JP2009180854A - 配線パターン、基板装置、配線パターンのスリット形成方法、配線パターンのスリット設計方法、その装置およびそのプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】抵抗値の増加を抑制しつつ開口面積を大きくしたスリットを形成できる配線パターンを提供する。
【解決手段】液晶セルのガラス基板上に形成した配線パターン本体LP1の等電位線47に直交する電気力線48に沿って、シール部を構成する光硬化性のシール部材へとＵＶ光を透過させるスリットＳを形成する。抵抗値の増加を抑制しつつ開口面積を大きくしたスリットＳを形成できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、光が透過するためのスリットを有する配線パターン、基板装置、配線パターンのスリット形成方法、基板装置、配線パターンのスリット設計方法、その装置およびそのプログラムに関する。

液晶表示装置は、薄型、軽量、低消費電力であるなどの様々な特徴を有しており、ＯＡ機器、情報端末、時計およびテレビジョンなどの様々な用途に応用されている。特に、薄膜トランジスタを有する液晶表示素子は、その高い応答性から、携帯テレビジョンやコンピュータなどのように多量の情報を表示するモニタとして用いられている。

このような液晶表示装置は、一対のガラス基板を対向配置し、これらガラス基板間に液晶層を介在させるとともに、ガラス基板の外周縁近傍を接着剤からなる接着部(シール部)によって互いに接着することで液晶層をガラス基板間に封止して構成されている。

近年、量産適用が頻繁に行なわれるようになった液晶滴下工法では、光硬化接着剤すなわち紫外線硬化型接着剤(以下、ＵＶシールという)が未硬化状態で液晶材料と接するため、ＵＶシールの構成成分が液晶層に多量に溶出することがあり、これらの不純物や構成成分が液晶中に溶出すると、電圧保持率の低下、配向不良などを誘発し、表示品位を著しく悪化させる。

このような不純物の溶出を低減させるため、充分な光硬化反応を起こさせるような材料およびＵＶ照射装置が検討されているものの、現状の液晶表示素子では、ＵＶシール下に配線パターンを形成することがある。このような配線パターンは、２００〜３００μｍ程度の幅となることもあるので、このような配線パターンがＵＶシールを横断した際に、この配線パターンにより遮光されることでＵＶシールが未硬化状態となり、ＵＶシールの液晶層への溶出が起きるおそれがある。

一方、カラーフィルタ層を設けた対向基板側から光を照射する場合もあるものの、対向基板側の該当場所には、光漏れ防止用の額縁状の遮光パターンが形成されることが多く、ＵＶシールの硬化のための充分な露光が容易でないという問題がある。

そこで、ＵＶシールを横断する配線パターンなどに、光を透過させるためのスリットを設ける構成が知られている(例えば、特許文献１参照。)。
特開２００１−２２２０１７号公報

配線パターンに設けるスリットは、光を効率よくＵＶシールに照射させるために、その開口面積を可能な限り広くすることが望まれる。しかしながら、スリットの開口面積を大きくすると、配線パターンの抵抗値が大きくなるという問題点を有している。

本発明は、このような点に鑑みなされたもので、抵抗値の増加を抑制しつつ開口面積を大きくしたスリットを形成できる配線パターン、基板装置、配線パターンのスリット形成方法、基板装置、配線パターンのスリット設計方法、その装置およびそのプログラムを提供することを目的とする。

本発明は、基板上に導電体によって形成される配線パターンであって、配線パターン本体と、この配線パターン本体の等電位線に直交する電流の流線に沿って形成され光が透過可能なスリットとを具備しているものである。

また、本発明は、基板上に導電体によって形成される配線パターン本体に光が透過するためのスリットを備えた配線パターンのスリット形成方法であって、前記配線パターン本体の等電位線に直交する電流の流線に沿って前記スリットを形成するスリット形成工程を備えているものである。

さらに、本発明は、基板上に導電体によって形成される配線パターン本体に光が透過するためのスリットを備えた配線パターンのスリット設計方法であって、前記配線パターン本体をシミュレートした仮想配線パターン本体の仮想等電位線に直交する電流の仮想流線に沿って前記スリットをシミュレートする仮想スリットを形成する仮想スリット形成工程を備えているものである。

そして、基板上に導電体により形成した配線パターン本体の等電位線に直交する電流の流線に沿ってスリットを形成する。

さらに、本発明は、基板上に導電体によって形成される配線パターン本体に光が透過するためのスリットを備えた配線パターンのスリット設計装置であって、前記配線パターン本体をシミュレートした仮想配線パターン本体の仮想等電位線に直交する電流の仮想流線に沿って前記スリットをシミュレートする仮想スリットを形成する仮想スリット形成手段を備えているものである。

また、本発明は、基板上に導電体によって形成される配線パターン本体に光が透過するためのスリットを備えた配線パターンのスリット設計プログラムであって、前記配線パターン本体をシミュレートした仮想配線パターンの仮想等電位線に直交する電流の仮想流線に沿って前記スリットをシミュレートする仮想スリットを形成する仮想スリット形成ステップを備えているものである。

そして、配線パターン本体をシミュレートした仮想配線パターン本体の仮想等電位線に直交する電流の仮想流線に沿って、スリットをシミュレートする仮想スリットを形成する。

本発明によれば、抵抗値の増加を抑制しつつ開口面積を大きくしたスリットを形成できる。

以下、本発明の第１の実施の形態の構成を図面を参照して説明する。

図３および図４において、11は表示装置としての液晶表示装置である液晶パネルで、この液晶パネル11は、例えば携帯電話などに用いられる略矩形平板状の基板装置としての表示素子である液晶表示素子、すなわちＬＣＤ(Liquid Crystal Display)セルである液晶セル12と、この液晶セル12の背面側に面状光を照射する面状光源装置であるバックライト13とを備えた透過型のものである。

液晶セル12は、例えばカラー表示が可能なアクティブマトリクス型のもので、基板であるアレイ基板16と、基板である対向基板17とを、互いに対向配置し、これら基板16，17間に光変調層である液晶層18を介在し、かつ、基板16，17のそれぞれに図示しない偏光板を取り付けて構成され、基板16，17が互いに接着部としてのシール部19にて貼り合わされて接着固定され、略中央部に、画像を表示させる画素Ｐがマトリクス状に形成された四角形状の表示領域20が形成されている。

アレイ基板16は、例えば透光性を有する基板本体であるガラス基板25を有し、このガラス基板25の液晶層18側の主面上には、金属部材などの導電体により薄膜状に形成された複数の配線(メタル配線)である走査線(ゲート配線)31と信号線(ソース配線)32とが互いに略直交するように格子状に配設されて配線パターンLPを形成し、これら走査線31と信号線32とのそれぞれの交差位置に、スイッチング素子である薄膜トランジスタ(ＴＦＴ)33が設けられ、これらを覆って液晶層18の液晶分子の配向用の図示しない配向膜が形成されている。

薄膜トランジスタ33は、ゲート電極が走査線31と接続され、ソース電極が信号線32と接続されているとともに、ドレイン電極に図示しない画素電極が接続されており、走査線駆動回路であるゲートドライバ36からの信号が走査線31を介してゲート電極に印加されることでスイッチング制御され、信号線駆動回路であるソースドライバ37から信号線32を介して入力された信号に対応して画素電極に電圧を印加することで、画素Ｐをそれぞれ独立して点灯／消灯させるものである。

また、対向基板17は、透光性を有する基板本体であるガラス基板45を有し、このガラス基板45上に、図示しないカラーフィルタ層、対向電極および配向膜などが順次積層されている。

カラーフィルタ層は、例えばＲＧＢ３原色に対応して合成樹脂などによりそれぞれ画素Ｐ毎に薄膜状に形成され、平面視で例えばストライプ状をなしている。

対向電極は、表示領域20の画素電極に対応する位置にて、例えばＩＴＯなどの透明導電材料により、スパッタリング法などで形成されている。

また、液晶層18は、所定の液晶材料により形成された光変調層である。

さらに、シール部19は、例えば光硬化樹脂としての紫外線(ＵＶ)硬化樹脂であるシール部材(ＵＶシール)により形成されており、表示領域20を囲む枠状(額縁状)に形成されている。また、このシール部19には、配線パターンLPの一部が重なって形成されている。

なお、本実施の形態において、液晶層18は、液晶滴下工法によって基板16，17間に配置される。すなわち、シール部19は、ガラス基板25上に未硬化状態のシール部材が枠状に塗布され、このシール部材に囲まれた領域に滴下した液晶材料をガラス基板25，45間に挟持した状態で、未硬化状態のシール部材にＵＶ光を照射して硬化することで形成される。

ここで、配線パターンLPは、図１に示すように、導電体により形成された配線パターン本体LP1と、この配線パターン本体LP1のシール部19と重なる部分に複数形成されシール部19(図２)を硬化するための光(ＵＶ光)を透過させるスリットＳとを備えている。

スリットＳは、平面視で長方形状に形成され、配線パターン本体LP1の抵抗計算用の電極Ｅ，Ｅ間の等電位線47に直交する電流の流線である電気力線48に沿って長手方向を有するようにそれぞれ形成されている。

そして、配線パターンLPのスリットＳは、液晶セル12の基板16，17などのパターン設計などに用いる設計手段としてのパターンレイアウトソフトであるＣＡＤソフトなどを含む制御部であるコンピュータシステムにより設計される。コンピュータには、記憶手段としてのハードディスク、一時記憶手段としてのメモリ、および、ＣＡＤソフトを備え、このＣＡＤソフト上でシミュレートした仮想配線パターンLPa(仮想配線パターン本体LP1a)を形成する配線パターン形成手段と、スリットＳをＣＡＤソフト上でシミュレートした仮想スリットSaを形成する仮想スリット形成手段などとの機能を有し基板16，17などに形成されるパターンをＣＡＤソフト上でシミュレートした仮想パターンを形成する仮想パターン作成手段、および、仮想配線パターン本体LP1aの形状、材質あるいは長さなどに基づいて仮想配線パターン本体LP1a上での仮想等電位線47a(仮想流線である仮想電気力線48a)をシミュレートする仮想等電位線計算手段(仮想電気力線計算手段)などを機能として有するＣＰＵなどの制御手段がそれぞれ設けられている。

次に、上記第１の実施の形態の配線パターンのスリット設計方法および作成方法を説明する。なお、本実施の形態では、アレイ基板16側に配線パターンLPを作成するものとするが、対向基板17側に作成する場合でも同様に対応できる。

まず、配線パターンLPを含むガラス基板25のパターンをシミュレートしたシミュレートパターンをＣＡＤソフト上で設計する(パターン設計工程)。

このパターン設計工程において、図２に示すように、配線パターン本体LP1をシミュレートした仮想配線パターン本体LP1aは、所望の位置間に抵抗値などを測定するための仮想電極Eaを配置し、これら仮想電極Ea間の仮想等電位線47aおよびこれら仮想等電位線47aに直交する仮想電気力線48aをシミュレートし、この仮想電気力線48aに沿って、細長四角形状の仮想スリットSaを順次配置していく(仮想スリット形成工程)。

この結果、スリットＳを有する配線パターンLPがコンピュータ上で設計される。

そして、このコンピュータ上で設計した仮想スリットSaを有する仮想配線パターンLPaに基づきフォトマスクを作成し、このフォトマスクを使用してスパッタリングやエッチングなどを適宜繰り返して、スリットＳを有する配線パターンLPとして実際にガラス基板25の主面上に形成する(スリット形成工程)。

上述したように、上記第１の実施の形態によれば、ガラス基板25上に導電体によって形成される配線パターン本体LP1に、配線パターンLPの等電位線47に直交する電気力線48に沿ってスリットＳを形成する。具体的には、スリット設計手段により配線パターン本体LP1をシミュレートした仮想配線パターン本体LP1aの仮想等電位線47aに直交する仮想電気力線48aに沿ってスリットＳをシミュレートする仮想スリットSaを形成し、このように設計したスリットＳを有する配線パターンLPをガラス基板25上に形成する。

この結果、配線パターンLPの抵抗値の増加を抑制しつつ開口面積を大きくしたスリットＳを形成できる。

そして、このようなスリットＳを配線パターン本体LP1のシール部19と重なる部分に備えることにより、未硬化状態のシール部材にＵＶ光を照射して硬化させる際に、シール部材の配線パターンLPと重なった部分でもＵＶ光がスリットＳを介してシール部材に照射されてこのシール部材が確実に硬化してシール部19が形成されるので、未硬化のシール部材により囲まれた領域に液晶材料を滴下してシール部材を硬化させる液晶滴下工法を用いて液晶セル12を製造する際にも、シール部19を構成するシール部材が充分に硬化せずに液晶層18中に溶出することなどもなく、このような溶出により液晶セル12の表示品位が低下することをも防止できる。

次に、第２の実施の形態を図５および図６を参照して説明する。なお、上記第１の実施の形態と同様の構成および作用については、同一符号を付してその説明を省略する。

この第２の実施の形態は、上記第１の実施の形態において、スリットＳの開口面積が、配線パターンLP上の電流密度に対応して設定されているものである。

すなわち、スリットＳは、配線パターン本体LP1の電流密度が大きい位置にあるものの開口面積が相対的に小さく、配線パターン本体LP1の電流密度が小さい位置にあるものの開口面積が相対的に大きい。なお、全てのスリットＳの開口面積の総和は、一定とすることが好ましい。

図５では、電極Ｅ，Ｅ間において、図中の上側と下側とのそれぞれの電気力線48に沿うスリットＳの開口面積が相対的に大きく、図中の上下中央の電気力線48に沿うスリットＳへと、順次開口面積が小さくなるように設定されている。なお、各スリットＳは、長手寸法が略等しく設定されており、幅寸法が異なることにより開口面積が異なっている。

このようなスリットＳを備えた配線パターンLPを作成する際には、図６に示すように上記仮想スリット形成工程において、仮想配線パターン本体LP1a上の仮想的な電流密度を計算し、この電流密度に対応して仮想スリットSaの幅寸法を設定し、このように仮想スリットSaを形成した仮想配線パターンLPaに対応して、スリット形成工程において、ガラス基板25上に、スリットＳを形成した配線パターンLPを形成する。

この結果、配線パターンLPの抵抗値の増加をより抑制しつつ、開口面積を大きくしたスリットＳを形成でき、上記第１の実施の形態と同様の作用効果を奏することができる。

なお、上記各実施の形態において、スリットＳ(仮想スリットSa)の形状は、例えば電気力線48(仮想電気力線48a)に沿って曲線状の形状としたりするなど、任意の形状とすることが可能である。

また、基板装置としては、液晶セル12だけでなく、光により硬化して一対の基板を接着する部材と導電体により形成される配線パターンとを有するものであれば、任意のものとすることができる。

さらに、上記設計方法のパターン形成工程や仮想スリット形成工程などのそれぞれを、コンピュータにより動作可能な各ステップとしてプログラム化した配線パターンのスリット設計プログラムとしてもよく、また、このプログラムを、光ディスク、あるいは磁気ディスクその他の媒体にコンピュータ読み取り可能に記録し、コンピュータに自動的に動作させることも可能である。

そして、上記第１の実施の形態に対応する実施例１と、上記第２の実施の形態に対応する実施例２と、従来例に対応する比較例とを図７に示す。

図７(c)に示す比較例は、電極Ｅ，Ｅに接続される直線状の直線部LPb，LPb間に連続し側方(図中の右側)へと略直角に屈曲、すなわち各直線部LPb，LPbに対してそれぞれ所定角度、例えば略４５°に傾斜した屈曲部LPcとを備えた略上下対称な配線パターン本体LP1に対して、一定方向、ここでは図中上下方向に長手方向を有する細長四角形状のスリットS0を形成したものである。

図７(a)に示す実施例１は、各スリットS0と同一の開口面積を有する各スリットＳを配線パターン本体LP1の電気力線に沿って配置、すなわち直線部LPb，LPbは比較例と同様に配置し屈曲部LPcではこの屈曲部LPcの屈曲形状に沿って配置したものであり、図７(b)に示す実施例２は、実施例１と同様にスリットＳを配置しつつ、各スリットＳの開口面積を、配線パターン本体LP1の電流密度に対応して可変設定、例えば屈曲部LPcに位置するスリットＳを左側(屈曲部LPcの屈曲形状の内側)のものから右側(屈曲部LPcの屈曲形状の外側)のものへと順次開口面積を大きくなるように設定したものである。なお、この実施例２の開口面積は、実施例１の開口面積と等しい。

そして、上記実施例１、実施例２および比較例について配線パターンの両端間の抵抗値を測定すると、比較例に抵抗値を１００％としたとき、実施例１の抵抗値は９６．３７％、実施例２の抵抗値は９５．６４％と、それぞれ抵抗値を低減することができた。

本発明の第１の実施の形態の配線パターンのスリット形成方法を示す説明平面図である。 同上配線パターンのスリット設計方法を示す説明図である。 同上配線パターンのスリット形成方法によりスリットを形成した基板装置を示す縦断面図である。 同上基板装置を示す回路図である。 本発明の第２の実施の形態の配線パターンのスリット形成方法を示す説明平面図である。 同上配線パターンのスリット設計方法を示す説明図である。 (a)は同上配線パターンのスリット形成方法の実施例１を示す説明平面図、(b)は配線パターンのスリット形成方法の実施例２を示す説明平面図、(c)は従来例に対応する比較例を示す説明平面図である。

符号の説明

12 基板装置としての液晶セル
16 基板であるアレイ基板
17 基板である対向基板
47 等電位線
47a 仮想等電位線
48 流線である電気力線
48a 仮想流線である仮想電気力線
LP 配線パターン
LPa 仮想配線パターン
LP1 配線パターン本体
LP1a 仮想配線パターン本体
Ｓ スリット
Sa 仮想スリット

Claims (11)

1. 基板上に導電体によって形成される配線パターンであって、
   配線パターン本体と、
   この配線パターン本体の等電位線に直交する電流の流線に沿って形成され光が透過可能なスリットと
   を具備していることを特徴とする配線パターン。
2. 前記スリットの開口面積は、前記配線パターン本体上の電流密度に対応して設定されている
   ことを特徴とする配線パターン。
3. 互いに対向配置された一対の基板と、
   光により硬化する部材で形成され、この部材の硬化により前記一対の基板を接着する接着部と、
   前記一対の基板の少なくともいずれかに形成された請求項１または２記載の配線パターンと
   を具備していることを特徴とする基板装置。
4. 基板上に導電体によって形成される配線パターン本体に光が透過するためのスリットを備えた配線パターンのスリット形成方法であって、
   前記配線パターン本体の等電位線に直交する電流の流線に沿って前記スリットを形成するスリット形成工程を備えている
   ことを特徴とする配線パターンのスリット形成方法。
5. 前記スリット形成工程では、前記スリットの開口面積を、前記配線パターン本体上の電流密度に対応して設定する
   ことを特徴とする請求項４記載の配線パターンのスリット形成方法。
6. 基板上に導電体によって形成される配線パターン本体に光が透過するためのスリットを備えた配線パターンのスリット設計方法であって、
   前記配線パターン本体をシミュレートした仮想配線パターン本体の仮想等電位線に直交する電流の仮想流線に沿って前記スリットをシミュレートする仮想スリットを形成する仮想スリット形成工程を備えている
   ことを特徴とする配線パターンのスリット設計方法。
7. 前記仮想スリット形成工程では、前記仮想スリットの開口面積を、前記仮想配線パターン本体上の仮想的な電流密度に対応して設定する
   ことを特徴とする請求項６記載の配線パターンのスリット設計方法。
8. 基板上に導電体によって形成される配線パターン本体に光が透過するためのスリットを備えた配線パターンのスリット設計装置であって、
   前記配線パターン本体をシミュレートした仮想配線パターン本体の仮想等電位線に直交する電流の仮想流線に沿って前記スリットをシミュレートする仮想スリットを形成する仮想スリット形成手段を備えている
   ことを特徴とする配線パターンのスリット設計装置。
9. 前記仮想スリット形成手段は、前記仮想スリットの開口面積を、前記仮想配線パターン本体上の仮想的な電流密度に対応して設定する
   ことを特徴とする請求項８記載の配線パターンのスリット設計装置。
10. 基板上に導電体によって形成される配線パターン本体に光が透過するためのスリットを備えた配線パターンのスリット設計プログラムであって、
    前記配線パターン本体をシミュレートした仮想配線パターンの仮想等電位線に直交する電流の仮想流線に沿って前記スリットをシミュレートする仮想スリットを形成する仮想スリット形成ステップを備えている
    ことを特徴とする配線パターンのスリット設計プログラム。
11. 前記仮想スリット形成ステップでは、前記仮想スリットの開口面積を、前記仮想配線パターン本体上の仮想的な電流密度に対応して設定する
    ことを特徴とする請求項１０記載の配線パターンのスリット設計プログラム。

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