JP2008032900A - 画像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電極の断線を容易に防止することができる画像表示装置を提供する。
【解決手段】液晶画像表示装置１は、第１基板２と、第２基板３と、両基板２、３を封着するための異方性導電材１１と、液晶１２とを備えている。第１基板２の内面上には、カラーフィルター４Ｒ、４Ｇ、４Ｂと、ブラックマスク５と、コモン電極６Ａ、６Ｂと、転移部７Ａ、７Ｂとが設けられている。第２基板３の内面上には、セグメント電極８と、接続用配線１０Ａ、１０Ｂとが形成されるとともに、白黒用ドライバＩＣ９が設けられている。第１基板２に形成されたコモン電極６Ａ、６Ｂの端部に設けられた転移部７Ａ、７Ｂは、異方性導電材１１を介して、第２基板３に形成された接続用配線１０Ａ、１０Ｂに接続されている。これにより、コモン電極６Ａ、６Ｂは、ブラックマスク５の外周部に形成される段部を越えることなく白黒用ドライバＩＣ９に接続される。
【選択図】図１

Description

本発明は、液晶などにより画像を表示するための画像表示装置に関する。

従来、一対の基板のそれぞれに互いに直交するように形成された一対の電極によって挟まれた液晶などを用いて画像を形成する画像表示装置が知られている。

例えば、特許文献１には、液晶を封止するための一対の第１基板及び第２基板と、第１基板に形成されたカラーフィルターと、カラーフィルターと直交するようにカラーフィルター上に形成された第１電極と、第１電極と直交するように第２基板に形成された第２電極と、第１電極が延びる方向に第１基板に設けられた白黒用ドライバＩＣとを備えた単純マトリックス型の画像表示装置が開示されている。

この画像表示装置では、カラーフィルター上の第１電極の端部は、第１基板上に設けられた白黒用ドライバＩＣに接続されている。また、第２電極は第２基板上に形成された端部が、第１基板上に形成された接続用配線に転移され、この接続用配線を介して白黒用ドライバＩＣに接続されている。尚、ここでいう転移とは、一方の基板に形成された電極と他方の基板に形成された配線又は電極とを接続することである。

この画像表示装置では、白黒用ドライバＩＣに接続された第１電極及び第２電極を制御することによって、カラーの画像を表示している。このように安価な白黒用ドライバＩＣを用いることにより、カラーの画像を表示しつつ、画像表示装置の低コスト化を実現している。
特開２００６−１７９１９号公報

しかしながら、上述した特許文献１に記載の画像表示装置では、カラーフィルターと白黒用ドライバＩＣが同じ基板上に形成されているので、カラーフィルターの外周部と第１基板との間に形成される段差（例えば、高さ約１μｍ〜約３μｍの段差）を越えるように第１電極が形成される。このため、第１電極の断線がこの段差部分において頻繁に発生するので、信頼性に欠けるといった問題があった。また、この問題は、カラーフィルターの外周部にカラーフィルターと同じ厚みのブラックマスクを形成した場合にも当然に発生する問題である。

また、カラーフィルターと白黒用ドライバＩＣとの間に、上述の段差を無くすための層を形成することもできるが、構造上白黒用ドライバＩＣの下にカラーフィルターなどを形成することができないため、別の材質により当該層を形成しなくてはならない。このため、別途、当該層を形成するための工程が必要になるため製造コスト及び材料コストが必要となり上記問題の現実的な解決法とはならない。

本発明は、上述した課題を解決するために創案されたものであり、段差に起因する電極の断線を容易に防止することができる画像表示装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、対向するように封着された第１基板及び第２基板と、前記第１基板の内面上に形成されたカラーフィルターと、前記カラーフィルター上に形成された複数の第１電極と、前記第１電極と交差するように前記第２基板の内面上に形成された複数の第２電極と、前記第２基板の内面上に設けられ前記第１電極及び前記第２電極とを制御するための電極制御手段とを備えたことを特徴とする画像表示装置である。

また、請求項２記載の発明は、前記第２電極が延びる方向に前記電極制御手段が設けられ、前記第１電極は前記第２電極と略直交するように形成されていることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置である。

また、請求項３記載の発明は、前記第１電極は前記カラーフィルター上に並行に形成されていることを特徴とする請求項１または２のいずれか１項に記載の画像表示装置である。

また、請求項４記載の発明は、前記電極制御手段は、白黒用電極制御手段であって、前記第１電極はコモン電極であって、前記第２電極はセグメント電極であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像表示装置である。

また、請求項５記載の発明は、前記カラーフィルターと前記第１基板との間には光を反射可能な反射板が設けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像表示装置である。

また、請求項６記載の発明は、前記画像表示装置は、液晶画像表示装置であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の画像表示装置である。

本発明によれば、カラーフィルターを第１基板に形成するとともに、ドライバＩＣ等の電極制御手段を第２基板に設けているので、第１基板に形成されたカラーフィルター上に形成された第１電極をカラーフィルター上又はカラーフィルターの外周部に形成されたブラックマスク等の上から電極制御手段に接続されている第２基板側の接続用配線等へと転移させて、第１電極と電極制御手段とを接続することができる。尚、ここでいう転移とは、異なる基板上に形成された電極又は配線を接続することをいう。

これにより、カラーフィルター等の外周部と第１基板との間に形成される段差を越えることなく、第１電極と電極制御手段とを接続できるので、段差部分での第１電極の断線を容易に防止することができる。

また、第２電極が延びる方向に電極制御手段を設け、第１電極を第２電極と直交するように形成することにより、複数の第１電極の一部を一方の端部から第２基板へと転移させるとともに、残りの第１電極を他方の端部から第２基板へと転移させることができる。これにより、第１基板に形成される第１電極を転移させるための転移部の周りに空き領域が増えるので、転移部をカラーフィルター上に形成される第１電極の幅よりも大きく（例えば、約２倍の幅）形成することができる。この結果、第１基板と第２基板とを封止する際の位置ずれによる接続不良を抑制することができる。

また、カラーフィルター上に形成される第１電極をカラーフィルターと並行に形成することによりカラーフィルターと第１電極の位置ずれを防止することができるので、カラーフィルターとカラーフィルターに並行に形成される電極とを異なる基板に形成した場合に、第１基板と第２基板との封着時に発生するカラーフィルターとカラーフィルターに並行な電極との位置ずれに起因する混色を防止することができる。

以下、図面を参照して本発明の第１実施形態による液晶画像表示装置について説明する。図１は、第１実施形態による液晶画像表示装置の概略断面図である。図２は、第１基板の内面側から視た概略平面図である。図３は、第２基板の内面側から視た概略平面図である。尚、図１は、図２及び図３のＸ−Ｘ線に沿った断面図である。図４は、転移部と接続用配線の端部を含む部分断面図である。

図１〜図３に示すように、液晶画像表示装置１は、第１基板２と、第２基板３と、複数のカラーフィルター４Ｒ、４Ｇ、４Ｂと、ブラックマスク５と、複数のコモン電極（請求項に記載の第１電極に相当）６Ａ、６Ｂと、転移部７Ａ、７Ｂと、複数のセグメント電極（請求項に記載の第２電極に相当）８と、白黒用ドライバＩＣ（請求項に記載の電極制御手段に相当）９と、複数の接続用配線１０Ａ、１０Ｂと、異方性導電材１１と、液晶１２と、バックライト１３とを備えている。

図１に示すように、第１基板２と第２基板３は、ガラス等の光を透過可能な基板からなり、異方性導電材１１によって外周部が封着されている。そして、第１基板２、第２基板３及び異方性導電材１１によって囲まれた領域には、液晶１２が充填されている。また、第１基板２の外面側には、バックライト１３が設けられている。

図１及び図２に示すように、第１基板２には、複数のカラーフィルター４Ｒ、４Ｇ、４Ｂと、ブラックマスク５と、コモン電極６Ａ、６Ｂと、転移部７Ａ、７Ｂとが設けられている。

カラーフィルター４Ｒ、４Ｇ、４Ｂは、バックライト１３からの白色光のうち、それぞれ、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の光を選択的に透過させるためのものである。カラーフィルター４Ｒ、４Ｇ、４Ｂは、ＲＧＢの順に交互に且つ周期的に所定の間隔を空けて第１基板２の内面上に配置されている。

ブラックマスク５は、光を透過不能な材質からなり、カラーフィルター４Ｒ、４Ｇ、４Ｂの外周部及び各カラーフィルター４Ｒ、４Ｇ、４Ｂの間から第２基板３へと光が透過することを防ぐように、カラーフィルター４Ｒ、４Ｇ、４Ｂの外周部及び各カラーフィルター４Ｒ、４Ｇ、４Ｂの間に、カラーフィルター４Ｒ、４Ｇ、４Ｂと略同じ厚み（例えば、約１μｍ〜約３μｍ）で第１基板２の内面上に形成されている。

各コモン電極６Ａ、６Ｂは、ＩＴＯ等の透明電極からなる。各コモン電極６Ａ、６Ｂは、各カラーフィルター４Ｒ、４Ｇ、４Ｂと並行に且つ略同じ幅で各カラーフィルター４Ｒ、４Ｇ、４Ｂ上に形成されている。尚、図２においては、便宜上カラーフィルター４Ｒ、４Ｇ、４Ｂをコモン電極６Ａ、６Ｂよりも細く記載している。このコモン電極６Ａ、６Ｂは、走査線としての機能を有し、白黒用ドライバＩＣ９から周期的に順次走査信号が送られる。

また、各コモン電極６Ａ、６Ｂの矢印Ｂ−Ｄ方向の端部は、後述する接続用配線１０Ａ、１０Ｂに異方性導電材１１を介して接続される転移部７Ａ、７Ｂに接続されている。転移部７Ａ、７Ｂは、カラーフィルター４Ｒ、４Ｇ、４Ｂが形成されている領域の外周部のブラックマスク５の面上に形成され、コモン電極６Ａ、６Ｂと同じ透明電極からなる。矢印Ａ方向側に形成された半分のコモン電極６Ａに接続される転移部７Ａは、第１基板２の矢印Ｂ方向側の領域に形成されている。一方、矢印Ｃ方向側に形成された残りのコモン電極６Ｂに接続される転移部７Ｂは、第１基板１の矢印Ｄ方向側の領域に形成されている。また、転移部７Ａ、７Ｂの矢印Ａ−Ｃ方向の幅は、コモン電極６Ａ、６Ｂの矢印Ａ−Ｃ方向の約２倍になるように形成されている。

図１及び図３に示すように、第２基板３には、セグメント電極８と、接続用配線１０Ａ、１０Ｂとが形成されるとともに、白黒用ドライバＩＣ９が設けられている。

各セグメント電極８は、ＩＴＯ等の透明電極からなりコモン電極６Ａ、６Ｂと直交するように第２基板３の内面上に形成されている。各セグメント電極８の矢印Ｃ方向の端部は、白黒用ドライバＩＣ９に接続されている。

接続用配線１０Ａ、１０Ｂは、ＩＴＯ等の透明電極からなり、セグメント電極８と並行になるように第２基板３上に形成されている。接続用配線１０Ａ、１０Ｂの矢印Ｃ方向の端部は、白黒用ドライバＩＣ９に接続されている。各接続用配線１０Ａ、１０Ｂの矢印Ａ方向側の端部１０ａ、１０ｂは、第１基板２に形成された転移部７Ａ、７Ｂに対応した位置に形成されている。そして、図４に示すように、各接続用配線１０Ａ、１０Ｂの端部１０ａ、１０ｂは、異方性導電材１１を介して転移部７Ａ、７Ｂに接続されている。これにより、コモン電極６Ａ、６Ｂは、転移部７Ａ、７Ｂ及び接続用配線１０Ａ、１０Ｂを介して白黒用ドライバＩＣ９に接続される。

白黒用ドライバＩＣ９は、コモン電極６Ａ、６Ｂ及びセグメント電極８が接続され、それらに信号を送り制御するためのものである。白黒用ドライバＩＣ９は、セグメント電極８が延びる方向（矢印Ｃ方向）であって、異方性導電材１１の外側に設けられている。ここで、カラー用ドライバＩＣは、一画素をＲＧＢに対応させた３本のセグメント電極を一組として制御しているので、セグメント電極とカラーフィルターとを対応させるために並行に形成しなければならない。

しかし、白黒用ドライバＩＣ９は、光を透過させる画素の位置を制御するのみなのでセグメント電極８とカラーフィルター４Ｒ、４Ｇ、４Ｂとを並行に形成する必要がない。この結果、本実施形態では、白黒用ドライバＩＣ９を採用することによりコモン電極６Ａ、６Ｂとカラーフィルター４Ｒ、４Ｇ、４Ｂとを並行にすることができる。

この液晶画像表示装置１では、白黒用ドライバＩＣ９からコモン電極６Ａ、６Ｂに周期的に走査信号が送られるとともに、特定のセグメント電極８に画像を形成するための画素信号が送られる。これにより、走査信号が送られているコモン電極６Ａ、６Ｂと画素信号が送られているセグメント電極８とが交差する領域の液晶１２に電圧が印加される。そして、バックライト１３から照射され、カラーフィルター４Ｒ、４Ｇ、４Ｂを透過したＲＧＢのいずれかの色の光のうち、電圧が印加された領域の液晶１２に入射した光により画像が形成される。

次に、上述した液晶画像表示装置１の製造方法について簡単に説明する。

まず、図２に示すように第１基板２にカラーフィルター４Ｒ、４Ｇ、４Ｂと、ブラックマスク５と、コモン電極６Ａ、６Ｂと、転移部７Ａ、７Ｂとを形成したものを準備する。また、図３に示すように第２基板３にセグメント電極８、接続用配線１０Ａ、１０Ｂを形成し、白黒用ドライバＩＣ９を設けたものを準備する。次に、第１基板２のコモン電極６Ａ、６Ｂの外周部を囲むように、且つ、転移部７Ａ、７Ｂの上面を含む領域に異方性導電材１１を塗布する。

この後、各転移部７Ａ、７Ｂと各転移部７Ａ、７Ｂに対応する接続用配線１０Ａ、１０Ｂの端部１０ａ、１０ｂとを位置合わせをした状態で、第１基板２上に第２基板３を異方性導電材１１によって封着するとともに、転移部７Ａ、７Ｂと接続用配線１０Ａ、１０Ｂとを異方性導電材１１によって接続して、液晶画像表示装置１が完成する。尚、異方性導電材１１は、第２基板３上に塗布して、第１基板２と第２基板３とを封着してもよい。

本実施形態による液晶画像表示装置１では、カラーフィルター４Ｒ、４Ｇ、４Ｂが形成されている第１基板２とは異なる第２基板３に白黒用ドライバＩＣ９が設けられているので、カラーフィルター４Ｒ、４Ｇ、４Ｂ上に形成されたコモン電極６Ａ、６Ｂをブラックマスク５上に形成された転移部７Ａ、７Ｂを介して第２基板３へと転移させて白黒用ドライバＩＣ９に接続することができる。

これにより、コモン電極６Ａ、６Ｂは、カラーフィルター４Ｒ、４Ｇ、４Ｂの周りに設けられたブラックマスク５の外周部と第１基板２との間に形成される段差を乗り越えることなく白黒用ドライバＩＣ９に接続される。これにより、当該段差に起因するコモン電極６Ａ、６Ｂの断線を防ぐことができるので、液晶画像表示装置１の信頼度を高めることができる。

また、液晶画像表示装置１では、図２に示すように、転移させるコモン電極６Ａ、６Ｂを矢印Ｂ−Ｄ方向、即ち、白黒用ドライバＩＣ９が設けられる矢印Ｃ方向とは直交する方向に形成することにより、コモン電極のうち、半分のコモン電極６Ａが接続される転移部７Ａを矢印Ｂ方向に形成し、残りのコモン電極６Ｂが接続される転移部７Ｂを矢印Ｄ方向に形成することができる。このように転移部７Ａ、７Ｂを配置しているので、転移部７Ａ、７Ｂが構成される領域の矢印Ａ−Ｃ方向に空き領域が多くできる。

ここで、白黒用ドライバＩＣが設けられる矢印Ａ−Ｃ方向に延びるセグメント電極を転移させるように構成した場合、全てのセグメント電極を白黒用ドライバＩＣが設けられている一方向（矢印Ｃ方向）に延ばさなくてはならないため、空き領域がほとんどできないので、転移部をセグメント電極の幅よりも大きくすることはほとんどできない。

しかしながら、液晶画像表示装置１では、上述した空き領域を利用して、転移部７Ａ、７Ｂの矢印Ａ−Ｃ方向の長さを、コモン電極６Ａ、６Ｂの矢印Ａ−Ｃ方向の幅に比べて長くする（例えば、２倍）ことができるので、第１基板２と第２基板３とを封着する際の矢印Ａ−Ｃ方向の位置ずれによる転移部７Ａ、７Ｂと接続用配線１０Ａ、１０Ｂの端部１０ａ、１０ｂとの接続不良を抑制することができる。

また、液晶画像表示装置１では、カラー用ドライバＩＣではなく、白黒用ドライバＩＣ９を採用することにより、図１及び図２に示すように、カラーフィルター４Ｒ、４Ｇ、４Ｂ上に形成されるコモン電極６Ａ、６Ｂをカラーフィルター４Ｒ、４Ｇ、４Ｂと並行に形成することができる。これにより、カラーフィルターと異なる基板に形成されるセグメント電極とカラーフィルターとを並行に形成した場合に、第１基板と第２基板との位置ずれ（例えば、約１０μｍ〜約１５μｍの位置ずれ）により、セグメント電極が隣接するカラーフィルターを跨ぐことに起因する混色を防ぐことができるので、混色のないよりきれいな画像を表示することができる。

また、白黒用ドライバＩＣ９を採用することにより、部品コストを削減することができるとともに、動作時の消費電力を抑制することができる。

次に、第１実施形態の一部を変更した第２実施形態の液晶画像表示装置について図５を参照して説明する。図５は、第２実施形態による液晶画像表示装置の概略断面図である。尚、第１実施形態と同じ構成には同じ符号を付けて説明を省略する。

図５に示すように、第２実施形態による液晶画像表示装置１Ａは、カラーフィルター４Ｒ、４Ｇ、４Ｂ及びブラックマスク５と第１基板２との間に、アルミニウムなどからなる光を反射可能な反射板２０が設けられている。

このように反射板２０を設けることにより、第２基板３側から入射した光を反射板２０により反射させて画像を形成することができる。このため、第１実施形態のようにバックライト１３を必要としないので、低電力で動作させることができる。

尚、第２実施形態の液晶画像表示装置１Ａは、反射板２０を設けバックライトを省略した以外は第１実施形態の液晶画像表示装置１と同様の構成を有するので、第２実施形態の液晶画像表示装置１Ａは、第１実施形態の液晶画像表示装置１と同様の効果を奏することができる。

以上、上記実施形態を用いて本発明を詳細に説明したが、本発明が本明細書中に説明した実施形態に限定されるものではないということは明らかである。本発明は、特許請求の範囲の記載により定まる本発明の趣旨及び範囲内で変更して実施することができる。即ち、本明細書の記載は、一例であり、本発明を何ら限定的な意味に解釈させるものではない。以下、上記実施形態を一部変更した変更形態について説明する。

例えば、上述の実施形態では、液晶１２を用いた液晶画像表示装置１について説明したが、有機ＥＬを用いた画像表示装置、プラズマ画像表示装置、ＦＥＤ（電界放出型ディスプレイ）などの画像表示装置に適用してもよい。

また、カラーフィルター４Ｒ、４Ｇ、４Ｂと、コモン電極６Ａ、６Ｂと、セグメント電極８の数は適宜変更可能である。

また、上述の実施形態では、コモン電極６Ａ、６Ｂは、カラーフィルター４Ｒ、４Ｇ、４Ｂの面上に直接形成したが、カラーフィルター４Ｒ、４Ｇ、４Ｂの面上に別の層を形成して間接的にカラーフィルター４Ｒ、４Ｇ、４Ｂの面上に形成してもよい。

また、第１実施形態では、第１基板２にバックライト１３を設けたが、第２基板にバックライトを設けてよい。この場合、第１基板側に画像が表示されることになる。

また、第２実施形態では、バックライトを省略したが、反射板の所定領域に光透過用の孔を複数設け、第１基板２にバックライトを設けてもよい。これにより、暗い場所でも画像を表示することができる。

また、第１実施形態では、ブラックマスク５の上に転移部７Ａ、７Ｂを形成したが、転移部の形成領域はブラックマスクの面上に限定されるものではない。具体的には、カラーフィルター上やその他カラーフィルターと略同じ厚みの部材であって、カラーフィルターとの間に段差が形成され無い部材の面上に転移部を形成し、コモン電極と接続すればよい。

上述の実施形態では、白黒用ドライバＩＣ９を採用したが、カラー用ドライバＩＣを採用してもよい。

第１実施形態による液晶画像表示装置の概略断面図である。 第１基板の内面側から視た概略平面図である。 第２基板の内面側から視た概略平面図である。 転移部と接続用配線の端部を含む部分断面図である。 第２実施形態による液晶画像表示装置の概略断面図である。

符号の説明

１、１Ａ 液晶画像表示装置
２ 第１基板
３ 第２基板
４Ｒ、４Ｇ、４Ｂ カラーフィルター
５ ブラックマスク
６Ａ、６Ｂ コモン電極
７Ａ、７Ｂ 転移部
８ セグメント電極
９ 白黒用ドライバＩＣ
１０Ａ、１０Ｂ 接続用配線
１０ａ、１０ｂ 端部
１１ 異方性導電材
１２ 液晶
１３ バックライト
２０ 反射板

Claims (6)

1. 対向するように封着された第１基板及び第２基板と、
   前記第１基板の内面上に形成されたカラーフィルターと、
   前記カラーフィルター上に形成された複数の第１電極と、
   前記第１電極と交差するように前記第２基板の内面上に形成された複数の第２電極と、
   前記第２基板の内面上に設けられ前記第１電極及び前記第２電極とを制御するための電極制御手段とを備えたことを特徴とする画像表示装置。
2. 前記第２電極が延びる方向に前記電極制御手段が設けられ、
   前記第１電極は前記第２電極と略直交するように形成されていることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
3. 前記第１電極は前記カラーフィルター上に並行に形成されていることを特徴とする請求項１または２のいずれか１項に記載の画像表示装置。
4. 前記電極制御手段は、白黒用電極制御手段であって、
   前記第１電極はコモン電極であって、
   前記第２電極はセグメント電極であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像表示装置。
5. 前記カラーフィルターと前記第１基板との間には光を反射可能な反射板が設けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像表示装置。
6. 前記画像表示装置は、液晶画像表示装置であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の画像表示装置。
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   

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