JP2001296531A

JP2001296531A - 液晶パネル

Info

Publication number: JP2001296531A
Application number: JP2000115599A
Authority: JP
Inventors: Seiichiro Hori; 誠一郎堀
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2000-04-17
Filing date: 2000-04-17
Publication date: 2001-10-26

Abstract

(57)【要約】【課題】液晶パネルを構成するビーズが、液晶パネル
内の分散密度が異なると液晶パネルを表示させた時にム
ラが認識される。またビーズが振動等により液晶パネル
内を動き、配向膜を傷つける場合がある。また導電性ペ
ースト中の導電性物質の分散密度ムラにより、電極基板
と対向基板との間の電気的な接続抵抗のムラが発生す
る。さらに温度や、湿度等の外囲環境の変化により、電
極基板と対向基板間の電気的な接続抵抗の増加による液
晶パネルの表示品質劣化が発生する場合がある。【解決手段】電極基板上の共通電極配線および対向配
線と対向基板上の対向電極の一部分の膜厚を厚くして物
理的に接続し、ビーズを使用せずに電極基板と対向基板
との間隔を一定に保つ。さらにその接続部をレーザーに
より電気的に接続させ、導電性ペーストを使用しない液
晶パネルを実現する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶パネルの構造
に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶パネルは、その狭額縁および低消費
電力などから、産業の顔として世間に広く受け入れられ
ている。その中でも、ＴＦＴアクティブマトリクス方式
の液晶パネルは、高コントラストおよび高応答速度の点
から、カーナビゲーションシステムやノート型パーソナ
ルコンピュータなどの表示装置として広く用いられてい
る。このような従来の液晶パネルの一例を、図面を用い
て説明する。図８は、従来の液晶パネルの概略上面図で
ある。また、図９は、図８におけるＡ−Ａ線概略断面図
である。なお、図８においては、対向電極１０が設けら
れたカラーフィルタ基板９は省略した。

【０００３】図８および９に示すように、電極基板（ア
レー基板ともいう。）１上にはゲート配線２およびソー
ス配線３がマトリクス状に配置され、この２つの配線で
囲まれた領域の１つ１つには、画素電極４および画素電
極４の電位を制御する半導体スイッチ５が配置されてい
る。また、共通電極配線６と画素電極４との間には、絶
縁膜７を介して補助容量８が設けられる。補助容量８は
画素電極４とゲート配線２との間に設けられる場合もあ
り、この場合、共通電極配線６は不要とされる。ここ
で、図９における画素電極４の部分拡大図を図１０に示
す。図１０に示すように、補助容量８は、共通電極配線
６と画素電極４との交差部分を両電極とするコンデンサ
のことである。一方、対向基板（カラーフィルタ基板と
もいう。）９上には対向電極１０が形成される。対向電
極１０に対向電位を印加するため、電極基板１上には、
対向電位を供給する対向配線１１が形成され、この対向
配線１１と対向電極１０との間には、金、銀またはカー
ボンなどの導電性物質を有機溶剤に分散させた導電性ペ
ースト１２を塗布されて、両者が電気的に接続される。
そして、導電性ペースト１２は、導電性ペースト１２が
配向膜１３および液晶層を汚染してしまうことを防ぐた
め、シール部１５で囲まれた領域の外側に塗布されてい
る。なお、電極基板１上の対向配線１１および共通電極
配線６と、対向基板９上の対向電極１０とには、同一の
電位が印加される。

【０００４】また、電極基板１の上、および対向基板９
上の対向電極１０の上には、配向膜１３が塗布、形成さ
れ、液晶分子１４が一定方向に配向される。電極基板１
と対向基板９との間には、シール部（封口部）１５が配
置され、電極基板１および対向電極１０上の配向膜１３
と、シール部１５で囲まれた領域の内側には、液晶材料
を充填した液晶層が設けられる。そして、電極基板１と
対向基板９との間隔を一定にして液晶層を確保するため
に、ビーズ１６がスペーサとして挿入されている。な
お、電極基板１上には、対向基板９と重ならない領域
に、液晶パネルを駆動させるための駆動回路および外部
信号の入力端子１７が形成される。

【０００５】このような従来の液晶パネルでは、前述の
ビーズ１６が起因して液晶層内でおいて液晶分子１４の
分散密度が場所によって異なり、液晶パネルを表示させ
た時にムラが生じたり、ビーズ１６が透明であるにもか
かわらず、液晶パネルで黒色を表示させた場合に、黒が
浮いて見えたりすることがあるという問題がある。ま
た、通常、ビーズ１６の材質が配向膜１３より硬いた
め、振動試験などによってビーズ１６が液晶パネル内を
動くと、配向膜１３が傷つけられ、液晶パネルを表示さ
せたときに点欠陥として認識される。また、導電性ペー
スト１２について、溶剤中の導電性物質の分散濃度が異
なると、電極基板１上の対向配線１１と対向基板９上の
対向電極１０との間の電気的な接続抵抗にムラが生じて
しまうという問題がある。さらに、導電性ペースト１２
は、シール部１５で囲まれた領域の外側に塗布されてい
るが、完成後に長時間にわたって周辺環境からの水分な
どに汚染されると劣化し、対向配線１１と対向電極１０
との間の電気的な接続抵抗が高くなり、クロストークな
どを生じるという問題がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】すなわち、従来の液晶
パネルにおいては、ビーズ１６および導電性ペースト１
２に起因して、表示性能が低下し、品質に劣るという問
題があったのである。したがって、本発明は、ビーズを
用いずに液晶層を確保し、かつ導電性ペースト部分の劣
化が生じにくく、高品質の液晶パネルを提供することを
目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上述のような問題点を解
消すべく、本発明は、電極基板に設けられた対向電位を
供給する配線の少なくとも一部と、対向基板に設けられ
た対向電極の少なくとも一部とを、物理的かつ電気的に
接続し、得られる接続部によって液晶層を確保してなる
ことを特徴とする液晶パネルを提供する。すなわち、本
発明は、電極基板と対向基板の間に液晶層を設けてなる
液晶パネルであって、別部品としてのビーズスペーサや
導電性スペーサを用いることなく液晶層が保持されてい
ることを特徴とする液晶パネルを提供する。前記液晶パ
ネルにおいては、前記電気的接続部分が、対向基板のブ
ラックマトリクスの領域に位置するのが好ましい。ま
た、対向基板に設けられた対向電極がＩＴＯ膜および金
属膜の２層以上で構成され、かつ前記接続部分が金属膜
からなるのが好ましい。さらに、前記接続部分以外の部
分に比して、前記接続部分においては、対向基板に設け
られた対向電極の厚さが厚く、電極基板に設けられた対
向電位を供給する配線の厚さが薄くかつ中空構造を有す
るのが好ましい。さらにまた、前記接続部分が、前記液
晶層内に位置するのが好ましい。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明では、電極基板１上の共通
電極配線６および対向配線１１と対向基板９上の対向電
極１０とにおいて、それぞれの基板に対して垂直の方向
に厚みをもたせた部分、すなわち電極に膜厚部を設け
る。そして、この２つの膜厚部がほぼ接触するほどの距
離を保持しながら、レーザーを用いて両者間を物理的か
つ電気的に接続する。これにより、電極基板１と対向基
板９との間隔を一定に保持して液晶層を確保するのであ
る。このような構成を採用することにより、ビーズ１６
を使用しない液晶パネルを実現することができる。ま
た、液晶層のシール部１５で囲まれた領域の内側におい
て、これらの膜厚部をレーザーで物理的かつ電気的に接
続することにより、導電性ペースト１２を使用しない液
晶パネルを実現することができる。

【０００９】本発明に係る液晶パネルの一実施の形態に
ついて、その平面図を図１に示す。また、図２は、図１
に示す液晶パネルのＡ−Ａ線概略断面図である。なお、
前述の図８と同様に、図１においては対向基板９および
対向電極１０を省略した。電極基板１上のゲート配線
２、ソース配線３、画素電極４および半導体スイッチ５
は、図８および図９に示す従来の液晶パネルと同一の構
成である。そして、共通電極配線６および対向配線１１
の少なくとも一部と、対向基板９上の対向電極１０の少
なくとも一部の膜厚を厚くし、この２つの膜厚部を物理
的かつ電気的に接続させる。

【００１０】膜厚部を設ける方法について以下に説明す
る。まず、薄膜成分を堆積させて薄膜を形成した後、膜
厚部の形状を有するフォトマスクを用いて露光およびエ
ッチングを行い、必要な形状の薄膜とする。これを数回
繰り返し、所定の膜厚を得る。また、最初に所定の膜厚
を有する薄膜を形成し、その後に膜厚部の形状を有する
フォトマスクを用いて露光し、ついで紫外線やＸ線を用
いて所定の形状にエッチングしてもよい。

【００１１】つぎに、膜厚部を物理的かつ電気的に接続
する方法について説明する。この接続を行うためには、
前述のようにして設けた２つの膜厚部が互いに接近また
は接触した状態で、レーザーを用いて膜厚部を融着させ
る。具体的なレーザーとしては、例えばＹＡＧレーザー
の第２高波長（５３２ｎｍ）を発生するパルスレーザー
を用いる。そして、１回または数回のパルスを２つの膜
厚部に照射して膜厚部を溶接する。パルス出力は数１０
ｍＪ程度であればよいが、膜厚部の材質、膜厚および形
状を考慮し、実験的に最適化すればよい。

【００１２】この接続部を必要に応じて１ヶ所以上設
け、電極基板１と対向基板９との間隔を一定にすること
により、ビーズ１６が不必要な液晶パネルが実現でき
る。またこの接続部１８をレーザーを用いて電気的に接
続させることにより、対向電極１０には共通電極配線６
および対向配線１１を通じて対向電位が供給され、導電
性ペースト１２が不必要な液晶パネルが実現できる。

【００１３】通常、対向基板９上の対向電極１０を構成
する材料としては、透明なＩＴＯが一般的であるが、電
極基板１の共通電極配線６および対向配線１１と対向電
極１０とをレーザーを用いて電気的に接続させるために
は、対向電極１０の接続部にはＡｌなどの非透明な金属
を用いる必要がある。このため、共通電極配線６および
対向配線１１と対向電極１０とをレーザーを用いて接続
させる場合、対向電極１０をＩＴＯと金属膜の２層以上
で形成し、かつ電極基板１上の共通電極配線６および対
向配線１１との接続部を金属膜で形成するのが好まし
い。さらに液晶パネルのパネル透過率を低下させないた
め、対向電極１０を形成する金属膜を、対向基板９のブ
ラックマトリクスの領域に配置するのが好ましい。

【００１４】図１および図２に示す本実施の形態では、
共通電極配線６および対向配線１１と対向電極１０との
接続部１８を画面表示部に設けているが、電極基板１と
対向基板９との間隔を一定に保てるならば、接続部は画
面表示部にとどまらず、液晶パネル内のどこに形成して
もよい。ここで、共通電極配線６および対向配線１１と
対向電極１０との接続部１８を、液晶パネルの左右端に
設けた場合の液晶パネルの一例について、その概略平面
図を図３に示す（前述のように、対向基板９および対向
電極１０は省略している。）。また、その概略断面図を
図４に示す。さらに、画素部に前段ゲート構成（画素電
極４とゲート配線２との間に補助容量８を設ける構成）
を採用し、共通電極配線６を使用しない場合は、図５お
よび図６に示すように、電極基板１上の対向配線１１
と、対向基板９上の対向電極１０とを電気的に接続すれ
ばよい。

【００１５】電極基板１上において、共通電極配線６お
よび対向配線１１と対向基板９上の対向電極１０とのレ
ーザーを用いた電気的な接続を確実にするため、接続部
１８に関しては、片方の配線を中空構造にして、接続点
にレーザー光が届き易い構成とするのが好ましい。例え
ば、図７に示すように、共通電極配線６に中空部分６’
を設け、その中空部分６’からレーザー光を照射すれば
よい。図７の（ａ）は接続部１８の部分拡大図であり、
図７の（ｂ）は図７の（ａ）におけるＢ−Ｂ線断面図で
ある。膜厚部を中空構造とするには、薄膜形成後に、中
空構造を有するフォトマスクを用いて露光し、その後不
要な膜をエッチングすることにより、中空構造を有する
薄膜を形成する。この工程を数回繰り返して所定の膜厚
を得る。また、最初から所定の膜厚の薄膜を形成し、つ
いで中空構造を有するフォトマスクを用いて露光した
後、紫外線やＸ線を用いて不要な膜を除去してもよい。

【００１６】また、中空構造にする配線をできるだけ薄
くし、液晶パネルの振動などによる断線を防ぐ必要があ
る。さらに、レーザー光により、対向基板９のブラック
マトリクスが破れ、液晶パネルに光漏れが発生しないよ
うに、接続部１８に関しては、対向基板９上の対向電極
１０を厚くし、電極基板１側の共通電極６および対向配
線１１側を薄くするとともに、中空構造とするのが好ま
しい。この場合の接続部１８の部分拡大図を図７に示
す。さらに、この接続部１８および対向電極１０を、シ
ール部１５に囲まれる領域の内側に設けることにより、
電極基板１上の共通電極配線６および対向配線１１と対
向基板９上の対向電極１０との間の電気的接続抵抗が、
温度や湿度などの外囲環境が変化してもその影響を受け
ない液晶パネルが実現できる。

【００１７】

【発明の効果】本発明により、ビーズ、導電性ペースト
に起因する表示不良を防ぐことができる液晶パネルが実
現できる。また本発明による液晶パネルはビーズを使用
しないため、プロジェクション向けの液晶パネルとして
最適である。さらに電極基板の共通電極配線および対向
配線と対向基板上の対向電極との電気的接続に関して、
温度、湿度等の外囲環境の影響を受けない液晶パネルを
実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る液晶パネルの一実施の形態の概略
平面図

【図２】図１におけるＡ−Ａ線概略断面図

【図３】本発明に係る液晶パネルの別の実施の形態の概
略平面図

【図４】図３におけるＡ−Ａ線概略断面図

【図５】本発明に係る液晶パネルのまた別の実施の形態
の概略平面図

【図６】図５におけるＡ−Ａ線概略断面図

【図７】図３における接続部１８の部分概略拡大図

【図８】従来の液晶パネルの概略上面図

【図９】図８におけるＡ−Ａ線概略断面図

【図１０】図２における画素電極４付近の部分拡大図

【符号の説明】

１電極基板２ゲート配線３ソース配線４画素電極５半導体スイッチ６共通電極配線７絶縁膜８補助容量９対向基板１０対向電極１１対向配線１２導電性ペースト１３配向膜１４液晶分子１５シール部１６ビーズ１７駆動回路および外部信号の入力端子１８接続部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電極基板と対向基板の間に液晶層を設け
てなる液晶パネルであって、電極基板に設けられた対向
電位を供給する配線の少なくとも一部と、対向基板に設
けられた対向電極の少なくとも一部とを物理的かつ電気
的に接続し、得られる接続部によって液晶層が保持され
ていることを特徴とする液晶パネル。
【請求項２】電極基板と対向基板の間に液晶層を設け
てなる液晶パネルであって、スペーサとしてビーズを用
いることなく液晶層が保持されていることを特徴とする
液晶パネル。
【請求項３】さらに導電性スペーサを用いることなく
液晶層が保持されていることを特徴とする請求項２記載
の液晶パネル。
【請求項４】前記接続部が対向基板のブラックマトリ
クスの領域に位置することを特徴とする請求項１記載の
液晶パネル。
【請求項５】対向基板に設けられた対向電極がＩＴＯ
膜および金属膜の２層以上で構成され、かつ前記接続部
分が金属膜からなることを特徴とする請求項１または２
記載の液晶パネル。
【請求項６】前記接続部分以外の部分に比して、前記
接続部分においては、対向基板に設けられた対向電極の
厚さが厚く、電極基板に設けられた対向電位を供給する
配線の厚さが薄くかつ中空構造を有することを特徴とす
る請求項１〜３のいずれかに記載の液晶パネル。
【請求項７】前記接続部分が、前記液晶層内に位置す
ることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の液
晶パネル。