JP2020042104A - Liquid crystal display - Google Patents

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JP2020042104A JP2018168122A JP2018168122A JP2020042104A JP 2020042104 A JP2020042104 A JP 2020042104A JP 2018168122 A JP2018168122 A JP 2018168122A JP 2018168122 A JP2018168122 A JP 2018168122A JP 2020042104 A JP2020042104 A JP 2020042104A
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spacer
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森本 浩也
Hiroya Morimoto
浩也 森本
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Abstract

To appropriately prevent diffusion, to a display area, of foreign substances generated due to peeling of an alignment film.SOLUTION: The liquid crystal display is a liquid crystal display including a first substrate 51, a second substrate 52, and a liquid crystal layer injected between the first substrate 51 and second substrate 52. The liquid crystal display is provided, on any one of the first substrate 51 and second substrate 52, with a first columnar spacer 11 regulating the distance between the first substrate 51 and second substrate 52, and a ring-shape spacer 12 formed integrally with the first columnar spacer 11 to surround the first columnar spacer 11 and having a lower height than that of the first columnar spacer.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、液晶表示装置に関する。   The present invention relates to a liquid crystal display device.

TFT(Thin Film Transistor)基板と、カラーフィルタ基板との間の間隔が柱状スペーサ(SP)によって規定されている場合、柱状スペーサと擦れるなどして剥がれた配向膜やその他の膜が、液晶中を異物となって浮遊する問題が知られている。このような異物は、液晶中の微輝点の原因となるため、異物の発生を抑制することが求められている。   When the distance between a TFT (Thin Film Transistor) substrate and a color filter substrate is defined by a columnar spacer (SP), an alignment film or other film that is peeled off by rubbing with the columnar spacer forms a liquid crystal. The problem of floating as foreign matter is known. Since such a foreign substance causes a bright spot in the liquid crystal, it is required to suppress the generation of the foreign substance.

特許文献1は、配向膜などが削れたことによって生じた異物が表示領域に拡散することを抑制する液晶表示装置を開示している。   Patent Literature 1 discloses a liquid crystal display device that suppresses foreign substances generated by shaving an alignment film or the like from diffusing into a display area.

特開2010―237506号公報JP 2010-237506 A

特許文献1は、柱状のスペーサを囲むように堰を形成し、スペーサと、堰との間の領域に異物を閉じ込めることによって、異物が外部領域に拡散することを防止している。しかしながら、スペーサの位置と、堰の位置とは、各基板の貼り合わせや、パターンの寸法公差によって変化する。この場合、特許文献1には、寸法公差のずれによっては、スペーサと、堰とが接触してしまい、異物の外部領域への拡散を適切に防止することができない可能性がある。   In Patent Document 1, a weir is formed so as to surround a columnar spacer, and foreign matter is prevented from diffusing into an external region by confining the foreign matter in a region between the spacer and the weir. However, the position of the spacer and the position of the weir change depending on the bonding of the substrates and the dimensional tolerance of the pattern. In this case, according to Patent Literature 1, the spacer may contact the weir depending on the deviation of the dimensional tolerance, and it may not be possible to appropriately prevent the foreign matter from diffusing to the external region.

そこで、本発明は、配向膜などが剥がれたことによって生じた異物の表示領域への拡散を適切に防止することのできる液晶表示装置を提供することを課題とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide a liquid crystal display device that can appropriately prevent foreign substances generated by peeling of an alignment film or the like into a display region.

本発明の液晶表示装置は、第1基板と、第2基板と、前記第1基板と、前記第2基板との間に注入された液晶層とを含む液晶表示装置であって、前記第1基板と、前記第2基板のいずれか一方に、前記第1基板と、前記第2基板との間の距離を規定する第1柱状スペーサと、前記第1柱状スペーサを囲うように前記第1柱状スペーサと一体的に形成され、かつ前記第1柱状スペーサよりも高さの低いリング状スペーサと、を備える。   The liquid crystal display device of the present invention is a liquid crystal display device including a first substrate, a second substrate, a liquid crystal layer injected between the first substrate and the second substrate, A first columnar spacer defining a distance between the first substrate and the second substrate on one of the substrate and the second substrate; and a first columnar spacer surrounding the first columnar spacer. A ring-shaped spacer formed integrally with the spacer and having a lower height than the first columnar spacer.

本発明によれば、異物の表示領域への拡散を適切に防止することができる。   According to the present invention, it is possible to appropriately prevent foreign matter from diffusing into the display area.

図1は、本実施形態に係る液晶表示装置の詳細構成を示す斜視模式図である。FIG. 1 is a schematic perspective view showing a detailed configuration of the liquid crystal display device according to the present embodiment. 図2は、本発明の実施形態に係る液晶表示装置の表示パネルの画素の配列の一例を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating an example of an array of pixels of the display panel of the liquid crystal display device according to the embodiment of the present invention. 図3は、本発明の実施形態に係る液晶表示装置のメイン柱状スペーサを示す模式図である。FIG. 3 is a schematic view illustrating a main columnar spacer of the liquid crystal display device according to the embodiment of the present invention. 図4は、本発明の実施形態に係る液晶表示装置のメイン柱状スペーサを示す斜視図である。FIG. 4 is a perspective view showing a main columnar spacer of the liquid crystal display device according to the embodiment of the present invention. 図5は、メイン柱状スペーサを作成するためのフォトマスクの一例を説明するための図である。FIG. 5 is a diagram for explaining an example of a photomask for forming a main columnar spacer. 図6は、メイン柱状スペーサを作成するためのフォトマスクの寸法の一例を示す表である。FIG. 6 is a table showing an example of dimensions of a photomask for forming a main columnar spacer. 図7は、本発明の実施形態に係る液晶表示装置のメイン柱状スペーサの寸法を説明するための図である。FIG. 7 is a view for explaining the dimensions of the main columnar spacer of the liquid crystal display device according to the embodiment of the present invention. 図8は、本発明の実施形態に係る液晶表示装置のサブ柱状スペーサを示す図である。FIG. 8 is a diagram illustrating a sub columnar spacer of the liquid crystal display device according to the embodiment of the present invention. 図9は、本発明の実施形態に係る液晶表示装置の変形例を示す図である。FIG. 9 is a diagram illustrating a modification of the liquid crystal display device according to the embodiment of the present invention. 図10は、本発明の実施形態に係る液晶表示装置の変形例を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing a modification of the liquid crystal display device according to the embodiment of the present invention.

以下に図面を参照して、本発明に係る実施形態を詳細に説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではなく、また、実施形態が複数ある場合には、各実施形態を組み合わせて構成するものも含む。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. It should be noted that the present invention is not limited by the embodiments, and when there are a plurality of embodiments, a configuration configured by combining the embodiments is also included.

図1は、本実施形態に係る表示装置の詳細構成を示す斜視模式図である。以下の説明においては、XYZ直交座標系を設定し、このXYZ直交座標系を参照しつつ各部の位置関係について説明する。X軸、Y軸、及びZ軸は、それぞれ互いに直交する。本開示において、X軸方向は「第1方向」に相当し、Y軸方向は「第2方向」に相当し、Z軸方向は「第3方向」に相当する。また、本開示において、X軸及びY軸を含むXY平面をZ軸方向から見るXY平面視は「平面視」に相当する。   FIG. 1 is a schematic perspective view showing a detailed configuration of the display device according to the present embodiment. In the following description, an XYZ rectangular coordinate system is set, and the positional relationship between the components will be described with reference to the XYZ rectangular coordinate system. The X axis, the Y axis, and the Z axis are orthogonal to each other. In the present disclosure, the X-axis direction corresponds to a “first direction”, the Y-axis direction corresponds to a “second direction”, and the Z-axis direction corresponds to a “third direction”. Further, in the present disclosure, viewing the XY plane including the X axis and the Y axis from the Z axis direction corresponds to “plan view”.

図1に示す例において、液晶表示装置100は、X軸方向(第1方向)に延びる二辺と、Y軸方向(第2方向)に延びる二辺と、を有する。液晶表示装置100は、表示パネル5と、表示パネル5を照明するバックライト(照明装置)6と、を含み、表示パネル5とバックライト6とがZ軸方向(第3方向)に積層されている。   In the example shown in FIG. 1, the liquid crystal display device 100 has two sides extending in the X-axis direction (first direction) and two sides extending in the Y-axis direction (second direction). The liquid crystal display device 100 includes a display panel 5 and a backlight (illumination device) 6 that illuminates the display panel 5, and the display panel 5 and the backlight 6 are stacked in the Z-axis direction (third direction). I have.

なお、液晶表示装置100は、XY平面視で矩形状であっても良い。本実施形態において、矩形とは、角丸の長方形を含む。つまり、四隅において、各辺が直交せずに、曲線である形状の四角を含む。例えば、XY平面視で長方形であっても良いし、角部の少なくとも1つが曲率を有していても良い。さらにあるいは、液晶表示装置100は、XY平面視で矩形状以外の形状を有していてもよい。   Note that the liquid crystal display device 100 may have a rectangular shape in XY plane view. In the present embodiment, the rectangle includes a rounded rectangle. In other words, at the four corners, each side does not cross, but includes a square having a curved shape. For example, it may be rectangular in XY plan view, or at least one of the corners may have a curvature. Further alternatively, the liquid crystal display device 100 may have a shape other than a rectangular shape in XY plane view.

表示パネル5は、XY平面に平行に設けられた表示領域と、表示領域の外周に設けられた周辺領域と、を有する。表示領域は、Z軸方向(第3方向)から観察者より表示が確認できる。   The display panel 5 has a display area provided in parallel with the XY plane, and a peripheral area provided on the outer periphery of the display area. The display of the display area can be confirmed by the observer from the Z-axis direction (third direction).

バックライト6は、表示パネル5の背面から、少なくとも表示領域に対して光を照射する。   The backlight 6 irradiates light from at least the display area from the back of the display panel 5.

バックライト6は、XY平面視で表示領域に対応する位置に設けられた導光板(図示せず)に対して、X軸方向(第1方向)及びY軸方向(第2方向)の一方端又は両端に並ぶ複数の光源(例えば、白色光を発する発光ダイオード(LED:Light Emitting Diode))を有する、所謂サイドライト型のバックライトであっても良い。また、バックライト6は、XY平面視で表示領域の直下に設けられた光源(例えば、白色光を発するLED)を有する、所謂直下型のバックライトであっても良い。なお、バックライト6の光源への電力供給及び制御信号は、表示パネル5から供給される。   The backlight 6 has one end in the X-axis direction (first direction) and one end in the Y-axis direction (second direction) with respect to a light guide plate (not shown) provided at a position corresponding to the display area in XY plane view. Alternatively, a so-called sidelight type backlight having a plurality of light sources (for example, light emitting diodes (LEDs: Light Emitting Diodes) emitting white light) arranged at both ends may be used. Further, the backlight 6 may be a so-called direct type backlight having a light source (for example, an LED that emits white light) provided immediately below the display area in the XY plane view. The power supply to the light source of the backlight 6 and the control signal are supplied from the display panel 5.

バックライト6と表示パネル5とは、例えば、接着テープを介して貼り合わされる。接着テープとしては、例えば、透光性の両面粘着シート(OCA:Optical Clear Adhesive)であることが好ましい。   The backlight 6 and the display panel 5 are attached to each other via, for example, an adhesive tape. The adhesive tape is preferably, for example, a translucent double-sided pressure-sensitive adhesive sheet (OCA: Optical Clear Adhesive).

図1に示すように、表示パネル5は、TFT基板51と、TFT基板51に対向配置されるカラーフィルタ基板52と、第1偏光板53と、第2偏光板55と、ドライバIC59と、FPC(Flexible Printed Circuit)基板9と、を備える。   As shown in FIG. 1, the display panel 5 includes a TFT substrate 51, a color filter substrate 52 disposed to face the TFT substrate 51, a first polarizing plate 53, a second polarizing plate 55, a driver IC 59, and an FPC. (Flexible Printed Circuit) substrate 9.

図1に示す例において、表示パネル5は、バックライト6側から、第2偏光板55、TFT基板51、カラーフィルタ基板52、第1偏光板53の順で、Z軸方向(第3方向)に積層されている。本開示において、TFT基板51は「第1基板」に相当し、カラーフィルタ基板52は「第2基板」に相当する。   In the example shown in FIG. 1, the display panel 5 has a second polarizing plate 55, a TFT substrate 51, a color filter substrate 52, and a first polarizing plate 53 in the Z-axis direction (third direction) from the backlight 6 side. Are laminated. In the present disclosure, the TFT substrate 51 corresponds to a “first substrate”, and the color filter substrate 52 corresponds to a “second substrate”.

カラーフィルタ基板52及びTFT基板51は、透光性を有するガラスなどの基体である。TFT基板51は、基体上に薄膜トランジスタ(TFT:Thin Film Transistor)素子が形成されている。カラーフィルタ基板52には、カラーフィルタ、遮光層などが設けられている。TFT基板51と、カラーフィルタ基板52との間には、液晶層が注入されている。   The color filter substrate 52 and the TFT substrate 51 are bases made of a light-transmitting glass or the like. The TFT substrate 51 has a thin film transistor (TFT) element formed on a base. The color filter substrate 52 is provided with a color filter, a light shielding layer, and the like. A liquid crystal layer is injected between the TFT substrate 51 and the color filter substrate 52.

TFT基板51は、カラーフィルタ基板52より、XY平面視で面積が大きい。X軸方向(第1方向)に延びるTFT基板51の一辺がカラーフィルタ基板52に対して張り出した状態で、TFT基板51とカラーフィルタ基板52とが貼り合わされる。TFT基板51には、マトリクス状に配設された複数の画素電極と、この画素電極と絶縁して形成された共通電極とを有する。TFT基板51には、TFT素子を介して、画素電極に画素信号を供給する画素信号線、各TFT素子を駆動する走査信号線等の配線が形成される。なお、共通電極がTFT基板51になくて、共通電極がカラーフィルタ基板52に設けられても良い。   The area of the TFT substrate 51 is larger than that of the color filter substrate 52 in XY plane view. The TFT substrate 51 and the color filter substrate 52 are bonded together with one side of the TFT substrate 51 extending in the X-axis direction (first direction) projecting from the color filter substrate 52. The TFT substrate 51 has a plurality of pixel electrodes arranged in a matrix and a common electrode formed insulated from the pixel electrodes. On the TFT substrate 51, wiring such as a pixel signal line for supplying a pixel signal to a pixel electrode and a scanning signal line for driving each TFT element is formed via the TFT element. Note that the common electrode may not be provided on the TFT substrate 51, and the common electrode may be provided on the color filter substrate 52.

具体的に、図1に示す例では、TFT基板51のX軸方向(第1方向)の大きさと、カラーフィルタ基板52のX軸方向(第1方向)の大きさとが等しく、TFT基板51のY軸方向(第2方向)の大きさが、カラーフィルタ基板52のX軸方向(第1方向)の大きさよりも大きい。   Specifically, in the example shown in FIG. 1, the size of the TFT substrate 51 in the X-axis direction (first direction) is equal to the size of the color filter substrate 52 in the X-axis direction (first direction). The size in the Y-axis direction (second direction) is larger than the size of the color filter substrate 52 in the X-axis direction (first direction).

また、図1に示すように、TFT基板51のX軸方向(第1方向)の両端の二辺と、カラーフィルタ基板52のX軸方向(第1方向)の両端の二辺とがそれぞれ重なり、TFT基板51のY軸方向(第2方向)の一方端の一辺と、カラーフィルタ基板52のY軸方向(第2方向)の一方端の一辺とが重なる。そしてTFT基板51のY軸方向(第2方向)の他方端の一辺と、カラーフィルタ基板52のY軸方向(第2方向)の他方端の一辺とがずれて貼り合わされる。   As shown in FIG. 1, two sides of the TFT substrate 51 in the X-axis direction (first direction) and two sides of both ends of the color filter substrate 52 in the X-axis direction (first direction) respectively overlap. One side of one end of the TFT substrate 51 in the Y-axis direction (second direction) overlaps one side of one end of the color filter substrate 52 in the Y-axis direction (second direction). Then, one side of the other end in the Y-axis direction (second direction) of the TFT substrate 51 and one side of the other end in the Y-axis direction (second direction) of the color filter substrate 52 are bonded to each other.

XY平面視において、カラーフィルタ基板52から張り出したTFT基板51の張り出し部51aを除く領域では、TFT基板51とカラーフィルタ基板52とがZ軸方向(第3方向)に重なる。これにより、表示パネル5のXY平面視における外周端の端面は、TFT基板51の外周端の端面とXY平面視で一致する。   In the XY plane view, in a region other than the overhang portion 51a of the TFT substrate 51 overhanging from the color filter substrate 52, the TFT substrate 51 and the color filter substrate 52 overlap in the Z-axis direction (third direction). Thereby, the end face of the outer peripheral end of the display panel 5 in the XY plane view matches the end face of the outer peripheral end of the TFT substrate 51 in the XY plane view.

図2を用いて、本発明の実施形態に係る液晶表示装置の表示パネルの画素の配列の一例について説明する。図2は、本発明の実施形態に係る液晶表示装置の表示パネルの画素の配列の一例を示す図である。   An example of an array of pixels of the display panel of the liquid crystal display device according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a diagram illustrating an example of an array of pixels of the display panel of the liquid crystal display device according to the embodiment of the present invention.

図2に示すように、本実施形態の表示パネル5の表示領域では、横方向には、青画素61Bと、赤画素61Rと、緑画素61Gとが、所定の間隔で順に配置されている。また、縦方向には同一色の画素が所定の間隔で配置されている。   As shown in FIG. 2, in the display area of the display panel 5 of the present embodiment, blue pixels 61B, red pixels 61R, and green pixels 61G are sequentially arranged at predetermined intervals in the horizontal direction. In the vertical direction, pixels of the same color are arranged at predetermined intervals.

本実施形態では、縦方向における画素間のブラックマトリックス60上には、メイン柱状スペーサ10と、サブ柱状スペーサ70とが配置されている。具体的には後述するが、メイン柱状スペーサ10は、TFT基板51と、カラーフィルタ基板52との間の距離を規定する。サブ柱状スペーサ70は、メイン柱状スペーサ10よりも高さの低い柱状スペーサであり、メイン柱状スペーサ10よりも多くの数が配置されている。   In the present embodiment, the main column spacer 10 and the sub column spacer 70 are arranged on the black matrix 60 between pixels in the vertical direction. As will be specifically described later, the main columnar spacer 10 defines a distance between the TFT substrate 51 and the color filter substrate 52. The sub columnar spacers 70 are columnar spacers that are lower in height than the main columnar spacers 10, and are arranged in a greater number than the main columnar spacers 10.

図2に示すメイン柱状スペーサ10と、サブ柱状スペーサ70とのレイアウト構成は例示であり、本発明を限定するものではない。メイン柱状スペーサ10と、サブ柱状スペーサ70とのレイアウト構成は、任意に変更することができる。具体的には、メイン柱状スペーサ10は、リング状スペーサ12を備えている分、径が大きいので、多数配置してしまうと液晶パネルの透過率が低下する。そのため、例えば、液晶パネルの透過率などを考慮してメイン柱状スペーサ10の配置位置を決め、残りの位置にサブ柱状スペーサ70を配置するようにすればよい。   The layout configuration of the main columnar spacers 10 and the sub columnar spacers 70 shown in FIG. 2 is an example, and does not limit the present invention. The layout configuration of the main columnar spacer 10 and the sub columnar spacer 70 can be arbitrarily changed. Specifically, the main columnar spacer 10 has a large diameter by the provision of the ring-shaped spacer 12, and therefore, if many are arranged, the transmittance of the liquid crystal panel is reduced. Therefore, for example, the arrangement position of the main columnar spacer 10 may be determined in consideration of the transmittance of the liquid crystal panel and the like, and the sub columnar spacer 70 may be arranged at the remaining position.

図3を用いて、メイン柱状スペーサ10について説明する。図3に示すように、本発明の実施形態に係る液晶表示装置のメイン柱状スペーサ10は、第1柱状スペーサ11と、リング状スペーサ12とを含む。なお、図3では、本発明と直接的に関連の薄い構成要素については省略して記載している。   The main columnar spacer 10 will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 3, the main columnar spacer 10 of the liquid crystal display according to the embodiment of the present invention includes a first columnar spacer 11 and a ring-shaped spacer 12. In FIG. 3, thin components directly related to the present invention are not shown.

第1柱状スペーサ11は、例えば、カラーフィルタ基板52上に形成されており、TFT基板51と、カラーフィルタ基板52との間の距離を規定する。図3に示すように、第1柱状スペーサ11の頂点部は、TFT基板51上に形成されている配向膜40に接触している。第1柱状スペーサ11と接触している配向膜40は、平面形状を有している。ここで、平面形状とは、TFT基板51が有する薄膜トランジスタなどに起因する凹凸形状も含むものとする。第1柱状スペーサ11の接触部の構造が平面形状であるため、TFT基板51と、カラーフィルタ基板52とを貼り合わせる際の製品ごとの変動は、小さくなる。これにより、本実施形態は、精度よくTFT基板51と、カラーフィルタ基板52とを貼り合わせることができるので、例えば、遮光面積も小さくすることができる。図3では、第1柱状スペーサ11は、カラーフィルタ基板52上に形成されているが、これは例示であり、本発明を限定するものではない。第1柱状スペーサ11は、例えば、TFT基板51側に形成してもよい。すなわち、本実施形態では、第1柱状スペーサ11は、TFT基板51と、カラーフィルタ基板52のどちらに形成してもよい。   The first columnar spacer 11 is formed on, for example, a color filter substrate 52, and defines a distance between the TFT substrate 51 and the color filter substrate 52. As shown in FIG. 3, the apex of the first columnar spacer 11 is in contact with the alignment film 40 formed on the TFT substrate 51. The alignment film 40 in contact with the first columnar spacer 11 has a planar shape. Here, the planar shape includes an uneven shape caused by a thin film transistor or the like included in the TFT substrate 51. Since the structure of the contact portion of the first columnar spacer 11 has a planar shape, a variation in each product when the TFT substrate 51 and the color filter substrate 52 are bonded to each other is reduced. Thus, in the present embodiment, the TFT substrate 51 and the color filter substrate 52 can be accurately bonded to each other, so that, for example, the light shielding area can be reduced. In FIG. 3, the first columnar spacer 11 is formed on the color filter substrate 52, but this is an example and does not limit the present invention. The first columnar spacer 11 may be formed, for example, on the TFT substrate 51 side. That is, in the present embodiment, the first columnar spacer 11 may be formed on either the TFT substrate 51 or the color filter substrate 52.

リング状スペーサ12は、第1柱状スペーサ11の周囲を囲うように、第1柱状スペーサ11と一体的に形成され、かつ第1柱状スペーサ11よりも高さの低いリング状のスペーサである。図3では明らかでないが、図4に示すように、リング状スペーサ12は、第1柱状スペーサ11の周囲を囲うように形成されている。   The ring-shaped spacer 12 is a ring-shaped spacer formed integrally with the first columnar spacer 11 so as to surround the first columnar spacer 11 and having a lower height than the first columnar spacer 11. Although not clear in FIG. 3, the ring-shaped spacer 12 is formed so as to surround the first columnar spacer 11, as shown in FIG.

第1柱状スペーサ11と、リング状スペーサ12との間の領域には、溝部13が形成されている。このため、第1柱状スペーサ11と、配向膜40との接触部分から発生した、配向膜40の削りかすなどの異物は、溝部13の領域Aに溜め込まれる。すなわち、本実施形態は、第1柱状スペーサ11と、リング状スペーサ12との間の溝部13の領域Aに異物を溜め込むことによって、異物が表示領域に拡散してしまうことを防止する。本実施形態において、異物は、例えば、1〜10μm程度を想定しているが、これに限定されない。   A groove 13 is formed in a region between the first columnar spacer 11 and the ring-shaped spacer 12. For this reason, foreign matter such as shavings of the alignment film 40 generated from the contact portion between the first columnar spacer 11 and the alignment film 40 is accumulated in the region A of the groove 13. That is, the present embodiment prevents foreign substances from diffusing into the display area by storing foreign substances in the area A of the groove 13 between the first columnar spacer 11 and the ring-shaped spacer 12. In the present embodiment, the size of the foreign matter is, for example, about 1 to 10 μm, but is not limited thereto.

図5と、図6とを用いて、第1柱状スペーサ11と、リング状スペーサ12とを一体的に形成する方法について説明する。図5は、第1柱状スペーサ11と、リング状スペーサ12とを一体的に形成するためのフォトマスクパターンの一例を示す図である。図6は、フォトマスクパターンの寸法の一例を示す表である。   A method of integrally forming the first columnar spacer 11 and the ring-shaped spacer 12 will be described with reference to FIGS. 5 and 6. FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a photomask pattern for integrally forming the first columnar spacer 11 and the ring-shaped spacer 12. FIG. 6 is a table showing an example of the dimensions of the photomask pattern.

図5は、第1柱状スペーサ11と、リング状スペーサ12とを一体的に形成するためのフォトマスクパターンの一例を示している。図5に示すように、フォトマスクパターン90は、第1領域91と、第2領域92と、第3領域93とを有している。   FIG. 5 shows an example of a photomask pattern for integrally forming the first columnar spacer 11 and the ring-shaped spacer 12. As shown in FIG. 5, the photomask pattern 90 has a first region 91, a second region 92, and a third region 93.

第1領域91は、第1柱状スペーサ11を形成するために使用する領域である。このため、第1領域91は、フォトマスクパターン90において、最も高い透過率を有する領域である。第1領域91の幅d1は、図6に示すように、例えば、10〜16μmである。特に、第1領域91の幅d1は、13μmであることが最適である。なお、図6に示す寸法は例示であり、本発明を限定するものではない。   The first region 91 is a region used for forming the first columnar spacer 11. For this reason, the first region 91 is a region having the highest transmittance in the photomask pattern 90. As shown in FIG. 6, the width d1 of the first region 91 is, for example, 10 to 16 μm. In particular, the width d1 of the first region 91 is optimally 13 μm. It should be noted that the dimensions shown in FIG. 6 are merely examples and do not limit the present invention.

第2領域92は、溝部13を形成するために使用する領域である。このため、第2領域92は、フォトマスクパターン90において、最も低い透過率を有する領域である。第2領域92の一端から他端までの距離d2は、図6に示すように、例えば、18〜28μmである。特に、第2領域92の一端から他端までの距離d2は、23μmであることが最適である。なお、図6に示す寸法は例示であり、本発明を限定するものではない。   The second region 92 is a region used for forming the groove 13. Therefore, the second region 92 is a region having the lowest transmittance in the photomask pattern 90. The distance d2 from one end to the other end of the second region 92 is, for example, 18 to 28 μm as shown in FIG. In particular, the distance d2 from one end to the other end of the second region 92 is optimally 23 μm. It should be noted that the dimensions shown in FIG. 6 are merely examples and do not limit the present invention.

第3領域93は、リング状スペーサ12を形成するために使用する領域であり、ハーフトーンマスクからなる。このため、第3領域93は、フォトマスクパターン90において、第1領域91と、第2領域92との間の透過率を有する。第3領域93の一端から他端までの距離d3は、図6に示すように、例えば、28〜38μmである。特に、第3領域93の一端から他端までの距離d3は、33μmであることが最適である。なお、図6に示す寸法は例示であり、本発明を限定するものではない。   The third region 93 is a region used for forming the ring-shaped spacer 12, and is made of a halftone mask. For this reason, the third region 93 has a transmittance between the first region 91 and the second region 92 in the photomask pattern 90. The distance d3 from one end to the other end of the third region 93 is, for example, 28 to 38 μm as shown in FIG. In particular, the distance d3 from one end to the other end of the third region 93 is optimally 33 μm. It should be noted that the dimensions shown in FIG. 6 are merely examples and do not limit the present invention.

本実施形態では、フォトレジストに対し、第1柱状スペーサ11に対応する部分を第1領域91で露光し、溝部13に対応する部分を第2領域92で露光し、リング状スペーサ12に対応する部分を第3領域93で露光して現像する。そして、不要なフォトレジストを除去することによって第1柱状スペーサ11と、リング状スペーサ12とを一体的に形成することができる。すなわち、本実施形態では、第1柱状スペーサ11と、リング状スペーサ12とは、単一の部材から構成されている。   In the present embodiment, a portion corresponding to the first columnar spacer 11 is exposed to the photoresist in the first region 91, a portion corresponding to the groove 13 is exposed to the second region 92, and the photoresist corresponds to the ring-shaped spacer 12. The portion is exposed in the third region 93 and developed. Then, by removing the unnecessary photoresist, the first columnar spacer 11 and the ring-shaped spacer 12 can be integrally formed. That is, in the present embodiment, the first columnar spacer 11 and the ring-shaped spacer 12 are formed of a single member.

図7を用いて、第1柱状スペーサ11と、リング状スペーサと12との寸法について説明する。図7は、第1柱状スペーサ11と、リング状スペーサ12との寸法の一例を説明するための模式図である。   The dimensions of the first columnar spacer 11 and the ring-shaped spacers and 12 will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a schematic diagram for explaining an example of the dimensions of the first columnar spacer 11 and the ring-shaped spacer 12.

第1柱状スペーサ11の高さL1は、例えば、2.4〜2.8μm程度に形成される。リング状スペーサ12の高さL2は、例えば、2.2〜2.5μm程度に形成される。リング状スペーサ12から溝部13までの深さL3は、例えば、0.2〜2.5μm程度に形成される。第1柱状スペーサ11と、リング状スペーサ12との段差L4は、例えば、0.2〜0.6μm程度に形成される。なお、これら各部の寸法は例示であり、本発明を限定するものではない。具体的には、各部の寸法は、上述した値よりも大きくしてもよいし、小さくしてもよい。   The height L1 of the first columnar spacer 11 is formed to be, for example, about 2.4 to 2.8 μm. The height L2 of the ring-shaped spacer 12 is, for example, about 2.2 to 2.5 μm. The depth L3 from the ring-shaped spacer 12 to the groove 13 is, for example, about 0.2 to 2.5 μm. The step L4 between the first columnar spacer 11 and the ring-shaped spacer 12 is formed to be, for example, about 0.2 to 0.6 μm. It should be noted that the dimensions of these parts are merely examples, and do not limit the present invention. Specifically, the dimensions of each part may be larger or smaller than the above-described values.

メイン柱状スペーサ10は、第1柱状スペーサ11の周囲に、例えば、0.2〜0.6μm程度高さの低いリング状スペーサ12が形成された形状を有している。ここで、第1柱状スペーサ11と、リング状スペーサ12とは一体的に形成されているため、第1柱状スペーサ11の位置は、リング状スペーサ12との関係では、常に一定である。このため、第1柱状スペーサ11と、リング状スペーサ12との接触の可能性を小さくすることができる。また、本実施形態では、第1柱状スペーサ11と対向する部分は平坦形状なので、TFT基板51と、カラーフィルタ基板52との貼り合わせのズレに起因するセルギャップの変動が防止される。   The main columnar spacer 10 has a shape in which a ring-shaped spacer 12 having a height of, for example, about 0.2 to 0.6 μm is formed around the first columnar spacer 11. Here, since the first columnar spacer 11 and the ring-shaped spacer 12 are integrally formed, the position of the first columnar spacer 11 is always constant in relation to the ring-shaped spacer 12. Therefore, the possibility of contact between the first columnar spacer 11 and the ring-shaped spacer 12 can be reduced. Further, in the present embodiment, the portion facing the first columnar spacer 11 has a flat shape, so that a change in the cell gap due to the displacement of the bonding between the TFT substrate 51 and the color filter substrate 52 is prevented.

メイン柱状スペーサ10において、リング状スペーサ12は、ハーフトーンマスクで作成される。このため、本実施形態は、ハーフトーンマスクの露光率を調整することによってリング状スペーサ12の高さを自由に変更することができる。すなわち、第1柱状スペーサ11と、リング状スペーサ12との段差L4を自由に設定することができる。これにより、本実施形態は、例えば、異物の大きさに応じて、第1柱状スペーサ11と、リング状スペーサ12との段差L4を最適に設定することが可能となる。   In the main columnar spacer 10, the ring-shaped spacer 12 is formed by a halftone mask. Therefore, in the present embodiment, the height of the ring-shaped spacer 12 can be freely changed by adjusting the exposure rate of the halftone mask. That is, the step L4 between the first columnar spacer 11 and the ring-shaped spacer 12 can be set freely. Thus, in the present embodiment, it is possible to optimally set the step L4 between the first columnar spacer 11 and the ring-shaped spacer 12, for example, according to the size of the foreign matter.

上述したように、メイン柱状スペーサ10において、リング状スペーサ12は、ハーフトーンマスクで作成される。このため、本実施形態は、ハーフトーンマスクの露光率を調整することによってリング状スペーサ12の上部から溝部13の底までの深さL3を自由に変更することができる。これにより、本実施形態は、例えば、異物の大きさに応じて、リング状スペーサ12から溝部13までの深さL3を最適に設定することが可能となる。   As described above, in the main columnar spacer 10, the ring-shaped spacer 12 is formed using a halftone mask. Therefore, in the present embodiment, the depth L3 from the top of the ring-shaped spacer 12 to the bottom of the groove 13 can be freely changed by adjusting the exposure rate of the halftone mask. Thus, in the present embodiment, for example, the depth L3 from the ring-shaped spacer 12 to the groove 13 can be optimally set according to the size of the foreign matter.

また、本実施形態のメイン柱状スペーサ10は、既存の設備を用いて作成することができる。そのため、本実施形態は、コストの観点からも有利となる。   In addition, the main columnar spacer 10 of the present embodiment can be created using existing equipment. Therefore, the present embodiment is also advantageous from the viewpoint of cost.

また、本実施形態では、第1柱状スペーサ11と、リング状スペーサ12とには段差が設けられている。このため、第1柱状スペーサ11と、リング状スペーサ12との段差を広く設定した場合、TFT基板51の部品との接触の可能性が小さくなるので、TFT基板51の画素電極などのパターンをメイン柱状スペーサ10に近づけて配置することができるようになる。これにより、本実施形態では、製品の設計の自由度を向上させることができる。   In the present embodiment, a step is provided between the first columnar spacer 11 and the ring-shaped spacer 12. For this reason, when the step between the first columnar spacer 11 and the ring-shaped spacer 12 is set wide, the possibility of contact with the components of the TFT substrate 51 is reduced. It can be arranged close to the columnar spacer 10. As a result, in the present embodiment, the degree of freedom in product design can be improved.

次に、図8を用いて、サブ柱状スペーサ70について説明する。図8は、サブ柱状スペーサ70を示す模式図である。   Next, the sub columnar spacer 70 will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a schematic view showing the sub columnar spacer 70.

図8に示すように、サブ柱状スペーサ70は、メイン柱状スペーサ10の第1柱状スペーサ11よりも高さの低い第2柱状スペーサ71を備える。具体的には、第2柱状スペーサ71の高さは、第1柱状スペーサ11よりも、0.3〜0.4μm程度低い。これにより、第2柱状スペーサ71は、対向する基板に力がかかった際に、メイン柱状スペーサ10の第1柱状スペーサ11が潰れてしまうのを防止する。このような第2柱状スペーサ71は、例えば、ハーフトーンマスクで形成することができる。すなわち、第2柱状スペーサ71の高さは、ハーフトーンマスクの露光率を調整することによって、調整することができる。   As shown in FIG. 8, the sub columnar spacer 70 includes a second columnar spacer 71 that is lower in height than the first columnar spacer 11 of the main columnar spacer 10. Specifically, the height of the second columnar spacer 71 is lower than that of the first columnar spacer 11 by about 0.3 to 0.4 μm. Thus, the second columnar spacer 71 prevents the first columnar spacer 11 of the main columnar spacer 10 from being crushed when a force is applied to the opposing substrate. Such a second columnar spacer 71 can be formed by, for example, a halftone mask. That is, the height of the second columnar spacer 71 can be adjusted by adjusting the exposure rate of the halftone mask.

サブ柱状スペーサ70は、第2柱状スペーサ71と一体的に形成された、リング状スペーサを備えていない。これは、第2柱状スペーサ71の高さL5は、メイン柱状スペーサ10の第1柱状スペーサ11の高さL1よりも低いためである。具体的には、第2柱状スペーサ71は、対抗する基板の配向膜40に接触することがなく、配向膜を削るなどして異物を発生させることがないので、第2柱状スペーサ71の周囲にリング状のスペーサを形成する必要がないためである。換言すれば、本実施形態は、配向膜を削って異物を生じさせる恐れのある柱状スペーサの周囲にのみに、リング状スペーサが形成されている。   The sub columnar spacer 70 does not include a ring spacer formed integrally with the second columnar spacer 71. This is because the height L5 of the second columnar spacer 71 is lower than the height L1 of the first columnar spacer 11 of the main columnar spacer 10. Specifically, the second columnar spacer 71 does not come into contact with the alignment film 40 of the opposing substrate and does not generate foreign matter by cutting the alignment film or the like. This is because there is no need to form a ring-shaped spacer. In other words, in the present embodiment, the ring-shaped spacer is formed only around the columnar spacer that may cause foreign matter by shaving the alignment film.

ここで、サブ柱状スペーサ70の高さは、リング状スペーサ12の高さと同じであってもよいし、異なっていてもよい。サブ柱状スペーサ70と、リング状スペーサ12との高さの関係は、設計に応じて任意に変更してもよい。   Here, the height of the sub-columnar spacer 70 may be the same as or different from the height of the ring-shaped spacer 12. The relationship between the height of the sub-columnar spacer 70 and the height of the ring-shaped spacer 12 may be arbitrarily changed according to the design.

上述のとおり、本実施形態は、第1柱状スペーサ11と、第1柱状スペーサ11を囲うように第1柱状スペーサ11と一体的に形成されたリング状スペーサ12とを備えている。これにより、本実施形態は、第1柱状スペーサ11と、リング状スペーサ12との間の溝部13に異物を溜め込むことができるので、配向膜などが剥がれたことによって生じた異物の表示領域への拡散を適切に防止することができる。   As described above, the present embodiment includes the first columnar spacer 11 and the ring-shaped spacer 12 formed integrally with the first columnar spacer 11 so as to surround the first columnar spacer 11. As a result, in the present embodiment, foreign substances can be stored in the groove 13 between the first columnar spacer 11 and the ring-shaped spacer 12, so that the foreign substances generated by the peeling of the alignment film and the like can be deposited on the display area. Diffusion can be appropriately prevented.

また、本実施形態では、第1柱状スペーサ11の頂点と、リング状スペーサ12の頂点との段差を、異物の大きさに応じて適切に変更することができる。これにより、本実施形態は、配向膜などが剥がれたことによって生じた異物の表示領域への拡散をより適切に防止することができる。   In the present embodiment, the step between the top of the first columnar spacer 11 and the top of the ring-shaped spacer 12 can be appropriately changed according to the size of the foreign matter. As a result, in the present embodiment, it is possible to more appropriately prevent foreign substances generated by peeling of the alignment film and the like into the display region.

また、本実施形態では、リング状スペーサ12の頂点から溝部13の底までの深さを、異物の大きさに応じて適切に変更することができる。これにより、本実施形態は、配向膜などが剥がれたことによって生じた異物の表示領域への拡散をより適切に防止することができる。   Further, in the present embodiment, the depth from the apex of the ring-shaped spacer 12 to the bottom of the groove 13 can be appropriately changed according to the size of the foreign matter. As a result, in the present embodiment, it is possible to more appropriately prevent foreign substances generated by peeling of the alignment film and the like into the display region.

また、本実施形態では、ブラックマトリックス60上に配置された柱状スペーサのうち、対向する基板の配向膜に達す柱状スペーサの周囲にのみ、リング状のスペーサが形成されている。これにより、本実施形態は、配向膜などが剥がれたことによって生じた異物の表示領域への拡散をより適切に防止することができる。   In the present embodiment, among the columnar spacers arranged on the black matrix 60, the ring-shaped spacer is formed only around the columnar spacer reaching the alignment film of the opposing substrate. As a result, in the present embodiment, it is possible to more appropriately prevent foreign substances generated by peeling of the alignment film and the like into the display region.

[変形例]
図9を用いて、本発明の実施形態の変形例について説明する。図9は、本発明の実施形態に係る変形例の構成を示す模式図である。
[Modification]
A modified example of the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a schematic diagram illustrating a configuration of a modification according to the embodiment of the present invention.

図9に示すように、実施形態の変形例は、メイン柱状スペーサ10の溝部13に対向する面に、リング状の凸部80を備えている点で液晶表示装置1と異なっている。   As shown in FIG. 9, the modification of the embodiment is different from the liquid crystal display device 1 in that a ring-shaped projection 80 is provided on a surface of the main columnar spacer 10 facing the groove 13.

図9に示す例では、溝部13に溜め込まれた異物は、リング状の凸部80によって移動が規制される。すなわち、図9に示す例では、リング状の凸部80によって、溝部13に溜め込まれた異物が、外部に拡散し難くなり、かつ外部に拡散するために必要な移動距離が長くなる。これにより、本実施形態の変形例は、配向膜40などが剥がれたことによって生じた異物の表示領域への拡散をより適切に防止することができる。   In the example shown in FIG. 9, the movement of the foreign matter stored in the groove 13 is restricted by the ring-shaped protrusion 80. That is, in the example shown in FIG. 9, the foreign matter accumulated in the groove 13 is hardly diffused outside due to the ring-shaped convex portion 80, and the moving distance required for diffusing outside is increased. As a result, in the modification of the present embodiment, it is possible to more appropriately prevent foreign substances generated by peeling of the alignment film 40 and the like from diffusing into the display area.

図10を用いて、本発明の実施形態の他の変形例について説明する。図10は、本発明の実施形態に係る他の変形例の構成を示す模式図である。   Another modification of the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 10 is a schematic diagram illustrating a configuration of another modification according to the embodiment of the present invention.

図10に示すように、実施形態の他の変形例は、リング状スペーサ12の外周にリング状の凸部80が設けられていてもよい。この場合であっても、リング状の凸部80によって、溝部13に溜め込まれた異物が、外部に拡散し難くなり、かつ外部に拡散するために必要な移動距離が長くなる。これにより、本実施形態の変形例は、配向膜40などが剥がれたことによって生じた異物の表示領域への拡散をより適切に防止することができる。   As shown in FIG. 10, in another modification of the embodiment, a ring-shaped protrusion 80 may be provided on the outer periphery of the ring-shaped spacer 12. Even in this case, the foreign matters accumulated in the groove 13 are less likely to diffuse outside due to the ring-shaped convex portion 80, and the movement distance required for diffusing the foreign matter increases. As a result, in the modification of the present embodiment, it is possible to more appropriately prevent foreign substances generated by peeling of the alignment film 40 and the like from diffusing into the display area.

上述した内容により実施形態が限定されるものではない。また、上述した実施形態の構成要素には、当業者が容易に想到できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、上述の実施形態の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の種々の省略、置換及び変更を行うことができる。   The embodiment is not limited by the contents described above. The components of the above-described embodiments include those easily conceivable by those skilled in the art, those that are substantially the same, and those that are in an equivalent range. Furthermore, various omissions, substitutions, and changes of the components can be made without departing from the spirit of the above-described embodiment.

5 表示パネル
6 バックライト(照明装置)
10 メイン柱状スペーサ
11 第1柱状スペーサ
12 リング状スペーサ
13 溝部
40 配向膜
51 TFT基板(第1基板)
52 カラーフィルタ基板(第2基板)
53 第1偏光板
55 第2偏光板
60 ブラックマトリックス
61B 青画素
61R 赤画素
61G 緑画素
70 サブ柱状スペーサ
71 第2柱状スペーサ
80 凸部
90 フォトマスクパターン
91 第1領域
92 第2領域
93 第3領域
100 液晶表示装置
5 Display panel 6 Backlight (lighting device)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Main columnar spacer 11 1st columnar spacer 12 Ring-shaped spacer 13 Groove 40 Alignment film 51 TFT substrate (1st substrate)
52 color filter substrate (second substrate)
53 First polarizing plate 55 Second polarizing plate 60 Black matrix 61B Blue pixel 61R Red pixel 61G Green pixel 70 Sub-columnar spacer 71 Second columnar spacer 80 Convex part 90 Photomask pattern 91 First region 92 Second region 93 Third region 100 liquid crystal display

Claims (8)

第1基板と、第2基板と、前記第1基板と、前記第2基板との間に注入された液晶層とを含む液晶表示装置であって、
前記第1基板と、前記第2基板のいずれか一方に、
前記第1基板と、前記第2基板との間の距離を規定する第1柱状スペーサと、
前記第1柱状スペーサを囲うように前記第1柱状スペーサと一体的に形成され、かつ前記第1柱状スペーサよりも高さの低いリング状スペーサと、を備える、
液晶表示装置。
A liquid crystal display device including a first substrate, a second substrate, a liquid crystal layer injected between the first substrate, and the second substrate,
The first substrate and one of the second substrates,
A first columnar spacer that defines a distance between the first substrate and the second substrate;
A ring-shaped spacer integrally formed with the first columnar spacer so as to surround the first columnar spacer, and having a lower height than the first columnar spacer.
Liquid crystal display.
前記第1柱状スペーサと、前記リング状スペーサとは、単一の部材によって形成されている、
請求項1に記載の液晶表示装置。
The first columnar spacer and the ring-shaped spacer are formed by a single member,
The liquid crystal display device according to claim 1.
前記第1柱状スペーサは、配向膜と対向している、
請求項1または2に記載の液晶表示装置。
The first columnar spacer is opposed to the alignment film;
The liquid crystal display device according to claim 1.
前記第1柱状スペーサと対向する部分は、平面形状である、
請求項1から3のいずれか1項に記載の液晶表示装置。
A portion facing the first columnar spacer has a planar shape.
The liquid crystal display device according to claim 1.
前記第1柱状スペーサの頂点と、前記リング状スペーサの頂点との差は、前記第1柱状スペーサと、前記リング状スペーサとの間に存在する異物の大きさに応じて規定される、
請求項1から4のいずれか1項に記載の液晶表示装置。
The difference between the apex of the first columnar spacer and the apex of the ring-shaped spacer is defined according to the size of foreign matter existing between the first columnar spacer and the ring-shaped spacer.
The liquid crystal display device according to claim 1.
前記リング状スペーサの頂点から、前記第1柱状スペーサと、前記リング状スペーサとの間の溝部の底まで深さは、前記第1柱状スペーサと、前記リング状スペーサとの間に存在する異物の大きさに応じて規定される、
請求項1から5のいずれか1項に記載の液晶表示装置。
The depth from the top of the ring-shaped spacer to the bottom of the groove between the first columnar spacer and the ring-shaped spacer is less than that of the foreign matter existing between the first columnar spacer and the ring-shaped spacer. Stipulated according to the size,
The liquid crystal display device according to claim 1.
前記第1柱状スペーサよりも高さの低い第2柱状スペーサをさらに備え、
前記リング状スペーサは、前記第1柱状スペーサの周囲にのみ形成されている、
請求項1から6のいずれか1項に記載の液晶表示装置。
A second columnar spacer having a height lower than the first columnar spacer;
The ring-shaped spacer is formed only around the first columnar spacer,
The liquid crystal display device according to claim 1.
前記第1柱状スペーサと、前記リング状スペーサとの間に対向する領域および前記リング状スペーサの外部領域の近傍に対向する領域の少なくとも一方にリング状の凸部をさらに備える、
請求項1から7のいずれか1項に記載の液晶表示装置。
The first columnar spacer further includes a ring-shaped convex portion in at least one of a region facing between the ring-shaped spacer and a region facing near an external region of the ring-shaped spacer,
The liquid crystal display device according to claim 1.
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