JPH01295223A - Color liquid crystal display element - Google Patents

Color liquid crystal display element

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JPH01295223A
JPH01295223A JP12488688A JP12488688A JPH01295223A JP H01295223 A JPH01295223 A JP H01295223A JP 12488688 A JP12488688 A JP 12488688A JP 12488688 A JP12488688 A JP 12488688A JP H01295223 A JPH01295223 A JP H01295223A
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thermal expansion
liquid crystal
color filter
overcoat layer
electrode
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Kazutoshi Sawada
和利 沢田
Tetsuo Hashimoto
哲郎 橋本
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Asahi Glass Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To hardly generate disconnection and to obtain the element having high durability by laminating two over coating layers having the coefft. of thermal expansion intermediate of the coeffts. of thermal expansion of color filters having a large coefft. of thermal expansion and electrodes or substrate having a small cofft. of thermal expansion between said color filters and electrodes or substrate. CONSTITUTION:The color filters are formed on the glass substrate and the over coating layers formed thereon have the two-layered structure. The 1st over coating layer having the coefft. of thermal expansion smaller than the coefft. of thermal expansion of the color filters is laminated on the color filters and the 2nd over coating layer having the coefft. of thermal expansion smaller than the coefft. of thermal expansion of the 1st over coating layer is formed thereon. The electrodes are formed thereon. The stress of the electrodes by thermal expansion is thereby decreased and the disconnection of the electrodes is hardly generated. The element having the high durability is thus obtd.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、カラーて高密度表示に適したカラー液晶表示
素子に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a color liquid crystal display element suitable for color, high-density display.

[従来の技術] 従来、カラーフィルターを液晶セル内面に有し、カラー
表示を行なう液晶表示素子か種々提案され、カラー液晶
テレビ等に応用されて実用化されている。
[Prior Art] Various types of liquid crystal display elements that have a color filter on the inner surface of a liquid crystal cell and perform color display have been proposed and put into practical use in color liquid crystal televisions and the like.

これには、2つの構造があり、1つは基板上。This has two structures, one on the substrate.

に電極を形成し、その上にカラーフィルターを形成する
構造であり、もう1つは基板上にカラーフィルターを形
成し、その上に電極を形成する構造である。
One is a structure in which an electrode is formed on a substrate and a color filter is formed thereon, and the other is a structure in which a color filter is formed on a substrate and an electrode is formed thereon.

前者は、一般に単純マトリックス液晶表示素子に多く適
用されており、行列状の細かいストライプ状の電極を用
いている。この構造ては、電極はカラーフィルターの下
の基板上に形成されているため、カラーフィルターと電
極との熱膨張率に差を生しても、電極の損傷を生しるこ
とはほとんどない。
The former is generally applied to simple matrix liquid crystal display elements, and uses electrodes in the form of fine stripes arranged in rows and columns. In this structure, the electrodes are formed on the substrate below the color filters, so even if there is a difference in thermal expansion coefficient between the color filters and the electrodes, the electrodes are hardly damaged.

後者は、一般にアクティブマトリックス液晶表示素子に
多く適用されており、カラーフィルターをコモン電極側
に設けれは、コモン電極は細線化されていないのて、電
極の断線等の不良を発生する可能性が低い。
The latter is generally applied to active matrix liquid crystal display elements, and if the color filter is provided on the common electrode side, the common electrode is not thinned, so there is a possibility of defects such as electrode breakage. low.

前者は、後者に比して、製造方法が比較的に容易であり
、低コストてカラー液晶表示素子が実現てきる利点かあ
るが、印加電圧が低誘電率のカラーフィルターに一部分
配されるため、有効に液晶層に印加される電圧成分が低
下し、電圧対透過率特性か鈍くなり、走査線数を増やし
た場合に充分なコントラスト比を得られにくいという欠
点を有していた。
The former has the advantage of being relatively easy to manufacture and being able to produce color liquid crystal display elements at low cost compared to the latter, but because the applied voltage is partially distributed to a color filter with a low dielectric constant. However, the voltage component effectively applied to the liquid crystal layer decreases, the voltage vs. transmittance characteristic becomes dull, and it is difficult to obtain a sufficient contrast ratio when the number of scanning lines is increased.

また、カラーフィルター」−に電極を形成する場合、カ
ラーフィルターか耐久性か低いため、低温で電極を形成
しなくてはならなく、細い透明電極を安定かつ信頼良く
形成する方法がなかった。
Furthermore, when forming electrodes on color filters, the electrodes had to be formed at low temperatures due to the low durability of color filters, and there was no way to stably and reliably form thin transparent electrodes.

これは、通常樹脂を硬化させたカラーフィルターの熱膨
張率が10−5/degのオーダーであるのに対し、ガ
ラス基板及び透明電極の熱膨張率か10−’/degま
たは10−’/degのオーターてあり、この熱膨張差
によって、細い透明電極に亀裂か入り、断線に至るとい
う問題点を有していた。また、カラーフィルターが柔ら
かいため、その」−に形成された透明電極の機械的強度
か低く、電極か傷つきやずいという問題点も有していた
This is because the thermal expansion coefficient of a color filter made of cured resin is on the order of 10-5/deg, whereas the thermal expansion coefficient of a glass substrate and transparent electrode is 10-'/deg or 10-'/deg. This difference in thermal expansion causes cracks in the thin transparent electrode, leading to wire breakage. Furthermore, since the color filter is soft, the mechanical strength of the transparent electrode formed on the color filter is low, resulting in the problem that the electrode can be easily scratched or damaged.

[発明の解決しようとする課題] 本発明の目的は、カラーフィルター上に電極を設けて、
走査線数を増やした場合にも充分なコントラスト比か得
られるカラー液晶表示素子を得ることであり、カラーフ
ィルター上に電極を設けているにもかかわらす電極の安
定性及び信頼性を向上させることである。
[Problem to be solved by the invention] An object of the present invention is to provide an electrode on a color filter,
To obtain a color liquid crystal display element that can obtain a sufficient contrast ratio even when the number of scanning lines is increased, and to improve the stability and reliability of the electrodes even though the electrodes are provided on the color filter. It is.

特に、温度変化による熱膨張差に起因する電極の亀裂を
生じにくくするものである。
In particular, it makes it difficult for the electrodes to crack due to differences in thermal expansion due to temperature changes.

[課題を解決するための手段1 本発明は、前述の課題を解決ずへくなされたものであり
、ガラス基板上にカラーフィルターを形成し、その上に
透明なオーバーコー1へ層を形成し、さらにその−にに
電極を形成した第1の基板と、電極を形成した第2の基
板とを電極面が相対向するように配置して、その周辺部
をシール材でシールし、内部に液晶を封入してなるカラ
ー液晶表示素子において、透明なオーバーコート層が2
層の構造を有しており、カラーフィルター上にカラーフ
ィルターよりも熱膨張率の小さい第1のオーバーコート
層を積層し、その上に第10オーバーコート層よりも熱
膨張率の小さい第2のオーバーコート層を形成し、その
上に電極を形成したことを特徴とするカラー液晶表示素
子を提供するものである。
[Means for Solving the Problems 1] The present invention has been made without solving the above-mentioned problems, and involves forming a color filter on a glass substrate, and forming a layer on a transparent overcoat 1 on top of the color filter. Further, a first substrate on which an electrode is formed and a second substrate on which an electrode is formed are arranged so that the electrode surfaces face each other, and the peripheral part is sealed with a sealing material, and the inside is sealed. In a color liquid crystal display element that encapsulates liquid crystal, two transparent overcoat layers are used.
It has a layered structure, in which a first overcoat layer having a lower coefficient of thermal expansion than the color filter is laminated on the color filter, and a second overcoat layer having a lower coefficient of thermal expansion than the tenth overcoat layer is laminated on top of the first overcoat layer having a lower coefficient of thermal expansion than the tenth overcoat layer. The present invention provides a color liquid crystal display element characterized in that an overcoat layer is formed and electrodes are formed on the overcoat layer.

本発明では、液晶表示素子の基板内面にカラーフィルタ
ーか設けられ、このカラーフィルターの上に透明な2層
のオーバーコート層を形成し、さらにその上に電極か設
けられた構造の基板を使用する。
The present invention uses a substrate having a structure in which a color filter is provided on the inner surface of the substrate of a liquid crystal display element, a transparent two-layer overcoat layer is formed on the color filter, and electrodes are further provided on top of the color filter. .

本発明に使用される基板としては、通常の液晶表示素子
に使用されるガラス基板が使用できる。
As the substrate used in the present invention, a glass substrate used for ordinary liquid crystal display elements can be used.

この第1の基板としては、基板」―にカラーフィルター
を形成し、その上に透明な2層のオーバーコート層を形
成し、さらにその」−にITO(In203−3n02
) 、 5n02等の透明電極を形成したものか使用さ
れる。
For this first substrate, a color filter is formed on the substrate, two transparent overcoat layers are formed thereon, and ITO (In203-3n02) is formed on the substrate.
), 5n02, etc. with transparent electrodes are used.

このカラーフィルターとしては、染色法、印刷法、光硬
化性着色樹脂をバターニングする方法等の公知のカラー
フィルターの形成方法か使用でき、必要に応じてそれら
の間に遮光膜を配置する、カラーフィルターと基板間に
接着性向上等の硬化を有するの膜を形成する、カラーフ
ィルター上にカラーフィルターの凹凸を補正したり電極
の接着性を向上させる等の膜を形成する等の構成を付加
してもよい。
As this color filter, any known color filter forming method such as dyeing method, printing method, method of buttering photocurable colored resin, etc. can be used, and if necessary, a light-shielding film is placed between them. Addition of configurations such as forming a hardened film between the filter and the substrate to improve adhesion, and forming a film on the color filter to correct unevenness of the color filter or improve electrode adhesion. You can.

このカラーフィルターは通常、樹脂を硬化させたちのて
あり、熱膨張率が10−5/degのオーダーである。
This color filter is usually made of hardened resin and has a coefficient of thermal expansion on the order of 10-5/deg.

これに対し、前述のガラス基板及び透明電極の熱膨張率
は10−6/degまたは10−7/degのオーダー
である。
On the other hand, the coefficient of thermal expansion of the glass substrate and transparent electrode described above is on the order of 10-6/deg or 10-7/deg.

このカラーフィルターの上に通常カラーフィルターの凹
凸を平坦化したり、硬い層を形成するために透明なオー
バーコート層を形成する。
A transparent overcoat layer is usually formed on the color filter to flatten the unevenness of the color filter or to form a hard layer.

本発明では、このオーバーコート層を2層にして、カラ
ーフィルター側に第1のオーバーコート層、次いで第2
のオーバーコート層を配置し、この第2のオーバーコー
ト層に隣接して電極を形成する。
In the present invention, this overcoat layer is made into two layers, the first overcoat layer is placed on the color filter side, and then the second overcoat layer is placed on the color filter side.
an overcoat layer is disposed, and an electrode is formed adjacent to the second overcoat layer.

この第1のオーバーコート層の熱膨張率は、カラーフィ
ルターよりも熱膨張率か小さくされる。第2のオーバー
コート層は、第1のオーバーコート層よりも熱膨張率か
小さく、電極及び基板よりも熱膨張率か大きくされる。
The coefficient of thermal expansion of this first overcoat layer is made smaller than that of the color filter. The second overcoat layer has a lower coefficient of thermal expansion than the first overcoat layer and a higher coefficient of thermal expansion than the electrode and substrate.

この2層のオーバーコート層は、通常カラーフィルター
の表面の平坦化及び表面の硬さの増加の効果を持ち合せ
ている材料を使用することが好ましい。具体的には、エ
ポキシ系、アクリル系、シリコン系等の材料が使用でき
る。これらの内、アクリル系はフォトリソグラフィーに
より選択的塗布が可能である。また、エポキシ系、シリ
コン系は、塗布したくない部分をマスクした後、マスク
を除去することにより選択的塗布が可能である。
For these two overcoat layers, it is generally preferable to use a material that has the effect of flattening the surface of the color filter and increasing the surface hardness. Specifically, epoxy-based, acrylic-based, silicone-based materials, etc. can be used. Among these, acrylic materials can be selectively coated by photolithography. Furthermore, epoxy-based and silicon-based materials can be applied selectively by masking the parts that are not desired to be applied and then removing the mask.

これら21のオーハーコー1へ層の熱膨張率の設定は、
使用される樹脂によっても異なるか、通常は添加される
無機物の微粒子の種類と添加量によって制御される。
The setting of the thermal expansion coefficient of these 21 layers is as follows:
It varies depending on the resin used, and is usually controlled by the type and amount of the inorganic particles added.

通常は、第1のオーバーコート層は、熱膨張率は10′
−〜10−6760gのオーダーで、カラーフィルター
よりも熱膨張率か低くされる。材質としては、前述した
エポキシ系、アクリル系、シリコン系の材料がいずれも
好適である。
Typically, the first overcoat layer has a coefficient of thermal expansion of 10'
The coefficient of thermal expansion is lower than that of the color filter, on the order of ~10-6760 g. As for the material, the aforementioned epoxy-based, acrylic-based, and silicon-based materials are all suitable.

この熱膨張率の設定は、使用される樹脂の構造、または
、添加される無機物の微粒子の種類と添加量によって制
御される。
The setting of this coefficient of thermal expansion is controlled by the structure of the resin used or the type and amount of the inorganic particles added.

第2のオーバーコート層は、熱膨張率は10−6〜10
−7/degのオーダーて、第1のオーバーコート層よ
りも熱膨張率が低く、かつガラス基板及び電極よりも熱
膨張率が高くされる。この材質としては、前述したシリ
コン系の材料か好適である。
The second overcoat layer has a coefficient of thermal expansion of 10-6 to 10
On the order of -7/deg, the coefficient of thermal expansion is lower than that of the first overcoat layer, and higher than that of the glass substrate and electrodes. This material is preferably the silicon-based material mentioned above.

この熱膨張率の設定は、使用される樹脂の分子構造の側
鎖に有機鎖をまたは有機鎖な多く含むシリコン化合物も
しくは他の樹脂を適当量添加する、または、添加される
無機物の微粒子の種類と添加量によって制御される。
This thermal expansion coefficient can be set by adding an appropriate amount of a silicon compound or other resin containing an organic chain or a large amount of organic chains to the side chain of the molecular structure of the resin used, or by adding the type of inorganic fine particles to be added. and controlled by the amount added.

これらの2層のオーバーコート層は、熱膨張率によって
は、必要に応じて3層以上の構造としてもよい。
Depending on the coefficient of thermal expansion, these two overcoat layers may have a structure of three or more layers as necessary.

このオーバーコート層の厚みは、合計で1〜5μm程度
とされれば良く、夫々の層の厚みは通常は0.5〜4μ
m程度とされるか、適宜定めれば良い。
The total thickness of this overcoat layer may be about 1 to 5 μm, and the thickness of each layer is usually 0.5 to 4 μm.
It may be approximately m or may be determined as appropriate.

この第1のす一バーコード層は、カラーフィルターの上
をほぼ完全に覆うようにされる。このため、カラーフィ
ルターのパターンの周辺まで少しはみ出す程度のパター
ンとされることが好ましい。もっとも、カラーフィルタ
ーの」二の部分てあっても電極が設けられない部分は、
この第1のオーバーコート層は設けられていなくてもよ
い。
This first single barcode layer is made to almost completely cover the top of the color filter. For this reason, it is preferable that the pattern extends slightly to the periphery of the color filter pattern. However, the part where electrodes are not provided even if it is the second part of the color filter,
This first overcoat layer may not be provided.

第2のオーバーヨー1〜層は、第1のオーバーコート層
よりも広い範囲を覆うようにされることか好ましい。こ
れは電極が端子に取り出されるために引き出されている
部分て、第1のオーバーコート層上に直接電極か形成さ
れないようにするためである。
Preferably, the second overcoat layer 1 to 1 covers a wider area than the first overcoat layer. This is to prevent the electrode from being directly formed on the first overcoat layer in the portion where the electrode is drawn out to be taken out to the terminal.

また、このオーバーコート層は、透明とされるが、ここ
でいう透明とは若干色が付いていてもカラーフィルター
の特性を悪化させない範囲内であれば完全に無色透明で
なくてもよい。
Furthermore, although this overcoat layer is transparent, it does not have to be completely colorless and transparent as long as it does not deteriorate the characteristics of the color filter even if it is slightly colored.

本発明では、この2層のオーバーヨー1〜層の上に電極
を形成する。この電極としては通常は前述したようなI
 T O(In2O3−3nOa) 、 5n02等の
透明電極が使用され、蒸着法、スパッタ決算公知の低温
プロセスで透明電極を形成てきる方法により形成されれ
ばよい。
In the present invention, electrodes are formed on these two overyaw layers 1 to 1. This electrode is usually I
A transparent electrode such as T O (In2O3-3nOa) or 5n02 may be used, and the transparent electrode may be formed by a known low-temperature process such as vapor deposition or sputtering.

また、この透明電極に金属の細線等の低抵抗の非透明電
極を併設してもよい。
Moreover, a low-resistance non-transparent electrode such as a thin metal wire may be provided alongside this transparent electrode.

この上に、必要に応じて絶縁層や配向層を設ける。On top of this, an insulating layer and an alignment layer are provided as necessary.

一方、通常の基板上に電極を形成し、必要に応して絶縁
層や配向膜を設けた対向電極基板を作成し、これに前述
のようなカラーフィルターを設けた基板を電極面が相対
向するように配置して、周辺をシール剤でシールし、内
部に液晶を封入して液晶セルを形成する。
On the other hand, electrodes are formed on a normal substrate, a counter electrode substrate is created with an insulating layer and an alignment film provided as necessary, and a substrate with a color filter as described above is placed on this with the electrode surfaces facing each other. The periphery is sealed with a sealant, and liquid crystal is sealed inside to form a liquid crystal cell.

本発明は液晶表示素子としてツイストネマチック(TN
)液晶表示素子をはしめ、近年注目を集めているスーパ
ーツイストネマチック(STN)液晶表示素子、スメク
チック液晶を用いた強誘電性液晶表示素子等にも使用て
きる。
The present invention is a twisted nematic (TN) liquid crystal display element.
) It can also be used for liquid crystal display elements, such as super twisted nematic (STN) liquid crystal display elements, which have been attracting attention in recent years, and ferroelectric liquid crystal display elements using smectic liquid crystal.

特に、液晶分子のねじれ角を16(]〜3[)0°とし
た表示用のSTN液晶セルに、電極を設けない逆ねじれ
の液晶素子や複屈折板等の複屈折補償手段を積層した白
黒スーパーツイスト液晶表示素子に適用して、これにカ
ラーフィルターを設けることによりカラー液晶表示素子
として用いる場合に好適である。このような、表示用液
晶セルに複屈折補償手段を積層した白黒スーパーツイス
ト液晶表示素子ては、複屈折補償手段により表示用液晶
セルを通過してきただ円偏光を補償し、カラーフィルタ
ーを設げない状態ては、はぼ白黒の表示か得られるため
、これにカラーフィルターを設けることにより、高コン
トラスト比、広視野角のカラー液晶表示素子か容易に得
られる。
In particular, we have developed a black-and-white STN liquid crystal cell for display in which the twist angle of liquid crystal molecules is 16(] to 3[)0°, and a reverse twist liquid crystal element without electrodes and birefringence compensation means such as a birefringence plate laminated. It is suitable for use as a color liquid crystal display element by applying it to a super twist liquid crystal display element and providing a color filter thereto. In such a black and white super twist liquid crystal display element in which a birefringence compensation means is laminated on a display liquid crystal cell, the birefringence compensation means compensates for circularly polarized light passing through the display liquid crystal cell, and no color filter is provided. In most cases, a nearly black and white display can be obtained, so by providing a color filter, a color liquid crystal display element with a high contrast ratio and a wide viewing angle can be easily obtained.

このような白黒スーパーツイスト液晶表示素子は、基板
間隙の制御か極めて厳密に要求されるため、本発明のよ
うに電極の下にカラーフィルターを正確に設けた構成を
採ることが必要となり、本発明の2層のオーバーコート
層の構造を採るメリッ)〜か極めて大きい。
Such a black and white super twist liquid crystal display element requires very strict control of the substrate gap, so it is necessary to adopt a configuration in which color filters are accurately provided under the electrodes as in the present invention. The advantages of adopting the two-layer overcoat layer structure are extremely large.

また、以」二の例では、一方の基板にカラーフィルター
を設けた例を説明したが、両方の基板に分割してカラー
フィルターを形成しすることもてきる。
Further, in the second example, a color filter is provided on one substrate, but the color filter may be formed by dividing the substrate into both substrates.

本発明では、液晶表示素子の他の構成用件、即ち、配向
膜、絶縁膜、液晶材料、シール材、偏光板、反射板、照
明手段、駆動回路等は公知の液晶表示素子用の構成か使
用できる。
In the present invention, other components of the liquid crystal display element, such as an alignment film, an insulating film, a liquid crystal material, a sealing material, a polarizing plate, a reflecting plate, an illumination means, a driving circuit, etc., are the same as those for a known liquid crystal display element. Can be used.

例えば、液晶分子を特定の方向に配向させるための処理
は、公知のラビング法、斜め蒸着法等が使用でき、必要
に応して、電極上にSiO□、Ti09、Δ1゜O7等
の無機材料の膜及び/又はポリイミド、ポリアミド等の
有機材料の膜を形成した後、配向処理されればよい。
For example, known rubbing methods, oblique evaporation methods, etc. can be used to orient liquid crystal molecules in a specific direction, and if necessary, inorganic materials such as SiO□, Ti09, Δ1°O7, etc. After forming the film and/or the film of an organic material such as polyimide or polyamide, alignment treatment may be performed.

本発明は、この外、本発明の効果を損しない範囲内て、
通常の液晶表示素子て使用されている種々の技術が適用
可能である。
In addition to this, the present invention includes, within the scope that does not impair the effects of the present invention,
Various techniques used in ordinary liquid crystal display elements can be applied.

本発明のカラー液晶表示素子は、パーソナルコンピュー
ター、ワードプロセッサー、ワークステーション等のカ
ラー表示素子として好適であるが、この外、カラー液晶
テレビ、カラー表示魚群探知器、カラー自動車用表示素
子、カラー表示レーダー、カラー表示オシロスコープ、
カラー表示の各種ドツトマトリックス表示装置等の種々
の用途に使用可能である。
The color liquid crystal display device of the present invention is suitable as a color display device for personal computers, word processors, workstations, etc. In addition, color liquid crystal display devices, color display fish finders, color display devices for automobiles, color display radars, etc. color display oscilloscope,
It can be used for various purposes such as various dot matrix display devices for color display.

[作用1 本発明では、熱膨張率の大きいカラーフィルターと熱膨
張率の小さい電極または基板との間  q に、それらの中間の熱膨張率を有し、夫々熱膨張率の異
なる2層のオーバーコート層を積層することにより、カ
ラーフィルターの熱膨張による電極の断線の危険性が低
下する。
[Operation 1] In the present invention, between the color filter having a large coefficient of thermal expansion and the electrode or substrate having a small coefficient of thermal expansion, two overlapping layers having a coefficient of thermal expansion between them and different coefficients of thermal expansion are formed. By stacking the coat layers, the risk of electrode disconnection due to thermal expansion of the color filter is reduced.

即ち、液晶セルを製造するプロセスてはITOの形成、
配向膜の形成、シール硬化等の工程である程度基板の加
熱が行われるため、その加熱に伴う温度変化が生じる。
That is, the process of manufacturing a liquid crystal cell involves the formation of ITO,
Since the substrate is heated to some extent during processes such as forming an alignment film and curing a seal, a temperature change occurs due to the heating.

また、製品化された後にも、その製品の実使用における
環境の温度変化がある。このような温度変化に対し、カ
ラーフィルターか熱膨張し、熱膨張率の異なる電極を断
線させる危険性があるが、本発明てば前述の如くの2N
のオーバーコート層を積層することにより、熱膨張によ
る電極のストレスが低下し、電極の断線を生しにくくな
り、耐久性の高い素子を得ることかできる。
Furthermore, even after a product has been commercialized, there are environmental temperature changes during actual use of the product. In response to such temperature changes, there is a risk that the color filter will thermally expand and disconnect the electrodes with different coefficients of thermal expansion, but with the present invention, the 2N
By laminating the overcoat layer, stress on the electrode due to thermal expansion is reduced, electrode disconnection becomes less likely to occur, and a highly durable element can be obtained.

また、この2層にオーバーコート層を形成することによ
り、カラーフィルターの表面の凹凸が平坦化され、液晶
セル面内にスペーサーを散布して基板間隙を制御する際
に、その均一性か向上する。
In addition, by forming an overcoat layer on these two layers, the unevenness on the surface of the color filter is flattened, which improves the uniformity when controlling the gap between the substrates by dispersing spacers within the surface of the liquid crystal cell. .

特に、このオーバーコート層にハードコート性を有する
材料を使用することにより、電極の下地か硬くなるため
、電極の機械的強度も向上し、取り扱い中の傷か付きに
くくなるという利点も有する。
In particular, by using a material with hard coat properties for this overcoat layer, the base of the electrode becomes hard, which improves the mechanical strength of the electrode and has the advantage of making it less likely to be scratched during handling.

また、第2のオーバーコート層を第1のオーバーコート
層よりも広い範囲を覆うように形成することにより、電
極がカラーフィルター上の部分から端子部分まて熱膨張
率の低い第2のオーバーコート層か基板上に形成されて
いることとなるため、電極の信頼性が向−ヒすることと
なる。
In addition, by forming the second overcoat layer to cover a wider area than the first overcoat layer, the second overcoat layer has a low coefficient of thermal expansion from the part above the color filter to the terminal part. The reliability of the electrode is improved because the layer is formed on the substrate.

[実施例] 実施例1 ガラス基板−にに染色法によるRGB3色の厚さ2.0
μmの厚膜カラーフィルターを960本のストライプ状
の列電極群に対応するように形成し、そのカラーフィル
ター間に染色法により黒色の遮光部を形成した。この上
に前記カラーフ1でθ 、−丁〜 イルターよりも熱膨張率か小さいアクリル系のバー1〜
コート剤をスピナーて全面塗布し、フォトリソ法により
カラーフィルターとその周辺部に厚さ約1μmの第1の
オーバーコート層を形成した。次いで、前記アクリル系
のハートコート剤よりも熱膨張率が小さく、低温スパッ
ター法によるITOよりも熱膨張率が大きいシリコン系
のハートコート剤をスピナーで全面塗布して、厚さ約1
μmの第2のオーバーコート層を形成した。
[Example] Example 1 Glass substrate - Thickness of 3 colors of RGB by crab dyeing method 2.0
Thick film color filters of μm were formed to correspond to a group of 960 striped column electrodes, and black light-shielding portions were formed between the color filters by a dyeing method. On top of this, the color bar 1 is made of acrylic bar 1, which has a coefficient of thermal expansion smaller than that of the collar 1.
A coating agent was applied over the entire surface using a spinner, and a first overcoat layer having a thickness of about 1 μm was formed on the color filter and its surrounding area by photolithography. Next, a silicone heart coat agent, which has a lower thermal expansion coefficient than the acrylic heart coat agent and a higher thermal expansion coefficient than ITO produced by low-temperature sputtering, is applied to the entire surface using a spinner to a thickness of approximately 1.
A second overcoat layer of .mu.m was formed.

この上にITOを低温スパッター法(基板iXM度18
0°C)で形成し、ピッチが200μmの960本のス
トライブ状の列電極群を形成した。
On top of this, ITO was applied by low-temperature sputtering method (substrate iXM degree 18
0° C.) to form a group of 960 striped column electrodes with a pitch of 200 μm.

さらに、この上にSiO□−T102の絶縁膜を蒸着法
て1100n厚に形成し、ポリイミドを厚さ70nm程
度積層し、これをラビングして配向膜を形成して、列電
極基板を製造した。
Furthermore, an insulating film of SiO□-T102 was formed on this to a thickness of 1100 nm by vapor deposition, and polyimide was laminated to a thickness of about 70 nm, and this was rubbed to form an alignment film to produce a column electrode substrate.

一方、ガラス基板上にITOを高温で蒸着して、これを
パターニングして前記列電極群と直交するように200
本のストライブ状の行電極群を形成し、5102−T1
02の絶縁膜を300nm厚に形成し、ポリイミドを厚
さ70nm程度積層し、これをラビングして配向膜を形
成して、行電極基板とした。
On the other hand, ITO was deposited on a glass substrate at high temperature, and was patterned to have a 200 mm diameter perpendicular to the column electrode group.
Forming a book stripe-shaped row electrode group, 5102-T1
An insulating film of No. 02 was formed to a thickness of 300 nm, and polyimide was laminated to a thickness of about 70 nm, and this was rubbed to form an alignment film to form a row electrode substrate.

この列電極基板と行電極基板とを液晶分子のねしれ角か
90°となるように配置して、周辺をシール材でシール
してセルを形成し、ネマチック液晶を注入してドツトマ
トリックス液晶セルを製造した。
The column electrode substrate and row electrode substrate are arranged so that the helix angle of the liquid crystal molecules is 90°, the periphery is sealed with a sealing material to form a cell, and nematic liquid crystal is injected to form a dot matrix liquid crystal cell. was manufactured.

このトットマ1〜リックス液晶セルは、従来の列電極基
板のITOがカラーフィルターの上にあり1層のオーバ
ーコート層を設けた液晶セル(比較例1)とほぼ同等の
コントラスト比と視角特性を示した。また、列電Fi!
基板の丁TOかカラーフィルターの下にある液晶セル(
比較例2)に比しては、高いコントラスト比と広い視角
特性を示した。
This Totmar 1~Rix liquid crystal cell exhibited almost the same contrast ratio and viewing angle characteristics as a conventional liquid crystal cell (Comparative Example 1) in which the ITO column electrode substrate was placed on a color filter and one overcoat layer was provided. Ta. Also, Retsuden Fi!
The liquid crystal cell (under the top of the board or the color filter)
Compared to Comparative Example 2), it exhibited a high contrast ratio and wide viewing angle characteristics.

さらに、この液晶セルを一30°C〜+90°CIOサ
イクルのヒートサイクル試験、80°C190%、20
0時間の高温耐湿試験によっても、電極の断線不良は発
生しなかった。
Furthermore, this liquid crystal cell was subjected to a heat cycle test of -30°C to +90°C IO cycle, 80°C 190%, 20°C
Even in the 0-hour high-temperature humidity test, no electrode breakage occurred.

また、この液晶セルのカラーフィルター側の電極上を1
00g/cm2の加重をかけながら、フェルト布に水を
つけて擦傷試験をした結果、その電気抵抗か2倍になる
回数として、 100回以上の擦傷性を示した。
In addition, the electrode on the color filter side of this liquid crystal cell was
When a felt cloth was subjected to an abrasion test by soaking it in water while applying a load of 00 g/cm2, it showed abrasion resistance of 100 times or more, which is the number of times the electrical resistance doubled.

一方、比較例1の液晶セルでは、ヒートサイクル試験で
約20%、高温耐湿試験て約10%の電極の断線不良か
発生した。
On the other hand, in the liquid crystal cell of Comparative Example 1, about 20% of electrode disconnections occurred in the heat cycle test and about 10% in the high temperature humidity resistance test.

また、比較例1の液晶セルでは、擦傷試験における耐久
性は約60回程度てあった。
Furthermore, the liquid crystal cell of Comparative Example 1 had durability in the scratch test of about 60 times.

実施例2 実施例1の第2のオーバーコート層を、第1のオーバー
コート層とその周辺部に付着するように周辺部をマスク
して、シリコン系のバー1へコート剤をスピナーて塗布
して、第1のオーバーコート層とその周辺部に形成した
外は実施例1と同様にして液晶セルを形成した。
Example 2 The second overcoat layer of Example 1 was applied to the silicone bar 1 using a spinner, with the peripheral area masked so that it adhered to the first overcoat layer and its surrounding area. A liquid crystal cell was formed in the same manner as in Example 1, except that the first overcoat layer and its peripheral portion were formed.

この液晶セルは、実施例1と同様の信頼性を示した。This liquid crystal cell showed the same reliability as Example 1.

[発明の効果] 本発明においては、熱膨張率の大きいカラーフィルター
と熱膨張率の小さい電極または基板との間に、それらの
中間の熱膨張率を有する2層のオーバーコート層を積層
することにより、液晶セルを製造するプロセスによる温
度変化、及び実使用における環境の温度変化に対し、断
線を生じにくくなり、耐久性の高い素子を得ることがて
きる。
[Effects of the Invention] In the present invention, two overcoat layers having an intermediate coefficient of thermal expansion are laminated between a color filter having a high coefficient of thermal expansion and an electrode or a substrate having a low coefficient of thermal expansion. As a result, wire breakage is less likely to occur due to temperature changes due to the process of manufacturing the liquid crystal cell and environmental temperature changes during actual use, making it possible to obtain a highly durable element.

また、この2層のオーバーコート層により、カラーフィ
ルターの凹凸の平坦性が向上し、セルの基板間隙の均一
性が向」ニする。
Furthermore, these two overcoat layers improve the flatness of the unevenness of the color filter and improve the uniformity of the gap between the cell substrates.

特に、このオーバーコート層にハートコート性を有する
材料を使用することにより、電極の機械的強度も向上し
、取り扱い中の傷か付きにくくなるという利点も有する
In particular, by using a material having heart coat properties for this overcoat layer, the mechanical strength of the electrode is improved and there is also the advantage that it is less likely to be scratched during handling.

また、第2のオーバーコート層を第1のオーバーコート
層よりも広い範囲を覆うように形成することにより、電
極が直接熱膨張率の低い第1のオーバーコート層上に形
成された部分がなくなり、電極の信頼性か向上する。
In addition, by forming the second overcoat layer to cover a wider area than the first overcoat layer, there is no part where the electrode is directly formed on the first overcoat layer with a low coefficient of thermal expansion. , improving the reliability of the electrode.

本発明は、本発明の効果を損しない範囲内て公知の液晶
表示素子に使用される種々の応用が可能なものである。
The present invention can be applied to known liquid crystal display elements in various ways without detracting from the effects of the present invention.

Q

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)ガラス基板上にカラーフィルターを形成し、その
上に透明なオーバーコート層を形成し、さらにその上に
電極を形成した第1の基板と、電極を形成した第2の基
板とを電極面が相対向するように配置して、その周辺部
をシール材でシールし、内部に液晶を封入してなるカラ
ー液晶表示素子において、透明なオーバーコート層が2
層の構造を有しており、カラーフィルター上にカラーフ
ィルターよりも熱膨張率の小さい第1のオーバーコート
層を積層し、その上に第1のオーバーコート層よりも熱
膨張率の小さい第2のオーバーコート層を形成し、その
上に電極を形成したことを特徴とするカラー液晶表示素
子。
(1) A color filter is formed on a glass substrate, a transparent overcoat layer is formed on it, a first substrate is formed with an electrode on it, and a second substrate is formed with an electrode. In a color liquid crystal display element in which the surfaces are arranged to face each other, the periphery thereof is sealed with a sealing material, and the liquid crystal is sealed inside, two transparent overcoat layers are used.
It has a layered structure, in which a first overcoat layer having a smaller coefficient of thermal expansion than the color filter is laminated on the color filter, and a second overcoat layer having a smaller coefficient of thermal expansion than the first overcoat layer is laminated on top of the color filter. 1. A color liquid crystal display element comprising an overcoat layer formed thereon and electrodes formed thereon.
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JPH0171716U (en) * 1987-10-31 1989-05-15

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