(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁基板と、
前記絶縁基板の上に形成されており、枝電極を有する第１共通電極線と、
前記第１共通電極線と絶縁されており第１開口パターンを有する画素電極とを含む液晶表示装置用薄膜トランジスタ基板と、
前記薄膜トランジスタ基板と対向している上部基板と、
前記上部基板の下面に形成されており第２開口パターンを有する第２共通電極とを含む液晶表示装置において、
前記薄膜トランジスタ基板を上側から見る時、前記画素電極が前記第１共通電極線の枝電極を特定の部分においてのみ完全に覆っており、
前記画素電極が前記共通電極線の枝電極を完全に覆っている特定の部分は、前記第２開口パターンと前記画素電極の辺とが重なる部分であり、
前記特定の部分では、前記共通電極線の枝電極は、前記画素電極の辺に沿って形成されつつ前記画素電極により完全に覆われていることを特徴とする、液晶表示装置。
【請求項２】
前記枝電極は、前記画素電極の両端部付近にそれぞれ一つづつ位置することを特徴とする、請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記第１共通電極線は二つの独立した線を含むことを特徴とする、請求項１または２に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記第１開口パターンは、
前記画素電極を半分にする位置に前記第１共通電極と平行に形成されている横開口部と、前記半分にされた前記画素電極のそれぞれに、前記第１共通電極に対して斜方向に形成される斜線開口部とを含み、前記斜線開口部のそれぞれは互いに垂直をなしており、
前記第２開口パターンは、前記第１開口パターンの斜線開口部を挟んでおり、前記斜線開口部と平行な斜線部と、前記画素電極の辺と重なっている屈折部とを含んでいることを特徴とする、請求項１または２に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記画素電極が前記共通電極線の枝電極を完全に覆っている特定部分は、前記第２開口パターンの屈折部が前記第１共通電極に垂直な部分であることを特徴とする、請求項４に記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記画素電極は、前記ゲート線と平行な第１辺と、前記データ線と平行な第２辺と、前記ゲート線と平行であり前記第１辺と対向する第３辺と、前記データ線と平行であり前記第２辺と対向する第４辺と、を有しており、
前記第１辺と前記第２辺とは前記画素電極の第１角で交わっており、前記第２辺と前記第３辺とは前記画素電極の第２角で交わっており、
前記第１開口パターンの前記斜線開口部は、前記ゲート線に沿って前記画素電極を半分にする線である中心線に対して、前記第４辺の前記中心線から離れた部分から前記第２辺の前記中心線に向かう方向に沿って対称に形成された第１斜線開口部及び第２斜線開口部を含み、
前記第２開口パターンの前記斜線部は、前記第１辺、前記第２辺、及び前記第１斜線開口部で囲まれた前記画素電極の領域に対向する領域において、前記第１斜線開口部に対して平行に延びている第１斜線部と、前記第３辺、前記第２辺、及び前記第２斜線開口部で囲まれた前記画素電極の領域に対向する領域において、前記第２斜線開口部に対して平行に延びている第２斜線部と、を含み、
前記第２開口パターンの前記屈折部は、
前記第１辺に沿って前記第１斜線部から前記第１角とは反対側に向かって延びている第１横屈折部、及び、前記第２辺に沿って前記第１斜線部から前記第１角とは反対側に向かって延びている第１縦屈折部、からなる第１屈折部と、
前記第３辺に沿って前記第２斜線部から前記第３角とは反対側に向かって延びている第２横屈折部、及び、前記第２辺に沿って前記第２斜線部から前記第３角とは反対側に向かって延びている第２縦屈折部、からなる第２屈折部と、を含む、請求項５に記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記第２開口パターンの前記第１縦屈折部及び前記第２縦屈折部と前記画素電極の第２辺とが重なる部分において、前記画素電極が前記保持容量電極を完全に覆っており、
前記保持容量電極は、前記前記第１縦屈折部及び前記第２縦屈折部と重なっていない画素電極の第２辺において、前記画素電極の外側にはみ出るように形成されている、請求項６に記載の液晶表示装置。
【請求項８】
前記第２開口パターンの前記斜線部は、さらに、前記第４辺の前記中心線から離れた部分から前記第２辺の前記中心線に向かう方向に沿って対称に形成された第３斜線部及び第４斜線部を含み、
前記第２開口パターンの前記屈折部は、さらに、前記第４辺に沿って前記第３斜線部から前記第１辺に向かって延びている第３縦屈折部と、前記第４辺に沿って前記第４斜線部から前記第３辺に向かって延びている第４縦屈折部と、を含む、請求項６に記載の液晶表示装置。
【請求項９】
前記第２開口パターンの前記第３縦屈折部及び前記第４縦屈折部と前記画素電極の第４辺とが重なる部分において、前記画素電極が前記保持容量電極を完全に覆っており、
前記保持容量電極は、前記前記第３縦屈折部及び前記第４縦屈折部と重なっていない画素電極の第４辺において、前記画素電極の外側にはみ出るように形成されている、請求項８に記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は垂直配向型液晶表示装置に係り、特に電極に開口パターンを形成して広視野角を確保した垂直配向型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（color filter）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し、この配列変更により光の透過率を調節することによって画像を表現する装置である。
【０００３】
このような装置のうち、電界が印加されない状態で液晶分子の長軸が上下基板に対して垂直をなすように配列した垂直配向モード液晶表示装置はコントラスト比が大きく広視野角具現が容易であるため脚光を浴びている。
【０００４】
垂直配向モード液晶表示装置で広視野角を具現するための手段には、電極に開口パターンを形成する方法と突起を形成する方法などがある。これらは全てフリンジフィールド（fringe field）を形成して液晶の傾く方向を４つの方向に均等に分散させることによって広視野角を確保する方法である。
【０００５】
以下、電極に開口パターンを形成して広視野角を確保する従来の垂直配向モード液晶表示装置について図面を参照して説明する。
【０００６】
図１は従来の技術による電極に開口パターンを形成した垂直配向型液晶表示装置の断面図である。
【０００７】
下部の絶縁基板１００上にゲート電極（図示しない）を含むゲート線（図示しない）が横方向に形成されている。これと平行に共通電極線（図示しない）が形成されており、共通電極線には縦方向に保持容量電極２３０、２４０が連結されている。ゲート線と共通電極線などの上にゲート絶縁膜３１０が全面に形成されている。ゲート絶縁膜３１０の上には縦方向にデータ線４００が形成されている。データ線４００の上には保護膜３２０が形成されている。保護膜４００の上には開口パターン５１０を有する画素電極５００が形成されている。
【０００８】
画素電極５００の周縁線は保持容量電極２３０、２４０の一部と重なっている。これによって、液晶表示装置を上方から見る時、画素電極５００の周縁に沿って保持容量電極２３０、２４０の一部が露出されている。
【０００９】
上部の絶縁基板６００には下面にブラックマトリックス（black matrix）７００が形成されており、ブラックマトリックス７００の下には開口パターン８１０を有する透明な共通電極８００が形成されている。
【００１０】
液晶表示装置には以上で説明された要素以外にも多くの要素がさらに含まれる。例えば、下部基板１００の上には薄膜トランジスタをなすソース及びドレイン電極、半導体層などが形成されて薄膜トランジスタ基板を構成しており、上部基板６００にはカラーフィルター（color filter）が形成されている。このような要素は、周知のことであるので、図面の単純化及び理解の便利のために省略した。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような液晶表示装置においては画素領域内で意図しなかった液晶分子の配列反転が発生し、これは画面上にテクスチャーで表示されて、すなわち、細かい模様になって画質を低下させる。
【００１２】
本発明が達成しようとする技術的課題は液晶表示装置の画質を改善することである。
【００１３】
【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では、液晶表示装置を上側から見る時に保持容量電極が画素電極の周辺に露出されないように形成する。
【００１４】
具体的には、液晶表示装置は、
絶縁基板と、
前記絶縁基板の上に形成されており、枝電極を有する第１共通電極線と、
前記第１共通電極線と絶縁されており第１開口パターンを有する画素電極とを含む液晶表示装置用薄膜トランジスタ基板と、
前記薄膜トランジスタ基板と対向している上部基板と、
前記上部基板の下面に形成されており第２開口パターンを有する第２共通電極とを含む液晶表示装置において、
前記薄膜トランジスタ基板を上側から見る時、前記画素電極が前記第１共通電極線の枝電極を特定の部分においてのみ完全に覆っており、
前記画素電極が前記共通電極線の枝電極を完全に覆っている特定の部分は、前記第２開口パターンと前記画素電極の辺とが重なる部分であり、
前記特定の部分では、前記共通電極線の枝電極は、前記画素電極の辺に沿って形成されつつ前記画素電極により完全に覆われていることを特徴とする。
【００１５】
また、このような薄膜トランジスタ基板と、薄膜トランジスタ基板に対向している上部基板、上部基板の下面に形成されており第２開口パターンを有する第２共通電極を含む液晶表示装置において、画素電極が第１共通電極線の枝電極を完全に覆っている特定部分は、第２開口パターンと画素電極の輪郭付近（以後は辺と記す）とが重なる部分である。
【００１６】
この時、枝電極は画素電極の左右側にそれぞれ一つずつ位置することができ、第１共通電極線は２つ以上の独立した線であってもよい。また、第１開口パターンは画素電極を上下に二分する位置に横方向に形成されている横開口部と、二分された画素電極の上下部分にそれぞれ斜方向に形成されている斜線開口部とを含むことができる。この時、上下の斜線開口部は互いに垂直をなす。第２開口パターンは第１開口パターンの斜線開口部を中間に挟んでおり、これと平行な斜線部と、画素電極の辺と重なっている屈折部とを含んでいる。この時、画素電極が共通電極線の枝電極を完全に覆っている特定部分は、第２開口パターンの屈折部が画素電極の縦辺と重なっている部分である。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の一実施形態による液晶表示装置用薄膜トランジスタ基板の構造について説明する。
【００１８】
図２は本発明の一実施形態による電極に開口パターンを形成した垂直配向型液晶表示装置の配置図であり、図３は図２のIII−III´線による断面図である。
【００１９】
下部の絶縁基板１０上に横方向にゲート線２０が形成されている。ゲート線２０にはゲート電極２１が突起形態のパターンとして形成されている。絶縁基板１０上にはゲート線２０と平行な２つの共通電極線２２、２３が形成されている。２つの共通電極線２２、２３は縦方向に形成されている２つの保持容量電極２４、２５によって互いに連結されている。この時、共通電極線２２、２３の数は３つ以上であることもでき、または単一線で形成することもできる。ゲート線２０、ゲート電極２１、共通電極線２２、２３及び保持容量電極２４、２５はアルミニウムまたはクロムなどの金属で形成する。この時、これらは単一層で形成することもでき、クロム層とアルミニウム層を連続積層して形成された二重層で形成することもできる。その外にも多様な金属を使用してゲート配線と共通配線を形成することができる。
【００２０】
ゲート線２０と共通電極線２２、２３及び保持容量電極２４、２５の上には窒化ケイ素（ＳｉＮｘ）などからなるゲート絶縁膜３１が形成されている。
【００２１】
ゲート絶縁膜３１の上には縦方向にデータ線４０が形成されている。データ線４０には分枝としてソース電極４１が形成されており、ソース電極４１に隣接してチャネル部により隔てられたドレイン電極４２が形成されている。データ線４０、ソース電極４１及びドレイン電極４２もゲート配線と同様にクロムとアルミニウムなどの物質で形成する。また、単一層または多重層で形成することができる。
【００２２】
ソース電極４１とドレイン電極４２の下部には薄膜トランジスタのチャンネル部として使用される半導体層（図示しない）と、ソース及びドレイン電極４１、４２と半導体層との間の接触抵抗を減少させるための接触層（図示しない）が形成されているが、図面には示されていない。半導体層は通常非晶質シリコンを使用して形成し、接触層はｎ型不純物が高濃度でドーピングされた非晶質シリコンを使用して形成する。
【００２３】
データ線４０などの上には窒化ケイ素などの無機絶縁物または樹脂などの有機絶縁物からなる保護膜３２が形成されている。保護膜３２にはドレイン電極４２を露出させる接触孔（図示しない）が形成されている。
【００２４】
保護膜３２上には開口パターン５１を有する画素電極５０が形成されている。画素電極５０はＩＴＯ（indium tin oxide）またはＩＺＯ（indium zinc oxide）などのような透明導電体またはアルミニウム（Ａｌ）のような光反射特性が優れた不透明導電体を使用して形成する。画素電極５０に形成されている開口パターン５１は、画素電極５０を上下に二分する位置に横方向に形成されている横開口部と、二分された画素電極５０の縦方向の上下部分にそれぞれ斜方向に形成されている斜線開口部とを含む。この時、上下の斜線開口部は互いに垂直をなしている。これはフリンジフィールドの方向を４方向に均等に分散させるためである。
【００２５】
この時、保持容量電極２４、２５は、液晶表示装置を上側から見る時にＡ、Ｂ、Ｃ及びＤ部分で画素電極５０によって完全に覆われるように形成されている。
【００２６】
上部の絶縁基板６０には光が漏れることを防止するためのブラックマトリックス７０が形成されている。ブラックマトリックス７０の下には開口パターン８１を有する共通電極８０が形成されている。共通電極８０はＩＴＯまたはＩＺＯなどの透明な導電体で形成する。上部基板６０には通常カラーフィルターも形成するが、図面の単純化のために図示しなかった。なお、ブラックマトリックス７０とカラーフィルターは下部基板１０に形成することもできる。
【００２７】
共通電極８０の開口パターン８１は画素電極５０の斜線開口部を中間に挟んでおり、これと平行な斜線部と画素電極５０の辺と重なっている屈折部とを含んでいる。この時、屈折部は縦方向屈折部と横方向屈折部とに分類される。このうちの縦方向屈折部と重なる画素電極５０の部分（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）では画素電極５０がその下部の保持容量電極２４、２５を完全に覆っている。
【００２８】
以下、図１及び図３を参照してテクスチャーの発生原因と本発明による液晶表示装置でテクスチャーの発生が防止される理由を説明する。
【００２９】
まず、図１を参照して従来の技術による液晶表示装置でテクスチャーが発生する原因を説明する。
【００３０】
図１には共通電極８００と画素電極５００との間に電界が印加された時の電気力線の模様とこれによって配列された液晶分子が示されている。図１に示されているように、保持容量電極２３０、２４０と画素電極の外郭との間に強い電界が形成される。このような電界は画素領域周辺部の電界に影響を及ぼす。このような影響は、共通電極８００が除去され開口パターン８１０が形成されている部分（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）で特に大きく現れる。このため、画素領域周辺部に画素領域の中央部とは反対方向に傾いたフリンジフィールドが形成される。従って、画素領域の周辺部と中央部との間の部分（Ｔ）で液晶分子の配列方向が反転される。この部分（Ｔ）が画面にテクスチャーとして表示される。
【００３１】
以下、図３を参照して本発明による液晶表示装置でテクスチャーの発生が防止される理由を説明する。
【００３２】
図３では画素電極５０が保持容量電極２４、２５を完全に覆っている。従って、画素電極５０と保持容量電極２４、２５との間に形成される電気力線は大部分画素電極５０の下側表面と連結される。その結果、保持容量電極２４、２５との間で形成される電界は液晶分子には影響を及ぼさない。保持容量電極２４、２５の影響を受けないフリンジフィールドは画素領域内では一定の方向性を維持し、画素領域を外れた地点（ブラックマトリックスで覆われた部分）で傾き方向が変化する。結局、液晶分子の配列方向が反転される部分（Ｔ）も画素領域を外れた部分で現れる。この部分はブラックマトリックスによって覆われるので画面上にはテクスチャーが表示されない。
【００３３】
【発明の効果】
このような構成によれば、テクスチャーの発生を防止でき、液晶表示装置の画質を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の技術による、電極に開口パターンを形成した垂直配向型液晶表示装置の断面図である。
【図２】本発明の一実施形態による、電極に開口パターンを形成した垂直配向型液晶表示装置の配置図である。
【図３】図２のIII−III´線による断面図である。
【符号の説明】
１０  下部絶縁基板
２０  ゲート線
２１  ゲート電極
２２、２３  共通電極線
２４、２５  保持容量電極
３１  ゲート絶縁膜
３２  保護膜
４０  データ線
４１  ソース電極
４２  ドレイン電極
５０  画素電極
５１、８１  開口パターン
６０  上部基板
７０  ブラックマトリックス
８０  共通電極
【図１】
0004921633.tif 000002
【図２】
0004921633.tif 000003
【図３】
0004921633.tif 000004