JPWO2017057303A1 - 液晶表示装置 - Google Patents

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Abstract

液晶表示装置において、TFTアレイ基板の接続パッドとカラーフィルタ基板の透明導電膜間を接続する導電性ペーストと、TFTアレイ基板の周辺領域において導電性ペーストの隣に配置された堤部とを有し、その堤部はカラーフィルタ基板とTFTアレイ基板間のシール材が表示領域から周辺領域の方向へ凸状に延在して形成されている。

Description

本発明は、液晶表示パネルのカラーフィルタ基板表面に形成されている導電膜と、TFTアレイ基板側の電極とを導電樹脂を用いて接続した液晶表示装置に関するものであり、IPSモードやFFSモードなどを採用した液晶表示パネルにおいて好適に使用することができる。
IPSモードやFFSモードなどを採用した液晶表示装置において、その液晶表示パネル(以下、「LCDパネル」と称す。)の液晶を駆動させる電極構造の特性により、表示品位を低下させてしまうLCDパネル表面の電荷をGND(接地)へ逃す必要がある。この方法としてLCDパネルのカラーフィルタ基板(以降、CF基板と称す。)の表面に透明導電膜(例:ITO膜)を形成し、この透明導電膜とLCDパネルのTFTアレイ基板(以降、TFT基板と称す。)側に形成されたGND電極とを導電性ペーストを用いて接続し、このGND電極をFPC(Flexible Printed Circuit)などのフレキシブル回路基板のGND配線と接続し、前記電荷を外部へ逃す方法が一般的である。
しかしながら、この導電性ペーストを用いた接続方法には、導電性ペーストが拡散して隣接する他の電極や配線に接触することで隣接電極間の短絡などが発生し、表示不良等が生じてしまう課題がある。
また、導電性ペーストの周辺には電極や配線を保護するために絶縁性の樹脂を塗布する必要があり、この樹脂と導電性ペーストとが接触し、絶縁樹脂の含有溶媒等が拡散して導電性ペーストの接続信頼性を阻害してしまう課題がある。
これら課題に対しては、TFT基板の製造工程にて形成される絶縁膜のパターンを工夫して、導電性ペーストの隣に堰部を設けるなどの方法が周知である(特許文献1)。
また、拡散し易い低粘性の導電性ペーストを塗布する場合は、膜厚の薄さからテープ材などの薄い材料をあらかじめ堰状に貼り付けておき、導電性ペーストを塗布した後にテープ材を除去する方法などがある(特許文献2)。
あるいは、導電性ペーストを塗布する前に絶縁性の樹脂を塗布して先に堤部を設けておく方法もある(特許文献3)。
特開2010−122333号公報 特開2008−299161号公報 特開2012−242432号公報
ここで、特許文献1に記載の堰部は、TFT基板の製造工程にて形成される絶縁膜のパターンを変形させて配置している。しかしながら特許文献1の段落[0023]や図4に記載のように、当該LCDパネルにおいては、TFT基板の周辺領域のシール材の際部、すなわちCF基板とTFT基板間に隙間がある。このため、特に低粘度の導電性ペーストや絶縁樹脂をその近傍に塗布した場合、毛細管現象によってCF基板とTFT基板の間にある溝または隙間を伝って導電性ペーストや樹脂が周辺に拡散してしまう。
また、特許文献2、3においては、いずれも堤部となる材料をCF基板とTFT基板とを貼り合わせた後、つまりLCDパネル状態に追加加工することになり、堤部となる新たな材料が必要となる。さらに堤部特有の複雑な形状がより設計や加工の難易度を上げ、それを実現させるために製造工数の増加や生産性の低下などが発生してしまう。
また、特許文献3においては、事前に塗布し堤部としておく絶縁性の樹脂そのものが拡散してしまい、本来導電性ペーストと電気的に接続されるCF基板およびTFT基板の電極上に絶縁被膜が成形されることで、導通不良となり表示品位を阻害する要因となる。
本発明は上述の問題を解決するためになされたものであり、導電性ペーストが拡散することで発生するTFT基板上の電極間短絡を防止し、周辺にある電極を保護する絶縁性の樹脂が含有する溶媒等が拡散して導電性ペーストと接触し、導電性ペーストの接続信頼性を阻害することのない有効な堤部を形成することを目的とする。
本発明の液晶表示装置は、第1の部分及び第2の部分を有する第1の基板と、その第1の基板の前記第1の部分に形成された接続パッドと、前記第1の基板の前記第2の部分と対向する第2の基板と、前記第1の基板と前記第2の基板との間に挟持された液晶と、前記第2の部分を囲んで前記第1の基板と前記第2の基板間に前記液晶を挟持するよう配置されたシール材と、前記第2の基板の、前記第1の基板に対向する面とは反対の面に形成された導電膜と、前記接続パッド上から前記導電膜上に至るように設けられて前記接続パッドと前記導電膜との間を電気的に接続する導電樹脂と、前記第1の部分において前記導電樹脂の隣に配置された堤部とを有し、その堤部は前記シール材が前記第2の部分から前記第1の部分の方向へ凸状に延在して形成されていることを特徴とする。
本発明に係る電気光学表示装置は、従来よりLCDパネルの製造プロセスとして構築されているCF基板あるいはTFT基板にシール材を塗布するプロセスにて同様のシール材を用いて堤部を成形させるため、新たな材料や製造工数を増やさなくても良い。
また、シール材はCF基板とTFT基板を接着させる接着材であると共に、液晶のはみ出しを防止するいわゆる土手の役割でもあるため、堤部の材料としても十分機能を有している。
さらに、シール材塗布においては、従来から微細で正確な塗布が必要とされており、複雑な形状の堤部を成形する塗布技術においても、同じ設備の仕様で十分に成形可能であるため、新たな設備投資の必要がない。
本発明の実施の形態1に係る液晶表示装置の構成を示す平面図である。 図1における破線部Aを拡大した拡大平面図である。 図2に記載の破線III−IIIにおける断面図である。 図2および図3に記載のB方向から見た側面図である。 本発明の実施の形態1の変形例に係る液晶表示装置の一部を拡大した平面図である。 本発明の実施の形態2に係る液晶表示装置の破線部Aを拡大した平面図である。 図5に記載の破線IV−IVにおける断面図である。 図5および図6に記載のC方向から見た側面図である。 本発明の実施の形態2の第1の変形例に係る液晶表示装置の一部を拡大した平面図である。 図9に記載の破線V−Vにおける断面図である。 本発明の実施の形態2の第2の変形例に係る液晶表示装置の一部を拡大した平面図である。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、説明が重複して冗長になるのを避けるため、各図において同一または相当する機能を有する要素には同一の符号を付してある。
実施の形態1.
以下、この発明の実施の形態1を図面を参照しながら詳細に説明する。図1は本実施の形態1に係る液晶表示装置の全体構成を示す平面図である。図2は、図1に記載の導電性ペースト23(導電樹脂)を含む破線部Aを拡大した拡大平面図である。また、図3は図2に記載の破線III−IIIにおける断面図である。さらに図4は、図2および図3に記載のB方向から見た側面図である。
<<構成>>
先ず図1および、その一部拡大図である図2を用いて、本実施の形態1における液晶表示装置100の構成を説明する。図1に記載の液晶表示装置100に採用するLCDパネルは、液晶駆動方式としてFFSモードを採用しており、CF基板11(第1の基板)とTFT基板12(第2の基板)間には、液晶21を挟持するためにシール材19が表示領域の周辺部に配置されている。さらにCF基板11には、CF側偏光板13が、TFT基板12にもTFT側偏光板14が設けられている。
図2および図3から明らかなように、CF基板11の表示面側(CF側偏光板13との間、すなわちTFT基板12に対向する面とは反対の面)には、少なくとも表示領域(第2の部分)を覆うように除電のための透明導電膜15(導電膜)が形成されており、さらにGNDと接続を容易にするためにCF基板11の端部まで延存している。
TFT基板12の表面上(TFTアレイ形成面)には、前記透明導電膜15と接続するためのGND電極16(接続パッド)が形成されている。さらに、導電性ペースト23(導電樹脂)がCF基板11の端部まで延存された透明導電膜15と、TFT基板12に形成されたGND電極16間が接続するように設けられている。
ここで拡大図図2にて示したように、液晶21を挟持するシール材19は、表示領域(第2の部分)内に液晶21を保持する部分に加えて周辺領域(第1の部分)側に凸状に延存した堤部20を有している。このシール材19の堤部20は導電性ペースト23と隣接する部分に配置され、導電性ペースト23が硬化するまでの拡散を防止する。
さらに、図2および図3にて示したように本実施の形態1においては堤部20の配置範囲はCF基板11の切断面の端と同じ位置あるいは少し内側に限られているが、TFT基板12の表面上にある他の電極(非図示)を保護する保護用樹脂22の拡散を阻止することもできる。このように、堤部20を所定の位置に配置することによって、導電性ペースト23の拡散および保護用樹脂22と導電性ペースト23が接触することを防止することができる。
CF基板11やTFT基板12は、ガラス、プラスチック、フィルム状の樹脂である絶縁部材など、広く用いられる材料を基材としているが、本実施の形態ではガラス基板を採用した。また、図2に示した透明導電膜15、GND電極16は、ガラス基板が基材であるCF基板11やTFT基板12の表面に金属膜や透明導電膜(例:ITO膜)などの導電部材にて形成されている。シール材19及びシール材19で成形された堤部20は主な基材がエポキシなどの絶縁部材である。保護用の保護用樹脂22も絶縁部材である。
<<製造方法>>
上述したように本実施の形態では、CF基板11とTFT基板12を接着し、液晶21を挟持するために、CF基板11あるいはTFT基板12に接着材であるシール材19を塗布し、同時にこのシール材19と同じ材料を使用して堤部20を成形している。以降、LCDパネルの製造工程を順を追って詳細に説明する。
ステップ1:シール材塗布工程
先ずCF基板11とTFT基板12を接着し、液晶21を挟持するために、CF基板11あるいはTFT基板12に接着材であるシール材19を塗布する。ここでのシール材19の塗布はディスペンサを使用して、TFT基板12上に塗布する事例を示す。さらにシール材19は、液晶21を保持するための表示領域(第2の部分)を周回する部分に加えて、周辺領域(第1の部分)側に凸状に延存した堤部20も同時に塗布される。また、堤部20の塗布領域としては、後のステップでCF基板11と重ね合わせ工程が完了した後、堤部20の端(延在方向)がCF基板11の切断面の端と同じ位置あるいは少し内側に成形するよう見積もられている。すなわち、堤部20の塗布領域はシール材19の塗布バラつきとCF基板11とTFT基板12間の重ね合わせバラつきを見積もって適宜決定される。さらに、TFT基板12上の接続用端子は、CF基板11の切断面より外側に配置されているので、後の重ね合わせ工程後において、堤部20が接続用端子にかかることはない。
ところで、シール材19の塗布方法としては、ディスペンサを使用する方法以外にも、スクリーン印刷法を使用した方法が周知であるが、この場合も、スクリーン版に液晶21を保持する塗布領域に加えて堤部20用の所定の塗布領域を追加することで、堤部20を形成することができる。
ステップ2:重ね合わせおよび液晶封止工程
次に、CF基板11とTFT基板12を重ね合わせて液晶21を封止工程について説明する。本実施の形態では、液晶21をCF基板11とTFT基板12のどちらかの基板に所定量の液晶21を滴下し、さらにCF基板11とTFT基板12を重ね合わせて所定のギャップを保つようにシール材19を硬化させる。ここで、シール材19と堤部20が一体となって成形されているので、CF基板11とTFT基板12に隙間なく密着した堤部20が生まれる。また、前述したように、上記重ね合わせの結果、堤部20の形成領域は堤部20の端がCF基板11の切断面の端と同じ位置あるいは少し内側となる。
ところで、液晶21の封止方法としては、本実施の形態にて採用した滴下法以外にも真空注入法が周知であるが、シール材19を塗布に重ね合わせ後に液晶21を注入する注入口を設けること以外は、上記滴下法と同様にディスペンサまたはスクリーン印刷法を採用して堤部20を形成することができる。
ステップ3:LCDパネル分断工程
通常LCDパネルは、液晶21の注入が完了して、シール材19の硬化が完了した後、マザーガラス基板から複数枚に分断して個片化する分断工程が必要である。LCDパネルが大型サイズで、マザーガラス基板から1枚のLCDパネルしか得られない場合も、LCDパネルの周辺の不要な領域を除去する分断工程が必須である。本実施の形態では、上記重ね合わせの結果、堤部20の形成領域は堤部20の端がCF基板11の切断面の端と同じ位置あるいは少し内側となっているため、特にCF基板11の分断時において、特に考慮する必要はなく、通常の分断工程と変わり無い。
ステップ4:導電性ペースト塗布工程
次に、導電性ペースト23の塗布工程について説明する。図2および図4に示したように、導電性ペースト23は、ディスペンサを使用して、上述したCF基板11の表面上の端部まで延存された透明導電膜15と、上記TFT基板12上のGND電極16との間を接続するように塗布される。
ここで、図2に示したように前記ステップ2において、堤部20がTFT基板12のGND電極16にかからないように形成されている。さらに図3の断面図で示したようにCF基板11とTFT基板12に隙間なく密着した堤部20が存在する。そのため、図4で示したように導電性ペースト23は、CF基板11とTFT基板12の間にある溝または隙間25を伝って拡散することはない。
ステップ5:絶縁性樹脂の塗布
本実施の形態では、図2および図4で示したように、TFT基板12上にドライバICやFPCなどが実装された後に電極(非図示)や配線17、さらにはCOG実装された前記ドライバICを保護するために絶縁性の保護用樹脂22をTFT基板12上の所定の領域に塗布する。すなわち図2に示したように絶縁性の保護用樹脂22は、かなり広範囲にわたって塗布する必要があり、手作業またはディスペンサを使用して、所定の領域に塗布される。ここで、その塗布領域と導電性ペースト23が塗布された領域間には、凸状の堤部20が形成されているので、保護用樹脂22が拡散して導電性ペースト23と接触することはない。
<実施の形態1の変形例>
上述の実施の形態1のシール材塗布工程においては、シール材19は、液晶21を保持するための表示領域を周回する部分に加えて、CF基板11と重ね合わせ工程が完了した後に、堤部20の端がCF基板11の切断面の端と同じ位置あるいは少し内側に成形するよう見積って塗布された。しかし、本発明の実施の形態1の変形例に係る液晶表示装置の一部(図1に記載の破線部A)を拡大した平面図である図5に示したように、後のLCDパネル分断工程において、TFT基板12とCF基板11の分断が可能であれば、堤部20がCF基板11の切断面からさらに外側に突出して存在しても構わない。この場合、導電性ペースト23や保護用樹脂22が、より過剰に塗布された場合であっても、保護用樹脂22の過剰拡散を防止することができる。
実施の形態2.
以下、この発明の実施の形態2を図面を参照しながら詳細に説明する。図6は、本発明の実施の形態2に係る液晶表示装置100に配置された導電性ペースト23の周辺を拡大した拡大平面図である。また、図7は図6に記載の破線IV−IVにおける断面図である。さらに図8は、図6および図7に記載のC方向から見た側面図である。
<<構成>>
図6および図8にて示したように、本実施の形態に係る液晶表示装置100に採用するLCDパネルでは、液晶21を挟持するシール材19は、液晶21を保持する部分に加えて周辺領域側に凸状に延存した2箇所の堤部220および堤部221を有している。このシール材19の堤部220および221は導電性ペースト23を挟むように、その左右両側に接するように配置され、導電性ペースト23が硬化するまでの拡散を防止する。また図7から明らかなように、CF基板11の表面上(表示面側、CF側偏光板13との間)には、少なくとも表示領域を覆うように除電のための透明導電膜15が形成されており、さらにGNDと接続を容易にするためにCF基板11の端部まで延存している。
TFT基板12の表面上(TFTアレイ形成面)には、前記透明導電膜15と接続するためのGND電極16が形成されている。さらに、導電性ペースト23がCF基板11の端部まで延存された透明導電膜15と、TFT基板12に形成されたGND電極16間が接続するように設けられている。
なお、本実施の形態においては、液晶駆動方式や、CF基板11(第1の基板)、TFT基板12(第2の基板)の構成、導電性ペースト23を塗布する位置などは、上述の実施の形態1と同様であるので詳細な説明は省略する。
図6で示したように本実施の形態では、シール材19を塗布する工程にてシール材19と同じ材料を使用して凸状の堤部220および221が導電性ペースト23の両側に位置するよう成形され、上述の実施の形態1と同様に導電性ペースト23の拡散を阻止すると共に導電性ペースト23の両端にあるTFT基板12の表面上にある他の電極(非図示)を保護する保護用樹脂22の拡散を阻止し、保護用樹脂22と導電性ペースト23が接触することを防止している。
また、上述の実施の形態1と同様に、堤部220および221の端をCF基板11の切断面の端と同じ位置あるいは少し少し内側に成形することで、その後にCF基板11を容易に分断することができる。
<<製造方法>>
ステップ1〜4
上述したように本実施の形態では、液晶21を挟持するシール材19は、液晶21を保持する部分に加えて周辺領域側に凸状に延存した堤部220および堤部221を有している。この2箇所の堤部は、実施の形態1で示したステップ1においてシール材19を塗布する際のディスペンサの作画範囲の修正で容易に実現できる。あるいは、スクリーン印刷法を使用した方法においては、スクリーン版の修正で容易に実現できる。ステップ1〜4におけるその他の製造方法は、上述の実施の形態1と同様であるので詳細な説明は省略する。
一方、図6および図8で示したようにCF基板11とTFT基板12に隙間なく密着した堤部220および221が存在する。そのため、図8で示したように導電性ペースト23は、CF基板11とTFT基板12の間にある溝または隙間25を伝って拡散することはない。
ステップ4:絶縁性樹脂の塗布
本実施の形態では、図6および図8で示したように、TFT基板12上にドライバICやFPCなどが実装された後に電極(非図示)や配線17、さらにはCOG実装された前記ドライバICを保護するために絶縁性の保護用樹脂22をTFT基板12上の所定の領域に塗布する。すなわち図6に示したように絶縁性の保護用樹脂22は、導電性ペースト23の左右両側にかなり広範囲にわたって塗布する必要があり、手作業またはディスペンサを使用して、所定の領域に塗布される。ここで、その塗布領域と導電性ペースト23が塗布された領域間には、2箇所の堤部220と221が形成されているので、保護用樹脂22が拡散して導電性ペースト23と接触することはない。
<実施の形態2の第1の変形例>
以下、この発明の実施の形態2の第1の変形例を図面を参照しながら詳細に説明する。図9は、本発明の実施の形態2の第1の変形例に係る液晶表示装置100に配置された導電性ペースト23の周辺を拡大した拡大平面図である。また、図10は図9に記載の破線V−Vにおける断面図である。
本実施の形態では、上述の実施の形態2の液晶表示装置にあるシール材19を塗布する際にそのシール材19にて成形された2箇所の凸状の堤部220および堤部221がCF基板11の切断面からさらに外側に突出して延在し、かつ導電性ペースト23の両側に配置されるように成形される。さらにCF基板11の表面上に形成された透明導電膜15は導電性ペースト23によりTFT基板12の表面上に形成されたGND電極16と接続される。
仮に、この導電性ペースト23がより過剰に塗布された場合であっても、堤部220および堤部221がCF基板11の切断面からさらに外側に突出して存在しているため、過導電性ペースト23の過剰拡散を防止できる。
さらに、仮に、導電性ペースト23の両端にあるTFT基板12の表面上にある他の電極(非図示)を保護する保護用樹脂22が、より過剰に塗布された場合であっても、堤部220および堤部221がCF基板11の切断面からさらに外側に突出して存在しているため、保護用樹脂22の過剰拡散を防止することができる。その結果、保護用樹脂22と導電性ペースト23が接触することを防止できるため、上述の第2の実施の形態と同様の効果を得る。
<実施の形態2の第2の変形例>
以下、この発明の実施の形態2の第2の変形例を図面を参照しながら詳細に説明する。図11は、本発明の実施の形態2の第2の変形例に係る液晶表示装置の構成を示す平面図である。
本実施の形態では、前述の実施の形態2にて説明したシール材19が塗布工程において、図11で示したようにシール材19にて成形された堤部221がCF基板11の切断面より外側にさらに延在して形成し、一方堤部220端はCF基板11の切断面の端と同じ位置あるいは少し内側に成形する。さらに堤部220と221は導電性ペースト23の両側に配置されるように成形される。またCF基板11の表面上に形成された透明導電膜15は導電性ペースト23によりTFT基板12の表面上に形成されたGND電極16と接続される。この導電性ペースト23の拡散および保護用樹脂22の拡散を堤部220および堤部221が有効に阻止し、保護用樹脂22と導電性ペースト23が接触することを防止できるため、上述の実施の形態1および実施の形態2と同様の効果を得る。
本実施の形態2の第2の変形例では、堤部220の端がCF基板11の切断面の端と同じ位置あるいは少し内側となっているため、CF基板11の分断が容易である。
上記実施の形態1から2においては、IPSモードやFFSモードなどを採用した液晶表示装置において、CF基板の表面に除電のための透明導電膜を形成し、その透明導電膜をGNDに接続するために導電性ペーストを配置している。一方、近年液晶表示装置の表示面上に容量検知式のタッチパネルを配置したタッチパネル一体型液晶表示装置が一般的になってきた。この場合、液晶表示装置の表示駆動信号がタッチパネルのタッチ感知信号に影響を及ぼし、感知感度が低下する問題がある。この対策として、LCDパネルのCF基板の表面にシールドのための透明導電膜を配置する事例がある。この場合も、透明導電膜をGND接続する必要があり、上記本発明の実施の形態1から3を採用可能である。この場合は、液晶表示装置の液晶モードはIPSモードやFFSモードに限定される必要はなく、TNモードやVAモードでも採用可能であることは無論である。
さらに上記実施の形態1から2においては、除電のためにLCDパネル表面の電荷をGNDへ逃す方法としてLCDパネルのCF基板の表面にITOなどの透明導電膜を形成した事例を用いて本願発明を説明したが、LCDパネル表面に形成する導電膜としては、例えば、CF基板の表面にアルミ合金などの金属の微細パターンを網の目状に配置して、導電性と高い光透過性を兼ねた構成も採用可能である。
11 CF基板、12 TFT基板、13,14 偏光板、15 透明導電膜、16 GND電極、17 配線、19 シール材、20,220,221 堤部、21 液晶、22 保護用樹脂、23 導電性ペースト、100 液晶表示装置。

Claims (4)

  1. 第1の部分および第2の部分を有する第1の基板と、
    前記第1の基板の前記第1の部分に形成された接続パッドと、
    前記第1の基板の前記第2の部分と対向する第2の基板と、
    前記第1の基板と前記第2の基板との間に挟持された液晶と、
    前記第2の部分を囲んで前記第1の基板と前記第2の基板間に前記液晶を挟持するよう配置されたシール材と、
    前記第2の基板の、前記第1の基板に対向する面とは反対の面に形成された導電膜と、
    前記接続パッド上から前記導電膜上に至るように設けられて前記接続パッドと前記導電膜との間を電気的に接続する導電樹脂と、を備え、
    前記シール材は、前記第1の部分において前記導電樹脂の隣に配置された堤部を有し、
    前記堤部は前記シール材が前記第2の部分から前記第1の部分の方向へ凸状に延在して形成されている
    ことを特徴とする液晶表示装置。
  2. 前記堤部は前記導電樹脂の両隣に配置されたことを特徴とする
    請求項1に記載の液晶表示装置。
  3. 前記第1の基板上の前記第1の部分に配線を保護する絶縁樹脂が形成され、
    前記堤部は、前記導電樹脂と前記絶縁樹脂との間に配置されていることを特徴とする
    請求項1または請求項2に記載の液晶表示装置。
  4. 前記堤部は、その先端部が前記第2の基板の切断面の端と同じ位置あるいは内側となっていることを特徴とする
    請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
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