JP2007025658A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】側面視認性を改善しながら上下左右方向の均一な視認性を実現できる液晶表示装置を提供する。
【解決手段】第１の薄膜トランジスタに連結された第１の副画素電極と第１の副画素電極と分離され、前記第２の薄膜トランジスタに連結された第２の副画素電極と、第１の絶縁基板と対向して配置される第２の絶縁基板と、第２の絶縁基板上に形成されてドメイン分割手段を含む共通電極と、第１の絶縁基板と第２の絶縁基板との間に介在された液晶層と、を備え、第２の副画素電極の形状及びドメイン分割手段によって第２の副画素電極の表示領域が四つのドメインに分割され、各ドメインの面積が実質的に同一である。
【選択図】図５

Description

本発明は、ディスプレイ装置に係り、より詳しくは、液晶表示装置に関するものである。

液晶表示装置は、現在一番広く使用されている平板表示装置のうち一つとして、画素電極と共通電極など電界生成電極が形成されている二枚の表示板と、その間に挿入されている液晶層からなり、電界生成電極に電圧を印加して液晶層に電界を生成し、これを通じて液晶層の液晶分子の配向を決定し、入射光の偏光を制御することによって映像を表示するものである。

その中でも電界が印加されない状態で液晶分子の長軸を上下表示板について垂直を成すように配列した垂直配向モード液晶表示装置は、対比比が大きく、広い基準視野角実現が容易であって脚光を浴びている。ここで基準視野角とは、対比比が１：１０である視野角又は階調間輝度反転限界角度を意味する。

垂直配向モード液晶表示装置で広視野角を実現するための手段としては、電界生成電極に切開部を形成する方法と電界生成電極上に突起を形成する方法などがある。切開部と突起で液晶分子が傾く方向を決定できるため、これらを使用して液晶分子の傾斜方向を多くの方向に分散させることによって、基準視野角を広めることができる。

しかしながら、垂直配向方式の液晶表示装置は、前面視認性に比べて側面視認性が落ちる問題点がある。例えば、切開部が備えられたＰＶＡ（Ｐａｔｔｅｒｎｅｄ Ｖｅｒｔｉｃａｌｌｙ Ａｌｉｇｎｅｄ）方式液晶表示装置の場合には、側面に行くほど映像が明るくなって、酷い場合には、高い階調の間の輝度差がなくなって絵が崩れ壊れて見える場合も発生する。

また、画素電極及び共通電極に形成された切開部又は突起によって画素領域が多数のドメインに分割されるが、各ドメインの面積が異なるので上下左右方向についての均一な視認性を確保しにくい問題がある。
大韓民国特許公開第２０００−００７１４２２号公報

本発明の技術的課題は、側面視認性を改善しながら上下左右方向の均一な視認性を実現することができる液晶表示装置を提供するところにある。

前述した技術的課題を達成するための本発明に係る液晶表示装置は、第１の絶縁基板と、第１の絶縁基板上に形成された第１及び第２のゲート線と、第１及び第２のゲート線と絶縁されて交差するデータ線と、第１及び第２のゲート線とデータ線に連結されて画素毎に形成された第１及び第２の薄膜トランジスタと、第１の薄膜トランジスタに連結された第１の副画素電極と、所定の間隙によって第１の副画素電極と分離され、第２の薄膜トランジスタに連結された第２の副画素電極と、第１の絶縁基板と対向する第２の絶縁基板と、第２の絶縁基板上に形成されてドメイン分割手段を含む共通電極と、第１の絶縁基板と第２の絶縁基板との間に介在された液晶層と、を含む。ここで、第２の副画素電極の自体形状及びドメイン分割手段によって第２の副画素電極の表示領域が四つのドメインに分割され、各ドメインの面積が実質的に同一なことが好ましい。

以上のように構成される本発明に係る液晶表示装置によれば、液晶が傾く方向によって分類された４種類のドメイングループの面積を実質的に同一に形成することによって上下左右方向に均一な視認性を確保することができる。

以下、図面を参照しながら本発明の一実施形態に係る液晶表示装置について詳細に説明する。なお、本発明は、以下で開示される実施形態に限定されるものではなく、相異なる多様な形態で具現されるものであり、以下に説明する実施形態は、本発明の開示が完全となり、当業者に発明の範疇を完全に知らせるために提供されるものである。したがって、本発明の技術的範囲は、特許請求の範囲の記載に基づいて決定されなければならない。なお、明細書全体にかけて同一参照符号は同一構成要素を示すものとする。

図１Ａ〜図１Ｃは、本発明の一実施形態による液晶表示装置のブロック図であり、図２は本発明の一実施形態による液晶表示装置の一つの画素についての等価回路図であり、図３は本発明の一実施形態による液晶表示装置の一つの副画素についての等価回路図である。

図１Ａ〜図１Ｃを参照すれば、本発明の一実施形態による液晶表示装置は液晶パネルアセンブリー３００、液晶パネルアセンブリー３００に連結された一対又は一つのゲート駆動部４００ａ、４００ｂ、４００及びデータ駆動部５００、データ駆動部５００に連結された階調電圧生成部８００、そしてこれらを制御する信号制御部６００を含む。

液晶パネルアセンブリー３００は、等価回路として見るとき、多数の表示信号線とこれに連結されており、行列の形態に配列された多数の画素ＰＸを含む。ここで、図３を参照すれば、液晶パネルアセンブリー３００は、互いに対向する下部表示板１００、上部表示板２００、及び両板の間に入っている液晶層３を含む。

表示信号線は、下部表示板１００に備えられており、ゲート信号を伝達する多数のゲート線Ｇ１ａ〜Ｇｎｂとデータ信号を伝達するデータ線Ｄ１〜Ｄｍとを含む。ゲート線Ｇ１ａ〜Ｇｎｂは行方向に伸びており、互いに殆ど平行であり、データ線Ｄ１〜Ｄｍは列方向に伸びており、互いに殆ど平行である。

図２には、表示信号線と画素の等価回路が示されているが、表示信号線はゲート線ＧＬａ、ＧＬｂ、データ線ＤＬ、そしてゲート線ＧＬａ、ＧＬｂと殆ど並んで伸びたストレージ電極線ＳＬなどを含む。

図２を参照すれば、各画素ＰＸは一対の副画素ＰＸａ、ＰＸｂを含み、各副画素ＰＸａ、ＰＸｂは、ゲート線ＧＬａ、ＧＬｂ及びデータ線ＤＬに連結されているスイッチング素子Ｑａ、Ｑｂと、スイッチング素子Ｑａ、Ｑｂに連結された液晶キャパシタＣｌｃａ、Ｃｌｃｂと、スイッチング素子Ｑａ、Ｑｂ及びストレージ電極線ＳＬに連結されたストレージキャパシタＣｓｔａ、Ｃｓｔｂとを含む。ここで、ストレージキャパシタＣｓｔａ、Ｃｓｔｂは、必要に応じて省略することができ、この場合にはストレージ電極線ＳＬもまた不要である。

図３を参照すれば、各副画素ＰＸａ、ＰＸｂのスイッチング素子Ｑは、下部表示板１００に備えられている薄膜トランジスタなどになり、それぞれゲート線ＧＬに連結されている制御端子、データ線ＤＬに連結されている入力端子、そして液晶キャパシタＣｌｃ及びストレージキャパシタＣｓｔに連結されている出力端子を有する三端子素子である。

液晶キャパシタＣｌｃは、下部表示板１００の副画素電極ＰＥと上部表示板２００の共通電極ＣＥとを両端子とし、副画素電極ＰＥと共通電極ＣＥの間の液晶層３は、誘電体として機能する。副画素電極ＰＥは、スイッチング素子Ｑに連結され、共通電極ＣＥは上部表示板２００の前面に形成されており、共通電圧Ｖｃｏｍが印加される。ここで、共通電極ＣＥが下部表示板１００に備えられる場合もあり、この時には副画素電極及びＰＥ共通電極ＣＥのうち少なくとも一つが線形状又は棒形状に形成することができる。

液晶キャパシタＣｌｃの補助的な役割を果たすストレージキャパシタＣｓｔは、下部表示板１００に備えられたストレージ電極線ＳＬと副画素電極ＰＥとが絶縁体を挟んで重畳されて構成され、ストレージ電極線ＳＬには共通電圧Ｖｃｏｍなどの決められた電圧が印加される。ここで、ストレージキャパシタＣｓｔは副画素電極ＰＥが絶縁体を媒介に真上の前端ゲート線と重畳されて構成することができる。

一方、色表示を実現するためには、各画素が原色のうち一つを固有に表示するか（空間分割）、或いは各画素が時間によって交代的に三原色を表示するように（時間分割）してこれら三原色の空間的、時間的な和として所望の色相が認識されるようにする。原色の例としては赤色、緑色、及び青色を挙げることができる。

空間分割の一例として、各画素が上部表示板２００の領域に原色のうち一つを示す色フィルターＣＦを備えることができる。また、色フィルターＣＦは下部表示板１００の副画素電極ＰＥ上部又は副画素電極ＰＥ下部に形成してもよい。

図１Ａ及び図１Ｃを参照すれば、ゲート駆動部４００ａ、４００ｂ、４００は、ゲート線Ｇ１ａ〜Ｇｎｂに連結されて外部からのゲートオン電圧Ｖｏｎとゲートオフ電圧Ｖｏｆｆの組み合せからなるゲート信号をゲート線Ｇ１ａ〜Ｇ１ｂに印加する。図１Ａに示された一対のゲート駆動部４００ａ、４００ｂは、それぞれ液晶パネルアセンブリー３００の左右に位置して奇数番目及び偶数番目ゲート線Ｇ１ａ〜Ｇｎｂにそれぞれ連結され、図１Ｂ及び図１Ｃに示されている一つのゲート駆動部４００は、液晶パネルアセンブリー３００の一側に設けられ、全てのゲート線Ｇ１ａ〜Ｇｎｂに連結されているが、図１Ｃの場合ゲート駆動部４００内に二つの駆動回路４０１、４０２が内蔵されていてそれぞれ奇数番目及び偶数番目ゲート線Ｇ１ａ〜Ｇｎｂに連結される。

階調電圧生成部８００は、画素の透過率と関連された二つの階調電圧集合（又は基準階調電圧集合）を生成する。二つの階調電圧集合は、一つの画素を構成する一対の副画素に独立的に提供されることであって、各階調電圧集合は共通電圧Ｖｃｏｍについて正の値または負の値を有することを含む。但し、本発明はこれに限定されなく、二つの階調電圧集合の代わりに一つの階調電圧集合のみを生成してもよい。

データ駆動部５００は、液晶パネルアセンブリー３００のデータ線Ｄ１〜Ｄｍに連結されて階調電圧生成部８００からの二つの階調電圧集合のうち一つを選択し、選択された階調電圧集合に属する一つの階調電圧をデータ電圧として画素に印加する。ここで、階調電圧生成部８００が全ての階調についての電圧を全て提供することではなく、基本階調電圧のみを提供する場合に、データ駆動部５００は基本階調電圧を分圧して全体階調についての階調電圧を生成し、この中でデータ電圧を選択する。

ゲート駆動部４００ａ、４００ｂ、４００又はデータ駆動部５００は、多数の駆動集積回路チップの形態に液晶パネルアセンブリー３００上に直接装着されるか、或いは可撓性印刷回路膜（ｆｌｅｘｉｂｌｅ ｐｒｉｎｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ ｆｉｌｍ、図示せず）上に装着されてテープキャリヤパッケージの形態に液晶パネルアセンブリー３００に付着されてもよい。これとは異なり、ゲート駆動部４００ａ、４００ｂ、４００又はデータ駆動部５００は、表示信号線Ｇ１ａ〜Ｇｎｂ、Ｄ１〜Ｄｍと薄膜トランジスタスイッチング素子Ｑなどと共に液晶パネルアセンブリー３００に集積されてもよい。

信号制御部６００は、ゲート駆動部４００及びデータ駆動部５００などの動作を制御する。

以下、図４Ａ〜図７を参照して、前述した本発明の液晶表示装置の多様な実施形態を詳細に説明する。

先ず、図４Ａ〜図５を用いて本発明の第１の実施形態による液晶表示装置を説明する。ここで、図４Ａは本発明の第１の実施形態による液晶表示装置の下部表示板の配置図であり、図４Ｂは本発明の第１の実施形態による液晶表示装置の上部表示板の配置図であり、図４Ｃは図４Ａの下部表示板と図４Ｂの上部表示板を含む液晶表示装置の配置図であり、図５は図４Ｃの第２の副画素電極を拡大した配置図である。

本実施形態による液晶表示装置は、下部表示板、下部表示板と対向して配置される上部表示板、及びこれらの表示板間に介在する液晶層を含む。

先ず、図４Ａ及び図４Ｃを参照して本発明の第１の実施形態による液晶表示装置の下部表示板について詳細に説明する。

透明なガラスなどになった絶縁基板上に一対の第１のゲート線２２ａ及び第２のゲート線２２ｂとストレージ電極線２８が形成されている。

第１のゲート線２２ａ及び第２のゲート線２２ｂは、主に横方向に伸びており、物理的、電気的に互いに分離されており、ゲート信号を伝達する。第１ゲート線２２ａ及び第２のゲート線２２ｂは、それぞれ一つの画素について上側及び下側に配置されている。そして、第１のゲート線２２ａ及び第２のゲート線２２ｂにはそれぞれ上及び下に分枝された一対の第１のゲート電極２６ａ及び第２のゲート電極２６ｂが形成されている。そして、第１のゲート線２２ａ及び第２のゲート線２２ｂの端部には、外部からゲート信号が印加されてそれぞれ第１のゲート線２２ａ及び第２のゲート線２２ｂに伝達するゲート線端部２４ａ、２４ｂが形成されている。ゲート線端部２４ａ、２４ｂは外部との連結のために面積が広く、画素領域について左側又は右側に配置されている。図１Ａ及び図４Ａに示されているように、ゲート線端部２４ａ、２４ｂはそれぞれ左側及び右側に配置することができるが、本発明はこれに限定されず、図１Ｂ及び図１Ｃと同様にゲート線端部は全て左側又は右側に配置することもできる。

ストレージ電極線２８は、主に横方向に伸びており、ストレージ電極線２８には、ストレージ電極線２８に比べて幅広いストレージ電極２９が形成されている。本実施形態でストレージ電極線２８は、画素領域の中間を通過するように形成されている。但し、このようなストレージ電極線２８及びストレージ電極２９の形及び配置は多くの形態に変形することができる。

第１のゲート線２２ａ及び第２のゲート線２２ｂと、ストレージ電極線２８は、例えば、アルミニウム（Ａｌ）とアルミニウム合金などアルミニウム系列の金属、銀（Ａｇ）と銀合金など銀系列の金属、銅（Ｃｕ）と銅合金など銅系列の金属、モリブデン（Ｍｏ）とモリブデン合金などモリブデン系列の金属、クロム（Ｃｒ）、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）などから形成することができる。また、第１のゲート線２２ａ及び第２のゲート線２２ｂとストレージ電極線２８は、物理的性質が異なる二つの導電膜（図示せず）を含む多重膜構造を有することができる。このうち一つの導電膜は、第１ゲート線２２ａ及び第２のゲート線２２ｂとストレージ電極線２８の信号遅延や電圧降下を減らすことができるように低い比抵抗の金属、例えばアルミニウム系列金属、銀系列金属、銅系列金属などから形成することができる。これとは異なり、他の導電膜は異なる物質、特に酸化インジウム錫（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ；ＩＴＯ）及び酸化インジウム亜鉛（Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ；ＩＺＯ）との接触特性に優れた物質、例えばモリブデン系列金属、クロム、チタン、タンタルなどから形成することができる。このような調合のよい例としてはクロム下部膜とアルミニウム上部膜及びアルミニウム下部膜とモリブデン上部膜を挙げることができる。但し、本発明はこれに限定されず、第１のゲート線２２ａ及び第２のゲート線２２ｂとストレージ電極線２８は多様な色々の金属と導電体に作られることができる。

第１のゲート線２２ａ、第２のゲート線２２ｂ、及びストレージ電極線２８上には、窒化珪素（ＳｉＮｘ）などから形成されたゲート絶縁膜（図示せず）が形成されている。

前記ゲート絶縁膜上には、水素化非晶質珪素又は多結晶珪素などから形成される一対の半導体層４０ａ、４０ｂが形成されている。半導体層４０ａ、４０ｂは、島形状、線形状などのように多様な形状を有することができ、例えば本実施形態のように島形状に形成することができる。線形状の半導体層の場合、データ線６２に沿って延長されて形成することができる。

各半導体層４０ａ、４０ｂの上部にはシリサイド又はｎ型不純物が高濃度にドーピングされているｎ^＋水素化非晶質珪素などの物質から形成された抵抗性接触層（図示せず）が形成されている。前記抵抗性接触層は、対を成して半導体層４０ａ、４０ｂ上に設けられる。

各前記抵抗接触層及び前記ゲート絶縁膜上には、データ線６２と一対の第１のドレーン電極６６ａ及び第２のドレーン電極６６ｂが形成されている。

データ線６２は、主に縦方向に伸びて第１のゲート線２２ａ、第２のゲート線２２ｂ、及びストレージ電極線２８と交差し、データ電圧を伝達する。データ線６２には、第１のドレーン電極６６ａ及び第２のドレーン電極６６ｂに向いてそれぞれ延びた第１のソース電極ドレーン電極６５ａ及び第２のソース電極６５ｂが形成されている。そして、データ線６２の端部には外部からデータ信号が印加されてそれぞれデータ線６２に伝達するデータ線端部６８が形成されている。この時、データ線端部６８は外部回路との連結のため、その幅が拡張されている。

データ線６２、第１のソース電極６５ａ、第２のソース電極６５ｂ、第１のドレーン電極６６ａ、及び第２のドレーン電極６６ｂは、クロム、モリブデン系列の金属、タンタル、及びチタンなど耐化性金属からなることが好ましく、耐化性金属などの下部膜（図示せず）とその上に設けられた低抵抗物質上部膜（図示せず）からなった多層膜構造を有することができる。多層膜構造の例としては前述したクロム下部膜とアルミニウム上部膜又はアルミニウム下部膜とモリブデン上部膜の二重膜外にもモリブデン膜−アルミニウム膜−モリブデン膜の三重膜を挙げることができる。

第１のソース電極６５ａ及び第２のソース電極６５ｂは、それぞれ半導体層４０ａ、４０ｂと少なくとも一部分が重畳され、第１のドレーン電極６６ａ及び第２のドレーン電極６６ｂは、それぞれゲート電極２６ａ、２６ｂを中心に第１のソース電極６５ａ及び第２のソース電極６５ｂと対向し、半導体層４０ａ、４０ｂと少なくとも一部分が重畳される。ここで、前述した抵抗性接触層は、その下部の半導体層４０ａ、４０ｂと、その上部の第１のソース電極６５ａ及び第２のソース電極６５ｂ及び第１のドレーン電極６６ａ及び第２のドレーン電極６６ｂの間に存在し、接触抵抗を低める役割を果たす。

第１のドレーン電極６６ａ及び第２のドレーン電極６６ｂは、それぞれ半導体層４０ａ、４０ｂと重畳される棒形端部部分とこれより延長されてストレージ電極２９と重畳する面積が広いドレーン電極拡張部６７ａ、６７ｂを有する。

第１のソース電極６５ａ及び第２のソース電極６５ｂは、それぞれ二つの枝に分離されて第１及び第２のドレーン電極６６ａ、６６ｂの棒形端部部分を包むように形成されている。

データ線６２、ドレーン電極６６ａ、６６ｂ、及び露出された半導体層４０ａ、４０ｂの一部分上には、保護膜（図示せず）が形成されている。保護膜は、例えば窒化珪素又は酸化珪素から形成される無機物、平坦化特性に優れ感光性を有する有機物、又はプラズマ化学気相蒸着（Ｐｌａｓｍａ Ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ；ＰＥＣＶＤ）で形成されるａ−Ｓｉ：Ｃ：Ｏ、ａ−Ｓｉ：Ｏ：Ｆなどの低誘電率絶縁物質などから形成される。また、保護膜は有機膜の優秀な特性を生かしながらも露出された半導体層４０ａ、４０ｂ部分を保護するために下部無機膜と上部有機膜の二重膜構造を有することができる。

保護膜には、データ線端部６８及びドレーン電極拡張部６７ａ、６７ｂをそれぞれ現す接触孔７８、７６ａ、７６ｂが形成されており、保護膜とゲート絶縁膜とにはゲート線端部２４ａ、２４ｂを現す接触孔７４ａ、７４ｂが形成されている。接触孔７６ａ、７６ｂを通じてそれぞれ第１のドレーン電極６６ａ及び第２のドレーン電極６６ｂと電気的に連結されて画素領域に設けられる第１の副画素電極８２ａ及び第２の副画素電極８２ｂが形成されている。また、保護膜上には、接触孔７４ａ、７４ｂ、７８を通じてそれぞれゲート線端部２４ａ、２４ｂとデータ線端部６８とに連結されている補助ゲート線端部８６ａ、８６ｂ及び補助データ線端部８８が形成されている。ここで、第１の副画素電極８２ａ及び第２の副画素電極８２ｂと、補助ゲート線端部８８及びデータ線端部８６ａ、８６ｂは、酸化インジウム錫又は酸化インジウム亜鉛などの透明導電体又はアルミニウムなどの反射性導電体から形成される。

第１の副画素電極８２ａ及び第２の副画素電極８２ｂは、それぞれ接触孔７６ａ、７６ｂを通じて第１のドレーン電極６６ａ及び第２のドレーン電極６６ｂと物理的・電気的に連結されて第１のドレーン電極６６ａ及び第２のドレーン電極６６ｂからデータ電圧が印加される。

データ電圧が印加された第１の副画素電極８２ａ及び第２の副画素電極８２ｂは、上部表示板の共通電極と共に電場を生成することによって副画素電極８２ａ、８２ｂと共通電極との間の液晶層の液晶分子の配列を決定する。

前述したように、各副画素電極８２ａ、８２ｂと共通電極とは、液晶キャパシタＣｌｃａ、Ｃｌｃｂを構成して薄膜トランジスタＱａ、Ｑｂがターンオフされた後にも印加された電圧を維持し、電圧維持能力を強化するために液晶キャパシタＣｌｃａ、Ｃｌｃｂと並列に連結されたストレージキャパシタＣｓｔａ、Ｃｓｔｂは第１の副画素電極８２ａ及び第２の副画素電極８２ｂ又はこれに連結されているドレーン電極６６ａ、６６ｂとストレージ電極線２８の重畳する領域などに形成される。

一つの画素領域を構成する第１の副画素電極８２ａ及び第２の副画素電極８２ｂは、所定の間隙（空間）を挟んで互い分離されており、その境界は略四角形の形態である。第２の副画素電極８２ｂは回転したＶ字形状を有し、画素領域の中間に配置される。第１の副画素電極８２ａは、四角形の形態の画素領域で第２の副画素電極８２ｂを除外した部分に形成される。ここで、間隙８３は、偏光板の透過軸１と実質的に４５度を成す部分と−４５度を成す部分を含む。従って、第２の副画素電極８２ｂの上側斜線部と下側斜線部は偏光板の透過軸１と実質的に−４５度又は４５度（以下、斜線方向という。）を成す。第１の副画素電極８２ａは、斜線方向に多数の切開部８４又は突出部が形成することができる。このような第１の副画素電極８２ａ、第２の副画素電極８２ｂ、切開部８４、前記突出部の大きさや形態は、目的に応じて多様に変形することができる。

第１の副画素電極８２ａ及び第２の副画素電極８２ｂには、相異なる階調電圧が印加されるが、例えば第１の副画素電極８２ａには基準階調電圧より低い階調電圧が、第２の副画素電極８２ｂには基準階調電圧より高い階調電圧が印加される。低い階調電圧が印加される第１の副画素電極８２ａと高い階調電圧が印加される第２の副画素電極８２ｂの面積比が大略２：１である場合側面視認性が相当に改善されることが分かる。

補助ゲート線及データ線端部８６ａ、８６ｂ、８８は、接触孔７４ａ、７４ｂ、７８を通じて第１及び第２のゲート線２２ａ、２２ｂのゲート線端部２４ａ、２４ｂ及びデータ線６２のデータ線端部６８とそれぞれ連結される。補助ゲート線及びデータ線端部８６ａ、８６ｂ、８８は、第１及び第２のゲート線２２ａ、２２ｂのゲート線端部２４ａ、２４ｂ及びデータ線６２のデータ線端部６８と外部装置を接合する役割を果たす。

第１の副画素電極８２ａ及び第２の副画素電極８２ｂ、補助ゲート線端部８８及びデータ線端部８６ａ、８６ｂ及び保護膜上には、液晶層を配向できる配向膜（図示せず）が塗布されている。

次に、図４Ｂ及び図４Ｃを参照して、上部表示板について説明する。

透明なガラスなどから形成された絶縁基板（図示せず）上に光漏洩を防止するためのブラックマトリックス（図示せず）と、赤色、緑色、青色の色フィルター（図示せず）と、酸化インジウム錫又は酸化インジウム亜鉛などの透明な導電物質からなる共通電極９０とが形成されている。ここで、ブラックマトリックスは、第１のゲート線２２ａ及び第２のゲート線２２ｂと、データ線６２に対応する部分と、または薄膜トランジスタＱａ、Ｑｂに対応する部分に形成することができる。また、ブラックマトリックスは第１の副画素電極８２ａ及び第２の副画素電極８２ｂと、薄膜トランジスタＱａ、Ｑｂ付近での光漏洩を遮断するために多様な形態を有することができる。

そして、共通電極９０は、第１の副画素電極８２ａ及び第２の副画素電極８２ｂと対向して配置され、多数の切開部９２又は突出部を有している。ここで、切開部９２又は前記突出部は、偏光板の透過軸１と実質的に−４５度又は４５度を成す斜線部を含む。前述したように、第１の副画素電極８２ａ及び第２の副画素電極８２ｂと共通電極９０とは、切開部又は突出部を含むことができ、以下説明の便宜のために切開部を用いて説明する。

共通電極９０上には、液晶分子を配向する配向膜（図示せず）が塗布できる。

図４Ｃは、図４Ａの下部表示板と図４Ｂの上部表示板とを含む液晶表示装置の配置図であって、共通電極９０の切開部９２のうち斜線部は、第１の副画素電極８２ａと第２の副画素電極８２ｂとの間の間隙８３と第１の副画素電極８２ａの切開部８４又は突出部との間に配列される。共通電極９０の切開部９２、第２の副画素電極８２ｂの関係については、後述する。

このような構造の下部表示板と上部表示板とを整列して結合し、その間に液晶物質を介在して垂直配向すれば、液晶表示装置の基本構造が得られる。

下部表示板と上部表示板とを整列したとき、第１の副画素電極８２ａと第２の副画素電極８２ｂとの間の間隙８３、第１の副画素電極８２ａの切開部８４、及び共通電極９０の切開部９２は画素の表示領域を多数のドメインに分割して、これにより基準視野角が拡大されて側面視認性が改善することができる。ここで、間隙、切開部、又は突出部をドメイン分割手段という。

液晶表示装置は、このような基本構造に偏光板、バックライトなどの要素を配置して構成される。この時、偏光板（図示せず）は、基本構造両側にそれぞれ一つずつ配置され、その透過軸１は、ゲート線２２について並んであり、残り一つはこれに垂直を成すように配置される。以上のような構造に液晶表示装置を形成すれば、液晶に電界が印加されたとき、各ドメイン内の液晶がドメインを分割する間隙８３又は切開部８４、９２について垂直を成す方向に傾くようになる。従って、各ドメインの液晶は偏光板の透過軸１について大略４５度又は−４５度に傾く。このような間隙８３又は切開部８４、９２の間で形成される側方向電界が各ドメインの液晶配向を変化させる役割を担う。

多数のドメインを液晶が傾く方向によって４種類のドメイングループに分類するとき、各ドメイングループの面積が実質的に同じ場合上下左右方向についての均一な視認性を確保することができる。特に、基準階調電圧より高い階調電圧が印加される第２の副画素電極８２ｂによって液晶表示装置の表示特性が主に決定されるため、第２の副画素電極８２ｂを構成する４種類のドメインの面積が実質的に同じ場合、上下左右方向に均一な視認性を確保することができる。以下、図５を参照して上下左右方向に均一な視認性を確保できる液晶表示装置について詳細に説明する。

図５は、図４Ｃの第２の副画素電極８２ｂと共通電極９０の切開部９２の関係を示した配置図である。

図４Ｃ及び図５を参照すれば、先ず、第２の副画素電極８２ｂは、画素領域の略中間を過ぎるストレージ電極線２８を基準に実質的に対称的な構造を有している。第２の副画素電極８２ｂは、斜線方向の間隙８３によって第１の副画素電極８２ａと分離されており、画素領域の中間に回転したＶ字形状に配置される。共通電極には、第２の副画素電極８２ｂに対応する位置に切開部９２が形成されている。すなわち、切開部９２は第２の副画素電極８２ｂと重畳し、第２の副画素電極８２ｂより幅が狭いＶ字形状を有する。従って、間隙８３と切開部９２によって第２の副画素電極８２ｂは四つのドメインＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄに区画される。言い換えれば、第２の副画素電極８２ｂの自体形状、切開部９２のようなドメイン分割手段によって第２の副画素電極８２ｂの表示領域は四つのドメインＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄに分割される。

ストレージ電極線２８を基準に第２の副画素電極８２ｂが対称的に形成される場合、ＡドメインとＣドメインは実質的に同一な面積を有する。また、ＢドメインとＤドメインは実質的に同一な面積を有する。但し、第２の副画素電極８２ｂは偏光板の透過軸１と実質的に−４５度を成す上側斜線部と、−４５を成す下側斜線部からなっているため、ＡドメインとＢドメインが実質的に同一な面積を有するためには、Ａドメインの幅ＷａがＢドメインの幅Ｗｂより広いように形成されなければならない。同様にＣドメインとＤドメインが実質的に同一な面積を有するためには、Ｃドメインの幅ＷｃがＤドメインの幅Ｗｄより広いように形成されなければならない。ここで、ＡドメインとＣドメインは第２の副画素電極８２ｂを構成するドメインとして、共通電極の切開部９２と画素の中心との間に配置されたドメインである。このように四つのドメイン（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）はそれぞれ特定した幅と長さとを有することによって実質的に同一な面積を有することができる。

但し、ドメイン分割手段によって特定方向に形成された側方向電界を用いて液晶分子を配列するとき、所定の応答速度を得るためには、Ａドメインの幅Ｗａ（又はＣドメインの幅Ｗｃ）は約２８μｍより狭いことが好ましい。

また、上部表示板と下部表示板のミスアラインについての作業マージンを考慮してＢドメインの幅Ｗｂ（又はＤドメインの幅Ｗｄ）は約１４μｍより広いことが好ましい。

以下、図１Ａ〜図４Ｃを参照して本発明の液晶表示装置の表示動作について詳細に説明する。

信号制御部６００は、外部のグラフィック制御器（図示せず）から入力映像信号（Ｒ、Ｇ、Ｂ）及び入力映像信号に基づく表示を制御する入力制御信号、例えば垂直同期信号Ｖｓｙｎｃと水平同期信号Ｈｓｙｎｃ、メインクロックＭＣＬＫ、データイネーブル信号ＤＥなどが提供される。信号制御部６００の入力映像信号（Ｒ、Ｇ、Ｂ）と入力制御信号を基礎に映像信号（Ｒ、Ｇ、Ｂ）とを液晶パネルアセンブリー３００の動作条件に合うように適切に処理し、ゲート制御信号ＣＯＮＴ１及びデータ制御信号ＣＯＮＴ２などを生成した後、ゲート制御信号ＣＯＮＴ１をゲート駆動部４００ａ、４００ｂ、４００に送り、データ制御信号ＣＯＮＴ２と処理した映像信号ＤＡＴをデータ駆動部５００に送る。

ゲート制御信号ＣＯＮＴ１は、走査開始を指示する走査開始信号ＳＴＶとゲートオン電圧Ｖｏｎの出力時間を制御する少なくとも一つのクロック信号を含む。ゲート制御信号ＣＯＮＴ）は、またゲートオン電圧Ｖｏｎの持続時間を限定する出力イネーブル信号ＯＥを含むことができる。ここで、クロック信号は選択信号ＳＥとして使用することができる。

データ制御信号ＣＯＮＴ２は、一つの束の画素ＰＸについてのデータの伝送を知らせる水平同期開始信号ＳＴＨとデータ線Ｄ１〜Ｄｍに当該データ電圧を印加しろというロード信号ＬＯＡＤ及びデータクロック信号ＨＣＬＫを含む。データ制御信号ＣＯＮＴ２は、また共通電圧Ｖｃｏｍについてのデータ電圧の極性（以下、‘共通電圧についてのデータ電圧の極性’を縮めて‘データ電圧の極性’という。）を反転させる反転信号ＲＶＳを含むことができる。

信号制御部６００からのデータ制御信号ＣＯＮＴ２に応じて、データ駆動部５００は一対の副画素ＰＸａ、ＰＸｂについてのそれぞれの映像データＤＡＴを受信し、階調電圧生成部８００からの各映像データＤＡＴに対応する階調電圧を選択することによって各映像データＤＡＴを当該データ電圧に変換した後、これを当該データ線Ｄ１〜Ｄｍに印加する。

ゲート駆動部４００ａ、４００ｂ、４００は、信号制御部６００からのゲート制御信号ＣＯＮＴ１に応じてゲートオン電圧Ｖｏｎをゲート線Ｇ１ａ〜Ｇｎｂに印加してこのゲート線Ｇ１ａ〜Ｇｎｂに連結されたスイッチング素子Ｑａ、Ｑｂをターンオンさせ、これによりデータ線Ｄ１〜Ｄｍに印加されたデータ電圧がターンオンされたスイッチング素子Ｑａ、Ｑｂを通じて当該副画素ＰＸａ、ＰＸｂに印加される。

各副画素ＰＸａ、ＰＸｂに印加されたデータ電圧と共通電圧Ｖｃｏｍの差は、液晶キャパシタＣｌｃａ、Ｃｌｃｂの充電電圧、すなわち画素電圧として示される。液晶分子は画素電圧の大きさによってその配列を異にし、これにより液晶層を通過する光の偏光が変化し、これは光の透過率変化に示される。

本発明の液晶表示装置は、一対の副画素ＰＸａ、ＰＸｂについて一対のゲート線２２ａ、２２ｂを通じてゲート電圧が伝達される。一対の副画素ＰＸａ、ＰＸｂについて一つの映像情報から得られた相異なるガンマ曲線を有する一対の階調電圧集合が印加されるが、これらが一つの画素ＰＸの二つの副画素ＰＸａ、ＰＸｂに印加されるため一つの画素ＰＸのガンマ曲線は、これらを合成したガンマ曲線になる。一対の階調電圧集合を決定するときには正面での合成ガンマ曲線が正面での基準ガンマ曲線に近くなるようにし、側面での合成ガンマ曲線が正面での基準ガンマ曲線と一番近くなるようにすることによって、側面視認性を向上させることができる。

また、前述したように、液晶が傾く方向によって分類された４種類のドメイングループの面積を実質的に同一に形成することによって上下左右方向に均一な視認性を確保できる。

以下、図６Ａ〜図７を参照して本発明の第２の実施形態による液晶表示装置を詳細に説明する。説明の便宜上、図１Ａ〜図５の実施形態の図面に示した各部材と同一機能を有する部材は、同一の参照符号を付し、重複記載を避けるためその説明は省略する。ここで、図６Ａは本発明の第２の実施形態による液晶表示装置の下部表示板の配置図であり、図６Ｂは上部表示板と図６Ａの下部表示板とを含む液晶表示装置の配置図であり、図７は図６Ｂの第２の副画素電極を拡大した配置図である。

本実施形態の液晶表示装置は、図７に示すように第１の実施形態の液晶表示装置と次を除外しては基本的に同一な構造を有する。すなわち、図７に示すように第２の副画素電極８２ｂを構成するドメイン（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）の幅が全て実質的に同一な場合、Ｂドメイン（Ｄドメイン）の面積がＡドメイン（Ｃドメイン）の面積より広い。従って、ドメイン（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）の面積が全て実質的に同一なようにするためストレージ電極２９からＢドメイン及びＤドメインに向いて延長されたストレージ電極拡張部２９’を形成することができる。すなわち、ストレージ電極拡張部２９’は、ストレージ電極２９と隣接したＢドメイン及びＤドメインに向いて延長されて第２の副画素電極８２ｂと重畳するように形成されることによって実質的にＢドメイン及びＤドメインの面積を縮める役割を果たす。

本実施形態でストレージ電極拡張部２９’が形成されたストレージ電極２９は、全体的に回転したＴ字形状を有するようになる。但し、本発明はこれに限定されず、ストレージ電極２９から拡張されたストレージ電極拡張部と第２の副画素電極８２ｂのうち相対的に広い面積を有するドメインを重畳させて各ドメインの面積を実質的に同一にする多様な形状のストレージ電極拡張部及びストレージ電極を含むことができる。

以上、添付した図面を参照して本発明の好適な実施形態を説明したが、当業者であれば、本発明の技術的思想や必須的な特徴を変更せずに他の具体的な形態で実施されることを理解することができる。したがって、上述した実施形態は、例示的なものであり、限定的なものではないと理解されるべきである。

本発明の液晶表示装置は、多様なディスプレイ装置に適用されうる。特に対比比が大きくて広い基準視野角の実現が要求される大型平板ＴＶなどのようなディスプレイ装置にさらに有用にすることである。

本発明の一実施形態による液晶表示装置のブロック図である。 本発明の一実施形態による液晶表示装置のブロック図である。 本発明の一実施形態による液晶表示装置のブロック図である。 本発明の一実施形態による液晶表示装置の一つの画素についての等価回路図である。 本発明の一実施形態による液晶表示装置の一つの副画素についての等価回路図である。 本発明の第１の実施形態による液晶表示装置の下部表示板の配置図である。 本発明の第１の実施形態による液晶表示装置の上部表示板の配置図である。 図４Ａの下部表示板と図４Ｂの上部表示板とを含む液晶表示装置の配置図である。 図４Ｃの第２の副画素電極を拡大した配置図である。 本発明の第２の実施形態による液晶表示装置の下部表示板の配置図である。 上部表示板と図６Ａの下部表示板とを含む液晶表示装置の配置図である。 図７Ｂの第２の副画素電極を拡大した配置図である。

符号の説明

１ 偏光板の透過軸、
３ 液晶層、
２２ａ、２２ｂ ゲート線、
２４ａ、２４ｂ ゲート線端部、
２６ａ、２６ｂ ゲート電極、
２８ ストレージ電極線、
２９ ストレージ電極、
２９’ ストレージ電極拡張部、
４０ａ、４０ｂ 半導体層、
６２ データ線、
６５ａ、６５ｂ、１６５ａ、１６５ｂ、２６５ａ、２６５ｂ、３６５ａ、３６５ｂ ソース電極、
６６ａ、６６ｂ、１６６ａ、１６６ｂ、２６６ａ、２６６ｂ、３６６ａ、３６６ｂ ドレーン電極、
６８ データ線端部、
７４ａ、７４ｂ、７６ａ、７６ｂ、７８ 接触孔、
８２ａ、８２ｂ 副画素電極、
８３ 間隙、
８４ 切開部、
８６ａ、８６ｂ 補助ゲート線端部、
８８ 補助データ線端部、
９０ 共通電極、
９２ 切開部、
１００ 下部表示板、
２００ 上部表示板、
３００ 液晶パネルアセンブリー、
４００ａ、４００ｂ、４００ ゲート駆動部、
４０１、４０２ 駆動回路、
５００ データ駆動部、
６００ 信号制御部、
８００ 階調電圧生成部。

Claims (8)

1. 第１の絶縁基板と、
   前記第１の絶縁基板上に形成された第１のゲート線及び第２のゲート線と、
   前記第１のゲート線及び前記第２のゲート線と絶縁され、前記第１のゲート線及び前記第２のゲート線の延長される方向と交差する方向に延長されるデータ線と、
   前記第１のゲート線、第２のゲート線、及び前記データ線に連結され、画素毎に形成された第１の薄膜トランジスタ及び第２の薄膜トランジスタと、
   前記第１の薄膜トランジスタに連結された第１の副画素電極と、
   所定の空隙によって前記第１の副画素電極と分離され、前記第２の薄膜トランジスタに連結された第２の副画素電極と、
   前記第１の絶縁基板と対向して配置される第２の絶縁基板と、
   前記第２の絶縁基板上に形成されてドメイン分割手段を含む共通電極と、
   前記第１の絶縁基板と前記第２の絶縁基板との間に介在された液晶層と、を備え、
   前記第２の副画素電極の形状及び前記ドメイン分割手段によって前記第２の副画素電極の表示領域が四つのドメインに分割され、前記各ドメインの面積が実質的に同一であることを特徴とする液晶表示装置。
2. 前記四つのドメインは、それぞれ特定した幅と長さとを有することによって実質的に同一の面積を形成することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 前記第２の副画素電極はＶ字形状を有し、
   前記ドメイン分割手段は、前記第２の副画素電極と重畳し、前記第２の副画素電極より幅が狭いＶ字形状を有することによって、前記四つのドメインを形成することを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。
4. ストレージ電極線又はストレージ電極をさらに含み、
   前記第２の副画素電極と重畳される前記ストレージ電極線又は前記ストレージ電極の面積を調節することによって、前記四つのドメインの面積が実質的に同一であることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
5. 前記ストレージ電極線には、前記ストレージ電極線に比べて幅が広いストレージ電極が形成され、
   前記ストレージ電極は、前記四つのドメインのうち少なくとも一つと重畳するストレージ電極拡張部を含むことを特徴とする請求項４に記載の液晶表示装置。
6. 前記ストレージ電極拡張部が形成された前記ストレージ電極は、全体的にＴ字形状を有することを特徴とする請求項５に記載の液晶表示装置。
7. 前記四つのドメインの幅は、２８μｍより狭いことを特徴とする請求項１〜請求項６のうちいずれか一項に記載の液晶表示装置。
8. 前記四つのドメインの幅は、１４μｍより広いことを特徴とする請求項１〜請求項６のうちいずれか一項に記載の液晶表示装置。

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