JP2013044897A - Liquid crystal display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、樹脂等で形成される柱状スペーサーを用いてセル厚を制御する液晶表示装置に関する。 The present invention relates to a liquid crystal display device that controls a cell thickness using a columnar spacer formed of a resin or the like.
一般的な液晶表示装置では、上下基板の間隔（セル厚）を維持するために上下基板間にスペーサーを分散して配置する。スペーサーとしては、例えば有機材料等からなる球状スペーサーが広く用いられている。この球状スペーサーは、液晶表示装置の製造過程において、例えば特開２００１−２１８９９号公報（特許文献１）に開示されるような乾式散布法を用いて上下基板間に均等かつランダムに散布される。 In a general liquid crystal display device, spacers are dispersed and arranged between the upper and lower substrates in order to maintain the distance (cell thickness) between the upper and lower substrates. As the spacer, for example, a spherical spacer made of an organic material or the like is widely used. The spherical spacers are evenly and randomly distributed between the upper and lower substrates using a dry spraying method as disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 2001-21899 (Patent Document 1) in the manufacturing process of the liquid crystal display device.
しかし、特に球状スペーサーの粒径が小さくなると、球状スペーサー同士の凝集が発生しやすくなり、複数の球状スペーサーが凝集したままの状態で散布されるようになる。一般的には、上下基板間の間隙（セル厚）を均一にするには球状スペーサーの粒径が小さいほど、すなわちセル厚が小さいほど単位面積当たりのスペーサー散布数を小さくする必要がある。ところが、球状スペーサー同士の凝集した部分があると電圧無印加時あるいは電圧印加時において液晶層の配向不良を誘発し、これに伴う表示品位の低下を招く場合がある。特に、上下基板の上下偏光板のそれぞれの間に視角補償板を配置し、暗表示時の視角特性を改善したノーマリーブラック型の液晶表示装置では、正面観察時における表示品質の低下だけでなく、基板法線方向を基準に極角方向へ観察角度を変えて観察した時における表示品質の低下（光抜け等）が発生し、視角特性の低下を招くおそれがある。 However, especially when the particle size of the spherical spacer is reduced, aggregation between the spherical spacers is likely to occur, and a plurality of spherical spacers are dispersed while being aggregated. In general, in order to make the gap (cell thickness) between the upper and lower substrates uniform, the smaller the particle size of the spherical spacer, that is, the smaller the cell thickness, the smaller the number of spacers sprayed per unit area. However, if there are aggregated portions of spherical spacers, alignment failure of the liquid crystal layer may be induced when no voltage is applied or when a voltage is applied, and the display quality associated therewith may be reduced. In particular, in a normally black type liquid crystal display device in which viewing angle compensation plates are arranged between the upper and lower polarizing plates of the upper and lower substrates to improve the viewing angle characteristics during dark display, not only the display quality deteriorates during front observation When the observation angle is changed in the polar angle direction with respect to the normal direction of the substrate, the display quality is deteriorated (light loss, etc.), and the viewing angle characteristics may be deteriorated.
これに対して、上下基板間の意図した場所に感光性樹脂等からなる柱状スペーサーを設けることによりセル厚を維持する構造の液晶表示装置が提案されている。このような液晶表示装置では、配向不良が発現しないような位置を選んで柱状スペーサーを配置することができるため、表示品位の向上を図ることが可能となる。このような柱状スペーサーは、例えば、矩形状の画素部がマトリクス状に配置されたドットマトリクス型の液晶表示装置に用いられる場合であれば、画素間を遮光するブラックマトリクスの下に配置し、画素部には配置しないことで柱状スペーサーによる光抜けを抑制した構造が広く知られている。 On the other hand, a liquid crystal display device having a structure in which the cell thickness is maintained by providing a columnar spacer made of a photosensitive resin or the like at an intended place between the upper and lower substrates has been proposed. In such a liquid crystal display device, columnar spacers can be arranged at positions where alignment defects do not occur, so that display quality can be improved. Such a columnar spacer is, for example, disposed under a black matrix that blocks light between pixels when used in a dot matrix type liquid crystal display device in which rectangular pixel portions are arranged in a matrix. A structure in which light leakage due to a columnar spacer is suppressed by not arranging in a portion is widely known.
ところで、液晶表示装置の１つの形態として、任意の文字や図案を表示するセグメント表示部のみを有するものや、このセグメント表示部とドットマトリクス表示部とを混在させたものが存在する。この場合、特にセグメント表示部においては１つの文字や図案などの大きさが任意であることから、従来のように表示部外に柱状スペーサーを配置することだけではセル厚を均一にすることが困難である。このようなセル厚の不均一は液晶表示装置の表示品位の低下を招く。したがって、液晶表示装置のセル厚の均一性を確保するためには、上下基板間に柱状スペーサーをより多く設けたいという要望が生じる。このため、セグメント表示部を有する液晶表示装置においては、セグメント表示部内にも柱状スペーサーを配置せざるを得なくなる。 By the way, as one form of the liquid crystal display device, there is a liquid crystal display device having only a segment display portion for displaying an arbitrary character or design, or a mixture of the segment display portion and the dot matrix display portion. In this case, since the size of one character or design is arbitrary in the segment display part, it is difficult to make the cell thickness uniform only by arranging the columnar spacer outside the display part as in the past. It is. Such non-uniform cell thickness causes a reduction in display quality of the liquid crystal display device. Therefore, in order to ensure the uniformity of the cell thickness of the liquid crystal display device, there is a demand for providing more columnar spacers between the upper and lower substrates. For this reason, in a liquid crystal display device having a segment display section, columnar spacers must be arranged in the segment display section.
しかしながら、セグメント表示部内に柱状スペーサーを配置した場合には、正面観察時において明表示としたセグメント表示部内に柱状スペーサーに起因する暗部が生じ、この暗部が外観上無視できない状態となって液晶表示装置の表示品位を低下させるおそれがある。また、暗表示としたセグメント表示部内においても、基板法線から極角方向に対して斜めから観察したときに柱状スペーサーに起因する光抜けが発生し、液晶表示装置の表示品位を低下させるおそれがある。 However, when a columnar spacer is arranged in the segment display portion, a dark portion due to the columnar spacer is generated in the segment display portion that is brightly displayed during front observation, and this dark portion cannot be ignored in appearance. There is a risk of degrading the display quality. In addition, even in the segment display portion that is darkly displayed, light leakage due to the columnar spacer occurs when observed obliquely with respect to the polar direction from the substrate normal line, which may reduce the display quality of the liquid crystal display device. is there.
本発明に係る具体的態様は、セル厚均一性を保ちつつ表示品位を向上させることが可能な液晶表示装置を提供することを他の目的の１つとする。 A specific aspect of the present invention has another object to provide a liquid crystal display device capable of improving display quality while maintaining cell thickness uniformity.
本発明に係る一態様の液晶表示装置は、（ａ）対向配置された第１基板及び第２基板と、（ｂ）前記第１基板の一面側に設けられた第１電極と、（ｃ）前記第２基板の一面側に設けられた第２電極と、（ｄ）前記第１基板と前記第２基板の間に設けられた液晶層と、（ｅ）それぞれが前記第１基板と前記第２基板の間に配置された複数の第１柱状スペーサー及び複数の第２柱状スペーサーを備え、（ｆ）前記第１基板と前記第２基板の重なる領域内には、前記第１電極と前記第２電極が重なる部分である表示部及び前記第１電極と前記第２電極が重ならない部分若しくは前記第１電極と前記第２電極がともに存在しない部分である非表示部を有する有効表示領域が設けられており、（ｇ）前記複数の第１柱状スペーサーは前記表示部に配置され、前記複数の第２柱状スペーサーは前記非表示部に配置され、（ｈ）前記複数の第１柱状スペーサーと前記複数の第２柱状スペーサーとは、互いの配置パターンが異なり、かつ互いの平面視における単位面積当たりのスペーサー専有面積が略等しい、ことを特徴とする液晶表示装置である。 A liquid crystal display device according to an aspect of the present invention includes: (a) a first substrate and a second substrate which are disposed to face each other; (b) a first electrode provided on one surface side of the first substrate; and (c). A second electrode provided on one side of the second substrate; (d) a liquid crystal layer provided between the first substrate and the second substrate; and (e) each of the first substrate and the first substrate. A plurality of first columnar spacers and a plurality of second columnar spacers disposed between two substrates, and (f) in the region where the first substrate and the second substrate overlap, the first electrode and the first substrate There is provided an effective display region having a display portion in which two electrodes overlap and a non-display portion in which the first electrode and the second electrode do not overlap or a portion in which neither the first electrode nor the second electrode exists (G) the plurality of first columnar spacers are disposed on the display unit. The plurality of second columnar spacers are arranged in the non-display portion, and (h) the plurality of first columnar spacers and the plurality of second columnar spacers have different arrangement patterns and have a plan view of each other. The liquid crystal display device is characterized in that the area occupied by the spacer per unit area is substantially equal.
上記の液晶表示装置によれば、表示部と非表示部のそれぞれに配置される柱状スペーサーの単位面積当たりのスペーサー専有面積を略等しく保つことでセル厚均一性を保つことが可能であり、かつ表示部と非表示部のそれぞれに配置される柱状スペーサーの配置パターンを異ならせることにより柱状スペーサーに起因する暗部や光抜けの発生を抑え、表示品質を向上させることが可能となる。 According to the above liquid crystal display device, it is possible to maintain cell thickness uniformity by keeping the spacer exclusive area per unit area of the columnar spacers arranged in each of the display portion and the non-display portion, and By making the arrangement pattern of the columnar spacers arranged in the display unit and the non-display unit different from each other, it is possible to suppress the occurrence of dark portions and light leakage due to the columnar spacers and improve the display quality.
上記の液晶表示装置においては、例えば、前記複数の第１柱状スペーサーの各々の平面視における面積よりも前記複数の第２柱状スペーサーの各々の平面視における面積が相対的に大きいことが好ましい。 In the above liquid crystal display device, for example, it is preferable that the area of each of the plurality of second columnar spacers in plan view is relatively larger than the area of each of the plurality of first columnar spacers in plan view.
それにより、表示部における暗部や光抜けの発生をより視認されにくくすることができる。 Thereby, it is possible to make the occurrence of dark portions and light leakage in the display portion less visible.
上記の液晶表示装置においては、少なくとも前記複数の第１柱状スペーサーは、隣り合う列及び／又は行の各第１柱状スペーサー同士が互い違い（千鳥状）に配列していることも好ましい。なお、複数の第２柱状スペーサーも同様に配列していてもよい。 In the above-described liquid crystal display device, it is also preferable that at least the plurality of first columnar spacers have the first columnar spacers in adjacent columns and / or rows arranged alternately (staggered). A plurality of second columnar spacers may be arranged in the same manner.
これにより、近接する柱状スペーサー同士の相互間距離をより大きく確保することができるので、暗部や光抜けがライン状に視認される現象を抑制しやすくなる。 Thereby, since the distance between the adjacent columnar spacers can be ensured to be larger, it is easy to suppress a phenomenon in which dark portions and light leakage are visually recognized in a line shape.
上記の液晶表示装置においては、さらに、前記複数の第１柱状スペーサーの前記列及び前記行の各々の延在方向は、前記有効表示領域の上下方向及び左右方向のいずれとも直交せず平行でもないことも好ましい。 In the above liquid crystal display device, the extending direction of each of the columns and the rows of the plurality of first columnar spacers is not perpendicular to or parallel to any of the vertical direction and the horizontal direction of the effective display area. It is also preferable.
これにより、有効表示領域の上下方向、左右方向のいずれにおいても、近接する柱状スペーサーが存在しないか、仮に存在しても相互間距離が大きくなるので、暗部や光抜けがライン状に視認される現象をさらに抑制しやすくなる。 As a result, in either the vertical direction or the horizontal direction of the effective display area, there is no adjacent columnar spacer, or even if it exists, the distance between them increases, so that dark portions and light leakage are visually recognized in a line shape. It becomes easier to suppress the phenomenon.
また、上記の液晶表示装置において、少なくとも前記複数の第１柱状スペーサーは、前記有効表示領域の平面視における全方向に対しても、近接する２つの第１柱状スペーサーの位置を結ぶ仮想線上に、他の１つの第１柱状スペーサーの位置が重ならず若しくは前記近接する２つの第１スペーサーの相互間距離とは異なる距離で重なることも好ましい。 Further, in the above liquid crystal display device, at least the plurality of first columnar spacers are on a virtual line connecting the positions of the two adjacent first columnar spacers in all directions in a plan view of the effective display area. It is also preferable that the position of the other one first columnar spacer does not overlap or overlaps at a distance different from the distance between the two adjacent first spacers.
これにより、どのような観察角度から観察した際にも、暗部や光抜けがライン状に視認される現状を回避することができる。 As a result, it is possible to avoid the current situation in which dark portions and light loss are visually recognized in a line shape when observed from any observation angle.
本発明に係る一態様の製造方法は、上記した液晶表示装置に用いられる柱状スペーサーの製造方法であって、（ａ）前記第１基板又は前記第２基板の一面に感光性樹脂膜を形成する第１工程と、（ｂ）前記複数の第１柱状スペーサー及び前記複数の第２柱状スペーサーに対応した全体遮光パターンを有するフォトマスクを介して前記感光性樹脂膜を露光する第２工程と、（ｃ）露光された前記感光性樹脂膜を現像する第３工程を含み、（ｄ）前記フォトマスクは、前記複数の第１柱状スペーサーに対応する単位面積当たりの第１遮光パターンを前記有効表示領域に相当する領域内に規則的に配置して当該配置された第１遮光パターンと前記表示部の平面視形状との論理積をとることにより前記表示部に相当する領域内に前記第１遮光パターンを配置し、かつ、前記複数の第２柱状スペーサーに対応する単位面積当たりの第２遮光パターンを前記有効表示領域に相当する領域内に規則的に配置して当該配置された第２遮光パターンと前記表示部の平面視形状との否定論理積をとることにより前記非表示部に相当する領域内に前記第２遮光パターンを配置することによって前記全体遮光パターンが決定された、ことを特徴とする柱状スペーサーの製造方法である。 A manufacturing method according to one aspect of the present invention is a manufacturing method of a columnar spacer used in the above-described liquid crystal display device, and (a) a photosensitive resin film is formed on one surface of the first substrate or the second substrate. (B) a second step of exposing the photosensitive resin film through a photomask having an overall light shielding pattern corresponding to the plurality of first columnar spacers and the plurality of second columnar spacers; c) includes a third step of developing the exposed photosensitive resin film, and (d) the photomask displays a first light-shielding pattern per unit area corresponding to the plurality of first columnar spacers in the effective display area. The first light-shielding pattern is arranged in the region corresponding to the display unit by taking a logical product of the first light-shielding pattern arranged in a region corresponding to the above and the planar view shape of the display unit. And arranging the second light-shielding pattern per unit area corresponding to the plurality of second columnar spacers regularly in an area corresponding to the effective display area, and the arranged second light-shielding pattern and the A columnar shape characterized in that the overall light-shielding pattern is determined by disposing the second light-shielding pattern in a region corresponding to the non-display part by taking a negative logical product with a planar view shape of the display part. It is a manufacturing method of a spacer.
上記の製造方法によれば、表示部と非表示部のそれぞれで異なる配置パターンとされた柱状スペーサーを容易に製造することが可能となる。また、この製造方法を用いることで上記した本発明に係る液晶表示装置の製造工程を簡素化することが可能となる。 According to said manufacturing method, it becomes possible to manufacture easily the columnar spacer made into the different arrangement pattern in each of a display part and a non-display part. Further, by using this manufacturing method, the manufacturing process of the liquid crystal display device according to the present invention described above can be simplified.
以下に、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図１は、一実施形態の液晶表示装置を模式的に示す正面図（平面図）である。図１に示す本実施形態の液晶表示装置は、上下基板間に配置された液晶層内の液晶分子が電圧無印加時において各基板に対してほぼ垂直に配向する垂直配向型の液晶表示装置であり、上下基板を挟んで配置される各偏光板をクロスニコル配置としたノーマリーブラックモードを採用している。本実施形態の液晶表示装置は、任意の画像表示を行うための有効表示領域１と、この有効表示領域１内に設けられたセグメント表示部２ａ、ドットマトリクス表示部２ｂおよび非表示部２ｃと、上下基板の間の液晶層を封止するために上下基板の周縁に沿って環状に設けられたシール材３と、外部から駆動信号を供給するための端子部４を備えている。端子部４は、上下基板のいずれか一方の端部に設けられている。 FIG. 1 is a front view (plan view) schematically showing a liquid crystal display device according to an embodiment. The liquid crystal display device of this embodiment shown in FIG. 1 is a vertical alignment type liquid crystal display device in which liquid crystal molecules in a liquid crystal layer disposed between upper and lower substrates are aligned substantially perpendicularly to each substrate when no voltage is applied. In addition, a normally black mode is adopted in which the polarizing plates arranged across the upper and lower substrates are arranged in a crossed Nicols arrangement. The liquid crystal display device according to the present embodiment includes an effective display area 1 for displaying an arbitrary image, a segment display unit 2a, a dot matrix display unit 2b, and a non-display unit 2c provided in the effective display area 1. In order to seal the liquid crystal layer between the upper and lower substrates, a sealing material 3 provided in an annular shape along the periphery of the upper and lower substrates and a terminal portion 4 for supplying a drive signal from the outside are provided. The terminal portion 4 is provided at one end of the upper and lower substrates.
図２は、図１に示す液晶表示装置の断面構造の一例を示す部分断面図である。図２に示す部分断面図は上述した図１に示すII−II線に対応する断面構造を示したものである。図２に示す構成例の液晶表示装置は、対向配置された上側基板（第１基板）１１および下側基板（第２基板）１２と、両基板の間に配置された液晶層１７を基本構成として備える。 FIG. 2 is a partial cross-sectional view showing an example of the cross-sectional structure of the liquid crystal display device shown in FIG. The partial cross-sectional view shown in FIG. 2 shows a cross-sectional structure corresponding to the line II-II shown in FIG. The basic configuration of the liquid crystal display device of the configuration example shown in FIG. 2 includes an upper substrate (first substrate) 11 and a lower substrate (second substrate) 12 that are disposed to face each other, and a liquid crystal layer 17 that is disposed between the two substrates. Prepare as.
上側基板１１および下側基板１２は、それぞれ、例えばガラス基板、プラスチック基板等の透明基板である。図示のように、上側基板１１と下側基板１２は、上側電極１３ａと下側電極１４ａ、上側電極１３ｂと下側電極１４ｂのそれぞれが対向するようにして、所定の間隙（例えば４μｍ程度）を設けて貼り合わされている。上側基板１１と下側基板１２の間隙は、両基板間に配置された複数の柱状スペーサー１８ａ、１８ｂおよびシール材３に混入された球状スペーサーによって保持される。 Each of the upper substrate 11 and the lower substrate 12 is a transparent substrate such as a glass substrate or a plastic substrate. As shown, the upper substrate 11 and the lower substrate 12 have a predetermined gap (for example, about 4 μm) so that the upper electrode 13a and the lower electrode 14a, and the upper electrode 13b and the lower electrode 14b face each other. It is provided and pasted. A gap between the upper substrate 11 and the lower substrate 12 is held by a plurality of columnar spacers 18 a and 18 b disposed between the two substrates and a spherical spacer mixed in the sealing material 3.
上側電極１３ａおよび上側電極１３ｂは、それぞれ上側基板１１の一面側に設けられている。同様に、下側電極１４ａおよび下側電極１４ｂは、下側基板１２の一面側に設けられている。上側電極１３ａ、１３ｂおよび下側電極１４ａ、１４ｂは、それぞれ例えばインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）などの透明導電膜を適宜パターニングすることによって構成されている。これらを介して外部の駆動回路（図示省略）から液晶層１７に駆動信号が供給される。 The upper electrode 13a and the upper electrode 13b are provided on one surface side of the upper substrate 11, respectively. Similarly, the lower electrode 14 a and the lower electrode 14 b are provided on one surface side of the lower substrate 12. The upper electrodes 13a and 13b and the lower electrodes 14a and 14b are configured by appropriately patterning a transparent conductive film such as indium tin oxide (ITO), for example. Via these, a driving signal is supplied to the liquid crystal layer 17 from an external driving circuit (not shown).
上側電極１３ａと下側電極１４ａは、互いが重なった領域が所望の文字や図案を表すセグメント表示部２ａを形作るように形成されている。また、上側電極１３ｂは、紙面の左右方向に対応する第１方向に延在するストライプ形状に形成され、下側電極１４ｂは、上記の第１方向と直交する第２方向に延在するストライプ形状に形成されている。そして、上側電極１３ｂと下側電極１４ｂが互いに交差した領域のそれぞれが矩形状のドットマトリクス表示部２ｂを構成する。 The upper electrode 13a and the lower electrode 14a are formed such that a region where the electrodes overlap with each other forms a segment display portion 2a representing a desired character or design. The upper electrode 13b is formed in a stripe shape extending in a first direction corresponding to the left-right direction of the paper surface, and the lower electrode 14b is a stripe shape extending in a second direction orthogonal to the first direction. Is formed. And each of the area | region where the upper side electrode 13b and the lower side electrode 14b cross | intersected each comprises the rectangular dot matrix display part 2b.
配向膜１５は、上側基板１１の一面側に、上側電極１３ａ、１３ｂを覆うようにして設けられている。同様に、配向膜１６は、下側基板１２の一面側に、下側電極１４ａ、１４ｂを覆うようにして設けられている。これらの配向膜１５、１６は、液晶層１７の配向状態を規制するものである。例えば、本実施形態では配向膜１５、１６として垂直配向膜を用いる。各配向膜１５、１６にはラビング処理等の一軸配向処理が施されており、かつその配向処理の方向が互い違い（アンチパラレル）となるように配置されている。なお、配向膜１５、１６のいずれか一方のみに一軸配向処理を行うようにしてもよく、その場合は、柱状スペーサー１８ａ、１８ｂを形成しない基板の配向膜に一軸配向処理を行うことが好ましい。 The alignment film 15 is provided on one surface side of the upper substrate 11 so as to cover the upper electrodes 13a and 13b. Similarly, the alignment film 16 is provided on one surface side of the lower substrate 12 so as to cover the lower electrodes 14a and 14b. These alignment films 15 and 16 regulate the alignment state of the liquid crystal layer 17. For example, in this embodiment, vertical alignment films are used as the alignment films 15 and 16. Each of the alignment films 15 and 16 is subjected to a uniaxial alignment process such as a rubbing process, and is arranged so that the direction of the alignment process is alternate (anti-parallel). Note that uniaxial alignment treatment may be performed on only one of the alignment films 15 and 16, and in that case, it is preferable to perform uniaxial alignment treatment on the alignment film of the substrate on which the columnar spacers 18a and 18b are not formed.
液晶層１７は、上側基板１１と下側基板１２の間に設けられている。本実施形態においては、誘電率異方性Δεが負の液晶材料を用いて液晶層１７が構成される。液晶層１７に図示された太線は、液晶層１７における液晶分子の配向方向を模式的に示したものである。本実施形態の液晶層１７は、電圧無印加時における液晶分子の配向方向が上側基板１１および下側基板１２の各基板面に対してわずかなプレティルト角を有して略垂直に配向する垂直配向モードに設定されている。 The liquid crystal layer 17 is provided between the upper substrate 11 and the lower substrate 12. In the present embodiment, the liquid crystal layer 17 is configured using a liquid crystal material having a negative dielectric anisotropy Δε. The thick line shown in the liquid crystal layer 17 schematically shows the alignment direction of the liquid crystal molecules in the liquid crystal layer 17. The liquid crystal layer 17 of the present embodiment has a vertical alignment in which the alignment direction of liquid crystal molecules when no voltage is applied has a slight pretilt angle with respect to the substrate surfaces of the upper substrate 11 and the lower substrate 12 and is aligned substantially perpendicularly. The mode is set.
柱状スペーサー１８ａ、１８ｂの各々は、上側基板１１と下側基板１２のいずれか一方（例えば、上側基板１１）に固着して設けられており、上側基板１１と下側基板１２の間隙を保つ機能を果たす。図示のように、柱状スペーサー１８ａは有効表示領域１のセグメント表示部２ａおよびドットマトリクス表示部２ｂにそれぞれ複数配置され、柱状スペーサー１８ｃは非表示部２ｃに複数配置されている。柱状スペーサー１８ａ、１８ｂは、それぞれが平面視において矩形状、ひし形状、円形状、楕円形状等に形成されており、有効表示領域１内に分散配置されている。図２に示すように、柱状スペーサー１８ａと柱状スペーサー１８ｂは、その大きさが相互に異なっている。これらの詳細については更に後述する。 Each of the columnar spacers 18a and 18b is fixed to one of the upper substrate 11 and the lower substrate 12 (for example, the upper substrate 11) and has a function of maintaining a gap between the upper substrate 11 and the lower substrate 12. Fulfill. As shown in the figure, a plurality of columnar spacers 18a are arranged in each of the segment display unit 2a and the dot matrix display unit 2b of the effective display area 1, and a plurality of columnar spacers 18c are arranged in the non-display unit 2c. Each of the columnar spacers 18 a and 18 b is formed in a rectangular shape, a rhombus shape, a circular shape, an elliptical shape, or the like in a plan view, and is distributed in the effective display area 1. As shown in FIG. 2, the columnar spacer 18a and the columnar spacer 18b have different sizes. Details of these will be described later.
上側偏光板１９は、上側基板１１の外側に配置されている。同様に、下側偏光板２１は、下側基板１２の外側に配置されている。上側偏光板１９と下側偏光板２１は、各々の吸収軸が互いに略直交するように配置されている。また、上側偏光板１９と下側偏光板２１の各吸収軸は、配向処理の方向に対応して定義される液晶層１７の層厚方向の略中央における液晶分子の配向方向に対して略４５°の角度をなす位置に設定される。なお、各偏光板と各基板との間には適宜Ｃプレート等の光学補償板が配置されてもよい。例えば本実施形態では、上側基板１１と上側偏光板１９の間、下側基板１２と下側偏光板２２の間のそれぞれに光学補償板２０、２２が配置されている。 The upper polarizing plate 19 is disposed outside the upper substrate 11. Similarly, the lower polarizing plate 21 is disposed outside the lower substrate 12. The upper polarizing plate 19 and the lower polarizing plate 21 are arranged so that their absorption axes are substantially orthogonal to each other. The absorption axes of the upper polarizing plate 19 and the lower polarizing plate 21 are approximately 45 with respect to the alignment direction of the liquid crystal molecules at the approximate center in the layer thickness direction of the liquid crystal layer 17 defined corresponding to the direction of the alignment treatment. It is set at a position that makes an angle of °. An optical compensation plate such as a C plate may be appropriately disposed between each polarizing plate and each substrate. For example, in the present embodiment, optical compensation plates 20 and 22 are disposed between the upper substrate 11 and the upper polarizing plate 19 and between the lower substrate 12 and the lower polarizing plate 22, respectively.
次に、図２に示した断面構造を有する液晶表示装置の製造方法の一例を説明する。 Next, an example of a method for manufacturing a liquid crystal display device having the cross-sectional structure shown in FIG. 2 will be described.
まず、上側電極１３ａ等を有する上側基板１１、下側電極１４ａ等を有する下側基板１２をそれぞれ作製する。具体的には、片面が研磨処理され、その表面にＳｉＯ２アンダーコートが施された後、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）からなる透明電極が成膜された一対のガラス基板を用意する。これらのガラス基板の透明電極に対してフォトリソグラフィー工程及びエッチング工程を行うことにより所望の形状にパターニングする。なお、本実施例では省略しているが、必要に応じて、パターニングされた透明電極の一部表面上にＳｉＯ２などによる絶縁層を形成してもよい。 First, the upper substrate 11 having the upper electrode 13a and the like, and the lower substrate 12 having the lower electrode 14a and the like are manufactured. Specifically, a pair of glass substrates on which a transparent electrode made of ITO (indium tin oxide) is formed after one surface is polished and a SiO 2 undercoat is applied to the surface is prepared. The transparent electrode of these glass substrates is patterned into a desired shape by performing a photolithography process and an etching process. Although omitted in this embodiment, if necessary, an insulating layer made of SiO 2 or the like may be formed on a part of the surface of the patterned transparent electrode.
次に、上側基板１１（もしくは下側基板１２）の一面上に、感光性樹脂を用いて柱状スペーサー１８ａ、１８ｂを形成する。例えば、透明ネガ型感光性樹脂材料を上側基板１１の一面上に滴下し、この上側基板１１をスピンナーにて３０秒間ほど回転させることにより、透明ネガ型感光性樹脂材料を基板全面に塗布する。その後、これをホットプレート上で１００℃、１２０秒間の条件で仮焼成する。なお、樹脂膜の膜厚はスピンナーの回転数を変えることにより略０．５μｍ〜５μｍ程度まで制御できる。仮焼成した樹脂膜に対して、所望の柱状スペーサー１８ａ、１８ｂに対応する遮光パターン（全体遮光パターン）を有するフォトマスクを介して、高圧水銀ランプを光源とする密着露光機にて紫外線を照射する。この露光は、フォトマスクと樹脂塗布面とを略密着させた状態で行う。その後、濃度１％の水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液に上側基板１１を浸漬することにより樹脂膜の現像を行い、次いで純水にてリンスする。基板乾燥後、クリーンオーブン内にて２２０℃、３０分間の条件で本焼成することにより、上側基板１１の一面上に各柱状スペーサー１８ａ、１８ｂが完成する。 Next, columnar spacers 18a and 18b are formed on one surface of the upper substrate 11 (or the lower substrate 12) using a photosensitive resin. For example, the transparent negative photosensitive resin material is dropped on one surface of the upper substrate 11, and the upper substrate 11 is rotated by a spinner for about 30 seconds to apply the transparent negative photosensitive resin material to the entire surface of the substrate. Thereafter, this is temporarily fired on a hot plate at 100 ° C. for 120 seconds. The film thickness of the resin film can be controlled to about 0.5 μm to 5 μm by changing the rotation speed of the spinner. The pre-baked resin film is irradiated with ultraviolet rays by a contact exposure machine using a high-pressure mercury lamp as a light source through a photomask having a light-shielding pattern (overall light-shielding pattern) corresponding to desired columnar spacers 18a and 18b. . This exposure is performed in a state in which the photomask and the resin-coated surface are in close contact with each other. Then, the resin film is developed by immersing the upper substrate 11 in a tetramethylammonium hydroxide aqueous solution having a concentration of 1%, and then rinsed with pure water. After the substrate is dried, the columnar spacers 18 a and 18 b are completed on one surface of the upper substrate 11 by performing main firing in a clean oven at 220 ° C. for 30 minutes.
次に、上側基板１１および下側基板１２をそれぞれ弱アルカリ溶液および純水にてブラシ洗浄後、基板乾燥し、低圧水銀ランプまたは酸素キャリアを用いた大気圧プラズマ等によるドライ洗浄を行う。次に、各基板にフレキソ印刷法にて所望パターンの配向膜を塗布し、クリーンオーブン内にて９０℃で約５分間の条件で仮焼成し、さらに１６０℃〜２８０℃で３０〜６０分間の条件で本焼成する。その後、配向膜に対して一軸配向処理の１つであるラビング処理を行う。液晶層の動作モード等により、ラビング処理は上側基板１１と下側基板１２のいずれか一方、または双方に対して行われる。一方のみにラビング処理を行う場合には、柱状スペーサー１８ａ、１８ｂが存在しない下側基板１２の配向膜に対して行うことが好ましい。 Next, the upper substrate 11 and the lower substrate 12 are brush-washed with a weak alkaline solution and pure water, respectively, and then dried, followed by dry cleaning using atmospheric pressure plasma or the like using a low-pressure mercury lamp or an oxygen carrier. Next, an alignment film having a desired pattern is applied to each substrate by a flexographic printing method, pre-baked in a clean oven at 90 ° C. for about 5 minutes, and further at 160 ° C. to 280 ° C. for 30 to 60 minutes. The main firing is performed under the conditions. Thereafter, a rubbing process which is one of the uniaxial alignment processes is performed on the alignment film. Depending on the operation mode of the liquid crystal layer or the like, the rubbing process is performed on one or both of the upper substrate 11 and the lower substrate 12. When the rubbing process is performed only on one side, it is preferably performed on the alignment film of the lower substrate 12 where the columnar spacers 18a and 18b are not present.
次いで、一方の基板（例えば上側基板１１）に、例えばスクリーン印刷法によってシール材３を形成する。シール材３は、液晶表示装置の外形よりわずかに小さい枠状に形成される。このシール材３には、柱状スペーサー１８ａ、１８ｂの高さよりも小さい径の球状またはファイバー状のスペーサーと、両基板間を導通させるための柱状スペーサー１８ａ、１８ｂの高さよりも大きい径の球状導電性粒子が混入されている。シール材３を形成した後、上側基板１１と下側基板１２を貼り合わせて熱圧着することによりシール材３を固着させる。熱圧着の条件は、例えば１２０℃で１時間とする。 Next, the sealing material 3 is formed on one substrate (for example, the upper substrate 11) by, for example, a screen printing method. The sealing material 3 is formed in a frame shape slightly smaller than the outer shape of the liquid crystal display device. The sealing material 3 has a spherical or fiber-shaped spacer having a diameter smaller than the height of the columnar spacers 18a and 18b and a spherical conductive having a diameter larger than the height of the columnar spacers 18a and 18b for conducting between the two substrates. Particles are mixed in. After the sealing material 3 is formed, the upper substrate 11 and the lower substrate 12 are bonded and thermocompression bonded to fix the sealing material 3. The thermocompression bonding conditions are, for example, 120 ° C. and 1 hour.
次いで、真空注入法等の方法によって、上側基板１１と下側基板１２の間隙に液晶材料（誘電率異方性Δε＜０のもの）を注入し、当該注入に用いた注入口を紫外線硬化樹脂等によって封止した後に、焼成する（例えば１２０℃、６０分間）。これにより液晶層１７が形成される。 Next, a liquid crystal material (with a dielectric anisotropy Δε <0) is injected into the gap between the upper substrate 11 and the lower substrate 12 by a method such as vacuum injection, and the injection port used for the injection is an ultraviolet curable resin. After sealing by such as, baking is performed (for example, 120 ° C., 60 minutes). Thereby, the liquid crystal layer 17 is formed.
その後、上側基板１１および下側基板１２を貼り合わせて得られたセルを中性洗剤等で浸漬洗浄し、さらに純水でリンスし、乾燥させる。そして、上側基板１１の外側に上側偏光板１９および光学補償板２０を貼り合わせ、かつ下側基板１２の外側に下側偏光板２１および光学補償板２２を貼り合わせる。上側偏光板１９と下側偏光板２１のそれぞれは、例えば、液晶層１７の略中央における液晶分子の配向方向に対して略４５°の角度を有し、かつ互いの吸収軸が直交配置とされる。光学補償板２０、２２としては、負の一軸光学異方性または負の二軸光学異方性を有する視角補償板が用いられる。最後に、端子部４にフレキシブル基板またはリードフレームを適宜に取り付けることにより液晶表示装置が完成する。 Thereafter, the cell obtained by bonding the upper substrate 11 and the lower substrate 12 is dipped and washed with a neutral detergent or the like, rinsed with pure water, and dried. Then, the upper polarizing plate 19 and the optical compensation plate 20 are bonded to the outside of the upper substrate 11, and the lower polarizing plate 21 and the optical compensation plate 22 are bonded to the outer side of the lower substrate 12. Each of the upper polarizing plate 19 and the lower polarizing plate 21 has, for example, an angle of about 45 ° with respect to the alignment direction of the liquid crystal molecules at the approximate center of the liquid crystal layer 17, and the absorption axes thereof are arranged orthogonally. The As the optical compensation plates 20 and 22, a viewing angle compensation plate having negative uniaxial optical anisotropy or negative biaxial optical anisotropy is used. Finally, a liquid crystal display device is completed by appropriately attaching a flexible substrate or a lead frame to the terminal portion 4.
次に、上側基板１１と下側基板１２の相互間距離（すなわちセル厚）と柱状スペーサーの配置面積との関係（面積依存性）について説明する。 Next, the relationship (area dependency) between the distance between the upper substrate 11 and the lower substrate 12 (that is, the cell thickness) and the arrangement area of the columnar spacers will be described.
本実施形態の液晶表示装置では、上側基板１１と下側基板１２の間隙を保つために両基板間に柱状スペーサー１８ａ、１８ｂが設けられる。このとき、各柱状スペーサー１８ａ、１８ｂの配置方法によりセル厚の大きさやその均一性が影響を受けると考えられる。そこで本願発明者らは、柱状スペーサーの高さを略４．５μｍの設定値として液晶表示装置を作製した場合における、基板面全体面積に対するスペーサー配置面積の割合を変化させた場合のセル厚を評価した。なお、セル厚については基板面内の複数のポイントで測定し、その平均値、及びばらつきを評価した。また、基板面やスペーサーについての「面積」とは基板面を平面視において計測した面積である（以降も同様）。 In the liquid crystal display device of this embodiment, columnar spacers 18a and 18b are provided between both substrates in order to maintain a gap between the upper substrate 11 and the lower substrate 12. At this time, it is considered that the size and uniformity of the cell thickness are influenced by the arrangement method of the columnar spacers 18a and 18b. Therefore, the inventors of the present application evaluated the cell thickness when the ratio of the spacer arrangement area to the total area of the substrate surface was changed when the liquid crystal display device was manufactured with the columnar spacer height set to about 4.5 μm. did. The cell thickness was measured at a plurality of points in the substrate surface, and the average value and variation were evaluated. Further, the “area” for the substrate surface and the spacer is an area measured in plan view of the substrate surface (the same applies hereinafter).
柱状スペーサーを形成するためのフォトマスクは矩形状の開口部が周期的に配置されたパターンを有しており、周期間隔や矩形状開口部の上下左右アスペクト比を変化させることにより配置面積の割合を変化させた。液晶表示装置のサイズは、上側基板１１と下側基板１２の重なり合う領域が６０ｍｍ×４２ｍｍであり、シール枠内は約５８ｍｍ×４０ｍｍである。本測定においてはシール枠内に配置されたスペーサーの総面積をシール枠内の面積で割った（除算した）ものをスペーサー配置面積の割合とした。配向膜としては垂直配向膜を用い、プレティルト角が略８９．９°のアンチパラレル配向になるよう各基板に対してラビング処理を行った。液晶層１７を構成する液晶材料としてはΔｎが略０．２２でΔεが負の値のものを用いた。シール枠内の面内の複数の個所を周期的間隔で測定スポットとし、法線を基準にして極角±３０°観察時のリタデーション測定によりセル厚を算出した。 The photomask for forming the columnar spacer has a pattern in which rectangular openings are periodically arranged, and the ratio of the arrangement area by changing the periodic interval and the vertical and horizontal aspect ratios of the rectangular openings Changed. As for the size of the liquid crystal display device, the overlapping area of the upper substrate 11 and the lower substrate 12 is 60 mm × 42 mm, and the inside of the seal frame is about 58 mm × 40 mm. In this measurement, the ratio of the spacer arrangement area was obtained by dividing (dividing) the total area of the spacers arranged in the seal frame by the area in the seal frame. A vertical alignment film was used as the alignment film, and each substrate was rubbed so as to have an antiparallel alignment with a pretilt angle of about 89.9 °. As the liquid crystal material constituting the liquid crystal layer 17, a material having Δn of about 0.22 and a negative value of Δε was used. The cell thickness was calculated by measuring retardation at a polar angle of ± 30 ° with respect to the normal as a plurality of locations in the surface within the seal frame at periodic intervals.
図３は、セル厚のスペーサー配置面積依存性を示す図である。図３において、１つの面積比条件におけるセル厚ばらつきより分散σを算出し、その平均セル厚ｄと３σの半分を加算、減算したプロットの３種類が示されている。図３を見てみると、セル厚は面積比０．０１以下（スペーサー配置面積の割合１％以下）では急激に変化しており、略０．０３（３％）程度まで緩やかな変化が続き、それ以上ではさらに緩やかな変化が続き、やがてある値へ漸近する傾向がみられる。各プロットは以下の（１）式によって近似することが可能であり、３種類のプロットに対する近似曲線を図中に示した。
セル厚＝ｄ＋ａlog(面積比)＋ｂlog(面積比)２＋ｃlog(面積比)３ …（１）
FIG. 3 is a diagram showing the dependence of the cell thickness on the spacer arrangement area. FIG. 3 shows three types of plots in which the variance σ is calculated from the cell thickness variation under one area ratio condition, and the average cell thickness d and half of 3σ are added and subtracted. As shown in FIG. 3, the cell thickness rapidly changes when the area ratio is 0.01 or less (the ratio of the spacer arrangement area is 1% or less) and continues to gradually change to about 0.03 (3%). Above that, the gradual change continues and eventually tends to asymptotically reach a certain value. Each plot can be approximated by the following equation (1), and approximate curves for three types of plots are shown in the figure.
Cell thickness = d + alog (area ratio) + blog (area ratio) 2 + clog (area ratio) 3 (1)
図４に、各プロットの（１）式におけるパラメータａ，ｂ，ｃ，ｄを示す。ここで、ｄは面積比が増大した際に漸近する目安になる数値である。本検討においては、柱状スペーサーの単体を触針式段差計で測定した場合は略４．５μｍ±０．１μｍであったが、近似式からはこれよりも低い略４．２９μｍ±０．０６μｍ程度であることが分かった。分散σの大きさは面積比が低い、すなわちセル厚が薄い領域ではかなり大きく、面積比０．０２程度で３σは０．６以下、面積比０．０３程度で３σは０．３以下程度になる傾向が観察された。したがって良好なセル厚均一性が得られるのは面積比０．０２（２％）以上より好ましくは０．０３（３％）以上の領域であると考えられる。 FIG. 4 shows parameters a, b, c, and d in the equation (1) of each plot. Here, d is a numerical value that becomes a guide asymptotically when the area ratio increases. In this study, when a single columnar spacer was measured with a stylus type step meter, it was about 4.5 μm ± 0.1 μm, but from the approximate formula, it is about 4.29 μm ± 0.06 μm, which is lower than this. It turns out that. The size of the dispersion σ is low in the area ratio, that is, considerably large in the region where the cell thickness is thin, the area ratio is about 0.02, 3σ is 0.6 or less, the area ratio is about 0.03, and 3σ is about 0.3 or less. A tendency to be observed was observed. Therefore, it is considered that good cell thickness uniformity is obtained in an area ratio of 0.02 (2%) or more, more preferably 0.03% (3%) or more.
次に、上記した評価結果に基づく各柱状スペーサー１８ａ、１８ｂの好適な配置方法について説明する。 Next, a preferred arrangement method of the columnar spacers 18a and 18b based on the above evaluation results will be described.
従来のドットマトリクス表示部を備えた液晶表示装置に対する柱状スペーサーの配置は液晶表示装置の左右上下の各方向に対して規則的に配置された複数の画素間に配置することにより、明表示時における画素部内の配向均一性向上や実効開口率向上に貢献する。しかし、セグメント表示部を備えた液晶表示装置の場合、各画素部は表示意匠に対応して大きさや面積が異なり、画素部内に柱状スペーサーを配置しなければセル厚均一性が確保できない場合が考えられる。例えば図２に示すような意匠（図案）「ＡＵＴＯ」を表示するセグメント表示部２ａを備えた液晶表示装置の場合、液晶表示装置の面内に観察者から直接観察可能な領域である有効表示領域１の内部において、セグメント表示部２ａ（「ＡＵＴＯ」の文字内部）およびドットマトリクス表示部２ｂとそれ以外の非表示部２ｃが存在する。明暗表示が電気的にスイッチングできるのはセグメント表示部２ａおよびドットマトリクス表示部２ｂのみであり、非表示部２ｃはノーマリーブラックの場合、常時暗表示となる。 The arrangement of the columnar spacers in the liquid crystal display device having the conventional dot matrix display unit is arranged between a plurality of pixels regularly arranged in the left, right, upper, and lower directions of the liquid crystal display device, thereby enabling bright display. This contributes to improvement of alignment uniformity and effective aperture ratio in the pixel portion. However, in the case of a liquid crystal display device having a segment display unit, each pixel unit has a different size and area corresponding to the display design, and cell thickness uniformity cannot be ensured unless a columnar spacer is arranged in the pixel unit. It is done. For example, in the case of a liquid crystal display device having a segment display unit 2a for displaying a design (design) “AUTO” as shown in FIG. 2, an effective display region that is an area that can be directly observed by an observer in the plane of the liquid crystal display device 1 includes a segment display portion 2a (inside the character “AUTO”), a dot matrix display portion 2b, and other non-display portions 2c. The bright / dark display can be electrically switched only in the segment display part 2a and the dot matrix display part 2b. When the non-display part 2c is normally black, the display is always dark.
図５は、液晶表示装置の有効表示領域１を法線方向から観察した時の柱状スペーサーの配置例を示す図である。一例として図５（Ａ）では上記したセグメント表示部２ａの図案「ＡＵＴＯ」の文字のうちの「Ｔ」の部分が示されている。また、図５（Ｂ）では「Ｔ」のさらに一部が拡大して示されている。ここで、図案「ＡＵＴＯ」の文字の線幅（太さ）は例えば０．６５ｍｍである。 FIG. 5 is a diagram illustrating an arrangement example of the columnar spacers when the effective display area 1 of the liquid crystal display device is observed from the normal direction. As an example, FIG. 5A shows a portion “T” of the characters “AUTO” of the above-described segment display portion 2a. In FIG. 5B, a part of “T” is further enlarged. Here, the line width (thickness) of the character of the design “AUTO” is, for example, 0.65 mm.
図５に示したスペーサー配置例においては、例えば、各柱状スペーサー１８ａの平面視形状を一辺の長さが０．０１ｍｍの略正方形とし、各柱状スペーサー１８ａの重心同士が略０．０６ｍｍ周期で配置されているとする。０．０６ｍｍ四方の単一領域に一辺が０．０１ｍｍの略正方形のスペーサーが１つ含まれていると考えると、単位面積当たりのスペーサー配置面積の割合は略２．８％になる。図案「ＡＵＴＯ」の「Ｔ」の縦棒部分には、左右方向（Ｘ方向）に関して略１１個の柱状スペーサー１８ａが配置されている。また、非表示部２ｃに配置される各柱状スペーサー１８ｂは、各柱状スペーサー１８ａに比べて平面視での大きさ（すなわち面積）を大きく設定されている。なお、その他の条件については上記したスペーサー面積依存性の検討に用いた液晶表示装置と同様にした。この条件で作製された液晶表示装置を「実施例」という。 In the spacer arrangement example shown in FIG. 5, for example, the plan view shape of each columnar spacer 18 a is a substantially square with a side length of 0.01 mm, and the centers of gravity of each columnar spacer 18 a are arranged at a cycle of about 0.06 mm. Suppose that Assuming that a single 0.06 mm square region includes one approximately square spacer having a side of 0.01 mm, the ratio of the spacer arrangement area per unit area is approximately 2.8%. In the vertical bar portion of “T” of the design “AUTO”, approximately 11 columnar spacers 18a are arranged in the left-right direction (X direction). Each columnar spacer 18b arranged in the non-display portion 2c is set to have a larger size (that is, area) in plan view than each columnar spacer 18a. The other conditions were the same as those of the liquid crystal display device used for the examination of the spacer area dependency. A liquid crystal display device manufactured under these conditions is referred to as an “example”.
ここで、実施例に対する比較例として、各柱状スペーサー１８ａの平面視形状を一辺の長さが０．０３ｍｍの略正方形とし、各柱状スペーサー１８ａの重心同士が略０．１７ｍｍ周期で配置されている場合も検討する。この比較例では、０．１７ｍｍ四方の単一面積に一辺が０．０３ｍｍの略正方形のスペーサーが１つ含まれていると考えると、単位面積当たりのスペーサー配置面積の割合は略３．１％となり、図案「ＡＵＴＯ」の「Ｔ」の縦棒部分には、左右方向（Ｘ方向）に関して略４個の柱状スペーサー１８ａが配置される。 Here, as a comparative example with respect to the embodiment, the shape of each columnar spacer 18a in plan view is a substantially square with a side length of 0.03 mm, and the center of gravity of each columnar spacer 18a is arranged at a period of approximately 0.17 mm. Consider cases as well. In this comparative example, assuming that one single square area of 0.17 mm square includes one approximately square spacer having a side of 0.03 mm, the ratio of the spacer arrangement area per unit area is approximately 3.1%. Thus, in the vertical bar portion of “T” of the design “AUTO”, approximately four columnar spacers 18a are arranged in the left-right direction (X direction).
上記したように、各柱状スペーサー１８ａの配置条件が異なる２種類の液晶表示装置において、セグメント表示部２ａを明表示にしたときの外観を観察した。このとき、液晶層１７内の各柱状スペーサー１８ａが存在する部分には液晶分子が存在しないことから、各柱状スペーサー１８ａと重なる部分は暗表示のままとなるので、セグメント表示部２ａ内に周期的な暗点が観察されることになる。比較例の液晶表示装置を外観から観察すると周期的に黒点が観察され表示品位が低下することが確認された。これに対して実施例の液晶表示装置を外観から観察すると、各柱状スペーサー１８ａのサイズが小さいことから、比較例に比べて大幅に黒点が認識しにくくなることが明らかになった。 As described above, in the two types of liquid crystal display devices in which the arrangement conditions of the columnar spacers 18a are different, the appearance when the segment display portion 2a is brightly displayed was observed. At this time, since there are no liquid crystal molecules in the portions where the columnar spacers 18a are present in the liquid crystal layer 17, the portions overlapping the columnar spacers 18a remain darkly displayed, so that the periodic display in the segment display portion 2a. A dark spot will be observed. When the liquid crystal display device of the comparative example was observed from the appearance, it was confirmed that black spots were periodically observed and the display quality was lowered. On the other hand, when the liquid crystal display device of the example was observed from the appearance, it became clear that the black spots were much more difficult to recognize than the comparative example because the size of each columnar spacer 18a was small.
なお、上記はノーマリーブラック型かつ垂直配向型の液晶表示装置の場合であるが、例えば位相差板として色補償板を用いるＳＴＮ型の液晶表示装置の場合は、暗表示時において、スペーサー部が白点となり、柱状スペーサー１８ａのサイズによっては外観から認識可能になる。 The above is a case of a normally black liquid crystal display device of a vertical alignment type. For example, in the case of an STN liquid crystal display device using a color compensator as a retardation plate, the spacer portion is provided at the time of dark display. It becomes a white point and can be recognized from the appearance depending on the size of the columnar spacer 18a.
ここで、法線方向から液晶表示装置を観察したとき、平面視において略矩形状の各柱状スペーサー１８ａの一辺が０．０３ｍｍであり、高さが４．５μｍであるとすると、各柱状スペーサー１８ａの断面形状は、側面がテーパー状であることから台形である。この台形の上底は５μｍ程度である場合が多いことから、底辺と側辺間の角度、すなわちテーパー角度は略２０°以下となる場合が多く観察される。垂直配向型の液晶表示装置の場合、基板表面に対して液晶分子が略垂直に配向していることから、正面観察時においてはクロスニコル配置とした偏光板の特性がほぼ観察できるが、上記のように柱状スペーサーの側面がテーパー形状である場合には電圧無印加時においてもそのテーパー形状の側面から光りぬけが生じ、それが外観からも視認される場合がある。 Here, when the liquid crystal display device is observed from the normal direction, assuming that one side of each columnar spacer 18a having a substantially rectangular shape in a plan view is 0.03 mm and the height is 4.5 μm, each columnar spacer 18a. The cross-sectional shape is trapezoidal because the side surface is tapered. Since the upper base of this trapezoid is often about 5 μm, the angle between the base and the side, that is, the taper angle is often observed to be about 20 ° or less. In the case of a vertical alignment type liquid crystal display device, since the liquid crystal molecules are aligned substantially perpendicularly to the substrate surface, the characteristics of the polarizing plate having a crossed Nicol arrangement can be observed substantially at the time of front observation. As described above, when the side surface of the columnar spacer has a tapered shape, even when no voltage is applied, light penetration occurs from the tapered side surface, which may be visually recognized from the appearance.
このとき、例えば単位面積を０．６５ｍｍ×０．６５ｍｍであるとし、実施例として示したように矩形の一辺が０．０１ｍｍの各柱状スペーサー１８ａを左右上下方向にそれぞれ０．０６ｍｍ周期で配置した場合を考えると、単位面積当たり、上下方向、左右方向に各１１個の柱状スペーサー１８ａが配置されることになる。このとき、単位面積内の各柱状スペーサー１８ａの周囲長さの合計は４．８４ｍｍ（＝１１×１１×０．０１ｍｍ×４）である。一方、比較例として示したように矩形の一辺が０．０３ｍｍの各柱状スペーサー１８ａを左右上下方向にそれぞれ０．１７ｍｍ周期で配置した場合を考えると、単位面積当たり、上下方向、左右方向に各４個の柱状スペーサー１８ａが配置されることになる。このとき、単位面積内の各柱状スペーサー１８ａの周囲長さの合計は１．９２ｍｍ（＝４×４×０．０３ｍｍ×４）である。したがって、後者（比較例）の方が光りぬけを生じるスペーサー周囲長さが短いことが分かる。単位面積当たりのスペーサー配置面積の割合は実施例が略２．８％、比較例が略３．１％であり、両者ともほぼ３％で等しくなる。よって、スペーサー配置面積の割合がほぼ同等であることから、セル厚もほぼ同等でありながら暗領域の透過率をより低くできると考えられる。 At this time, for example, the unit area is 0.65 mm × 0.65 mm, and the columnar spacers 18a each having a rectangular side of 0.01 mm are arranged at intervals of 0.06 mm in the left-right and up-down directions as shown in the example. Considering the case, eleven columnar spacers 18a are arranged in the vertical and horizontal directions per unit area. At this time, the total perimeter of each columnar spacer 18a within the unit area is 4.84 mm (= 11 × 11 × 0.01 mm × 4). On the other hand, considering the case where the columnar spacers 18a each having a rectangular side of 0.03 mm are arranged at a period of 0.17 mm in the left-right and up-down directions as shown as a comparative example, each unit area has a vertical direction and a left-right direction. Four columnar spacers 18a are arranged. At this time, the total peripheral length of each columnar spacer 18a within the unit area is 1.92 mm (= 4 × 4 × 0.03 mm × 4). Therefore, it is understood that the latter (comparative example) has a shorter spacer peripheral length that causes light penetration. The ratio of the spacer arrangement area per unit area is approximately 2.8% in the example and approximately 3.1% in the comparative example, and both are approximately equal to 3%. Therefore, since the ratio of the spacer arrangement area is substantially the same, it is considered that the transmittance of the dark region can be further lowered while the cell thickness is substantially the same.
以上のことから、明表示時における黒点を目立たなくし、暗部の光りぬけを抑制するには、有効表示領域１内のセグメント表示部２ａ（あるいはドットマトリクス表示部２ｂ）における各柱状スペーサー１８ａの１つ当たりの法線観察時面積（平面視での面積）を相対的に小さくし、非表示部２ｃにおける各柱状スペーサー１８ｂの１つ当たりの法線観察時面積を相対的に大きくすることが有効であると考えられる。これは、明表示が存在しない非表示部２ｃではある程度面積が大きい柱状スペーサーを配置することは問題がないためである。したがって、各柱状スペーサーの１つ当たりの面積はセグメント表示部２ａ（あるいはドットマトリクス表示部２ｂ）よりも非表示部２ｃの方が大きいことが好ましい。さらに、単位面積当たりのスペーサー配置面積の割合は、セル厚を均一化する観点からセグメント表示部２ａ（あるいはドットマトリクス表示部２ｂ）と非表示部２ｃで略等しいことが好ましく、その面積比が２％以上、さらに３％以上であることが好ましい。別言すれば、セグメント表示部２ａ（あるいはドットマトリクス表示部２ｂ）のほうが非表示部２ｃに比べて柱状スペーサーの配置数が多いことが好ましい。 From the above, in order to make the black spots inconspicuous at the time of bright display and to suppress the dark spots from being lost, one of the columnar spacers 18a in the segment display portion 2a (or dot matrix display portion 2b) in the effective display area 1 is used. It is effective to relatively reduce the area during normal observation (area in plan view) and relatively increase the area during normal observation per column spacer 18b in the non-display portion 2c. It is believed that there is. This is because there is no problem in disposing a columnar spacer having a large area to some extent in the non-display portion 2c where there is no bright display. Therefore, the area per columnar spacer is preferably larger in the non-display portion 2c than in the segment display portion 2a (or dot matrix display portion 2b). Further, the ratio of the spacer arrangement area per unit area is preferably substantially equal between the segment display part 2a (or the dot matrix display part 2b) and the non-display part 2c from the viewpoint of making the cell thickness uniform, and the area ratio is 2 % Or more, preferably 3% or more. In other words, the segment display part 2a (or dot matrix display part 2b) preferably has a larger number of columnar spacers than the non-display part 2c.
次に、各柱状スペーサー１８ａの配置方法に関する別の実施形態を説明する。 Next, another embodiment relating to the arrangement method of the columnar spacers 18a will be described.
図６は、柱状スペーサーの配置例を示す模式的な平面図である。図６に示す各柱状スペーサー１８ａは、Ｙ方向に沿った１列おきに半ピッチずらした千鳥状（市松状）のパターンで配置されている。すなわち、隣り合う列の各第１柱状スペーサー１８ａ同士が互い違いに配列している。このような配置パターンとすることで、Ｘ方向に沿った１行に配置される柱状スペーサー１８ａの相互間距離をＹ方向に比べて２倍にすることができる。Ｙ方向に沿った１列おきに各柱状スペーサー１８ａをずらすピッチを変えることにより、Ｘ方向において同一列上に並ぶ柱状スペーサー１８ａ同士の相互間距離をさらに長くすることが可能となる。すなわちＸ方向およびＹ方向に対して規則的に配置されたスペーサー配置において、Ｘ方向において最も近接した柱状スペーサー１８ａ同士は同一列上にないことが有効であると考えられる。液晶表示装置の左右方向で極角の深い観察角度から暗表示状態を観察したときに、元々法線観察時には点状の光抜けであったものが線状（ライン状）の光りぬけに視認され、光りぬけがより目立つようになる場合があるが、図６に示したような柱状スペーサーの配置を用いることによりこの不都合を回避することができる。同じく、明表示状態においても点状の黒点が線状にシフトする可能性があるが、このような不都合も回避することができる。なお、図６に示したスペーサー配置を９０°回転されれば、液晶表示装置の上下方向における線状の光抜けを回避することができる。 FIG. 6 is a schematic plan view illustrating an arrangement example of the columnar spacers. Each columnar spacer 18a shown in FIG. 6 is arranged in a staggered (checkered) pattern shifted by half a pitch every other row along the Y direction. That is, the first columnar spacers 18a in adjacent rows are alternately arranged. By adopting such an arrangement pattern, the distance between the columnar spacers 18a arranged in one row along the X direction can be doubled compared to the Y direction. By changing the pitch at which each columnar spacer 18a is shifted every other row along the Y direction, the distance between the columnar spacers 18a arranged on the same row in the X direction can be further increased. That is, in the spacer arrangement regularly arranged in the X direction and the Y direction, it is considered effective that the columnar spacers 18a closest in the X direction are not in the same row. When the dark display state is observed from a polar observation angle in the left-right direction of the liquid crystal display device, what was originally a point-like light omission at the normal observation is visually recognized as a linear (line-shaped) light spot. In some cases, the light penetration becomes more noticeable, but this inconvenience can be avoided by using the columnar spacer arrangement as shown in FIG. Similarly, even in the bright display state, there is a possibility that the dotted black dots may shift to a linear shape, but such inconvenience can be avoided. Note that if the spacer arrangement shown in FIG. 6 is rotated by 90 °, linear light leakage in the vertical direction of the liquid crystal display device can be avoided.
図７は、柱状スペーサーの配置例を示す模式的な平面図である。図７に示す各柱状スペーサー１８ａは、Ｙ方向から所定角度θ（例えば２０°）だけ傾いた方向に沿って列をなして配置されており、かつＸ方向から所定角度θだけ傾いた方向に沿って１列おきに半ピッチずらした市松状のパターンで配置されている。別言すれば、図７に示した配置例は、図６に示した配置例をＹ方向から所定角度θだけ回転させることにより、各第１柱状スペーサー１８ａの列及び行の各々の延在方向をＹ方向（有効表示領域１の上下方向）およびＸ方向（有効表示領域１の左右方向）のいずれとも直交せず平行でもない状態とした配置例といえる。このような配置を採ることで、Ｘ方向、Ｙ方向のいずれにも近接する柱状スペーサー１８ａが存在しない状態となるので、液晶表示装置の上下左右のいずれの方向についても上記のような線状の光抜けや黒点の線状化を回避することが可能となる。 FIG. 7 is a schematic plan view illustrating an arrangement example of the columnar spacers. Each columnar spacer 18a shown in FIG. 7 is arranged in a row along a direction inclined by a predetermined angle θ (for example, 20 °) from the Y direction, and along a direction inclined by a predetermined angle θ from the X direction. Are arranged in a checkered pattern shifted every other half pitch. In other words, the arrangement example shown in FIG. 7 is obtained by rotating the arrangement example shown in FIG. 6 by a predetermined angle θ from the Y direction, thereby extending each column and row extending direction of each first columnar spacer 18a. Can be said to be an example of arrangement in which neither the Y direction (the vertical direction of the effective display area 1) nor the X direction (the horizontal direction of the effective display area 1) is orthogonal or parallel. By adopting such an arrangement, there is no columnar spacer 18a close to both the X direction and the Y direction. Therefore, the linear shape as described above is obtained in any of the upper, lower, left, and right directions of the liquid crystal display device. It is possible to avoid light leakage and black dot linearization.
図８は、柱状スペーサーの配置例を示す模式的な平面図である。図８に示す各柱状スペーサー１８ａは、隣接する２つの柱状スペーサー１８ａのそれぞれの重心（図中、黒点で示す）の相互間に仮想直線（一例を図中の右上側および右下側にそれぞれ点線で示す）を引いてその仮想直線を外挿したときに、それら隣接する２つの柱状スペーサー１８ａ以外の柱状スペーサー１８ａの重心は仮想直線上に配置されないか、仮に配置されるとしても、隣接する２つの柱状スペーサー１８ａと同じ間隔では配置されず、より長い間隔で配置される状態となっている。このような配置を採ると、深い極角観察時における光りぬけが抑制されるとともに正面観察時においても規則的に配置した時に比べ明表示時の黒点が観察されにくくなる。 FIG. 8 is a schematic plan view showing an arrangement example of the columnar spacers. Each columnar spacer 18a shown in FIG. 8 is a virtual straight line (an example is a dotted line on the upper right side and the lower right side in the drawing) between the centers of gravity (indicated by black dots in the drawing) of the two adjacent columnar spacers 18a. 2), the center of gravity of the columnar spacers 18a other than the two adjacent columnar spacers 18a is not arranged on the virtual line, or even if temporarily arranged, It is not arranged at the same interval as the two columnar spacers 18a, but is arranged at a longer interval. When such an arrangement is adopted, light penetration during deep polar angle observation is suppressed, and black spots during bright display are less likely to be observed than when regularly arranged during front observation.
次に、上記したようにセグメント表示部２ａ等と非表示部２ｃとで互いに大きさの異なる柱状スペーサーを形成する際に用いるフォトマスクの好適な設計手法について説明する。 Next, a preferred photomask design method used when forming the columnar spacers having different sizes in the segment display part 2a and the like and the non-display part 2c as described above will be described.
元々複雑な形状を有する場合の多いセグメント表示部２ａの形状パターンに対し、セグメント表示部２ａと非表示部２ｃで異なる大きさおよび配置パターンの柱状スペーサーを配置するためのフォトマスクの設計は困難を生じ、著しい労力をかけると同時に、設計ミスを誘発しやすい。したがって簡略化したフォトマスク設計方法を考案する必要があると考える。その方法について、図９および図１０を用いて説明する。 It is difficult to design a photomask for arranging columnar spacers having different sizes and arrangement patterns in the segment display part 2a and the non-display part 2c, with respect to the shape pattern of the segment display part 2a that often has a complicated shape originally. Resulting in significant effort and at the same time prone to design errors. Therefore, it is considered necessary to devise a simplified photomask design method. This method will be described with reference to FIGS.
まず、セグメント表示部２ａ等に配置したい柱状スペーサーの単位面積当たりの遮光パターンを用意する。例えば、図９に示すように、各柱状スペーサーの形状が任意の多角形（例えば八角形）で構成された、４００μｍ×４００μｍの遮光パターンを用意する。このような遮光パターンは、柱状スペーサー１８ａに対応するものと柱状スペーサー１８ｂに対応するものが用意される。 First, a light shielding pattern per unit area of a columnar spacer to be arranged in the segment display portion 2a or the like is prepared. For example, as shown in FIG. 9, a light shielding pattern of 400 μm × 400 μm is prepared in which the shape of each columnar spacer is configured by an arbitrary polygon (for example, an octagon). As such a light shielding pattern, a pattern corresponding to the columnar spacer 18a and a pattern corresponding to the columnar spacer 18b are prepared.
次に、図１０（Ｂ）に示すように、上記した柱状スペーサー１８ａの単位面積当たりの遮光パターンを、有効表示領域１に相当する領域内の全体にリピートして規則的に配置する。 Next, as shown in FIG. 10B, the light shielding pattern per unit area of the columnar spacer 18 a described above is repeatedly arranged regularly in the entire area corresponding to the effective display area 1.
次に、図１０（Ａ）に例示したセグメント表示部２ａの平面視形状（文字「ＡＢＣ」の形状パターン）と上記した図１０（Ｂ）に示した柱状スペーサー１８ａの遮光パターンの論理積（ＡＮＤ）をとる。これにより、図１０（Ｃ）に示すように、セグメント表示部２ａの平面視形状に重なる領域のみに柱状スペーサー１８ａの遮光パターンが配置される。 Next, the logical product (AND) of the planar view shape (shape pattern of the characters “ABC”) of the segment display portion 2a illustrated in FIG. 10A and the light shielding pattern of the columnar spacer 18a illustrated in FIG. 10B described above. ). Accordingly, as shown in FIG. 10C, the light shielding pattern of the columnar spacer 18a is arranged only in the region overlapping the shape of the segment display portion 2a in plan view.
また、図１０（Ｄ）に示すように、上記した柱状スペーサー１８ｂの単位面積当たりの遮光パターンを、有効表示領域１に相当する領域内の全体にリピートして規則的に配置する。 Further, as shown in FIG. 10D, the above-described light shielding pattern per unit area of the columnar spacer 18b is repeated and arranged regularly throughout the area corresponding to the effective display area 1.
次に、図１０（Ａ）に例示したセグメント表示部２ｂの平面視形状と上記した図１０（Ｄ）に示した柱状スペーサー１８ｂの遮光パターンの否定論理積（ＮＡＮＤ）をとる。これにより、図１０（Ｅ）に示すように、セグメント表示部２ａの平面視形状と重なる領域を除いた残りの領域のみに柱状スペーサー１８ｂの遮光パターンが配置される。 Next, a negative logical product (NAND) of the planar view shape of the segment display portion 2b illustrated in FIG. 10A and the light shielding pattern of the columnar spacer 18b illustrated in FIG. As a result, as shown in FIG. 10E, the light shielding pattern of the columnar spacer 18b is arranged only in the remaining region excluding the region overlapping the planar view shape of the segment display portion 2a.
以上の手順により形成した図１０（Ｃ）、図１０（Ｅ）の各遮光パターンを重ね合わせることにより、図１０（Ｆ）に示すようなフォトマスクの全体遮光パターンが得られる。このフォトマスクを用いることにより、上記したセグメント表示部２ａ等と非表示部２ｃのそれぞれで異なる形状パターンの柱状スペーサーを備えた液晶表示装置を容易に作製することができる。ただし、上記説明においてはポジ型レジストを用いて柱状スペーサーを設けた場合である。これに限らず、ネガ型レジストを用いて柱状スペーサーを設けることもできる。この場合では図１０（Ｃ）、図１０（Ｄ）の遮光と透過を反転させたマスクを使用する。 By superimposing the light shielding patterns of FIG. 10C and FIG. 10E formed by the above procedure, the entire light shielding pattern of the photomask as shown in FIG. 10F is obtained. By using this photomask, a liquid crystal display device including columnar spacers having different shape patterns in each of the segment display portion 2a and the non-display portion 2c can be easily manufactured. However, in the above description, a columnar spacer is provided using a positive resist. However, the present invention is not limited to this, and a columnar spacer can be provided using a negative resist. In this case, the mask in which the light shielding and the transmission in FIGS. 10C and 10D are reversed is used.
このように本実施形態によれば、セグメント表示部等と非表示部のそれぞれに配置される柱状スペーサーの単位面積当たりのスペーサー専有面積の割合を略等しく保つことでセル厚均一性を保つことが可能であり、かつセグメント表示部等と非表示部のそれぞれに配置される柱状スペーサーの配置パターンを異ならせることにより柱状スペーサーに起因する暗部や光抜けの発生を抑え、表示品質を向上させることが可能となる。 As described above, according to the present embodiment, the cell thickness uniformity can be maintained by maintaining the ratio of the area occupied by the spacers per unit area of the columnar spacers arranged in each of the segment display unit and the non-display unit. It is possible to improve the display quality by suppressing the occurrence of dark areas and light leakage due to the columnar spacers by changing the arrangement pattern of the columnar spacers arranged in the segment display part and the non-display part. It becomes possible.
なお、本発明は上述した実施形態の内容に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々に変形して実施をすることが可能である。例えば、上述した実施形態では垂直配向型の液晶表示装置を例示していたが、液晶層の動作モードはこれに限定されない。具体的には、例えばＴＮ（Twisted Nematic）型液晶表示装置、ＳＴＮ（Super Twisted Nematic）型液晶表示装置、これらを２層重ねあるいは光学フィルムにより光学補償したもの、視角補償板を有するＩＰＳ（In-Plane switching）型液晶表示装置、ブラックマトリクスを用いないモノクロの液晶表示装置に対しても本発明を適用可能である。 In addition, this invention is not limited to the content of embodiment mentioned above, In the range of the summary of this invention, it can change and implement variously. For example, in the above-described embodiment, the vertical alignment type liquid crystal display device is exemplified, but the operation mode of the liquid crystal layer is not limited to this. Specifically, for example, a TN (Twisted Nematic) type liquid crystal display device, an STN (Super Twisted Nematic) type liquid crystal display device, an optical compensation of these two layers or an optical film, and an IPS (In-In The present invention can also be applied to a plane switching) type liquid crystal display device and a monochrome liquid crystal display device not using a black matrix.
また、上述した実施形態では一方の基板に柱状スペーサーを形成していたが、この限りではない。例えば、双方の基板に柱状スペーサーを形成してもよい。ただしこの場合は、一方の基板の柱状スペーサーと他方の基板の柱状スペーサーが互いに接触しないように配置することが好ましい。例えば、セグメント表示部２ａの１つの図案ごとに柱状スペーサーの形成される基板が異なっていてもよいし、有効表示領域１を複数の領域に分割し、それぞれの領域において柱状スペーサーの形成される基板が異なってもよい。また、セグメント表示部２ａ等の柱状スペーサーを一方の基板に形成し、非表示部２ｃの柱状スペーサーを他方の基板に形成してもよい。さらに、上記した実施形態ではセグメント表示部２ａとドットマトリクス表示部２ｂで同じ配置パターンの柱状スペーサーを設けていたが、両者の柱状スペーサーを互いに異なる配置パターンとしてもよい。すなわち、有効表示領域１内において３種類またはそれ以上の配置パターンで柱状スペーサーが設けられてもよい。 In the above-described embodiment, columnar spacers are formed on one substrate, but this is not restrictive. For example, columnar spacers may be formed on both substrates. In this case, however, the columnar spacers of one substrate and the columnar spacers of the other substrate are preferably arranged so as not to contact each other. For example, the substrate on which the columnar spacer is formed may be different for each design of the segment display portion 2a, or the effective display region 1 is divided into a plurality of regions, and the substrate on which the columnar spacer is formed in each region. May be different. Further, the columnar spacers such as the segment display portion 2a may be formed on one substrate, and the columnar spacers of the non-display portion 2c may be formed on the other substrate. Furthermore, in the above-described embodiment, the columnar spacers having the same arrangement pattern are provided in the segment display unit 2a and the dot matrix display unit 2b. However, the two columnar spacers may be arranged in different arrangement patterns. In other words, the columnar spacers may be provided in the effective display area 1 in three or more arrangement patterns.
１：有効表示領域
２ａ：セグメント表示部
２ｂ：ドットマトリクス表示部
２ｃ：非表示部
３：シール材
４：端子部
１１：上側基板
１２：下側基板
１３：上側電極
１４：下側電極
１５、１６：配向膜
１７：液晶層
１８ａ、１８ｂ：柱状スペーサー
１９：上側偏光板
２０、２２：光学補償板（視角補償板）
２１：下側偏光板
1: Effective display area 2a: Segment display part 2b: Dot matrix display part 2c: Non-display part 3: Sealing material 4: Terminal part 11: Upper substrate 12: Lower substrate 13: Upper electrode 14: Lower electrode 15, 16 : Alignment film 17: Liquid crystal layer 18a, 18b: Columnar spacer 19: Upper polarizing plate 20, 22: Optical compensator (viewing angle compensator)
21: Lower polarizing plate
Claims (6)
前記第１基板の一面側に設けられた第１電極と、
前記第２基板の一面側に設けられた第２電極と、
前記第１基板と前記第２基板の間に設けられた液晶層と、
それぞれが前記第１基板と前記第２基板の間に配置された複数の第１柱状スペーサー及び複数の第２柱状スペーサー、
を備え、
前記第１基板と前記第２基板の重なる領域内には、前記第１電極と前記第２電極が重なる部分である表示部及び前記第１電極と前記第２電極が重ならない部分若しくは前記第１電極と前記第２電極がともに存在しない部分である非表示部を有する有効表示領域が設けられており、
前記複数の第１柱状スペーサーは前記表示部に配置され、前記複数の第２柱状スペーサーは前記非表示部に配置され、
前記複数の第１柱状スペーサーと前記複数の第２柱状スペーサーとは、互いの配置パターンが異なり、かつ互いの平面視における単位面積当たりのスペーサー専有面積が略等しい、液晶表示装置。 A first substrate and a second substrate disposed opposite to each other;
A first electrode provided on one side of the first substrate;
A second electrode provided on one side of the second substrate;
A liquid crystal layer provided between the first substrate and the second substrate;
A plurality of first columnar spacers and a plurality of second columnar spacers, each disposed between the first substrate and the second substrate;
With
In a region where the first substrate and the second substrate overlap, a display portion that is a portion where the first electrode and the second electrode overlap and a portion where the first electrode and the second electrode do not overlap or the first electrode An effective display area having a non-display portion that is a portion where neither the electrode nor the second electrode exists,
The plurality of first columnar spacers are disposed on the display unit, and the plurality of second columnar spacers are disposed on the non-display unit,
The plurality of first columnar spacers and the plurality of second columnar spacers are different in arrangement pattern from each other, and have a spacer-occupied area per unit area in a plan view of each other being substantially equal.
前記第１基板又は前記第２基板の一面に感光性樹脂膜を形成する第１工程と、
前記複数の第１柱状スペーサー及び前記複数の第２柱状スペーサーに対応した全体遮光パターンを有するフォトマスクを介して前記感光性樹脂膜を露光する第２工程と、
露光された前記感光性樹脂膜を現像する第３工程と、
を含み、
前記フォトマスクは、前記複数の第１柱状スペーサーに対応する単位面積当たりの第１遮光パターンを前記有効表示領域に相当する領域内に規則的に配置して当該配置された第１遮光パターンと前記表示部の平面視形状との論理積をとることにより前記表示部に相当する領域内に前記第１遮光パターンを配置し、かつ、前記複数の第２柱状スペーサーに対応する単位面積当たりの第２遮光パターンを前記有効表示領域に相当する領域内に規則的に配置して当該配置された第２遮光パターンと前記表示部の平面視形状との否定論理積をとることにより前記非表示部に相当する領域内に前記第２遮光パターンを配置することによって前記全体遮光パターンが決定された、柱状スペーサーの製造方法。 A method for producing a columnar spacer used in the liquid crystal display device according to claim 1,
A first step of forming a photosensitive resin film on one surface of the first substrate or the second substrate;
A second step of exposing the photosensitive resin film through a photomask having an overall light shielding pattern corresponding to the plurality of first columnar spacers and the plurality of second columnar spacers;
A third step of developing the exposed photosensitive resin film;
Including
The photomask regularly arranges first light shielding patterns per unit area corresponding to the plurality of first columnar spacers in a region corresponding to the effective display region, and the arranged first light shielding patterns and the The first light-shielding pattern is arranged in a region corresponding to the display unit by taking a logical product with a planar view shape of the display unit, and a second per unit area corresponding to the plurality of second columnar spacers. Corresponding to the non-display portion by taking a negative logical product of the second light-shielding pattern and the planar view shape of the display unit by regularly arranging the light-shielding pattern in the region corresponding to the effective display region A method of manufacturing a columnar spacer, wherein the entire light shielding pattern is determined by disposing the second light shielding pattern in a region to be performed.
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