とプラスチック基板との間、薄いガラス基板とプラスチック基板との間の接着剤を、それぞれ紫外線分解性接着剤とした場合には、支持ガラス基板剥離工程において、薄いガラス基板が剥離しない程度の紫外線の照射エネルギーを調整する必要がある。
【００３３】
また、特に電気光学物質として液晶を用いた場合、これを表示装置として適用するために、基板の外面側に偏光板を形成する場合には、該偏光板の形成工程直前に支持ガラス基板を剥離することが、基板搬送等の製造効率向上の観点から好ましい。
【００３４】
次に、本発明の電子機器は上記電気光学装置を備えることを特徴とする。このような電子機器は、その表示部に本発明の電気光学装置を備えてなるため、軽量、薄型化を実現可能で、しかも高温環境下での使用にも十分耐え得るものとなり、さらに多少の変形も許容し、割れ等が発生し難い表示部を備えた、信頼性の高い電子機器となる。
【００３５】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態について詳細に説明する。以下、図面を参照しながら説明するが、各図において、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ある。
【００３６】
（第１実施形態）
図１は、本発明の電気光学装置の第１実施形態の液晶表示装置について、その要部である液晶パネルの構成を示す断面模式図である。なお、以下の図面においては、図面を見やすくするため、各構成要素の膜厚や寸法の比率などは適宜異ならせてある。
【００３７】
図１において、本実施形態の液晶表示装置を構成する液晶パネル１４０は、一対の基板１４２，１４４間に液晶層１４９を含んで構成され、基板１４４の内面側（液晶層側）にはＩＴＯ等で構成された透明電極１４５が紙面垂直方向に延在するストライプ状に配列して形成されている。透明電極１４５の内面側には配向膜１４６が形成されている。また、基板１４２の内面側には、上記と同様の透明電極１４７及び配向膜１４８が形成されている。なお、透明電極１４７は、紙面平行方向に延在するストライプ状に配列して形成されている。
【００３８】
図１の構成においては、パネル構造を構成する一対の基板１４２，１４４が、シール材（図示略）を介して貼り合わせられ、その内部に液晶１４９が封入されている。このようにして構成された液晶パネル１４０の液晶モードとしてＴＮ（Twisted Nematic）モードが採用されている。なお、ＴＮ（Twisted Nematic）モードの他に、ＳＴＮ（Super Twisted Nematic）モード、ＥＣＢ（Electrically Controlled Birefringence）モード等を採用することができる。また、基板１４２，１４４の外面側には、液晶層１４９内に直線偏光を入射させるための吸収型偏光膜１３０，１５０が配設されている。
【００３９】
また、各基板１４２，１４４は、プラスチック基板を主体として構成され、該プラスチック基板上に薄いガラス基板が積層された２層構造をなしている。具体的には、基板１４２は、透光性のポリイミド系のプラスチック基板１５２の内面側に無アルカリガラス板よりなる薄いガラス基板１６２を備えて構成され、基板１４４は、同じく透光性のポリイミド系のプラスチック基板１５４の内面側に無アルカリガラス板よりなる薄いガラス基板１６４を備えて構成されている。
【００４０】
ここで、各プラスチック基板１５２，１５４の厚さは５０μｍ〜３００μｍ（本実施形態では２００μｍ）程度とされ、各薄いガラス基板１６２，１６４の厚さは１０μｍ〜１００μｍ（本実施形態では２０μｍ）程度とされている。また、プラスチック基板１５２，１５４と薄いガラス基板１６２，１６４とは接着剤を介して貼り合わされており、本実施形態ではエポキシ系の接着剤を用いているが、この接着剤としては有機系、無機系のいずれでもよく、具体的にはエポキシ系、エポキシアクリル系、エポキシウレタン系、ガラスレジン系等を例示することができる。
【００４１】
このような液晶セル１４０を含む液晶表示装置によると、電気光学物質たる液晶を挟持する基板１４２（１４４）を、プラスチック基板１５２（１５４）と薄いガラス基板１６２（１６４）との積層構造とし、薄いガラス基板１６２（１６４）を内面側に配設する構成としたため、該内面側の熱的安定性及び化学的安定性が向上し、例えば透明電極１４５，１４７や配向膜１４６，１４８を形成する際に、厳しい条件下でも、基板１４２，１４４に対して損傷を与える等の不具合が生じ難くなる。したがって、基板１４２，１４４上に電極等の駆動要素を形成する際に、成膜条件の選択の幅が広がり、化学処理ないし加熱処理等の選択の幅が広がる。
【００４２】
そして、特に薄いガラス基板１６２（１６４）を１０μｍ〜１００μｍ程度の厚みとしたため、当該液晶パネル１４０に構成される液晶表示装置は軽量であり、高温環境下での使用にも十分耐え、多少の変形にも耐え得るものとなる。なお、薄いガラス基板１６２（１６４）としては、無アルカリガラス系のもの以外にも、例えば硼珪酸系等の基板を用いることも可能である。また、プラスチック基板１５２（１５４）としては、ポリイミド系のもの以外にも、例えばポリカーボネート系、ポリエーテルサルフィン系、ポリオレフィン系、ポリエチレンテレフタレート系のプラスチック材料からなる基板を用いることも可能である。
【００４３】
（第２実施形態）
次に、本発明の電気光学装置の第２実施形態の液晶表示装置について図２〜図４を参照して説明する。第２実施形態の液晶表示装置は、スイッチング素子としてＴＦＴ（Thin Film Transistor）素子を用いたアクティブマトリクスタイプの透過型液晶装置である。図２は該透過型液晶装置のマトリクス状に配置された複数の画素におけるスイッチング素子、信号線等の等価回路図である。図３はデータ線、走査線、画素電極等が形成されたＴＦＴアレイ基板の相隣接する複数の画素群の構造を示す要部平面図である。図４は図３のＡ−Ａ’線断面図である。なお、図４においては、図示上側が光入射側、図示下側が視認側（観察者側）である場合について図示している。また、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ある。
【００４４】
第２実施形態の液晶表示装置において、図２に示すように、マトリクス状に配置された複数の画素には、画素電極９と当該画素電極９への通電制御を行うためのスイッチング素子であるＴＦＴ素子３０とがそれぞれ形成されており、画像信号が供給されるデータ線６ａが当該ＴＦＴ素子３０のソースに電気的に接続されている。データ線６ａに書き込む画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎは、この順に線順次に供給されるか、あるいは相隣接する複数のデータ線６ａに対してグループ毎に供給される。
【００４５】
また、走査線３ａがＴＦＴ素子３０のゲートに電気的に接続されており、複数の走査線３ａに対して走査信号Ｇ１、Ｇ２、…、Ｇｍが所定のタイミングでパルス的に線順次で印加される。また、画素電極９はＴＦＴ素子３０のドレインに電気的に接続されており、スイッチング素子であるＴＦＴ素子３０を一定期間だけオンすることにより、データ線６ａから供給される画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎを所定のタイミングで書き込む。
【００４６】
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、後述する共通電極との間で一定期間保持される。液晶は、印加される電圧レベルにより分子集合の配向や秩序が変化することにより、光を変調し、階調表示を可能にする。ここで、保持された画像信号がリークすることを防止するために、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が付加されている。
【００４７】
次に、図３に基づいて、第２実施形態の液晶表示装置の要部の平面構造について説明する。図３に示すように、ＴＦＴアレイ基板上に、インジウム錫酸化物（Indium Tin Oxide, 以下、ＩＴＯと略記する）等の透明導電性材料からなる矩形状の画素電極９（点線部９Ａにより輪郭を示す）が複数、マトリクス状に設けられており、画素電極９の縦横の境界に各々沿ってデータ線６ａ、走査線３ａおよび容量線３ｂが設けられている。各画素電極９は、走査線３ａとデータ線６ａとの各交差部に対応して設けられたＴＦＴ素子３０に電気的に接続されおり、各画素毎に表示を行うことが可能な構造になっている。
【００４８】
データ線６ａは、ＴＦＴ素子３０を構成する例えばポリシリコン膜からなる半導体層１ａのうち、後述のソース領域にコンタクトホール５を介して電気的に接続されており、画素電極９は、半導体層１ａのうち、後述のドレイン領域にコンタクトホール８を介して電気的に接続されている。また、半導体層１ａのうち、後述のチャネル領域（図中左上がりの斜線の領域）に対向するように走査線３ａが配置されており、走査線３ａはチャネル領域に対向する部分でゲート電極として機能する。
【００４９】
容量線３ｂは、走査線３ａに沿って略直線状に伸びる本線部（すなわち、平面的に見て、走査線３ａに沿って形成された第１領域）と、データ線６ａと交差する箇所からデータ線６ａに沿って前段側（図中上向き）に突出した突出部（すなわち、平面的に見て、データ線６ａに沿って延設された第２領域）とを有する。
【００５０】
次に、図４に基づいて、第２実施形態の液晶表示装置の断面構造について説明する。図４は上述した通り、図３のＡ−Ａ’線断面図であり、ＴＦＴ素子３０が形成された領域の構成について示す断面図である。本実施の形態の液晶表示装置においては、ＴＦＴアレイ基板１０と、これに対向配置される対向基板２０との間に液晶層５０が挟持されている。
【００５１】
ＴＦＴアレイ基板１０は、透光性のプラスチック基板１００と薄いガラス基板１１０との積層体である基板本体１０Ａと、その液晶層５０側表面に形成されたＴＦＴ素子３０、画素電極９、配向膜４０を主体として構成されており、対向基板２０は透光性のプラスチック基板（基板本体）２０Ａと、その液晶層５０側表面に形成された共通電極２１と配向膜６０とを主体として構成されている。そして、各基板１０，２０は、スペーサ１５を介して所定の基板間隔（ギャップ）が保持されている。
【００５２】
ＴＦＴアレイ基板１０において、基板本体１０Ａの液晶層５０側表面には画素電極９が設けられ、各画素電極９に隣接する位置に、各画素電極９をスイッチング制御する画素スイッチング用ＴＦＴ素子３０が設けられている。画素スイッチング用ＴＦＴ素子３０は、ＬＤＤ（Lightly Doped Drain）構造を有しており、走査線３ａ、当該走査線３ａからの電界によりチャネルが形成される半導体層１ａのチャネル領域１ａ’、走査線３ａと半導体層１ａとを絶縁するゲート絶縁膜２、データ線６ａ、半導体層１ａの低濃度ソース領域１ｂおよび低濃度ドレイン領域１ｃ、半導体層１ａの高濃度ソース領域１ｄおよび高濃度ドレイン領域１ｅを備えている。
【００５３】
上記走査線３ａ上、ゲート絶縁膜２上を含む基板本体１０Ａ上には、高濃度ソース領域１ｄへ通じるコンタクトホール５、及び高濃度ドレイン領域１ｅへ通じるコンタクトホール８が開孔した第２層間絶縁膜４が形成されている。つまり、データ線６ａは、第２層間絶縁膜４を貫通するコンタクトホール５を介して高濃度ソース領域１ｄに電気的に接続されている。
【００５４】
さらに、データ線６ａ上および第２層間絶縁膜４上には、高濃度ドレイン領域１ｅへ通じるコンタクトホール８が開孔した第３層間絶縁膜７が形成されている。すなわち、高濃度ドレイン領域１ｅは、第２層間絶縁膜４および第３層間絶縁膜７を貫通するコンタクトホール８を介して画素電極９に電気的に接続されている。
【００５５】
本実施の形態では、ゲート絶縁膜２を走査線３ａに対向する位置から延設して誘電体膜として用い、半導体膜１ａを延設して第１蓄積容量電極１ｆとし、更にこれらに対向する容量線３ｂの一部を第２蓄積容量電極とすることにより、蓄積容量７０が構成されている。また、ＴＦＴアレイ基板１０Ａと画素スイッチング用ＴＦＴ素子３０との間には、画素スイッチング用ＴＦＴ素子３０を構成する半導体層１ａをＴＦＴアレイ基板１０Ａから電気的に絶縁するための第１層間絶縁膜１２が形成されている。
【００５６】
さらに、ＴＦＴアレイ基板１０の液晶層５０側最表面、すなわち、画素電極９および第３層間絶縁膜７上には、電圧無印加時における液晶層５０内の液晶分子の配向を制御する配向膜４０が形成されている。したがって、このようなＴＦＴ素子３０を具備する領域においては、ＴＦＴアレイ基板１０の液晶層５０側最表面、すなわち液晶層５０の挟持面には複数の凹凸ないし段差が形成された構成となっている。
【００５７】
他方、対向基板２０には、基板本体２０Ａの液晶層５０側表面であって、データ線６ａ、走査線３ａ、画素スイッチング用ＴＦＴ素子３０の形成領域（非画素領域）に対向する領域に、入射光が画素スイッチング用ＴＦＴ素子３０の半導体層１ａのチャネル領域１ａ’や低濃度ソース領域１ｂ、低濃度ドレイン領域１ｃに侵入することを防止するための第２遮光膜２３が設けられている。さらに、第２遮光膜２３が形成された基板本体２０Ａの液晶層５０側には、その略全面にわたって、ＩＴＯ等からなる共通電極２１が形成され、その液晶層５０側には、電圧無印加時における液晶層５０内の液晶分子の配向を制御する配向膜６０が形成されている。
【００５８】
ここで、基板本体１０Ａのうち、プラスチック基板１００は、厚さは５０μｍ〜３００μｍ（本実施形態では２００μｍ）程度のポリイミド系樹脂からなるものである。なお、プラスチック基板１００に適用可能な基板としては、ポリイミド系樹脂以外にも、透光性を備えたプラスチック材料、例えばポリカーボネート系、ポリエーテルサルフィン系、ポリイミド系、ポリオレフィン系、ポリエチレンテレフタレート系のプラスチック材料からなる基板を例示することができる。
【００５９】
また、薄いガラス基板１１０は、厚さが１０μｍ〜１００μｍ（本実施形態では２０μｍ）程度の無アルカリガラス基板からなるものである。なお、薄いガラス基板１１０に適用可能な基板としては、無アルカリガラス基板以外にも、透光性を有するガラス基板、例えば無アルカリガラス系、硼珪酸系等の基板を例示することができる。
【００６０】
基板本体１０Ａにおいて、プラスチック基板１００と薄いガラス基板１１０とは図示しない接着剤層を介して接着されている。接着剤層を構成する接着剤としては、例えば有機系、無機系のいずれでもよいが、具体的にはエポキシ系接着剤が適用されている。
【００６１】
このように、ＴＦＴアレイ基板１０において、半導体素子たるＴＦＴ素子３０が形成された基板本体１０Ａを２層構造とし、特にＴＦＴ素子３０が形成される側を薄いガラス基板１１０にて構成したため、第２実施形態の液晶表示装置を製造する際、特にＴＦＴ素子を基板本体１０Ａ上に形成する際に、以下のような効果を発現する。すなわち、ＴＦＴ素子３０の形成工程は高温環境下にて行われるが、上記のようにプラスチック基板１００上に形成された薄いガラス基板１１０上にＴＦＴ素子３０を形成するものとしたため、プラスチック基板１００が熱により損傷を受ける等の不具合を回避することが可能となる。また、特に化学的研磨、酸又はアルカリによるエッチング工程を行う場合にも、プラスチック基板１００が化学的損傷を受けることもなくなる。
【００６２】
したがって、本第２実施形態の構成を採用することによって、製造時において基板本体１０Ａがダメージを受ける等の不具合を回避できる。その結果、信頼性の高いＴＦＴ素子３０を備えた液晶表示装置を提供できるようになり、しかもその液晶表示装置は、液晶を挟持する基板をプラスチックを主体として構成したものであるため、軽量で、高温環境下での使用に十分耐え、薄型を実現可能となるとともに、多少の変形に対しても割れ等も生じ難いものとなる。
【００６３】
［電気光学装置の製造方法］
以下、電気光学装置の製造方法について説明する。
まず、図４に示した第２実施形態の液晶表示装置の製造方法について一例を説明する。
まず、図５に示すように、厚さ約２００μｍのポリイミド系のプラスチック基板１００に対し、その一方の面にエポキシアクリル系接着剤により、厚さ約２０μｍの無アルカリガラスからなる薄いガラス基板１１０を接着して基板本体１０Ａを形成する。また、プラスチック基板１００の一方の面には、ポリビニルアルコール系接着剤により、厚さ約５００μｍの支持ガラス基板１２０を接着する。
【００６４】
続いて、図５（ｂ）に示すように、この３層構造の基板の薄いガラス基板１１０上に、ＴＦＴ素子３０を形成する。このＴＦＴ素子３０の形成工程は公知の半導体素子形成方法を採用できる。そして、ＴＦＴ素子３０の形成後、絶縁膜４、データ線６ａ、画素電極９、配向膜４０等を形成して、図５（ｂ）に示した支持ガラス基板１２０を有したＴＦＴアレイ基板１０を得る。
【００６５】
一方、対向基板２０についても、図６（ａ）に示すように、厚さ約２００μｍのポリイミド系のプラスチック基板２０Ａに対して、ポリビニルアルコール系接着剤により、厚さ約５００μｍの支持ガラス基板１２５を接着して２層構造の基板を得る。さらにこの２層構造の基板に対して、プラスチック基板２０Ａ上に遮光膜２３、対向電極２１、配向膜６０を形成して、支持ガラス基板１２５を有した対向基板２０を得る。また、カラー表示を行なうために、プラスチック基板２０Ａ上にカラーフィルタ層（図示なし）を形成した後、前記遮光膜２３、対向電極２１及び配向膜６０を形成しても良い。
【００６６】
そして、図５（ｂ）、図６（ｂ）に示した支持ガラス基板付きのＴＦＴアレイ基板１０と、対向基板２０とを、図７に示すように、スペーサー１５とシール材（図示略）を介して、配向膜４０，６０が形成された側を重ね合わせ、接着する。その後、この支持ガラス基板を備える液晶セルを、ポリビニルアルコール系接着剤の溶剤（例えば水）中に浸漬させ、超音波振動を付与しながら、支持ガラス基板１２０，１２５をそれぞれ剥離することで、図４に示した構成の液晶セルを得ることができる。
【００６７】
このような工程によると、支持ガラス基板１２０上に形成されたプラスチック基板１００上に薄いガラス基板１１０を貼り合わせてなるサンドイッチ構造の基板（第１基板）を用い、該第１基板の薄いガラス基板１１０上に、ＴＦＴ素子３０を形成するものとしたため、ＴＦＴ素子３０を形成する工程において第１基板の特にプラスチック基板１００が侵される等の不具合が生じ難くなる。
すなわち、ＴＦＴ素子形成工程においては、半導体層のアニール工程等のように高温雰囲気下で行われる工程や、エッチング工程等の化学的処理を含む工程等が施されるため、上記のように薄いガラス基板１１０をプラスチック基板１００上に形成することで、プラスチック基板１００が侵されることなく、信頼性の高い液晶表示装置を提供することが可能となる。
また、プラスチック基板１００に支持ガラス基板１２０を形成し、この支持ガラス基板１２０を対向基板２０との貼合せ後、液晶注入後に剥離するものとしたため、剥離工程前までの製造工程中の基板搬送等、基板の取り扱いが簡便となる。
【００６８】
なお、支持ガラス基板１２０の剥離工程について、ＴＦＴアレイ基板１０側と、対向基板２０側とを同時に行っているが、それぞれ別々に行うことも可能である。また、ＴＦＴアレイ基板１０側の支持ガラス基板１２０は、ＴＦＴ素子３０の形成工程におけるプラスチック基板１００の保護効果を発現させるためには、少なくともＴＦＴ素子形成工程の後に剥離することができる。また、ＴＦＴアレイ基板１０、対向基板２０のいずれについても、支持ガラス基板の剥離工程を、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との貼り合わせ後、又はその貼合せ後であって液晶を注入封止した後、のいずれかにて行うことができる。
【００６９】
また、支持ガラス基板１２０（１２５）とプラスチック基板１００（２０Ａ）の間の接着剤としては、上述の通り水系の溶剤で溶解できるポリビニルアルコール系の接着剤以外にも、所定エネルギーの紫外線照射により分解する紫外線分解性接着剤を用いることができる。いずれの接着剤を用いる場合にも、支持ガラス基板１２０（１２５）の剥離工程において、ＴＦＴアレイ基板１０側の薄いガラス基板１１０が剥離しないように、薄いガラス基板１１０とプラスチック基板１００との間の接着剤を選択する必要がある。
【００７０】
例えば、支持ガラス基板１２０（１２５）とプラスチック基板１００（２０Ａ）の間の接着剤として、溶剤で溶解できる溶解性接着剤を用いた場合には、薄いガラス基板１１０とプラスチック基板１００との間の接着剤は、該溶剤で溶解しない接着剤を選択する。また、支持ガラス基板１２０（１２５）とプラスチック基板１００（２０Ａ）の間の接着剤として、所定エネルギーの紫外線照射により分解する紫外線分解性接着剤を用いた場合には、薄いガラス基板１１０とプラスチック基板１００との間の接着剤は、そのエネルギーの紫外線により分解しないものを選択する必要がある。
【００７１】
さらに、ＴＦＴアレイ基板１０側において、例えばＴＦＴ素子３０を形成した後に、支持ガラス基板１２０を剥離する場合には、接着剤として上記溶解性接着剤又は紫外線分解性接着剤のいずれをも用いることができ、剥離工程において溶媒浸漬又は紫外線照射のいずれをも行うことが可能である。
【００７２】
また、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０の貼り合わせ後に、支持ガラス基板１２０（１２５）を剥離する場合には、接着剤として紫外線分解性接着剤を用いるのが好ましい。この場合に、接着剤として溶解性接着剤を用いると、剥離工程において溶剤浸漬が必要となるため、上記シール材に形成した液晶注入口を封止する手間が掛かるためである。
【００７３】
また、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０の貼り合わせ後であって、上記液晶注入口から液晶を注入した後に、支持ガラス基板１２０（１２５）を剥離する場合には、接着剤として溶解性接着剤を用いるのが好ましい。この場合に、紫外線分解性接着剤を用いると、例えば紫外線照射により液晶に分解等が生じてしまう惧れがあるためである。
【００７４】
なお、第１実施形態の液晶パネル１４０については、例えば以下のような工程により製造することができる。すなわち、プラスチック基板１５２（１５４）と薄いガラス基板１６２（１６４）を接着剤で貼り合わせ、２層構造基板を形成した後に、２層構造基板の表面上にストライプ状の透明電極１４５（１４７）を形成し、さらに透明電極１４５（１４７）上に配向膜１４６（１４８）を形成する。そして、各基板１４２，１４４を、各配向膜１４６，１４８の配向方向が互いに垂直となるように、シール材を介して貼り合わせ、さらに基板１４２，１４４の外面側に吸収型偏光膜１３０，１５０を形成して、図１に示した液晶パネル１４０を得る。
【００７５】
このような液晶パネル１４０の形成工程においても、上述のように、各プラスチック基板１５２（１５４）の薄いガラス基板１６２（１６４）とは反対側の面に、支持ガラス基板を形成して製造工程を容易にすることも可能である。この場合、例えば偏光板１３０，１５０の形成直前に、各支持ガラス基板を剥離するものとすることができる。剥離工程は、上述した紫外線照射方法、溶剤浸漬方法のいずれをも採用することが可能である。
【００７６】
［電子機器］
次に、上記実施形態で示した液晶表示装置を備えた電子機器の具体例について説明する。
図８は携帯電話の一例を示した斜視図である。図８において、符号５００は携帯電話本体を示し、符号５０１は上記実施の形態の液晶表示装置を備えた液晶表示部を示している。このような携帯電話は、上記実施形態の液晶表示装置のいずれかを備えたものであるので、表示品位に優れた表示部を有する電子機器となる。
【００７７】
なお、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。すなわち、上記の実施形態では電気光学物質として液晶を用いたが、本発明はこれに限定されず、基板間に例えば有機ＥＬ材料を挟持した有機ＥＬ装置等の電気光学装置についても適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 第１実施形態の液晶表示装置を構成する液晶パネルの断面模式図。
【図２】 第２実施形態の液晶表示装置におけるスイッチング素子、信号線等の等価回路図。
【図３】 同、液晶表示装置におけるＴＦＴアレイ基板の相隣接する複数の画素群の構造を示す平面図。
【図４】 同、液晶表示装置装置において、その非画素領域における構造を示す断面図。
【図５】 図４の構成の液晶パネルを製造する工程の一例を示す断面模式図。
【図６】 図５に続き、図４の構成の液晶パネルを製造する工程の一例を示す断面模式図。
【図７】 図６に続き、図４の構成の液晶パネルを製造する工程の一例を示す断面模式図。
【図８】 電子機器の一実施形態を模式的に示す斜視図。
【符号の説明】
１００…プラスチック基板、１１０…薄いガラス基板、１２０，１２５…支持ガラス基板
Claims (3)
- 一対の基板間に液晶を挟持してなる液晶表示装置の製造方法であって、
支持ガラス基板上に所定の溶媒にて溶解する溶解性接着剤を介してプラスチック基板を貼り合わせ、さらにプラスチック基板上に薄いガラス基板を貼り合わせて第１基板を形成する第１基板形成工程と、
前記第１基板の薄いガラス基板上に半導体素子および電極を形成する半導体素子および電極形成工程と、
前記薄いガラス基板側を第２基板と対向させつつ、前記第１基板と第２基板とを液晶注入口を形成したシール材を介して貼り合わせる基板貼合せ工程と、
貼り合わせた前記第１基板と前記第２基板との間に液晶を注入する液晶注入工程と、
前記液晶注入工程の後に、前記所定の溶媒にて溶解しない樹脂材料を用いて前記液晶注入口を封止する液晶注入口封止工程と、
前記液晶注入口封止工程の後に、剥離対象物を前記所定の溶媒中に浸漬させつつ超音波処理することにより、前記支持ガラス基板を前記プラスチック基板から剥離する支持ガラス基板剥離工程と、を含むことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。 - 支持ガラス基板上に前記第１基板側で用いた接着剤と同じ溶解性接着剤を介してプラスチック基板を貼り合わせて前記第２基板を形成する第２基板形成工程を含み、
前記基板貼合せ工程において、前記第２基板のプラスチック基板側を前記第１基板に対向させつつ各基板の貼合わせを行い、
前記支持ガラス基板剥離工程において、前記第１基板及び前記第２基板の支持ガラス基板を同時に剥離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。 - 前記第１基板形成工程において、前記所定の溶媒にて剥離不可能な接着剤を介して前記プラスチック基板と前記薄いガラス基板とを貼り合わせることを特徴とする請求項１または２に記載の液晶表示装置の製造方法。
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