JP2006065145A - Liquid crystal display element - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液晶層厚(基板間のギャップ)を薄くした狭ギャップ型液晶表示素子に関する。 The present invention relates to a narrow gap type liquid crystal display device having a thin liquid crystal layer thickness (gap between substrates).
液晶表示素子は、一対の基板を枠状のシール材で接合し、この一対の基板と枠状シール材で囲まれるスペース内に液晶が封入されてなる。この場合のシール材としては、通常、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂或いはシリコーン樹脂等との混合樹脂等が用いられる。 The liquid crystal display element is formed by joining a pair of substrates with a frame-shaped sealing material, and encapsulating liquid crystal in a space surrounded by the pair of substrates and the frame-shaped sealing material. As the sealing material in this case, a thermosetting resin such as an epoxy resin or a mixed resin with a silicone resin or the like is usually used.
上述したシール材により基板を接合するには、まず、一方の基板の周縁部に未硬化のシール材をスクリーン印刷等により枠状に塗布した後、これに他方の基板を位置合わせを行いつつ貼り合わせ、所定の基板間隙を得るべく加圧するとともに加熱(以下、熱圧着という)し、シール材を硬化させる。この基板の熱圧着工程においては、加熱されて粘度が低下した未硬化のシール材が押し潰されて基板の面に沿って溶け出すように広がる(以下、沁み出しという)が、この沁み出し幅が均一ではない。 In order to join the substrates using the sealing material described above, first, an uncured sealing material is applied to the peripheral edge of one substrate in a frame shape by screen printing or the like, and then the other substrate is pasted while positioning. In addition, pressurization and heating (hereinafter referred to as thermocompression bonding) are performed to obtain a predetermined substrate gap, and the sealing material is cured. In the thermocompression bonding process of this substrate, the uncured sealing material whose viscosity has been reduced by heating is crushed and spreads so as to melt along the surface of the substrate (hereinafter referred to as squeeze out). Is not uniform.
すなわち、シール材の塗布エリアには、一対の基板の各対向面に形成された電極に電圧を印加するためにシール材の内側から外側へ引き回された配線が配設されており、この配線の配設箇所においては、少なくともその配線の高さ分だけ間隙が狭くなっているから、挟圧されたシール材が配線と一方の基板との間の狭くなった間隙を毛細管現象により沁み出すように広がっていく。 That is, in the sealing material application area, wiring drawn from the inside of the sealing material to the outside in order to apply a voltage to the electrodes formed on the opposing surfaces of the pair of substrates is disposed. Since the gap is narrowed at least by the height of the wiring, the sandwiched sealing material squeezes the narrowed gap between the wiring and one substrate by capillary action. To spread.
一方、近年においては、動画表示に適するように液晶表示素子の応答速度を高めるため、基板間ギャップ(液晶層厚)が狭められており、その祐果、シール材設置エリアにおける配線の有る部分と無い部分とでのそれぞれの間隙の比が増大し、配線に沿ったシール材の沁み出しがより大きくなり、これが表示領域にまで拡大して「白抜け」等の表示不良を引き起こしている。 On the other hand, in recent years, the inter-substrate gap (liquid crystal layer thickness) has been narrowed in order to increase the response speed of the liquid crystal display element so as to be suitable for moving image display. The ratio of the gap between the non-existing portion and the non-existing portion is increased, and the seal material squeezes out along the wiring. This expands to the display area and causes display defects such as “white spots”.
従来、上述のシール材の表示領域への沁み出しによる表示不良の発生を防止するための方法として、特許文献1に示されるようなシール材と表示領域との間に沁み出しの拡大を阻止するための壁部材を配設する方法が提案されている。しかし、この方法は、壁部材をシール材と異なる材質、つまり熱圧着されても沁み出し難い材質で形成する必要があるため、製造工数がアップする。また、壁部材を配設するエリアを表示領域周辺に確保する必要があるため、液晶表示素子の小型化を促進するために近年要望されている狭額縁化に不利である。
本発明の課題は、製造工数をアップさせずにシール材の沁み出しによる表示不良の発生を防止でき、狭ギャップ化及び狭額縁化の推進に有利な、液晶表示素子を提供することである。 An object of the present invention is to provide a liquid crystal display element that can prevent the occurrence of display defects due to squeezing of a sealing material without increasing the number of manufacturing steps, and is advantageous for promoting narrowing and narrowing of the frame.
本発明の液晶表示素子は、一対の基板と、該一対の基板を所定の間隙を保って接合する枠状のシール材と、前記一対の基板の対向する各内面にそれぞれ形成された電極と、
前記枠状シール材と前記一対の基板が対向する内面間に囲まれたスペース内に封入された液晶と、前記電極に電圧を印加するために前記シール材の外側から内側の液晶封入スペース内に引き回し配設された配線とを有し、前記一対の基板の各内面に、それぞれ配設された双方の電極が対向する領域により形成される画素が複数配列され、表示を行うための表示領域と、前記表示領域と前記シール材との間に位置する表示周辺領域とを形成する液晶表示素子であって、前記配線の前記表示周辺領域における配線長は、その配線が前記表示領域と前記表示周辺領域の境界と交差する位置での前記境界と前記シール材間の距離よりも長く形成されていることを特徴とするものである。
The liquid crystal display element of the present invention includes a pair of substrates, a frame-shaped sealing material that joins the pair of substrates with a predetermined gap therebetween, electrodes formed on respective inner surfaces facing the pair of substrates,
The liquid crystal sealed in a space surrounded by the inner surfaces of the frame-shaped sealing material and the pair of substrates facing each other, and the liquid crystal sealed space from the outside of the sealing material to the inside in order to apply a voltage to the electrode A plurality of pixels formed by regions where both electrodes disposed on each of the inner surfaces of the pair of substrates face each other, and a display region for performing display. A liquid crystal display element forming a display peripheral region located between the display region and the sealing material, wherein a wiring length of the wiring in the display peripheral region is such that the wiring is the display region and the display peripheral It is characterized by being formed longer than the distance between the boundary and the sealing material at a position intersecting with the boundary of the region.
本発明の液晶表示素子によれば、配線の前記表示周辺領域における配線長を、その配線が表示領域と表示周辺領域の境界と交差する位置でのその境界と前記シール材間の距離よりも長くした、すなわち、シール材の内側で表示領域より外側の表示周辺領域において引き回される配線の距離を表示領域から表示周辺領域に進入する位置での表示周辺領域の幅よりも長く設定したから、その延長された分だけシール材の配線に沿った沁み出しのシール幅方向への拡大が低減されることになり、狭ギャップ化によりシール材が表示領域まで沁み出して表示不良を引き起こす不都合の発生を製造工数を増加させずに防止することができる。 According to the liquid crystal display element of the present invention, the wiring length of the wiring in the display peripheral region is longer than the distance between the boundary and the sealing material at the position where the wiring intersects the boundary between the display region and the display peripheral region. That is, since the distance of the wiring routed in the display peripheral area outside the display area inside the seal material is set longer than the width of the display peripheral area at the position entering the display peripheral area from the display area, The expansion of the seal material along the wiring of the seal material in the direction of the seal width will be reduced by the extended amount, and the narrow gap causes the seal material to squeeze into the display area, causing a display defect. Can be prevented without increasing the number of manufacturing steps.
本発明の液晶表示素子においては、配線は表示周辺領域において少なくとも一部がシール材の延在方向に平行に引き回し配設されていることが好ましく、これにより、シール材の配線に沿った沁み出しがシール材の延在方向に略平行に進み、配線に沿わない沁み出しはシール材に平行な配線部分により進行を抑制されるから、シール材が表示領域まで沁み出す不具合が確実に防止される。 In the liquid crystal display element of the present invention, it is preferable that at least a part of the wiring is arranged around the display peripheral region in parallel with the extending direction of the sealing material. Advances substantially parallel to the extending direction of the sealing material, and the squeezing out along the wiring is suppressed by the wiring part parallel to the sealing material, so that the problem that the sealing material squeezes out to the display area is surely prevented. .
また、本発明の液晶表示素子は、配線が画素電極毎に配設された薄膜トランジスタに接続されたソース配線とゲート配線であるアクティブマトリックス型液晶表示素子に適用するのがより好しく、アクティブマトリックス型液晶表示素子の狭ギャップ化をシール材の沁み出しによる表示不良を発生させずに高度に促進することができる。 The liquid crystal display element of the present invention is more preferably applied to an active matrix type liquid crystal display element in which a wiring is a source wiring and a gate wiring connected to a thin film transistor provided for each pixel electrode. The narrowing of the gap of the liquid crystal display element can be promoted to a high degree without causing a display defect due to the sticking out of the sealing material.
以下、本発明の好適な実施形態について説明する。
図1は、本発明の一実施形態としてのアクティブマトリックス型液晶表示素子を示す模式的平面図、図2はそのQ部詳細図、図3は図2におけるIII−III線断面図である。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described.
FIG. 1 is a schematic plan view showing an active matrix type liquid crystal display device as one embodiment of the present invention, FIG. 2 is a detailed view of a Q portion thereof, and FIG. 3 is a sectional view taken along line III-III in FIG.
本実施形態の液晶表示素子1は、共に透明で矩形をなす一対の大、小基板2、3が、枠状のシール材4により所定の間隙を保って接合され、この枠状シール材4で囲まれた一対の大、小基板2、3の各対向面(以下、内面という)間に液晶5(図3参照)が封入されてなる。大、小基板2、3は、対応するそれぞれの隣り合う2辺を整合させて接合されている。従って、大基板2の他方の隣り合う2辺は、それぞれ、これら2辺に対応する小基板3の隣り合う2辺よりも所定幅だけ外側へ延出され、隣り合う延出部2a、2bが形成されている。
In the liquid
シール材4はエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂からなり、接合工程においては、シール材料である未硬化の熱硬化性樹脂をスクリーン印刷により小基板3の周縁部に沿って枠状に塗布し、これにもう一方の大基板2を位置合わせを行いつつ貼り合わせ、所定温度に加熱しつつ所定の圧力で加圧される。これにより、熱硬化性樹脂が硬化し、大、小両基板2、3が所定の間隙を保って接合される。
The sealing
大基板2の小基板3と対向するエリアの内面(対向面)には、互いに直交する方向にそれぞれ複数の配線6、7が等間隔で平行に配設されている。これら直交する配線6、7で囲まれた個々のエリアには、それぞれ、図2に示すように、画素電極8が配設されている。そして、個々の画素電極8と配線6、7は、それぞれ、スイッチング素子としての薄膜トランジスタ9を介して電気接続されている。
On the inner surface (opposing surface) of the
薄膜トランジスタ9は、図3に示されるように、大基板2の内面に形成されたゲート電極9aと、このゲート電極9aを覆って大基板2内面の略全体にわたり被着形成されたゲート絶縁膜9bと、このゲート絶縁膜9b上にゲート電極9aに対向配設されたi型半導体膜9cと、このi型半導体膜9cの両側にそれぞれオーミックコンタクト層としてのn型半導体膜9dを介して設置されたソース電極9e及びドレイン電極9fと、ソース電極9e及びドレイン電極9fの各端面が対向するチャンネル領域に対応するi型半導体膜9cの中央部を被うブロッキング層9gとから構成されている。
As shown in FIG. 3, the
本実施形態の薄膜トランジスタ9では、図2に示されるように、一方の配線6の所定部位をゲート電極とし、他方の配線7の所定部位を直角方向に所定長延出させてソース電極9eとしてある。従って、配線6はゲート配線で、配線7はソース配線であり、各薄膜トランジスタ9はゲート配線6上に設置されている。なお、ゲート配線6は大基板2の内面に直接設置されているが、ソース配線7はゲート絶縁膜9b上に設置されている。また、ソース配線7の厚さは、その電気抵抗による各画素電極に出力する信号電圧の低下を抑制するため、ゲート配線6に比べて充分に厚く設定されている。
In the
そして、図3に示されるように、大基板2の内面上には、上述した薄膜トランジスタ9や配線6、7及びゲート絶縁膜9bを覆って、前述した複数の画素電極8に対応するエリアに開口が形成された絶縁保護膜10が、シール材4の内側(液晶封入スペース内)の略全面にわたり被着されている。
Then, as shown in FIG. 3, on the inner surface of the
一方、対向側の小基板3の内面で、少なくとも大基板2側の画素電極8がマトリックス配置されたエリアに対向するエリアには、一枚膜状の対向電極11が被着されている。この対向電極11と画素電極8が液晶5を介して対向する領域が表示を行う為の画素となり、従って、本実施形態では複数のマトリックス配置された画素電極8に対応して、図1に示されるように画素がマトリックス配列された表示領域Dd がシール材4の内側に形成されている。この表示領域Dd を囲む小基板3の内面には、遮光膜12が設置され、これにより、表示領域Dd の範囲が画定されると共に表示領域Dd 周囲からの光漏れが防止されている。なお、図示されてはいないが、シール材4の内側における各基板2、3の液晶5に接する表面には、それぞれ、液晶の配向を規制するための配向膜が被着されている。
On the other hand, on the inner surface of the
図1に戻って、上述したゲート配線6とソース配線7は、それぞれ、一端部が表示領域Dd から延出され、対応する基板延出部2a、2bに向けて引き回し配設されている。各基板延出部2a、2bには、それぞれ、ゲートドライバ素子13及びソースドライバ素子14がCOG(Chip On Glass)方式により搭載されている。従って、ゲート配線6とソース配線7は、それぞれ、ゲートドライバ素子13及びソースドライバ素子14の設置エリアにおける対応する各接続端子ポートに向けて引き回し配設されている。
Returning to FIG. 1, each of the
ここで、ゲート配線6とソース配線7の各引き回し経路には、基板接合時におけるシール材料の沁み出しを防止するための迂回路が設定されている。すなわち、ソース配線7は、図2に示されるように、その一端部がシール材4に向けて直角にその近傍まで延出され、この後、シール材4の延在方向へ平行に所定距離Lだけ延出され、この後、シール材4に対して直角に進入する方向に延出されている。ここで、距離Lの平行迂回部分7aは、表示領域Dd の外側でシール材4の配置エリアAs より内側の領域(以下、表示周辺領域という)Df に配置すればよいが、そのうちでも、表示周辺領域Df の幅中央よりもシール材4に近い位置が好ましく、さらには、本実施形態のようにシール材4にソース配線7の略線幅分だけ離隔した位置がより好ましい。なお、表示周辺領域Df の基準となるシール材4の配置エリアAs とは、シール材料の塗布位置とその量及びシール間隙寸法から決定される図中二点鎖線で示した設計上の目標エリアであり、接合工程を経て実際に形成されたシール材4の配置エリアとは異なる。
Here, in each routing route of the
このように、ソース配線7の引き回し経路をシール材4の延在方向に平行に延びる距離Lの平行迂回部分7aを備える迂回路とすることにより、シール材料のシール幅方向への沁み出しが顕著に抑制される。
In this way, by making the routing route of the
すなわち、基板接合工程においては、塗布されたシール材料が加熱されつつ加圧されることにより溶融し、この溶融状態のシール材料が厚肉に形成されたソース配線7上の狭間隙路(図3参照)に沿って毛細管現象により沁み出すが、ソース配線7はシール材4の二点鎖線で示す配置エリア近傍でシール材4に平行な方向に曲げて配設されているから、毛細管現象によるシール材料の沁み出し方向も大略ソース配線7の配設経路に沿って曲げられる。また、溶融シール材料が材質のバラツキ等の毛細管現象以外の他の要因でソース配線7に沿わずに局部的に幅方向に沁み出すことがあるが、このような不測の沁み出し4aが生じてもソース配線7の平行迂回部分7aが壁となってその幅方向への沁み出しを阻止する。その結果、シール材料の沁み出し量は変わらないが、沁み出す方向が塗布されたシール材料の延在方向に沿わされるから、シール材料の幅方向への沁み出し量つまり沁み出し幅が顕著に抑制される。
That is, in the substrate bonding step, the applied sealing material is melted by being pressurized while being heated, and the melted sealing material is formed into a narrow gap path on the source wiring 7 (FIG. 3). The
以上のように、本実施形態においては、ゲート配線6とソース配線7の表示周辺領域Df における引き回し配設経路にシール材4の延在方向に平行な迂回部分7aを設けたから、接合工程において加熱溶融されたシール材料の沁み出し幅が顕著に抑制され、これにより、シール材4の幅が局部的に拡張されてシール材4が表示領域Dd まで進出し白抜け等の表示不良を発生させる不具合が、確実に防止される。また、配線の配設経路を変更するだけで、シール材料の沁み出しを抑制する部材を設けるための新たな工程を必要としないから、製造工数をアップさせることもない。
As described above, in the present embodiment, the
次に、本発明の他の実施形態について、図4に基づき説明する。なお、上記実施形態と同一の構成要素については同一の符号を付して、その説明を省略する。 Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In addition, the same code | symbol is attached | subjected about the component same as the said embodiment, and the description is abbreviate | omitted.
本実施形態の液晶表示素子20は、単純マトリックス型液晶表示素子であり、一対の透明基板21、22が枠状シール材23により接合され、枠状シール材23で囲まれた透明基板21、22の各内面間に液晶(不図示)が封入されてなる。一対の透明基板21、22の各内面には、それぞれ、複数の表示電極23と複数の走査電極24が互いに直交する方向に平行に配設されている。これら表示電極23と走査電極24の液晶を介した交差対向部が表示を行う画素となり、画素がマトリックス状に配列された表示領域Dd が形成されている。
The liquid
透明基板21、22の各延出部21a、22aには、ドライバ素子26、27がCOG方式により設置されており、これらドライバ素子26、27と表示電極23及び走査電極24とは、それぞれ各電極の一端を延出させた配線28、29により電気接続されている。これら配線28、29の配設経路には、基板接合時におけるシール材料の沁み出しを抑制するための迂回路が設定されている。
図4(a)のQ部を拡大した図4(b)に示されるように、表示電極24の一方の端部を表示周辺領域Df まで延出させ、ここから、表示電極駆動用ドライバ素子26((a)図参照)の設置エリアにおける対応接続端子ポートに向けて配線28が引き回し配設されている。従って、配線28の配設経路は、シール材23の配設エリアAs に対して斜めに進入する経路となる。
As shown in FIG. 4B in which the Q portion in FIG. 4A is enlarged, one end portion of the
上述のように、本実施形態においては、配線28がシール材配設エリアAs に対して斜めに進入するように傾斜させて配設されているから、配線28がシール材配設エリアAs に対して直角方向(幅方向)から進入する場合に比べて、表示周辺領域Df における配設経路が長くなる。これにより、基板接合時においては、シール材料が配線27に沿って斜めに沁み出し、直角方向に沁み出す場合に比べて沁み出しによるシール幅の拡大が抑制される。走査電極25の配線29の配設エリアについても、同様の理由でシール幅の拡大が抑制される。その結果、シール材23が表示領域Dd に進入して表示不良を引き起こす不具合の発生が確実に防止される。
As described above, in the present embodiment, since the
なお、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではない。
例えば、上記実施形態では、全ての配線の経路にシール材料の表示領域側への沁み出しを抑制するための迂回路を形成したが、これに限らず、迂回路は、シール材料の沁み出しによるシール幅の拡大が発生し易いエリアの配線、或いはそのシール幅の拡大を特に抑制しなければならないエリアの配線に、選択的に設けてもよい。
In addition, this invention is not limited to said embodiment.
For example, in the above-described embodiment, a detour for suppressing the squeezing of the seal material to the display area side is formed in all the wiring paths. However, the detour is not limited to this, and the detour is caused by the squeeze of the seal material. You may selectively provide in the wiring of the area where an increase in the seal width is likely to occur, or the wiring in the area where the increase in the seal width must be particularly suppressed.
1、20 液晶表示素子
2、3、21、22 基板
4、23 シール材
5 液晶
6、7、28、29 配線
8 画素電極
9 薄膜トランジスタ
10 絶縁保護膜
11 対向電極
12 遮光膜
13 ゲートドライバ素子
14 ソースドライバ素子
24 表示電極
25 走査電極
26、27 ドライバ素子
DESCRIPTION OF
Claims (3)
該一対の基板を所定の間隙を保って接合する枠状シール材と、
前記一対の基板の対向する各内面にそれぞれ形成された電極と、
前記枠状シール材と前記一対の基板が対向する内面間に囲まれたスペース内に封入された液晶と、
前記電極に電圧を印加するために前記シール材の外側から内側の液晶封入スペース内に引き回し配設された配線とを有し、前記一対の基板の各内面に、それぞれ配設された双方の電極が対向する領域により形成される画素が複数配列され、表示を行うための表示領域と、前記表示領域と前記シール材との間に位置する表示周辺領域とを形成する液晶表示素子であって、
前記配線の前記表示周辺領域における配線長は、その配線が前記表示領域と前記表示周辺領域の境界と交差する位置での前記境界と前記シール材間の距離よりも長く形成されていることを特徴とする液晶表示素子。 A pair of substrates;
A frame-shaped sealing material that joins the pair of substrates while maintaining a predetermined gap;
Electrodes formed on the opposing inner surfaces of the pair of substrates,
A liquid crystal sealed in a space surrounded between the inner surfaces of the frame-shaped sealing material and the pair of substrates facing each other;
Both electrodes disposed on the inner surfaces of the pair of substrates, respectively, in order to apply a voltage to the electrodes, and have a wiring routed from the outside of the sealing material to the inside liquid crystal enclosure space. A plurality of pixels formed by regions facing each other, and a liquid crystal display element that forms a display region for performing display and a display peripheral region located between the display region and the sealing material,
The wiring length of the wiring in the display peripheral region is longer than the distance between the boundary and the sealing material at a position where the wiring intersects the boundary between the display region and the display peripheral region. A liquid crystal display element.
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