JPH07225392A

JPH07225392A - 電気光学素子

Info

Publication number: JPH07225392A
Application number: JP1864494A
Authority: JP
Inventors: Shuzo Takeshima; 修三竹島; Masao Ogawara; 雅夫大河原
Original assignee: Kyocera Display Corp
Current assignee: Kyocera Display Corp
Priority date: 1994-02-15
Filing date: 1994-02-15
Publication date: 1995-08-22

Abstract

(57)【要約】【目的】電気光学素子の導電性スペーサーを混入したシ
ール材による基板間導電接続のシールの信頼性を向上さ
せる。【構成】電気光学素子の上下基板間の導電接続部分にお
いて、導電接続のために対向している電極を櫛の歯状に
複数の線条に分割して櫛の歯部２、５を形成し、導電性
スペーサーを混入したシール材で接続をとる。これによ
り、シール部分で電極が広い範囲で連続して存在する領
域をなくすことができ、シール剥離を生じにくくするこ
とができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、導電性スペーサーをシ
ール材中に配置し、それにより異なる基板間の導電接続
を形成した電気光学素子に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から液晶表示素子に代表される電気
光学素子は、時計、電卓、各種家電製品、計測器、ＯＡ
機器、ＴＶ等多くの用途に使用されている。液晶表示素
子では通常液晶層を挟んで電極が設けられ、その電極間
に電圧を印加するため、外部回路に接続される電極は両
方の基板に分かれて存在している。しかし、外部回路と
の接続を容易にするためには、可能であれば一方の基板
のみから外部接続用のリードを取り出すことが望まれて
いる。

【０００３】このため、一方の基板の電極を他方の基板
の電極に導電接続するための基板間の導電接続が必要と
される。この基板間の導電接続の代表的な例は、銀ペ−
ストのような導電性接着剤を点状に印刷して硬化させて
設けることが行われている。この構造は、製造が容易で
信頼性もよいので、主にスタティック駆動や低デューテ
ィ駆動のＴＮ型液晶表示素子等に多く用いられている。
これは、１個の液晶表示素子においての基板間の導電接
続の数が少ないためである。

【０００４】デューティ数が増えてくると、１個の液晶
表示素子内での基板間の導電接続の数が増えてくること
になる。この場合、点状に導電性接着剤を印刷して基板
間の導電接続をとろうとすると、その設計が難しいとい
う問題を生じる。これは、導電性接着剤を特定の部分に
多く並べて配置すると、基板の圧着時に、その部分のみ
が圧着に対する抵抗力が大きく、基板間隙が他の部分に
比して大きくなり、基板間隙にムラが生じる傾向が出る
ためである。

【０００５】特に、ドットマトリクス型液晶表示素子の
場合には、セグメント電極は 100〜500μｍ程度の狭い
間隔で並んでいる。このため、コモン電極をセグメント
電極側の基板から取り出そうとすると、素子の両端の周
辺の部分に集中して基板間の導電接続を取らざるを得な
い。この場合、その周辺部のみがシール材がつぶれにく
く、基板間隙にムラを生じ易い。

【０００６】このような問題を避けるために、シール材
中に導電性スペーサーを混入して、これを用いて基板間
の導電接続をとることが行われている。これは、導電接
続は個々の導電性スペーサーで行われ、その径が基板間
隙程度とされているため、基板間での導電接続は取れる
が、横方向には絶縁性が保持されるためである。

【０００７】このように導電性スペーサーを用いて、シ
ール材自体で異方性導電接続することにより、点状に導
電性接着剤を印刷した際に生じたような、基板間隙ムラ
はほとんど生じなくなった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】一方、ＩＴＯ等の透明
電極は、シール材との接着性が悪いので、通常の電極の
場合には、シール材部分で線幅を端子部のリード線幅と
同じか、より細くすることが行われている。このような
シール材の外部と内部の接続の問題ならば、シール材部
分で電極の線幅を細くしてもわずかな抵抗増加しかなら
なく、ほとんど問題はない。しかし、上下基板間の導電
接続の場合、もともと接続抵抗が大きくなる傾向がある
ので、対向する上下基板間の電極面積を大きく取る必要
がある。

【０００９】このため、上下基板間接続部分の対向電極
は、一般的には通常の電極のリード線幅に比して 2〜10
倍程度の幅を取ることが多くなり、通常のリードよりも
シール材の接着性に悪影響を与えることが多くなる。こ
のため、高温時や高温高湿時等の信頼性に差を生じると
いう問題点があった。

【００１０】図２は、従来の電気光学素子のシール材に
おける基板間導電接続部の電極の代表的な形状を示す模
式図である。図２において、11は第１の基板に形成され
た第１の電極、12はその端に形成された長方形部、13は
シール材、14は第２の基板に形成された第２の電極、15
はその端に形成された長方形部を示している。

【００１１】この図では、分かり易くするために、２枚
の基板を上下にずらした状態で示してある。実際の組み
立てられた状態では、シール材13が重なり位置になり、
電極の櫛の歯部分が重なるように配置される。従来は、
このように上下基板間接続部分では幅を通常の電極のリ
ード線幅に比して広くとっている。

【００１２】このため、上下基板間接続部分ではシール
材が基板に直接接触しない部分が増えて、長方形の電極
部分で剥離が生じ易くなっていた。

【００１３】

【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、電極を設けた一対の
基板間に電気光学媒体が封入され、一方の基板の電極が
他方の基板の電極にシール材内部の分散された導電性ス
ペーサーにより導電接続されてなる電気光学素子におい
て、その導電接続部では上下の対向する電極が、複数の
線条に分割された形状に形成されていることを特徴とす
る電気光学素子を提供するものである。

【００１４】また、その導電接続部では上下の対向する
電極が、櫛の歯状分割された形状に形成されているか、
網目状分割された形状に形成されていることを特徴とす
る電気光学素子、及び、その線条の幅W₁と 2本の線条間
隙の幅W₂との比W₁／W₂が 0.2〜 5とされることを特徴と
する電気光学素子を提供するものである。

【００１５】また、それらの導電性スペーサーが可撓性
のあるプラスチック粒子の表面に金属被膜の形成された
ものであり、所望の基板間隙よりもわずかに大きい径を
有するものであることを特徴とする電気光学素子を提供
するものである。

【００１６】本発明では、シール材中に導電性スペーサ
ーを混入しておき、これにより上下基板間の導電接続を
とる。その際に、その基板間接続部の対向する電極の形
状を複数の線条に分割した形状にする。これにより、電
極の面積が大きくなっても、電極に隙間ができるので、
電極の無な部分で基板が強固に接着されるので、シール
材の接着力の低下が抑制できる。

【００１７】図１は、本発明の電気光学素子のシール材
における基板間導電接続部の電極の代表的な形状を示す
平面図である。図１において、 1は第１の基板に形成さ
れた第１の電極、 2はその端に形成された櫛の歯部、 3
はシール材、 4は第２の基板に形成された第２の電極、
5はその端に形成された櫛の歯部を示している。

【００１８】この図では、分かり易くするために、２枚
の基板を図の上下方向にずらした状態で示してある。実
際の組み立てられた状態では、２枚の基板のシール材3
が重なり位置になり、電極の櫛の歯部分が重なるように
配置される。具体的な例では、第１の基板がコモン電極
基板となり、第２の基板がセグメント電極基板となり、
コモン電極基板の電極がセグメント電極基板の電極に基
板間導電接続され、セグメント電極基板の端子部から外
部に接続される。

【００１９】本発明では、この電極の形状が導電接続部
で上下の対向する電極が、複数の線条に分割された形状
に形成されている。この複数の線条に分割された形状と
しては、その代表的な形状として上記の図１のような櫛
の歯形状がある。この他、線条が適宜組み合わされた形
状とすることもでき、その例を図３に示す。

【００２０】図３（Ａ）は櫛の歯が横を向いたような形
状であり、（Ｂ）は櫛の歯の先端がが繋がった形状であ
り、（Ｃ）は線条が縦横に繋がった網目状である。本発
明では、形状を複雑化する必要はないが、網目の電極の
ない部分を菱形、六角形、円形にしたり、線条を曲線に
する等してもよい。

【００２１】線条の幅W₁は上下基板間で対向させる電極
の面積と許容される線条の幅により決定されればよい
が、通常分割されてほぼ平行に並べて配置される線条の
数を 3〜10本程度にして線条の幅を 0.1〜 2ｍｍ程度と
すればよい。この線条の幅は、シールの幅や接着剤の種
類、要求される信頼性等により問題が生じないように選
定すればよい。この線条の幅W₁と 2本の線条間隙の幅W₂
との比W₁／W₂は、ほぼ 0.2〜 5程度にすればよい。ま
た、この上下電極の対向部分は圧着後のシール材部分に
覆われるようにすることが好ましい。

【００２２】シールの接着性、圧着時の位置ずれ精度、
パターン設計のし易さ等を考慮すると、より好ましくは
線条の幅を0.15〜 0.8ｍｍ程度とし、線条の幅W₁と 2本
の線条間隙の幅W₂との比W₁／W₂は、ほぼ 0.3〜 3程度に
する。

【００２３】また、この上下電極の対向部分の外周で囲
まれた領域の面積S₁に対して、その内の電極の有る部分
の面積S₂の割合S₂／S₁は、やはりほぼ0.20〜0.90程度、
より好ましくは0.25〜0.80にすればよい。これは、櫛の
歯状の場合には線条の幅を上記のようにすれば満足する
ことが多いが、網目状の場合にはW₁／W₂に比してS₂／S₁
の値は大きくなりがちなので、その場合においてもS₂／
S₁が上記範囲に入るようにする。

【００２４】例えば、図１のような櫛の歯状の場合に
は、この線条の幅W₁は櫛の歯の電極の幅を意味し、 2本
の櫛の歯の電極の間隙の幅がW₂となる。この例では、櫛
の歯は5本あり、W₁＝W₂とされていることになる。この
場合、面積の比率S₂／S₁は約0.56になる。

【００２５】なお、上記の例では、この２枚の基板の対
向している電極の対向部分の外形形状を長方形とした
が、三角形、台形、菱形、円形等にしてもよいのは明ら
かである。

【００２６】本発明で用いる電気光学素子は、ガラス、
プラスチック等の基板上にＩＴＯ（In₂O₃-SnO₂）、SnO₂
等の電極を形成した基板を用い、電極面が相対向するよ
うにして、周辺をシール材でシールし、内部に液晶、エ
レクトロクロミック溶液等の電気光学媒体を封入したも
のが使用できる。このシール材中に導電性スペーサーが
混入され、それにより第１の基板と第２の基板との間で
導電接続がとられている。

【００２７】なお、この電極は、上記のような透明電極
のほか金属や導電ペースト等による低抵抗の導電性材料
の膜が細線状、格子状等に形成されていてもよい。外部
接続用の電極もこれら表示用の電極と同じ材料でもよい
し、異なる材料とされてもよい。通常は、同じ材料とさ
れて同時にパターニングされればよい。

【００２８】液晶表示素子の場合、この基板上には通
常、配向制御膜が設けられている。この配向制御膜とし
ては、ポリイミド、ポリアミド、ポリビニルアルコール
等の有機高分子材料、または、SiO₂、TiO₂、Al₂O₃ 等の
無機材料による膜をラビングしたり、斜め蒸着したりし
た液晶を配向させる膜であればよい。もちろん、垂直配
向をするような膜でもよい。さらに、必要に応じて、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 の絶縁膜を設けたりしてもよい。なお、こ
れらの絶縁性の膜は、シール材部分で基板間導電接続を
取る部分には設けない。

【００２９】シール材の接着剤は、通常のエポキシ樹
脂、シリコーン樹脂等の有機接着剤でよい。本発明で
は、この有機接着剤に導電性スペーサーを混入して用い
る。この導電性スペーサーは、金属製粒子や導電性プラ
スチックを用いた粒子等も使用できるが、可撓性を有す
るプラスチック粒子の表面に金属による導電被膜を設け
たものの使用が抵抗の低さと接続の信頼性の点から好ま
しい。この場合、可撓性があるので、導電性スペーサー
は、所望の基板間隙よりもわずかに大きい径を有するよ
うにする。これにより導電接続の信頼性が向上する。

【００３０】この導電被膜に用いる導電性の材料は金属
を使用することが好ましいが、抵抗が充分に低ければ、
有機や金属以外の無機の材料でも使用できる。金属の場
合には、メッキ、蒸着、デイップ等の方法でスペーサー
の表面に被覆層を形成すればよい。特に、導電性の材料
の中でもニッケルが抵抗値が低く、価格も安いので使用
し易い。また、抵抗の点からは金の使用が好ましい。

【００３１】この導電性スペーサーの径を所望の基板間
隙よりもわずかに大きな径とする場合、所望の基板間隙
よりも 2〜20％程度大きな径とされれば良い。シール圧
着時にわずかにつぶれた状態で保持されるようにするこ
とにより、接続抵抗が低くなり、かつ長期間保持しても
接続抵抗の上昇を生じにくくなる。この導電性スペーサ
ーの混入量は有機接着剤（硬化する固形分）に対して
0.2〜 5wt％程度とすればよい。

【００３２】この導電性スペーサーを混入した有機接着
剤によるシール材は、基板にスクリーン印刷等で付与し
て、他方の基板と重ね合わせて圧着する。通常はその一
部に開口部を形成しておき、セル化して後、その開口部
から液晶を注入し、その開口部を封止する。本発明で
は、この圧着時の作業の許容幅が広いので、作業性が高
い。

【００３３】このシール材には、通常のガラス繊維、プ
ラスチック粒子、無機粒子等の非導電性スペーサーを併
用して用いてもよい。また、光の透過を抑制するために
シール材中に染料や顔料を混入してもよい。

【００３４】この導電性スペーサーを混入した有機接着
剤によるシール材は、上下基板間の導電接続を取る部分
にのみ適用してもよいし、全周のシール材に適用しても
よい。前者の場合には、他のシール部分には通常の非導
電性スペーサーを混入した有機接着剤によるシール材を
用いることになる。

【００３５】即ち、本発明によれば、導電性スペーサー
を混入した有機接着剤を用いない通常のシール工程と同
等の作業条件で作業でき、それにもかかわらず基板間で
の導電接続の抵抗が低く保たれ、接続不良を生じにく
い。

【００３６】本発明の電気光学素子の代表的な例である
液晶表示素子の場合、用いる液晶は、用途に応じて種々
の液晶が使用できる。通常のネマチック液晶をはじめ、
スーパーツイスト（ＳＴＮ）型電気光学素子に用いられ
る160 °〜300 °ねじれとなるようにカイラル物質を添
加した液晶であってもよい。また、ネマチック液晶中に
は、コントラスト比を向上させるためや色相調整のため
に二色性色素等の色素を添加してもよい。また、強誘電
性液晶等でも使用できる。

【００３７】本発明は、上下基板間の導電接続が 8箇所
以上ある電気光学素子に適しており、特に同一辺の同一
部分に 8箇所以上かたまって存在している電気光学素子
に好適である。このため、コモン電極が 8本〜 100本程
度のドットマトリクス型の電気光学素子に好適である。

【００３８】この他、本発明では、通常の電気光学素子
で用いられる、偏光板、カラーフィルター、反射板、位
相差板、光源等を積層して用いればよい。さらに、カラ
ーフィルター層を基板の内面または外面に形成したり、
基板を偏光基板としたり、基板の外側にタッチスイッ
チ、紫外線カットフィルター、無反射フィルターを積層
したりしてもよい。また、表示領域にスペーサーを散布
したり、シールを点状に形成したりしてもよい。この
他、通常の電気光学素子に使用される構造や製法が本発
明の効果を損しない範囲内で種々適用できる。

【００３９】

【作用】本発明では、上下基板間の導電接続部分におい
て、対向する電極が複数の線条に分割された形状とされ
ている。このため、シール部分で電極が広い範囲で連続
して存在する領域をなくすことができ、電極部分で生じ
易い接着力の低下にともなうシール剥離を生じにくくす
ることができる。

【００４０】

【実施例】

実施例１第１の基板、第２の基板として、ガラス基板上に設けら
れたＩＴＯの電極をパターニングし、シール部及び外部
接続用の端子部を除いて、蒸着法によりSiO₂による短絡
防止用の絶縁膜を形成し、ポリイミドのオーバーコート
をシール部及び外部接続用の端子部を除いて転写し、こ
れをラビングして配向制御膜を形成した基板を作成し
た。

【００４１】この際、上下基板間の導電接続をするため
の電極の櫛の歯部は、櫛の歯が 4本、その線条の幅を
W₁、 2本の櫛の歯の電極の間隙の幅をW₂として、W₁＝W₂
＝0.25ｍｍとした。シール幅は圧着後に 1ｍｍとなるよ
うにし、電極の櫛の歯の長さは0.5ｍｍとした。この結
果、S₁＝0.875 ｍｍ² 、S₂＝0.5 ｍｍ² となり、面積の
比率S₂／S₁は約0.57になる。なお、比較例として長方形
で 1ｍｍ× 0.5ｍｍの形状に形成したものも作成した。

【００４２】有機接着剤として三井東圧化学社製「スト
ラクトボンド」に、導電性スペーサーとして径が 7μｍ
のニッケルメッキプラスチックスペーサーを 3wt％、非
導電性スペーサーとして径が 6.5μｍのガラス繊維スペ
ーサーを 3wt％混合して、シール印刷を行った。２枚の
基板を重ね合わせて圧着し、液晶を封入して液晶表示素
子を製造した。

【００４３】これらの液晶表示素子の上下基板間導電接
続の接続抵抗は実施例のものも比較例のものもほとんど
同じであった。また、上下基板間の導電接続部を 8個並
べて配置したが、実施例のものはこれにともなう基板間
隙の乱れは生じなかった。一方、比較例のものは、その
部分でやや基板間隙が厚くなった。

【００４４】これを80℃、90％RHの高湿高温下に1000時
間放置した。この結果、実施例の液晶表示素子のシール
には異常が見られなかった。一方、比較例の液晶表示素
子では上下基板間導電接続部でシールの幅の半分程度ま
で剥離が発生するものが見られた。

【００４５】実施例２上下基板間の導電接続をするための電極の形状を図３の
（Ａ）のようにした他は、実施例１と同様にして液晶表
示素子を作成した。線条の数各 3本、線条の幅W₁を0.15
ｍｍ、線条の間隙の幅W₂を0.15ｍｍ、横方向の線条の長
さを各 0.5ｍｍとした。電極の対向面積S₂は 0.5625 ｍ
ｍ² 、外周の面積S₁は 0.8625 ｍｍ² であり、その比S₂
／S₁はほぼ0.65であった。これを実施例１と同じ試験に
かけたが、基板間隙の乱れ及びシール剥離は生じなかっ
た。

【００４６】実施例３上下基板間の導電接続をするための電極の形状を図３の
（Ｂ）のようにした他は、実施例１と同様にして液晶表
示素子を作成した。縦方向の線条の数 4本、線条の幅W₁
を0.20ｍｍ、線条の間隙の幅W₂を0.20ｍｍ、縦方向の線
条の長さを 0.5ｍｍとした。なお、図の横方向の線条部
分は、リードに接続される側は幅が 0.3ｍｍ、反対側
（端になる側）は 0.1ｍｍとし、上下で対向させた時に
は夫々0.1ｍｍが対向するようにした。この場合、面積S
₂は 0.68 ｍｍ² 、外周の面積S₁は0.98 ｍｍ² であり、
その比S₂／S₁はほぼ0.69であった。これを実施例１と同
じ試験にかけたが、基板間隙の乱れ及びシール剥離は生
じなかった。

【００４７】

【発明の効果】本発明では、電気光学素子の上下基板間
の導電接続部分において、導電接続のために対向してい
る電極が櫛の歯状または網目状に複数の線条に分割され
た形状とされている。これにより、シール部分で電極が
広い範囲で連続して存在する領域をなくすことができ
る。即ち、電極がシール材の長手方向に沿って、広い面
積でベタで存在する領域をなくすことができる。このた
め、電極存在領域で生じ易いシール材の接着力の低下に
ともなうシール剥離を生じにくくすることができる。

【００４８】また、シール材中のスペーサーの存在によ
る、基板間隙の増大も抑制できる。これは低抵抗の透明
電極のように厚い電極が部分的に存在している場合に生
じ易いが、本発明では電極が狭い線幅で分散しているこ
とになるので、これによる悪影響も低減できる。これに
より、部分的に基板間隙が厚くなるという問題点も抑制
できる。

【００４９】本発明は、本発明の効果を損しない範囲内
で公知の電気光学素子に使用されている種々の構成を付
加してもよく、今後種々の応用が可能なものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電気光学素子のシール材における基板
間導電接続部の電極の代表的な形状を示す平面図

【図２】従来の電気光学素子のシール材における基板間
導電接続部の電極の代表的な形状を示す模式図

【図３】本発明の櫛の歯形状の別の態様を示す概念図

【符号の説明】

１：第１の電極２：櫛の歯部３：シール材４：第２の電極５：櫛の歯部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電極を設けた一対の基板間に電気光学媒体
が封入され、一方の基板の電極が他方の基板の電極にシ
ール材内部の分散された導電性スペーサーにより導電接
続されてなる電気光学素子において、その導電接続部で
は上下の対向する電極が、複数の線条に分割された形状
に形成されていることを特徴とする電気光学素子。
【請求項２】請求項１の電気光学素子において、導電接
続部では上下の対向する電極が、櫛の歯状分割された形
状に形成されていることを特徴とする電気光学素子。
【請求項３】請求項１の電気光学素子において、導電接
続部では上下の対向する電極が、網目状分割された形状
に形成されていることを特徴とする電気光学素子。
【請求項４】請求項１または２または３の電気光学素子
において、線条の幅W₁と 2本の線条間隙の幅W₂との比W₁
／W₂が 0.2〜 5とされることを特徴とする電気光学素
子。
【請求項５】請求項１〜４のいずれかの電気光学素子に
おいて、導電性スペーサーが可撓性のあるプラスチック
粒子の表面に金属被膜の形成されたものであり、所望の
基板間隙よりもわずかに大きい径を有するものであるこ
とを特徴とする電気光学素子。