JP2004212446A - 液晶素子とその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】電極と配線のショートを発生させることなく小型化を大幅に促進可能で且つ製造が容易な片側基板端子型の液晶素子とその製造方法を提供する
【解決手段】一対のガラス基板１、２を、導電性粒子１３ａを絶縁樹脂基材１３ｂに含有させてなる異方性導電層の外枠Ｓoとその内側に設けた絶縁樹脂基材１３ｂのみからなる絶縁層の内枠Ｓｉからなる２重枠構造の異方性導電シール材１３により接合する。そして、この２重枠構造の異方性導電シール材１３を、絶縁保護膜１１の端面で形成される段差Ｇより内側の走査電極３とその走査配線７が対向する領域Ｄlに絶縁層の内枠Ｓｉが位置するように、配置する。
【選択図】 図３
【解決手段】一対のガラス基板１、２を、導電性粒子１３ａを絶縁樹脂基材１３ｂに含有させてなる異方性導電層の外枠Ｓoとその内側に設けた絶縁樹脂基材１３ｂのみからなる絶縁層の内枠Ｓｉからなる２重枠構造の異方性導電シール材１３により接合する。そして、この２重枠構造の異方性導電シール材１３を、絶縁保護膜１１の端面で形成される段差Ｇより内側の走査電極３とその走査配線７が対向する領域Ｄlに絶縁層の内枠Ｓｉが位置するように、配置する。
【選択図】 図３
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、一対の基板にそれぞれ設けた各電極の端子を一方の基板にまとめた片側基板端子型の液晶素子とその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の液晶素子に、一対の基板にそれぞれ複数の電極を設け、これら電極に電圧を供給するための各端子を一方の基板にまとめて設置した、片側基板端子型の液晶素子がある。この片側基板端子型の液晶素子は、外部電気回路との接続が容易で実装構造が簡素化されるという利点を備えている。
【０００３】
しかし、この片側基板端子型液晶素子においては、一方の基板に設けられた電極と、他方の基板に設けられた前記電極に電圧を供給するための引き回し配線やその接続端子（以下、配線部材という）とを導電接続する必要があり、そのための構造や工程がコストアップを引き起こす。特に、一方の基板に複数の信号電極を設け、他方の基板にそれらの信号電極に交差させて複数の走査電極を設ける所謂単純マトリクス型の液晶表示素子においては、片側基板端子化することにより構造や製造工程がより複雑化してしまう。
【０００４】
上述のような片側基板端子構造の単純マトリクス型液晶表示素子であっても、異なる基板に設置された複数の電極とこれら電極に対応する配線部材とを作業性良く導電接続できる従来の方法として、一対の基板間に液晶を封入するためのシール材中に導電性粒子を含有させ、その導電性粒子を介して対応する電極と配線部材を導電接続する方法が知られている。（例えば特許文献１参照）
【０００５】
【特許文献１】
特開昭６３−２９７２９号公報（２頁、第１図）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、上述したシール材中に導電性粒子を含有させた異方性導電シール材により対応する電極と配線部材を導電接続方法による場合、シール領域に、一方の基板の複数の電極と他方の基板の複数の配線とが配置されると、対応しない電極と配線とが導電接続されてしまう所謂ショートが発生してしまう。
【０００７】
そこで従来、そのショートを防止するために、異方性導電シール材の配置領域を上述の電極とそれらの配線が配置された配線領域より外側に設けるか、或いは異方性導電シール材の配置領域より外側に上述の配線領域を設け、これにより電極と非対応配線とのショートを回避している。
【０００８】
しかしその結果、同一基板上で異方性導電シール材の配置領域と電極の配線部材が配置される配線領域とがそれぞれ異なる領域に配設されることになるから、必然的に基板サイズが大きくなってしまい、液晶素子の小型化に不利となる。特に、上述したような単純マトリクス型の液晶表示素子については、表示領域に比してその周囲の所謂額縁が大きくなってしまうという不具合が発生する。
【０００９】
本発明は、電極と配線のショートを発生させることなく小型化を大幅に促進可能で且つ製造が容易な片側基板端子型の液晶素子とその製造方法を提供することを課題とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の液晶素子は、複数の第1の電極及びこれら第１の電極にそれぞれ電圧を供給するための複数の第１接続端子が形成された第１の基板と、前記複数の第1の電極に対向する複数の第２の電極、及びこれら第２の電極に電圧を供給するための第２の配線、並びに前記第１接続端子に対応させて設けられ、前記複数の第１接続端子にそれぞれ接続される複数の第１被接続端子、及びこれら第１被接続端子に電圧を供給する第１の配線とが形成された第２の基板と、前記第１の基板及び前記第２の基板をそれぞれの電極形成面を対向させて所定の間隙を保ち接合する枠状をなす接合部材と、前記第１の基板及び前記第２の基板の対向する各内面と前記接合部材とで囲まれる空間に封入された液晶とからなる液晶素子であって、前記接合部材は、絶縁樹脂基材中に導電性粒子を含有させてなる異方性導電層からなる外側導電性シールとその内側に沿って設けられた絶縁樹脂材料からなる内側絶縁性シールとから形成され、前記第１の配線と前記第２の配線は、前記接合部材の内側絶縁性シールより内側に配列され、前記第１接続端子とこれに対応する前記第１被接続端子とは前記接合部材の外側導電性シールの内部に配置されていることを特徴とするものである。
【００１１】
この液晶素子によれば、電極を設けた基板とは異なる基板に設けたその電極に対応する配線を枠状接合部材の内側に設けたから、その配線の腐食が防止されると共に基板の小型化に有利となる。そして、一対の基板の接合部材として、外側導電性シールとその内側の内側絶縁性シールからなる２重構造を備えた異方性導電シール材を液晶を信頼性良く封入するのに必要なシール幅にわたり枠状に形成すると共に、その領域に前記複数の第１接続端子にそれぞれ接続される複数の第１被接続端子を配置し、また内側絶縁性シール内に前記第１の配線と前記第２の配線が配置させたから、片側基板端子型液晶素子において、対応しない電極と配線のショートを引き起こすことなく基板の小型化が促進され、表示素子においては額縁幅が縮小される。
【００１２】
本発明の液晶素子においては、請求項２に記載のように、外側導電性シールの前記絶縁樹脂基材と前記内側絶縁性シールの絶縁樹脂材料とが同一材料であることが好ましく、またその場合、請求項３に記載のように、前記第１の基板或いは第２の基板の少なくとも何れか一方の基板の内面上に、前記外側導電性シールと前記内側絶縁性シールとの境界に対応させて段差が形成されていることがより好ましく、これにより、２重枠構造の液晶素子を容易に製造することができる。
【００１３】
また、本発明の液晶素子は、請求項４に記載のように、前記外側導電性シールの絶縁樹脂基材として透水防止性能に優れた材料を用い、前記内側絶縁性シールの絶縁樹脂材料として液晶に対する溶解性が低い材料を用いることが好ましく、これにより、小型で且つ電圧保持率が高い高性能の片側基板端子型液晶素子が得られる。
【００１４】
第１の方法の発明は、それぞれの表面に電極が形成された一対の基板を電極形成面を対向させ枠状の接合部材を介して接合し、接合部材と前記一対の基板の対向する各内面とで囲まれた空間内に液晶を封入してなる液晶素子の製造方法であって、少なくとも一方の基板の電極形成面における前記接合部材が設置される領域の所定位置に段差が形成された一対の基板を用意する工程と、前記段差の液晶を封入する側とは反対側の外側の所定の枠状をなす領域に絶縁樹脂材料に導電性粒子を混合してなる接合材料を配置する工程と、前記一対の基板をそれぞれの電極形成面を対向させると共に対応する位置を合わせる工程と、位置合わせした前記一対の基板を挟圧し基板間隔を所定の間隔に圧縮する工程と、圧縮された基板間の前記接合材料を硬化させて接合部材を形成する工程とを有することを特徴とするものである。
【００１５】
この第１の方法の発明によれば、所定位置に導電性粒子の内側への進入を阻止する段差を設けた基板を用いるから、異方性導電層と絶縁層からなる２重枠構造の接合部材により接合された液晶素子を、一対の電極基板を単層の枠状接合部材で接合してなる通常の液晶表示素子の製造方法と略同じ工程数と工程内容により製造することができる。従って、単純マトリクス方式の片側基板端子型液晶表示素子であっても、小型化を大幅に促進できると共に対応しない電極と配線をショートさせることなく対応する電極と配線を確実に導通接続できる。その結果、上述のような高い品質を備えた液晶素子を低い製造コストで容易に製造することが可能となる。
【００１６】
また、第２の方法の発明は、それぞれの表面に電極が形成された第1の基板と第２の基板とを各電極形成面を対向させ枠状の接合部材を介して接合し、この接合部材と前記第1の基板と第２の基板の各電極形成面とで囲まれた空間内に液晶を封入してなる液晶素子の製造方法であって、前記第１の基板の電極形成面上の第１の位置に絶縁樹脂材料に導電性粒子を混合してなる異方性導電材料を枠状に配置する工程と、前記第２の基板の電極形成面上の前記第１の位置に対応する位置より枠内側の第２の位置に絶縁樹脂材料を枠状に配置する工程と、前記第１の基板と前記第２の基板とを各電極形成面を対向させて前記異方性導電材料の内側の所定位置に前記絶縁樹脂材料が位置するように位置を合わせる工程と、位置を合わせた前記第１及び第２の基板を挟圧し基板間隔を所定の間隔に圧縮する工程と、圧縮された基板間の前記異方性導電材料と前記絶縁樹脂材料を硬化させて接合部材を形成する工程とを有することを特徴とするものである。
【００１７】
この第２の方法の発明によれば、２重枠構造の接合部材を構成する異方性導電層と絶縁層の各材料をそれぞれ第１の基板と第２の基板に分けて所定の位置に配置し、この後に両基板を接合するから、異方性導電層と絶縁層とを境界部に隙間を発生させることなく互いに密着した状態で所期の位置へそれぞれより正確に設置することができる。その結果、小型化に極めて有利であり且つ信頼性に優れた所望の液晶封入効果が奏されると共に対応しない電極と配線間のショートがより確実に防止される高品質の液晶素子を、容易に製造することが可能となる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
まず、第１の発明としての液晶素子の実施形態について、図１乃至図３に基づき説明する。なお、図１は本実施形態としての液晶表示素子の全体を示す斜視図で、図２はその液晶表示素子の略半分を一方の基板を透視して示す平面図、及び図３はそのＡ−Ａ断面図である。また、図２及び図３で図示されていない略半分も図示されている半分と同じ構成である。
【００１９】
図１において、液晶表示素子ＬＣは、電極（不図示）が形成された一対のガラス基板１、２を、それぞれの電極形成面を対向させて枠状シール材（不図示）を介し接合し、枠状シール材で囲まれたガラス基板１、２間に液晶を封入し、構成されている。一対のガラス基板１、２のうちの他方のガラス基板１には、一端部を一方のガラス基板２の端面から突出させて、突出部１ａが形成されている。なお、本液晶表示素子ＬＣは、表示領域Ａvに比して周囲の額縁Ａfを小さくした狭額縁化液晶表示素子である。
【００２０】
また、本例の液晶表示素子ＬＣは、図２に示すように、単純マトリクス型液晶表示素子であり、ガラス基板２のガラス基板１に対向させた面（以下、内面という）に、複数の走査電極（二点鎖線で示す）３が基板長手方向に平行に延在させて形成されている。そして、他方のガラス基板１の内面には、複数の信号電極４が前記走査電極２に対して直交する方向に平行に延在させて形成されている。
【００２１】
ガラス基板１における突出部１ａの表面（内面の延長面）には、本例の液晶表示素子ＬＣを駆動する駆動回路素子５がＣＯＧ（Chip On Glass）方式により直接搭載されている。即ち、各信号電極４からそれぞれ信号配線６が、駆動回路素子５の配設位置に向けて引き出され、これら引き出された信号配線６の各端子（不図示）が、駆動回路素子５の裏面の対応する接続バンプ（不図示）の配列と同一の配列で突出部１ａの所定位置に配設され、この端子列に駆動回路素子５の対応する接続バンプが異方性導電接着剤等のコネクタを介して導通接続されている。
【００２２】
一方、本例の液晶表示素子における走査電極３は、１本置きに、その半数の端部がガラス基板２の長手方向における一方の端部に引き出され、残りの半数の反対側の端部がガラス基板２の他方の端部に引き出され、引き出されたそれぞれの端部は、基板間の導通接続（以下、クロス接続という）を行うためのクロス接続パッド３ａに形成されている。
【００２３】
これらクロス接続パッド３ａに対向させて、ガラス基板１側にも被クロス接続パッド３ｂが配設され、これら被クロス接続パッド３ｂから走査配線７が駆動回路素子５の配設位置に向けてそれぞれ引き出されている。これら走査配線７の各端子（不図示）も、駆動回路素子５の裏面の対応する接続バンプ（不図示）の配列と同一の配列で突出部１ａの所定位置に配設され、この端子列に駆動回路素子５の対応する接続バンプが異方性導電接着剤等のコネクタを介して導通接続されている。
【００２４】
ここで、ガラス基板1、２の各内面上の積層構造について図３のＡ−Ａ断面図に基づき説明する。
ガラス基板１の内面には、複数の信号電極４とそれらから引き出された信号配線（不図示）や対向基板２側の走査電極３と導電接続するための被クロス接続パッド３ｂ、及びこれらから引き出された走査配線７等が配設されている。そして、これら電極及び配線部材を覆って配向膜８が一様に被着されている。この配向膜８の被着範囲は、被クロス接続パッド３ｂを覆わないように設定されている。
【００２５】
走査電極３が設けられるガラス基板２の内面には、遮光膜９が設置されている。遮光膜９には、走査電極３と信号電極４とが交差する領域に形成される画素に対応させて開口部９ａが設けられている。これら開口部９ａには、それぞれ赤、緑、青の３種類のカラーフィルタ要素１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂの何れかが所定の配列で配設されている。本例では、各カラーフィルタ要素１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂが対応する信号電極４に沿ってストライプ状に形成されその対向領域の開口部９ａ列を覆うように配設されている。
【００２６】
そして、それらカラーフィルタ要素１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂ等を覆って絶縁保護膜１１が一様に積層されている。この絶縁保護膜１１はカラーフィルタ要素１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂを保護すると共にその凸凹表面を平坦化するために設けられており、透明な感光性樹脂材料を例えばスピンコート法等により透明基板２のカラーフィルタ要素１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂが形成された表面に一様に被覆した後、硬化、露光、現像の各工程を経て所定の形状にパターニングする。このパターニングプロセスにおいては、絶縁保護膜１１の端面１１ａが、両基板1、２を適正に接合した状態においてクロス接続パッド３ａ、３ｂが対向するクロス接続領域Ｄcと走査配線７の配設領域Ｄlとの境界部に位置するように、露光マスクが設計される。これにより、前記境界部に段差Ｇが形成される。また、絶縁保護膜１１の端面１１ａは、その硬化条件等を調整することにより、本例のようにそのエッジ角度θが１２５〜１４５度程度になるように傾斜させることが好ましい。これにより、その上に積層される走査電極３の断線が防止される。
【００２７】
絶縁保護膜１１の表面には、上述したように複数の走査電極３が平行に積層されている。これら走査電極３の各端部は、絶縁保護膜１１の端面１１ａを超えて所定の位置まで引き出されており、この引き出された部分がクロス接続パッド３ａとなる。そして、それら複数の走査電極３を覆って配向膜１２が一様に積層されている。この配向膜１２は、クロス接続パッド３ａを被覆しないようにその積層領域が設定されている。
【００２８】
而して、上述のように構成されたガラス基板１、２の各積層体は、枠状に配置された異方性導電シール材１３により所定の基板間隔を保って接合されている。この第１の発明に係わる異方性導電シール材１３は、導電性粒子１３ａと絶縁樹脂基材１３ｂで構成されている。ここで、導電性粒子１３ａの粒径ｄは、所期の液晶封入間隙（液晶層厚）ｔを得るために必要な基板間隙ｒから両クロス接続パッド３ａ、３ｂの厚さを差し引いた寸法に設定されている。これにより、導電性粒子１３ａは、両クロス接続パッド３ａ、３ｂを導通接続するコネクタとなると共に必要な液晶層厚ｔを得る為のスペーサとしての機能も果たす。なお、本例の導電性粒子１３ａは、樹脂粒子の表面に金をメッキ処理により被着して形成されている。
【００２９】
上述のような導電性粒子１３ａを含有する異方性導電シール材１３は、基板接合用シール材として必要なシール幅Ｗsを確保すると共に、絶縁樹脂基材中に導電性粒子１３ａを含有する異方性導電層からなる外枠Ｓoと、この内側（液晶封入側）に沿った導電性粒子１３ａが含まれない絶縁樹脂基材のみの絶縁層からなる内枠Ｓiとを備えた、２重枠構造に形成されている。そして、この２重枠構造の異方性導電シール材１３は、異方性導電層からなる外枠Ｓoがクロス接続領域Ｄcとそれより外側の領域に位置し、絶縁層からなる内枠Ｓiが走査配線領域Ｄlに位置するように、配置されている。
【００３０】
以上のように、一対のガラス基板１、２を接合する接合部材として前記２重枠構造のシール部材１３を配置することにより、液晶を信頼性良く封入するのに必要なシール幅Ｗsが確保されると共に、走査配線領域Ｄlにも異方性導電シール材１３の一部を配置して基板の小型化が促進され、表示素子においては額縁幅が縮小される。そして、走査配線領域Ｄlに絶縁層の内枠Ｓiを、クロス接続領域Ｄcに異方性導電層の外枠Ｓoを、それぞれ選択配置してあるから、対応しない走査電極３と走査配線７間のショートが内枠Ｓiの絶縁層により防止されると共に、対応するクロス接続バッド３ａと被クロス接続パッド３ｂが外枠Ｓoの異方性導電層により確実且つ容易に導通接続される。
【００３１】
次に、上述した第１実施形態としての液晶表示素子ＬＣを製造する方法の発明を、図４（ａ）〜（ｃ）に基づき説明する。
まず図４(ａ)に示すように、導電性粒子１３ａを未硬化の絶縁樹脂基材１３ｂ中に混合してなる異方性導電シール材料Ｍ13を段差Ｇの外側に沿って枠状に塗布する。この場合の塗布エリアａは、その内側端部が段差Ｇより適長だけ外側に位置するように設定され、その塗布高さｈは、この異方性導電シール材料Ｍ13の先端と他方の信号電極４が設けられたガラス基板１の被クロス接続パッド３ｂとが接触した際に、両基板１、２の各内面（各配向膜表面）の対向距離Ｒa が導電性粒子１３ａの粒径ｄ以下となるように設定されるのが好ましい。このように異方性導電シール材料Ｍ13が塗布されたガラス基板２の電極形成面の上方に、信号電極４が設けられたガラス基板１をその電極形成面を対向させて位置させ、アライメントマーク等の基準に従って位置を合わせる。
【００３２】
次に、図４(ｂ)に示すように、対向させたガラス基板２をガラス基板１に対して合わせた位置をずらさないように近づけ、異方性導電シール材料Ｍ13を押し潰して行く。これにより、異方性導電シール材料Ｍ13が平面方向に広がるが、段差Ｇより内側へはこの段差Ｇにより導電性粒子１３ａの移動が阻止されて絶縁樹脂基材１３ｂのみが進入する。
【００３３】
そして、図４(ｃ)に示すように、導電性粒子１３ａが両クロス接続パッド３ａ、３ｂに挟持されるまでガラス基板２をガラス基板１に近づける。この段階においては、異方性導電シール材料Ｍ13が液晶を信頼性良く封入するのに必要とされるシール幅Ｗsを得ることができる幅Ｗmまで広がり、導電性粒子１３ａがその周表面を両クロス接続パッド３ａ、３ｂに確実に直接接触させている。この後、異方性導電シール材料Ｍ13中の絶縁樹脂基材１３ｂを硬化させることにより、基板の接合作業が完了する。この異方性導電シール材料Ｍ13が硬化して異方性導電シール材１３となり基板の接合が完了した段階においては、樹脂材料が硬化により収縮して異方性導電シール材料Ｍ13の広がり幅ＷMが必要とされるシール幅Ｗsに縮小している。なお、絶縁樹脂基材１３ｂとしては熱硬化性樹脂或いは紫外線硬化型樹脂等、種々の絶縁樹脂材料を用いることができる。
【００３４】
以上のように、本発明の製造方法は、通常の単層枠構造の接合部材を用いた液晶表示素子の製造方法と工程数及びその工程内容は略同じである。従って、本発明の製造方法によれば、額縁幅が小さく且つ対応しない電極と配線をショートさせることなく異なる基板の電極と対応する配線を確実に導通接続できる単純マトリクス方式の片側基板端子型液晶表示素子を、製造コストをアップさせることなく容易に製造することができる。
【００３５】
つぎに、第１の発明の第２実施形態について、図５に基づき説明する。
本例の液晶表示素子は、まず、絶縁保護膜１５がガラス基板２の内面の略全域に積層されている点で、第１実施形態と構成が異なっている。従って、第１実施形態で形成されていた段差Ｇが形成されていない。
【００３６】
また、異方性導電シール材１６が、導電性粒子１６ａを絶縁樹脂基材１６ｂ中に含有させてなる異方性導電層の外枠Ｓoと、前記絶縁樹脂基材１６ｂとは材質が異なる絶縁樹脂材１６ｃからなる絶縁層の内枠Ｓｉとを備えた２重枠構造に形成されている点でも、第１実施形態と構成が異なっている。本例では、外枠Ｓoの絶縁樹脂基材１６ｂとして水分等を透過させ難い例えばエポキシ系の樹脂材料等を用い、内枠Ｓiの絶縁樹脂材１６ｃとしては液晶にイオン性不純物等の異物を溶出させない耐薬品性に優れた例えばシリコーン系の樹脂材料等を用いている。これにより、防湿性及び耐薬品性に優れた極めて信頼性の高いシール効果が得られる。さらに、絶縁樹脂基材１６ｂと絶縁樹脂材１６ｃの未硬化状態におけるそれぞれの材料の粘度も、外枠Ｓoの絶縁樹脂基材１６ｂの材料粘度を内枠Ｓiの絶縁樹脂材１６ｃの材料粘度より低く設定してある。これにより、導電性粒子１６ａが内枠Ｓi中に混入し難くすることができる。
【００３７】
そして、この２重枠構造の異方性導電シール材１６は、第１実施形態と同様に、異方性導電層からなる外枠Ｓoがクロス接続領域Ｄcとそれより外側の領域に位置し、絶縁層からなる内枠Ｓiが走査配線領域Ｄlに位置するように、配置されている。その他の構成は、第１実施形態と同じである。
【００３８】
以上のように、一対のガラス基板１、２を接合する接合部材として上述した材質が互いに異なる２重枠構造の異方性導電シール材１６を配置することにより、前述した第１実施形態の液晶表示素子の良好な効果に加えて、防湿性及び耐薬品性に優れた極めて信頼性の高いシール効果が奏される、高品質の液晶表示素子を得ることができる。
【００３９】
次に、第２の発明の方法としての本例の液晶表示素子の製造方法を、図６（ａ）〜図６（ｃ）に基づき説明する。
まず、図６(ａ)に示すように、ガラス基板１の信号電極４を形成した表面に内枠材料としての絶縁樹脂材料Ｍ16c を、少なくとも走査配線領域ＤLの外側所定幅部分を含むように予め設定されている内枠配置領域Ｄsiに沿って枠状に塗布する。この場合、絶縁樹脂材料Ｍ16c を、設定されている内枠配置領域Ｄsiの内側部分に適長幅の空白領域が残るように、外側部分へ偏らせて塗布する。
【００４０】
一方、他方のガラス基板２の走査電極３を形成した表面には、外枠材料としての異方性導電材料Ｍ16abを、少なくともクロス接続領域Ｄcを含むように予め設定されている外枠配置領域Ｄsoに沿って枠状に塗布する。この場合は、異方性導電材料Ｍ16abを、設定されている外枠配置領域Ｄsoの外側部分に適長幅の空白領域が残るように、内側部分へ偏らせて塗布する。
【００４１】
そして、上述のようにそれぞれ未硬化状態の材料Ｍ16c 、Ｍ16abが所定位置に塗布されたガラス基板１、２を、位置を合せて対向させる。
【００４２】
次に、図６(ｂ)に示すように、一方の例えばガラス基板１を他方のガラス基板２に対して合わせた位置をずらさないように近づけ、それぞれの基板１、２に塗布した各材料Ｍ16c 、Ｍ16abを押し潰して行く。これにより、両材料Ｍ16c 、Ｍ16abは、平面方向に広がって内枠と外枠の境界部分で接触すると共に互いに進入し合って空洞部分を発生させずに密着し合う。ここで、前述したように内枠材料Ｍ16c の粘度を外枠材料Ｍ16abの粘度よりも高く調製してあるから、境界部において内枠材料Ｍ16c が外枠材料Ｍ16abを押し出すような状態となり、導電性粒子１６ａが内枠材料Ｍ16c 中に混入し難く、従って、導電性粒子１６ａが走査配線領域Ｄlに進入する虞はない。
【００４３】
次いで、図６(ｃ)に示すように、導電性粒子１６ａが両クロス接続パッド３ａ、３ｂに挟持されるまでガラス基板２をガラス基板１に近づける。この段階においては、異方性導電シール材料Ｍ16が液晶を信頼性良く封入するのに必要とされるシール幅Ｗsを得ることができる幅Ｗmまで広がり、導電性粒子１６ａがその周表面を両クロス接続パッド３ａ、３ｂに確実に直接接触させている。この後、異方性導電シール材料Ｍ16中の絶縁樹脂基材１６ｂと絶縁樹脂材１６ｃを硬化させることにより、基板の接合が完了する。この異方性導電シール材料Ｍ16が硬化して異方性導電シール材１６となり基板の接合が完了した段階においては、樹脂材料が硬化により収縮して異方性導電シール材料Ｍ16の広がり幅Ｗmが必要とするシール幅Ｗsに縮小している。
【００４４】
以上のように、本発明の製造方法によれば、２重枠構造の接合部材を構成する異方性導電層と絶縁層の各材料をそれぞれ異なるガラス基板１、２に分けて所定の位置に配置し、この後に両ガラス基板１、２を接合するから、異方性導電層と絶縁層とを境界部に隙間を発生させることなく互いに密着した状態で所期の位置へそれぞれより正確に設置することができる。その結果、小型化に極めて有利であり且つ信頼性に優れた所望の液晶封入効果が奏されると共に対応しない電極と配線間のショートがより確実に防止される高品質の液晶素子を、容易に製造することが可能となる。
【００４５】
次に、本発明とは別発明となる類似液晶素子について、その一実施形態としての液晶表示素子を示す図７の断面図に基づき説明する。なお、図７の断面図に対応する平面図は、本発明の第１実施形態を示した図２の平面図と同じであるから、省略する。
【００４６】
本例の液晶表示素子では、クロス接続パッド部３ａと被クロス接続パッド部３３ｂに、それぞれ、金属等の導体材料からなる導体当接層１７ａ、１７ｂが積層されている。また、異方性導電シール材１８は、導電性粒子１８ａを絶縁樹脂基材１８ｂ中に含有させた異方性導電層のみからなる単層枠構造に形成されている。そして、導電性粒子１８ａの粒径をガラス基板１の走査配線７とガラス基板２の走査電極３とが対向する領域の各配向膜８、１２間距離（本例では液晶封入間隙ｔと同じ）より小さく設定してある。従って当然のことであるが、導電性粒子１８ａの粒径は走査配線７と走査電極３の対向間隔よりも小さい。その他の構成は第１の発明の第１実施形態や第２実施形態と略同一である
【００４７】
ここで、導電性粒子１８ａの粒径と各導体当接層１７ａ、１７ｂの厚さは、次のように設定される。
即ち、図７に示されるように、導体当接層１７ａ、１７ｂ間に導電性粒子１８ａが直接挟持されて両クロス接続パッド部３ａ、３ｂが確実に導通接続された基板接合完了状態において、液晶封入間隙ｔよりも導電性粒子１８ａの粒径が充分に小さい構成となるように、導電性粒子１８ａの粒径と各導体当接層１７ａ、１７ｂの厚さが設定される。これにより、導電性粒子１８ａが走査配線領域Ｄlに存在していても対応しない走査電極３と走査配線７をショートさせる虞はなくなる。
【００４８】
なお、本例の導体当接層１７ａ、１７ｂは、無電解メッキによりニッケル(Ｎｉ)層を各クロス接続パッド部３ａ、３ｂ上に積層して形成されているが、これに限らず、他の種々の成膜方法や導体材料を適用できる。また、導体当接層１７ａ、１７ｂは、何れか一方だけを設けるようにしても良い。
【００４９】
以上のように、この発明の液晶素子は、異方性導電シール材１８が単層枠構造であり、且つ配線領域に導電性粒子が存在していても対応しない電極と配線のショートを引き起こさないように構成されている。従って、本発明の液晶素子を製造する際に、異方性導電シール材の配置位置が多少ずれてもクロス導通不良やショート不良は引き起こされない。よって、第１の発明の液晶素子と同等の良好な効果を奏する液晶素子を、より低い製造コストで容易に製造することが可能となる。
【００５０】
なお、第１の発明の液晶素子とその２通りの製造方法及び第２の発明の液晶素子は、上述したそれぞれの実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的範囲において種々の変形が可能であることは勿論である。
【００５１】
例えば、第１の発明の液晶表示素子における接合部材は、第１実施形態のように全周に亘って２重枠構造に形成せずに、異なる基板に分かれた電極と配線が対向する領域(第１実施形態における走査配線領域Ｄl)に沿った範囲だけを２重枠構造としてもよい。
【００５２】
また、図４に示す製造方法においては、異方性導電シール材料Ｍ13を段差を設けていないガラス基板１側に塗布してもよい。
【００５３】
加えて、第２の発明の液晶素子においては、図７に示した実施形態のようにクロス接続パッド部に導体当接層を積層することによりクロス接続間隙を小さくするのではなく、クロス接続パッド部の下にスペーサ層を介在させてクロス接続間隙を小さくしてもよい。
【００５４】
【発明の効果】
本発明の液晶素子によれば、電極を設けた基板とは異なる基板に設けたその電極に対応する配線を枠状接合部材の内側に設けたから、その配線の腐食が防止されると共に基板の小型化に有利となる。そして、一対の基板の接合部材として、外側導電性シールとその内側の内側絶縁性シールからなる２重構造を備えた異方性導電シール材を液晶を信頼性良く封入するのに必要なシール幅にわたり枠状に形成すると共に、その領域に前記複数の第１接続端子にそれぞれ接続される複数の第１被接続端子を配置し、また内側絶縁性シール内に前記第１の配線と前記第２の配線が配置させたから、片側基板端子型液晶素子において、対応しない電極と配線のショートを引き起こすことなく基板の小型化が促進され、表示素子においては額縁幅が縮小される。
【００５５】
また、本発明の液晶素子において、請求項２に記載のように、外側導電性シールの前記絶縁樹脂基材と内側絶縁性シールの絶縁樹脂材料とが同一材料とし、請求項３に記載のように、前記第１の基板或いは第２の基板の少なくとも何れか一方の基板の内面上に、前記外側導電性シールと前記内側絶縁性シールとの境界に対応させて段差を形成することにより、接合部材が単層枠構造である従来の液晶素子と略同じ製造方法により本発明の接合部材が２重枠構造である液晶素子を容易に製造することができる。
【００５６】
また、請求項４に記載のように、前記外側導電性シールの絶縁樹脂基材として透水防止性能に優れた材料を用い、前記内側絶縁性シールの絶縁樹脂材料として液晶に対する溶解性が低い材料を用いることにより、小型で且つ電圧保持率が高い高性能の片側基板端子型液晶素子が得られる。
【００５７】
第１の方法の発明によれば、所定位置に導電性粒子の内側への進入を阻止する段差を設けた基板を用いるから、異方性導電層と絶縁層からなる２重枠構造の接合部材により接合された液晶素子を、一対の電極基板を単層の枠状接合部材で接合してなる通常の液晶表示素子の製造方法と略同じ工程数と工程内容により製造することができる。従って、単純マトリクス方式の片側基板端子型液晶表示素子であっても、小型化を大幅に促進できると共に対応しない電極と配線をショートさせることなく対応する電極と配線を確実に導通接続できる。その結果、上述のような高い品質を備えた液晶素子を低い製造コストで容易に製造することが可能となる。
【００５８】
また、第２の方法の発明によれば、２重枠構造の接合部材を構成する異方性導電層と絶縁層の各材料をそれぞれ第１の基板と第２の基板に分けて所定の位置に配置し、この後に両基板を接合するから、異方性導電層と絶縁層とを境界部に隙間を発生させることなく互いに密着した状態で所期の位置へそれぞれより正確に設置することができる。その結果、小型化に極めて有利であり且つ信頼性に優れた所望の液晶封入効果が奏されると共に対応しない電極と配線間のショートがより確実に防止される高品質の液晶素子を、容易に製造することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態としての液晶表示素子を示す斜視図である。
【図２】上記第１実施形態としての液晶表示素子の略半分を示す平面図である。
【図３】図２の平面図におけるＡ−Ａ断面図である。
【図４】上記第１実施形態の液晶表示素子の製造方法を３段階に分けて示す説明図で、第１の方法の発明の一実施形態を示すものである。
【図５】本発明の液晶素子の第２実施形態を示す図３に対応するＡ−Ａ断面図である。
【図６】上記第２実施形態の液晶表示素子の製造方法を３段階に分けて示す説明図で、第２の方法の発明の一実施形態を示すものである。
【図７】本発明とは別発明の液晶素子の一実施形態を示す図３に対応するＡ−Ａ断面図である。
【符号の説明】
１、２…ガラス基板
３…走査電極
４…信号電極
５…駆動回路素子
６…信号配線
７…走査配線
８、１２…配向膜
９…遮光膜
１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂ…カラーフィルタ要素
１１、１５…絶縁保護膜
１３、１６、１８…異方性導電シール材
１３ａ、１６ａ、１８ａ…導電性粒子
１３ｂ、１６ｂ、１８ｂ…絶縁樹脂基材
ＬＣ、ＬＣ´…液晶表示素子
Ｇ…段差
Ｓo…外枠
Ｓi…内枠
【発明の属する技術分野】
この発明は、一対の基板にそれぞれ設けた各電極の端子を一方の基板にまとめた片側基板端子型の液晶素子とその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の液晶素子に、一対の基板にそれぞれ複数の電極を設け、これら電極に電圧を供給するための各端子を一方の基板にまとめて設置した、片側基板端子型の液晶素子がある。この片側基板端子型の液晶素子は、外部電気回路との接続が容易で実装構造が簡素化されるという利点を備えている。
【０００３】
しかし、この片側基板端子型液晶素子においては、一方の基板に設けられた電極と、他方の基板に設けられた前記電極に電圧を供給するための引き回し配線やその接続端子（以下、配線部材という）とを導電接続する必要があり、そのための構造や工程がコストアップを引き起こす。特に、一方の基板に複数の信号電極を設け、他方の基板にそれらの信号電極に交差させて複数の走査電極を設ける所謂単純マトリクス型の液晶表示素子においては、片側基板端子化することにより構造や製造工程がより複雑化してしまう。
【０００４】
上述のような片側基板端子構造の単純マトリクス型液晶表示素子であっても、異なる基板に設置された複数の電極とこれら電極に対応する配線部材とを作業性良く導電接続できる従来の方法として、一対の基板間に液晶を封入するためのシール材中に導電性粒子を含有させ、その導電性粒子を介して対応する電極と配線部材を導電接続する方法が知られている。（例えば特許文献１参照）
【０００５】
【特許文献１】
特開昭６３−２９７２９号公報（２頁、第１図）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、上述したシール材中に導電性粒子を含有させた異方性導電シール材により対応する電極と配線部材を導電接続方法による場合、シール領域に、一方の基板の複数の電極と他方の基板の複数の配線とが配置されると、対応しない電極と配線とが導電接続されてしまう所謂ショートが発生してしまう。
【０００７】
そこで従来、そのショートを防止するために、異方性導電シール材の配置領域を上述の電極とそれらの配線が配置された配線領域より外側に設けるか、或いは異方性導電シール材の配置領域より外側に上述の配線領域を設け、これにより電極と非対応配線とのショートを回避している。
【０００８】
しかしその結果、同一基板上で異方性導電シール材の配置領域と電極の配線部材が配置される配線領域とがそれぞれ異なる領域に配設されることになるから、必然的に基板サイズが大きくなってしまい、液晶素子の小型化に不利となる。特に、上述したような単純マトリクス型の液晶表示素子については、表示領域に比してその周囲の所謂額縁が大きくなってしまうという不具合が発生する。
【０００９】
本発明は、電極と配線のショートを発生させることなく小型化を大幅に促進可能で且つ製造が容易な片側基板端子型の液晶素子とその製造方法を提供することを課題とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の液晶素子は、複数の第1の電極及びこれら第１の電極にそれぞれ電圧を供給するための複数の第１接続端子が形成された第１の基板と、前記複数の第1の電極に対向する複数の第２の電極、及びこれら第２の電極に電圧を供給するための第２の配線、並びに前記第１接続端子に対応させて設けられ、前記複数の第１接続端子にそれぞれ接続される複数の第１被接続端子、及びこれら第１被接続端子に電圧を供給する第１の配線とが形成された第２の基板と、前記第１の基板及び前記第２の基板をそれぞれの電極形成面を対向させて所定の間隙を保ち接合する枠状をなす接合部材と、前記第１の基板及び前記第２の基板の対向する各内面と前記接合部材とで囲まれる空間に封入された液晶とからなる液晶素子であって、前記接合部材は、絶縁樹脂基材中に導電性粒子を含有させてなる異方性導電層からなる外側導電性シールとその内側に沿って設けられた絶縁樹脂材料からなる内側絶縁性シールとから形成され、前記第１の配線と前記第２の配線は、前記接合部材の内側絶縁性シールより内側に配列され、前記第１接続端子とこれに対応する前記第１被接続端子とは前記接合部材の外側導電性シールの内部に配置されていることを特徴とするものである。
【００１１】
この液晶素子によれば、電極を設けた基板とは異なる基板に設けたその電極に対応する配線を枠状接合部材の内側に設けたから、その配線の腐食が防止されると共に基板の小型化に有利となる。そして、一対の基板の接合部材として、外側導電性シールとその内側の内側絶縁性シールからなる２重構造を備えた異方性導電シール材を液晶を信頼性良く封入するのに必要なシール幅にわたり枠状に形成すると共に、その領域に前記複数の第１接続端子にそれぞれ接続される複数の第１被接続端子を配置し、また内側絶縁性シール内に前記第１の配線と前記第２の配線が配置させたから、片側基板端子型液晶素子において、対応しない電極と配線のショートを引き起こすことなく基板の小型化が促進され、表示素子においては額縁幅が縮小される。
【００１２】
本発明の液晶素子においては、請求項２に記載のように、外側導電性シールの前記絶縁樹脂基材と前記内側絶縁性シールの絶縁樹脂材料とが同一材料であることが好ましく、またその場合、請求項３に記載のように、前記第１の基板或いは第２の基板の少なくとも何れか一方の基板の内面上に、前記外側導電性シールと前記内側絶縁性シールとの境界に対応させて段差が形成されていることがより好ましく、これにより、２重枠構造の液晶素子を容易に製造することができる。
【００１３】
また、本発明の液晶素子は、請求項４に記載のように、前記外側導電性シールの絶縁樹脂基材として透水防止性能に優れた材料を用い、前記内側絶縁性シールの絶縁樹脂材料として液晶に対する溶解性が低い材料を用いることが好ましく、これにより、小型で且つ電圧保持率が高い高性能の片側基板端子型液晶素子が得られる。
【００１４】
第１の方法の発明は、それぞれの表面に電極が形成された一対の基板を電極形成面を対向させ枠状の接合部材を介して接合し、接合部材と前記一対の基板の対向する各内面とで囲まれた空間内に液晶を封入してなる液晶素子の製造方法であって、少なくとも一方の基板の電極形成面における前記接合部材が設置される領域の所定位置に段差が形成された一対の基板を用意する工程と、前記段差の液晶を封入する側とは反対側の外側の所定の枠状をなす領域に絶縁樹脂材料に導電性粒子を混合してなる接合材料を配置する工程と、前記一対の基板をそれぞれの電極形成面を対向させると共に対応する位置を合わせる工程と、位置合わせした前記一対の基板を挟圧し基板間隔を所定の間隔に圧縮する工程と、圧縮された基板間の前記接合材料を硬化させて接合部材を形成する工程とを有することを特徴とするものである。
【００１５】
この第１の方法の発明によれば、所定位置に導電性粒子の内側への進入を阻止する段差を設けた基板を用いるから、異方性導電層と絶縁層からなる２重枠構造の接合部材により接合された液晶素子を、一対の電極基板を単層の枠状接合部材で接合してなる通常の液晶表示素子の製造方法と略同じ工程数と工程内容により製造することができる。従って、単純マトリクス方式の片側基板端子型液晶表示素子であっても、小型化を大幅に促進できると共に対応しない電極と配線をショートさせることなく対応する電極と配線を確実に導通接続できる。その結果、上述のような高い品質を備えた液晶素子を低い製造コストで容易に製造することが可能となる。
【００１６】
また、第２の方法の発明は、それぞれの表面に電極が形成された第1の基板と第２の基板とを各電極形成面を対向させ枠状の接合部材を介して接合し、この接合部材と前記第1の基板と第２の基板の各電極形成面とで囲まれた空間内に液晶を封入してなる液晶素子の製造方法であって、前記第１の基板の電極形成面上の第１の位置に絶縁樹脂材料に導電性粒子を混合してなる異方性導電材料を枠状に配置する工程と、前記第２の基板の電極形成面上の前記第１の位置に対応する位置より枠内側の第２の位置に絶縁樹脂材料を枠状に配置する工程と、前記第１の基板と前記第２の基板とを各電極形成面を対向させて前記異方性導電材料の内側の所定位置に前記絶縁樹脂材料が位置するように位置を合わせる工程と、位置を合わせた前記第１及び第２の基板を挟圧し基板間隔を所定の間隔に圧縮する工程と、圧縮された基板間の前記異方性導電材料と前記絶縁樹脂材料を硬化させて接合部材を形成する工程とを有することを特徴とするものである。
【００１７】
この第２の方法の発明によれば、２重枠構造の接合部材を構成する異方性導電層と絶縁層の各材料をそれぞれ第１の基板と第２の基板に分けて所定の位置に配置し、この後に両基板を接合するから、異方性導電層と絶縁層とを境界部に隙間を発生させることなく互いに密着した状態で所期の位置へそれぞれより正確に設置することができる。その結果、小型化に極めて有利であり且つ信頼性に優れた所望の液晶封入効果が奏されると共に対応しない電極と配線間のショートがより確実に防止される高品質の液晶素子を、容易に製造することが可能となる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
まず、第１の発明としての液晶素子の実施形態について、図１乃至図３に基づき説明する。なお、図１は本実施形態としての液晶表示素子の全体を示す斜視図で、図２はその液晶表示素子の略半分を一方の基板を透視して示す平面図、及び図３はそのＡ−Ａ断面図である。また、図２及び図３で図示されていない略半分も図示されている半分と同じ構成である。
【００１９】
図１において、液晶表示素子ＬＣは、電極（不図示）が形成された一対のガラス基板１、２を、それぞれの電極形成面を対向させて枠状シール材（不図示）を介し接合し、枠状シール材で囲まれたガラス基板１、２間に液晶を封入し、構成されている。一対のガラス基板１、２のうちの他方のガラス基板１には、一端部を一方のガラス基板２の端面から突出させて、突出部１ａが形成されている。なお、本液晶表示素子ＬＣは、表示領域Ａvに比して周囲の額縁Ａfを小さくした狭額縁化液晶表示素子である。
【００２０】
また、本例の液晶表示素子ＬＣは、図２に示すように、単純マトリクス型液晶表示素子であり、ガラス基板２のガラス基板１に対向させた面（以下、内面という）に、複数の走査電極（二点鎖線で示す）３が基板長手方向に平行に延在させて形成されている。そして、他方のガラス基板１の内面には、複数の信号電極４が前記走査電極２に対して直交する方向に平行に延在させて形成されている。
【００２１】
ガラス基板１における突出部１ａの表面（内面の延長面）には、本例の液晶表示素子ＬＣを駆動する駆動回路素子５がＣＯＧ（Chip On Glass）方式により直接搭載されている。即ち、各信号電極４からそれぞれ信号配線６が、駆動回路素子５の配設位置に向けて引き出され、これら引き出された信号配線６の各端子（不図示）が、駆動回路素子５の裏面の対応する接続バンプ（不図示）の配列と同一の配列で突出部１ａの所定位置に配設され、この端子列に駆動回路素子５の対応する接続バンプが異方性導電接着剤等のコネクタを介して導通接続されている。
【００２２】
一方、本例の液晶表示素子における走査電極３は、１本置きに、その半数の端部がガラス基板２の長手方向における一方の端部に引き出され、残りの半数の反対側の端部がガラス基板２の他方の端部に引き出され、引き出されたそれぞれの端部は、基板間の導通接続（以下、クロス接続という）を行うためのクロス接続パッド３ａに形成されている。
【００２３】
これらクロス接続パッド３ａに対向させて、ガラス基板１側にも被クロス接続パッド３ｂが配設され、これら被クロス接続パッド３ｂから走査配線７が駆動回路素子５の配設位置に向けてそれぞれ引き出されている。これら走査配線７の各端子（不図示）も、駆動回路素子５の裏面の対応する接続バンプ（不図示）の配列と同一の配列で突出部１ａの所定位置に配設され、この端子列に駆動回路素子５の対応する接続バンプが異方性導電接着剤等のコネクタを介して導通接続されている。
【００２４】
ここで、ガラス基板1、２の各内面上の積層構造について図３のＡ−Ａ断面図に基づき説明する。
ガラス基板１の内面には、複数の信号電極４とそれらから引き出された信号配線（不図示）や対向基板２側の走査電極３と導電接続するための被クロス接続パッド３ｂ、及びこれらから引き出された走査配線７等が配設されている。そして、これら電極及び配線部材を覆って配向膜８が一様に被着されている。この配向膜８の被着範囲は、被クロス接続パッド３ｂを覆わないように設定されている。
【００２５】
走査電極３が設けられるガラス基板２の内面には、遮光膜９が設置されている。遮光膜９には、走査電極３と信号電極４とが交差する領域に形成される画素に対応させて開口部９ａが設けられている。これら開口部９ａには、それぞれ赤、緑、青の３種類のカラーフィルタ要素１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂの何れかが所定の配列で配設されている。本例では、各カラーフィルタ要素１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂが対応する信号電極４に沿ってストライプ状に形成されその対向領域の開口部９ａ列を覆うように配設されている。
【００２６】
そして、それらカラーフィルタ要素１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂ等を覆って絶縁保護膜１１が一様に積層されている。この絶縁保護膜１１はカラーフィルタ要素１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂを保護すると共にその凸凹表面を平坦化するために設けられており、透明な感光性樹脂材料を例えばスピンコート法等により透明基板２のカラーフィルタ要素１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂが形成された表面に一様に被覆した後、硬化、露光、現像の各工程を経て所定の形状にパターニングする。このパターニングプロセスにおいては、絶縁保護膜１１の端面１１ａが、両基板1、２を適正に接合した状態においてクロス接続パッド３ａ、３ｂが対向するクロス接続領域Ｄcと走査配線７の配設領域Ｄlとの境界部に位置するように、露光マスクが設計される。これにより、前記境界部に段差Ｇが形成される。また、絶縁保護膜１１の端面１１ａは、その硬化条件等を調整することにより、本例のようにそのエッジ角度θが１２５〜１４５度程度になるように傾斜させることが好ましい。これにより、その上に積層される走査電極３の断線が防止される。
【００２７】
絶縁保護膜１１の表面には、上述したように複数の走査電極３が平行に積層されている。これら走査電極３の各端部は、絶縁保護膜１１の端面１１ａを超えて所定の位置まで引き出されており、この引き出された部分がクロス接続パッド３ａとなる。そして、それら複数の走査電極３を覆って配向膜１２が一様に積層されている。この配向膜１２は、クロス接続パッド３ａを被覆しないようにその積層領域が設定されている。
【００２８】
而して、上述のように構成されたガラス基板１、２の各積層体は、枠状に配置された異方性導電シール材１３により所定の基板間隔を保って接合されている。この第１の発明に係わる異方性導電シール材１３は、導電性粒子１３ａと絶縁樹脂基材１３ｂで構成されている。ここで、導電性粒子１３ａの粒径ｄは、所期の液晶封入間隙（液晶層厚）ｔを得るために必要な基板間隙ｒから両クロス接続パッド３ａ、３ｂの厚さを差し引いた寸法に設定されている。これにより、導電性粒子１３ａは、両クロス接続パッド３ａ、３ｂを導通接続するコネクタとなると共に必要な液晶層厚ｔを得る為のスペーサとしての機能も果たす。なお、本例の導電性粒子１３ａは、樹脂粒子の表面に金をメッキ処理により被着して形成されている。
【００２９】
上述のような導電性粒子１３ａを含有する異方性導電シール材１３は、基板接合用シール材として必要なシール幅Ｗsを確保すると共に、絶縁樹脂基材中に導電性粒子１３ａを含有する異方性導電層からなる外枠Ｓoと、この内側（液晶封入側）に沿った導電性粒子１３ａが含まれない絶縁樹脂基材のみの絶縁層からなる内枠Ｓiとを備えた、２重枠構造に形成されている。そして、この２重枠構造の異方性導電シール材１３は、異方性導電層からなる外枠Ｓoがクロス接続領域Ｄcとそれより外側の領域に位置し、絶縁層からなる内枠Ｓiが走査配線領域Ｄlに位置するように、配置されている。
【００３０】
以上のように、一対のガラス基板１、２を接合する接合部材として前記２重枠構造のシール部材１３を配置することにより、液晶を信頼性良く封入するのに必要なシール幅Ｗsが確保されると共に、走査配線領域Ｄlにも異方性導電シール材１３の一部を配置して基板の小型化が促進され、表示素子においては額縁幅が縮小される。そして、走査配線領域Ｄlに絶縁層の内枠Ｓiを、クロス接続領域Ｄcに異方性導電層の外枠Ｓoを、それぞれ選択配置してあるから、対応しない走査電極３と走査配線７間のショートが内枠Ｓiの絶縁層により防止されると共に、対応するクロス接続バッド３ａと被クロス接続パッド３ｂが外枠Ｓoの異方性導電層により確実且つ容易に導通接続される。
【００３１】
次に、上述した第１実施形態としての液晶表示素子ＬＣを製造する方法の発明を、図４（ａ）〜（ｃ）に基づき説明する。
まず図４(ａ)に示すように、導電性粒子１３ａを未硬化の絶縁樹脂基材１３ｂ中に混合してなる異方性導電シール材料Ｍ13を段差Ｇの外側に沿って枠状に塗布する。この場合の塗布エリアａは、その内側端部が段差Ｇより適長だけ外側に位置するように設定され、その塗布高さｈは、この異方性導電シール材料Ｍ13の先端と他方の信号電極４が設けられたガラス基板１の被クロス接続パッド３ｂとが接触した際に、両基板１、２の各内面（各配向膜表面）の対向距離Ｒa が導電性粒子１３ａの粒径ｄ以下となるように設定されるのが好ましい。このように異方性導電シール材料Ｍ13が塗布されたガラス基板２の電極形成面の上方に、信号電極４が設けられたガラス基板１をその電極形成面を対向させて位置させ、アライメントマーク等の基準に従って位置を合わせる。
【００３２】
次に、図４(ｂ)に示すように、対向させたガラス基板２をガラス基板１に対して合わせた位置をずらさないように近づけ、異方性導電シール材料Ｍ13を押し潰して行く。これにより、異方性導電シール材料Ｍ13が平面方向に広がるが、段差Ｇより内側へはこの段差Ｇにより導電性粒子１３ａの移動が阻止されて絶縁樹脂基材１３ｂのみが進入する。
【００３３】
そして、図４(ｃ)に示すように、導電性粒子１３ａが両クロス接続パッド３ａ、３ｂに挟持されるまでガラス基板２をガラス基板１に近づける。この段階においては、異方性導電シール材料Ｍ13が液晶を信頼性良く封入するのに必要とされるシール幅Ｗsを得ることができる幅Ｗmまで広がり、導電性粒子１３ａがその周表面を両クロス接続パッド３ａ、３ｂに確実に直接接触させている。この後、異方性導電シール材料Ｍ13中の絶縁樹脂基材１３ｂを硬化させることにより、基板の接合作業が完了する。この異方性導電シール材料Ｍ13が硬化して異方性導電シール材１３となり基板の接合が完了した段階においては、樹脂材料が硬化により収縮して異方性導電シール材料Ｍ13の広がり幅ＷMが必要とされるシール幅Ｗsに縮小している。なお、絶縁樹脂基材１３ｂとしては熱硬化性樹脂或いは紫外線硬化型樹脂等、種々の絶縁樹脂材料を用いることができる。
【００３４】
以上のように、本発明の製造方法は、通常の単層枠構造の接合部材を用いた液晶表示素子の製造方法と工程数及びその工程内容は略同じである。従って、本発明の製造方法によれば、額縁幅が小さく且つ対応しない電極と配線をショートさせることなく異なる基板の電極と対応する配線を確実に導通接続できる単純マトリクス方式の片側基板端子型液晶表示素子を、製造コストをアップさせることなく容易に製造することができる。
【００３５】
つぎに、第１の発明の第２実施形態について、図５に基づき説明する。
本例の液晶表示素子は、まず、絶縁保護膜１５がガラス基板２の内面の略全域に積層されている点で、第１実施形態と構成が異なっている。従って、第１実施形態で形成されていた段差Ｇが形成されていない。
【００３６】
また、異方性導電シール材１６が、導電性粒子１６ａを絶縁樹脂基材１６ｂ中に含有させてなる異方性導電層の外枠Ｓoと、前記絶縁樹脂基材１６ｂとは材質が異なる絶縁樹脂材１６ｃからなる絶縁層の内枠Ｓｉとを備えた２重枠構造に形成されている点でも、第１実施形態と構成が異なっている。本例では、外枠Ｓoの絶縁樹脂基材１６ｂとして水分等を透過させ難い例えばエポキシ系の樹脂材料等を用い、内枠Ｓiの絶縁樹脂材１６ｃとしては液晶にイオン性不純物等の異物を溶出させない耐薬品性に優れた例えばシリコーン系の樹脂材料等を用いている。これにより、防湿性及び耐薬品性に優れた極めて信頼性の高いシール効果が得られる。さらに、絶縁樹脂基材１６ｂと絶縁樹脂材１６ｃの未硬化状態におけるそれぞれの材料の粘度も、外枠Ｓoの絶縁樹脂基材１６ｂの材料粘度を内枠Ｓiの絶縁樹脂材１６ｃの材料粘度より低く設定してある。これにより、導電性粒子１６ａが内枠Ｓi中に混入し難くすることができる。
【００３７】
そして、この２重枠構造の異方性導電シール材１６は、第１実施形態と同様に、異方性導電層からなる外枠Ｓoがクロス接続領域Ｄcとそれより外側の領域に位置し、絶縁層からなる内枠Ｓiが走査配線領域Ｄlに位置するように、配置されている。その他の構成は、第１実施形態と同じである。
【００３８】
以上のように、一対のガラス基板１、２を接合する接合部材として上述した材質が互いに異なる２重枠構造の異方性導電シール材１６を配置することにより、前述した第１実施形態の液晶表示素子の良好な効果に加えて、防湿性及び耐薬品性に優れた極めて信頼性の高いシール効果が奏される、高品質の液晶表示素子を得ることができる。
【００３９】
次に、第２の発明の方法としての本例の液晶表示素子の製造方法を、図６（ａ）〜図６（ｃ）に基づき説明する。
まず、図６(ａ)に示すように、ガラス基板１の信号電極４を形成した表面に内枠材料としての絶縁樹脂材料Ｍ16c を、少なくとも走査配線領域ＤLの外側所定幅部分を含むように予め設定されている内枠配置領域Ｄsiに沿って枠状に塗布する。この場合、絶縁樹脂材料Ｍ16c を、設定されている内枠配置領域Ｄsiの内側部分に適長幅の空白領域が残るように、外側部分へ偏らせて塗布する。
【００４０】
一方、他方のガラス基板２の走査電極３を形成した表面には、外枠材料としての異方性導電材料Ｍ16abを、少なくともクロス接続領域Ｄcを含むように予め設定されている外枠配置領域Ｄsoに沿って枠状に塗布する。この場合は、異方性導電材料Ｍ16abを、設定されている外枠配置領域Ｄsoの外側部分に適長幅の空白領域が残るように、内側部分へ偏らせて塗布する。
【００４１】
そして、上述のようにそれぞれ未硬化状態の材料Ｍ16c 、Ｍ16abが所定位置に塗布されたガラス基板１、２を、位置を合せて対向させる。
【００４２】
次に、図６(ｂ)に示すように、一方の例えばガラス基板１を他方のガラス基板２に対して合わせた位置をずらさないように近づけ、それぞれの基板１、２に塗布した各材料Ｍ16c 、Ｍ16abを押し潰して行く。これにより、両材料Ｍ16c 、Ｍ16abは、平面方向に広がって内枠と外枠の境界部分で接触すると共に互いに進入し合って空洞部分を発生させずに密着し合う。ここで、前述したように内枠材料Ｍ16c の粘度を外枠材料Ｍ16abの粘度よりも高く調製してあるから、境界部において内枠材料Ｍ16c が外枠材料Ｍ16abを押し出すような状態となり、導電性粒子１６ａが内枠材料Ｍ16c 中に混入し難く、従って、導電性粒子１６ａが走査配線領域Ｄlに進入する虞はない。
【００４３】
次いで、図６(ｃ)に示すように、導電性粒子１６ａが両クロス接続パッド３ａ、３ｂに挟持されるまでガラス基板２をガラス基板１に近づける。この段階においては、異方性導電シール材料Ｍ16が液晶を信頼性良く封入するのに必要とされるシール幅Ｗsを得ることができる幅Ｗmまで広がり、導電性粒子１６ａがその周表面を両クロス接続パッド３ａ、３ｂに確実に直接接触させている。この後、異方性導電シール材料Ｍ16中の絶縁樹脂基材１６ｂと絶縁樹脂材１６ｃを硬化させることにより、基板の接合が完了する。この異方性導電シール材料Ｍ16が硬化して異方性導電シール材１６となり基板の接合が完了した段階においては、樹脂材料が硬化により収縮して異方性導電シール材料Ｍ16の広がり幅Ｗmが必要とするシール幅Ｗsに縮小している。
【００４４】
以上のように、本発明の製造方法によれば、２重枠構造の接合部材を構成する異方性導電層と絶縁層の各材料をそれぞれ異なるガラス基板１、２に分けて所定の位置に配置し、この後に両ガラス基板１、２を接合するから、異方性導電層と絶縁層とを境界部に隙間を発生させることなく互いに密着した状態で所期の位置へそれぞれより正確に設置することができる。その結果、小型化に極めて有利であり且つ信頼性に優れた所望の液晶封入効果が奏されると共に対応しない電極と配線間のショートがより確実に防止される高品質の液晶素子を、容易に製造することが可能となる。
【００４５】
次に、本発明とは別発明となる類似液晶素子について、その一実施形態としての液晶表示素子を示す図７の断面図に基づき説明する。なお、図７の断面図に対応する平面図は、本発明の第１実施形態を示した図２の平面図と同じであるから、省略する。
【００４６】
本例の液晶表示素子では、クロス接続パッド部３ａと被クロス接続パッド部３３ｂに、それぞれ、金属等の導体材料からなる導体当接層１７ａ、１７ｂが積層されている。また、異方性導電シール材１８は、導電性粒子１８ａを絶縁樹脂基材１８ｂ中に含有させた異方性導電層のみからなる単層枠構造に形成されている。そして、導電性粒子１８ａの粒径をガラス基板１の走査配線７とガラス基板２の走査電極３とが対向する領域の各配向膜８、１２間距離（本例では液晶封入間隙ｔと同じ）より小さく設定してある。従って当然のことであるが、導電性粒子１８ａの粒径は走査配線７と走査電極３の対向間隔よりも小さい。その他の構成は第１の発明の第１実施形態や第２実施形態と略同一である
【００４７】
ここで、導電性粒子１８ａの粒径と各導体当接層１７ａ、１７ｂの厚さは、次のように設定される。
即ち、図７に示されるように、導体当接層１７ａ、１７ｂ間に導電性粒子１８ａが直接挟持されて両クロス接続パッド部３ａ、３ｂが確実に導通接続された基板接合完了状態において、液晶封入間隙ｔよりも導電性粒子１８ａの粒径が充分に小さい構成となるように、導電性粒子１８ａの粒径と各導体当接層１７ａ、１７ｂの厚さが設定される。これにより、導電性粒子１８ａが走査配線領域Ｄlに存在していても対応しない走査電極３と走査配線７をショートさせる虞はなくなる。
【００４８】
なお、本例の導体当接層１７ａ、１７ｂは、無電解メッキによりニッケル(Ｎｉ)層を各クロス接続パッド部３ａ、３ｂ上に積層して形成されているが、これに限らず、他の種々の成膜方法や導体材料を適用できる。また、導体当接層１７ａ、１７ｂは、何れか一方だけを設けるようにしても良い。
【００４９】
以上のように、この発明の液晶素子は、異方性導電シール材１８が単層枠構造であり、且つ配線領域に導電性粒子が存在していても対応しない電極と配線のショートを引き起こさないように構成されている。従って、本発明の液晶素子を製造する際に、異方性導電シール材の配置位置が多少ずれてもクロス導通不良やショート不良は引き起こされない。よって、第１の発明の液晶素子と同等の良好な効果を奏する液晶素子を、より低い製造コストで容易に製造することが可能となる。
【００５０】
なお、第１の発明の液晶素子とその２通りの製造方法及び第２の発明の液晶素子は、上述したそれぞれの実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的範囲において種々の変形が可能であることは勿論である。
【００５１】
例えば、第１の発明の液晶表示素子における接合部材は、第１実施形態のように全周に亘って２重枠構造に形成せずに、異なる基板に分かれた電極と配線が対向する領域(第１実施形態における走査配線領域Ｄl)に沿った範囲だけを２重枠構造としてもよい。
【００５２】
また、図４に示す製造方法においては、異方性導電シール材料Ｍ13を段差を設けていないガラス基板１側に塗布してもよい。
【００５３】
加えて、第２の発明の液晶素子においては、図７に示した実施形態のようにクロス接続パッド部に導体当接層を積層することによりクロス接続間隙を小さくするのではなく、クロス接続パッド部の下にスペーサ層を介在させてクロス接続間隙を小さくしてもよい。
【００５４】
【発明の効果】
本発明の液晶素子によれば、電極を設けた基板とは異なる基板に設けたその電極に対応する配線を枠状接合部材の内側に設けたから、その配線の腐食が防止されると共に基板の小型化に有利となる。そして、一対の基板の接合部材として、外側導電性シールとその内側の内側絶縁性シールからなる２重構造を備えた異方性導電シール材を液晶を信頼性良く封入するのに必要なシール幅にわたり枠状に形成すると共に、その領域に前記複数の第１接続端子にそれぞれ接続される複数の第１被接続端子を配置し、また内側絶縁性シール内に前記第１の配線と前記第２の配線が配置させたから、片側基板端子型液晶素子において、対応しない電極と配線のショートを引き起こすことなく基板の小型化が促進され、表示素子においては額縁幅が縮小される。
【００５５】
また、本発明の液晶素子において、請求項２に記載のように、外側導電性シールの前記絶縁樹脂基材と内側絶縁性シールの絶縁樹脂材料とが同一材料とし、請求項３に記載のように、前記第１の基板或いは第２の基板の少なくとも何れか一方の基板の内面上に、前記外側導電性シールと前記内側絶縁性シールとの境界に対応させて段差を形成することにより、接合部材が単層枠構造である従来の液晶素子と略同じ製造方法により本発明の接合部材が２重枠構造である液晶素子を容易に製造することができる。
【００５６】
また、請求項４に記載のように、前記外側導電性シールの絶縁樹脂基材として透水防止性能に優れた材料を用い、前記内側絶縁性シールの絶縁樹脂材料として液晶に対する溶解性が低い材料を用いることにより、小型で且つ電圧保持率が高い高性能の片側基板端子型液晶素子が得られる。
【００５７】
第１の方法の発明によれば、所定位置に導電性粒子の内側への進入を阻止する段差を設けた基板を用いるから、異方性導電層と絶縁層からなる２重枠構造の接合部材により接合された液晶素子を、一対の電極基板を単層の枠状接合部材で接合してなる通常の液晶表示素子の製造方法と略同じ工程数と工程内容により製造することができる。従って、単純マトリクス方式の片側基板端子型液晶表示素子であっても、小型化を大幅に促進できると共に対応しない電極と配線をショートさせることなく対応する電極と配線を確実に導通接続できる。その結果、上述のような高い品質を備えた液晶素子を低い製造コストで容易に製造することが可能となる。
【００５８】
また、第２の方法の発明によれば、２重枠構造の接合部材を構成する異方性導電層と絶縁層の各材料をそれぞれ第１の基板と第２の基板に分けて所定の位置に配置し、この後に両基板を接合するから、異方性導電層と絶縁層とを境界部に隙間を発生させることなく互いに密着した状態で所期の位置へそれぞれより正確に設置することができる。その結果、小型化に極めて有利であり且つ信頼性に優れた所望の液晶封入効果が奏されると共に対応しない電極と配線間のショートがより確実に防止される高品質の液晶素子を、容易に製造することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態としての液晶表示素子を示す斜視図である。
【図２】上記第１実施形態としての液晶表示素子の略半分を示す平面図である。
【図３】図２の平面図におけるＡ−Ａ断面図である。
【図４】上記第１実施形態の液晶表示素子の製造方法を３段階に分けて示す説明図で、第１の方法の発明の一実施形態を示すものである。
【図５】本発明の液晶素子の第２実施形態を示す図３に対応するＡ−Ａ断面図である。
【図６】上記第２実施形態の液晶表示素子の製造方法を３段階に分けて示す説明図で、第２の方法の発明の一実施形態を示すものである。
【図７】本発明とは別発明の液晶素子の一実施形態を示す図３に対応するＡ−Ａ断面図である。
【符号の説明】
１、２…ガラス基板
３…走査電極
４…信号電極
５…駆動回路素子
６…信号配線
７…走査配線
８、１２…配向膜
９…遮光膜
１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂ…カラーフィルタ要素
１１、１５…絶縁保護膜
１３、１６、１８…異方性導電シール材
１３ａ、１６ａ、１８ａ…導電性粒子
１３ｂ、１６ｂ、１８ｂ…絶縁樹脂基材
ＬＣ、ＬＣ´…液晶表示素子
Ｇ…段差
Ｓo…外枠
Ｓi…内枠
Claims (6)
- 複数の第1の電極及びこれら第１の電極にそれぞれ電圧を供給するための複数の第１接続端子が形成された第１の基板と、
前記複数の第1の電極に対向する複数の第２の電極、及びこれら第２の電極に電圧を供給するための第２の配線、並びに前記第１接続端子に対応させて設けられ、前記複数の第１接続端子にそれぞれ接続される複数の第１被接続端子、及びこれら第１被接続端子に電圧を供給する第１の配線とが形成された第２の基板と、
前記第１の基板及び前記第２の基板をそれぞれの電極形成面を対向させて所定の間隙を保ち接合する枠状をなす接合部材と、
前記第１の基板及び前記第２の基板の対向する各内面と前記接合部材とで囲まれる空間に封入された液晶とからなる液晶素子であって、
前記接合部材は、絶縁樹脂基材中に導電性粒子を含有させてなる異方性導電層からなる外側導電性シールとその内側に沿って設けられた絶縁樹脂材料からなる内側絶縁性シールとから形成され、
前記第１の配線と前記第２の配線は、前記接合部材の内側絶縁性シールより内側に配列され、前記第１接続端子とこれに対応する前記第１被接続端子とは前記接合部材の外側導電性シールの内部に配置されていることを特徴とする液晶素子。 - 外側導電性シールの前記絶縁樹脂基材と、前記内側絶縁性シールの絶縁樹脂材料とが同一材料であることを特徴とする請求項１に記載の液晶素子。
- 前記第１の基板或いは第２の基板の少なくとも何れか一方の基板の内面上に、前記外側導電性シールと前記内側絶縁性シールとの境界に対応させて段差が形成されていることを特徴とする請求項２に記載の液晶素子。
- 前記外側導電性シールの絶縁樹脂基材が透水防止性能に優れた材料からなり、前記内側絶縁性シールの絶縁樹脂材料が液晶に対する溶解性が低い材料からなることを特徴とする請求項１記載の液晶素子。
- それぞれの表面に電極が形成された一対の基板を各電極形成面を対向させ枠状の接合部材を介して接合し、前記接合部材と前記一対の基板の各電極形成面とで囲まれた空間内に液晶を封入してなる液晶素子の製造方法であって、
少なくとも一方の基板の電極形成面上における前記接合部材を設置する領域の所定位置に段差が形成された一対の基板を用意する工程と、
前記段差の液晶を封入する側とは反対側の外側の所定の枠状をなす領域に絶縁樹脂材料に導電性粒子を混合してなる接合材料を配置する工程と、
前記一対の基板をそれぞれの電極形成面を対向させると共に対応する位置を合わせる工程と、
位置合わせした前記一対の基板を挟圧し基板間隔を所定の間隔に圧縮する工程と、
圧縮された基板間の前記接合材料を硬化させて接合部材を形成する工程とを、
有することを特徴とする液晶素子の製造方法。 - それぞれの表面に電極が形成された第1の基板と第２の基板とを各電極形成面を対向させ枠状の接合部材を介して接合し、接合部材と前記第1の基板及び前記第２の基板の各電極形成面とで囲まれた空間内に液晶を封入してなる液晶素子の製造方法であって、
前記第１の基板の電極形成表面上の第１の位置に絶縁樹脂材料に導電性粒子を混合してなる異方性導電材料を枠状に配置する工程と、
前記第２の基板の電極形成面上の前記第１の位置に対応する位置より枠内側の第２の位置に絶縁樹脂材料を枠状に配置する工程と、
前記第１の基板と前記第２の基板とを各電極形成面を対向させて前記異方性導電材料の内側の所定位置に前記絶縁樹脂材料が位置するように位置を合わせる工程と、
位置を合わせた前記第１及び第２の基板を挟圧し基板間隔を所定の間隔に圧縮する工程と、
圧縮された基板間の前記第１接合材料と前記第２接合材料を硬化させて接合部材を形成する工程とを、
有することを特徴とする液晶素子の製造方法。
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