JP2012073473A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 上透明基板の表面に形成された保護用電極と下透明基板の配線電極を、液晶パネルの側面に設けた導電材で電気的に接続した液晶表示装置について、基板の破損や導電材の接続状態を容易にチェック可能な構成とする。
【解決手段】 液晶パネルを構成する上透明基板１の外表面に設けられた保護用電極３を設け、下透明基板２に、画素電極に信号を供給する複数の配線８と、この複数の配線のうち両端の配線より外形側に形成された放電用第一配線５及び放電用第二配線６と、外部の回路と電気的に接続するための端子電極を設けた。このとき、放電用第一配線５及び放電用第二配線６と保護用電極３を電気的に接続するために、シール材９の外側の上透明基板１と下透明基板２の内表面の間から上透明基板１の端面にかけて導電材４を設けることとした。
【選択図】図１

Description

本発明は、液晶表示装置に関するものである。特に、液晶パネルの表示視認側表面に、外部から印加される静電気から液晶パネルを保護するための保護電極が形成された液晶表示装置に関する。

携帯電話やノート型パソコン等の表示装置には、薄型で消費電力が少ないといった利点から液晶表示装置が広く用いられていた。しかし、半導体集積回路や回路基板と異なり、液晶表示装置の表示面は外部に露出している。この表示面と布等が接触して擦れたり、帯電した人の指が表示面に触れたりすることにより、数１００Ｖから数１０００Ｖの静電気が液晶表示装置の表示面に印加される。

一方、液晶表示装置の液晶パネルを構成するガラス基板の厚さを薄くすることが要求されている。例えば、携帯電話用の液晶表示装置では液晶パネルのガラス基板の厚さを０．２ｍｍ〜０．２５ｍｍ程度にする要求がある。薄いガラス基板では、液晶パネルの表面に到達した静電気が、ガラス基板を突き抜けて液晶パネル内に到達し、液晶分子の配向乱れを引き起こしたり、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）の破壊を引き起こしたりする虞がある。そこで、静電気から液晶パネルを保護するために、液晶パネルを構成するガラス基板の外表面に保護用電極が形成されている。すなわち、保護用電極を上基板の外表面に形成し、放電用電極と、外部の駆動回路に電気的に接続するための端子電極と放電用電極を繋ぐ配線を下基板の内表面に形成する。そして、保護用電極の放電用電極を導通させるために、液晶パネルの端面に導電性ペーストを供給して導電材を設けることが知られている（例えば、特許文献１を参照）。このような構成により、外部からの静電気が、保護用電極、導電材、放電用電極、端子電極の順に外部に放電されることとなり、液晶パネルに悪影響を及ぼさない。

特開２００８−２０９５２９号公報

しかしながら、特許文献１に記載の液晶表示装置は、ガラス基板の厚さが薄くなっているだけでなく、液晶パネルの端面にディッピングや塗布により導電材を設ける際に、下ガラス基板を破損する恐れがある。下ガラス基板では端子電極が形成された部分は、上ガラス基板と重なっていない部分であるため強度が低く、その角部から亀裂が入るおそれがあった。上ガラス基板の端子部に亀裂が入ると、表示画素を駆動するための信号配線が断線して、画像を表示することができないといった不具合が生じる。しかし、不具合の原因を調べる作業は煩雑であった。

そこで、本発明の液晶表示装置は、画素電極と、画素電極に信号を供給する複数の配線と、外部の回路と電気的に接続するための端子電極が形成された下基板と、互いの内表面が対向するとともに、端子電極が露出された端子部が形成されるように、下基板にシール材を用いて固定された上基板と、上基板と下基板の間隙の、シール材の内側の領域に封入された液晶と、上基板の外表面に設けられた保護用電極と、複数の配線のうち両端の配線より外形側に形成された放電用第一配線と放電用第二配線を備えている。このとき、放電用第一配線と放電用第二配線はシール材の外側に存在する放電用第一電極と放電用第二電極を構成するとともに、放電用第一電極及び放電用第二電極と保護用電極を電気的に接続するために、シール材の外側の上基板と下基板の内表面の間から上基板の端面にかけて導電材を設けることとした。

さらに、放電用第一配線と放電用第二配線のそれぞれが、画素電極に信号を供給する複数の配線のうちの両端の配線に沿って形成することとした。

本発明によれば、液晶パネルの外表面に設けられた保護用電極を利用して、断線の検出が可能になるため、コストアップすることなく信号配線の断線確認ができる。

本発明の液晶表示装置の実施例を示す模式図である。

本発明の液晶表示装置は、外表面に保護用電極が形成された上基板と、内表面に画素電極が形成された下基板を対向させてシール材で接合し、上基板と下基板の間隙に液晶層を設けた構成である。さらに、下基板には画像を表示するための画素電極に信号を供給する複数の配線と、外部回路と電気的に接続するための端子電極が形成されている。また、複数の配線のうち両端の配線より外形側には放電用第一配線と放電用第二配線が下基板に形成され、放電用第一配線と放電用第二配線はシール材の外側に存在する放電用第一電極と放電用第二電極を有している。また、放電用第一配線と放電用第二配線は電気的に独立している。そして、シール材の外側の上基板と下基板との内表面の間から上基板の端面にかけて導電材が設けられている。この導電材が、放電用第一電極及び放電用第二電極と保護用電極を電気的に接続する。

このような構成の液晶表示装置で、放電用第一配線と放電用第二配線との間の抵抗を測定し、測定結果が無限大（オープン）であれば、（１）下基板の破損により放電用第一配線と放電用第二配線の少なくとも一方が断線している、あるいは、（２）導電材が、放電用第一電極及び放電用第二電極と保護用電極を電気的に接続していない、のいずれかが原因と推定でき、測定結果が非常に低い所定値（放電用配線の材料、形状により決定される固有の値）であった場合に断線していないと判断することができる。（１）の場合には、両配線の内側に存在する、画素電極に信号を供給する複数の配線も断線している可能性もある。逆に、表示画面に欠陥画素があり、放電用第一配線と放電用第二配線との間の抵抗が無限大であれば、下基板の欠損による断線と容易に特定できる。

そのため、放電用第一配線と放電用第二配線のそれぞれは、画素電極に信号を供給する複数の配線のうち、両端の配線に沿って形成することが望ましい。（１）の推定の時に、素電極に信号を供給する複数の配線が断線しているという判断が高い確度で行える。

さらに、導電材を、放電用第一電極と保護用電極を電気的に接続する第一の導電材と、放電用第二電極と保護用電極を電気的に接続する第二の導電材に、分割して形成してもよい。この場合、放電用第一配線〜放電用第一電極〜第一導電材〜保護用電極〜第二導電材〜放電用第二電極〜放電用第一配線という電気的配線となる。したがって、保護用電極が形成されているかどうかも容易に確認できる。

さらに、下基板の端子電極と接続する電極を持つフレキシブル基板が端子部に接続される。下基板の端子電極の両端側には、放電用第一配線と放電用第二配線が延在して形成されている。そして、フレキシブル基板には、放電用第一配線に接続する第一電極と放電用第二配線に接続する第二電極が形成されており、この第一電極と第二電極が外部回路のＧＮＤに接続されている。このような構成により、液晶パネルの状態で電気的接続状態を判定した配線経路（放電用第一配線〜放電用第一電極〜導電材（〜保護用電極〜導電材）〜放電用第二電極〜放電用第二配線）を利用して、液晶表示装置の製品状態では保護用電極を外部回路のＧＮＤに部品点数や製造工程の増加なく接続でき、保護用電極の静電保護機能が実現する。
以下、本発明の液晶表示装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。

（実施例１）
本実施例の液晶表示装置を図１に模式的に示す。図１（ａ）は液晶表示装置１０の斜視図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＸＸ´線による断面図である。図示するように、液晶パネルは、上透明基板１と下透明基板２が所定の間隙を持つようにシール材９で接着した構成であり、その間隙に液晶層１１が封入されている。この液晶パネルの形状、すなわち、上透明基板１と下透明基板２の形状は矩形である。下透明基板２には液晶パネルを駆動するドライバＩＣ７が実装されている。上透明基板１は下透明基板２より小さく、このドライバＩＣ７が露出するように下透明基板２に接着されている。この露出した段差部を下透明基板２の端子部と称す。この端子部にはドライバＩＣ７に信号を供給するためのＦＰＣ基板１５が接続されている。

上透明基板１の外表面には静電気から液晶パネルを保護するための保護用電極３が形成されている。下透明基板２の液晶層１１側の表面（内表面）には、駆動用配線群８の両端の配線の外側に一対の放電用配線、すなわち、放電用第一配線５と放電用第二配線６が形成されている。放電用第一配線５と放電用第二配線６は下透明基板上２では分離して形成されている。したがって、下透明基板２を単体で見た場合、放電用第一配線５と放電用第二配線６は導通しておらず、この間の抵抗値を測定すると無限大（オープン）となる。放電用第一配線５と放電用第二配線６はシール材９の外側（基板の外周側）まで延在しており、この部分が放電用第一電極と放電用第二電極となる。そして、図１（ｂ）に示すように、液晶パネルの矩形の一辺において、上透明基板１の端部Ｔ１の表面、シール材９の側面Ｔ２及び下透明基板２の端部Ｔ３の表面を覆うように導電材４が設けられている。導電材４は保護用電極３と放電用電極を電気的に接続している。図示するように、本実施例では導電材４は液晶パネルの一辺の全体に設けられている。したがって、放電用第一配線５と放電用第二配線６は導電材４により電気的に接続される。また、保護用電極３は導電材４を介して放電用第一配線５と放電用第二配線６に電気的に接続される。あるいは、導電材４を液晶パネルの一辺の全体に設けずに、放電用第一電極と放電用第二電極の部分に個別に設けてもよい。この場合には、放電用第一配線５と放電用第二配線６は、２か所の導電材４と保護用電極３を介して電気的に接続されることとなる。すなわち、放電用第一配線５と保護用電極３は第一の導電材を介して、放電用第二配線６と保護用電極３は第二の導電材を介して電気的に接続される。第一の導電材と第二の導電材は、端子部の側とは反対側の辺のコーナー部に設けるとよい。表示パネルのコーナー部（角部）を導電材溶液中に浸漬することで導電材を設けることができる。

また、この下透明基板２の内表面には、液晶層１１に電圧を印加して画像を表示するための画素電極（図示しない）と、画素電極に信号を供給するための駆動用配線群８が形成されている。駆動用配線群８はドライバＩＣ７と画素電極を繋ぐ配線群である。また、外形側に複数の端子電極（図示しない）が形成されており、ドライバＩＣ７の入力端子に接続されている。一方、端子電極とＦＰＣ基板１５のＦＰＣ電極１６は異方性接着剤１８により接着されている。このような構成により、図示しない外部回路からの信号がＦＰＣ電極１６と端子電極を介してドライバＩＣ７に供給される。

この端子電極のうち、両端の端子電極の外側には、それぞれ放電用第一配線５と放電用第二配線６が延在されて接続電極を構成している。この２つの接続電極に対応したＦＰＣ電極をＦＰＣ基板に設けることにより、このＦＰＣ基板を用いて放電用第一配線５〜導電材４〜放電用第二配線６間の接続状態を測定することができる。また、このＦＰＣ基板を外部回路に接続したときに、放電用第一配線５と放電用第二配線６がＧＮＤに接続するように構成される。これにより、保護用電極３が接地状態になるため、液晶パネル表面に静電気が印加されても、液晶パネルを害することがない。

また、ここでは、説明を簡単にするため図示を省略しているが、上透明基板１には、特定色の光だけを透過させるカラーフィルタと、カラーフィルタを保護する保護膜が設けられている。また、カラーフィルタの着色部間にはブラックマトリックスと呼ばれる遮光膜が設けられる。また、液晶パネルが透過型、あるいは半透過型の場合には、下透明基板２の背後にバックライトが配置される。バックライトは光源と光源からの光を照射面に導く導光体を有している。下透明基板２と導光体との間には、プリズムシートと偏光板が設けられる。そして、液晶層内に、液晶層の厚さ（セルギャップ）を制御するスペーサが設けられている。各画素電極は、下透明基板２に形成された複数の配線８により供給される信号により駆動制御される。

また、本発明の構成を横電界方式の液晶パネルに適用するとより効果がある。横電界方式の液晶パネルは上透明基板１の内表面側に電極が形成されていない。そのため、上透明基板１の外表面に保護用電極３を形成すると、外部から液晶層に外乱電圧が印加することも防げるため、表示画像が乱れ難くなる。一般に、透明基板としてガラス基板が利用されている。

なお、ドライバＩＣ７は液晶パネル外に設置してもよい。保護用電極３には透明電極が適しており、ＩＴＯ（インジウム・スズ酸化物）、インジウム酸化物（Ｉｎ２Ｏ３）、スズ酸化物（ＳｎＯ２）、亜鉛酸化物（ＺｎＯ２）やこれらの混合物によりに形成できる。また、保護用電極３としてアクリル樹脂に導電性粒子を混入した導電性膜や、ポリチオフェン類などの有機導電膜を使用することができる。導電材４は、ＩＴＯ、Ｉ２Ｏ３、ＺｎＯ２、ＺｎＯ２等の透明導電性粒子やＣｕ、Ａｇ、Ａｕ等の金属粒子が分散された有機溶液に液晶パネルの一辺を浸漬し、その後有機溶液から取り出して乾燥して堆積させた。これにより、導電材４の形成領域における上透明基板１の上部表面や下透明基板２の下部表面に滑らかに導電材４を形成することができる。その結果、液晶パネルとその上部に配置されるカバーガラスとの間や、下部に配置される光学フィルム又は平面型光源との間に不要なスペースを設ける必要がなく、液晶パネルを組み込んだ液晶表示装置全体を薄く構成することができる。

また、放電用第一配線５及び放電用第二配線６には、ＩＴＯ、Ｉｎ２Ｏ３、ＳｎＯ２、ＺｎＯ２等の透明導電材料、Ａｌ、Ｃｒ、Ｍｏ、ＡｌＮｄ等の金属材料を使用することができる。ＦＰＣ基板１５と接続するための端子電極や、導電材４と電気的に接続する放電用電極には、腐食され難いＩＴＯを使用するのが好ましい。

以上説明したように、本実施例によれば、表示画像の不具合の原因が基板の欠損による信号配線の断線であるか否かを、煩雑な作業を要することなく、容易、且つ、迅速に判断することができる。

１ 上透明基板
２ 下透明基板
３ 保護用電極
４ 導電材
５ 放電用第一配線
６ 放電用第二配線
７ ドライバＩＣ
８ 駆動用配線群
９ シール材
１０ 液晶表示装置
１１ 液晶層
１５ ＦＰＣ基板
１６ ＦＰＣ電極
１８ 異方性接着剤

Claims (12)

1. 画素電極と、前記画素電極に信号を供給する複数の配線と、外部の回路と電気的に接続するための端子電極が形成された下基板と、
   互いの内表面が対向するとともに、前記端子電極が露出された端子部が形成されるように、前記下基板にシール材を用いて固定された上基板と、
   前記上基板と前記下基板の間隙の、前記シール材の内側の領域に封入された液晶と、
   前記上基板の外表面に設けられた保護用電極と、
   前記複数の配線のうち両端の配線より外形側に形成された放電用第一配線と放電用第二配線と、を備え、
   前記放電用第一配線と前記放電用第二配線は前記シール材の外側に存在する放電用第一電極と放電用第二電極を構成するとともに、
   前記放電用第一電極及び前記放電用第二電極と保護用電極を電気的に接続するために、前記シール材の外側の前記上基板と前記下基板の内表面の間から前記上基板の端面にかけて導電材が設けられたことを特徴とする液晶表示装置。
2. 前記放電用第一配線と前記放電用第二配線のそれぞれは、前記両端の配線に沿って形成されたことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 前記導電材が、前記放電用第一電極と保護用電極を電気的に接続する第一の導電材と、前記放電用第二電極と保護用電極を電気的に接続する第二の導電材を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の液晶表示装置。
4. 前記導電材が、前記端子部の側ではない辺に設けられたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
5. 前記導電材が、前記端子部の側とは反対側の辺に設けられたことを特徴とする請求項４に記載の液晶表示装置。
6. 前記第一の導電材と前記第二の導電材が、前記端子部の側とは反対側の辺のコーナー部に設けられたことを特徴とする請求項３または４に記載の液晶表示装置。
7. 前記下基板に実装され、前記画素電極に信号を出力するドライバＩＣと、
   前記下基板に形成された、前記端子電極と前記ドライバＩＣの入力端子を接続する入力配線を備え、
   前記複数の配線は前記ドライバＩＣの出力端子に接続された配線であり、
   前記放電用第一配線と前記放電用第二配線は、前記入力配線のうち両端の配線より外形側に形成されたことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
8. 前記下基板には、前記端子電極と接続する電極を有するフレキシブル基板が接続されており、
   前記フレキシブル基板には、前記放電用第一配線に接続する第一電極と前記放電用第二配線に接続する第二電極と、前記第一電極と接続する第一検知用端子と、前記第二電極と接続する第二検知用端子が形成されたことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
9. 前記下基板と外部回路の間に、前記端子電極と接続する電極を有するフレキシブル基板が設けられており、
   前記フレキシブル基板が、前記放電用第一配線に接続する第一電極と前記放電用第二配線に接続する第二電極を備え、
   前記第一電極と前記第二電極が前記外部回路のＧＮＤに接続されたことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
10. 前記前記放電用第一配線と前記放電用第二配線が金属材料で形成されたことを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
11. 前記液晶は、横電界方式により駆動されることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
12. 前記保護用電極が透明電極であることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載の液晶表示装置。

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