JP4683827B2 - 液晶表示装置 - Google Patents

Description

本発明は液晶表示装置に関するものである。

従来より、携帯情報端末や携帯電話等の表示画面には、液晶表示装置等の表示デバイスが使用されている。

かかる従来の液晶表示装置は、例えば図５、図６に示すごとく、外側の主面に偏光板や位相差板を、内側の主面にストライプ状に配列した複数の一方の透明電極１０３を形成した第１の基板１０１と、外側の主面に偏光板や位相差板を、内側の主面にストライプ状に配列した複数の他方の透明電極１０４及び第１の配線パターン群１０５Ａ、第２の配線パターン群１０５Ｂを形成した第２の基板１０２とを、双方の透明電極１０３，１０４が互いに直交するように、導電性粒子１０８を含む矩形状のシール部１０７により囲繞された液晶層を介して貼り合わせるとともに、前記第２の基板１０２のシール部１０７の対向する一対の一辺部の少なくとも１辺の外側領域に、１群を成す駆動素子用接続端子群１０６を形成し、前記複数の一方の透明電極１０３を、前記シール部１０７に含有する導電性粒子１０８、前記第２の基板１０２上に形成した第１の配線パターン群１０５Ａを介して前記駆動素子用接続端子群１０６の一部に接続し、前記複数の他方の透明電極１０４を、第２の配線パターン群１０５Ｂを介して前記駆動素子用接続端子群１０６の一部に接続してなる液晶表示装置が知られている。

そして、このような液晶表示装置は、外部からの光を、偏光板及び位相差板を介して液晶層内に入射させるとともに、一方及び他方の透明電極１０３，１０４により液晶層に選択的に電圧を印加することにより該印加電圧によって液晶層内の分子配列を画素領域ごとに可変させ、液晶層を通過する光の割合を制御することにより画像表示が行われる。

上述の液晶表示装置の前記第１の配線パターン群１０５Ａを構成する各配線パターンは、前記シール部１０７の内側領域から、外側領域に形成された前記駆動素子用接続端子群１０６の一部に向かって、前記シール部の一辺部１０７Ｘに対して所定傾斜角度（９０°より小さい側の内角）をもって直線的に引き回されている。この所定傾斜角度は、駆動素子用接続端子群１０６の横方向（シール部１０７の一辺部１０７Ｘの延在方向）の幅と、表示画面の横方向（シール部１０７の一辺部１０７Ｘの延在方向）の幅によって決定され、駆動素子用接続端子群１０６の横方向の幅に対する表示画面の横方向の幅が大きければ大きいほど前記所定傾斜角度は小さくなる。

また前記第２の配線パターン群１０５Ｂを構成する一部の配線パターンも同様に、前記シール部１０７の内側領域から、外側領域に形成された前記駆動素子用接続端子群１０６の一部に向かって前記シール部の一辺部１０７Ｘに対して所定傾斜角度（９０°より小さい側の内角）をもって直線的に引き回されている。この所定傾斜角度も、駆動素子用接続端子群１０６の横方向の幅と、表示画面の横方向の幅によって決定され、駆動素子用接続端子群１０６の横方向の幅に対する表示画面の横方向の幅が大きければ大きいほど前記所定傾斜角度は小さくなる。

尚、前記第1及び第2の隣接しあう配線パターンの間隔は、シール部１０７内に含有している導電性粒子１０８の直径及びこれらのばらつきを考慮して、配線パターンの間隔が、シール部１０７と交差する領域近傍で比較的広い一定の間隔、例えば１０μｍ〜２０μm程度を保って形成されている。
特開２００２―３３３６３７号公報

しかしながら、上述のように隣接しあう配線パターンの間隔を一定に保持した状態で、第1及び第2の配線パターン群１０５Ａ，１０５Ｂをシール部１０７の内側領域から外側領域に形成された駆動素子用接続端子群１０６の一部に向かって、シール部１０７の一辺部１０７Ｘに対して所定傾斜角度（９０°より小さい側の内角）をもって直線的に引き回すと、該所定傾斜角度が小さいほど、シール部１０７と第１及び第2の配線パターン群１０５Ａ，１０５Ｂとの交差領域の横方向（シール部１０７の一辺部１０７Ｘの延在方向）の幅が広くなってしまうが、このように前記交差領域の横方向の幅が広い状態で、前記駆動素子用接続端子群の形成位置を前記シール部１０７の一辺部１０７Ｘに近づけることにより液晶表示装置の小型化を図ろうとすると、駆動素子用接続端子群１０６近傍で第１及び第2の配線パターン群１０５Ａ，１０５Ｂの隣接する配線パターンの間隔が狭くなってしまい、これによって配線パターン間に短絡を生じることがあることから、前記駆動素子用接続端子群の形成位置を前記シール部１０７の一辺部１０７Ｘに近づけることが困難となり、液晶表示装置の小型化が図れないという欠点を生じていた。

本発明は上記欠点に鑑み案出されたもので、その目的は、小型化の容易な液晶表示装置を提供することにある。

本発明の液晶表示装置は、一方の透明電極を形成した第１の基板と、他方の透明電極、第１の配線パターン群、及び第２の配線パターン群を形成した第２の基板とを、導電性粒子を含むシール部により囲まれる液晶層を介して貼り合わせるとともに、前記シール部の外側領域に駆動素子用接続端子群を形成し、前記一方の透明電極を、前記シール部に含有する前記導電性粒子、前記第１の配線パターン群を介して、前記駆動素子用接続端子群の一部に接続し、前記他方の透明電極を、前記第２の配線パターン群を介して、前記駆動素子用接続端子群の一部に接続してなる液晶表示装置において、前記第１の配線パターン群を構成する各配線パターンは、前記シール部の内側領域から前記駆動素子用接続端子群の一部に向かって、前記シール部で直線的に交差して引き回されるとともに、前記シール部の内側領域における前記配線パターンの傾斜角度をθ１、前記シール部で交差する領域の前記配線パターンの傾斜角度をθ２としたとき、０°＜θ１＜θ２＜９０°に設定され、前記第２の配線パターン群を構成する一部の配線パターンは、前記シール部の内側領域から前記駆動素子用接続端子群の一部に向かって、前記シール部で直線的に交差して引き回されるとともに、前記シール部の内側領域における前記配線パターンの傾斜角度をθ３、前記シール部で交差する領域の前記配線パターンの傾斜角度をθ４としたとき、０°＜θ３＜θ４≦９０°に設定され、さらに、θ２＜θ４に設定されている。

本発明の液晶表示装置によれば、上記構成により、前記第1及び第2の隣接しあう配線パターンの間隔を、シール部の一辺部と交差する領域でシール部の導電性粒子のばらつきを考慮した一定の間隔にしても、シール部と第１および第２の配線パターン群との交差領域の横方向の幅を狭くすることが可能となることから、駆動素子用接続端子群の形成位置をシール部の前記一辺部に近づけても、駆動素子用接続端子群近傍の配線パターンの傾斜角度は小さくならず、駆動素子用接続端子群近傍で第１及び第2の配線パターン群の隣接する配線パターンの間隔が狭くなってしまうことによる配線パターン間の短絡を有効に防止でき、このために液晶表示装置の小型化が図れることとなる。

また、前記第１及び第２の配線パターン群が前記シール部の一辺部と交差する領域における隣接しあう配線パターンは、その間隔が前記シール部内に含有される導電性粒子の直径の２倍以上に設定されており、これにより、隣接しあう配線パターン同士で短絡が生じることを減少させることができる。

以下、本発明を添付図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の液晶表示装置の第１及び第２の配線パターン群を表す平面図、図２は本発明の第１及び第２の配線パターン群のシール部との交差領域の部分拡大図、図３は本発明の液晶表示装置の断面図である。

本発明の液晶表示装置は、図1、図２及び図３に示すように、大略的に、外側の主面に偏光板１２や位相差板１１を、内側の主面にストライプ状に配列した複数の一方の透明電極３を形成した第１の基板１と、外側の主面に偏光板１２や位相差板１１を、内側の主面にストライプ状に配列した複数の他方の透明電極４及び第１の配線パターン群５A、第２の配線パターン群５Bを形成した第２の基板２とを、双方の透明電極３，４が互いに直交するように、導電性粒子８を含む矩形状のシール部７により囲繞された液晶層９を介して貼り合わせるとともに、前記第２の基板２のシール部７の対向する一対の一辺部の少なくとも１辺（図１では符号７Ｘ）の外側領域に、１群を成す駆動素子用接続端子群６を形成している。

そして、前記複数の一方の透明電極３を、前記シール部７の左右の側辺部７Ｒ，７Ｌの一部（図１では符号Ｙ）において、該シール部７に含有される導電性粒子８、前記第２の基板２上に形成した第１の配線パターン群５Ａに接続し、該第１の配線パターン群５Ａを前記駆動素子用接続端子群６の一部に接続する。

また前記複数の他方の透明電極４を、第２の配線パターン群５Ｂに接続し、該第２の配線パターン群５Ｂを前記駆動素子用接続端子群６の一部に接続する。

この液晶表示装置の支持母体となる一対の基板は、第１の基板１及び該第１の基板１よりも面積の大きな第２の基板２からなり、例えばソーダ石灰ガラス等のアルカリガラスや硼珪酸ガラス等の無アルカリガラスのような透明な電気絶縁材料により、３００μｍ〜１２００μｍの厚みに形成され、その外側の主面に位相差板１１や偏光板１２を、内側の主面にはＩＴＯ（Indium Tin Oxide）などからなるストライプ状の透明電極３，４や配向膜１０等が設けられている。

これら第１及び第２の基板１，２は、一方及び他方の透明電極３，４が平面視した状態で略直交するように内側主面同士を対向させて配置され、この透明電極３，４の対向領域でマトリクス状の表示部を形成するとともに、透明電極３，４や配向膜１０、位相差板１１や偏光板１２等を支持するとともに、両基板１，２の間隙に液晶層９を充填するための所定の間隙を確保している。

尚、これら第１及び第２の基板１，２は、例えば従来周知のフロート法、リドロー法等により作製された素板ガラスを表面研磨することにより算術平均粗さＲａで０．０５μｍ以下になした後、これを洗浄することにより作製される。

そして、前記一方及び他方の透明電極３，４同士がほぼ直交するように配列され、該透明電極３，４に信号を供給することにより、両基板の透明電極３，４同士が対向する領域で個々の画素領域に電圧が印加される。

このような一方及び他方の透明電極３，４は、上述の導電材料ＩＴＯを従来周知のスパッタリング法や蒸着法あるいはＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法によって基板１，２の一主面上に被着させるとともに、これを従来周知のフォトリソグラフィ技術及びエッチング技術を採用することによってストライプ状にパターニングすることにより形成される。

また矩形状を成すシール部７は、後述する液晶層９を囲繞するように、例えば幅０．３ｍｍ〜１．０ｍｍ程度、厚み０．００３ｍｍ〜０．０１ｍｍ程度に形成されている。

このシール部７は、例えばシリカやアクリル等の絶縁性樹脂に、平均粒径（直径）６μm〜９μmの導電性粒子、すなわちアクリル樹脂の表面に金メッキしたものや、アルミニウムや半田等の金属からなるものを含有させ、基板同士を貼り合わせた状態で圧着することにより、圧着方向に対してのみ導電性を持たせている。

そしてシール部７は、第１及び第２の基板１，２を貼り合わせる役割や液晶層９をシール部７が囲繞する領域の内側に封じ込める役割を担うとともに、その内部に含まれる導電性粒子８により第１の基板１上の透明電極３と、第２の基板２上の第１の配線パターン群５Aとを該シール部７の左右の側辺部７Ｒ，７Ｌの一部（図１では符号Ｙ）で電気的に接続する役割も担っている。

また第１の基板１上の透明電極３は、シール部７の左右の側辺部７Ｒ，７Ｌの一部（図１では符号Ｙ）中の導電性粒子８を介して第１の基板１から第２の基板２に転位、即ち第２の基板２の第１の配線パターン群５Ａに接続される。そして、第１の配線パターン群５Ａは、シール部７内部を引き回され、シール部７の交差領域７Ｘを通過して前記第２の基板２の対向する一対の一辺部の少なくとも１辺に形成された１群を成す駆動素子用接続端子群６の一部に接続されている。

更に第２の基板２上の透明電極４は、第２の配線パターン群５Ｂによって、シール部７と交差領域７Ｘを介して、前記駆動素子用接続端子群６の一部と接続されている。

このような配線パターン群５A，５Bの配線構造を、図１、図２を用いて詳細に説明する。

まず、第１の基板１上の透明電極３が、前記シール部７の一辺部７Ｘと略平行な向きに、その一端が前記シール部７の左右の側辺部７Ｒ，７Ｌの一部（図１では符号Ｙ）まで延出するように形成されており、側辺部７Ｒ，７Ｌの一部（図１では符号Ｙ）の導電性粒子８を介して第２基板２上の第１の配線パターン群５Ａに接続される。そして、前記第１の配線パターン群５Ａは、シール部７の内側を該シール部７の一辺部７Ｘに向かって引き回され、更に前記シール部７の一辺部７Ｘで交差してシール部７の外側へと延出され、その後、高密度に集積された駆動素子用接続端子群６の一部へと接続される。

この際、前記第１の配線パターン群５Ａを構成する各配線パターンは、前記シール部７の内側領域から、外側領域に形成された前記駆動素子用接続端子群６の一部へ接続されるにあたり、前記シール部７の一辺部７Ｘとの交差部に注目すると、所定傾斜角度（９０°より小さい側の内角）をもって交差領域に引き回される。このとき、前記シール部７の内側領域における前記配線パターンの傾斜角度をθ１、シール部で交差する領域内の配線パターンの傾斜角度をθ２とした時、０°＜θ１＜θ２≦９０°に設定されている。

また、第２の基板２上の透明電極４は、前記シール部７の一辺部７Ｘと略垂直な向きに形成されており、該透明電極４は前記第２基板２上の第２の配線パターン群５Ｂに接続され、該第２の配線パターン群５Ｂの一部が前記シール部７の一辺部７Ｘで交差してシール部７の外側へと延出され、その後、高密度に集積された駆動素子用接続端子群６の一部へと接続される。

この際、前記第２の配線パターン群５Ｂを構成する一部の配線パターンは、前記シール部７の内側領域から、外側領域に形成された前記駆動素子用接続端子群６の一部に向かって前記シール部の一辺部７Ｘとの交差部に注目すると、所定傾斜角度（９０°より小さい側の内角）をもって交差領域に引き回される。前記シール部７の内側領域における前記配線パターンの傾斜角度をθ３、シール部で交差する領域内の配線パターンの傾斜角度をθ４とした時、０°＜θ３＜θ４≦９０°に設定されている。

尚、第２の配線パターン群５Ｂの他の配線パターンは、傾斜角度θ３、θ４かそれぞれ９０度の配線パターン、即ち配線パターンをシール部７Ｘに対して直交するように引き回される配線パターンである。

そして、上記構成により、前記第1及び第2の隣接しあう配線パターンの間隔を、シール部７の一辺部７Ｘと交差する領域でシール部７の導電性粒子８のばらつきを考慮した一定の間隔にしても、シール部７の一辺部７Ｘと第1及び第2の配線パターン群５Ａ，５Ｂとの交差領域の横方向の幅を狭くすることが可能となる。すなわち交差領域の横方向の幅の幅を、駆動素子用接続端子群６の横方向の幅に近似させることが可能となり、前記交差領域と駆動素子用接続端子群６とを対応させることができる。

従って、シール部７の一辺部７Ｘと、該一辺部７Ｘから、延出した第１及び第２の配線パターン群５Ａ，５Ｂとの傾斜角を直角に近く成すことができる。

これにより、シール部７に駆動素子用接続端子群６を近接させたとしても、配線パターン群５Ａ，５Ｂ内で隣接しあう配線パターン間に短絡を発生させることなく、安定して配線パターン群５Ａ，５Ｂを形成することが可能となる。

よって、シール部７と駆動素子用接続端子群６とを近づけることで、液晶表示装置の第２の基板のシール部７の一辺部７Ｘと略直交する方向の幅を小さくすることが可能となる。

また、前記第１及び第２の配線パターン群５Ａ，５Ｂが前記シール部７の一辺部７Ｘと交差する領域における隣接しあう配線パターンは、その間隔が前記シール部７内に含有される導電性粒子８の直径の２倍以上に設定されており、これにより、隣接しあう配線パターン同士で短絡が生じることを減少させることができる。

尚、このような配線パターン群５A，５Bは、例えば透明電極３，４と同じＩＴＯ、或はアルミニウムやクロムのような導電材料を従来周知のスパッタリング法や蒸着法あるいはＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法によって基板１，２の一主面上に被着させるとともに、これを従来周知のフォトリソグラフィ技術及びエッチング技術を採用することによってストライプ状にパターニングすることにより形成される。

そして、一対の基板１，２上には、一対の配向膜１０が透明電極３，４を被覆するように設けられ、かかる一対の配向膜１０間に液晶層９が介在されている。

一対の配向膜１０は、各々が厚み０．０３μｍ〜０．１μｍのポリイミド樹脂から成り、その表面に一定方向に沿って溝が形成され、この溝の方向が一対の配向膜１０同士で適当な角度（例えば９０度〜２７０度）異なるように設定される。

尚、配向膜１０は、例えばポリイミド樹脂製の膜の表面を布などにより一定方向に沿ってラビングして溝を形成することにより作製される。

そして一対の透明基板１，２間に介在される液晶層９は、例えばフェニルシクロヘキサン（ＰＣＨ）系、エステル系、ビフェニル系、ジオキサン系等の母材に、例えばＰ−エステル系やＰ−ビフェニル系（電圧特性調整のため）、エタン系（粘度調整のため）、三環系や四環系（温度特性調整のため）等を適宜配合したネマチック型液晶材料が用いられている。かかる液晶材料は配向膜１０表面の溝に沿って配列する性質を有しているため、配向膜１０間に介在される液晶層９は液晶分子が螺旋状にツイスト配列した構造となる。

一方、各透明基板１，２の他主面側に両面テープ１３等により貼着される位相差板１１は、直線偏光として入射された光を円偏光に変換し、これを液晶層９に対して透過させるとともに、前記円偏光を再び直線偏光に変換して直線偏光を偏光板に透過させることにより、液晶表示装置の表示部の輝度を高める機能を果たしている。

本発明の配線パターン群５A，５Ｂの構成を適用した液晶表示装置において、シール部の内側領域における前記配線パターンの傾斜角度θ1及びθ3に対して、シール部７で交差する領域の配線パターンの傾斜角度θ2及びθ４を変化させた場合について説明する。

本実施例では、上述した第２の基板２上の第１及び第2の配線パターン群５Ａ，５Bにおいて、各配線パターンの線幅は一定の２０μmに、配線間隔も一定の２０μmに、θ１及びθ3が例えば３０°に設定されているとして、従来例のごとくθ２及びθ４をθ１及びθ3と同じ３０°に設定した場合、例えば２本の配線パターンがシール部７と交差する領域の該交差領域の横方向（シール部７の一辺部７Ｘの延在方向）の幅は、約１２０μm〔６０μm（１本分の線幅２０μm×２本＋配線間隔２０μm）÷ｓｉｎ３０°〕となるのに対して、θ２及びθ4を例えば６０°に設定した場合、前述の横幅は、約７０μm〔６０μm÷ｓｉｎ６０°〕となる。更にθ２及びθ4を例えば９０°に設定した場合、約６０μｍ〔６０μm÷ｓｉｎ９０°〕となる。

このように、θ２及びθ4が９０°に近くなればなるほど、第1及び第2の配線配線パターン群５A，5Bとシール部７との交差領域の横幅を小さくすることができる。従って、駆動素子用接続端子群近傍で第１及び第2の配線パターン群の隣接する配線パターンの間隔を広く成すことが可能となることから、駆動素子用接続端子群の形成位置をシール部の前記一辺部から充分に離間させることなく、駆動素子用接続端子群近傍において配線パターン間の短絡が生じることを有効に防止できる。従って液晶表示装置の縦方向の小型化が図れることとなる。

また、前記第１及び第２の配線パターン群５Ａ，５Ｂが前記シール部７の一辺部７Ｘと交差する領域における隣接しあう配線パターンは、その間隔が前記シール部７内に含有される導電性粒子８の直径の２倍以上に設定することができる。

このように隣接しあう配線パターンの間隔が、前記シール部７内に含有される導電性粒子８の直径の２倍以上に設定した利点について以下に説明する。

次に本発明の配線パターン群５A，５Ｂの構成を適用した液晶表示装置において、配線パターン群５A，５Ｂの配線パターン間での短絡について調べた結果について図４を用いて説明する。本実施例では、シール部７に含まれる導電性粒子８の平均粒径を８μm、配線パターン群５Ａ，５Ｂの線幅を２０μm〜２６μmに設定し、配線パターン５A，５Ｂとシール部７との交差領域で、隣接する配線パターン同士の間隔を１０μｍ〜３０μｍまで１μm毎に変化させたものについて調べている。

この図４によれば、隣接する配線パターンの間隔が１６μm以上の場合では、全く短絡が発生していないことがわかる。従って配線パターンの間隔は、１６μm以上すなわち導電性粒子の平均粒径の２倍以上が好ましいことが明らかとなった。

本発明の液晶表示装置の配線パターン群を表す平面図である。 本発明の配線パターン群のシール部との交差領域及びその近傍領域の部分拡大図である。 本発明の液晶表示装置の断面図である。 本発明の配線パターン群の配線パターン間での短絡発生率について調べた結果を示すグラフである。 従来の液晶表示装置の配線パターン群を表す平面図である。 従来の配線パターン群のシール部との交差領域及びその近傍領域の部分拡大図である。

符号の説明

１・・・第１の基板
２・・・第２の基板
３・・・一方の透明電極
４・・・他方の透明電極
５Ａ・・・第１の配線パターン群
５Ｂ・・・第２の配線パターン群
６・・・駆動素子用接続端子群
７・・・シール部
７X・・・シール部の一辺部
７L，７R・・・シール部の左右の側辺部
８・・・導電性粒子
９・・・液晶層
１０・・・配向膜
１１・・・位相差板
１２・・・偏光板
１３・・・両面テープ

Claims (4)

1. 一方の透明電極を形成した第１の基板と、他方の透明電極、第１の配線パターン群、及び第２の配線パターン群を形成した第２の基板とを、導電性粒子を含むシール部により囲まれる液晶層を介して貼り合わせるとともに、前記シール部の外側領域に駆動素子用接続端子群を形成し、前記一方の透明電極を、前記シール部に含有する前記導電性粒子、前記第１の配線パターン群を介して、前記駆動素子用接続端子群の一部に接続し、前記他方の透明電極を、前記第２の配線パターン群を介して、前記駆動素子用接続端子群の一部に接続してなる液晶表示装置において、
   前記第１の配線パターン群を構成する各配線パターンは、前記シール部の内側領域から前記駆動素子用接続端子群の一部に向かって、前記シール部で直線的に交差して引き回されるとともに、前記シール部の内側領域における前記配線パターンの傾斜角度をθ１、前記シール部で交差する領域の前記配線パターンの傾斜角度をθ２としたとき、０°＜θ１＜θ２＜９０°に設定され、
   前記第２の配線パターン群を構成する一部の配線パターンは、前記シール部の内側領域から前記駆動素子用接続端子群の一部に向かって、前記シール部で直線的に交差して引き回されるとともに、前記シール部の内側領域における前記配線パターンの傾斜角度をθ３、前記シール部で交差する領域の前記配線パターンの傾斜角度をθ４としたとき、０°＜θ３＜θ４≦９０°に設定され、
   さらに、θ２＜θ４に設定されている、液晶表示装置。
2. θ１＜θ３に設定されている、請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 前記第２の配線パターン群を構成する残余の配線パターンは、前記シール部の内側領域から前記駆動素子用接続端子群の一部に向かって、前記シール部に対して直交するように引き回される、請求項１または２に記載の液晶表示装置。
4. 前記第１及び第２の配線パターン群が前記シール部と交差する領域において互いに隣り合う配線パターンは、その間隔が前記シール部内に含有される導電性粒子の直径の２倍以上に設定されている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の液晶表示装置。

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