JP2009128473A

JP2009128473A - 基板装置

Info

Publication number: JP2009128473A
Application number: JP2007301385A
Authority: JP
Inventors: Satoru Ishida; 知石田; Takehiko Ishiu; 武彦石宇
Original assignee: Toshiba Matsushita Display Technology Co Ltd
Current assignee: Japan Display Central Inc
Priority date: 2007-11-21
Filing date: 2007-11-21
Publication date: 2009-06-11

Abstract

【課題】互いに接着した一対の基板の剥離強度を容易に向上できる液晶セルを提供する。
【解決手段】アレイ基板16側と対向基板17側とを電気的に接続するトランスファパッド部21を形成する。アレイ基板16と対向基板17とを接着するシール部19を形成する。トランスファパッド部21とシール部19との重なり部に、面積増加部54を形成する。シール部19での接触面積の増加によって、シール部19で接着したアレイ基板16と対向基板17との剥離強度を容易に向上できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、一対の基板間を電気的に接続する導電部を備えた基板装置に関する。

従来、この種の基板装置である表示素子としての液晶表示素子すなわち液晶セルは、基板であるアレイ基板と基板である対向基板とを対向配置し、これら基板間に光変調層である液晶層を介在して構成されている。アレイ基板側には、薄膜トランジスタ(ＴＦＴ)がマトリクス状に形成され、これら薄膜トランジスタのドレイン電極のそれぞれが、ＩＴＯなどの導電性の透光部材により形成された画素電極と接続されているとともに、各種ドライバなどが形成されている。また、対向基板側には、カラーフィルタ、オーバコート層や透明電極である対向電極などが形成されている。さらに、アレイ基板と対向基板とは、所定のスペーサを介して接着部であるシール部により液晶層の周囲が枠状に囲まれて封止されている。そして、シール部の角部近傍には、アレイ基板側と対向基板側とを電気的に接続するための導電部であるトランスファパッド部が形成されている。このトランスファパッド部は、アレイ基板側に形成された薄膜状の透明電極と、対向基板側の対向電極との間に、所定の導電ペーストなどを介在して構成されている(例えば、特許文献１参照。)。
特開２００６−３０１１３８号公報

近年、液晶セルの薄型化により、基板の撓みが大きくなり、アレイ基板と対向基板が剥離しやすくなっており、アレイ基板と対向基板との剥離強度の向上が求められている。特に、アレイ基板および対向基板がそれぞれ０．２ｍｍより薄くなることで剥離強度が劣化する。特に、アレイ基板が落下した際の衝撃などで発生する基板剥離は、トランスファパッド部のシール部と各電極との界面で発生し、特にシール部の境界部が起点となっていることが多い。

このような剥離強度の向上には、膜構成変更(特に透明電極やオーバコートなどの樹脂)や膜質改善、シール材改善などが考えられる。しかしながら、このような方法では開発コストと開発期間とが充分に必要となり、また、加工性や特性の悪化などの副作用のおそれもある。

本発明は、このような点に鑑みなされたもので、互いに接着した一対の基板の剥離強度を容易に向上できる基板装置を提供することを目的とする。

本発明は、互いに対向配置された一対の基板と、前記一対の基板間を電気的に接続する導電部と、この導電部と一部が重なって形成され、前記一対の基板を接着する接着部と、前記接着部と前記導電部との重なった部分に形成され、前記接着部での前記一対の基板の少なくともいずれか一方の接触面積を増加させる面積増加部とを具備したものである。

そして、接着部と導電部との重なった部分に、接着部での一対の基板の少なくともいずれか一方の接触面積を増加させる面積増加部を形成する。

本発明によれば、接着部での接触面積の増加によって、互いに接着した一対の基板の剥離強度を容易に向上できる。

以下、本発明の第１の実施の形態の構成を図１ないし図５を参照して説明する。

図３および図４において、11は表示装置としての液晶表示装置である液晶パネルで、この液晶パネル11は、例えば携帯電話などに用いられる略矩形平板状の基板装置としての表示素子である液晶表示素子、すなわちＬＣＤ(Liquid Crystal Display)セルである液晶セル12と、この液晶セル12の背面側に面状光を照射する面状光源装置であるバックライト13とを備えた透過型のものである。

液晶セル12は、例えばカラー表示が可能なアクティブマトリクス型のもので、基板であるアレイ基板16と、基板である対向基板17とを、互いに対向配置し、これら基板16，17間に光変調層である液晶層18を介在し、かつ、基板16，17のそれぞれに図示しない偏光板を取り付けて構成され、基板16，17が互いに接着部としてのシール部19にて貼り合わされて接着固定され、略中央部に、画像を表示させる画素Ｐ(図５)がマトリクス状に形成された四角形状の表示領域20が形成されている。また、液晶セル12の表示領域20の角部には、アレイ基板16側と対向基板17側とを電気的に接続する導電部としてのトランスファパッド部21が、シール部19の一部と重なって形成されている。

アレイ基板16は、例えば透光性を有するガラス基板30を有し、このガラス基板30の液晶層18側の主面上には、図５に示すように、金属部材などの導電部材により形成された複数の配線(メタル)である走査線(ゲート配線)31と複数の配線(メタル配線)である信号線(ソース配線)32とが互いに略直交するように格子状に配設され、これら走査線31と信号線32とのそれぞれの交差位置に、スイッチング素子である薄膜トランジスタ(ＴＦＴ)33が設けられ、これらを覆って液晶層18の液晶分子の配向用の図示しない配向膜が形成されている。

薄膜トランジスタ33は、ゲート電極が走査線31と接続され、ソース電極が信号線32と接続されているとともに、ドレイン電極に図示しない画素電極が接続されており、走査線駆動回路であるゲートドライバ36からの信号が走査線31を介してゲート電極に印加されることでスイッチング制御され、信号線駆動回路であるソースドライバ37から信号線32を介して入力された信号に対応して画素電極に電圧を印加することで、画素Ｐをそれぞれ独立して点灯／消灯させるものである。

また、対向基板17は、透光性を有するガラス基板45を有し、このガラス基板45上に、図示しないカラーフィルタ層、ブラックマトリクス(ＢＭ)層46、これらブラックマトリクス層46およびカラーフィルタ層を覆う被覆層であるオーバコート層47、対向電極48、および、図示しない配向膜などが順次積層されている。さらに、この対向基板17のガラス基板45は、アレイ基板16のガラス基板30と略等しい幅寸法を有しているとともに、ガラス基板30よりも長手寸法が小さく設定されている。

カラーフィルタ層は、例えばＲＧＢ３原色に対応して合成樹脂などによりそれぞれ画素Ｐ(図５)毎に薄膜状に形成され、平面視で例えばストライプ状をなしている。

ブラックマトリクス層46は、表示領域20の周囲を額縁状に囲むとともに、各画素Ｐ間に沿ってマトリクス状に形成された遮光層であり、例えば合成樹脂などにより薄膜状に形成されている。

オーバコート層47は、カラーフィルタ層およびブラックマトリクス層46の保護層であり、透光性を有する合成樹脂などにより薄膜状に形成されている。

対向電極48は、表示領域20の画素電極に対応する位置にて、例えばＩＴＯなどの透明導電材料により、スパッタリング法などで形成されている。

また、液晶層18は、所定の液晶材料により形成された光変調層である。

シール部19は、例えば紫外線(ＵＶ)硬化樹脂などのシール部材により形成されており、表示領域20を囲む枠状(額縁状)に形成されている。

トランスファパッド部21は、アレイ基板16に印加された対向電極48側の電圧を、この対向電極48へと伝達するためのもので、図１および図２に示すように、アレイ基板16のガラス基板30上に形成された導通用の配線であるメタル配線51上に形成された薄膜状のアレイ側電極である透明電極52と、対向基板17側の対向電極48との間に、導電性物質53を介在させて構成されている。また、このトランスファパッド部21には、シール部19の角部との重なり部21aが形成されている。この重なり部21aは、シール部19の屈曲方向に沿って傾斜状に、かつ、長手状に形成されている。そして、この重なり部21aには、シール部19での基板16，17の接触面積をそれぞれ増加させる面積増加部54が形成されている。

メタル配線51は、例えばトランスファパッド部21を図示しない接続部と接続するもので、走査線31や信号線32と同一の導電材料により、同一のプロセス内で形成される。

ここで、接続部は、各ドライバ36，37(図５)などに入力すべき電圧を外部から入力するためのアレイ基板用端子と、対向電極48に入力すべき電圧を外部から入力するための対向電極用端子とを備えており、アレイ基板用端子が図示しない配線を介してドライバ36，37などに電気的に接続され、対向電極用端子がメタル配線51と電気的に接続されている。

透明電極52は、トランスファパッド部21でのアレイ基板16側の端子となるトランスファパッドである。なお、この透明電極52は、重なり部21aにおいてシール部19と重なっているため、このシール部19を硬化させるための紫外光(ＵＶ光)を透過させることができるように、例えばＩＴＯなどの透光性を有する導電材料により形成することが好ましい。このため、この透明電極52は、例えば画素電極と同一のプロセス内で、同一の材料により形成することが可能である。

導電性物質53は、シール部19を構成する流動体であるシール部材と同一の部材内に多数の導電性物質53を混入して形成した導電性ペーストの塗布によって、シール部19の外方、すなわちトランスファパッド部21内でかつ重なり部21aの外方に配置されている。

面積増加部54は、アレイ基板16側から対向基板17側へと突出した第１突出部としてのアレイ側突出部54aと、このアレイ側突出部54aとずれた位置にて対向基板17側からアレイ基板16側へと突出した例えば複数の第２突出部としての対向側突出部54bとにより構成されている。

アレイ側突出部54aは、例えば薄膜トランジスタの層間絶縁膜などと同一の有機材料などにより、同一のプロセス内で形成された非導電性(絶縁性)の有機膜であり、シール部19(表示領域20)の角部に対して傾斜した線状(直線状)に連続して長手状に形成されている。換言すれば、このアレイ側突出部54aは、重なり部21aの長手方向に沿って形成されている。また、このアレイ側突出部54aは、重なり部21aの略中心線近傍に形成されている。さらに、アレイ側突出部54aは、断面が略台形状に形成され、アレイ基板16と対向基板17との間隙の約半分程度、対向基板17側に向けて突出している。

一方、各対向側突出部54bは、オーバコート層47の一部により形成されている。すなわち、各対向側突出部54bは、オーバコート層47の形成時に膜厚をコントロールすることで形成された絶縁性の有機膜であり、シール部19(表示領域20)の角部に対して傾斜した線状(直線状)で、かつ、アレイ側突出部54aに略平行にそれぞれ形成されている。このため、各対向側突出部54bも、重なり部21aの長手方向に沿って形成されている。また、対向側突出部54b，54bは、アレイ側突出部54aの長手方向に対して両側に位置して形成されている。すなわち、アレイ側突出部54aは、平面視で対向側突出部54b，54b間に位置している。さらに、各対向側突出部54bは、断面が略台形状に形成され、例えばアレイ側突出部54aよりも突出量が小さく、アレイ側突出部54aの半分程度の突出量に形成されている。

なお、各突出部54a，54bは、それぞれ断面略台形状としたが、シール部19での接触面積を増加させることができれば、任意の形状としてよい。

次に、上記第１の実施の形態の作用を説明する。

液晶セル12を製造する際には、まず、ガラス基板30上に、スパッタリングやエッチングなどのプロセスを繰り返して、走査線31、信号線32、薄膜トランジスタ33、画素電極、メタル配線51および透明電極52などを形成してアレイ基板16とする。

このとき、透明電極52の重なり部21aに対応する部分において、有機膜を、所定の突出量で突出するように形成することで、アレイ側突出部54aを形成する。

同様に、ガラス基板45上に、スパッタリングやエッチングなどのプロセスを繰り返して、カラーフィルタ層、ブラックマトリクス層46、オーバコート層47および対向電極48などを形成して対向基板17とする。

このとき、オーバコート層47に重なり部21aに対応する部分において、所定の突出量で突出するように形成することで、対向側突出部54bを形成する。

そして、導電性物質53を有する導電性ペーストを所定位置に塗布するとともに、紫外線硬化樹脂などのシール部材を、液晶材料の注入用の液晶注入口を除く部分に枠状に塗布し、この塗布した部分に紫外光を照射することで、導電性ペーストおよびシール部材を硬化させてシール部19を形成する。

この結果、アレイ基板16と対向基板17とが貼り合わされるとともに、導電性物質53が透明電極52と対向電極48とを電気的に接続してトランスファパッド部21が構成される。

このトランスファパッド部21のシール部19との重なり部21aでは、各突出部54a，54b間にシール部材が介在することで、アレイ基板16側と対向基板17側との接触面積が増加し、強固に接着される。

この後、液晶注入口から液晶材料を注入し、この液晶注入口を閉塞して、偏光板をそれぞれ基板16，17に貼着することで、液晶セル12が完成する。

上述したように、上記第１の実施の形態では、トランスファパッド部21の重なり部21aに、シール部19での基板16，17側の接触面積を増加させる面積増加部54を形成する構成とした。

近年、液晶セル12は薄型化が進み、基板16，17の撓みが大きくなることで、基板16，17が剥離しやすくなっており、特に、アレイ基板16側の落下の際の衝撃などで発生する剥離は、トランスファパッド部21の重なり部21aとシール部19との境界部分を基点とすることが多い。

このため、本実施の形態のように、面積増加部54をトランスファパッド部21とシール部19との重なり部21aに形成することで、開発コストや開発期間などを必要以上に取ることなく、また、膜組成や膜質および材料などを変更することなく、シール部19(重なり部21a)での接触面積の増加によって構造設計的に、すなわち容易に、シール部19によって接着した基板16，17の剥離強度を向上できる。

すなわち、面積増加部54を構成する各突出部54a，54bは、各基板16，17に有機膜などを形成する際にその膜厚を重なり部21aに対応する部分で変えるだけで、加工性や特性の悪化などを招くことなく、少ないリスクで容易に形成できる。

この結果、液晶セル12の落下強度(機械的強度)が向上し、歩留まりや信頼性を向上できる。

特に、各突出部54a，54bを互いにずれた位置に突出させて形成することで、各突出部54a，54bを対向させて形成する場合と比較して、それぞれの突出部54a，54bの突出量を増加させることが可能になり、シール部19(重なり部21a)での基板16，17側の接触面積をより増加させることが可能になる。

また、各突出部54a，54bを線状に形成することで、シール部19(重なり部21a)での基板16，17側の接触面積をより増加させつつ、これら突出部54a，54bを容易に設計できる。

しかも、各突出部54a，54bは、重なり部21aの長手方向に沿って傾斜した直線状であるため、それぞれ最大限の長さを取ることが可能になり、シール部19(重なり部21a)での基板16，17側の接触面積をより増加させることが可能になる。

なお、上記第１の実施の形態において、各突出部54a，54bは、例えば曲線状などの線状に形成してもよい。この場合には、直線状に形成する場合よりも、シール部19(重なり部21a)でのアレイ基板16側と対向基板17側とのそれぞれの接触面積が大きくなり、剥離強度がより向上する。

次に、第２の実施の形態を図６を参照して説明する。なお、上記第１の実施の形態と同様の構成および作用については、同一符号を付してその説明を省略する。

この第２の実施の形態は、上記第１の実施の形態において、各突出部54a，54bを、点状に複数形成したものである。

すなわち、アレイ側突出部54aは、上記第１の実施の形態と同様のシール部19(表示領域20)の角部に対して傾斜した直線に沿って、複数が点状に形成されている。換言すれば、全てのアレイ側突出部54aが、互いに略等間隔に離間されて、所定の直線上に並んで形成されている。

対向側突出部54bは、アレイ側突出部54aと同様に、シール部19(表示領域20)の角部に対して傾斜した直線に沿って、複数が点状に形成されて互いに略等間隔に離間されている。

なお、本実施の形態において、各突出部54a，54bの大きさは、それぞれ全て略等しい大きさとなっているとともに、それぞれ略等しい距離、離間されているが、それぞれ大きさを変化させたり、距離を変化させたりしてもよい。

そして、このように重なり部21aに、シール部19(重なり部21a)での基板16，17側の接触面積を増加させる面積増加部54を形成することにより、上記第１の実施の形態と同様の作用効果を奏することができる。

また、面積増加部54の各突出部54a，54bを、それぞれ点状に形成することにより、シール部(重なり部21a)でのアレイ基板16側と対向基板17側との接触面積がより大きくなるので、基板16，17の剥離強度をより向上でき、歩留まりや信頼性を、より向上できる。

なお、上記各実施の形態において、液晶セル12は、カラー表示可能な透過型としたが、モノクロ表示のもの、あるいは反射型のものでも同様に対応できる。

また、光変調層としては、液晶層18以外の任意のものを用いることが可能である。

さらに、基板装置としては、表示素子だけでなく、一対の基板を対向配置して接着部により接着し、これら基板を導電部により電気的に接続するものであれば、任意のものを用いることが可能である。

本発明の第１の実施の形態の基板装置の要部を示す断面図である。同上基板装置の要部を拡大して示す平面図である。同上基板装置を示す平面図である。同上基板装置を示す縦断面図である。同上基板装置を示す回路図である。本発明の第２の実施の形態の基板装置の要部を拡大して示す平面図である。

符号の説明

12 基板装置としての液晶セル
16 基板であるアレイ基板
17 基板である対向基板
19 接着部としてのシール部
21 導電部としてのトランスファパッド部
54 面積増加部
54a 第１突出部としてのアレイ側突出部
54b 第２突出部としての対向側突出部

Claims

互いに対向配置された一対の基板と、
前記一対の基板間を電気的に接続する導電部と、
この導電部と一部が重なって形成され、前記一対の基板を接着する接着部と、
前記接着部と前記導電部との重なった部分に形成され、前記接着部での前記一対の基板の少なくともいずれか一方の接触面積を増加させる面積増加部と
を具備したことを特徴とした基板装置。
前記面積増加部は、
前記一対の基板の一方から他方へと突出した第１突出部と、
この第１突出部とずれた位置にて前記一対の基板の他方から一方へと突出した第２突出部とを備えている
ことを特徴とした請求項１記載の基板装置。
前記第１突出部および前記第２突出部は、それぞれ線状に形成されている
ことを特徴とした請求項１または２記載の基板装置。
前記第１突出部および前記第２突出部は、それぞれ点状に複数形成されている
ことを特徴とした請求項１ないし３いずれか一記載の基板装置。