JPH0473715A - Electrode substrate with color filter and its manufacture and color liquid crystal display device - Google Patents

Electrode substrate with color filter and its manufacture and color liquid crystal display device

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JPH0473715A
JPH0473715A JP2187536A JP18753690A JPH0473715A JP H0473715 A JPH0473715 A JP H0473715A JP 2187536 A JP2187536 A JP 2187536A JP 18753690 A JP18753690 A JP 18753690A JP H0473715 A JPH0473715 A JP H0473715A
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JP
Japan
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color filter
color
substrate
liquid crystal
crystal display
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JP2187536A
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Japanese (ja)
Inventor
Keiji Jingu
神宮 啓至
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Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To simplify constitution and to reduce a manufacturing cost by forming a color filter by penetrating color or pigment in a plastic substrate, and forming a transference electrode on the color filter. CONSTITUTION:The color filters R, G, and B are formed by penerating the color or the pigment in the plastic substrate 4 from the surface of it. Transference electrode patterns 3 are generated by forming transference electrode film on the color filters R, G, and B, and after that, applying patterning. By employing such structure, since the transference electrode pattern can be directly formed on the color filter formed in a form to be penetrated in the substrate 4 in an electrode substrate with color filter, the structure can be simplified. Therefore, it is possible to attain the cost down of the substrate as the electrode substrate with color filter used in a color liquid crystal display element by a passive matrix system.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はカラーフィルター付電極基板とその製造方法及
びカラー液晶表示装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an electrode substrate with a color filter, a method for manufacturing the same, and a color liquid crystal display device.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

最近、ラップトツブパソコンの表示としてカラー液晶表
示装置が採用されだしている。これは液晶表示素子の軽
度短小、低消費電力というメリットが生かされているわ
けたが、640x480x3 (RGBの3色)ドツト
程度が表示できる大容量カラー液晶表示素子の種類とし
ては次の2つがある。第1に各画素にTPT等の非線形
素子を形成して各画素を直接ドライブするアクティブマ
トリックス方式、第2に電圧平均化法によりドライブす
るパッシブマトリックス方式がある。アクティブマトリ
ックス方式によるカラー液晶表示素子はコントラストや
応答スピード、視野角等の特性は良いがコストが高いと
いう特徴があり、バッシブマトリックス方式によるカラ
ー液晶表示素子はその逆に特性はやや劣るもののコスト
が安いという特徴がある。ところでパッシブマトリック
ス方式によるカラー液晶表示素子のカラーフィルター付
基板ガラスの構造を第7図に示す。第7図において1は
ガラス基板であり、その上にRGBのカラーフィルター
が印刷法やフォトリソ法によって形成されている。2は
カラーフィルターの上に形成された薄膜でその表面は平
坦化されている。この上にITO等の透明電極膜を形成
した後、パタニングしてカラーフィルターの上に透明電
極パターン3を作るわけである。透明電極パターンをカ
ラーフィルターの上に形成するのはこのような構造にす
る事によりパッシブマトリックス駆動をするうえでの液
晶表示素子の電圧−透過率カーブの急峻度を劣化させな
いためである。
Recently, color liquid crystal display devices have been used as displays for laptop computers. This takes advantage of the advantages of liquid crystal display elements such as their small size and small size and low power consumption, but there are two types of large-capacity color liquid crystal display elements that can display approximately 640 x 480 x 3 (three colors of RGB) dots: . The first is an active matrix method in which a nonlinear element such as a TPT is formed in each pixel to directly drive each pixel, and the second is a passive matrix method in which the pixel is driven by a voltage averaging method. Color liquid crystal display elements using the active matrix method have good characteristics such as contrast, response speed, and viewing angle, but are expensive.On the other hand, color liquid crystal display elements using the passive matrix method have slightly inferior characteristics but are low in cost. There is a characteristic that By the way, FIG. 7 shows the structure of a substrate glass with a color filter for a color liquid crystal display element using a passive matrix method. In FIG. 7, reference numeral 1 denotes a glass substrate, on which RGB color filters are formed by printing or photolithography. 2 is a thin film formed on the color filter, and its surface is flattened. After forming a transparent electrode film such as ITO on this, patterning is performed to form a transparent electrode pattern 3 on the color filter. The reason why the transparent electrode pattern is formed on the color filter is to prevent the steepness of the voltage-transmittance curve of the liquid crystal display element from deteriorating when performing passive matrix driving by having such a structure.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

従来技術ではガラス基板を用いるために、第7図に示す
ようにカラーフィルターの上に平坦化処理を行うための
薄膜を設け、さらにその上に透明電極パターンを形成す
るという3層構造になる。
In the prior art, since a glass substrate is used, a three-layer structure is formed in which a thin film for flattening is provided on top of a color filter, and a transparent electrode pattern is further formed on top of the thin film, as shown in FIG.

このために従来のカラーフィルター付電極基板は構造が
複雑になり製造コストか高いという問題かあった。そこ
で、本発明は上記問題点に鑑みなされたしのであり、そ
の目的とするところは構造かii litで製造コスト
が安いカラーフィルター付電極基板を提(j(シ、さら
には本発明によるカラーフィルター付電極基板を用いた
カラー液晶表示装置を提供する事である。
For this reason, the conventional electrode substrate with a color filter has a complicated structure and has a problem of high manufacturing cost. Therefore, the present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and its purpose is to provide an electrode substrate with a color filter that has a light structure and is inexpensive to manufacture. An object of the present invention is to provide a color liquid crystal display device using an electrode substrate.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

本発明のカラーフィルター付電極基板は、染料または顔
料をプラスチック基板に浸透させてカラーフィルターと
し、該カラーフィルター上に透明電極を形成した事を特
徴とする。本発明のカラーフィルター付電極基板の製造
方法は、プラスチック基板に染料または顔料を浸透させ
る二り程と、該プラスチック基板上に透明電極を形成す
る工程と、透明電極膜を所望の形にパターニングする工
程とからなる事を特徴とする。本発明のカラー液晶表示
装置は、染料または顔料をプラスチック基板に浸透させ
てカラーフィルターとし、該カラーフィルター上に透明
電極パターンを形成したカラーフィルター付電極基板を
用いて構成した事を特徴とする。
The electrode substrate with a color filter of the present invention is characterized in that a dye or pigment is infiltrated into a plastic substrate to form a color filter, and a transparent electrode is formed on the color filter. The method for producing an electrode substrate with a color filter of the present invention includes two steps: infiltrating a dye or pigment into a plastic substrate, forming a transparent electrode on the plastic substrate, and patterning the transparent electrode film into a desired shape. It is characterized by consisting of a process. The color liquid crystal display device of the present invention is characterized in that it is constructed using a color filter-attached electrode substrate in which a dye or pigment is impregnated into a plastic substrate to form a color filter, and a transparent electrode pattern is formed on the color filter.

〔実 施 例〕〔Example〕

第1図は本発明のカラーフィルター付電極基板の構造を
示す。第1図において、4はプラスチック基板であり、
その表面から染料や顔料を浸透させてRGBのカラーフ
ィルターが形成されている。
FIG. 1 shows the structure of an electrode substrate with a color filter according to the present invention. In FIG. 1, 4 is a plastic substrate;
RGB color filters are formed by penetrating dyes and pigments through the surface.

このカラーフィルター上にITO等の透明電極膜を形成
した後、パターニングして透明電極パターン3を作るわ
けである。このような構造にする事によって、本発明に
よるカラーフィルター付電極基板はプラスチック基板内
に浸透する形で形成されたカラーフィルター上に透明電
極パターンを直接形成できるので、第7図の従来のカラ
ーフィルター付電極基板に比べて構造が簡単である。従
ってパッシブマトリックス方式によるカラー液晶表示素
子に用いるカラーフィルター付電極基板として、従来例
に比べてコストダウンが可能である。
After forming a transparent electrode film such as ITO on this color filter, it is patterned to form a transparent electrode pattern 3. With this structure, the electrode substrate with color filter according to the present invention can directly form a transparent electrode pattern on the color filter formed by penetrating into the plastic substrate. The structure is simpler than that of a board with electrodes. Therefore, as an electrode substrate with a color filter used in a color liquid crystal display element using a passive matrix method, the cost can be reduced compared to the conventional example.

以下具体例を詳述する。A specific example will be explained in detail below.

(実施例、1) 1mm厚のポリカーボネイトのプラスチック基板を用意
し、所望の色を染色させたい場所以外にはシリコーンオ
イル等の疎水性の物質を印刷法等によってぬった。次に
80℃に加熱した純水中に赤色の分散染料を溶解させた
溶液を作り、本溶液中に上記のプラスチック基板を浸漬
する事によって赤色(R)のカラーフィルターをプラス
チック基板に浸透させる形で形成した。同様な方法で緑
色(G)と青色(B)のカラーフィルターも形成して第
2図に示すようなパターン配列のカラーフィルター付の
プラスチック基板を作製した。このカラーフィルタ=C
プラスチック基板上にイオンブレーティング法によるス
パッタでITOの透明電極薄膜を形成し、フォトリソ法
によってRGB上に透明電極パターンを作製また。この
ような方法によって厚さ1mmのポリカーボネイト基板
上にRGBのカラーフィルターと、透明電極バタンを形
成し、カラーフィルター付電極基板を作成した。
(Example 1) A polycarbonate plastic substrate with a thickness of 1 mm was prepared, and a hydrophobic substance such as silicone oil was applied by a printing method to areas other than the areas where the desired color was to be dyed. Next, a solution is prepared by dissolving a red disperse dye in pure water heated to 80°C, and the above plastic substrate is immersed in this solution, allowing the red (R) color filter to penetrate into the plastic substrate. It was formed with. Green (G) and blue (B) color filters were also formed in a similar manner to produce a plastic substrate with color filters having a pattern arrangement as shown in FIG. This color filter = C
A transparent electrode thin film of ITO was formed on a plastic substrate by sputtering using an ion blasting method, and a transparent electrode pattern was created on RGB using a photolithography method. By such a method, an RGB color filter and a transparent electrode button were formed on a polycarbonate substrate having a thickness of 1 mm, thereby creating an electrode substrate with a color filter.

(実施例、2) 0、 2mm厚の一輔性PETフィルムを用意し、実施
例、1と同様な方法でカラーフィルター付1u極基板を
作成した。
(Example 2) A monolithic PET film with a thickness of 0.2 mm was prepared, and a 1u polar substrate with a color filter was prepared in the same manner as in Example 1.

(実施例、3) 1mm厚のポリカーボネイトのプラスチ・ツク基板を用
意し、実施例、1と同様な方法てRGBのカラーフィル
ターと、第3図に示すようなブラックマスキング5をR
GBの各フィルターの境界シこ設けた。その後ITOの
透明電極パターンを形成して、ブラックマスクを施した
カラーフィルター付電極基板を作成した。
(Example 3) A polycarbonate plastic substrate with a thickness of 1 mm was prepared, and RGB color filters and black masking 5 as shown in FIG.
The boundaries of each GB filter are provided. Thereafter, a transparent electrode pattern of ITO was formed to create an electrode substrate with a color filter provided with a black mask.

(実施例、4) 実施例、1で作成したカラーフィルター付のポリカーボ
ネイト電極基板と、カラーフィルターを形成していない
ポリカーボネイト電極基板を対向配置させて挾持し、そ
の間にねじれ配向させたネマチック液晶を封入して表示
用の液晶セル(Aセル)を構成した。次に透明電極が形
成されていないポリカーボネイトのプラスチック基板、
2枚を対向配置させて挾持し、その間にAセルとは逆向
きにねしれ配向したネマチック液晶を封入して光学補償
用の液晶セル(Bセル)を構成した。積層したAセルと
Bセルを挾む形で上下に偏光板を配置し、第4図に示す
ような構造にする事によってカラー液晶表示装置を作製
した。第4図において、6は表示用のAセルと、7は光
学補償用のBセルを示す。Aセル用のネマチック液晶8
は、Bセル用のネマチック液晶9とは逆向きにねじれ配
向しているが、ねじれ角は同しである。10は上偏光板
を、11は下偏光板を12はバックライトを示す。Aセ
ルとBセルのセル厚(d)は同じにし、AセルとBセル
に用いるネマチックの複屈折の大きさ(八〇)も同しに
する。例えば、△n−0゜13のネマチック液晶をd−
6,5μmのセル厚で挾持して、ねしれ角をAセルは左
回りに210”、Bセルは右回りに210’とすればよ
い。
(Example 4) The polycarbonate electrode substrate with a color filter prepared in Example 1 and the polycarbonate electrode substrate without a color filter are placed facing each other and sandwiched, and twisted oriented nematic liquid crystal is sealed between them. A display liquid crystal cell (A cell) was constructed. Next, a polycarbonate plastic substrate without transparent electrodes,
A liquid crystal cell (B cell) for optical compensation was constructed by placing the two sheets facing each other and sandwiching them, and filling them with a nematic liquid crystal which was twisted in a direction opposite to that of the A cell. A color liquid crystal display device was manufactured by arranging polarizing plates above and below the laminated A cell and B cell to sandwich them, and creating a structure as shown in FIG. 4. In FIG. 4, 6 indicates an A cell for display, and 7 indicates a B cell for optical compensation. Nematic liquid crystal 8 for A cell
is twisted in the opposite direction to the nematic liquid crystal 9 for cell B, but the twist angle is the same. 10 is an upper polarizing plate, 11 is a lower polarizing plate, and 12 is a backlight. The cell thickness (d) of the A cell and the B cell are made the same, and the magnitude of the birefringence (80) of the nematic used for the A cell and the B cell is also made the same. For example, a nematic liquid crystal of △n-0°13 is
The helix angle may be set to 210'' counterclockwise for the A cell and 210' clockwise for the B cell by sandwiching the cells with a cell thickness of 6.5 μm.

上偏光板10の吸収軸の方向はBセルの上基板に接して
いるネマチック液晶の配向方向と45°の角度をなして
おり、下偏光板11の吸収軸の方向はAセルの下LX 
板に接しているネマチック液晶の配向方向とは45°の
角度をなしている。そして両偏光板の吸収軸は直交して
いる。以上のようにして構成した本発明によるカラー液
晶表示装置の駆動電圧対透過率のカーブを第5図に示す
。第5図において電圧07時の透過率をOとし、最大透
過率を100とした場合の透過率の変化で、透過率が1
0%変化する電圧をVIO%、90%変化する電圧をV
90%と定義すると、V90%/V1.096=1.0
4の特性が得られた。これは1/400du t y−
1/18b i a sのONとOFFの実効電圧比が
1..051なので、1 /400duty駆動が可能
である事を示す。
The direction of the absorption axis of the upper polarizing plate 10 is at an angle of 45° with the orientation direction of the nematic liquid crystal in contact with the upper substrate of the B cell, and the direction of the absorption axis of the lower polarizing plate 11 is at an angle of 45° with the orientation direction of the nematic liquid crystal in contact with the upper substrate of the B cell.
It forms an angle of 45° with the alignment direction of the nematic liquid crystal in contact with the plate. The absorption axes of both polarizing plates are orthogonal. FIG. 5 shows a curve of driving voltage versus transmittance of the color liquid crystal display device according to the present invention constructed as described above. In Figure 5, when the transmittance at a voltage of 07 is O and the maximum transmittance is 100, the transmittance changes to 1.
The voltage that changes by 0% is VIO%, and the voltage that changes by 90% is V
If defined as 90%, V90%/V1.096=1.0
4 characteristics were obtained. This is 1/400duty-
The effective voltage ratio of ON and OFF of 1/18b i a s is 1. .. 051, indicating that 1/400 duty driving is possible.

(実施例、5) 実施例、2で作成した一輔性のPETフィルムを基板と
したカラーフィルター付電極基板を用いて表示用の液晶
セルを構成し、光学補償板としてリターデーシーヨンフ
ィルム13を少なくとも1枚使用して第6図に示すよう
なカラー液晶表示装置を作成した。本発明によれば総厚
1mm程度で薄く、又非常に軽いカラー液晶表示装置が
作製できる。
(Example 5) A display liquid crystal cell was constructed using an electrode substrate with a color filter using the one-piece PET film prepared in Example 2 as a substrate, and a retardation film 13 was used as an optical compensator. A color liquid crystal display device as shown in FIG. 6 was prepared by using at least one sheet of the above. According to the present invention, a color liquid crystal display device that is thin with a total thickness of about 1 mm and is very light can be manufactured.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上述べたように本発明によれば、パッシブマトリック
ス方式によるカラー液晶表示装置を構成するうえで、特
性のよいカラーフィルター付電極基板を低コストで供給
できるという効果がある。
As described above, according to the present invention, an electrode substrate with a color filter with good characteristics can be provided at low cost when constructing a color liquid crystal display device using a passive matrix method.

又、本発明によればプラスチック基板によってカラー液
晶表示装置を構成するので、従来のガラス基板によるカ
ラー液晶表示装置より軽量化や薄型化が図れるという効
果もある。
Further, according to the present invention, since the color liquid crystal display device is constructed using a plastic substrate, there is also an effect that the color liquid crystal display device can be made lighter and thinner than a color liquid crystal display device using a conventional glass substrate.

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

第1図は本発明によるカラーフィルター付電極基板の構
造を示す図。第2図及び第3図は本発明のカラーフィル
ター付電極基板のカラーフィルタのパターン配列の一例
を示す図。第4図及び第6図は本発明のカラー液晶表示
装置の構造を示す図。第5図は本発明のカラー液晶表示
装置の駆動電圧と透過率の関係を示す図。第7図は従来
のガラス基板を用いたカラーフィルター付電極基板の構
造を示す図。 1 ・ ・ ・ ・ 2 ・ ・ ・ ・ 3 ・ ・ ・ ・ R,GS B 4 拳 ・ 幸 ・ 5 ・ ・ ・ ・ 6 ・ ・ ・ ・ 7 ・ ・ 令 ・ 8.9− ・ 10 ・ ・ −・ 11 # ・ ・ ・ 12・ ・ 中 ・ 13 ・ ・ 会 ・ ・ガラス基板 ・平坦化層 ・透明電極パターン ・カラーフィルター ・プラスチック基板 ・ブラックマスク ・表示用の液晶セル ・光学補償用の液晶セル ・ネマチック液晶 ・上偏光板 ・下偏光板 ・バックライト ・リターデーンヨンフィルム 以上 第T図 第4図 第5図
FIG. 1 is a diagram showing the structure of an electrode substrate with a color filter according to the present invention. FIGS. 2 and 3 are diagrams showing an example of the pattern arrangement of color filters of the electrode substrate with color filters of the present invention. 4 and 6 are diagrams showing the structure of the color liquid crystal display device of the present invention. FIG. 5 is a diagram showing the relationship between drive voltage and transmittance of the color liquid crystal display device of the present invention. FIG. 7 is a diagram showing the structure of an electrode substrate with a color filter using a conventional glass substrate. 1 . . . . . 2 . # ・ ・ ・ 12 ・ ・ Medium ・ 13 ・ ・ Meeting ・ ・Glass substrate, flattening layer, transparent electrode pattern, color filter, plastic substrate, black mask, liquid crystal cell for display, liquid crystal cell for optical compensation, nematic liquid crystal・Upper polarizing plate ・Lower polarizing plate ・Backlight ・Retarded film Above T Figure 4 Figure 5

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)染料または顔料をプラスチック基板に浸透させて
カラーフィルターとし、該カラーフィルター上に透明電
極を形成した事を特徴とするカラーフィルター付電極基
板。
(1) An electrode substrate with a color filter, characterized in that a color filter is obtained by impregnating a dye or pigment into a plastic substrate, and a transparent electrode is formed on the color filter.
(2)プラスチック基板に染料または顔料を浸透させる
工程と、該プラスチック基板上に透明電極膜を形成する
工程と、該透明電極膜を所望の形にパターニングする工
程とからなる事を特徴とするカラーフィルター付電極基
板の製造方法。
(2) A color characterized by comprising the steps of permeating a dye or pigment into a plastic substrate, forming a transparent electrode film on the plastic substrate, and patterning the transparent electrode film into a desired shape. A method for manufacturing an electrode substrate with a filter.
(3)染料または顔料をプラスチック基板に浸透させて
カラーフィルターとし、該カラーフィルター上に透明電
極パターンを形成したカラーフィルター付電極基板を用
いて構成した事を特徴とするカラー液晶表示装置。
(3) A color liquid crystal display device characterized in that it is constructed using a color filter-attached electrode substrate in which a dye or pigment is impregnated into a plastic substrate to form a color filter, and a transparent electrode pattern is formed on the color filter.
JP2187536A 1990-07-16 1990-07-16 Electrode substrate with color filter and its manufacture and color liquid crystal display device Pending JPH0473715A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002093240A1 (en) * 2001-05-15 2002-11-21 Fuji Photo Film Co., Ltd. Liquid crystal display device and optical laminate
JP2007091643A (en) * 2005-09-29 2007-04-12 Nippon Nohyaku Co Ltd Antitrichophytial agent for medical use

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