(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁基板、
前記絶縁基板上に形成され、第１方向にのびている第１信号線、
前記絶縁基板上に形成され、前記第１信号線と絶縁されて交差し、屈折部と、前記第１方向と直交する第２方向にのびている部分を有する第２信号線、
前記第１信号線と前記第２信号線が交差して定義する画素ごとに形成されており、前記第２信号線に隣接する辺が前記第２信号線の屈折部に沿って屈曲している第１画素電極、
前記第１信号線、前記第２信号線及び前記第１画素電極と連結されている薄膜トランジスタ、及び
前記画素ごとに形成され、前記第２信号線に隣接する辺が前記第２信号線の屈折部に沿って屈曲しており、前記第１画素電極とは間隔をおいて絶縁されて形成されつつ容量性結合をなし、各画素のうち前記第１画素電極が形成されていない領域を覆う第２画素電極、
前記第１画素電極と連結され、前記第２画素電極と絶縁状態で重畳している結合電極、
を含み、
前記結合電極は、前記第２画素電極を二等分し、前記第１信号線に対し実質的に１３５度をなす部分と、前記第１信号線に対し実質的に４５度をなす部分とを含む、薄膜トランジスタ表示板。
【請求項２】
前記第２信号線の屈折部は二つの直線部を含み、前記直線部のうち一つは前記第１信号線に対し実質的に１３５度をなし、もう一つは前記第１信号線に対して実質的に４５度をなす、請求項１に記載の薄膜トランジスタ表示板。
【請求項３】
前記結合電極は、前記薄膜トランジスタの３端子のうちドレーン電極からのびている、請求項１に記載の薄膜トランジスタ表示板。
【請求項４】
前記第１画素電極と前記第２画素電極は、実質的に同じ形態を有し、第１信号線に沿って所定の距離を平行移動することで一致するように形成されている、請求項１に記載の薄膜トランジスタ表示板。
【請求項５】
前記第２信号線の屈折部の長さは、前記第２信号線の第２方向にのびている部分の長さよりも短い、請求項１に記載の薄膜トランジスタ基板。
【請求項６】
絶縁基板、
前記絶縁基板上に形成され、ゲート電極とゲート線とを含むゲート配線、
前記ゲート配線上に形成されているゲート絶縁膜、
前記ゲート絶縁膜上に形成されている半導体層、
前記半導体層上に形成され、屈折部と前記ゲート線と直交する部分とを有するデータ線、前記データ線と連結されているソース電極、前記ゲート電極上部で前記ソース電極と各々対向しているドレーン電極を含むデータ配線、
前記ドレーン電極と連結されている結合電極、
前記データ配線及び前記結合電極の上に形成されている保護膜、
前記保護膜上に形成され、前記ドレーン電極と電気的に連結され、前記データ線と隣接する辺が前記データ線に沿って屈折している第１画素電極、及び
前記保護膜上に形成され、前記結合電極と重なり、前記データ線と隣接する辺が前記データ線に沿って屈折しており、前記第１画素電極とは間隔をおいて絶縁されて形成されつつ容量性結合をなし、各画素のうち前記第１画素電極が形成されていない領域を覆う第２画素電極、
を含み、
前記結合電極は、前記第２画素電極を二等分し、前記第１信号線に対し実質的に１３５度をなす部分と、前記第１信号線に対し実質的に４５度をなす部分とを含む薄膜トランジスタ表示板。
【請求項７】
前記データ線の屈折部は、前記ゲート線と１３５度をなす第１部分と前記ゲート線と４５度をなす第２部分とからなっている、請求項６に記載の薄膜トランジスタ表示板。
【請求項８】
前記ゲート線と平行に形成されている維持電極線及び前記維持電極線に連結されており、前記第１画素電極と重畳している維持電極をさらに含む、請求項６に記載の薄膜トランジスタ表示板。
【請求項９】
第１絶縁基板、
前記第１絶縁基板上に形成されている第１信号線、
前記第１絶縁基板上に形成され、前記第１信号線と絶縁されて交差し、屈折部を有する第２信号線、
前記第１信号線と前記第２信号線が交差して定義する画素ごとに形成されており、前記第２信号線に隣接する辺が前記第２信号線の屈折部に沿って屈曲している第１画素電極、
前記第１信号線、前記第２信号線及び前記画素電極と連結されている薄膜トランジスタ、
前記画素ごとに形成され、前記第２信号線に隣接する辺が前記第２信号線の屈折部に沿って屈曲しており、前記第１画素電極とは間隔をおいて絶縁されて形成されつつ容量性結合をなし、各画素のうち前記第１画素電極が形成されていない領域を覆う第２画素電極、
前記第１画素電極と連結され、前記第２画素電極と絶縁状態で重畳している結合電極、
前記第１絶縁基板と対向している第２絶縁基板、
前記第２絶縁基板上に形成されている共通電極、
前記第２絶縁基板に形成されているドメイン分割手段、及び
前記第１絶縁基板と前記第２絶縁基板との間に注入されている液晶層、を含み、
前記画素は、前記ドメイン分割手段によって複数のドメインに分割され、前記ドメインの二つの長辺は隣接する前記第２信号線の屈折部と実質的に平行であり、
前記結合電極は、前記第２画素電極を二等分し、前記第１信号線に対し実質的に１３５度をなす部分と、前記第１信号線に対し実質的に４５度をなす部分とを含む、液晶表示装置。
【請求項１０】
前記液晶層に含まれている液晶は負の誘電率異方性を有し、前記液晶はその長軸が前記第１及び第２基板に対して垂直に配向されている、請求項９に記載の液晶表示装置。
【請求項１１】
前記ドメイン分割手段は前記共通電極が有する切開部である、請求項９に記載の液晶表示装置。
【請求項１２】
絶縁基板、
前記絶縁基板上に形成され、第１方向にのびている第１信号線、
前記絶縁基板上に形成され、前記第１信号線と絶縁されて交差し、屈折部と、前記第１方向と直交する第２方向にのびている部分とを有する第２信号線、
前記第１信号線と前記第２信号線が交差して定義する画素ごとに形成されており、前記第２信号線に隣接する辺が前記第２信号線の屈折部に沿って屈曲している第１画素電極、
前記画素ごとに形成され、前記第２信号線に隣接する辺が前記第２信号線の屈折部に沿って屈曲しており、前記第１画素電極とは間隔をおいて絶縁されて形成されつつ容量性結合をなし、各画素のうち前記第１画素電極が形成されていない領域を覆う第２画素電極、
及び
前記第１信号線及び前記第２信号線と連結され、前記第２画素電極と連結されている薄膜トランジスタ、
前記第２画素電極と連結され、前記第１画素電極と絶縁状態で重畳している結合電極を含み、
前記第２画素電極は二つに分離され、前記第１信号線と隣接する位置に配置されており、前記第１画素電極は前記二つの第２画素電極間に配置されており、
前記結合電極は前記第２画素電極を二等分して前記第１信号線に対し実質的に１３５度をなす部分と、前記第１信号線に対し実質的に４５度をなす部分とを含む、薄膜トランジスタ表示板。
【請求項１３】
前記第２信号線の屈折部は二つの直線部を含み、前記直線部のうちの一つは前記第１信号線に対し実質的に１３５度をなし、もう一つは前記第１信号線に対し実質的に４５度をなす、請求項１２に記載の薄膜トランジスタ表示板。
【請求項１４】
前記ゲート線と平行に形成されている維持電極線及び前記維持電極線に連結され、前記結合電極と少なくとも一部分が重畳している維持電極をさらに含む、請求項１２に記載の薄膜トランジスタ表示板。
【請求項１５】
第１絶縁基板、
前記第１絶縁基板上に形成されている第１信号線、
前記第１絶縁基板上に形成され、前記第１信号線と絶縁されて交差し、屈折部を有する第２信号線、
前記第１信号線と前記第２信号線が交差して定義する画素ごとに形成されており、前記第２信号線に隣接する辺が前記第２信号線の屈折部に沿って屈曲している第１画素電極、
前記画素ごとに形成され、前記第２信号線に隣接する辺が前記第２信号線の屈折部に沿って屈曲しており、前記第１画素電極とは間隔をおいて絶縁されて形成されつつ容量性結合をなし、各画素のうち前記第１画素電極が形成されていない領域を覆う第２画素電極、
前記第１信号線及び前記第２信号線と連結され、前記第１画素電極と連結されている薄膜トランジスタ、
前記第１画素電極と連結され、前記第２画素電極と絶縁状態で重畳している結合電極、
前記第１絶縁基板と対向している第２絶縁基板、
前記第２絶縁基板上に形成されている共通電極、
前記第２絶縁基板に形成されているドメイン分割手段、及び
前記第１絶縁基板と前記第２絶縁基板との間に注入されている液晶層、を含み、
前記画素は前記ドメイン分割手段によって複数のドメインに分割され、前記ドメインの二つの長辺は隣接する前記第２信号線の屈折部と実質的に平行であり、前記第２画素電極は二つに分離されて前記第１信号線と隣接する位置に配置されており、前記第１画素電極は前記二つの第２画素電極間に配置されており、
前記結合電極は、前記第２画素電極を二等分し、前記第１信号線に対し実質的に１３５度をなす部分と、前記第１信号線に対し実質的に４５度をなす部分とを含む液晶表示装置。
【請求項１６】
前記液晶層に含まれている液晶は負の誘電率異方性を有し、前記液晶はその長軸が前記第１及び第２基板に対して垂直に配向されている、請求項１５に記載の液晶表示装置。
【請求項１７】
前記ドメイン分割手段は前記共通電極が有する切開部である、請求項１５に記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は液晶表示装置に関し、特に広視野角を得るために画素を複数のドメインに分割する垂直配向液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は一般に、共通電極とカラーフィルターなどが形成されている上部基板と、薄膜トランジスタと画素電極などが形成されている下部基板との間に液晶物質を注入し、画素電極と共通電極に互いに異なる電位を印加して電界を形成し、液晶分子の配列を変更させ、これによって光の透過率を調節することで画像を表現する装置である。
【０００３】
ところで、液晶表示装置は視野角が狭いのが大きな短所である。このような短所を克服するために、視野角を広くできる様々な方案が開発されている。その中でも、液晶分子を上下基板に対して垂直に配向し、画素電極とその対向電極である共通電極とに一定の切開パターンを形成したり、突起を形成する方法が有力視されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような多重ドメイン液晶表示装置では、１：１０のコントラスト比を基準とするコントラスト比基準視野角や階調間輝度反転の限界角度で定義される階調反転基準視野角は、全方向８０度以上で非常に優れている。しかし、正面のガンマ曲線と側面のガンマ曲線とが一致しない側面ガンマ曲線の歪曲現象が生じ、ＴＮ（twisted nematic）モード液晶表示装置に比べても左右側面で視認性が劣っている。例えば、ドメイン分割手段として切開部を形成するＰＶＡ（patterned vertically aligned）モードの場合は、側面に向けるほど全体的に画面が明るく見え、色は白色の方に移動する傾向があり、激しいときは、明るい階調間の間隔差がなくなり画像が崩れることもある。ところが最近、液晶表示装置がマルチメディア用に使われるようになり、画像を見たり動画を見ることが増えるにつれて視認性が益々重要視されてきている。
【０００５】
一方、突起や切開パターンを形成する方法は、突起や切開パターン部分のために開口率が低下する。これを補完するために、画素電極を最大に広く形成する超高開口率構造が提案されているが、このような超高開口率構造は、隣接する画素電極間の距離が短すぎて、画素電極間に形成される側方向電場（lateral field）が強く形成される。したがって、画素電極の周縁に位置する液晶などがこの側方向電場の影響を受けて配向がばらつき、これによってテクスチャーの乱れや光漏れが発生する。
【０００６】
本発明が目的とする技術的課題は、視認性に優れた多重ドメイン液晶表示装置を実現することにある。本発明の他の技術的課題は、安定した多重ドメインを形成する液晶表示装置を提供することにある。本発明の他の技術的課題は、多重ドメイン液晶表示装置の開口率を向上することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
このような課題を解決するために本発明は、
絶縁基板、
前記絶縁基板上に形成され、第１方向にのびている第１信号線、
前記絶縁基板上に形成され、前記第１信号線と絶縁されて交差し、屈折部と、前記第１方向と直交する第２方向にのびている部分を有する第２信号線、
前記第１信号線と前記第２信号線が交差して定義する画素ごとに形成されており、前記第２信号線に隣接する辺が前記第２信号線の屈折部に沿って屈曲している第１画素電極、
前記第１信号線、前記第２信号線及び前記第１画素電極と連結されている薄膜トランジスタ、及び
前記画素ごとに形成され、前記第２信号線に隣接する辺が前記第２信号線の屈折部に沿って屈曲しており、前記第１画素電極とは間隔をおいて絶縁されて形成されつつ容量性結合をなし、各画素のうち前記第１画素電極が形成されていない領域を覆う第２画素電極、
を含む、薄膜トランジスタ表示板を提供する。
【０００８】
第１画素電極に印加される電圧によって第２画素電極の電圧が変動する状態にある。この時、第２画素電極の電圧は第１画素電極の電圧に比べて常に絶対値が低くなる。このように、一つの画素領域内で電圧が異なる二つの画素電極を配置すれば、二つの画素電極が互いに補償し、ガンマ曲線の歪曲を減らすことができる。
【０００９】
前記薄膜トランジスタ表示板において、前記第２信号線の屈折部は二つの直線部を含み、前記直線部のうち一つは前記第１信号線に対し実質的に１３５度をなし、もう一つは前記第１信号線に対して実質的に４５度をなすことが好ましい。
【００１０】
また、前記薄膜トランジスタ表示板は、前記第１画素電極と連結され、前記第２画素電極と絶縁状態で重畳している結合電極をさらに含むことができる。
【００１１】
また、前記薄膜トランジスタ表示板において、前記結合電極は、前記第１薄膜トランジスタの３端子のうちドレーン電極からのびていることが好ましい。
【００１２】
また、前記薄膜トランジスタ表示板において、前記結合電極は、前記第２画素電極を二等分し、前記第１信号線に対し実質的に１３５度をなす部分と、前記第１信号線に対し実質的に４５度をなす部分とを含むとよい。
【００１３】
また、前記薄膜トランジスタ表示板において、前記第１画素電極と前記第２画素電極は、実質的に同じ形態を有し、第１信号線に沿って所定の距離を平行移動することで互いに一致するように形成されていると良い。
【００１４】
また、前記薄膜トランジスタ表示板において、前記第２信号線の屈折部の長さは、前記第２信号線の第２方向にのびている部分の長さよりも短いことが好ましい。
【００１５】
本発明は、
絶縁基板、
前記絶縁基板上に形成され、ゲート電極とゲート線とを含むゲート配線、
前記ゲート配線上に形成されているゲート絶縁膜、
前記ゲート絶縁膜上に形成されている半導体層、
前記半導体層上に形成され、屈折部と前記ゲート線と直交する部分とを有するデータ線、前記データ線と連結されているソース電極、前記ゲート電極上部で前記ソース電極と各々対向しているドレーン電極を含むデータ配線、
前記ドレーン電極と連結されている結合電極、
前記データ配線及び前記結合電極の上に形成されている保護膜、
前記保護膜上に形成され、前記ドレーン電極と電気的に連結され、前記データ線と隣接する辺が前記データ線に沿って屈折している第１画素電極、及び
前記保護膜上に形成され、前記結合電極と重なり、前記データ線と隣接する辺が前記データ線に沿って屈折しており、前記第１画素電極とは間隔をおいて絶縁されて形成されつつ容量性結合をなし、各画素のうち前記第１画素電極が形成されていない領域を覆う第２画素電極、
を含む薄膜トランジスタ表示板を提供する。
【００１６】
第１画素電極に印加される電圧によって第２画素電極の電圧が変動する状態にある。この時、第２画素電極の電圧は第１画素電極の電圧に比べて常に絶対値が低くなる。このように、一つの画素領域内で電圧が異なる二つの画素電極を配置すれば、二つの画素電極が互いに補償し、ガンマ曲線の歪曲を減らすことができる。
【００１７】
前記薄膜トランジスタ表示板において、前記データ線の屈折部は、前記ゲート線と１３５度をなす第１部分と前記ゲート線と４５度をなす第２部分とからなっているとよい。
【００１８】
また、前記薄膜トランジスタ表示板は、前記ゲート線と平行に形成されている維持電極線及び前記維持電極線に連結されており、前記第１画素電極と重畳している維持電極をさらに含むことができる。
【００１９】
本発明は、
第１絶縁基板、
前記第１絶縁基板上に形成されている第１信号線、
前記第１絶縁基板上に形成され、前記第１信号線と絶縁されて交差し、屈折部を有する第２信号線、
前記第１信号線と前記第２信号線が交差して定義する画素ごとに形成されており、前記第２信号線に隣接する辺が前記第２信号線の屈折部に沿って屈曲している第１画素電極、
前記第１信号線、前記第２信号線及び前記画素電極と連結されている薄膜トランジスタ、
前記画素ごとに形成され、前記第２信号線に隣接する辺が前記第２信号線の屈折部に沿って屈曲しており、前記第１画素電極とは間隔をおいて絶縁されて形成されつつ容量性結合をなし、各画素のうち前記第１画素電極が形成されていない領域を覆う第２画素電極、
前記第１絶縁基板と対向している第２絶縁基板、
前記第２絶縁基板上に形成されている共通電極、
前記第２絶縁基板に形成されているドメイン分割手段、及び
前記第１絶縁基板と前記第２絶縁基板との間に注入されている液晶層、を含み、前記画素は、前記ドメイン分割手段によって複数のドメインに分割され、前記ドメインの二つの長辺は隣接する前記第２信号線の屈折部と実質的に平行である、液晶表示装置を提供する。
【００２０】
前記液晶表示装置において、前記液晶層に含まれている液晶は負の誘電率異方性を有し、前記液晶はその長軸が前記第１及び第２基板に対して垂直に配向されているとよい。
【００２１】
前記液晶表示装置において、前記ドメイン分割手段は前記共通電極が有する切開部であってもよい。
【００２２】
このように形成した液晶表示装置では、液晶に電界が印加された際に、各ドメイン内の液晶がドメインの長辺に対して垂直をなす方向に傾くようになる。この方向は、データ線に対して垂直をなす方向であるので、データ線を介在して隣接する二つの画素電極間に形成される側方向電界によって液晶が傾く方向と一致する。したがって、側方向電界が各ドメインの液晶配向を手伝うことになる。
【００２３】
また、第１画素電極は薄膜トランジスタを通じて画像信号電圧の印加を受けるのに対し、第２画素電極は結合電極との容量性結合によって電圧が変動するために、第２画素電極の電圧は第１画素電極の電圧に比べて絶対値が常に低くなる。
【００２４】
このように、一つの画素内に電圧が異なる二つの画素電極を配置すれば、二つの画素電極が互いに補償し、ガンマ曲線の歪曲を減らすことができる。
【００２５】
本発明は、
絶縁基板、
前記絶縁基板上に形成され、第１方向にのびている第１信号線、
前記絶縁基板上に形成され、前記第１信号線と絶縁されて交差し、屈折部と、前記第１方向と直交する第２方向にのびている部分とを有する第２信号線、
前記第１信号線と前記第２信号線が交差して定義する画素ごとに形成されており、前記第２信号線に隣接する辺が前記第２信号線の屈折部に沿って屈曲している第１画素電極、
前記画素ごとに形成され、前記第２信号線に隣接する辺が前記第２信号線の屈折部に沿って屈曲しており、前記第１画素電極とは間隔をおいて絶縁されて形成されつつ容量性結合をなし、各画素のうち前記第１画素電極が形成されていない領域を覆う第２画素電極、
及び
前記第１信号線及び前記第２信号線と連結され、前記第１画素電極と前記第２画素電極のうちのいずれか一つと連結されている薄膜トランジスタ、を含む
前記第２画素電極は二つに分離され、前記第１信号線と隣接する位置に配置されており、前記第１画素電極は前記二つの第２画素電極間に配置されている、薄膜トランジスタ表示板を提供する。
【００２６】
第１画素電極に印加される電圧によって第２画素電極の電圧が変動する状態にある。この時、第２画素電極の電圧は第１画素電極の電圧に比べて常に絶対値が低くなる。
【００２７】
このように、一つの画素領域内で電圧が異なる二つの画素電極を配置すれば、二つの画素電極が互いに補償し、ガンマ曲線の歪曲を減らすことができる。
【００２８】
また、前記薄膜トランジスタ表示板において、前記第２信号線の屈折部は二つの直線部を含み、前記直線部のうちの一つは前記第１信号線に対し実質的に１３５度をなし、もう一つは前記第１信号線に対し実質的に４５度をなすとよい。
【００２９】
また、前記薄膜トランジスタ表示板において、前記薄膜トランジスタは前記第１画素電極と連結されており、前記第１画素電極と連結され、前記第２画素電極と絶縁状態で重畳している結合電極をさらに含むことができる。
【００３０】
結合電極は、第１画素電極と第２画素電極を容量性結合させる役割の他に、薄膜トランジスタを通じて伝達される画像信号の通路役割をする。
【００３１】
また、前記薄膜トランジスタ表示板において、前記薄膜トランジスタは前記第２画素電極と連結されており、前記第２画素電極と連結され、前記第１画素電極と絶縁状態で重畳している結合電極をさらに含むことができる。
【００３２】
また、前記薄膜トランジスタ表示板において、前記結合電極は前記第２画素電極を二等分して前記第１信号線に対し実質的に１３５度をなす部分と、前記第１信号線に対し実質的に４５度をなす部分とを含むことができる。
【００３３】
また、前記薄膜トランジスタ表示板は、前記ゲート線と平行に形成されている維持電極線及び前記維持電極線に連結され、前記結合電極と少なくとも一部分が重畳している維持電極をさらに含んでいると好適である。
【００３４】
本発明は、
第１絶縁基板、
前記第１絶縁基板上に形成されている第１信号線、
前記第１絶縁基板上に形成され、前記第１信号線と絶縁されて交差し、屈折部を有する第２信号線、
前記第１信号線と前記第２信号線が交差して定義する画素ごとに形成されており、前記第２信号線に隣接する辺が前記第２信号線の屈折部に沿って屈曲している第１画素電極、
前記画素ごとに形成され、前記第２信号線に隣接する辺が前記第２信号線の屈折部に沿って屈曲しており、前記第１画素電極とは間隔をおいて絶縁されて形成されつつ容量性結合をなし、各画素のうち前記第１画素電極が形成されていない領域を覆う第２画素電極、
前記第１信号線及び前記第２信号線と連結され、前記第１画素電極と前記第２画素電極のうちのいずれか一つと連結されている薄膜トランジスタ、
前記第１絶縁基板と対向している第２絶縁基板、
前記第２絶縁基板上に形成されている共通電極、
前記第２絶縁基板に形成されているドメイン分割手段、及び
前記第１絶縁基板と前記第２絶縁基板との間に注入されている液晶層、を含み、
前記画素は前記ドメイン分割手段によって複数のドメインに分割され、前記ドメインの二つの長辺は隣接する前記第２信号線の屈折部と実質的に平行であり、前記第２画素電極は二つに分離されて前記第１信号線と隣接する位置に配置されており、前記第１画素電極は前記二つの第２画素電極間に配置されている液晶表示装置を提供する。
【００３５】
このように形成した液晶表示装置では、液晶に電界が印加された際に、各ドメイン内の液晶がドメインの長辺に対して垂直をなす方向に傾くようになる。この方向は、データ線に対して垂直をなす方向であるので、データ線を介在して隣接する二つの画素電極間に形成される側方向電界によって液晶が傾く方向と一致する。したがって、側方向電界が各ドメインの液晶配向を手伝うことになる。
【００３６】
また、第１画素電極は薄膜トランジスタを通じて画像信号電圧の印加を受けるのに対し、第２画素電極は結合電極との容量性結合によって電圧が変動するために、第２画素電極の電圧は第１画素電極の電圧に比べて絶対値が常に低くなる。
【００３７】
このように、一つの画素内に電圧が異なる二つの画素電極を配置すれば、二つの画素電極が互いに補償し、ガンマ曲線の歪曲を減らすことができる。
【００３８】
前記液晶表示装置において、前記液晶層に含まれている液晶は負の誘電率異方性を有し、前記液晶はその長軸が前記第１及び第２基板に対して垂直に配向されているとよい。
【００３９】
また、前記液晶表示装置において、前記ドメイン分割手段は前記共通電極が有する切開部であってもよい。
【発明の効果】
【００４０】
本発明によれば、液晶表示装置の輝度を高め、側面視認性を向上させ、視野角の拡張を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
添付した図面を参照して本発明の実施例に対して本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施できるように詳細に説明する。しかし、本発明は多様な形態で実現することができ、ここで説明する実施例に限定されない。
【００４２】
図面は、各種層及び領域を明確に表現するために、厚さを拡大して示している。明細書全体を通じて類似した部分については同一な図面符号を付けている。層、膜、領域、板などの部分が他の部分の“上に”あるとする時、これは他の部分の“すぐ上に”ある場合に限らず、その中間に更に他の部分がある場合も含む。逆に、ある部分が他の部分の“すぐ上に”あるとする時、これは中間に他の部分がない場合を意味する。
【００４３】
以下、図面を参考にして本発明の実施例による多重ドメイン液晶表示装置について説明する。
＜第１実施例＞
図１は本発明の第１実施例による液晶表示装置用薄膜トランジスタ表示板の配置図であり、図２は本発明の第１実施例による液晶表示装置の共通電極表示板の配置図であり、図３本発明の第１実施例による液晶表示装置の配置図であり、図４は図３のIV-IV'線による断面図である。
【００４４】
本発明の第１実施例による液晶表示装置は、薄膜トランジスタ表示板１００とこれと対向している共通電極表示板２００及び液晶層３を含む。液晶層３は、これら二つの表示板１００、２００の間に注入される液晶分子を含み、液晶分子の長軸はこれら表示板１００、２００に対して垂直に配向されている。
【００４５】
まず、図１、図４及び図５を参照して、薄膜トランジスタ表示板１００について詳細に説明する。
【００４６】
絶縁基板１１０上に、横方向にゲート線１２１が形成されており、ゲート線１２１にゲート電極１２３が連結されている。ゲート線１２１の一端部１２５は外部回路との連結のために幅が拡張されている。
【００４７】
また、絶縁基板１１０上には、維持電極線１３１と維持電極１３３が形成されている。維持電極線１３１は横方向にのびており、維持電極１３３は、維持電極線１３１に対し１３５度をなす方向に伸びる途中で９０度屈曲し、所定の長さほどのびている。
【００４８】
ゲート配線１２１、１２３、１２５及び維持電極配線１３１、１３３は、物理化学的特性の優れたCrまたはMo合金などからなる下部層と、低抵抗のAlまたはAg合金などからなる上部層の二重層で形成するのが好ましい。これらゲート配線１２１、１２３、１２５及び維持電極配線１３１、１３３は、必要に応じては単一層もしくは３重層以上で形成することもできる。
【００４９】
ゲート配線１２１、１２３、１２５及び維持電極配線１３１、１３３の上には、ゲート絶縁膜１４０が形成されている。
【００５０】
ゲート絶縁膜１４０上には、非晶質シリコンなどの半導体からなる半導体層１５１、１５４、１５６が形成されている。半導体層１５１、１５４、１５６は、薄膜トランジスタのチャンネルを形成するチャンネル部半導体層１５４と、データ線１７１下に位置するデータ線部半導体層１５１及び結合電極１７６の下に位置する結合電極部の半導体層１５６を含む。
【００５１】
半導体層１５１、１５４、１５６の上には、シリサイドまたはn型不純物が高濃度でドーピングされているn+水素化非晶質シリコンなどの物質からなる抵抗性接触層１６１、１６３、１６５、１６６が形成されている。抵抗性接触層１６１、１６３、１６５、１６６は、データ線の下に位置するデータ線部接触層１６１と、ソース電極１７３の下に位置するソース部接触層１６３と、ドレーン電極１７５の下に位置するソース部接触層１６３と、ドレーン部接触層１６５と、結合電極部接触層１６６とを含む。
【００５２】
抵抗性接触層１６１、１６３、１６５及びゲート絶縁膜１４０の上には、データ配線１７１、１７３、１７５、１７９が形成されている。データ配線１７１、１７３、１７５、１７９は、長くのびており、ゲート線１２１と交差して画素を定義するデータ線１７１と、データ線１７１の分枝であって抵抗性接触層１６３の上部まで延長されているソース電極１７３と、ソース電極１７３と分離され、ゲート電極１２３に対してソース電極１７３の反対側抵抗性接触層１６５の上部に形成されているドレーン電極１７５とを含む。データ線１７１の一端部１７９は、外部回路と連結するために幅が拡張されている。
【００５３】
ここで、データ線１７１は、画素の長さを周期として反復的に屈折する部分と、縦にのびた部分が現れるように形成されている。この時、データ線１７１の屈折部は二つの直線部からなり、前記直線部のうち一つはゲート線１２１に対し１３５度をなし、もう一つは、ゲート線１２１に対して４５度をなす。データ線１７１の縦にのびた部分にはソース電極１７３が連結されており、この部分がゲート線１２１及び維持電極線１３１と交差する。
【００５４】
この時、データ線１７１の屈折部と縦にのびた部分の長さ比率は１：１乃至９：１の範囲（即ち、データ線１７１のうち屈折部の占める比率が５０％〜９０％範囲）である。したがって、ゲート線１２１とデータ線１７１が交差して形成される画素は折れ曲がった帯状に形成される。
【００５５】
一方、ドレーン電極１７５には、ドレーン電極１７５と同じ層に同じ物質で形成された結合電極１７６が連結されている。結合電極１７６は、ドレーン電極１７５から横方向にのびる途中で曲がり、データ線１７１の屈折部と平行に形成されている。即ち、ドレーン電極１７５と連結される部分ではゲート線１２１と並んでいるが、１度折れ曲がってゲート線１２１に対し１３５度をなす方向に進み、さらにもう一度折れ曲がってゲート線１２１に対し４５度をなす方向に所定の距離だけ延長されている。
【００５６】
データ配線１７１、１７３、１７５、１７９及び結合電極１７６の上には、有機絶縁膜からなる保護膜１８０が形成されている。ここで、保護膜１８０は、感光性有機物質を露光及び現像して形成する。必要によっては保護膜１８０を感光性のない有機物質を塗布し写真エッチング工程によって形成することもできるが、感光性有機物質で保護膜１８０を形成することに比べて形成工程が複雑になる。一方、保護膜１８０は窒化ケイ素または酸化ケイ素などの無機絶縁物質で形成することもできる。
【００５７】
保護膜１８０にはドレーン電極を露出する接触孔１８１とデータ線の幅が拡張されている端部１７９を露出する接触孔１８２とが形成されている。また、接触孔１８３は、保護膜１８０と共にゲート絶縁膜１４０を通ってゲート線の幅が拡張されている端部１２９を露出している。この時、これらの接触孔１８１、１８２、１８３の側壁は、基板面に対し３０度〜８５度範囲の緩慢な傾斜を有したり、階段状プロファイルを有するのが好ましい。
【００５８】
そして、この接触孔１８１、１８２、１８３は多角形や円形など様々な形態に形成されることができ、形状寸法は２mm×６０μmを超えず、０．５mm×１５μm以上であるのが好ましい。
【００５９】
保護膜１８０上には、画素形状に沿って折れ曲がった帯状であって、横方向の切開部１９１、１９２を各々有する第１画素電極１９０aと第２画素電極１９０bとが形成されている。第１画素電極１９０aと第２画素電極１９０bは、データ線と隣接する辺がデータ線に沿って屈折しており、実質的に同じ形態を有し、画素を左右に両分して占有している。したがって、第１画素電極１９０aをゲート線１２１に沿って所定の距離を平行移動させれば、第２画素電極１９０bと一致する。第２画素電極１９０ｂは、結合電極１７６により二等分されている。
【００６０】
このうち第１画素電極１９０aは接触孔１８１を通じてドレーン電極１７５と連結され、維持電極１３３と重畳している。第２画素電極１９０bは電気的に浮遊状態にあるが、ドレーン電極１７５と連結されている結合電極１７６と絶縁状態で重畳していて第１画素電極１９０aと容量性結合をなしている。即ち、第１画素電極１９０aに印加される電圧によって第２画素電極１９０bの電圧が変動する状態にある。この時、第２画素電極１９０bの電圧は第１画素電極１９０aの電圧に比べて常に絶対値が低くなる。
【００６１】
このように、一つの画素領域内で電圧が異なる二つの画素電極を配置すれば、二つの画素電極が互いに補償し、ガンマ曲線の歪曲を減らすことができる。第１画素電極１９０aと第２画素電極１９０bの結合関係は、図５を参考にして後で説明する。
【００６２】
さらに、保護膜１８０上には接触孔１８２b、１８３bを通じてゲート線の端部１２５とデータ線の端部１７９と各々連結されている接触補助部材９５、９７が形成されている。ここで、画素電極１９０a、１９０b及び接触補助部材９５、９７は、ITO（indium tin oxide）またはIZO（indium zinc oxide）からなる。
【００６３】
次に、図２、図４及び図５を参考にして共通電極表示板について説明する。
【００６４】
ガラスなどの透明な絶縁物質からなる上部基板２１０の下面に光漏れを防止するためのブラックマトリックス２２０と、赤、緑、青のカラーフィルター２３０とが形成されている。カラーフィルター２３０は、ブラックマトリックス２２０によって区画される画素列に沿って縦に長く形成され、画素の形状に沿って周期的に折れ曲がっている。
【００６５】
カラーフィルター２３０上には有機物質からなるオーバーコート膜２５０が形成されている。オーバーコート膜２５０上には、ITOまたはIZOなどの透明な導電物質からなり、切開部２７１を有する共通電極２７０が形成されている。
【００６６】
この時、切開部２７１はドメイン規制手段として働き、その幅は９μm〜１２μmの範囲であるのが好ましい。もし、ドメイン規制手段として切開部２７１の代わりに有機物突起を形成する場合には幅を５μm〜１０μmの範囲にするのが好ましい。
【００６７】
共通電極２７０の切開部２７１、２７２は、各画素毎に二つ配置され、画素形状に沿って折れ曲がっており、それぞれの切開部２７１、２７２が第１画素電極１９０a及び第２画素電極１９０bを各々左右に両分する位置に形成されている。切開部２７１、２７２の両端は、さらにもう１度屈折してゲート線１２１と平行に所定の長さだけ延長されている。また、切開部２７１、２７２の中央部もゲート線１２１と平行に所定の長さだけ延長されているが、切開部２７１、２７２の両端とは反対方向に延長されている。
【００６８】
以上のような構造の薄膜トランジスタ表示板と共通電極表示板とを結合し、その間に液晶を注入して液晶層３を形成すれば、本発明の第１実施例による液晶表示装置の基本パネルを構成することができる。
【００６９】
液晶層３に含まれている液晶分子は、画素電極１９０a、１９０bと共通電極２７０との間に電界が印加されない状態でその方向子が下部基板１１０と上部基板２１０に対して垂直をなすように配向され、負の誘電率異方性を有する。
【００７０】
下部基板１１０と上部基板２１０は、画素電極１９０がカラーフィルター２３０と対応して正確に重なるように整列される。このようにすれば、画素は第１及び第２画素電極１９０a、１９０bと切開部２７１、２７２によって複数のドメインに分割される。この時、第１及び第２画素電極１９０a、１９０bは、切開部２７１、２７２によって各々左右に両分されると同時に、上下にも両分されて４種類のドメインに分割される。この時、ドメインの二つの長辺間距離、即ち、ドメインの幅は１０μm〜３０μmの範囲であるのが好ましい。ドメインの２つの長辺は、隣接するデータ線の屈折部と平行である。
【００７１】
液晶表示装置は、このような基本パネルの両側に偏光板１２、２２、バックライト、補償板１３、２３などの要素を配置して構成される。この時、偏光板１２、２２は、基本パネルの両側に各々一つずつ配置され、その透過軸はゲート線１２１に対して一つは平行であり、もう一つは垂直をなすように配置する。
【００７２】
以上のような構造で液晶表示装置を形成すれば、液晶に電界が印加された際に、各ドメイン内の液晶がドメインの長辺に対して垂直をなす方向に傾くようになる。この方向は、データ線１７１に対して垂直をなす方向であるので、データ線１７１を介在して隣接する二つの画素電極１９０間に形成される側方向電界によって液晶が傾く方向と一致するものであって、側方向電界が各ドメインの液晶配向を手伝うことになる。
【００７３】
液晶表示装置は、データ線１７１の両側に位置する画素電極に極性が反対の電圧を印加する点反転駆動、列反転駆動、２点反転駆動などの反転駆動方法を一般に使用するので、側方向電界はほとんど常に発生し、その方向はドメインの液晶配向を手伝う方向となる。
【００７４】
また、偏光板の透過軸をゲート線１２１に対して垂直または平行な方向に配置するので偏光板を安価に製造できながらも、全てのドメインで液晶配向の方向が偏光板の透過軸と４５度をなすようになり最高輝度が得られる。
【００７５】
ただし、データ線１７１が屈折して配線の長さが増加するが、データ線１７１の屈折部が５０％を占める場合、配線の長さは約２０％増加する。データ線１７１の長さが増加すると、配線の抵抗と負荷が増加し、信号歪曲が増加する問題点がある。しかし、超高開口率構造では、データ線１７１の幅を十分に広く形成でき、厚い有機物保護膜１８０を使用するので配線の負荷も十分に小さく、データ線１７１長さの増加による信号歪曲問題は無視できる。
【００７６】
一方、このような構造の液晶表示装置で、第１画素電極１９０aは薄膜トランジスタを通じて画像信号電圧の印加を受けるのに対し、第２画素電極１９０bは結合電極１７６との容量性結合によって電圧が変動するために、第２画素電極１９０bの電圧は第１画素電極１９０aの電圧に比べて絶対値が常に低くなる。このように、一つの画素内に電圧が異なる二つの画素電極１９０a、１９０bを配置すれば、二つの画素電極１９０a、１９０bが互いに補償し、ガンマ曲線の歪曲を減らすことができる。
【００７７】
以下、第１画素電極１９０aの電圧が第２画素電極１９０bの電圧より低く維持される理由について図５を参照して説明する。
【００７８】
図５は本発明の第１実施例による液晶表示装置の回路図である。
【００７９】
図５でClcaは、第１画素電極１９０aと共通電極２７０との間に形成される液晶容量を示し、Cstは第１画素電極１９０aと維持電極配線１３１、１３３との間に形成される保持容量を示す。Clcbは第２画素電極１９０bと共通電極２７０との間に形成される液晶容量を示し、Ccpは第１画素電極１９０aと第２画素電極１９０bとの間に形成される結合容量を示す。
【００８０】
共通電極２７０電圧に対する第１画素電極１９０aの電圧をVaとし、第２画素電極１９０bの電圧をVbとすれば、電圧分配法則によって、
Va=Vb×[Ccp/（Ccp+Clcb）]
になり、Ccp/（Ccp+Clcb）は常に１よりも小さいため、VbはVaより常に小さい。そして、Ccpを調節することによってVaに対するVbの比率を調整できる。Ccpの調節は、結合電極１７６と第２画素電極１９０bの重畳面積または距離を調整することによって可能である。重畳面積は、結合電極１７６の幅を変化させることによって容易に調整でき、距離は、結合電極１７６の形成位置を変化させることによって調整できる。即ち、本発明の実施例では結合電極１７６をデータ線１７１と同じ層に形成したが、ゲート線１２１と同じ層に形成することによって結合電極１７６と第２画素電極１９０bとの間の距離を増加させることができる。
【００８１】
以上のように、データ線を屈折させ画素を折れ曲がった帯状に形成すれば、隣接する画素間の側方向電界がドメインの形成を手伝う方向に作用し、ドメインが安定に形成される。また、偏光板の透過軸をゲート線に対して垂直または平行に配置すれば、偏光板を安価に製造できるほか、全てのドメインで液晶配向の方向が偏光板の透過軸と４５度をなすようになり、高い輝度を得ることができる。
＜第２実施例＞
結合電極１７６の配置は多様に変形できる。その一例を第２実施例で説明する。
【００８２】
以下、第１実施例と区別される特徴についてのみ説明し、その他については説明を省略する。
【００８３】
図６は本発明の第２実施例による液晶表示装置の配置図である。
【００８４】
第１実施例に比べて第２実施例では、第１画素電極１９０aと第２画素電極１９０bの位置が入れ替わり、これによって結合電極１７６と維持電極１３３の位置も入れ替わっている。即ち、第１実施例で画素の右側に位置した第１画素電極１９０aと維持電極１３３が画素の左に移動し、反対に第２画素電極１９０bと結合電極１７６は画素の左側から右側へ移動した。
＜第３実施例＞
一方、データ線１７１の屈折部と縦にのびた部分の長さ比率が変われば、画素形状も変化するが、縦にのびた部分の長さが相当の量増加された場合を第３実施例で説明する。
【００８５】
図７は本発明の第３実施例による液晶表示装置用薄膜トランジスタ表示板の配置図であり、図８は本発明の第３実施例による液晶表示装置用共通電極表示板の配置図であり、図９は本発明の第３実施例による液晶表示装置の配置図である。
【００８６】
第３実施例では、データ線１７１の縦にのびた部分の長さが増加し画素が折れ曲がった帯部と、折れ曲がった帯部の上段、下段に連結される長方形部を有する。この時、縦にのびた部分の長さが屈折部の長さより長いのが好ましい。したがって、画素電極１９０a、１９０bの形態も画素の面積を最大に利用できるように変形されている。即ち、第１画素電極１９０aの両端辺はデータ線１７１の縦にのびた部分と平行に隣接し、第２画素電極１９０bの両端辺はゲート線１２１と平行に隣接する。また、第２画素電極１９０bは画素の残された領域を満たすために、上下両端の幅が拡張されている。
【００８７】
維持電極１３３と結合電極１７６は、各々第１画素電極１９０aと第２画素電極１９０bの中央部と重畳できるように位置が調整されている。
【００８８】
共通電極２７０の切開部２７１、２７２は、維持電極１３３及び結合電極１７６と重畳できるように形成されている。この時、切開部２７１の両端は、さらにもう１度屈折してゲート線１２１と平行に所定の長さほど延長されており、切開部２７２の両端はさらにもう１度屈折してデータ線１７１と平行に所定の長さほど延長されている。また、二つの切開部２７１、２７２の中央部もゲート線１２１と平行に所定の長さほどのびているが、切開部２７１の両端とは反対方向にのびている。
【００８９】
このような構造は、画素が折れ曲がった帯状に形成されたことで文字表示時に文字が崩れてしまう現象を緩和するためのものである。
【００９０】
以上で説明した第１乃至第３実施例では、データ配線１７１、１７３、１７５、１７９及び結合電極１７６の下部に抵抗性接触層１６１、１６３、１６５、１６６がデータ配線１７１、１７３、１７５、１７９及び結合電極１７６と実質的に同一の平面パターンで形成され、非晶質シリコン層１５１、１５４、１５６もチャンネル部１５４を除いた領域では、データ配線１７１、１７３、１７５、１７９及び結合電極１７６と実質的に同一の平面パターンで形成されている。
【００９１】
このような構造的特徴は、非晶質シリコン層１５１、１５４、１５６、抵抗性接触層１６１、１６３、１６５、１６６及びデータ配線１７１、１７３、１７５、１７９と結合電極１７６を、３段の厚さに区分される一つの感光膜パターンを利用して一緒にパターニングして形成することに起因する。
【００９２】
このような方法を用いれば、４枚の光マスクだけで液晶表示装置の薄膜トランジスタ表示板を製造することができる。即ち、ゲート配線及び維持電極配線を形成する時に第１枚、ゲート絶縁膜、非晶質シリコン層、抵抗性接触層及びデータ金属層蒸着後、非晶質シリコン層、抵抗性接触層及びデータ金属層をパターニングする時に第２枚、保護膜に接触孔を形成する時に第３枚、画素電極及び接触補助部材を形成する時に第４枚が使われる。ここで、第２枚目の光マスクは、光を全て透過させる部分と光を遮断する部分の他に、光の一部だけを透過させる部分（スリットパターンまたは半透明膜を用いる）を含み、光の一部だけ透過させる部分はチャンネル部に位置する。
【００９３】
しかし、本発明による液晶表示装置用薄膜トランジスタ表示板は、５枚の光マスクを用いて製造することもできる。以下、５枚の光マスクを用いて製造した薄膜トランジスタ表示板を利用する液晶表示装置について、第４乃至第６実施例で説明する。
＜第４実施例＞
図１０は本発明の第４実施例による液晶表示装置の配置図であり、図１１は図１０のXI-XI'線による断面図である。
【００９４】
本発明の第４実施例による液晶表示装置は、半導体層１５１、１５４と抵抗性接触層１６１、１６３、１６５のパターンがデータ配線１７１、１７３、１７５、１７９及び結合電極１７６と一致しない点で第１実施例による液晶表示装置と区別される。
【００９５】
即ち、データ線１７１の下部に形成されているデータ線部半導体層１５１は、データ線１７１よりも狭い幅に形成され、結合電極１７６下には半導体層が形成されていない。データ線部接触層１６１も半導体層１５１と同様に、データ線１７１よりも狭い幅に形成され、結合電極１７６下には形成されていない。
【００９６】
このような構造は、半導体層１５１、１５４と抵抗性接触層１６１、１６３、１６５を写真エッチング工程で共に形成し、その上にデータ配線１７１、１７３、１７５及び結合電極１７６を別途の写真エッチング工程で形成するためになされるものである。即ち、第１実施例では、１枚の光マスクだけを用いて半導体層、抵抗性接触層及びデータ配線と結合電極を形成するが、第４実施例では、２枚の光マスクを用いて形成するためになされる構造的な差異である。
＜第５実施例＞
図１２は本発明の第５実施例による液晶表示装置の配置図である。
【００９７】
本発明の第５実施例による液晶表示装置は、半導体層１５１、１５４と抵抗性接触層１６１、１６３、１６５のパターンがデータ配線１７１、１７３、１７５、１７９及び結合電極１７６と一致しない点で第２実施例による液晶表示装置と区別される。
【００９８】
即ち、データ線１７１下部に形成されているデータ線部半導体層１５１は、データ線１７１よりも狭い幅に形成され、結合電極１７６下には半導体層が形成されていない。データ線部接触層１６１も半導体層１５１と同様に、データ線１７１よりも狭い幅に形成され、結合電極１７６下には形成されていない。
【００９９】
これは、第２実施例では、１枚の光マスクだけを用いて半導体層、抵抗性接触層及びデータ配線と結合電極を形成するが、第５実施例では、２枚の光マスクを用いて形成するためになされる構造的な差異である。
＜第６実施例＞
図１３は本発明の第６実施例による液晶表示装置の配置図である。
【０１００】
本発明の第６実施例による液晶表示装置は、半導体層１５１、１５４と抵抗性接触層１６１、１６３、１６５のパターンがデータ配線１７１、１７３、１７５、１７９及び結合電極１７６と一致しない点で第３実施例による液晶表示装置と区別される。
【０１０１】
即ち、データ線１７１下部に形成されているデータ線部半導体層１５１は、データ線１７１よりも狭い幅に形成され、結合電極１７６下には半導体層が形成されていない。データ線部接触層１６１も半導体層１５１と同様に、データ線１７１よりも狭い幅に形成され、結合電極１７６下には形成されていない。
【０１０２】
これは、第３実施例では１枚の光マスクだけを用いて半導体層、抵抗性接触層及びデータ配線と結合電極を形成するが、第６実施例では、２枚の光マスクを用いて形成するためになされる構造的な差異である。
【０１０３】
本発明において、第１画素電極１９０aと第２画素電極１９０bを配置する方法に種々な変形ができる。その二つの例を第７及び第８実施例で説明する。
＜第７実施例＞
図１４は本発明の第７実施例による液晶表示装置用薄膜トランジスタ表示板の配置図であり、図１５は本発明の第７実施例による液晶表示装置用カラーフィルター表示板の配置図であり、図１６は本発明の第７実施例による液晶表示装置の配置図であり、図１７は図１６のXVII-XVII'線による断面図である。
【０１０４】
本発明の第７実施例による液晶表示装置は、薄膜トランジスタ表示板１００とこれと対向している共通電極表示板２００及びこれら二つの表示板１００、２００間に注入され、それに含まれている液晶分子の長軸がこれら表示板１００、２００に対し垂直に配向されている液晶層３からなる。
【０１０５】
まず、図１４、図１６及び図１７を参照して薄膜トランジスタ表示板１００について詳細に説明する。
【０１０６】
絶縁基板１１０上に、横方向にゲート線１２１が形成されており、ゲート線１２１にゲート電極１２３が連結されている。ゲート線１２１の一端部１２５は外部回路との連結のために幅が拡張されている。
【０１０７】
また、絶縁基板１１０上には、維持電極線１３１と維持電極１３３が形成されている。維持電極線１３１は横方向にのびており、維持電極１３３は維持電極線１３１の幅が部分的に拡張されている形態に形成されている。
【０１０８】
ゲート配線１２１、１２３、１２５及び維持電極配線１３１、１３３は、物理化学的特性の優れたCrまたはMo合金などからなる下部層と、低抵抗のAlまたはAg合金などからなる上部層の二重層で形成するのが好ましい。これらゲート配線１２１、１２３、１２５及び維持電極配線１３１、１３３は、必要によって単一層もしくは３重層以上で形成することもできる。
【０１０９】
ゲート配線１２１、１２３、１２５及び維持電極配線１３１、１３３の上には、ゲート絶縁膜１４０が形成されている。
【０１１０】
ゲート絶縁膜１４０上には、非晶質シリコンなどの半導体からなる半導体層１５１、１５４、１５６が形成されている。半導体層１５１、１５４、１５６は、薄膜トランジスタのチャンネルを形成するチャンネル部半導体層１５４とデータ線１７１の下に位置するデータ線部半導体層１５１、及び結合電極１７６の下に位置する結合電極部半導体層１５６を含む。
【０１１１】
半導体層１５１、１５４、１５６上には、シリサイドまたはn型不純物が高濃度でドーピングされているn+水素化非晶質シリコンなどの物質からなる抵抗性接触層１６１、１６３、１６５、１６６が形成されている。抵抗性接触層１６１、１６３、１６５、１６６は、データ線下に位置するデータ線部接触層１６１とソース電極１７３及びドレーン電極１７５下に各々位置するソース部接触層１６３とドレーン部接触層１６５及び結合電極部接触層１６６を含む。
【０１１２】
抵抗性接触層１６１、１６３、１６５及びゲート絶縁膜１４０上には、データ配線１７１、１７３、１７５、１７９が形成されている。データ配線１７１、１７３、１７５、１７９は、長くのびており、ゲート線１２１と交差して画素を定義するデータ線１７１と、データ線１７１の分枝であり、抵抗性接触層１６３の上部まで延長されているソース電極１７３と、ソース電極１７３と分離され、ゲート電極１２３に対してソース電極１７３の反対側抵抗性接触層１６５上部に形成されているドレーン電極１７５とを含む。データ線１７１の一端部１７９は、外部回路と連結するために幅が拡張されている。
【０１１３】
ここで、データ線１７１は、画素の長さを周期として反復的に屈折部と縦にのびた部分が現れるように形成されている。この時、データ線１７１の屈折部は二つの直線部からなり、この直線部のうち一つはゲート線１２１に対し１３５度をなし、もう一つはゲート線１２１に対し４５度をなす。データ線１７１の縦にのびた部分にはソース電極１７３が連結されており、この部分がゲート線１２１及び維持電極線１３１と交差する。
【０１１４】
データ線１７１の屈折部と縦にのびた部分の長さ比率は１：１乃至９：１の範囲（即ち、データ線１７１で屈折部が占める比率が５０％〜９０％範囲）である。
【０１１５】
したがって、ゲート線１２１とデータ線１７１が交差して形成する画素は折れ曲がった帯状で形成される。
【０１１６】
一方、ドレーン電極１７５には、ドレーン電極１７５と同じ層に同じ物質からなる結合電極１７６が連結されている。結合電極１７６は、ドレーン電極１７５から屈折し、データ線１７１の屈折部と平行に形成されている。即ち、ドレーン電極１７５と連結される部分で１度屈折してゲート線１２１に対し１３５度をなす方向に進み、さらにもう一度屈折してゲート線１２１に対し４５度をなす方向に所定の距離ほど延長されている。
【０１１７】
また、結合電極１７６は、維持電極１３３と重畳する部分で幅が拡張されている。これは、維持電極１３３との重畳面積を拡大して十分な保持容量を形成するとともに、第１画素電極１９０aとの接触面積を確保するためのものである。
【０１１８】
データ配線１７１、１７３、１７５、１７９及び結合電極１７６の上には、有機絶縁膜からなる保護膜１８０が形成されている。ここで保護膜１８０は、感光性有機物質を露光及び現像して形成される。必要によって、保護膜１８０を感光性のない有機物質を塗布して写真エッチング工程によって形成することもできるが、感光性有機物質で保護膜１８０を形成することに比べて形成工程が複雑になる。
【０１１９】
保護膜１８０には、結合電極１７６の幅が拡張された部分を露出する接触孔１８１と、データ線の幅が拡張されている端部１７９を露出する接触孔１８２が形成されている。また、接触孔１８３が保護膜１８０と共にゲート絶縁膜１４０を通りゲート線の幅が拡張されている端部１２９を露出している。この時、これらの接触孔１８１、１８２、１８３の側壁は、基板面に対し３０度〜８５度範囲の緩慢な傾斜を有したり、階段状プロファイルを有するのが好ましい。
【０１２０】
また、これら接触孔１８１、１８２、１８３は、多角形や円形などの種々な模様に形成されることができ、形状寸法は２mm×６０μmを超えず、０．５mm×１５μm以上であるのが好ましい。
【０１２１】
一方、保護膜１８０は窒化ケイ素または酸化ケイ素などの無機絶縁物質で形成することもできる。
【０１２２】
保護膜１８０上には、画素の上下の中央に位置し、画素形状に沿って折れ曲がった帯状であり、横方向の切開部１９１を有する第１画素電極１９０aと、第１画素電極１９０aの上下に２部分に分離されて配置されている平行四辺形の第２画素電極１９０bとが形成されている。第１画素電極１９０aと第２画素電極１９０bは、各画素でほぼ同じ面積を占めている。
【０１２３】
このうち、第１画素電極１９０aは、接触孔１８１を通じて結合電極１７６と連結されている。第２画素電極１９０bは電気的に浮遊状態にあるが、結合電極１７６と絶縁状態で重畳していて第１画素電極１９０aと容量性結合をなしている。即ち、第１画素電極１９０aに印加される電圧によって第２画素電極１９０bの電圧が変動する状態にある。この時、第２画素電極１９０bの電圧は、第１画素電極１９０aの電圧に比べて絶対値が常に低くなる。したがって、折れ曲がった形状の画素において屈折部の中心には高い電圧が印加され、屈折部の両端には中心部よりも若干低い電圧が印加される。
【０１２４】
本実施例における結合電極１７６は、第１画素電極１９０aと第２画素電極１９０bを容量性結合させる役割の他に、薄膜トランジスタを通じて伝達される画像信号の通路役割をする。
【０１２５】
このように、一つの画素領域内に電圧の異なる二つの画素電極を配置すれば、二つの画素電極が互いに補償してガンマ曲線の歪曲を減らすことができる。
【０１２６】
また、保護膜１８０上には、接触孔１８２b、１８３bを通じてゲート線の端部１２５とデータ線の端部１７９と各々連結されている接触補助部材９５、９７が形成されている。ここで、画素電極１９０及び接触補助部材９５、９７は、ITOまたはIZOからなる。
【０１２７】
次に、図１５、図１６及び図１７を参考にして共通電極表示板について説明する。
【０１２８】
ガラスなどの透明な絶縁物質からなる上部基板２１０の下面に、光漏れを防止するためのブラックマトリックス２２０と、赤、緑、青のカラーフィルター２３０が形成されている。カラーフィルター２３０は、ブラックマトリックス２２０によって区画される画素列に沿って縦に長く形成され、画素形状に沿って周期的に屈折している。
【０１２９】
カラーフィルター２３０上には、有機物質からなるオーバーコート膜２５０が形成されている。オーバーコート膜２５０の上には、ITOまたはIZOなどの透明な導電物質からなり、切開部２７１を有する共通電極２７０が形成されている。
【０１３０】
この時、切開部２７１はドメイン規制手段として働き、その幅は９μm〜１２μm範囲が好ましい。もしドメイン規制手段として切開部２７１の代わりに有機物突起を形成する場合には、５μmから１０μm間の幅が好ましい。
【０１３１】
共通電極２７０の切開部２７１は画素形状に沿って屈折しており、切開部２７１が第１画素電極１９０a及び第２画素電極１９０bを左右に両分する位置に形成されている。切開部２７１の両端は、さらにもう１度屈折してゲート線１２１と平行に所定の長さほど延長されている。切開部２７１の中央部もゲート線１２１と平行に所定の長さほどのびているが、切開部２７１の両端とは反対方向にのびている。切開部２７１の１/４地点と３/４地点にも、左右に突出している分枝切開部が形成されている。
【０１３２】
以上のような構造の薄膜トランジスタ表示板と共通電極表示板を結合し、その間に液晶を注入して液晶層３を形成すれば、本発明の第１実施例による液晶表示装置の基本パネルが備えられる。
【０１３３】
液晶層３に含まれている液晶分子は、画素電極１９０a、１９０bと共通電極２７０との間に電界が印加されない状態でその方向子が下部基板１１０と上部基板２１０に対して垂直をなすように配向され、負の誘電率異方性を有する。
【０１３４】
下部基板１１０と上部基板２１０は、画素電極１９０がカラーフィルター２３０と対応して正確に重なるように整列される。このようにすれば、画素は第１及び第２画素電極１９０a、１９０bと切開部２７１によって複数のドメインに分割される。この時、第１及び第２画素電極１９０a、１９０bは、切開部２７１によって各々左右に両分されると同時に上下にも両分され、４種類のドメインに分割される。
【０１３５】
液晶表示装置は、このような基本パネルの両側に偏光板１２、２２、バックライト、補償板１３、２３などの要素を配設して構成される。この時、偏光板１２、２２は基本パネルの両側に各々一つずつ配置され、その透過軸は、ゲート線１２１に対して一つは平行に、もう一つは垂直をなすように配置される。
【０１３６】
以上のような構造で液晶表示装置を形成すれば、液晶に電界が印加された際に各ドメイン内の液晶がドメインの長辺に対して垂直をなす方向に傾くようになる。ところでこの方向は、データ線１７１に対して垂直をなす方向であるため、データ線１７１を介在して隣接する二つの画素電極１９０a１９０b間に形成される側方向電界によって液晶が傾く方向と一致するものであって、側方向電界が各ドメインの液晶配向を手伝うことになる。
【０１３７】
また、偏光板の透過軸をゲート線１２１に対して垂直または平行の方向に配置するため、偏光板を安価に製造できるほか、全てのドメインで液晶配向の方向が偏光板の透過軸と４５度をなすようになり、最高の輝度を得ることができる。
【０１３８】
一方、一つの画素内に電圧が異なる二つの画素電極１９０a、１９０bを配置することによって、ガンマ曲線の歪曲を補償し減らすことができる。
＜第８実施例＞
図１８は本発明の第８実施例による液晶表示装置の配置図である。
【０１３９】
第７実施例と比較して第８実施例では、第１画素電極１９０aと第２画素電極１９０bの位置が入れ替わり、これによって結合電極１７６の幅が拡張されている部分と維持電極１３３の位置が変わる。即ち、第７実施例で、画素中央に位置していた第１画素電極１９０aが二つに分れて画素の上下に位置し、反対に第２画素電極１９０bは、画素の中央に屈折した形態で配置されている。そして、結合電極１７６は、上下の二つに分離されている第１画素電極１９０aと連結するために幅が拡張された部分を二つ有する。
【０１４０】
以上の第７及び第８実施例では、４枚の光マスクを用いて製造する薄膜トランジスタ表示板を例に挙げたが、５枚の光マスクを用いて製造する薄膜トランジスタ表示板にも適用できることは、前記第１乃至第６実施例を通じて容易に理解できる。
【０１４１】
以上の第１乃至第８実施例では、本発明による液晶表示装置の例として共通電極に切開部を形成してドメインを分割することについて説明したが、これと異なり、共通電極上に有機膜突起を形成してドメインを分割することも可能である。即ち、ドメイン分割手段として切開部の代わりに有機膜突起を用いることができる。この場合、有機膜突起の平面パターンは切開部の平面パターンと同一に形成できる。
【０１４２】
さらに、前記第１乃至第８実施例では、本発明による液晶表示装置の例として、カラーフィルターが共通電極基板に形成されているものを説明したが、これと異なり、薄膜トランジスタ基板の保護膜と画素電極との間にカラーフィルターを形成することもできる。
【０１４３】
以上で、本発明の好適な実施例を参照して説明したが、当該技術分野の熟練した当業者は特許請求の範囲に記載された本発明の思想及び領域から逸脱しない範囲内で本発明を多様に修正及び変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１４４】
【図１】本発明の第１実施例による液晶表示装置用薄膜トランジスタ表示板の配置図である。
【図２】本発明の第１実施例による液晶表示装置の共通電極表示板の配置図である。
【図３】本発明の第１実施例による液晶表示装置の配置図である。
【図４】図３のIV-IV'線による断面図である。
【図５】本発明の第１実施例による液晶表示装置の回路図である。
【図６】本発明の第２実施例による液晶表示装置の配置図である。
【図７】本発明の第３実施例による液晶表示装置用薄膜トランジスタ表示板の配置図である。
【図８】本発明の第３実施例による液晶表示装置用共通電極表示板の配置図である。
【図９】本発明の第３実施例による液晶表示装置の配置図である。
【図１０】本発明の第４実施例による液晶表示装置の配置図である。
【図１１】図１０のXI-XI'線による断面図である。
【図１２】本発明の第５実施例による液晶表示装置の配置図である。
【図１３】本発明の第６実施例による液晶表示装置の配置図である。
【図１４】本発明の第７実施例による液晶表示装置用薄膜トランジスタ表示板の配置図である。
【図１５】本発明の第７実施例による液晶表示装置用カラーフィルター表示板の配置図である。
【図１６】本発明の第７実施例による液晶表示装置の配置図である。
【図１７】図１６のXVII-XVII'線による断面図である。
【図１８】本発明の第８実施例による液晶表示装置の配置図である。
【符号の説明】
【０１４５】
１１０、１２０  基板
１２１、１２３、１２５  ゲート配線
１３１、１３３  維持電極配線
１４０  ゲート絶縁膜
１５１、１５４、１５６  半導体層
１７１、１７３、１７５、１７９  データ配線
１７６  結合電極
１６１、１６３、１６５、１６６  抵抗性接触層
１７３  ソース電極
１７５  ドレーン電極
１８０  保護膜
１９０  画素電極
２２０  ブラックマトリックス
２３０  カラーフィルター
２７０  共通電極
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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