JPH06194642A - Color liquid crystal display device and production of transparent electrode for the display - Google Patents

Color liquid crystal display device and production of transparent electrode for the display

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JPH06194642A
JPH06194642A JP3069160A JP6916091A JPH06194642A JP H06194642 A JPH06194642 A JP H06194642A JP 3069160 A JP3069160 A JP 3069160A JP 6916091 A JP6916091 A JP 6916091A JP H06194642 A JPH06194642 A JP H06194642A
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JP
Japan
Prior art keywords
substrate
liquid crystal
color
light shielding
light
Prior art date
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Pending
Application number
JP3069160A
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Japanese (ja)
Inventor
Fuminao Matsumoto
文直 松本
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Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Filing date
Publication date
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Abstract

PURPOSE:To widen a permissible range relating to alignment accuracy in a sticking stage and adhering stage while maintaining bright display quality by constituting the transparent electrodes in such a manner that the light shielding patterns of a substrate having color filters and a substrate opposing this substrate form grid-like light shielding patterns by intersecting orthogonally with each other when these substrates are disposed to face each other. CONSTITUTION:The substrate to be formed with the color filters is provided with striped light shielding layers 2. The color filters are so formed that the inter-color boundaries between light shielding patterns and the color filters overlap on each other. Such striped light shielding layers as to form the grid-like light shielding layers intersecting orthogonally with the light shielding patterns of the substrate on the color filter side when superposed on the substrate on the color filter side are provided on another substrate. As a result, high accuracy is no longer required for sticking and adhering in the case of a simple matrix and the accuracy necessary for alignment in an X- or Y direction is lowered even in the case of an active matrix system.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【技術分野】本発明は、ブラックマトリックスを用いる
カラー液晶表示装置に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a color liquid crystal display device using a black matrix.

【0002】[0002]

【従来技術】従来技術では、2枚の基板の位置合わせを
いかに正確に行なうか、また、いかに位置ずれを起こさ
ずに接着するかということに注目しており、特開平2−
8884号公報ではアライメントマークを透過する光量
を検出することによって正確な位置合わせを行ない、特
開平2−73229号公報では熱硬化性のシール剤と紫
外線硬化樹脂を併用することによって位置ずれの少ない
接着を試みている。単純マトリックス方式のモノクロ液
晶表示素子においては、走査電極側基板と共通電極側基
板の重ね合わせ精度はあまり問題にならないが、カラー
表示となると非常に重要となってくる。カラー液晶表示
装置においては、一方の基板上にカラーフィルターを形
成し、その上にカラーフィルターのパターンに合わせ
て、電極を形成する。カラーフィルターでは、隣合う電
極間からの漏れ光を防ぎ、視覚的な鮮明度を向上させる
ためにブラックマトリックスと呼ばれる遮光層を設け
る。ブラックマトリックスは各ドットを、分離するよう
に格子状に形成するため、対向基板の重ね合わせにおい
ては、対向基板上の電極がブラックマトリックスと重な
らないように正確に位置合わせをする必要がある。図1
にブラックマトリックス付のカラーフィルターの従来例
を示す。図中(a)は断面図、(b)は平面図であり、
1はコーティング層、2は遮光層、3はカラーフィルタ
ー素子である。一般のカラー液晶表示装置では一画素
(330×330μm)が赤(R)、緑(G)、青
(B)の3つに分割される。すなわち1ドットの大きさ
は110×330μmであり、重ね合わせに必要な精度
は±10μm程度である。フォトリソグラフィーにおい
ては±10μm程度の位置合わせには、あまり問題がな
いが、液晶表示装置の基板貼り合わせにおいては、基板
間にある程度の間隔をもたせたままで位置合わせを行な
い、液晶を封入するためのシール剤を押しつぶしながら
貼り合わせ、接着を行なうので、位置ずれを起こしやす
い。このため、貼り合わせ、接着は非常に管理の難しい
工程となっている。
2. Description of the Related Art In the prior art, attention has been paid to how to accurately align two substrates and how to bond them without misalignment.
In 8884, accurate alignment is performed by detecting the amount of light that passes through the alignment mark, and in JP-A-2-73229, a combination of a thermosetting sealant and an ultraviolet curable resin is used to bond with less misalignment. Are trying. In the simple matrix type monochrome liquid crystal display element, the overlay accuracy of the scanning electrode side substrate and the common electrode side substrate does not matter so much, but it becomes very important in color display. In a color liquid crystal display device, a color filter is formed on one substrate, and electrodes are formed on the color filter in accordance with the pattern of the color filter. In the color filter, a light-shielding layer called a black matrix is provided in order to prevent light leakage between adjacent electrodes and to improve visual clarity. Since the black matrix forms each dot in a grid pattern so as to be separated from each other, it is necessary to accurately align the electrodes on the counter substrate so that the electrodes on the counter substrate do not overlap the black matrix when superposing the counter substrate. Figure 1
Shows a conventional example of a color filter with a black matrix. In the figure, (a) is a sectional view, (b) is a plan view,
Reference numeral 1 is a coating layer, 2 is a light shielding layer, and 3 is a color filter element. In a general color liquid crystal display device, one pixel (330 × 330 μm) is divided into red (R), green (G), and blue (B). That is, the size of one dot is 110 × 330 μm, and the accuracy required for superposition is about ± 10 μm. In photolithography, alignment of about ± 10 μm is not very problematic, but in bonding substrates of a liquid crystal display device, alignment is performed with a certain distance between the substrates to seal the liquid crystal. Since the sealant is squeezed and pasted while adhering, it is easy to cause misalignment. Therefore, the bonding and the bonding are extremely difficult processes to manage.

【0003】[0003]

【目的】本発明の目的はカラー液晶表示装置の製造にあ
たり、透明電極付基板の貼り合わせや接着における位置
合わせ精度の許容範囲が大きいカラー液晶表示装置の新
しい構造を提供する点にある。また本発明のもう1つの
目的は、該装置に用いる透明電極の新しい製法を提供す
る点にある。
An object of the present invention is to provide a new structure of a color liquid crystal display device having a large tolerance of alignment accuracy in bonding and adhering substrates with transparent electrodes in manufacturing the color liquid crystal display device. Another object of the present invention is to provide a new method for producing a transparent electrode used in the device.

【0004】[0004]

【構成】本発明は透明電極を有する2枚の透明基板を一
定の間隔を設けて対向配置し、その間に液晶を封入し、
かつ前記基板の一方にカラーフィルターを設けたカラー
液晶表示装置において、カラーフィルターを有する基板
とこれと対向する基板の各々がストライプ状の遮光パタ
ーンを有し、かつ前記2つの基板を対向配置したとき前
記遮光パターンがお互いに直交して格子状の遮光パター
ンを形成することを特徴とするカラー液晶表示装置に関
する。前記カラーフィルターのR,G,Bの各素子パタ
ーンもストライプ状である場合には、単純マトリックス
駆動(通常はSTNモード)で使用することが好まし
い。本発明の表示装置の製造にさいしては、ストライプ
状の遮光パターンをマスクとして、裏面から露光を行っ
て透明電極をパターニングすることができる。カラーフ
ィルターの素子パターンには図2に示すようにトライア
ングル(a)、モザイク(b)、ストライプ(c)があ
るが、パソコンやワープロのディスプレイにはストライ
プ状のパターンが適していると言われている。ストライ
プパターンの場合、色と色の境界は直線状になるので、
遮光パターンとの位置合わせは一方向だけでよいことに
なる。そこで、カラーフィルターを形成する基板では格
子状ではなく、ストライプ状の遮光層2を設け、この遮
光パターンとカラーフィルターの色と色の境界が重なる
ようにカラーフィルターを形成する(図3)。そして、
もう一方の基板にカラーフィルター側の基板と重ね合わ
せた時にカラーフィルター側の基板の遮光パターンと直
交して格子状の遮光層を形成するようなストライプ状の
遮光層を設ける。このようにすれば、単純マトリックス
の場合には、貼り合わせ、及び接着に高い精度を要する
ことはなくなり、アクティブマトリックス方式の場合で
も、X、Y、θ方向のうち、XもしくはY方向の位置合
せに必要な精度は低減される。また、ストライプ状の遮
光パターンを用いることによって、この遮光パターンを
マスクとした裏面露光により、透明電極をセルフアライ
ンでパターニングすることができる。
[Constitution] According to the present invention, two transparent substrates having transparent electrodes are opposed to each other with a certain space therebetween, and liquid crystal is sealed between them.
In a color liquid crystal display device in which a color filter is provided on one of the substrates, each of the substrate having the color filter and the substrate facing the substrate has a stripe light-shielding pattern, and the two substrates are arranged to face each other. The present invention relates to a color liquid crystal display device, wherein the light-shielding patterns are orthogonal to each other to form a lattice-shaped light-shielding pattern. When the R, G, and B element patterns of the color filter are also stripe-shaped, it is preferable to use the simple matrix drive (usually the STN mode). In manufacturing the display device of the present invention, the transparent electrode can be patterned by performing exposure from the back surface using the stripe-shaped light shielding pattern as a mask. As shown in FIG. 2, the element pattern of the color filter includes a triangle (a), a mosaic (b), and a stripe (c), but it is said that the stripe pattern is suitable for a personal computer or a word processor display. There is. In the case of a stripe pattern, the color boundaries are linear, so
The alignment with the light-shielding pattern only needs to be in one direction. Therefore, the substrate on which the color filter is formed is provided with the light-shielding layer 2 having a stripe shape, not a lattice shape, and the color filter is formed so that the light-shielding pattern and the color boundary of the color filter overlap with each other (FIG. 3). And
A stripe-shaped light-shielding layer is provided on the other substrate so as to form a lattice-shaped light-shielding layer orthogonal to the light-shielding pattern of the color-filter-side substrate when superposed on the color-filter-side substrate. In this way, in the case of the simple matrix, high precision is not required for the bonding and the adhesion, and even in the case of the active matrix method, the alignment in the X or Y direction among the X, Y and θ directions can be performed. The accuracy required for is reduced. Further, by using the stripe-shaped light-shielding pattern, the transparent electrode can be patterned by self-alignment by backside exposure using this light-shielding pattern as a mask.

【0005】[0005]

【実施例】【Example】

実施例1 ガラス基板上に黒の顔料を分散させた感光性樹脂を用い
て、線巾20μm、ピッチ110μmのストライプパタ
ーンをもつ遮光層を形成した。続いて、この遮光パター
ン上に色境界がくるようにそれぞれ赤、緑、青の顔料を
分散させた感光性樹脂で線巾100μm、ピッチ330
μmのカラーパターンを形成した。エポキシ系の樹脂で
表面をコーティングしたのち、ITO膜をスパッタで堆
積、遮光パターンの間に電極がくるように位置合わせ
し、線巾90μm、ピッチ110μmの透明電極を作成
した(以上がカラーフィルター付基板の作成)。もう一
方のガラス基板にはクロムで線巾30μm、ピッチ33
0μmの遮光パターンを設けたのち、二酸化シリコン膜
をスパッタで堆積した。この基板上に能動素子であるT
FTと透明電極を作成した(以上がTFT付基板の作
成)。これらの2枚の基板を用いて、セルギャップ5μ
m、TNモードのアクティブマトリックス方式カラー液
晶表示装置を作成した。 実施例2 ガラス基板上に黒の顔料を分散させた感光性樹脂を用い
て、線巾20μm、ピッチ330μmのストライプパタ
ーンをもつ遮光層を形成した。コーティング後、遮光パ
ターンの間に電極がくるように位置合わせし、線巾31
0μm、ピッチ330μmの透明電極を設けた(以上が
電極付基板の作成・アクティブ素子なし)。この基板と
実施例1と同様に作成したカラーフィルター付基板とを
用いて、ツイスト角230°、セルギャプ6μm、ST
Nモードの単純マトリックス方式(STNモード)カラ
ー液晶表示装置を作製した。 実施例3 ガラス基板にクロムで線巾20μm、ピッチ330μm
の遮光パターンを設けたのち、二酸化シリコン膜をスパ
ッタで堆積した。この基板上に透明電極材であるITO
膜を製膜し、レジストを塗布したのち基板の裏面から全
面露光を行なって、透明電極のパターンニングを行なっ
た(以上が電極付基板の作成・アクティブ素子なし)。
この基板と実施例1と同様な方法で作製したカラーフィ
ルター付の対向基板とを用いて、ツイスト角240°、
セルギャプ5μm、STNモードの単純マトリックス方
式(STNモード)カラー液晶表示装置を作製した。
Example 1 A light-shielding layer having a stripe pattern with a line width of 20 μm and a pitch of 110 μm was formed on a glass substrate using a photosensitive resin in which a black pigment was dispersed. Subsequently, a photosensitive resin in which red, green, and blue pigments are dispersed so that color boundaries are present on the light-shielding pattern has a line width of 100 μm and a pitch of 330.
A color pattern of μm was formed. After coating the surface with an epoxy resin, an ITO film was deposited by sputtering, and the electrodes were aligned so that the electrodes were placed between the light-shielding patterns to form transparent electrodes with a line width of 90 μm and a pitch of 110 μm. Substrate creation). The other glass substrate is made of chrome with a line width of 30 μm and a pitch of 33.
After providing a 0 μm light-shielding pattern, a silicon dioxide film was deposited by sputtering. The active element T on this substrate
An FT and a transparent electrode were prepared (the above is the preparation of the substrate with TFT). Using these two substrates, the cell gap is 5μ
An m / TN mode active matrix color liquid crystal display device was prepared. Example 2 A light-shielding layer having a stripe pattern with a line width of 20 μm and a pitch of 330 μm was formed on a glass substrate using a photosensitive resin in which a black pigment was dispersed. After coating, align the electrodes so that they are between the light-shielding patterns.
A transparent electrode having a pitch of 0 μm and a pitch of 330 μm was provided (the above is the production of a substrate with an electrode and no active element). Using this substrate and a substrate with a color filter prepared in the same manner as in Example 1, a twist angle of 230 °, a cell gap of 6 μm, and an ST
An N-mode simple matrix system (STN mode) color liquid crystal display device was produced. Example 3 A glass substrate made of chromium with a line width of 20 μm and a pitch of 330 μm
After providing the light-shielding pattern, a silicon dioxide film was deposited by sputtering. ITO, which is a transparent electrode material, is formed on this substrate.
After forming a film and applying a resist, the entire surface was exposed from the back surface of the substrate to pattern the transparent electrode (the above is the production of the substrate with an electrode and no active element).
Using this substrate and a counter substrate with a color filter manufactured by the same method as in Example 1, a twist angle of 240 °,
A simple matrix type (STN mode) color liquid crystal display device having a cell gap of 5 μm and an STN mode was manufactured.

【0006】[0006]

【効果】本発明により、鮮明な表示品質を保ったまま、
貼り合わせ工程や接着工程における位置合せ精度に関す
る許容範囲を大きくすることができた。また、本発明は
透明電極の形成にあたり、ストライプ状遮光パターンを
マスクとして透明基板側から露光する方法を採用するこ
とにより、透明電極形成のためのパターニングにおけ
る、位置の自動的な決定が可能となった。さらに、本発
明では、一般に使用されている格子状の遮光層と違い、
遮光層をストライプ状としているので、これをマスクと
すると透明電極は遮光層の反転パターンになるので、遮
光層をマスクとした基板からの裏面露光で、セルフアラ
イメントのパターンニングが可能となる。この方法は遮
光層が2つの基板にわかれ、それぞれがストライプ状な
ので実現できる方法である。
[Effect] According to the present invention, while maintaining a clear display quality,
It was possible to widen the tolerance range regarding the positioning accuracy in the bonding process and the bonding process. Further, in the present invention, when forming the transparent electrode, by adopting a method of exposing from the transparent substrate side using the stripe-shaped light shielding pattern as a mask, it is possible to automatically determine the position in the patterning for forming the transparent electrode. It was Furthermore, in the present invention, unlike the generally used lattice-shaped light-shielding layer,
Since the light-shielding layer has a stripe shape, when this is used as a mask, the transparent electrode has an inverted pattern of the light-shielding layer, so that self-alignment patterning can be performed by backside exposure from the substrate using the light-shielding layer as a mask. This method can be realized because the light-shielding layer is divided into two substrates and each has a stripe shape.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】従来のブラックマトリックス付カラーフィルタ
ーを示し、(a)はその断面図、(b)はその平面図で
ある。
FIG. 1 shows a conventional color filter with a black matrix, in which (a) is a cross-sectional view thereof and (b) is a plan view thereof.

【図2】カラーフィルターの各色の素子パターンのタイ
プを示すもので、(a)はトライアングル、(b)はモ
ザイク、(c)はストライプのタイプである。
2A and 2B show types of element patterns of respective colors of a color filter, in which (a) is a triangle, (b) is a mosaic, and (c) is a stripe type.

【図3】本発明実施態様としてのストライプ状遮光パタ
ーンとカラーフィルターの各色の素子パターンとの位置
関係を示す。
FIG. 3 shows a positional relationship between a striped light-shielding pattern and an element pattern of each color of a color filter according to an embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 コーティング層 2 遮光層 3 カラーフィルター素子 1 coating layer 2 light shielding layer 3 color filter element

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 透明電極を有する2枚の透明基板を一定
の間隔を設けて対向配置し、その間に液晶を封入し、か
つ前記基板の一方にカラーフィルターを設けたカラー液
晶表示装置において、カラーフィルターを有する基板と
これと対向する基板の各々がストライプ状の遮光パター
ンを有し、かつ前記2つの基板を対向配置したとき前記
遮光パターンがお互いに直交して格子状の遮光パターン
を形成することを特徴とするカラー液晶表示装置。
1. A color liquid crystal display device in which two transparent substrates having transparent electrodes are arranged to face each other with a constant gap, liquid crystal is sealed between them, and a color filter is provided on one of the substrates. Each of the substrate having the filter and the substrate facing the filter has a stripe-shaped light-shielding pattern, and when the two substrates are arranged to face each other, the light-shielding patterns are orthogonal to each other to form a lattice-shaped light-shielding pattern. A color liquid crystal display device characterized by.
【請求項2】 透明電極を有する2枚の透明基板を一定
の間隔を設けて対向配置し、その間に液晶を封入し、か
つ前記基板の一方にカラーフィルターを設けたカラー液
晶表示装置において、各色素子パターンがストライプ状
のカラーフィルターを有する基板とこれと対向する基板
の各々がストライプ状の遮光パターンを有し、かつ前記
2つの基板を対向配置したとき前記遮光パターンがお互
いに直交して格子状の遮光パターンを形成することを特
徴とする単純マトリックス駆動のカラー液晶表示装置。
2. A color liquid crystal display device in which two transparent substrates each having a transparent electrode are opposed to each other with a certain space therebetween, liquid crystal is sealed between them, and a color filter is provided on one of the substrates. Each of the substrate having an element pattern having a stripe-shaped color filter and a substrate facing the substrate has a stripe-shaped light-shielding pattern, and when the two substrates are arranged to face each other, the light-shielding patterns are orthogonal to each other and have a grid-like shape. A matrix type color liquid crystal display device characterized by forming a light-shielding pattern.
【請求項3】 ストライプ状の遮光パターンをマスクと
して透明電極パターン形成のため基板側から露光を行な
うことを特徴とするカラー液晶表示装置用透明電極の製
法。
3. A method for producing a transparent electrode for a color liquid crystal display device, which comprises exposing from the substrate side to form a transparent electrode pattern using the stripe-shaped light-shielding pattern as a mask.
JP3069160A 1991-03-08 1991-03-08 Color liquid crystal display device and production of transparent electrode for the display Pending JPH06194642A (en)

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