(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶表示パネルを構成する、略長方形状の平面形状を有する上ガラス基板と下ガラス基板のうち、前記上ガラス基板の長手方向の両側に大きく突き出た下ガラス基板の両短辺の側面には該下ガラス基板を貫通して設けられた後で分割された多数のスルーホールを有し、該分割されたスルーホールのそれぞれの内側面を覆うと共に前記上ガラス基板の外縁から離れた位置で前記下ガラス基板上面の表示用透明電極と個々に接続している銀パラジウム電極が塗布および焼成によって形成されており、前記液晶パネルをマザー基板に前記下ガラス基板が接するように載置し、前記マザー基板上の表示駆動電極の個々と、前記液晶表示パネルの外周側面に露出している前記分割されたスルーホールの内側面の銀パラジウム電極の個々とをハンダにて直接接続したことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記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表面に、ポリイミド樹脂を基材とする偏光板を固着した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】
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が整列した状態で含まれる大ガラス基板を準備し、該大ガラス基板に透明電極を形成する工程と、該透明電極の上に配向層を形成する工程と、前記大ガラス基板における前記上ガラス基板よりも長手方向に大なる前記下ガラス基板の両短辺となる位置に直線状に配列されるようにスルーホールの穴あけを行なう工程と、前記大ガラス基板の上下面および前記スルーホール内面に前記透明電極と一部重なるようにかつその重なり位置は前記上ガラスの外縁となる位置よりも離れているように銀パラジウムを含む導電ペーストを塗布する工程と、該導電ペーストを約５００°Ｃで焼成して銀パラジウム電極を形成する工程と、大ガラス基板に液晶注入空間を作るためのシール材を印刷する工程と、２枚の大ガラス基板を前記上ガラス基板と下ガラス基板が重なるように貼合わせる工程と、液晶の注入および封止を行なう工程と、前記スルーホール列の中心を通る切断線で個々の液晶表示パネルに分割する工程と、液晶表示パネルに基材がポリイミド樹脂である偏光板を貼付ける工程と、偏光板付きの前記液晶表示パネルを前記下ガラス側が接するようにマザー基板上に載置し、該マザー基板上の表示駆動電極と前記液晶表示パネルの長手方向の外縁に配列した分割されたスルーホールとを重ね、前記表示駆動電極と前記分割されたスルーホール内面の銀パラジウム電極とをハンダ付けする工程とを有することを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【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における、液晶表示パネルと外部マザー基板との接続技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示パネルのガラス基板の縁部に設けられた多数の表示電極端子群と、表示情報や電源を供給する外部回路を搭載したマザー基板（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）上に設けた電極群との接続には殆ど例外なくコネクタ構造が用いられる。
【０００３】
よく使用されるコネクタ構造の主な例をあげると、（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。
（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。
【０００４】
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ＦＰＣ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。
【０００５】
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、マザーボード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。
【０００６】
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。
【０００７】
また液晶表示装置にはＬＥＤランプ素子やＥＬ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伴うことが多いが、やはり液晶パネルに耐熱性が乏しいことを主な理由として、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。
【０００８】
提案された従来例として特開平３−２８２４１９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。これは照明用の発光素子のマザー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。
【０００９】
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、他の保持・接続用の構成部材を省略できる利点があるが、保持や接続を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、コネクタにまつわるコストや設計手番がかかる不利益を克服することはできない。
【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コネクタ構造を省略し、液晶表示パネルをマザー基板にハンダ付けあるいは熱硬化性の導電接着剤により直接接続することを可能にし、部品数が少なく極度に簡素化した構成で、製造のコストや時間的コストを大幅に削減した液晶表示装置を構成する技術を提供することである。
【００１１】
本発明の液晶表示装置は、下記（１）または（２）の特徴を有する。
（１）液晶表示パネルを構成する、略長方形状の平面形状を有する上ガラス基板と下ガラス基板のうち、前記上ガラス基板の長手方向の両側に大きく突き出た下ガラス基板の両短辺の側面には該下ガラス基板を貫通して設けられた後で分割された多数のスルーホールを有し、該分割されたスルーホールのそれぞれの内側面を覆うと共に前記上ガラス基板の外縁から離れた位置で前記下ガラス基板上面の表示用透明電極と個々に接続している銀パラジウム電極が塗布および焼成によって形成されており、前記液晶パネルをマザー基板に前記下ガラス基板が接するように載置し、前記マザー基板上の表示駆動電極の個々と、前記液晶表示パネルの外周側面に露出している前記分割されたスルーホールの内側面の銀パラジウム電極の個々とをハンダにて直接接続したこと。
（２）前記（１）において、前記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表面に、ポリイミド樹脂を基材とする偏光板を固着したこと。
本発明の液晶表示装置の製造方法は、下記（３）の特徴を有する。
（３）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が整列した状態で含まれる大ガラス基板を準備し、該大ガラス基板に透明電極を形成する工程と、該透明電極の上に配向層を形成する工程と、前記大ガラス基板における前記上ガラス基板よりも長手方向に大なる前記下ガラス基板の両短辺となる位置に直線状に配列されるようにスルーホールの穴あけを行なう工程と、前記大ガラス基板の上下面および前記スルーホール内面に前記透明電極と一部重なるようにかつその重なり位置は前記上ガラスの外縁となる位置よりも離れているように銀パラジウムを含む導電ペーストを塗布する工程と、該導電ペーストを約５００°Ｃで焼成して銀パラジウム電極を形成する工程と、大ガラス基板に液晶注入空間を作るためのシール材を印刷する工程と、２枚の大ガラス基板を前記上ガラス基板と下ガラス基板が重なるように貼合わせる工程と、液晶の注入および封止を行なう工程と、前記スルーホール列の中心を通る切断線で個々の液晶表示パネルに分割する工程と、液晶表示パネルに基材がポリイミド樹脂である偏光板を貼付ける工程と、偏光板付きの前記液晶表示パネルを前記下ガラス側が接するようにマザー基板上に載置し、該マザー基板上の表示駆動電極と前記液晶表示パネルの長手方向の外縁に配列した分割されたスルーホールとを重ね、前記表示駆動電極と前記分割されたスルーホール内面の銀パラジウム電極とをハンダ付けする工程とを有すること。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１（ａ）は本発明の実施の形態の１例における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ＩＴＯ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１０μｍ程度に薄くすることで解決できる。
【００１５】
図２は本発明の実施の形態の一例に用いるガラス基板の主要な製造工程図、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。
【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０．６ｍｍ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下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。
【００２３】
次に図示しないが、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述べる。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。
【００２４】
次に本発明の他の実施の形態について述べておく。端子電極となる金属皮膜の材質については、銀パラジウム以外にも適用し得るものがあり得る。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に金属膜を形成してもよい（スルーサイド）。例えば銀ペーストを板面方向に並ぶ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。またマザー基板と液晶表示パネルとの接続はハンダ付けに限らず、熱硬化性の導電接着剤を用いてもよいし、あるいはハンダ材以外の低融点合金を用いて接合してもよい。本発明の適用範囲は前に説明された実施例に限られない。
【００２５】
【発明の効果】
本発明においては、液晶表示パネルとマザー基板との直接接続ができる技術を達成したので、以下の諸効果が得られる。
（１）コネクタや接続部材を用いずに液晶表示パネルのマザー基板への支持と接続が可能となり、表示装置の構成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が達成される。
（３）セットメーカーと部品メーカー共に設計負荷が減少し納期も短縮される。
（４）コネクタもなく液晶表示パネルの支持枠も不要化し、超薄型の表示体構造も可能になる。
（５）本発明の技術は適用範囲が広く、液晶表示パネル上に照明用素子やタッチ検出用素子等の機能素子を直接搭載させた構造に応用でき、その場合も極限的に簡素化した構造を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明の実施の形態の一例の平面図、（ｂ）はそのＡ−Ａ線断面図である。
【図２】前記実施の形態における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。
【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
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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