JPH01302227A - カラー液晶表示素子及びカラー液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、カラーで高密度表示に適したカラー液晶表示
素子及びカラー液晶表示装置に関するものである。

［従来の技術］ 高密度表示を行う液晶表示素子の導電接続は、通常夫々
の基板の端部に端子電極を設けて行われている。

このため、セル内面にカラーフィルターが設けられ、カ
ラーフィルター上に電極か設けられた第１の基板と、単
に電極が設けられた第２の基板とを電極面を対向させて
形成したカラー液晶表示素子においても、外部駆動回路
との導電接続は夫々の基板において行なわれていた。即
ち、夫々の基板の端部に端子電極を形成し、第１の基板
の表示用電極は第１の基板上の接続電極を経て第１の基
板上の端子電極に接続され、また、第２の基板の表示用
電極は第２の基板上の接続′：１ＩＦｊを経て第２の基
板上の端子電極に接続され、夫々の基板の端子電極に導
電接続手段を接続して外部駆動回路と導電接続を行なっ
ていた。

（発明の解決しようとする課！ｆｆ］ このようにカラーフィルター上に電極が設けられた場合
、カラーフィルターの耐熱性に制約されるため、Ｉ　Ｔ
　Ｏ（Ｉｎ２Ｏ：＋−３ｎｏｔ）　、Ｓｎｏｗ等の透明
電極の形成時に基板温度を通常１５０〜２００℃程度以
下としなくてはならない。

しかし、この程度の温度で形成された電極は機械的に極
めて弱く、また、基板との密着力も弱く、化学的にも充
分安定とは言えないという問題点を有している。

このため、厳しい条件下で使用される場合、カラーフィ
ルター側の電極の信頼性が不足しているものであった。

本発明の目的は、かかる欠点を改良し、信頼性の高い端
子部での導電接続を可能にしたカラー液晶表示素子及び
、信頼性の高い導電接続を有するカラー液晶表示装置を
得ることである。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、前述の課題を解決すべくなされたものであり
、基板上にカラーフィルターを形成し、その上に１極を
形成した第１の基板と、電極を形成した第２の基板とを
電極面が相対向するように配置して、その周辺部をシー
ル材でシールし、内部に液晶を封入してなるカラー液晶
表示素子において、第１の基板におけるカラーフィルタ
ー上の電極を、第２の基板における電極に基板間導電接
続手段により導電接続したことを特徴とするカラー液晶
表示素子、及び、基板上にカラーフィルターを形成し、
その上に電極を形成した第１の基板と、電極を形成した
第２の基板とを電極面か相対向するように配置して、そ
の周辺部をシール材でシールし、内部に液晶を封入して
なるカラー液晶表示素子と外部駆動回路とを導電接続し
てなるカラー液晶表示装置おいて、第２の基板が、第２
の基板の表示用電極とシール外に設けられた端子電極及
びその表示用電極とその端子電極とを接続する接続電極
、並びにシール外に設けられた第１の基板の表示用電極
の端子電極及び第１の基板の表示用電極から基板間導電
接続手段により導電接続される端子電極とを接続する接
続電極を有し、第２の基板の端子電極と外部駆動回路と
が導電接続されていることを特徴とするカラー液晶表示
装置を提供するものである。

本発明では、液晶表示素子の暴−板内面にカラーフィル
ターが設けられ、このカラーフィルターの上に電極が設
けられた構造の基板を使用する。そして、本発明では、
このカラーフィルター上の電極は端子電極とはされずに
、他方の基板に基板間導電接続手段を通じて接続され、
他方の基板上の端子電極を通じて外部駆動回路と接続さ
れる。

これにより、ハンダ付は等の高温下での処理による劣化
、接続部を剥そうとする外力による破損、取り扱い中の
傷つき、高湿度下での接続部分のＩＴＯの電気分解によ
る消失等の点で従来のカラーフィルターのない基板にお
ける外部駆動回路との接続と同等の高い信頼性を有する
　′導電接続が可能になる。

本発明に使用される基板としては、通常の液晶表示素子
に使用されるガラス、プラスチック等の基板が使用でき
る。

この第１の基板としては、基板上にカラーフィルターを
形成し、その上にＩ　Ｔ　Ｏ（ＩｎａＯｓ−３ｎＯ＊）
　、Ｓｎｏｗ等の透明電極を形成したものか使用される
。

このカラーフィルターとしては、染色法、印刷法、光硬
化性着色樹脂をバターニングする方法等の公知のカラー
フィルターの形成方法か使用でき、必要に応じてそれら
の間に遮光膜を配置する、カラーフィルターと基板間に
接着性向上等の効果を有するの膜を形成する、カラーフ
ィルター上にカラーフィルターの凹凸を補正したり電極
の接着性を向上させる等の膜を形成する等の構成を付加
してもよい。

このカラーフィルターの上に電極を形成する。この電極
としては、通常は前述したような透明電極が使用され、
蒸着法、スパッタ決算公知の低温プロセスで透明ｍｓを
形成できる方法により形成されればよい、また、この透
明電極に金属の細線等の低抵抗の非透明電極を併設して
もよい。

第１図は、本発明の基板上の電極のパターンを示す平面
図であり、（Ａ）は第１の基板を表わし、（Ｂ）は第２
の基板を表わしている。

本発明では、この第１の基板１のカラーフィルターの上
の電極は、表示用の電極２と、その表示用の電極と第２
の基板上の電極に基板間導電接続するための基板間導電
接続手段に繋げられる接続電極３とからなる。

一方、第２の基板では、基板上に直接電極が形成される
。もちろん、基板上にアルカリ溶出防止膜、着性向上膜
、遮光膜等を設けていてもよいし、第１の基板と同様に
金属の細線等の低抵抗の非透明電極を併設してもよい。

この、第２の基板４では、第２の基板の表示用電極５と
シール外に設けられた第２の基板の表示用電極用の端子
電極６及びその表示用電極とその端子電極とを接続する
接続電極７を有する。それと同時に、シール外に設けら
れた第１の基板１の表示用型１！ｉ２の端子電極８及び
第１の基板の表示用電極２から基板間導電接続手段９に
より導電接続される端子電極８とを接続する接続電極１
０を有している。

これにより、第１の基板１の表示用型５２は、第１の基
板１の接続電極３、基板間導電接続手段９、第２の基板
の接続電極１０を経由して第２の基板４の端子電極８に
接続され、この第２の基板の端子電極８により外部駆動
回路と導電接続される。

この外部駆動回路との導電接続は、通常の液晶表示素子
で使用されている導電ゴムコネクターによる接続、ハン
ダ接続、導電異方性接着材による接続、ヒートシールに
よる接続等が使用でき、必要に応じて端子電極上にカー
ボンペースト、銀ペースト等の厚膜導体、Ｎｉメツキ等
の薄膜導体を付けたり、それらに駆動用ＩＣ等を併設し
て用いてもよい。

なお、この図の例では、表示用電極、接続電極、端子電
極がストライブ状の１本の電極とされているが、本発明
はこれに限られなく、接続用電極を金属１１極にしたり
、斜めに配置したり、電極の巾を部分的に変えたりする
等、通常の液晶表示素子で行われているパターン設計を
行ってもよい。

本発明では、このように外部駆動回路との導電接続が信
頼性の低いカラーフィルター上の端子電極でなく、信頼
性の高い第２の基板の端子電極で行なわれる構成を有し
ているため、信頼性の高い導電接続が可能になる。

本発明の基板間導電接続手段は、通常の液晶表示素子で
行なわれている基板間導電接続手段が使用でき、シール
内、シール中、シール外のいずれであっても使用できる
。

具体的には、銀ペースト、カーボンペースト等の導電ペ
ーストを点状に印刷してもよいし、シール材中にＮｉメ
ツキ等により導電性とされたスペーサーを混入して用い
てもよい。

これらの内、前者は低抵抗となるので、容量（面積）の
大きな電極を接続する場合であって接続数が比較的少な
い場合に好適であり、後者はドツトマトリックス表示の
ように接続数が多く、ファインピッチが要求される場合
に好適である。

また、基板間導電接続部は、第１図のように他の部分と
同じパターンの電極パターンとしてもよいし、電極の巾
を変えたり、千鳥配置（２列の配置）シたりしてもよい
。

主として、本発明のような電極の下にカラーフィルター
を設けるのは、ドツトマトリックス表示のように高密度
表示の場合が多く、基板間導電接続手段も後者のような
シール中に導電性スペーサーを混入して用いることが好
ましくなる。この場合、導電性スペーサーを混入したシ
ールは、導電性スペーサーを混入しない他のシール部分
に比してシール中を広く取ることが好ましく、通常２〜
４倍程程度されることか好ましい。

この場合、導電性スペーサーは、通常他のシール部分で
使用される通常のスペーサーと同じ大きさのものを使用
する。このため、金属性のスペーサーとか全体が導電性
のスペーサーよりは、他のシール部分で使用された非導
電性スペーサーにＮｉ等の導電薄膜をメツキ等で付着さ
せた導電性スペーサーを用いることが好ましい。

これにより、間隙制御の均一性を損なうことなく、接続
抵抗を下げることができる。

なお、基板間導電接続部以外ては、両基板の電極が対向
しないようにしておけば、シール全域にわたって導電性
スペーサーを混入して用いることもできる。この場合、
シールは垂直方向（基板に垂直方向）にのみ導電性を有
する異方導電性膜として働くので、′ｉＩｉ極が形成さ
れた基板では基板間隙よりも広い電極間隙が取られてい
るかぎり、隣接電極間での短絡は生じない。

本発明では、カラーフィルターを設ける基板はいずれの
基板でもよいが、通常は接続する端子電極の数が少ない
方の基板とすることが好ましい。例えば、　３２０Ｘ　
３色×２００ドツトのドツトマトリックス液晶表示素子
の場合には、２００本の電極群を有する基板側にカラー
フィルターを設けることにより、基板間導電接続手段に
より接続される電極数を２００本にできる。この場合、
もし他の基板側にカラーフィルターを設けると、９６０
本の電極を基板間導電接続しなくてはならなくなる。こ
のため、前述のように２００本の電極群を有する基板側
にカラーフィルターを設けることにより、パターン上の
制約が緩くなるとともに、信頼性も高くなる傾向がある
。

また、液晶表示素子としてツイストネマチック（ＴＮ）
液晶表示素子をはじめ、近年注目を集めているスーパー
ツイストネマチック（ＳＴＮ）液晶表示素子、スメクチ
ック液晶を用いた強誘電性液晶表示素子等にも使用でき
る。

特に、液晶分子のねじれ角を１６０〜３００＃とじた表
示用のＳＴＮ液晶セルに、電極を設けない逆ねじれの液
晶素子や複屈折板等の複屈折補償手段を積層した白黒ス
ーパーツイスト液晶表示素子に適用して、これにカラー
フィルターを設けることによりカラー液晶表示素子とし
て用いる場合に好適である。このような、表示用液晶セ
ルに複屈折補償手段を積層した白黒スーパーツイスト液
晶表示素子では、複屈折補償手段により表示用液晶セル
を通過してきただ円偏光を補償し、カラーフィルターを
設けない状態では、はぼ白黒の表示が得られるため、こ
れにカラーフィルターを設けることにより、高コントラ
スト比、広視野角のカラー液晶表示素子が容易に得られ
る。

このような白黒スーパーツイスト液晶表示素子は、基板
間隙の制御が極めて厳密に要求されるため、本発明のよ
うに電極の下にカラーフィルターを正確に設けた構成を
採ることが必要となり、本発明の導電接続構造を採るメ
リットが極めて大きい。

また、以上の例では、一方の基板にカラーフィルターを
設けた例を説明したが、両方の基板に分割してカラーフ
ィルターを形成して、夫々対向する基板のカラーフィル
ターが１＊層されていない部分の電極に基板間導電接続
を取るようにすることもできる。

本発明では、液晶表示素子の他の構成用件、即ち、配向
膜、絶縁膜、液晶材料、シール材、偏光板、反射板、照
明手段、駆動回路等は公知の液晶表示素子用の構成が使
用できる。

例えば、液晶分子を特定の方向に配向させるための処理
は、公知のラビング法、斜め蒸着法等が使用でき、必要
に応じて、電極上にＳｉＯ□、ＴｌＯ２、Δ１２０１等
の無機材料の膜及び／又はポリイミド、ポリアミド等の
有機材料の膜を形成した後、配向処理されればよい。

本発明は、この外、本発明の効果を損しない範囲内で、
通常の液晶表示素子で使用されている種々の技術が適用
可能である。

本発明のカラー液晶表示素子は、パーソナルコンピュー
ター、ワードプロセッサー、ワークステーション等のカ
ラー表示素子として好適であるが、この外、カラー液晶
テレビ、カラー表示魚群探知器、カラー自動車用表示素
子、カラー表示レーダー、カラー表示オシロスコープ、
カラー表示の各種ドツトマトリックス表示装置等の種々
の用途に使用可能である。

１作用１ 本発明では、第２の基板においては、第２の基板の表示
用電極とシール外に設けられた第２の基板の表示用電極
用の端子電極及びその表示用１を極とその端子電極とを
接続する接続′ｒｉｉを有している。それと同時に、シ
ール外に設けられた端子電極であって第１の基板の表示
用電極の端子電極及び第１の基板の表示用電極から基板
間導電接続手段により導電接続される端子電極とを接続
する接続電極を有している。

これにより、第１の基板の表示用電極は、第１の基板の
接続電極、基板間導電接続手段、第２の基板の接続電極
を経由して第２の基板の端子電極に接続され、この第２
の基板の端子電極により外部駆動回路と導電接続される
。

これにより、外部駆動回路との導電接続がカラーフィル
ター上の端子電極でなされるのでないので、カラーフィ
ルター上の電極という安定性の悪い電極を用いても、高
信頼性のカラー液晶表示素子か可能となる。

［実施例１ 実施例１ ガラス基板上に９６０本のストライプ状の列電捲群（夫
々表示用電極、接続電極、端子電極が１本の縦方向のス
トライプ状の列電極に形成）及び２００本のストライプ
状の接続電極と端子部・極（横方向にストライプ状）を
形成し、端子部分及び基板間導電接続部分を除きＳｉＯ
，−ＴｉＯ，の絶縁膜を１１００ｎ厚に形成し、この上
にポリイミドを厚さ？０ｎｍ程度積層し、これをラビン
グして配向膜を形成して、列電極基板とした。

一方、ガラス基板上に染色法によるＲＧＢａ色の厚さ　
２．０μｍの厚膜カラーフィルターを形成し、この上に
ポリイミドのオーバーコート膜を形成し、前期列電極群
と直交するように２００本のストライプ状の行電極群（
夫々表示用電極と接続電極が１本の横方向のストライプ
状の行電極に形成）を形成し、基板間導電接続部分を除
き全面にＳｉＯ□−Ｔｉｅ、の絶縁膜を１００ｒｖ＋厚
に形成し、ポリイミドを厚さ７０ｒｖ程度積層し、これ
をラビングして配向膜を形成して、行電極基板とした。

この行電極群は、ＩＴＯを基板温度１８０°Ｃでスパッ
タ法で厚さ３００ｎｍに形成し、それをフォトリソ法で
パターニングした。

この列電極基板と行電極基板とを液晶分子のねじれ角か
９０’となるように配置して、周辺をシール材でシール
してセルを形成し、ネマチック液晶を注入してドツトマ
トリックス液晶セルを製造した。

このシール材中には、直径８μｍの槽水ファインケミカ
ル社製のＮｉメツキ付きの導電性スペーサーである「ミ
クロパール」を１０ｖｔ％混入して用いて、基板間導電
接続を行なう辺のみシール巾を他の辺に対して２倍にし
た。また、シール内側のセル内面部分には直径７．５μ
ｍの槽水ファインケミカル社製の非導電性スペーサーで
ある「ミクロパール」を散布した。

この液晶セルを一対の偏光板間に配置して異方性導電膜
で外部駆動回路と接続して駆動したところ、良好なカラ
ー表示が得られ、その導電接続の信頼性も高いものであ
った。

実施例２ 実施例１と同様の９６０Ｘ　　２００ドツトのドツトマ
トリックス表示であり、基板間隙を７μｍとし、液晶分
子のねじれ角を２４０°とした外は実施例１と同様にし
て表示用セルを製造した。

一方、電極を設けなくポリイミドの配向膜のみを設けた
基板間に、表示用セルの液晶分子のねじれ方向と逆方向
の２４０°のねじれを有する液晶を封入して複屈折補償
用セルを製造した。

この表示用セルに複屈折補償用セルを積層して、その外
側に一対の偏光板を配置して、異方性導電膜で外部駆動
回路と接続して駆動したところ、実施例１と同様に良好
なカラー表示が得られ、その導電接続の信頼性も高いも
のであった。

実施例３ 実施例１の列電極基板と打電ｔ％基板とを用いて、周辺
を実施例１で用いた非導電性スペーサーを混入したシー
ル材でシールし、基板間導電接続をこのシール部のすぐ
外側で実施例１で用いた導電性スペーサーを混入したシ
ール材で行ってセルを形成し、ネマチック液晶を注入し
てドツトマトリックス液晶セルを製造した。

この液晶セルを一対の偏光板間に配置して異方性導電膜
で外部駆動回路と接続して駆動したところ、実施例１と
同様に良好なカラー表示が得られ、その導電接続の信頼
性も高いものであった。

［発明の効果］ 本発明では、このように外部駆動回路との導電接続が信
頼性の低いカラーフィルター上の端子電極でなく、信頼
性の高い第２の基板の端子電極で行なわれる構成を有し
ているため、信頼性の高い導電接続が可能になる。

これにより、外部駆動回路との導電接続が従来のカラー
フィルターを設けていない液晶表示素子と同様に行える
ため、基板の電極上へのメタライズ処理、ハンダ付は処
理等が自由に行えるため、導電接続の自由度が向上し、
作業性が向上し、導電接続のやり直しも可能となり、生
産性及び補修性が良くなり、かつ、電極に傷が付きにく
く、剥離を生じにくくなるため、取り扱いが容易で信頼
性も高いものとなる。

さらに、基板の電極上に直接駆動用のＩＣ等を取り付け
るような構造も可能である。

また、このような構成により、通常は一方の基板の端子
電極から導電接続すればよいこととなり、基板の電極上
へのメタライズ処理、ハンダ付は処理等を行う場合に、
一方の基板にのみ行えば良いため、生産性がよくなる。

本発明は、本発明の効果を損しない範囲内で公知の液晶
表示素子に使用される種々の応用が可能なものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の基板上の電極のパターンを示す平面
図であり、（Ａ）は第１の基板を表わし、（Ｂ）は第２
の基板を表わしている。 第１の基板　　　　＝　１ 表示用電極　　　　：　２．５ 接続電極　　　　　＝　３．７．１０ 第２の基板　　　　＝　４ 端子電極　　　　　＝　６．８ 基板間導電接続手段：　９ 第１図 （Ａ）　　３：接続電極　　２：表示用電極８：端子電
極１０：倭統竜悼

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）基板上にカラーフィルターを形成し、その上に電
   極を形成した第１の基板と、電極を形成した第２の基板
   とを電極面が相対向するように配置して、その周辺部を
   シール材でシールし、内部に液晶を封入してなるカラー
   液晶表示素子において、第１の基板におけるカラーフィ
   ルター上の電極を、第２の基板における電極に基板間導
   電接続手段により導電接続したことを特徴とするカラー
   液晶表示素子。
2. （２）基板上にカラーフィルターを形成し、その上に電
   極を形成した第１の基板と、電極を形成した第２の基板
   とを電極面が相対向するように配置して、その周辺部を
   シール材でシールし、内部に液晶を封入してなるカラー
   液晶表示素子と外部駆動回路とを導電接続してなるカラ
   ー液晶表示装置おいて、第２の基板が、第２の基板の表
   示用電極とシール外に設けられた端子電極及びその表示
   用電極とその端子電極とを接続する接続電極、並びにシ
   ール外に設けられた第１の基板の表示用電極の端子電極
   及び第１の基板の表示用電極から基板間導電接続手段に
   より導電接続される端子電極とを接続する接続電極を有
   し、第２の基板の端子電極と外部駆動回路とが導電接続
   されていることを特徴とするカラー液晶表示装置。