JP2942518B2

JP2942518B2 - 液晶表示装置

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Publication number: JP2942518B2
Application number: JP11861097A
Authority: JP
Inventors: 舜平山崎; 晃間瀬; 寛幸坂寄
Original assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Current assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority date: 1997-04-23
Filing date: 1997-04-23
Publication date: 1999-08-30
Anticipated expiration: 2014-08-30
Also published as: JPH1048646A

Description

【発明の詳細な説明】【０００１】【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置およ
び液晶表示装置の作製方法に関するものである。特に、
本発明は、マイクロコンピュ−タ、ワ−ドプロセッサ、
またはテレビ等の電子機器に使用される表示部の薄型化
を図る単純マトリックス方式の液晶表示装置および液晶
表示装置の作製方法に関するものである。【０００２】【従来の技術】従来の液晶表示装置は、二つの透明基板
の内側に、それぞれ透明導電膜、配向膜が設けられ、こ
れらの間に液晶が充填されている。そして、透明導電膜
からなる二つの電極間には、電圧が印加される。この時
の「電圧の有無」または「電圧の向き」は、液晶を透明
あるいは不透明に制御して、液晶表示装置に文字、グラ
フまたは絵を表示している。この単純マトリックス方式
の液晶表示装置において、Ｘ方向の電極・リード群およ
びＹ方向の電極・リード群は、共にフォトマスク、フォ
トレジストを用いたフォトエッチングの工程を用いて作
製されている。このため、単純マトリックス方式という
きわめて単純な電極・リード群であっても、きわめて精
密なフォトエッチングプロセスを用いていた。【０００３】このため、単純マトリックス方式における
電極・リードの作製は、多くの工程を必要とし、その結
果として、パネル全体の価格上昇が避けられなかった。
他方、本出願人は、この単純マトリックス方式によっ
て、液晶表示装置を作製するに際し、基板上の周辺部を
除き、全面に極細(10 μｍ〜100 μｍ）の幅の線状のレ
−ザ光を照射して、この照射された部分のみを選択的に
除去し、残された部分を電極・リードとしていた。この
単純マトリックス方式を用いるならば、基板上に周辺部
を除き、全面に形成された透光性導電膜に対し、フォト
レジストのコ−ト工程、プリベ−ク工程、露光工程、現
像工程、ポストベ−ク工程、透光性導電膜のエッチング
工程、レジストの剥離工程を経ることなくパタ−ニング
することが可能となる。【０００４】また、従来方式において、Ｘ方向の透光性
導電膜の電極・リード群と、他方のＹ方向の透光性導電
膜の電極・リード群との位置合わせは、基板と周辺回路
とのフレキシブルコネクタによる連結の際に、きわめて
精密に実行することが必要とされていた。このため、図
１における符号(9) に示す如く、パネルの周辺部におい
て、パネルの封止用樹脂に接触することなく電極・リー
ドを配設することが重要であった。【０００５】図１は従来の液晶表示装置を説明するため
の縦断面図である。図１において、液晶表示用の二つの
透明基板(1) 、(1')の周辺部には、液晶が外部にもれな
いような樹脂部材によって樹脂とスペーサとを混合した
シール材(6) が設けられ、二つの基板間を一定に保って
いる。かつ、この樹脂とスペーサとを混合したシール材
(6) は、電極・リード(2) 、(2')に決して触れることが
ないように注意が払われている。もし、この電極の一部
が樹脂とスペーサとを混合したシール材(6) によって覆
われると、その部分には、液晶(5) が充填されず、表示
不可能領域が形成される。このため、電極・リード(2)
、(2')の端部と、樹脂とスペーサとを混合したシール
材(6) との端部の間隙(9) は、３ｍｍ〜５ｍｍもあけて
おくことが一般的である。【０００６】【発明が解決しようとする課題】しかし、上記間隙は、
製造プロセスにおけるマージンとしてとらえられ、本来
表示部をより大きくするために、全く不要なものであっ
た。加えて、電極・リードと周辺回路用のプリント配線
基板（ＰＣＢ）との連結は、これまできわめて精密な貼
り合わせによる電気的接合が必要であった。しかし、精
密な配線群は、それぞれのリードが数百μｍ間隔に精密
に配設され、かつそれぞれが液晶表示パネルの電極・リ
ードと一対一の対応をして連結される。加えて、電気的
分離領域において、それぞれの電極・リードは、隣の電
極・リードとの電気的ショ−トを防ぐために、精密なパ
タ−ンを互いに位置合わせする必要がある。このような
高度な技術は、製造歩留まりの低下および製造価格の上
昇を誘発してしまった。【０００７】本発明は、以上のような課題を解決するた
めのもので、基板上に形成されたストライブ状導電性薄
膜の一部を樹脂とスペーサとを混合したシール材で覆う
ことにより、二つの基板の位置合わせを精密に行わずに
済む液晶表示装置および液晶表示装置の作製方法を提供
することを目的とする。【０００８】【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明の液晶表示装置は、第１の基板上にＸ方向に
ストライプ状に形成された複数本の導電性薄膜と、第２
の基板上にＹ方向にストライプ状に形成された複数本の
導電性薄膜と、前記Ｘ方向の導電性薄膜と前記Ｙ方向の
導電性薄膜との間に設けられ、前記第１の基板と前記第
２の基板とシール材とに囲まれている液晶とからなり、
前記Ｘ方向またはＹ方向に形成された複数本の導電性薄
膜のうち、少なくとも一本の導電性薄膜は、前記液晶が
存在しない領域に設けられており、その一部が、前記シ
ール材に覆われていることを特徴とする。【０００９】【発明の実施の形態】本発明は、Ｘ方向またはＹ方向に
形成された複数本の導電性薄膜のうち、少なくとも一本
の導電性薄膜は液晶が存在しない領域に設けられてお
り、かつその一部が、液晶を封止しているシール材に覆
われているため、セルを構成する上下のパネルを精密に
マスク合わせするのではなく、まったく盲目的に行うこ
とができる。このため、Ｘ方向の透光性導電膜の電極・
リード群と、Ｙ方向の透光性導電膜の電極・リード群
は、各基板の周辺部を除く全面に形成されている。すな
わち、まず、各基板上の周辺部を除く全面に透明導電膜
を形成する。さらに、実施例に従いエキシマレ−ザ光を
用い、線状のパターニングを行う。さらに、このパター
ニングにより、一方の電極・リード群は、Ｘ方向に、ま
た、他方の電極・リード群は、Ｙ方向に配設される。【００１０】この後、スペーサを用いつつ、各基板の周
辺部を所定の電極間隔とするように有機樹脂を設ける。
この液晶の領域を除き、かつ上下の電極間隔を一定にす
るための樹脂は、図４に示す如く、Ｘ方向またはＹ方向
の電極・リード群の上記各基板の周辺部に位置する少な
くとも一本の電極・リードをも覆うように設けられてお
り、液晶が存在しない領域に形成されていると共に、液
晶を封止している。このことにより、本発明において
は、二つのパネルの精密な位置合わせをまったく必要と
しない。ただ、二つのパネルを貼り合わせた後、再び剥
離しない程度に十分な強度を有せしめることが重要であ
る。【００１１】この単純マトリックス方式において、外部
回路との連結用のフレキシブル配線は、さらに、その内
側のＸ方向の電極・リード群（図４(C) では(30') に対
応)、またはＹ方向の電極・リード群（図４(C) では(3
1') に対応) と連結すればよい。かくすることにより、
単純マトリックス方式の電極群を作るに際し、フォトエ
ッチング工程は、必要としなくなった。また、上下のパ
ネルの貼り合わせの際に、精密な位置合わせが不要とな
った。【００１２】さらに、周辺回路構成用のプリント配線基
板（ＰＣＢ）とフレキシブル配線との連結は、精密な位
置合わせが不要になった。これらにより、これまで大型
化に最も重要な信頼性低下の原因であった外部回路と液
晶表示装置との連結部における信頼性の低下を完全に防
ぐことができるようになった。【００１３】【実施例】以下、実施例に従い、本発明を説明す
る。実施例１図２は本発明の液晶表示装置の作製に必要な透明導電膜
のパターニングをレジストレスであって、かつフォトマ
スクを用いることにより実施したものを説明するための
図である。図２において、光学系は、エキシマレーザを
用いた本発明のレーザ加工が示されている。エキシマレ
ーザ(17)は、波長248 ｎｍ、Ｅｇ＝5.0 ｅＶを用いた。
すると、初期の光ビーム(18)は、16ｍｍ×20ｍｍを有
し、効率３％であるため、350 ｍＪを有する。さらに、
この光ビーム(18)は、ビームエキスパンダ(16)にて、長
面積化または大面積化され、すなわち、16ｍｍ×300 ｍ
ｍに拡大された( 図２(11)) 。【００１４】この装置に5.6 ×10^-2ｍＪ／ｍｍ² をエネ
ルギー密度で得た。さらに、合成石英製のシリンドリカ
ルレンズ(14)で加工面での開溝幅がマスクを用いない場
合、100 μｍとなるべく集光(12-1)した。マスクは、石
英板(13)を用いた。このマスクの下側には、クロム、Mo
Si₂等の耐熱性遮光材(13') が選択的に設けられ、マス
クを構成している。ここで、集光(12-1)より選択的に一
部の光ビーム(12-2)が選択され、選択された光ビーム
は、被加工面(2) に照射される。【００１５】かくして、長さ30cm、幅20μｍのスリット
状の光ビーム(12-2)は、基板(1) 上の被加工物(2) に線
状に照射されて、開溝(8) が形成される。被加工面とし
て、ガラス上の透明導電膜（Ｅｇ＝３．５ｅＶ）を有す
る基板(1) に対し、エキシマレーザ(Questec Inc. 製)
が用いられた。パルス光は、KrF 248 ｎｍとした。光学
的エネルギバンドー幅は、5.0 ｅＶであるため、パルス
光が十分に吸収された。これは、パルス光が透明導電膜
のみを選択的に加工し得るからである。【００１６】パルス幅は、20ｎ秒、繰り返し周波数１Ｈ
ｚ〜100 Ｈｚ、たとえば、10Ｈｚ、また、被加工物は、
ガラス基板上の透光性導電膜（CTF ）である酸化スズ(S
nO₂₎を用いた。この被膜に加工を行うと、一回のみの線
状のパルス光の照射で開溝(8) が完全に白濁化され、透
光性導電膜（CTF ）が微粉末になった。これをアセトン
水溶液にて、超音波洗浄 (周波数29ＫＨｚ）約１分〜10
分行い、この透光性導電膜（CTF ）を除去した。下地の
ソーダガラスは、まったく損傷を受けていなかった。【００１７】図３は図２におけるレーザビーム光の状態
を説明するための図である。すなわち、レーザ光より照
射された状態は、図３（Ａ）に示す矩形(18)となる。こ
れがエキスパンダにて長さ方向に拡大(11)され、図３
（Ｂ）に示すような長い矩形を得る。さらに、フォトマ
スクによりレーザ光は、その一部周辺(12-1)が除去さ
れ、極細の開溝(12-2)が図３に示されているように形成
される。ビーム光幅(12-1)は、100 μｍとし、マスクで
一部が遮光されたビームの幅(12-2)は、20μｍとした。【００１８】この時、単純に中央部のみマスクで選択す
ると図３(C-1) を得る。また、端部を太くすると図３(C
-2) を得る。この図面において、端部には、マスクがな
い場合である。端部を太くしつつも、この太さ、形状を
マスクで規定すると、図３(C-3) となる。図３(C-3)
は、図３(C-1) 、(C-2) に比べわかりやすくするため、
図面を拡大してある。この作業を繰り返すことにより、
図４(A-1) 、(A-2) に示された単純マトリックス方式の
電極・リード群を得ることができる。【００１９】実施例２図４は実施例１により得られた透明導電膜を用いた電極
・リード群により液晶表示装置を作った例を説明するた
めの図である。図４(A-1) 、(A-2) は、一対のガラス基
板(1) 、(1')を有する。その内側にＸ方向の電極・リー
ド(2')およびＹ方向の電極・リード(2')を有する。この
一対のパネルを一定の間隔とし、周辺部は、樹脂とスペ
ーサとを混合したシール材(6) により封止される。この
樹脂とスペーサとを混合したシール材(6)は、ガラス基
板(1) 、(1')の周辺のみではなく、一部の電極上面(30-
1)、 (30-2) 上をも覆っており、それぞれのガラス基板
(1) 、(1')を近接固定せしめている。【００２０】図４において、樹脂とスペーサとを混合し
たシール材(6) は、Ｙ方向の電極・リードにおける端部
のすべてである符号(30-1)の部分を覆っている。この状
態を表す平面図は、図４（Ｃ）として示されている。図
４から明らかな如く、ここではＹ方向の電極・リード(3
0-3)、およびＸ方向の電極・リード(31-3)は、マージン
をとるため使用しない。表示に直接用いる電極・リード
は、符号(30') 、(31') によって示された領域である。
すなわち、この領域の電極・リードと周辺回路が設けら
れたプリント配線基板（ＰＣＢ）とは、図示されていな
いフレキシブル配線で連結させた。この配線の合わせ精
度の誤差により、未使用の電極・リードを一つ(30-3)、
(31-3)有するが、これはない場合または二つまたはそれ
以上生ずる場合もあり得る。【００２１】【発明の効果】本発明によれば、以上説明したように、
透明基板上に形成された透明導電膜のパターニングをレ
ジストレスプロセスを用い、エキシマレーザ光による線
スクライブプロセスにより実施した。このため、透光性
基板上に形成された導電膜のパターニングが廉価とな
る。しかし、この工程で欠点とされている任意形状を有
せしめ得ないことに関しては、本発明の目的の単純マト
リックス方式の液晶表示装置において、何ら欠点となら
ないことも判明した。また、実施例１で説明したよう
に、Ｘ方向またはＹ方向に形成される複数本の導電性薄
膜のうち、少なくとも一本の導電性薄膜は、基板の周辺
部に位置していると共に、液晶が存在しない領域に設け
られており、その一部が、液晶を封止している樹脂封止
部材に覆われている。このため、二つのパネルの位置合
わせは、精密に行うことが不要となり、導電性薄膜を形
成する際のパターニングが容易になる。【００２２】本発明によれば、この有効なＸ方向、Ｙ方
向に単純マトリックス化させた電極・リード表示と外部
回路による連結も精密に位置合わせを行う必要がなかっ
た。もちろん、集積回路（IC）をこの透明基板の周辺部
にオンチップ化( チップのまま装着）することにより低
価格化を図ることに有効である。【００２３】本発明によれば、一対の電極・リードまた
は透過型の液晶表示装置において、双方を透光性とする
ことが有効であった。他方、反射型の表示装置におい
て、その反射面を一方の液晶に密接した電極・リードと
することも可能である。かかる場合、偏光板も一枚でよ
く、低価格化が可能であり、この場合、電極・リード
は、一方は透光性導電膜よりなり、他方は反射性の金属
により設けることが好ましい。本発明の液晶表示装置に
おいて、一対の電極間に、配向膜、液晶が充填され、ま
た必要に応じカラーフィルタを内臓させ得る。

【図面の簡単な説明】【図１】従来の液晶表示装置を説明するための縦断面図
である。【図２】本発明の液晶表示装置の作製に必要な透明導電
膜のパターニングをレジストレスであって、かつフォト
マスクを用いることにより実施したものを説明するため
の図である。【図３】図２におけるレーザビーム光の状態を説明する
ための図である。【図４】実施例１により得られた透明導電膜を用いた電
極・リード群により液晶表示装置を作った例を説明する
ための図である。【符号の説明】１、１′・・・ガラス基板２、２′・・・電極・リード５・・・液晶６・・・樹脂とスペーサとを混合したシール材８・・・開溝９・・・間隙１１、１２、１８・・光ビーム１４・・シリンドリカルレンズ１６・・ビームエキスパンダ１７・・エキシマレーザ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭62−245220（ＪＰ，Ａ) 実開昭60−140927（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G02F 1/1339 505 G02F 1/1343

Claims

(57)【特許請求の範囲】１．第１の基板上にＸ方向にストライプ状に形成された
複数本の導電性薄膜と、第２の基板上にＹ方向にストライプ状に形成された複数
本の導電性薄膜と、前記Ｘ方向の導電性薄膜と前記Ｙ方向の導電性薄膜との
間に設けられ、前記第１の基板と前記第２の基板とシー
ル材とに囲まれている液晶と、からなる液晶表示装置に
おいて、前記Ｘ方向またはＹ方向に形成された複数本の導電性薄
膜のうち、少なくとも一本の導電性薄膜は、前記液晶が
存在しない領域に設けられており、その一部が、前記シ
ール材に覆われていることを特徴とする液晶表示装置。