液晶表示装置及びその製造方法
【課題】半導体素子側基板とカラーフィルタ側基板の熱膨張差に伴う製造途中や使用環境における当該液晶表示装置の不良を防止することが可能な技術を提供することである。
【解決手段】
液晶層を介して対向配置される第１基板及び第２基板を有し、前記第１基板及び第２基板が樹脂基材で形成される液晶表示装置であって、前記第１基板の液晶層側に形成され、マトリクス状に画素が形成される液晶駆動層を当当該第１基板に固定する粘着層と、前記画素に対応する遮光膜及び色フィルタ層と前記第２基板との間に形成され、該第２基板よりも熱膨張係数が小さい薄膜材料からなる下地層とを備えた液晶表示装置である。
【解決手段】
液晶層を介して対向配置される第１基板及び第２基板を有し、前記第１基板及び第２基板が樹脂基材で形成される液晶表示装置であって、前記第１基板の液晶層側に形成され、マトリクス状に画素が形成される液晶駆動層を当当該第１基板に固定する粘着層と、前記画素に対応する遮光膜及び色フィルタ層と前記第２基板との間に形成され、該第２基板よりも熱膨張係数が小さい薄膜材料からなる下地層とを備えた液晶表示装置である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は液晶表示装置及びその製造方法に係わり、液晶層を介して対向配置される一対の樹脂基板上に画素が形成される液晶表示装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の液晶表示装置は、画素電極等が形成される第１基板と、この第１基板に対向して配置される第２基板と、第１基板と第２基板とで挟持される液晶層とで構成されている。第１基板には、例えばｘ方向に延在しｙ方向に並設された複数のゲート線とｙ方向に延在しｘ方向に並設された複数のドレイン線とで囲まれた領域に、少なくとも、ゲート線からの走査信号によってオンされる薄膜トランジスタと、このオンされた薄膜トランジスタを介してドレイン線からの映像信号が供給される画素電極を備えて画素を構成している。これにより、各画素を独立に制御でき、これら画素によって画像を表示する構成となっている。
【０００３】
一方、第２基板にはブラックマトリクスと各画素に対応したＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）のカラーフィルタが形成されており、カラーフィルタを透過した透過光量に応じたカラー表示を行う構成となっている。
【０００４】
このような構成からなる液晶表示装置では、第１及び第２基板には耐熱性に優れるガラス基板が一般的に使用されていた。しかしながら、近年、薄膜トランジスタの形成工程やカラーフィルタの形成工程における低温化が可能となり、ガラス基板に比較すると軽量であり柔軟性を有する樹脂製基板（プラスチック基板、樹脂基板）が用いられるようになっている。
【０００５】
樹脂基板を用いた液晶表示装置として、例えば特許文献１に開示がなされている。特許文献１に記載の液晶表示装置は、ガラス基板に代えてプラスチック基板を用いる構成となっており、ガス放出遮断と吸湿抑制を目的に，プラスチック基板の少なくとも電極側片面にバリア層として無機薄膜層を形成する技術が開示されている。
【特許文献１】特開平8-248401号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
薄膜トランジスタやカラーフィルタの形成工程における低温化技術と並んで、従来と同様の工程で、画素駆動素子である薄膜トランジスタ（半導体素子）や画素電極が形成される半導体素子層及びカラーフィルタ層をガラス基板上に形成した後に、該ガラス基板を除去し樹脂基板上に半導体素子層及びカラーフィルタ層をそれぞれ粘着剤を用いて接着することにより、樹脂基板上に薄膜トランジスタ等が形成される半導体素子側基板（以下、ＴＦＴ側基板と記す）と、樹脂基板上にカラーフィルタ層が形成されるカラーフィルタ側基板（以下、ＣＦ側基板と記す）を形成する技術がある。
【０００７】
また、ガラス基板上に画素駆動素子である半導体素子を形成する際に下地層として窒化珪素層や酸化珪素層もしくはこれらの混合層が下地層として形成される。この下地層はガラス基板から樹脂基板上に半導体素子層を転写（接着）する際にも下地層は除去することができないため、ＴＦＴ側基板とＣＦ側基板とを封止材にて封着する際には、有機材的なＣＦ側基板と無機材的なＴＦＴ側基板とを封止材で固定することとなる。このために液晶表示装置がその使用条件により加熱されると、有機材的なＣＦ側基板と無機材的なＴＦＴ側基板との熱膨張の差からＴＦＴ側基板とＣＦ側基板の両方もしくは一方に破損が発生してしまうという問題がある。
【０００８】
特許文献１に記載の技術は、無機薄膜層によるバリア性を目的としているために、無機薄膜の熱膨張性や強度に関しては言及されていない。さらには、特許文献１に記載の技術は、液晶層の厚みである両基板間の間隔を設定しているスペーサが無い領域では、プラスチック基板の柔軟性のために間隔が狭くなってしまい表示ムラを生じてしまうという問題がある。
【０００９】
本願発明は、このような問題を解決すべくなされたものであり、本願発明の目的は、ＴＦＴ側基板とＣＦ側基板との熱膨張差に伴う製造途中や使用環境における当該液晶表示装置の不良を防止することが可能な技術を提供することである。
【００１０】
本願発明の他の目的は、当該液晶表示装置のフレキシブル性を向上させることが可能な技術を提供することである。
【００１１】
本願発明のその他の目的は、耐衝撃性や表示画面のデザイン選択性を向上させた液晶表示装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記課題を解決すべく、液晶層を介して対向配置される第１基板及び第２基板を有し、前記第１基板及び第２基板が樹脂基材で形成される液晶表示装置であって、前記第１基板の液晶層側に形成され、マトリクス状に画素が形成される液晶駆動層を当当該第１基板に固定する粘着層と、前記画素に対応する遮光膜及び色フィルタ層と前記第２基板との間に形成され、該第２基板よりも熱膨張係数が小さい薄膜材料からなる下地層とを備えた液晶表示装置である。
【００１３】
前記課題を解決すべく、液晶層を介して対向配置される第１基板及び第２基板を有し、前記第１基板及び第２基板が樹脂基材で形成される液晶表示装置であって、前記第１基板の液晶層側に形成され、マトリクス状に画素が形成される液晶駆動層を当該第１基板に固定する第１の粘着層と、前記第２基板の液晶層側に形成され、前記画素に対応する遮光膜及び色フィルタ層が形成されるカラーフィルタ層を当該第２基板に固定する第２の粘着層と、前記カラーフィルタ層の液晶層側に形成され、前記第２基板よりも熱膨張係数が小さい薄膜層からなる下地層とを備えた液晶表示装置である。
【００１４】
前記課題を解決すべく、請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の液晶表示装置において、前記下地層は熱膨張係数が３〜１５ｐｐｍ／℃の薄膜層からなるものである。
【００１５】
前記課題を解決すべく、請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３の内のいずれかに記載の液晶表示装置において、前記第１基板と前記第２基板とを固定するシール材と前記下地層とが重畳して形成され、少なくとも前記シール材の一部が前記下地層と環状に密接されるものである。
【００１６】
前記課題を解決すべく、請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４の内のいずれかに記載の液晶表示装置において、前記下地層は耐フッ酸性を有するものである。
【００１７】
前記課題を解決すべく、請求項６に記載の発明は、請求項１乃至５の内のいずれかに記載の液晶表示装置において、前記下地層は無機材料からなる薄膜層である。
【００１８】
前記課題を解決すべく、請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の液晶表示装置において、前記下地層は窒化物からなる薄膜層である。
【００１９】
前記課題を解決すべく、請求項８に記載の発明は、請求項１乃至７の内のいずれかに記載の液晶表示装置において、前記下地層は酸素を含む材料からなる薄膜層である。
【００２０】
前記課題を解決すべく、請求項９に記載の発明は、請求項１乃至８の内のいずれかに記載の液晶表示装置において、前記下地層は膜厚３００ｎｍ以上の薄膜層からなるものである。
【００２１】
前記課題を解決すべく、液晶層を介して対向配置される第１基板及び第２基板を有し、前記第１基板及び第２基板が樹脂基材で形成される液晶表示装置の製造方法であって、前記樹脂基材よりも耐熱性を有する第１基材上に、画素に対応する遮光膜及び色フィルタ層並びに保護膜を形成する工程と、前記第１基材の上面側に、前記遮光膜及び色フィルタ層並びに保護膜を支持すると共に保護する保護基材を形成する工程と、前記第１基材を化学的及び／又は機械的に除去する工程と、前記第１基材が除去された前記遮光膜及び色フィルタ層並びに保護膜を、粘着層を介して前記第１基板に固定する工程と、前記第１基板に固定された前記遮光膜及び色フィルタ層並びに保護膜の上層から前記保護基材を除去する工程とを備える液晶表示装置の製造方法である。
【発明の効果】
【００２２】
本願発明の液晶表示装置では、半導体素子側基板とカラーフィルタ側基板との熱膨張差に伴う製造途中や使用環境における当該液晶表示装置の不良を防止することができる。
【００２３】
その結果、当該液晶表示装置のフレキシブル性を向上させることでき、耐衝撃性や表示画面のデザイン選択性を向上させた液晶表示装置を提供することができる。
【００２４】
本発明のその他の効果については、明細書全体の記載から明らかにされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明が適用された実施形態の例について、図面を用いて説明する。ただし、以下の説明において、同一構成要素には同一符号を付し繰り返しの説明は省略する。
【００２６】
〈実施形態１〉
〈全体の構成〉
図１は本発明の実施形態１の液晶表示装置の概略構成を説明するための平面図である。
【００２７】
図１に示すように、実施形態１の液晶表示装置は画素電極等が形成される半導体素子側基板（ＴＦＴ側基板、第１基板）ｐｌ１と、後述するカラーフィルタやブラックマトリクス（遮光膜）が形成され、ＴＦＴ側基板ｐｌ１に対向して配置されるカラーフィルタ側基板（ＣＦ側基板、第２基板）ｐｌ２と、該ＴＦＴ側基板ｐｌ１とＣＦ側基板ｐｌ２とで挟持される図示しない液晶層とで構成される液晶表示パネルｐｎｌを有し、この液晶表示パネルｐｎｌと光源となる図示しないバックライトユニットとを組み合わせることにより、液晶表示装置ができる。ＴＦＴ側基板ｐｌ１とＣＦ側基板ｐｌ２との固定及び２枚の基板ｐｌ１、ｐｌ２で挟持される液晶の封止は、ＣＦ側基板ｐｌ２の周辺部に環状に塗布された液晶セルシール（シール材）ｓｌで固定され、液晶も封止される構成となっている。なお、以下の説明では、液晶表示パネルｐｎｌの説明においても、液晶表示装置と記す。
【００２８】
ＴＦＴ側基板ｐｌ１及びＣＦ側基板ｐｌ２としては、絶縁性を有する周知のプラスチック基板（樹脂基板）で形成されている。特に、実施形態１の液晶表示装置では、後述するように、ガラス基板上に形成した薄膜トランジスタｔｒや画素電極ｐｘ等のＴＦＴ層をＴＦＴ側基板の樹脂基材上に接着する構成となっている。従って、樹脂製の基板上に直接ＴＦＴ層を形成する場合に比較してプロセス温度を高くでき、後述するゲート絶縁膜を緻密化できるので、薄膜トランジスタｔｒの信頼性を向上することができる。また、プラスチック基板（樹脂基材）を用いているので、軽量で、耐衝撃性に優れた液晶表示装置を提供できる。
【００２９】
また、実施形態１の液晶表示装置では、液晶が封入された領域の内で表示画素（以下、画素と略記する）の形成される領域が表示領域ａｒとなる。従って、液晶が封入されている領域内であっても、画素が形成されておらず表示に係わらない領域は表示領域ａｒとはならない。
【００３０】
また、図１に示す実施形態１の液晶表示装置では、ＴＦＴ側基板ｐｌ１の液晶側の面であって表示領域ａｒ内には、図中ｘ方向に延在しｙ方向に並設されるゲート線ｇｌが形成されている。また、図中ｙ方向に延在しｘ方向に並設されるドレイン線ｄｌが形成されている。
【００３１】
ドレイン線ｄｌとゲート線ｇｌとで囲まれる矩形状の領域は画素が形成される領域を構成し、これにより、各画素は表示領域ａｒ内においてマトリックス状に配置される構成となる。各画素は、例えば図１中丸印Ａの部分において、その拡大図Ａ’に示すように、ゲート線ｇｌからの走査信号によってオンされる薄膜トランジスタｔｒと、このオンされた薄膜トランジスタｔｒを介してドレイン線ｄｌからの映像信号が供給される画素電極ｐｘと、コモン線ｃｌに接続され映像信号の電位に対して基準となる電位を有する基準信号が供給される共通電極ｃｔとを備えている。なお、拡大図Ａ’に示す共通電極ｃｔの構成では、各画素毎に独立して形成される共通電極ｃｔにコモン線ｃｌを介して基準信号を入力する構成としたが、これに限定されることはなく、後述するようにｘ軸方向に隣接配置される画素の共通電極ｃｔが直接に接続されるように共通電極ｃｔを形成し、ｘ軸方向の左右（第１基板の端部）の一端から、又は両側からコモン線ｃｌを介して基準信号を入力する構成でもよい。
【００３２】
また、実施形態１では、各ドレイン線ｄｌ及び各ゲート線ｇｌは例えばその下端において液晶セルシールｓｌを越えて延在され、図１中の下端部の端子領域ｔｒｍでフレキシブルプリント基板ｆｐｃが接続される構成となっている。ここで、実施形態１においては、図示しない駆動回路基板に液晶表示装置用のドライバＩＣ（走査信号駆動回路や映像信号駆動回路等からなる）が搭載される構成となっており、フレキシブルプリント基板ｆｐｃを介してドライバＩＣの出力が各ドレイン線ｄｌ及び各ゲート線ｇｌに出力される構成となっている。
【００３３】
また、本実施形態１の液晶表示装置においては、液晶層ｌｃを介して対向配置されるＴＦＴ側基板ｐｌ１とＣＦ側基板ｐｌ２とが重畳する領域の外側の領域に端子領域ｔｒｍが形成される構成となっている。
【００３４】
なお、ＴＦＴ側基板ｐｌ１上すなわちＴＦＴ下地層ｕｃ１の上層にドライバＩＣを搭載し、液晶セルシールｓｌを越えて延在されるドレイン線ｄｌ及び各ゲート線ｇｌをドライバＩＣの出力端子に接続する構成でもよい。この場合には、端子領域ｔｒｍに接続されるフレキシブルプリント基板ｆｐｃを介してドライバＩＣ用の駆動信号を入力する。また、走査信号駆動回路及び映像信号駆動回路からなるドライバＩＣをそれぞれ半導体チップからなる半導体装置とし、第１基板面に搭載させて構成可能である。しかし、例えばテープキャリア方式やＣＯＦ（Chip On Film）方式で形成した半導体装置の一辺をＴＦＴ側基板に接続させるようにしてもよい。また、ＴＦＴ側基板上に回路を一体的に作り込んでもよい。
【００３５】
〈画素の構成〉
図２は実施形態１の液晶表示装置における画素の概略構成を説明するための平面図であり、図３は図２のＢ−Ｂ’線での断面図である。また、以下に示す薄膜は公知のフォトリソグラフィ技術により形成可能であるので、形成方法の詳細な説明は省略する。また、説明を簡単にするために、ＴＦＴ側基板ｐｌ１及びＣＦ側基板ｐｌ２に形成される配向膜及び偏光板等は省略している。さらには、図２においてはＣＦ側基板ｐｌ２に形成されるブラックマトリクスｂｍ及び色フィルタ層ｉｆ等は省略している。
【００３６】
図２に示すように、ＴＦＴ側基板ｐｌ１の液晶ｌｃ側の面（表面、上面）には、ゲート線ｇｌ及びドレイン線ｄｌが比較的大きな距離を有して平行に形成されている。
【００３７】
ゲート線ｇｌとドレイン線ｄｌの間の領域には、たとえばＩＴＯ（Indium-Tin-Oxide）等の透明導電材料からなる共通電極ｃｔが形成されている。該透明電極ｃｔは、そのコモン線ｃｌ側の辺部において該コモン線ｃｌに重畳されて形成され、コンタクトホールｃｈ２を介してコモン線ｃｌと電気的に接続されている。なお、透明導電膜としてＩＴＯを用いた場合について説明するが、ＩＴＯに限定されることはなく、公知のＺｎＯ系透明導電膜を用いてもよい。
【００３８】
そして、図３に示すように、ＴＦＴ側基板ｐｌ１の表面（液晶ｌｃ側の面）には、図示しないガラス基板上で形成した図中のＴＦＴ下地層ｕｃ１より上層のＴＦＴ層と、樹脂製のＴＦＴ側樹脂基材ｓｕｂ１とを接着する粘着層ａｄ１が形成されている。粘着層ａｄ１の上層には、後述するように、膜厚３００ｎｍのＴＦＴ下地層ｕｃ１が形成されており、該ＴＦＴ下地層ｕｃ１はＴＦＴ側樹脂基材ｓｕｂ１や粘着層ａｄ１から薄膜トランジスタｔｒへのＮａ（ナトリウム）やＫ（カリウム）などのイオンの混入をブロックする効果も有している。ＴＦＴ下地層ｕｃ１としては、例えばＴＦＴ側樹脂基材ｓｕｂ１側から順に窒化シリコン等からなる薄膜層と酸化シリコン等からなる薄膜層を積層した構造の薄膜を用いることができるが、これに限定されるものではない。なお、ＴＦＴ下地層ｕｃ１の膜厚は３００ｎｍに限定されることはなく、３００ｎｍ以上でもよい。
【００３９】
このＴＦＴ下地層ｕｃ１の上層には、例えばアモルファスシリコンからなる非晶質の半導体層ａｓが形成されている。この半導体層ａｓは薄膜トランジスタｔｒの半導体層となるものである。なお、この半導体層ａｓは、たとえば、薄膜トランジスタｔｒの形成領域の他に、ドレイン線ｄｌの下層、該ドレイン線ｄｌと薄膜トランジスタｔｒのドレイン電極ｄｔとを電気的に接続する接続部の下層にも形成され（半導体層ａｓと区別するため、以下、アモルファスシリコン層と記す）、たとえばドレイン線ｄｌにおいて段差を少なく構成できるようにしている。
【００４０】
半導体層ａｓの上層には、当該半導体層ａｓを覆うようにして絶縁膜ｇｉが形成されている。この絶縁膜ｇｉは、薄膜トランジスタｔｒの形成領域において該薄膜トランジスタｔｒのゲート絶縁膜として機能するもので、それに応じて膜厚等が設定されるようになっている。また、絶縁膜ｇｉの上面であって、半導体層ａｓと重畳する個所においてゲート電極ｇｔが形成され、このゲート電極ｇｔの上層には層間絶縁膜ｉｎ１が形成される構成となっている。なお、層間絶縁膜ｉｎ１としては、例えば酸化シリコン（ＳｉＯ２）、窒化シリコン（ＳｉＮ）等が好適である。
【００４１】
また、図２中ｙ方向に伸張してドレイン線ｄｌが形成され、このドレイン線ｄｌはその一部において薄膜トランジスタｔｒ側に延在する延在部を有し、この延在部が絶縁膜ｇｉ及び層間絶縁膜ｉｎ１に形成されたコンタクトホールを介して半導体層ａｓに形成されるドレイン領域に接続される。また、ドレイン線ｄｌは薄膜トランジスタｔｒの近傍の領域において、絶縁膜ｇｉ及びアモルファスシリコン層を介してゲート線ｇｌと交差する構成となっている。
【００４２】
ドレイン線ｄｌおよびドレイン電極ｄｔの形成の際に共に形成されるソース電極ｓｔは、半導体層ａｓ上にてドレイン電極ｄｔと対向する位置に形成されており、絶縁膜ｇｉ及び層間絶縁膜ｉｎ１に形成されたコンタクトホールを介して半導体層ａｓに形成されるソース領域に接続される構成となっている。また、ソース電極ｓｔは半導体層ａｓ上から画素領域側に若干延在された延在部を有して形成されており、この延在部は後に説明する画素電極ｐｘと接続されるパッド部ｐｄに至るようにして構成されている。
【００４３】
ドレイン電極ｄｔ及びソース電極ｓｔの上層すなわち薄膜トランジスタｔｒの上層には、当該薄膜トランジスタｔｒを覆う無機化合物からなる無機絶縁膜ｐａｓ１と、平坦化膜としての機能を有する有機絶縁膜ｐａｓｏからなる保護膜が形成されている。無機絶縁膜ｐａｓ１は液晶ｌｃや有機絶縁膜ｐａｓｏのアルカリ成分から薄膜トランジスタｔｒを保護する役割を持っており、例えば無機質材料である窒化シリコン（ＳｉＮ）膜等からなり、薄膜トランジスタｔｒの上層の全面に当該無機絶縁膜ｐａｓ１が形成されている。有機絶縁膜ｐａｓｏは無機絶縁膜ｐａｓ１の上層（基板の液晶ｌｃ側）に公知のスピンコート法等により形成され、例えば感光性のポリイミドやアクリル系樹脂などの有機物材料からなり、薄膜トランジスタｔｒをはじめとしたゲート線ｇｌ、ドレイン線ｄｌ、コモン線ｃｌ等の形成に伴うＴＦＴ側基板ｐｌ１上面の凹凸を平坦化する。なお、実施形態１の液晶表示装置のＴＦＴ側基板ｐｌ１では無機絶縁膜ｐａｓ１と有機絶縁膜ｐａｓｏとで保護膜を構成している。
【００４４】
この有機絶縁膜ｐａｓｏの上層には共通電極ｃｔが形成され、その上層に容量絶縁膜ｐａｓ２が形成される構成となっている。容量絶縁膜ｐａｓ２、有機絶縁膜ｐａｓｏ、無機絶縁膜ｐａｓ１にはパッド部ｐｄに至るコンタクトホールｃｈ１が形成されており、容量絶縁膜ｐａｓ２の上層に形成される画素電極ｐｘとソース電極ｓｔとが電気的に接続される構成となっている。
【００４５】
このように、実施形態１の液晶表示装置では、共通電極ｃｔの上層に形成した容量絶縁膜ｐａｓ２を介して画素電極ｐｘが配置される構成となっている。このように形成される液晶表示装置（横電界方式の液晶表示装置）では、保持容量ｃｓｔ１を構成するための一対の電極を画素電極ｐｘと共通電極ｃｔとで兼ねる構成とすることが一般的に行われている。すなわち、画素電極ｐｘと共通電極ｃｔとの間に形成する層間絶縁膜として容量絶縁膜ｐａｓ２を用いることにより、画素電極ｐｘと共通電極ｃｔとの絶縁を実現しつつ画素電極ｐｘと共通電極ｃｔとで画素電荷の保持に必要な保持容量を実現する構成となっている。
【００４６】
一方、樹脂製のカラーフィルタ側樹脂基材ｓｕｂ２の表面（液晶ｌｃ側の面）には、膜厚３００ｎｍのカラーフィルタ下地層ｕｃ２が形成されており、後述するように、カラーフィルタ下地層ｕｃ２としては、例えば窒化シリコン薄膜を用いることができるが、これに限定されるものではない。該カラーフィルタ下地層ｕｃ２の上層（図中の下側）には、例えば各画素の外周に沿ってブラックマトリクスｂｍが形成されている。なお、カラーフィルタ下地層ｕｃ２の膜厚は３００ｎｍに限定されることはなく、膜厚が３００ｎｍ以上でもよい。
【００４７】
ブラックマトリクスｂｍの上層（液晶ｌｃ側の面、図中の下面側）には、各画素に対応したＲＧＢのいずれかの色フィルタ層ｉｆが形成されている。このとき、実施形態１の液晶表示装置では、各画素毎に形成される色フィルタ層ｉｆの外周部分がブラックマトリクスｂｍに重畳されるように形成される。すなわち、隣接する画素の色フィルタ層ｉｆでブラックマトリクスｂｍを覆うようにして、色フィルタ層ｉｆが形成されている。このような構成とすることにより、ブラックマトリクスｂｍと色フィルタ層ｉｆとの間に隙間が生じ、光漏れが発生することを防止する構成となっている。また、実施形態１では色フィルタ層ｉｆは画素毎に形成する構成としているが、これに限定されることはなく、赤、緑、青色のストライプ状パターン配列とし、例えば各ストライプがドレイン線ｄｌと平行となるような構成でもよい。
【００４８】
この色フィルタ層ｉｆの上層にはオーバーコート層ｏｃが形成されており、例えばアクリル樹脂を塗布してオーバーコート層ｏｃを形成する。
【００４９】
なお、図２及び図３に示す実施形態１の液晶表示装置では、説明を簡単にするために画素電極ｐｘとなる透明導電膜で２本の線状電極を画素電極ｐｘとして形成した場合について説明したが、これに限定されることはなく、透明導電膜で２本以上の線状電極を画素領域内に形成し画素電極ｐｘとしてもよい。また、線状電極の形成方向もドレイン線ｄｌの形成方向に限定されることはなく、ゲート線ｇｌの形成方向やドレイン線ｄｌの形成方向から４５°及び−４５°傾けた方向等でもよい。さらには、面状電極を薄膜トランジスタｔｒのソース電極ｓｔに接続し、線状電極をコモン線ｃｌに接続した構成でもよい。
【００５０】
〈全体の詳細構成〉
図４は本願発明の実施形態１の液晶表示装置の詳細構成を説明するための断面図であり、図５は本願発明の実施形態１のカラーフィルタ側基板の平面図である。特に、図５に示す平面図は液晶側の面すなわちＴＦＴ側基板ｐｌ１と対向する側の平面図である。ただし、以下の説明では、前述する画素の項で説明したＴＦＴ側樹脂基材ｓｕｂ１のＴＦＴ下地層ｕｃ１よりも上層に形成される半導体層ａｓ、絶縁膜ｇｉ、層間絶縁膜ｉｎ１、ゲート電極ｇｔ、ドレイン電極ｄｔ、ソース電極ｄｔ、無機絶縁膜ｐａｓ１、有機絶縁膜ｐａｓｏ、共通電極ｃｔ、容量絶縁膜ｐａｓ２、画素電極ｐｘ、ドレイン線ｄｌ、ゲート線ｇｌ、並びに図示しない配向膜等はＴＦＴ層（液晶駆動層）ｔｆｔとして略記する。また、カラーフィルタ下地層ｕｃ２よりも上層（図中の下側）に形成されるブラックマトリクスｂｍ、色フィルタ層ｉｆ、オーバーコート層ｏｃ、並びに図示しない配向膜等はカラーフィルタ層ｃｆとして略記する。
【００５１】
図４に示す本願発明の実施形態１の液晶表示装置は、カラーフィルタ側樹脂基材ｓｕｂ２上にカラーフィルタ層ｃｆを形成したＣＦ側基板ｐｌ２と、図示しないガラス基材上に形成したＴＦＴ層ｔｆｔをＴＦＴ側樹脂基材ｓｕｂ１上に転写（接着）したＴＦＴ側基板ｐｌ１とを液晶セルシール（封止シール）ｓｌにより接合して液晶セル（液晶表示装置）が形成される。
【００５２】
図４に示す実施形態１の液晶表示装置は、前述する画素の構成の項で説明したように、ＴＦＴ側樹脂基材ｓｕｂ１の表面すなわち液晶ｌｃ側の面には粘着層ａｄ１が形成され、該粘着層ａｄ１の上層にＴＦＴ下地層ｕｃ１が形成され、該ＴＦＴ下地層ｕｃ１の上層にはＴＦＴ層ｔｆｔが形成される構成となっている。また、ＴＦＴ下地層ｕｃ１の上層には液晶セルシールｓｌが直接形成される、すなわち液晶セルシールｓｌがＴＦＴ下地層ｕｃ１に直接接触する構成となっている。さらには、ＴＦＴ下地層ｕｃ１の上層には端子領域が形成されており、この端子領域ｔｒｍには液晶セルシールｓｌを越えて延在されるＴＦＴ層ｔｆｔのドレイン線ｄｌ及び各ゲート線ｇｌ等が接続されている。
【００５３】
また、カラーフィルタ側樹脂基材ｓｕｂ２の表面すなわち液晶ｌｃ側の面にはカラーフィルタ下地層ｕｃ２が形成されており、このカラーフィルタ下地層ｕｃ２の上層にブラックマトリクスｂｍ及び色フィルタ層ｉｆ並びにオーバーコート層ｏｃ等からなるカラーフィルタ層ｃｆが形成される構成となっている。また、実施形態１では、カラーフィルタ下地層ｕｃ２の上層（図中の下側）に液晶セルシールｓｌが形成されている。該液晶セルシールｓｌの少なくとも一部が環状にカラーフィルタ下地層ｕｃ２と直接接触される構成となっている。すなわち、第２基板の上面に形成され液晶ｌｃと接触し配向させる図示しない配向膜はカラーフィルタ層ｃｆと比較して薄いために配向膜の上層に液晶セルシールｓｌを形成することも可能であるが、実施形態１では少なくとも液晶セルシールｓｌの一部が環状にカラーフィルタ下地層ｕｃ２に直接接触する構成となっている。このような構成とすることにより、ＣＦ側基板ｐｌ２の基材であるカラーフィルタ側樹脂基材ｓｕｂ２の収縮や伸長に伴うカラーフィルタ層ｃｆへの影響を最小限に抑える構成としている。
【００５４】
また、実施形態１では、カラーフィルタ側樹脂基材ｓｕｂ２上にカラーフィルタ層ｃｆを形成する前にＴＦＴ基板ｐｌ１と対向する面のみに、例えばプラズマアシスト反応性スパッタ法を用いて厚さ３００ｎｍの窒化シリコン膜をカラーフィルタ下地層ｕｃ２として形成している。窒化シリコン膜はやや着色した膜となるため、成膜時に適宜酸素を添加することにより透明度を改善することもできる。このカラーフィルタ下地層ｕｃ２を形成した領域は、図５に示すようにカラーフィルタ側樹脂基材ｓｕｂ２のほぼ全面であり、カラーフィルタ層ｃｆよりも広い領域である。液晶セルシール（封止シール）ｓｌはカラーフィルタ下地膜ｕｃ２を形成した領域上に、カラーフィルタ層ｃｆを介すことなく重畳して形成されている。なお、液晶セルシール（封止シール）ｓｌとしては、例えば紫外線照射と加熱の両処理により硬化するタイプを用いることができるが、これに限定されるものではない。
【００５５】
次に、図６に本願発明の実施形態１のＴＦＴ側基板の作製方法の一実施形態を説明するための工程図を示し、以下、図６に基づいて製造方法を工程順に説明する。なお、各工程における電極の形成を含む薄膜の形成は公知のフォトリソグラフィ技術により可能であるので、詳細な説明は省略する。
【００５６】
工程１．（図６（ａ））
現状、必要十分な特性を得ることができる半導体素子を樹脂基板上に直接形成することはできないので、本願発明の実施形態１では、まずＴＦＴ層ｔｆｔを形成する際の下地層（ＴＦＴ下地層）ｕｃ１としてガラス基材（ＴＦＴ形成用ガラス基材）ｇｌ１上に窒化シリコンと酸化シリコンの積層膜を形成する。次に、このＴＦＴ下地層ｕｃ１の上層に、現状の高温プロセスを用いてＴＦＴ層ｔｆｔを形成する。このとき、本実施形態１の液晶表示装置においては、前述するように、ＴＦＴ側基板ｐｌ１とＣＦ側基板ｐｌ２とが重畳する領域の外側の領域に端子領域ｔｒｍが形成される構成となっているので、図中のガラス基材ｇｌ１の左側端部に端子領域ｔｒｍが形成される。
【００５７】
工程２．（図６（ｂ））
次に、ガラス基材ｇｌ１の図中上面側にＴＦＴ層ｔｆｔを覆うようにして、ＴＦＴ層保護基材ｃｖ１となる薄膜層を形成する。次に、ＴＦＴ層保護基材ｃｖ１を支持材として、例えばフッ酸を主体としたエッチング液を用いて化学的研磨により、ガラス基材ｇｌ１を除去する。このとき、ＴＦＴ下地層ｕｃ１は耐フッ酸性を有するので、化学的研磨においてガラス機材ｇｌ１が除去されることとなる。なお、ガラス基材ｇｌ１の除去は化学的研磨に限定されることはなく、例えば機械的研磨や機械的研磨と化学的研磨とを併用した研磨方法でもよい。なお、ＴＦＴ下地層ｕｃ１としては窒化シリコンと酸化シリコンの積層膜に限定されることはなく、耐フッ酸性を有する材料が望ましいが、他の膜材料でもよい。
【００５８】
工程３．（図６（ｃ））
次に、ガラス基材ｇｌ１を除去した後のＴＦＴ層ｔｆｔは、ＴＦＴ層保護基材ｃｖ１で支持された状態のままで粘着層ａｄ１によりＴＦＴ側樹脂基材ｓｕｂ１と貼り合わされる。この工程３により、ＴＦＴ側基板ｐｌ１の基材がＴＦＴ側樹脂基材ｓｕｂ１となる。
【００５９】
工程４．（図６（ｄ））
次に、ＴＦＴ層ｔｆｔの上層に形成されるＴＦＴ層保護基材ｃｖ１を剥離することにより、ガラス基材ｇｌ１上に形成したＴＦＴ層ｔｆｔのＴＦＴ側樹脂基材ｓｕｂ１への転写が完了することとなる。このように、本実施形態１では、転写の際には積層膜ごとＴＦＴ側樹脂基材ｓｕｂ１上にＴＦＴ層ｔｆｔを転写する構成となっている。
【００６０】
以上に説明した工程で形成されたＴＦＴ側基板ｐｌ１とＣＦ側基板ｐｌ２とは、前述するように紫外線照射と加熱の両処理で硬化するタイプの液晶セルシール（封止シール）ｓｌにより固定されることとなるが、加熱硬化時には１２０℃３０分の加熱処理を行う必要がある。
【００６１】
このとき本実施形態１の液晶表示装置（図１に示した構造の液晶セル）では、セルの破損は生じなかった。しかしながら、カラーフィルタ下地層ｕｃ２を形成せずに作製した液晶セルでは同加熱処理にともない、約１００℃まで加熱した状態でＣＦ側基板ｐｌ２に変形が生じ、その後亀裂が生じて破損してしまった。なお、紫外線照射のみで硬化させることのできるシール材料もあるが、液晶セルの使用環境としては、特に携帯型の機器の表示素子では８０℃以上になることは容易に推測でき、作製工程上にて破損することがなくともユーザが使用している間に作製工程以上に厳しい環境にさらされて破損してしまう危険性が高い。
【００６２】
このため、カラーフィルタ下地層ｕｃ２として窒化シリコン膜を形成する際に種々の元素を添加して異なる熱膨張係数の下地膜ｕｃ２を形成した液晶セルを作製して、液晶セルシール（シール材、封止シール）ｓｌの加熱硬化温度の１２０℃の加熱処理を実施した場合のセルの破損率を調べたのが図９である。なお、試料数は各条件２０枚である。
【００６３】
図９から明らかなように、ＴＦＴ形成時の下地膜である窒化シリコンの熱膨張係数である３ｐｐｍ／℃程度の場合は低い破損率であるが１５ｐｐｍ／℃を越えるあたりから破損し易いことがわかった。この結果からカラーフィルタ側下地層ｕｃ２の熱膨張係数としては、１５ｐｐｍ／℃以下が望ましいことが明らかとなった。なお、熱膨張係数の下限については、ＴＦＴ側下地層ｕｃ１と同じ材料であることがもっとも望ましい上、さらに低膨張の膜を形成することは困難であるため、概ね窒化シリコン膜の熱膨張係数である３ｐｐｍ／℃以上であることが総合的にみて有効である。なお、ＴＦＴ層ｔｆｔは無機膜が主体の構成となるので、３〜１５ｐｐｍ／℃の熱膨張特性が得られやすい。
【００６４】
以上の結果から本実施形態１の液晶表示においても、カラーフィルタ下地膜ｕｃ２の熱膨張係数は３〜１５ｐｐｍ／℃である。これにより、ＣＦ側基板ｐｌ２においてもＴＦＴ層ｔｆｔの熱膨張に近い特性を与えることができるので、工程上もしくは使用環境においての液晶表示装置の破損を防止することが可能となる。
【００６５】
また、前述するように、図示しない駆動回路と本願発明の液晶セルｐｎｌとを接続するフレキシブルプリント基板（接続線）ＦＰＣを端子部ｔｒｍに接続する際にも加熱圧着をする必要があり、この際に大きな熱膨張係数を有する材料は不適であり、ＴＦＴ側基板ｐｌ１側のＴＦＴ下地層ｕｃ１にもこの範囲の熱膨張係数を有する材料を用いることが有効である。また、このような熱膨張係数を有する材料は、有機材料を用いるよりも、無機材料を用いた方が容易に形成することができる。
【００６６】
以上説明したように、実施形態１の液晶表示装置では、ＴＦＴ側樹脂基材ｓｕｂ１上にＴＦＴ層ｔｆｔが粘着層ａｄ１で接着され形成されるＴＦＴ側基板ｐｌ１と、カラーフィルタ側樹脂基材ｓｕｂ２上に直接カラーフィルタ下地層ｕｃ２を形成し該カラーフィルタ下地層ｕｃ２の上層にカラーフィルタ層ｃｆが形成されるカラーフィルタ側基板ｐｌ２とが液晶層ｌｃを介して対向配置される構成となっており、カラーフィルタ下地層ｕｃ２の膜厚が３００ｎｍであり、その熱膨張係数が３〜１５ｐｐｍ／℃に設定されているので、ＣＦ側基板ｐｌ２の熱膨張の特性とＴＦＴ層ｔｆｔの熱膨張の特性とを近い特性にすることが可能となり、ＴＦＴ側基板ｐｌ１とＣＦ側基板ｐｌ２との熱膨張差に伴う製造途中や使用環境における当該液晶表示装置の不良を防止することができる。従って、当該液晶表示装置の軽量フレキシブル性を向上させることでき、耐衝撃性や表示画面のデザイン選択性を向上させた液晶表示装置を提供することができる。
【００６７】
〈実施形態２〉
図７は本発明の実施形態２の液晶表示装置の詳細構成を説明するための断面図である。なお、実施形態２の液晶表示装置において、ＣＦ側基板ｐｌ２の構成を除く他の構成は実施形態１の液晶表示装置と同様となるので、以下の説明ではＣＦ側基板ｐｌ２について詳細に説明する。
【００６８】
図７に示すように、実施形態２の液晶表示装置は、図示しないガラス基材上に形成したカラーフィルタ層ｃｆをカラーフィルタ側樹脂基材ｓｕｂ２上に転写（接着）したＣＦ側基板ｐｌ２と、図示しないガラス基材上に形成したＴＦＴ層ｔｆｔをＴＦＴ側樹脂基材ｓｕｂ１上に転写したＴＦＴ側基板ｐｌ１とを液晶セルシール（封止シール）ｓｌにより接合して液晶セル（液晶表示装置）が形成される。すなわち、実施形態２の液晶表示装置では、ＴＦＴ側基板ｐｌ１とＣＦ側基板ｐｌ２とが共に樹脂基材ｓｕｂ１、ｓｕｂ２の上面（液晶側の面）に粘着層ａｄ１、ａｄ２が形成され、該粘着層ａｄ１、ａｄ２の上面に下地層ｕｃ１、ｕｃ２が形成され、該下地層ｕｃ１、ｕｃ２の上面にＴＦＴ層ｔｆｔ又はカラーフィルタ層ｃｆが形成される構成となっている。
【００６９】
特に、実施形態２のＣＦ側基板（第２基板）ｐｌ２の表面すなわち液晶ｌｃ面側（上層）には、カラーフィルタ層ｃｆとカラーフィルタ側樹脂基材ｓｕｂ２とを貼り合わせるための粘着層（第２の粘着層）ａｄ２が形成されており、該粘着層ａｄ２の上層にはカラーフィルタ下地層ｕｃ２が形成されており、該カラーフィルタ下地層ｕｃ２の上層にブラックマトリクスｂｍ及び色フィルタ層ｉｆ並びにオーバーコート層ｏｃ等からなるカラーフィルタ層ｃｆが形成される構成となっている。また、実施形態２においても、カラーフィルタ下地層ｕｃ２の上層に液晶セルシールｓｌが形成されている。実施形態２においても実施形態１同様に、液晶セルシールｓｌがカラーフィルタ下地層ｕｃ２と重畳して形成され、該液晶セルシールｓｌの少なくとも一部が環状にカラーフィルタ下地層ｕｃ２と直接接触される構成となっている。この構成とすることにより、第２基板の基材であるカラーフィルタ側樹脂基材ｓｕｂ２の収縮や伸長に伴うカラーフィルタ層ｃｆへの影響を最小限に抑える構成としている。
【００７０】
実施形態２のＣＦ側基板ｐｌ２では、図示しないガラス基材上にカラーフィルタ層ｃｆを形成した後に、該カラーフィルタ層ｃｆをカラーフィルタ側樹脂基材ｓｕｂ２に転写し形成する。このように、カラーフィルタ層ｃｆをガラス基材上で形成することにより、変形が少なく高温処理が可能であるので、より高精度で欠陥の少ないカラーフィルタ層ｃｆを形成することができるという格別の効果を得ることができる。
【００７１】
次に、図８に本願発明の実施形態２のＣＦ側基板の作製方法の一実施形態を説明するための工程図を示し、以下、図８に基づいて製造方法を工程順に説明する。なお、各工程における電極の形成を含む薄膜の形成は公知のフォトリソグラフィ技術により可能であるので、詳細な説明は省略する。
【００７２】
工程１．（図８（ａ））
まず、カラーフィルタ層ｃｆを形成する際の下地層（カラーフィルタ下地層）ｕｃ２として、ガラス基材（カラーフィルタ形成用ガラス基材）ｇｌ２の図中上面に酸素を添加した窒化シリコンの薄膜層を形成する。なお、このときのカラーフィルタ下地層ｕｃ２の膜厚は３００ｎｍであり、熱膨張係数は３〜１５ｐｐｍ／℃となるように添加する元素が調整されている。これにより、ＣＦ側基板ｐｌ２においてもＴＦＴ層ｔｆｔの熱膨張に近い特性を与えることができるので、工程上もしくは使用環境においての破損を防止することが可能となる。
【００７３】
次に、該カラーフィルタ下地層ｕｃ２の上層に、現状の高温プロセスを用いてブラックマトリクスｂｍ及びＲ（赤）Ｇ（緑）Ｂ（青）の色フィルタ層ｉｆを形成した後に、該ブラックマトリクスｂｍ及び色フィルタ層ｉｆを覆うようにオーバーコート層ｏｃを形成し、カラーフィルタ層ｃｆが形成される。
【００７４】
工程２．（図８（ｂ））
次に、ガラス基材ｇｌ２の図中上面側にオーバーコート層ｏｃを覆うようにして、カラーフィルタ層保護基材ｃｖ２となる薄膜層を形成する。次に、カラーフィルタ層保護基材ｃｖ２を支持材として、例えばフッ酸を主体としたエッチング液を用いて化学的研磨（化学エッチング）により、ガラス基材ｇｌ２を除去する。このとき、カラーフィルタ下地層ｕｃ２は耐フッ酸性を有するので、化学的研磨においてガラス基材ｇｌ２が除去されることとなる。なお、カラーフィルタ下地層ｕｃ２としては窒化シリコンに限定されることはなく、耐フッ酸性を有する材料が望ましいが、他の膜材料でもよい。また、ガラス基材ｇｌ２の除去は化学的研磨に限定されることはなく、例えば機械的研磨や機械的研磨と化学的研磨を併用した研磨方法でもよい。
【００７５】
工程３．（図８（ｃ））
次に、ガラス基材ｇｌ２を除去した後のカラーフィルタ層保護基材ｃｖ２に支持されるカラーフィルタ層ｃｆは、粘着層ａｄ２によりカラーフィルタ側樹脂基材ｓｕｂ２と貼り合わされる。この工程３により、ＣＦ側基板ｐｌ２の基材がカラーフィルタ側樹脂基材ｓｕｂ２となる。
【００７６】
工程４．（図８（ｄ））
次に、カラーフィルタ層ｃｆの上層に形成されるカラーフィルタ層保護基材２を剥離することにより、ガラス基材ｇｌ２に形成したカラーフィルタ層ｃｆのカラーフィルタ側樹脂基材ｓｕｂ２への転写が完了することとなる。このように、実施形態２では、転写の際にはカラーフィルタ下地層ｕｃ２ごとカラーフィルタ側樹脂基材ｓｕｂ２上にカラーフィルタ層ｃｆを転写する構成となっている。
【００７７】
以上説明したように、実施形態２の液晶表示装置では、ＴＦＴ側樹脂基材ｓｕｂ１上にＴＦＴ層ｔｆｔが粘着層（第１の粘着層）ａｄ１で接着され形成されるＴＦＴ側基板ｐｌ１と、カラーフィルタ側樹脂基材ｓｕｂ２上にカラーフィルタ層ｃｆが粘着層ａｄ２で接着され形成されるＣＦ側基板ｐｌ２とが液晶層ｌｃを介して対向配置される構成となっており、カラーフィルタ下地層ｕｃ２の膜厚が３００ｎｍであり、その熱膨張係数が３〜１５ｐｐｍ／℃に設定されているので、ＣＦ側基板ｐｌ２の熱膨張の特性とＴＦＴ層ｔｆｔの熱膨張の特性と近い特性にすることが可能となり、ＴＦＴ側基板ｐｌ１とＣＦ側基板ｐｌ２との熱膨張差に伴う製造途中や使用環境における当該液晶表示装置の不良を防止することができる。従って、当該液晶表示装置の軽量フレキシブル性を向上させることでき、耐衝撃性や表示画面のデザイン選択性を向上させた液晶表示装置を提供することができる。
【００７８】
〈実施形態３〉
図１０は本発明の実施形態３の液晶表示装置の概略構成を説明するための断面図であり、図１１は本発明の実施形態３の液晶表示装置のカラムスペーサの配置位置を説明するための平面図である。なお、実施形態３の液晶表示装置において、カラムスペーサ（柱状スペーサ）ｃｓの構成を除く他の構成は実施形態１の液晶表示装置と同様となるので、以下の説明ではカラムスペーサｃｓについて詳細に説明する。また、カラムスペーサの形成は公知のフォトリソグラフィ技術により可能であるので、その詳細な説明は省略する。
【００７９】
図１０に示すように、実施形態３の液晶表示装置は、カラーフィルタ側樹脂基材ｓｕｂ２上にカラーフィルタ層ｃｆを形成したＣＦ側基板ｐｌ２と、図示しないガラス基材上に形成したＴＦＴ層ｔｆｔをＴＦＴ側樹脂基材ｓｕｂ１上に転写したＴＦＴ側基板ｐｌ１とを液晶セルシール（封止シール）ｓｌにより接合して液晶セル（液晶表示装置）が形成される構成は実施形態１の液晶表示装置と同じ構成である。
【００８０】
この構成に加えて、本実施形態３の液晶表示装置では、ＴＦＴ側基板ｐｌ１とＣＦ側基板ｐｌ２との間の表示領域内に、カラムスペーサｃｓがマトリクス状に配置される構成となっている。すなわち、実施形態３の液晶表示装置では、ＴＦＴ側基板ｐｌ１とＣＦ側基板ｐｌ２との間隔（セルギャップ）と同じ高さを有するカラムスペーサｃｓが液晶ｌｃの封入される領域内に形成される構成となっている。このように、液晶ｌｃの封止領域内にマトリクス状に配置されるカラムスペーサｃｓを備える構成となっている。
【００８１】
図１１から明らかなように、実施形態３の液晶表示装置におけるカラムスペーサｃｓは画素の配列方向と同様に図中の縦横方向すなわち液晶表示装置の縦横方向と平行となるようにマトリクス状に配置される構成となっている。
【００８２】
従って、実施形態３の液晶表示装置では、ガラス基板に比較すると変形等が容易に生じる樹脂基板上にＴＦＴ層ｔｆｔ及びカラーフィルタ層ｃｆを形成した場合であっても、カラムスペーサｃｓによってそのセルギャップを一定に保持（制御）することが可能となる。従って、実施形態１の液晶表示装置の効果に加えて、当該液晶表示装置に外部から力が加わった場合であっても、表示むら等の表示不良を発生させることなく、表示領域内で均一な表示を行うことができるという格別の効果を得ることができる。なお、カラムスペーサｃｓの配列方向は画素の配列方向に限定されることはなく、他の方向にマトリクス状に配列してもよい。
【００８３】
なお、本願発明の実施形態３の液晶表示装置のＣＦ側基板ｐｌ２を実施形態２のＣＦ側基板ｐｌ２とする構成でもよく、この場合でも前述の効果を得ることができる。また、カラムスペーサｃｓはカラーフィルタ側基板ｐｌ２とＴＦＴ側基板ｐｌ１のどちら側に形成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】本発明の実施形態１の液晶表示装置の概略構成を説明するための平面図である。
【図２】本発明の実施形態１の液晶表示装置における画素の概略構成を説明するための平面図である。
【図３】図２のＢ−Ｂ’線での断面図である。
【図４】本発明の実施形態１の液晶表示装置の詳細構成を説明するための断面図である。
【図５】本発明の実施形態１のカラーフィルタ側基板の平面図である。
【図６】本発明の実施形態１のＴＦＴ側基板の作製方法の一実施形態を説明するための工程図である。
【図７】本発明の実施形態２の液晶表示装置の詳細構成を説明するための断面図である。
【図８】本発明の実施形態２のカラーフィルタ側基板の作製方法の一実施形態を説明するための工程図である。
【図９】液晶セルシールの加熱硬化温度で加熱した場合の液晶表示装置の破損率の実験結果を示す図である。
【図１０】本発明の実施形態３の液晶表示装置の概略構成を説明するための断面図である。
【図１１】本発明の実施形態３の液晶表示装置のカラムスペーサの配置位置を説明するための平面図である。
【符号の説明】
【００８５】
ｐｎｌ・・・液晶表示パネル、ａｒ・・・表示領域、ｓｕｂ１・・・ＴＦＴ側樹脂基材
ｓｕｂ２・・・カラーフィルタ側樹脂基材、ｆｐｃ・・・フレキシブルプリント基板
ｄｌ・・・ドレイン線、ｇｌ・・・ゲート線、ｃｌ・・・コモン線、ｇｉ・・・絶縁膜
ｇｔ・・・ゲート電極、ｄｔ・・・ドレイン電極、ｓｔ・・・ソース電極
ｔｆｔ・・・ＴＦＴ層、ｐｘ・・・画素電極、ｃｔ・・・共通電極
ｃｈ１、２・・・コンタクトホール、ａｓ・・・半導体層、ｉｎ１・・・層間絶縁膜
ａｄ１、ａｄ２・・・粘着層、ｓｌ・・・液晶セルシール、ｔｒｍ・・・端子領域
ｕｃ１・・・ＴＦＴ下地層、ｕｃ２・・・カラーフィルタ下地層、ｐｄ・・・パッド部
ｉｆ・・・色フィルタ層、ｃｆ・・・カラーフィルタ層、ｏｃ・・・オーバーコート層
ｐｌ１・・・ＴＦＴ側基板、ｐｌ２・・・カラーフィルタ側基板
ｐａｓ１・・・無機絶縁膜、ｐａｓｏ・・・有機絶縁膜、ｐａｓ２・・・容量絶縁膜
ｃｓｔ１・・・保持容量、ｂｍ・・・ブラックマトリクス、ｃｓ・・・カラムスペーサ
ｃｖ１・・・ＴＦＴ層保護基材、ｃｖ２・・・カラーフィルタ層保護基材
【技術分野】
【０００１】
本発明は液晶表示装置及びその製造方法に係わり、液晶層を介して対向配置される一対の樹脂基板上に画素が形成される液晶表示装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の液晶表示装置は、画素電極等が形成される第１基板と、この第１基板に対向して配置される第２基板と、第１基板と第２基板とで挟持される液晶層とで構成されている。第１基板には、例えばｘ方向に延在しｙ方向に並設された複数のゲート線とｙ方向に延在しｘ方向に並設された複数のドレイン線とで囲まれた領域に、少なくとも、ゲート線からの走査信号によってオンされる薄膜トランジスタと、このオンされた薄膜トランジスタを介してドレイン線からの映像信号が供給される画素電極を備えて画素を構成している。これにより、各画素を独立に制御でき、これら画素によって画像を表示する構成となっている。
【０００３】
一方、第２基板にはブラックマトリクスと各画素に対応したＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）のカラーフィルタが形成されており、カラーフィルタを透過した透過光量に応じたカラー表示を行う構成となっている。
【０００４】
このような構成からなる液晶表示装置では、第１及び第２基板には耐熱性に優れるガラス基板が一般的に使用されていた。しかしながら、近年、薄膜トランジスタの形成工程やカラーフィルタの形成工程における低温化が可能となり、ガラス基板に比較すると軽量であり柔軟性を有する樹脂製基板（プラスチック基板、樹脂基板）が用いられるようになっている。
【０００５】
樹脂基板を用いた液晶表示装置として、例えば特許文献１に開示がなされている。特許文献１に記載の液晶表示装置は、ガラス基板に代えてプラスチック基板を用いる構成となっており、ガス放出遮断と吸湿抑制を目的に，プラスチック基板の少なくとも電極側片面にバリア層として無機薄膜層を形成する技術が開示されている。
【特許文献１】特開平8-248401号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
薄膜トランジスタやカラーフィルタの形成工程における低温化技術と並んで、従来と同様の工程で、画素駆動素子である薄膜トランジスタ（半導体素子）や画素電極が形成される半導体素子層及びカラーフィルタ層をガラス基板上に形成した後に、該ガラス基板を除去し樹脂基板上に半導体素子層及びカラーフィルタ層をそれぞれ粘着剤を用いて接着することにより、樹脂基板上に薄膜トランジスタ等が形成される半導体素子側基板（以下、ＴＦＴ側基板と記す）と、樹脂基板上にカラーフィルタ層が形成されるカラーフィルタ側基板（以下、ＣＦ側基板と記す）を形成する技術がある。
【０００７】
また、ガラス基板上に画素駆動素子である半導体素子を形成する際に下地層として窒化珪素層や酸化珪素層もしくはこれらの混合層が下地層として形成される。この下地層はガラス基板から樹脂基板上に半導体素子層を転写（接着）する際にも下地層は除去することができないため、ＴＦＴ側基板とＣＦ側基板とを封止材にて封着する際には、有機材的なＣＦ側基板と無機材的なＴＦＴ側基板とを封止材で固定することとなる。このために液晶表示装置がその使用条件により加熱されると、有機材的なＣＦ側基板と無機材的なＴＦＴ側基板との熱膨張の差からＴＦＴ側基板とＣＦ側基板の両方もしくは一方に破損が発生してしまうという問題がある。
【０００８】
特許文献１に記載の技術は、無機薄膜層によるバリア性を目的としているために、無機薄膜の熱膨張性や強度に関しては言及されていない。さらには、特許文献１に記載の技術は、液晶層の厚みである両基板間の間隔を設定しているスペーサが無い領域では、プラスチック基板の柔軟性のために間隔が狭くなってしまい表示ムラを生じてしまうという問題がある。
【０００９】
本願発明は、このような問題を解決すべくなされたものであり、本願発明の目的は、ＴＦＴ側基板とＣＦ側基板との熱膨張差に伴う製造途中や使用環境における当該液晶表示装置の不良を防止することが可能な技術を提供することである。
【００１０】
本願発明の他の目的は、当該液晶表示装置のフレキシブル性を向上させることが可能な技術を提供することである。
【００１１】
本願発明のその他の目的は、耐衝撃性や表示画面のデザイン選択性を向上させた液晶表示装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記課題を解決すべく、液晶層を介して対向配置される第１基板及び第２基板を有し、前記第１基板及び第２基板が樹脂基材で形成される液晶表示装置であって、前記第１基板の液晶層側に形成され、マトリクス状に画素が形成される液晶駆動層を当当該第１基板に固定する粘着層と、前記画素に対応する遮光膜及び色フィルタ層と前記第２基板との間に形成され、該第２基板よりも熱膨張係数が小さい薄膜材料からなる下地層とを備えた液晶表示装置である。
【００１３】
前記課題を解決すべく、液晶層を介して対向配置される第１基板及び第２基板を有し、前記第１基板及び第２基板が樹脂基材で形成される液晶表示装置であって、前記第１基板の液晶層側に形成され、マトリクス状に画素が形成される液晶駆動層を当該第１基板に固定する第１の粘着層と、前記第２基板の液晶層側に形成され、前記画素に対応する遮光膜及び色フィルタ層が形成されるカラーフィルタ層を当該第２基板に固定する第２の粘着層と、前記カラーフィルタ層の液晶層側に形成され、前記第２基板よりも熱膨張係数が小さい薄膜層からなる下地層とを備えた液晶表示装置である。
【００１４】
前記課題を解決すべく、請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の液晶表示装置において、前記下地層は熱膨張係数が３〜１５ｐｐｍ／℃の薄膜層からなるものである。
【００１５】
前記課題を解決すべく、請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３の内のいずれかに記載の液晶表示装置において、前記第１基板と前記第２基板とを固定するシール材と前記下地層とが重畳して形成され、少なくとも前記シール材の一部が前記下地層と環状に密接されるものである。
【００１６】
前記課題を解決すべく、請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４の内のいずれかに記載の液晶表示装置において、前記下地層は耐フッ酸性を有するものである。
【００１７】
前記課題を解決すべく、請求項６に記載の発明は、請求項１乃至５の内のいずれかに記載の液晶表示装置において、前記下地層は無機材料からなる薄膜層である。
【００１８】
前記課題を解決すべく、請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の液晶表示装置において、前記下地層は窒化物からなる薄膜層である。
【００１９】
前記課題を解決すべく、請求項８に記載の発明は、請求項１乃至７の内のいずれかに記載の液晶表示装置において、前記下地層は酸素を含む材料からなる薄膜層である。
【００２０】
前記課題を解決すべく、請求項９に記載の発明は、請求項１乃至８の内のいずれかに記載の液晶表示装置において、前記下地層は膜厚３００ｎｍ以上の薄膜層からなるものである。
【００２１】
前記課題を解決すべく、液晶層を介して対向配置される第１基板及び第２基板を有し、前記第１基板及び第２基板が樹脂基材で形成される液晶表示装置の製造方法であって、前記樹脂基材よりも耐熱性を有する第１基材上に、画素に対応する遮光膜及び色フィルタ層並びに保護膜を形成する工程と、前記第１基材の上面側に、前記遮光膜及び色フィルタ層並びに保護膜を支持すると共に保護する保護基材を形成する工程と、前記第１基材を化学的及び／又は機械的に除去する工程と、前記第１基材が除去された前記遮光膜及び色フィルタ層並びに保護膜を、粘着層を介して前記第１基板に固定する工程と、前記第１基板に固定された前記遮光膜及び色フィルタ層並びに保護膜の上層から前記保護基材を除去する工程とを備える液晶表示装置の製造方法である。
【発明の効果】
【００２２】
本願発明の液晶表示装置では、半導体素子側基板とカラーフィルタ側基板との熱膨張差に伴う製造途中や使用環境における当該液晶表示装置の不良を防止することができる。
【００２３】
その結果、当該液晶表示装置のフレキシブル性を向上させることでき、耐衝撃性や表示画面のデザイン選択性を向上させた液晶表示装置を提供することができる。
【００２４】
本発明のその他の効果については、明細書全体の記載から明らかにされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明が適用された実施形態の例について、図面を用いて説明する。ただし、以下の説明において、同一構成要素には同一符号を付し繰り返しの説明は省略する。
【００２６】
〈実施形態１〉
〈全体の構成〉
図１は本発明の実施形態１の液晶表示装置の概略構成を説明するための平面図である。
【００２７】
図１に示すように、実施形態１の液晶表示装置は画素電極等が形成される半導体素子側基板（ＴＦＴ側基板、第１基板）ｐｌ１と、後述するカラーフィルタやブラックマトリクス（遮光膜）が形成され、ＴＦＴ側基板ｐｌ１に対向して配置されるカラーフィルタ側基板（ＣＦ側基板、第２基板）ｐｌ２と、該ＴＦＴ側基板ｐｌ１とＣＦ側基板ｐｌ２とで挟持される図示しない液晶層とで構成される液晶表示パネルｐｎｌを有し、この液晶表示パネルｐｎｌと光源となる図示しないバックライトユニットとを組み合わせることにより、液晶表示装置ができる。ＴＦＴ側基板ｐｌ１とＣＦ側基板ｐｌ２との固定及び２枚の基板ｐｌ１、ｐｌ２で挟持される液晶の封止は、ＣＦ側基板ｐｌ２の周辺部に環状に塗布された液晶セルシール（シール材）ｓｌで固定され、液晶も封止される構成となっている。なお、以下の説明では、液晶表示パネルｐｎｌの説明においても、液晶表示装置と記す。
【００２８】
ＴＦＴ側基板ｐｌ１及びＣＦ側基板ｐｌ２としては、絶縁性を有する周知のプラスチック基板（樹脂基板）で形成されている。特に、実施形態１の液晶表示装置では、後述するように、ガラス基板上に形成した薄膜トランジスタｔｒや画素電極ｐｘ等のＴＦＴ層をＴＦＴ側基板の樹脂基材上に接着する構成となっている。従って、樹脂製の基板上に直接ＴＦＴ層を形成する場合に比較してプロセス温度を高くでき、後述するゲート絶縁膜を緻密化できるので、薄膜トランジスタｔｒの信頼性を向上することができる。また、プラスチック基板（樹脂基材）を用いているので、軽量で、耐衝撃性に優れた液晶表示装置を提供できる。
【００２９】
また、実施形態１の液晶表示装置では、液晶が封入された領域の内で表示画素（以下、画素と略記する）の形成される領域が表示領域ａｒとなる。従って、液晶が封入されている領域内であっても、画素が形成されておらず表示に係わらない領域は表示領域ａｒとはならない。
【００３０】
また、図１に示す実施形態１の液晶表示装置では、ＴＦＴ側基板ｐｌ１の液晶側の面であって表示領域ａｒ内には、図中ｘ方向に延在しｙ方向に並設されるゲート線ｇｌが形成されている。また、図中ｙ方向に延在しｘ方向に並設されるドレイン線ｄｌが形成されている。
【００３１】
ドレイン線ｄｌとゲート線ｇｌとで囲まれる矩形状の領域は画素が形成される領域を構成し、これにより、各画素は表示領域ａｒ内においてマトリックス状に配置される構成となる。各画素は、例えば図１中丸印Ａの部分において、その拡大図Ａ’に示すように、ゲート線ｇｌからの走査信号によってオンされる薄膜トランジスタｔｒと、このオンされた薄膜トランジスタｔｒを介してドレイン線ｄｌからの映像信号が供給される画素電極ｐｘと、コモン線ｃｌに接続され映像信号の電位に対して基準となる電位を有する基準信号が供給される共通電極ｃｔとを備えている。なお、拡大図Ａ’に示す共通電極ｃｔの構成では、各画素毎に独立して形成される共通電極ｃｔにコモン線ｃｌを介して基準信号を入力する構成としたが、これに限定されることはなく、後述するようにｘ軸方向に隣接配置される画素の共通電極ｃｔが直接に接続されるように共通電極ｃｔを形成し、ｘ軸方向の左右（第１基板の端部）の一端から、又は両側からコモン線ｃｌを介して基準信号を入力する構成でもよい。
【００３２】
また、実施形態１では、各ドレイン線ｄｌ及び各ゲート線ｇｌは例えばその下端において液晶セルシールｓｌを越えて延在され、図１中の下端部の端子領域ｔｒｍでフレキシブルプリント基板ｆｐｃが接続される構成となっている。ここで、実施形態１においては、図示しない駆動回路基板に液晶表示装置用のドライバＩＣ（走査信号駆動回路や映像信号駆動回路等からなる）が搭載される構成となっており、フレキシブルプリント基板ｆｐｃを介してドライバＩＣの出力が各ドレイン線ｄｌ及び各ゲート線ｇｌに出力される構成となっている。
【００３３】
また、本実施形態１の液晶表示装置においては、液晶層ｌｃを介して対向配置されるＴＦＴ側基板ｐｌ１とＣＦ側基板ｐｌ２とが重畳する領域の外側の領域に端子領域ｔｒｍが形成される構成となっている。
【００３４】
なお、ＴＦＴ側基板ｐｌ１上すなわちＴＦＴ下地層ｕｃ１の上層にドライバＩＣを搭載し、液晶セルシールｓｌを越えて延在されるドレイン線ｄｌ及び各ゲート線ｇｌをドライバＩＣの出力端子に接続する構成でもよい。この場合には、端子領域ｔｒｍに接続されるフレキシブルプリント基板ｆｐｃを介してドライバＩＣ用の駆動信号を入力する。また、走査信号駆動回路及び映像信号駆動回路からなるドライバＩＣをそれぞれ半導体チップからなる半導体装置とし、第１基板面に搭載させて構成可能である。しかし、例えばテープキャリア方式やＣＯＦ（Chip On Film）方式で形成した半導体装置の一辺をＴＦＴ側基板に接続させるようにしてもよい。また、ＴＦＴ側基板上に回路を一体的に作り込んでもよい。
【００３５】
〈画素の構成〉
図２は実施形態１の液晶表示装置における画素の概略構成を説明するための平面図であり、図３は図２のＢ−Ｂ’線での断面図である。また、以下に示す薄膜は公知のフォトリソグラフィ技術により形成可能であるので、形成方法の詳細な説明は省略する。また、説明を簡単にするために、ＴＦＴ側基板ｐｌ１及びＣＦ側基板ｐｌ２に形成される配向膜及び偏光板等は省略している。さらには、図２においてはＣＦ側基板ｐｌ２に形成されるブラックマトリクスｂｍ及び色フィルタ層ｉｆ等は省略している。
【００３６】
図２に示すように、ＴＦＴ側基板ｐｌ１の液晶ｌｃ側の面（表面、上面）には、ゲート線ｇｌ及びドレイン線ｄｌが比較的大きな距離を有して平行に形成されている。
【００３７】
ゲート線ｇｌとドレイン線ｄｌの間の領域には、たとえばＩＴＯ（Indium-Tin-Oxide）等の透明導電材料からなる共通電極ｃｔが形成されている。該透明電極ｃｔは、そのコモン線ｃｌ側の辺部において該コモン線ｃｌに重畳されて形成され、コンタクトホールｃｈ２を介してコモン線ｃｌと電気的に接続されている。なお、透明導電膜としてＩＴＯを用いた場合について説明するが、ＩＴＯに限定されることはなく、公知のＺｎＯ系透明導電膜を用いてもよい。
【００３８】
そして、図３に示すように、ＴＦＴ側基板ｐｌ１の表面（液晶ｌｃ側の面）には、図示しないガラス基板上で形成した図中のＴＦＴ下地層ｕｃ１より上層のＴＦＴ層と、樹脂製のＴＦＴ側樹脂基材ｓｕｂ１とを接着する粘着層ａｄ１が形成されている。粘着層ａｄ１の上層には、後述するように、膜厚３００ｎｍのＴＦＴ下地層ｕｃ１が形成されており、該ＴＦＴ下地層ｕｃ１はＴＦＴ側樹脂基材ｓｕｂ１や粘着層ａｄ１から薄膜トランジスタｔｒへのＮａ（ナトリウム）やＫ（カリウム）などのイオンの混入をブロックする効果も有している。ＴＦＴ下地層ｕｃ１としては、例えばＴＦＴ側樹脂基材ｓｕｂ１側から順に窒化シリコン等からなる薄膜層と酸化シリコン等からなる薄膜層を積層した構造の薄膜を用いることができるが、これに限定されるものではない。なお、ＴＦＴ下地層ｕｃ１の膜厚は３００ｎｍに限定されることはなく、３００ｎｍ以上でもよい。
【００３９】
このＴＦＴ下地層ｕｃ１の上層には、例えばアモルファスシリコンからなる非晶質の半導体層ａｓが形成されている。この半導体層ａｓは薄膜トランジスタｔｒの半導体層となるものである。なお、この半導体層ａｓは、たとえば、薄膜トランジスタｔｒの形成領域の他に、ドレイン線ｄｌの下層、該ドレイン線ｄｌと薄膜トランジスタｔｒのドレイン電極ｄｔとを電気的に接続する接続部の下層にも形成され（半導体層ａｓと区別するため、以下、アモルファスシリコン層と記す）、たとえばドレイン線ｄｌにおいて段差を少なく構成できるようにしている。
【００４０】
半導体層ａｓの上層には、当該半導体層ａｓを覆うようにして絶縁膜ｇｉが形成されている。この絶縁膜ｇｉは、薄膜トランジスタｔｒの形成領域において該薄膜トランジスタｔｒのゲート絶縁膜として機能するもので、それに応じて膜厚等が設定されるようになっている。また、絶縁膜ｇｉの上面であって、半導体層ａｓと重畳する個所においてゲート電極ｇｔが形成され、このゲート電極ｇｔの上層には層間絶縁膜ｉｎ１が形成される構成となっている。なお、層間絶縁膜ｉｎ１としては、例えば酸化シリコン（ＳｉＯ２）、窒化シリコン（ＳｉＮ）等が好適である。
【００４１】
また、図２中ｙ方向に伸張してドレイン線ｄｌが形成され、このドレイン線ｄｌはその一部において薄膜トランジスタｔｒ側に延在する延在部を有し、この延在部が絶縁膜ｇｉ及び層間絶縁膜ｉｎ１に形成されたコンタクトホールを介して半導体層ａｓに形成されるドレイン領域に接続される。また、ドレイン線ｄｌは薄膜トランジスタｔｒの近傍の領域において、絶縁膜ｇｉ及びアモルファスシリコン層を介してゲート線ｇｌと交差する構成となっている。
【００４２】
ドレイン線ｄｌおよびドレイン電極ｄｔの形成の際に共に形成されるソース電極ｓｔは、半導体層ａｓ上にてドレイン電極ｄｔと対向する位置に形成されており、絶縁膜ｇｉ及び層間絶縁膜ｉｎ１に形成されたコンタクトホールを介して半導体層ａｓに形成されるソース領域に接続される構成となっている。また、ソース電極ｓｔは半導体層ａｓ上から画素領域側に若干延在された延在部を有して形成されており、この延在部は後に説明する画素電極ｐｘと接続されるパッド部ｐｄに至るようにして構成されている。
【００４３】
ドレイン電極ｄｔ及びソース電極ｓｔの上層すなわち薄膜トランジスタｔｒの上層には、当該薄膜トランジスタｔｒを覆う無機化合物からなる無機絶縁膜ｐａｓ１と、平坦化膜としての機能を有する有機絶縁膜ｐａｓｏからなる保護膜が形成されている。無機絶縁膜ｐａｓ１は液晶ｌｃや有機絶縁膜ｐａｓｏのアルカリ成分から薄膜トランジスタｔｒを保護する役割を持っており、例えば無機質材料である窒化シリコン（ＳｉＮ）膜等からなり、薄膜トランジスタｔｒの上層の全面に当該無機絶縁膜ｐａｓ１が形成されている。有機絶縁膜ｐａｓｏは無機絶縁膜ｐａｓ１の上層（基板の液晶ｌｃ側）に公知のスピンコート法等により形成され、例えば感光性のポリイミドやアクリル系樹脂などの有機物材料からなり、薄膜トランジスタｔｒをはじめとしたゲート線ｇｌ、ドレイン線ｄｌ、コモン線ｃｌ等の形成に伴うＴＦＴ側基板ｐｌ１上面の凹凸を平坦化する。なお、実施形態１の液晶表示装置のＴＦＴ側基板ｐｌ１では無機絶縁膜ｐａｓ１と有機絶縁膜ｐａｓｏとで保護膜を構成している。
【００４４】
この有機絶縁膜ｐａｓｏの上層には共通電極ｃｔが形成され、その上層に容量絶縁膜ｐａｓ２が形成される構成となっている。容量絶縁膜ｐａｓ２、有機絶縁膜ｐａｓｏ、無機絶縁膜ｐａｓ１にはパッド部ｐｄに至るコンタクトホールｃｈ１が形成されており、容量絶縁膜ｐａｓ２の上層に形成される画素電極ｐｘとソース電極ｓｔとが電気的に接続される構成となっている。
【００４５】
このように、実施形態１の液晶表示装置では、共通電極ｃｔの上層に形成した容量絶縁膜ｐａｓ２を介して画素電極ｐｘが配置される構成となっている。このように形成される液晶表示装置（横電界方式の液晶表示装置）では、保持容量ｃｓｔ１を構成するための一対の電極を画素電極ｐｘと共通電極ｃｔとで兼ねる構成とすることが一般的に行われている。すなわち、画素電極ｐｘと共通電極ｃｔとの間に形成する層間絶縁膜として容量絶縁膜ｐａｓ２を用いることにより、画素電極ｐｘと共通電極ｃｔとの絶縁を実現しつつ画素電極ｐｘと共通電極ｃｔとで画素電荷の保持に必要な保持容量を実現する構成となっている。
【００４６】
一方、樹脂製のカラーフィルタ側樹脂基材ｓｕｂ２の表面（液晶ｌｃ側の面）には、膜厚３００ｎｍのカラーフィルタ下地層ｕｃ２が形成されており、後述するように、カラーフィルタ下地層ｕｃ２としては、例えば窒化シリコン薄膜を用いることができるが、これに限定されるものではない。該カラーフィルタ下地層ｕｃ２の上層（図中の下側）には、例えば各画素の外周に沿ってブラックマトリクスｂｍが形成されている。なお、カラーフィルタ下地層ｕｃ２の膜厚は３００ｎｍに限定されることはなく、膜厚が３００ｎｍ以上でもよい。
【００４７】
ブラックマトリクスｂｍの上層（液晶ｌｃ側の面、図中の下面側）には、各画素に対応したＲＧＢのいずれかの色フィルタ層ｉｆが形成されている。このとき、実施形態１の液晶表示装置では、各画素毎に形成される色フィルタ層ｉｆの外周部分がブラックマトリクスｂｍに重畳されるように形成される。すなわち、隣接する画素の色フィルタ層ｉｆでブラックマトリクスｂｍを覆うようにして、色フィルタ層ｉｆが形成されている。このような構成とすることにより、ブラックマトリクスｂｍと色フィルタ層ｉｆとの間に隙間が生じ、光漏れが発生することを防止する構成となっている。また、実施形態１では色フィルタ層ｉｆは画素毎に形成する構成としているが、これに限定されることはなく、赤、緑、青色のストライプ状パターン配列とし、例えば各ストライプがドレイン線ｄｌと平行となるような構成でもよい。
【００４８】
この色フィルタ層ｉｆの上層にはオーバーコート層ｏｃが形成されており、例えばアクリル樹脂を塗布してオーバーコート層ｏｃを形成する。
【００４９】
なお、図２及び図３に示す実施形態１の液晶表示装置では、説明を簡単にするために画素電極ｐｘとなる透明導電膜で２本の線状電極を画素電極ｐｘとして形成した場合について説明したが、これに限定されることはなく、透明導電膜で２本以上の線状電極を画素領域内に形成し画素電極ｐｘとしてもよい。また、線状電極の形成方向もドレイン線ｄｌの形成方向に限定されることはなく、ゲート線ｇｌの形成方向やドレイン線ｄｌの形成方向から４５°及び−４５°傾けた方向等でもよい。さらには、面状電極を薄膜トランジスタｔｒのソース電極ｓｔに接続し、線状電極をコモン線ｃｌに接続した構成でもよい。
【００５０】
〈全体の詳細構成〉
図４は本願発明の実施形態１の液晶表示装置の詳細構成を説明するための断面図であり、図５は本願発明の実施形態１のカラーフィルタ側基板の平面図である。特に、図５に示す平面図は液晶側の面すなわちＴＦＴ側基板ｐｌ１と対向する側の平面図である。ただし、以下の説明では、前述する画素の項で説明したＴＦＴ側樹脂基材ｓｕｂ１のＴＦＴ下地層ｕｃ１よりも上層に形成される半導体層ａｓ、絶縁膜ｇｉ、層間絶縁膜ｉｎ１、ゲート電極ｇｔ、ドレイン電極ｄｔ、ソース電極ｄｔ、無機絶縁膜ｐａｓ１、有機絶縁膜ｐａｓｏ、共通電極ｃｔ、容量絶縁膜ｐａｓ２、画素電極ｐｘ、ドレイン線ｄｌ、ゲート線ｇｌ、並びに図示しない配向膜等はＴＦＴ層（液晶駆動層）ｔｆｔとして略記する。また、カラーフィルタ下地層ｕｃ２よりも上層（図中の下側）に形成されるブラックマトリクスｂｍ、色フィルタ層ｉｆ、オーバーコート層ｏｃ、並びに図示しない配向膜等はカラーフィルタ層ｃｆとして略記する。
【００５１】
図４に示す本願発明の実施形態１の液晶表示装置は、カラーフィルタ側樹脂基材ｓｕｂ２上にカラーフィルタ層ｃｆを形成したＣＦ側基板ｐｌ２と、図示しないガラス基材上に形成したＴＦＴ層ｔｆｔをＴＦＴ側樹脂基材ｓｕｂ１上に転写（接着）したＴＦＴ側基板ｐｌ１とを液晶セルシール（封止シール）ｓｌにより接合して液晶セル（液晶表示装置）が形成される。
【００５２】
図４に示す実施形態１の液晶表示装置は、前述する画素の構成の項で説明したように、ＴＦＴ側樹脂基材ｓｕｂ１の表面すなわち液晶ｌｃ側の面には粘着層ａｄ１が形成され、該粘着層ａｄ１の上層にＴＦＴ下地層ｕｃ１が形成され、該ＴＦＴ下地層ｕｃ１の上層にはＴＦＴ層ｔｆｔが形成される構成となっている。また、ＴＦＴ下地層ｕｃ１の上層には液晶セルシールｓｌが直接形成される、すなわち液晶セルシールｓｌがＴＦＴ下地層ｕｃ１に直接接触する構成となっている。さらには、ＴＦＴ下地層ｕｃ１の上層には端子領域が形成されており、この端子領域ｔｒｍには液晶セルシールｓｌを越えて延在されるＴＦＴ層ｔｆｔのドレイン線ｄｌ及び各ゲート線ｇｌ等が接続されている。
【００５３】
また、カラーフィルタ側樹脂基材ｓｕｂ２の表面すなわち液晶ｌｃ側の面にはカラーフィルタ下地層ｕｃ２が形成されており、このカラーフィルタ下地層ｕｃ２の上層にブラックマトリクスｂｍ及び色フィルタ層ｉｆ並びにオーバーコート層ｏｃ等からなるカラーフィルタ層ｃｆが形成される構成となっている。また、実施形態１では、カラーフィルタ下地層ｕｃ２の上層（図中の下側）に液晶セルシールｓｌが形成されている。該液晶セルシールｓｌの少なくとも一部が環状にカラーフィルタ下地層ｕｃ２と直接接触される構成となっている。すなわち、第２基板の上面に形成され液晶ｌｃと接触し配向させる図示しない配向膜はカラーフィルタ層ｃｆと比較して薄いために配向膜の上層に液晶セルシールｓｌを形成することも可能であるが、実施形態１では少なくとも液晶セルシールｓｌの一部が環状にカラーフィルタ下地層ｕｃ２に直接接触する構成となっている。このような構成とすることにより、ＣＦ側基板ｐｌ２の基材であるカラーフィルタ側樹脂基材ｓｕｂ２の収縮や伸長に伴うカラーフィルタ層ｃｆへの影響を最小限に抑える構成としている。
【００５４】
また、実施形態１では、カラーフィルタ側樹脂基材ｓｕｂ２上にカラーフィルタ層ｃｆを形成する前にＴＦＴ基板ｐｌ１と対向する面のみに、例えばプラズマアシスト反応性スパッタ法を用いて厚さ３００ｎｍの窒化シリコン膜をカラーフィルタ下地層ｕｃ２として形成している。窒化シリコン膜はやや着色した膜となるため、成膜時に適宜酸素を添加することにより透明度を改善することもできる。このカラーフィルタ下地層ｕｃ２を形成した領域は、図５に示すようにカラーフィルタ側樹脂基材ｓｕｂ２のほぼ全面であり、カラーフィルタ層ｃｆよりも広い領域である。液晶セルシール（封止シール）ｓｌはカラーフィルタ下地膜ｕｃ２を形成した領域上に、カラーフィルタ層ｃｆを介すことなく重畳して形成されている。なお、液晶セルシール（封止シール）ｓｌとしては、例えば紫外線照射と加熱の両処理により硬化するタイプを用いることができるが、これに限定されるものではない。
【００５５】
次に、図６に本願発明の実施形態１のＴＦＴ側基板の作製方法の一実施形態を説明するための工程図を示し、以下、図６に基づいて製造方法を工程順に説明する。なお、各工程における電極の形成を含む薄膜の形成は公知のフォトリソグラフィ技術により可能であるので、詳細な説明は省略する。
【００５６】
工程１．（図６（ａ））
現状、必要十分な特性を得ることができる半導体素子を樹脂基板上に直接形成することはできないので、本願発明の実施形態１では、まずＴＦＴ層ｔｆｔを形成する際の下地層（ＴＦＴ下地層）ｕｃ１としてガラス基材（ＴＦＴ形成用ガラス基材）ｇｌ１上に窒化シリコンと酸化シリコンの積層膜を形成する。次に、このＴＦＴ下地層ｕｃ１の上層に、現状の高温プロセスを用いてＴＦＴ層ｔｆｔを形成する。このとき、本実施形態１の液晶表示装置においては、前述するように、ＴＦＴ側基板ｐｌ１とＣＦ側基板ｐｌ２とが重畳する領域の外側の領域に端子領域ｔｒｍが形成される構成となっているので、図中のガラス基材ｇｌ１の左側端部に端子領域ｔｒｍが形成される。
【００５７】
工程２．（図６（ｂ））
次に、ガラス基材ｇｌ１の図中上面側にＴＦＴ層ｔｆｔを覆うようにして、ＴＦＴ層保護基材ｃｖ１となる薄膜層を形成する。次に、ＴＦＴ層保護基材ｃｖ１を支持材として、例えばフッ酸を主体としたエッチング液を用いて化学的研磨により、ガラス基材ｇｌ１を除去する。このとき、ＴＦＴ下地層ｕｃ１は耐フッ酸性を有するので、化学的研磨においてガラス機材ｇｌ１が除去されることとなる。なお、ガラス基材ｇｌ１の除去は化学的研磨に限定されることはなく、例えば機械的研磨や機械的研磨と化学的研磨とを併用した研磨方法でもよい。なお、ＴＦＴ下地層ｕｃ１としては窒化シリコンと酸化シリコンの積層膜に限定されることはなく、耐フッ酸性を有する材料が望ましいが、他の膜材料でもよい。
【００５８】
工程３．（図６（ｃ））
次に、ガラス基材ｇｌ１を除去した後のＴＦＴ層ｔｆｔは、ＴＦＴ層保護基材ｃｖ１で支持された状態のままで粘着層ａｄ１によりＴＦＴ側樹脂基材ｓｕｂ１と貼り合わされる。この工程３により、ＴＦＴ側基板ｐｌ１の基材がＴＦＴ側樹脂基材ｓｕｂ１となる。
【００５９】
工程４．（図６（ｄ））
次に、ＴＦＴ層ｔｆｔの上層に形成されるＴＦＴ層保護基材ｃｖ１を剥離することにより、ガラス基材ｇｌ１上に形成したＴＦＴ層ｔｆｔのＴＦＴ側樹脂基材ｓｕｂ１への転写が完了することとなる。このように、本実施形態１では、転写の際には積層膜ごとＴＦＴ側樹脂基材ｓｕｂ１上にＴＦＴ層ｔｆｔを転写する構成となっている。
【００６０】
以上に説明した工程で形成されたＴＦＴ側基板ｐｌ１とＣＦ側基板ｐｌ２とは、前述するように紫外線照射と加熱の両処理で硬化するタイプの液晶セルシール（封止シール）ｓｌにより固定されることとなるが、加熱硬化時には１２０℃３０分の加熱処理を行う必要がある。
【００６１】
このとき本実施形態１の液晶表示装置（図１に示した構造の液晶セル）では、セルの破損は生じなかった。しかしながら、カラーフィルタ下地層ｕｃ２を形成せずに作製した液晶セルでは同加熱処理にともない、約１００℃まで加熱した状態でＣＦ側基板ｐｌ２に変形が生じ、その後亀裂が生じて破損してしまった。なお、紫外線照射のみで硬化させることのできるシール材料もあるが、液晶セルの使用環境としては、特に携帯型の機器の表示素子では８０℃以上になることは容易に推測でき、作製工程上にて破損することがなくともユーザが使用している間に作製工程以上に厳しい環境にさらされて破損してしまう危険性が高い。
【００６２】
このため、カラーフィルタ下地層ｕｃ２として窒化シリコン膜を形成する際に種々の元素を添加して異なる熱膨張係数の下地膜ｕｃ２を形成した液晶セルを作製して、液晶セルシール（シール材、封止シール）ｓｌの加熱硬化温度の１２０℃の加熱処理を実施した場合のセルの破損率を調べたのが図９である。なお、試料数は各条件２０枚である。
【００６３】
図９から明らかなように、ＴＦＴ形成時の下地膜である窒化シリコンの熱膨張係数である３ｐｐｍ／℃程度の場合は低い破損率であるが１５ｐｐｍ／℃を越えるあたりから破損し易いことがわかった。この結果からカラーフィルタ側下地層ｕｃ２の熱膨張係数としては、１５ｐｐｍ／℃以下が望ましいことが明らかとなった。なお、熱膨張係数の下限については、ＴＦＴ側下地層ｕｃ１と同じ材料であることがもっとも望ましい上、さらに低膨張の膜を形成することは困難であるため、概ね窒化シリコン膜の熱膨張係数である３ｐｐｍ／℃以上であることが総合的にみて有効である。なお、ＴＦＴ層ｔｆｔは無機膜が主体の構成となるので、３〜１５ｐｐｍ／℃の熱膨張特性が得られやすい。
【００６４】
以上の結果から本実施形態１の液晶表示においても、カラーフィルタ下地膜ｕｃ２の熱膨張係数は３〜１５ｐｐｍ／℃である。これにより、ＣＦ側基板ｐｌ２においてもＴＦＴ層ｔｆｔの熱膨張に近い特性を与えることができるので、工程上もしくは使用環境においての液晶表示装置の破損を防止することが可能となる。
【００６５】
また、前述するように、図示しない駆動回路と本願発明の液晶セルｐｎｌとを接続するフレキシブルプリント基板（接続線）ＦＰＣを端子部ｔｒｍに接続する際にも加熱圧着をする必要があり、この際に大きな熱膨張係数を有する材料は不適であり、ＴＦＴ側基板ｐｌ１側のＴＦＴ下地層ｕｃ１にもこの範囲の熱膨張係数を有する材料を用いることが有効である。また、このような熱膨張係数を有する材料は、有機材料を用いるよりも、無機材料を用いた方が容易に形成することができる。
【００６６】
以上説明したように、実施形態１の液晶表示装置では、ＴＦＴ側樹脂基材ｓｕｂ１上にＴＦＴ層ｔｆｔが粘着層ａｄ１で接着され形成されるＴＦＴ側基板ｐｌ１と、カラーフィルタ側樹脂基材ｓｕｂ２上に直接カラーフィルタ下地層ｕｃ２を形成し該カラーフィルタ下地層ｕｃ２の上層にカラーフィルタ層ｃｆが形成されるカラーフィルタ側基板ｐｌ２とが液晶層ｌｃを介して対向配置される構成となっており、カラーフィルタ下地層ｕｃ２の膜厚が３００ｎｍであり、その熱膨張係数が３〜１５ｐｐｍ／℃に設定されているので、ＣＦ側基板ｐｌ２の熱膨張の特性とＴＦＴ層ｔｆｔの熱膨張の特性とを近い特性にすることが可能となり、ＴＦＴ側基板ｐｌ１とＣＦ側基板ｐｌ２との熱膨張差に伴う製造途中や使用環境における当該液晶表示装置の不良を防止することができる。従って、当該液晶表示装置の軽量フレキシブル性を向上させることでき、耐衝撃性や表示画面のデザイン選択性を向上させた液晶表示装置を提供することができる。
【００６７】
〈実施形態２〉
図７は本発明の実施形態２の液晶表示装置の詳細構成を説明するための断面図である。なお、実施形態２の液晶表示装置において、ＣＦ側基板ｐｌ２の構成を除く他の構成は実施形態１の液晶表示装置と同様となるので、以下の説明ではＣＦ側基板ｐｌ２について詳細に説明する。
【００６８】
図７に示すように、実施形態２の液晶表示装置は、図示しないガラス基材上に形成したカラーフィルタ層ｃｆをカラーフィルタ側樹脂基材ｓｕｂ２上に転写（接着）したＣＦ側基板ｐｌ２と、図示しないガラス基材上に形成したＴＦＴ層ｔｆｔをＴＦＴ側樹脂基材ｓｕｂ１上に転写したＴＦＴ側基板ｐｌ１とを液晶セルシール（封止シール）ｓｌにより接合して液晶セル（液晶表示装置）が形成される。すなわち、実施形態２の液晶表示装置では、ＴＦＴ側基板ｐｌ１とＣＦ側基板ｐｌ２とが共に樹脂基材ｓｕｂ１、ｓｕｂ２の上面（液晶側の面）に粘着層ａｄ１、ａｄ２が形成され、該粘着層ａｄ１、ａｄ２の上面に下地層ｕｃ１、ｕｃ２が形成され、該下地層ｕｃ１、ｕｃ２の上面にＴＦＴ層ｔｆｔ又はカラーフィルタ層ｃｆが形成される構成となっている。
【００６９】
特に、実施形態２のＣＦ側基板（第２基板）ｐｌ２の表面すなわち液晶ｌｃ面側（上層）には、カラーフィルタ層ｃｆとカラーフィルタ側樹脂基材ｓｕｂ２とを貼り合わせるための粘着層（第２の粘着層）ａｄ２が形成されており、該粘着層ａｄ２の上層にはカラーフィルタ下地層ｕｃ２が形成されており、該カラーフィルタ下地層ｕｃ２の上層にブラックマトリクスｂｍ及び色フィルタ層ｉｆ並びにオーバーコート層ｏｃ等からなるカラーフィルタ層ｃｆが形成される構成となっている。また、実施形態２においても、カラーフィルタ下地層ｕｃ２の上層に液晶セルシールｓｌが形成されている。実施形態２においても実施形態１同様に、液晶セルシールｓｌがカラーフィルタ下地層ｕｃ２と重畳して形成され、該液晶セルシールｓｌの少なくとも一部が環状にカラーフィルタ下地層ｕｃ２と直接接触される構成となっている。この構成とすることにより、第２基板の基材であるカラーフィルタ側樹脂基材ｓｕｂ２の収縮や伸長に伴うカラーフィルタ層ｃｆへの影響を最小限に抑える構成としている。
【００７０】
実施形態２のＣＦ側基板ｐｌ２では、図示しないガラス基材上にカラーフィルタ層ｃｆを形成した後に、該カラーフィルタ層ｃｆをカラーフィルタ側樹脂基材ｓｕｂ２に転写し形成する。このように、カラーフィルタ層ｃｆをガラス基材上で形成することにより、変形が少なく高温処理が可能であるので、より高精度で欠陥の少ないカラーフィルタ層ｃｆを形成することができるという格別の効果を得ることができる。
【００７１】
次に、図８に本願発明の実施形態２のＣＦ側基板の作製方法の一実施形態を説明するための工程図を示し、以下、図８に基づいて製造方法を工程順に説明する。なお、各工程における電極の形成を含む薄膜の形成は公知のフォトリソグラフィ技術により可能であるので、詳細な説明は省略する。
【００７２】
工程１．（図８（ａ））
まず、カラーフィルタ層ｃｆを形成する際の下地層（カラーフィルタ下地層）ｕｃ２として、ガラス基材（カラーフィルタ形成用ガラス基材）ｇｌ２の図中上面に酸素を添加した窒化シリコンの薄膜層を形成する。なお、このときのカラーフィルタ下地層ｕｃ２の膜厚は３００ｎｍであり、熱膨張係数は３〜１５ｐｐｍ／℃となるように添加する元素が調整されている。これにより、ＣＦ側基板ｐｌ２においてもＴＦＴ層ｔｆｔの熱膨張に近い特性を与えることができるので、工程上もしくは使用環境においての破損を防止することが可能となる。
【００７３】
次に、該カラーフィルタ下地層ｕｃ２の上層に、現状の高温プロセスを用いてブラックマトリクスｂｍ及びＲ（赤）Ｇ（緑）Ｂ（青）の色フィルタ層ｉｆを形成した後に、該ブラックマトリクスｂｍ及び色フィルタ層ｉｆを覆うようにオーバーコート層ｏｃを形成し、カラーフィルタ層ｃｆが形成される。
【００７４】
工程２．（図８（ｂ））
次に、ガラス基材ｇｌ２の図中上面側にオーバーコート層ｏｃを覆うようにして、カラーフィルタ層保護基材ｃｖ２となる薄膜層を形成する。次に、カラーフィルタ層保護基材ｃｖ２を支持材として、例えばフッ酸を主体としたエッチング液を用いて化学的研磨（化学エッチング）により、ガラス基材ｇｌ２を除去する。このとき、カラーフィルタ下地層ｕｃ２は耐フッ酸性を有するので、化学的研磨においてガラス基材ｇｌ２が除去されることとなる。なお、カラーフィルタ下地層ｕｃ２としては窒化シリコンに限定されることはなく、耐フッ酸性を有する材料が望ましいが、他の膜材料でもよい。また、ガラス基材ｇｌ２の除去は化学的研磨に限定されることはなく、例えば機械的研磨や機械的研磨と化学的研磨を併用した研磨方法でもよい。
【００７５】
工程３．（図８（ｃ））
次に、ガラス基材ｇｌ２を除去した後のカラーフィルタ層保護基材ｃｖ２に支持されるカラーフィルタ層ｃｆは、粘着層ａｄ２によりカラーフィルタ側樹脂基材ｓｕｂ２と貼り合わされる。この工程３により、ＣＦ側基板ｐｌ２の基材がカラーフィルタ側樹脂基材ｓｕｂ２となる。
【００７６】
工程４．（図８（ｄ））
次に、カラーフィルタ層ｃｆの上層に形成されるカラーフィルタ層保護基材２を剥離することにより、ガラス基材ｇｌ２に形成したカラーフィルタ層ｃｆのカラーフィルタ側樹脂基材ｓｕｂ２への転写が完了することとなる。このように、実施形態２では、転写の際にはカラーフィルタ下地層ｕｃ２ごとカラーフィルタ側樹脂基材ｓｕｂ２上にカラーフィルタ層ｃｆを転写する構成となっている。
【００７７】
以上説明したように、実施形態２の液晶表示装置では、ＴＦＴ側樹脂基材ｓｕｂ１上にＴＦＴ層ｔｆｔが粘着層（第１の粘着層）ａｄ１で接着され形成されるＴＦＴ側基板ｐｌ１と、カラーフィルタ側樹脂基材ｓｕｂ２上にカラーフィルタ層ｃｆが粘着層ａｄ２で接着され形成されるＣＦ側基板ｐｌ２とが液晶層ｌｃを介して対向配置される構成となっており、カラーフィルタ下地層ｕｃ２の膜厚が３００ｎｍであり、その熱膨張係数が３〜１５ｐｐｍ／℃に設定されているので、ＣＦ側基板ｐｌ２の熱膨張の特性とＴＦＴ層ｔｆｔの熱膨張の特性と近い特性にすることが可能となり、ＴＦＴ側基板ｐｌ１とＣＦ側基板ｐｌ２との熱膨張差に伴う製造途中や使用環境における当該液晶表示装置の不良を防止することができる。従って、当該液晶表示装置の軽量フレキシブル性を向上させることでき、耐衝撃性や表示画面のデザイン選択性を向上させた液晶表示装置を提供することができる。
【００７８】
〈実施形態３〉
図１０は本発明の実施形態３の液晶表示装置の概略構成を説明するための断面図であり、図１１は本発明の実施形態３の液晶表示装置のカラムスペーサの配置位置を説明するための平面図である。なお、実施形態３の液晶表示装置において、カラムスペーサ（柱状スペーサ）ｃｓの構成を除く他の構成は実施形態１の液晶表示装置と同様となるので、以下の説明ではカラムスペーサｃｓについて詳細に説明する。また、カラムスペーサの形成は公知のフォトリソグラフィ技術により可能であるので、その詳細な説明は省略する。
【００７９】
図１０に示すように、実施形態３の液晶表示装置は、カラーフィルタ側樹脂基材ｓｕｂ２上にカラーフィルタ層ｃｆを形成したＣＦ側基板ｐｌ２と、図示しないガラス基材上に形成したＴＦＴ層ｔｆｔをＴＦＴ側樹脂基材ｓｕｂ１上に転写したＴＦＴ側基板ｐｌ１とを液晶セルシール（封止シール）ｓｌにより接合して液晶セル（液晶表示装置）が形成される構成は実施形態１の液晶表示装置と同じ構成である。
【００８０】
この構成に加えて、本実施形態３の液晶表示装置では、ＴＦＴ側基板ｐｌ１とＣＦ側基板ｐｌ２との間の表示領域内に、カラムスペーサｃｓがマトリクス状に配置される構成となっている。すなわち、実施形態３の液晶表示装置では、ＴＦＴ側基板ｐｌ１とＣＦ側基板ｐｌ２との間隔（セルギャップ）と同じ高さを有するカラムスペーサｃｓが液晶ｌｃの封入される領域内に形成される構成となっている。このように、液晶ｌｃの封止領域内にマトリクス状に配置されるカラムスペーサｃｓを備える構成となっている。
【００８１】
図１１から明らかなように、実施形態３の液晶表示装置におけるカラムスペーサｃｓは画素の配列方向と同様に図中の縦横方向すなわち液晶表示装置の縦横方向と平行となるようにマトリクス状に配置される構成となっている。
【００８２】
従って、実施形態３の液晶表示装置では、ガラス基板に比較すると変形等が容易に生じる樹脂基板上にＴＦＴ層ｔｆｔ及びカラーフィルタ層ｃｆを形成した場合であっても、カラムスペーサｃｓによってそのセルギャップを一定に保持（制御）することが可能となる。従って、実施形態１の液晶表示装置の効果に加えて、当該液晶表示装置に外部から力が加わった場合であっても、表示むら等の表示不良を発生させることなく、表示領域内で均一な表示を行うことができるという格別の効果を得ることができる。なお、カラムスペーサｃｓの配列方向は画素の配列方向に限定されることはなく、他の方向にマトリクス状に配列してもよい。
【００８３】
なお、本願発明の実施形態３の液晶表示装置のＣＦ側基板ｐｌ２を実施形態２のＣＦ側基板ｐｌ２とする構成でもよく、この場合でも前述の効果を得ることができる。また、カラムスペーサｃｓはカラーフィルタ側基板ｐｌ２とＴＦＴ側基板ｐｌ１のどちら側に形成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】本発明の実施形態１の液晶表示装置の概略構成を説明するための平面図である。
【図２】本発明の実施形態１の液晶表示装置における画素の概略構成を説明するための平面図である。
【図３】図２のＢ−Ｂ’線での断面図である。
【図４】本発明の実施形態１の液晶表示装置の詳細構成を説明するための断面図である。
【図５】本発明の実施形態１のカラーフィルタ側基板の平面図である。
【図６】本発明の実施形態１のＴＦＴ側基板の作製方法の一実施形態を説明するための工程図である。
【図７】本発明の実施形態２の液晶表示装置の詳細構成を説明するための断面図である。
【図８】本発明の実施形態２のカラーフィルタ側基板の作製方法の一実施形態を説明するための工程図である。
【図９】液晶セルシールの加熱硬化温度で加熱した場合の液晶表示装置の破損率の実験結果を示す図である。
【図１０】本発明の実施形態３の液晶表示装置の概略構成を説明するための断面図である。
【図１１】本発明の実施形態３の液晶表示装置のカラムスペーサの配置位置を説明するための平面図である。
【符号の説明】
【００８５】
ｐｎｌ・・・液晶表示パネル、ａｒ・・・表示領域、ｓｕｂ１・・・ＴＦＴ側樹脂基材
ｓｕｂ２・・・カラーフィルタ側樹脂基材、ｆｐｃ・・・フレキシブルプリント基板
ｄｌ・・・ドレイン線、ｇｌ・・・ゲート線、ｃｌ・・・コモン線、ｇｉ・・・絶縁膜
ｇｔ・・・ゲート電極、ｄｔ・・・ドレイン電極、ｓｔ・・・ソース電極
ｔｆｔ・・・ＴＦＴ層、ｐｘ・・・画素電極、ｃｔ・・・共通電極
ｃｈ１、２・・・コンタクトホール、ａｓ・・・半導体層、ｉｎ１・・・層間絶縁膜
ａｄ１、ａｄ２・・・粘着層、ｓｌ・・・液晶セルシール、ｔｒｍ・・・端子領域
ｕｃ１・・・ＴＦＴ下地層、ｕｃ２・・・カラーフィルタ下地層、ｐｄ・・・パッド部
ｉｆ・・・色フィルタ層、ｃｆ・・・カラーフィルタ層、ｏｃ・・・オーバーコート層
ｐｌ１・・・ＴＦＴ側基板、ｐｌ２・・・カラーフィルタ側基板
ｐａｓ１・・・無機絶縁膜、ｐａｓｏ・・・有機絶縁膜、ｐａｓ２・・・容量絶縁膜
ｃｓｔ１・・・保持容量、ｂｍ・・・ブラックマトリクス、ｃｓ・・・カラムスペーサ
ｃｖ１・・・ＴＦＴ層保護基材、ｃｖ２・・・カラーフィルタ層保護基材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶層を介して対向配置される第１基板及び第２基板を有し、前記第１基板及び第２基板が樹脂基材で形成される液晶表示装置であって、
前記第１基板の液晶層側に形成され、マトリクス状に画素が形成される液晶駆動層を当当該第１基板に固定する粘着層と、
前記画素に対応する遮光膜及び色フィルタ層と前記第２基板との間に形成され、該第２基板よりも熱膨張係数が小さい薄膜材料からなる下地層と
を備えたことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
液晶層を介して対向配置される第１基板及び第２基板を有し、前記第１基板及び第２基板が樹脂基材で形成される液晶表示装置であって、
前記第１基板の液晶層側に形成され、マトリクス状に画素が形成される液晶駆動層を当該第１基板に固定する第１の粘着層と、
前記第２基板の液晶層側に形成され、前記画素に対応する遮光膜及び色フィルタ層が形成されるカラーフィルタ層を当該第２基板に固定する第２の粘着層と、
前記カラーフィルタ層の液晶層側に形成され、前記第２基板よりも熱膨張係数が小さい薄膜層からなる下地層と
を備えたことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の液晶表示装置において、
前記下地層は熱膨張係数が３〜１５ｐｐｍ／℃の薄膜層からなることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項４】
請求項１乃至３の内のいずれかに記載の液晶表示装置において、
前記第１基板と前記第２基板とを固定するシール材と前記下地層とが重畳して形成され、少なくとも前記シール材の一部が前記下地層と環状に密接されることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項５】
請求項１乃至４の内のいずれかに記載の液晶表示装置において、
前記下地層は耐フッ酸性を有することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項６】
請求項１乃至５の内のいずれかに記載の液晶表示装置において、
前記下地層は無機材料からなる薄膜層であることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項７】
請求項６に記載の液晶表示装置において、
前記下地層は窒化物からなる薄膜層であることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項８】
請求項１乃至７の内のいずれかに記載の液晶表示装置において、
前記下地層は酸素を含む材料からなる薄膜層であることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項９】
請求項１乃至８の内のいずれかに記載の液晶表示装置において、
前記下地層は膜厚３００ｎｍ以上の薄膜層からなることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１０】
液晶層を介して対向配置される第１基板及び第２基板を有し、前記第１基板及び第２基板が樹脂基材で形成される液晶表示装置の製造方法であって、
前記樹脂基材よりも耐熱性を有する第１基材上に、画素に対応する遮光膜及び色フィルタ層並びに保護膜を形成する工程と、
前記第１基材の上面側に、前記遮光膜及び色フィルタ層並びに保護膜を支持すると共に保護する保護基材を形成する工程と、
前記第１基材を化学的及び／又は機械的に除去する工程と、
前記第１基材が除去された前記遮光膜及び色フィルタ層並びに保護膜を、粘着層を介して前記第１基板に固定する工程と、
前記第１基板に固定された前記遮光膜及び色フィルタ層並びに保護膜の上層から前記保護基材を除去する工程と
を備えることを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【請求項１】
液晶層を介して対向配置される第１基板及び第２基板を有し、前記第１基板及び第２基板が樹脂基材で形成される液晶表示装置であって、
前記第１基板の液晶層側に形成され、マトリクス状に画素が形成される液晶駆動層を当当該第１基板に固定する粘着層と、
前記画素に対応する遮光膜及び色フィルタ層と前記第２基板との間に形成され、該第２基板よりも熱膨張係数が小さい薄膜材料からなる下地層と
を備えたことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
液晶層を介して対向配置される第１基板及び第２基板を有し、前記第１基板及び第２基板が樹脂基材で形成される液晶表示装置であって、
前記第１基板の液晶層側に形成され、マトリクス状に画素が形成される液晶駆動層を当該第１基板に固定する第１の粘着層と、
前記第２基板の液晶層側に形成され、前記画素に対応する遮光膜及び色フィルタ層が形成されるカラーフィルタ層を当該第２基板に固定する第２の粘着層と、
前記カラーフィルタ層の液晶層側に形成され、前記第２基板よりも熱膨張係数が小さい薄膜層からなる下地層と
を備えたことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の液晶表示装置において、
前記下地層は熱膨張係数が３〜１５ｐｐｍ／℃の薄膜層からなることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項４】
請求項１乃至３の内のいずれかに記載の液晶表示装置において、
前記第１基板と前記第２基板とを固定するシール材と前記下地層とが重畳して形成され、少なくとも前記シール材の一部が前記下地層と環状に密接されることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項５】
請求項１乃至４の内のいずれかに記載の液晶表示装置において、
前記下地層は耐フッ酸性を有することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項６】
請求項１乃至５の内のいずれかに記載の液晶表示装置において、
前記下地層は無機材料からなる薄膜層であることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項７】
請求項６に記載の液晶表示装置において、
前記下地層は窒化物からなる薄膜層であることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項８】
請求項１乃至７の内のいずれかに記載の液晶表示装置において、
前記下地層は酸素を含む材料からなる薄膜層であることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項９】
請求項１乃至８の内のいずれかに記載の液晶表示装置において、
前記下地層は膜厚３００ｎｍ以上の薄膜層からなることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１０】
液晶層を介して対向配置される第１基板及び第２基板を有し、前記第１基板及び第２基板が樹脂基材で形成される液晶表示装置の製造方法であって、
前記樹脂基材よりも耐熱性を有する第１基材上に、画素に対応する遮光膜及び色フィルタ層並びに保護膜を形成する工程と、
前記第１基材の上面側に、前記遮光膜及び色フィルタ層並びに保護膜を支持すると共に保護する保護基材を形成する工程と、
前記第１基材を化学的及び／又は機械的に除去する工程と、
前記第１基材が除去された前記遮光膜及び色フィルタ層並びに保護膜を、粘着層を介して前記第１基板に固定する工程と、
前記第１基板に固定された前記遮光膜及び色フィルタ層並びに保護膜の上層から前記保護基材を除去する工程と
を備えることを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１０−７２５２９（Ｐ２０１０−７２５２９Ａ）
【公開日】平成２２年４月２日（２０１０．４．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２４２３６６（Ｐ２００８−２４２３６６）
【出願日】平成２０年９月２２日（２００８．９．２２）
【出願人】（５０２３５６５２８）株式会社 日立ディスプレイズ (2,552)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年４月２日（２０１０．４．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年９月２２日（２００８．９．２２）
【出願人】（５０２３５６５２８）株式会社 日立ディスプレイズ (2,552)
【Ｆターム（参考）】
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