(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁第１基板、
前記第１基板の上に形成されている第１配線、
前記第１基板の上に形成されており、前記第１配線と絶縁されて交差している第２配線、
前記第１配線と前記第２配線とが交差して定義する画素領域ごとに形成されており、第１ドメイン分割手段によって多数の小部分に分割されている画素電極、
前記第１配線、前記第２配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、
前記第１基板と対向する絶縁第２基板、
前記第２基板の上に形成されており、前記第１ドメイン分割手段と協働して前記画素電極を多数の小ドメインに分割する第２ドメイン分割手段、及び前記第２配線の投影と重なる第２配線切除部を有する共通電極を含み、
１画素において、前記第２配線切除部は前記第２配線ごとに２つ以上配置され、前記２つ以上の第２配線切除部は互いに分離されており、
前記第２配線切除部は前記第２ドメイン分割手段と連結されている液晶表示装置。
【請求項２】
前記第１ドメイン分割手段は前記画素電極が有する切除部であり、前記第２ドメイン分割手段は前記共通電極が有する切除部である請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記第２ドメイン分割手段と前記第２配線切除部は、前記第２配線を隔てて隣接する二つの画素領域の間で互いに１８０度回転対称をなす請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記第２ドメイン分割手段は、前記画素電極を左右に分割する左右ドメイン分割手段と前記画素電極を上下に分割する上下ドメイン分割手段とを含み、前記第２配線切除部は、前記上下ドメイン分割手段の両端と連結されている請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
隣接した二つの前記第２配線の間の間隔は一定の長さを周期として反復的に変化し、前記画素電極の前記第２配線と隣接した辺は前記第２配線と同一なパターンに屈折していて、前記画素電極は幅の狭い部分と広い部分を有する請求項４に記載の液晶表示装置用基板。
【請求項６】
絶縁第１基板、
前記第１基板の上に形成されて横方向に伸びているゲート線と、前記ゲート線と連結されているゲート電極とを含むゲート配線、
前記ゲート配線の上に形成されているゲート絶縁膜、
前記ゲート電極上部の前記ゲート絶縁膜の上に形成されているチャンネル部半導体層、
前記チャンネル部半導体層の上に形成されており、前記ゲート電極を中心にして両側に分離されている抵抗性接触層、
前記抵抗性接触層の上に形成されているソース電極及びドレーン電極、前記ソース電極に連結されているデータ線を含むデータ配線、
前記データ配線の上に形成されており、前記ドレーン電極を露出させる接触孔を有する保護膜、
前記保護膜の上に形成されており、前記接触孔を通じて前記ドレーン電極と連結されており、多数の小部分とこれら小部分を連結する連結部からなる画素電極、
前記第１基板と対向する絶縁第２基板、
前記第２基板の上に形成されている色フィルター、
前記色フィルターを覆っており、前記画素電極の各小部分上部で、該画素電極の各小部分に対応する領域を小ドメインに分割する分割用切除部及び前記データ線上部に前記データ線に沿って伸びているデータ線切除部を有する共通電極を含み、
前記データ線切除部は前記データ線ごとに２つ以上配置され、前記２つ以上のデータ線切除部は互いに分離されており、
前記データ線切除部は前記分割用切除部と連結されている液晶表示装置。
【請求項７】
前記第１基板の上に前記ゲート配線と同一な層に形成されている保持容量配線をさらに含み、
前記画素電極の各小部分は、前記ゲート線または前記データ線と並んだ長辺と短辺を有し、前記ゲート線及びデータ線とそれと隣接した前記各小部分の長辺の間に前記保持容量配線が位置している請求項６に記載の液晶表示装置。
【請求項８】
前記保持容量配線は、前記データ線と隣接した前記画素電極の各小部分の短辺と重なっている請求項７に記載の液晶表示装置。
【請求項９】
前記分割用切除部と前記データ線切除部は、前記データ線を隔てて隣接する二つの画素領域の間で互いに１８０度回転対称をなす請求項７に記載の液晶表示装置。
【請求項１０】
隣接した二つの前記データ線の間の間隔は一定の長さを周期として反復的に変化し、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と同一なパターンで屈折していて、前記画素電極は幅の狭い部分と広い部分を有する請求項９に記載の液晶表示装置用基板。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は液晶表示装置に係り、特に、ドメイン分割手段を利用して画素領域を多数の小ドメインに分割することによって広視野角を実現する垂直配向形液晶表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に液晶表示装置は、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することによって電界を形成して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して画像を表現する装置である。
【０００３】
ところが、液晶表示装置の薄膜トランジスタ基板、すなわち前記の下部基板には、走査信号を伝達するゲート線と画像信号を伝達するデータ線など多数の配線が形成され、これら配線はそれ自体の抵抗及び周辺配線または上部基板共通電極とのカップリングによる静電容量を有する。このような自体抵抗と静電容量は各配線に負荷として作用し、ＲＣ遅延などにより配線を通じて伝達される信号を歪曲させる。特に、データ線と共通電極の間のカップリングは、その二つの間に位置する液晶分子を駆動してデータ線周辺での光漏れを誘発することによって画質を低下させ、また、このような光漏れを遮断するためにブラックマトリックスを広く形成しなければならないため、開口率を低下させる原因となる。なお、以後の記述では、上部基板を色フィルター基板とも記す。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が解決しようとする技術的課題は、データ配線の負荷を減少させて画質を向上させることにある。
【０００５】
本発明の他の技術的課題は、データ線と共通電極の間のカップリングによる静電容量を減少させてデータ線周辺の光漏れを減少させることにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
このような課題を解決するために本発明は、データ線と重なる共通電極の領域に切除部を形成する。
【０００７】
具体的には、絶縁第１基板、第１基板の上に形成されている第１配線、第１基板の上に形成されており、第１配線と絶縁されて交差している第２配線、第１配線と第２配線とが交差して定義する画素領域ごとに形成されており、第１ドメイン分割手段によって多数の小部分に分割されている画素電極、第１配線、第２配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基板と対向する絶縁第２基板、第２基板の上に形成されており、第１ドメイン分割手段と協働して画素電極を多数の小ドメインに分割する第２ドメイン分割手段、及び第２配線の投影と重なる第２配線切除部を有する共通電極を含む、液晶表示装置を備える。
【０００８】
この時、第１ドメイン分割手段は画素電極が有する切除部であり、第２ドメイン分割手段は共通電極が有する切除部であることができ、第２ドメイン分割手段と第２配線切除部は、第２配線を隔てて隣接する二つの画素領域の間で互いに１８０度回転対称をなすのが好ましい。また、第２ドメイン分割手段は、画素電極を左右に分割する左右ドメイン分割手段と画素電極を上下に分割する上下ドメイン分割手段とを含み、第２配線切除部は、上下ドメイン分割手段の両端と連結されているのが好ましい。また、隣接した二つの第２配線の間の間隔は一定の長さを周期として反復的に変化し、画素電極の第２配線と隣接した辺は第２配線と同一なパターンに屈折していて、画素電極は幅の狭い部分と広い部分を有することができる。
【０００９】
または、絶縁第１基板、第１基板の上に形成されて横方向に伸びているゲート線と、ゲート線と連結されているゲート電極とを含むゲート配線、ゲート配線の上に形成されているゲート絶縁膜、ゲート電極上部のゲート絶縁膜の上に形成されているチャンネル部半導体層、チャンネル部半導体層の上に形成されており、ゲート電極を中心にして両側に分離されている抵抗性接触層、抵抗性接触層の上に形成されているソース電極及びドレーン電極、ソース電極に連結されているデータ線を含むデータ配線、データ配線の上に形成されており、ドレーン電極を露出させる接触孔を有する保護膜、保護膜の上に形成されており、接触孔を通じてドレーン電極と連結されており、多数の小部分とこれら小部分を連結する連結部からなる画素電極、第１基板と対向する絶縁第２基板、第２基板の上に形成されている色フィルター、色フィルターを覆っており、画素電極の各小部分を、小ドメインに分割する分割用切除部及びデータ線上部にデータ線投影と重なるデータ線切除部を有する共通電極を含む、液晶表示装置を備える。
【００１０】
この時、第１基板の上にゲート配線と同一な層に形成されている保持容量配線をさらに含み、画素電極の各小部分は、ゲート線またはデータ線と並んだ長辺と短辺を有し、ゲート線及びデータ線とそれと隣接した各小部分の長辺との間に保持容量配線が位置するのが好ましく、保持容量配線は、データ線と隣接した画素電極の各小部分の短辺と重なっているのが好ましく、分割用切除部とデータ線切除部は、データ線を隔てて隣接する二つの画素領域の間で互いに１８０度回転対称をなすのが好ましい。また、隣接した二つのデータ線の間の間隔は一定の長さを周期として反復的に変化し、画素電極のデータ線と隣接した辺はデータ線と同一なパターンに屈折していて、画素電極は幅の狭い部分と広い部分を有するのが好ましい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参考として本発明の好ましい実施例について説明する。
【００１２】
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基板の配置図、図２は本発明の第１実施例による液晶表示装置の色フィルター基板の配置図、図３は本発明の第１実施例による液晶表示装置を、正面から見た場合の画素電極と共通電極切除部の配置図であり、図４は図３のＩＶ−ＩＶ´線による断面図である。なお、課題解決手段の項において、投影と重なる、と表現したが、これは厳密な重なりを意味するものではなく、通常の寸法誤差、合わせ誤差を含めて判断すべきものである。
【００１３】
まず、図１と図４を参照して、第１実施例による液晶表示装置の薄膜トランジスタ基板、すなわち前記第１基板基礎とする構造について説明する。
【００１４】
ガラスなどの透明な絶縁基板１０の上に横方向に伸びているゲート線２０が形成されており、保持容量線３０がゲート線２０と並んで形成されている。ゲート線２０にはゲート電極が横突起２１の形態に形成されており、保持容量線３０には、第１乃至第４維持電極３１、３２、３３、３４及び維持電極連結部３５、３６が連結されている。ここで、第１維持電極３１は保持容量線３０に直接連結されて縦方向に形成されており、第２維持電極３２と第３維持電極３３は各々第１維持電極３１に連結されて横方向に伸びている。第４維持電極３４は第２及び第３維持電極３２、３３に連結されて縦方向に伸びている。維持電極連結部３５、３６は、第４維持電極３４と隣接する画素の第１維持電極３１を連結している。ゲート配線２０、２１と保持容量配線３０、３１、３２、３３、３４、３５、３６の上にはゲート絶縁膜４０が形成されており、ゲート電極２１上部のゲート絶縁膜４０の上には、非晶質シリコンからなる半導体層５０が形成されている。半導体層５０の上にはリン（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からなる接触層６１、６２がゲート電極２１を中心として両側に分離されて形成されている。両側の接触層６１、６２の上には、各々ソース電極７１とドレーン電極７２が形成されており、ソース電極７１は、ゲート絶縁膜４０の上に縦方向に伸びているデータ線７０に連結されている。このソース電極７１とドレーン電極７２の間に位置する半導体層５０がチャネル部半導体層を形成している。データ配線７０、７１、７２の上には、ドレーン電極７２を露出させる接触孔８１を有する保護膜８０が形成されており、保護膜８０の上には、接触孔８１を通じてドレーン電極７２と連結されている画素電極９０が形成されている。画素電極９０は、ＩＴＯ（indium tin oxide）またはＩＺＯ（indium zinc oxide）などの透明な導電物質からなる。また、ゲート配線２０、２１及びデータ配線７０、７１、７２及び画素電極９０は、薄膜トランジスタと連結されている。
【００１５】
この時、画素電極９０は第１乃至第３小部分９１、９２、９３に分離されており、これら小部分は連結部９４、９５、９６を通じて互いに連結されてされている。第１小部分９１は二つのゲート線２０と二つのデータ線７０の交差によって定義される画素領域の上部または下部半面に４つの角部が切り取られた（以下、“角取り”という）長方形模様に形成されており、第２及び第３小部分９２、９３は画素領域の残りの半面にまた４つの角部が切り取られた長方形模様に形成されている。第２小部分９２は、第１小部分９１と第１及び第２連結部９４、９６を通じて連結されており、第３小部分９３は、第２小部分９２と第３連結部９５を通じて連結されている。この時、第１小部分９１と第２小部分９２の間には第３維持電極３３が位置し、第２小部分９２と第３小部分９３の間には第２維持電極３２が位置し、第１維持電極３１と第４維持電極３４は画素電極９０とデータ線７０の間に位置する。第１小部分９１は、データ線と並んだ辺がゲート線と並んだ辺に比べて長く、第２小部分と第３小部分は、データ線と並んだ辺がゲート線と並んだ辺に比べて短い。この時、第２及び第３小部分９２、９３は第１及び第４維持電極３１、３４と重なるが、第１小部分９１は第１及び第４維持電極３１、３４と重ならない。
【００１６】
ここで、画素電極９０は、データ線７０を隔てて隣接する二つの画素領域で互いに上下が逆になった模様で配置される。したがって、図面の第１画素領域では第１小部分９１が下半面に位置するかが、第２画素領域では第１小部分９１が上半面に位置する。これにより、第２及び第３維持電極３２、３３もデータ線７０を隔てて隣接する二つの画素領域で位置が逆になっている。しかし、薄膜トランジスタの場合、同一な列の画素領域に属する薄膜トランジスタは同一なゲート線に連結されている。したがって、図面の第１画素領域では薄膜トランジスタのドレーン電極７２が第１小部分９１と連結されているが、第２画素領域では薄膜トランジスタのドレーン電極７２が第３小部分９３と連結されている。
【００１７】
一方、保持容量線３０、維持電極３１、３２、３３、３４及び維持電極連結部３５、３６には、後述する色フィルター基板の共通電極に印加される電位が印加されるのが通常的である。
【００１８】
以上のように、データ線と画素電極の間及びゲート線と画素電極の間に共通電位が印加される保持容量線や維持電極を配置すれば、データ線電位とゲート線電位が画素領域の電界に与える影響を保持容量線と維持電極が遮断して、安定した小ドメインを形成することができる。
【００１９】
次に、図２と図４を参照して、本発明の第１実施例による液晶表示装置の色フィルター基板、すなわち前記第２基板を基礎とする構造について説明する。
【００２０】
ガラスなどからなる透明な基板１００の上にクロム／酸化クロムの二重層からなるブラックマトリックス２００が形成されていて、画素領域を定義している。各画素領域には赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）色の色フィルター３１０、３２０、３３０が形成されている。色フィルター３１０、３２０、３３０の上にはオーバーコート膜６００が色フィルター３１０、３２０、３３０を覆って保護しており、オーバーコート膜６００の上には透明な導電体からなる共通電極４００が形成されている。共通電極４００には切除パターン４１０、４２０、４３０が形成されている。この時、切除パターン４１０、４２０、４３０は第１乃至第３切除部４１０、４２０、４３０からなる。第１切除部４１０は、画素領域の上部または下部半面を左右に分割しており、第２切除部４２０と第３切除部４３０は、画素領域の残りの半面を上下に３つに分割している。各切除部４１０、４２０、４３０の両端部は次第に拡張されて二等辺三角形の模様をしており、特に、第２及び第３切除部４２０、４３０は二等辺三角形の外側で、画素領域と画素領域の間のブラックマトリックス２００と重なるデータ線切除部４４０と連結されている。第１乃至第３切除部４１０、４２０、４３０及びデータ線切除部４４０は、左右に隣接した二つの画素領域で上下が互いに逆になった形態に配置されている。このような切除パターンにすることで、切除パターンにより形成されるフリンジフィールドによって、左右に分割されたドメイン内では液晶分子の方向子が左右方向に、上下に分割されたドメイン内では液晶分子の方向子が上下方向に傾き、視野角が広くなる。
【００２１】
一方、ブラックマトリックス２００は、クロムなどの金属物質を利用して形成する代わりに、黒色顔料が添加された有機絶縁物質で形成することもできる。
【００２２】
図１の薄膜トランジスタ基板と図２の色フィルター基板を整列（位置合わせ）して結合し、二つの基板の間に液晶物質９００を注入してそれに含まれている液晶分子の長軸を垂直に配向し、二つの偏光板１１、１０１を二つの基板１０、１００の外部にその偏光軸が互いに直交するように配置すれば、第１実施例による液晶表示装置が備えられる。
【００２３】
二つの基板１０、１００が整列された状態では、薄膜トランジスタ基板の画素電極９０の各小部分９１、９２、９３と色フィルター基板の共通電極４００の上に形成されている第１乃至第３切除部４１０、４２０、４３０とが重なって、画素領域を多数の小ドメインに分割する。各小ドメインは二つの長辺と二つの短辺を有し、それぞれ、データ線７０またはゲート線２０と並んだ方向にやや長めな模様を有する。
【００２４】
一方、画素電極９０の各小部分９１、９２、９３は二つの長辺と二つの短面からなり、各小部分の長辺はデータ線７０またはゲート線２０と並んでおり、偏光板の偏光軸とは４５度をなす。ここで、データ線７０やゲート線２０と隣接して画素電極９０の各小部分９１、９２、９３の長辺が位置している場合には、データ線７０と長辺の間及びゲート線２０と長辺の間に保持容量線３０や維持電極３１、３２、３３、３４が配置される。一方、画素電極の各小部分９１、９２、９３の短辺の周辺には保持容量配線３０、３１、３２、３３、３４が配置されなかったり、配置されている場合には画素電極９０によって完全に覆われていたりまたは画素電極９０から３μｍ以上遠く離れているのが好ましい。このように保持容量配線３０、３１、３２、３３、３４を配置する理由は、データ線７０またはゲート線２０が画素電極の小部分９１、９２、９３の長辺と隣接する部分ではデータ線７０またはゲート線２０の電位がドメイン形成を妨害する方向に作用し、反対に、短辺と隣接する部分ではデータ線７０またはゲート線２０の電位がドメイン形成を助ける方向に作用するからである。
【００２５】
一方、共通電極４００が有するデータ線切除部４４０はデータ線７０と対向し重なるように配置されていて、データ線７０と重なる共通電極４００の面積が大幅に縮少されている。このようにデータ線７０と対向し重なる共通電極４００の面積を縮少させることによってデータ線７０の負荷となる静電容量が減少し、データ線７０にかかる液晶容量の変化量が縮少され、データ線７０信号のクロストークによる側面の光漏れが減少する。また、データ線周辺での光漏れが著しく減少するため、ブラックマトリックスの幅を縮少することができるので、開口率が向上する。
【００２６】
このようなデータ線切除部４４０を形成する効果については、本発明の第２実施例を説明した以降に説明する。
【００２７】
図５は、本発明の第２実施例による液晶表示装置を正面から見た場合の画素電極と共通電極切除部の配置図である。
【００２８】
本発明の第２実施例による液晶表示装置は、画素領域の模様が広い部分と狭い部分を有するように変形されたことを除いては第１実施例による液晶表示装置と同一である。つまり、データ線７０が縦方向に伸びている仮想の直線を中心にして、交互に左右に少しずつ外れるように配列されている。データ線７０が左右に外れてある距離は３μｍ〜２０μｍの間であるのが好ましい。この時、隣接する二つのデータ線７０は左右に外れる順序が互いに反対になっていて、二つのデータ線７０の間に形成される領域は狭い部分と広い部分とが交互に現れるようになっている。これは左右方向及び上下方向全てで同一である。第１及び第４維持電極３１、３４もデータ線７０のようなパターンに屈折しており、画素電極９０もデータ線７０によって変形された画素領域の模様に合せて変形されている。つまり、第１小領域９１の左右幅は第１実施例に比べて縮少されており、第２及び第３小領域９２、９３の左右幅は第１実施例に比べて拡大されている。以下、このような形態の画素を瓶状画素と称する。
【００２９】
共通電極４００が有する切除部４１０、４２０、４３０の配置も変形されている。つまり、第２及び第３切除部４２０、４３０の長さが左右に拡張されていて、データ線切除部４４０が一列に配置されずに左右に少し外れている。これは左右に屈折しているデータ線７０と重なるようにデータ線切除部４４０を配置するためである。
【００３０】
以上のような模様に画素電極９０とドメイン分割のための切除部４１０、４２０、４３０を形成すれば、縦方向及び横方向ドメインの幅を適切に調節できるので開口率を最大に向上することができる。同時に、第１実施例と同様にデータ線７０と重なる共通電極４００の面積を縮少させることによってデータ線７０の負荷が減少し、データ線７０にかかる液晶容量の変化の程度が減少し、データ線７０信号のクロストークによる側面の光漏れが減少する効果も有する。特に、第２実施例のようにデータ線７０が左右に屈折している場合は長さが直線に形成された場合に比べて長いため、データ線７０の自体負荷による信号歪曲と側面の光漏れなどの問題が深刻になる恐れがあるが、データ線切除部４４０を形成することによってその問題を解決することができる。また、瓶状画素領域の構造上、隣接画素領域の模様を互いに１８０度回転対称となるように形成しなければならないが、データ線７０と重なる場合より、このような画素領域の１８０度回転対称配置が、広い面積にデータ線切除部４４０を配置可能にする。
【００３１】
以下では、データ線切除部４４０を形成することによって得られる効果についてもう少し詳細に説明する。
【００３２】
まず、データ配線の負荷減少について見てみる。
【００３３】
図６は、液晶表示装置での配線の負荷について説明するために、液晶表示装置の断面構造を概略的に表示した図である。
【００３４】
データ配線にかかる静電容量（Ｃ）は、他の配線とのカップリングによって５０％が形成され対向基板の共通電極４００とのカップリングによって残りの５０％が形成されると考えられる。この時、図５のようにデータ線切除部４４０を配置すれば、データ線７０全体の長さで７０％〜８０％程度の重なり領域で共通電極４００が除去される。そうなると、共通電極４００とのカップリングによって形成される５０％の静電容量のうちの７０％〜８０％程度が減少すると見ることができる。しかし、金属クロムでブラックマトリックスを形成する場合には、ＩＴＯを除去してもブラックマトリックス（ＢＭ）との静電容量が存在するので静電容量の減少程度は縮少される。
【００３５】
それでは、図６のような構造でＩＴＯ層（共通電極に該当する）が有る場合と無い場合にデータ線とＩＴＯ層の間で形成される静電容量を大略的に計算してみる。
【００３６】
まず、ＩＴＯ層が有る場合は、液晶層（ＬＣ）にかかる電圧が最大であるので液晶の比誘電率（ε）は３から７まで変動する。したがって、保護膜を無視して誘電率が最少である場合、静電容量はＡ（データ配線の面積）×３（ε）／４（ｄ）＝０.７５Ａであり、最大である場合、静電容量はＡ（データ配線の面積）×７（ε）／４（ｄ）＝１.７５Ａである。つまり、ＩＴＯ層が有る場合の共通電極によるデータ配線の容量性負荷は０.７５Ａ〜１.７５Ａとなる。
【００３７】
ＩＴＯ層が無い場合は、液晶層（ＬＣ）にかかる電圧が大略全体の半程度であるので液晶の比誘電率（ε）は３〜４程度となると見ることができ、静電容量はブラックマトリックス（ＢＭ）との間で形成されるのでｄ＝７である。したがって、誘電率が最大である場合、Ａ（データ配線の面積）×４（ε）／７（ｄ）＝０.５７Ａ程度であり、最少である場合、Ａ（データ配線の面積）×３（ε）／７（ｄ）＝０.４３Ａ程度である。
【００３８】
したがって、平均値を出してみれば、ＩＴＯ層が無い場合のデータ配線とＣＦの間の静電容量の値は（０.４３＋０.５７）／（０.７５＋１.７５）＝０.４であって、ＩＴＯ層が有る場合に比べて約４０％水準まで減少する。
【００３９】
以上の結果を整理して、従来のデータ配線負荷を基準（１）にして、本発明の実施例によるデータ配線の負荷を相対的な割合で示せば次の表の通りである。
【００４０】
【表１】
0004393043.tif 000002
【００４１】
表１から分かるように、有機ＢＭを使用する場合にはデータ配線の容量性負荷が約４０％程度減少し、クロムＢＭを使用しても約２０％程度減少する。
【００４２】
次に、縦方向のクロストーク問題の減少について見てみる。
【００４３】
前述したように、配線の負荷が減少するからこそ充電率による問題が減少するのであるが、充電率が同じ水準であるとしても、充電率不足によって発生する縦方向クロストーク問題は、従来の技術に比べて、本発明を用いるならば減少する。これはデータ線上部の共通電極を除去することにより、その周囲の液晶に印加される電圧が著しく減少し、したがって、液晶の動きが減ってデータ線にかかる負荷の変化量が大幅に減少するからである。データ線にかかる負荷の変化量は、先に計算したように、共通電極（ＩＴＯ層）が有る場合には０.７５Ａから１.７５Ａに１.０Ａが変わるのであれば、共通電極が無い場合には０.４３Ａから０.５Ａに約０.０７Ａ程度しか変化しない。データ配線と他の配線とのカップリングを考慮しても従来の１５％以下まで、液晶の動きによる容量性負荷の変化が減少する。これは高解像度の製品で発生する問題をある程度は解決できる水準である。
【００４４】
次に、側面クロストークによる光漏れの減少について見てみる。
【００４５】
データ線の上部領域で共通電極が除去されているため、データ線と共通電極の間に形成される電界が弱くなる。したがって、データ線周辺でデータ線に沿って流れる信号の影響で駆動される液晶の横になる角度が小さくなり、これによってデータ線周辺で発生する光漏れ量も減少する。これをシミュレーションしたグラフを通じて見てみる。
【００４６】
図７は、従来の技術による液晶表示装置において、データ線周辺での光漏れの程度を示すグラフであり、切除幅Ｔをパラメータとしている。図８及び図９は、本発明の実施例による液晶表示装置において、データ線周辺での光漏れの程度を示すグラフであって、各々ブラックマトリックスを有機物で形成した場合とクロムで形成した場合を示している。
【００４７】
図７乃至図９は、全て共通電極に０Ｖを印加し、データ線には５Ｖを印加し、左右画素電極には各々−１Ｖと１Ｖを印加した状態でシミュレーションしたグラフである。
【００４８】
まず、図７を見れば、共通電極がデータ線を外れた領域で切除（図７のＩＴＯ開口）されている。グラフの凡例（Ｎｏｒｍａｌ）欄に記載されている数値Ｔは、グラフの下に示されている電極配置図で共通電極（ＩＴＯ）が切除されている部分の幅に該当する。ところがグラフを見れば、切除部分の幅Ｔに関係なく、ほとんど同じ程度の光漏れが発生していることが分かる。つまり、データ線を外れた領域で共通電極が切除されても、光漏れを減少させるのにそれほど寄与できない。
【００４９】
次に、図８と図９を見れば、共通電極がデータ線上部で切除されている。グラフの凡例欄に記載されているＴは、グラフの下に示されている電極配置図で、データ線の幅を越えた共通電極切除部の過剰幅を示す。グラフを見れば、有機ＢＭを使用した場合とクロムＢＭを使用した場合の全てで、共通電極の切除部の幅が増加するほど光漏れの程度が大幅に減少することが分かる。特に、有機ＢＭを使用する場合には、光漏れの減少の程度が切除部の幅の増加に応じて著しく減少する。これはデータ線上部の共通電極を切除することによって、データ線周辺の側面の光漏れを減少できることを証明している。
【００５０】
図１０は、本発明の実施例による液晶表示装置において、データ線上部の共通電極切除幅によるデータ線周辺での光漏れの程度を従来の技術による液晶表示装置を基準にして比較したグラフである。図１０はデータ線周辺で発生する光漏れ量を全て積分したものであって、従来の構造（normal）を基準１００としてＴ値の増加による光漏れ量を比較して示したグラフである。
【００５１】
図１０を見れば、Ｔ値が増加することによって光漏れ量が減少することが分かる。これは共通電極の切除部が側面クロストークを減少させることができることを意味する。一方、クロムＢＭを使用した場合より有機ＢＭを使用した場合の方が光漏れ量の減少幅がさらに大きい。これはクロムＢＭの場合、共通電極が除去されてもＢＭが電極の役割を果たしてデータ線との間で電界を形成するからである。
【００５２】
図４及び図５で、データ線切除部４４０の幅は、第２及び第３小部分９２、９３側には十分に広く拡張されることができ、隣接画素の第１小部分９１側には、データ線を越えて約４μｍ程度まで拡張可能である。このようにする場合、整列誤差を考慮しても、第２及び第３小部分９２、９３側には光漏れを従来の３０％以下の水準まで低くすることができ、他の一側には従来の５０％水準まで低くすることができる。
【００５３】
次に、開口率の増加について説明する。結論としては、データ線電界による光漏れを軽減できるので、ブラックマトリックスの幅を狭くして、開口率を増加するということである。
【００５４】
図１１は、本発明の実施例による液晶表示装置において、データ線上部の切除幅によって透過率が１０％を示す地点からデータ線までの距離を、従来の技術による液晶表示装置と比較したグラフである。
【００５５】
図１１を見てみれば、共通電極切除部の幅が広くなるほど、光漏れによる透過率が正面ホワイト状態に対して１０％になる地点がデータ線に徐々に近づくことが分かる。したがって、データ線周辺での光漏れを防止するために形成するＢＭの幅を１〜２μｍ程度小さくすることが可能である。
【００５６】
以上の効果を得ることができる他の実施例について説明する。
【００５７】
図１２は、本発明の第３実施例による液晶表示装置を正面から見た場合の画素電極と共通電極切除部の配置図である。
【００５８】
図１２に示したように、本発明の第３実施例による液晶表示装置は、本発明の第１実施例による液晶表示装置と個々の画素領域はその構造がほとんど同一である。ただし、隣接する画素領域の間に画素電極が１８０度回転対称をなすように形成されず、同一な模様が反復されるように形成されている点と、共通電極に形成されている第２及び第３切除部４２０、４３０の両側にデータ線切除部４４０が連結されず、隣接する二つの画素領域の第１切除部の間にデータ線切除部４４０が配置されている点が異なる。データ線切除部４４０は、隣接する二つの画素電極の第１小領域９１の間にだけ配置される。データ線切除部４４０はできるだけ広い面積でデータ線と重なるのが好ましいが、第２及び第３切除部４２０、４３０と連結される場合は共通電極の切除部によって孤立する部分が生じる可能性があるので、これを防止するために第１小領域９１の間にだけ配置する。
【００５９】
図１３は、本発明の第４実施例による液晶表示装置を正面から見た場合の画素電極と共通電極切除部の配置図である。
【００６０】
図１３を見れば、長方形の画素電極９０の中間部に、右辺から左側に細く窪んだ第１切除部９７が形成されており、第１切除部９７の入口両側は角部が切り取られた緩やかな角度で曲がっている（以下、“角取り”という）。第１切除部９７を中心にして画素電極９０を上部と下部に区分すれば、上部と下部には各々第２及び第３切除部９９、９８が形成されている。第２及び第３切除部９９、９８は各々画素電極９０の上で上部と下部を対角線にして形成されており、互いに対称をなしている。第２及び第３切除部９９、９８は第１切除部９７と同一な方向に形成されており、徐々に第１切除部９７と近づいていく形態である。
【００６１】
共通電極には、横方向に形成されている幹部、幹部から各々斜線方向に上下に伸びている第１及び第２枝部、第１及び第２枝部から各々縦方向に上下に伸びている第１及び第２枝端部、を含む第４切除部４５０が形成されている。また、共通電極には第１枝部と並んで斜線方向に形成されている中央部、中央部から横方向に伸びている横端部、中央部から縦方向に伸びている縦端部、を含む第５切除部４４０と、第４切除部４５０に対して第５切除部４４０と対称をなしている第６切除部４６０が形成されている。この時、第４切除部４５０の幹部と第５及び第６切除部４４０、４６０の横端部には追加のデータ線切除部４４１、４５１、４６１が連結されている。このような配置の第４、第５及び第６切除部４５０、４４０、４６０は共通電極に反復的に形成されている。
【００６２】
画素電極の第１乃至第３切除部９７、９９、９８と共通電極の第４乃至第６切除部４５０、４４０、４６０が重なって、画素電極９０を多数の領域に分割している。この時、画素電極９０の第１乃至第３切除部９７、９９、９８と共通電極の第４乃至第６切除部４５０、４４０、４６０は交互に配置されている。画素電極の第１〜第３及び共通電極の第４〜第６切除部９７、９９、９８、４５０、４４０、４６０は、画素電極９０の中央を分割する第１切除部９７と第４切除部４５０の幹部、画素電極９０の辺と重なる第４切除部４５０の下肢端部と第２及び第３切除部９９、９８の横端部及び縦端部を除けば、大部分の領域で互いに並んで形成されている。第４乃至第６切除部４５０、４４０、４６０に連結されている追加のデータ線切除部４５１、４４１、４６１はデータ線７０と重なっている。
【００６３】
第３及び第４実施例の効果は第１及び第２実施例の効果と同一である。つまり、配線の負荷が減少し、配線にかかる液晶容量の変化量が縮少され、側面クロストークによる光漏れが減少するのでブラックマトリックスの幅を狭くでき、開口率を増大させることができる。
【００６４】
前記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であれば、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外れ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と理解できる。特に、画素電極と共通電極に形成する切除部の配置は多様な変形が可能であって、切除部を形成する代わりに液晶層に突き出た突起を形成するなどの変形も可能である。
【００６５】
【発明の効果】
以上で見てみたように、データ線上部の共通電極を除去してデータ線切除部を形成することによって配線の負荷が減少し、配線にかかる液晶容量の変化量が縮少され、側面クロストークによる光漏れが減少するのでブラックマトリックスの幅を狭くし、開口率を増大させることができる。配線の負荷が減少すれば、データ線をクロム単一膜で形成する構造の大きさ及び解像度面からの限界を克服し、より広くて解像度の高い液晶表示装置を実現することができる。配線にかかる液晶容量の変化量が縮少されれば、充電率が低い時に最初に現れる縦方向のクロストーク問題が改善されるので、充電率に対する限界を高めることができる。その他の側面のクロストークによる光漏れの減少、及び開口率の増大による優れた画質の液晶表示装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【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基板の配置図である。
【図２】  本発明の第１実施例による液晶表示装置の色フィルター基板の配置図である。
【図３】  本発明の第１実施例による液晶表示装置を、正面から見た場合の画素電極と共通電極切除部の配置図である。
【図４】  図３のＩＶ−ＩＶ´線による断面図である。
【図５】  本発明の第２実施例による液晶表示装置を、正面から見た場合の画素電極と共通電極切除部の配置図である。
【図６】  液晶表示装置における配線の負荷について説明するために、液晶表示装置の断面構造を概略的に示した図である。
【図７】  従来の技術による液晶表示装置において、データ線周辺での光漏れの程度を示すグラフである。
【図８】本発明の実施例による液晶表示装置において、データ線周辺での光漏れの程度を示すグラフであって、ブラックマトリックスを有機物で形成した場合を示している。
【図９】  本発明の実施例による液晶表示装置において、データ線周辺での光漏れの程度を示すグラフであって、ブラックマトリックスをクロムで形成した場合を示している。
【図１０】  本発明の実施例による液晶表示装置において、データ線上部の共通電極切除幅によるデータ線周辺での光漏れの程度を、従来の技術による液晶表示装置を基準にして比較したグラフである。
【図１１】  本発明の実施例による液晶表示装置において、データ線上部の共通電極切除幅によって透過率が１０％を示す地点からデータ線までの距離を、従来の技術による液晶表示装置を基準にして比較したグラフである。
【図１２】  本発明の第３実施例による液晶表示装置を、正面から見た場合の画素電極と共通電極切除部の配置図である。
【図１３】  本発明の第４実施例による液晶表示装置を、正面から見た場合の画素電極と共通電極切除部の配置図である。
【符号の説明】
１０、１００  絶縁基板
１１、１０１  偏光板
２０  ゲート線
２１  ゲート電極
３０  維持容量線
３１  第１維持電極
３２  第２維持電極
３３  第３維持電極
３４  第４維持電極
３５、３６  維持電極連結部
４０  ゲート絶縁膜
５０  半導体層
７０  データ線
７１  ソース電極
７２  ドレーン電極
８０  保護膜
８１  接触孔
９０  画素電極
９１  第１小部分
９２  第２小部分
９３  第３小部分
９４、９５、９６  連結部
２００  ブラックマトリックス
３１０、３２０、３３０  色フィルター
４００  共通電極
４１０  第１切除部
４２０  第２切除部
４３０  第３切除部
４４０  データ線切除部（第５切除部）
４４１、４５１、４６１  追加のデータ線切除部
４５０  第４切除部
４６０  第６切除部
６００  オーバーコート膜
９００  液晶物質
【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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