(57)【要約】【課題】製造コストの増大を抑制することが可能な非平面形状ディスプレイ及びその製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】  非ガラス素材によって形成された非平面形状の絶縁基板、前記絶縁基板に接着された下地絶縁層、前記下地絶縁層上に形成されたスイッチング素子、及び、前記スイッチング素子に接続された画素電極を備えたアレイ基板と、非ガラス素材によって形成され、前記アレイ基板に貼り合わせられた対向基板と、を備えたことを特徴とする非平面形状ディスプレイ及びその製造方法。【選択図】      図２
2012108310.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス基板、前記ガラス基板上に形成された研磨ストッパー層、前記研磨ストッパー層上に形成された下地絶縁層、前記下地絶縁層上に形成されたスイッチング素子、及び、前記スイッチング素子に接続された画素電極を備えたアレイ基板と、非ガラス素材によって形成された対向基板と、を貼り合わせて表示セルを形成し、
前記表示セルから前記アレイ基板の前記ガラス基板を除去し、
前記アレイ基板の前記研磨ストッパー層を除去し、
前記表示セルの前記アレイ基板で露出した前記下地絶縁層と、非ガラス素材によって形成された絶縁基板とを接着し、非平面形状ディスプレイを製造する、ことを特徴とする非平面形状ディスプレイの製造方法。
【請求項２】
ガラス基板、前記ガラス基板上に形成されたスイッチング素子、及び、前記スイッチング素子に接続された画素電極を備えたアレイ基板と、非ガラス素材によって形成された対向基板と、を貼り合わせて表示セルを形成し、
前記アレイ基板の前記ガラス基板を薄板化し、
前記アレイ基板の前記ガラス基板と、非ガラス素材によって形成された絶縁基板とを接着し、非平面形状ディスプレイを製造する、ことを特徴とする非平面形状ディスプレイの製造方法。
【請求項３】
前記ガラス基板を薄板化する際、前記ガラス基板の厚さは０．１５ｍｍから０．１ｍｍの範囲内とすることを特徴とする請求項２に記載の非平面形状ディスプレイの製造方法。
【請求項４】
前記絶縁基板は、予め非平面形状に加工されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の非平面形状ディスプレイの製造方法。
【請求項５】
前記絶縁基板は略平板状であり、接着剤が未硬化の状態で非平面形状となるように固定し、前記接着剤を硬化させることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の非平面形状ディスプレイの製造方法。
【請求項６】
前記表示セルを形成する際、前記アレイ基板と前記対向基板とを貼り合わせる前に液晶材料を滴下することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の非平面形状ディスプレイの製造方法。
【請求項７】
前記表示セルを形成する際、前記アレイ基板の画素電極上に有機発光層を形成し、前記有機発光層上に対向電極を形成した後に、前記アレイ基板と前記対向基板とを貼り合わせることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の非平面形状ディスプレイの製造方法。
【請求項８】
非ガラス素材によって形成された非平面形状の絶縁基板、前記絶縁基板に接着された下地絶縁層、前記下地絶縁層上に形成されたスイッチング素子、及び、前記スイッチング素子に接続された画素電極を備えたアレイ基板と、
非ガラス素材によって形成され、前記アレイ基板に貼り合わせられた対向基板と、
を備えたことを特徴とする非平面形状ディスプレイ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、非平面形状ディスプレイ及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置に代表される平面表示装置は、軽量、薄型、低消費電力などの特徴を生かして、パーソナルコンピュータなどのＯＡ機器、情報端末、時計、テレビなどの表示装置として各種分野で利用されている。近年では、平面表示装置は、携帯電話やＰＤＡ（ｐｅｒｓｏｎａｌ  ｄｉｇｉｔａｌ  ａｓｓｉｓｔａｎｔ）などの携帯情報端末機器の表示装置としても利用されている。このような各種分野で利用される平面表示装置には、性能面もさることながら、デザイン性、携帯性などの観点から、より薄く、しかもより軽い表示装置の要求が高まっている。
【０００３】
例えば、より一層の薄型化構造を実現とする液晶表示装置が提案されている。一般的に、薄膜トランジスタを形成する基板材料は、耐熱性などの観点から、石英基板やガラス基板が用いられており、これらの基板を機械的または化学的に研磨するなどの処理を行うことで、薄板化や軽量化が図られている。さらに軽量化を狙う方法として、これらのガラス基板を一旦除去して、薄膜トランジスタなどを含むＴＦＴ薄膜を別の軽量な樹脂基板などに転写する新たな試みも検討されている。
【０００４】
しかしながら、ＴＦＴ薄膜を転写するためには、ＴＦＴ薄膜が残留応力などによってカールしないようにすること、及び、製造プロセスにおける耐薬品性の改善やハンドリング性を容易にすることを目的として、支持基板、薬品シールド膜、仮着用接着剤などの間接部材が増加することによるコストアップが懸念される。さらには、フィルム化した基板を用いて液晶表示パネルなどの各種表示パネルを組み立てる新たな設備も必要となることから、従来の製造プロセスの大規模な変更なども必要となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−２６５３９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本実施形態の目的は、製造コストの増大を抑制することが可能な非平面形状ディスプレイ及びそ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】
本実施形態によれば、
ガラス基板、前記ガラス基板上に形成された研磨ストッパー層、前記研磨ストッパー層上に形成された下地絶縁層、前記下地絶縁層上に形成されたスイッチング素子、及び、前記スイッチング素子に接続された画素電極を備えたアレイ基板と、非ガラス素材によって形成された対向基板と、を貼り合わせて表示セルを形成し、前記表示セルから前記アレイ基板の前記ガラス基板を除去し、前記アレイ基板の前記研磨ストッパー層を除去し、前記表示セルの前記アレイ基板で露出した前記下地絶縁層と、非ガラス素材によって形成された絶縁基板とを接着し、非平面形状ディスプレイを製造する、ことを特徴とする非平面形状ディスプレイの製造方法が提供される。
【０００８】
本実施形態によれば、
ガラス基板、前記ガラス基板上に形成されたスイッチング素子、及び、前記スイッチング素子に接続された画素電極を備えたアレイ基板と、非ガラス素材によって形成された対向基板と、を貼り合わせて表示セルを形成し、前記アレイ基板の前記ガラス基板を薄板化し、前記アレイ基板の前記ガラス基板と、非ガラス素材によって形成された絶縁基板とを接着し、非平面形状ディスプレイを製造する、ことを特徴とする非平面形状ディスプレイの製造方法が提供される。
【０００９】
本実施形態によれば、
非ガラス素材によって形成された非平面形状の絶縁基板、前記絶縁基板に接着された下地絶縁層、前記下地絶縁層上に形成されたスイッチング素子、及び、前記スイッチング素子に接続された画素電極を備えたアレイ基板と、非ガラス素材によって形成され、前記アレイ基板に貼り合わせられた対向基板と、を備えたことを特徴とする非平面形状ディスプレイが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本実施形態における非平面形状ディスプレイの構成を概略的に示す図である。
【図２】図２は、図１に示した液晶表示パネルの第１構成例を概略的に示す断面図である。
【図３】図３は、図２に示した第１構成例の液晶表示パネルの製造方法を説明するための図であり、表示セルを形成する工程を説明するための断面図である。
【図４】図４は、図２に示した第１構成例の液晶表示パネルの製造方法を説明するための図であり、表示セルを形成する工程を説明するための平面図である。
【図５】図５は、図２に示した第１構成例の液晶表示パネルの製造方法を説明するための図であり、アレイ基板のガラス基板を除去する工程を説明するための断面図である。
【図６】図６は、図２に示した第１構成例の液晶表示パネルの製造方法を説明するための図であり、アレイ基板の研磨ストッパー層を除去する工程を説明するための断面図である。
【図７】図７は、図２に示した第１構成例の液晶表示パネルの製造方法を説明するための図であり、第１絶縁基板を接着する工程を説明するための断面図である。
【図８】図８は、図２に示した第１構成例の液晶表示パネルの製造方法を説明するための図であり、第１絶縁基板を接着する他の工程を説明するための断面図である。
【図９】図９は、図１に示した液晶表示パネルの第２構成例を概略的に示す断面図である。
【図１０】図１０は、図９に示した第２構成例の液晶表示パネルの製造方法を説明するための図であり、表示セルを形成する工程を説明するための断面図である。
【図１１】図１１は、図９に示した第２構成例の液晶表示パネルの製造方法を説明するための図であり、アレイ基板のガラス基板を薄板化する工程を説明するための断面図である。
【図１２】図１２は、図９に示した第２構成例の液晶表示パネルの製造方法を説明するための図であり、第１絶縁基板を接着する工程を説明するための断面図である。
【図１３】図１３は、図９に示した第２構成例の液晶表示パネルの製造方法を説明するための図であり、第１絶縁基板を接着する他の工程を説明するための断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において、同一又は類似した機能を発揮する構成要素には同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。
【００１２】
図１は、本実施形態における非平面形状ディスプレイの構成を概略的に示す図である。なお、ここでは、非平面形状ディスプレイの一例として液晶表示装置を例に説明するが、自己発光素子を備えた有機ＥＬ（エレクトロ・ルミネッセンス）表示装置などの自己発光型表示装置であっても良い。
【００１３】
液晶表示装置１は、液晶表示パネル１００を備えて構成されている。すなわち、液晶表示パネル１００は、アレイ基板２００と、対向基板４００と、アレイ基板２００と対向基板４００との間に保持された液晶層３００と、を備えている。この液晶表示パネル１００は、画像を表示する有効表示部１０２を有している。
【００１４】
この有効表示部１０２は、アレイ基板２００と対向基板４００とを所定のギャップをもって貼り合わせる本シール材１０４によって囲まれた内部に形成されている。このような有効表示部１０２は、マトリクス状に配置された複数の表示画素ＰＸを備えて構成されている。なお、ここに示した例では、本シール材１０４は閉ループ状に形成されており、液晶材料を注入するための注入口は形成されていない。
【００１５】
アレイ基板２００は、０．２ｍｍ以下の厚さを有する（本実施形態では０．１ｍｍの厚さを有する）第１絶縁基板２０１を用いて形成されている。このアレイ基板２００は、有効表示部１０２において、第１主面（内面）上に、マトリクス状に配置された複数の信号線Ｘ及び複数の走査線Ｙと、信号線Ｘと走査線Ｙとの交点近傍に配置された薄膜トランジスタなどによって構成されたスイッチング素子２１１と、スイッチング素子２１１に接続された画素電極２１３と、を備えている。
【００１６】
対向基板４００は、０．２ｍｍ以下の厚さを有する（本実施形態では０．１ｍｍの厚さを有する）第２絶縁基板４０１を用いて形成されている。この対向基板４００は、有効表示部１０２において、第１主面（内面）上に、画素電極２１３に対向して配置された対向電極４１１を備えている。
【００１７】
有効表示部１０２の周辺に位置する駆動回路部１１０は、複数の走査線Ｙに接続された走査線駆動回路部２５１、及び、複数の信号線Ｘに接続された信号線駆動回路部２６１を備えている。走査線駆動回路部２５１は、各走査線Ｙに駆動信号（走査信号）を供給する。また、信号線駆動回路部２６１は、各信号線Ｘに駆動信号（映像信号）を供給する。
【００１８】
図２は、図１に示した液晶表示パネル１００の第１構成例を概略的に示す断面図である。
【００１９】
アレイ基板２００を構成する第１絶縁基板２０１は、光透過性を有する基板であり、非ガラス素材によって形成されている。この第１絶縁基板２０１は、接着剤２０２により下地絶縁層２０３に接着されている。接着剤２０２は、紫外線硬化型樹脂などである。下地絶縁層２０３は、例えば、シリコン酸化物（ＳｉＯ）によって形成されている。この下地絶縁層２０３の上には、スイッチング素子２１１や画素電極２１３などが形成されている。
【００２０】
スイッチング素子２１１は、半導体層２１２を備えている。この半導体層２１２は、例えば、多結晶シリコンやアモルファスシリコンなどによって形成されている。ここでは、スイッチング素子２１１が多結晶シリコン半導体層を備えたトップゲート型の薄膜トランジスタである場合について説明するが、この例に限らず、ボトムゲート型の薄膜トランジスタであっても良い。
【００２１】
この半導体層２１２は、チャネル領域２１２Ｃ、及び、このチャネル領域２１２Ｃを挟んで両側に配置されたソース領域２１２Ｓ及びドレイン領域２１２Ｄを有している。半導体層２１２は、ゲート絶縁膜２１４によって覆われている。また、このゲート絶縁膜２１４は、下地絶縁層２０３の上にも配置されている。
【００２２】
スイッチング素子２１１のゲート電極Ｇは、ゲート絶縁膜２１４の上に形成され、チャネル領域２１２Ｃの直上に配置されている。このゲート電極Ｇは、図示しない走査線Ｙに電気的に接続されている。ゲート電極Ｇは、層間絶縁膜２１７によって覆われている。また、この層間絶縁膜２１７は、ゲート絶縁膜２１４の上に配置されている。
【００２３】
スイッチング素子２１１のソース電極Ｓ及びドレイン電極Ｄは、層間絶縁膜２１７の上に形成されている。ソース電極Ｓは、ソース領域２１２Ｓに電気的に接続されている。このソース電極Ｓは、図示しない信号線Ｘに電気的に接続されている。ドレイン電極Ｄは、ドレイン領域２１２Ｄに電気的に接続されている。このような構成のスイッチング素子２１１は、カラーフィルタ層ＣＦによって覆われている。また、このカラーフィルタ層ＣＦは、層間絶縁膜２１７の上にも配置されている。
【００２４】
画素電極２１３は、カラーフィルタ層ＣＦの上に形成されている。この画素電極２１３は、例えば、ＩＴＯ（インジウム・ティン・オキサイド）やＩＺＯ（インジウム・ジンク・オキサイド）などによって形成されている。このような画素電極２１３は、スイッチング素子２１１のドレイン電極Ｄに電気的に接続されている。配向膜２１９は、すべての画素電極２１３を覆うように有効表示部１０２の略全面に配置されている。
【００２５】
なお、本実施形態においては、アレイ基板２００において、下地絶縁層２０３よりも液晶層３００の側に形成されたスイッチング素子２１１、ゲート絶縁膜２１４、層間絶縁膜２１７、カラーフィルタ層ＣＦ、画素電極２１３、及び、配向膜２１９をまとめて『第１画素形成部２２０』と称する。
【００２６】
対向基板４００を構成する第２絶縁基板４０１は、光透過性を有する基板であり、第１絶縁基板２０１と同様に、非ガラス素材によって形成されている。この第２絶縁基板４０１のアレイ基板２００と対向する側には、対向電極４１１が形成されている。この対向電極４１１は、例えば、ＩＴＯやＩＺＯなどによって形成されている。配向膜４０５は、対向電極４１１の全体を覆うように有効表示部１０２の略全面に配置されている。
【００２７】
なお、本実施形態においては、対向基板４００において、第２絶縁基板４０１よりも液晶層３００の側に形成された対向電極４１１及び配向膜４０５をまとめて『第２画素形成部４２０』と称する。
【００２８】
アレイ基板２００と対向基板４００との間には、所定のセルギャップを形成するための図示しない柱状スペーサが配置されている。液晶層３００は、アレイ基板２００と対向基板４００との間のセルギャップに封入された液晶材料によって形成されている。このような液晶層３００は、後述する滴下注入方式によって形成されている。
【００２９】
なお、図示しないが、アレイ基板２００を構成する第１絶縁基板２０１の第２主面（外面）及び対向基板４００を構成する第２絶縁基板４０１の第２主面（外面）には、それぞれ偏光板などを含む光学素子が接着されている。
【００３０】
ここで述べた非ガラス素材としては、例えば、アラミド樹脂、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂などの樹脂材料からなるフィルム単体、前記した樹脂材料とガラス繊維とのハイブリッド樹脂基板などの各種ハイブリッド基板といった高耐熱性基板が適用可能である。製品名としてはＰＥＳ、ＰＥＮ、ネオプリムなどが有名であるが、液晶表示パネルなどの表示セルを構成する基板としての所望の透過率、耐熱性、耐薬品性を備えた材料であれば概ね使用可能である。
次に、図２に示した第１構成例の液晶表示パネル１００の製造方法について説明する。ここでは、大判の表示セル１０００から複数の液晶表示パネル１００を形成する多面取りセルの製造方法を例に説明する。
【００３１】
まず、図３及び図４に示すように、大判の表示セル１０００を形成する。
【００３２】
ここでは、ガラス基板１２０５の上に研磨ストッパー層１２０６を形成し、この研磨ストッパー層１２０６の上に下地絶縁層１２０３を形成した後に、下地絶縁層１２０３の上に第１画素形成部１２２０を形成し、大判のアレイ基板１２００が製造される。研磨ストッパー層１２０６としては、例えば、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）などの耐フッ酸性を有する材料によって形成された薄膜を用いることが好ましい。
【００３３】
一方で、非ガラス素材によって形成された第２絶縁基板１４０１の上に第２画素形成部１４２０を形成し、大判の対向基板１４００が製造される。
【００３４】
そして、各有効表示部を囲むように本シール材１１０４と、アレイ基板１２００及び対向基板１４００の外縁に沿ってすべての有効表示部を囲むように配置された仮シール材１１０６とを塗布した後に、各有効表示部に液晶材料を滴下し、アレイ基板１２００と対向基板１４００とを所定のセルギャップをもって貼り合わせ、各有効表示部に液晶材料を封入した表示セル１０００が製造される。
【００３５】
本シール材１１０４及び仮シール材１１０６としては、光（例えば紫外線）硬化型等の種々の接着剤を用いることができ、所定波長の光を照射することにより硬化させ、アレイ基板１２００及び対向基板１４００を接着する。
【００３６】
続いて、図５に示すように、表示セル１０００からアレイ基板１２００のガラス基板１２０５を除去する。ここでは、一体化されたアレイ基板１２００及び対向基板１４００を化学的研磨処理によりアレイ基板１２００のガラス基板１２０５を研磨する。すなわち、研磨溶液として例えばフッ酸溶液を用意し、表示セル１０００を研磨溶液に浸漬することでアレイ基板１２００のガラス基板１２０５を研磨する。これにより、アレイ基板１２００の表面が溶解し、水ガラスへと化学変化する。このとき、水ガラスによってアレイ基板１２００の表面が保護されるため、随時アレイ基板１２００を揺動して水ガラスを剥離し、新しい基板表面を露出させるようにする。
【００３７】
そして、予め形成した研磨ストッパー層１２０６が露出するまで研磨したところで、表示セル１０００をフッ酸溶液から取り出し、流水によって洗浄し、表面の水ガラス及びフッ酸溶液を除去する。このとき、仮シール材１１０６によってすべてのセルが密封されているため、このような化学的研磨処理を行った際に研磨溶液がセルの周辺回路に浸入することはない。
【００３８】
続いて、図６に示すように、アレイ基板１２００の研磨ストッパー層１２０６を除去する。ここでは、ガラス基板が全て研磨によって除去されたアレイ基板１２００からアルカリ溶液（例えば、ＴＭＡＨ）を用いて研磨ストッパー層１２０６を除去する。これにより、アレイ基板１２００において、下地絶縁層１２０３が露出する。
【００３９】
続いて、有効表示部及び周辺回路部を残す設計で個々のセル状態に分断する。この分断には、第１画素形成部１２２０などを備えたアレイ基板１２００や非ガラス素材ベースの対向基板１４００を一括で切断が可能な、ＣＯ２レーザや２次乃至４次の高調波ＹＡＧレーザなどの割断装置を利用してスクライブ処理を行う。
【００４０】
単個状態となった個々の表示セル（ここでは液晶表示パネル１００）は、図７に示すように、アレイ基板１２００から切り出された下地絶縁層２０３及び第１画素形成部２２０と、対向基板１４００から切り出された第２絶縁基板４０１及び第２画素形成部４２０と、これらの第１画素形成部２２０と第２画素形成部４２０との間に保持された液晶層３００と、本シール材１０４とを備えている。
【００４１】
そして、露出した下地絶縁層２０３及び非ガラス素材によって形成された第１絶縁基板２０１の少なくとも一方に接着剤２０２を塗布した後に、この接着剤２０２により、下地絶縁層２０３と第１絶縁基板２０１とを接着する。この第１絶縁基板２０１は、第２絶縁基板４０１と同一材質である。また、図７に示した例では、第１絶縁基板２０１としては、予め非平面形状に加工されたものを適用している。つまり、ここで適用される第１絶縁基板２０１は、非平面状態であるときにその内部自由エネルギーが最小となる状態にある。
【００４２】
その後、液晶表示パネル１００に対して、偏光板などの光学素子を貼りあわせることで、非平面形状例えば円筒面状に湾曲した非平面形状ディスプレイである液晶表示装置１が製造される。
【００４３】
このように、下地絶縁層２０３に接着される第１絶縁基板２０１は、非平面形状を保った状態にあるとき、第１絶縁基板２０１の内部自由エネルギーが最小となる様に設計されている。したがって、このような第１絶縁基板２０１に下地絶縁層２０３を接着することにより、下地絶縁層２０３から第２絶縁基板４０１までの表示セルに対して外力を加えることなく、第１絶縁基板２０１が記憶している非平面形状と同等の非平面形状を呈するディスプレイを製造することが可能となる。
【００４４】
また、このような構成によれば、液晶表示パネル１００を構成するアレイ基板２００、対向基板４００、カラーフィルタ層ＣＦ、液晶材料などの殆どの部材は、平面形状ディスプレイを製造するためのプロセスで流品することが可能となり、平面状態で既に組み立てられた表示セルに非ガラス素材の第１絶縁基板２０１を付与することになるため、液晶表示パネル１００の信頼性や量産性に殆んど影響することなく、非平面形状ディスプレイを容易に提供することが可能となる。
【００４５】
なお、非平面形状ディスプレイを製造するに際して、予め非平面形状に加工された第１絶縁基板２０１を適用する例に限らない。
【００４６】
例えば、図８に示すように、下地絶縁層２０３及び略平板状の第１絶縁基板２０１の少なくとも一方に接着剤２０２を塗布した後に、下地絶縁層２０３と第１絶縁基板２０１とを貼り合わせ、接着剤２０２が未硬化の状態でこれらを非平面形状となるように固定し、接着剤２０２を硬化させることにより、非平面形状ディスプレイである液晶表示装置１が製造されてもよい。固定に際しては、型枠を利用するなどして適当な外力が付与される。ここに示した例では、接着剤２０２が非平面状態を保とうとするエネルギーと、平板状の第１絶縁基板２０１などが元の形状に戻ろうとするエネルギーとのバランスを考慮して設計される。
【００４７】
このように、平板状の第１絶縁基板２０１と下地絶縁層２０３から第２絶縁基板４０１までの表示セルとを接着する際に、外力を加えることによって非平面形状で固定された状態で接着剤２０２を硬化させる。非平面形状で硬化した接着剤２０２は、この非平面形状を保とうとする。一方、平板状の第１絶縁基板２０１及び表示セルは、湾曲した状態から元の平板形状に戻ろうとする。つまり、第１絶縁基板２０１及び表示セルは、相対する方向の力を有する接着剤２０２を狭持した状態で積層されるため、一般的な平面形状ディスプレイを外力によって無理やり変形させることによって形成した非平面形状ディスプレイに比べて、自身の内部応力が低減され信頼性を向上することが可能となる。
【００４８】
図９は、図１に示した液晶表示パネル１００の第２構成例を概略的に示す断面図である。
【００４９】
この第２構成例は、第１構成例と比較して、アレイ基板２００において接着剤２０２を介して第１絶縁基板２０１と薄板状のガラス基板２０５とが接着されている点で相違している。他の構成については第１構成例と同一であり、同一の参照符号を付して詳細な説明を省略する。
【００５０】
ガラス基板２０５の厚さは、０．１５ｍｍから０．１ｍｍの範囲内とする。図示した例では、ガラス基板２０５の上にスイッチング素子２１１などの第１画素形成部２２０が形成されているが、ガラス基板２０５と第１画素形成部２２０との間に第１構成例で説明した下地絶縁層２０３が介在していても良い。
【００５１】
次に、図９に示した第２構成例の液晶表示パネル１００の製造方法について説明する。ここでは、大判の表示セル１０００から複数の液晶表示パネル１００を形成する多面取りセルの製造方法を例に説明する。
【００５２】
まず、図１０に示すように、大判の表示セル１０００を形成する。
【００５３】
ここでは、従来ＴＦＴアレイ製造プロセスなどを用いて、ガラス基板１２０５の上に第１画素形成部１２２０を形成し、大判のアレイ基板１２００が製造される。このアレイ基板１２００には、第１構成例で説明した研磨ストッパー層は形成されていない。一方で、非ガラス素材によって形成された第２絶縁基板１４０１の上に第２画素形成部１４２０を形成し、大判の対向基板１４００が製造される。
【００５４】
そして、各有効表示部を囲むように本シール材１１０４と、アレイ基板１２００及び対向基板１４００の外縁に沿ってすべての有効表示部を囲むように配置された仮シール材１１０６とを塗布した後に、各有効表示部に液晶材料を滴下し、アレイ基板１２００と対向基板１４００とを所定のセルギャップをもって貼り合わせ、各有効表示部に液晶材料を封入した表示セル１０００が製造される。
【００５５】
続いて、図１１に示すように、表示セル１０００を構成するアレイ基板１２００のガラス基板１２０５を薄板化する。ここでは、一体化されたアレイ基板１２００及び対向基板１４００を化学的研磨処理によりアレイ基板１２００のガラス基板１２０５を研磨する。すなわち、研磨溶液として例えばフッ酸溶液を用意し、表示セル１０００を研磨溶液に浸漬することでアレイ基板１２００のガラス基板１２０５の表面を研磨する。これにより、アレイ基板１２００の表面が溶解し、水ガラスへと化学変化する。このとき、水ガラスによってアレイ基板１２００の表面が保護されるため、随時アレイ基板１２００を揺動して水ガラスを剥離し、新しい基板表面を露出させるようにする。
【００５６】
そして、ガラス基板１２０５の厚さが０．０１５ｍｍから０．１ｍｍの範囲内、ここでは、例えば、０．０５ｍｍになるまで研磨したところで、表示セル１０００をフッ酸溶液から取り出し、流水によって洗浄し、表面の水ガラス及びフッ酸溶液を除去する。このとき、仮シール材１１０６によってすべてのセルが密封されているため、このような化学的研磨処理を行った際に研磨溶液がセルの周辺回路に浸入することはない。
【００５７】
この場合、研磨ストッパー層が不要となるため、アルカリ溶液を用いて研磨ストッパー層を除去する工程は省くことができる。
【００５８】
続いて、有効表示部及び周辺回路部を残す設計で個々のセル状態に分断する。この分断には、第１画素形成部１２２０などを備えたアレイ基板１２００や非ガラス素材ベースの対向基板１４００を一括で切断が可能な、ＣＯ２レーザや２次乃至４次の高調波ＹＡＧレーザなどの割断装置を利用してスクライブ処理を行う。
【００５９】
単個状態となった個々の表示セル（ここでは液晶表示パネル１００）は、図１２に示すように、アレイ基板１２００から切り出されたガラス基板２０５及び第１画素形成部２２０と、対向基板１４００から切り出された第２絶縁基板４０１及び第２画素形成部４２０と、これらの第１画素形成部２２０と第２画素形成部４２０との間に保持された液晶層３００と、本シール材１０４とを備えている。
【００６０】
そして、薄板状のガラス基板２０５及び非ガラス素材によって形成された第１絶縁基板２０１の少なくとも一方に接着剤２０２を塗布した後に、この接着剤２０２により、ガラス基板２０５と第１絶縁基板２０１とを接着する。この第１絶縁基板２０１は、第２絶縁基板４０１と同一材質である。また、図１２に示した例では、第１絶縁基板２０１としては、予め非平面形状に加工されたものを適用している。つまり、ここで適用される第１絶縁基板２０１は、非平面状態であるときその内部自由エネルギーが最小となる状態にある。
【００６１】
その後、液晶表示パネル１００に対して、偏光板などの光学素子を貼りあわせることで、非平面形状例えば円筒面状に湾曲した非平面形状ディスプレイである液晶表示装置１が製造される。
【００６２】
なお、非平面形状ディスプレイを製造するに際して、予め非平面形状に加工された第１絶縁基板２０１を適用する例に限らない。
【００６３】
例えば、図１３に示すように、ガラス基板２０５及び略平板状の第１絶縁基板２０１の少なくとも一方に接着剤２０２を塗布した後に、ガラス基板２０５と第１絶縁基板２０１とを貼り合わせ、接着剤２０２が未硬化の状態でこれらを非平面形状となるように固定し、接着剤２０２を硬化させることにより、非平面形状ディスプレイである液晶表示装置１が製造されてもよい。固定に際しては、型枠を利用するなどして適当な外力が付与される。ここに示した例では、接着剤２０２が非平面状態を保とうとするエネルギーと、平板状の第１絶縁基板２０１などが元の形状に戻ろうとするエネルギーとのバランスを考慮して設計される。
【００６４】
このような第２構成例においても第１構成例と同様の効果が得られる。
【００６５】
上述したような各構成例においては、非平面形状ディスプレイを製造するに際して、製造コストの増大を抑制することが可能である。
【００６６】
すなわち、表示装置の非平面化への要望に対して、平板状の表示セルを形成した後に、この表示セルの全体に外力を加えることで強制的に非平面化する手法では、加えられた外力に起因して表示セルを破壊してしまうといった問題がある。また、予め湾曲したような非平面形状を持つ基板を用いて、従来の成膜とパターニングとを繰り返し行い、外力無しで形状を保てるような非平面形状の表示セルを形成する場合には、非平面形状の基板を取り扱う工業的な難しさなどがあり、量産に適さないといった問題がある。
【００６７】
そこで、本実施形態においては、非平面形状ディスプレイを製造するに当たり、アレイ基板側については、平板状のガラス基板上に順次成膜やパターニングなどを行う平面形状ディスプレイを製造するのと同様の製造プロセスを適用し、また、対向基板側については、非ガラス素材の絶縁基板に変更した以外は、平面形状ディスプレイを製造するのと同様の製造プロセスを適用し、これらのアレイ基板と対向基板との間の液晶層についても、平面形状ディスプレイを製造する際に適用されている滴下注入法を適用している。
【００６８】
このため、非ガラス基板専用のセル工程を備えた新規製造ラインを新たに構築する必要がなく、ラインの立ち上げや工程の変更に伴う製造コストの増大を抑制できるとともに、平面形状ディスプレイを製造するセル工程で培われた信頼性も継承することが可能となる。
【００６９】
また、本実施形態においては、アレイ基板側のガラス基板を除去する、あるいは、ガラス基板を薄板化する工程を経た後に、非ガラス素材の絶縁基板を接着している。このとき、予め非平面形状に加工された絶縁基板に接着する、あるいは、接着剤が硬化する前に非平面形状に固定し、接着剤を硬化させることによって非平面形状ディスプレイを製造している。
【００７０】
このため、非平面形状を持つ基板上に順次成膜やパターニングなどを行う必要はなく、非平面形状の基板を取り扱う困難さを低減することが可能となる。また、ガラス基板の少なくとも一部を除去する際の保護層などの間接材料の使用を極力削減できることにより、製造コストの削減が可能となるとともに、製造歩留まりの低下を抑制することも可能となる。
【００７１】
本実施形態において、表示セルが液晶表示パネル１００である場合、その組み立てプロセスとしては、予めパネル内に液晶材料が充填された状態でアレイ基板のガラス基板の少なくとも一部を除去する必要があるため、一般的な滴下注入法（あるいはＯｎｅ  Ｄｒｏｐ  ｆｉｌｌプロセス）を用いることが好ましい。この方法によれば、ガラス基板を除去する過程において、アレイ基板側の第１画素形成部２２０と対向基板側の第２画素形成部４２０との間に空隙がある構造と比較して、第１画素形成部２２０の自己支持性が向上し、第１画素形成部２２０と第２画素形成部４２０との間の距離（セルギャップ）を均一に保つことが容易になる。
【００７２】
アレイ基板側のガラス基板を除去するプロセスとしては、上述した薬液を用いた化学研磨の他に、機械研磨であっても良く、機械研磨と化学研磨とを交互に用いた複合研磨なども適用することが可能である。第１画素形成部２２０の厚さが非常に薄い構造（例えば、１μｍ〜５μｍ程度の厚さ）の場合、機械研磨による粗削りで研磨プロセスのスループットを上げた後、化学研磨でガラス部位を一部除去、または、完全に除去する方法が本実施形態のプロセスとしては好ましい。
【００７３】
アレイ基板側のガラス基板を化学研磨により完全に除去する場合、ガラス基板と第１画素形成部２２０との間には、化学研磨に用いられる薬液（フッ化アンモンなど）に第１画素形成部２２０が耐えられるように、予めアモルファスシリコン薄膜などの耐フッ酸性薄膜である研磨ストッパー層が形成されている。なお、アレイ基板側のガラス基板を完全に除去しない場合（ガラス基板を薄板化する場合）には、研磨ストッパー層は不要である。
【００７４】
第１画素形成部２２０の構造としては、アルミニウム（Ａｌ）、シリコン窒化物（ＳｉＮｘ）、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）、ポリシリコン（ｐ−Ｓｉ）、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）、銅（Ｃｕ）、モリブデン（Ｍｏ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、シリコン酸化物（ＳｉＯｘ）などにより、全層無機膜によって構成することが可能であるが、ガラス基板の研磨時の自己支持性を考慮した場合、上記の無機膜に加えて、アクリル樹脂やエポキシ樹脂、シリコーン樹脂などの柔軟性を有する有機薄膜を積層構造内に含む無機有機ハイブリッド薄膜構造であることが好ましい。
【００７５】
特に、無機有機ハイブリッド薄膜の構成例としては、アレイ基板がカラーフィルタ層ＣＦを具備したＣＯＡ（Color filter On Array）構造や、透明レジスト材料によって画素電極２１３とスイッチング素子２１１との間を分離して開口率アップを図った画素上置き構造などを挙げることが出来る。さらに、スイッチング素子２１１などの自己支持性を改善するためには、周辺回路上にも上記のカラーフィルタ層ＣＦを形成するための着色レジスト材料や透明レジスト材料によりオーバーコートを施す構造が好ましい。
【００７６】
以上説明したように、本実施形態によれば、製造コストの増大を抑制することが可能な非平面形状ディスプレイ及びその製造方法を提供することができる。
【００７７】
なお、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【００７８】
上述した本実施形態においては、非平面形状ディスプレイとして、液晶表示装置を例に説明したが、液晶表示パネル１００の構成は、上記した構成に限らず、対向電極４１１は画素電極２１３と同一の基板であるアレイ基板２００に備えられても良い。また、液晶モードについて特に制限はなく、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）モード、ＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ  Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ  Ｂｅｎｄ）モード、ＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ａｌｉｇｎｅｄ）モードなどの主として縦電界を利用するモードや、ＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード、ＦＦＳ（Ｆｒｉｎｇｅ  Ｆｉｅｌｄ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モードなどの主として横電界を利用するモードなどが適用可能である。
【００７９】
また、本実施形態において、非平面形状ディスプレイが有機ＥＬ表示装置である場合、表示セルを形成する工程では、アレイ基板の画素電極上に有機発光層を形成し、この有機発光層上に対向電極を形成した後に、アレイ基板と対向基板とを本シール材及び仮シール材により貼り合わせる。このようにして表示セルを形成した後の工程については、上記の第１構成例及び第２構成例と同様である。
【符号の説明】
【００８０】
１…液晶表示装置  １００…液晶表示パネル（表示セル）
２００…アレイ基板
２０１…第１絶縁基板  ２０２…接着剤  ２０３…下地絶縁層  ２０５…ガラス基板
２１１…スイッチング素子  ２１３…画素電極
２２０…第１画素形成部
３００…液晶層
４００…対向基板
４０１…第２絶縁基板  ４１１…対向電極
４２０…第２画素形成部
１０００…表示セル  １１０４…本シール材  １１０６…仮シール材
１２００…アレイ基板  １２０３…下地絶縁層  １２０５…ガラス基板
１２０６…研磨ストッパー層  １２２０…第１画素形成部
１４００…対向基板  １４０１…第２絶縁基板  １４２０…第２画素形成部
【図１】
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【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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