(57)【要約】【課題】液晶表示装置において、ドメイン分割及びスペーサの役割を兼ねる突起パターンを形成し、輝度を高める。【解決手段】第１絶縁基板と、第１基板上に形成されており、多数の切除パターンを有し切除パターンによって多数の領域に分割される画素電極と、第１基板に対応する第２絶縁基板と、第２基板上に形成されている共通電極と、第１基板と第２基板との間に注入されている液晶層と、共通電極上に形成されており、画素電極の多数の領域に位置して液晶層の液晶分子の傾き規制する多数の突起パターンとを含み、突起パターンによって第１基板と第２基板の間隔が一定に維持される液晶表示装置を提供する。【選択図】図２ｂ
2007316667.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１絶縁基板と、
前記第１基板上に形成されており、多数の切除パターンを有し前記切除パターンによって多数の領域に分割される画素電極と、
前記第１基板に対応する第２絶縁基板と、
前記第２基板上に形成されている共通電極と、
前記第１基板と前記第２基板との間に注入されている液晶層と、
前記共通電極上に形成されており、前記画素電極の多数の領域に位置して前記液晶層の液晶分子の傾きを規制する多数の突起パターンと
を含み、
前記突起パターンによって前記第１基板と前記第２基板の間隔が一定に維持される液晶表示装置。
【請求項２】
前記第１基板上に形成されており前記画素電極と電気的に連結されている薄膜トランジスタをさらに含む請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記第２基板と前記共通電極との間にパターニングされて形成されているブラックマトリックスをさらに含む請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記画素電極に対応し前記第２基板と前記共通電極との間に形成されている色フィルターをさらに含む請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記突起パターンは上面及び下面が円形、四角形または角部が丸い四角形である柱で形成されている請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記突起パターンの高さは３．０μｍ乃至４．５μｍである請求項５に記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記液晶層のリタデーションは０．２５μｍ乃至０．４μｍである請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項８】
前記液晶層に入射する光は円偏光である請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項９】
前記第１基板及び前記第２基板の外側に各々付着されている第１及び第２偏光板をさらに含み、前記第１基板と前記第１偏光板との間及び前記第２基板と前記第２偏光板との間に各々付着されている第１及び第２二軸性フィルムをさらに含む請求項８に記載の液晶表示装置。
【請求項１０】
前記第１偏光板と前記第１二軸性フィルムとの間または前記第２偏光板と前記第２二軸性フィルムとの間のうちいずれかの１つに付着されている一軸性フィルムをさらに含む請求項９に記載の液晶表示装置。
【請求項１１】
前記第１二軸性フィルムの最長軸と前記第２二軸性フィルムの最長軸とが互いに垂直をなす請求項９に記載の液晶表示装置。
【請求項１２】
前記第１及び第２偏光板の偏光軸と前記第１及び第２二軸性フィルムの最長軸とは互いに４５度をなす請求項９に記載の液晶表示装置。
【請求項１３】
前記第１基板と前記第１二軸性フィルムとの間及び前記第２基板と前記第２二軸性フィルムとの間に各々付着されている第１及び第２λ／４プレートをさらに含む請求項９に記載の液晶表示装置。
【請求項１４】
前記第１及び第２λ／４プレートの遅い軸が互いに垂直をなす請求項１３に記載の液晶表示装置。
【請求項１５】
前記第１及び第２偏光板の偏光軸と前記第１及び第２λ／４プレートの遅い軸とは互いに４５度をなす請求項１３に記載の液晶表示装置。
【請求項１６】
前記第１偏光板の偏光軸と前記第１二軸性フィルムの最長軸及び前記第２偏光板の偏光軸と前記第２二軸性フィルムの最長軸は互いに平行である請求項１３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関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は現在最も広く使用されている平板表示装置の一つであって、電場を生成する多数の電極が形成されている二枚の基板、二枚の基板の間の液晶層、それぞれの基板の外面に付着されて光を偏光させる二枚の偏光板からなり、電極に電圧を印加して液晶層の液晶分子を再配列させることによって透過する光の量を調節する表示装置である。
液晶表示装置の一つの基板には電極に印加される電圧をスイッチングする薄膜トランジスタと多数の配線、つまり、多数のゲート線及びデータ線が各々行及び列方向に形成されている。ゲート線とデータ線との交差で定義される画素領域には画素電極が形成されており、薄膜トランジスタはゲート線を通じて伝達される走査信号によってデータ線を通じて伝達される画像信号を制御して画素電極に出力する。これと対向する他の一つの基板には画素電極に対応する部分に色フィルターが形成されており全面に共通電極が形成されている。
【０００３】
このような液晶表示装置のうち、垂直配向方式（VA；Vertically aligned）の液晶表示装置は電場が印加されていない状態で液晶分子の長軸が基板に垂直に配列され、電圧が印加されると基板と平行になる方向に傾く。基板に対して垂直に配列された液晶分子は光の偏光方向を回転させる機能を遂行できないが、基板に対して平行に横になっている液晶分子は光の偏光方向を回転させることができる。この時、液晶層の両側に配置された二つの偏光板の偏光軸を互いに垂直になるように配列すると液晶分子が垂直配列された場合には光が二つの偏光板を通過せず暗い状態になり、電圧を印加して液晶分子が傾いた場合には一定量の光が二つの偏光板を通過して出ることによって明るい状態となる。
【０００４】
このような垂直配向方式の液晶表示装置において広視野角を確保するために電極に切除パターンを形成したり有機物質を用いて突起を形成することによって液晶が横になる方向を四方向に均一に分配して多重領域（multi domain）を形成する方法が提示されている。
一方、このような突起をスペーサとして用いることができ、ドメインを分割することに使用する突起の高さは１．２μｍであればいいが、スペーサとして用いる突起の高さは約４．０μｍでなければならない。従って、ドメイン分割用突起をそのままスペーサとして用いるために４．０μｍで形成すれば突起が形成する壁のため液晶を注入することが難しくなる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明が目的とする技術的課題はドメイン分割及びスペーサの役割を兼ねる突起パターンを形成することである。
本発明の他の技術的課題は輝度を高めることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
このような課題を達成するために本発明ではドメイン分割及びスペーサの役割を果たす突起パターンが共に形成されている。
本発明によると、第１絶縁基板上に多数の切除パターンを有し切除パターンによって多数の領域に分割される画素電極が形成されている。第１基板に対応する第２絶縁基板上には共通電極が形成されており、第１基板と第２基板との間に液晶層が注入されている。共通電極上には画素電極の多数の領域に位置し液晶層の液晶分子の傾きを規制する多数の突起パターンが形成されている。このような突起パターンによって第１基板と第２基板との間隔が一定に維持される。
【０００７】
ここで、第１基板上には画素電極と電気的に連結されている薄膜トランジスタがさらに形成されており、第２基板と共通電極との間にはブラックマトリックスがパターニングされて形成されており画素電極に対応して第２基板と共通電極との間に色フィルターがさらに形成される構成とすることができる。
突起パターンは上面及び下面が円形、四角形または角部が丸い四角形である柱で形成されており、突起パターンの高さは３．０μｍ乃至４．５μｍであるのが好ましい。
【０００８】
液晶層のリタデーションは０．２５μｍ乃至０．４μｍであるのが好ましい。
一方、液晶層に入射される光は円偏光であり、この時、第１基板及び第２基板の外側に各々第１及び第２偏光板がさらに付着されており、第１基板と第１偏光板との間及び第２基板と第２偏光板との間に各々第１及び第２二軸性フィルムがさらに付着された構成とすることができる。
【０００９】
この時、第１偏光板と第１二軸性フィルムとの間または第２偏光板と第２二軸性フィルムとの間のうちのいずれかの１ケ所に一軸性フィルムがさらに付着された構成とすることができる。
第１二軸性フィルムの最長軸と第２二軸性フィルムの最長軸が互いに垂直をなし、第１及び第２偏光板の偏光軸と第１及び第２二軸性フィルムの最長軸は互いに４５度をなすのが好ましい。
【００１０】
また、第１基板と第１二軸性フィルムとの間及び第２基板と第２二軸性フィルムとの間に各々第１及び第２λ／４プレートがさらに付着された構成とすることができ、第１及び第２λ／４プレートの遅い軸が互いに垂直をなし、第１及び第２偏光板の偏光軸と第１及び第２λ／４プレートの遅い軸は互いに４５度をなすのが好ましい。
第１偏光板の偏光軸と第１二軸性フィルムの最長軸及び第２偏光板の偏光軸と第２二軸性フィルムの最長軸は互いに平行なのが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
このように、本発明では突起パターンを柱形態に形成してドメインを分割すると同時にスペーサとして使用する。また、第２基板と偏光板及び第１基板と偏光板の間にλ／４プレートと二軸性フィルムなどを付着し液晶に円偏光が通過するようにしてテクスチャーをなくし輝度を高めることができる。また、位置によって厚さの異なる突起パターンを一度の写真工程で形成して厚さの薄い突起をドメイン分割用として使用し厚さの厚い突起をスペーサとする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、添付図面を参照して本発明の実施例による液晶表示装置及びその製造方法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することができる程度に詳細に説明する。
まず、図１乃至図３を参照して本発明の第１実施例による液晶表示装置の構造について詳細に説明する。
【００１３】
図１は本発明の第１実施例による液晶表示装置の薄膜トランジスタ基板の画素電極及び色フィルター基板の突起パターンを共に示したものであり、図２ａは本発明の第１実施例による液晶表示装置の断面図であり、図２ｂは本発明の第１実施例による液晶表示装置に電圧を印加した場合を示した断面図であり、図３は本発明の第１実施例による液晶表示装置に電圧を印加した場合の液晶の配列を平面的に示した図面である。
【００１４】
図１及び図２ａに示されているように、第１基板１には薄膜トランジスタ（図示せず）、薄膜トランジスタに電気的に連結されており切除部６、７を有する画素電極４が形成されており、これを薄膜トランジスタ基板という。また、第１基板１と対向する第２基板１１にはブラックマトリックス１２、色フィルター１３、共通電極１４が形成されており、これを色フィルター基板という。基板１、１１の外側には透過軸が互いに直交する偏光板（図示せず）が付着されている。
【００１５】
以下、まず、薄膜トランジスタ基板について簡略に説明する。
第１基板１上には切除部６、７を有する画素電極４が形成されており、画素電極４に印加される信号をスイッチングする役割を果たす薄膜トランジスタ（図示せず）も形成されている。薄膜トランジスタはゲート線（図示せず）の一部であるゲート電極（図示せず）、ゲート電極上部に形成されている半導体層（図示せず）、半導体層上部に形成されておりデータ線（図示せず）の一部であるソース電極（図示せず）、ソース電極と対向するドレーン電極（図示せず）等からなる。この時、薄膜トランジスタの一部であるドレーン電極は画素電極４と電気的に連結されている。
【００１６】
ここで、画素電極４は図１のように、切除部６、７を中心に三領域に分かれている。
このような薄膜トランジスタ基板で、外部から印加されたゲート信号がゲート線に伝達され外部から印加されたデータ信号がデータ線に伝達されると、半導体層にチャンネルが形成されドレーン電極を通じて画素電極にデータ信号が印加されて画像が表示される。
次に、色フィルター基板について説明する。
【００１７】
第２基板１１上にはブラックマトリックス１２が形成されており、ブラックマトリックス１２の間には赤色、緑色、青色の色フィルター１３が形成されている。色フィルター１３上にはＩＴＯ（indium tin oxide）またはＩＺＯ（indium zinc oxide）のような透明導電物質からなる共通電極１４が全面に形成されている。共通電極１４上には感光性有機絶縁膜からなる突起パターン１６が形成されている。この時、突起パターン１６は円形、四角形または角部が丸い四角形のような上面及び下面を有する柱形態で３．０μｍ乃至４．５μｍの高さで形成されており、２枚の基板１、１１を整列した時に画素領域の三領域の中心に各々一つずつ位置している。この時、突起パターン１６は感光性有機絶縁膜、陽性または陰性感光膜及びケイ素が含まれたケイ素絶縁膜等で形成することができる。
【００１８】
薄膜トランジスタ基板及び色フィルター基板上には垂直配向膜（図示せず）が形成されている。
このような２枚の基板１、１１を整列しその間に負の誘電率異方性を有する液晶１７を注入してリタデーション値（Δｎｄ）が０．２５μｍ乃至０．４μｍである液晶層を形成している。電圧を印加していない場合、液晶分子１７は２枚の基板１、１１に垂直に配向されている。共通電極１４及び画素電極４に電圧を印加すると液晶分子１７は図２ｂのように、画素電極４と共通電極１４との間に形成されるフリンジフィールド（ｆ）に垂直に配列される。この時、液晶分子１７は図２ｂのIII方向から見た時、図３のように突起パターン１６を中心に四方向に配向され第２基板１１の共通電極１４をパターニングしなくても所望の多重領域を形成することができる。また、突起パターン１６は円柱形態で形成されているので液晶注入が円滑で、２枚の基板１、１１を整列した時にスペーサとしての役割を果たすので液晶表示装置のセルギャップ（cell gap）を均一に維持することができる。
【００１９】
一方、画素電極４は本発明の第１実施例によって切除パターンを有する形態で形成することもでき、他の形態で形成することもできる。これについて図４を参照して本発明の第２実施例で説明する。
図４は本発明の第２実施例による液晶表示装置の薄膜トランジスタ基板の画素電極及び突起パターンを共に示した図面である。
【００２０】
図４に示されているように、画素電極４は角部が曲線化された四角形が数個で連結されている形態で形成されており、各四角形の中心に突起パターンが位置している。即ち、画素電極４は切除パターンによって数個の小部分に分割されており（本実施例では３個）、各小部分の中心に突起パターンが位置している。
一方、第１及び第２実施例では画素電極４の形態のみが異なり他の部分の構造は同一である。
【００２１】
以下、このような本発明の第１及び第２実施例による色フィルター基板の製造方法について図５ａ乃至図５ｃを参照して説明する。
まず、図５ａに示されているように、第２基板１１上にブラックマトリックス１２を形成した後、その上に赤色、緑色、青色の色フィルター１３を形成する。
その次に、図５ｂに示されているように、ブラックマトリックス１２及び色フィルター１３上にＩＴＯまたはＩＺＯのような透明導電物質からなる共通電極１４を形成する。
【００２２】
その次に、図５ｃに示されているように、感光性有機絶縁膜、陽性または陰性感光膜及びケイ素が含まれたケイ素絶縁膜などからなる突起パターン１６を形成する。突起パターン１６を感光性物質で形成する場合にはマスクを通じて露光した後に現像し、ケイ素絶縁膜で形成する場合には感光膜パターンを形成した後にエッチングする工程を実施すればよい。
【００２３】
一方、図６に示されているように、電圧を印加した時のホワイト（white）状態で、円形の突起パターン１６を中心に黒く現れる部分Ｂが発生し輝度が減少する。この黒い部分Ｂは偏光板を通過して直線偏光された光が液晶層を通過する時、液晶分子１７の方向子と光の偏光方向が平行であるか垂直である部分で液晶１７による光の偏光方向回転作用が起こらないため発生する。つまり、第１偏光板を通過しながら線偏光された光が液晶１７による偏光方向回転作用を経ないで第２偏光板を通過しながら遮断される。従って、基板１、１１と偏光板との間に適切な補償板を付着し直線偏光を円偏光に変形させて液晶分子を通過するようにするのが好ましい。円偏光は偏光方向が固定されていないので液晶分子１７の方向子と偏光方向が平行であるか垂直になるため現れる黒い部分Ｂが発生しない。これにより輝度が向上する。
【００２４】
このように液晶表示装置に付着される補償板について図７乃至図１０を参照して本発明の第３乃至第５実施例を説明する。
まず、図７を参照して本発明の第３実施例を説明する。
図７に示されているように、偏光板４１と第２基板１１及び偏光板４２と第１基板１の間に各々λ／４プレート２１、２２を付着し、λ／４プレート２１、２２と偏光板４１、４２との間に各々二軸性フィルム３１、３２を付着する。この時、二つの偏光板４１、４２の偏光軸は互いに垂直をなし、二つの二軸性フィルム３１、３２の最長軸（屈折率が最も大きい軸）も互いに垂直をなし、二つのλ／４プレート２１、２２の遅い軸も互いに垂直をなしている。また、第２基板１１の外側に位置する偏光板４１の偏光軸と二軸性フィルム３１の最長軸とは互いに平行であり、第１基板１の外側に位置する偏光板４２の偏光軸と二軸性フィルム３２の最長軸とは互いに平行であり、各々隣接しているλ／４プレート２１、２２の遅い軸とは４５度をなしている。
【００２５】
二軸性フィルム３１、３２は経路によるリタデーション値の差を補償して視野角を改善する役割を果たし、λ／４プレート２１、２２は偏光板４１、４２を通じて入射する直線偏光を円偏光に変化させる役割を果たす。つまり、λ／４プレート２１、２２を通過しながら光が円偏光されて液晶１７に入射すると、直線偏光が液晶１７に入射する場合に発生するテクスチャーを除去して輝度を高めることができる。また、二軸性フィルム３１、３２による視野角補償効果を得ることができ、λ／４プレート２１、２２の遅い軸が互いに直交するように付着することにより補償効果があるのでλ／４プレート２１、２２の波長分散特性の影響を受けることがなく、高いコントラストを得ることができる。この時、二軸性フィルム３１、３２のＲｘ＝５０ｎｍ、Ｒｚ＝１００ｎｍである場合に側面での光漏れが減少するが、これは液晶表示装置に適用するのに不十分である。このような光漏れは視野角が狭くなる問題点があるのでこれを解決するための第２及び第３の方法を提示する。
【００２６】
以下、図８を参照して本発明の第４実施例を説明する。
図８に示されているように、偏光板４１と第２基板１１及び偏光板４２と第１基板１の間に二軸性フィルム３１、３２を各々付着する。この時、偏光板４１、４２の偏光軸は互いに垂直をなし、二軸性フィルム３１、３２の最長軸は互いに垂直をなし、隣接した偏光軸４１、４２とは各々４５度をなす。二軸性フィルム３１、３２のＲｘは１００ｎｍ乃至１５０ｎｍであり、Ｒｚは８０ｎｍ乃至１８０ｎｍである。ここではλ／４プレートを付着せず二軸性フィルムがλ／４プレートの機能を兼ねている。つまり、偏光板４２を通過した直線偏光を二軸性フィルム３２が円偏光に変化させて、円偏光が液晶１７を通過すると二軸性フィルム３１によって直線偏光に変わる。この場合には第１の場合よりさらに広い視野角を得ることができる。
【００２７】
次に、図９を参照して本発明の第５実施例を説明する。
図９に示されているように、偏光板４１と第２基板１１及び偏光板４２と第１基板１の間に各々二軸性フィルム３１、３２を付着し、二軸性フィルム３２と偏光板４２との間に一軸性フィルム３３を付着する。偏光板４１、４２の偏光軸は互いに垂直をなし、二軸性フィルム３１、３２の最長軸も互いに垂直をなしている。二軸性フィルム３１、３２の最長軸及び隣接した偏光板４１、４２の偏光軸は互いに４５度をなしている。一軸性フィルム３３の長軸は隣接した偏光板４２の偏光軸と平行である。この時、一軸性フィルム３３を二軸性フィルム３１と偏光板４１との間に付着することができ、一軸性フィルム３３の代りに二軸性の小さい二軸性フィルムを付着することもできる。二軸性フィルム３１、３２のリタデーション値は第２の場合と同一であり、一軸性フィルム３３のリタデーション値は２００ｎｍ±１００ｎｍである。第３の場合は前の第１及び第２の場合よりさらに広い視野角を示す。
【００２８】
このように偏光板４１、４２と基板１、１１との間に適切な補償板を付着して円偏光を利用すると視野角が広くなり、図１０に示されているように突起パターン１６を除いた他の領域でテクスチャーが見えず輝度が向上する。
一方、突起パターンの厚さを位置によって異なるように形成して厚さの厚い突起パターンをスペーサ用突起とし厚さの薄い突起パターンをドメイン分割用突起とすることもできる。この時、スペーサ用突起及びドメイン分割用突起を一度の写真工程で形成して工程の数を減らすのが好ましい。これについて本発明の第６及び第７実施例で説明する。
【００２９】
まず、厚さが異なる突起パターンを有する色フィルター基板について図１１を参照して説明する。
図１１に示されているように、基板１１１上にはブラックマトリックス１１２が形成されており、ブラックマトリックス１１２の間には赤色、緑色、青色の色フィルター１１３が形成されている。色フィルター１１３上にはＩＴＯまたはＩＺＯのような透明導電物質からなる共通電極１１４が全面に形成されている。共通電極１１４上には感光性有機絶縁膜からなる突起パターン１１６、１１７が形成されている。突起パターン１１６、１１７は位置によって異なる厚さで形成されており、この例ではブラックマトリックス１１２の上部に形成されている突起パターン１１７の厚さが色フィルター１１３の上部の共通電極１１４上に形成されている突起パターン１１６より厚くなっている。
【００３０】
この時、突起パターン１１６、１１７の形態について薄膜トランジスタ基板の画素電極１０４と共に図１２ａ乃至図１２ｃを参照して本発明の第６実施例で説明する。
ここで、図１２ｂでの突起パターン１１６は画素領域ごとに模様が異なる多数の突起部１３１、１４１、１５１からなる。薄膜トランジスタ基板には多様な模様の切除部を有する画素電極１０４が形成されており、その他の構造は前述の薄膜トランジスタ基板の構造を参照すればよい。
【００３１】
まず、図１２ａを参照して画素電極１０４について説明する。
図１２ａに示されているように、長方形の画素電極１０４中間部の右側から左に細く掘れた第１切除部１２１が形成されており、第１切除部１２１の入口両側は角部が切取られて緩やかな角度で曲がっている。第１切除部１２１を中心にして画素電極１０４を上部と下部に区分する時、上部及び下部には各々第２及び第３切除部１２２、１２３が形成されている。第２及び第３切除部１２２、１２３は各々画素電極１０４の上部及び下部で画素電極１０４の左側中心部に向って対角線方向に掘られており、互いに対称をなしている。
【００３２】
次に、図１２ｂを参照して共通電極１１４上に形成されている突起パターンについて説明する。
図１２ｂに示されているように、共通電極１１４上には横方向に形成されている幹部１３２、幹部１３２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１３３、１３４、第１及び第２枝部１３３、１３４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１３５、１３６を含む第１突起部１３１が形成されている。また、共通電極１１４には第１枝部１３３と平行に斜線方向に形成されている第１中央部１４２、第１中央部１４２から横方向にのびている第１横端部１４３、第１中央部１４２から縦方向にのびている第１縦端部１４４を含む第２突起部１４１と、第１突起部１３１に対して第２突起部１４１と対称をなしており、第２中央部１５２、第２横端部１５３、第２縦端部１５４を含む第３突起部１５１とが形成されている。このような配置の第１乃至第３突起部１３１、１４１、１５１は画素電極１０４に対応する領域ごとに共通電極１１４上に反復的に形成されている。ここで、第１乃至第３突起部１３１、１４１、１５１の幅は３μｍ乃至１５μｍである。一方、突起部１３１、１４１、１５１より厚い厚さを有するスペーサ用突起１１７は、図１２ｂに図示していないが、ブラックマトリックス１１２と重なるように形成されており、突起１１７は上面及び下面の幅が５μｍ乃至４０μｍである多角形または円形の形状を有する柱形態である。
【００３３】
図１２ａ及び図１２ｂに示した画素電極１０４及び共通電極１１４上に形成されている突起パターン１３１、１４１、１５１を共に図示すれば図１２ｃと同一である。
図１２ｃに示されているように、画素電極１０４の第１乃至第３切除部１２１、１２２、１２３と共通電極１１４上部の第１乃至第３突起部１３１、１４１、１５１とが重畳して画素電極１０４を多数の領域に分割している。この時、画素電極１０４の切除部１２１、１２２、１２３及び共通電極上部の突起部１３１、１４１、１５１は交互に配置されている。第１乃至第３切除部１２１、１２２、１２３及び第１乃至第３突起部１３１、１４１、１５１は画素電極１０４の中央を分割する第１切除部１２１と第１突起部１３１の幹部１３２、画素電極１０４の辺と重畳する第１突起部１３１の枝端部１３５、１３６と第２及び第３突起部１４１、１５１の横端部１４３、１５３及び縦端部１４４、１５４を除いては大部分の領域で互いに平行に形成されている。
【００３４】
この時、電場が印加された時の液晶１７の配列は一つの画素領域内で四つの方向に分類され、四方向全てで広い視野角を得ることができる。
このような構造を有する突起パターン１１７はスペーサとして用いられ、突起パターン１１６は多重領域を形成するのに用いられる。
以下、このように位置によって厚さが異なる突起パターン１１６、１１７を有する色フィルター基板の製造方法について図１３ａ乃至図１７ｃ、前の図１１を参照して説明する。
【００３５】
まず、図１３ａに示されているように絶縁基板１１１上にブラックマトリックス１１２を形成した後、その上に赤色、緑色、青色の色フィルター１１３を形成する。
その次に、図１３ｂに示されているように、ＩＴＯまたはＩＺＯのような透明導電物質からなる共通電極１１４を基板１１１の全面に形成する。
その次に、図１３ｃに示されているように、共通電極１１４上に感光性有機絶縁膜１１５を塗布する。この時、感光性有機絶縁膜１１５の代りに陰性または陽性の感光膜、ケイ素が含まれたケイ素絶縁膜などを形成することもできる。
【００３６】
その次に、図１４及び図１５で示したマスク１００、１１０を用いて感光性有機絶縁膜１１５をパターニングし前の図１１のように厚さの異なる突起パターン１１６、１１７を形成する。この時、用いるマスクはスリットパターンまたは半透過膜を含むのが好ましい。
以下、スリットパターンまたは半透過膜を含むマスクを用いて突起パターン１１６、１１７を形成する方法について詳細に説明する。
【００３７】
まず、スリットパターンが形成されているマスクを用いて突起パターンを形成する方法について図１４及び前の図１１を参照して説明する。ここで、有機絶縁膜は陰性、陽性の両方が使用できるが、ここでは陰性有機絶縁膜の場合についてのみ説明する。有機絶縁膜が陰性であるので現像後に露光部分が残り露光されない部分は残らない。
図１４に示されているように、マスク１００は色フィルター１１３上の共通電極１１４上部に位置する部分Ｂに形成されているスリットパターン、ブラックマトリックス１１２と共通電極１１４が接触しており凹入形成された部分Ａに形成されている透明パターン、残りの部分Ｃに位置する不透明パターンを含んでいる。このようなマスク１００を用いて露光すると、透明パターンを通じて入射する光の量よりスリットパターンを通じて入射する光の量が少ない。従って、露光後に現像すると前の図１１に示されているようにＢ部分に残る突起パターン１１６の厚さはＡ部分に残る突起パターン１１７の厚さより薄くＣ部分には陰性有機絶縁膜が残らない。
【００３８】
この時、陰性有機絶縁膜を使用する場合には現像後に上部が下部よりさらに広く形成される逆テーパ（taper）形態で残るが、以降の工程で上部が切取られてほぼ直角に近いパターンが形成される。
次に、半透過膜が含まれたマスクを用いて突起パターンを形成する方法について図１５及び前の図１１を参照して説明する。ここで、有機絶縁膜は陰性、陽性の両方が使用できるが、ここでは陽性有機絶縁膜の場合についてのみ説明する。有機絶縁膜が陽性であるので現像後に露光部分は残らず露光されない部分が残る。
【００３９】
図１５に示されているように、マスク１１０は色フィルター１１３上の共通電極１１４上部に位置する部分Ｂに形成されている半透過膜パターン、ブラックマトリックス１１２と共通電極１１４が接触しており凹入形成されている部分Ａに形成されている不透明パターン、残りの部分Ｃに位置する透明パターンを含んでいる。このようなマスク１１０を用いて露光すると、透明パターンを通じて入射する光の量より半透過膜パターンを通じて入射する光の量が少ない。従って、露光後に現像するとＢ部分に残る陽性有機絶縁膜の厚さはＡ部分に残る陽性有機絶縁膜の厚さより薄くＣ部分には陽性有機絶縁膜が残らない。
【００４０】
ここで、現像後に光を受けた部分が残るようになる陰性有機絶縁膜を使用する場合に半透過膜により光を少なく受けた部分が現像後に所望の厚さのパターンに形成されるのが難しいので、陽性有機絶縁膜を使用するのが有利である。
このように、スリットパターンまたは半透過膜を含むマスク１００、１１０を用いて厚さの異なる突起パターン１１６、１１７を形成し、薄い突起パターン１１６でフリンジフィールドを形成して広視野角を確保することができ、厚い突起パターン１１７をスペーサとする。また、位置によって厚さの異なる突起パターン１１６、１１７を一度の写真工程で形成して工程の数を減らすことができる。
【００４１】
一方、感光性有機絶縁膜の代りにケイ素を含む絶縁膜で形成することもできる。この場合にはケイ素を含む絶縁膜を塗布した後、その上に感光膜を塗布し、前述のスリットパターンまたは半透過膜を含むマスクを用いて写真エッチング工程を実施すればよい。ここで、感光膜として陽性感光膜を使用する場合を例として上げて説明する。
これについて図１６乃至図１７ｃ、前の図１１を参照して説明する。図１６乃至図１７ｃは共通電極１１４上にケイ素を含む絶縁膜１１５を蒸着し感光膜１２５を塗布しスリットパターンまたは半透過膜を含むマスク１２０を用いて露光及び現像した後の色フィルター基板をその工程順序によって示した断面図である。
【００４２】
図１６に示されているように、ケイ素を含む絶縁膜１１５上に感光膜１２５を塗布した後、マスク１２０を用いて現像して図１７ａのように厚さの異なる感光膜パターン１２６、１２７を形成する。この時、マスク１２０はＢ部分に位置するスリットパターン、Ａ部分に位置する不透明パターン、Ｃ部分に位置する透明パターンを含んでいる。このようなマスク１２０を用いて露光した後に現像すると、Ｂ部分に残る感光膜の厚さはＡ部分に残る感光膜の厚さより薄く、Ｃ部分には感光膜が残らない。ここで、Ｂ部分に対応するスリットパターンの代わりに半透過膜パターンを含むマスクで形成することができ、陽性感光膜の代わりに陰性感光膜を使用する場合にはＡ部分には透明パターンを含みＣ部分には不透明パターンを含むマスクを使用すればよい。
【００４３】
その次に、図１７ｂに示されているように感光膜パターン１２６、１２７で覆われない絶縁膜１１５をエッチングして共通電極１１４が露出されるようにする。
その次に、図１７ｃに示されているように感光膜パターン１２６、１２７を絶縁膜１１５が露出されるまで除去すると、Ａ部分にのみ感光膜パターン１２７が残っているようになる。その次に、残っている感光膜パターン１２７を除去すると、前の図１１のように厚さの異なる突起パターン１１６、１１７が形成される。
【００４４】
一方、画素電極１０４及び突起パターンを多様な形態で形成することができる。そのうちで一例を挙げて図１８ａ乃至図１８ｃを参照して本発明の第７実施例で説明する。本発明の第７実施例は第６実施例と画素電極１０４及び突起パターン１１６の形態が異なり、その他の構造及び製造方法は第６実施例と同一である。ここで、突起パターン１１６は画素領域ごとに形態が異なる多数の突起部１７１、１８１、１９１からなる。
【００４５】
まず、図１８ａを参照して画素電極１０４について説明する。
図１８ａに示されているように、画素電極１０４の上部領域を左右に半分する長方形の第１切除部１６１、画素電極１０４の下部領域を上下に三部分に分ける長方形の第２切除部１６２及び第３切除部１６３が画素電極１０４に形成されている。
次に、図１８ｂを参照して共通電極１１４上に形成されている突起パターンについて説明する。図１８ｂに示されているように、共通電極１１４には縦方向に形成されており互いに平行な第１及び第２幹部１７２、１７３、これらと連結され横方向に形成されている枝端部１７４を含む第１突起部１７１が形成されている。また、第１及び第２幹部１７２、１７３の下部に横方向に形成されており互いに平行な第２及び第３突起部１８１、１９１が共通電極１１４上に形成されている。
【００４６】
図１８ａ及び図１８ｂに示した画素電極１０４及び共通電極１１４上に形成されている突起パターン１７１、１８１、１９１を共に図示すると図１８ｃの通りである。
図１８ｃに示されているように、画素電極１０４の第１切除部１６１と共通電極１１４の第１及び第２幹部１７２、１７３が画素電極１０４の上面を縦に４等分しており、第２及び第３切除部１６２、１６３と第２及び第３突起部１８１、１９１が画素電極１０４の下面を横に５等分している。
【００４７】
このように位置によって厚さが異なる突起パターンを形成し、厚さの薄い突起をドメイン分割用として使用し、厚さの厚い突起をスペーサと使用し、これをスリットパターンまたは半透過膜を含むマスクを用いて一度の写真工程で形成することによって工程の数を減らすことができる。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
このように、本発明では突起パターンを柱形態に形成してドメインを分割すると同時にスペーサとして使用する。また、第２基板と偏光板及び第１基板と偏光板の間にλ／４プレートと二軸性フィルムなどを付着し液晶に円偏光が通過するようにしてテクスチャーをなくし輝度を高めることができる。また、位置によって厚さの異なる突起パターンを一度の写真工程で形成して厚さの薄い突起をドメイン分割用として使用し厚さの厚い突起をスペーサとする。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の第１実施例による液晶表示装置の薄膜トランジスタ基板の画素電極及び色フィルター基板の突起パターンを共に示した図面である。
【図２ａ】本発明の第１実施例による液晶表示装置の断面図である。
【図２ｂ】本発明の第１実施例による液晶表示装置に電圧を印加した場合を示した断面図である。
【図３】本発明の第１実施例による液晶表示装置に電圧を印加した場合の液晶の配列を平面的に示した図面である。
【図４】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の画素電極及び突起パターンを共に示した図面である。
【図５ａ】本発明の第１及び第２実施例による液晶表示装置の色フィルター基板を製造する工程をその順序によって示した断面図である。
【図５ｂ】本発明の第１及び第２実施例による液晶表示装置の色フィルター基板を製造する工程をその順序によって示した断面図である。
【図５ｃ】本発明の第１及び第２実施例による液晶表示装置の色フィルター基板を製造する工程をその順序によって示した断面図である。
【図６】液晶表示装置に電圧を印加した場合のテクスチャー発生を示した図面である。
【図７】本発明の第３乃至第５実施例による液晶表示装置を示した図面である。
【図８】本発明の第３乃至第５実施例による液晶表示装置を示した図面である。
【図９】本発明の第３乃至第５実施例による液晶表示装置を示した図面である。
【図１０】本発明の第１実施例による液晶表示装置に電圧を印加した場合のテクスチャー発生を示した図面である。
【図１１】本発明の第６実施例による液晶表時装置の色フィルター基板を示した断面図である。
【図１２ａ】本発明の第６実施例による液晶表示装置の画素電極の形態を示した図面である。
【図１２ｂ】図１２ａに示した画素電極に対応し共通電極上に形成されている突起パターンを示した図面である。
【図１２ｃ】図１２ａ及び図１２ｂで示した画素電極及び突起パターンを共に示した図面である。
【図１３ａ】本発明の第６実施例によって製造する第１の段階での液晶表示装置用色フィルター基板を示した断面図である。
【図１３ｂ】図１３ａの次の段階での断面図である。
【図１３ｃ】図１３ｂの次の段階での断面図である。
【図１４】有機膜を塗布した後の色フィルター基板をマスクと共に示した断面図である。
【図１５】有機膜を塗布した後の色フィルター基板をマスクと共に示した断面図である。
【図１６】ケイ素を含む絶縁膜上に感光膜を塗布した後の色フィルター基板をマスクと共に示した断面図である。
【図１７ａ】感光膜パターンが形成された色フィルター基板を示した断面図である。
【図１７ｂ】図１７ａの次の段階での断面図である。
【図１７ｃ】図１７ｂの次の段階での断面図である。
【図１８ａ】本発明の第７実施例による液晶表示装置の画素電極の形態を示した図面である。
【図１８ｂ】図１８ａに示した画素電極に対応し共通電極上に形成されている突起パターンを示した図面である。
【図１８ｃ】図１８ａ及び図１８ｂに示した画素電極及び突起パターンを共に示した図面である。
【符号の説明】
【００５０】
１  第１基板
４、１０４  画素電極
６、７、１２１、１２２、１２３、１６１、１６２、１６３  切除部
１１  第２基板
１２、１１２  ブラックマトリックス
１３、１１３  色フィルター
１４、１１４  共通電極
１６、１１６、１１７  突起パターン
１７  液晶
２１、２２  λ／４プレート
３１、３２  二軸性フィルム
３３  一軸性フィルム
４１、４２  偏光板
１００、１２０  マスク
１１５  感光性有機絶縁膜
１２５  感光膜
１３１、１４１、１５１、１７１、１８１、１９１  突起部
１３２、１７２、１７３  幹部
１３３  第１枝部
１３４  第２枝部
１３５  第１枝端部
１３６  第２枝端部
１４２  第１中央部
１４３  第１横端部
１４４  第１縦端部
１５２  第２中央部
１５３  第２横端部
１５４  第２縦端部
【図１】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５ａ】
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【図５ｂ】
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【図５ｃ】
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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１２ａ】
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【図１２ｂ】
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【図１２ｃ】
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【図１３ａ】
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【図１３ｂ】
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【図１３ｃ】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７ａ】
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【図１７ｂ】
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【図１７ｃ】
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【図１８ａ】
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【図１８ｂ】
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【図１８ｃ】
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