(57)【要約】 【課題】  安定した多重ドメインを形成し、高開口率を確保し、液晶の応答速度を向上する。【解決手段】  ゲート電極124を含むゲート線121、ゲート絶縁膜、ゲート絶縁膜上に形成されている半導体層、屈折部分を有するデータ線171、ソース電極173と対向しているドレーン電極175、データ線上の保護膜、ドレーン電極と電気的に連結され、データ線と隣接する辺がデータ線に沿って屈折している画素電極190を含む薄膜トランジスタ表示板と共通電極が形成されている共通電極表示板とを有する。この時、共通電極は、ドメイン規制手段である切開部271を有し、共通電極もしくは画素電極の周縁にはスリット276が形成されている。切開部271によって液晶分子を分割配向し、スリット276を通じて画素全体的に液晶分子の応答速度を向上させる。【選択図】      図３
2005025202.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁基板と、
前記絶縁基板上に形成されている第１信号線と、
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ている第２信号線と、
前記第１信号線と前記第２信号線が交差して定義される画素ごとに形成されている画素電極と、
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と、
前記画素を複数のドメインに分割するドメイン規制手段と、
前記ドメイン規制手段と平行に形成され、前記ドメイン規制手段によって分割される前記ドメインの中央または周縁に配置されている補助ドメイン規制手段とを含む、薄膜トランジスタ表示板。
【請求項２】
前記第２信号線の屈折された部分と前記第１信号線と交差してのびた部分は、前記画素の長さを単位として繰返し現れる、請求項１に記載の薄膜トランジスタ表示板。
【請求項３】
前記第２信号線の屈折された部分は、２以上の直線部を含み、前記２以上の直線部は前記第１信号線に対し実質的に±４５度をなしている、請求項２に記載の薄膜トランジスタ表示板。
【請求項４】
前記ドメイン規制手段は、前記画素の上下二等分線に対し実質的に鏡状対称をなしている、請求項１に記載の薄膜トランジスタ表示板。
【請求項５】
前記ドメイン規制手段は、前記第１信号線と±４５度をなしている、請求項４に記載の薄膜トランジスタ表示板。
【請求項６】
前記補助ドメイン規制手段は、前記画素電極に形成されているスリット、または前記画素電極上部に形成されている突起、または突起の階段部で形成される、請求項１に記載の薄膜トランジスタ表示板。
【請求項７】
前記ドメイン規制手段は、前記画素電極に形成されている切開部、または前記画素電極上部に形成されている突起で形成される、請求項１に記載の薄膜トランジスタ表示板。
【請求項８】
前記第１信号線と平行にのびている第３信号線をさらに含み、前記画素電極と連結される前記薄膜トランジスタの端子が前記第３信号線と重畳して保持容量を形成する、請求項１に記載の薄膜トランジスタ表示板。
【請求項９】
絶縁基板と、
前記絶縁基板上に形成され、ゲート電極を有するゲート線と、
前記ゲート線上に形成されているゲート絶縁膜と、
前記ゲート絶縁膜上に形成されている半導体層と、
前記半導体層上に形成され、ソース電極を有し、前記ゲート線と交差するデータ線及び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と、
前記半導体層の一部を覆う保護膜と、
前記ドレーン電極と電気的に連結され、周縁もしくは中央に形成されているスリットを有する画素電極とを含む、薄膜トランジスタ表示板。
【請求項１０】
前記データ線は、一以上の屈折された部分と前記ゲート線と交差する部分とを含み、前記屈折された部分は、前記ゲート線と４５度をなす第１部分と、前記ゲート線と-４５度をなす第２部分とを含む、請求項９に記載の薄膜トランジスタ表示板。
【請求項１１】
前記画素電極の前記データ線と隣接した辺は、前記データ線に沿って屈折されている、請求項１０に記載の薄膜トランジスタ表示板。
【請求項１２】
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前記維持電極線より広い幅の維持電極をさらに含み、前記ドレーン電極は、前記画素電極と連結される部分の幅が拡張されており、この部分が前記維持電極と重畳している、請求項１０に記載の薄膜トランジスタ表示板。
【請求項１３】
前記保護膜の上部もしくは下部に形成されているカラーフィルターをさらに含む、請求項１０に記載の薄膜トランジスタ表示板。
【請求項１４】
前記カラーフィルターは、前記データ線によって区分されている画素列に沿って赤色、緑色、及び青色のカラーフィルターが各々長く形成され、赤色、緑色及び青色が繰返し現れる、請求項１３に記載の薄膜トランジスタ表示板。
【請求項１５】
前記半導体層は、前記データ線の下に形成され、前記データ線と実質的に同一の平面パターンを有するデータ線部と、前記ソース電極及び前記ドレーン電極の下、及びその周辺に形成されているチャンネル部を含む、請求項１０に記載の薄膜トランジスタ表示板。
【請求項１６】
絶縁基板と、
前記絶縁基板上に形成され、画素を定義する開口部を有するブラックマトリックスと、
前記絶縁基板の上部に全面的に形成されている共通電極と、
前記画素を複数のドメインに分割するドメイン規制手段と、
前記ドメインの形状に沿って形成され、前記ドメイン規制手段によって分割される前記ドメインの中央もしくは周縁に配置されている補助ドメイン規制手段とを含む、対向表示板。
【請求項１７】
前記補助ドメイン規制手段は、前記共通電極に形成されているスリット、または前記共通電極上部に形成されている突起、または突起の階段部で形成される、請求項１６に記載の対向表示板。
【請求項１８】
前記ドメイン規制手段は、前記共通電極に形成されている切開部、または前記共通電極上部に形成されている突起である、請求項１６に記載の対向表示板。
【請求項１９】
第１絶縁基板と、
前記第１絶縁基板上に形成されている第１信号線と、
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ている第２信号線と、
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いる画素電極と、
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と、
前記第１絶縁基板と対向している第２絶縁基板と、
前記第２絶縁基板上に形成されている共通電極と、
前記第１絶縁基板と前記第２絶縁基板とのうちの少なくとも一方に形成されているドメイン規制手段と、
前記第１絶縁基板と前記第２絶縁基板とのうちの少なくとも一方に形成され、前記ドメイン規制手段によって分割される前記画素のドメイン中央もしくは周縁に前記ドメインの形状に沿って配設されているドメイン規制支持手段と、
前記第１絶縁基板と前記第２絶縁基板との間に形成されている液晶層とを含む、液晶表示装置。
【請求項２０】
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基板及び第２基板に対し垂直に配向されている、請求項１９に記載の液晶表示装置。
【請求項２１】
前記第２信号線は屈折部を有し、前記ドメインの長辺は、隣接する前記第２信号線の屈折部に沿っている、請求項１９に記載の液晶表示装置。
【請求項２２】
前記補助ドメイン規制手段は、前記共通電極もしくは前記画素電極の上部に形成されている突起、または突起の階段部、または前記共通電極、または前記画素電極が有するスリットである、請求項１９に記載の液晶表示装置。
【請求項２３】
前記スリットの幅は２μmから５μmの間である、請求項２２に記載の液晶表示装置。
【請求項２４】
前記ドメイン規制手段は、前記共通電極もしくは前記画素電極が有する切開部である、請求項１９に記載の液晶表示装置。
【請求項２５】
前記ドメイン規制手段は、前記共通電極もしくは前記画素電極の上部に形成されている突起である、請求項１９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、表示板及びこれを含む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（color filter）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することによって電界を形成し、液晶分子の配列を変更させ、これにより光の透過率を調節して画像を表示する装置である。
【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し、視野角を広くするための様々な方案が開発されているが、その中でも、液晶分子を上下基板に対し垂直に配向し、画素電極とその対向電極である共通電極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】
しかし、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。これを補うために、画素電極を最大に広いものに形成する超高開口率構造を考案したが、このような超高開口率構造では、隣接した画素電極間の距離が非常に近いので、画素電極間における側方向電場（lateral field）が強く形成される。そのため、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乱れ、その結果テクスチャーや光漏れが発生する。
【０００５】
また、液晶の応答速度を確保するために、突起や切開パターンを多数配列し、液晶の分割配向された領域を８個以上に設ける場合にも、切開パターンや突起のため開口率が低下する。
【０００６】
そして、突起や切開パターンを有する垂直配向モードの液晶表示装置は、液晶の応答速度を向上させることに限界がある。その要因の一つは、駆動電圧印加時に、ドメインの周縁である切開パターンに隣接して配列されている液晶分子はフリンジフィールドによって配向方向が決まり急速に再配列されるが、ドメインの中央に配列されている液晶分子は、垂直方向に形成された電界のみの影響で、特定の配向方向が決まらない。したがって、ドメインの中央に位置する液晶分子は、ドメインの外郭に配列された液晶分子の配列によるズレや衝突によって再配向が決められるので、全体的に液晶分子の応答速度が増加するようになる。
【０００７】
本発明が目的とする技術的課題は、安定した多重ドメインを形成する表示板、及びこれを含む液晶表示装置を提供することにある。
【０００８】
本発明の他の技術的課題は、開口率を確保することができ、液晶の応答速度を向上させる表示板、及びこれを含む液晶表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
このような課題を解決するために、本発明では、ドメイン規制手段によって分割される画素のドメインの中央もしくは周縁に、ドメインの形状に沿って突起やスリットで補助ドメイン規制手段を配設する。
【００１０】
さらに詳細には、本発明の実施例による薄膜トランジスタ表示板は、絶縁基板、絶縁基板上に形成されている第１信号線、絶縁基板上に形成され、第１信号線と絶縁されて交差している第２信号線、第１信号線と第２信号線が交差して定義される画素ごとに形成されている画素電極、第１信号線、第２信号線、及び画素電極と連結されている薄膜トランジスタ、画素を複数のドメインに分割するドメイン規制手段、ドメインの形状に沿って形成され、ドメイン規制手段によって分割されるドメインの中央もしくは周縁に配置されている補助ドメイン規制手段を含む。
ドメイン規制手段は、液晶分子を複数の領域に分割配向する。補助ドメイン規制手段は、ドメイン規制手段によって形成されるフリンジフィールドを分割された領域全体に拡張させ、液晶分子の応答速度を向上させる。
【００１１】
この時、第２信号線は、画素の長さを単位として繰返し現れる屈折した部分と、第１信号線と交差する部分とを含むことができ、屈折された部分は、２以上の直線部を含み、第１信号線に対し実質的に±４５°をなすのが好ましい。
【００１２】
ドメイン規制手段は、画素の上下二等分線に対し実質的に鏡状対称をなすことができ、ドメイン規制手段は、第１信号線と±４５°をなすのが好ましい。このようにすれば、画素はドメイン規制手段によって複数のドメインに分割される。
【００１３】
ドメイン規制手段は、画素電極に形成されている切開部または画素電極の上部に形成されている突起から形成されることができ、補助ドメイン規制手段は、画素電極に形成されているスリット、または画素電極の上部に形成されている突起、または突起の階段部で形成される。
【００１４】
薄膜トランジスタ表示板は、第１信号線に沿ってのびている第３信号線をさらに含み、画素電極と連結される薄膜トランジスタの端子が第３信号線と重畳して保持容量を形成する。
【００１５】
本発明の他の実施例による薄膜トランジスタ表示板は、絶縁基板、絶縁基板上に形成され、ゲート電極を有するゲート線、ゲート線上に形成されているゲート絶縁膜、ゲート絶縁膜上に形成されている半導体層、半導体層上に形成されているソース電極を有するデータ線、及びゲート電極の上部でソース電極と各々対向するドレーン電極、半導体層の一部を覆う保護膜、ドレーン電極と電気的に連結され、周縁もしくは中央に形成されているスリットを有する画素電極を含む。
【００１６】
スリットは、フリンジフィールドを形成し、全体的に液晶分子の応答速度を向上させる。
【００１７】
データ線は、２以上の屈折された部分と、ゲート線と交差する部分とを有することができ、屈折された部分は、ゲート線と４５°をなす第１部分とゲート線と-４５°をなす第２部分とからなることが好ましい。この時、画素電極のデータ線と隣接する辺は、データ線に沿って屈折されていることが好ましい。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働き、ドメインが安定に形成される。
【００１８】
ゲート線と平行に形成されている維持電極線及び維持電極線に連結され、維持電極線よりも広い幅の維持電極をさらに含む。ドレーン電極は、画素電極と連結される部分の幅が拡張されており、この部分が維持電極と重畳している。
【００１９】
保護膜の上部もしくは下部に形成されているカラーフィルターをさらに含むことができ、カラーフィルターは、データ線によって区分されている画素列に沿って赤色、緑色、及び青色のカラーフィルターが各々長く形成され、赤色、緑色、及び青色が繰返し現れるのが好ましい。
【００２０】
半導体層は、データ線下に形成され、データ線と実質的に同一の平面パターンを有するデータ線部と、ソース電極及びドレーン電極の下、及びその周辺に形成されているチャンネル部とを含むことができる。
【００２１】
そして、本発明の一実施例による液晶表示装置は、第１絶縁基板、第１絶縁基板上に形成されている第１信号線、第１絶縁基板上に形成され、第１信号線と絶縁されて交差している第２信号線、第１信号線と第２信号線が交差して定義される画素ごとに形成されている画素電極、第１信号線、第２信号線及び画素電極と連結されている薄膜トランジスタ、第１絶縁基板と対向している第２絶縁基板、第２絶縁基板上に形成されている共通電極、第１絶縁基板と第２絶縁基板のうちの少なくとも一方に形成されているドメイン規制手段、第１絶縁基板と第２絶縁基板のうちの少なくとも一方に形成され、ドメイン規制手段によって分割される画素のドメイン中央もしくは周縁にドメインの形状に沿って配置されている補助ドメイン規制手段、第１絶縁基板と第２絶縁基板との間に形成されている液晶層を含む。
【００２２】
液晶層に含まれている液晶は、負の誘電率異方性を有し、液晶はその長軸が第１基板及び第２基板に対し垂直に配向されているのが好ましい。偏光板を安価に製造でき、全てのドメインにおいて液晶の配向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。
【００２３】
第２信号線は屈折部を有し、ドメインの長辺は隣接した第２信号線の屈折部と実質的に平行であるのが好ましい。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働くので、ドメインが安定に形成される。
【００２４】
補助ドメイン規制手段は、共通電極または画素電極の上部に形成されている突起もしくは突起の階段部、または、共通電極または画素電極が有するスリットであることができ、スリットの幅は２μmから５μmの間であるのが好ましい。補助ドメイン規制手段を設けることにより、開口率を確保でき、液晶分子の応答速度を向上させることができる。
【００２５】
ドメイン規制手段は、共通電極または画素電極が有する切開部であることができ、共通電極または画素電極の上部に形成されている突起であることもでき、切開部の幅は９μmから１２μm間であるのが好ましい。
【００２６】
ドメインをその内部に含まれている液晶の主方向子が電界印加時に配列される方向によって分けると、４種類に分けられるのが好ましく、第１絶縁基板と第２絶縁基板の外側に各々配置されている第１偏光板と、第２偏光板とをさらに含み、第１偏光板の透過軸と第２偏光板の透過軸のうちのいずれか一方は第１信号線と平行であり、もう一方は垂直をなすのが好ましい。偏光板を安価に製造できると共に、全てのドメインにおいて液晶の配向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。
【００２７】
また、本発明の実施例による対向表示板は、絶縁基板、絶縁基板上に形成され、画素を定義する開口部を有するブラックマトリックス、絶縁基板の上部に全面的に形成されている共通電極、画素を複数のドメインに分割するドメイン規制手段、ドメイン形状に沿って形成され、ドメイン規制手段によって分割されるドメインの中央もしくは周縁に配置されている補助ドメイン規制手段を有する。
【００２８】
ドメイン規制手段により液晶分子を複数の領域に分割配向させ、補助ドメイン規制手段により開口率を確保しつつ液晶分子の応答速度を向上させることができる。
【００２９】
ドメイン規制手段も共通電極に形成されている切開部、または共通電極上部に形成されている突起であるのが好ましい。補助ドメイン規制手段は、共通電極に形成されているスリット、または共通電極の上部に形成されている突起や突起の階段部で形成されることができる。
【発明の効果】
【００３０】
ドメインが安定に形成され、偏光板を安価に製造できるとともに、高い輝度を得られる。さらに、開口率を確保でき、液晶分子の応答速度を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
添付した図面を参照して本発明の実施例につい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に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。
【００３２】
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。
【００３３】
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＞
［構成］
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る。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る。図３は本発明の第１実施例による液晶表示装置の配置図である。図４は図３のIV-IV´線による断面図である。図５は図３のV-V´線及びV´-V´´線による断面図である。
【００３４】
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、及びこれら二つの表示板１００、２００の間に注入され、それに含まれている液晶分子３１０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３００からなる。
【００３５】
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について詳細に説明する。
【００３６】
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は突起状でゲート電極１２４を有し、ゲート線１２１の一端部１２９は外部回路との連結のために幅が拡張されている。絶縁基板１１０の上部に、ゲート駆動回路が直接配設されている他の実施例では、ゲート線１２１の端部１２９は接触部を持たず、ゲート駆動回路の出力端に直接連結される。
【００３７】
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、横方向にのびている維持電極１３３が連結されているが、維持電極１３３は菱形や長方形の形態であり、維持電極線１３１に対し４５度傾斜されている。これは、ゲート線１２１とデータ線１７１とで定義される画素形状に沿って設けられたものである。
【００３８】
ゲート線１２１、１２４、１２９及び維持電極配線１３１、１３３は、物理的、化学的特性の優れたCrまたはMo合金などで形成される第１層１２４p、１２９p、１３１p、１３３pと、低い比抵抗を有するAlやAg、またはこれらの合金などで形成される第２層１２４q、１２９q、１３１q、１３３qの二重層に形成されている。これらのゲート線１２１、１２４、１２９及び維持電極配線１３１、１３３は、必要に応じて単一層や３重層以上に形成することもできる。
【００３９】
ゲート線１２１、１２４、１２９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。
【００４０】
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線状半導体層１５１が形成されている。半導体層１５１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１５４を有する。
【００４１】
半導体層１５１上には、シリサイドまたはn型不純物が高濃度に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で形成される、線状抵抗性接触部材１６１及び島状抵抗性接触部材１６５が設けられている。線状抵抗性接触部材１６１はデータ線の下に位置し、ソース電極１７３の下の突出部１６３を有しており、島状抵抗性接触部材１６５はドレーン電極１７５の下に各々位置する。
【００４２】
抵抗性接触層１６１、１６５及びゲート絶縁膜１４０の上には、データ線１７１及びドレーン電極１７５が形成されている。データ線１７１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は、分枝であり、抵抗性接触層１６３の上部までのびているソース電極１７３を有する。ドレーン電極１７５は、ソース電極１７３と分離され、ゲート電極１２４に対しソース電極１７３の反対側抵抗性接触層１６５の上部に位置する。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おり、データ駆動集積回路が基板１１０の上部に形成されている他の実施例では、データ線１７１の端部１７９がデータ駆動集積回路の出力端に直接連結されている。
【００４３】
ここで、データ線１７１は、画素の長さを周期として、屈折された部分と縦にのびた部分とが繰返し現れるように形成されている。この時、データ線１７１の屈折された部分は、２つ以上、好ましくは２つの直線部からなり、これら２つの直線部のうちの一方はゲート線１２１に対し４５°をなし、もう一方はゲート線１２１に対し-４５°をなしている。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と交差している。維持電極配線１３１、１３３は、２つの屈折された部分の間に配置され、画素の中央を横切ることができる。
【００４４】
この時、データ線１７１の屈折された部分と、縦にのびた部分との長の比は１：１乃至９：１の範囲（即ち、データ線１７１のうちの屈折された部分の比率が５０％から９０％の間）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。
【００４５】
また、ドレーン電極１７５は、画素電極１９０と連結される部分が長方形に広く拡張され、維持電極１３３と重畳している。このように、ドレーン電極１７５は、維持電極１３３とゲート絶縁膜１４０のみを介在させて重畳することにより、十分な保持容量を形成する。
【００４６】
データ線１７１及びドレーン電極１７５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。必要に応じて保護膜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を形成することと比べて形成工程が複雑になる。一方、保護膜１８０は、窒化ケイ素や酸化ケイ素などの無機絶縁物質で形成されることもできる。
【００４７】
保護膜１８０には、ドレーン電極を露出する接触孔１８５b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１８２bとが形成されている。また、ゲート線の幅が拡張されている端部１７９を露出する接触孔１８１bは、保護膜１８０と共にゲート絶縁膜１４０を通って形成されている。
【００４８】
この時、これらの接触孔１８１b、１８２b、１８５bの側壁１８１a、１８２a、１８５aは、基板面に対し３０度から８５度の範囲の緩慢な傾斜、あるいは階段状のプロファイル（profile）を有する。
【００４９】
また、これらの接触孔１８１b、１８２b、１８５bは、角のある模様や円形など種々な模様に形成でき、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。
【００５０】
保護膜１８０上には、接触孔１８１bを通じてドレーン電極１７５と連結されており、画素形状に沿って折れ曲がった帯状の画素電極１９０が形成されている。この時、画素電極１９０は、周縁がデータ線と重畳するくらい広く形成され、最大の開口率を確保している。
【００５１】
さらに、保護膜１８０上には、接触孔１８１b、１８２bを通じてゲート線の端部１２９とデータ線の端部１７９が各々連結されている接触補助部材８１、８２が形成されている。ここで、画素電極１９０及び接触補助部材８１、８２は、ITO（indium tin oxide）またはIZO（indium zinc oxide）で形成される。
【００５２】
次に、図２、図４及び図５を参照して、共通電極表示板について説明する。
【００５３】
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のような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。また、共通電極２７０には、切開部２７１の両側に配設されているスリット２７６が形成されているので、スリット２７６の両端は切開部２７１の両端に連結されることも、そうでないこともできる。
【００５４】
この時、切開部２７１は、液晶分子を複数の領域に分割配向するためのドメイン規制手段として働き、その幅は８μmから１３μm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の代わりに有機物の突起を設ける場合には、幅を５μmから１０μmの範囲とするのが好ましい。スリット２７６は、液晶分子を複数の領域に分割配向する時に、切開部２７１によって形成されるフリンジフィールドを分割された領域全体に拡張させ、液晶分子の応答速度を向上させるための補助ドメイン規制手段として働き、その幅は２μmから５μmの範囲であるのが好ましい。
【００５５】
ここで、ブラックマトリックス２２０は、データ線１７１の屈折された部分に対応する線状部分と、データ線１７１の縦にのびた部分、及び薄膜トランジスタ部分に対応する三角形部分とを含む。
【００５６】
赤色、緑色、及び青色のカラーフィルター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、赤色・緑色及び青色が繰返し現れ、画素形状に沿って周期的に折れ曲がっている。
【００５７】
共通電極２７０の切開部２７１及びスリット２７６も屈折され、屈折された画素を左右に両分する形態とされている。そして、切開部２７１の両端は、さらに１度屈折され、一端はゲート線１２１と平行であり、もう一端はデータ線１７１の縦にのびた部分と平行である。さらに切開部２７１及びスリット２７６は、画素の上下二等分線に対し実質的に鏡状対称をなしている。また、切開部２７１及びスリット２７６は、ゲート線１２１と±４５度をなしている
以上のような構造の薄膜トランジスタ表示板１００と、共通電極表示板２００とを結合させ、その間に液晶を注入し液晶層３００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構成される。
【００５８】
液晶層３００に含まれている液晶分子は、画素電極１９０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ており、負の誘電率異方性を有する。この時、液晶分子３１０の配列は、主に表示板１００、２００の内側に形成されている配向膜１１、２１の配向力によって決められるが、そうでないこともできる。
【００５９】
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、画素は切開部２７１によって複数のドメインに分割される。この時、画素は切開部２７１によって左右に両分されるが、画素の折れ曲がった部分を中心に上下の液晶の配向方向が互いに異なり、４種類のドメインに分割される。ドメインの長辺は、隣接するデータ線１７１の屈折部と並行である。
【００６０】
ここで、ドメイン分割は、切開部２７１と画素電極１９０の境界線で形成されるフリンジフィールドによって行われる。この時、画素の周縁の切開部２７１と、画素電極１９０の境界線に隣接して配列されている液晶分子は、フリンジフィールドの直接の影響で液晶の応答速度が速い。なお、本発明の実施例では、切開部２７１の両側に配設されているスリット２７６は、切開部２７１と画素電極１９０の境界線間の中央部まで、切開部２７１によって形成されるフリンジフィールドもしくはその影響力を拡張し、分割された画素の中央部に配置されている液晶分子の応答速度を向上させることができ、これによって分割された画素の中央部の輝度量も増加されることができる。しかし、スリットを適用しない場合には、ドメイン規制手段の隣接する二つの境界線間の中央部に位置した液晶分子は、フリンジフィールドの影響をほとんど受けず応答速度が遅く、これによって分割された画素の中央部では輝度量が低下する。
【００６１】
この時、ドメインの２長辺間の距離、即ち、ドメインの幅は１０μmから３０μmの範囲であるのが好ましい。そして、一画素に含まれるドメインの数は、画素の大きさが１００μm×３００μm未満であれば４個であり、１００μm×３００μm以上であれば４個または８個であるのが好ましい。
【００６２】
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に対し一方は平行であり、もう一方は垂直をなすように配置される。
【００６３】
以上のような構造の液晶表示装置を形成すれば、液晶に電界が印加された時に、各ドメイン内の液晶がドメインの長辺に対し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に対し垂直をなす方向であるので、データ線１７１を隔て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り液晶が傾く方向と一致するものであり、側方向電界が各ドメインの液晶の配向を手伝うようになる。
【００６４】
液晶表示装置では、データ線１７１の両側に位置する画素電極に極性が反対である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の配向を手伝う方向となる。
【００６５】
また、偏光板の透過軸をゲート線１２１に対し垂直あるいは平行な方向に配置するので、偏光板を安価に製造することができるほか、全てのドメインで液晶の配向方向が偏光板の透過軸と４５度をなし、高い輝度を得られる。
【００６６】
しかし、データ線１７１が屈折され配線の長さが増加するようになるが、データ線１７１の屈折部が５０％を占めるとき、配線の長さは約２０％増加する。データ線１７１の長さが増加すれば、配線の抵抗や負荷が増加し、信号の歪曲が大きくなる問題点がある。ところが、超高開口率構造では、データ線１７１の幅を十分に広く形成することができ、厚い有機物保護膜１８０を使用するので、配線の負荷も十分小さく、データ線１７１の長さの増加による信号の歪曲問題も無視できるようなものである。
【００６７】
以上のような構成を有する液晶表示装置は、データ線を屈折させて画素を折れ曲がった帯状に形成しているので、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働き、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垂直あるいは平行な方向に配置するので、偏光板を安価に製造できるとともに、全てのドメインにおいて液晶の配向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。
【００６８】
さらに、分割された画素のドメインの中央もしくは周縁に、スリット、突起または階段部で形成された突起を補助ドメイン規制手段として追加することにより、開口率を確保できるほか液晶分子の応答速度を向上させることができる。
【００６９】
［製造方法］
このような構造の液晶表示装置で、薄膜トランジスタ表示板を製造する方法について説明する。
【００７０】
図６a及び図６b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を製造する中間工程における断面図である。図７a及び図７bは図６a及び図６bに続く工程の断面図である。
【００７１】
まず、図６a及び図６bに示したように、CrまたはMo合金などで形成される第１金属層１２４p、１２９p、１３３pと、低い比抵抗を有するAlまたはAgまたはこれらを含む合金などで形成される第２金属層１２４q、１２９q、１３３qとをスパッタリングなどの方法で連続積層し、マスクを用いた第１写真エッチング工程で乾式エッチングまたは湿式エッチングを施し、基板１１０上にゲート線１２１と維持電極線１３１及び維持電極１３３を含む維持配線を形成する（第１マスク）。
【００７２】
次に、ゲート絶縁膜１４０、水素化非晶質シリコン層、及びリン（P）などのn型不純物が高濃度にドーピングされている非晶質シリコン層を化学気相蒸着法を利用して、各々１，５００Å乃至５，０００Å、５００Å乃至２，０００Å、３００Å乃至６００Åの厚さに連続蒸着し、マスクを用いた写真エッチング工程によりドーピングされた非晶質シリコン層と非晶質シリコン層を順にパターニングして、チャンネル部が連結されている抵抗性接触層と突出部１５４を有する線状の半導体１５１を形成する（第２マスク）。
【００７３】
次に、CrまたはMo合金などで形成される第１金属層１７１p、１７３p、１７５p、１７９pと、AlまたはAgまたはこれらを含む合金などで形成される第２金属層１７１q、１７３q、１７５q、１７９qなどの導電体層をスパッタリングなどの方法で１，５００Å乃至３，０００Åの厚さに蒸着した後、マスクを用いた写真エッチング工程でパターニングしてデータ線１７１及びドレーン電極１７５を形成する（第３マスク）。
【００７４】
次に、ソース電極１７３とドレーン電極１７５とで遮られない抵抗性接触層をエッチングし、ソース電極１７３とドレーン電極１７５との間の半導体層１５４を露出し、両側に分離された抵抗性接触部材１６３、１６５を形成する。
【００７５】
次に、図７a及び図７bに示したように、感光性有機絶縁物質を塗布して保護膜１８０を形成し、スリット部分５０１を有する光マスク５００を通じて露光する。
【００７６】
この時、光マスクのスリット部分５０１は、接触孔１８１b、１８２b、１８５bの段差問題を和らげるために、接触孔の側壁１８１a、１８２a、１８５aの傾斜を緩慢なものにししたり、あるいは階段状プロファイルを有するものにするための部分であって、接触孔の側壁１８１a、１８２a、１８５aとなる部分に対応するように配設する。
【００７７】
このように、スリット部分５０１を有する光マスクを通じて保護膜１８０を露光すれば、図７a及び図７bに示したように、保護膜１８０の接触孔１８１b、１８２b、１８５bになる部分は全て感光され、接触孔の側壁１８１a、１８２a、１８５aになる部分は部分的に感光される。感光されたとは、光によってポリマーが分解されたことを意味する。
【００７８】
引続き、保護膜１８０を現像して接触孔１８１b、１８２b、１８５bとその側壁１８１a、１８２a、１８５aとを形成する（第４マスク）。
【００７９】
次に、図４及び図５に示したように、接触孔１８１b、１８２b、１８３ｂを通じて露出されている配線の第２金属層１２９q、１７５q、１７９qをエッチングを施して除去し、ITOまたはIZOを４００Å乃至５００Åの厚さに蒸着し、写真エッチングして画素電極１９０及び接触補助部材８１、８２を形成する（第５マスク）。
＜第２実施例＞
［構成］
第１実施例では、５枚のマスクを用いる製造方法で完成された薄膜トランジスタ表示板について説明したが、薄膜トランジスタ表示板は製造費用を節減するために４枚のマスクを用いて形成されることもできる。また、共通電極は、切開部の両側に二つ以上のスリットを有することができる。これについて、図８乃至図１３bを参照して詳細に説明する。
【００８０】
図８は本発明の第２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９は本発明の第２実施例による液晶表示装置用共通電極表示板の構造を示した配置図である。図１０は図８のX-X´線及びX´-X´´線による断面図である。図１１は図８のXI-XI´線及びXI´-XI´´線による断面図である。図１０で、薄膜トランジスタ表示板と共通電極表示板を整列した液晶表示装置が示されている。
【００８１】
第２実施例による液晶表示装置用薄膜トランジスタ表示板は、４枚のマスク工程で作製したものであり、５枚のマスク工程によって作製された薄膜トランジスタ表示板と比べて次のような特徴を有する。
【００８２】
データ線１７１及びドレーン電極１７５の下にこれと実質的に同一のパターンで線状及び島状の抵抗性接触部材１６１、１６３、１６５が形成されており、ソース電極１７３とドレーン電極１７５との間のチャンネル部が連結されることを除いて、線状半導体１５１、１５４もデータ線と実質的に同一のパターンを有する。
【００８３】
図９及び図１０のように、本発明の第２実施例による液晶表示装置用共通電極表示板２００には、開口部２７１を有する共通電極２７０が形成されており、第１実施例と異なって４つのスリット２７６が形成されている。
【００８４】
以上のような構成を有する共通電極用表示板を用いた液晶表示装置は、データ線を屈折させて画素を折れ曲がった帯状に形成しているので、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働き、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垂直あるいは平行な方向に配置するので、偏光板を安価に製造できるとともに、全てのドメインにおいて液晶の配向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。
【００８５】
さらに、分割された画素のドメインの中央もしくは周縁に、スリット、突起または階段部で形成された突起を補助ドメイン規制手段として追加することにより、開口率を確保できるほか液晶分子の応答速度を向上させることができる。
［製造方法］
以上のような構造的特徴を有する薄膜トランジスタ表示板の製造方法について説明する。
【００８６】
図１２a及び図１２bは本発明の第２実施例による液晶表示装置用薄膜トランジスタ表示板を製造する中間工程の断面図である。図１３a及び図１３bは図１２a及び図１２bに続く工程の断面図である。
【００８７】
まず、図１２a及び１２bに示したように、CrまたはMo合金などで形成される第１金属層１２４p、１２９p、１３１p、１３３pと、低い比抵抗を有するAlまたはAgまたはこれらを含む合金などで形成される第２金属層１２４q、１２９q、１３１q、１３３qをスパッタリングなどの方法で連続積層し、マスクを用いた第１写真エッチング工程で乾式もしくは湿式エッチングを施して、基板１１０上にゲート線１２１と維持電極配線１３１、１３３を形成する（第１マスク）。
【００８８】
次に、窒化ケイ素からなるゲート絶縁膜１４０、非晶質シリコン層１５０、n型不純物が高濃度にドーピングされた非晶質シリコンからなる接触層１６０を化学気相蒸着法を利用して、各々１，５００Å乃至５，０００Å、５００Å乃至２，０００Å、３００Å乃至６００Åの厚さに連続蒸着する。次いで、CrまたはMo合金などで形成される第１金属層１７０pと、低い比抵抗を有するAlまたはAgまたはこれらを含む合金などで形成される第２金属層１７０qとをスパッタリングなどの方法で連続積層する。その上に感光膜（PR）を１μm乃至２μmの厚さに塗布した後に、光マスク（図示せず）を通じて感光膜に光を照射し、現像する。現象された感光膜（PR）の厚さは位置によって異なるが、感光膜（PR）は厚さが次第に薄くなり、配線領域に位置した第１部分とチャンネル領域に位置した第２部分とその他の領域に位置した第３部分とからなり、第３部分は厚さは０であり、その下の導電体層１７０qが露出される。第１部分と第２部分との厚さの比は、後続工程における工程条件によって異なるが、第２部分の厚さを第１部分の厚さの１/２以下とするのが好ましい。例えば、４，０００Å以下であるのが良い。図１２a及び図１２bで、斜線で示す部分は、現象後に感光膜が除去される部分であり、“PR”は残された感光膜パターンを示す。
【００８９】
このように、位置によって感光膜の厚さを異ならせる方法には、様々な方法があり、露光マスクに透明領域（transparent area）と遮光領域（light blocking area）だけでなく、半透明領域（translucent area）を設けるのがその例である。半透明領域には、スリット（slit）パターン、格子パターン（lattice pattern）、または透過率が中間であるか、あるいは厚さが中間である薄膜が備えられる。スリットパターンを用いる際には、スリットの幅やスリット間の間隔が写真工程に使用される露光器の分解能（resolution）より小さいのが好ましい。他の例としては、リフローが可能な感光膜を用いる方法である。即ち、透明領域及び遮光領のみを有する通常のマスクにリフロー可能な感光膜パターンを形成した後、リフローさせて、感光膜が残留しない領域に流すことによって、薄い部分を形成する。
【００９０】
好適な工程条件を付与すれば、感光膜の厚さの差により、下部層を選択的にエッチングを施すことができる。したがって、一連のエッチング工程を通じて、１３a及び１３bに示したような複数のソース電極１７３を各々含む複数のデータ線１７１、複数のドレーン電極１７５を形成し、複数の突出部１６３を各々含む複数の線状抵抗性接触部材１６１、及び複数の島状抵抗性接触部材１６５、そして複数の突出部１５４を含む複数の線状半導体１５１を形成する。
【００９１】
説明の便宜上、配線領域に位置した導電体層１７０p、１７０q、不純物非晶質シリコン層１６０、真性非晶質シリコン層１５０の部分を第１部分とし、チャンネル領域に位置した導電体層１７０p、１７０q、不純物非晶質シリコン層１６０、真性非晶質シリコン層１５０の部分を第２部分とし、その他の領域に位置した導電体層１７０p、１７０q、不純物非晶質シリコン層１６０、真性非晶質シリコン層１５０の部分を第３部分とする。
【００９２】
このような構造を形成する順序の一例は次の通りである。
（１）その他の領域に位置した導電体層１７０p、１７０q、不純物非晶質シリコン層１６０、及び非晶質シリコン層１５０の第３部分を除去、
（２）チャンネル領域に位置した感光膜の第２部分を除去、
（３）チャンネル領域に位置した導電体層１７０p、１７０q及び不純物非晶質シリコン層１６０の第２部分を除去、そして
（４）配線領域に位置した感光膜の第１部分を除去。
【００９３】
そして、このような構造を形成する順序の他の例は、次の通りである。
（１）その他の領域に位置した導電体層１７０p、１７０qの第３部分を除去、
（２）チャンネル領域に位置した感光膜の第２部分を除去、
（３）その他の領域に位置した不純物非晶質シリコン層１６０及び非晶質シリコン層１５０の第３部分を除去、
（４）チャンネル領域に位置した導電体層１７０p、１７０qの第２部分を除去、
（５）配線領域に位置した感光膜の第１部分を除去、そして
（６）チャンネル領域に位置した不純物非晶質シリコン層１６０の第２部分を除去。
【００９４】
ここでは、第１の例について説明する。
【００９５】
まず、図１２a及び図１２bで、感光膜パターン（PR）をエッチングマスクとしてその他の領域に露出されている導電体層の上部膜１７０q及び下部膜１７０pを湿式または乾式エッチングを施して除去し、下部の不純物非晶質シリコン層１６０の第３部分を露出させる。アルミニウム系列の導電膜は、主に湿式エッチングを施し、モリブデン系列の導電膜は湿式及び乾式エッチングを選択的に施すことができ、上部膜１７０q及び下部膜１７０pの二重膜は、一つの湿式エッチング条件でパターニングを行うこともできる。
【００９６】
乾式エッチングを施す場合、感光膜（PR）の上の部分がある程度の厚さが削られたりもする。
【００９７】
次に、その他の領域に位置した不純物非晶質シリコン層１６０及びその下部の真性非晶質シリコン層１５０の第３部分を除去するとともに、チャンネル領域の感光膜の第２部分を除去して下の上部膜１７０q第２部分を露出させる。感光膜の第２部分の除去は、不純物非晶質シリコン層１６０及び真性非晶質シリコン層１５０の第３部分の除去と同時に行うか、あるいは別々に行う。チャンネル領域に残る第２部分の残留物は、アッシング処理を施して除去する。
【００９８】
この段階で、線状真性半導体１５１が完成する。この時、線状抵抗性接触部材１６１と島状抵抗性接触部材１６５がまだ分離されていない状態にある線状の不純物非晶質シリコン層１６０を以下では（線状の）不純物半導体という。
【００９９】
ここで、導電体層の下部膜１７０pを乾式エッチングでパターニングする場合、その下部の不純物非晶質シリコン層１６０と真性非晶質シリコン層１５０を連続して乾式エッチングを施すことによって製造工程を単純化することができる。この場合、同一のエッチングチャンバーで三層膜１７０p、１６０、１５０に対し乾式エッチングを連続して施すインサイト（in-situ）法で行うことも、そうでないこともできる。
【０１００】
次に、図１３a及び図１３bのように、チャンネル領域に位置した導電体１７０p、１７０q及び抵抗性接触層の第２部分をエッチングを施して除去する。そして、残っている感光膜の第１部分も除去する。
【０１０１】
この時、チャンネル領域に位置した線状半導体１５１の突出部１５４上の部分が除去され厚さが薄くなることもあり、感光膜の第１部分もこの時ある程度の厚さがエッチングされる。
【０１０２】
このようにすれば、データ線１７１と複数のドレーン電極１７５に分離されて完成され、線状抵抗性接触部材１６１と複数の島状型抵抗性接触部材１６５に分かれて完成される。
【０１０３】
この後の製造工程は、第１実施例と同一である。
【０１０４】
以上のような第２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製造方法では、データ線１７１及びドレーン電極１７５と半導体層とを一つのマスクを用いた写真エッチング工程でパターニングすることによって製造費用を節減することができる。
＜第３実施例＞
［構成］
前記第１実施例及び第２実施例では、カラーフィルターが共通電極表示板に形成されているが、薄膜トランジスタ基板に形成することもでき、フリンジフィールドの領域を拡張するスリットは、画素電極に配設されることができる。このような構造について、第３実施例として説明する。
【０１０５】
図１４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。図１５は図１４の液晶表示装置のXV-XV´線による断面図である。図１６は図１４のXVI-XVI´線及びXVI´-XVI´´線による断面図である。
【０１０６】
まず、薄膜トランジスタ表示板について詳細に説明する。
【０１０７】
ほとんどの層状構造は、図１、図４及び図５と同一である。
【０１０８】
ところで、データ線１７１とドレーン電極１７５で遮られない半導体１５４を覆う第１保護膜８０１の上には、赤色、緑色、及び青色のカラーフィルター２３０R、２３０G、２３０Bが形成されている。カラーフィルター２３０R、２３０G、２３０Bは、各々データ線１７１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されている。また、カラーフィルター２３０R、２３０G、２３０Bは、隣接するカラーフィルター２３０R、２３０G、２３０Bがデータ線１７１上で互いに部分的に重なっており、データ線１７１の上で丘をなしている。
【０１０９】
カラーフィルター２３０R、２３０G、２３０B上には、感光性有機物質からなる第２保護膜８０２が形成されている。第２保護膜８０２もカラーフィルター２３０R、２３０G、２３０Bの重畳によって形成された丘に沿って丘をなしている。このように、有機膜の丘は配向膜の傾斜面を調節し、ドメイン規制手段として働き、各ドメインにおける液晶の方向制御力が強化される。
【０１１０】
この時、カラーフィルター２３０R、２３０G、２３０Bは、ドレーン電極１７５上では除去されており、ドレーン電極１７５を露出する接触孔１８１bは、第１及び第２保護膜８０１、８０２のみを通っている。また、画素を構成しないゲート線の端部１２９とデータ線の端部１７９にもカラーフィルター２３０R、２３０G、２３０Bを形成しない。
【０１１１】
一方、第２保護膜８０２も窒化ケイ素もしくは酸化ケイ素のような無機絶縁物質で形成することもできる。
【０１１２】
第２保護膜８０２上には、接触孔１８１bを通じてドレーン電極１７５と連結され、画素形状に沿って折れ曲がった帯状に画素電極１９０が形成されている。
【０１１３】
この時、画素電極１９０の周縁には、画素形状に沿って折れ曲がった形状のスリット１９６が形成されている。この時、スリット１９６は、第１実施例のように画素電極１９０の周縁に形成されるフリンジフィールドを分割された画素の中央部まで拡張させる補助ドメイン規制手段として働き、液晶の応答速度を向上させる機能を有し、二つ以上を配置することもできる。
【０１１４】
対向表示板の構造は、図２及び図４とほぼ同一であるが、第３実施例の対向表示板は、カラーフィルターを有しない。
【０１１５】
このような構造の液晶表示装置は、第１実施例における長点のほかにも、カラーフィルター２３０R、２３０G、２３０Bが薄膜トランジスタ基板に形成されるので、二つの表示板の整列マージンが拡大され、オーバーコート膜２５０を省略することができるなど更なる長点がある。
［製造方法］
前記のような構造の液晶表示装置用薄膜トランジスタ表示板の製造方法は、第１実施例による薄膜トランジスタ表示板の製造方法で、感光性有機膜を塗布して保護膜１８０を形成し、接触孔１８１b、１８２b、１８５bを形成する工程を、第１保護膜を蒸着する工程、色素が添加された感光物質を塗布、露光及び現像する過程を３回繰り返して、赤、緑、青のカラーフィルター２３０R、２３０G、２３０Bを形成する工程、感光性有機膜を塗布して第２保護膜８０２を形成して第２保護膜８０２を通る接触孔を形成する工程、及び第２保護膜８０２を通る接触孔を通じて露出される第１保護膜８０１をエッチングを施して除去する工程に代替したものである。
【０１１６】
本発明の第３実施例で、第２保護膜８０２は省略できるが、色素などの異物をほとんど放出しないカラーフィルター２３０R、２３０G、２３０Bを使用するときに可能である。
【０１１７】
また、本発明の他の実施例では、第３実施例における第１保護膜８０１を省略できる。
＜第４実施例＞
［構成］
一方、本発明の第１乃至第３実施例では、液晶分子を複数のドメインに分割配向するための分割配向手段として切開部を利用する場合についてのみ説明したが、分割配向手段として突起を利用することもできる。これについて、図面を参照して具体的に説明する。
【０１１８】
図１７は本発明の第４実施例による液晶表示装置用対向表示板の構造を示した配置図である。図１８は図１７の対向表示板を含む液晶表示装置の構造を示した配置図である。図１９及び図２０は図１８の液晶表示装置のXIX-XIX´線、XX-XX´線、XX´-XX´´線による断面図である。
【０１１９】
ここで、薄膜トランジスタ表示板の構造は図１と同一であるので省略した。
【０１２０】
図１７乃至図１９のように、本発明の第４実施例による液晶表示装置の対向表示板には、ガラスなどの透明な絶縁基板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が形成されており、ブラックマトリックス２２０の上に、赤、緑、青のカラーフィルター２３０が画素ごとに順次に形成されており、カラーフィルター２３０上には、有機物質または窒化ケイ素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のような透明な導電物質からなる共通電極２７０が形成されており、共通電極２７０の上部には、感光性有機絶縁物質からなり、階段状の側壁を有する突起２８１が形成されている。突起２８１は、中央部に位置し、第１の厚さを有する第１部分２８１bと、第１部分の両側に位置し、第１の厚さより薄い第２の厚さを有する第２部分２８１aの階段部を含む。
【０１２１】
この時、突起２８１は、切開部と共に液晶分子を複数の領域に分割配向するためのドメイン規制手段として働く。即ち、突起２８１の傾斜面に沿って形成される配向膜２１の傾斜面に対し垂直に配向力が形成され、液晶分子はこのような配向力によって複数の領域に分割配向される。
【０１２２】
このような本発明の第４実施例による液晶表示装置では、突起２８１の階段部である第２部分２８１aは、液晶分子を配向するための配向力を分割された画素の中央部まで拡張させ、第１実施例乃至第３実施例のスリット２７６のように補助ドメイン規制手段として働く。液晶分子を複数の領域に分割配向する時に、突起２８１による配向膜２１の傾斜面を画素の中央部にまで延長させ、配向力による液晶分子の応答速度を向上する手段として働く。その結果、第１実施例と同等の作用効果を奏することができる。
＜第５実施例＞
［構成］
一方、本発明の第１乃至第４実施例では、補助ドメイン手段がドメインの周縁に配置されているが、ドメインの中央に配置されることもできる。これについて、図面を参照して具体的に説明する。
【０１２３】
図２１は本発明の第５実施例による液晶表示装置用対向表示板の構造を示した配置図である。図２２は図２１の対向表示板を含む液晶表示装置の配置図である。図２３は図２２の液晶表示装置のXXIII-XXIII’線による断面図である。
【０１２４】
ここで、薄膜トランジスタ表示板の構造は図１と同一であるので省略し、ゲート線１２１の端部とデータ線１７１の端部は、ゲート駆動集積回路の出力端及びデータ駆動回路の出力端に各々連結されており、図５と同一の接触部の構造は省略した。
【０１２５】
図２１乃至図２３のように、本発明の第５実施例による液晶表示装置の対向表示板２００のオーバーコート膜２５０の上には、ITOまたはIZOなどの透明な導電物質からなり、共通電極２７０が形成されている。共通電極２７０は、切開部２７１とスリット２７６を有するが、第１実施例とは異なって、スリット２７６は折れ曲がった画素中央を横切ってなされる。
【０１２６】
この時、スリット２７６は、液晶分子を複数のドメインに分割配向する時に、ドメインの中央にフリンジフィールドを形成して、ドメインの中央に配置されている液晶分子が任意方向に配向されるように配向方向を付与し、全体的に液晶分子の応答速度を向上させる補助ドメイン規制手段として働くものである。その幅は２μmから５μmの範囲であるのが好ましい。即ち、ドメイン分割は、切開部２７１と画素電極１９０の境界線で形成されるフリンジフィールドによって行われる。この時、画素の周縁の切開部２７１と画素電極１９０の境界線に隣接するように配列されている液晶分子は、フリンジフィールドの直接的な影響で液晶の応答速度が速い。なお、本発明の実施例では、前述したように、分割されたドメインの中央に配置されているスリット２７６は、切開部２７１と画素電極１９０の境界線の間の中央、ドメインの中央にフリンジフィールドを形成して分割されたドメイン中央部に配置されている液晶分子の応答速度を向上させ、これにより、分割された画素の中央部の輝度量も増加させることができる。これにより、画素の開口率を確保しつつ液晶層の応答速度を向上させることができる。
【０１２７】
ここで、画素電極１９０の境界線も切開部２７１と共に分割されたドメインの形状を定義するドメイン規制手段として働くものである。
【０１２８】
以上の構成を有する対向表示板を用いた液晶表示装置は、第１実施例と同様の作用効果を奏することができる。
＜第６実施例＞
一方、本発明の第６実施例による液晶表示装置は、本発明の第２実施例と同様の薄膜トランジスタ表示板を有しており、補助ドメイン手段であるドメインが二つ以上であることもでき、これについて図面を参照して具体的に説明する。
【０１２９】
図２４は本発明の第６実施例による液晶表示装置用対向表示板の配置図である。図２５は図２４の対向表示板を含む液晶表示装置の断面図である。
【０１３０】
図２４及び図２５のように、本発明の第６実施例による液晶表示装置の構造は、図１０と同一である。
【０１３１】
ところで、本発明の第６実施例による液晶表示装置用対向表示板２００には、開口部２７１を有する共通電極２７０が形成されており、第５実施例と異なって、４つのスリット２７６が画素が分割されたドメインの中央に形成されている。
【０１３２】
以上の構成を有する液晶表示装置は、第１実施例と同様の作用効果を奏することができる。
＜第７実施例＞
一方、本発明の第７実施例による液晶表示装置は、本発明の第３実施例のように、薄膜トランジスタ表示板がカラーフィルターを有することができ、画素電極が補助ドメイン規制手段を有することができる。これについて、図面を参照して具体的に説明する。
【０１３３】
図２６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る。図２７は図２６のXXVII-XXVII’線による薄膜トランジスタ表示板における液晶表示装置の断面図である。
【０１３４】
図２６及び図２７のように、本発明の第７実施例による液晶表示装置の構造は、図１４及び図１５と同一である。
【０１３５】
ところで、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には、第５及び第６実施例と異なって、画素電極１９０がスリット１９６を有する。
【０１３６】
一方、第１乃至第７実施例では、画素が１度屈折されている形状について説明したが、データ線の形態を変形して、画素を２度屈折された形状に形成することもできる。
【０１３７】
以上の構成を有する液晶表示装置は、第１実施例と同様の作用効果を奏することができる。
＜第８実施例＞
画素を屈折された形状に形成せず、ドメイン規制手段は種々な形態を有することができ、図面を参照して一実施例を説明する。
【０１３８】
［構成］
図２８は本発明の第８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２９は本発明の第８実施例による液晶表示装置用対向表示板の配置図である。図３０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。図３１は図３０の液晶表示装置のXXXI-XXXI´線による断面図である。
【０１３９】
液晶表示装置は、下側の薄膜トランジスタ表示板１００とこれと対向している上側の対向表示板２００、及びこれらの間に形成され、二つの表示板１００、２００に対してほぼ垂直に配向されている液晶分子３１０を含む液晶層３００からなる。
【０１４０】
ガラスなどの透明な絶縁物質からなる薄膜トランジスタ表示板１００には、ITOまたはIZOのような透明な導電物質からなり、切開部１９１、１９２、１９３を有している画素電極１９０が形成されており、各画素電極１９０は、薄膜トランジスタに連結され画像信号電圧の印加を受ける。この時、薄膜トランジスタは、走査信号を伝達するゲート線１２１と、画像信号を伝達するデータ線１７１に各々連結され、走査信号に従って画素電極１９０をオン（on）オフ（off）する。また、薄膜トランジスタ表示板１００の下面には、下部偏光板１２が付着されている。ここで、画素電極１９０は、反射型液晶表示装置である場合、透明な物質からならないこともあり、そのときは下部偏光板１２も不要である。
【０１４１】
ガラスなどの透明な絶縁物質からなる対向表示板２００には、画素の周縁で発生する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及びITOまたはIZOなどの透明な導電物質からなっている基準電極２７０が形成されている。ブラックマトリックス２２０は、画素領域の周囲部分だけでなく、基準電極２７０の切開部２７１、２７２、２７３と重畳する部分にも形成できる。これは、切開部２７１、２７２、２７３により発生する光漏れを防止するためである。
【０１４２】
薄膜トランジスタ表示板１００には、下部絶縁基板１１０上に横方向にゲート線１２１が形成されている。ゲート線１２１には、ゲート電極１２４が突起状に形成されており、ゲート線１２１の一端部の付近に位置した部分１２９は、外部からのゲート信号をゲート線１２１に伝達する。絶縁基板１１０上には、ゲート線１２１と平行に維持電極線１３１が形成されている。維持電極線１３１は、縦方向に形成されている二つの維持電極１３３a、１３３bと連結されており、この二つの維持電極１３３a、１３３bは、横方向維持電極１３３cによって互いに連結されている。この時、維持電極線１３１は、２つ以上であることもできる。ゲート線１２１、ゲート電極１２４、維持電極線１３１、及び維持電極１３３は、アルミニウムまたはクロムなどの金属で形成される。この時、これらは単一層で形成されることも、クロム層とアルミニウム層を連続積層してなる二重層に形成されることもできる。
【０１４３】
ゲート線１２１と維持電極線１３１及び維持電極１３３a、１３３bの上には、窒化ケイ素（SiNx）などからなるゲート絶縁膜１４０が形成されている。
【０１４４】
ゲート絶縁膜１４０の上には、縦方向にデータ線１７１が形成されている。データ線１７１には、分枝としてソース電極１７３が形成されており、ソース電極１７３に隣接するドレーン電極１７５が形成されており、データ線１７１の一端の付近に位置した部分１７９は、外部からの画像信号をデータ線１７１に伝達する。また、ゲート絶縁膜１４０上には、ゲート線１２１と重畳する橋部金属片１７２が形成されている。データ線１７１、ドレーン電極１７５、及び橋部金属片１７２もゲート線１２１と同様に、クロムとアルミニウムなどの導電物質を含む導電膜で形成され、かつ、単一層や多重層に形成されることができる。
【０１４５】
ソース電極１７３とドレーン電極１７５の下部には、薄膜トランジスタのチャンネル部として使われる非晶質シリコン層１５４が形成されており、データ線１７１の下にも、線状に非晶質シリコン層１５１を縦に長く連結している。非晶質シリコン層１５１の上には、ソース及びドレーン電極１７３、１７５と、チャンネル部非晶質シリコン層１５４との間の接触抵抗を低減させるための抵抗性接触部材１６３、１６５が形成されている。線状の接触部材１６１もデータ線１７１に沿ってその下部にのびており、n型不純物として高濃度にドーピングされた非晶質シリコンを使用する。
【０１４６】
データ線１７１などの上には、窒化ケイ素などの無機絶縁物や樹脂などの有機絶縁物質からなる保護膜１８０が形成されている。保護膜１８０には、ドレーン電極１７５を露出させる接触孔１８５が形成されている。
【０１４７】
保護膜１８０上には、切開部１９１、１９２、１９３を有する画素電極１９０が形成されている。画素電極１９０は、ITOまたはIZOのような透明導電体や、アルミニウム（Al）のような光反射特性の優れた不透明導電体を用いて形成する。画素電極１９０に形成されている切開部１９１、１９２、１９３は、画素電極１９０を上下に両分する位置に横方向に形成されている横切開部１９２と、両分された画素電極１９０の上下部分に各々斜線方向に形成されている斜線切開部１９１、１９３とを含む。この時、上下の斜線切開部１９１、１９３は、互いに垂直をなしている。これは、フリンジフィールドの方向を４方向に均一に分散させるためである。また、画素電極１９０の切開部１９１、１９２、１９３の間には、スリット１９６a、１９６b、１９６c、１９６d、１９６e、１９６fが形成されている。これは画素電極１９０の切開部１９１、１９２、１９３と基準電極２７０の切開部２７１、２７２、２７３との間に配置され、これらによって分割されるドメインの中央にフリンジフィールドを形成し、全体的に液晶分子の応答速度を向上させる。
【０１４８】
また、画素電極１９０と同一の層には、ゲート線１２１を隔てて互いに隣接する画素の維持電極１３３aと、維持電極線１３１を連結する維持配線連結橋９１が形成されている。維持配線連結橋９１は、保護膜１８０とゲート絶縁膜１４０にかけて形成されている接触孔１８３、１８４を通じて、維持電極１３３a及び維持電極線１３１に接触されている。維持配線連結橋９１は、橋部金属片１７２と重畳しており、これらは互いに電気的に連結されることもできる。維持配線連結橋９１は、下部基板１１０上の維持配線全体を電気的に連結する役割する。このような維持配線は、必要に応じて、ゲート線１２１やデータ線１７１の欠陥の修理に利用でき、橋部金属片１７２は、このような修理のためにレーザーを照射する時に、ゲート線１２１と維持配線連結橋９１の電気的な連結を補助するために形成する。
【０１４９】
保護膜１８０上には、ゲート接触補助部材８１とデータ接触補助部材８２とが形成されている。ゲート接触補助部材８１は、保護膜１８０とゲート絶縁膜１４０にかけて形成されている接触孔１８１を通じてゲート線の端部１２９に連結されており、データ接触補助部材８２は、保護膜１８０に形成されている接触孔１８２を通じてデータ線の端部１７９に連結されている。
【０１５０】
対向表示板２００には、上部の絶縁基板２１０に画素の周縁から光が漏れるのを防止するためのブラックマトリックス２２０が形成されている。ブラックマトリックス２２０上には、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上には、全面的に平坦化膜２５０が形成されており、その上には、切開部２７１、２７２、２７３を有する基準電極２７０が形成されている。基準電極２７０は、ITOまたはIZOのような透明な導電体で形成される。
【０１５１】
基準電極２７０の切開部２７１、２７２、２７３は、画素電極１９０の斜線開口部１９１、１９３を介在しており、これと並ぶ斜線部と画素電極１９０の辺と重なっている屈折部を含む。この時、屈折部は、縦方向の屈折部と横方向の屈折部とに分けられる。
【０１５２】
［製造方法］
以上のような構造の薄膜トランジスタ基板とカラーフィルター基板とを整列して張り合わせ、その間に液晶物質を注入して垂直配向すれば、本発明による液晶表示装置の基本構造が備えられる。薄膜トランジスタ基板とカラーフィルター基板を整列した時に、画素電極１９０の切開部１９１、１９２、１９３と基準電極２７０の切開部２７１、２７２、２７３は、画素領域を複数のドメインに分割する。これらのドメインは、その内部に位置する液晶分子の平均長軸方向によって４種類に分類される。
【０１５３】
このようにして製造された液晶表示装置は、第１実施例と同様の作用効果を奏する。
【０１５４】
以上では、本発明の好ましい実施例を参照して説明したが、該当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】
【０１５５】
【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】図４のV-V´線及びV´-V´´線による断面図である。
【図６ａ】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を製造する中間工程における断面図である。
【図６ｂ】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を製造する中間工程における断面図である。
【図７ａ】図６aに続く工程の断面図である。
【図７ｂ】図６bに続く工程の断面図である。
【図８】本発明の第２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９】本発明の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１０】図８及び図９の薄膜トランジスタ表示板と共通電極表示板を含む図８のX-X´線による断面図である。
【図１１】図８及び図９の薄膜トランジスタ表示板と共通電極表示板を含む図８のXI-XI´及びXI´-XI´´線による断面図である。
【図１２ａ】本発明の第２実施例による液晶表示装置用薄膜トランジスタ表示板を製造する中間段階における断面図である。
【図１２ｂ】本発明の第２実施例による液晶表示装置用薄膜トランジスタ表示板を製造する中間段階における断面図である。
【図１３ａ】図１２aに続く工程の断面図である。
【図１３ｂ】図１２bに続く工程の断面図である。
【図１４】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１５】図１４の液晶表示装置のXV-XV´線による断面図である。
【図１６】図１４の液晶表示装置のXVI-XVI´線及びXVI´-XVI´´線による断面図である。
【図１７】本発明の第４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１８】図１７の共通電極表示板を含む液晶表示装置の配置図である。
【図１９】図１８の液晶表示装置のXIX-XIX´線による断面図である。
【図２０】図１８の液晶表示装置のXX-XX´及びXX´-XX´´線による断面図である。
【図２１】本発明の第５実施例による液晶表示装置用対向表示板の配置図である。
【図２２】図２１の対向表示板を含む液晶表示装置の配置図である。
【図２３】図２２の液晶表示装置のXXIII-XXIII’線による断面図である。
【図２４】本発明の第６実施例による液晶表示装置用対向表示板の配置図である。
【図２５】図２４の対向表示板を含む液晶表示装置の断面図である。
【図２６】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２７】図２６のXXVII-XXVII’線による薄膜トランジスタ表示板における液晶表示装置の断面図である。
【図２８】本発明の第８実施例による液晶表時装置用薄膜トランジスタ表示板の配置図である。
【図２９】本発明の第８実施例による液晶表示装置用対向表示板の配置図である。
【図３０】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。
【図３１】図３０の液晶表示装置のXXXI-XXXI´線による断面図である。
【符号の説明】
【０１５６】
１００、２００  表示板
１１０  絶縁基板
１２１  ゲート線
１２４  ゲート電極
１３１  維持電極線
１３３  維持電極
１４０  ゲート絶縁膜
１５１  半導体層
１７１  データ線
１７５  ドレーン電極
１８０  保護膜
１９０  画素電極
１９１、１９２、１９３、２７１、２７２、２７３  切開部
１９６、２７６  スリット
２３０  カラーフィルター
２７０  共通電極
３００  液晶層
【図１】
2005025202.tif 000003
【図２】
2005025202.tif 000004
【図３】
2005025202.tif 000005
【図４】
2005025202.tif 000006
【図５】
2005025202.tif 000007
【図６ａ】
2005025202.tif 000008
【図６ｂ】
2005025202.tif 000009
【図７ａ】
2005025202.tif 000010
【図７ｂ】
2005025202.tif 000011
【図８】
2005025202.tif 000012
【図９】
2005025202.tif 000013
【図１０】
2005025202.tif 000014
【図１１】
2005025202.tif 000015
【図１２ａ】
2005025202.tif 000016
【図１２ｂ】
2005025202.tif 000017
【図１３ａ】
2005025202.tif 000018
【図１３ｂ】
2005025202.tif 000019
【図１４】
2005025202.tif 000020
【図１５】
2005025202.tif 000021
【図１６】
2005025202.tif 000022
【図１７】
2005025202.tif 000023
【図１８】
2005025202.tif 000024
【図１９】
2005025202.tif 000025
【図２０】
2005025202.tif 000026
【図２１】
2005025202.tif 000027
【図２２】
2005025202.tif 000028
【図２３】
2005025202.tif 000029
【図２４】
2005025202.tif 000030
【図２５】
2005025202.tif 000031
【図２６】
2005025202.tif 000032
【図２７】
2005025202.tif 000033
【図２８】
2005025202.tif 000034
【図２９】
2005025202.tif 000035
【図３０】
2005025202.tif 000036
【図３１】
2005025202.tif 000037