JP3279355B2 - マトリクス液晶表示装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はマトリクス液晶表示装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置は、いわゆるスーパーツイ
ステッドネマチック（ＳＴＮ）モードや薄膜トランジス
ター（ＴＦＴ）駆動のツイステッドネマチックモード
（ＴＮ）の開発の進展により、例えば、ワープロやパソ
コンの表示部品として必要欠くべからざるものになって
いる。

【０００３】従来、液晶表示パネルにおいては、環境湿
度の影響を受け、高湿度中に放置することにより、表示
部分にムラが発生する現象が認められている。この現象
は水分が介在することにより発生しやすいことが知ら
れ、表示パネルを乾燥状態におくと発生しにくいことが
知られている。

【０００４】水分による表示ムラには２種類あると考え
られる。すなわち、水分が接続端子に付着して短時間で
発生するムラと、シール材を通して長時間を経て発生す
るムラの２種類である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】短時間で発生する表示
ムラを防止するために、完成した液晶表示装置の輸送の
ための袋などには乾燥剤を入れるなどの方法が行われて
いるが、これでは充分ではなく、袋から出した際に高湿
度であると数時間で表示ムラが発生するという問題点が
あった。また、長期で発生するムラに対しては、シール
材の外側に各種のポリマーが塗布されているが、従来の
ものでは充分な効果があるとはいえない。本発明は、上
記２種類の表示ムラを防ぐことを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は前述の問題点を
解決すべくなされたものであり、対向配置した一対の基
板の周辺部にシール材を設けて内部に液晶を封入し、少
なくとも一方の基板の端部近傍の表面に複数の接続端子
を有するマトリクス液晶表示装置において、前記接続端
子の少なくとも一部は、隣り合う２本の接続端子間の抵
抗が１０⁷〜１０⁹ Ωとなるようにフッ素系樹脂で被覆
されてなることを特徴とするマトリクス液晶表示装置を
提供するものである。

【０００７】本発明を図１に基づいて説明する。図１は
液晶表示パネル端部の断面構造を示す。１はシール材で
あり、３は液晶層、４は電極、５、６は基板である。基
板５の端部はシール材１の端部より通常、０．５ｍｍ程
度外側にある。したがって、シール材１の外側の空間は
基板間隔が約１０μｍ程度で幅が０．５ｍｍ程度であ
る。

【０００８】本発明においては、隣り合う２本の接続端
子間の抵抗が１０⁷ 〜１０⁹ Ωとなるように、図１に示
すごとくフッ素系樹脂２で接続端子の少なくとも一部が
被覆される。

【０００９】フッ素系樹脂としては、塗布ができるよう
に変性されたものが好ましく使用できる。そのようなも
のとしては、溶媒可溶型フッ素樹脂、液状で塗布後反応
硬化するタイプの樹脂が例示される。

【００１０】このようなフッ素系樹脂としては、例え
ば、フルオロオレフィンを共重合成分として含む共重合
体で、例えば、ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデ
ン、及びフルオロオレフィン−炭化水素系モノマー共重
合体などを例として挙げることができ、架橋して用いら
れることが望ましい。また、フッ素系のシーリング材や
光硬化型のものを用いることもできる。

【００１１】なかでも、塗布性能を考慮すると、フルオ
ロオレフィン−炭化水素系モノマー共重合体が好まし
い。ここで、炭化水素系モノマーとしては、ビニルエー
テル、ビニルエステル、オレフィン、アリルエーテル、
イソプロペニルエーテル等がある。上記共重合体は水酸
基、エポキシ基等の官能基を有することが好ましく、ま
た、硬化剤として、イソシアネート系硬化剤、多価アミ
ン系硬化剤を用いることが好ましい。さらに、フッ素系
樹脂はアクリル樹脂などの他の樹脂と混合して用いるこ
ともできる。

【００１２】最も簡単かつ確実に被覆するためには、フ
ッ素系樹脂２を一対の基板の間でかつシール材１の外側
の空間に充填することが望ましい。

【００１３】充填の方法としては、液晶表示パネルの一
部にフッ素系樹脂溶液を滴下し、浸透圧で周囲に浸透さ
せ塗布・乾燥した後、硬化する方法、ディスペンサーを
用いて液晶表示パネルの周囲に樹脂溶液を塗布・乾燥し
た後、硬化する方法等が適用できる。

【００１４】異方性導電ゴムなどを介して駆動回路と接
続する場合には端子の異方性導電ゴムなどとの接続部分
に樹脂がはみだすと接続不良が生じやすくなるため、塗
布するフッ素系樹脂のはみだしを極力防止することが好
ましい。一方ＴＡＢ基板などを異方性導電膜で熱圧着す
る接続方式の場合には、接続終了後にＴＡＢ基板を含め
て塗布すれば樹脂のはみだしによる接続不良の心配もな
く塗布の精度が問題となることは少なくなり、塗布自体
が容易である。

【００１５】また、フッ素系樹脂としては、比抵抗を低
く制御した樹脂を用いることが好ましい。比抵抗を調整
するための添加剤の例として、金属、カーボン、酸化
錫、酸化インジウム、チタンなどの導電性粒子を挙げる
ことができる。また、プラスチックなどの非導電性粒子
の表面に金属などの導電膜を被覆した導電性粒子でもよ
い。

【００１６】フッ素系樹脂の比抵抗としては被覆厚み等
にもよるが、１０⁷ 〜１０¹⁰Ωｃｍ程度とされるのがよ
い。比抵抗が低い場合には電流が増大して消費電流の増
加あるいは表示電極に使用するＩＴＯ（Ｉｎ ₂ Ｏ ₃ −Ｓｎ
Ｏ ₂ ）の電蝕などが生じやすくなり、比抵抗が高すぎる
場合には塗布の効果が充分に現れにくくなる。

【００１７】なお、ここでいう比抵抗とは、フッ素系樹
脂全体で平均したものをいう。すなわち、フッ素系樹脂
の表面に導電性の薄膜を形成して、全体として、上記の
比抵抗に調整したものであってもよい。

【００１８】また、フッ素系樹脂としては溶剤をできる
だけ含まないものが望ましい。これは樹脂を充填した後
の硬化時に体積収縮しやすくなり、このため樹脂中に
「す」が入りやすくなるからである。

【００１９】本発明は、表示モード、駆動形式にかかわ
ることなく、通常用いられる液晶表示装置一般に適用可
能であるが、接続端子の線間が、数１００μｍ以下、特
に１５０μｍ以下のマトリクス配置の液晶表示装置に適
用すると効果が大きい。

【００２０】使用する液晶層は、従来のツイステッドネ
マチック液晶表示素子、スーパーツイステッド液晶表示
素子、その他の液晶表示素子の液晶層と同じ構成の液晶
層である。例えばスーパーツイステッド液晶表示素子の
場合、具体的には、ほぼ平行に配置された一対の透明電
極基板間に旋光性物質を含有した誘電異方性が正のネマ
チック液晶を挟持し、両電極間での液晶分子のねじれ角
を１６０〜３００°とする。

【００２１】上記液晶層を挟持した液晶セルの基本構成
は以下のようになる。プラスチック、ガラス等の基板の
表面に、所望のパターンでパターニングされたＩＴＯ、
ＳｎＯ₂等の透明電極が設けられて電極付きの基板とさ
れる。電極層は、表示に対応して電極群が対向したマト
リクス配置になっており、これにより各ドット毎にオン
オフを制御可能とされる。電極層の形成方法としては、
層厚を均一にする見地からは、蒸着法、スパッタ法等が
好ましく用いられるが、特にこれらに限るものではな
い。

【００２２】また、本発明においては、必要に応じて電
極の上または下にＳｉＯ₂、ＴｉＯ₂等の絶縁膜、ＴＦ
Ｔ、ＭＩＭ、薄膜ダイオード等の能動素子、位相差膜、
偏光膜、反射膜、光導電膜等が形成されていてもよい。

【００２３】この電極付き基板の表面には表面をラビン
グされたポリイミド、ポリアミド等の膜や、斜め蒸着さ
れたＳｉＯ等の膜からなる配向制御膜が形成される。表
示モードによっては垂直配向剤を塗布する必要のある場
合もある。２枚の上記基板が準備されて、前記した液晶
層を挟持するようにされる。

【００２４】なお、電極と配向制御膜との間に基板間短
絡防止のためにＴｉＯ₂、ＳｉＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃等の絶縁膜
を設けたり、透明電極にＡｌ、Ｃｒ、Ｔｉ等の低抵抗の
リード電極を併設したり、カラーフィルターを電極の上
または下に積層してもよい。

【００２５】この基板の両外側に一対の偏光板を配置す
る。この偏光板自体もセルを構成する基板の外側に配置
することが一般的であるが、性能が許せば、基板自体を
偏光板で構成したり、基板と電極との間に偏光層として
設けてもよい。

【００２６】また、カラーフィルターを併用することも
可能である。このカラーフィルターは、セル内面に形成
することにより、視角によるズレを生じなく、より精密
なカラー表示が可能となる。具体的には、電極の下側に
形成されてもよいし、電極の上側に形成されてもよい。
また、色を補正するためのカラーフィルターやカラー偏
光板を併用したり、液晶中に色素を添加したり、特定の
波長分布を有する照明を用いたりしてもよい。

【００２７】このような構成の液晶セルの電極に電圧を
印加するための駆動手段を接続し、駆動を行う。すなわ
ち、基板端部に導出した接続端子部分に、異方性導電ゴ
ムを介したり、ヒートシール、異方性導電接着剤を用い
て、フレキシブル基板等からなる外部回路基板を接続し
たり、ＴＡＢ基板を接続したりする。

【００２８】本発明では透過型でも反射型でも適用可能
であり、その応用範囲が広い。なお、透過型で使用する
場合には裏側に光源を配置する。また、導光体、カラー
フィルターを併用してもよい。さらに、透過型で使用す
る場合、画素以外の背景部分を印刷等による遮光膜で覆
うこともできる。また、遮光膜を用いるとともに、表示
したくない部分に選択電圧を印加するように、逆の駆動
をすることもできる。

【００２９】本発明は、この他、本発明の効果を損なわ
ない範囲内で、通常の液晶表示装置で使用されている種
々の技術が適用可能である。

【００３０】

【作用】シールを通して、長時間で浸透する水分によっ
て発生するムラについては、フッ素系樹脂が他のポリマ
ーに比べて著しく透湿性が低いために、ムラの発生が抑
えられるものと考えられる。

【００３１】また、接続端子への吸着水が原因で発生す
るムラについては、おおよそ以下のような理由で発生が
抑制されると考えられる。

【００３２】図１に示したパネルの部分の模式的な等価
回路図を図２に示す。湿度が上昇するとガラスからなる
基板上には吸着水が発生することが知られており、この
吸着水が電解質の作用をすることにより、隣り合う電極
を電極とした電池が形成されるものと考えられる。実際
に発生する電圧をデジタルボルトメータで測定すると最
大０．１Ｖ程度の直流電圧が発生している部分があるこ
とが確認された。

【００３３】このように形成される電池には内部抵抗が
存在する。この内部抵抗が高い場合には、電流を流すと
電圧降下により実際に液晶部分にかかる電圧が低下する
ことになる。このような電池の内部抵抗は吸着した水分
の抵抗で主に決まり、吸着水の膜厚はせいぜい数１０ｎ
ｍ以下であることからすると、電池の内部抵抗はかなり
高くなっていることが予想される。

【００３４】本発明の構成によれば、接続端子間を比較
的導電率が高い（すなわち比較的比抵抗が低い）フッ素
系樹脂で接続するので、電池の内部抵抗を実質的に小さ
くすることにより、電池によって液晶部分に印加される
電圧を減少させることができるものと考えられる。

【００３５】必要な電圧の減少率を測定したところ、発
生する電圧の大きさが０．０５Ｖ以下になればＶ_thムラ
（しきい値電圧の変動に基づく表示ムラ）が実用上発生
しないことが認められた。液晶部分の等価回路は正確に
は容量と抵抗の並列回路で表現できるが、直流が印加さ
れる本発明で扱うような場合では抵抗部分だけを考慮す
ればよい。液晶の直流抵抗は１０¹¹Ω程度と高いため、
必要なフッ素系樹脂の抵抗を算出するために液晶の抵抗
はあまり考慮する必要はなく、電池により発生する電圧
０．１Ｖを半減するためにフッ素系樹脂の抵抗値はほぼ
電池の内部抵抗と同等であればよいことになる。

【００３６】電池の内部抵抗は不明確であるが、フッ素
系樹脂の抵抗は、電極の線間距離や、被覆厚み等による
ものの、通常の液晶表示素子の構成ではあまり影響は大
きくない。したがって、接続端子間の抵抗は１０⁷〜１
０⁹ Ω、すなわち、接続端子間抵抗の２倍以上であり、
液晶層の抵抗より小さい程度とされる。

【００３７】

【実施例】実施例１ ガラス基板上に面抵抗１５Ω程度のＩＴＯのストライプ
パターンを形成し（電極幅１５０μｍ、線間幅１５０μ
ｍ）、この上にポリイミドＬＱ１８００（商品名、日立
化成工業社製）を０．０６μｍの厚さになるように塗
布、焼成して膜を形成した。

【００３８】この膜を静電植毛のナイロン糸ラビング布
を用いてラビングした。このような基板を２枚用意し、
１枚にはスペーサーを１００個／ｍｍ² 程度散布し、他
の１枚にはセルの周辺に注入孔を残してシール材（商品
名ストラクトボンド、三井東圧化学社製）を印刷して形
成した。

【００３９】両基板を熱圧着してセル形成した後、液晶
ＺＬＩ−２２９３（商品名、メルク社製）を封入して液
晶表示パネルを作製した。

【００４０】反応硬化型フッ素樹脂であるルミフロンＬ
Ｆ２００Ｃ（商品名、旭硝子社製）１００ｇ、硬化剤と
してイソシアネート系硬化剤（日本ポリウレタン社製、
「コロネートＥＨ」）２０ｇ、導電性粒子としてアンチ
モン含有酸化錫（三菱マテリアル社製、「Ｔ−１」）を
充分混合し、液晶表示パネル周囲にディスペンサーで塗
布した。このポリマーの比抵抗はおおよそ１０⁸ Ωｃｍ
であった。これにより、隣り合う接続端子間の抵抗は、
おおよそ５×１０⁸ Ωとなった。

【００４１】この後に６０℃で１時間の熱硬化をさせ
た。このようにしてフッ素系樹脂を塗布したパネルを異
方性導電ゴムで導電接続して駆動回路を組み立てた。こ
のようにして作製したモジュールを３０℃、９０％の高
湿度中に２時間放置した後に点灯したところ何の異状も
認められなかった。比較のために上記のフッ素系樹脂を
塗布せずに組み立てたモジュールを加湿雰囲気中に放置
し、同様に点灯したところ部分的に電極部分のＶ_thが異
なりムラとなって見えた。

【００４２】更に、上記のフッ素系樹脂を塗布した液晶
表示装置を５０℃、９０％ＲＨ雰囲気に１月放置した後
表示させたが、ムラは認められなかった。

【００４３】実施例２ 実施例１でルミフロンＬＦ２００Ｃ及びイソシアネート
系硬化剤に代えて、溶媒可溶型フッ素樹脂であるサイト
ップＣＴＬ−８０７Ｍ（商品名、旭硝子社製）をディス
ペンサーで塗布し、これを６０℃で２時間乾燥させた。

【００４４】出来上がった液晶表示装置を５０℃、９０
％ＲＨ雰囲気に１月放置した後表示させたが、ムラは認
められなかった。

【００４５】

【発明の効果】本発明によれば、シール材を通して浸入
する水分については、非常に透湿性の低いフッ素ポリマ
ーを用いることで水分によって発生するムラを防ぐこと
ができる。また、導電性粒子を含有するなどして、比抵
抗を調整したフッ素系樹脂を用いて隣り合う２本の端子
間の抵抗が１０ ⁷ 〜１０ ⁹ Ωとなるようにすることで、
１度の塗布で２種類のムラを防ぐことができる。また、
従来、表示ムラを防止するのに必要な導電性を持つポリ
マーは、導電性を発現するために親水性であるか、電子
電導性であるなどの化学構造が必要となることから、そ
の中から、透湿性の低い材料を選定することは極めて困
難であったが、フッ素系樹脂に導電性粒子を添加するこ
とにより、必要な導電性を持つとともに透湿性の低い材
料が容易に得られる。

【００４６】また、フッ素系樹脂の塗布には、シールの
外側の空間に水分が浸入することを防止する作用もある
ので、この部分のＩＴＯなどからなる透明電極が駆動中
に電気分解の作用を受け断線する、いわゆる電蝕も防止
することができる。

【００４７】電蝕の防止は、本発明の構成においても端
子間の絶縁抵抗としては１０ ⁷ Ω以上が確保されてお
り、この抵抗を介して流れる電流は１μＡ以下であるた
めによるものと考えられる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の液晶表示装置の端子部分の断面図

【図２】液晶表示装置の隣り合う２つの端子間の模式的
な等価回路図

【符号の説明】

１：シール材 ２：フッ素系樹脂 ３：液晶層 ４：電極

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】対向配置した一対の基板の周辺部にシール
   材を設けて内部に液晶を封入し、少なくとも一方の基板
   の端部近傍の表面に複数の接続端子を有するマトリクス
   液晶表示装置において、前記接続端子の少なくとも一部
   は、隣り合う２本の接続端子間の抵抗が１０⁷ 〜１０⁹
   Ωとなるようにフッ素系樹脂で被覆されてなることを特
   徴とするマトリクス液晶表示装置。
2. 【請求項２】フッ素系樹脂は導電性粒子が添加されてな
   る樹脂である請求項１に記載のマトリクス液晶表示装
   置。