JPH03241320A - 液晶表示素子 - 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】 〔概　要〕 液晶表示素子に関し、 シールの外力によって電極に断線が起こっても、電極の
導通が保てることを目的とし、 基板と、被覆層と、電極と、側路電極と、シールを有し
、前記基板は、透明なガラス板からなるものであって、
色の三原色の夫々に着色された透明な薄膜からなるカラ
ーフィルタ層が、点在して被着されているものであり、
前記被覆層は、カラーフィルタ層の凹凸を平滑にする透
明な絶縁性薄膜であり、前記被覆層は、基板全面に被着
されているものであり、前記電極は、透明な導電薄膜で
あって、被覆層に被着されるものであり、かつ被覆層を
介してカラーフィルタ層の上を通る縞状に設けられるも
のであり、前記側路電極は、導電薄膜であって、電極が
被覆層を介して対向する基板に被着されているものであ
り、前記シールは、熱硬化性接着材であって、対向した
２枚の基板の周縁部を被覆層の上から液晶を液密可能に
封着するものであり、前記側路電極は、シールの、内側
の端部に内接続部と、外側の端部に外接続部を有するも
のであり、前記被覆層は、側路電極の内・外接続部の夫
々に対応した内・外バイアホールを有するものであり、
前記電極は、内・外バイアホールが、内・外接続部に夫
々導通されているものであり、前記電極は、シールの外
側の端部に導出端子を有するものであるように構成する
。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、液晶表示素子に係わり、特にカラーフィルタ
を有する液晶表示素子において、シールの外力によって
電極の断線が起こっても電極の導通が保てるように構成
されてなる液晶表示素子に関する。

近年、エレクトロニクスの長足な進展によって、電子機
器の小型化が促進されているが、機械と人間のインタフ
ェースの要素デバイスの１っであるデイスプレィには、
まだまだＣＲＴデイスプレィが多用されている。

しかし、最近液晶表示素子を用いたいわゆるＬＣＤ　（
Ｌ　１ｑｕｉｄ　Ｃｒｙｓｔａｌ　　Ｄ　１ｓｐｌａｙ
、液晶デイスプレィ）が、大きくて、重くて、特に可搬
形には向かないＣＲＴデイスプレィに替わる新しいデイ
スプレィとして注目されている。

ＬＣＤは、かつて、動作速度が遅く、コントラストも低
く、カラー化も難しく、駆動回路も複雑で、大型のフラ
ットデイスプレィとしてはとても実用にならないと評価
されていた。しかし、昨今の新しい液晶材料と駆動方式
の開発、表示素子の製造技術の改良などの革新的な進展
によって、ＣＲＴデイスプレィに劣らないデイスプレィ
になり得る可能性がでてきている。

しかし、均質な表示品質を大きな画面で実現するために
は、製造技術的にまだまだ検討の余地があり、各所で開
発が進められている。

〔従来の技術〕

液晶表示素子は、粘稠な液体の中で大きな分子を動かし
て、偏光などの光学的効果を利用してデイスプレィを得
ようとするもので、一般には応答が遅いので、液晶表示
素子を用いたＬＣＤは動画のような動きの速い表示には
向かないといわれていた。

しかし、Ｔ　Ｎ　（Ｔｗｉｓｔ　　Ｎｅｍａｔｉｃ、ツ
イストネマチック）とかＳ　Ｔ　Ｎ　（Ｓ　ｕｐｅｒ　
　Ｔ　Ｎ　、スーパＴＮ）と呼ばれる新しい液晶材料が
開発される一方、Ｔ　Ｐ　Ｔ　（Ｔｈｉｎ　Ｆ　ｉｌｍ
　Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）を画素ごとに配列した、いわ
ゆるアクティブマトリックス方式が駆動ＩＣの開発によ
って実現し、さらに、カラーフィルタの製造技術も進ん
で、例えば携帯用とか壁掛は用とかのカラーＴＶが出現
しはしめている。

第５図は従来のカラー液晶表示素子の一例の構成断面図
、第６図は第５図の主要部の拡大断面図である。

図中、１は基板、１ａはカラーフィルタ層、２は被覆層
、３は電極、５はシール、６は液晶、９は液晶表示素子
である。

基板１は透明で平滑なガラス板で、その上には、シアン
・イエロ・マゼンタの３色のトッド状のカラーフィルタ
層１ａが、交互に並んで被着されている。そしてカラー
フィルタ層１ａの隙間には、光が漏れないように、例え
ばクロムなどからなる遮蔽膜１ｂが設けられている。

電極３は、透明でなければならないので、一般にＩＴＯ
（Ｉｎｄｉｕｍ　Ｔｉｎ　　０ｘｉｄｅ）膜が多用され
ている。しかし、ＩＴＯ膜は、膜厚が数ｎｍなので、カ
ラーフィルタ層１ａが設けられて凸凹の激しい基板１の
表面に直に設けることは難しい。

そこで、カラーフィルタ層１ａのでこぼこを埋めて平滑
な表面にするために、例えばポリイミドからなる被覆層
２が設けられている。

そして、この被覆層２の上にＩＴＯ膜が設けられ、その
ＩＴＯ膜をＸ方向あるいはＹ方向に縞状にエツチングし
て電極３となしている。こうして、２枚の基板１を対向
して重ねたとき、電極２の交点がカラーフィルタ層１ａ
に重なり、例えば６４０×４００　　ドツトの画素とな
るいわゆるマトリックス電極が構成される。

また、基板１の周辺に設けられた電極３の端部は、電極
３よりもパターン幅が狭められて、図示してない駆動回
路などに接続される導出端子３ａとなっている。

こうしてできた基板１は、例えばエポキシ系の樹脂から
なる熱硬化性のシール５によって、例えば７μｍ程度の
間隙をもって対向している２枚の基板ｌの周りが封止さ
れ、その２枚の基板１の隙間に液晶６が例えば真空注入
されて液密に封しられる。

液晶表示素子９が、ＴＮ方式の場合には、ネマチック型
と呼ばれる分子配列の液晶材料が用いられ、電極３の上
には、例えば膜厚が数十ｎｍのポリイミドとかポリビニ
ルアルコールとかの配向膜が設けられることもある。

ところで、電極３は、図示してない外部の駆動回路に接
続するために、シール５から外側の基板１の端部に導出
端子３ａが露出している。従って電極３は封止部分、つ
まりシール５の下を通過しなければならない。

ところが、シール５には、液晶表示素子９の製造工程中
はもちろん、装置に組み込まれる際や製品として使用さ
れているときにも、２枚の基板１同士の引っ張り、圧縮
、ずれといった外力が加わる。そのため、基板１の上に
被覆層２と電極３が設けられた３層の膜構成を介してシ
ール５による封止が行われると、被覆層２は剛体の膜で
なく、基板ｌとの密着強度も強固でないため、外力に耐
え兼ねて被覆層２が基板１から剥離したり、電極３が歪
んで断線したりする。

そこで、第６図に示したように、従来の液晶表示素子９
においては、シール５の内側で被覆層２を例えばエツチ
ングなどによって取り除き、シール５が設けられる位置
においては、基板ｌの上に直に電極３が被着されるよう
にしている。こうすると、基板１と電極３との密着強度
は強固なので、シール５も強固に行うことができる。

しかし、被覆層２は、カラーフィルタ層１ａの凹凸を平
坦にする目的で、２μｍとか３μｍの厚さに設けられて
いるので、被覆層２のエツチングされた端部には段差２
ｃが生ずる。そのため、電極３がこの段差２ｃで断線す
ることが間々起こる。

〔発明が解決しようとする課題〕

以上述べたように、被覆層は基板との密着性が必ずしも
よくないので、従来は、シールによって封着される部分
をエツチングなどによって取り除き、電極を基板に直に
被着してその上にシールを設け、密着性の悪さを補って
いた。

ところが、被覆層が取り除かれると、電極の膜厚からみ
て桁違いに大きな段差ができるので、この段差で電極の
断線が起こる問題があった。

そこで、本発明においては、基板上に設けられた側路電
極と被覆層上に設けられた電極を、バイアホールを通し
て分岐接続し、シールの外力によって電極に断線が起こ
っても、電極の導通が保てるように構成されてなる液晶
表示素子を提供することを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

上で述べた課題は、 基板と、被覆層と、電極と、側路電極と、シールを有し
、 前記基板は、透明なガラス板からなるものであって、色
の三原色の夫々に着色された透明な薄膜からなるカラー
フィルタ層が、点在して被着されているものであり、 前記被覆層は、カラーフィルタ層の凹凸を平滑にする透
明な絶縁性薄膜であり、 前記被覆層は、基板全面に被着されているものであり、 前記電極は、透明な導電薄膜であって、被覆層に被着さ
れるものであり、かつ被覆層を介してカラーフィルタ層
の上を通る縞状に設けられるものであり、 前記側路電極は、導電薄膜であって、電極が被覆層を介
して対向する基板に被着されているものであり、 前記シールは、熱硬化性接着材であって、対向した２枚
の基板の周縁部を被覆層の上から液晶を液密可能に封着
するものであり、 前記側路電極は、シールの、内側の端部に内接峡部と、
外側の端部に外接綾部を有するものであり・ 前記被覆層は、側路電極の内・外接綾部の夫々に対応し
た内・外バイアホールを有するものであり、 前記電極は、内・外バイアホールが、内・外接綾部に夫
々導通されているものであり、前記電極は、シールの外
側の端部に導出端子を有するものである ように構成された液晶表示素子によって解決される。

〔作　用〕

以上述べたように、従来の液晶表示素子においては、断
線し易い透明薄膜からなる電極が被覆膜の上に設けられ
ており、シールがその上になされるので、異常な外力が
掛かると電極が断線してしまうのに対して、本発明にお
いては、側路電極を設けて電極が断線しても導通が保て
るようにしている。

すなわち、第一の本発明においては、被覆層を介して電
極の下の基板上に金属導体の丈夫な側路電極を設け、電
極と側路電極との接続は、被覆層のシールの内側と外側
にそれぞれ内・外バイアホールを設けて、そのバイアホ
ールを通して行うようにしている。

そして、側路電極の上にシールを設けるようにし、シー
ルによって被覆層に圧縮や引っ張り、捩じれなどの外力
が掛かって万一電極が断線しても、電極が内バイアホー
ルー内接続部−側路電極−外接続部一外バイアホール−
導出端子を通って導通が保てるようにしている。

次に、第二の本発明においては、被覆層の被着面を外バ
イアホールの外側までとし、基板の周縁部を露出させる
ようにしている。そして、側路電極の外接綾部を基板の
端面まで伸ばして導出端子となすようにしている。

つまり、シールに起因して電極が断線しても、電極は内
バイアホールー内接続部−側路電極−導出端子を通って
導通が保てるようにしている。

そうすると、第一の発明と同様の効果があの上に、側路
電極は透明導電膜と違って丈夫な金属導体膜なので、導
出端子の強度の向上にもなっている。

さらに、第三の本発明においては、被覆層の被着面ばシ
ールの内側までとし、そこから外側の基板の周縁部を露
出させるようにしている。そして、側路電極の外接綾部
を基板の端面まで伸ばして導出端子となすようにしてい
る。

つまり、電極は内バイアホールー内接続部−側路電極−
導出端子を経由して導通が保てるようにしている。しか
も、シールは側路電極の上に直に行うようにしている。

そうすると、シールに起因する電極の断線や導出端子の
強度の向上に対して、第一の発明や第二の発明と同様の
効果がある上に、シールが丈夫な金属導体膜である側路
電極の上になされるので、シールの封止効果も増大する
。

〔実施例〕

第１図は本発明の第一の実施例の主要部の断面図、第２
図は第１図の一部切欠き平面図、第３図は本発明の第二
の実施例の主要部の断面図、第４図は本発明の第三の実
施例の主要部の断面図である。

図中、ｌは基板、１ａはカラーフィルタ層、２は被覆層
、２ａは内バイアホール、２ｂは外バイアホール、３は
電極、３ａは導出端子、４は側路電極、４ａは内接峡部
、４ｂは外接綾部、５はシール、６は液晶、７は配向膜
、９は液晶表示素子である。

基板１は透明で平滑なガラス板で、その上には、シアン
・イエロ・マゼンタの３色のトッド状のカラーフィルタ
層１ａが、均一に加色混合されるように例えば０．３３
ｍｍのピンチで交互に並んで被着されている。

そしてカラーフィルタ層１ａの隙間には、光が漏れない
ように、例えばクロムなどからなる遮蔽膜１ｂが設けら
れている。このように構成された基板ｌは、市販されて
いる。

このカラーフィルタ層１ａが設けられた基板１は、カラ
ーフィルタ層１ａがでこぼこしており、遮蔽膜１ｂも導
体なので、そのま＼電極３を設けることができない。

そこで、例えば膜厚が２μｍのポリイミドからなる被覆
層２を被着して、カラーフィルタ層１ａの凹凸を埋めて
平滑な表面にしている。

この被覆層２の上に、膜厚が数ｎｍのＩＴＯ膜が電極３
として設けられる。

このＩＴＯ膜は、Ｘ方向あるいはＹ方向に例えばピンチ
が０．３３ｍｍ、パターン幅０．３ｍｍの縞状にエツチ
ングされており、２枚の基板１を対向して重ねたとき、
電極２の交点がカラーフィルタ層１ａに重なって例えば
６４０　Ｘ　４００　ドツトの画素となるいわゆるマト
リックス電極構成になっている。

また、基板１の周辺に設けられた電極３の端部は、電極
３よりもパターン幅が狭められて例えばパターン幅０．
２ｍｍの導出端子３ａとなっており、図示してないがエ
ラスチックコネクタなどによって外部の駆動回路に接続
される。

シール５は、２枚の基板１を例えば１０μｍ程度の間隙
をもって対向させ、液晶６の注入口の残して導出端子３
ａの内側を例えば１ｍｍの幅で基板１をぐるっと巡るよ
うに、例えばエポキシ系の熱硬化性接着剤によって施さ
れる。

そして、液晶６が真空注入されると、注入口が液密に封
止され液晶表示素子９ができあがる。

実施例：ｌ 第１図と第２図において、被覆層２の上に設けられる縞
状の電極３に対向し、シール５が横切る基板１の上に長
さ２．５ｍｍの側路電極が、Ｎｉ／Ｃｒの蒸着膜をエツ
チングして設けられている。

そして、基板１に被着された被覆層２には、側路電極４
の端部の、シー７Ｃ１５の内側に位置する内接峡部４ａ
と、シール５の外側に位置する外接峡部４ｂのそれぞれ
が露出するように、エツチングによって例えば０．２５
ｍｍφの内バイアホール２ａと外バイアホール２ｂが設
けられる。

そして、ＩＴＯ膜を被覆層２全面に被着して縞状にエツ
チングし、電極３を構成したとき、内・外バイアホール
２ａ、２ｂのそれぞれを通して側路電極４の内・外接峡
部４ａ、４ｂが導通されるようになっている。

そこで、シール５が側路電極４の中央部分を横切るよう
にすれば、シール５の外力によって、電極３が断線して
も、内バイアホール２ａ−内接続部４ａ→側路電極４−
外接峡部４ｂ−外バイアホール２ｂ＝導出端子３ａを通
って導通を保つことができる。

実施例：２ 第３図はおいて、側路電極４の外接峡部４ｂから先をパ
ターン幅０．２ｍｍに狭めて伸ばし導出端子３ａとなし
ている。

そして、被覆層２を外バイアホール２ｂの外側まで被着
して、基板１の端部の導出端子３ａが露出するようにす
る。

こうすると、電極３が断線しても、内バイアホール２ａ
−内接続部４ａ−側路電極４−外接峡部４ｂ−導出端子
３ａを通って導通を保つことができる。しかも、導出端
子３ａが膜強度の大きな金属膜で構成されることになる
。

実施例：３ 第４図において、実施例２と同様に、側路電極４の外接
峡部４ｂから先をパターン幅０．２ｍｍに狭めて伸ばし
導出端子３ａとなしている。

一方、被覆層２を内バイアホール２ａの外側まで被着し
て、側路電極４や外接峡部４ｂ、それに連なる導出端子
３ａが露出するようにする。

そして、シール５は側路電極４の中央部に直に施すよう
にする。

そうすると、基板１と側路電極４の上に直にシール５が
なされるので、被覆層２の上にシール５がなされる実施
例１や実施例２よりもより強固な封止ができる。

カラーフィルタ層や電極、導出端子のピッチやパターン
幅などは、液晶表示素子がＬＣＤとしてどのような用途
に用いられるかによって、種々の変形が可能である。

また、被覆層や電極、側路電極、配向膜、液晶、シール
の材料や膜厚などについても、種々の変形が可能である
。

〔発明の効果〕

以上述べたように、従来、カラーフィルタ層のでこぼこ
を平滑にするために設けられる被覆層が剛体の膜でない
ために、シールの外力を受けて電極の断線障害が間々起
こっていたのに対して、本発明においては、側路電極を
設けて電極をバイパスし、もし電極に断線が起きても電
極と導出端子間の導通を保つことができる。

従って、本発明は、液晶表示素子の製造工程の歩留りと
製品の信頼性の向上に大きな効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第一の実施例の主要部の断面図、 第２図は第１図の一部切欠き平面図、 第３図は本発明の第二の実施例の主要部の断面図、 第４図は本発明の第三の実施例の主要部の断面図、 第５図は従来のカラー液晶表示素子の一例の構成断面図
、 第６図は第５図の主要部の拡大断面図、である。 図において、 １は基板、 ２は被覆層、 ２ｂは外バイアホール、 ３は電極、 ４は側路電極、 ４ｂは外接峡部、 １ａはカラーフィルタ層、 ２ａは内バイアホール、 ３ａは導出端子、 ４ａは内接峡部、 ５はシール、 ６は液晶、 である。 本弁明の第二の実修例の王讐郁の断面図第３閉 本弁明の第三の尖濁唯１のモ要部の断面図￥４図 第１副 第２図 ９；交晶喪示素子 ＼ 従来のカラ 皮晶表示素子／）−１列の檎に＠面図 □５図 第６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）基板（１）と、被覆層（２）と、電極（３）と、側
   路電極（４）と、シール（５）を有し、 前記基板（１）は、透明なガラス板からなるものであっ
   て、色の三原色の夫々に着色された透明な薄膜からなる
   カラーフィルタ層（１ａ）が、点在して被着されている
   ものであり、 前記被覆層（２）は、前記カラーフィルタ層（１ａ）の
   凹凸を平滑にする透明な絶縁性薄膜であり、前記被覆層
   （２）は、前記基板（１）全面に被着されているもので
   あり、 前記電極（３）は、透明な導電薄膜であって、前記被覆
   層（２）に被着されるものであり、かつ該被覆層（２）
   を介して前記カラーフィルタ層（１ａ）の上を通る縞状
   に設けられるものであり、 前記側路電極（４）は、導電薄膜であって、前記電極（
   ３）が前記被覆層（２）を介して対向する前記基板（１
   ）に被着されているものであり、 前記シール（５）は、熱硬化性接着剤であって、対向し
   た２枚の前記基板（１）の周縁部を前記被覆層（２）の
   上から液晶（６）を液密可能に封着するものであり、 前記側路電極（４）は、前記シール（５）の、内側の端
   部に内接続部（４ａ）と、外側の端部に外接続部（４ｂ
   ）を有するものであり、 前記被覆層（２）は、前記側路電極（４）の内・外接続
   部（４ａ、４ｂ）の夫々に対応した内・外バイアホール
   （２ａ、２ｂ）を有するものであり、前記電極（３）は
   、前記内・外バイアホール（２ａ）２ｂ）が、前記内・
   外接続部（４ａ、４ｂ）に夫々導通されているものであ
   り、 前記電極（３）は、前記シール（５）の外側の端部に導
   出端子（３ａ）を有するものであり、 ことを特徴とする液晶表示素子。 ２）基板（１）と、被覆層（２）と、電極（３）と、側
   路電極（４）と、シール（５）を有し、 前記被覆層（２）は、前記外バイアホール（２ｂ）より
   外周の前記基板（１）が露出するように被着されている
   ものであり、 前記側路電極（４）は、前記外接続部（４ｂ）が前記基
   板（１）の端部まで伸びた前記導出端子（３ａ）を有す
   るものである ことを特徴とする請求項１記載の液晶表示素子。 ３）基板（１）と、被覆層（２）と、電極（３）と、側
   路電極（４）と、シール（５）を有し、 前記被覆層（２）は、前記シール（５）の内側の基板（
   １）全面に被着されているものであり、前記側路電極（
   ４）は、前記シール（５）の、内側の端部に前記内接続
   部（４ａ）と、外側の端部が前記基板（１）の端部まで
   伸びた前記導出端子（３ａ）を有するものであり、 前記被覆層（２）は、前記側路電極（４）の内接続部（
   ４ａ）に対応して内バイアホール（２ａ）を有するもの
   であり、 前記電極（３）は、前記内バイアホール（２ａ）が、前
   記内接続部（４ａ）に導通されているものであり、前記
   シール（５）は、対向した２枚の前記基板（１）の周縁
   部を前記側路電極（４）の上から前記液晶（６）を液密
   可能に封着するものである ことを特徴とする請求項１記載の液晶表示素子。