(57)【要約】 【課題】   本発明によるＦＦＳモード液晶表示装置及びその製造方法に関する。【解決手段】   横電界を形成する電極が画素領域と対応する四角形状の第１電極と、第１電極と重なった位置で、円形構造の第２電極とで構成されるので、第１電極、第２電極間の開口領域が円形構造であることにより、液晶が方向性を持たず、視野角を向上させる。また、正四角形ピクセル構造を適用して開口率を向上させることができて、ブラックマトリックスとが重畳する領域が減少され、合着ミスアライン時、製品別に発生される輝度の差が最小化できる長所がある。【選択図】   図７
2005173536.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１基板と；
前記第１基板上に、形成されたゲート配線と；
前記ゲート配線と交差して、画素領域を定義するデータ配線と；
前記ゲート配線及びデータ配線に連結されている薄膜トランジスタと；
前記ゲート配線と離隔され、ゲート配線と平行な共通配線と；
前記共通配線から分岐され前記画素領域と対応して、実質的に、四角形状に形成された共通電極と；
前記薄膜トランジスタに連結され前記共通電極と重なるリング状の画素電極と；
前記第１基板と向かい合うように配置された第２基板と；
前記第１基板と第２基板との間に設けられた液晶層を含むＦＦＳモード液晶表示装置。
【請求項２】
前記薄膜トランジスタと前記画素電極間に、画素連結配線をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のＦＦＳモード液晶表示装置。
【請求項３】
前記画素電極と共通電極は、透明導電物質で形成されることを特徴とする請求項１に記載のＦＦＳモード液晶表示装置。
【請求項４】
前記液晶層の液晶分子は、前記画素電極のパターンの間の領域と、前記画素電極と共通電極が重畳する領域で、前記第１基板及び第２基板に、平行な電界により駆動されることを特徴とする請求項１に記載のＦＦＳモード液晶表示装置。
【請求項５】
前記画素電極は、円形及びリング状パターンを含むことを特徴とする請求項１に記載のＦＦＳモード液晶表示装置。
【請求項６】
前記画素電極のパターンは、同心状であることを特徴とする請求項５に記載のＦＦＳモード液晶表示装置。
【請求項７】
前記画素電極は、円形の第１画素電極パターンとリング状の第２画素電極パターン、 第３画素電極パターンを含み、前記第１画素電極パターンは、前記第３画素電極パターンの内部に位置して、前記第２画素電極パターンは、前記第１画素電極パターンと第３画素電極パターンの間に位置することを特徴とする請求項６に記載のＦＦＳモード液晶表示装置。
【請求項８】
前記重なった共通電極と画素電極は、絶縁体が介在する状態で、ストレージキャパシターを構成することを特徴とする請求項１に記載のＦＦＳモード液晶表示装置。
【請求項９】
前記第２基板の内側面に、前記画素領域を露出する開口部があって、前記共通電極の端側を覆うブラックマトリックスをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のＦＦＳモード液晶表示装置。
【請求項１０】
前記開口部は、円形であることを特徴とする請求項９に記載のＦＦＳモード液晶表示装置。
【請求項１１】
前記画素領域は、正四角形状であることを特徴とする請求項１に記載のＦＦＳモード液晶表示装置。
【請求項１２】
前記画素領域は、１つのサブピクセルに対応して、赤色、緑色、青色、白色のサブピクセルが、１つの画素を構成することを特徴とする請求項１１に記載のＦＦＳモード液晶表示装置。
【請求項１３】
前記画素領域に連結されて、前段ゲート配線と重なり、ストレージキャパシターを形成するキャパシター電極をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のＦＦＳモード液晶表示装置。
【請求項１４】
前記薄膜トランジスタは、前記ゲート配線から分岐されるゲート電極と、前記ゲート電極と重なる半導体層と、前記データ配線から分岐されるソース電極と、前記ソース電極と離隔されているドレイン電極を含むことを特徴とする請求項１に記載のＦＦＳモード液晶表示装置。
【請求項１５】
第１基板と；
前記第１基板上に、形成されたゲート配線と；
前記ゲート配線と交差して、画素領域を定義するデータ配線と；
前記ゲート配線及びデータ配線に連結されている薄膜トランジスタと；
前記薄膜トランジスタに連結され、実質的に、四角形状の画素電極と；
前記ゲート配線と離隔され、ゲート配線と平行な共通配線と；
前記共通配線から分岐され前記画素電極と重なる円形の共通電極と；
前記第１基板と向かい合うように配置された第２基板と；
前記第１基板と第２基板との間に設けられた液晶層を含むＦＦＳモード液晶表示装置。
【請求項１６】
前記画素電極と共通電極は、透明導電物質で形成されることを特徴とする請求項１５に記載のＦＦＳモード液晶表示装置。
【請求項１７】
前記液晶層の液晶分子は、前記共通電極の開口部に対応する領域と、前記画素電極と共通電極が重畳する領域で、前記第１基板及び第２基板に、平行な電界により駆動されることを特徴とする請求項１５に記載のＦＦＳモード液晶表示装置。
【請求項１８】
前記共通電極は、円形の開口部のある第１共通電極パターンと、前記開口部内に位置して、リング状の第２共通電極パターンを含むことを特徴とする請求項１５に記載のＦＦＳモード液晶表示装置。
【請求項１９】
前記重なった共通電極と画素電極は、絶縁体が介在する状態で、ストレージキャパシターを構成することを特徴とする請求項１５に記載のＦＦＳモード液晶表示装置。
【請求項２０】
前記第２基板の内側面に、前記画素領域を露出する開口部があって、前記共通電極の端側を覆うブラックマトリックスをさらに含むことを特徴とする請求項１５に記載のＦＦＳモード液晶表示装置。
【請求項２１】
前記開口部は、円形であることを特徴とする請求項２０に記載のＦＦＳモード液晶表示装置。
【請求項２２】
前記画素領域は、正四角形状であることを特徴とする請求項１５に記載のＦＦＳモード液晶表示装置。
【請求項２３】
前記画素領域は、１つのサブピクセルに対応して、赤色、緑色、青色、白色のサブピクセルが、１つの画素を構成することを特徴とする請求項２２に記載のＦＦＳモード液晶表示装置。
【請求項２４】
前記画素領域に連結されて、前段ゲート配線と重なり、ストレージキャパシターを形成するキャパシター電極をさらに含むことを特徴とする請求項１５に記載のＦＦＳモード液晶表示装置。
【請求項２５】
前記薄膜トランジスタは、前記ゲート配線から分岐されるゲート電極と、前記ゲート電極と重なる半導体層と、前記データ配線から分岐されるソース電極と、前記ソース電極と離隔されているドレイン電極を含むことを特徴とする請求項１５に記載のＦＦＳモード液晶表示装置。
【請求項２６】
第１基板と；
前記第１基板上に、形成されたゲート配線と；
前記ゲート配線と交差して、画素領域を定義するデータ配線と；
前記ゲート配線及びデータ配線に連結されている薄膜トランジスタと；
前記ゲート配線と離隔され、ゲート配線と平行な共通配線と；
前記共通配線から分岐され前記画素領域と対応して、実質的に、四角形状の共通電極と；
前記薄膜トランジスタに連結され前記共通電極と重なる螺旋形状の画素電極と；
前記第１基板と向かい合うように配置された第２基板と；
前記第１基板と第２基板との間に設けられた液晶層を含むＦＦＳモード液晶表示装置。
【請求項２７】
第１基板と；
前記第１基板上に、形成されたゲート配線と；
前記ゲート配線と交差して、画素領域を定義するデータ配線と；
前記ゲート配線及びデータ配線に連結されている薄膜トランジスタと；
前記薄膜トランジスタに連結され、実質的に、四角形状の画素電極と；
前記ゲート配線と離隔され、ゲート配線と平行な共通配線と；
前記共通配線から分岐され、螺旋形状の開口部があって、前記画素電極と重なる共通電極と；
前記第１基板と向かい合うように配置された第２基板と；
前記第１基板と第２基板との間に設けられた液晶層を含むＦＦＳモード液晶表示装置。
【請求項２８】
基板上に、ゲート配線を形成する段階と；
前記ゲート配線と交差して、画素領域を定義するデータ配線を形成する段階と；
前記ゲート配線及びデータ配線に連結されている薄膜トランジスタを形成する段階と；
前記ゲート配線と離隔され、ゲート配線と平行な共通配線を形成する段階と；
前記共通配線から分岐されて、実質的に、四角形状の共通電極を形成する段階；及び
前記薄膜トランジスタに連結され前記共通電極と重なり、リング状の画素電極を形成する段階を含むＦＦＳモード液晶表示装置の製造方法。
【請求項２９】
前記画素電極と共通電極は、透明導電物質で形成されることを特徴とする請求項２８に記載のＦＦＳモード液晶表示装置の製造方法。
【請求項３０】
前記画素電極を形成する段階は、前記共通電極を形成する段階の後、行われることを特徴とする請求項２８に記載のＦＦＳモード液晶表示装置の製造方法。
【請求項３１】
前記画素電極は、同心状の円形及びリング状パターンを含むことを特徴とする請求項２８に記載のＦＦＳモード液晶表示装置の製造方法。
【請求項３２】
基板上に、ゲート配線を形成する段階と；
前記ゲート配線と交差して、画素領域を定義するデータ配線を形成する段階と；
前記ゲート配線及びデータ配線に連結されている薄膜トランジスタを形成する段階と；
前記薄膜トランジスタに連結され、実質的に、四角形状の画素電極を形成する段階と；
前記ゲート配線と離隔され、ゲート配線と平行な共通配線を形成する段階；及び
前記共通配線から分岐され、前記画素電極と重なる円形の共通電極を形成する段階を含むＦＦＳモード液晶表示装置の製造方法。
【請求項３３】
前記画素電極と共通電極は、透明導電物質で形成されることを特徴とする請求項３２に記載のＦＦＳモード液晶表示装置の製造方法。
【請求項３４】
前記共通電極を形成する段階は、前記画素電極を形成する段階の後、行われることを特徴とする請求項３２に記載のＦＦＳモード液晶表示装置の製造方法。
【請求項３５】
前記共通配線は、円形の開口部のある第１共通配線パターンと、前記開口部内に位置して、リング状の第２共通配線パターンを含むことを特徴とする請求項３２に記載のＦＦＳモード液晶表示装置の製造方法。
【請求項３６】
基板上に、ゲート配線を形成する段階と；
前記ゲート配線と交差して、画素領域を定義するデータ配線を形成する段階と；
前記ゲート配線及びデータ配線に連結されている薄膜トランジスタを形成する段階と；
前記ゲート配線と離隔され、ゲート配線と平行な共通配線を形成する段階と；
前記共通配線から分岐され、実質的に、四角形状の共通電極を形成する段階；及び
前記薄膜トランジスタに連結され前記共通電極と重なり、螺旋形状の画素電極を形成する段階を含むＦＦＳモード液晶表示装置の製造方法。
【請求項３７】
基板上に、ゲート配線を形成する段階と；
前記ゲート配線と交差して、画素領域を定義するデータ配線を形成する段階と；
前記ゲート配線及びデータ配線に連結されている薄膜トランジスタを形成する段階と；
前記薄膜トランジスタに連結され、実質的に、四角形状の画素電極を形成する段階と；
前記ゲート配線と離隔され、ゲート配線と平行な共通配線を形成する段階；及び
前記共通配線から分岐され、前記画素電極と重なり、螺旋形状の開口部のある共通電極を形成する段階を含むＦＦＳモード液晶表示装置の製造方法。
【請求項３８】
第１基板と；
前記第１ 基板の上部のゲート配線；
前記ゲート配線と交差して、画素領域を定義するデータ配線；
前記ゲート配線及びデータ配線に連結されている薄膜トランジスタ；
前記ゲート配線に平行で離隔されている共通配線；
前記共通配線に連結されている共通電極；
前記薄膜トランジスタに連結され、前記共通電極と重なる画素電極；
前記第１基板と向かい合うように配置された第２基板；及び
前記第１基板と第２基板との間に設けられた液晶層を含み、前記画素電極と共通電極は、前記画素電極と共通電極間に、電位の差が存在する時、前記液晶層の液晶が、前記画素領域の中心から、放射形で配列するマルチドメイン構造で配列されるＦＦＳモード液晶表示装置。
【請求項３９】
前記画素電極と共通電極のうち、少なくとも、１つの一部は、曲線状であることを特徴とする請求項３８に記載のＦＦＳモード液晶表示装置。
【請求項４０】
前記画素電極と共通電極のうち、少なくとも、１つは、実質的に、四角形であることを特徴とする請求項３９に記載のＦＦＳモード液晶表示装置。
【請求項４１】
前記画素電極と共通電極間の電界は、前記画素電極と共通電極間の電位の差に対して、独立的で、実質的に、一定であることを特徴とする請求項３８に記載のＦＦＳモード液晶表示装置。
【請求項４２】
前記画素電極と共通電極は、実質的に、異なる形であることを特徴とする請求項３８に記載のＦＦＳモード液晶表示装置。
【請求項４３】
前記画素電極と共通電極のうち、少なくとも、１つは、リング状であることを特徴とする請求項３８に記載のＦＦＳモード液晶表示装置。
【請求項４４】
連続するリングの半径の差は、実質的に、一定であることを特徴とする請求項４３に記載のＦＦＳモード液晶表示装置。
【請求項４５】
前記画素電極と共通電極のうち、少なくとも、１つは、螺旋状であることを特徴とする請求項３８に記載のＦＦＳモード液晶表示装置。
【請求項４６】
前記螺旋の対向する側面間の距離は、実質的に、一定であることを特徴とする請求項４５に記載のＦＦＳモード液晶表示装置。
【請求項４７】
前記画素電極と共通電極は、また他のゲート配線と重なることを特徴とする請求項３８に記載のＦＦＳモード液晶表示装置。
【請求項４８】
前記画素領域の開口率を定義する開口部のあるブラックマトリックスをさらに含むことを特徴とする請求項３８に記載のＦＦＳモード液晶表示装置。
【請求項４９】
前記開口部は、前記画素電極より大きく、前記共通電極よりは小さいことを特徴とする請求項４８に記載のＦＦＳモード液晶表示装置。
【請求項５０】
前記画素電極と共通電極のうち、少なくとも、１つと前記ブラックマトリックスが重畳する領域は、曲線状であることを特徴とする請求項４８に記載のＦＦＳモード液晶表示装置。
【請求項５１】
前記開口部は、円形であることを特徴とする請求項４８に記載のＦＦＳモード液晶表示装置。
【請求項５２】
前記画素電極と共通電極のうち、少なくとも１つは、前記画素電極の中心を取り囲む、全ての方向に対して、実質的に、対称であることを特徴とする請求項３８に記載のＦＦＳモード液晶表示装置。
【請求項５３】
前記共通電極は、実質的に、四角形であって、実質的に、曲線状の開口部があることを特徴とする請求項３８に記載のＦＦＳモード液晶表示装置。
【請求項５４】
前記画素電極は、前記共通電極より小さく、前記共通電極の開口部よりは大きいことを特徴とする請求項５３に記載のＦＦＳモード液晶表示装置。
【請求項５５】
前記液晶は方向性を持たないことを特徴とする請求項３８に記載のＦＦＳモード液晶表示装置。
【請求項５６】
前記画素電極と共通電極のうち、少なくとも１つは、曲線状の部分と、四角形状の部分があることを特徴とする請求項３８に記載のＦＦＳモード液晶表示装置。
【請求項５７】
前記表示装置の一画素は、一群の隣接した２2ｎ(ｎは、整数)個の画素領域を含むことを特徴とする請求項３８に記載のＦＦＳモード液晶表示装置。
【請求項５８】
前記第２基板上に形成された、相互に異なる色のカラーフィルターをさらに含み、前記一群の隣接した画素領域は、２2ｍ(ｍは、ｎより小さい、もしくは、同じ整数)個の、相互に異なるカラーフィルターを含むことを特徴とする請求項５８に記載のＦＦＳモード液晶表示装置。
【請求項５９】
前記一群の隣接した画素領域で、各画素の前記画素電極と共通電極は、同じ形であることを特徴とする請求項５８に記載のＦＦＳモード液晶表示装置。
【請求項６０】
前記一群の隣接した画素領域で、第１画素領域の前記画素電極と共通電極のうち、少なくとも、１つは、前記一群の隣接した画素領域の第２画素領域に形成された前記画素電極または、共通電極と異なる形であることを特徴とする請求項５８に記載のＦＦＳモード液晶表示装置。
【請求項６１】
第１基板と；
前記第１基板上に、形成されたゲート配線と；
前記ゲート配線と交差して、画素領域を定義するデータ配線と；
前記ゲート配線及びデータ配線に連結されている薄膜トランジスタと；
前記ゲート配線と離隔され、ゲート配線と平行な共通配線と；
前記共通配線から延長された共通電極と；
前記薄膜トランジスタに連結さた画素電極と；
前記第１基板と向かい合うように配置された第２基板と；
前記第１基板と第２基板との間に設けられた液晶層と；
を有し、共通電極と画素電極の一方が実質的に四角形状であり他方は曲線状である液晶表示装置。
【請求項６２】
前記曲線状の電極はリング状である前記請求項６１に記載の液晶表示装置。
【請求項６３】
前記曲線状の電極は螺旋状である前記請求項６１に記載の液晶表示装置。
【請求項６４】
前記実質的に四角形状の電極は実質的に正方形である請求項６１に記載の液晶表示装置。
【請求項６５】
前記共通電極が実質的に長方形である請求項６１に記載の液晶表示装置。
【請求項６６】
画素電極が曲線状である前記請求項６１に記載の液晶表示装置。
【請求項６７】
前記画素電極と共通電極は重なり合っている前記請求項６１に記載の液晶表示装置。
【請求項６８】
前記重なり合っている画素電極と共通電極は、間に絶縁層を挟んで蓄積要領を構成する請求項６７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、液晶表示装置に係り、特に、高透過率及び高開口率の液晶表示装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、液晶表示装置は、消費電力が低く、携帯性に優れた、技術集約的で、付加価値の高い次世代の先端表示装置の素子として脚光を浴びている。 前記液晶表示装置は、透明電極が形成された２つの基板間に液晶を注入し、上部基板及び下部基板の外部に、上部偏光板及び下部偏光板を位置して形成されて、液晶分子の異方性による光の偏光の特性を変化させ、映像効果を得る非発光素子に当たる。
【０００３】
現在、各画素を開閉するスイッチング素子である薄膜トランジスタが画素ごとに配置される能動行列方式の液晶表示装置は、解像度及び動映像の表現能力が優れているために、平板ＴＶシステムまたは、携帯コンピュータ用高情報量のモニターのような応用分野に、幅広く利用されている。
【０００４】
ところが、代表的な液晶表示装置であるＴＮ(Twisted Nematic)表示モードには、狭い視野角と遅い応答特性のような根本的な問題がある。
【０００５】
このような問題を解決するために、液晶表示素子の新規で多様な概念が提案された。例えば、１つの画素が多数のサブ画素に分離されるマルチドメインＴＮ構造を使用する方法と、ＯＣＢ(Optically Compensated Birefringence)モードを使用する方法がある。
【０００６】
マルチドメイン方式は、マルチドメインを形成する工程が複雑であって、 視野角の改善にも限界がある。また、ＯＣＢモード方式は、視野角の特性と応答の速度面で、電気光学的性能が優れている。ところが、バイアス(bias)電圧により液晶を安定的に調節、維持し辛い短所がある。
【０００７】
最近、新しい表示モードの一環として、液晶分子等を駆動させる電極等が、全て同じ基板上に形成される横電界モードが提案された。
【０００８】
図１は、一般的な横電界型の液晶表示装置の駆動原理を説明するための図である。
図示したように、カラーフィルター基板である上部基板１０と、アレイ基板である下部基板２０が、相互に向かい合って離隔しており、この上部基板１０及び下部基板２０間には、液晶層３０が介在している構造で、前記下部基板２０の内部面には、共通電極２２及び画素電極２４が形成されている。
【０００９】
前記液晶層３０は、前記共通電極２２と画素電極２４の水平電界２６により作動されて、液晶層３０内の液晶分子が水平電界により移動するので、視野角が広くなる特性がある。
【００１０】
例えば、前記横電界型の液晶表示装置を正面から見た場合、上/下/左/右に約８０o-８５o方向で見ることができる。
【００１１】
以下、一般的な横電界型の液晶表示装置用アレイ基板の電極の配置構造の図を参照して詳しく説明する。
図２は、一般的な横電界型の液晶表示装置用アレイ基板の概略的な平面図である。
図示したように、ゲート配線４０及びデータ配線４２が相互に交差して形成されており、ゲート配線４０及びデータ配線４２の交差地点には、薄膜トランジスタＴが形成されている。前記ゲート配線４０及びデータ配線４２の交差領域は、画素領域で定義される。
【００１２】
前記ゲート配線４０と一定間隔離隔するように共通配線４４が形成されており、画素領域Ｐに位置する共通配線４４では、データ配線４２と平行に、多数の共通電極４６が分岐されている。また、前記薄膜トランジスタＴに連結され第１画素連結配線４８が形成されており、第１画素連結配線４８では、共通電極４６間の離隔区間に共通電極４６と交互に、多数の画素電極５０が分岐されている。
【００１３】
前記画素電極５０等の一端を連結して、前記共通配線４４と重なった位置には、第２画素連結配線５２が形成されている。前記共通配線４４と第２画素連結配線５２が重なった領域は、絶縁体(図示せず)が介在する状態でストレージキャパシターＣｓｔを構成する。
【００１４】
前記共通電極４６及び画素電極５０の離隔区間は、横電界により液晶が駆動される実質的な開口領域Ａに当たり、本図面では、４つの開口領域Ａのある４ブロック構造を一例として示している。すなわち、前記画素領域Ｐ別に、３つの共通電極４６と、２つの画素電極５０が、交互に配置された構造を示している。
【００１５】
説明の便宜上、前記データ配線４２と隣接するように位置する共通電極４６は、第１共通電極４６ａ、画素領域Ｐの内部に位置する共通電極４６は、第２共通電極４６ｂと称する場合、前記第１共通電極４６ａ、第２共通電極４６ｂのうち、外廓に位置する第１共通電極４６ａは、データ配線４２と画素電極５０間に発生する画質の不良現象であるクロストークを最小化して、光漏れ現象を防ぐための目的とし、前記第２共通電極４６ｂより広い幅で形成しなけらばならないので、開口率が落ちる問題があった。
【００１６】
前記横電界型の液晶表示装置の透過率及び開口率を改善するために、フリンジフィールドスイッチングモード(Fringe Field Switching Mode；以下、ＦＦＳモードと略称する。)液晶表示装置が提案されている。
【００１７】
前記ＦＦＳモード液晶表示装置は、画素領域に対応する一種のアイランドパターン(island pattern)構造に当たる四角形状の共通電極と、棒状のパターンが、相互に離隔するように多数形成される構造に当たるスリット形態の画素電極が、絶縁体が介在する状態で、重なるように配置された構造であり、ＩＰＳモードと比べて、数A間隔を置いて横電界が構成されるので、横電界が強力であって、電極の上部の液晶分子まで横電界により配列できる長所がある。また、両電極は、インジウム−スズ−オキサイドＩＴＯで形成されるので、ホワイト状態の輝度を高め、開口率を高める特徴がある。
【００１８】
以下、一般的なＦＦＳモード液晶表示装置の電極の配置構造の図を参照して詳しく説明する。
図３、図４は、一般的なＦＦＳモード液晶表示装置の図である。
図３は平面図であって、図４は、前記図３のＩＩＩＢ-ＩＩＩＢ線に沿って、切断した断面を示した断面図であって、説明の便宜上、図３はＦＦＳモード液晶表示装置用アレイ基板の平面図を中心に、図４は該当切断領域を基準に、液晶層を含む液晶表示装置の断面構造を中心に示している。
【００１９】
図３では、ゲート配線６２及びデータ配線７８が、相互に交差するように形成されており、ゲート配線６２及びデータ配線７８の交差地点に、薄膜トランジスタＴが形成されていて、前記ゲート配線６２及びデータ配線７８の交差領域は、画素領域Ｐで定義される。画素領域Ｐには、薄膜トランジスタＴに連結され、相互に離隔されるように位置する多数の画素電極８２と、共通電極６８は、多数の画素電極８２の下部へと延長されている。
【００２０】
より詳しく説明すると、前記薄膜トランジスタＴは、ゲート電極６４、 半導体層７２、ソース電極７４、ドレイン電極７６とで構成されて、ドレイン電極７６に連結され第１画素連結配線８４が形成されており、第１画素連結配線８４では、前述した多数の画素電極８２が分岐されていて、画素電極８２等の一端は、第２画素連結配線８６により連結されている。
【００２１】
また、画素領域Ｐ別の共通電極６８は、前記ゲート配線６２と同じ方向へと一定間隔離隔するように形成された共通配線６６に連結される。前記共通電極６８及び画素電極８２は、相互に異なる工程により透明導電性物質で構成されることを特徴として、前記共通配線６６は、ゲート配線６２と同じ工程により、同じ物質で構成されて、前記共通配線６６と共通電極６８は、これらの間に絶縁膜なしで連接する方式で連結され、共通電極６８の上部には、絶縁体(図示せず)が介在する状態で、画素電極８２が配置された構造を有する。
【００２２】
以下、前記図３の断面構造の提示を通じて、前記ＦＦＳモード液晶表示装置の動作の特性を説明する。
図４では、第１基板６０上に、四角形状の共通電極６８が形成されており、共通電極６８を覆う領域に、第１絶縁層７０が形成されていて、
共通電極６８の上部の第１絶縁層７０上には、相互に離隔するように多数のスリット形態の画素電極８２が形成されており、画素電極８２を覆う領域には、第１配向膜８８が形成されている。
【００２３】
また、前記第１基板６０と向かい合うように第２基板９０が配置されており、第２基板９０の下部にはカラーフィルター層９２、第２配向膜９４が順に形成されていて、前記第１配向膜８８、第２配向膜９４間には、液晶層９６が介在している
【００２４】
前記ＦＦＳモードの動作原理をより詳しく説明すると、初期には、側面電場により電極と電極間の液晶が、先ず、基板に平行に回転して、一定時間が過ぎると、電極部分で垂直及び側面電場と液晶の弾性力により電極上の液晶分子が回転する。すなわち、電極上の全ての面から光が透過されるので、透過率が高い。さらに、一画素内での液晶の回転程度が異なり、自己報償効果によりカラーシフト(color shift)が減少する。
【００２５】
前記横電界電極がストライプパターンで構成された場合、電圧印加時、横電界の形成のため、配向方向は０°方向を基準に、約６０°位傾いた方向へと構成されるので、偏光板の偏光軸方向と比べて、傾いていて、視野角の範囲が不均一な問題があり、ストライプパターンの場合も、配向方向は９０°-２７０°方向へとほとんど構成されて、これによる偏光板の偏光軸方向０°、９０°に、相互に直交されるように位置することによって、４５°、１３５°方向で視野角の特性が低下する。
【００２６】
また、全方向で角度別にカラーシフトの差があるので、視野角の特性が低下する問題があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２７】
前述したような問題を解決するために、本発明では、カラー シフト現象を最小化させて、視野角を向上させるＦＦＳモード液晶表示装置及びその製造方法を提供することを目的とする。
【００２８】
このために、本発明では、画素領域と対応した位置に、四角形状で形成された第１電極と、前記第１電極と重なった位置に、円形構造で形成された第２電極を利用した横電界による液晶を駆動させる。
【課題を解決するための手段】
【００２９】
前述した目的を達成するための本発明のＦＦＳモード液晶表示装置は、第１基板と、前記第１基板上に、形成されたゲート配線と、前記ゲート配線と交差して、画素領域を定義するデータ配線と、前記ゲート配線及びデータ配線に連結されている薄膜トランジスタと、前記ゲート配線と離隔され、ゲート配線と平行な共通配線と、前記共通配線から分岐され前記画素領域と対応して、実質的に、四角形状に形成された共通電極と、前記薄膜トランジスタに連結され前記共通電極と重なるリング状の画素電極と、前記第１基板と向かい合うように配置された第２基板と、前記第１基板と第２基板との間に設けられた液晶層を含む。
【００３０】
ここで、前記薄膜トランジスタと前記画素電極間に、画素連結配線をさらに含み、前記画素電極と共通電極は、透明導電物質で形成される。
前記液晶層の液晶分子は、前記画素電極のパターンの間の領域と、前記画素電極と共通電極が重畳する領域での前記第１基板及び第２基板に、平行な電界により駆動される。
【００３１】
前記画素電極は、円形及びリング状パターンを含み、前記画素電極のパターンは、同心状である。この時、前記画素電極は、円形の第１画素電極パターンとリング状の第２画素電極パターン、 第３画素電極パターンを含み、前記第１画素電極パターンは、前記第３画素電極パターンの内部に位置して、前記第２画素電極パターンは、前記第１画素電極パターンと第３画素電極パターンの間に位置する。
【００３２】
前記重なった共通電極と画素電極は、絶縁体が介在する状態で、ストレージキャパシターを構成する。
前記第２基板の内側面に、前記画素領域を露出する開口部があって、前記共通電極の端側を覆うブラックマトリックスをさらに含む。ここで、前記開口部は、円形に構成される。
【００３３】
前記画素領域は、正四角形状の場合もあって、この時、前記画素領域は、１つのサブピクセルに対応して、赤色、緑色、青色、白色のサブピクセルが、１つの画素を構成する。
前記画素領域に連結されて、前段ゲート配線と重なり、ストレージキャパシターを形成するキャパシター電極をさらに含む。
【００３４】
前記薄膜トランジスタは、前記ゲート配線から分岐されるゲート電極と、前記ゲート電極と重なる半導体層と、前記データ配線から分岐されるソース電極と、前記ソース電極と離隔されているドレイン電極を含む。
【００３５】
本発明の他のＦＦＳモード液晶表示装置は、第１基板と、前記第１基板上に、形成されたゲート配線と、前記ゲート配線と交差して、画素領域を定義するデータ配線と、前記ゲート配線及びデータ配線に連結されている薄膜トランジスタと、前記薄膜トランジスタに連結され、実質的に、四角形状の画素電極と、前記ゲート配線と離隔され、ゲート配線と平行な共通配線と、前記共通配線から分岐され前記画素電極と重なる円形の共通電極と、前記第１基板と向かい合うように配置された第２基板と、前記第１基板と第２基板との間に設けられた液晶層を含む。
【００３６】
前記画素電極と共通電極は、透明導電物質で形成される。
前記液晶層の液晶分子は、前記共通電極の開口部に対応する領域と、前記画素電極と共通電極が重畳する領域で、前記第１基板及び第２基板に、平行な電界により駆動される。
前記共通電極は、円形の開口部のある第１共通電極パターンと、前記開口部内に位置して、リング状の第２共通電極パターンを含む。
前記重なった共通電極と画素電極は、絶縁体が介在する状態で、ストレージキャパシターを構成する。
【００３７】
前記第２基板の内側面に、前記画素領域を露出する開口部があって、前記共通電極の端側を覆うブラックマトリックスをさらに含む。前記開口部は、円形に構成される。
前記画素領域は、正四角形状の場合もあって、この時、前記画素領域は、１つのサブピクセルに対応して、赤色、緑色、青色、白色のサブピクセルが、１つの画素を構成する。
前記画素領域に連結されて、前段ゲート配線と重なり、ストレージキャパシターを形成するキャパシター電極をさらに含む。
【００３８】
前記薄膜トランジスタは、前記ゲート配線から分岐されるゲート電極と、前記ゲート電極と重なる半導体層と、前記データ配線から分岐されるソース電極と、前記ソース電極と離隔されているドレイン電極を含む。
【００３９】
本発明のまた他のＦＦＳモード液晶表示装置は、第１基板と、前記第１基板上に、形成されたゲート配線と、前記ゲート配線と交差して、画素領域を定義するデータ配線と、前記ゲート配線及びデータ配線に連結されている薄膜トランジスタと、前記ゲート配線と離隔され、ゲート配線と平行な共通配線と、前記共通配線から分岐され前記画素領域と対応して、実質的に、四角形状の共通電極と、前記薄膜トランジスタに連結され前記共通電極と重なる螺旋形状の画素電極と、前記第１基板と向かい合うように配置された第２基板と、前記第１基板と第２基板との間に設けられた液晶層を含む。
【００４０】
本発明のまた他のＦＦＳモード液晶表示装置は、第１基板と、前記第１基板上に、形成されたゲート配線と、前記ゲート配線と交差して、画素領域を定義するデータ配線と、前記ゲート配線及びデータ配線に連結されている薄膜トランジスタと、前記薄膜トランジスタに連結され、実質的に、四角形状の画素電極と、前記ゲート配線と離隔され、ゲート配線と平行な共通配線と、前記共通配線から分岐され、螺旋形状の開口部があって、前記画素電極と重なる共通電極と、前記第１基板と向かい合うように配置された第２基板と、前記第１基板と第２基板との間に設けられた液晶層を含む。
【００４１】
本発明によるＦＦＳモード液晶表示装置の製造方法は、基板上に、ゲート配線を形成する段階と、前記ゲート配線と交差して、画素領域を定義するデータ配線を形成する段階と、前記ゲート配線及びデータ配線に連結されている薄膜トランジスタを形成する段階と、前記ゲート配線と離隔され、ゲート配線と平行な共通配線を形成する段階と、前記共通配線から分岐されて、実質的に、四角形状の共通電極を形成する段階及び前記薄膜トランジスタに連結され前記共通電極と重なり、リング状の画素電極を形成する段階を含む。
【００４２】
ここで、前記画素電極と共通電極は、透明導電物質で形成される。
前記画素電極を形成する段階は、前記共通電極を形成する段階の後、行われる。
前記画素電極は、同心状の円形または、リング状パターンを含む。
【００４３】
本発明の他のＦＦＳモード液晶表示装置の製造方法は、基板上に、ゲート配線を形成する段階と、前記ゲート配線と交差して、画素領域を定義するデータ配線を形成する段階と、前記ゲート配線及びデータ配線に連結されている薄膜トランジスタを形成する段階と、前記薄膜トランジスタに連結され、実質的に、四角形状の画素電極を形成する段階と、前記ゲート配線と離隔され、ゲート配線と平行な共通配線を形成する段階及び前記共通配線から分岐され、前記画素電極と重なる円形の共通電極を形成する段階を含む。
【００４４】
ここで、前記画素電極と共通電極は、透明導電物質で形成される。
前記共通電極を形成する段階は、前記画素電極を形成する段階の後、行われる。
前記共通配線は、円形の開口部のある第１共通配線パターンと、前記開口部内に位置して、リング状の第２共通配線パターンを含む。
【００４５】
本発明のまた他のＦＦＳモード液晶表示装置の製造方法は、基板上にゲート配線を形成する段階と、前記ゲート配線と交差して、画素領域を定義するデータ配線を形成する段階と、前記ゲート配線及びデータ配線に連結されている薄膜トランジスタを形成する段階と、前記ゲート配線と離隔され、ゲート配線と平行な共通配線を形成する段階と、前記共通配線から分岐され、実質的に、四角形状の共通電極を形成する段階及び前記薄膜トランジスタに連結され前記共通電極と重なり、螺旋形状の画素電極を形成する段階を含む。
【００４６】
本発明のまた他のＦＦＳモード液晶表示装置の製造方法は、基板上にゲート配線を形成する段階と、前記ゲート配線と交差して、画素領域を定義するデータ配線を形成する段階と、前記ゲート配線及びデータ配線に連結されている薄膜トランジスタを形成する段階と、前記薄膜トランジスタに連結され、実質的に、四角形状の画素電極を形成する段階と、前記ゲート配線と離隔され、ゲート配線と平行な共通配線を形成する段階及び前記共通配線から分岐され、前記画素電極と重なり、螺旋形状の開口部のある共通電極を形成する段階を含む。
【００４７】
本発明のまた他のＦＦＳモード液晶表示装置は、第１基板と、前記第１基板の上部のゲート配線と、前記ゲート配線と交差して、画素領域を定義するデータ配線と、前記ゲート配線及びデータ配線に連結されている薄膜トランジスタ、前記ゲート配線に平行で離隔されている共通配線、前記共通配線に連結されている共通電極、前記薄膜トランジスタに連結され、前記共通電極と重なる画素電極、前記第１基板と向かい合うように配置された第２基板 及び前記第１基板と第２基板との間に設けられた液晶層を含み、前記画素電極と共通電極は、前記画素電極と共通電極間に、電位の差が存在する時、前記液晶層の液晶が、前記画素領域の中心から、放射形で配列するマルチドメイン構造で配列される。
【００４８】
前記画素電極と共通電極のうち、少なくとも１つの一部は曲がっており、前記画素電極と共通電極のうち、少なくとも１つは実質的に、四角形である。
前記画素電極と共通電極間の電界は、前記画素電極と共通電極間の電位の差に対して、独立的で、実質的に、一定である。
【００４９】
前記画素電極と共通電極は、実質的に、異なる形である。
前記画素電極と共通電極のうち、少なくとも１つはリング等があって、連続するリング等の半径等の間の差は、実質的に一定である。
前記画素電極と共通電極のうち、少なくとも１つは螺旋等があって、前記螺旋等の連続する側面へと隣接した部分の半径等の間の差は、実質的に一定である。
前記画素電極と共通電極は、また他のゲート配線と重なる。
【００５０】
前記液晶表示装置は、前記画素領域の開口率を定義する開口部のあるブラックマトリックスをさらに含む。この時、前記開口部は、前記画素電極より大きく、前記共通電極よりは小さい。前記画素電極と共通電極のうち、少なくとも１つと前記ブラックマトリックスが重畳する領域は、曲線状である。前記ブラックマトリックスの開口部は、円形である。
【００５１】
前記画素電極と共通電極のうち、少なくとも１つは、前記画素電極の中心を取り囲む全ての方向に対して、実質的に対称である。
前記共通電極は、実質的に四角形であって、実質的に曲線状の開口部がある。この時、前記画素電極は、前記共通電極より小さく、前記共通電極の開口部より大きい。
前記画素電極と共通電極のうち、少なくとも１つは楕円状である。
前記液晶は方向性を持たない。
【００５２】
前記画素電極と共通電極のうち、少なくとも１つは曲線状の部分と、四角形状の部分がある。
前記表示装置の一画素は、一群の隣接した２２ｎ(ｎは、整数)個の画素領域を含む。この時、前記液晶表示装置は、前記第２基板上に形成された、相互に異なる色のカラーフィルターをさらに含み、前記 一群の隣接した画素領域は、２２ｍ(ｍは、ｎより小さい、もしくは、同じ整数)個の、相互に異なるカラーフィルターを含む。
【００５３】
前記一群の隣接した画素領域で、各画素の前記画素電極と共通電極は、同じ形である。
前記一群の隣接した画素領域で、第１画素領域の前記画素電極と共通電極のうち、少なくとも１つは、前記一群の隣接した画素領域の第２画素領域に形成された前記画素電極または、共通電極と異なる形である。
【発明の効果】
【００５４】
本発明によるＦＦＳモード液晶表示装置及びその製造方法によると、 横電界を形成する電極が、画素領域と対応するように形成される四角形状の第１電極と、第１電極と重なった位置で、円形の電極構造の第２電極とで構成されるので、第１電極、第２電極間の開口領域が円形構造であって、液晶が方向性を持たず、視野角を向上させる。また、正四角形ピクセル構造を適用して開口率を向上させることができて、ブラックマトリックスとが重畳する領域が減少され、合着ミスアライン時、製品別に発生される輝度の差が最小化できる長所がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５５】
以下、本発明による望ましい実施例を、図を参照して詳しく説明する。
図５、図６は、本発明によるＦＦＳモード円形電極のパターン構造を示した図である。図５は、ドメイン別の液晶分子の駆動の特性を示した図であって、図６は、Ｔ-Ｖ(Transmittance-Voltage)曲線グラフの図であって、中心部を同一にして、内側から外側へとリング構造の横電界電極(以下、円形電極と略称する)が、この順に配置された構造を、一例として提示することができる。
【００５６】
図５に示した円形の電極(ＣＥ；Circular band Electrode)構造によると、相互に異なる液晶分子１１０の配列構造の領域で定義される４つのドメインＤ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４によって構成されるマルチドメイン構造であって、ドメイン別の液晶分子１１０は、ラビング方向に沿って、電圧無印加時には、ドメインの区別なしに、例えば、９０°-２７０°方向に配列された後、電圧印加時には、横電界により円形電極ＣＥと垂直に、全体的に、放射形構造で配列される。
【００５７】
これに対するＴ-Ｖの特性は、図６に示すように、従来のストライプパターン構造の横電界電極での、ラビング方向別の効果が、一つの曲線で示されることを特徴とする。
【００５８】
以下、本発明による円形の電極構造のＦＦＳモード液晶表示装置に関する具体的な実施例を、図を参照して詳しく説明する。
【実施例１】
【００５９】
図７は、本発明の実施例１によるＦＦＳモード液晶表示装置用基板の平面図である。
図示したように、第１方向へとゲート配線１１２が形成されており、第１方向と交差される第２方向へとデータ配線１２８が形成されていて、第１方向へとゲート配線１１２と対応するように共通配線１４２が形成されて、前記ゲート配線１１２及びデータ配線１２８の交差領域は、画素領域Ｐで定義される。
前記共通配線１４２では、画素領域Ｐ別に、画素領域Ｐに対応する四角形状の共通電極１４４が形成されている。
【００６０】
前記ゲート配線１１２及びデータ配線１２８の交差地点には、薄膜トランジスタＴが形成されており、薄膜トランジスタＴに連結され第１画素連結配線１４０が形成されて、第１画素連結配線１４０では、第２画素連結配線１４１が延長形成されていて、第２画素連結配線１４１では、多数の円形パターンで構成された画素電極１３８が分岐されている。
【００６１】
前記画素電極１３８は、同一な中心部があって、内側から外側へと順に、配列された多数のパターンで構成されて、中心部から外側へと第１画素電極パターン１３８ａ、第２画素電極パターン１３８ｂ、第３画素電極パターン１３８ｃが順に、配置された構造を構成する。
【００６２】
本実施例によるＦＦＳモードでは、画素電極１３８パターン間の離隔領域だけではなく、画素電極１３８と共通電極１４４間が重畳する領域を開口領域として利用するので、前記画素電極１３８及び共通電極１４４は、透明導電性物質から選択されて、一例として、インジウム−スズ−オキサイド ＩＴＯがある。
また、本発明によるＦＦＳモードの場合、別途のストレージキャパシターを構成しなくても、前記画素電極１３８及び共通電極１４４間が重畳する領域が、絶縁体(図示せず)が介在する状態で、ストレージキャパシターＣｓｔを構成することを特徴とする。
【００６３】
図面に斜線で示した領域は、ブラックマトリックス形成領域ＢＡであって、図示してないブラックマトリックスは、対向基板または、同一基板に位置して、液晶が駆動されない領域での光を遮断する役割をする。 前記ブラックマトリックス形成領域ＢＡは、画素領域の主領域を露出させるオープン部１４６を含み、非画素領域及び共通電極１４４の枠部を含む領域に形成されて、例えば、第３画素電極パターン１３８ｃより大きいサイズであって、円形構造で形成することができる。
【００６４】
図８ないし図１３は、本発明の実施例１による６マスク工程によるＦＦＳモード液晶表示装置用基板の製造工程を段階別に示した図であって、
円形電極を中心に簡略に説明する。前述したマスク工程は、感光性物質を利用したフォトーエッチング工程によりパターニングする工程である。
【００６５】
図８は、基板１１０上に、第１マスク工程により第１方向へと位置して、ゲート電極１１６のあるゲート配線１１２を形成する段階である。
【００６６】
図９は、前記ゲート配線１１２を覆う領域にゲート絶縁膜(図示せず)を形成する段階と、第２マスク工程により前記ゲート電極１１６を覆う領域に半導体層１２２を形成する段階であって、図１０は、第３マスク工程により第１方向と交差される第２方向へとデータ配線１２８と、前記データ配線１２８から分岐されるソース電極１３０と、前記ソース電極１３０と離隔するようにアイランドパターンで構成されたドレイン電極１３２を形成する段階である。
【００６７】
前記ゲート配線１１２及びデータ配線１２８が交差される領域は、画素領域Ｐで定義される。
前記ソース電極１３０とドレイン電極１３２は、半導体層１２２の両側と重なるように位置する。
この段階によって、前記ゲート電極１１６、半導体層１２２、ソース電極１３０、ドレイン電極１３２は、薄膜トランジスタＴを構成する。
【００６８】
前記ソース電極１３０及びドレイン電極１３２の間の離隔区間に位置する半導体層１２２の真性半導体物質を露出させ、露出された真性半導体物質領域をチャンネルＣｈとして構成する段階を含む。
【００６９】
図１１は、前記薄膜トランジスタＴを含み、基板全面に保護層(図示せず)を形成する段階と、第４マスク工程により前記保護層の上部に、第１方向へと前記ゲート配線１１２と離隔されるように位置する共通配線１３４と、前記共通配線１３４で、画素領域Ｐ単位で、前記画素領域Ｐと対応する四角形状のパターンに分岐される共通電極１３６を形成する段階である。
【００７０】
図１２は、前記共通配線１３４及び共通電極１３６を覆う基板全面に、 絶縁層(図示せず)を形成する段階と、第５マスク工程により前記絶縁層及び保護層に、前記ドレイン電極１３２を一部露出させるドレインコンタクトホール１３８を形成する段階である。 
【００７１】
図１３は、前記ドレインコンタクトホール１３８を含む絶縁層の上部に、第６マスク工程により、ドレインコンタクトホール１３８を通じてドレイン電極１３２に連結される第１画素連結配線１４０と、前記第１画素連結配線１４０で、第２方向へと延長形成された第２画素連結配線１４２と、前記第２画素連結配線１４２から分岐される画素電極１４４を形成する段階である。
【００７２】
前記画素電極１４４は、同一な中心部で、内側から外側へと一定間隔離隔するように、順に形成された円形構造の多数のパターンで構成される。
より詳しく説明すると、中心部に円形パターンで構成された第１画素電極パターン１４４ａと、第１画素電極パターン１４４ａの外周で、リング状に構成された第２画素電極パターン１４４ｂと、第２画素電極パターン１４４ｂの外周で、リング状に構成された第３画素電極パターン１４４ｃとで構成される。
前記共通電極１３６と画素電極１４４は、重なった領域に位置することが重要である。
【００７３】
以下、前記実施例１による製造工程よりマスクの数が節減した低マスク工程によりＦＦＳモード液晶表示装置を製造する工程を説明する。
【実施例２】
【００７４】
図１４ないし図１８は、本発明の実施例２による５マスクによるＦＦＳモード液晶表示装置の製造工程を段階別に示した平面図であって、前記実施例１による５マスク工程と重複する工程の説明は、簡略にする。
図１４は、基板２１０上に、第１マスク工程により、前記図８と同じ方法で、ゲート配線２１２、ゲート電極２１６を形成する段階である。
【００７５】
図１５は、前記ゲート配線２１２、ゲート電極２１６を覆う領域に、ゲート絶縁膜(図示せず)を形成する段階と、ゲート絶縁膜の上部に半導体物質、金属物質を順に積層した後、回折露光法を含む第２マスク工程により、 前記金属物質を利用してデータ配線２２８、ソース電極２３０、ドレイン電極２３２を形成して、前記データ配線２２８、ソース電極２３０、ドレイン電極２３２と対応したパターン構造で、半導体物質を半導体物質層２２５を形成する。前記半導体物質層２２５は、ソース電極２３０及びドレイン電極２３２間の離隔区間を含んで形成されて、前記ソース電極２３０及びドレイン電極２３２と対応した位置の半導体物質層２２５は、半導体領域(ＳＣ；semiconductor area)を構成する。
【００７６】
前記ゲート電極２１６、半導体物質層２２５の半導体領域ＳＣ、ソース電極２３０、ドレイン電極２３２は、薄膜トランジスタＴを構成する。
この段階では、回折露光法によりソース電極２３０及びドレイン電極２３２間の離隔区間に位置する半導体物質層２２５の純粋半導体領域を露出させチャンネルＣｈを形成する段階を含む。
【００７７】
例えば、露光された部分が除去されるポジティブタイプの感光性物質を利用する場合、チャンネル部と対応した位置に、スリット部のあるマスクを配置して、チャンネル部でパターンを形成しょうとする部分より、薄い厚さの感光性物質層を形成する方法として、１つのマスク工程で、半導体工程とソース/ドレイン工程を同時に行うことができる。
【００７８】
図１６は、前記薄膜トランジスタＴを覆う基板全面に、保護層(図示せず)を形成する段階と、前記保護層の上部に、第３マスク工程により共通配線２３４及び共通電極２３６を形成する段階である。
【００７９】
前記共通配線２３４及び共通電極２３６を構成する物質は、透明導電性物質から選択されて、一例として、インジウム−スズ−オキサイドＩＴＯがある。
【００８０】
図１７は、前記共通配線２３４及び共通電極２３６を覆う領域に、絶縁層(図示せず)を形成する段階と、第４マスク工程により前記絶縁層及び保護層に、ドレイン電極２３２を一部露出させるドレインコンタクトホール２３８を形成する段階である。 
【００８１】
図１８は、前記ドレインコンタクトホール２３８を含む絶縁層の上部に、第５マスク工程により、前記ドレインコンタクトホール２３８を通じてドレイン電極２３２に連結される第１画素連結配線２４０と、前記第１画素連結配線２４０で延長形成された第２画素連結配線２４２と、前記第２画素連結配線２４２から分岐された円形構造の画素電極２４４を形成する段階である。
【００８２】
前記画素電極２４４は、多数のパターンで構成されて、具体的なパターン構造は、前記図１２で前述した構造を適用することができる。
すなわち、前記画素電極２４４は、第１画素電極パターン２４４ａ、第２画素電極パターン２４４ｂ、第３画素電極パターン２４４ｃとで構成される。
前記画素電極２４４を構成する物質は、前記共通電極２３６と同じく、透明導電性物質から選択されて、例えば、インジウム−スズ−オキサイドＩＴＯがある。
【００８３】
以下、本発明のまた他の実施例では、円形の電極構造のもう１つのパターン構造として螺旋形の電極構造を提示する。
【実施例３】
【００８４】
図１９は、本発明の実施例３によるＦＦＳモード液晶表示装置用基板の平面図であって、螺旋形の電極構造を示している。前記実施例１と円形の電極構造を除いた部分は、同一に適用できるので、重複される部分に関する説明は省略する。
【００８５】
図示したように、共通配線３４２に連結され画素領域Ｐには、四角形状の共通電極３４４が形成されていて、薄膜トランジスタＴに連結され第１画素連結配線３４０が形成されており、第１画素連結配線３４０から延長形成されて、共通電極３４４と重なった領域には、螺旋形構造の画素電極３３８が形成されている。
【００８６】
前記実施例１の場合、閉曲線で構成された多数のリング構造の組み合わせで画素電極が構成されたとすると、本実施例は、１つの画素電極が別途の第２画素連結配線なしに、外側から内側へ、または、内側から外側へと一定間隔を維持して、螺旋形で形成されることを特徴とする。
【００８７】
本構造も、画素電極３３８が有する螺旋形パターン間の離隔領域及び画素電極３３８と共通電極３４４が、重なった領域での横電界により液晶を駆動させることを特徴として、このような構造的特徴により画素電極３３８と共通電極３４４は、透明導電性物質から選択されて、一例として、インジウム−スズ−オキサイドＩＴＯがある。
【００８８】
前記画素電極３３８と共通電極３４４間が重畳する領域は、図示してない絶縁体が介在する状態で、ストレージキャパシターＣｓｔを構成する。
図に斜線で示した領域は、画素電極３３８を露出させる円形のオープン部３４６のあるブラックマトリックス形成領域(ＢＡ：Black matrix Area)に当たる。
【００８９】
図２０ないし図２２は、本発明の実施例３による６マスク工程により螺旋形構造のＦＦＳモード横電界型の液晶表示装置用基板を制作する工程を段階別に示した平面図であって、第１マスク工程ないし第４マスク工程は、前記実施例１と同一に適用できるので、１つの図で示した。
【００９０】
図２０は、第１マスク工程によりゲート配線３１２、ゲート電極３１６を形成する段階と、第２マスク工程により半導体層３２２を形成する段階と、第３マスク工程によりデータ配線３８８、ソース電極３３０、ドレイン電極３３２を形成して、前記ゲート電極３１６、半導体層３２２、ソース電極３３０、ドレイン電極３３２とで構成される薄膜トランジスタＴを形成する段階と、前記ソース電極３３０及びドレイン電極３３２をマスクを利用して、真性半導体物質領域で構成されるチャンネルＣｈを形成する段階を含む。
【００９１】
前記薄膜トランジスタＴを含む基板全面に、保護層(図示せず)を形成する段階と、前記保護層(図示せず)の上部に、第４マスク工程により、ゲート配線３１２と平行に位置して、画素領域Ｐと対応する四角形状の共通電極３３６がある共通配線３３４を形成する段階を含む。
【００９２】
図２１は、前記共通配線３３４及び共通電極３３６を含む基板全面に、 絶縁層(図示せず)を形成する段階と、第５マスク工程により前記絶縁層及び保護層に、前記ドレイン電極３３２を一部露出させるドレインコンタクトホール３３８を形成する段階である。 
【００９３】
図２２は、前記ドレインコンタクトホール３３８を含む絶縁層の上部に、第６マスク工程により、ドレインコンタクトホール３３８を通じてドレイン電極３３２に連結される画素連結配線３４０と、前記画素連結配線３４０で延長形成される螺旋形構造の画素電極３４４が形成する段階である。
【００９４】
以下、前記実施例３による製造工程よりマスク工程の数が節減された工程により螺旋形の電極構造のＦＦＳモード液晶表示装置用基板を製造する工程を説明する。
【実施例４】
【００９５】
図２３ないし図２５は、本発明の実施例４による５マスク工程によりＦＦＳモード液晶表示装置用基板を製造する工程を段階別に示した平面図である。
図２３は、第１マスク工程によりゲート配線４１２、ゲート電極４１６を形成する段階と、第２マスク工程によりデータ配線４２８、ソース電極４３０、ドレイン電極４３２と、前記データ配線４２８、ソース電極４３０、ドレイン電極４３２と対応するパターン構造であって、前記ソース電極４３０及びドレイン電極４３２と対応した位置で、半導体領域ＳＣのある半導体物質層４２５を形成する段階を含む。
【００９６】
また、同じマスク工程で、回折露光法によりチャンネルＣｈを形成する段階を含み、前記ゲート電極４１６、半導体物質層４２５の半導体領域ＳＣ、ソース電極４３０、ドレイン電極４３２は、薄膜トランジスタＴを構成して、前記薄膜トランジスタＴを覆う領域に、基板全面に、保護層(図示せず)を形成する段階と、前記保護層(図示せず)の上部に、第３マスク工程により、前記ゲート配線４１２と平行に位置して、画素領域Ｐと対応する四角形状の共通電極４３６がある共通配線４３４を形成する段階である。
【００９７】
図２４は、前記共通配線４３４及び共通電極４３６を含む基板全面に、絶縁層(図示せず)を形成する段階と、第４マスク工程により前記絶縁層及び保護層に、前記ドレイン電極４３２を一部露出させるドレインコンタクトホール４３８を形成する段階である。 
【００９８】
図２５は、前記ドレインコンタクトホール４３８を含む絶縁層の上部に、第５マスク工程により、前記ドレインコンタクトホール４３８を通じてドレイン電極４３２に連結される画素連結配線４４０と、前記画素連結配線４４０で延長形成される螺旋形構造の画素電極４４４が形成する段階を含む。
【００９９】
図２６、図２７は、横電界電極のパターン構造による合着誤整列(misalign)時の開口率の減少程度を説明するための図である。図２６は、従来のストライプパターンタイプの横電界電極、図２７は、本発明による円形パターンタイプの横電界電極の図である。
【０１００】
図示したように、横電界電極(ＩＥ１、ＩＥ２；In-plane Electrode)が形成された基板４５０、４７０と、ブラックマトリックスＢＭ１、ＢＭ２が形成された基板４６０、４８０の合着工程で、ミスアラインが発生する場合、ブラックマトリックスＢＭ１、ＢＭ２は、設計値を超え、横電界電極ＩＥ１、ＩＥ２とが重畳する領域が大きくなれて、このようなミスアラインは、開口領域の減少をもたらす。
【０１０１】
図２６の場合、横電界電極ＩＥ１のパターン構造により、ブラックマトリックスＢＭ１と横電界電極ＩＥ１間が重畳する領域Ｒ１が、横電界電極ＩＥ１の長さの方向へと全て重なるが、図２７の場合、本発明による横電界電極ＩＥ２は、円形の電極構造であることによって、ブラックマトリックスＢＭ２と横電界電極ＩＥ２間が重畳する領域Ｒ２は、図２６に比べて、大変減少されている。
従って、本発明による円形の電極構造によると、合着工程マージンが大きくなるので、製品別輝度の差が縮む。
【０１０２】
以下、本発明のまた他の実施例では、ストレージキャパシターの向上構造を提示する。
【実施例５】
【０１０３】
図２８は、本発明の実施例５によるＦＦＳモード液晶表示装置の平面図であって、前記実施例１と区別される特徴を中心に説明する。
図示したように、画素電極５３８の最外角パターンである第３画素電極パターン５３８ｃでは、前段ゲート配線５１２と重なるようにキャパシター電極５４０が延長形成されている。
【０１０４】
すなわち、画素電極５３８と共通電極５２０間が重畳する領域での第１ストレージキャパシターＣｓｔ１と、キャパシター電極５４０とゲート配線間が重畳する領域での、第２ストレージキャパシターＣｓｔ２の合で、ストレージキャパシターＣｓｔ が構成されることによって、前記実施例１、実施例３による構造より、ストレージキャパシターＣｓｔ の増加で、液晶が安定的に駆動される。
【０１０５】
以下、本発明のまた他の実施例では、開口率の向上のため、正四角形構造の赤色Ｒｅｄ，緑色Ｇｒｅｅｎ、青色Ｂｌｕｅ、白色Ｗｈｉｔｅ のサブピクセルが、１つのピクセルを構成する４色ピクセル構造である円形の電極構造のＦＦＳモード液晶表示装置を提示する。
【実施例６】
【０１０６】
図２９は、本発明の実施例６によるＦＦＳモード液晶表示装置の平面図であって、正四角形で構成された赤色、緑色、青色、白色の４色ピクセル構造に関する。
一般的に、赤色、緑色、青色の３色ピクセル構造では、直四角形構造でサブピクセルが構成され、画素領域内の短縮幅が円形電極の半径を決めて、円形電極以外のダミー領域が、かなり大きい比重を占めることによって、開口率向上に限界があった。
【０１０７】
ところが、正四角形ピクセル構造では、画素領域が中心部から４辺までの距離が同じなので、円形電極の半径を決めるのに問題がなく、円形電極以外に、ダミー領域が占める比重が、大変減少することによって、開口率向上を効果的に得ることができる。
図示したように、正四角形で構成される赤色６０２、緑色６０４、青色６０６、白色６０８の４つのサブピクセルが、１つのピクセルＰＸを構成する４色ピクセル構造の円形の電極構造のＦＦＳモード液晶表示装置を適用すると、画素領域の利用効率を高め、開口率を効果的に高めることができる。
【０１０８】
以下、画素電極が四角形状で形成されて、共通電極が円形構造である実施例を提示する。
【実施例７】
【０１０９】
図３０、図３１は、本発明の実施例７によるＦＦＳモード液晶表示装置の平面図であって、図３０は、リング構造、図３１は、螺旋形構造の共通電極を含むＦＦＳモード液晶表示装置に係り、前記実施例１と区別される特徴的な部分を中心に説明する。
【０１１０】
本実施例では、画素電極７３８、８３８が画素領域Ｐと対応した位置に四角形状で形成されて、画素電極７３８、８３８が重なった位置で、共通電極７４４、８４４が円形構造で形成されることを特徴とする。
【０１１１】
本構造でも、画素電極７３８、８３８と共通電極７４４、８４４が重なった領域は、絶縁体(図示せず)が介在する状態で、ストレージキャパシターＣｓｔを構成して、画素電極７３８、８３８と共通電極７４４、８４４を構成する物質は、透明導電性物質から選択され、一例として、インジウム−スズ−オキサイドＩＴＯで形成されて、共通電極７４４、８４４間の離隔区間及び両電極が重畳する領域は、開口領域を構成して、前記実施例１でのように、開口領域が円形構造を構成することによって、視野角の特性を向上させる。
【０１１２】
図３０による共通電極７４４はリング構造であって、図３１による共通電極８４４は螺旋形構造である。
【０１１３】
より具体的に説明すると、図３０による共通電極７４４は、円形のオープン部７４６があって、画素領域Ｐの枠部を覆う領域に位置する第１共通電極パターン７４４ａと、第１共通電極パターン７４４ａの内部に、リング構造で位置する第２共通電極パターン７４４ｂとで構成される。また、前記画素電極７３８は、第１共通電極パターン７４４ａの内部で、オープン部７４６より大きいサイズである。
【０１１４】
図３１による共通電極８４４は、螺旋形のオープン部８４６があって、画素領域Ｐの枠部を取り囲む領域に位置して、前記画素電極８３８は、共通電極８４４の内部で、オープン部８４６より大きいサイズである。
【０１１５】
さらに、本実施例による特徴的な構造を含み、前記実施例１ないし実施例６による構造及び製造工程を適用することができる。
ところが、前記実施例で限られるのではなく、本発明の趣旨に反しない範囲内で、多様に変更して実施できる。
例えば、本発明による円形の電極構造は、楕円形構造を含む構造に当たる。
【図面の簡単な説明】
【０１１６】
【図１】一般的な横電界型の液晶表示装置の駆動原理を説明するための図である。
【図２】一般的な横電界型の液晶表示装置用アレイ基板の概略的な平面図である。
【図３】一般的なＦＦＳモード液晶表示装置の平面図である。
【図４】前記図３のＩＩＩＢ-ＩＩＩＢ線に沿って切断した断面を示している断面図である。
【図５】本発明によるＦＦＳモードの円形電極のパターン構造の図であって、ドメイン別の液晶分子の駆動の特性を示している。
【図６】本発明によるＦＦＳモードの円形電極のパターン構造の図であって、透過率−電圧(Ｔ−Ｖ：Transmittance-Voltage)の特性の曲線グラフである。
【図７】本発明の実施例１によるＦＦＳモード液晶表示装置用基板の平面図である。
【図８】本発明の実施例１によるＦＦＳモード液晶表示装置用基板の製造工程を段階別に示した図である。
【図９】図８に続く工程を示す平面図である。
【図１０】図９に続く工程を示す平面図である。
【図１１】図１０に続く工程を示す平面図である。
【図１２】図１１に続く工程を示す平面図である。
【図１３】図１２に続く工程を示す平面図である。
【図１４】本発明の実施例２によるＦＦＳモード液晶表示装置用基板の製造工程を段階別に示した平面図である。
【図１５】図１４に続く工程を示す平面図である。
【図１６】図１５に続く工程を示す平面図である。
【図１７】図１６に続く工程を示す平面図である。
【図１８】図１７に続く工程を示す平面図である。
【図１９】本発明の実施例３によるＦＦＳモード液晶表示装置用基板の平面図である。
【図２０】本発明の実施例３による螺旋形ＦＦＳモードの横電界型の液晶表示装置用基板の製造工程を段階別に示した平面図である。
【図２１】図２０に続く工程を示す平面図である。
【図２２】図２１に続く工程を示す平面図である。
【図２３】本発明の実施例４によるＦＦＳモード液晶表示装置用基板の製造工程を段階別に示した平面図である。
【図２４】図２３に続く工程を示す平面図である。
【図２５】図２４に続く工程を示す平面図である。
【図２６】横電界型のパターン構造による合着ミスアライン時の開口率の減少の程度を説明するための図であって、従来のストライプパターンタイプの横電界電極の図である。
【図２７】横電界型のパターン構造による合着ミスアライン時の開口率の減少の程度を説明するための図であって、本発明による円形パターンタイプの横電界電極の図である。
【図２８】本発明の実施例５によるＦＦＳモード液晶表示装置の平面図である。
【図２９】本発明の実施例６によるＦＦＳモード液晶表示装置の平面図である。
【図３０】本発明の実施例７によるＦＦＳモード液晶表示装置の平面図である。
【図３１】本発明の実施例７によるＦＦＳモード液晶表示装置の平面図である。
【符号の説明】
【０１１７】
１１２：ゲート配線            １２８：データ配線
１３８ａ：第１画素電極パターン
１３８ｂ：第２画素電極パターン
１３８ｃ：第３画素電極パターン
１３８：画素電極           
１４０：第１画素連結配線
１４１：第２画素連結配線
１４２：共通配線              １４４：共通電極
１４６：オープン部            
ＢＡ：ブラックマトリックス形成領域
Ｃｓｔ ：ストレージキャパシター
Ｐ：画素領域                     Ｔ：薄膜トランジスタ
【図１】
2005173536.tif 000003
【図２】
2005173536.tif 000004
【図３】
2005173536.tif 000005
【図４】
2005173536.tif 000006
【図５】
2005173536.tif 000007
【図６】
2005173536.tif 000008
【図７】
2005173536.tif 000009
【図８】
2005173536.tif 000010
【図９】
2005173536.tif 000011
【図１０】
2005173536.tif 000012
【図１１】
2005173536.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
2005173536.tif 000015
【図１４】
2005173536.tif 000016
【図１５】
2005173536.tif 000017
【図１６】
2005173536.tif 000018
【図１７】
2005173536.tif 000019
【図１８】
2005173536.tif 000020
【図１９】
2005173536.tif 000021
【図２０】
2005173536.tif 000022
【図２１】
2005173536.tif 000023
【図２２】
2005173536.tif 000024
【図２３】
2005173536.tif 000025
【図２４】
2005173536.tif 000026
【図２５】
2005173536.tif 000027
【図２６】
2005173536.tif 000028
【図２７】
2005173536.tif 000029
【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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