(57)【要約】【課題】  液晶表示素子の画素電極に接続された端子電極と、接続基板の配線パッドとを導電部材により電気的に接続するとともに前記導電部材の周囲を保護樹脂によってコートする液晶表示装置において、前記液晶表示素子の電極間に保護樹脂によるリーク経路が形成されことで表示不良が発生していた。【解決手段】  複数の画素電極を有する第一電極基板と該第一電極基板に相対する対向電極を有する第二電極基板間に液晶を封入して液晶表示素子を形成するとともに、前記第一電極基板の画素電極に接続された端子電極と、接続基板の配線パッドとを導電部材により電気的に接続する液晶表示装置において、前記導電部材の周囲を保護樹脂によってコートするとともに、前記第二電極基板の側面の近傍に前記保護樹脂の流れを阻止する絶縁性の衝立部材を設けた液晶表示装置とする。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の画素電極を有する第一電極基板と該第一電極基板に相対する対向電極を有する第二電極基板間に液晶を封入して液晶表示素子を形成するとともに、前記第一電極基板の画素電極に接続された端子電極と、接続基板の配線パッドとを導電部材により電気的に接続する液晶表示装置において、前記導電部材の周囲を保護樹脂によってコートするとともに、前記第二電極基板の側面の近傍に前記保護樹脂の流れを阻止する絶縁性の衝立部材を設けたことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記第一電極基板の側面の近傍にも前記保護樹脂の流れを阻止する絶縁性の衝立部材を設けたことを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記液晶表示素子は第一電極基板の一辺に第二電極基板端面より外側に張り出した庇部を設け、該庇部に設けた端子電極と、前記接続基板の配線パッドとを導電部材により電気的に接続する請求項１または２項記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記第一電極基板が画素スイッチを構成するシリコン素子基板である請求項１乃至３項の何れか１項記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記液晶表示素子は、前記接続基板上に第一電極基板の裏面が接着されている請求項４記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記液晶表示素子は、前記接続基板に設けた開口を通して第一電極基板の裏面が放熱板に接着されている請求項４記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記衝立部材がテフロン（登録商標）、ポリウレタン、ポリプロピレン、ポリエチルテレフタレート樹脂の何れかである請求項１乃至６項の何れか１項記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的な液晶表示素子は、表面に透明電極が形成された第二電極基板（例えばガラス基板）と、それに相対して表面に画素電極が形成された第一電極基板（例えば透明ガラス基板またはシリコン基板）を所定の位置関係で貼り合わせ、前記一対の基板間に液晶を注入した後、封止して形成されている。液晶表示装置は前記液晶表示素子を回路基板に実装し、画素電極と対向電極間に電位差を与えて液晶の配向を制御する事で各種表示をさせるものである。
【０００３】
前記液晶表示装置の画素電極への電位供給は第一電極基板と回路基板上の電極パッドをワイヤボンディングにより接続させ電気的に導通させることで実現している。一方、第一電極基板に対向する第二電極基板に形成された透明電極は、第二電極基板と回路基板間に導電性接着剤、例えば銀ペーストなどを塗布して前記対向電極に接続された端子電極と回路基板上の電極パッドを電気的に導通させている。
（例えば特許文献１）
【０００４】
図７は従来技術による液晶表示装置の部分断面図である。図７において５０は液晶表示装置であり、複数の画素を構成する画素電極５１ａと配向膜５１ｂを有する第一電極基板５１と、該第一電極基板５１に相対する対向電極５２ａと配向膜５２ｂを有する第二電極基板間５２とをシール部材５４で接着してセルを形成し、該セル内に液晶５３を封入して液晶表示素子５５を形成する。
【０００５】
そして、この液晶表示素子５５と接続基板であるフレキシブルプリントサーキット５７（以下ＦＰＣと略記する）を共通のプレート５６に固着して一体化した後に、第一電極基板５１の画素電極５１ａに接続された端子電極５１ｃと、ＦＰＣ５７に設けられた配線パッドとを金線やアルミ線等の導電部材５８でワイヤーボンディングにより電気的に接続し、さらにこの接続部分を電気的保護と機械的補強を兼ねたエポキシ樹脂やシリコーン樹脂等の保護樹脂５９により第二電極基板５２及びシール部材５４の側面までコートしている。
上記構成により前記ＦＰＣ５７によって液晶表示素子５５を駆動回路を実装した回路基板（図示せず）に接続している。
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−１３３４０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
図７に見られるように、ＦＰＣ５７とのワイヤーボンディングによる接続部を含め、液晶表示素子５５を形成する第二電極基板５２の側面まで保護樹脂５９でコートしている。しかしこの保護樹脂５９は基本的には絶縁体であるが、表面活性剤としての機能や遮光性を持たせるためにシリコンカップリング剤や炭素粉末等の添加物を加えるとインピーダンスが低下し、この結果図７に示す第一電極基板５１の端子電極５１ｃに接続された導電部材５８と、第二電極基板５２の対向電極５２ａとの間に矢印Ｒで示すリーク経路が出来てしまう。
【０００８】
この保護樹脂５９によるリーク経路が出来るということは、第一電極基板５１の画素電極５１ａと、第二電極基板５２の対向電極５２ａとの間にリーク経路が出来てしまうことであり、液晶表示素子５５に印加される電圧が不安定になってしまうことを意味している。
【０００９】
図８によりこのリーク経路の構成を詳細に説明する。
図８はリーク経路を含む液晶表示素子５５の等価回路図であり、第一電極基板５１の画素電極５１ａと、第二電極基板５２の対向電極５２ａとの間に液晶５３と保護樹脂５９とが並列に接続されている。そして液晶表示素子５５の等価回路は容量成分５５ａと抵抗成分５５ｂにより構成されており、保護樹脂５９の等価回路は容量成分５９ａと抵抗成分５９ｂにより構成されている。
【００１０】
通常の液晶表示素子５５の等価回路図は、画素電極５１ａと対向電極５２ａとの間に液晶５３のみが接続されているため、画素電極５１ａと対向電極５２ａとの間に印加される液晶駆動電圧はすべて液晶表示素子５５で消費されることにより、正常な液晶表示素子５５の駆動が行なわれる。
【００１１】
しかし、図８のように液晶表示素子５５の等価回路に保護樹脂５９の等価回路が並列接続されると、液晶５３に印加された液晶駆動電圧の一部が保護樹脂５９の等価回路を通してリークするため、液晶５３に印加される電圧が不安定になり、正しい表示が行なわれなくなる。さらに、保護樹脂５９にイオン分子が存在すると、ワイヤーボンディングをしている導電部材５８と対向電極５２ａを構成するＩＴＯで分極が発生し、オフセット電圧が変化して画像焼付の原因となる等の問題がある。
【００１２】
また第二電極基板５２の側面まで保護樹脂５９でコートしている場合は、保護樹脂５９は周囲の温度及び湿度によって伸縮し、第二電極基板５２にストレスを与えることになる。すなわち、保護樹脂５９が収縮した場合は前記シール部材５４を支点として、第二電極基板５２が引っ張られることで、液晶層の厚さが厚くなる方向に変化し、また保護樹脂５９が膨張した場合は前記シール部材５４を支点として、第二電極基板５２が押されることで液晶層の厚さが薄くなる方向に変化する。
上記の如く保護樹脂５９が伸縮した場合第二電極基板５２にストレスが掛かり、その結果液晶表示素子５５に歪が生じて液晶の配向不良を発生し、表示状態に異常が生じるという問題もある。
【００１３】
特許文献１にも示す如く、第一電極基板５１にシリコン素子基板を用いたリキッドクリスタル・オン・シリコン（以下ＬＣＯＳと略記する）方式の液晶表示装置は主に液晶プロジェクターに組み込まれて使用されるものであるが、この場合シリコン基板が単位面積あたりの価格が高いので、出来るだけ小さい面積で表示領域を広く取ろうとすると、第二電極基板５２の側面に露出したＩＴＯからワイヤーボンディングを行なっている第一電極基板５１の端子電極５１ｃまでの距離、すなわち矢印Ｒの距離が短くなると保護樹脂５９の等価回路のインピーダンスが低くなり、液晶表示素子５５の駆動への悪影響が大きくなる。
【００１４】
本発明の目的は上記問題に鑑みなされたものであり、液晶表示素子の保護樹脂５９によるリークの問題と保護樹脂５９の温度変化による問題を解決することで、接続部分の信頼性を保ちながら、表示の信頼性をも高めることが可能な液晶表示装置を提供する事にある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成するための本発明における構成は、複数の画素電極を有する第一電極基板と該第一電極基板に相対する対向電極を有する第二電極基板間に液晶を封入して液晶表示素子を形成するとともに、前記第一電極基板の画素電極に接続された端子電極と、接続基板の配線パッドとを導電部材により電気的に接続する液晶表示装置において、前記導電部材の周囲を保護樹脂によってコートするとともに、前記第二電極基板の側面の近傍に前記保護樹脂の流れを阻止する絶縁性の衝立部材を設けた液晶表示装置とする。
【００１６】
前記第一電極基板の側面の近傍にも前記保護樹脂の流れを阻止する絶縁性の衝立部材を設けた液晶表示装置とする。
【００１７】
前記液晶表示素子は第一電極基板の一辺に第二電極基板端面より外側に張り出した庇部を設け、該庇部に設けた端子電極と、前記接続基板の配線パッドとを導電部材により電気的に接続した液晶表示装置とする。
【００１８】
前記第一電極基板が画素スイッチを構成するシリコン素子基板である液晶表示装置とする。
【００１９】
前記液晶表示素子は、前記接続基板上に第一電極基板の裏面が接着されている液晶表示装置とする。
【００２０】
前記液晶表示素子は、前記接続基板に設けた開口を通して第一電極基板の裏面が放熱板に接着されている液晶表示装置とする。
【００２１】
前記衝立部材がテフロン（登録商標）、ポリウレタン、ポリプロピレン、ポリエチルテレフタレート樹脂の何れかである液晶表示装置とする。
【発明の効果】
【００２２】
本発明においては、液晶表示素子の第二電極基板の近傍に保護樹脂の流れを阻止する絶縁性の衝立部材を設けたことにより、保護樹脂によるリークの問題を解決する事が出来、さらに保護樹脂の温度変化に伴う液晶表示素子の歪発生を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明は複数の画素電極を有する第一電極基板と該第一電極基板に相対する対向電極を有する第二電極基板間に液晶を封入して液晶表示素子を形成するとともに、前記第一電極基板の画素電極に接続された端子電極と、接続基板の配線パッドとを導電部材により電気的に接続する液晶表示装置において、前記導電部材の周囲を保護樹脂によってコートするとともに、前記第二基板の側面の近傍に前記保護樹脂の流れを阻止する絶縁性の衝立部材を設けた液晶表示装置とする。
【実施例１】
【００２４】
以下図面により本発明の実施形態を説明する。図１、図２は本発明による液晶表示装置の第１実施形態を示すもので、図２は平面図、図１は図２のＡ−Ａ断面図であり以下その構成を説明する。
【００２５】
図１、図２において１０は液晶表示装置であり、本実施形態における液晶表示装置１０は第一電極基板としてシリコン素子基板を用いたＬＣＯＳ方式の液晶表示装置である。
図２において液晶表示装置１０は第一電極基板１、第二電極基板２、ＦＰＣ７の３層構成を有する。そしてＦＰＣ７は表示領域７Ａと接続領域７Ｂが設けられておりその表面には後述する液晶表示素子と外部回路を接続する配線パターン７ａが設けられている。また第一電極基板１と第二電極基板２はＦＰＣ７の表示領域７Ａに積層配置されているが、互いに少しずらせて配設されているため、両電極基板が重なる表示領域の外側に、各々の電極基板の端面より外側に張り出した庇部１Ａ、２Ａが形成されている。
【００２６】
次に図１の断面図により液晶表示装置１０の詳しい構成を説明する。
前記第一電極基板１は複数の画素スイッチを構成するシリコン素子基板であり、この画素スイッチに接続されたアルミニウム膜等の反射性金属よりなる画素電極１ａと酸化シリコンＳｉＯｘ（Ｘ＝１〜２）を斜蒸着した無機配向膜１ｂを備えている。そして第一電極基板１の庇部１Ａには画素電極１ａを延長した端子電極１ｃが外部接続端子として設けられている。
また第二電極基板２はガラス基板であり、ＩＴＯである対向電極２ａと酸化シリコンＳｉＯｘ（Ｘ＝１〜２）を斜方蒸着した無機配向膜２ｂを備えている。そして第二電極基板２の庇部２Ａには対向電極２ａに接続された端子電極２ｃが外部接続端子として設けられている。
さらにＦＰＣ７には前記配線パターン７ａに接続された配線パッド７ｃ、７ｂが前記第一電極基板１及び第二電極基板２との接続端子として設けられている。
【００２７】
前記第一電極基板１と第二電極基板２とをシール部材４で接着してセルを形成し、該セル内に液晶３を封入して液晶表示素子５を形成する。そしてこの液晶表示素子５を前記接続基板であるＦＰＣ７の上面に第一電極基板１の裏面を接着して一体化した後、前記第二電極基板２の端子電極２ｃとＦＰＣ７の配線パッド７ｂとの間を導電性接着剤８により電気的に接続し、さらに導電性接着剤８の周囲を保護樹脂９によってコートしている。なおこの保護樹脂９の外周と第一電極基板１の端面との間に所定の間隙Ｈが設けられている。前記導電性接着剤８は銀粒子８ａを接着剤となるエポキシ系樹脂８ｂを混合したものであり、また保護樹脂９は熱硬化型または紫外線硬化型のエポキシ樹脂、あるいは、シリコーン樹脂等が用いられる。その中でも基板等への応力が比較的低く、液晶の厚みを安定に保つことができるシリコーン樹脂を用いると良い。シリコーン樹脂は、表面活性剤として機能するシリコンカップリング剤を混入することにより、接触物に対する濡れ性、浸透性が改善され、保護樹脂には最適である。
【００２８】
また第一電極基板１の端子電極１ｃとＦＰＣ７の配線パッド７ｃとの間は金線、またはアルミニウム線等のワイヤー１１によってワイヤーボンディングされており、さらにワイヤー１１の周囲を保護樹脂９によってコートしている。１２は絶縁性の衝立部材であり、第二電極基板２の側面の近傍に配設されることによって、前記絶縁樹脂９が流れて対向電極２ａに接触するのを阻止している。
【００２９】
前記衝立部材１２は図１、図２に示す如く、第一電極基板１のワイヤーボンディングが設けられた部分に対応した第二電極基板２の側面を覆うように配設されており、この衝立部材１２を設けることによってワイヤーボンディング部分から第二電極基板２の側面に渡ってコートされる保護樹脂９が、第二電極基板２の側面に露出した対向電極２ａの端面に接触することを防止している。例えばこの保護樹脂９としては、添加物として可視光を吸収する顔料を混ぜたシリコーン樹脂が用いられ、光が配線パッド部に照射するのを防止するための遮光体を兼用している。例えば、黒色シリコーン樹脂によってコートしている。
【００３０】
次に保護樹脂９によるリーク経路と衝立部材１２との関係を図３により説明する。
図３は本発明のリーク経路を含む液晶表示素子５の等価回路図であり、図８に示す従来の等価回路図に対応している。図３において第一電極基板１の画素電極１ａと、第二電極基板２の対向電極２ａとの間に液晶表示素子５と保護樹脂９とが並列に接続されている。そして液晶表示素子５の等価回路は容量成分５ａと抵抗成分５ｂにより構成されており、保護樹脂９の等価回路は容量成分９ａと抵抗成分９ｂにより構成されている。しかし図３に示すごとく前記衝立部材１２が第二電極基板２の側面を覆うように配設されていることによって保護樹脂９の等価回路が遮断され、この結果画素電極１ａと対向電極２ａとの間には液晶のみが接続されることで、液晶表示素子５の正常な駆動がおこなわれる。
【００３１】
また、上記構成によれば衝立部材１２の存在によって、保護樹脂９が第二電極基板２の側面に接触していないので、保護樹脂９が周囲の温度及び湿度によって伸縮しても第二電極基板２にストレスを与えないため液晶表示素子５の歪発生を防止することができる。
【実施例２】
【００３２】
図４は本発明の第２実施形態を示す液晶表示装置２０の断面図である。図４において図１に示す液晶表示装置１０と同一要素には同一番号を付し、重複する説明を省略する。図４に示す液晶表示装置２０が図１に示す液晶表示装置１０と異なるところは
前記ＦＰＣ７の液晶表示素子５に対応する位置に開口７ｄが設けられており、この開口７ｄ内に配設された接着層１６を介して放熱板１５が一体化されていることである。
【００３３】
上記構成による液晶表示装置２０は、前記液晶表示装置１０と同様に衝立部材１２が第二電極基板２の側面を覆うように配設されていることによって保護樹脂９の等価回路が遮断され、液晶表示素子５の正常な駆動がおこなわれるとともに、衝立部材１２の存在によって液晶表示素子５の歪発生を防止することができ、さらに液晶表示素子５の第一電極基板１側（シリコン素子基板側）より接着層１６を介して放熱板１５に放熱することで、液晶表示素子５の温度上昇も抑えることができる。このことは液晶プロジェクターに組み込まれて高温環境下で使用されるＬＣＯＳ方式の液晶表示装置にとって極めて有利となる。
【００３４】
なお、前記放熱板１５としてはシリコン素子基板またはガラス基板と熱膨張係数が近いセラミックスや４２アロイが使用され、さらに接着層１６としては熱伝導性の高い接着剤としてカーボン粉末あるいは、金属粒子あるいは、金属粒子表面を絶縁処理した絶縁膜被覆金属粒子を混ぜたゴム系樹脂等が用いられることにより、熱の拡散をすると共に液晶表示素子５が変形しないように十分な強度が得られる厚みに選定される。
【実施例３】
【００３５】
図５は本発明の第３実施形態を示す液晶表示装置３０の部分断面図である。
図５は図１に示す液晶表示装置１０のワイヤーボンディング側の端部を示すもので、図１の液晶表示装置１０と同一要素には同一番号を付し重複する説明を省略する。図５に示す液晶表示装置３０が図１に示す液晶表示装置１０と異なるところは、前記衝立部材１２の高さを低くして、保護樹脂９を衝立部材１２の上を覆って第二電極基板２の側面までコートしたことである。これは衝立部材１２の主たる役目が第二電極基板２の側面に露出した対向電極２ａと保護樹脂９との接触を阻止することなので、その役目を果たす範囲で衝立部材１２の高さを低くし、保護樹脂９の一部が第二電極基板２の側面までコートすることで、液晶表示素子５の防湿性を高めたものである。
【実施例４】
【００３６】
図６は本発明の第４実施形態を示す液晶表示装置４０の部分断面図である。図６に示す液晶表示装置４０が図１に示す液晶表示装置１０と異なるところは、前記第二電極基板２の側面の近傍に設けた衝立部材１２に加えて、第一電極基板１の側面の近傍にも衝立部材１３を設けたことである。この構成によれば、画素電極１ａと対向電極２ａとの間の保護樹脂９によるリーク経路を遮断することに加えて、画素電極１ａとシリコン素子基板である第一電極基板１の側面（シリコン素子基板の側面は回路の一部を構成）との間の保護樹脂９によるリーク経路をも遮断することができる。
【００３７】
本発明における衝立部材としては絶縁性の材料としてセラミックや樹脂材料を用いることができるが、リーク経路を遮断するための絶縁性と、保護樹脂の熱収縮を吸収するための緩衝性を考慮するとテフロン（登録商標）、ポリウレタン、ポリプロピレン、ポリエチルテレフタレート等の樹脂が適している。また、衝立部材を液晶表示装置５へ取り付ける方法としては衝立部材に取り付け部を設け、この取り付け部を第一電極基板１や第二電極基板２の基板面や側面にＵＶ接着材によって固定する事ができる。
【００３８】
上記のごとく本発明によれば、液晶表示素子に保護樹脂９の流れを防止するための衝立部材を設けることによって、リークによる表示不良がなく、高温環境下でも液晶表示素子に歪が発生する事がないため、コストアップすることなく液晶プロジェクターのような高温環境下で高い表示品質が要求される液晶表示装置を提供することができる。
【００３９】
以上、本実施形態においては液晶プロジェクターに用いられるＬＣＯＳ方式の液晶表示装置について説明したが、これに限定されるものではなく、ガラス基板方式の液晶表示装置にも応用可能であり、また高温対策用として無機配向の液晶表示素子を説明したが、有機配向膜を有する液晶表示素子に対しても応用可能であることは当然である。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の第１の実施形態を示す液晶表示装置の断面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態を示す液晶表示装置の平面図である。
【図３】本発明のリーク経路を含む液晶表示素子の等価回路図である。
【図４】本発明の第２の実施形態を示す液晶表示装置の断面図である。
【図５】本発明の第３の実施形態を示す液晶表示装置の部分断面図である。
【図６】本発明の第４の実施形態を示す液晶表示装置の部分断面図である。
【図７】従来技術による液晶表示装置の部分断面図である。
【図８】従来技術によるリーク経路を含む液晶表示素子の等価回路図である。
【符号の説明】
【００４１】
１      第一電極基板
１Ａ    庇部
１ａ    画素電極
１ｂ    無機配向膜
１ｃ    端子電極
２      第二電極基板
２Ａ    庇部
２ａ    対向電極
２ｂ    無機配向膜
２ｃ    端子電極
３      液晶
４      シール部材
５      液晶表示素子
５ａ    容量成分
５ｂ    抵抗成分
７      ＦＰＣ
７Ａ    表示領域
７ａ    配線パターン
７Ｂ    接続領域
７ｂ    配線パッド
７ｃ    配線パッド
７ｄ    開口
８      導電性接着剤
８ａ    銀粒子
８ｂ    エポキシ系樹脂
９      保護樹脂
９ａ    容量成分
９ｂ    抵抗成分
１０    液晶表示装置
１１    ワイヤー
１２    衝立部材
１３    衝立部材
１５    放熱板
１６    接着層
２０    液晶表示装置
３０    液晶表示装置
４０    液晶表示装置
５０    液晶表示装置
５１    第一電極基板
５１ａ  画素電極
５１ｂ  配向膜
５１ｃ  端子電極
５２    第二電極基板
５２ａ  対向電極
５２ｂ  配向膜
５３    液晶
５４    シール部材
５５    液晶表示素子
５５ａ  容量成分
５５ｂ  抵抗成分
５６    プレート
５７    ＦＰＣ
５８    導電部材
５９    保護樹脂
５９ａ  容量成分
５９ｂ  抵抗成分
【図１】
2007256416.tif 000003
【図２】
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【図３】
2007256416.tif 000005
【図４】
2007256416.tif 000006
【図５】
2007256416.tif 000007
【図６】
2007256416.tif 000008
【図７】
2007256416.tif 000009
【図８】
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