(57)【要約】【課題】画像表示装置の薄型化と強度確保の両立を図ることを目的の一つとする。【課題を解決するための手段】第１基板と、第１基板に対向する第２基板と、第１基板に設けられたトランジスタと、トランジスタと電気的に接続される走査信号線、映像信号線及び画素電極と、第１絶縁層と、を備え、第１基板の厚みは０．３ｍｍ以下であり、第１絶縁層は、第１基板に接し、第１基板とトランジスタとの間に設けられ第１絶縁層は有機絶縁層を含む画像表示装置が提供される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１基板と、
前記第１基板に対向する第２基板と、
前記第１基板に設けられたトランジスタと、前記トランジスタと電気的に接続される走査信号線、映像信号線及び画素電極と、第１絶縁層と、を備え、
前記第１基板の厚みは０．３ｍｍ以下であり、
前記第１絶縁層は、前記第１基板に接し、前記第１基板と前記トランジスタとの間に設けられ
前記第１絶縁層は有機絶縁層を含むことを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
第１基板と、
前記第１基板に対向する第２基板と、
前記第１基板に設けられたトランジスタと、前記トランジスタと電気的に接続される走査信号線、映像信号線及び画素電極と、第１絶縁層と、
前記第２基板に設けられた第２絶縁層と、カラーフィルタ層又は遮光層と、を備え、
前記第２基板の厚みは０．３ｍｍ以下であり、
前記第２絶縁層は、前記第２基板に接し、前記第２基板と前記カラーフィルタ層又は遮光層との間に設けられ
前記第２絶縁層は有機絶縁層を含むことを特徴とする画像表示装置。
【請求項３】
前記第１絶縁層は、前記第１基板に接する第１層と、前記第１層の上層側に設けられた第２層と、を含み、
前記第１層は有機絶縁層であり、前記第２層は有機絶縁層又は無機絶縁層である、請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項４】
前記第２絶縁層は、前記第２基板に接する第１層と、前記第１層の上層側に設けられた第２層と、を含み、
前記第１層は有機絶縁層であり、前記第２層は有機絶縁層又は無機絶縁層である、請求項２に記載の画像表示装置。
【請求項５】
前記第１層及び前記第２層は有機絶縁層であり、
前記第１層及び前記第２層のうち、少なくとも一方はポリイミドである、請求項３又は４に記載の画像表示装置。
【請求項６】
前記第１層は有機絶縁層であり、前記第２層は無機絶縁層である、請求項３又は４に記載の画像表示装置。
【請求項７】
前記第１層及び前記第２層のうち、一方は圧縮応力性を有し、他方は引っ張り応力性を有する、請求項３又は４に記載の画像表示装置。
【請求項８】
前記第２基板は、前記第１基板と対向する面に第２絶縁層を備え、
前記第２基板の厚みは、０．３ｍｍ以下であり、
前記第２絶縁層は、前記第２基板に接して設けられ、かつ有機絶縁層を含み、
前記第１絶縁層は引っ張り応力性を有し、前記第２絶縁層は圧縮応力性を有し、
前記第１基板及び前記第２基板は、前記第２基板の外面が凸面となるように同じ方向に湾曲している、請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項９】
前記第２基板は、前記第１基板と対向する面に第２絶縁層を備え、
前記第２基板の厚みは、０．３ｍｍ以下であり、
前記第２絶縁層は、前記第２基板に接して設けられ、かつ有機絶縁層を含み、
前記第１絶縁層は圧縮応力性を有し、前記第２絶縁層は引っ張り応力性を有し、
前記第１基板及び前記第２基板は、前記第２基板の外面が凹面となるように同じ方向に湾曲している、請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項１０】
前記トランジスタは半導体層を含み、前記半導体層は酸化物半導体である、請求項１乃至９のいずれか一項に記載の画像表示装置。
【請求項１１】
前記画素電極は、外光を反射する反射領域を有する、請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の画像表示装置。
【請求項１２】
前記有機絶縁層はポリイミドである、請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像表示装置の薄型化を図る技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
スマートフォン、タブレット端末と呼ばれる携帯型の電子機器において、表示画面を形成する画像表示装置は、本体の一面を占める部材として主要な部材となっている。携帯型の電子機器は、外観が与える美的観点から本体の薄型化が求められている。このような要求を満たすために、画像表示装置自体の薄型化も必要とされている。
【０００３】
画像表示装置の一つとして知られる液晶表示装置は、トランジスタを用いて画素アレイが設けられた素子基板と、カラーフィルタが設けられた対向基板との間に液晶層を設けた構造を有している。このような画像表示装置の薄型化を図る手段の一つとして、素子基板や対向基板に用いられるガラスなどの素子基板を、機械研磨や化学研磨により薄型化を図ることが行われている。例えば、支持基板に樹脂を塗布して硬化させた対向基板と、ガラスなどの材料が用いられた素子基板とを貼り合わせ、対向基板を支持基板から除去するときに、素子基板をエッチングによって薄膜化する製造方法が開示されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２９４６０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
画像表示装置の基材として用いられる素子基板を機械研磨や化学的なエッチングにより薄板化することは可能である。しかし、素子基板の厚みが極めて薄くなると（例えば０．３ｍｍ以下）になると破損しやすくなり、製造時における基板の取り扱いが難しくなる。基板の厚みは、さらに薄板化が求められており、例えば、０．１５ｍｍかそれ以下の厚みにするニーズが高まっている。しかし、このような厚みでは、素子基板は極めて破損しやすくなり、取り扱いに相当の注意を要する。
【０００６】
特許文献１に開示された画像表示装置の製造方法によれば、素子基板として用いられるガラス基板の薄型化は可能であるが、破損を防止することについては何ら対策が図られていない。また、ガラス基板は、薄板化に伴い湾曲可能となるが、特許文献１ではガラス基板に積層される薄膜の内部応力については考慮されていない。さらに、対向基板が樹脂製であるため、水分等の影響を受けて画像表示装置の信頼性に問題が生じる懸念がある。
【０００７】
このような課題に鑑み、本発明の一実施形態は、画像表示装置の薄型化と強度確保の両立を図ることを目的の一つとする。また、本発明の一実施形態は、画像表示装置の薄型化を図るときに応力制御を可能とすることを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一実施形態によれば、第１基板と、第１基板に対向する第２基板と、第１基板に設けられたトランジスタと、トランジスタと電気的に接続される走査信号線、映像信号線及び画素電極と、第１絶縁層と、を備え、第１基板の厚みは０．３ｍｍ以下であり、第１絶縁層は、第１基板に接し、第１基板とトランジスタとの間に設けられ第１絶縁層は有機絶縁層を含む画像表示装置が提供される。
【０００９】
本発明の一実施形態によれば、第１基板と、第１基板に対向する第２基板と、第１基板に設けられたトランジスタと、トランジスタと電気的に接続される走査信号線、映像信号線及び画素電極と、第１絶縁層と、第２基板に設けられた第２絶縁層と、カラーフィルタ層又は遮光層と、を備え、第２基板の厚みは０．３ｍｍ以下であり、第２絶縁層は、第２基板に接し、第２基板とカラーフィルタ層又は遮光層との間に設けられ、第２絶縁層は有機絶縁層を含む画像表示装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態に係る画像表示装置の構成を示す斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る画像表示装置の構成を示す断面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る画像表示装置の構成を示す断面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る画像表示装置の構成を示す断面図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る画像表示装置の構成を示す断面図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る画像表示装置の構成を示す断面図である。
【図７】本発明の一実施形態に係る画像表示装置の構成を示す断面図である。
【図８】本発明の一実施形態に係る画像表示装置の構成を示す断面図である。
【図９】本発明の一実施形態に係る画像表示装置の構成を示す断面図である。
【図１０】本発明の一実施形態に係る画像表示装置の構成を示す断面図である。
【図１１】本発明の一実施形態に係る画像表示装置の構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態を、図面等を参照しながら説明する。但し、本発明は多くの異なる態様で実施することが可能であり、以下に例示する実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚み、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書及び添付される各図面において、既出の図面に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付し又は類似の符号（数字の後にａ、ｂなどを付しただけの符号）を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。さらに各要素に対する「第１」、「第２」と付記された文字は、各要素を区別するために用いられる便宜的な標識であり、特段の説明がない限りそれ以上の意味を有さない。
【００１２】
本明細書において、ある部材又は領域が他の部材又は領域の「上に（又は下に）」あるとする場合、特段の限定がない限りこれは他の部材又は領域の直上（又は直下）にある場合のみでなく他の部材又は領域の上方（又は下方）にある場合を含み、すなわち、他の部材又は領域の上方（又は下方）において間に別の構成要素が含まれている場合も含む。
【００１３】
［画像表示装置の概要］
図１は、本発明の一実施形態に係る画像表示装置１００の概要を示す。画像表示装置１００は、第１基板１０２と第２基板１０４の一主面が対向配置され、固着された構造を有している。第１基板１０２と第２基板１０４が対向配置された領域には、画素１０８が複数個配列する画素領域１０６が設けられている。画素領域１０６は画像表示装置１００における表示画面を形成する。また、画素領域１０６に隣接して、画素１０８に走査信号を出力する第１駆動回路１１０、映像信号を出力する第２駆動回路１１２が設けられている。第１駆動回路１１０には走査信号線１１４が接続され、第２駆動回路１１２には映像信号線１１６が接続される。走査信号線１１４は画素１０８に走査信号を与え、映像信号線１１６が画素に映像信号を与える。
【００１４】
なお、図１で示す画像表示装置１００において、第１基板１０２は、トランジスタ等の素子、および各画素に個別に設けられる画素電極が設けられる素子基板であるものとする。第２基板１０４は、カラーフィルタ、遮光膜等が形成される対向基板であるものする。
【００１５】
図１で示す画像表示装置１００は、第１基板１０２と第２基板１０４との間に液晶層が挟持された画像表示装置であるものとする。第１基板１０２と第２基板１０４とは間隙を持って対向対置され、図示されないシール材で固着される。画像表示装置１００は、第１基板１０２と第２基板１０４との間隙には液晶が充填され、液晶の電気光学効果を利用して画像が表示される。なお、図１は、液晶を用いた画像表示装置に設けられる、位相差板や偏光板については省略されている。
【００１６】
第１基板１０２及び第２基板１０４として、ガラス基板が用いられる。ガラス基板を薄板化することにより、画像表示装置１００の薄型化、軽量化を図ることが可能となる。本発明の一実施形態に係る画像表示装置１００は、第１基板１０２及び第２基板１０４の一方又は双方を薄板化した場合でも、実用的な強度を確保するために、ガラス基板の強度を補強する層が内部に設けられている。この層は、ガラス基板にかかる曲げ応力を制御する層としても用いることが可能である。以下に示す実施形態において、本発明の画像表示装置における各種態様を例示する。
【００１７】
なお、以下の説明では、特に断りのない限り、断面視においては、第１基板１０２に対して第２基板１０４が配置される側を「上」又は「上方」といい、その逆を「下」又は「下方」として説明する。
【００１８】
［第１の実施形態］
本実施形態は、基板に補強材を設けた画像表示装置について例示する。
【００１９】
＜第１基板の構成＞
図２は、本実施形態に係る画像表示装置における、第１基板１０２側の構成を断面図で示す。第１基板１０２は薄板材である。厚みとしては、例えば０．７ｍｍ以下、好ましくは０．３ｍｍ以下、より好ましくは０．１５ｍｍ以下である。具体例としては、例えば第１基板１０２は０．１ｍｍの厚みを有している。第１基板１０２の厚みをこのような範囲とすることで、画像表示装置の薄型化が図られる。第１基板の材料としては、樹脂のような有機材料、無機酸化物のような無機材料が挙げられ、無機材料が好ましい。無機材料としては、ガラスやサファイアのような無機酸化物が好ましく、ガラスが特に好ましい。
【００２０】
第１基板１０２は、第１面にトランジスタ１１８、液晶を駆動する画素電極１２０、共通電極１２２など画素を構成する部材が設けられている。トランジスタ１１８と第１基板１０２との間には、第１絶縁層１２６ａが設けられている。トランジスタ１１８と第１絶縁層１２６ａとの間には、さらに第３絶縁層１４０が設けられていてもよい。第１絶縁層１２６ａは有機絶縁層を含んで構成される。第１絶縁層１２６ａに有機絶縁層を含む場合、トランジスタ１１８の下地膜として設けられる第３絶縁層１４０は、無機絶縁層であることが好ましい。第３絶縁層１４０として無機絶縁膜を設けることで、バリア層として機能させることができる。
【００２１】
トランジスタ１１８は、ゲート電極１５２、ゲート絶縁層としての第４絶縁層１４２、半導体層１５４が積層された構造を有している。トランジスタ１１８のソース領域及びドレイン領域の一方は画素電極１２０と電気的に接続され、他方は図１を参照して説明した映像信号線１１６と接続される。また、ゲート電極１５２は図１を参照して説明した走査信号線１１４と電気的に接続される。このように、第１絶縁層１２６ａは、走査信号線及び映像信号線１１６よりも下層側に設けられている。すなわち、第１絶縁層１２６ａはより第１基板１０２に近い側に設けられている。
【００２２】
トランジスタ１１８と画素電極１２０との間には、層間絶縁層が設けられる。図２は、層間絶縁層として、第５絶縁層１４４と第６絶縁層１４６が設けられた態様を示す。第５絶縁層１４４はパッシベーションベーションを兼ねる無機絶縁層であり、第６絶縁層１４６は平坦化膜として用いられる有機絶縁層である。
【００２３】
第１基板１０２に用いられる材料は靱性、延性が低い材料であり、厚みを薄くすると脆さが露呈する。特にこの現象はガラスのような無機酸化物では顕著である。これに対し、第１絶縁層１２６ａとして有機絶縁層を用いることが好ましい。有機絶縁層は、脆性破壊しにくい性質を有し、第１基板１０２に用いられる材料に比べて耐衝撃性に優れている。本実施形態では、有機絶縁層を含む第１絶縁層１２６ａを、第１基板１０２の補強材として用いる。第１絶縁層１２６ａを設けることにより、第１基板１０２を薄板化した場合でも強度を確保することができる。第１基板１０２と第１絶縁層１２６ａとは密接して設けられていることが好ましい。それにより、第１絶縁層１２６ａが第１基板１０２にかかる衝撃を確実に吸収し、第１基板１０２が破損するのを防ぐことが可能となる。
【００２４】
また、第１基板１０２の第１絶縁層１２６ａが形成された側とは反対側に、別の有機絶縁層を形成されても良い。このような有機絶縁層としては、例えば偏光板と第１基板１０２を接着させる接着剤が挙げられる。さらに有機絶縁層を有することによって、第１基板１０２の破損を一層防ぐことが可能となる。
【００２５】
第１絶縁層１２６ａとして用いられる有機絶縁層は、第１基板１０２の熱膨張係数になるべく近い値を有するものであることが好ましい。第１絶縁層１２６ａと第１基板１０２との熱膨張係数が近いことで、第１層１３０ａが第１基板１０２から剥離するのを抑制し、また第１基板１０２の熱応力に伴う反りを抑制することができる。
【００２６】
第１絶縁層１２６ａに用いることのできる有機絶縁層として、ポリイミドが好ましい。ポリイミドの熱膨張係数は、有機絶縁材料の中で、第１基板の代表例であるガラスの熱膨張係数に比較的近い値を有している。また、ポリイミドは耐熱性、耐薬品性に優れ、高弾性率を有するので、第１基板１０２の補強材として適している。さらに、ポリイミドは可撓性を有するので、第１基板１０２を湾曲させて曲面状の画像表示装置を形成する場合にも適用することができる。なお、第１絶縁層１２６ａとして用いることのできる有機絶縁層はポリイミドに限定されず、第１基板１０２の材料との密着性に優れ、熱膨張係数がガラス基板に近いものであれば、他の有機樹脂材料を用いることができる。
【００２７】
第１絶縁層１２６ａの厚みに限定はない。第１絶縁層１２６ａとしてポリイミドを用いる場合、厚みが増すと複屈折によるリタデーションの影響が無視できなくなり、薄すぎると第１基板１０２の補強材としての機能が低下する。そのため、第１絶縁層１２６ａとして、例えば、０．２μｍ〜２０μｍ程度の厚みを有していることが好ましい。
【００２８】
第１絶縁層１２６ａは、第１基板１０２の第１面に、前駆体と溶媒とを含む前駆体溶液を流延または塗布し加熱することで作製される。第１絶縁層１２６ａとしてポリイミドを用いる場合には、例えば、ポリアミック酸と溶媒とを含むポリイミド前駆体溶液を、第１基板１０２の第１面に流延または塗布し加熱することでポリイミド層が作製される。このような塗布及び焼成プロセスを用いることで、第１絶縁層１２６ａを第１基板１０２に密接させて設けることができる。
【００２９】
層間絶縁層として、第５絶縁層１４４には無機絶縁層が用いられる。無機絶縁層としては、例えば、酸化シリコン膜又は窒化シリコン膜、若しくは酸化シリコン膜と窒化シリコン膜の積層体が適用され得る。第６絶縁層１４６は、平坦化膜として用いるために有機樹脂材料を用いて形成される。
【００３０】
図２は、横電界方式の画素構造を示し、画素電極１２０と共通電極１２２とは第７絶縁層１４８を介して設けられている。液晶を配向させる配向膜１２４ａは、画素電極１２０及び第７絶縁層１４８を覆うように設けられている。配向膜１２４ａはポリイミド等の有機層で形成される。
【００３１】
図２で示す第１基板１０２の構成によれば、第１基板１０２に接して第１絶縁層１２６ａを設けることで、第１基板１０２を薄板化した場合でも、強度を確保することができる。
【００３２】
図３は、第１絶縁層が複数の層で構成される態様を示す。第１絶縁層１２６ｂは、第１層１３０ａと第２層１３２ａとが積層された構造を有する。第１絶縁層１２６ｂの内、第１層１３０ａは第１基板１０２と接するように設けられる。第１層１３０ａは、図２を参照して説明した第１絶縁層１２６ａにおけるものと同じものであり、好適には有機絶縁層の材料としてポリイミドが用いられる。
【００３３】
第２層１３２ａとしては、第１層１３０ａで用いられる有機絶縁層とは異なる第２の有機絶縁層が適用される。第２層１３２ａとして、例えば、ポリイミド、アクリル、ポリアミド（好ましくはアラミド）、ポリエーテルサルフォン等による有機絶縁層が用いられる。もちろん、第２層１３２ａはこれに限定されず、トランジスタ１１８の製造工程に耐えうる耐熱性を有していれば、他の有機材料を用いることもできる。
【００３４】
このように、第１絶縁層１２６ｂとして素材の異なる複数の層を積層することで、膜厚を増加させることができる。すなわち、第１層１３０ａとしてポリイミドを用いた場合、膜厚を増加させると複屈折の影響が無視できなくなり、画質が劣化する。そこで、第１層１３０ａの厚みを増加させず、第２層１３２ａとして複屈折のない有機絶縁層を設けることで、第１絶縁層１２６ｂの全体としては厚みを増加させつつ、複屈折によるリタデーションの影響が少ない構造を第１基板１０２に設けることができる。
【００３５】
この場合、第２層１３２ａの熱膨張係数が、第１基板１０２に対して高い場合であっても、第１基板１０２に接する第１層１３０ａとして熱膨張係数が相対的に小さい有機絶縁層が設けられていることで、第１絶縁層１２６ｂの剥離を防ぐことができる。例えば、第１層１３０ａとしてポリイミド層を設け、第２層１３２ａとしてアクリル層を設けることで、複屈折の影響が小さく、第１基板１０２への密着性に優れた第１絶縁層１２６ｂを設けることができる。
【００３６】
第１層１３０ａと第２層１３２ａとの膜厚は同じであってもよいし、異なっていてもよい。例えば、第１層１３０ａに対し第２層１３２ａの膜厚が大きくてもよい。すなわち、第１層１３０ａの膜厚を薄くしつつ、その減少分を第２層１３２ａの膜厚を増加させて補うようにしてもよい。
【００３７】
なお、第２層１３２ａは、有機絶縁層に代えて、無機絶縁層を適用することも可能である。例えば、第２層１３２ａとして、スパッタリング法や気相成長法で作製される酸化シリコン、窒化シリコンなどの無機絶縁層、スピンオンガラス（ＳＯＧ）と呼ばれる塗布法で作製される無機絶縁層が適用されてもよい。このような無機絶縁層を第１層１３０ａのポリイミドと組み合わせて用いることができる。
【００３８】
図３は、第１絶縁層１２６ｂが２層構造で構成される場合を示すが、本発明はこれに限定されず、３層以上の積層構造を有していてもよい。この場合、第１基板１０２に接する第１層１３０ａは、他の層と比較して、相対的に熱膨張係数が第１基板１０２に近く、密着性に優れる有機樹脂層であることが好ましい。
【００３９】
図３で示すように、第１絶縁層１２６ｂを複数の層で構成することにより、複屈折の影響を低減しつつ、第１基板１０２の補強材として用いることができる。それにより、画像表示装置１００の薄型化を実現することができる。
【００４０】
＜変形例＞
本発明において、第１基板１０２の構成として画素電極の構造は、図２に示されるものに限定されない。例えば、図４で示すように、液晶を駆動する画素電極１２０ｂとして、縦電界方式に対応した画素電極１２０ｂを有していてもよい。液晶層の駆動方式に限定はなく、ＴＮ（Twisted Nematic）型、ＶＡ（Vertical Alignment）型、ＭＶＡ（Multi-domain vertical alignment）型等、各種の駆動方式が適用され得る。
【００４１】
また、透過型の電極構造の他に、反射型の電極構造を有していてよい。例えば、反射型の画像表示装置であれば、図４で示す画素電極１２０ｂは、アルミニウム等の金属電極、またはアルミニウム等の金属とＩＴＯ（Indium Tin Oxide）、ＩＺＯ（Indium Zinc Oxide）等の透明導電膜が積層された構造を設け反射領域を有するように設けられている。いずれの場合であっても、本実施形態における画素電極の構造や電極の配置は、液晶の駆動方式に対応して適宜変更され得る。
【００４２】
なお、図４で示す画像表示装置においても、第１絶縁層１２６ａを、図３で示すような複数の層で構成される第１絶縁層１２６ｂに置き換えてもよい。
【００４３】
＜第２基板の構成＞
図５（Ａ）は、本実施形態に係る画像表示装置の第２基板１０４側の構成を断面図で示す。第２基板１０４は薄板材であり、第１基板１０２と同様の厚みを有する場合、第２絶縁層１２８ａが設けられていることが好ましい。第２絶縁層１２８ａは第１絶縁層１２６ａと同じ構成を有する。第２絶縁層１２８ａは第２基板１０４と接して設けられる。第２絶縁層１２８ａは、第１絶縁層１２６ａと同様に有機絶縁層で形成されることが好ましい。
【００４４】
第２基板１０４はさらに、第２絶縁層１２８ａにおける第２基板１０４とは反対側の面に、遮光層１５６、オーバーコート層１６０、配向膜１２４ｂが設けられている。また、図５（Ａ）では図示されないが、画像表示装置がカラー表示を行う仕様である場合には、カラーフィルタ層が設けられていてもよい。
【００４５】
図５（Ａ）で示す第２基板１０４を、図２、図３、図４で示す第１基板と組み合わせて画像表示装置を得ることができる。これにより、画像表示装置の薄型化を実現することができる。
【００４６】
図５（Ｂ）は、本実施形態に係る画像表示装置の第２基板１０４側の構成を断面図で示す。図５（Ｂ）で示すように、第２絶縁層１２８ｂは、図３を参照して説明されるように複数の層により構成され、例えば、第１層１３０ｂと第２層１３２ｂにより設けられていてもよい。なお、第１層１３０ｂと第２層１３２ｂは、第１絶縁層１２６ａにおける第１層１３０ａと第２層１３２ａとにそれぞれ対応する層である。
【００４７】
図５（Ｂ）で示す第２基板１０４においても、図２、図３、図４で示す第１基板と組み合わせて画像表示装置１００を得ることができる。
【００４８】
＜基板の薄板化＞
第１基板１０２及び第２基板１０４は、製造工程においては０．５ｍｍ以上、例えば０．７ｍｍ程度のマザーガラスと同じ厚みであることが好ましい。製造工程においては、通常の工程と同様に基板を扱うためである。第１基板１０２と第２基板１０４の薄板化は、両基板を貼り合わせた後で行うことが好ましい。基板の薄板化は、機械研磨、化学機械研磨（ＣＭＰ：Chemical Mechanical Polishing）、またはエッチング等による処理で行うことができる。この場合、第１基板１０２には第１絶縁層１２６が設けられ、第２基板１０４には第２絶縁層１２８が設けられているので、これらの絶縁層を研磨工程における補強材として用いることができる。
【００４９】
以上のように、本実施形態によれば、基板の薄型化を図りつつも、機械的強度が担保された画像表示装置を得ることができる。
【００５０】
［第２の実施形態］
本実施形態は、第１基板に設けられる第１絶縁層、第２基板に設けられる第２絶縁層の応力を制御して薄型化を図りつつ、反りの少ない画像表示装置について例示する。
【００５１】
＜第１基板の構成＞
図２で示す構成の第１基板１０２において、第１絶縁層１２６ａを、第１基板１０２に作用する内部応力を制御する、所謂「応力調整層」として用いることができる。第１基板１０２が薄板化されると、それ自体が所定の曲率で湾曲可能となる。第１基板１０２の第１面側に形成される第３絶縁層１４０、第４絶縁層１４２、第５絶縁層１４４、第６絶縁層１４６及び第７絶縁層１４８による内部応力の影響は、第１基板１０２に作用する。これらの絶縁層の各界面で剥離が起こらなければ、各絶縁層の内部応力の合計が、引っ張り応力又は圧縮応力が作用する方向にある場合、第１基板１０２は内部応力の影響を受けて湾曲する。
【００５２】
本実施形態は、第１絶縁層１２６ａを応力調整層として用いることで、第１基板１０２の湾曲を抑制する。例えば、第１絶縁層１２６ａとしての有機絶縁層の熱処理温度の調整、有機絶縁層への添加物（フィラー等）により内部応力を調整する。
【００５３】
また、第３絶縁層１４０として形成される無機絶縁層の内部応力を制御して、第１絶縁層１２６ａと共に応力調整層を構成するようにしてもよい。第１基板１０２側により近い層を応力調整層として用いることで、トランジスタ１１８等の素子への直接的な応力の影響を緩和することができる。
【００５４】
無機絶縁膜は、成膜方法、組成、成膜条件により内部応力の制御が可能である。例えば、物理蒸着法による酸化シリコン、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、二酸化チタンの内部応力については、特開２００９−２１５６２４号公報の例が参照される。プラズマＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法で作製される酸窒化シリコン（ＳｉＯｘＮｙ）膜の内部応力制御については、特開２０１１−０９９９２０号公報の例が参照される。また、プラズマＣＶＤ法で作製される窒化シリコン膜の応力制御については、特開２００９−１０３７６９号公報の例が参照される。ここで例示される具体例は一例であり、第３絶縁層１４０として適用され得る無機絶縁層は、上記に例示されるものに限定されない。
【００５５】
第３絶縁層１４０を応力調整層として用いる場合でも、第１絶縁層１２６ａとして第１基板１０２の熱膨張率に近い有機樹脂層が用いられることで密着性が改善され、トランジスタ１１８が形成される各層が第１基板１０２から剥離するのを防ぐことができる。このように、第１絶縁層１２６ａを、第１基板１０２の補強材として用いるのみならず、応力調整層の一部又は全部として用いることで、薄型化を図りつつ内部応力が緩和されるように制御された画像表示装置を得ることができる。
【００５６】
図３で示す第１基板１０２の構成において、第１絶縁層１２６ｂを応力調整層として用いることができる。この場合、第１絶縁層１２６ｂにおいて、第１基板１０２から離れた層によって応力を作用させることが好ましい。
【００５７】
第１絶縁層１２６ｂにおいて、第１基板１０２に接する第１層１３０は、熱膨張係数が相対的に小さい有機絶縁層が設けられていることで、第１絶縁層１２６ｂの剥離を防ぐことができる。第１の実施形態と同様に、第１基板１０２がガラス基板であれば、第１層１３０ａはポリイミドのような有機絶縁層であることが好ましい。
【００５８】
応力を付加する第２層１３２ａとしては、アクリル、ポリアミド（好ましくはアラミド）、ポリエーテルサルフォン等、第１層１３０ａとして用いられるポリイミドよりも熱膨張係数の高い有機絶縁層を用いることができる。第２層１３２ａは、前述のような有機材料の前駆体と溶媒とを含む前駆体溶液の濃度、加熱条件、含有させるフィラーの量を制御することにより、内部応力を調整する。第１層１３０ａと第２層１３２ａとの膜厚は同じであってもよいし、異なっていてもよい。例えば、第１層１３０ａに対し第２層１３２ａの膜厚が大きくてもよい。
【００５９】
また、第２層１３２ａは、有機絶縁層に代えて、酸化シリコン、窒化シリコン、スピンオンガラス（ＳＯＧ）などの無機絶縁層を適用することも可能である。
【００６０】
図６は、第２層１３２ａとして複数の無機絶縁層を積層した態様を示す。第２層１３２ａは、第１無機層１３４、第２無機層１３６、第３無機層１３８が積層されている。第１無機層１３４及び第３無機層１３８と比較し、第１無機層１３４は内部応力が小さい層である。例えば、第１無機層１３４及び第３無機層１３８を窒化シリコン膜で作製し、第２無機層１３６を酸化シリコン膜で作製する。窒化シリコン膜は比較的大きい内部応力を有するため、第２無機層１３６を応力調整層として用いる際に適している。しかしながら、窒化シリコン膜を厚膜化すると内部応力の影響により剥離しやすくなる。そのため、窒化シリコン膜で形成される第１無機層１３４と第３無機層１３８との間に、酸化シリコン膜で作製される第２無機層１３６を設けている。このような積層構造により、第２層１３２ａによって内部応力を緩和しつつ、第１層１３０ａからの剥離を防止することができる。
【００６１】
このように、第１絶縁層１２６ｂにおいて、第１層１３０ａより上層側にある第２層１３２ａによって応力を付加する構成とすることで、第１絶縁層１２６ｂの密着性を維持しつつ、第１基板１０２にかかる残留応力を制御して、反りの少ない画像表示装置を提供することができる。この場合、第１層１３０ａと第２層１３２ａの内部応力が相互に打ち消し合うようにすることで、内部応力を緩和することができる。例えば、第１層１３０ａが引っ張り応力を有する場合、第２層１３２ａは圧縮応力を有するようにすることが好ましい。
【００６２】
＜第２基板の構成＞
図５（Ａ）で示すように、第２基板１０４における第２絶縁層１２８ａを、本実施形態で説明されるように応力調整層として用いることができる。また、図５（Ｂ）で示す第２基板１０４における第２絶縁層１２８ｂを、同様に応力調整層として用いることができる。第２基板１０４においても残留応力を緩和する応力調整を設けることで、反りを防止することができる。
【００６３】
図７に示すように、第２絶縁層１２８ａの第２基板１０４の第１面とは反対側の面に、第８絶縁層１５０を設け、応力を調整するための層の一部として用いてもよい。第８絶縁層１５０は、無機絶縁層であることが好ましく、上記で例示される酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、酸化アルミニウム膜などの各種絶縁膜を適用することができる。
【００６４】
以上のように、本実施形態によれば、基板の薄型化を図りつつ、機械的強度が担保された画像表示装置を得ることができる。さらに、第１基板及び第２基板に設けられる各層の内部応力の影響が緩和された、反りの少ない画像表示装置を得ることができる。
【００６５】
［第３の実施形態］
本実施形態は、第１基板に設けられる第１絶縁層、第２基板に設けられる第２絶縁層の応力を制御して曲面形状を有する画像表示装置について例示する。
【００６６】
＜画素領域の構成＞
図８は第１基板１０２と第２基板１０４が対向配置された画素領域１０６の断面構造を示す。第１基板１０２には、第１絶縁層１２６ａ、トランジスタ１１８、画素電極１２０等が設けられている。第２基板１０４には、第２絶縁層１２８ａ、遮光層１５６、カラーフィルタ層１５８等が設けられている。また、第１基板１０２と第２基板１０４との間には液層層１６２が設けられている。図８では示されないが、第１基板１０２と第２基板１０４は、両基板の外周部においてシール材で接着されている。そのため、第１基板１０２の第１面（トランジスタ１１８が設けられる面）が凹面となるように湾曲させると、第２基板１０４の第２面（第２絶縁層１２８ａが設けられる面とは反対側の面）が凹面となるように湾曲させようとする力が作用する。いずれにしても、第１基板１０２及び第２基板１０４を湾曲させることで、表示画面が湾曲した画像表示装置を形成することができる。
【００６７】
本実施形態は、このような表示画面が湾曲した画像表示装置を外力の作用のみにより実現するのではなく、第１絶縁層１２６ａ及び第２絶縁層１２８ａの応力制御により実現する。例えば、第１絶縁層１２６ａに圧縮応力を作用させる場合、第１基板１０２に対向配置される第２基板１０４の第２絶縁層１２８ａは引っ張り応力が作用するようにする。すなわち、第１絶縁層１２６ａと第２絶縁層１２８ａとで相反する応力が作用するようにし、両者の応力を調整することで、画素領域１０６が凹面となる画像表示装置、または画素領域が凸面となる画像表示装置を形成する。
【００６８】
なお、本明細書において、圧縮応力とは、応力調整層となる絶縁層が設けられた基板において、当該基板の絶縁層が設けられる側の面を縮める側（内側）に応力を作用させる場合をいい、引っ張り応力とは、応力調整層となる絶縁層が設けられた基板において、当該基板の絶縁層が設けられる側の面を伸ばす側（外側）に応力を作用させる場合をいう。
【００６９】
＜外観形態＞
図９は、このような曲面状の表示画面を有する画像表示装置１００の断面構造を模式的に示す。第１基板１０２には第１絶縁層１２６ａが設けられ、第２基板１０４には第２絶縁層１２８ａが設けられている。第１基板１０２と第２基板１０４とはシール材１６４で接着されている。なお、この曲面状の表示画面を有する画像表示装置１００において表示は第２基板１０４側が観測者側となり、表示画面が視認されるものとする。図９の例では、第１絶縁層１２６ａは圧縮応力が作用し、第２絶縁層１２８ａは引っ張り応力が作用する。これにより、視認者側から見て、表示画面は凹面状に湾曲した形態となる。一方、図１０は、第１絶縁層１２６ａは引っ張り応力が作用し、第２絶縁層１２８ａは圧縮応力が作用する。これにより、視認者側から見て、表示画面は凸面状に湾曲した形態となる。
【００７０】
このように、本実施形態によれば、第１絶縁層１２６ａ及び第２絶縁層１２８ａの内部応力を制御することにより、外力を加えなくても表示画面が湾曲する画像表示装置を提供することができる。表示画面の曲率は、第１絶縁層１２６ａ及び第２絶縁層１２８ａの内部応力の大きさを制御することにより可能となる。別言すれば、表示パネルの画面を曲面状に湾曲させるとき、曲面構造に合わせて予め、応力調整層としての第１絶縁層１２６ａ及び第２絶縁層１２８ａの応力を調整することで、外部から印加される曲げ応力の影響を緩和し、強度低下や膜剥がれを抑制することができる。
【００７１】
なお、本実施形態における第１絶縁層１２６ａ及び第２絶縁層１２８ａの形態は、第１の実施形態及び第２の実施形態で例示される各構成を適用可能である。
【００７２】
［第４の実施形態］
本実施形態は、応力調整層としての第１絶縁層と組み合わせて用いるのに好適なトランジスタの一形態について例示する。
【００７３】
図１１は、本実施形態に係る画像表示装置の第１基板１０２側の構成を断面図で示す。第１基板１０２に第１絶縁層１２６ａが設けられ、その上にトランジスタ１１８が配設されている。トランジスタ１１８は、ゲート電極１５２、ゲート絶縁層としての第４絶縁層１４２、半導体層１５４を含んで構成される。第１基板１０２の第１面に設けられる構造は、図１１から明らかなように、第１絶縁層１２６ａを形成した後にトランジスタ１１８を形成する各層が形成される。
【００７４】
ゲート電極１５２、第４絶縁層１４２、半導体層１５４の各層はスパッタリング法やプラズマＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法等の成膜技術を適用して作製される。これら各層の成膜段階、または成膜後において第１基板１０２自体を加熱する加熱処理が加えられる。特に、トランジスタ１１８の特性に影響を与える半導体層１５４の作製過程では、加熱処理の温度が半導体自体又は半導体と接する絶縁層との界面特性に影響を与える。半導体層１５４に対して行われる熱処理は、同時に第１基板１０２も加熱されることになるので、すでに形成されている第１絶縁層１２６ａも加熱される。
【００７５】
半導体層１５４としては、非晶質シリコン、多結晶のシリコン、または酸化物半導体などの各種半導体が適用される。ここで、非晶質シリコンは成膜時の基板加熱温度が２５０℃以下とすることができ、低温プロセスが可能である。そのため第１絶縁層１２６ａへの熱的影響を低減することができる。多結晶シリコンは、非晶質シリコンにレーザ光を照射して結晶化される。従って、第１絶縁層１２６ａは、多結晶化時の熱的影響を受けないで済む。しかし、多結晶シリコンに対して行われる水素化処理は２００℃以上の加熱温度を要し、第１絶縁層１２６ａも同時に加熱される。一方、酸化物半導体は、スパッタリング法で膜形成が可能であり、熱処理温度も多結晶シリコンを用いる場合に比べて低いので、第１絶縁層１２６ａに対する熱的影響が軽減される。
【００７６】
ここで、トランジスタ１１８の半導体層１５４として酸化物半導体を用いると、非晶質シリコンを用いた場合に比べて高い電界効果移動度を得ることができる。また、多結晶シリコンに比べて製造時の処理温度（プロセス温度）が低温で済むという利点がある。酸化物半導体としては、インジウム（Ｉｎ）及び亜鉛（Ｚｎ）のに加え、さらにガリウム（Ｇａ）、スズ（Ｓｎ）の少なくとも一種を含む酸化物であることが好ましい。
【００７７】
本実施形態によれば、第１絶縁層の上層側に設けるトランジスタに酸化物半導体を適用することで、応力調整層として用いる第１絶縁層への熱的影響を低減しつつ、駆動能力の高い画素回路を構成することができる。別言すれば、トランジスタに酸化物半導体を適用することで、第１絶縁層による応力制御を精密に行うことができる。
【００７８】
なお、図１１は、トランジスタ１１８として、ゲート電極１５２の上方に半導体層１５４が設けられるボトムゲート型の構造を示すが、本発明はこれに限定されず、半導体層の上方にゲート電極が設けられるトップゲート型の構造であってもよい。
【００７９】
本実施形態は、第１の実施形態、第２の実施形態、第３の実施形態における各構成と適宜組み合わせて実施することができる。
【符号の説明】
【００８０】
１００・・・画像表示装置、１０２・・・第１基板、１０４・・・第２基板、１０６・・・画素領域、１０８・・・画素、１１０・・・第１駆動回路、１１２・・・第２駆動回路、１１４・・・走査信号線、１１６・・・映像信号線、１１８・・・トランジスタ、１２０・・・画素電極、１２２・・・共通電極、１２４・・・配向膜、１２６・・・第１絶縁層、１２８・・・第２絶縁層、１３０・・・第１層、１３２・・・第２層、１３４・・・第１無機層、１３６・・・第２無機層、１３８・・・第３無機層、１４０・・・第３絶縁層、１４２・・・第４絶縁層、１４４・・・第５絶縁層、１４６・・・第６絶縁層、１４８・・・第７絶縁層、１５０・・・第８絶縁層、１５２・・・ゲート電極、１５４・・・半導体層、１５６・・・遮光層、１５８・・・カラーフィルタ層、１６０・・・オーバーコート層、１６２・・・液層層、１６４・・・シール材
【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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