(57)【要約】【課題】表示機能層を挟むように、線膨張係数が異なる基板を接着固定した時に生じる反り変形を、抑制させる。【解決手段】表示装置ＬＣＤ１は、基板１１、基板１１と対向するように基板１１に接着固定される基板１２、および基板１１と基板１２の間に配置される表示機能層である液晶層１６、を有している。また、表示装置ＬＣＤ１が備える基板１１の第１の線膨張係数は、基板１２の第２の線膨張係数よりも大きく、かつ、基板１１の第１の厚さは、基板１２の第２の厚さよりも大きい。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１基板、前記第１基板と対向するように前記第１基板に接着固定される第２基板、前記第１基板と前記第２基板の間に配置される表示機能層、および前記表示機能層の周囲に配置され、前記第１基板と前記第２基板とを接着固定する接着固定部を有し、
前記第１基板の線膨張係数は、前記第２基板の線膨張係数よりも大きく、
前記第１基板の厚さは、前記第２基板の厚さよりも大きい、表示装置。
【請求項２】
請求項１に記載の表示装置であって、
前記第１基板は、第１の割合でアルカリ成分を含むガラス基板であって、
前記第２基板は、前記第１の割合よりも小さい第２の割合でアルカリ成分を含むガラス基板、またはアルカリ成分を含まないガラス基板である、表示装置。
【請求項３】
請求項２に記載の表示装置であって、
平面視において、前記第１基板は、第１の方向に沿って延びる第１辺、前記第１辺と対向する第２辺、前記第１および第２辺と交差する第３辺、および前記第３辺と対向する第４辺を有し、
平面視において、前記第１辺、前記第２辺、および前記第３辺は、前記第２基板と重ならない位置に配置されている、表示装置。
【請求項４】
請求項２に記載の表示装置であって、
前記第１基板は、前記表示機能層と対向する第１面、および前記第１面の反対側に位置する第２面を有し、
前記第２基板は、前記表示機能層と対向する第３面、および前記第３面の反対側に位置する第４面を有し、
前記第１基板の前記第２面には、第１接着層を介して第１偏光板が接着固定されており、
前記第２基板の前記第４面には、前記第１接着層よりも弾性率が小さい第２接着層を介して第２偏光板が接着固定されている、表示装置。
【請求項５】
請求項２に記載の表示装置であって、
前記第２基板は、表示領域を有する表示部と、前記表示部の隣に配置され、複数の端子が配置されている端子部と、を有しており、
前記端子部には、スペーサ部材が配置されている、表示装置。
【請求項６】
請求項２に記載の表示装置であって、
平面視において、前記第１基板は、第１の方向に沿って延びる第１辺、前記第１辺と対向する第２辺、前記第１および第２辺と交差する第３辺、および前記第３辺と対向する第４辺を有し、
平面視において、前記第１辺、前記第２辺、前記第３辺、および前記第４辺のそれぞれは、前記第２基板と重ならない位置に配置されている、表示装置。
【請求項７】
請求項６に記載の表示装置であって、
前記第１基板は、前記表示機能層と対向する第１面、および前記第１面の反対側に位置する第２面を有し、
前記第２基板は、表示領域を有する表示部と、前記表示部の隣に配置され、複数の端子が配置されている端子部と、を有しており、
前記第１基板の前記第１面のうち、前記第２基板の前記端子部と重なる領域には、前記複数の端子を収容する端子収容部が形成されている、表示装置。
【請求項８】
請求項６に記載の表示装置であって、
前記第１基板は、前記表示機能層と対向する第１面、および前記第１面の反対側に位置する第２面を有し、
前記第１基板の前記第１面には、複数の端子が形成されている、表示装置。
【請求項９】
請求項２に記載の表示装置であって、
前記第１基板は、前記表示機能層と対向する第１面、および前記第１面の反対側に位置する第２面を有し、
前記第１基板の前記第２面には、複数の導体パターンが形成されている、表示装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の表示装置であって、
前記第１基板には、前記第１面および前記第２面のうち、一方から他方までを貫通する貫通孔が形成され、前記複数の導体パターンは、前記貫通孔に埋め込まれた導体と、電気的に接続されている、表示装置。
【請求項１１】
請求項２に記載の表示装置であって、
前記第１基板は、前記表示機能層と対向する第１面、および前記第１面の反対側に位置する第２面を有し、
前記第１基板の前記第２面には、第１接着層を介して第１偏光板が接着固定されており、
前記第１偏光板の前記第１基板との対向面の反対側に位置する表示面には、前記第１偏光板を保護する保護層が形成されている、表示装置。
【請求項１２】
請求項２に記載の表示装置であって、
前記第１基板には、複数色の第１画素が周期的に配列されるカラーフィルタが形成されており、
前記第２基板には、前記複数色の第１画素のそれぞれと対向するように配置される複数の第２画素が形成されており、
平面視において、前記複数色の第１画素と前記複数の第２画素のずれ量は、５μｍ以下である、表示装置。
【請求項１３】
請求項２に記載の表示装置であって、
前記接着固定部に配置されるシール材は、熱以外のエネルギーを印加することにより硬化する材料により形成されている、表示装置。
【請求項１４】
請求項２に記載の表示装置であって、
前記表示機能層が配置された表示領域の周囲は、前記接着固定部に配置されるシール材が切れ目なく連続的に配置されている、表示装置。
【請求項１５】
第１基板を準備する工程と、
第２基板を準備する工程と、
前記第１基板と前記第２基板とが、表示機能層を介して対向するように配置し、前記表示機能層の周囲に配置された接着固定部を介して前記第１基板と前記第２基板とを接着固定する工程と、
を有し、
前記第１基板の線膨張係数は、前記第２基板の線膨張係数よりも大きく、
前記第１基板の厚さは、前記第２基板の厚さよりも大きい、表示装置の製造方法。
【請求項１６】
請求項１５に記載の表示装置の製造方法であって、
前記第１基板を準備する工程には、イオン交換法によりガラス基板に含まれるアルカリ成分を置換する、化学強化処理を行う工程が含まれており、
前記第２基板を準備する工程には、前記化学強化処理を行う工程は含まれていない、表示装置の製造方法。
【請求項１７】
請求項１６に記載の表示装置の製造方法であって、
前記第１基板と前記第２基板とが、前記表示機能層を介して対向するように配置する工程では、前記第１基板と前記第２基板の温度変化が±１℃以内である、表示装置の製造方法。
【請求項１８】
請求項１６に記載の表示装置の製造方法であって、
前記第１基板と前記第２基板とを接着固定する工程には、
前記接着固定部に、シール材を塗布する工程と、
前記シール材に熱以外のエネルギーを印加して硬化させる工程と、
が含まれる、表示装置の製造方法。
【請求項１９】
請求項１８に記載の表示装置の製造方法であって、
前記シール材を硬化させる前に、前記表示機能層が配置される表示領域に、前記表示機能層を構成する液晶を供給する工程が含まれる、表示装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力装置付き表示装置およびその製造技術に関し、特に、静電容量方式の入力装置付き表示装置およびその製造技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
対向配置された一対の基板の間に、液晶層、有機ＥＬ（Electro-Luminescence）層あるいは蛍光体層などの表示機能層を配置して、画像を表示する技術がある。例えば、特開２０１２−８３５９７号公報（特許文献１）には、強化ガラスから成るガラス基板を用いた液晶表示装置が記載されている。また、特開平９−８０４０５号公報（特許文献２）には、エッチングまたは鍍金により格子状に形成された金属箔と、金属箔表面を被覆して一体的に形成されたガラス基板を用いた液晶表示装置が記載されている。また、特開平４−２４２７２０号公報（特許文献３）には、線膨張係数が異なる基板同士を、紫外線硬化樹脂を介して加圧状態で重ね合わせ、紫外線硬化樹脂の一部に紫外線を照射して仮止めし、仮止めされた基板に紫外線を照射して本硬化させること、が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−８３５９７号公報
【特許文献２】特開平９−８０４０５号公報
【特許文献３】特開平４−２４２７２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
表示装置では、表示機能層を挟むように接着固定された一対の基板に加え、表示装置の強度を得るためにカバーガラスを備えた構造が一般的である。しかし、表示装置の薄型化の観点や、構成部品数の削減の観点からは、カバーガラスを必要としない表示装置が好ましい。また、近年、表示画面に指などの入力具を接触させる、または近づけることにより、電子機器にデータ入力を行う入力装置付き表示装置がある。この入力装置付き表示装置の場合、カバーガラスを取り除くことにより、入力具と検出部との距離を近づけることができるので、入力具の位置検出感度を向上させることができる。
【０００５】
カバーガラスを設けない状態で、表示装置の強度を向上させるためには、表示機能層を挟む一対の基板のうち、少なくとも一方の強度を強化する必要がある。そこで、本願発明者は、表示機能層を挟む基板に強化ガラスを用いる技術について検討を行い以下の課題を見出した。
【０００６】
例えば、表示機能層を挟む基板として、イオン交換法により化学強化された強化ガラスを用いる場合、強化ガラスから成る基板の強度を大幅に向上させることができるので、カバーガラスを設けなくても、表示装置の強度を向上させることができる。
【０００７】
しかしながら、化学強化されたガラス基板は、内部に、ナトリウムイオンやカリウムイオンなどのアルカリ金属イオンを含んでいる。薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor：ＴＦＴ）を形成する基板として化学強化基板を用いると、ＴＦＴ層に溶出したアルカリ金属イオンが、ＴＦＴを破壊する懸念がある。このため、表示機能層を挟む一対の基板の一方にＴＦＴ層を形成する場合には、ＴＦＴ層を形成する基板は、化学強化処理を施さない無アルカリガラスとし、ＴＦＴ層を形成する基板と対向する基板に化学強化処理を施すことが好ましい。
【０００８】
また、化学強化ガラスと、化学強化処理を施さない無アルカリガラスとでは、線膨張係数が異なる。したがって、上記のように一方の基板を化学強化ガラス、他方の基板を無アルカリガラスとした場合には、線膨張係数の異なる一対の基板を接着固定することになる。この場合、基板を接着固定した後で加熱すると、基板の反り変形、接着固定部の剥離、あるいは基板の位置ずれによる表示不良が発生する懸念がある。
【０００９】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、表示機能層を挟むように、線膨張係数が異なる基板を接着固定した時に生じる反り変形を、抑制させる技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る一つの表示装置は、第１基板、前記第１基板と対向するように前記第１基板に接着固定される第２基板、および前記第１基板と前記第２基板の間に配置される表示機能層、を有している。また、前記第１基板の第１の線膨張係数は、前記第２基板の第２の線膨張係数よりも大きく、かつ、前記第１基板の第１の厚さは、前記第２基板の第２の厚さよりも大きい、ものである。
【発明の効果】
【００１１】
上記した本発明に係る一つの表示装置によれば、表示機能層を挟むように、線膨張係数が異なる基板を接着固定した時に生じる反り変形を、抑制させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施の形態１の表示装置の一例を示す平面図である。
【図２】図１のＡ１−Ａ２線に沿った断面図である。
【図３】図２に示す一対の基板の間に配置されている表示機能層の構造を模式的に示す断面図である。
【図４】図３に示す対向基板のそれぞれに形成された画素を重ね合わせた状態を模式的に示す斜視図である。
【図５】図４に示す画素をＺ方向から見た平面図である。
【図６】ガラス基板の厚さと反り量の関係について、計算を行った結果を示す説明図である。
【図７】図６に続いてガラス基板の厚さと反り量の関係について、計算を行った結果を示す説明図である。
【図８】図７に続いてガラス基板の厚さと反り量の関係について、計算を行った結果を示す説明図である。
【図９】図３に対する変形例を示す断面図である。
【図１０】図１に対する変形例である表示装置を示す平面図である。
【図１１】図１０のＢ１−Ｂ２線に沿った断面図である。
【図１２】図１０に対する変形例である表示装置を示す平面図である。
【図１３】図１２のＣ１−Ｃ２線に沿った断面図である。
【図１４】図１４は図１２に対する変形例である表示装置を示す平面図である。
【図１５】図１４のＤ１−Ｄ２線に沿った断面図である。
【図１６】図１乃至図３に示す表示装置の製造工程の概要を示す組立てフロー図である。
【図１７】温度変化と位置ずれ量の関係を示す説明図である。
【図１８】静電容量型のタッチパネル（入力装置）の概要構成を示す説明図である。
【図１９】図１８に示すタッチパネルに印加される駆動波形と、タッチパネルから出力される信号波形の関係の例を示す説明図である。
【図２０】図１８に示す駆動電極および検出電極の配列の一例を模式的に示す説明図である。
【図２１】図２０に対する変形例を示す説明図である。
【図２２】入力装置付き表示装置の一例の基本構成を示す要部断面図である。
【図２３】図２２に示す表示面側の基板の前面に形成された導体パターンのレイアウトの一例を模式的に示す平面図である。
【図２４】図２２に対する変形例を示す拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。以下の実施の形態を説明するための全図において同一または類似の機能を有するものは同一または類似の符号を付すようにし、その繰り返しの説明は原則として省略する。
【００１４】
以下の実施の形態では、表示装置の例として、表示機能層である液晶層を備えた、液晶表示装置を取り上げて、詳しく説明する。
【００１５】
なお、以下の実施の形態で説明する図２、図３、図９、図１１、図１３、図１５、図１８、図２２、および図２４は断面図であるが、見易さのため、原則としてハッチングは省略している。また、図３、図９、および図２２において、液晶層１６を構成する液晶ＬＣを模式的に楕円形で示している。また、図３、図９、および図２２では、同じ部材が多数個設けられている場合があるが、見易さのため、複数の部材のうちの一つに符号を付し、同じ部材には共通のハッチングを付して識別している。
【００１６】
（実施の形態１）
＜表示装置の基本構成＞
まず、表示装置の基本構成について説明する。図１は、本実施の形態の表示装置の一例を示す平面図、図２は図１のＡ１−Ａ２線に沿った断面図である。また、図３は、図２に示す一対の基板の間に配置されている表示機能層の構造を模式的に示す断面図である。また、図４は、図３に示す対向基板のそれぞれに形成された画素を重ね合わせた状態を模式的に示す斜視図である。また、図５は、図４に示す画素をＺ方向から見た平面図である。
【００１７】
図３に示す表示機能層である液晶層１６は、基板１１や基板１２と比較して極端に薄い。例えば、基板１１の厚さは０．２ｍｍ以上５．０ｍｍ以下、基板１２の厚さは０．１ｍｍ以上１．５ｍｍ以下、であるのに対して、液晶層１６の厚さは、５μｍ以上１５μｍ以下程度である。したがって、図３では、液晶層１６の厚さを実際よりも厚く示すことで、液晶層１６の構成を見易くしている。
【００１８】
液晶表示装置は、表示機能層である液晶層の液晶分子の配向を変化させるための電界の印加方向により、大きくは以下の２通りに分類される。すなわち、第１の分類として、液晶表示装置の厚さ方向（あるいは面外方向）に電界が印加される、所謂、縦電界モードがある。縦電界モードには、例えばＴＮ（twisted Nematic）モードや、ＶＡ（Vertical Alignment）などがある。また、第２の分類として、液晶表示装置の平面方向（あるいは面内方向）に電界が印加される、所謂、横電界モードがある。横電界モードには、例えばＩＰＳ（In-Plane Switching）モードや、ＦＦＳ（Fringe Field Switching）モードなどがある。以下で説明する技術は、縦電界モードおよび横電界モードのいずれにも適用できるが、図３では、一例として、横電界モード（詳しくはＦＦＳモード）の表示装置を示している。
【００１９】
図１乃至図３に示す表示装置ＬＣＤ１は、表示面側（言い換えれば図３に示す観者ＶＷ側）に配置される前面１１ａを有する基板１１、および基板１１の前面１１ａの反対側に、基板１１と離間して配置される基板１２を備える。また、図３に示すように、表示装置ＬＣＤ１は、基板１１と基板１２の間に配置される複数の画素電極１３、および基板１１と基板１２の間に配置される共通電極１４を備える。また、表示装置ＬＣＤ１は、基板１１と基板１２の間に配置され、複数の画素電極１３と共通電極１４との間に表示用電圧が印加されることで表示画像を形成する表示機能層である液晶層１６を備える。
【００２０】
図３に示す基板１１は、カラー表示の画像を形成するカラーフィルタＣＦ（図４参照）が形成されたカラーフィルタ基板であって、表示面側である前面１１ａおよび前面１１ａの反対側に位置する背面１１ｂを有する。基板１１は、例えばガラス基板などの基材の一方の面に、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色のカラーフィルタ画素ＣＦｐ（図４参照）を周期的に配列して構成されたカラーフィルタが貼り付けられている。カラー表示装置では、例えばこの赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色のサブピクセル（図４に示すカラーフィルタ画素ＣＦｐ）を１組として、１画素（１ピクセルともいう）を構成する。
【００２１】
また図３に示す、基板（あるいはアレイ基板）１２は、主として画像表示用の回路が形成された回路基板であって、基板１１側に位置する前面（あるいは面、内面）１２ａおよびその反対側に位置する背面（あるいは面、裏面）１２ｂを有する。基板１２の前面１２ａ側には、ＴＦＴ（Thin-Film Transistor）などのアクティブ素子ＡＣ（図４参照）と、複数の画素電極１３がマトリクス状に形成されている。図４に示すように、基板１２に形成されている複数のアクティブ素子画素ＡＣｐと、基板１１の複数のカラーフィルタ画素ＣＦｐとは、それぞれ互いに対向する位置に配置されている。
【００２２】
また、図３に示す例は、前記したように横電界モード（詳しくはＦＦＳモード）の表示装置ＬＣＤ１を示しているので、共通電極１４が基板１２の前面１２ａ側に形成されている。共通電極１４は、基板１２の前面１２ａ上に形成され、共通電極１４上には絶縁層１５が積層される。また、複数の画素電極１３は、絶縁層１５を介して共通電極１４と対向するように絶縁層１５上に形成される。表示装置ＬＣＤ１では、表示期間において、画素電極１３には画素電圧が、共通電極１４には共通駆動電圧がそれぞれ印加され、これにより各画素の表示電圧が画定される。
【００２３】
また、図示は省略するが、基板１２には、上記の他、画素電極１３を駆動するための表示ドライバや画素電極１３に画素信号を供給するソース線や、ＴＦＴを駆動するゲート線等の配線が形成されている。
【００２４】
また、基板１１と基板１２の間には、画素電極１３と共通電極１４との間に表示用電圧が印加されることで表示画像を形成する表示機能層である、液晶層１６が設けられる。液晶層１６は、印加された電界の状態に応じてそこを通過する光を変調するものであり、例えば、ＴＮ、ＶＡ、ＦＦＳ等の各種モードに対応した液晶ＬＣが用いられる。なお、図示は省略するが、液晶層１６と基板１１との間、並びに液晶層１６と基板１２の間には、それぞれ配向膜が形成されている。
【００２５】
また、液晶層１６の周囲には、液晶層１６を囲むようにシール材１７が配置され、液晶層１６は、シール材１７で囲まれた領域内に封入されている。また、基板１１と基板１２とは、シール材１７を介して接着固定されている。つまりシール材１７は、液晶層１６の漏れ出しを防ぐシール部材としての機能と、基板１１及び基板１２を接着固定する接着部材としての機能と、を有している。上記したように、図３では、液晶層１６を見易くするために、液晶層の厚さ、すなわち、図３に示すＺ方向の長さを実際よりも厚くしているが、液晶層１６の厚さは基板１２の厚さの１／１００程度であって、例えば５μｍ以上１５μｍ以下である。したがって、シール材１７の高さ（言い換えれば図３に示すＺ方向の長さ）は、基板１２の厚さの１／１００程度であって、例えば５μｍ以上１５μｍ以下である。
【００２６】
また、表示装置ＬＣＤ１の基板１２の背面１２ｂ側には、光源ＬＳおよび、光源ＬＳから発生した光をフィルタリングする偏光板ＰＬ２が設けられている。偏光板ＰＬ２は、接着層ＢＤ２を介して基板１２に接着固定されている。一方、基板１１の前面１１ａ側には、基板１１を通過した光をフィルタリングする偏光板ＰＬ１が設けられている。偏光板ＰＬ１は、接着層ＢＤ１を介して基板１１に接着固定されている。詳細は後述するが、表示装置ＬＣＤ１は、基板１１の強度を基板１２の強度よりも向上させることで、表示装置ＬＣＤ１全体の強度を向上させている。このため、表示面側にはカバーガラスが配置されず、偏光板ＰＬ１を傷や汚れなどから保護する保護層として、保護フィルムＰＦが偏光板ＰＬ１を覆うように接着固定されている。
【００２７】
表示装置ＬＣＤ１の表示機能の観点からは、保護フィルムＰＦを設けない構成でも良いが、偏光板ＰＬ１に傷が形成される、あるいは汚れが付着することで、表示性能が低下することを抑制する観点からは、保護フィルムＰＦを設けることが好ましい。保護フィルムＰＦは、例えば樹脂フィルムであって、その厚さは基板１２の厚さよりも薄い。例えば、上記したように基板１２の厚さは０．１ｍｍ以上１．５ｍｍ以下、であるのに対して、保護フィルムＰＦの厚さは、１０μｍ以上５００μｍ以下程度である。また、偏光板ＰＬ１及び偏光板ＰＬ２の厚さはそれぞれ６０μｍ以上５００μｍ以下程度なので、保護フィルムＰＦの厚さは、偏光板ＰＬ１及び偏光板ＰＬ２それぞれの厚さと同程度である。本実施の形態によれば、基板１１により表示装置ＬＣＤ１に必要な強度を確保することができるので、保護フィルムＰＦは上記のように、薄くすることができる。また、図３に対する変形例として、保護フィルムＰＦに代えて、あるいは保護フィルムＰＦに加えて、加飾フィルムを設けても良い。
【００２８】
また、図３では、基板１１及び基板１２のそれぞれに、偏光板ＰＬ１及び偏光板ＰＬ２それぞれを貼り付けた実施態様を示しているが、種々の変形例を適用することができる。例えば、偏光板ＰＬ１及び偏光板ＰＬ２、さらに位相差板などの光学フィルムを貼り付ける実施態様に適用することができる。あるいは、基板１１及び基板１２のそれぞれに、光学フィルムを成膜する方法を適用することができる。
【００２９】
また、図３に示す例では、基板１２の前面１２ａに、画素電極１３に画素電圧を供給する駆動回路が形成された半導体チップ（詳しくはドライバチップ）ＤＣ、および画像表示用の駆動回路ＤＲ１と電気的に接続された配線基板１８が電気的に接続されている。配線基板１８は、例えば、樹脂フィルム内に複数の配線が形成され、配置場所の形状に応じて自在に変形させることができる、所謂、フレキシブル配線板である。配線基板１８に形成される配線には、画素電極１３と電気的に接続される配線、および共通電極１４と電気的に接続される配線が含まれる。なお、図３に示す例では、基板１２上に半導体チップを実装する、所謂ＣＯＧ（Chip on glass）方式の実施態様を例示しているが、半導体チップを実装する場所は基板１２上には限定されず、例えば配線基板１８に実装する方式を適用することもできる。
【００３０】
図３に示す表示装置ＬＣＤ１によるカラー画像の表示方法は、例えば以下の通りである。すなわち、光源ＬＳから出射された光は、偏光板ＰＬ２によってフィルタリングされ、偏光板ＰＬ２を通過する振幅を有する光が液晶層１６に入射する。液晶層１６に入射した光は、液晶ＬＣの屈折率異方性（言い換えれば複屈折）に応じて偏光状態を変化させて液晶層１６の厚さ方向（言い換えれば基板１２から基板１１に向かう方向）に伝搬され、基板１１から出射される。この時、画素電極１３と共通電極１４に電圧を印加して形成される電界により、液晶配向が制御され、液晶層１６は光学的なシャッターとして機能する。つまり、液晶層１６において、サブピクセル毎に光の透過率を制御することができる。基板１１に到達した光は、基板１１に形成されたカラーフィルタにおいて、色フィルタリング処理（すなわち、所定の波長以外の光を吸収する処理）が施され、前面１１ａから出射される。また、前面１１ａから出射された光は、偏光板ＰＬ１によってフィルタリングされ観者ＶＷに到達する。
【００３１】
表示装置ＬＣＤ１は、上記のような画像表示方式を採用するので、表示品質を向上させる観点からは、基板１１に形成されたカラーフィルタ画素ＣＦｐと基板１２に形成されたアクティブ素子画素ＡＣｐとの位置ずれ量を小さくすることが好ましい。
【００３２】
カラーフィルタ画素ＣＦｐおよびアクティブ素子画素ＡＣｐの寸法は、要求される精細度に応じて異なるが、例えば、図４に示す例では、Ｘ方向の長さがそれぞれ１５μｍ以上１００μｍ以下程度、Ｙ方向の長さがそれぞれ５０μｍ以上２００μｍ以下程度である。本実施の形態では、図５に示すカラーフィルタ画素ＣＦｐとアクティブ素子画素ＡＣｐとのＸ方向の位置ずれ量Ｇｘと、Ｘ方向に直交するＹ方向の位置ずれ量Ｇｙが、それぞれ５μｍ以下になっている。カラーフィルタ画素ＣＦｐおよびアクティブ素子画素ＡＣｐの寸法が上記の範囲であれば、位置ずれ量Ｇｘ及び位置ずれ量Ｇｙそれぞれを５μｍ以下にすることで、図１〜図３に示す表示装置ＬＣＤ１の表示品質を向上させることができる。位置ずれ量Ｇｘ及び位置ずれ量Ｇｙそれぞれを５μｍ以下にする方法については、後述する。
【００３３】
＜表示装置の強度と反り変形の関係＞
次に、図１乃至図３に示す表示装置ＬＣＤ１の強度について説明する。上記したように、表示装置では、表示機能層を挟むように接着固定された一対の基板に加え、表示装置の強度を得るためにカバーガラスを備えた構造が一般的である。しかし、表示装置の薄型化の観点や、構成部品数の削減の観点からは、カバーガラスを必要としない表示装置が好ましい。
【００３４】
そこで、本願発明者は、表示装置に用いられるガラス基板の強度を向上させる技術について検討した。ガラス基板を強化する方法として、イオン交換法を利用してガラス基板に含まれるアルカリイオンを、よりイオン半径が大きいアルカリイオンに交換し、ガラス基板表面に圧縮応力層を発生させる、化学強化の方法がある。化学強化以外のガラス基板の強化方法として、ガラス基板の表面を、軟化点付近にまで加熱した後で急冷し、ガラス表面と内部の収縮スピードに差をもたせることで圧縮応力層を形成する方法（以下、物理強化と呼ぶ）がある。化学強化は、物理強化と比較して、ガラス基板の板厚が薄い場合に有利である。また、化学強化は、物理強化と比較して、圧縮応力層が均一化し易い点で、有利である。
【００３５】
ただし、化学強化されたガラス基板は、内部に、ナトリウムイオンやカリウムイオンなどのアルカリ金属イオンを含んでいるため、基板にＴＦＴを形成する場合には、ＴＦＴ層に溶出したアルカリ金属イオンが、ＴＦＴを破壊する懸念がある。したがって、図３に示す基板１２には、上記したように前面１２ａ側にＴＦＴ層を形成するので、ＴＦＴ層を保護する観点から、ガラス基板中に含まれるアルカリ成分の割合が低い（例えば１重量％以下）、所謂、無アルカリガラスを用いることが好ましい。
【００３６】
一方、基板１１にはＴＦＴ層は形成されないので、ガラス基板を化学強化して用いることが好ましい。つまり、本実施の形態では、基板１１には化学強化されたガラス基板を用いており、基板１２には、化学強化処理が施されていない、無アルカリガラスのガラス基板を用いている。言い換えれば、表示機能層である液晶層１６を挟んで接着固定される基板１１及び基板１２のうち、基板１１を化学強化ガラスとすることにより、表示装置ＬＣＤ１の強度を向上させている。
【００３７】
このため、図３に示す例では、基板１１に含まれるアルカリ成分の割合は、基板１２に含まれるアルカリ成分の割合よりも、大きくなっている。言い換えれば、基板１１は、第１の割合でアルカリ成分を含むガラス基板であって、基板１２は、第１の割合よりも小さい第２の割合でアルカリ成分を含むガラス基板、またはアルカリ成分を含まないガラス基板である。
【００３８】
図１乃至図３に示す表示装置ＬＣＤ１の強度を向上させる観点からは、基板１１または基板１２のうち、少なくともいずれか一方の強度を向上させれば良い。したがって、本実施の形態のように、基板１１に化学強化処理を施すことにより、表示装置ＬＣＤ１の強度を向上させることができる。また、基板１２に無アルカリガラスを用いることにより、アルカリ成分の溶出によるＴＦＴ層の破壊を抑制することができる。
【００３９】
ところが、本願発明者がさらに検討した所、基板１１、１２に異なる処理を施したガラス基板を用いる場合、基板１１、１２間の線膨張係数の相違に起因して、基板１１、１２の反り変形が生じることが判った。例えば、化学強化処理が施された基板１１の線膨張係数は、約１×１０−５［１／Ｋ］である。一方、無アルカリガラスである基板１２の線膨張係数は、約４×１０−６［１／Ｋ］である。このように、基板１１の線膨張係数の方が基板１２の線膨張係数よりも大きい場合、基板１１と基板１２とを接着固定した後で、加熱処理を施すと、基板１１の前面１１ａの中央部が観者ＶＷに向かって突出するように反り変形が生じる。
【００４０】
基板１１、１２に反り変形が生じた場合、反り変形の程度によっては、基板１１及び基板１２を接着固定する固定部であるシール材１７が剥離する懸念がある。また、反り変形の程度によっては、図５に示す位置ずれ量Ｇｘ及び位置ずれ量Ｇｙが大きくなって表示品質低下の原因になり得る。
【００４１】
そこで、本願発明者は、反り変形を抑制する技術について検討を行い、基板１１と基板１２の厚さを異なる厚さにすることで、反り変形を抑制できることを見出した。詳しくは、図３に示すように、相対的に線膨張係数が大きい基板１１の厚さを、相対的に線膨張係数が小さい基板１２の厚さよりも大きくする。言い換えれば、相対的に線膨張係数が小さい基板１２の厚さを、相対的に線膨張係数が大きい基板１１の厚さよりも小さくする。上記したように、基板１１の厚さは０．２ｍｍ以上５．０ｍｍ以下、特に好ましくは０．５ｍｍ以上３．０ｍｍ以下である。一方、基板１２の厚さは０．１ｍｍ以上１．５ｍｍ以下、特に好ましくは０．１５ｍｍ以上０．７ｍｍ以下であって、基板１１の厚さよりも小さい。
【００４２】
このように相対的に線膨張係数が小さい基板１２の厚さを薄くすると、熱影響により基板１１から基板１２が受ける引張り力に抵抗する力が小さくなる。このため、基板１１に対する基板１２の追従性が向上し、反り変形が抑制できる。図６乃至図８に、ガラス基板の厚さと反り量の関係について、本願発明者が計算を行った結果を示す。図６乃至図８において、縦軸は、反り量を示し、図３に示す基板１１の前面１１ａの中心と周縁部の高低差を示している。また、横軸は、図３に示す基板１１を接着固定した後で加熱した温度を示している。また、図６乃至図８では、図３に示す基板１１の厚さを０．５ｍｍとした時に、基板１２の厚さが０．１０ｍｍ（符号Ｔａ）、０．１５ｍｍ（符号Ｔｂ）、０．２０ｍｍ（符号Ｔｃ）の場合の反り量をそれぞれ示している。また、図６乃至図８に示す結果は、それぞれ表示装置ＬＣＤ１の表示領域の寸法が異なっており、図６では表示領域の対角距離が５インチ（１２．７ｃｍ）、図７では表示領域の対角距離が７インチ（１７．７８ｃｍ）、図８では表示領域の対角距離が１０インチ（２５．４ｃｍ）の時の計算結果を示している。
【００４３】
図６乃至図８のそれぞれを見て判るように、図３に示す基板１２の厚さを薄くする程、反り量を低減できることが判る。つまり、相対的に線膨張係数が小さい基板１２の厚さを薄くすることで、反り変形の程度が抑制されることが判る。また、図６乃至図８を比較して判るように、表示領域の対角距離が長くなると、反り量の温度依存性が大きくなる。したがって、表示領域の距離が５インチよりも大きい場合には、製造工程において、基板１１と基板１２を接着固定した後に、加熱する温度を低減することが特に好ましい。
【００４４】
また、本実施の形態の表示装置ＬＣＤ１は、図１に示すように、平面視において、基板１１の面積が基板１２の面積よりも大きく、基板１２の大部分が基板１１により覆われている。詳しくは、平面視において、基板１１は、Ｘ方向に沿って延びる辺１１ｈ１、辺１１ｈ１と対向する辺１１ｈ２、辺１１ｈ１及び辺１１ｈ２と交差する辺１１ｈ３、並びに辺１１ｈ３と対向する辺１１ｈ４を有している。そして、平面視において、辺１１ｈ１、辺１１ｈ２、および辺１１ｈ３は、基板１２と重ならない位置に配置されている。詳しくは、辺１１ｈ１の全体は、基板１２の周縁部よりも外側に配置されている。また、辺１１ｈ２の全体は、基板１２の周縁部よりも外側に配置されている。辺１１ｈ３の全体は、基板１２の周縁部よりも外側に配置されている。一方、図１に示す例では、辺１１ｈ４の一部は、基板１２の周縁部の内側、すなわち、基板１２と重なる位置に配置されている。
【００４５】
上記した反り変形の原因になる引張り力は、基板１１及び基板１２が加熱された時の熱膨張量、あるいは加熱後の熱収縮量が異なることにより、応力が集中して発生する。そして、熱膨張または熱収縮により発生する応力は、基板１１の周縁部において最も大きくなる。
【００４６】
ここで、図１に示すように、平面視において、辺１１ｈ１、辺１１ｈ２、および辺１１ｈ３は、基板１２と重ならない位置に配置すれば、最も応力が大きくなる基板１１の周縁部を基板１２よりも外側に配置することで、基板１１と基板１２の接着固定部に印加される応力を低減できる。また、辺１１ｈ１、辺１１ｈ２、および辺１１ｈ３は、基板１２と重ならない位置に配置することで、最も応力がかかる基板１１の周縁部分を、基板１２の表示領域から外すことができる。なお、図１に示す例では、基板１１の辺１１ｈ４は基板１２と重なる位置に配置されているが、これは、半導体チップＤＣや配線基板１８の配置スペースを確保するためである。基板１２は、表示領域を有する表示部１２ｄと、表示部１２ｄの隣に配置され、半導体チップＤＣ（図３参照）や配線基板１８を接続する複数の端子（図示は省略）が配置されている端子部１２ｔと、を有している。図１に示す例では、基板１１は、表示部１２ｄの全体を覆い、かつ端子部１２ｔが露出するように、基板１２に重ね合わせられている。しかし、詳細は後述するが、図１に対する変形例として、基板１１の辺１１ｈ４も基板１２と重ならない位置に配置することもできる。
【００４７】
また、図３に示すように、基板１１と基板１２に、それぞれ偏光板ＰＬ１及び偏光板ＰＬ２を接着固定する場合には、偏光板ＰＬ１を接着する接着層ＢＤ１と偏光板ＰＬ２を接着する接着層ＢＤ２に同じ材料を用いることもできるが、反り変形を抑制する観点から、接着層ＢＤ１と接着層ＢＤ２とを異なる材料にすることもできる。詳しくは、接着層ＢＤ１の弾性率が接着層ＢＤ２の弾性率よりも大きくなっていることが好ましい。弾性率は、変形のし難さを表す物性値であって、特に、引張り力に対する変形のし難さを表す物性値はヤング率と呼ばれる。つまり、相対的に弾性率が大きい接着層ＢＤ１は、接着層ＢＤ２よりも変形し難くなっている。
【００４８】
接着層ＢＤ１の弾性率を接着層ＢＤ２の弾性率よりも大きくすると、相対的に線膨張係数が大きい基板１１には変形し難い接着層ＢＤ１が接着されていることになる。一方、相対的に線膨張係数が小さい基板１２には変形し易い接着層ＢＤ２が接着されていることになる。したがって、基板１１と基板１２との線膨張係数の違いにより発生した応力を相殺する方向に応力が発生する。この結果、基板１１及び基板１２の接着固定部分に生じる応力を低減できるので、反り変形や、シール材１７の剥離をさらに抑制することができる。
【００４９】
また、基板１１に接着される部材の総厚さと、基板１２に接着される部材の総厚さを異なる厚さにして、基板１１と基板１２との線膨張係数の違いにより発生した応力を相殺する方向に応力が発生させても良い。例えば、図３に示す例では、基板１１の前面１１ａには、接着層ＢＤ１を介して偏光板ＰＬ１、保護フィルムＰＦが積層されているので、基板１１に接着される部材の総厚さは、例えば７５μｍ以上１，０５０μｍ以下である。一方、基板１２の背面１２ｂには、接着層ＢＤ２を介して偏光板ＰＬ２が接着固定されているので、基板１２に接着される部材の総厚さは、例えば６５μｍ以上５５０μｍ以下であって、基板１１の前面１１ａに接着される部材の総厚さよりも薄くなっている。
【００５０】
例えば、接着層ＢＤ１及び接着層ＢＤ２を同じ部材、偏光板ＰＬ１及び偏光板ＰＬ２を同じ部材で構成する場合には、基板１１及び基板１２それぞれに接着される部材の厚さが厚くなる程、変形し難くなる。したがって、基板１１に接着される部材の総厚さを、基板１２に接着される部材の総厚さよりも大きくすることで、基板１１と基板１２との線膨張係数の違いにより発生した応力を相殺する方向に応力が発生させることができる。この結果、基板１１及び基板１２の接着固定部分に生じる応力を低減できるので、反り変形や、シール材１７の剥離をさらに抑制することができる。
【００５１】
また、本実施の形態では、上記したように、基板１１は、化学強化されたガラス基板なので、内部に、ナトリウムイオンやカリウムイオンなどのアルカリ成分を含んでいる。したがって、基板１１に含まれるアルカリ成分が図３に示す液晶層１６の特性に影響を及ぼすことを抑制する観点からは、図９に示す表示装置ＬＣＤ２のように、基板１１と液晶層１６との間に基板１１の背面１１ｂを覆う保護膜２１を設けることが好ましい。図９は、図３に対する変形例を示す断面図である。図９に示す例では、基板１１には、背面１１ｂを覆うように保護膜２１が形成されている。保護膜２１は基板１１に含まれるアルカリ成分が液晶層１６に向かって拡散することを抑制するバリア膜であって、例えばＣＶＤ法などにより酸化珪素などの膜を成膜することで形成できる。あるいは、樹脂膜を貼り付けることもできる。図９に示す表示装置ＬＣＤ２は、基板１１と液晶層１６との間に保護膜２１が設けられている点を除き、図３に示す表示装置ＬＣＤ１と同じ構成なので、重複する説明は省略する。
【００５２】
また、図示は省略するが、図９に対するさらなる変形例として、図９に示す基板１２の前面１２ａに、保護膜２１と同様の保護膜を形成することもできる。この場合、基板１１に含まれるアルカリ成分が基板１２の前面１２ａ側に拡散することを確実に防止することができる。
【００５３】
また、図１０および図１１に示す表示装置ＬＣＤ３のように、半導体チップＤＣや配線基板１８が接続される複数の端子（図示は省略）が配置される領域である端子部１２ｔにスペーサ部材２２を配置することができる。図１０は図１に対する変形例である表示装置を示す平面図、図１１は図１０のＢ１−Ｂ２線に沿った断面図である。図１０および図１１に示す表示装置ＬＣＤ３は、基板１２の端子部１２ｔに、樹脂またはガラスから成るスペーサ部材２２が接着固定されている。また、偏光板ＰＬ１は、基板１１およびスペーサ部材２２を跨ぐように配置されている。したがって、図１０に示すように、基板１２の前面１２ａの全体が偏光板ＰＬ１に覆われるのでデザイン性を向上させることができる。
【００５４】
また、図１２および図１３に示す表示装置ＬＣＤ４のように、基板１１の背面１１ｂの一部に、空間領域である端子収容部２３を形成し、基板１２の端子部１２ｔと重なる位置に端子収容部２３を形成すれば、基板１１の平面積をさらに大きくすることができる。図１２は図１０に対する変形例である表示装置を示す平面図、図１３は図１２のＣ１−Ｃ２線に沿った断面図である。図１２および図１３に示す表示装置ＬＣＤ４の場合、平面視において、基板１１の辺１１ｈ１、辺１１ｈ２、辺１１ｈ３、および辺１１ｈ４のそれぞれが、基板１２と重ならない位置に配置されている。詳しくは、辺１１ｈ４の全体が、基板１２の周縁部よりも外側に配置されている点で、上記した図１に示す表示装置ＬＣＤ１と相違する。上記したように、反り変形の原因になる引張り力は、基板１１及び基板１２が加熱された時の熱膨張量、あるいは加熱後の熱収縮量が異なることにより、応力が集中して発生する。そして、熱膨張または熱収縮により発生する応力は、基板１１の周縁部において最も大きくなる。したがって、表示装置ＬＣＤ４のように基板１１の周縁部が、平面視において基板１２と重ならない位置に配置されるように重ね合わせれば、基板１１と基板１２の接着固定部に印加される応力を低減できる。
【００５５】
また、表示装置ＬＣＤ４の場合、表示部１２ｄと端子部１２ｔとを、一体に形成された基板１１で覆うことになる。したがって、図１０および図１１に示す表示装置ＬＣＤ３と比較して、偏光板ＰＬ１と接着面の平坦性を向上させることができる。図１０および図１１に示す表示装置ＬＣＤ３と、図１２および図１３に示す表示装置ＬＣＤ４とは、基板１２の端子部１２ｔを偏光板ＰＬ１が覆う構造になっている点を除き、図３に示す表示装置ＬＣＤ１と同じ構成なので、重複する説明は省略する。
【００５６】
また、図１４および図１５に示す表示装置ＬＣＤ５のように、基板１１の背面１１ｂに、半導体チップＤＣ（図３参照）や配線基板１８を接続する複数の端子（図示は省略）が配置されている端子部１１ｔを設ければ、図１２および図１３に示す表示装置ＬＣＤ４のように、端子収容部２３を設けるための加工を省略することができる。図１４は図１２に対する変形例である表示装置を示す平面図、図１５は図１４のＤ１−Ｄ２線に沿った断面図である。図１４および図１５に示す表示装置ＬＣＤ５の場合も、平面視において、基板１１の辺１１ｈ１、辺１１ｈ２、辺１１ｈ３、および辺１１ｈ４のそれぞれが、基板１２と重ならない位置に配置されている。したがって、図１２および図１３に示す表示装置ＬＣＤ４と同様の効果が得られる。図１４および図１５に示す表示装置ＬＣＤ５は、基板１１に端子部１１ｔが設けられ、基板１２の端子部１２ｔ（図１参照）が省略されている点を除き、図３に示す表示装置ＬＣＤ１と同じ構成なので、重複する説明は省略する。
【００５７】
＜表示装置の製造方法＞
次に、本実施の形態で説明した表示装置の製造方法について説明する。なお、以下の説明では、代表例として、図１乃至図３に示す表示装置ＬＣＤ１の製造方法を取り上げて説明し、その他の変形例については、相違点を簡単に説明する。図１６は、図１乃至図３に示す表示装置の製造工程の概要を示す組立てフロー図である。なお、以下の説明で言及する詳しい部材については、上記した図１乃至図１５を適宜参照して説明する。
【００５８】
また、図６乃至図８を用いて説明したように、表示領域の対角距離が長くなると、反り量の温度依存性が大きくなる。したがって、表示装置ＬＣＤ１の製造工程においては、製造工程中の温度管理が、反り変形を抑制する観点から特に重要になる。したがって、以下の説明では、基板１１及び基板１２の温度管理に関連する部分を特に詳しく説明し、その他の部分は簡単に説明する。
【００５９】
図１６に示すように、本実施の形態の表示装置の製造方法には、図３に示す基板１１を準備する第１基板準備工程、基板１２を準備する第２基板準備工程、を有している。また、本実施の形態の表示装置の製造方法には、配向膜形成工程、シール材塗布工程、液晶供給工程、基板重ね工程、シール材硬化工程、スクライブ／ブレイク工程、電子部品実装工程、が含まれる。
【００６０】
図１６に示す第１基板準備工程では、図３に示す基板１１に相当する基板を準備する。上記したように、本実施の形態では、基板１１は、化学強化された基板なので、ガラス基板を準備したあと、化学強化処理を施す。また、化学強化処理の後で行うＣＦ形成工程では化学強化された基板１１にカラーフィルタＣＦ（図４参照）を形成する。なお、図１２および図１３に示すＬＣＤ４のように、基板１１に端子収容部２３を形成する場合には、化学強化処理を施す前に予め端子収容部２３を形成しておくことが好ましい。
【００６１】
また、図１６に示す第２基板準備工程では、図３に示す基板１２に相当する基板を準備する。上記したように、本実施の形態では、基板１２は、ガラス基板中に含まれるアルカリ成分の割合が低い（例えば１重量％以下）、所謂、無アルカリガラスなので、第１基板準備工程で準備するガラス基板とは、異なるガラス基板を準備する。また、第２基板準備工程には、基板１２の前面１２ａにＴＦＴアレイを形成するＴＦＴ形成工程が含まれる。また、第２基板準備工程には、ＴＦＴ形成工程の後、ＴＦＴアレイと電気的に接続されるパッド配線を形成する、パッド配線形成工程が含まれる。図３に示す半導体チップＤＣや配線基板１８と電気的に接続される複数の端子（図示は省略）は、このパッド配線形成工程で形成しておく。パッド配線は、ＴＦＴアレイ及び画素電極１３、および共通電極１４と電気的に接続される複数の配線や端子により構成されている。
【００６２】
ここで、共通電極１４や画素電極１３には、例えばＩＴＯなどの透明電極材料を用いて形成するが、共通電極１４および画素電極１３を、例えば２００℃程度以上の温度で加熱することで、共通電極１４および画素電極１３の抵抗値の低減、あるいは可視光透過率の向上を図ることができる。図６乃至図８を用いて説明したように、表示領域の対角距離が長くなると、反り量の温度依存性が大きくなる。したがって、図１６に示す基板重ね工程の前に、予め共通電極１４および画素電極１３を形成しておくことで、共通電極１４および画素電極１３を高温で加熱することができる。
【００６３】
なお、図１４および図１５に示す表示装置ＬＣＤ５のように、基板１１に配線基板１８を接続する場合には、図１６に示す第１基板準備工程にもパッド配線形成工程を追加して、図示しない複数の端子を形成しておく。
【００６４】
また、図１６に示す配向膜形成工程では、図３に示す基板１１の背面１１ｂ側、および基板１２の前面１２ａ側に、それぞれ配向膜を形成する。配向膜形成工程では、例えばポリイミド樹脂を塗布した後、ラビングすることにより配向膜を形成することができる。また、偏光紫外線を高分子膜上に照射することによって、偏光方向の高分子鎖を選択的に反応させることにより配向膜を形成する、光配向法を適用することもできる。
【００６５】
また、図１６に示すシール材塗布工程では、基板１１または基板１２の表示領域の周囲を囲むように、図３に示すシール材１７を塗布する。また、図１６に示す液晶供給工程では、基板１１または基板１２の表示領域が満たされるように、図３に示す液晶ＬＣを滴下する。
【００６６】
ところで、図示は省略するが、図１６に対する変形例としてシール材硬化工程の後、液晶ＬＣを注入して、液晶注入口を封止する方式を採用することもできる。ただし、この場合、シール材塗布工程において、液晶注入口を形成するようにシール材１７を塗布する必要があるので、液晶注入口周辺に応力が集中し易い構造となる。一方、図１６に示すように、基板重ね工程の前に、予め液晶を供給する方式の場合には、表示領域の周囲に沿って、応力集中が発生し難い形状でシール材１７を塗布することができる。言い換えれば、表示機能層が配置された表示領域の周囲にはシール材１７が切れ目なく連続的に配置されている。したがって、応力集中によるシール材１７の剥離を抑制する観点からは、液晶注入口を設けず、基板重ね工程の前に液晶供給工程を行うことが好ましい。
【００６７】
また、図１６に示す基板重ね工程では、図３に示す基板１１の背面１１ｂと基板１２の前面１２ａとが対向するように、基板１１及び基板１２を重ね合わせる。この時、図４に示すように、基板１２に形成されている複数のアクティブ素子画素ＡＣｐと、基板１１の複数のカラーフィルタ画素ＣＦｐとが、それぞれ互いに対向するように重ね合わせる。上記したように、図５に示すカラーフィルタ画素ＣＦｐとアクティブ素子画素ＡＣｐとのＸ方向の位置ずれ量Ｇｘと、Ｘ方向に直交するＹ方向の位置ずれ量Ｇｙが、それぞれ５μｍ以下になるようにするには、本工程における位置合わせ精度と、温度管理が重要になる。すなわち、基板１１及び基板１２を重ね合わせる時に、基板１１及び基板１２の温度差が大きいと、接着固定後に接着固定部に応力が生じ易くなる。
【００６８】
そこで、本工程では、基板１１および基板１２の温度を測定しながら重ね合わせを行うことが好ましい。また、基板１１と基板１２を重ね合わせている時に基板１１及び基板１２の熱膨張量が大きくなると、図５に示す位置ずれ量Ｇｘ及び位置ずれ量Ｇｙが大きくなり易い。したがって、本工程は、基板１１及び基板１２の温度を室温（好ましくは２０℃以上３０℃以下）にして実施することが好ましい。また、重ね合わせの開始から完了まで（すなわち、次のシール材硬化工程を開始するまで）の基板１１及び基板１２の温度変化が開始時温度±１℃以内に収まるように温度調整しながら行うことが好ましい。
【００６９】
上記のように、基板重ね合わせ工程において、基板１１及び基板１２の温度を調整すれば、製品としての表示装置ＬＣＤ１（図３参照）における位置ずれ量Ｇｘ及び位置ずれ量Ｇｙ（図４参照）を５μｍ以下に収めることができる。図１７は、温度変化と位置ずれ量の関係を示す説明図である。図１７において、縦軸は、図５に示す位置ずれ量Ｇｘまたは位置ずれ量Ｇｙの値を示している。また、横軸は、温度変化の値を示している。また、図１７では、図３に示す基板１１と基板１２の長さが同じと仮定して、基板長さが７２０ｍｍ（符号Ｇ１）の時の位置ずれ量と、６００ｍｍの時の位置ずれ量（符号Ｇ２）とを示している。
【００７０】
また、図１７に示す位置ずれ量は、基板長さをＬ、基板１１の線膨張係数をρ１、基板１２の線膨張係数をρ２、温度変化をΔｔとして、
位置ずれ量＝Ｌ×（ρ１−ρ２）×Δｔ
の式に基づいて算出した結果を示している。
【００７１】
図１７に示すように、位置ずれ量は、Δｔに比例して大きくなるが、Δｔを１℃以内に収めれば位置ずれ量を５μｍ以下に収められることが判る。
【００７２】
また、図１６に示すシール材硬化工程では、図３に示すシール材１７にエネルギーを付与してシール材１７を硬化させる。シール材１７を硬化させれば、基板１１と基板１２とがシール材１７を介して接着固定される。ここで、図６乃至図８に示すように、基板１１及び基板１２に印加される温度が高くなる程、反り量が大きくなる。したがって、本工程では、出来る限り低い温度、特に好ましくは、４０℃以下で、シール材１７を硬化させることが好ましい。したがって、シール材１７には熱硬化を必要としない材料、言い換えれば、熱以外のエネルギーを印加することにより硬化する材料を用いることが好ましい。例えば、シール材１７の主たる硬化成分を紫外線硬化性樹脂にすれば、４０℃以下でシール材１７を硬化させることができる。
【００７３】
また、図１６に示すスクライブ／ブレイク工程では、基板１１または基板１２の加工しろの部分（すなわち、製品には残らない基板１１および基板１２の加工用の余裕部分）を切断して取り除く。これにより、図１に示す表示装置ＬＣＤ１の輪郭形状が得られる。この時、平面視において、基板１２の外側に位置する基板１１の端面（言い換えれば、周縁部に配置される側面）には研磨加工を施すことが好ましい。
【００７４】
また、図１６に示す偏光板接着工程では、図３に示す接着層ＢＤ１を介して偏光板ＰＬ１を、接着層ＢＤ２を介して偏光板ＰＬ２を、それぞれ貼り付けて、基板１１及び基板１２に接着固定する。図３に示す保護フィルムＰＦは、本工程以降の任意のタイミングで偏光板ＰＬ１に貼り付ける事ができるが、製造工程中に偏光板ＰＬ１を保護する観点からは、本工程で、偏光板ＰＬ１に続いて貼り付けることが好ましい。
【００７５】
また、図１６に示す電子部品実装工程では、図３に示す半導体チップＤＣおよび配線基板１８を基板１２に形成された図示しない複数の端子と電気的に接続する。これにより、基板１２に形成されたパッド配線は、配線基板１８と電気的に接続される。
【００７６】
以上の工程により図３に示す表示装置ＬＣＤ１（光源ＬＳは除く）が得られる。その後、得られた入力装置付き表示装置ＬＣＤ１を、図示しない筐体に組み込んで、筐体付き表示装置が完成する。図３に示す光源ＬＳは、予め筐体に組み込んでおくことができる。
【００７７】
（実施の形態２）
前記実施の形態１では、表示機能層を挟んで一対の基板が対向するように配置し、接着固定する表示装置の例として、画像表示機能を有する表示装置を取り上げて説明した。近年、表示装置の表示面側に、タッチパネル（タッチセンサとも言う）と呼ばれる入力装置を取り付け、タッチパネルに指などを接触させると、接触位置データを検出して出力する技術がある。本実施の形態では、表示装置と入力装置を取り付けた、あるいは表示装置に入力装置を組み込んだ入力装置付き表示装置に、上記実施の形態１で説明した技術を適用した実施態様について説明する。なお、本実施の形態２では上記実施の形態１との相違点を中心に説明し、表示装置の構成等、重複する説明は原則として省略する。
【００７８】
＜静電容量型入力装置＞
まず、静電容量型のタッチパネル（あるいはタッチセンサ）と呼ばれる入力装置の基本的な動作原理について説明する。図１８は、静電容量型のタッチパネル（入力装置）の概要構成を示す説明図である。また、図１９は、図１８に示すタッチパネルに印加される駆動波形と、タッチパネルから出力される信号波形の関係の例を示す説明図である。図１９では、下段には駆動波形の一例を示し、上段には、下段側に示す駆動波形に対応して出力される信号波形の一例を示している。また、図２０は、図１８に示す駆動電極および検出電極の配列の一例を模式的に示す説明図、図２１は図２０に対する変形例を示す説明図である。なお、図１９では、図１８に示す入力具ＣＭＤが検出された状態と、未検出の状態の波形の違いを判り易くするため、検出時の波形ＳＷ１を実線で、未検出時の波形ＳＷ２を点線で示している。
【００７９】
図１８に示すように、静電容量型のタッチパネル（言い換えれば入力装置）ＴＰは、誘電層ＤＬと、誘電層ＤＬを介して対向配置される電極対により構成される複数の容量素子Ｃ１を備える。この電極対の一方を構成する駆動電極Ｔｘには、入力装置用の駆動回路ＤＲ２から、例えば図１９の下段側に示す例のような矩形波である駆動波形ＤＷが印加される。一方、電極対の他方を構成する検出電極（詳しくは、入力位置検出電極）Ｒｘからは、駆動波形ＤＷ、および図１８に示す容量素子Ｃ１の静電容量に応じた電流が流れ、例えば図１９の上段側に示す例のように信号波形ＳＷが出力される。検出電極Ｒｘから出力された信号波形ＳＷは、入力位置を検出する検出回路ＤＴ１（図１８参照）に出力される。
【００８０】
ここで、駆動回路ＤＲ２からの入力電圧をＶ１、指などの入力具ＣＭＤを検出していない時の検出回路ＤＴ１への出力電圧をＶｓ、複数の容量素子Ｃ１の容量をＣｐ、配線経路の寄生容量をＣｃ、容量素子Ｃ１の数をｎとすると、出力電圧Ｖｓは、
Ｖｓ＝Ｖ１×Ｃｐ／（ｎ×Ｃｐ＋Ｃｃ）
の式で表わすことができる。
【００８１】
一方、指やタッチペンなど、一端が接地電位に接続された容量素子（誘電体）である入力具ＣＭＤの容量をＣｆ、入力具ＣＭＤを検出した時の検出回路ＤＴ１への出力電圧をＶｆとすると、出力電圧Ｖｆは、
Ｖｆ＝Ｖ１×Ｃｐ／（ｎ×Ｃｐ＋Ｃｆ＋Ｃｃ）
の式で表わすことができる。
【００８２】
入力具ＣＭＤの検出は、図１９に示す、波形ＳＷ１と波形ＳＷ２の差を検出することにより行われる。したがって、上記したように電圧値の波形を用いて検出する例では、出力電圧Ｖｓと出力電圧Ｖｆの差（Ｖｓ−Ｖｆ）の値が大きくなる程、検出感度を向上させることができる。言い換えれば、上記したＶｆの値が小さくなる程、更に言い換えれば、Ｃｆの値が大きくなる程、検出感度を向上させることができる。なお、上記では、電圧の波形を用いて検出する例を示したが、例えば、電流値の波形を用いて検出する場合も同様である。
【００８３】
駆動電極Ｔｘと検出電極Ｒｘのレイアウトには、種々の態様を適用できる。例えば、図２０に示すように、駆動電極Ｔｘと検出電極Ｒｘを、それぞれ互いに交差（好ましくは直交）するように帯状に配置することができる。この場合、複数の駆動電極Ｔｘに順次、駆動波形ＤＷ（図１９参照）を印加して、平面視における駆動電極Ｔｘと検出電極Ｒｘの交点毎に、信号波形ＳＷ（図１９参照）を検出する。あるいは、図２１に示すように、駆動電極Ｔｘは導電膜を成膜後、所定の形状に加工しない状態で用い、検出電極Ｒｘは行列状（あるいはマトリクス状）に配置することができる。また、図示は省略するが、図２０に示す態様と図２１に示す態様を組み合わせて適用することもできる。また、駆動電極Ｔｘと検出電極Ｒｘとを同一平面に交互に配置して、同一平面において、容量素子を形成することもできる。
【００８４】
上記したように、駆動電極Ｔｘと検出電極Ｒｘのレイアウトには、種々の態様があるが、いずれの場合も、図１８に示す入力具ＣＭＤと検出電極Ｒｘの距離を小さくする程、容量Ｃｆの値を大きくすることができるので、検出感度を向上させることができる。つまり、タッチパネルＴＰ上にカバーガラスを取り付ける場合には、カバーガラスの厚さを薄くする程、検出感度を向上させることができる。また、カバーガラスを取り除くことができれば、検出感度を特に向上させることができる。つまり、上記実施の形態１で説明した技術を、入力装置付き表示装置に適用することにより、図３に示す基板１１の強度を向上させることができるので、カバーガラスを取り除く、あるいはカバーガラスの厚さを薄くすることができる。この結果、図１８に示す入力具ＣＭＤと検出電極Ｒｘの距離を近づけることができるので、入力装置の検出感度を向上させることができる。
【００８５】
＜入力装置付き表示装置＞
次に、上記した入力装置の機能と、表示装置の機能を組み合わせた、入力装置付き表示装置の構成について説明する。図２２は、入力装置付き表示装置の一例の基本構成を示す要部断面図である。また、図２３は、図２２に示す表示面側の基板の前面に形成された導体パターンのレイアウトの一例を模式的に示す平面図である。
【００８６】
なお、入力装置付き表示装置の適用例としては、例えば図１乃至図３に示す表示装置ＬＣＤ１に、図１８に示すタッチパネルＴＰと取り付けた構成も考えられるが、本実施の形態では、図２２に示すように、表示装置の共通電極１４と入力装置の駆動電極Ｔｘを兼用化し、表示装置に入力装置を組み込んだ実施態様に適用した例について説明する。図２２に示すように、表示装置に入力装置を組み込んだ表示装置ＬＣＤ６は、入力装置の機能の一部を表示装置内に組み込むことにより、薄型化することができる。
【００８７】
図２２に示す入力装置付き表示装置ＬＣＤ６は、図１乃至図３を用いて説明した表示装置ＬＣＤ１の基板１１の前面１１ａ側に、複数の導体パターンが形成されている点で、図３に示す表示装置ＬＣＤ１と相違する。図２２および図２３に示すように、基板１１の前面１１ａに形成されている複数の導体パターンは、入力装置用の検出電極Ｒｘであって、例えば、インジウム錫酸化物（Indium-tin-oxide：ＩＴＯ）、や亜鉛酸化物などの透光性電極から成る。
【００８８】
また、図２３に示すように、基板１１の前面１１ａには、配線基板２４が搭載され、複数の検出電極Ｒｘのそれぞれが、配線基板２４に形成された配線と電気的に接続されている。配線基板２４は検出回路ＤＴ１と電気的に接続されており、検出電極Ｒｘから出力された出力電圧は、検出回路ＤＴ１（図２２参照）において検出される。配線基板２４は、例えば、樹脂フィルム内に複数の配線が形成され、配置場所の形状に応じて自在に変形させることができる、所謂フレキシブル配線板である。
【００８９】
また、図２２および図２３に示す例では、基板１１には、図１８を用いて説明した、駆動電極Ｔｘは形成されていない。表示装置ＬＣＤ６では、図２２に示すように、共通電極１４に、図１９を用いて説明した入力位置検出用の駆動波形ＤＷを印加する。共通電極１４には、例えば図２２に示す配線基板１８を介して駆動波形ＤＷ（図１９参照）を印加することができる。共通電極１４は、配線基板１８を介して、表示駆動用の駆動回路ＤＲ１、および位置検出駆動用の駆動回路ＤＲ２のそれぞれと電気的に接続されている。
【００９０】
ただし、上記したように、駆動電極Ｔｘと検出電極Ｒｘのレイアウトには、種々の態様がある。例えば、駆動電極Ｔｘと検出電極Ｒｘとを同一平面に交互に配置して、同一平面において、容量素子を形成する場合には基板１１の前面１１ａに、駆動電極Ｔｘと検出電極Ｒｘの両方を形成することもできる。
【００９１】
上記のように、共通電極１４に入力位置検出用の駆動波形ＤＷを印加する構成を別の表現で表わせば、表示装置ＬＣＤ６では、共通電極１４は、表示装置用の共通電極１４としての機能と、入力装置の、駆動電極Ｔｘとしての機能を兼用する電極になっている。共通電極１４と駆動電極Ｔｘを兼用化する方法としては、例えば、ある期間（あるいは１期間）をタッチ検出期間（あるいは入力期間）と、ディスプレイ書込み期間に分けることで実現できる。このように、表示装置用の共通電極１４と入力装置の駆動電極Ｔｘを兼用化することで、入力装置付きの表示装置ＬＣＤ６の全体の厚さを薄型化することができる。
【００９２】
また、本実施の形態によれば、基板１１の強度を向上させることにより、供給強度を確保するので、図２２に示すように入力具ＣＭＤと検出電極Ｒｘの離間距離ＤＶ１を近づけることができる。図２２では、見易さのため、接着層ＢＤ１の厚さを実際よりも厚くして示しているが、検出電極Ｒｘおよび接着層ＢＤ１の厚さは、偏光板ＰＬ１の厚さよりも小さい。例えば、検出電極Ｒｘの厚さは、１０ｎｍ以上５００ｎｍ以下程度、好ましくは、２０ｎｍ以上３５０ｎｍ以下程度である。また、接着層ＢＤ１の厚さは、５μｍ以上５０μｍ以下、好ましくは１０μｍ以上３０μｍ以下程度である。また、偏光板ＰＬ１の厚さは、６０μｍ以上５００μｍ以下、好ましくは１００μｍ以上３００μｍ以下である。また、保護フィルムＰＦの厚さは、１０μｍ以上５００μｍ以下、好ましくは５０μｍ以上３００μｍ以下である。したがって、図２２に示す離間距離ＤＶ１は、上記範囲の最大値を取った場合でも１，０５０μｍ以下になる。したがって、カバーガラスを設けた場合と比較すると、入力装置の検出感度を大幅に向上させることができる。
【００９３】
また、基板１１に検出電極Ｒｘなどの導体を形成することは、上記実施の形態１で説明した、基板１１及び基板１２の線膨張係数の違いにより生じる応力を緩和する観点から好ましい。すなわち、相対的に線膨張係数が大きい基板１１に検出電極Ｒｘを形成すると、基板１１が熱膨張、あるいは熱収縮した際に生じる応力は、個々の導体パターンのそれぞれに分散して伝達される。このため、基板１１に生じる応力を緩和することができる。つまり、基板加熱工程で基板１１に導電膜が形成されていると、基板１１及び基板１２の反りが軽減される。また、検出電極Ｒｘなどの導体パターンを構成する材料を基板１１の線膨張係数よりも小さい線膨張係数を有する材料にすれば基板１１と基板１２との線膨張係数の違いにより発生した応力を相殺する方向に応力が発生させることができるので、基板１１及び基板１２の反りを更に軽減できる点で好ましい。
【００９４】
図２２および図２３に示す表示装置ＬＣＤ６は、上記した相違点を除き、図１乃至図３を用いて説明した表示装置ＬＣＤ１と同様なので、重複する説明は省略する。また、図２２および図２３では、代表例として図３に示す表示装置ＬＣＤ１に対する変形例を示しているが、上記実施の形態１で説明した各変形例と組み合わせて適用することができる。
【００９５】
ここで、図１３に示す表示装置ＬＣＤ４や図１５に示す表示装置ＬＣＤ５のように、基板１１が配線基板１８を覆うような構造の実施態様と組み合わせて入力装置付き表示装置を形成する場合、配線構造をシンプルにするためには、複数の検出電極Ｒｘと配線基板１８を電気的に接続し、配線基板１８を集約することが好ましい。
【００９６】
そこで、図２４に示すように、基板１１の前面１１ａと背面１１ｂのうち、一方から他方までを貫通する貫通孔ＴＨを形成し、貫通孔ＴＨ内に埋め込まれた導体ＴＨＭを介して基板１１の前面１１ａに形成された導体パターンと配線基板１８とを電気的に接続することが好ましい。図２４は、図２２に対する変形例を示す拡大断面図である。なお、図２４では、検出電極Ｒｘと配線基板１８とを電気的に接続する導通経路を判り易くするため、導通経路にハッチングを付して示している。
【００９７】
本実施の形態２の入力装置付きの表示装置は、上記した相違点を除き、上記実施の形態１で説明した表示装置と同様である。また、入力装置付き表示装置の製造方法は、図１６に示す第１基板準備工程に、検出電極Ｒｘなどの導体パターンを形成する工程が含まれている点、および、図２４に示す貫通孔ＴＨを形成し、導体ＴＨＭを埋め込む工程が含まれている点を除き上記実施の形態１で説明した表示装置の製造方法と同様である。したがって、重複する説明は省略する。
【００９８】
＜その他の変形例＞
以上、本願発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。
【００９９】
例えば、上記実施の形態では、偏光板ＰＬ１を傷や汚れなどから保護する保護層として、例えば樹脂から成る保護フィルムＰＦで偏光板ＰＬ１を覆う実施態様について説明したが、保護層としてガラス板を用いることもできる。上記実施の形態で説明した技術を適用すれば、基板１１の強度を向上させることで、表示装置に要求される強度を確保できるので、保護層としてガラス板を用いる場合であっても、ガラス板の厚さを薄くすることができる。
【０１００】
また、例えば、前記実施の形態１および前記実施の形態２では表示装置の例として、横電界モード（詳しくはＦＦＳモード）の表示装置を取り上げて説明したが、縦電界モードの表示装置に適用することもできる。
【０１０１】
また例えば、前記実施の形態１や前記実施の形態２では、それぞれ種々の変形例を説明したが、上記した変形例同士を組み合わせて適用することもできる。
【０１０２】
また、例えば、上記実施の形態では、表示機能層を挟むように一対の基板が接着固定された表示装置の例として、液晶表示装置を取り上げて説明したが、液晶表示装置の他、有機ＥＬディスプレイやプラズマディスプレイなどの表示装置に適用することができる。
【０１０３】
有機ＥＬディスプレイパネルは、有機ＥＬ層を両側から陰極と陽極で挟んだ構造をしており、陰極と陽極に電圧を印加することで、有機ＥＬ層に電子と正孔を注入するように構成されている。有機ＥＬディスプレイパネルでは、有機ＥＬ層に注入された電子と正孔が再結合し、この再結合によるエネルギーによって、有機ＥＬ層を構成する有機分子の電子エネルギーが基底状態から励起状態に遷移し、その後、有機分子の電子エネルギーが励起状態から基底状態に戻る際に発光する。この現象を利用したディスプレイパネルが有機ＥＬディスプレイパネルである。なお、当該有機ＥＬ層には、発光層、キャリア注入層、キャリア輸送層等のうち必要な層が含まれる。
【０１０４】
また、プラズマディスプレイパネルは、密閉された画素空間に対向する電極を配置するとともに、画素空間の内部にガスが充填された構造をしており、対向する電極間に電圧を印加することにより放電を生じさせるように構成されている。そして、プラズマディスプレイパネルでは、放電によるエネルギーによって、ガスをプラズマ状態にし、プラズマ状態のガスが元の状態のガスに戻る際に発生する紫外線を、画素空間の内側に塗布されている蛍光体に照射して可視光を発生させる。この現象を利用したディスプレイパネルがプラズマディスプレイパネルである。
【０１０５】
ただし、プラズマディスプレイパネルの場合、一方の基板にＴＦＴ層を形成する必要がないので、蛍光体層を含む画素空間を挟むように接着固定される、一対の基板の両方に、化学強化基板を用いることができる。したがって、上記実施の形態で説明した技術は、液晶表示装置や、有機ＥＬのように一方の基板にＴＦＴ層が形成された表示装置に適用して特に有効である。
【産業上の利用可能性】
【０１０６】
本発明は、種々の表示装置や表示装置が組み込まれた電子機器に広く適用することができる。
【符号の説明】
【０１０７】
１１、１２  基板
１１ａ、１２ａ  前面
１１ｂ、１２ｂ  背面
１１ｈ１、１１ｈ２、１１ｈ３、１１ｈ４  辺
１１ｔ、１２ｔ  端子部
１２ｄ  表示部
１３  画素電極
１４  共通電極
１５  絶縁層
１６  液晶層
１７  シール材
１８  配線基板
２１  保護膜
２２  スペーサ部材
２３  端子収容部
２４  配線基板
ＡＣ  アクティブ素子
ＡＣｐ  アクティブ素子画素
ＢＤ１、ＢＤ２  接着層
Ｃ１  容量素子
ＣＦ  カラーフィルタ
ＣＦｐ  カラーフィルタ画素
ＣＭＤ  入力具
ＤＣ  半導体チップ（ドライバチップ）
ＤＬ  誘電層
ＤＲ１、ＤＲ２  駆動回路
ＤＴ１  検出回路
ＤＶ１  離間距離
ＤＷ  駆動波形
Ｇｘ、Ｇｙ  位置ずれ量
ＬＣ  液晶
ＬＣＤ１、ＬＣＤ２、ＬＣＤ３、ＬＣＤ４、ＬＣＤ５、ＬＣＤ６  表示装置
ＬＳ  光源
ＰＦ  保護フィルム（保護層）
ＰＬ１、ＰＬ２  偏光板
ＳＷ  信号波形
ＳＷ１、ＳＷ２  波形
ＴＨ  貫通孔
ＴＨＭ  導体
ＴＰ  タッチパネル（入力装置）
Ｔｘ  駆動電極
ＶＷ  観者
【図１】
2014157311.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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