JP2003043489A - 垂直配向形液晶表示装置及びそれに用いられる色フィルター基板 - Google Patents

垂直配向形液晶表示装置及びそれに用いられる色フィルター基板

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 階調間色移動を低減させて優れた画質の垂直
配向形液晶表示装置を実現することである。 【解決手段】 下部基板１０にゲート配線とデータ配線
及び薄膜トランジスタが形成されており、ゲート配線と
データ配線が定義する画素領域に切欠きパターンを有す
る画素電極が形成されている。下部基板と対向する上部
基板１００に赤、緑、青の色フィルター３１０，３２
０，３３０と、切欠きパターン４１０を有する共通電極
が形成されている。これら基板の間には液晶物質９００
が注入されている。ここで、青色フィルターの厚さは赤
色や緑色フィルターに比べて厚く形成されていて、青色
フィルター下部の液晶セルギャップが赤色や緑色フィル
ター下部の液晶セルギャップに比べて小さい。

Description

【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、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、これら画素の関係を特長づける
ように前記赤、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、ＢセルギャップはＲセル
ギャップやＧセルギャップとは異なる大きさを有する液
晶表示装置を備える。
【００１１】この時、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０．２±０．１
５μｍさらに小さいことが好ましく、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 を満足するのが好ましい。
【００１２】また、前記第１及び第２切欠きパターンは
前記画素領域を多数の小ドメインに分割し、前記第１及
び第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
積より大きいことがある。また、隣接する二つの前記第
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ことができる。
【００１３】または、絶縁基板、前記絶縁基板上に形成
されており画素領域を定義するブラックマトリックス、
前記ブラックマトリックスが定義する画素領域に形成さ
れている赤、緑及び青色フィルター、前記色フィルター
を覆っているオーバーコート膜、前記オーバーコート膜
上に形成されていて切欠きパターンを有する透明電極を
含み、前記青色フィルターは前記赤色フィルターや前記
緑色フィルターに比べて厚さが厚い液晶表示装置用色フ
ィルター基板を備える。
【００１４】この時、前記青色フィルターの厚さが前記
赤色フィルターや前記緑色フィルターに比べて０．２±
０．１５μｍ程さらに厚いことが好ましい。
【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２
０、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ＩＺ
Ｏ（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９
１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９
３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、３
３０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、３２
０、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９
１、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、４２
０、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、９
２、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３
０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７
０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VI
II-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 z
incoxide）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３１
０、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３１
０、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ＩＴ
Ｏ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３
１０、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１０
０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、４
２０、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３
０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６０
０ｎｍ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４
５０ｎｍ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】 であり、ＶＡモードでは
【数２】 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ｄΔ
ｎ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】 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】 になる。Ｒ、Ｇ、Ｂの波長を各々０．６５μｍ、０．５
５μｍ、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 vert
ically 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（co
lor 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±０．１
５μｍ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Δ
ｎ・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
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０９Ｆ 9/30 ３３８ Ｇ０９Ｆ 9/30 ３３８ ３４９ ３４９Ｂ ３４９Ｃ 9/35 9/35 (72)発明者 柳 在 鎭 大韓民国京畿道広州郡烏浦面陽筏１里692 番地 (72)発明者 李 勝 ▲ヒ▼ 大韓民国忠清北道清州市上黨区牛岩洞382 −48番地 (72)発明者 朴 乘 範 大韓民国ソウル市永登浦区楊坪洞３街101 番地楊坪洞６次現代アパート609棟2001号 (72)発明者 崔 榕 祐 大韓民国京畿道水原市勸善区勸善洞豊林ア パート303棟1301号 Ｆターム(参考） 2H089 HA07 HA15 TA04 TA09 TA13 2H090 LA01 LA04 MA01 MA07 2H091 FA02Y FA34Y GA03 GA06 GA11 2H092 GA13 GA20 PA02 PA08 PA09 5C094 AA02 AA07 AA08 AA42 AA43 AA48 BA03 BA43 CA19 CA20 CA24 CA25 DA13 EA04 EA07 ED03 ED14 ED15 FA01 FA02 FB12 FB14 FB15 GA10 GB10 JA08

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【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、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、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、 これら要素の関係を特長づけるように前記赤、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、ＢセルギャップはＲセルギャップやＧセルギャップ
    とは異なる大きさを有する液晶表示装置。
  2. 【請求項２】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０．２±０．１５μｍ
    さらに小さい、請求項１に記載の液晶表示装置。
  3. 【請求項３】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 を満足する、請求項１に記載の液晶表示装置。
  4. 【請求項４】前記第１及び前記第２切欠きパターンは前
    記画素領域を多数の小ドメインに分割する、請求項１に
    記載の液晶表示装置。
  5. 【請求項５】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い、請求項４に
    記載の液晶表示装置。
  6. 【請求項６】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、請求項４に記載の液晶表示装置。
  7. 【請求項７】絶縁基板、 前記絶縁基板上に形成されており、画素領域を定義する
    ブラックマトリックスと、 前記ブラックマトリックスが定義する画素領域に形成さ
    れている赤、緑及び青色フィルターと、 前記色フィルターを覆っているオーバーコート膜と、 前記オーバーコート膜上に形成されており、切欠きパタ
    ーンを有する透明電極と、 を含み、 前記青色フィルターは前記赤色フィルターや前記緑色フ
    ィルターに比べて厚さが厚い液晶表示装置用色フィルタ
    ー基板。
  8. 【請求項８】前記青色フィルターの厚さが前記赤色フィ
    ルターや前記緑色フィルターに比べて０．２±０．１５
    μｍ程さらに厚い、請求項７に記載の液晶表示装置用色
    フィルター基板。
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