(57)【要約】【課題】本発明は、横電界型液晶表示装置用アレイ基板及びその製造方法を提供する。【解決手段】  本発明では、共通電極及び画素電極を円形電極に形成して、両電極間に位置する開口領域での液晶分子の方向子が、全ての方向で、同じくする。画素領域等の境界部を、開口領域として活用するために、接する画素領域間に薄膜トランジスタが対称的な位置に形成されるＤＤ-ＧＧ方式を適用することによって、開口領域を向上させることができる。【選択図】  図６
2005173533.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に、第１方向へ形成された多数のゲート配線等と；
前記第１方向と垂直である第２方向へ形成された多数のデータ配線等において、前記多数のゲート配線等及びデータ配線等は、２つずつグループを構成し、グループを構成するデータ配線は、グループを構成するゲート配線と交差する、画素領域を定義するデータ配線と；
前記第１方向へと形成されて、前記ゲート配線等の間の離隔区間に位置する共通配線と；
前記画素領域内に位置して、共通配線から両方向へと分岐され、実質的に、円形状の共通電極と；
前記ゲート配線及びデータ配線の交差地点に形成されて、１つの画素領域の４つの角部で、交互に対称となるように位置する薄膜トランジスタと；
前記各々の薄膜トランジスタに連結され、前記共通電極の一部と重なるストレージ電極と；
前記ストレージ電極で、前記共通電極と交互に分岐されて、前記共通電極と対応するように、実質的に、円形状の画素電極を含み、画面を具現する最小単位領域は、多数のサブピクセルとに分離され、各々のサブピクセルは、少なくとも１つの薄膜トランジスタ、１つのストレージ電極、１つの画素電極を含む横電界型の液晶表示装置用基板。
【請求項２】
前記多数のデータ配線等のうちの１つは、接する画素のデータ配線と隣接するように位置し、前記多数のゲート配線等のうちの１つは、接する画素のゲート配線と隣接するように構成され、相互に接する２つの前記ゲート配線及びデータ配線が構成する領域は、１つのピクセルを構成することを特徴とする請求項１に記載の横電界型の液晶表示装置用基板。
【請求項３】
前記１つのピクセルは、赤色、緑色、青色、白色のサブピクセルで構成される４色のピクセル構造で構成されることを特徴とする請求項１に記載の横電界型の液晶表示装置用基板。
【請求項４】
前記１つのピクセルは、赤色、緑色、青色のサブピクセルで構成される３色のピクセル構造で構成されることを特徴とする請求項１に記載の横電界型の液晶表示装置用基板。
【請求項５】
前記共通電極は、前記共通配線から、半リング状に分岐された多数のパターン等で構成されることを特徴とする請求項１に記載の横電界型の液晶表示装置用基板。
【請求項６】
前記共通電極は、前記画素領域の周辺部に位置して、その中央に、円形のオープン部のある第１共通電極パターンを含むことを特徴とする請求項５に記載の横電界型の液晶表示装置用基板。
【請求項７】
前記共通電極は、前記第１共通電極パターンの円形のオープン部内に、第２共通電極パターン及び第３共通電極パターンを含むことを特徴とする請求項６に記載の横電界型の液晶表示装置用基板。
【請求項８】
前記ストレージ電極から分岐されて、前記画素電極に連結された連結配線をさらに含むことを特徴とする請求項７に記載の横電界型の液晶表示装置用基板。
【請求項９】
前記画素電極は、前記第１共通電極パターン及び第２共通電極パターン等の間に位置する第１画素電極パターンと、前記第２共通電極パターン及び第３共通電極パターン等の間に位置する第２画素電極パターンを含むことを特徴とする請求項８に記載の横電界型の液晶表示装置用基板。
【請求項１０】
前記画素電極は、前記各サブピクセル単位に分離されたパターン構造で形成されることを特徴とする請求項９に記載の横電界型の液晶表示装置用基板。
【請求項１１】
前記第１共通電極パターンと重なる領域に、ストレージ電極が形成されて、前記ストレージ電極と第１共通電極パターンが重なる領域は、絶縁体が介在された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１０に記載の横電界型の液晶表示装置用基板。
【請求項１２】
前記ゲート配線、データ配線、薄膜トランジスタ、連結配線を覆う領域に形成された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１１に記載の横電界型の液晶表示装置用基板。
【請求項１３】
前記多数のサブピクセル等は、実質的に、円形状を構成することを特徴とする請求項１に記載の横電界型の液晶表示装置用基板。
【請求項１４】
１つの画素領域は、少なくとも４つのサブピクセルを含むことを特徴とする請求項１３に記載の横電界型の液晶表示装置用基板。
【請求項１５】
前記多数のサブピクセル等は、接するサブピクセルと対称構造であることを特徴とする請求項１に記載の横電界型の液晶表示装置用基板。
【請求項１６】
前記多数の薄膜トランジスタは、前記共通電極を中心に、相互に対称構造であることを特徴とする請求項１５に記載の横電界型の液晶表示装置用基板。
【請求項１７】
基板上に、第１方向へと、相互に離隔されるように位置する多数のゲート配線等及び共通配線等と、前記共通配線から分岐されて、実質的に、円形構造の離隔領域を形成する多数の共通電極等と、前記ゲート配線から共通配線へと分岐された多数のゲート配線等を形成する段階と；
前記ゲート配線、共通配線、ゲート電極、共通電極を覆うゲート絶縁膜を形成する段階と；
純粋非晶質シリコンと不純物非晶質シリコンとで構成された半導体層を、前記ゲート絶縁膜上に形成する段階と；
前記第１方向と交差される第２方向へと位置する多数のデータ配線等と、前記データ配線から分岐された多数のソース電極等と、前記ソース電極で、各々離隔された多数のドレイン電極等を形成する段階において、前記ソース電極及びドレイン電極は、前記半導体層の両端と重なり、前記多数のゲート配線等及びデータ配線等は、２つずつグループを構成して、グループを構成するデータ配線は、グループを構成するゲート配線と交差して、画素領域を定義し、前記画素領域は、多数のサブピクセル等を含むように形成する段階と；
前記データ配線、ソース電極及びドレイン電極を覆うように、保護層を形成する段階と；
前記ドレイン電極の一部を露出するように、前記保護層にドレインコンタクトホールを形成する段階と；
前記共通電極の一部と重なり、前記各サブピクセルで、前記ドレインコンタクトホールを通じて、前記ドレイン電極と接触するストレージ電極と、前記ストレージ電極から分岐された連結配線と、前記連結配線を通じて、前記ストレージ電極に連結される画素電極を、各サブピクセル単位で形成する段階において、前記多数の共通電極等と前記多数の画素電極等は、画素電極内で、リング状の開口領域を構成することを特徴とする横電界型の液晶表示装置用基板の製造方法。
【請求項１８】
前記多数のデータ配線等のうちの１つは、接する画素のデータ配線と隣接するように位置し、前記多数のゲート配線等のうちの１つは、接する画素のゲート配線と隣接するように構成し、相互に接する２つの前記ゲート配線及びデータ配線が構成する領域は、１つのピクセルを構成することを特徴とする請求項１７に記載の横電界型の液晶表示装置用基板の製造方法。
【請求項１９】
前記１つのピクセルは、赤色、緑色、青色、白色のサブピクセルとで構成される４色のピクセル構造で構成されることを特徴とする請求項１７に記載の横電界型の液晶表示装置用基板の製造方法。
【請求項２０】
前記１つのピクセルは、赤色、緑色、青色のサブピクセルとで構成される３色のピクセル構造で構成されることを特徴とする請求項１７に記載の横電界型の液晶表示装置用基板の製造方法。
【請求項２１】
前記共通電極は、前記共通配線から、半リング状に分岐された多数のパターン等で構成されることを特徴とする請求項１７に記載の横電界型の液晶表示装置用基板の製造方法。
【請求項２２】
前記共通電極は、前記画素領域の周辺部に位置して、その中央に、円形のオープン部のある第１共通電極パターンを含むように形成することを特徴とする請求項２１に記載の横電界型の液晶表示装置用基板の製造方法。
【請求項２３】
前記共通電極は、前記第１共通電極パターンの円形のオープン部内に、第２共通電極パターン及び第３共通電極パターンを含むように形成することを特徴とする請求項２２に記載の横電界型の液晶表示装置用基板の製造方法。
【請求項２４】
前記連結配線は、前記ストレージ電極から分岐され、前記画素電極は、前記連結配線から分岐されるように形成することを特徴とする請求項２３に記載の横電界型の液晶表示装置用基板の製造方法。
【請求項２５】
前記画素電極は、前記第１共通電極パターン、第２共通電極パターン等の間に位置する第１画素電極パターンと、前記第２共通電極パターン、第３共通電極パターン等の間に位置する第２画素電極パターンを含むように形成することを特徴とする請求項２４に記載の横電界型の液晶表示装置用基板の製造方法。
【請求項２６】
前記画素電極は、前記各サブピクセル単位に分離されたパターン構造で形成することを特徴とする請求項２５に記載の横電界型の液晶表示装置用基板の製造方法。
【請求項２７】
前記第１共通電極パターンと重なる領域に、ストレージ電極が形成されて、前記ストレージ電極と第１共通電極パターンが重なる領域は、絶縁体が介在された状態でストレージキャパシターを形成することを特徴とする請求項２５に記載の横電界型の液晶表示装置用基板の製造方法。
【請求項２８】
前記ゲート配線、データ配線、薄膜トランジスタ、連結配線を覆う領域に、ブラックマトリックスを形成する段階をさらに含むことを特徴とする請求項１７に記載の横電界型の液晶表示装置用基板の製造方法。
【請求項２９】
前記多数のサブピクセル等は、実質的に、円形状に形成することを特徴とする請求項１７に記載の横電界型の液晶表示装置用基板の製造方法。
【請求項３０】
１つの画素領域は、少なくとも４つのサブピクセルを含むように形成することを特徴とする請求項２９に記載の横電界型の液晶表示装置用基板の製造方法。
【請求項３１】
前記多数のサブピクセル等は、接するサブピクセルと対称構造であることを特徴とする請求項１７に記載の横電界型の液晶表示装置用基板の製造方法。
【請求項３２】
前記多数の薄膜トランジスタ等は、前記共通電極を中心に、相互に対称構造であることを特徴とする請求項３１に記載の横電界型の液晶表示装置用基板の製造方法。
【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、横電界型（IPS:In-Plane  Switching  モード）の液晶表示装置用基板及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、液晶表示装置の駆動原理は、液晶の光学的異方性と分極性質を利用する。前記液晶は、構造が細くて長いために、分子の配列に方向性があって、人為的に、液晶に電界を印加して分子の配列の方向を制御することができる。
【０００３】
従って、前記液晶分子の配列の方向を任意に調節すると、液晶分子の配列が変わって、光学的異方性により前記液晶分子の配列の方向で光が屈折して、画像の情報が表現できる。
【０００４】
現在には、薄膜トランジスタと前記薄膜トランジスタに連結された画素電極が能動方式で配列された能動行列の液晶表示装置(以下、液晶表示装置と略称する。)が解像度及び動映像の具現能力が優れて最も注目を浴びている。
【０００５】
液晶表示装置は、共通電極が形成されたカラーフィルター基板と、画素電極が形成されたアレイ基板と、両基板間に充填された液晶とで構成されるが、このような液晶表示装置では、共通電極と画素電極間の上−下に掛かる垂直の電界により液晶を駆動させる方式であって、透過率と開口率等の特性が優れる。
【０００６】
ところが、前述した垂直の電界による液晶の駆動は、視野角の特性が優れてないので、これを改善するため、水平の電界により液晶を駆動させ、広視野角の特性がある横電界型の液晶表示装置が提案されている
【０００７】
図１は、一般的な横電界型の液晶表示装置の断面を示した断面図である。
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が介在されている構造で、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。
【０００８】
前記液晶層３０は、前記共通電極２２と画素電極２４の水平の電界による作動されて、液晶層３０内の液晶分子３２が水平の電界により移動するので、視野角が広くなる特性がある。
【０００９】
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８０°-８５°方向で見ることができる。
【００１０】
以下、図２は、従来の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。
【００１１】
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。ゲート配線４０及びデータ配線４２の交差領域は、画素領域Ｐとして定義され、画素領域Ｐには、共通電極４４及び画素電極４６が形成されており、両電極間の横電界により液晶が水平に配列される領域を実質的の開口領域Ｉとすることを特徴とする。
【００１２】
より詳しく説明すると、前記薄膜トランジスタＴに連結され引出配線４８が形成されており、引出配線４８では、データ配線４２と同じ方向に、多数の画素電極４６が分岐されている。そして、前記ゲート配線４０と同じ方向に、一定間隔離隔されるように共通電極５０が形成されており、前記共通配線５０では、画素電極４６と交互に、多数の共通電極４４が形成されている。
【００１３】
例えば、本図面では、共通電極４４と画素電極４６の開口領域Ｉを１つのブロックとして定義した場合、４ブロック構造に関して示した。
【００１４】
このように、横電界型の液晶表示装置は、共通電極と画素電極間に形成される横電界により液晶分子を駆動させる構造であるので、既存の垂直電界型の一般的な液晶表示装置より視野角が向上される効果がある。
【００１５】
最近、横電界型の液晶表示装置の視野角の特性をさらに向上させるために、ドメインを多数に分割りする構造が提案されている。
【００１６】
図３は、既存のマルチドメインである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って、前記図２と重複する部分の説明は、簡略にして、特徴的な構造を中心に説明する。図２と異にして、ストレージ電極５８は、共通電極６０と、一定部分重なっている。また、ストレージ電極５８及び共通配線６０から、各々画素電極５６及び共通電極５４が、交互に多数分岐されることに応じて、前記画素電極５６及び共通電極５４がジグザグに、何度も曲がった構造で構成される。
【００１７】
そして、前記画素電極５６及び共通電極５４の間に位置する液晶分子等は、画素電極５６及び共通電極５４の曲がっている部分を基準に、相互に異にして配列され、マルチドメイン構造に構成される。従って、既存の一字型の電極構造と比べて、視野角が改善される。
【００１８】
前記ストレージ電極５８は、前記共通配線６０と重なるように位置して、ストレージ電極５８と共通配線６０の重畳領域は、ストレージキャパシターＣstを構成する。そして、前記多数の画素電極５６のうち、どちらかの一画素電極５６は、薄膜トランジスタＴ用ドレイン電極６２と一体型パターンで構成されている。
【００１９】
ところが、既存のジグザグ構造を利用したマルチドメイン横電界型の液晶表示装置によると、視野角により液晶分子の方向子が異なるので、色の反転が発生され、これによって、視野角の改善が限られた。
【００２０】
図４は、既存のジグザグ構造のマルチドメイン横電界型の液晶表示装置の視野角の特性を示した図である。既存のジグザグ構造の横電界型の液晶表示装置によると、９０°、１８０°方向(ＩＶａ，ＩＶｂ)すなわち、上/下、左/右への視野角の特性は改善されたが、４５°、１３５°方向(ＩＶｃ，ＩＶｄ)への視野角の特性は、低下される。
【００２１】
また、色の反転現象も同じく、全方向に対して視野角別の差がする。
より詳しく説明すると、液晶層に電圧が印加されると、液晶分子は、両電極間の電界の影響を受けて、平均的に大略４５°位回転して、このような液晶分子が回転する方向での階調の反転が発生する。特に、階調表示の駆動時には、液晶分子の屈折率の異方性のため、偏光子に対する４５°(＋４５°) 方向へは、大体黄色を示して、１３５°(−４５°)方向へは、大体青色を示すカラー シフトが発生する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２２】
前述したような問題を解決するために、本発明では、階調の反転によるカラーシフトによる視野角の特性の低下を防げる構造の横電界型の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。
【００２３】
前記目的を達成するために、本発明では、共通電極及び画素電極を円形の電極に形成し、両電極間に位置する開口領域での液晶分子の方向子が全ての方向で一定になる。
【００２４】
本発明のもう１つの目的では、画素領域等の境界部を、開口領域として活用するために、接する画素領域間に薄膜トランジスタが対称的な位置に形成されるＤＤ-ＧＧ(data-data, gate-gate)方式を適用する。
【課題を解決するための手段】
【００２５】
前述した目的を達成するために、本発明の第１特徴では、基板上に、第１方向へ形成された多数のゲート配線等と；前記第１方向と垂直である第２方向へ形成された多数のデータ配線等において、前記多数のゲート配線及びデータ配線は、２つずつグループを構成し、グループを構成するデータ配線は、グループを構成するゲート配線と交差する、 画素領域を定義するデータ配線と；前記第１方向へと形成されて、前記ゲート配線等の間の離隔区間に位置する共通配線と；前記画素領域内に位置して、共通配線から両方向へと分岐され、実質的に、円形状の共通電極と；前記ゲート配線及びデータ配線の交差地点に形成されて、１つの画素領域の４つの角部で、交互に対称されるように位置する薄膜トランジスタと；前記各々の薄膜トランジスタに連結され、前記共通電極の一部と重なるストレージ電極と；前記ストレージ電極で、前記共通電極と交互に分岐されて、前記共通電極と対応するように、実質的に、円形状の画素電極を含み、画面を具現する最小単位領域は、多数のサブピクセルとに分離され、各々のサブピクセルは、少なくとも１つの薄膜トランジスタ、１つのストレージ電極、１つの画素電極を含む横電界型の液晶表示装置用基板を提供する。
【００２６】
前記第１特徴において、前記多数のデータ配線等のうちの１つは、接する画素のデータ配線と隣接するように位置し、前記多数のゲート配線等のうちの１つは、接する画素のゲート配線と隣接するように構成され、相互に接する２つの前記ゲート配線及びデータ配線が構成する領域は、１つのピクセルを構成する。前記１つのピクセルは、赤色、緑色、青色、白色のサブピクセルとで構成される４色のピクセル構造で構成される。前記１つのピクセルは、赤色、緑色、青色のサブピクセルとで構成される３色のピクセル構造で構成される。
【００２７】
前記共通電極は、前記共通配線から、半リング状に分岐された多数のパターン等で構成される。また、前記共通電極は、前記画素領域の周辺部に位置して、その中央に、円形のオープン部のある第１共通電極パターンを含む。さらに、前記共通電極は、前記第１共通電極パターンの円形のオープン部内に、第２共通電極パターン及び第３共通電極パターンを含む。
【００２８】
前記横電界型の液晶表示装置用基板は、ストレージ電極から分岐されて、前記画素電極に連結された連結配線をさらに含む。
前記画素電極は、前記第１共通電極パターン及び第２共通電極パターン等の間に位置する第１画素電極パターンと、前記第２共通電極パターン及び第３共通電極パターン等の間に位置する第２画素電極パターンを含む。また、前記画素電極は、前記各サブピクセル単位に分離されたパターン構造で形成される。
【００２９】
前記第１共通電極パターンと重なる領域に、ストレージ電極が形成されて、前記ストレージ電極と第１共通電極パターンが重なる領域は、絶縁体が介在された状態でストレージキャパシターを構成する。
【００３０】
液晶表示装置用基板は、ゲート配線、データ配線、薄膜トランジスタ、連結配線を覆う領域に形成されたブラックマトリックスをさらに含む。
前記多数のサブピクセル等は、実質的に、円形状を構成する。
１つの画素領域は、少なくとも４つのサブピクセルを含む。
また、前記多数のサブピクセル等は、接するサブピクセルと対称構造である。
前記多数の薄膜トランジスタは、前記共通電極を中心に、相互に対称構造である。
【００３１】
本発明の第２特徴は、基板上に、第１方向へと、相互に離隔されるように位置する多数のゲート配線等及び共通配線等と、前記共通配線から分岐されて、実質的に、円形構造の離隔領域を形成する多数の共通電極等と、前記ゲート配線から共通配線へと分岐された多数のゲート配線等を形成する段階と；前記ゲート配線、共通配線、ゲート電極、共通電極を覆うゲート絶縁膜を形成する段階と；純粋非晶質シリコンと不純物非晶質シリコンとで構成された半導体層を、前記ゲート絶縁膜上に形成する段階と；前記第１方向と交差される第２方向へと位置する多数のデータ配線等と、前記データ配線から分岐された多数のソース電極等と、前記ソース電極で、各々離隔された多数のドレイン電極等を形成する段階において、前記ソース電極及びドレイン電極は、前記半導体層の両端と重なり、前記多数のゲート配線等及びデータ配線等は、２つずつグループを構成して、グループを構成するデータ配線は、グループを構成するゲート配線と交差して、画素領域を定義し、前記画素領域は、多数のサブピクセル等を含むように形成する段階と；前記データ配線、ソース電極及びドレイン電極を覆うように、保護層を形成する段階と；前記ドレイン電極の一部を露出するように、前記保護層にドレインコンタクトホールを形成する段階と；前記共通電極の一部と重なり、前記各サブピクセルで、前記ドレインコンタクトホールを通じて、前記ドレイン電極と接触するストレージ電極と、前記ストレージ電極から分岐された連結配線と、前記連結配線を通じて、前記ストレージ電極に連結される画素電極を、各サブピクセル単位で形成する段階において、前記多数の共通電極等と前記多数の画素電極等は、画素電極内で、リング状の開口領域を構成することを特徴とする横電界型の液晶表示装置用基板の製造方法を提供する。
【００３２】
前記第２特徴において、前記多数のデータ配線等のうちの１つは、接する画素のデータ配線と隣接するように位置して、前記多数のゲート配線等のうちの１つは、接する画素のゲート配線と隣接するように構成して、相互に接する２つの前記ゲート配線及びデータ配線が構成する領域は、１つのピクセルを構成する。前記１つのピクセルは、赤色、緑色、青色、白色のサブピクセルとで構成される４色のピクセル構造で構成される。前記１つのピクセルは、赤色、緑色、青色のサブピクセルとで構成される３色のピクセル構造で構成される。
【００３３】
前記共通電極は、前記共通配線から、半リング状に分岐された多数のパターン等で構成される。また、前記共通電極は、前記画素領域の周辺部に位置して、その中央に、円形のオープン部のある第１共通電極パターンを含む。さらに、前記共通電極は、前記第１共通電極パターンの
円形のオープン部内に、第２共通電極パターン及び第３共通電極パターンを含む。
【００３４】
前記連結配線は、前記ストレージ電極から分岐され、前記画素電極は、前記連結配線から分岐されるように形成する。
【００３５】
前記画素電極は、前記第１共通電極パターン、第２共通電極パターン等の間に位置する第１画素電極パターンと、前記第２共通電極パターン、第３共通電極パターン等の間に位置する第２画素電極パターンを含むように形成する。また、前記画素電極は、前記各サブピクセル単位に分離されたパターン構造で形成する。
【００３６】
前記第１共通電極パターンと重なる領域に、ストレージ電極が形成されて、前記ストレージ電極と第１共通電極パターンが重なる領域は、絶縁体が介在された状態でストレージキャパシターを形成する。
【００３７】
前記横電界型の液晶表示装置用基板の製造方法は、前記ゲート配線、データ配線、薄膜トランジスタ、連結配線を覆う領域に、ブラックマトリックスを形成する段階をさらに含む。
【００３８】
前記多数のサブピクセル等は、実質的に、円形状に形成する。
１つの画素領域は、少なくとも４つのサブピクセルを含むように形成する。
また、前記多数のサブピクセル等は、接するサブピクセルと対称構造である。
前記多数の薄膜トランジスタ等は、前記共通電極を中心に、相互に対称構造である。
以下、本発明による望ましい実施例を、図面を参照して詳しく説明する。
【発明の効果】
【００３９】
本発明による円形の電極構造の横電界型の液晶表示装置用アレイ基板及びその製造方法によると、開口領域が円形構造であるパターン構造で、共通電極及び画素電極を形成することによって、どちらの方向でも液晶分子の方向子が同じくて、特定の角での色反転がなく、対照比を向上させて、視野角の特性を高めることができる。そして、ブラックマトリックスとの重畳領域が減少され、合着ミスアライン時に、製品別に発生できる輝度の差が最小化される長所がある。
【００４０】
また、本発明では、サブピクセル等の境界部を、表示領域として利用して、開口率を高めることができるので、高解像度モデルに、容易に適用できて、製品の競争力を高める。
【実施例１】
【００４１】
本実施例は、円形の電極構造の横電界型の液晶表示装置用アレイ基板の構造の実施例である。
【００４２】
図５は、本発明の実施例１による円形の電極構造の横電界型の液晶表示装置用基板の平面図であって、赤色，緑色、青色、白色のサブピクセルが１つのピクセルを構成する４色のピクセル構造を一例として提示する。
【００４３】
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、前記ゲート配線１１２及びデータ配線１２８の交差領域は、画素領域で定義される。
【００４４】
図面では、１つの画素領域は、１つのサブピクセルを構成して、４つの赤色、緑色、青色、白色のサブピクセルＳＰ赤色、ＳＰ緑色、ＳＰ青色、ＳＰ白色が、１つのピクセルを構成する４色のピクセル構造を示している。
【００４５】
前記ゲート配線１１２及びデータ配線１２８の交差地点に、薄膜トランジスタＴが形成されている。すなわち、４つのサブピクセルＳＰ赤色、ＳＰ緑色、ＳＰ青色、 ＳＰ白色は、各々同じ位置(下段部の左側の交差部)に薄膜トランジスタＴを含んでおり、サブピクセル等の境界部には、ゲート配線１１２及びデータ配線１２８が形成されている。
【００４６】
前記ゲート配線１１２間の離隔区間には、ゲート配線１１２と同じ方向へと共通配線１１４が形成されている。画素領域Ｐ内には、画素領域Ｐの周辺部を取り囲む位置に、円形のオープン部１１８があって、共通配線１１４に連結された第１共通電極パターン１２０ａが位置して、前記円形のオープン部１１８内に、リング状構造の第２共通電極パターン１２０ｂが形成されている。前記第１共通電極パターン１２０ａ及び第２共通電極パターン１２０ｂは、共通電極１２０を形成する。
【００４７】
また、前記第１共通電極パターン１２０ａと重なる領域には、前記薄膜トランジスタＴに連結されているストレージ電極１４０が形成されている。前記ストレージ電極１４０では、第１共通電極パターン１２０ａ、第２共通電極パターン１２０ｂ間に位置する第１画素電極パターン１３８ａと、第２共通電極パターン１２０ｂ内に、円形パターン状に形成された第２画素電極パターン１３８ｂが分岐されている。前記第１画素電極パターン１３８ａ、第２画素電極パターン１３８ｂは、画素電極１３８を形成する。
【００４８】
前記ストレージ電極１４０は、実質的に、薄膜トランジスタＴに連結されて、前記第１共通電極パターン１２０ａの下段部と重なる第１ストレージ電極１４０ａと、前記第１共通電極パターン１２０ａの上段部と重なるように位置する第２ストレージ電極とで構成される。
【００４９】
前記第１ストレージ電極１４０ａ、第２ストレージ電極１４０ｂと、第１画素電極パターン１３８ａ、第２画素電極パターン１３８ｂは、連結配線１４１により、相互に一体型パターンで構成されている。
【００５０】
前記ストレージ電極１４０と第１共通電極パターン１２０ａが重なる領域は、絶縁体(図示せず)が、これらの間に介在された状態で、ストレージキャパシターＣstを構成する。
【００５１】
このような構造の基板では、前記共通電極１２０と画素電極１３８間の離隔区間に位置する開口領域が、リング状構造であるために、液晶方向子を、全ての方向で、同一できて、カラー シフトを防いで、画質を改善し、マルチドメイン構成により、視野角を向上させることができる。
一方、図面上で、斜線で示した領域は、ブラックマトリックスの形成領域ＢＡに当たる。
【００５２】
このような円形の電極構造は、既存のストライプパターン構造または、ジグザグ構造の横電界型の液晶表示装置に比べて、視野角の特性及び画質の特性が改選できるが、高開口率の特性が要求されるＵＸＶＧＡ(1600Ｘ1200mm)のような高解像度製品に適用するためには、開口率の向上のための構造改善が要求される。
【００５３】
本発明のもう１つの実施例では、高解像度製品に適用し易い高開口率構造の横電界型の液晶表示装置用アレイ基板の実施例である。 
【実施例２】
【００５４】
図６は、本発明の実施例２による円形電極の横電界型の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２１２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２２８が形成されていて、ゲート配線２１２等の離隔区間には、ゲート配線２１２と同じ方向へと、共通配線２１４が形成されている。
【００５５】
図面に示したように、相互に接する２つのゲート配線２１２及びデータ配線２２８が構成する領域は、４つのＳＰ赤色、ＳＰ緑色、ＳＰ青色、ＳＰ白色サブピクセルのある１つのピクセルに当たることを特徴とする。
【００５６】
そして、前記共通配線２１４により１つのピクセルＰＸは、２つのサブピクセルグループＳＰＩ、ＳＰＩＩとに分離される。図面上で、左右に接するサブピクセルＳＰ赤色、ＳＰ緑色、ＳＰ青色、ＳＰ白色間には、別途の配線が省略されており、１つのピクセルの４つの角部に、薄膜トランジスタＴが各々位置する。１つのピクセル内の４つのサブピクセルＳＰ赤色、ＳＰ緑色、ＳＰ青色、ＳＰ白色は、相互に対称的な位置に、薄膜トランジスタＴを含む構造である。
【００５７】
前記共通配線２１４では、ピクセルＰＸの枠部を取り囲む領域に位置して、内側ラインが曲線である第１共通電極パターン２２０ａと、前記第１共通電極パターン２２０ａの内部に位置し、相互に一定間隔離隔されて、半リング状パターン構造で構成された第２共通電極パターン２２０ｂ、第３共通電極パターン２２０ｃが、順に形成されている。
【００５８】
そして、前記第１共通電極パターン２２０ａと重なる領域には、前記各々の薄膜トランジスタＴに連結されるストレージ電極２４０が形成されており、ストレージ電極２４０では、サブピクセル等の境界部へと連結配線２４１が延長形成されている。連結配線２４１では、前記第１共通電極パターン２２０ａ、第２共通電極パターン２２０ｂの間区間及び第２共通電極パターン２２０ｂ、第３共通電極パターン２２０ｃの間区間に、第１画素電極パターン２３８ａ、第２画素電極パターン２３８ｂが、各々延長形成されている。
【００５９】
前記第１共通電極パターン２２０ａ、第２共通電極パターン２２０ｂ、第３共通電極パターン２２０ｃは、共通配線２１４で、２つのサブピクセルグループＳＰＩ、ＳＰＩＩであって、上、下対称構造に分岐された構造を構成する。ストレージ電極２４０、連結配線２４１、第１画素電極パターン２３８ａ、第２画素電極パターン２３８ｂは、サブピクセル単位で、各々独立的に形成された構造で構成される。
【００６０】
前記第１共通電極パターン２２０ａ、第２共通電極パターン２２０ｂ、第３共通電極パターン２２０ｃは、共通電極２２０を構成して、第１画素電極パターン２３８ａ、第２画素電極パターン２３８ｂは、画素電極２３８を構成する。
【００６１】
図面上で、斜線で示した領域は、ブラックマトリックスの形成領域ＢＡに当たる。
前記実施例１に比べて、本実施例によるブラックマトリックスの形成領域ＢＡは、その形成面積が、大変減少されており、これは開口率が向上したことを意味する。
【００６２】
すなわち、本実施例では、上下に位置したサブピクセル等の境界部を、画素領域として活用するので、既存と比べて、左右に位置したサブピクセル等の境界部を覆う領域にだけ、ブラックマトリックスを形成する。従って、開口領域を、それほど広めることができる。
【００６３】
図面に示したように、前記左右に接するサブピクセル等の境界部を覆うブラックマトリックスは、連結配線２４１と重なる領域を基準に、形成することが望ましい。
【００６４】
本実施例では、前記第１共通電極パターン２２０ａとストレージ電極２４０間の重畳領域に、絶縁体(図示せず)が介在された状態で、ストレージキャパシターＣstを形成する。
【００６５】
このように、接するサブピクセル等の境界部領域を、画素領域として活用し、多数のサブピクセルが、１つの円形電極パターン構造を構成する方式を、ＤＤ-ＧＧ方式で定義することができる。
【００６６】
図７は、本発明の実施例２によるＤＤ-ＧＧ方式の円形の電極構造の 横電界型の液晶表示装置の平面図であって、多数のピクセル構造を通じて、既存と区別される構造的特徴を中心に説明する。
【００６７】
図７に示したように、本発明の実施例２では、相互に接するピクセルＰＸ間には、２つのゲート配線２１２及びデータ配線２２８が位置して、各ピクセルＰＸ別に、ゲート配線２１２及びデータ配線２２８は、相互に交差する構造であることを特徴とする。
【００６８】
本図面による構造によると、ピクセルＰＸ内に構成されるサブピクセルＰＸ等の境界部が、画素領域として活用できて、既存のサブピクセルＰＸ等の境界部で、合着マージンを考慮して、広く形成されていたブラックマトリックスの形成領域ＢＡを小さくすることができる。従って、開口率を効果的に高めることができる。
【００６９】
ところが、本発明では、４色のピクセル構造に限られるのではなく、赤色、緑色、青色の３色のピクセル構造を適用することができて、２つのサブピクセルまたは、３つのサブピクセル単位で、１つの円形電極が構成できる。ＤＤ-ＧＧ構造は、２つの円形電極を構成するサブピクセルグループ単位で構成されることを特徴とする。
【００７０】
以下、本発明のまた他の実施例では、実施例２の構造を変更して、開口率の低下なしに、ストレージキャパシターを向上させる構造を提示する。
【実施例３】
【００７１】
図８Ａないし図８Ｅは、本発明の実施例３による円形の電極構造の横電界型の液晶表示装置用アレイ基板の製造工程を段階別に示した図であって、５マスクの製造工程を一例として提示する。
【００７２】
図８Ａは、基板３１０上に、第１金属物質を形成した後、感光性物質を利用したフォトーエッチング工程に当たる第１マスク工程により、第１方向へとゲート配線３１２及び共通配線３１４を、相互に離隔するように、交互に形成する段階である。
【００７３】
また、この段階は、前記ゲート配線３１２から分岐されたゲート電極３１６を形成して、共通配線３１４で、上下、両方向へと分岐されており、外側から内側へと、順に位置する第１共通電極パターン３２０ａ、第２共通電極パターン３２０ｂ、第３共通電極パターン３２０ｃとで構成された共通電極３２０を形成する。２つのゲート配線３１２内の第１共通電極パターン３２０ａ、第２共通電極パターン３２０ｂ、第３共通電極パターン３２０ｃ間の離隔領域は、リング状構造であることを特徴とする。
【００７４】
図８Ｂは、前記ゲート配線３１２及び共通配線３１４を覆う領域に、ゲート絶縁膜(図示せず)を形成して、前記ゲート絶縁膜の上部に、純粋非晶質シリコン物質及び不純物非晶質シリコン物質を、順に形成した後、第２マスク工程により、アイランドパターン構造の半導体層３２６を、ゲート電極３１６の上部に形成する。
【００７５】
図８Ｃでは、前記半導体層３２６の上部に、第２金属物質を形成した後、
第３マスク工程により、第２方向へとデータ配線３２８を形成する段階である。
【００７６】
前記ゲート配線３１２とデータ配線３２８が交差される領域は、画素領域を構成して、本実施例による画素領域は、４つのサブピクセルＳＰで構成される１つのピクセルＰＸに当たる領域であることを特徴とする。
【００７７】
前記データ配線３２８では、ソース電極３３０が分岐されており、ソース電極３３０と離隔するようにドレイン電極３３２が形成されている。前記ゲート電極３１６、半導体層３２６、ソース電極３３０、ドレイン電極３３２は、薄膜トランジスタＴを構成する。
【００７８】
前記ゲート配線３１２及びデータ配線３２８の交差地点であるピクセルＰＸの４つの角部には、薄膜トランジスタＴが形成されていて、１つのピクセルＰＸに位置する４つの薄膜トランジスタＴは、相互に対称的な構造であることを特徴とする。
【００７９】
前記ピクセルＰＸは、共通配線３１４により、２つのサブピクセルグループＳＰＩ、ＳＰＩＩとに区分される。
【００８０】
図面には詳しく提示してないが、接するピクセルＰＸ間には、２つのゲート配線３１２及びデータ配線３２８が、連続に配置されたＤＤ-ＧＧ構造を構成する。
【００８１】
すなわち、本発明では、上下に接するサブピクセル等の境界部を、表示領域として活用できて、開口領域を増加させる構造的長所がある。
【００８２】
図８Ｄ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)を形成した後、第４マスク工程により、保護層に、ドレイン電極３３２の一部を露出させるドレインコンタクトホール３３４を形成する段階である。
【００８３】
図８Ｅは、前記保護層の上部に、ドレインコンタクトホール３３４を通じて、ドレイン電極３３２に連結されるストレージ電極３４０と、前記ストレージ電極３４０で、ピクセルＰＸ領域の方へと延長形成された連結配線３４１と、前記連結配線３４１から分岐され、第１共通電極パターン３２０ａ、第２共通電極パターン３２０ｂ、第３共通電極パターン３２０ｃと、交互に位置する第１画素電極パターン３３８ａ、第２画素電極パターン３３８ｂを形成する段階である。前記第１画素電極パターン３３８ａ、第２画素電極パターン３３８ｂは、画素電極３３８を形成する。
【００８４】
前記第１画素電極パターン３３８ａ、第２画素電極パターン３３８ｂは、１つのピクセルＰＸを基準に、リング状構造を構成することを特徴として、１つのピクセルＰＸを基準に、共通電極３２０と画素電極３３８間の離隔領域で定義される開口領域も、リング状である。従って、液晶分子の方向子がどちらの方向でも同じく、カラー シフト現象を防げて、マルチドメインを構成し、視野角の特性を向上させることができる。
【００８５】
本実施例で提示した５マスク工程以外にも、回折露光法を利用して半導体工程と、ソース/ドレイン工程を、同じマスク工程で行う、４マスク工程を適用して形成することもできる。
【００８６】
ところが、本発明の前記実施例等に限らず、本発明の趣旨に反しない範囲内で、多様に変更して実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】一般的な横電界型の液晶表示装置の断面を示した断面図である。
【図２】従来の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】既存のマルチドメイン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４】既存のジグザグ構造のマルチドメイン横電界型の液晶表示装置の視野角の特性を示した図である。
【図５】本発明の実施例１による円形の電極構造の横電界型の液晶表示装置用基板の平面図である。
【図６】本発明の実施例２による円形の電極構造の横電界型の液晶表示装置用基板の平面図である。
【図７】本発明の実施例２によるＤＤ-ＧＧ方式の円形の電極構造の横電界型の液晶表示装置用基板の平面図である。
【図８Ａ】本発明の実施例３による円形の電極構造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図である。
【図８Ｂ】図８Ａに続く工程を示す平面図である。
【図８Ｃ】図８Ｂに続く工程を示す平面図である。
【図８Ｄ】図８Ｃに続く工程を示す平面図である。
【図８Ｅ】図８Ｄに続く工程を示す平面図である。
【符号の説明】
【００８８】
２１２：ゲート配線            
２１４：共通配線
２２０ａ：第１共通電極パターン 
２２０ｂ：第２共通電極パターン
２２０ｃ：第３共通電極パターン
２２０：共通電極              
２２８：データ配線
２３８ａ：第１画素電極パターン 
２３８ｂ：第２画素電極パターン
２３８：画素電極              
２４０：ストレージ電極
２４１：連結配線
ＢＡ：ブラックマトリックスの形成領域
ＰＸ：ピクセル
ＳＰ赤色、ＳＰ緑色、ＳＰ青色、ＳＰ白色：赤色、緑色、青色、白色のサ
ブピクセル
Ｔ：薄膜トランジスタ        
Ｃst：ストレージキャパシター
【図１】
2005173533.tif 000003
【図２】
2005173533.tif 000004
【図３】
2005173533.tif 000005
【図４】
2005173533.tif 000006
【図５】
2005173533.tif 000007
【図６】
2005173533.tif 000008
【図７】
2005173533.tif 000009
【図８Ａ】
2005173533.tif 000010
【図８Ｂ】
2005173533.tif 000011
【図８Ｃ】
2005173533.tif 000012
【図８Ｄ】
2005173533.tif 000013
【図８Ｅ】
2005173533.tif 000014