JPH10301132A

JPH10301132A - 液晶表示装置

Info

Publication number: JPH10301132A
Application number: JP9120078A
Authority: JP
Inventors: Katsuhiko Noguchi; 克彦野口
Original assignee: Citizen Electronics Co Ltd
Current assignee: Citizen Electronics Co Ltd
Priority date: 1997-04-24
Filing date: 1997-04-24
Publication date: 1998-11-13
Anticipated expiration: 2017-04-24
Also published as: JP3856521B2

Abstract

(57)【要約】【課題】液晶表示装置に付随する表示照明用あるいは
タッチ検出用等の機能素子を液晶表示パネル上に直接接
続かつ固着できる技術を提供し、表示装置の構造の極度
の簡素化、大幅コストダウン等を可能にする。【解決手段】液晶表示パネルを構成する上、下ガラス
基板の一方または双方の側面および外面に、前記液晶表
示パネルの表示用電極群あるいは他の基板に設けた電極
と接続する複数の銀パラジウム等の金属電極膜を形成
し、前記液晶表示パネルに付随する機能素子を前記上、
下基板の表面に、前記金属電極に対してハンダあるいは
導電接着剤を用いて直接接続しかつ固着したことを特徴
とする液晶表示装置。

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の構成
に関する。より詳しくは、液晶表示装置に付随する機能
素子と一体化された液晶表示装置の構成に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置にはＬＥＤランプ素子やＥ
Ｌパネルである表示を照明するバックライト用素子と
か、タッチパネルやタッチセンサーであるタッチスイッ
チ用の検出素子等、液晶表示パネルと密接な関係を有す
る機能素子を液晶表示パネルに接近して伴わせることが
多いが、液晶パネルは耐熱性が乏しく、直接他部品をハ
ンダ付けできる構成になっていないため、これらの機能
素子を液晶表示パネルにハンダや導電接着剤等を用いて
直接接続することができなかった。

【０００３】提案された従来例として特開平３−２８２
４１９号「液晶表示装置」がある。本従来例はその第１
図に示す如く、液晶表示パネルの背面に表示照明用の機
能素子であるＥＬバックライトパネルを配置し、その両
縁をコネクタの凹溝に差し込んで保持させたものであ
る。また他の従来例として本出願人が出願しまだ公開さ
れていない特願平９−４４９０３号がある。これは照明
用の機能素子であるＬＥＤ等の発光素子のマザー基板
（液晶表示パネルを駆動制御するための回路や電極を備
えたプリント回路基板）への電気的接続を液晶表示パネ
ルに固着したコネクタを介して行った構造を開示してい
る。

【０００４】これら従来例においては、液晶表示パネル
に付随する機能素子の保持や接続の構造として進歩があ
り、液晶表示パネルとは別途に機能素子自体を保持ある
いは電気的に接続するための構成部材を省略できる利点
があるが、その保持や接続を液晶表示パネルのコネクタ
を介して行っているのでコネクタが必須であり、コネク
タ自体のコストや液晶表示パネルを別途機械的に保持す
る支持部材を必要とする場合の追加コスト、表示装置の
本体部分の複雑さのため設計の手番がかかる等の不利益
を克服することはできない。もし液晶表示パネル自体の
コネクタが省略でき、更に機能素子も液晶表示パネルの
上に簡便に接続および支持することができれば、表示装
置全体として簡素化され、極めて有利となる。

【０００５】本発明に関連して、従来のコネクタ構造と
その問題点を詳説しておく。（１）ゼブラゴム（絶縁性と導電性のゴムを長手方向に
交互に多数積層した角柱状のもの）を液晶表示パネル下
面の電極端子面とマザー基板上面の電極群とで圧迫し、
導電ゴム部の弾性接触により、対応する電極同志を接続
する構造。

【０００６】（２）フレキシブルシート基板（ポリイミ
ド系樹脂やポリエステル系樹脂より成る薄く可撓性のあ
る基板表面に、多条のリード配線を両端縁間に形成して
ある）の１端縁を、異方性導電シート（ＡＣＦ）を仲介
して液晶表示パネルの電極端子面に加熱圧着しあるいは
銀ペーストを塗布し加熱固化させ、他の端縁をマザー基
板の電極群に接続する構造、等がある。

【０００７】これらの従来技術には以下のような問題点
がある。従来例（１）では、コネクタが柔軟で変形し易
く、形状と圧着力を保持するため金属板もしくは樹脂製
の枠状部材（成形用金型を必要とする）を用いることに
なるし、組立てにも工数がかかる。従来例（２）ではＦ
ＰＣ等は金型で打抜かれるし、液晶表示パネルもまた他
の構造物で支持しなければならない。即ちいずれの従来
例においても表示パネル本体の他にコネクタと枠部品を
必要とし、金型も伴い、コストがかかる。

【０００８】また液晶表示装置全体の設計にあたって
は、コネクタの選択や液晶表示パネルの支持方法などの
検討において、マザー基板を含む装置全体の設計を担当
するセットメーカーと、液晶表示パネルおよびコネクタ
関連の設計を担当する液晶表示パネルの部品メーカーと
の協議も必要となる。故に表示まわりは設計の手番も負
荷も大きく（時間的コスト大）、セット毎のカスタム性
が高く、部品メーカーとしては極めて望ましいことであ
る部品の形状や仕様の標準化が困難である上、部品点数
が多く加工や組立の簡便性にも劣り、ローコスト化が困
難であった。

【０００９】マザー基板には他の電子部品が当然実装さ
れるが、それらは普通ＳＭＤ（表面実装素子）化されて
おり、ロボットとハンダリフロー炉等を用いた簡便な自
動化処理ができる。しかし液晶パネルに耐熱性が乏しい
ためコネクタを用いる従来技術においては、このような
手法もその一歩前としての個別のハンダ付けによる接続
もできなかった。液晶表示パネルの接続を他の素子の実
装と同時に、あるいは他の素子に準じた手法でマザー基
板に実装できないことも表示装置の生産性向上やコスト
ダウンを妨げていた。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、液晶
表示装置に伴う機能素子を液晶表示パネルに搭載して直
接表示電極あるいはマザー基板にコネクタなしで接続で
きる構成を提供し、その結果として、表示に関連する機
能を付加した液晶表示装置を部品数が少なく極度に簡素
化した構成で得られるようにしようとするものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】

（１）液晶表示パネルを構成する上ガラス基板または下
ガラス基板の側面および外面に、液晶表示パネルの表示
用電極群と個々に接続する、あるいは他の基板に設けた
電極と接続する複数の銀パラジウム等の金属電極膜を形
成し、液晶表示パネルに付随する機能素子を基板の側面
あるいは外面に、金属電極に対してハンダあるいは導電
接着剤を用いて直接接続しかつ固着した液晶表示装置。（２）金属電極膜が銀パラジウムより成る（１）の液晶
表示装置。（３）機能素子は下ガラス基板の下面あるいは上ガラス
基板の下面に固着された液晶表示照明用の発光素子であ
る（１）または（２）の液晶表示装置。（４）前記機能素子は上ガラス基板の上面に固着された
タッチ検出用素子である（１）または（２）の液晶表示
装置。（５）金属電極膜がマザー基板に面する方のガラス基板
にも設けてあり、液晶パネルとマザー基板とが金属電極
膜を用いてハンダあるいは導電接着剤にて直接接続かつ
固着されている、上記（１）ないし（４）のいずれかの
液晶表示装置。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を説明するに
先立って、まず本発明の基礎となった技術、即ち液晶表
示パネルとマザー基板との直接接続を可能にした構成
を、各図面を援用して述べておかねばならない。図１
（ａ）は本発明の基礎技術を適用した完成液晶表示パネ
ルの平面図、同（ｂ）はそのＡ−Ａ線断面図である。図
において、１は液晶表示パネルの上ガラス基板、２は下
ガラス基板であり、その間隙に液晶材料（図示せず）を
保持する。３は下ガラス基板２の上面に形成された下Ｉ
ＴＯ電極（透明導電膜）である。４は下ガラス基板に切
断前に明けられ切断された状態のスルーホール、５は銀
パラジウム電極で、下ＩＴＯ電極に一部重なるように、
そしてスルーホール４の内壁と重なり、下ガラス基板２
の両端面付近に所定のピッチで多数形成されている。な
お６は上ガラス１の上面に貼りつけられた上偏光板であ
る。

【００１３】以下（ｂ）の断面図によって液晶表示パネ
ルの接続状態を説明する。マザー基板等は点線（想像線
の代用）で描かれている。７はマザー基板、８はその上
面に形成されたマザー基板電極で、一般的な銅箔のパタ
ーンであり、液晶表示パネルと重なる部分の平面的配置
は、銀パラジウム電極５と等しいピッチでかつ一致する
ように配列されている。９はハンダで、スルーホール４
の内壁面に形成された銀パラジウム電極５とマザー基板
電極８の各々１個づつを接続する。

【００１４】液晶表示パネルを構成する要素の内、液晶
材料を除けば上偏光板６や図示しない下偏光板も普通耐
熱性が低い。これを改善するために偏光板の基材を耐熱
性の高い材料であるポリイミド樹脂とすることができ
る。ポリイミド樹脂の透光性はやや劣るが、厚さを数１
０μｍ程度に薄くすることで解決できる。

【００１５】図２は図１の液晶表示パネルを製造する際
の、ガラス基板の主要な製造工程図である。そして図３
は工程３までを行った状態の大ガラス基板の平面図、図
４は工程４までを行った状態の大ガラス基板の平面図、
図５（ａ）は工程５を行った状態、（ｂ）は工程６を行
った状態の大ガラス基板のスルーホール部の断面図であ
る。以下各図面によって製造工程を説明する。

【００１６】上下のガラス基板は、例えば２５０ｍｍ×
２００ｍｍのサイズを持つ大ガラス基板の面内に多数個
づつ同時形成され、最後に個々に分離される。なお図
３、図４では１枚の大ガラス基板内に上ガラス基板と下
ガラス基板が共に描かれているが、これは説明の便宜の
ためで、実際には同じ大ガラス基板には同種のガラス基
板のみを作り込む方が収率がよいであろう。

【００１７】図２工程１で大ガラス基板の表面にＩＴＯ
電極が蒸着され、工程２で所要のパターンにエッチング
される。工程３では液晶を配向させるための配向層が加
工形成される。本工程終了時の状態を図３に示す。図３
において、１０は大ガラス基板であり、その中で最終的
に切断分離さるべき上ガラス基板１および下ガラス基板
２の予定の輪郭を細い実線で示してある。３はパターン
化されたＩＴＯ電極であるが、表示にかかわる部分は図
示を省略し、引出し線となる部分だけを細い実線で示し
た。

【００１８】図２工程４ではドリルを用いて多数のスル
ーホールの穴明け加工が行われる。穴径は０．３ｍｍ以
上で例えば０．５ｍｍである。（この場合、穴列のピッ
チ即ち表示引出し端子の間隔は穴径にもよるが０．６ｍ
ｍ以上１．５ｍｍ以下例えば０．８−１ｍｍ程度が可能
となり、極めて高密度とは言えないが、比較的単純な表
示パターン、あるいはＬＣＤドライバーＩＣを液晶表示
パネル上に搭載して液晶表示パネルへの入出力端子数を
抑えた表示装置に対しては十分対応できる。）この工程
が済んだ状態を拡大して図４に示す。

【００１９】図２工程５では銀パラジウムを含む導電ペ
ーストを大ガラス基板の上面のスルーホール４の周囲に
スクリーン印刷法にて塗布する。このとき大ガラス基板
１０の下面から真空吸引を行って導電ペーストがスルー
ホールの内壁面まで覆うようにする。この状態を図５
（ａ）に示す。穴周辺の導電ペーストは上ＩＴＯ電極３
に一部重ねられるので両者は導通し、銀パラジウム電極
５は完成後表示引出し線の端子となる。次に工程６で大
ガラス基板１０の下面に対して同様な作業を行うと、導
電ペーストはスルーホール４の内壁面を完全に覆う。こ
の状態を図５（ｂ）に示す。

【００２０】図２工程７では塗布された導電ペーストを
焼成して銀パラジウム電極５を完成する。焼成温度は液
晶表示パネル用ガラス材の転移点温度（Ｔｇ）約５６０
°Ｃを下回る約５００°Ｃである。銀パラジウムの焼成
温度は従来７００−７５０°Ｃもあったが、最近低温焼
成用の材料が開発されたことも本発明を可能にした。

【００２１】以下従来技術と同様であるから簡略に述べ
る。図２工程８では液晶注入空間を作るためのシール剤
印刷、工程９ではコモン電極の印刷、工程１０では大ガ
ラス基板の貼合わせ（異なる大ガラス基板上にある上ガ
ラス基板予定部と下ガラス基板予定部とが位置合わせさ
れ重ね合わされる）、工程１１では液晶の注入と封止、
工程１２では単体の液晶表示パネルへの切断分離が行わ
れ、工程１３では上下偏光板の貼付けが行われ、完成液
晶表示パネルが得られる。

【００２２】切断はスライサー等を用いて行うが、所定
の切断線はスルーホール４の中心を通るので個々のスル
ーホールは２つに分割され、内壁面に形成された銀パラ
ジウム電極は図１のように分離された液晶表示パネルの
側面に露出し、本発明におけるハンダ付け可能な端子電
極群が得られる。以上で実施の態様の一例の説明を終わ
る。

【００２３】次に液晶表示パネルの製造工程外である
が、完成液晶表示パネルとマザー基板とのハンダ付け工
程についても述べておく。ハンダ付けはマザー基板９に
液晶表示パネルを位置決めして載せ、液晶パネル全体の
耐熱性が許せばハンダリフロー炉を通して行うことが望
ましいが、耐熱性がまだ厳しい場合には手作業でエアー
ガン等を用いて手早いハンダ付けを行ってもよい。また
ガラスの割れやクラックを防ぐため、液晶の耐熱温度例
えば１００−１２０°Ｃにプレヒートしたり、銀パラジ
ウム電極上にハンダメッキを施しておいてもよい。また
ハンダ量を制御して下ガラス基板の下面に回った銀パラ
ジウム電極だけとマザー基板電極との接続を行ってもよ
い。以上で本発明の基礎的技術に関する説明を終わる。

【００２４】さて本発明の第１の実施の形態について述
べる。図６は下面にＥＬ照明板、上面にタッチセンサー
を搭載した液晶表示パネルを示し、（ａ）は平面図、
（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。スルーホール
４と銀パラジウム電極５は、下ガラス基板に形成したの
と同じ方法で上ガラス基板１にも設けられている。２１
はＥＬ照明板であるが、これは下ガラス基板２の下面に
印刷で形成されている。その端子電極は印刷形成された
導電パターンであるＥＬ照明リード２２によって、下ガ
ラス基板の下面を経由し、下ガラス基板２の側面のスル
ーホール４内の銀パラジウム電極５に結合しており、液
晶表示パネルのハンダ付けと共にマザー基板に落ち、照
明の点滅信号の通路となる。

【００２５】また上ガラス基板１の上面に透明なＩＴＯ
電極で形成したタッチセンサーパターン２３は、上ガラ
ス基板１のスルーホール４内の銀パラジウム電極５を経
由して、それにハンダ接続された下ガラス基板２の上面
のタッチセンサーリード（銀パラジウム）２４と接続
し、下ガラス基板２のスルーホール４内に形成された銀
パラジウムの側面電極に至り、最後にマザー基板に接続
されることになる。タッチがあった信号は２段のスルー
ホール段差を経てマザー基板上の制御回路に伝えられ、
表示動作に変化を起こすことになる。

【００２６】図７は本発明の第２の実施の形態を示し、
（ａ）はその平面図、（ｂ）は断面図である。２５はＬ
ＥＤランプで、液晶表示のバックライト照明用の素子で
あり、下ガラス基板の側面に当たる高さで、上ガラス基
板１の下面の縁の銀パラジウムのパターン（第１の実施
の態様に準じるパターンなので煩雑さを避けて図示して
いない）に固着されている。そのパターンは上ガラス基
板１と下ガラス基板２の公転に位置するスルーホール
の、上下接続された内面電極を経由して下ガラス基板２
の上面あるいは下面に落とされ、更にその末端はマザー
基板（図示せず）上の制御電極パターンに達する。なお
使用するＬＥＤランプは小型基板上にＬＥＤチップをボ
ンディングし樹脂モールドしたＳＭＤパッケージ素子で
あって、底面にハンダ付け可能な電極面を有する側面発
光形の公知の素子である。

【００２７】上ガラス基板１の上面にはタッチスイッチ
用の素子群がある。２６は赤外線ＬＥＤ、２７は受光用
のフォトトランジスタであり、これらの端子リードは上
ガラス基板１の上面の縁部に設けられた銀パラジウム電
極（図示せず）にハンダ付け等で固着され、上ガラス基
板１のスルーホール４の各々に導かれ、それらがハンダ
付け接続される下ガラス基板２の上面の銀パラジウムの
パターン（図示せず）に下り、更に下ガラス基板２の側
面のスルーホール４内の銀パラジウム電極に至り、最後
はマザー基板（図示せず）上の電極パターンにハンダ付
けで接続され、信号の入出力端となる。なお使用する赤
外線ＬＥＤやフォトトランジスタも公知の側面樹発光形
のＳＭＤ素子でよい。

【００２８】次に、考えられる本発明の他の実施の態様
について言及しておく。端子電極となる金属電極皮膜の
材質については、銀パラジウム以外にも適用しうるもの
があり得る。またハンダ付け可能な端子電極群の製法と
して、小穴のスルーホールを用いず、予め切断を行った
上または下ガラス基板の平滑な側面、あるいはスルーホ
ール列の代わりに直線状の長穴を明けた状態の大ガラス
基板の長穴の平滑な内壁面（スルーサイド）に金属膜を
形成してもよい。例えば銀ペーストを縞状に転写印刷し
て焼成し、更に銅、ニッケル等の下地メッキを施した
後、ハンダメッキを行う。要は耐熱性と強度を必要なだ
け備えた金属皮膜をガラス基板の側面付近に形成できれ
ばよい。

【００２９】

【発明の効果】本発明においては、液晶表示パネルの上
下のガラス基板表面の電極同志、また下ガラス基板とマ
ザー基板の電極同志をそれぞれスルーホール電極により
直接接続ができる液晶表示パネルを実現したので、以下
の諸効果が得られる。（１）液晶表示装置に伴う機能素子を直接液晶表示パネ
ルに固着かつ接続することが可能となり、表示装置の構
成と接続作業が著しく簡素化される。（２）その結果、表示装置の大幅なコストダウンの達成
につながる。（３）更に液晶表示パネルをマザー基板に直接接続する
ことにより、表示装置の一層の簡素化とコストダウンが
達成できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は本発明の基礎技術を適用した液晶表示
パネルの一例の平面図、（ｂ）はそのＡ−Ａ線断面図で
ある。

【図２】本発明の基礎技術を適用した液晶表示パネルの
製造工程図である。

【図３】前記製造工程中第３工程を終えた大ガラス基板
の平面図である。

【図４】前記製造工程中第４工程を終えた大ガラス基板
の一部平面図である。

【図５】前記製造工程中、（ａ）は第５工程、（ｂ）は
第６工程を終えた大ガラス基板の断面図である。

【図６】（ａ）は本発明の第１の実施の形態の液晶表示
パネルの平面図、（ｂ）はそのＡ−Ａ線断面図である。

【図７】（ａ）は本発明の第２の実施の形態の液晶表示
パネルの平面図、（ｂ）はその正面図である。

【符号の説明】

１上ガラス基板２下ガラス基板３下ＩＴＯ電極４スルーホール５銀パラジウム電極６上偏光板７マザー基板８マザー基板電極９ハンダ１０大ガラス基板２１ＥＬ照明板２２ＥＬ照明リード２３タッチセンサーパターン２４タッチセンサーリード

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】液晶表示パネルを構成する上ガラス基板
と下ガラス基板の一方または双方の側面および外面に、
前記液晶表示パネルの表示用電極群あるいは他方のガラ
ス基板に設けた電極と接続する複数の金属電極膜を形成
し、前記液晶表示パネルに付随する機能素子を前記金属
電極膜のいずれかに対してハンダあるいは導電接着剤を
用いて直接接続しかつ固着したことを特徴とする液晶表
示装置。
【請求項２】前記金属電極膜が銀パラジウムより成る
ことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】前記機能素子は前記下ガラス基板の下面
あるいは前記上ガラス基板の下面に固着された液晶表示
照明用の発光素子であることを特徴とする請求項１ある
いは２に記載の液晶表示装置。
【請求項４】前記機能素子は上ガラス基板の上面に固
着されたタッチ検出用素子であることを特徴とする請求
項１あるいは２に記載の液晶表示装置。
【請求項５】前記金属電極膜がマザー基板に面する方
のガラス基板にも設けてあり、前記液晶パネルと前記マ
ザー基板とが前記金属電極膜を用いてハンダあるいは導
電接着剤にて直接接続かつ固着されていることを特徴と
する請求項１ないし４のいずれかに記載の液晶表示装
置。
【請求項６】前記機能素子は上ガラス基板の表面の金
属電極膜に接続され、該金属電極膜はそれに接続される
下ガラス基板表面の金属電極膜を経由してマザー基板上
の電極に接続されていることを特徴とする請求項５に記
載の液晶表示装置。