JP2776348B2 - 液晶表示素子 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示素子に関
し、特に、ＴＦＴ基板の表示部周辺の素子側表面に静電
防止用のシャントトランジスタを接続した共通コモン電
極上に導電性スペーサ含有シール材を配置した液晶表示
素子に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のＴＦＴ（Ｔｈｉｎ ｆｉｌｍ ｔ
ｒａｎｓｉｓｔｏｒ）−ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙ
ｓｔａｌ ｄｉｓｐｌａｙ）は画面サイズで３型から１
３型クラスが一般的に使用されており、薄型・軽量・低
消費電力を追求しつつ、パソコンを初めとするＯＡ（Ｏ
ｆｆｉｃｅ ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ）、ＦＡ（Ｆａｃｔ
ｏｒｙ ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ）のあらゆる分野で広範
囲に使用されている。さて、これら従来のＴＦＴ−ＬＣ
Ｄは通常、図２に示すような構成になっている。図２
（ａ）は従来の液晶表示素子を示す断面図である。対向
電極６を設けたＣＦ（Ｃｏｌｏｒ ｆｉｌｔｅｒ）基板
２とＴＦＴ素子５を設けたＴＦＴ基板１の間に液晶材７
を１０μｍの間隔を保って挟持し、この液晶材の周辺部
をシール材８により接着して、ＴＡＢ（Ｔａｐｅ ａｕ
ｔｏｍａｔｅｄ ｂｏｎｄｉｎｇ）端子１０に電圧を印
加する駆動装置を設ける構成をとっている。

【０００３】このとき、ＴＦＴ基板１とＣＦ基板２の間
隔を一定に保つため、プラスチックビーズやガラスファ
イバー等のスペーサ材１２を画面表示部およびシール材
８内にそれぞれ均一に配置している。一般には液晶材と
シール材８に混入させるスペーサ材１２は、ＴＦＴ素子
５のパターン段差等を考慮し異なる径のものを用いる場
合が多い。そして、ＣＦ基板２に形成されている対向電
極６への電圧の印加はＴＦＴ基板１からトランスファー
９を通じて行っている。このため、トランスファー９の
材料としては銀ペーストがよく用いられている。また、
図２（ｂ）は従来のＴＦＴ基板１上に素子、配線等が形
成された様子を示す上面図である。ドレイン線１３とゲ
ート線１４を格子状に配置し、この格子状の内部にＴＦ
Ｔ素子５および画素が配列されている。そして、表示画
面にあずからない適当な位置にコモンパッド１６を設け
て、トランスファー９を配置させた構造を有している。

【０００４】その他、最近のＬＣＤでは図３（ａ），
（ｂ）に示したように、トランスファー電極３８（コモ
ンパッド１６）をその他の電極や端子と重ならない位置
に、周辺シール材４４の一部に形成し、コンパクトな構
造とする方法（特開平４−１５３６２５）や、図４
（ａ）〜（ｄ）に示すように上下電極基板のシールと電
気的接合を兼用させる方法（実開昭６１−８９８１９）
や、図５（ａ）〜（ｃ）に示すようにシール材７の一部
を構成する、基板間隔よりも大きい弾力性のある導電性
粒子１０でもって上下電極基板間の適当な箇所の電気的
接続を得るようにした方法（特開昭６２−２１８９３
７）などがある。

【０００５】ここで、従来のＬＣＤでは、ＣＦ基板２と
ＴＦＴ基板１を接続するためにトランスファーとして銀
ペーストを設けているが、銀ペースト内に含まれるイオ
ン性不純物が基板表面の表示部で電気二重層等を作って
表示不良を起こす問題があった。この問題は特開平４−
１５３６２５の図３のようにトランスファー電極を周辺
シールとともに形成したり、実開昭６１−８９８１９の
図４のように導電性を有するスペーサを含んだシール材
により上下電極基板間を電気的接合をさせることで解決
を図っている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、最近の
方法ではトランスファーのための電極を個別に数ヵ所形
成しなければならなかった。その上、例えばトランスフ
ァー電極の配線がシール材の内側や外側であればその分
だけ基板に占める画面サイズを小さくしてしまい大画面
化・軽量化の妨げになっていた。また、特開平４−１５
３６２５の図３のようにシール材内の一部にトランスフ
ァー電極（コモンパッド）を形成し導電性スペーサを用
いた場合でも、トランスファー電極形成パターンがシー
ル材の一部であるとトランスファー電極に関わらないシ
ール材中の導電性スペーサが、ドレイン線またはゲート
線の配線と対向電極との間や、ドレイン線間・ゲート線
間において短絡を起こすという問題もあった。この場合
通常、配線上には２００ｎｍ程度の薄いパッシベーショ
ン等の絶縁膜が形成されるが、スペーサと配線−対向電
極間の機械的圧力に対し、信頼性が確保されていない。
よって、現在のところ、層間ショートを引き起こすのを
避けられないというのが実状である。

【０００７】その他、素子が形成されたＴＦＴ基板１上
にスクリーン印刷する工程や、ＴＦＴ基板とＣＦ基板を
重ね合わせる工程において、導電性スペーサを混入した
シール材は、シール材への導電スペーサ数の混入率が大
きくなればなるほど、これまでのシール材とスペーサの
場合では問題となっていなかったＴＦＴ素子５が静電破
壊を起こすという不都合が発生するようになった。実験
ではシール材への導電性スペーサ混入率を０．５ｗｔ％
にするとＴＦＴ−ＬＣＤ製造後のＴＦＴ素子の静電破壊
不良が６．２％増加した。

【０００８】本発明は、共通コモン電極に接続されたシ
ャントトランジスタにより、ＴＦＴ素子の静電破壊を防
ぎ、かつ、導電性スペーサと配線−対向電極間および配
線間の短絡を防ぐために、ＴＦＴ基板の素子側表面に静
電防止用のシャントトランジスタを接続した共通コモン
電極を画面周辺に形成し、この形成パターンに沿って導
電性スペーサを含有したシール材を形成することによ
り、歩留まりを向上させ、かつ、基板に占める画面表示
面積の最大化および液晶表示素子の軽量化を行うことを
目的とするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の液晶表示素子
は、それぞれ電極配置されたＴＦＴ基板とＣＦ基板間に
液晶材を具備し、スペーサ材により均一なギャップを保
ってシール材により挟持された液晶表示素子において、
前記ＴＦＴ基板の表面部周辺の素子側表面に静電防止用
のシャントトランジスタが接続された共通コモン電極が
形成され、かつ、シール材がトランスファー機能を有す
る導電性スペーサを含有することを特徴とする。

【００１０】

【発明の実施の形態】次に図面を参照して本発明につい
て説明する。図１（ａ）は本発明の第１の実施の形態を
示す液晶表示素子の断面図であり、図１（ｂ）は第１の
実施の形態の液晶表示素子のＴＦＴ基板側上面概念図で
ある。この液晶表示素子の製造にあたっては、まずＴＦ
Ｔ基板１上にＩＴＯ（Ｉｎｄｉｍ ｔｉｎ ｏｘｉｄ
ｅ）、Ａｌ（アルミニウム）、α−Ｓｉ（アモルファス
シリコン）等によりスパッタ、露光、現像、剥離を繰り
返してＴＦＴ素子５およびシャントトランジスタ１１を
形成し、ＡｌやＣｒ（クロム）により同様にゲート線１
４、ドレイン線１３およびＴＡＢ端子１０を形成する。
そしてＴＦＴ基板の最表面にＡｌやＣｒのスパッタリン
グによって、共通コモン電極４を表示部外側の表面にパ
ターニングする。また、対向電極６がベタづけされたＣ
Ｆ基板２上には、ＴＦＴ基板１上に共通コモン電極４に
対応した位置に導電性スペーサを含有したシール材３を
スクリーン印刷により形成する。このときシール材３に
はエポキシ樹脂で出来た有機接着剤が用いられ、導電性
スペーサにはプラスチックビーズに金蒸着が施こされた
導電性粒子が用いられる。

【００１１】次に、配線、素子等が形成されたＴＦＴ基
板１と導電性スペーサを含有したシール材３を印刷した
ＣＦ基板２は、位置合わせをおこなった後に１５０℃か
ら２３０℃で高温圧着をして重ね合わせる。この重ね合
わされたＬＣＤパネルは、注入孔より液晶材７を真空注
入し、ＵＶ硬化樹脂によって封口後、周辺駆動装置をア
センブリして液晶表示素子が完成する。

【００１２】ここで、シール材３に用いられる有機接着
剤はシリコン樹脂系も用いられる。また、導電性スペー
サの粒子にはガラスファイバーを用いることも可能であ
り、この表面につけられる金属の蒸着膜は銀を用いるこ
ともある。

【００１３】このようにして製造された液晶表示素子は
従来の銀ペーストがないため高精度にギャップをコント
ロールすることが可能となり、表示面内のギャップ不良
がなくなった。そして、表示面周辺に均一に配置された
導電性スペーサによって導通に関わる接地面積が増した
ため、イオン性不純物のパネル内部への溶出もなくなっ
たため、表示シミを低減することができた。また、シャ
ントトランジスタ１１を接続した表面の共通コモン電極
４上に導電性スペーサ含有シール材３を形成したことに
より、例えば、ＬＣＤパネル製造中において、基板の切
断時や基板の搬送時あるいは取り扱い時の摩擦等により
ＴＦＴ基板の素子部に帯電した静電気、もしくはＬＣＤ
パネル製造後において、偏光板の張り替えリペアー作業
でＴＦＴ基板の素子部に帯電した静電気は、ゲート線１
４またはドレイン線１３からシャントトランジスタ１１
を通じて共通コモン電極４側へ逃げるため、ＴＦＴ素子
５の破壊を防ぐことが出来るようになった。その上、従
来、導電性スペーサを用いた場合−対向電極間および配
線−配線間の短絡も、共通コモン電極４上に導電スペー
サを配置したことにより防ぐことができるようになっ
た。そして、共通コモン電極４と導電性スペーサ含有シ
ール材３がＬＣＤパネル面内で同位置のため、面内に占
める表示面積の最大化と、これに伴う液晶表示素子の軽
量化も出来るようになった。表１は静電破壊および短絡
発生率を、表２は有効表示領域占有率の比較を示してい
る。

【００１４】

【表１】

【００１５】

【表２】

【００１６】本発明の第２の実施の形態としては、ＴＦ
Ｔ基板１の表面に形成された共通コモン電極４と導電性
スペーサ含有シール材３が全領域において１：１に対応
している必要はなく、共通コモン電極４の領域（幅）の
方が大きくても良い。この場合、例えば、共通コモン電
極４の幅のみを０．２ミリ拡大させるとシール印刷時の
シールずれに対する製造マージンが第１の実施の形態よ
りも２０％大きく保つことが可能となる。

【００１７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、シャン
トトランジスタを接続した共通コモン電極上に導電性ス
ペーサ含有シール材を配置するため、ＴＦＴ素子の静電
破壊を防ぎ、かつ、導電スペーサによる配線間の短絡を
も防止することが可能となった。また、基板に占める有
効表示面積が従来品に比べ５％ほど改善した。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ本発明の第１の実施
の形態を示す断面図、ＴＦＴ基板側の上面図、ＴＦＴ基
板詳細断面図である。

【図２】（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ従来例を示す断面
図、ＴＦＴ基板側の上面図、ＴＦＴ基板詳細断面図であ
る。

【図３】（ａ），（ｂ）は特開平４−１５３６２５の従
来例を示す図である。

【図４】（ａ）〜（ｄ）は実開昭６１−８９８１９の従
来例を示す図である。

【図５】（ａ）〜（ｃ）は特開昭６２−２１８９３７の
従来例を示す図である。

【符号の説明】

１ ＴＦＴ基板 ２ ＣＦ基板 ３ 導電性スペーサ含有シール材 ４ 共通コモン電極 ５ ＴＦＴ素子 １１ シャントトランジスタ

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ＴＦＴ基板とＣＦ基板を対向させシール
   材により挟持した間隙に液晶材を充填した液晶表示素子
   において、前記ＴＦＴ基板の前記シール材が形成される
   部位の表面に静電防止用のシャントトランジスタが接続
   された共通コモン電極が形成され、かつ前記シール材が
   トランスファー機能を有する導電性スペーサを有するも
   のであることを特徴とする液晶表示素子。