(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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配線と、
前記第１絶縁基板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配線と、
前記第１配線と前記第２配線が交差して定義する画素領域ごとに形成されているとともに、前記第１配線または前記第２配線に沿うように形成されている複数の第１切欠きパターンを有する画素電極と、
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と、
前記第１絶縁基板と対向する第２絶縁基板と、
前記第２絶縁基板上に形成されている赤、緑及び青色フィルターと、
前記第２絶縁基板上に形成されており、前記第１切欠きパターンとは重ならない位置に前記第１配線または前記第２配線に沿うように形成されている複数の第２切欠きパターンを有する共通電極と、
前記画素電極と前記共通電極の間に電界が印加されない状態で前記第１及び前記第２基板に対して垂直に配向されている液晶分子を含むとともに、前記第１絶縁基板と前記第２絶縁基板の間に注入されている液晶層と、
を含み、
前記赤、緑、青色フィルターが位置する領域下部の液晶層の厚さを各々Ｒセルギャップ、Ｇセルギャップ、Ｂセルギャップとする時、前記Ｂセルギャップは、前記Ｒセルギャップや前記Ｇセルギャップに比べて０．１μｍから０．３５μｍ小さく、
前記第１及び前記第２切欠きパターンによって分割される前記小ドメインは左右ドメインと上下ドメインに区分する時、前記上下ドメインが占める面積が前記左右ドメインが占める面積より大きく、
前記Ｂセルギャップ、前記Ｒセルギャップ、前記Ｇセルギャップは各々互いに異なる大きさを有し、数式
Ｒセルギャップ−Ｇセルギャップ＜Ｇセルギャップ−Ｂセルギャップを満足し、
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で屈曲されていて前記画素電極は幅が狭い部分と広い部分を有する液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は垂直配向形液晶表示装置に関し、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り、広視野角を実現する垂直配向形液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示装置は一般に共通電極とカラーフィルターなどが形成されている上部基板と薄膜トランジスタと画素電極などが形成されている下部基板との間に液晶物質を注入して、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画像を表現する装置である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、液晶表示装置は視野角が狭いことが重大な短所である。このような短所を克服するために視野角を広く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て垂直に配向し画素電極とその対向電極である共通電極に一定の切欠き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。
【０００４】
切欠きパターンを形成する方法としては画素電極と共通電極に各々切欠きパターンを形成し、これら切欠きパターンによって形成されるフリンジフィールド（fringe field）を利用して、液晶分子が横になる方向を調節することにより視野角を広くする方法がある。
【０００５】
突起を形成する方法は、上下基板上に形成されている画素電極と共通電極上に各々突起を形成しておくことによって、突起によって歪曲される電界を利用し、液晶分子が横になる方向を調節する方式である。
【０００６】
他の方法としては、下部基板上に形成されている画素電極には切欠きパターンを形成し上部基板に形成されている共通電極上には突起を形成して、切欠きパターンと突起によって形成されるフリンジフィールドを利用して、液晶分子が横になる方向を調節することによってドメインを形成する方式である。
【０００７】
しかし、このような垂直配向（vertically aligned: VA）形液晶表示装置では、透過する光の波長毎に透過率の電圧による変化が互いに一致せず分散する特性がある。このような特性により垂直配向形液晶表示装置では階調間色移動（color shift）現象が発生するが、特に高い（明るい）階調へ行くほどホワイト画面が黄色く変化するイエローウィッシュ（yellowish）現象が現れて画質を低下させる。
【０００８】
本発明が目的とする技術的課題は、垂直配向形液晶表示装置での階調間色移動現象を低減させて画質を向上させることである。
【０００９】
【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、青色領域のセルギャップを赤色領域や緑色領域とは異なる大きさで形成する。
【００１０】
具体的には、第１絶縁基板、前記第１絶縁基板上に形成されている第１配線、前記第１絶縁基板上に形成されていて前記第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配線が交差して定義する画素領域ごとに形成されているとともに、前記第１配線または前記第２配線に沿うように形成されている複数の第１切欠きパターンを有する画素電極、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絶縁基板と対向する第２絶縁基板、前記第２絶縁基板上に形成されている赤、緑及び青色フィルター、前記第２絶縁基板上に形成されていて前記第１切欠きパターンとは重ならない位置に前記第１配線または前記第２配線に沿うように形成されている複数の第２切欠きパターンを有する共通電極、前記画素電極と前記共通電極の間に電界が印加されない状態で前記第１及び第２基板に対して垂直に配向されている液晶分子を含むとともに、前記第１絶縁基板と前記第２絶縁基板の間に注入されている液晶層を含み、前記赤、緑、青色フィルターが位置する領域下部の液晶層の厚さを各々Ｒセルギャップ、Ｇセルギャップ、Ｂセルギャップとする時、前記Ｒセルギャップや前記Ｇセルギャップに比べて０．１μｍから０．３５μｍ小さく、前記第１及び前記第２切欠きパターンによって分割される前記小ドメインは左右ドメインと上下ドメインに区分する時、前記上下ドメインが占める面積が前記左右ドメインが占める面積より大きく、前記Ｂセルギャップ、前記Ｒセルギャップ、前記Ｇセルギャップは各々互いに異なる大きさを有し、数式  Ｒセルギャップ−Ｇセルギャップ＜Ｇセルギャップ−Ｂセルギャップを満足し、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で屈曲されていて前記画素電極は幅が狭い部分と広い部分を有する液晶表示装置を備える。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参考として本発明の実施例による垂直配向形液晶表示装置について説明する。
【００１６】
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を正面（観視者側）から見る時の配置図であり、図２は本発明の第１実施例による液晶表示装置の共通電極に形成されている切欠き部を正面から見る時の配置図であり、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る時の画素電極と共通電極切欠き部の配置図であり、図４は図３のIV-IV´線による断面図である。
【００１７】
まず、図１と図４を参考として第１実施例による液晶表示装置の薄膜トランジスタ基板について説明する。
【００１８】
ガラスなどの透明な絶縁基板１０上において横方向（図では縦方向）にのびているゲート線２０が形成されており、ゲート線２０と平行に維持容量線３０が形成されている。ゲート線２０にはゲート電極２１が突起の形態で形成されており、維持容量線３０には第１乃至第４維持電極３１、３２、３３、３４と維持電極連結部３５、３６が枝形に連結されている。第１維持電極３１（図１の最下部にある横線）は維持容量線３０（図の左端にある縦線）に直接連結されて縦方向（図では横方向）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のびている。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のびている。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。導体集合としてゲート線２０とゲート電極２１で構成されるゲート配線２０、２１と、同じく導体集合である維持容量配線３０、３１、３２、３３、３４、３５、３６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上には非晶質ケイ素からなる半導体層５０が形成されている。半導体層５０上にはリンなどのＮ型不純物が高濃度でドーピングされている非晶質ケイ素からなる接触層が形成されている。両側接触層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上に縦方向にのびているデータ線７０に連結されている。導体集合であるデータ配線７０、７１、７２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。上記のような構成により、半導体層５０の部分に、ゲート電極２１、データ線７０に連結されているソース電極７１、画素電極９０に連結されているドレーン電極７２を有する薄膜トランジスタが形成されている。
【００１９】
この時、画素電極９０は切欠きパターンにより第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を介して互いに連結されている。第１小部分９１は、隣り合う二つのゲート線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下半面（図では右半面）に四隅部が切れた（以下、"面取り"という）長方形で形成されており、接触孔８１を通じてドレーン電極７２と直接連結されている。第２及び第３小部分９２、９３は画素領域の上半面（図では左半面）にやはり四隅部が切れた長方形で形成されている。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はデータ線と平行した辺がゲート線と平行した辺に比べて長く、第２小部分と第３小部分はデータ線と平行した辺がゲート線と平行した辺に比べて短い。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。また、維持容量線３０はゲート線２０（図左端の左側）と第３小部分９３の間に位置する。この時、維持容量線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普通である。
【００２０】
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維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維持容量線と維持電極が遮断して安定したドメインを形成することができる。
【００２１】
次に、図２と図４を参考として、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について説明する。
【００２２】
ガラスなどからなる透明な基板１００上（基板の液晶層側）にクロム/酸化クロム二重層からなるブラックマトリックス２００が形成されていて光学的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。この時、Ｒ、Ｇ、Ｂ色フィルター３１０、３２０、３３０は互いに異なる厚さを有する。Ｒ色フィルター３１０の厚さが最も薄く、Ｇ色フィルター３２０の厚さがその次であり、Ｂ色フィルターの厚さ３３０が最も厚い。これは後述するように液晶のセルギャップを各色の画素領域で異ならせるためである。一方、フィルター本体の厚さを所定値として、厚さ調整透明膜を付加してもよい。色フィルター３１０、３２０、３３０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には切欠きパターン４１０、４２０、４３０が形成されている。この時、切欠きパターン４１０、４２０、４３０は第１乃至第３切欠き部４１０、４２０、４３０からなる。第１切欠き部４１０は画素領域の下半部を左右に二分しており、第２切欠き部４２０と第３切欠き部４３０は画素領域の上半部を上下に３分している。各切欠き部４１０、４２０、４３０の両端部は徐々に拡張されて二等辺三角形模様をしており、これら各切欠き部４１０、４２０、４３０は互いに分離されている。
【００２３】
以下、図３と図４を参考として、本発明の第１実施例による液晶表示装置について説明する。
【００２４】
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、２枚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方向子（分極軸を意味し、一般には、分子の長軸）は画素電極９０と共通電極４００の間に電界が印加されない状態で基板１０、１００に対して垂直に配向されている。二つの偏光板１１、１０１を２枚の基板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。
【００２５】
２枚の基板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上に形成されている第１乃至第３切欠き部４１０、４２０、４３０が重複して画素領域を多数の小ドメインに分割（例えば、上記の各小部分を夫々２分）する。この時、画素電極９０の各小部分９１、９２、９３は二つの長辺と二つの短辺からなり、各小部分の長辺はデータ線７０またはゲート線２０と平行しており、偏光板の偏光軸とは４５゜をなす。ここで、データ線７０またはゲート線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と長辺の間またはゲート線２０と長辺の間に維持容量線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の短辺周辺には維持容量配線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る。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。このように維持容量配線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手伝う方向に作用するためである。
【００２６】
一方、液晶物質９００は共通電極４００と画素電極９０の間に注入されており、前述したようにＲ、Ｇ、Ｂ色フィルター３１０、３２０、３３０の厚さが互いに異なるため共通電極４００と画素電極９０の間の間隔もＲ、Ｇ、Ｂ画素領域で互いに異なる。つまり、Ｒ、Ｇ、Ｂ画素領域のセルギャップが互いに異なる。Ｒ画素領域のセルギャップ（Ｒセルギャップ）が最も大きく、Ｇ画素領域のセルギャップ（Ｇセルギャップ）がその次であり、Ｂ画素領域のセルギャップ（Ｂセルギャップ）が最も小さい。この時、ＲセルギャップとＧセルギャップの平均値に比べてＢセルギャップが０．２±０．１５μｍ程さらに小さい。また、図４においてＲセルギャップとＧセルギャップの差異（Δｄ１）に比べてＧセルギャップとＢセルギャップの差異（Δｄ２）がさらに大きい。つまり、Δｄ１＜Δｄ２である。以上のように、Ｒ、Ｇ、Ｂセルギャップを異ならせると階調間色移動を低減させることができる。その理由は後述する。
【００２７】
本発明の第２実施例について説明する。
【００２８】
図５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基板の配置図であり、図６は本発明の第２実施例による液晶表示装置の共通電極に形成されている切欠き部の配置図であり、図７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る時の画素電極と共通電極切欠き部の配置図であり、図８は図７のVIII-VIII'線による断面図である。
【００２９】
まず、図５と図８を参考として本発明の第２実施例による液晶表示装置の薄膜トランジスタ基板について説明する。
【００３０】
絶縁基板１０上に横方向にゲート線２０が形成されており、ゲート線２０と同一方向に維持容量線３０が形成されており、ゲート線２０には突起の形態でゲート電極２１が形成されている。この時、維持容量線３０は一直線模様では形成されていない。つまり、幅の広い棒が横方向にのびている仮想の直線を中心にして、交互に上または下に少しずつ外れるように配列されており、これら棒の間を幅の狭い連結部が連結する形態をしている。維持容量線３０には縦方向にのびている第１及び第２枝電極３３、３１が連結されており、第２枝電極３１には横方向にのびている第３枝電極３２が連結されている。
【００３１】
ゲート線２０と維持容量配線３０、３３、３１、３２上にはゲート絶縁膜４０が形成されている。
【００３２】
ゲート絶縁膜４０上には水素化非晶質ケイ素などの半導体からなる半導体層５０が形成されている。半導体層５０はゲート電極２１と重なっている。
【００３３】
半導体層５０上にはｎ形不純物で高濃度にドーピングされているｎ+水素化非晶質ケイ素などの物質で作られた接触層（図示せず）が形成されている。接触層はゲート電極２１を中心にして両側に分離されている。
【００３４】
接触層上にはデータ配線７０、７１、７２が形成されている。データ線７０はゲート絶縁膜４０上に縦方向に形成されている。ところがデータ線７０は一直線に形成されていない。つまり、多数個の棒が縦方向にの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おり、これら互いに外れてある棒の間を連結部が連結する形態をしている。棒の間の外れている距離、つまり、連結部の距離は上下ドメインと左右ドメインの占有率を考慮して調整する。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によってその間に形成される領域は狭い部分と広い部分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。データ線７０は維持容量線３０及びゲート線２０と交差し、データ線７０と維持容量線３０は両者の連結部で互いに交差する。
【００３５】
データ線７０上には保護膜８０が形成されている。
【００３６】
保護膜８０上には隣接する二本のゲート線２０とデータ線７０が交差してなす一つの画素領域に一つずつＩＴＯ（indium tin oxide）やＩＺＯ（indium zinc oxide）からなる画素電極９０が形成されている。画素電極９０は接触孔８１を通じてドレーン電極７２と連結されている。また、画素電極９０は画素領域の模様と同一に広い部分と狭い部分を有しており、狭い部分には縦方向に長く第１切欠き部９８が形成されており、広い部分には横方向に長く二つの第２切欠き部９９が形成されている。この時、画素電極９０の狭い部分は第１切欠き部９８によって左右に両分されており、広い部分は第２切欠き部９９によって上下に３分されている。３分された広い部分の中で、中央にある部分は他の二つの部分に比べて２倍以上の広い幅を有する。この時、第１切欠き部９８は維持容量線３０の第１枝電極３３と重なっており、第２切欠き部９９は第３枝電極３２と重なっている。
【００３７】
次に、図８と図６を参考として薄膜トランジスタ基板に対向する上部基板について説明する。
【００３８】
図８において、絶縁基板１００の下にブラックマトリックス２００が形成されており、ブラックマトリックス２００の下に赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の色フィルター３１０、３２０、３３０の周辺部が形成され、フィルタ中央部は基板１００に接している。この時、Ｒ、Ｇ、Ｂ色フィルター３１０、３２０、３３０の中でＢ色フィルター３２０はＲやＧ色フィルター３１０、３２０に比べて厚さがさらに厚い。これは後述するように他の色画素領域に比べてＢ画素領域のセルギャップをさらに小さくするためである。色フィルター３１０、３２０、３３０の下にはオーバーコート膜６００が形成されており、オーバーコート膜６００の下にはＩＴＯやＩＺＯなどの透明導電物質からなる共通電極４００が形成されている。ここで共通電極４００には図６に示したようなパターンの切欠き部が各画素に合計５個形成されている。つまり、縦方向に長くのびている第３切欠き部（２個）４１０と横方向に長くのびている第４及び第５切欠き部４２０（２個）、４３０（１個）が形成されている。これら切欠き部４１０、４２０、４３０の配置は第３切欠き部４１０の左右側に隣接画素の第４及び第５切欠き部４２０、４３０が位置されており、第５切欠き部４３０は二つの第４切欠き部４２０の間に配置されている。また、第３切欠き部４１０の第４及び第５切欠き部４２０、４３０と隣接する境界線は第４及び第５切欠き部４２０、４３０の端部と分離できるように屈曲をなしている。
【００３９】
次に、図７と図８を参考として本発明の第２実施例による液晶表示装置について説明する。
【００４０】
本発明の第２実施例による液晶表示装置は薄膜トランジスタ基板１０と上部基板１００を一定の間隔をおいて配置し、これらの間に液晶物質を注入密封して形成する。この時、液晶物質に含まれている液晶分子は画素電極９０と共通電極４００の間に電界が印加されない状態でその方向子が薄膜トランジスタ基板１０と色フィルター基板１００に対して垂直をなすように配向されている。
【００４１】
この時、液晶物質９００は共通電極４００と画素電極９０の間に詰められているが、前述したようにＢ色フィルター３３０の厚さがＲやＧ色フィルター３１０、３２０に比べてさらに厚いために共通電極４００と画素電極９０の間の間隔はＢ画素領域がＲやＧ画素領域に比べてさらに小さい。つまり、Ｂ画素領域のセルギャップ（Ｂセルギャップ）がＲ画素領域のセルギャップ（Ｒセルギャップ）とＧ画素領域のセルギャップ（Ｇセルギャップ）に比べてさらに小さい。この時、ＢセルギャップはＲセルギャップとＧセルギャップに比べて０．２±０．１５μｍ程さらに小さい。つまり、図８においてΔｄ３＝０．２±０．１５μｍである。以上のように、ＢセルギャップをＲやＧセルギャップに比べて小さくするならば階調間色移動を低減することができる。その理由については後述する。
【００４２】
薄膜トランジスタ基板１０と上部基板１００を結合した状態で各種配線と画素電極及び切欠き部の配置を見てみる。
【００４３】
第３切欠き部４１０は画素電極９０の狭い部分の左右辺と重なっており、第４切欠き部４２０は画素電極９０の広い部分の上下境界部と重なっている。第５切欠き部４３０は画素電極９０の広い部分を上下に２分する位置に配置されている。従って、画素電極９０の狭い部分は第１切欠き部９８と第３切欠き部４１０によって二つの小ドメインに分割され、広い部分は第２切欠き部９９と第４及び第５切欠き部４２０、４３０によって四つの小ドメインに分割される。この時、小ドメインの幅は２０±５μｍになることが好ましく、上下ドメイン（Ｂ）と左右ドメイン（Ａ）の占有率を考慮して小ドメインの幅を決める。小ドメインの幅があまり狭ければ開口率が低下し、また、あまり広ければフリンジフィールドが弱く形成されて液晶分子の傾く方向規制が難しくなるためである。また、上下ドメイン（Ｂ）の占有率を左右ドメイン（Ａ）の占有率に比べて大きく形成することができる。この時、上下ドメイン（Ｂ）が全体画素領域で占める占有率は６０％乃至９０％程度になるのが好ましい。このようにすると左右側面での視認性を向上させることができる。
【００４４】
以上のような模様で画素電極９０とドメイン分割のための切欠きパターン９８、９９、４１０、４２０、４３０を形成すれば開口率を非常に向上させることができる。本発明の実施例による液晶表示装置は４８％の開口率を示す。これは上下及び左右ドメインの幅を適切に調節することができるように画素電極自体の模様を変形させることによって可能なことである。また共通電極に形成する切欠き部４１０、４２０、４３０を本来ブラックマトリックス２００によって遮られる画素領域周辺部に殆ど配置して開口率減少を最少化する。つまり、第３切欠き部４１０は画素電極９０の狭い部分の左右辺と重なるように配置し、第４切欠き部４２０は画素電極９０の広い部分の上下境界部分と重なっており、これら部分は本来画素の間の境界部分で光がもれることを防止するためにブラックマトリックス２００で遮っておいた部分であるか、維持容量形成のための維持容量線３０が配置される部分である。従ってこれらの部分に形成されている第３及び第４切欠き部４１０、４２０は別途の開口率低下を招かない。
【００４５】
また、本発明の第２実施例による液晶表示装置では全ての小ドメインが長方形になるので応答速度の側面や小ドメイン隅部でのテクスチャー発生最少化のために有利である。
【００４６】
以下、本発明の実施例のようにＲ、Ｇ、Ｂセルギャップを別にすることによって階調間色移動を低減することができる理由について説明する。
【００４７】
図９は４５０ｎｍ波長の光と６００ｎｍ波長の光のΔｎ・ｄの変化による透過率の差異を示すグラフであり、図１０は図９のグラフの縦軸を５５０ｎｍ波長の光の透過率で割った正規化グラフである。図９と図１０では、横軸をＴＮとＶＡモードで各々透過率が最大になるΔｎ・ｄ値である０．２７ｎｍと０．４７ｎｍでΔｎ・ｄを割って、正規化した。
【００４８】
図９から分かるように、垂直配向（ＶＡ）形やＴＮ（twisted nematic）形液晶表示装置ではΔｎ・ｄの変化によって４５０ｎｍ波長の光の透過率と６００ｎｍ波長の光の透過率の差が変化する。これはΔｎ・ｄが増加することによって増加する透過率の大きさが４５０ｎｍ波長と６００ｎｍ波長で互いに異なるということを意味する。以下、その理由を説明する。
【００４９】
透過率（Ｔ）を決定する数式はＴＮモードでは
【数１】
0004537634.tif 000002
であり、ＶＡモードでは
【数２】
0004537634.tif 000003
である。一方、液晶表示装置で共通電極と画素電極の間にかかる電圧が増減することによって変化するのはｄΔｎである。つまり、基板に対して垂直に配列されていた液晶が電圧印加によって傾きながら有効ｄΔｎが増加することである。ところが数式１及び２から分かるように、Ｔはｕに依存して変化し、ｕはさらにｄΔｎ及びλに依存して変化する。結局、ＴはｄΔｎ及びλに依存して変化するものであるのでＴは光の波長（λ）が変わることの影響を受ける。従って、Ｔは光の波長別に分散特性を有するようになる。
【００５０】
図９を見ると、ＴＮとＶＡ全てが中間階調で短い波長の光の透過率が高く出ることが分かる。このような傾向はＴＮに比べてＶＡモードがさらに強く、従って階調間色移動現象もＶＡモードがＴＮに比べてさらに激しく現れる。
【００５１】
図１０を見ると、低階調では光の波長が最も短い青色の透過率が高く、高階調へ行くほど青色に比べて赤と緑の透過率が高まることが分かり、従って高階調へ行くほど赤と緑の合成色である黄色成分が多くなってイエローウィッシュ現象が現れる。
【００５２】
このような現象はＲ、Ｇ、Ｂのセルギャップを調節して改善することができる。数式２で、Ｔが光の波長λに影響を受けず液晶の傾いた程度によって変動するΔｎにだけ依存するようにするためには、
【数３】
0004537634.tif 000004
でなければならない。もしΔｎの最大値が０．０８である液晶を使用する場合であればΔｎ=０．０８である時、数式２でＴが最大値になることが輝度の面で好ましい。Ｔが最大になるためにはｕ=１でなければならず、ｕが１であれば数式２の二番目の式は１＝２ｄΔｎ/λになり、ここに数式３とΔｎ=０．０８を代入すると、１＝２ｋΔｎ＝２ｋ×０．０８になる。従って、ｋ＝１／０．１６になる。ｋを数式３に代入すると
【数４】
0004537634.tif 000005
になる。Ｒ、Ｇ、Ｂの波長を各々０．６５μｍ、０．５５μｍ、０．４５μｍとするとＲ、Ｇ、Ｂ領域のセルギャップ（ｄ）は各々４．０６μｍ、３．４４μｍ、２．８１μｍ になってこそ階調間色移動を除去することができる。
【００５３】
図１１は液晶の最大Δｎが０．０８である場合にＲ、Ｇ、Ｂの最適セルギャップを示すグラフである。
【００５４】
Ｒ、Ｇ、Ｂ領域のセルギャップ（ｄ）を調節する最も容易な方法としてはＲ、Ｇ、Ｂ色フィルターの厚さを調節することである。しかし、前記の計算及び図１１から分かるように、階調間色移動を除去するために必要なＲとＢの間のセルギャップ（ｄ）差異が約１．２５μｍに達し色フィルターの厚さを調節してこのようなセルギャップの差を形成するのには工程上難しさが大きく、セルギャップの均一性確保も難しくて実質的には適用がむずかしい。
【００５５】
従って、さらに適用が容易で階調間色移動低減にも効果的なセルギャップ差を求める必要がある。
【００５６】
図１２Ａ乃至図１２Ｃは各々Ｒ、Ｇ、ＢのセルギャップによるＶ−Ｔ曲線である。
【００５７】
図１２Ａ乃至図１２Ｃを見ると、セルギャップが変わることによってＶＴ曲線の形態が最も大きく変化するのはＢ、つまり、青色領域であることが分かる。言い換えると４．０μｍ付近でセルギャップ変化によって最も敏感にＶＴ曲線の形態が変わるのは青色領域であるので、セルギャップ調整によって階調間色移動を低減させる時、最も効果的なのは青色領域のセルギャップを調節することであることが分かる。
【００５８】
一方、ＶＡモードの中で広視野角確保のために電極に切欠き部を形成するＰＶＡ（patterned vertically aligned）モードの場合には、切欠き部近くでは他の部分に比べて電界が弱いため切欠き部がない場合に比べて液晶の有効Δｎ・ｄが小さい。従って画素全体的に見た時ＶＴ曲線は切欠き部がないＶＡモードやＴＮモードに比べて緩慢に増加する曲線になる。
【００５９】
図１３は単一ドメインと多重ドメインのＶ−Ｔ曲線の差異を示すグラフであって、前述したように、切欠き部が形成されている多重ドメインのＶＴ曲線が切欠き部が形成されていない単一ドメインに比べて緩慢に増加することが分かる。このような現象は色移動を自律的に補正する効果があって、ＰＶＡの場合、前に理論的に計算されたセルギャップ偏差１．２５μｍより非常に小さいセルギャップ偏差でも相当な色移動低減効果を得ることができる。
【００６０】
図１４は黄色領域（赤色領域と黄緑領域の平均）と青色領域のセルギャップ差異によるカラーシフト量を示すグラフであり、図１５は黄色領域と青色領域のセルギャップ差異による輝度比率（青色/黄色）を示すグラフであり、図１６は黄色領域と青色領域のセルギャップ差異による階調別色温度差を示すグラフである。
【００６１】
図１４乃至図１５を見ると、青色画素領域のセルギャップ（Ｂセルギャップ）が赤色セルギャップ（Ｒセルギャップ）や黄緑のセルギャップ（Ｇセルギャップ）に比べて０．２〜０．３μｍ程度だけ小さくても階調間色移動現象は大きく改善されることが分かる。これはＢセルギャップの変化が特性に最も大きい影響を及ぼすこととＰＶＡでは切欠き部のために色移動が自律的に一部補償されることに起因する。
【００６２】
図１７はセルギャップにともなう色質（color property）と工程容易性及び収率の増減を示すグラフである。
【００６３】
図１７を見ると、色質はセルギャップ偏差が大きくなって１．２５に近づくほど良くなるが、工程容易性及び収率はセルギャップ偏差が大きくなるほど低くなる。このような点に鑑みる時、ＢセルギャップをＲセルギャップやＧセルギャップに比べて０．２±０．１５μｍさらに小さく形成すれば色質も良好で工程容易性や収率面でも無理がない。
【００６４】
以上のように、ＢセルギャップをＲセルギャップやＧセルギャップに比べて０．２±０．１５μｍさらに小さく形成すると階調間色移動を低減させて優れた画質の液晶表示装置を実現することができる。この時、第１実施例のようにＧセルギャップもＲセルギャップより小さく形成してＲ、Ｇ、Ｂセルギャップが互いに異なるセルギャップになるようにすることもできる。この時はＲとＧの偏差に比べてＧとＢの偏差がさらに大きいことが好ましい。これは図１２Ａ乃至図１２Ｃから分かるように、Ｂセルギャップの変更がさらに大きい効果を得ることができるためである。
【００６５】
本発明の権利範囲は実施例に限定されるわけではなく、特許請求の範囲に記載された内容を逸脱しない範囲内で様々な変更が可能である。
【００６６】
【発明の効果】
以上のように、ＢセルギャップをＲセルギャップやＧセルギャップに比べてさらに小さく形成すると階調間色移動を低減させて優れた画質の液晶表示装置を具現することができる。
【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を正面から見る時の配置図である。
【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に形成されている切欠き部を正面から見る時の配置図である。
【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る時の画素電極と共通電極切欠き部の配置図である。
【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用薄膜トランジスタ基板の配置図である。
【図６】  本発明の第２実施例による液晶表示装置の共通電極に形成されている切欠き部の配置図である。
【図７】  本発明の第２実施例による液晶表示装置を正面から見る時の画素電極と共通電極切欠き部の配置図である。
【図８】  図７のVIII-VIII'線による断面図である。
【図９】  ４５０ｎｍ波長の光と６００ｎｍ波長の光のΔｎ・ｄの変化による透過率差異を示すグラフである。
【図１０】  図９のグラフの縦軸を５５０ｎｍ波長の光の透過率で割った正規化グラフである。
【図１１】  Δｎ=０．０８である場合にＲ、Ｇ、Ｂの最適セルギャップを示すグラフである。
【図１２Ａ】  ＲのセルギャップにともなうＶ−Ｔ曲線である。
【図１２Ｂ】  ＧのセルギャップにともなうＶ−Ｔ曲線である。
【図１２Ｃ】  ＢのセルギャップにともなうＶ−Ｔ曲線である。
【図１３】  単一ドメインと多重ドメインのＶ−Ｔ曲線の差異を示すグラフである。
【図１４】  黄色領域（赤色領域と黄緑領域の平均）と青色領域のセルギャップ差異によるカラーシフト量を示すグラフである。
【図１５】  黄色領域と青色領域のセルギャップ差異による輝度比率（青色/黄色）を示すグラフである。
【図１６】  黄色領域と青色領域のセルギャップ差異による階調別色温度差を示すグラフである。
【図１７】  セルギャップによる色質と工程容易性及び収率の増減を示すグラフである。
【符号の説明】
１０  絶縁基板
１１  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  維持電極連結部
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
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  第１連結部
９５  第３連結部
９６  第２連結部
９８  第１切欠き部
９９  第２切欠き部
１００  基板
１０１  偏光板
２００  ブラックマトリックス
３１０  色フィルター
３２０  色フィルター
３３０  色フィルター
４００  共通電極
４１０  第３切欠き部
４２０  第４切欠き部
４３０  第５切欠き部
６００  オーバーコート膜
９００  液晶物質
【図１】
0004537634.tif 000006
【図２】
0004537634.tif 000007
【図３】
0004537634.tif 000008
【図４】
0004537634.tif 000009
【図５】
0004537634.tif 000010
【図６】
0004537634.tif 000011
【図７】
0004537634.tif 000012
【図８】
0004537634.tif 000013
【図９】
0004537634.tif 000014
【図１０】
0004537634.tif 000015
【図１１】
0004537634.tif 000016
【図１２Ａ】
0004537634.tif 000017
【図１２Ｂ】
0004537634.tif 000018
【図１２Ｃ】
0004537634.tif 000019
【図１３】
0004537634.tif 000020
【図１４】
0004537634.tif 000021
【図１５】
0004537634.tif 000022
【図１６】
0004537634.tif 000023
【図１７】
0004537634.tif 000024