電気光学装置、電子機器、および電気光学装置の製造方法
【課題】強化された基板を含む電気光学装置、電子機器、および当該電気光学装置の製造方法を提供すること。
【解決手段】本発明に係る液晶表示装置１は、ガラス基板１１上に、ＴＦＴ素子７０、絶縁層６８、透明樹脂層６９を備える。また、ガラス基板２１上に、カラーフィルタ５０、オーバーコート５２を備える。ここで、絶縁層６８は、その中心部近傍に仮想された中央部６１における厚さの平均値が、当該中央部６１を除いた周辺部６２における厚さの平均値より大きくなっていることを特徴とする。
【解決手段】本発明に係る液晶表示装置１は、ガラス基板１１上に、ＴＦＴ素子７０、絶縁層６８、透明樹脂層６９を備える。また、ガラス基板２１上に、カラーフィルタ５０、オーバーコート５２を備える。ここで、絶縁層６８は、その中心部近傍に仮想された中央部６１における厚さの平均値が、当該中央部６１を除いた周辺部６２における厚さの平均値より大きくなっていることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置に代表されるような、少なくとも１枚の基板と電気光学物質とを備えた電気光学装置、電子機器、および当該電気光学装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の電気光学装置は、表示装置として種々の電子機器に組み込まれて用いられている。こうした電子機器の設計の自由度を向上させるため、電気光学装置に対しては薄型化の要望が強い。電気光学装置を薄型化するために有効な手段の一つとして、最も厚い部材の一つである基板を薄くすることが挙げられる。
【０００３】
一般に基板の薄さと基板の強度とはトレードオフの関係にあり、基板を薄くすると強度が得られにくくなる。しかし、基板表面が圧縮応力を有するように基板を加工することで基板の強度を向上させることができる。基板表面を押圧すると、その反対側の表面に引張応力（引っ張って広げようとする力）が発生し、この力によって基板が破壊されるところ、当該引張応力に抗する圧縮応力（縮めようとする力）を基板表面が有するように加工すれば破壊強度を向上させることができるためである。こうした加工の方法としては、加熱状態の基板表面を急冷する方法や、基板表面のイオンをより大きなイオンに置換する方法などが知られている。なお、逆に基板表面が引張応力を有するように加工する方法としては、基板表面に引張応力を生じさせるように薄膜を形成する方法が知られている（特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開平７−１６８１６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記の急冷、イオン置換等の加工は、電気光学装置の製造工程において行うことは困難である。このため、基板表面に圧縮応力をもたせて強化するためのより容易な方法を含んだ電気光学装置の製造方法の開発が望まれていた。
【０００６】
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、強化された基板を含む電気光学装置、電子機器、および当該電気光学装置の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明の電気光学装置は、基板と、前記基板上に形成され、前記基板の中央部における厚さが、当該中央部の周辺部の厚さよりも大きい機能層と、前記基板の前記機能層側に配置された電気光学物質と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
上記を満たす厚さ分布を有する機能層は、基板上にあっては、その面積を広げようとする（すなわち厚さを均一にしようとする）方向の内部応力をもつ。一方、基板は、当該内部応力に抗するに十分な硬度を有しているので、実際には上記のような機能層の面積の拡大は起こらず、機能層は前記内部応力を内包した状態で基板上に形成される。このため、基板表面には当該内部応力の抗力としての圧縮応力が発生する。この状態において、基板の、機能層が形成されていない面に外力が印加され、機能層形成側表面に引張応力が発生したとしても、上記圧縮応力がこれに抗するので、基板が割れにくくなる。特に、上記構成によれば、基板の強度が最も弱くなる基板中央部において最も大きな圧縮応力が働くこととなるので、強度の弱い部分を効果的に補強することができる。このように、上記構成によれば、強化された基板を有し、外力に対して堅牢な電気光学装置が得られる。
【０００９】
ここで、中央部とは、機能層が略点対称な領域に形成されているときはその対称の中心の近傍を指す。また、基板と機能層との間、または機能層と電気光学物質との間に他の薄膜等の構成要素が配置されていてもよい。
【００１０】
上記電気光学装置において、前記機能層は、前記中央部における厚さの平均値が、前記周辺部における厚さの平均値よりも大きいことが好ましい。
【００１１】
こうした構成によっても、基板の機能層形成側表面には圧縮応力が発生し、割れにくくなる。すなわち、機能層の厚さ分布は、中央部が最も厚く、外縁部に近付くに従って連続的に薄くなる構成が最も好ましいものの、機能層の一部に穴が開けられていたり、中央部から外縁部にかけて厚さが連続的に減少しておらず多少の凹凸があったとしても、中央部における厚さの平均値が周辺部における厚さの平均値より大きければ基板表面に圧縮応力が働き、基板が強化される。
【００１２】
上記電気光学装置において、前記機能層は絶縁層であることが好ましい。こうした構成によれば、前記機能層に絶縁層としての役割をも持たせることにより、電気光学装置の構造および製造プロセスを簡略化することができる。
【００１３】
上記電気光学装置において、前記機能層はパッシベーション膜であることが好ましい。こうした構成によれば、前記機能層にパッシベーション膜としての役割をも持たせることにより、電気光学装置の構造および製造プロセスを簡略化することができる。
【００１４】
上記電気光学装置において、前記機能層は無機物質であり、前記第１領域における当該機能層の厚さの最大値が１μｍ以上１０μｍ以下であることが好ましい。当該最大値が１μｍ以上であれば、基板表面に圧縮応力を発生させて基板を強化することができる。一方、当該最大値が１０μｍ以下であれば、電気光学装置の製造プロセスにおける処理時間を大幅に増加させることなく機能層を形成することができる。また、機能層を金属によって形成した場合には、当該機能層の厚さの最大値は１００Å以上５０００Å以下とすることが好ましい。当該最大値が１００Å以上である場合は、基板の強化に効果があり、また、電気光学装置の製造プロセスにおける処理時間を鑑みれば５０００Å以下とすることが好ましい。
【００１５】
上記電気光学装置において、前記基板は、前記機能層に覆われてなるスイッチング素子と、当該機能層上に配置された画素電極とを有し、前記スイッチング素子と前記画素電極は、前記機能層に設けられたコンタクトホールを介して電気的に接続されていることが好ましい。こうした構成によれば、スイッチング素子によって画素電極への信号の印加を制御することが可能な電気光学装置が得られる。また、この電気光学装置においては、スイッチング素子が形成された基板が強化されているため、外力が印加されたときのスイッチング素子への影響を小さく抑えることができる。
【００１６】
上記電気光学装置において、前記機能層の前記電気光学物質側の表面形状は、前記中央部から前記周辺部に向かって厚さが減少する曲面であることが好ましい。こうした構成によれば、絶縁層は連続的な厚さ分布を持つこととなり、断面形状が「アーチ型」となる。絶縁層がこうした厚さ分布を有していると、基板表面における圧縮応力の分布に局所的な偏りがなくなるため、効率的に基板が強化される。
【００１７】
上記電気光学装置においては、前記機能層に重ねて形成された平坦化膜をさらに有し、
前記平坦化膜が前記基板に及ぼす応力は、前記機能層が前記基板に及ぼす応力よりも小さいことが好ましい。こうした構成によれば、機能層に基板を強化する機能を持たせつつ、機能層が有する厚さの不均一を当該平坦化膜によって平坦化することができ、機能層上に配置される構成要素の、当該機能層の厚さの不均一に起因する不具合の発生を防止することができる。当該平坦化膜には、無機物質又は有機物質を用いることができる。
【００１８】
本発明による電子機器は、上記電気光学装置を備えることを特徴とする。こうした構成の電子機器は、基板が強化された電気光学装置を有するので、外部からの外力や衝撃の印加に強いという特徴を有する。
【００１９】
本発明による電気光学装置の製造方法は、基板の面の中心部近傍に第１の薄膜を形成する工程と、前記基板上に、前記第１の薄膜を覆って前記第１の薄膜と同一の物質を含む第２の薄膜を形成することにより、前記基板上に前記第１の薄膜と前記第２の薄膜とからなる機能層を形成する工程と、前記機能層上に電気光学物質を配置する工程とを有することを特徴とする。
【００２０】
このような方法によって形成される機能層は、第１の薄膜が形成された領域においては厚く、それ以外の領域においては薄くなる。また、第２の薄膜の形成の際には第１の薄膜による段差が緩和され、全体として、中央部における厚さが、当該中央部の周辺部における厚さよりも大きい機能層が得られる。このような機能層は、基板の当該機能層が形成された側の表面に圧縮応力を発生させる。このため、基板の、機能層が形成されていない面に外力が印加され、機能層形成側表面に引張応力が発生したとしても、上記圧縮応力がこれに抗するので、基板が割れにくい。このように、上記方法によれば、絶縁層の存在によって強化された基板を有し、外力に対して堅牢な電気光学装置が得られる。ここで、前記機能層を形成する工程の後であって前記電気光学物質を配置する工程の前には、当該機能層に重ねて平坦化膜を形成する工程をさらに含んでいてもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、図面を参照し、本発明の実施形態について説明する。なお、以下に示す各図においては、各構成要素を図面上で認識され得る程度の大きさとするため、各構成要素の寸法や比率を実際のものとは適宜に異ならせてある。
【００２２】
（第１の実施形態）
＜Ａ．液晶表示装置の構成＞
図１は、本発明の第１の実施形態に係る「電気光学装置」としての液晶表示装置１の斜視図であり、図２は、液晶表示装置１の画素部の拡大断面図である。液晶表示装置１は、ＴＦＴ素子７０をスイッチング素子とするアクティブマトリクス方式の半透過反射型表示装置である。
【００２３】
図１に示すように、液晶表示装置１は、シール剤３５を介して互いに対向して固着されたガラス基板１１、ガラス基板２１を有している。シール剤３５は、ガラス基板２１の外縁部近傍に形成されている。ガラス基板１１が、本発明における「基板」に対応する。ガラス基板１１上には素子側機能層１２が、また、ガラス基板２１上には対向側機能層２２が形成されている。以下では、ガラス基板１１および素子側機能層１２をまとめて「素子基板１０」とも呼び、またガラス基板２１および対向側機能層２２をまとめて「対向基板２０」とも呼ぶ。観察者は、素子基板１０の側から液晶表示装置１を観察する。
【００２４】
素子基板１０、対向基板２０、シール剤３５が作る空間には液晶８０が封入されている。液晶８０が、本発明における「電気光学物質」に対応する。液晶表示装置１は、この液晶８０の作用により、表示領域３２において表示を行う装置である。素子基板１０上には、液晶８０を駆動するためのドライバ３９が実装されている。表示領域３２は、マトリクス状に配列された画素からなり、ドライバ３９はこれらの各々の画素に対して液晶８０を所望の状態に駆動させるための駆動信号を出力する。
【００２５】
図２に示すように、ガラス基板１１には、アルミニウムなどの金属からなるゲート電極７１が設けられ、その上にはゲート絶縁膜７２とアモルファスシリコン層７３、およびアルミニウムなどの金属からなるソース電極７４とドレイン電極７５が設けられている。ゲート電極７１、アモルファスシリコン層７３、ソース電極７４、ドレイン電極７５が、ＴＦＴ素子７０を構成する。
【００２６】
これらに積層して、シリコン窒化膜からなる絶縁層６８、透明樹脂層６９、およびＩＴＯ（Indium Tin Oxide）からなる画素電極７９がこの順に積層されている。ここで、絶縁層６８は、本発明における「機能層」に対応し、透明樹脂層６９は、本発明における「平坦化膜」に対応する。また、シリコン窒化膜は、本発明における「無機物質」の一つであるが、「無機物質」には、この他にも酸化シリコンを始めとする素子基板の絶縁層として用いられる材料等が含まれる。画素電極７９は、絶縁層６８および透明樹脂層６９を貫通して開けられたコンタクトホール７７を介してドレイン電極７５と電気的に接続されている。なお、画素電極７９上には配向膜が形成されているが図示を省略した。以上の、ガラス基板１１上に形成された構成要素が、前述の素子側機能層１２に対応する。
【００２７】
一方、ガラス基板２１上には、アルミニウムの反射膜７８、カラーフィルタ５０、オーバーコート５２およびＩＴＯからなる対向電極８４がこの順に積層されている。反射膜７８は、画素の一部にのみ形成されており、反射膜７８が形成された領域が反射表示部となり、反射膜７８が形成されない領域が透過表示部となる。良好な光学特性を得るために、透過表示部においては、絶縁層６８および透明樹脂層６９が形成されておらず、液晶８０の層の厚さが反射表示部に比べて大きくなっている。また、反射表示の視野角を向上させるために、反射膜７８は細かな散乱パターンをもって形成されている。カラーフィルタ５０は、入射した光のうちの特定の波長成分を吸収することによって透過光を着色する樹脂である。オーバーコート５２は、カラーフィルタ５０を保護するとともにカラーフィルタ５０によってできた凹凸を平坦化するための透明な樹脂層である。なお、対向電極８４上には配向膜が形成されているが図示を省略した。以上の、ガラス基板２１上に形成された構成要素が、前述の対向側機能層２２に対応する。
【００２８】
続いて、こうした構成の液晶表示装置１の電気的な構成について、図３を用いて説明する。図３は、液晶表示装置１の画素おける各種素子、配線等の等価回路を示した模式図である。
【００２９】
図３に示すように、液晶表示装置１には、データ線６および走査線７が格子状に配置されており、これらの交差に対応してマトリクス状に画素が形成されている。画像信号が供給されるデータ線６は、ＴＦＴ素子７０のソース電極７４に電気的に接続されている。データ線６には、ドライバ３９から画像信号Ｓ１，Ｓ２，…，Ｓｎがこの順に線順次に供給される。あるいは、相隣接する複数のデータ線６同士に対して、グループ毎に供給される構成であってもよい。
【００３０】
また、ＴＦＴ素子７０のゲート電極７１には、走査線７を介して、ドライバ３９から所定のタイミングでパルス的に走査信号Ｇ１，Ｇ２，…，Ｇｍがこの順に線順次に印加される。画素電極７９は、ＴＦＴ素子７０のドレイン電極７５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７０を一定期間だけ閉じることにより、データ線６から供給される画像信号Ｓ１，Ｓ２，…，Ｓｎが所定のタイミングで印加される。
【００３１】
上記画像信号Ｓ１，Ｓ２，…，Ｓｎは、画素電極７９および対向電極８４に挟持された液晶８０に印加され、一定期間保持される。ここで保持された画像信号Ｓ１，Ｓ２，…，Ｓｎがリークするのを防ぐために、画素電極７９と対向電極８４との間に形成される液晶容量と並列に蓄積容量８５が設けられている。蓄積容量８５は、画素電極７９と、定電位に固定された容量電極８との間に設けられている。
【００３２】
液晶８０は、印加される電圧レベルに応じて配向状態が変化し、配向状態に応じて透過する光の偏光状態を変化させることができる。液晶表示装置１は、この偏光状態の変化を利用して入射光の透過率を変化させることにより、階調表示を含む様々な表示を行うことができる。すなわち、液晶表示装置１は、画像信号Ｓ１，Ｓ２，…，Ｓｎに応じた輝度の光を射出して表示を行うことができる。
【００３３】
＜Ｂ．ガラス基板の強化＞
上記液晶表示装置１を、一部の層構造を厚さ方向に拡大して示した断面図が図４である。図４においては、ガラス基板１１上に形成されたＴＦＴ素子７０、絶縁層６８および透明樹脂層６９と、ガラス基板２１上に形成されたカラーフィルタ５０、オーバーコート５２が厚さ方向に拡大して描かれている。この図に示すように、絶縁層６８は、その中心部近傍に仮想された略円形の中央部６１（図１参照）における厚さの平均値が、当該中央部６１の周辺部６２における厚さの平均値より大きくなっている。そして、絶縁層６８の液晶８０側の表面形状は、中央部６１の中心部から周辺部６２の外縁部に向かって厚さが減少する曲面となっている。このため、絶縁層６８の断面は、図４に示すように「アーチ型」となる。
【００３４】
このような構成の絶縁層６８は、ガラス基板１１上にあっては、その面積を広げようとする（すなわち厚さを均一にしようとする）方向の内部応力をもつ。一方、ガラス基板１１は、当該内部応力に抗するに十分な硬度を有しているので、実際には上記のような機能層６８の面積の拡大は起こらず、機能層６８は前記内部応力を内包した状態でガラス基板１１上に形成される。このため、ガラス基板１１の表面には当該内部応力の抗力としての圧縮応力が発生する。この状態において、ガラス基板１１の、機能層６８が形成されていない面に外力が印加され、機能層６８形成側表面に引張応力が発生したとしても、上記圧縮応力がこれに抗するので、ガラス基板１１が割れにくくなっている。すなわち、ガラス基板１１は、絶縁層６８によって強化されている。特に、ガラス基板１１の強度が最も弱くなる中央部６１において最も大きな圧縮応力が働くこととなるので、強度の弱い部分を効果的に補強することができる。また、上記および図４のように絶縁層６８がいわゆる「アーチ型」の厚さ分布を有していると、応力分布に局所的な偏りがないため効率的にガラス基板１１が強化される。本実施形態では、絶縁層６８の中央部６１における厚さの最大値は５μｍである。当該最大値は、１μｍ以上であればガラス基板１１の強化に効果があり、製造プロセスにおける処理時間を鑑みれば１０μｍ以下とすることが好ましい。なお、絶縁層６８の存在によってガラス基板１１には若干の引張応力も発生するが、これは上記圧縮応力に対する影響がほとんどない程度のものである。
【００３５】
絶縁層６８の厚さの不均一は、これを覆って形成された透明樹脂層６９によって平坦化されている。したがって、絶縁層６８の厚さの不均一が液晶表示装置１に対して不具合（例えば液晶８０の層の厚さのバラツキによる光学特性の低下等）を発生させることはない。また、透明樹脂層６９は、絶縁層６８に比べてガラス基板１１表面に発生させる応力が小さいので、ガラス基板１１の強度にはほとんど影響を与えない。
【００３６】
なお、絶縁層６８および透明樹脂層６９には、上述したようにコンタクトホール７７が形成されているが、これが上記圧縮応力に及ぼす影響は小さく、コンタクトホール７７がない場合とほぼ同程度にガラス基板１１が強化される。同様に、中央部６１の中心部から周辺部６２の外縁部にかけて、絶縁層６８の厚さが連続的に減少しておらず多少の凹凸があったとしても、中央部６１における厚さの平均値が周辺部６２における厚さの平均値より大きければガラス基板１１の表面に圧縮応力が働き、ガラス基板１１が強化される。
【００３７】
以上のように、ガラス基板１１は、急冷やイオン置換等の加工を施さなくても、絶縁層６８の存在によって強化される。このため、薄膜形成プロセスを有する既存の液晶表示装置の製造装置を用いてガラス基板１１を強化することができる。また、例えば液晶表示装置１の製造後にガラス基板１１をエッチングによって薄くするような場合であってもガラス基板１１を強化された状態に保つことができる。液晶表示装置１は、観察側表面において表示を行うという機能上、電子機器等に組み込んだ際に観察側表面を十分に保護できないことが多いが、本実施形態の構成によれば、観察側表面から印加される外力に対してある程度抗することができ、液晶表示装置１、ひいてはこれを組み込んだ電子機器の堅牢性を効果的に向上させることができる。
【００３８】
＜Ｃ．液晶表示装置の製造方法＞
次に、液晶表示装置１の製造方法について、図５の工程図および図６の断面図を用いて説明する。図５において、工程Ｐ１１から工程Ｐ１７は複合素子基板を製造するための工程であり、工程Ｐ２４から工程Ｐ２８は複合対向基板を製造するための工程である。工程Ｐ３１から工程Ｐ３５は、複合素子基板および複合対向基板を組み合わせて液晶表示装置１を製造するための工程である。工程Ｐ１１から工程Ｐ１７、および工程Ｐ２４から工程Ｐ２８は、それぞれ独立に行われる。図６（ａ）から（ｅ）は、上記各製造工程において、一つの液晶表示装置１に着目したときの断面図である。
【００３９】
ここで、複合素子基板は、ガラス基板１１上に複数の液晶表示装置１に対応する素子側機能層１２をマトリクス状に形成したものであり、複数の素子基板１０を内包する。同様に、複合対向基板は、ガラス基板２１上に複数の液晶表示装置１に対応する対向側機能層２２をマトリクス状に形成したものであり、複数の対向基板２０を内包する。個々の液晶表示装置１は、複合素子基板および複合対向基板を貼り合わせて複合基板を形成した後に、これを行方向に１次ブレイクして一つの行からなる短冊状の複合基板を取り出し、さらに当該短冊状の複合基板を個々の液晶表示装置１に対応する形状に２次ブレイクする工程を経て製造される。
【００４０】
まず、工程Ｐ１１では、ガラス基板１１上に、公知の成膜技術等を用いてＴＦＴ素子７０を形成する（図６（ａ））。
【００４１】
次に、工程Ｐ１２では、ガラス基板１１の面の中心部近傍に、一部のＴＦＴ素子７０を覆った状態に第１の薄膜６８ａを形成する（図６（ｂ））。第１の薄膜６８ａは、後に絶縁層６８の一部を構成する薄膜であり、シリコン窒化膜からなる。この工程は、ガラス基板１１上にシリコン窒化膜を形成した後、フォトリソグラフィーによってパターニングして行われる。
【００４２】
続く工程Ｐ１３では、ガラス基板１１上に、第１の薄膜６８ａを覆って、第２の薄膜６８ｂを形成する（図６（ｃ））。第２の薄膜６８ｂは、第１の薄膜６８ａと同じくシリコン窒化膜からなり、一つの液晶表示装置１に対応する領域に形成される。この工程も、ガラス基板１１上にシリコン窒化膜を形成した後、フォトリソグラフィーによってパターニングして行われる。
【００４３】
工程Ｐ１２、工程Ｐ１３で形成された第１の薄膜６８ａ、第２の薄膜６８ｂは、絶縁層６８を構成する。絶縁層６８は、第１の薄膜６８ａが形成された領域においては厚く、それ以外の領域においては薄くなる。また、第２の薄膜６８ｂの形成の際には第１の薄膜６８ａによる段差が緩和されるので、全体として中心部が厚く、外縁部に向かうにつれて薄くなる構成となる。
【００４４】
次に、工程Ｐ１４では、ガラス基板１１上の全体に透明樹脂層６９を形成する（図６（ｄ））。この工程は、スピンコート法によって行われる。この結果、絶縁層６８が有する表面の凹凸が平坦化される。
【００４５】
続く工程Ｐ１７では、コンタクトホール７７、画素電極７９を形成し（図２参照）、さらに配向膜形成、ラビング処理を行う。これらは、液晶表示装置の製造方法として公知の技術を用いて行われる。こうして複合素子基板が完成する。
【００４６】
次に、複合対向基板の製造工程について説明する。まず、工程Ｐ２４では、ガラス基板２１上に反射膜７８を形成する。この工程は、ガラス基板２１にアルミニウムをスパッタした後、フォトリソグラフィーによってパターニングすることによって行われる。
【００４７】
次に、工程Ｐ２５では、ガラス基板２１上に、反射膜７８を覆ってカラーフィルタ５０を形成する。この工程は、スピンコート法やフォトリソグラフィー等の公知の技術を用いて行われる。
【００４８】
続く工程Ｐ２６では、カラーフィルタ５０上に、透明樹脂からなるオーバーコート５２を形成する。この工程は、スピンコート法やフォトリソグラフィー等の公知の技術を用いて行われる。
【００４９】
この後の工程Ｐ２７では、オーバーコート５２上に対向電極８４を形成し、さらに配向膜形成、ラビング処理を行う。これらは、液晶表示装置の製造方法として公知の技術を用いて行われる。
【００５０】
続く工程Ｐ２８では、ガラス基板２１上の所定の位置にシール剤３５を形成する。この工程は、スクリーン印刷やディスペンサーによる塗布等によって行われる。こうして複合対向基板が完成する。
【００５１】
工程Ｐ３１では、工程Ｐ１１から工程Ｐ１７を経て製造された複合素子基板と、工程Ｐ２４から工程Ｐ２８を経て製造された複合対向基板とを貼り合せて、複合基板を形成する。貼り合わせは、複合素子基板と複合対向基板との間でアライメント（位置合わせ）をした後、シール剤３５を介して接触、圧着して行われる。
【００５２】
続く工程Ｐ３２では、上記複合基板に対して１次ブレイクを行う。１次ブレイクは、ガラス基板１１，２１の表面をスクライブした後に、外力を印加して分割することによって行われる。この工程を経て、液晶表示装置１に対応する構成要素が一行に並んだ短冊状の複合基板が得られる。この短冊状の複合基板の一つの端面には、各液晶表示装置１に対応する液晶注入口（不図示）が露出している。
【００５３】
次に、工程Ｐ３３では、工程Ｐ３２で得られた短冊状の複合基板に注入口から液晶８０を注入し、注入口を封止する。液晶の注入は、真空下で注入口に液晶８０を浸し、素子基板１１、対向基板２１、シール剤３５によって囲まれた領域に毛細管現象によって液晶８０を導入して行う。封止は、注入口に紫外線硬化性樹脂を塗布した後に紫外線を照射し、当該樹脂を硬化させて行う。なお、封止工程の後には基板の洗浄が行われるが、図示を省略した。
【００５４】
次に、工程Ｐ３４では、液晶注入および封止が完了した短冊状の複合基板に対して２次ブレイクを行う。２次ブレイクは、液晶表示装置１の外形に沿ってガラス基板１１，２１の表面をスクライブした後に、外力を印加して分割することによって行われる。この工程を経て、単一の素子基板１１および対向基板２１を備えた、液晶表示装置１に対応する液晶パネルが得られる（図６（ｅ））。
【００５５】
最後に、工程Ｐ３５において素子基板１０上にドライバ３９を実装して、液晶表示装置１が完成する。
【００５６】
以上の製造方法によれば、ガラス基板１１上にアーチ状の厚さ分布をもつ絶縁層６８を有する液晶表示装置１を製造することができる。これにより、ガラス基板１１に対して急冷やイオン置換等の加工を施すことなく、薄膜形成技術を用いてガラス基板１１、ひいては液晶表示装置１を強化することができる。
【００５７】
（第２の実施形態）
上述した第１の実施形態は、素子基板１０が観察側に配置され、当該素子基板１０を構成するガラス基板１１を強化する構成であるが、これに代えて、対向基板２０を観察側に配置し、当該対向基板２０を構成するガラス基板２１を強化する構成とすることもできる。以下では、こうした構成の第２の実施形態に係る液晶表示装置１Ａについて、第１の実施形態に係る液晶表示装置１との相違点を中心に説明する。
【００５８】
液晶表示装置１Ａの外観は、第１の実施形態の液晶表示装置１と同様であり、その斜視図は図１に示されている。ただし、観察者が対向基板２０の側から表示を観察する点において液晶表示装置１と異なる。液晶表示装置１Ａの画素部の拡大断面図を図７に、また、液晶表示装置１Ａを、一部の層構造を厚さ方向に拡大して示した断面図を図８に示す。
【００５９】
図７および図８からわかるように、液晶表示装置１Ａの素子基板１０は、ＴＦＴ素子７０を覆って形成された絶縁層６７の厚さが均一であり、透明樹脂層６９を持たない。また、絶縁層６７上の一部に反射膜７８が形成されている。素子基板１０は、これらの点において液晶表示装置１と異なるが、その他の構成については液晶表示装置１と同様である。
【００６０】
一方、液晶表示装置１Ａの対向基板２０は、ガラス基板２１とカラーフィルタ５０との間に反射膜がなく、代わりに機能層５８および透明樹脂層５９が形成されている。機能層５８、透明樹脂層５９は、上述の液晶表示装置１における絶縁層６８、透明樹脂層６９と同一の材料からなり、構成も略同等である。より詳細には、導通のためのコンタクトホール７７が形成されない点を除けば絶縁層６８、透明樹脂層６９と同等の構成である。すなわち、機能層５８は、その中心部近傍に仮想された略円形の中央部６１（図１参照）における厚さの平均値が、当該中央部６１の周辺部６２における厚さの平均値より大きくなっている。また、機能層５８の厚さの不均一は、これを覆って形成された透明樹脂層５９によって平坦化されている。透明樹脂層５９上には、カラーフィルタ５０、オーバーコート５２がこの順に積層されている。本実施形態においては、ガラス基板２１が本発明の「基板」に対応し、透明樹脂層５９が本発明の「平坦化膜」に対応する。
【００６１】
以上のような構成によれば、ガラス基板２１の背面側表面には、機能層５８の影響により圧縮応力が発生する。このため、ガラス基板２１の強度が第１の実施形態のガラス基板１１と同様に向上する。これにより、ガラス基板２１は、観察側表面から印加される外力に対してある程度抗することができ、液晶表示装置１Ａ、ひいてはこれを組み込んだ電子機器の堅牢性が向上する。
【００６２】
次に、液晶表示装置１Ａの製造方法について、図９の工程図および図１０の断面図を用いて説明する。図９において、工程Ｐ１１から工程Ｐ１７は複合素子基板を製造するための工程であり、工程Ｐ２１から工程Ｐ２８は複合対向基板を製造するための工程である。工程Ｐ３１から工程Ｐ３５は、複合素子基板および複合対向基板を組み合わせて液晶表示装置１を製造するための工程である。工程Ｐ１１から工程Ｐ１７、および工程Ｐ２１から工程Ｐ２８は、それぞれ独立に行われる。図１０（ａ）から（ｅ）は、上記各製造工程において、一つの液晶表示装置１Ａに着目したときの断面図である。
【００６３】
まず、工程Ｐ１１では、ガラス基板１１上に、公知の成膜技術等を用いてＴＦＴ素子７０を形成する。
【００６４】
次に、工程Ｐ１５では、ＴＦＴ素子７０を覆って絶縁層６７を形成する。ここでは、第１の実施形態とは異なり、均一な厚さのシリコン窒化膜を一度に形成する。すなわち、複合素子基板側の絶縁層６７にはアーチ状の厚さ分布をもたせない。
【００６５】
次に、工程Ｐ１６では、絶縁層６７上であって反射表示部に対応する領域に反射膜７８を形成する（図７参照）。この工程は、アルミニウムをスパッタした後、フォトリソグラフィーによってパターニングすることによって行われる。
【００６６】
続く工程Ｐ１７では、コンタクトホール７７、画素電極７９を形成し（図７参照）、さらに配向膜形成、ラビング処理を行う。これらは、液晶表示装置の製造方法として公知の技術を用いて行われる。こうして複合素子基板が完成する。
【００６７】
次に、複合対向基板の製造工程について説明する。まず、工程Ｐ２１では、ガラス基板２１の面の中心部近傍に第１の薄膜５８ａを形成する（図１０（ａ））。第１の薄膜５８ａは、後に機能層５８の一部を構成する薄膜であり、シリコン窒化膜からなる。この工程は、ガラス基板２１上にシリコン窒化膜を形成した後、フォトリソグラフィーによってパターニングして行われる。
【００６８】
続く工程Ｐ２２では、ガラス基板２１上に、第１の薄膜５８ａを覆って、第２の薄膜５８ｂを形成する（図１０（ｂ））。第２の薄膜５８ｂは、第１の薄膜５８ａと同じくシリコン窒化膜からなり、一つの液晶表示装置１Ａに対応する領域に形成される。この工程も、ガラス基板２１上にシリコン窒化膜を形成した後、フォトリソグラフィーによってパターニングして行われる。
【００６９】
工程Ｐ２１、工程Ｐ２２で形成された第１の薄膜５８ａ、第２の薄膜５８ｂは、機能層５８を構成する。機能層５８は、第１の薄膜５８ａが形成された領域においては厚く、それ以外の領域においては薄くなる。また、第２の薄膜５８ｂの形成の際には第１の薄膜５８ａによる段差が緩和されるので、全体として中心部が厚く、外縁部に向かうにつれて薄くなる構成となる。
【００７０】
次に、工程Ｐ２３では、ガラス基板２１上の全体に透明樹脂層５９を形成する（図１０（ｃ））。この工程は、スピンコート法によって行われる。この結果、機能層５８が有する表面の凹凸が平坦化される。
【００７１】
次に、工程Ｐ２５では、ガラス基板２１上に、反射膜７８を覆ってカラーフィルタ５０を形成する。この工程は、スピンコート法やフォトリソグラフィー等の公知の技術を用いて行われる。
【００７２】
続く工程Ｐ２６では、カラーフィルタ５０上に、透明樹脂からなるオーバーコート５２を形成する。この工程は、スピンコート法やフォトリソグラフィー等の公知の技術を用いて行われる。
【００７３】
この後の工程Ｐ２７では、オーバーコート５２上に対向電極８４を形成し、さらに配向膜形成、ラビング処理を行う。これらは、液晶表示装置の製造方法として公知の技術を用いて行われる。
【００７４】
続く工程Ｐ２８では、ガラス基板２１上の所定の位置にシール剤３５を形成する。この工程は、スクリーン印刷やディスペンサーによる塗布によって行われる。こうして複合対向基板が完成する。
【００７５】
この後の工程Ｐ３１から工程Ｐ３５は、上記工程で得られた複合素子基板および複合対向基板を組み合わせて液晶表示装置１Ａを製造するための工程であるが、これらの工程は第１の実施形態と全く同様に行われるので説明は省略する。
【００７６】
以上の製造方法によれば、ガラス基板２１上にアーチ状の厚さ分布をもつ機能層５８を有する液晶表示装置１Ａを製造することができる。これにより、ガラス基板２１に対して急冷やイオン置換等の加工を施すことなく、薄膜形成技術を用いてガラス基板２１、ひいては液晶表示装置１Ａを強化することができる。
【００７７】
（第３の実施形態）
上記第２の実施形態は、観察側に配置されたガラス基板２１上に機能層５８を配置することによって当該ガラス基板２１を強化する構成であるが、これに代えて、ガラス基板２１上のオーバーコートによって強化する構成とすることもできる。以下ではこうした構成の第３の実施形態に係る液晶表示装置１Ｂについて、第２の実施形態に係る液晶表示装置１Ａとの相違点を中心に説明する。特に、液晶表示装置１Ｂの素子基板１０の構成については液晶表示装置１Ａの素子基板１０の構成と全く同じであるので説明を省略する。
【００７８】
液晶表示装置１Ｂを、一部の層構造を厚さ方向に拡大して示した断面図を図１１に示す。この図からわかるように、液晶表示装置１Ｂの対向基板２０は、ガラス基板２１上にカラーフィルタ５０、第１オーバーコート５１、第２オーバーコート５２が形成された構成となっている。ここで、ガラス基板２１が本発明における「基板」に対応し、第１オーバーコート５１が本発明における「機能層」および「パッシベーション膜」に対応し、第２オーバーコート５２が本発明における「平坦化膜」に対応する。
【００７９】
第１オーバーコート５１は、第２の実施形態における機能層５８と同様、その中心部近傍に仮想された略円形の中央部６１における厚さの平均値が、当該中央部を除いた周辺部６２における厚さの平均値より大きくなっている。第１オーバーコート５１は、第２オーバーコート５２に比べてガラス基板２１の表面に大きな応力を発生させる樹脂材料からなる。第２オーバーコート５２は、第２の実施形態におけるオーバーコート５２と同一の材料からなり、第１オーバーコート５１の厚さの不均一を平坦化する役割を担う。
【００８０】
上記のようないわゆるアーチ型の厚さ分布を有する第１オーバーコート５１は、ガラス基板２１の面の中心部近傍に当該第１オーバーコート５１の材料からなる第１の薄膜を形成し、その後同一の材料からなる第２の薄膜を、第１の薄膜を覆って形成することによって形成することができる。
【００８１】
以上のような構成によれば、ガラス基板２１の背面側表面には、第１オーバーコート５１の影響により圧縮応力が発生する。このため、第２の実施形態と同様、ガラス基板２１の強度が向上する。これにより、ガラス基板２１は、観察側表面から印加される外力に対してある程度抗することができ、液晶表示装置１Ｂ、ひいてはこれを組み込んだ電子機器の堅牢性が向上する。
【００８２】
（第４の実施形態）
上記各実施形態は、観察側基板のみを強化する構成であるが、これに代えて、観察側基板と背面側基板の両方を強化する構成とすることもできる。以下では、こうした構成の第４の実施形態に係る液晶表示装置１Ｃについて説明する。
【００８３】
液晶表示装置１Ｃを、一部の層構造を厚さ方向に拡大して示した断面図を図１２に示す。液晶表示装置１Ｃの素子基板１０は、第１の実施形態の液晶表示装置１における素子基板１０と同一の構成である。また、液晶表示装置１Ｃの対向基板２０は、第２の実施形態の液晶表示装置１Ａにおける対向基板２０と同一の構成である。すなわち、液晶表示装置１Ｃは、絶縁層６８によって素子基板１０のガラス基板１１を強化し、かつ機能層５８によって対向基板２０のガラス基板２１を強化する構成となっている。
【００８４】
こうした構成によれば、ガラス基板１１，２１の表面に圧縮応力が発生するので、液晶表示装置１Ｃは、観察側表面、背面側表面のいずれから外力が印加されたとしてもこれに対してある程度抗することができ、液晶表示装置１Ｃ、ひいてはこれを組み込んだ電子機器の堅牢性が向上する。
【００８５】
液晶表示装置１Ｃは、液晶表示装置１の製造方法および液晶表示装置１Ａの製造方法を組み合わせた製造方法によって製造することができる。すなわち、複合素子基板については図５における工程Ｐ１１から工程Ｐ１７を、複合対向基板については図９における工程Ｐ２１から工程Ｐ２８を、また貼り合わせ以降の工程については図５における工程Ｐ３１から工程Ｐ３５をそれぞれ採用した製造方法によって製造することができる。
【００８６】
（電子機器への搭載例）
本発明を適用した液晶表示装置１（液晶表示装置１Ａないし１Ｃを含む）は、例えば、図１４に示す携帯電話機５００に搭載して用いることができる。携帯電話機５００は、表示部５１０および操作ボタン５２０を有している。表示部５１０は、内部に組み込まれた液晶表示装置１によって、操作ボタン５２０で入力した内容や着信情報を始めとする様々な情報を表示することができる。携帯電話機５００は、観察側ガラス基板が強化された液晶表示装置１を有するので、一般に強度不足となりやすい表示部５１０においても外部からの衝撃に強いという特徴を有する。また、液晶表示装置１の堅牢性に起因して、主に表示部５１０に用いる材料の強度などに関して設計の自由度が高いという特徴を有する。
【００８７】
なお、本発明を適用した液晶表示装置１は、上記携帯電話機５００の他、モバイルコンピュータ、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、車載機器、オーディオ機器、プロジェクタなどの各種電子機器に用いることができる。
【００８８】
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態に対しては、本発明の趣旨から逸脱しない範囲で様々な変形を加えることができる。変形例としては、例えば以下のようなものが考えられる。
【００８９】
（変形例１）
上記各実施形態はすべて、少なくとも観察側基板を強化する構成であるが、本発明はこれに限定する趣旨ではなく、背面側基板のみを強化する構成とすることもできる。
【００９０】
（変形例２）
上記第４の実施形態においては、対向基板２０を観察側、素子基板１０を背面側に配置し、両基板とも強化する構成であるが、対向基板２０と素子基板１０の配置は逆であってもよい。ただし、このときは反射膜７８を対向基板２０に形成することが好ましい。
【００９１】
（変形例３）
上記各実施形態において、絶縁層６８、機能層５８、第１オーバーコート５１は、中央部６１の中心部が最も厚く、周辺部６２の外縁部に向かうにつれて徐々に薄くなっていく構成となっているが、本発明はこれに限定する趣旨ではない。例えば、図１３の断面図における絶縁層６８のように、断面が波状となっている構成などであってもよい。この図においては、領域６２ａおよび領域６２ｂを合わせたものが周辺部６２に相当する。ここで、絶縁層６８の各領域における厚さの平均値は、中央部６１＞領域６２ｂ＞領域６２ａとなっているが、中央部６１における厚さの平均値が周辺部６２における厚さの平均値より大きいことに変わりはなく、こうした構成においてもガラス基板１１の表面には圧縮応力が働き、強化される。
【００９２】
（変形例４）
上記各実施形態では、本発明の「機能層」に対応する薄膜は無機材料又は有機材料であるが、これに代えて金属材料を用いてもよい。基板に形成された金属の薄膜は、基板表面に発生させる応力が大きいため、無機材料の薄膜等よりも薄い薄膜で同様の効果を得ることができる。具体的には、厚さの最大値が１００Å以上であれば基板の強化に効果があり、製造プロセスにおける処理時間を鑑みれば５０００Å以下とすることが好ましい。
【００９３】
（変形例５）
上記各実施形態では、中央部６１を、図１に示すように本発明の「機能層」に対応する薄膜の中心部近傍に仮想された略円形の領域であるとしたが、本発明はこの形状に限定する趣旨ではなく、正方形、長方形、五角形その他の多角形、又は楕円形等、どのような形状に仮想してもよい。
【００９４】
（変形例６）
本発明の「機能層」に対応する、厚さ分布を有する層を形成するための方法は、上記各実施形態に述べた方法以外に次のような方法を用いてもよい。すなわち、当該機能層の材料を基板上に一様に形成し、ドライエッチングによるパターニングの際にパターンの外縁部のレジストが損傷するようにレジストを配置しておく。このようにすれば、ドライエッチングの工程において機能層の周辺部が一部エッチングされて薄くなり、上記各実施形態と同様な厚さ分布をもつ機能層が得られる。
【００９５】
（変形例７）
上記実施形態および各変形例は、ＴＦＴをスイッチング素子とするアクティブマトリクス駆動方式の液晶表示装置に関するものであるが、これに代えて、ＴＦＤ（Thin Film Diode）をスイッチング素子とするもの、パッシブマトリクス駆動方式のもの、液晶モードがＴＮ（Twisted Nematic）モードのもの、又はＳＴＮ（Super Twisted Nematic）モードのもの等のいずれにも適用することができる。この他にも、有機ＥＬ（Electro Luminescence）パネル、およびＤＭＤ（Digital Micromirror Device）等のガラス基板を有する種々の電気光学装置に適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】本発明の実施形態に係る液晶表示装置の斜視図。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る液晶表示装置の断面図。
【図３】本発明の実施形態に係る液晶表示装置の画素おける各種素子、配線等の等価回路を示した模式図。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る液晶表示装置の断面図。
【図５】本発明の第１の実施形態に係る液晶表示装置の製造工程を示す図。
【図６】（ａ）から（ｅ）は、本発明の第１の実施形態に係る液晶表示装置の製造工程を説明するための断面図。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る液晶表示装置の断面図。
【図８】本発明の第２の実施形態に係る液晶表示装置の断面図。
【図９】本発明の第２の実施形態に係る液晶表示装置の製造工程を示す図。
【図１０】（ａ）から（ｅ）は、本発明の第２の実施形態に係る液晶表示装置の製造工程を説明するための断面図。
【図１１】本発明の第３の実施形態に係る液晶表示装置の断面図。
【図１２】本発明の第４の実施形態に係る液晶表示装置の断面図。
【図１３】本発明の変形例に係る液晶表示装置の断面図。
【図１４】本発明の実施形態に係る携帯電話機の斜視図。
【符号の説明】
【００９７】
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ…「電気光学装置」としての液晶表示装置、１０…素子基板、１１，２１…ガラス基板、２０…対向基板、５０…カラーフィルタ、５１，５２…オーバーコート、５８…機能層、５８ａ，６８ａ…第１の薄膜、５８ｂ，６８ｂ…第２の薄膜、５９，６９…透明樹脂層、６１…中央部、６２…周辺部、６７…絶縁層、６８…「機能層」としての絶縁層、７０…「スイッチング素子」としてのＴＦＴ素子、７７…コンタクトホール、７８…反射膜、７９…画素電極、８０…液晶、８４…対向電極、５００…携帯電話機。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置に代表されるような、少なくとも１枚の基板と電気光学物質とを備えた電気光学装置、電子機器、および当該電気光学装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の電気光学装置は、表示装置として種々の電子機器に組み込まれて用いられている。こうした電子機器の設計の自由度を向上させるため、電気光学装置に対しては薄型化の要望が強い。電気光学装置を薄型化するために有効な手段の一つとして、最も厚い部材の一つである基板を薄くすることが挙げられる。
【０００３】
一般に基板の薄さと基板の強度とはトレードオフの関係にあり、基板を薄くすると強度が得られにくくなる。しかし、基板表面が圧縮応力を有するように基板を加工することで基板の強度を向上させることができる。基板表面を押圧すると、その反対側の表面に引張応力（引っ張って広げようとする力）が発生し、この力によって基板が破壊されるところ、当該引張応力に抗する圧縮応力（縮めようとする力）を基板表面が有するように加工すれば破壊強度を向上させることができるためである。こうした加工の方法としては、加熱状態の基板表面を急冷する方法や、基板表面のイオンをより大きなイオンに置換する方法などが知られている。なお、逆に基板表面が引張応力を有するように加工する方法としては、基板表面に引張応力を生じさせるように薄膜を形成する方法が知られている（特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開平７−１６８１６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記の急冷、イオン置換等の加工は、電気光学装置の製造工程において行うことは困難である。このため、基板表面に圧縮応力をもたせて強化するためのより容易な方法を含んだ電気光学装置の製造方法の開発が望まれていた。
【０００６】
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、強化された基板を含む電気光学装置、電子機器、および当該電気光学装置の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明の電気光学装置は、基板と、前記基板上に形成され、前記基板の中央部における厚さが、当該中央部の周辺部の厚さよりも大きい機能層と、前記基板の前記機能層側に配置された電気光学物質と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
上記を満たす厚さ分布を有する機能層は、基板上にあっては、その面積を広げようとする（すなわち厚さを均一にしようとする）方向の内部応力をもつ。一方、基板は、当該内部応力に抗するに十分な硬度を有しているので、実際には上記のような機能層の面積の拡大は起こらず、機能層は前記内部応力を内包した状態で基板上に形成される。このため、基板表面には当該内部応力の抗力としての圧縮応力が発生する。この状態において、基板の、機能層が形成されていない面に外力が印加され、機能層形成側表面に引張応力が発生したとしても、上記圧縮応力がこれに抗するので、基板が割れにくくなる。特に、上記構成によれば、基板の強度が最も弱くなる基板中央部において最も大きな圧縮応力が働くこととなるので、強度の弱い部分を効果的に補強することができる。このように、上記構成によれば、強化された基板を有し、外力に対して堅牢な電気光学装置が得られる。
【０００９】
ここで、中央部とは、機能層が略点対称な領域に形成されているときはその対称の中心の近傍を指す。また、基板と機能層との間、または機能層と電気光学物質との間に他の薄膜等の構成要素が配置されていてもよい。
【００１０】
上記電気光学装置において、前記機能層は、前記中央部における厚さの平均値が、前記周辺部における厚さの平均値よりも大きいことが好ましい。
【００１１】
こうした構成によっても、基板の機能層形成側表面には圧縮応力が発生し、割れにくくなる。すなわち、機能層の厚さ分布は、中央部が最も厚く、外縁部に近付くに従って連続的に薄くなる構成が最も好ましいものの、機能層の一部に穴が開けられていたり、中央部から外縁部にかけて厚さが連続的に減少しておらず多少の凹凸があったとしても、中央部における厚さの平均値が周辺部における厚さの平均値より大きければ基板表面に圧縮応力が働き、基板が強化される。
【００１２】
上記電気光学装置において、前記機能層は絶縁層であることが好ましい。こうした構成によれば、前記機能層に絶縁層としての役割をも持たせることにより、電気光学装置の構造および製造プロセスを簡略化することができる。
【００１３】
上記電気光学装置において、前記機能層はパッシベーション膜であることが好ましい。こうした構成によれば、前記機能層にパッシベーション膜としての役割をも持たせることにより、電気光学装置の構造および製造プロセスを簡略化することができる。
【００１４】
上記電気光学装置において、前記機能層は無機物質であり、前記第１領域における当該機能層の厚さの最大値が１μｍ以上１０μｍ以下であることが好ましい。当該最大値が１μｍ以上であれば、基板表面に圧縮応力を発生させて基板を強化することができる。一方、当該最大値が１０μｍ以下であれば、電気光学装置の製造プロセスにおける処理時間を大幅に増加させることなく機能層を形成することができる。また、機能層を金属によって形成した場合には、当該機能層の厚さの最大値は１００Å以上５０００Å以下とすることが好ましい。当該最大値が１００Å以上である場合は、基板の強化に効果があり、また、電気光学装置の製造プロセスにおける処理時間を鑑みれば５０００Å以下とすることが好ましい。
【００１５】
上記電気光学装置において、前記基板は、前記機能層に覆われてなるスイッチング素子と、当該機能層上に配置された画素電極とを有し、前記スイッチング素子と前記画素電極は、前記機能層に設けられたコンタクトホールを介して電気的に接続されていることが好ましい。こうした構成によれば、スイッチング素子によって画素電極への信号の印加を制御することが可能な電気光学装置が得られる。また、この電気光学装置においては、スイッチング素子が形成された基板が強化されているため、外力が印加されたときのスイッチング素子への影響を小さく抑えることができる。
【００１６】
上記電気光学装置において、前記機能層の前記電気光学物質側の表面形状は、前記中央部から前記周辺部に向かって厚さが減少する曲面であることが好ましい。こうした構成によれば、絶縁層は連続的な厚さ分布を持つこととなり、断面形状が「アーチ型」となる。絶縁層がこうした厚さ分布を有していると、基板表面における圧縮応力の分布に局所的な偏りがなくなるため、効率的に基板が強化される。
【００１７】
上記電気光学装置においては、前記機能層に重ねて形成された平坦化膜をさらに有し、
前記平坦化膜が前記基板に及ぼす応力は、前記機能層が前記基板に及ぼす応力よりも小さいことが好ましい。こうした構成によれば、機能層に基板を強化する機能を持たせつつ、機能層が有する厚さの不均一を当該平坦化膜によって平坦化することができ、機能層上に配置される構成要素の、当該機能層の厚さの不均一に起因する不具合の発生を防止することができる。当該平坦化膜には、無機物質又は有機物質を用いることができる。
【００１８】
本発明による電子機器は、上記電気光学装置を備えることを特徴とする。こうした構成の電子機器は、基板が強化された電気光学装置を有するので、外部からの外力や衝撃の印加に強いという特徴を有する。
【００１９】
本発明による電気光学装置の製造方法は、基板の面の中心部近傍に第１の薄膜を形成する工程と、前記基板上に、前記第１の薄膜を覆って前記第１の薄膜と同一の物質を含む第２の薄膜を形成することにより、前記基板上に前記第１の薄膜と前記第２の薄膜とからなる機能層を形成する工程と、前記機能層上に電気光学物質を配置する工程とを有することを特徴とする。
【００２０】
このような方法によって形成される機能層は、第１の薄膜が形成された領域においては厚く、それ以外の領域においては薄くなる。また、第２の薄膜の形成の際には第１の薄膜による段差が緩和され、全体として、中央部における厚さが、当該中央部の周辺部における厚さよりも大きい機能層が得られる。このような機能層は、基板の当該機能層が形成された側の表面に圧縮応力を発生させる。このため、基板の、機能層が形成されていない面に外力が印加され、機能層形成側表面に引張応力が発生したとしても、上記圧縮応力がこれに抗するので、基板が割れにくい。このように、上記方法によれば、絶縁層の存在によって強化された基板を有し、外力に対して堅牢な電気光学装置が得られる。ここで、前記機能層を形成する工程の後であって前記電気光学物質を配置する工程の前には、当該機能層に重ねて平坦化膜を形成する工程をさらに含んでいてもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、図面を参照し、本発明の実施形態について説明する。なお、以下に示す各図においては、各構成要素を図面上で認識され得る程度の大きさとするため、各構成要素の寸法や比率を実際のものとは適宜に異ならせてある。
【００２２】
（第１の実施形態）
＜Ａ．液晶表示装置の構成＞
図１は、本発明の第１の実施形態に係る「電気光学装置」としての液晶表示装置１の斜視図であり、図２は、液晶表示装置１の画素部の拡大断面図である。液晶表示装置１は、ＴＦＴ素子７０をスイッチング素子とするアクティブマトリクス方式の半透過反射型表示装置である。
【００２３】
図１に示すように、液晶表示装置１は、シール剤３５を介して互いに対向して固着されたガラス基板１１、ガラス基板２１を有している。シール剤３５は、ガラス基板２１の外縁部近傍に形成されている。ガラス基板１１が、本発明における「基板」に対応する。ガラス基板１１上には素子側機能層１２が、また、ガラス基板２１上には対向側機能層２２が形成されている。以下では、ガラス基板１１および素子側機能層１２をまとめて「素子基板１０」とも呼び、またガラス基板２１および対向側機能層２２をまとめて「対向基板２０」とも呼ぶ。観察者は、素子基板１０の側から液晶表示装置１を観察する。
【００２４】
素子基板１０、対向基板２０、シール剤３５が作る空間には液晶８０が封入されている。液晶８０が、本発明における「電気光学物質」に対応する。液晶表示装置１は、この液晶８０の作用により、表示領域３２において表示を行う装置である。素子基板１０上には、液晶８０を駆動するためのドライバ３９が実装されている。表示領域３２は、マトリクス状に配列された画素からなり、ドライバ３９はこれらの各々の画素に対して液晶８０を所望の状態に駆動させるための駆動信号を出力する。
【００２５】
図２に示すように、ガラス基板１１には、アルミニウムなどの金属からなるゲート電極７１が設けられ、その上にはゲート絶縁膜７２とアモルファスシリコン層７３、およびアルミニウムなどの金属からなるソース電極７４とドレイン電極７５が設けられている。ゲート電極７１、アモルファスシリコン層７３、ソース電極７４、ドレイン電極７５が、ＴＦＴ素子７０を構成する。
【００２６】
これらに積層して、シリコン窒化膜からなる絶縁層６８、透明樹脂層６９、およびＩＴＯ（Indium Tin Oxide）からなる画素電極７９がこの順に積層されている。ここで、絶縁層６８は、本発明における「機能層」に対応し、透明樹脂層６９は、本発明における「平坦化膜」に対応する。また、シリコン窒化膜は、本発明における「無機物質」の一つであるが、「無機物質」には、この他にも酸化シリコンを始めとする素子基板の絶縁層として用いられる材料等が含まれる。画素電極７９は、絶縁層６８および透明樹脂層６９を貫通して開けられたコンタクトホール７７を介してドレイン電極７５と電気的に接続されている。なお、画素電極７９上には配向膜が形成されているが図示を省略した。以上の、ガラス基板１１上に形成された構成要素が、前述の素子側機能層１２に対応する。
【００２７】
一方、ガラス基板２１上には、アルミニウムの反射膜７８、カラーフィルタ５０、オーバーコート５２およびＩＴＯからなる対向電極８４がこの順に積層されている。反射膜７８は、画素の一部にのみ形成されており、反射膜７８が形成された領域が反射表示部となり、反射膜７８が形成されない領域が透過表示部となる。良好な光学特性を得るために、透過表示部においては、絶縁層６８および透明樹脂層６９が形成されておらず、液晶８０の層の厚さが反射表示部に比べて大きくなっている。また、反射表示の視野角を向上させるために、反射膜７８は細かな散乱パターンをもって形成されている。カラーフィルタ５０は、入射した光のうちの特定の波長成分を吸収することによって透過光を着色する樹脂である。オーバーコート５２は、カラーフィルタ５０を保護するとともにカラーフィルタ５０によってできた凹凸を平坦化するための透明な樹脂層である。なお、対向電極８４上には配向膜が形成されているが図示を省略した。以上の、ガラス基板２１上に形成された構成要素が、前述の対向側機能層２２に対応する。
【００２８】
続いて、こうした構成の液晶表示装置１の電気的な構成について、図３を用いて説明する。図３は、液晶表示装置１の画素おける各種素子、配線等の等価回路を示した模式図である。
【００２９】
図３に示すように、液晶表示装置１には、データ線６および走査線７が格子状に配置されており、これらの交差に対応してマトリクス状に画素が形成されている。画像信号が供給されるデータ線６は、ＴＦＴ素子７０のソース電極７４に電気的に接続されている。データ線６には、ドライバ３９から画像信号Ｓ１，Ｓ２，…，Ｓｎがこの順に線順次に供給される。あるいは、相隣接する複数のデータ線６同士に対して、グループ毎に供給される構成であってもよい。
【００３０】
また、ＴＦＴ素子７０のゲート電極７１には、走査線７を介して、ドライバ３９から所定のタイミングでパルス的に走査信号Ｇ１，Ｇ２，…，Ｇｍがこの順に線順次に印加される。画素電極７９は、ＴＦＴ素子７０のドレイン電極７５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７０を一定期間だけ閉じることにより、データ線６から供給される画像信号Ｓ１，Ｓ２，…，Ｓｎが所定のタイミングで印加される。
【００３１】
上記画像信号Ｓ１，Ｓ２，…，Ｓｎは、画素電極７９および対向電極８４に挟持された液晶８０に印加され、一定期間保持される。ここで保持された画像信号Ｓ１，Ｓ２，…，Ｓｎがリークするのを防ぐために、画素電極７９と対向電極８４との間に形成される液晶容量と並列に蓄積容量８５が設けられている。蓄積容量８５は、画素電極７９と、定電位に固定された容量電極８との間に設けられている。
【００３２】
液晶８０は、印加される電圧レベルに応じて配向状態が変化し、配向状態に応じて透過する光の偏光状態を変化させることができる。液晶表示装置１は、この偏光状態の変化を利用して入射光の透過率を変化させることにより、階調表示を含む様々な表示を行うことができる。すなわち、液晶表示装置１は、画像信号Ｓ１，Ｓ２，…，Ｓｎに応じた輝度の光を射出して表示を行うことができる。
【００３３】
＜Ｂ．ガラス基板の強化＞
上記液晶表示装置１を、一部の層構造を厚さ方向に拡大して示した断面図が図４である。図４においては、ガラス基板１１上に形成されたＴＦＴ素子７０、絶縁層６８および透明樹脂層６９と、ガラス基板２１上に形成されたカラーフィルタ５０、オーバーコート５２が厚さ方向に拡大して描かれている。この図に示すように、絶縁層６８は、その中心部近傍に仮想された略円形の中央部６１（図１参照）における厚さの平均値が、当該中央部６１の周辺部６２における厚さの平均値より大きくなっている。そして、絶縁層６８の液晶８０側の表面形状は、中央部６１の中心部から周辺部６２の外縁部に向かって厚さが減少する曲面となっている。このため、絶縁層６８の断面は、図４に示すように「アーチ型」となる。
【００３４】
このような構成の絶縁層６８は、ガラス基板１１上にあっては、その面積を広げようとする（すなわち厚さを均一にしようとする）方向の内部応力をもつ。一方、ガラス基板１１は、当該内部応力に抗するに十分な硬度を有しているので、実際には上記のような機能層６８の面積の拡大は起こらず、機能層６８は前記内部応力を内包した状態でガラス基板１１上に形成される。このため、ガラス基板１１の表面には当該内部応力の抗力としての圧縮応力が発生する。この状態において、ガラス基板１１の、機能層６８が形成されていない面に外力が印加され、機能層６８形成側表面に引張応力が発生したとしても、上記圧縮応力がこれに抗するので、ガラス基板１１が割れにくくなっている。すなわち、ガラス基板１１は、絶縁層６８によって強化されている。特に、ガラス基板１１の強度が最も弱くなる中央部６１において最も大きな圧縮応力が働くこととなるので、強度の弱い部分を効果的に補強することができる。また、上記および図４のように絶縁層６８がいわゆる「アーチ型」の厚さ分布を有していると、応力分布に局所的な偏りがないため効率的にガラス基板１１が強化される。本実施形態では、絶縁層６８の中央部６１における厚さの最大値は５μｍである。当該最大値は、１μｍ以上であればガラス基板１１の強化に効果があり、製造プロセスにおける処理時間を鑑みれば１０μｍ以下とすることが好ましい。なお、絶縁層６８の存在によってガラス基板１１には若干の引張応力も発生するが、これは上記圧縮応力に対する影響がほとんどない程度のものである。
【００３５】
絶縁層６８の厚さの不均一は、これを覆って形成された透明樹脂層６９によって平坦化されている。したがって、絶縁層６８の厚さの不均一が液晶表示装置１に対して不具合（例えば液晶８０の層の厚さのバラツキによる光学特性の低下等）を発生させることはない。また、透明樹脂層６９は、絶縁層６８に比べてガラス基板１１表面に発生させる応力が小さいので、ガラス基板１１の強度にはほとんど影響を与えない。
【００３６】
なお、絶縁層６８および透明樹脂層６９には、上述したようにコンタクトホール７７が形成されているが、これが上記圧縮応力に及ぼす影響は小さく、コンタクトホール７７がない場合とほぼ同程度にガラス基板１１が強化される。同様に、中央部６１の中心部から周辺部６２の外縁部にかけて、絶縁層６８の厚さが連続的に減少しておらず多少の凹凸があったとしても、中央部６１における厚さの平均値が周辺部６２における厚さの平均値より大きければガラス基板１１の表面に圧縮応力が働き、ガラス基板１１が強化される。
【００３７】
以上のように、ガラス基板１１は、急冷やイオン置換等の加工を施さなくても、絶縁層６８の存在によって強化される。このため、薄膜形成プロセスを有する既存の液晶表示装置の製造装置を用いてガラス基板１１を強化することができる。また、例えば液晶表示装置１の製造後にガラス基板１１をエッチングによって薄くするような場合であってもガラス基板１１を強化された状態に保つことができる。液晶表示装置１は、観察側表面において表示を行うという機能上、電子機器等に組み込んだ際に観察側表面を十分に保護できないことが多いが、本実施形態の構成によれば、観察側表面から印加される外力に対してある程度抗することができ、液晶表示装置１、ひいてはこれを組み込んだ電子機器の堅牢性を効果的に向上させることができる。
【００３８】
＜Ｃ．液晶表示装置の製造方法＞
次に、液晶表示装置１の製造方法について、図５の工程図および図６の断面図を用いて説明する。図５において、工程Ｐ１１から工程Ｐ１７は複合素子基板を製造するための工程であり、工程Ｐ２４から工程Ｐ２８は複合対向基板を製造するための工程である。工程Ｐ３１から工程Ｐ３５は、複合素子基板および複合対向基板を組み合わせて液晶表示装置１を製造するための工程である。工程Ｐ１１から工程Ｐ１７、および工程Ｐ２４から工程Ｐ２８は、それぞれ独立に行われる。図６（ａ）から（ｅ）は、上記各製造工程において、一つの液晶表示装置１に着目したときの断面図である。
【００３９】
ここで、複合素子基板は、ガラス基板１１上に複数の液晶表示装置１に対応する素子側機能層１２をマトリクス状に形成したものであり、複数の素子基板１０を内包する。同様に、複合対向基板は、ガラス基板２１上に複数の液晶表示装置１に対応する対向側機能層２２をマトリクス状に形成したものであり、複数の対向基板２０を内包する。個々の液晶表示装置１は、複合素子基板および複合対向基板を貼り合わせて複合基板を形成した後に、これを行方向に１次ブレイクして一つの行からなる短冊状の複合基板を取り出し、さらに当該短冊状の複合基板を個々の液晶表示装置１に対応する形状に２次ブレイクする工程を経て製造される。
【００４０】
まず、工程Ｐ１１では、ガラス基板１１上に、公知の成膜技術等を用いてＴＦＴ素子７０を形成する（図６（ａ））。
【００４１】
次に、工程Ｐ１２では、ガラス基板１１の面の中心部近傍に、一部のＴＦＴ素子７０を覆った状態に第１の薄膜６８ａを形成する（図６（ｂ））。第１の薄膜６８ａは、後に絶縁層６８の一部を構成する薄膜であり、シリコン窒化膜からなる。この工程は、ガラス基板１１上にシリコン窒化膜を形成した後、フォトリソグラフィーによってパターニングして行われる。
【００４２】
続く工程Ｐ１３では、ガラス基板１１上に、第１の薄膜６８ａを覆って、第２の薄膜６８ｂを形成する（図６（ｃ））。第２の薄膜６８ｂは、第１の薄膜６８ａと同じくシリコン窒化膜からなり、一つの液晶表示装置１に対応する領域に形成される。この工程も、ガラス基板１１上にシリコン窒化膜を形成した後、フォトリソグラフィーによってパターニングして行われる。
【００４３】
工程Ｐ１２、工程Ｐ１３で形成された第１の薄膜６８ａ、第２の薄膜６８ｂは、絶縁層６８を構成する。絶縁層６８は、第１の薄膜６８ａが形成された領域においては厚く、それ以外の領域においては薄くなる。また、第２の薄膜６８ｂの形成の際には第１の薄膜６８ａによる段差が緩和されるので、全体として中心部が厚く、外縁部に向かうにつれて薄くなる構成となる。
【００４４】
次に、工程Ｐ１４では、ガラス基板１１上の全体に透明樹脂層６９を形成する（図６（ｄ））。この工程は、スピンコート法によって行われる。この結果、絶縁層６８が有する表面の凹凸が平坦化される。
【００４５】
続く工程Ｐ１７では、コンタクトホール７７、画素電極７９を形成し（図２参照）、さらに配向膜形成、ラビング処理を行う。これらは、液晶表示装置の製造方法として公知の技術を用いて行われる。こうして複合素子基板が完成する。
【００４６】
次に、複合対向基板の製造工程について説明する。まず、工程Ｐ２４では、ガラス基板２１上に反射膜７８を形成する。この工程は、ガラス基板２１にアルミニウムをスパッタした後、フォトリソグラフィーによってパターニングすることによって行われる。
【００４７】
次に、工程Ｐ２５では、ガラス基板２１上に、反射膜７８を覆ってカラーフィルタ５０を形成する。この工程は、スピンコート法やフォトリソグラフィー等の公知の技術を用いて行われる。
【００４８】
続く工程Ｐ２６では、カラーフィルタ５０上に、透明樹脂からなるオーバーコート５２を形成する。この工程は、スピンコート法やフォトリソグラフィー等の公知の技術を用いて行われる。
【００４９】
この後の工程Ｐ２７では、オーバーコート５２上に対向電極８４を形成し、さらに配向膜形成、ラビング処理を行う。これらは、液晶表示装置の製造方法として公知の技術を用いて行われる。
【００５０】
続く工程Ｐ２８では、ガラス基板２１上の所定の位置にシール剤３５を形成する。この工程は、スクリーン印刷やディスペンサーによる塗布等によって行われる。こうして複合対向基板が完成する。
【００５１】
工程Ｐ３１では、工程Ｐ１１から工程Ｐ１７を経て製造された複合素子基板と、工程Ｐ２４から工程Ｐ２８を経て製造された複合対向基板とを貼り合せて、複合基板を形成する。貼り合わせは、複合素子基板と複合対向基板との間でアライメント（位置合わせ）をした後、シール剤３５を介して接触、圧着して行われる。
【００５２】
続く工程Ｐ３２では、上記複合基板に対して１次ブレイクを行う。１次ブレイクは、ガラス基板１１，２１の表面をスクライブした後に、外力を印加して分割することによって行われる。この工程を経て、液晶表示装置１に対応する構成要素が一行に並んだ短冊状の複合基板が得られる。この短冊状の複合基板の一つの端面には、各液晶表示装置１に対応する液晶注入口（不図示）が露出している。
【００５３】
次に、工程Ｐ３３では、工程Ｐ３２で得られた短冊状の複合基板に注入口から液晶８０を注入し、注入口を封止する。液晶の注入は、真空下で注入口に液晶８０を浸し、素子基板１１、対向基板２１、シール剤３５によって囲まれた領域に毛細管現象によって液晶８０を導入して行う。封止は、注入口に紫外線硬化性樹脂を塗布した後に紫外線を照射し、当該樹脂を硬化させて行う。なお、封止工程の後には基板の洗浄が行われるが、図示を省略した。
【００５４】
次に、工程Ｐ３４では、液晶注入および封止が完了した短冊状の複合基板に対して２次ブレイクを行う。２次ブレイクは、液晶表示装置１の外形に沿ってガラス基板１１，２１の表面をスクライブした後に、外力を印加して分割することによって行われる。この工程を経て、単一の素子基板１１および対向基板２１を備えた、液晶表示装置１に対応する液晶パネルが得られる（図６（ｅ））。
【００５５】
最後に、工程Ｐ３５において素子基板１０上にドライバ３９を実装して、液晶表示装置１が完成する。
【００５６】
以上の製造方法によれば、ガラス基板１１上にアーチ状の厚さ分布をもつ絶縁層６８を有する液晶表示装置１を製造することができる。これにより、ガラス基板１１に対して急冷やイオン置換等の加工を施すことなく、薄膜形成技術を用いてガラス基板１１、ひいては液晶表示装置１を強化することができる。
【００５７】
（第２の実施形態）
上述した第１の実施形態は、素子基板１０が観察側に配置され、当該素子基板１０を構成するガラス基板１１を強化する構成であるが、これに代えて、対向基板２０を観察側に配置し、当該対向基板２０を構成するガラス基板２１を強化する構成とすることもできる。以下では、こうした構成の第２の実施形態に係る液晶表示装置１Ａについて、第１の実施形態に係る液晶表示装置１との相違点を中心に説明する。
【００５８】
液晶表示装置１Ａの外観は、第１の実施形態の液晶表示装置１と同様であり、その斜視図は図１に示されている。ただし、観察者が対向基板２０の側から表示を観察する点において液晶表示装置１と異なる。液晶表示装置１Ａの画素部の拡大断面図を図７に、また、液晶表示装置１Ａを、一部の層構造を厚さ方向に拡大して示した断面図を図８に示す。
【００５９】
図７および図８からわかるように、液晶表示装置１Ａの素子基板１０は、ＴＦＴ素子７０を覆って形成された絶縁層６７の厚さが均一であり、透明樹脂層６９を持たない。また、絶縁層６７上の一部に反射膜７８が形成されている。素子基板１０は、これらの点において液晶表示装置１と異なるが、その他の構成については液晶表示装置１と同様である。
【００６０】
一方、液晶表示装置１Ａの対向基板２０は、ガラス基板２１とカラーフィルタ５０との間に反射膜がなく、代わりに機能層５８および透明樹脂層５９が形成されている。機能層５８、透明樹脂層５９は、上述の液晶表示装置１における絶縁層６８、透明樹脂層６９と同一の材料からなり、構成も略同等である。より詳細には、導通のためのコンタクトホール７７が形成されない点を除けば絶縁層６８、透明樹脂層６９と同等の構成である。すなわち、機能層５８は、その中心部近傍に仮想された略円形の中央部６１（図１参照）における厚さの平均値が、当該中央部６１の周辺部６２における厚さの平均値より大きくなっている。また、機能層５８の厚さの不均一は、これを覆って形成された透明樹脂層５９によって平坦化されている。透明樹脂層５９上には、カラーフィルタ５０、オーバーコート５２がこの順に積層されている。本実施形態においては、ガラス基板２１が本発明の「基板」に対応し、透明樹脂層５９が本発明の「平坦化膜」に対応する。
【００６１】
以上のような構成によれば、ガラス基板２１の背面側表面には、機能層５８の影響により圧縮応力が発生する。このため、ガラス基板２１の強度が第１の実施形態のガラス基板１１と同様に向上する。これにより、ガラス基板２１は、観察側表面から印加される外力に対してある程度抗することができ、液晶表示装置１Ａ、ひいてはこれを組み込んだ電子機器の堅牢性が向上する。
【００６２】
次に、液晶表示装置１Ａの製造方法について、図９の工程図および図１０の断面図を用いて説明する。図９において、工程Ｐ１１から工程Ｐ１７は複合素子基板を製造するための工程であり、工程Ｐ２１から工程Ｐ２８は複合対向基板を製造するための工程である。工程Ｐ３１から工程Ｐ３５は、複合素子基板および複合対向基板を組み合わせて液晶表示装置１を製造するための工程である。工程Ｐ１１から工程Ｐ１７、および工程Ｐ２１から工程Ｐ２８は、それぞれ独立に行われる。図１０（ａ）から（ｅ）は、上記各製造工程において、一つの液晶表示装置１Ａに着目したときの断面図である。
【００６３】
まず、工程Ｐ１１では、ガラス基板１１上に、公知の成膜技術等を用いてＴＦＴ素子７０を形成する。
【００６４】
次に、工程Ｐ１５では、ＴＦＴ素子７０を覆って絶縁層６７を形成する。ここでは、第１の実施形態とは異なり、均一な厚さのシリコン窒化膜を一度に形成する。すなわち、複合素子基板側の絶縁層６７にはアーチ状の厚さ分布をもたせない。
【００６５】
次に、工程Ｐ１６では、絶縁層６７上であって反射表示部に対応する領域に反射膜７８を形成する（図７参照）。この工程は、アルミニウムをスパッタした後、フォトリソグラフィーによってパターニングすることによって行われる。
【００６６】
続く工程Ｐ１７では、コンタクトホール７７、画素電極７９を形成し（図７参照）、さらに配向膜形成、ラビング処理を行う。これらは、液晶表示装置の製造方法として公知の技術を用いて行われる。こうして複合素子基板が完成する。
【００６７】
次に、複合対向基板の製造工程について説明する。まず、工程Ｐ２１では、ガラス基板２１の面の中心部近傍に第１の薄膜５８ａを形成する（図１０（ａ））。第１の薄膜５８ａは、後に機能層５８の一部を構成する薄膜であり、シリコン窒化膜からなる。この工程は、ガラス基板２１上にシリコン窒化膜を形成した後、フォトリソグラフィーによってパターニングして行われる。
【００６８】
続く工程Ｐ２２では、ガラス基板２１上に、第１の薄膜５８ａを覆って、第２の薄膜５８ｂを形成する（図１０（ｂ））。第２の薄膜５８ｂは、第１の薄膜５８ａと同じくシリコン窒化膜からなり、一つの液晶表示装置１Ａに対応する領域に形成される。この工程も、ガラス基板２１上にシリコン窒化膜を形成した後、フォトリソグラフィーによってパターニングして行われる。
【００６９】
工程Ｐ２１、工程Ｐ２２で形成された第１の薄膜５８ａ、第２の薄膜５８ｂは、機能層５８を構成する。機能層５８は、第１の薄膜５８ａが形成された領域においては厚く、それ以外の領域においては薄くなる。また、第２の薄膜５８ｂの形成の際には第１の薄膜５８ａによる段差が緩和されるので、全体として中心部が厚く、外縁部に向かうにつれて薄くなる構成となる。
【００７０】
次に、工程Ｐ２３では、ガラス基板２１上の全体に透明樹脂層５９を形成する（図１０（ｃ））。この工程は、スピンコート法によって行われる。この結果、機能層５８が有する表面の凹凸が平坦化される。
【００７１】
次に、工程Ｐ２５では、ガラス基板２１上に、反射膜７８を覆ってカラーフィルタ５０を形成する。この工程は、スピンコート法やフォトリソグラフィー等の公知の技術を用いて行われる。
【００７２】
続く工程Ｐ２６では、カラーフィルタ５０上に、透明樹脂からなるオーバーコート５２を形成する。この工程は、スピンコート法やフォトリソグラフィー等の公知の技術を用いて行われる。
【００７３】
この後の工程Ｐ２７では、オーバーコート５２上に対向電極８４を形成し、さらに配向膜形成、ラビング処理を行う。これらは、液晶表示装置の製造方法として公知の技術を用いて行われる。
【００７４】
続く工程Ｐ２８では、ガラス基板２１上の所定の位置にシール剤３５を形成する。この工程は、スクリーン印刷やディスペンサーによる塗布によって行われる。こうして複合対向基板が完成する。
【００７５】
この後の工程Ｐ３１から工程Ｐ３５は、上記工程で得られた複合素子基板および複合対向基板を組み合わせて液晶表示装置１Ａを製造するための工程であるが、これらの工程は第１の実施形態と全く同様に行われるので説明は省略する。
【００７６】
以上の製造方法によれば、ガラス基板２１上にアーチ状の厚さ分布をもつ機能層５８を有する液晶表示装置１Ａを製造することができる。これにより、ガラス基板２１に対して急冷やイオン置換等の加工を施すことなく、薄膜形成技術を用いてガラス基板２１、ひいては液晶表示装置１Ａを強化することができる。
【００７７】
（第３の実施形態）
上記第２の実施形態は、観察側に配置されたガラス基板２１上に機能層５８を配置することによって当該ガラス基板２１を強化する構成であるが、これに代えて、ガラス基板２１上のオーバーコートによって強化する構成とすることもできる。以下ではこうした構成の第３の実施形態に係る液晶表示装置１Ｂについて、第２の実施形態に係る液晶表示装置１Ａとの相違点を中心に説明する。特に、液晶表示装置１Ｂの素子基板１０の構成については液晶表示装置１Ａの素子基板１０の構成と全く同じであるので説明を省略する。
【００７８】
液晶表示装置１Ｂを、一部の層構造を厚さ方向に拡大して示した断面図を図１１に示す。この図からわかるように、液晶表示装置１Ｂの対向基板２０は、ガラス基板２１上にカラーフィルタ５０、第１オーバーコート５１、第２オーバーコート５２が形成された構成となっている。ここで、ガラス基板２１が本発明における「基板」に対応し、第１オーバーコート５１が本発明における「機能層」および「パッシベーション膜」に対応し、第２オーバーコート５２が本発明における「平坦化膜」に対応する。
【００７９】
第１オーバーコート５１は、第２の実施形態における機能層５８と同様、その中心部近傍に仮想された略円形の中央部６１における厚さの平均値が、当該中央部を除いた周辺部６２における厚さの平均値より大きくなっている。第１オーバーコート５１は、第２オーバーコート５２に比べてガラス基板２１の表面に大きな応力を発生させる樹脂材料からなる。第２オーバーコート５２は、第２の実施形態におけるオーバーコート５２と同一の材料からなり、第１オーバーコート５１の厚さの不均一を平坦化する役割を担う。
【００８０】
上記のようないわゆるアーチ型の厚さ分布を有する第１オーバーコート５１は、ガラス基板２１の面の中心部近傍に当該第１オーバーコート５１の材料からなる第１の薄膜を形成し、その後同一の材料からなる第２の薄膜を、第１の薄膜を覆って形成することによって形成することができる。
【００８１】
以上のような構成によれば、ガラス基板２１の背面側表面には、第１オーバーコート５１の影響により圧縮応力が発生する。このため、第２の実施形態と同様、ガラス基板２１の強度が向上する。これにより、ガラス基板２１は、観察側表面から印加される外力に対してある程度抗することができ、液晶表示装置１Ｂ、ひいてはこれを組み込んだ電子機器の堅牢性が向上する。
【００８２】
（第４の実施形態）
上記各実施形態は、観察側基板のみを強化する構成であるが、これに代えて、観察側基板と背面側基板の両方を強化する構成とすることもできる。以下では、こうした構成の第４の実施形態に係る液晶表示装置１Ｃについて説明する。
【００８３】
液晶表示装置１Ｃを、一部の層構造を厚さ方向に拡大して示した断面図を図１２に示す。液晶表示装置１Ｃの素子基板１０は、第１の実施形態の液晶表示装置１における素子基板１０と同一の構成である。また、液晶表示装置１Ｃの対向基板２０は、第２の実施形態の液晶表示装置１Ａにおける対向基板２０と同一の構成である。すなわち、液晶表示装置１Ｃは、絶縁層６８によって素子基板１０のガラス基板１１を強化し、かつ機能層５８によって対向基板２０のガラス基板２１を強化する構成となっている。
【００８４】
こうした構成によれば、ガラス基板１１，２１の表面に圧縮応力が発生するので、液晶表示装置１Ｃは、観察側表面、背面側表面のいずれから外力が印加されたとしてもこれに対してある程度抗することができ、液晶表示装置１Ｃ、ひいてはこれを組み込んだ電子機器の堅牢性が向上する。
【００８５】
液晶表示装置１Ｃは、液晶表示装置１の製造方法および液晶表示装置１Ａの製造方法を組み合わせた製造方法によって製造することができる。すなわち、複合素子基板については図５における工程Ｐ１１から工程Ｐ１７を、複合対向基板については図９における工程Ｐ２１から工程Ｐ２８を、また貼り合わせ以降の工程については図５における工程Ｐ３１から工程Ｐ３５をそれぞれ採用した製造方法によって製造することができる。
【００８６】
（電子機器への搭載例）
本発明を適用した液晶表示装置１（液晶表示装置１Ａないし１Ｃを含む）は、例えば、図１４に示す携帯電話機５００に搭載して用いることができる。携帯電話機５００は、表示部５１０および操作ボタン５２０を有している。表示部５１０は、内部に組み込まれた液晶表示装置１によって、操作ボタン５２０で入力した内容や着信情報を始めとする様々な情報を表示することができる。携帯電話機５００は、観察側ガラス基板が強化された液晶表示装置１を有するので、一般に強度不足となりやすい表示部５１０においても外部からの衝撃に強いという特徴を有する。また、液晶表示装置１の堅牢性に起因して、主に表示部５１０に用いる材料の強度などに関して設計の自由度が高いという特徴を有する。
【００８７】
なお、本発明を適用した液晶表示装置１は、上記携帯電話機５００の他、モバイルコンピュータ、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、車載機器、オーディオ機器、プロジェクタなどの各種電子機器に用いることができる。
【００８８】
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態に対しては、本発明の趣旨から逸脱しない範囲で様々な変形を加えることができる。変形例としては、例えば以下のようなものが考えられる。
【００８９】
（変形例１）
上記各実施形態はすべて、少なくとも観察側基板を強化する構成であるが、本発明はこれに限定する趣旨ではなく、背面側基板のみを強化する構成とすることもできる。
【００９０】
（変形例２）
上記第４の実施形態においては、対向基板２０を観察側、素子基板１０を背面側に配置し、両基板とも強化する構成であるが、対向基板２０と素子基板１０の配置は逆であってもよい。ただし、このときは反射膜７８を対向基板２０に形成することが好ましい。
【００９１】
（変形例３）
上記各実施形態において、絶縁層６８、機能層５８、第１オーバーコート５１は、中央部６１の中心部が最も厚く、周辺部６２の外縁部に向かうにつれて徐々に薄くなっていく構成となっているが、本発明はこれに限定する趣旨ではない。例えば、図１３の断面図における絶縁層６８のように、断面が波状となっている構成などであってもよい。この図においては、領域６２ａおよび領域６２ｂを合わせたものが周辺部６２に相当する。ここで、絶縁層６８の各領域における厚さの平均値は、中央部６１＞領域６２ｂ＞領域６２ａとなっているが、中央部６１における厚さの平均値が周辺部６２における厚さの平均値より大きいことに変わりはなく、こうした構成においてもガラス基板１１の表面には圧縮応力が働き、強化される。
【００９２】
（変形例４）
上記各実施形態では、本発明の「機能層」に対応する薄膜は無機材料又は有機材料であるが、これに代えて金属材料を用いてもよい。基板に形成された金属の薄膜は、基板表面に発生させる応力が大きいため、無機材料の薄膜等よりも薄い薄膜で同様の効果を得ることができる。具体的には、厚さの最大値が１００Å以上であれば基板の強化に効果があり、製造プロセスにおける処理時間を鑑みれば５０００Å以下とすることが好ましい。
【００９３】
（変形例５）
上記各実施形態では、中央部６１を、図１に示すように本発明の「機能層」に対応する薄膜の中心部近傍に仮想された略円形の領域であるとしたが、本発明はこの形状に限定する趣旨ではなく、正方形、長方形、五角形その他の多角形、又は楕円形等、どのような形状に仮想してもよい。
【００９４】
（変形例６）
本発明の「機能層」に対応する、厚さ分布を有する層を形成するための方法は、上記各実施形態に述べた方法以外に次のような方法を用いてもよい。すなわち、当該機能層の材料を基板上に一様に形成し、ドライエッチングによるパターニングの際にパターンの外縁部のレジストが損傷するようにレジストを配置しておく。このようにすれば、ドライエッチングの工程において機能層の周辺部が一部エッチングされて薄くなり、上記各実施形態と同様な厚さ分布をもつ機能層が得られる。
【００９５】
（変形例７）
上記実施形態および各変形例は、ＴＦＴをスイッチング素子とするアクティブマトリクス駆動方式の液晶表示装置に関するものであるが、これに代えて、ＴＦＤ（Thin Film Diode）をスイッチング素子とするもの、パッシブマトリクス駆動方式のもの、液晶モードがＴＮ（Twisted Nematic）モードのもの、又はＳＴＮ（Super Twisted Nematic）モードのもの等のいずれにも適用することができる。この他にも、有機ＥＬ（Electro Luminescence）パネル、およびＤＭＤ（Digital Micromirror Device）等のガラス基板を有する種々の電気光学装置に適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】本発明の実施形態に係る液晶表示装置の斜視図。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る液晶表示装置の断面図。
【図３】本発明の実施形態に係る液晶表示装置の画素おける各種素子、配線等の等価回路を示した模式図。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る液晶表示装置の断面図。
【図５】本発明の第１の実施形態に係る液晶表示装置の製造工程を示す図。
【図６】（ａ）から（ｅ）は、本発明の第１の実施形態に係る液晶表示装置の製造工程を説明するための断面図。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る液晶表示装置の断面図。
【図８】本発明の第２の実施形態に係る液晶表示装置の断面図。
【図９】本発明の第２の実施形態に係る液晶表示装置の製造工程を示す図。
【図１０】（ａ）から（ｅ）は、本発明の第２の実施形態に係る液晶表示装置の製造工程を説明するための断面図。
【図１１】本発明の第３の実施形態に係る液晶表示装置の断面図。
【図１２】本発明の第４の実施形態に係る液晶表示装置の断面図。
【図１３】本発明の変形例に係る液晶表示装置の断面図。
【図１４】本発明の実施形態に係る携帯電話機の斜視図。
【符号の説明】
【００９７】
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ…「電気光学装置」としての液晶表示装置、１０…素子基板、１１，２１…ガラス基板、２０…対向基板、５０…カラーフィルタ、５１，５２…オーバーコート、５８…機能層、５８ａ，６８ａ…第１の薄膜、５８ｂ，６８ｂ…第２の薄膜、５９，６９…透明樹脂層、６１…中央部、６２…周辺部、６７…絶縁層、６８…「機能層」としての絶縁層、７０…「スイッチング素子」としてのＴＦＴ素子、７７…コンタクトホール、７８…反射膜、７９…画素電極、８０…液晶、８４…対向電極、５００…携帯電話機。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上に形成され、前記基板の中央部における厚さが、当該中央部の周辺部の厚さよりも大きい機能層と、
前記基板の前記機能層側に配置された電気光学物質と、
を備えることを特徴とする電気光学装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電気光学装置であって、
前記機能層は、前記中央部における厚さの平均値が、前記周辺部における厚さの平均値よりも大きいことを特徴とする電気光学装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の電気光学装置であって、
前記機能層は絶縁層であることを特徴とする電気光学装置。
【請求項４】
請求項１又は２に記載の電気光学装置であって、
前記機能層はパッシベーション膜であることを特徴とする電気光学装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項に記載の電気光学装置であって、
前記機能層は無機物質であり、前記第１領域における当該機能層の厚さの最大値が１μｍ以上１０μｍ以下であることを特徴とする電気光学装置。
【請求項６】
請求項１から３又は５のいずれか一項に記載の電気光学装置であって、
前記基板は、前記機能層に覆われてなるスイッチング素子と、当該機能層上に配置された画素電極とを有し、
前記スイッチング素子と前記画素電極は、前記機能層に設けられたコンタクトホールを介して電気的に接続されていることを特徴とする電気光学装置。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか一項に記載の電気光学装置であって、
前記機能層の前記電気光学物質側の表面形状は、前記中央部から前記周辺部に向かって厚さが減少する曲面であることを特徴とする電気光学装置。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか一項に記載の電気光学装置であって、
前記機能層に重ねて形成された平坦化膜をさらに有し、
前記平坦化膜が前記基板に及ぼす応力は、前記機能層が前記基板に及ぼす応力よりも小さいことを特徴とする電気光学装置。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか一項に記載の電気光学装置を備えることを特徴とする電子機器。
【請求項１０】
基板の面の中心部近傍に第１の薄膜を形成する工程と、
前記基板上に、前記第１の薄膜を覆って前記第１の薄膜と同一の物質を含む第２の薄膜を形成することにより、前記基板上に前記第１の薄膜と前記第２の薄膜とからなる機能層を形成する工程と、
前記機能層上に電気光学物質を配置する工程と
を有することを特徴とする電気光学装置の製造方法。
【請求項１】
基板と、
前記基板上に形成され、前記基板の中央部における厚さが、当該中央部の周辺部の厚さよりも大きい機能層と、
前記基板の前記機能層側に配置された電気光学物質と、
を備えることを特徴とする電気光学装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電気光学装置であって、
前記機能層は、前記中央部における厚さの平均値が、前記周辺部における厚さの平均値よりも大きいことを特徴とする電気光学装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の電気光学装置であって、
前記機能層は絶縁層であることを特徴とする電気光学装置。
【請求項４】
請求項１又は２に記載の電気光学装置であって、
前記機能層はパッシベーション膜であることを特徴とする電気光学装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項に記載の電気光学装置であって、
前記機能層は無機物質であり、前記第１領域における当該機能層の厚さの最大値が１μｍ以上１０μｍ以下であることを特徴とする電気光学装置。
【請求項６】
請求項１から３又は５のいずれか一項に記載の電気光学装置であって、
前記基板は、前記機能層に覆われてなるスイッチング素子と、当該機能層上に配置された画素電極とを有し、
前記スイッチング素子と前記画素電極は、前記機能層に設けられたコンタクトホールを介して電気的に接続されていることを特徴とする電気光学装置。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか一項に記載の電気光学装置であって、
前記機能層の前記電気光学物質側の表面形状は、前記中央部から前記周辺部に向かって厚さが減少する曲面であることを特徴とする電気光学装置。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか一項に記載の電気光学装置であって、
前記機能層に重ねて形成された平坦化膜をさらに有し、
前記平坦化膜が前記基板に及ぼす応力は、前記機能層が前記基板に及ぼす応力よりも小さいことを特徴とする電気光学装置。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか一項に記載の電気光学装置を備えることを特徴とする電子機器。
【請求項１０】
基板の面の中心部近傍に第１の薄膜を形成する工程と、
前記基板上に、前記第１の薄膜を覆って前記第１の薄膜と同一の物質を含む第２の薄膜を形成することにより、前記基板上に前記第１の薄膜と前記第２の薄膜とからなる機能層を形成する工程と、
前記機能層上に電気光学物質を配置する工程と
を有することを特徴とする電気光学装置の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２００７−１６９０７６（Ｐ２００７−１６９０７６Ａ）
【公開日】平成１９年７月５日（２００７．７．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３６４４４８（Ｐ２００５−３６４４４８）
【出願日】平成１７年１２月１９日（２００５．１２．１９）
【出願人】（３０４０５３８５４）エプソンイメージングデバイス株式会社 (2,386)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年７月５日（２００７．７．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１２月１９日（２００５．１２．１９）
【出願人】（３０４０５３８５４）エプソンイメージングデバイス株式会社 (2,386)
【Ｆターム（参考）】
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