JP2011047975A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
液晶表示装置の機械的強度を改善すると共に、第１の基板と第２の基板に形成された配線との安定した電気的接続を確保することが可能な液晶表示装置を提供すること。
【解決手段】
第１の基板と第２の基板との間に液晶層を配置した液晶表示装置において、前記第１の基板は導電性を有する樹脂基板と偏光板とを有し、前記偏光板は前記樹脂基板の前記第２の基板と対向する面とは反対側の面に配置され、前記樹脂基板の主面は前記偏光板の主面から前記樹脂基板の主面の一部を露出する露出部を有し、前記第２の基板は複数の配線を有し、前記第１の基板は前記露出部を介して、前記複数の配線の少なくとも一つと電気的に接続されていることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は液晶表示装置に関し、特に、第１の基板（例えば、カラーフィルタを形成した基板）と第２の基板（例えば、薄膜トランジスタを形成した基板）とを対向して配置し、両基板間に液晶層を配置した液晶表示装置の機械的強度を改善すると共に、薄膜トランジスタを形成した基板に形成された配線とカラーフィルタを形成した基板との安定した電気的接続を確保することが可能な液晶表示装置に関する。

液晶表示装置は、携帯電話や携帯情報端末など種々の機器に広く利用され、近年では、液晶表示装置の薄型化、軽量化、表示面の湾曲化（フレキシブル化）を図るため、液晶表示装置を形成する基板材料に、薄ガラス基板や樹脂基板を用いることが行われている。

また、特許文献１などに示すように、横電界方式の液晶表示装置においては、薄膜トランジスタを形成した基板側に、画素電極と共通電極が形成され基板に平行に電界を発生させるよう構成されている。このような横電界方式では、カラーフィルタを形成した基板には液晶分子を駆動させる電極が形成されないので、液晶表示パネルの表面の外部から静電気等の高い電位が加わった場合に、表示の異常が発生するという問題が生じる。従って、特許文献１に示すように、カラーフィルタを形成した基板には、薄膜トランジスタを形成した基板に対向する面とは反対側の面に、導電膜を付与することが必要となる。

図９は、従来の液晶表示装置に利用される液晶表示パネルの一例であり、カラーフィルタを形成したガラス基板（基板ＳＵＢ１）と、薄膜トランジスタ（以下、「ＴＦＴ」という。）を形成したガラス基板（基板ＳＵＢ２）とを対向配置し、両基板の間に液晶層が形成されている。また、両基板の外側面には偏光板ＰＯ１，ＰＯ２が配置されている。

図９（ａ）は液晶表示パネルの平面図と断面図とを示し、図９（ｂ）は、点線ａで囲まれた領域の拡大図を示している。図９の平面図に示される様に、偏光板ＰＯ１の面積（横の長さＢ、縦の長さＤ）は基板ＳＵＢ１の面積（横の長さＡ、縦の長さＣ）より小さくなっている（Ａ＞Ｂ又はＣ＞Ｄ）。これは、基板ＳＵＢ１側の電気的接地を行うため、図１０に示すように、偏光板ＰＯ１から基板ＳＵＢ１の一部を露出させ、導電性ペーストＢＰで電気的に接続する領域を確保するためである。

図１０は、図９の液晶表示パネルにフレキシブルプリント回路配線ＦＰＣ（以下、「ＦＰＣ配線」という。）を接続した様子を示しており、図１０（ａ）は斜視図、図１０（ｂ）は電気的に接続した部分の断面図である。基板ＳＵＢ２上には、ＦＰＣ配線と接続するための配線ＣＬが形成されている。また、基板ＳＵＢ１の基板ＳＵＢ２に対向する面とは反対側の面には、導電性を付与するため、ＩＴＯなどの透明導電性膜ＣＯＮが設けられている。そして、該透明導電性膜ＣＯＮと配線ＣＬの内の接地用配線とを、銀ペーストなどの導電性ペーストＢＰで、電気的に接続している。符号ＳＥは、両基板間に液晶ＬＣを封止するためのシール部材を示している。

特開平９−１０５９１８号公報

従来の液晶表示装置において、ガラス基板の厚みは０．２ｍｍから０．５ｍｍ程度であるが、液晶表示装置の薄型化や軽量化、或いは表示面の湾曲化などを図るため、ガラス基板の厚みを０．０５ｍｍ以下まで薄く構成する場合には、ＩＴＯの真空スパッタ法や導電性塗布剤のコーティング法などにより、基板ＳＵＢ１に透明導電性膜を形成する際に、基板ＳＵＢ１が破損し易くなるという問題が生じる。

また、基板ＳＵＢ１に透明導電性膜を形成する代わりに、偏光板ＰＯ１に導電性を付与することにより、同様の静電気対策が期待される。しかし、偏光板（ポリビニルアルコール材）はその製造工程において、延伸することにより偏光特性を生じさせているものであり、経時変化により収縮を生じやすい。このため偏光板に導電性ペースト等にて電気的接地を施しても、偏光板の収縮により、導電性ペーストと導電性付与面との接続不良が発生しやすいという問題を生じる。

本発明が解決しようとする課題は、上記のような問題を解決し、液晶表示装置の機械的強度を改善すると共に、第２の基板（例えば、薄膜トランジスタを形成した基板）に形成された配線と第１の基板（例えば、カラーフィルタを形成した基板）との電気的接続を確保することが可能な液晶表示装置を提供することである。

本発明の表示装置は、上述した課題を解決するため、以下のような特徴を有する。

（１） 第１の基板と第２の基板とを対向して配置し、前記第１の基板と前記第２の基板との間に液晶層を配置した液晶表示装置において、前記第１の基板は導電性を有する樹脂基板と、偏光板とを有し、前記偏光板は、前記樹脂基板の前記第２の基板と対向する面とは反対側の面に配置され、前記樹脂基板の主面は、前記偏光板の主面から前記樹脂基板の主面の一部を露出する露出部を有し、前記第２の基板は複数の配線を有し、前記第１の基板は、前記露出部を介して、前記複数の配線の少なくとも一つと電気的に接続されていることを特徴とする。

（２） 上記（１）に記載の液晶表示装置において、前記偏光板の主面の面積は、前記樹脂基板の主面の面積より小さいことを特徴とする。

（３） 上記（１）に記載の液晶表示装置において、前記樹脂基板は切り欠き部分を有し、前記切り欠き部分に、前記露出部が形成されていることを特徴とする。

（４） 上記（１）に記載の液晶表示装置において、前記樹脂基板は前記偏光板の主面からはみ出すように形成された突出部分を有し、前記突出部分に、前記露出部が形成されていることを特徴とする。

（５） 上記（１）から（４）に記載の液晶表示装置において、前記樹脂基板は、前記樹脂基板の前記第２の基板と対向する面とは反対側の面に導電膜が形成されていることを特徴とする。

（６） 上記（１）から（５）に記載の液晶表示装置において、前記第１の基板にはカラーフィルタが形成され、前記第２の基板には薄膜トランジスタが形成されていることを特徴とする。

（７） 上記（１）から（５）に記載の液晶表示装置において、前記第２の基板にはカラーフィルタと薄膜トランジスタとが形成されていることを特徴とする。

（８） 上記（１）から（６）に記載の液晶表示装置において、前記第１の基板は、カラーフィルタを形成した第１のガラス基板を有し、前記樹脂基板は、前記第１のガラス基板の前記第２の基板と対向する面とは反対側の面に配置されていることを特徴とする。

（９） 上記（８）に記載の液晶表示装置において、前記第１のガラス基板の厚みは０．０５ｍｍ以下であることを特徴とする。

（１０） 上記（１）から（６）に記載の液晶表示装置において、前記樹脂基板上にカラーフィルタが形成されていることを特徴とする。

（１１） 上記（１）から（１０）に記載の液晶表示装置において、前記第２の基板は、第２のガラス基板と第２の樹脂基板とを有し、前記第２のガラス基板には、薄膜トランジスタが形成され、前記第２の樹脂基板は、前記第２のガラス基板の前記第１の基板と対向する面とは反対側の面に配置されていることを特徴とする。

（１２） 上記（１１）に記載の液晶表示装置において、前記第２のガラス基板の厚みは０．０５ｍｍ以下であることを特徴とする。

（１３） 上記（１）から（１０）に記載の液晶表示装置において、前記第２のガラス基板の厚みは０．０５ｍｍ以下であることを特徴とする。

（１４） 上記（１）から（１３）に記載の液晶表示装置において、複数の画素と、前記複数の画素毎に形成された画素電極と、前記画素電極との間に電界を生じさせる共通電極とを有し、前記画素電極と前記共通電極とは、前記第２の基板に形成されていることを特徴とする。

本発明によれば、カラーフィルタを形成した基板側に、樹脂基板を利用しているため機械的強度を高めることができ、しかも、該樹脂基板に導電性を付与し、該樹脂基板の偏光板から露出した部分に電気的接続を施すことで、第２の基板（例えば、薄膜トランジスタを形成した基板）に形成された配線と第１の基板（例えば、カラーフィルタを形成した基板）との安定した電気的接続も確保することが可能となる。

本発明の液晶表示装置に用いる液晶表示パネルの第１実施例を説明する図である。 図１に示した液晶表示パネルとＦＰＣ配線との接続の様子を説明する図である。 本発明の液晶表示装置に用いる液晶表示パネルの第２実施例を説明する図である。 本発明の液晶表示装置に用いる液晶表示パネルの第３実施例を説明する図である。 本発明の液晶表示装置に用いる液晶表示パネルの第４実施例を説明する図である。 図５に示した液晶表示パネルとＦＰＣ配線との接続の様子を説明する図である。 本発明の液晶表示装置に用いる液晶表示パネルの第５実施例を説明する図である。 図７に示した液晶表示パネルとＦＰＣ配線との接続の様子を説明する図である。 従来の液晶表示装置に用いる液晶表示パネルを説明する図である。 図９に示した従来の液晶表示パネルとＦＰＣ配線との接続の様子を説明する図である。

本発明に係る液晶表示装置について、以下に詳細に説明する。図１は、本発明の液晶表示装置に用いられる液晶表示パネルの第１実施例を示す図である。また、図２は、図１に示す液晶表示パネルとフレキシブルプリント回路配線（ＦＰＣ配線）とを接続した様子を示す図である。

本発明の液晶表示装置の特徴は、薄膜トランジスタを形成した基板とカラーフィルタを形成した基板とを対向して配置し、両基板間に液晶層を配置した液晶表示装置において、前記カラーフィルタを形成した基板側には導電性を付した樹脂基板ＲＥ１と、該樹脂基板の外側面（液晶層とは反対側の面）には偏光板ＰＯ１が設けられると共に、該偏光板ＰＯ１の面積は、該樹脂基板の外側面の面積より小さく、該樹脂基板の外側面で該偏光板から露出した部分を利用して電気的接続が行われていることを特徴とする。

第１実施例では、カラーフィルタを形成したガラス基板（基板ＳＵＢ１）は、液晶層側（基板ＳＵＢ２に対向する面側）にカラーフィルタが形成され、液晶層とは反対側（基板ＳＵＢ２に対向する面とは反対側の面）に樹脂基板ＲＥ１が貼り付けられ、さらに、該樹脂基板ＲＥ１の外側面には、偏光板ＰＯ１が貼り付けられている。基板ＳＵＢ１は、厚さが０．０５ｍｍ以下の薄板であり、当該基板ＳＵＢ１を補強するため樹脂基板ＲＥ１が設けられている。樹脂基板ＲＥ１の厚みは、０．１ｍｍ程度である。

樹脂基板ＲＥ１としては、ポリエチレンナフタレート、ポリイミド材、ポリカーボネート材などの耐熱性樹脂が好適に利用することが可能である。また、静電気による表示異常防止のため、樹脂基板ＲＥ１には導電性を付与している。導電性の付与方法としては、樹脂基板ＲＥ１の外側面に、ＩＴＯ、ポリアニリン、ポリチオフェンなどの透明導電性膜を設ける方法や、基板を構成する樹脂自体に導電性材料を使用する方法や、基板を構成する樹脂内に導電性材料を添加する方法などがある。

基板ＳＵＢ２には、各表示画素に対応する画素電極や共通電極、電極を駆動するスイッチング素子である薄膜トランジスタ、また、信号線や走査線、給電線などの各種配線が設けられている。特に、横電界方式の液晶表示装置においては、電極や配線などの電気的部材が基板ＳＵＢ２側に集中し、基板ＳＵＢ１側には電気的部材が全く存在しないため、上記静電気対策が不可欠となる。

基板ＳＵＢ２側についても、基板ＳＵＢ１と同様に、基板ＳＵＢ２自体を薄板化し、これを補強するため、樹脂基板ＲＥ２を設け、さらに、樹脂基板ＲＥ２の外側面に偏光板ＰＯ２を貼り付けることができる。樹脂基板ＲＥ２の材料は、基板ＳＵＢ１側の樹脂基板ＲＥ１と同様に、耐熱性樹脂が好適に利用可能であるが、上述したように、基板ＳＵＢ２側には、電極や配線などが配置されているため、特に樹脂基板ＲＥ２に導電性を付与する必要はない。

基板ＳＵＢ２と、基板ＳＵＢ１との間には、図２（ｂ）に示すように、シール部材ＳＥを用いて液晶ＬＣが封止されている。

基板ＳＵＢ２には、基板ＳＵＢ２上に形成された不図示の信号線や走査線、給電線を、液晶表示パネルの外部と接続するための配線ＣＬが形成されている。また、当該配線ＣＬには、基板ＳＵＢ１との電気的接続を行うための接地線も含まれている。

図２に示すように、液晶表示パネル、特に、基板ＳＵＢ２の配線ＣＬには、ＦＰＣ配線が接続されている。そして、樹脂基板ＲＥ１と配線ＣＬの内の接地線とは、図２のように、銀ペーストなどの導電性ペーストＢＰで電気的に接続されている。

次に、本発明の液晶表示装置の特徴である、樹脂基板ＲＥ１と配線ＣＬとを電気的接続するために、偏光板ＰＯ１の面積を樹脂基板ＲＥ１の外側面の面積より小さくする構成について説明する。図１、図３及び図４は、各種の実施例を示している。各図において、（ａ）には液晶表示パネルの平面図及び断面図を示し、（ｂ）には（ａ）の断面図における点線ａの領域の拡大図を示す。

図１の第１実施例では、偏光板ＰＯ１の主面の面積（横の長さＢ、縦の長さＤ）を、樹脂基板ＲＥ１の主面の面積（横の長さＡ、縦の長さＣ）より小さく構成している（Ａ＞Ｂ又はＣ＞Ｄ）。

また、図３に示す第２実施例では、樹脂基板ＲＥ１の一部が露出するように、偏光板ＰＯ１の一部に切り欠き部分１が形成されている。

さらに、図４に示す第３実施例では、樹脂基板ＲＥ１の一部が露出するように、樹脂基板ＲＥ１の一部が、タブ状に偏光板ＰＯ１からはみ出すように突出部分２が形成されている。

第１乃至３実施例は、いずれもカラーフィルタを形成したガラス基板（基板ＳＵＢ１）及び薄膜トランジスタを形成したガラス基板（基板ＳＵＢ２）を例示として用いているが、後述する各種基板の構成においても、同様に、樹脂基板の一部を偏光板から露出させる方法として採用することが可能である。

図５及び６は、本発明の液晶表示装置に係る第４実施例を示すものである。第４実施例では、カラーフィルタを形成する基板として、樹脂基板ＲＥ３を用いたものである。カラーフィルタを樹脂基板ＲＥ３に直接形成することにより、カラーフィルタ側の基板にガラス基板を使用する必要がなく、より一層の軽量化、表示面の湾曲化を図ることが可能となる。

樹脂基板ＲＥ３の外側面には、偏光板ＰＯ１が形成され、図１と同様に、偏光板ＰＯ１の面積は、樹脂基板ＲＥ３の面積より小さくする構成されている。樹脂基板ＲＥ３に用いる材料としては、第１実施例の樹脂基板ＲＥ１と同様な材料が使用可能である。また、第１実施例の樹脂基板ＲＥ１と同様に、樹脂基板ＲＥ３には導電性が付与されている。

図５又は図６に示すように、薄膜トランジスタを形成した基板側は、第１乃至３実施例と同様に、基板ＳＵＢ２に薄膜トランジスタ等を形成し、該基板ＳＵＢ２の外側面には、樹脂基板ＲＥ２と偏光板ＰＯ２が順次配置されている。そして、液晶ＬＣは、図６（ｂ）のように、基板ＳＵＢ２と樹脂基板ＲＥ３との間に、シール部材ＳＥを用いて封止されている。

図６は、図５に示す液晶表示パネルとＦＰＣ配線とを接続する様子を示したものであり、導電性ペーストＢＰを利用して、導電性を付した樹脂基板ＲＥ３と基板ＳＵＢ２上の接地線（配線ＣＬに含まれる）とが電気的に接続されている。

図７及び８は、本発明の液晶表示装置に係る第５実施例を示すものである。第５実施例では、カラーフィルタを形成する基板として、樹脂基板ＲＥ３を用いると共に、薄膜トランジスタを形成する基板にも樹脂基板ＲＥ４を用いている。カラーフィルタや薄膜トランジスタなどを樹脂基板ＲＥ３又はＲＥ４に直接形成することにより、液晶表示パネルを構成する基板にガラス基板を使用する必要がなく、更なる軽量化、表示面の湾曲化を図ることが可能となる。

樹脂基板ＲＥ３の内側面（液晶層と対向する面）にはカラーフィルタが形成され、樹脂基板ＲＥ４の内側面には薄膜トランジスタや各種電極・配線が形成されている。樹脂基板ＲＥ４に薄膜トランジスタや各種電極・配線を形成する方法としては、例えば、薄膜トランジスタや各種電極・配線を先ずガラス基板に形成し、該薄膜トランジスタや各種電極・配線を樹脂基板ＲＥ４に転写する方法が挙げられる。そして、樹脂基板ＲＥ３は、第１乃至４実施例と同様に、導電性が付与され、図８に示すように、樹脂基板ＲＥ４上に形成された配線ＣＬと導電性ペーストＢＰにより、電気的に接続されている。

各樹脂基板（ＲＥ３，ＲＥ４）の外側面には、偏光板（ＰＯ１，ＰＯ２）が形成され、特に、偏光板ＰＯ１の面積は、樹脂基板ＲＥ３の外側面の面積より小さくするよう構成されている。

尚、上記第１乃至５実施例においては、ガラス基板、樹脂基板を問わず、一対の基板の内、一方の基板に薄膜トランジスタや各種電極・配線を形成し、他方の基板にカラーフィルタを形成した構成を示したが、一方の基板に薄膜トランジスタや各種電極・配線と共にカラーフィルタも形成し（所謂カラーフィルタ・オン・ＴＦＴ構造）、他方の基板に導電性が付与された樹脂基板ＲＥ１又はＲＥ３を設ける構造にも、本願発明は適用可能である。

以上のように、本発明によれば、液晶表示装置の機械的強度を改善すると共に、薄膜トランジスタを形成した基板に形成された配線とカラーフィルタを形成した基板との安定した電気的接続を確保することが可能な液晶表示装置を提供することが可能となる。

ＢＰ 導電性ペースト
ＣＬ 配線
ＣＯＮ 透明導電性膜
ＦＰＣ フレキシブルプリント回路配線
ＲＥ１〜４ 樹脂基板
ＳＥ シール部材
ＬＣ 液晶
ＳＵＢ１ カラーフィルタを形成したガラス基板
ＳＵＢ２ 薄膜トランジスタを形成したガラス基板
ＰＯ１，２ 偏光板

Claims (14)

1. 第１の基板と第２の基板とを対向して配置し、前記第１の基板と前記第２の基板との間に液晶層を配置した液晶表示装置において、
   前記第１の基板は導電性を有する樹脂基板と、偏光板とを有し、
   前記偏光板は、前記樹脂基板の前記第２の基板と対向する面とは反対側の面に配置され、
   前記樹脂基板の主面は、前記偏光板の主面から前記樹脂基板の主面の一部を露出する露出部を有し、
   前記第２の基板は複数の配線を有し、
   前記第１の基板は、前記露出部を介して、前記複数の配線の少なくとも一つと電気的に接続されていることを特徴とする液晶表示装置。
2. 前記偏光板の主面の面積は、前記樹脂基板の主面の面積より小さいことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 前記樹脂基板は切り欠き部分を有し、
   前記切り欠き部分に、前記露出部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
4. 前記樹脂基板は前記偏光板の主面からはみ出すように形成された突出部分を有し、
   前記突出部分に、前記露出部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
5. 前記樹脂基板は、前記樹脂基板の前記第２の基板と対向する面とは反対側の面に導電膜が形成されていることを特徴とする請求項１から請求項４の何れか１項に記載の液晶表示装置。
6. 前記第１の基板にはカラーフィルタが形成され、前記第２の基板には薄膜トランジスタが形成されていることを特徴とする請求項１から請求項５の何れか１項に記載の液晶表示装置。
7. 前記第２の基板にはカラーフィルタと薄膜トランジスタとが形成されていることを特徴とする請求項１から請求項５の何れか１項に記載の液晶表示装置。
8. 前記第１の基板は、カラーフィルタを形成した第１のガラス基板を有し、
   前記樹脂基板は、前記第１のガラス基板の前記第２の基板と対向する面とは反対側の面に配置されていることを特徴とする請求項１から請求項６の何れか１項に記載の液晶表示装置。
9. 前記第１のガラス基板の厚みは０．０５ｍｍ以下であることを特徴とする請求項８に記載の液晶表示装置。
10. 前記樹脂基板上にカラーフィルタが形成されていることを特徴とする請求項１から請求項６の何れか１項に記載の液晶表示装置。
11. 前記第２の基板は、第２のガラス基板と第２の樹脂基板とを有し、
    前記第２のガラス基板には、薄膜トランジスタが形成され、
    前記第２の樹脂基板は、前記第２のガラス基板の前記第１の基板と対向する面とは反対側の面に配置されていることを特徴とする請求項１から請求項１０の何れか１項に記載の液晶表示装置。
12. 前記第２のガラス基板の厚みは０．０５ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１１に記載の液晶表示装置。
13. 前記第２の基板は第２の樹脂基板を有し、
    前記第２の樹脂基板上に薄膜トランジスタが形成されていることを特徴とする請求項１から請求項１０の何れか１項に記載の液晶表示装置。
14. 複数の画素と、前記複数の画素毎に形成された画素電極と、前記画素電極との間に電界を生じさせる共通電極とを有し、
    前記画素電極と前記共通電極とは、前記第２の基板に形成されていることを特徴とする請求項１から請求項１３の何れか１項に記載の液晶表示装置。

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