JP2007094416A - 液晶表示装置 - Google Patents

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熙 旭 都
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Abstract

【課題】高開口率及び高透過率の液晶表示装置を提供する。
【解決手段】本発明による液晶表示装置は、画素電極と、前記画素電極と対向する共通電極と、前記画素電極と前記共通電極との間に位置する液晶層と、前記共通電極上に形成され、稜線及び斜面を含む傾斜部材と、傾斜部材としては、画素電極と対応する画素部傾斜部材と、隣接する画素部傾斜部材を接続させる接続傾斜部材とを備える。本発明により、開口率及び透過率を向上させることである。
【選択図】図1

Description

本発明は、液晶表示装置に関する。
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うちの一つであって、画素電極と共通電極など、電場生成電極が形成されている二枚の表示板と、その間に挟持された液晶層、及び表示板の外側面に付着されている偏光子を備える。液晶表示装置は、電場生成電極に電圧を印加して液晶層に電場を生成し、これにより液晶層の液晶分子の方向を決定し、入射光の偏光を制御することによって画像を表示する。
このような液晶表示装置の中でも、電場が印加されない状態で液晶分子の長軸を表示板に対して垂直をなすように配列した垂直配向方式の液晶表示装置がコントラスト比が大きく、基準視野角が広いことから脚光を浴びている。
垂直配向方式の液晶表示装置において、広い基準視野角を実現するための具体的な方法としては、電場生成電極に切開部を設ける方法と、電場生成電極上に突起を設ける方法などがある。切開部及び突起は、液晶分子が傾く方向(tilt direction)を決定するので、これらを適宜配置して、液晶分子の傾斜方向を複数の方向に分散させることによって、基準視野角を広くすることができる。
一方、液晶分子の傾斜方向は、偏光子の偏光方向と45゜をなすときに最も光効率が良好であると知られており、通常、偏光子は偏光方向がゲート線またはデータ線と平行または垂直になるように付着する。従って、切開部や突起は、ゲート線及びデータ線と45゜をなして延在するように形成する。
しかしながら、画素電極がゲート線及びデータ線と平行な長方形状である液晶表示装置では、隣接する画素電極の間に生じる電場のため、液晶分子の配列が乱れる。切開部や突起が形成された画素領域内部では、切開部や突起がゲート線及びデータ線と45゜をなしており、その切開部や突起に垂直に交差する方向に電場が発生する。一方、画素電極間では、画素の辺はゲート線又はデータ線に平行であるため、ゲート線又はデータ線にほぼ垂直な方向の電場が発生する。そうすると、画素領域内の切開部や突起部が形成された部分と、隣接する画素電極間の辺の部分とでは、電場の方向が異なり、液晶分子の傾斜方向が異なる。このように液晶分子の配列が乱れることにより、テクスチャー(texture:画像とは異なる模様)が発生し、そのため、透過率が減少することがある。また、このようなテクスチャーを減らすために、共通電極の切開部に画素電極の辺と重なる部分を設けたりもするが、その場合には、画素電極の一部が共通電極に覆われることにより開口率が減少することがある。従って、本発明が目的とする技術的課題は、開口率及び透過率を向上させることである。
上記目的を達成するためになされた本発明1による液晶表示装置は、画素電極と、画素電極と対向する共通電極と、画素電極と共通電極との間に位置する液晶層と、共通電極上に形成され、稜線及び斜面を含む傾斜部材と、傾斜部材としは、画素電極と対応する画素部傾斜部材と、隣接する画素部傾斜部材を接続させる接続傾斜部材とを備えることを特徴とする。
このように、接続傾斜部材によって隣接する画素領域間の傾斜部材を接続することで、共通電極と画素電極との間に形成される電場の方向が変化し、液晶の均一な配向を強化する方向の副電場が形成されて液晶衝突が発生しないから、テクスチャーが減少し透過率が向上する。この本発明によれば、テクスチャーを減少させるために、共通電極の切開部に画素電極の辺を重畳させる部分を設ける必要が無く、開口率を向上させることができる。
本発明2は、発明1において、画素電極は、互いに対向する一対の第1主辺と、第1主辺に接続されて互いに対向する一対の第2主辺とを有し、第2主辺は、鋸歯状の突出部を含む。
鋸歯を設けることで、画素電極一辺である第2主辺付近における主電場の水平成分の方向及び副電場の方向を、領域の中央における主電場の水平成分の方向に沿うようにする。以上より、画素電極の鋸歯付近に位置する液晶分子の傾斜方向が、各領域の中央における液晶分子の傾斜方向とほぼ一致するため、鋸歯が設けられた付近も有効表示領域として活用することができる。
本発明3は、発明2において、接続傾斜部材は、隣接する画素電極の間隙と対応している。
本発明4は、発明1において、基板は基板上に形成されるゲート線、ゲート線と直交する複数のデータ線、ゲート線及びデータ線に接続される複数の薄膜トランジスタ、並びに薄膜トランジスタは、画素電極に接続される。
本発明5は、発明4において、画素部傾斜部材は、ゲート線と斜角をなしている。
本発明6は、発明2において、画素電極は、第1主辺と斜角をなす複数の切開部を含む。切開部により、画素領域が複数の領域に分割され、液晶分子が傾く方向が複数になる。よって、液晶表示装置の基準視野角が大きくなる。
本発明7は、発明6において、突出部は、切開部と135゜より大きい角度、あるいは45゜より小さい角度をなす第1辺を有する。
本発明8は、発明6において、突出部は、切開部と平行な第2辺をさらに有する。
本発明9は、発明8において、突出部の第2辺は、切開部の一辺の延長線上に位置する。
本発明10は、発明6において、突出部の境界線と第1主辺は長方形をなしている。
本発明11は、発明10において、長方形の角部のうちの少なくとも一つは面取りされ、斜辺をなしている。
本発明12は、発明10において、長方形の面取りされた斜辺は、第1主辺と45゜をなしている。
本発明13は、発明6において、突出部はデータ線と重なっている。
本発明14は、発明1において、隣接する画素電極の隣接する第2主辺の突出部は、互いに噛み合うように配置されている。隣接する画素電極において、突出部が噛み合うように配置されているため、その部分の電場を強力にし、液晶分子の傾きを精度良く制御することができる。
本発明15は、発明1において、互いに噛み合うように配置されている突出部の対向する辺は互いに並んでいる。
本発明16は、発明6において、画素電極は、切開部によって物理的に互いに分離された少なくとも二つの副画素電極を含む。
本発明17は、発明6において、少なくとも二つの副画素電極の電圧は互いに異なり得る。
本発明18は、発明17において、少なくとも二つの副画素電極は容量性結合される。
本発明19は、発明16において、副画素電極は、薄膜トランジスタにそれぞれ接続される。
本発明20は、発明16において、一つの画素電極におけるそれぞれの副画素電極は、互いに異なるデータ線に接続されており、一つの画素電極におけるそれぞれの副画素電極は、同一のゲート線に接続される。
本発明21は、発明16において、一つの画素電極におけるそれぞれの副画素電極は、互いに異なるゲート線に接続されており、一つの画素電極におけるそれぞれの副画素電極は、同一のデータ線に接続される。
本発明22は、発明1において、斜面の傾斜角は1〜10゜の範囲である。
本発明23は、発明1において、斜面は曲がっている。
本発明24は、発明1において、傾斜部材の厚さは0.5〜2.0μmの範囲である。
本発明25は、発明1において、共通電極の下に形成される複数のカラーフィルタをさらに含む。
本発明26は、発明25において、共通電極とカラーフィルタとの間に形成されるオーバーコート膜をさらに含む。
本発明27は、発明25において、傾斜部材はオーバーコート膜と共通電極との間に位置している。
本発明28は、発明25において、傾斜部材はオーバーコート膜と一体に形成されている。
本発明による液晶表示装置は、共通電極の縦切開部を除去し、除去された領域を透過領域として活用することができる。そして、共通電極に画素電極の間隙と対応する接続傾斜部材を形成することで、間隙で形成される副電場が副領域における液晶の配向を強化してテクスチャーが減少し、且つ高開口率及び高透過率の液晶表示装置を実現することができる。
次に、本発明に係る表示装置を実施するための最良の形態の具体例を図面を参照しながら説明する。しかし、本発明は、多様な形態で実現することができ、ここで説明する実施形態に限定されない。
図面は、各種層及び領域を明確に表現するために、厚さを拡大して示している。明細書全体を通じて類似した部分については同一の参照符号を付けている。層、膜、領域、板などの部分が、他の部分の“上に”あるとする時、これは他の部分の“すぐ上に”ある場合に限らず、その中間に更に他の部分がある場合も含む。逆に、ある部分が他の部分の“すぐ上に”あるとする時、これは中間に他の部分がない場合を意味する。
次に、図1乃至図5を参照して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。
図1は本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の配置図であり、図2は図1の液晶表示装置用薄膜トランジスタ表示板の配置図であり、図3は図1の液晶表示装置用共通電極表示板の配置図であり、図4は図1の液晶表示装置のIV-IV線断面図であり、図5は図1の液晶表示装置のV-V線断面図である。図6A及び図6Bは本発明の他の実施形態に係る傾斜部材の断面図である。
図1乃至図5に示すように、本発明の一実施形態に係る液晶表示装置は、互いに対向する薄膜トランジスタ表示板100と共通電極表示板200及びこれら二つの表示板100、200の間に挟持された液晶層3を備えている。
まず、図1、図2、図4及び図5を参照して薄膜トランジスタ表示板100について説明する。透明なガラスまたはプラスチックなどからなる絶縁基板110上に複数のゲート線121及び複数の維持電極線131が形成されている。
ゲート線121はゲート信号を伝達し、図1中、主に横方向に延びている。各ゲート線121は下上に突出した複数のゲート電極124と、他の層または外部駆動回路との接続のための広い端部129を含む。ゲート信号を生成するゲート駆動回路(図示せず)は、基板110上に付着される可撓性印刷回路膜(図示せず)上に装着されたり、基板110上に直接装着されたり、基板110に集積される。ゲート駆動回路が基板110上に集積されている場合には、ゲート線121が延長されてそれと直接接続される。
維持電極線131は、所定電圧を印加を受け、ゲート線121とほぼ並んで延びている幹線と、これから分岐された複数の第1、第2、第3及び第4維持電極133a、133b、133c、133dの集合、及び複数の接続部133eを含む。維持電極線131のそれぞれは隣接する二つのゲート線121の間に位置し、図1に示すように幹線は二つのゲート線121のうちの上側に近い。
第1及び第2維持電極133a、133bは、図1中の縦方向に延びて互いに対向する。第1維持電極133aは幹線に接続された固定端と、その反対側の自由端とを有し、自由端は他の部分よりも幅が大きい突出部を含む。第3及び第4維持電極133c、133dは、ほぼ第1維持電極133aの中央から第2維持電極133bの下端及び上端まで斜めに延びている。接続部133eは、隣接する維持電極133a〜133dの集合と維持電極133a〜133dの集合との間に接続される。しかし、維持電極線131の形状及び配置は多様に変更できる。
ゲート線121及び維持電極線131は、アルミニウム(Al)やアルミニウム合金などのアルミニウム系金属、銀(Ag)や銀合金などの銀系金属、銅(Cu)や銅合金などの銅系金属、モリブデン(Mo)やモリブデン合金などのモリブデン系金属、クロム(Cr)、タンタル(Ta)及びチタニウム(Ti)などからなることができる。しかし、これらは物理的な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してもよい。このうちの一つの導電膜は、信号遅延や電圧降下を減らし得るように比抵抗が低い金属、例えば、アルミニウム系金属、銀系金属、銅系金属などからなる。これに対し、もう一つの導電膜は、他の物質、特にITO(indium tin oxide)及びIZO(indium zinc oxide)との物理的、化学的、電気的接触特性に優れた物質、例えばモリブデン系金属、クロム、タンタル、チタニウムなどからなる。このような組み合わせの好適な例としては、クロム下部膜とアルミニウム(合金)上部膜、並びにアルミニウム(合金)下部膜とモリブデン(合金)上部膜がある。しかし、ゲート線121及び維持電極線131は、その他にも種々の金属または導電体からなることができる。
ゲート線121及び維持電極線131の側面は基板110面に対して傾斜しており、その傾斜角は約30゜乃至80゜であることが好ましい。このように側面が傾斜しているとその上部の膜を平坦化し易く、また上部の配線の断線を防止することができる。
ゲート線121及び維持電極線131上には、窒化シリコン(SiNx)または酸化シリコン(SiOx)などからなるゲート絶縁膜140が形成されている。
ゲート絶縁膜140上には、水素化非晶質シリコン(非晶質シリコンは略してa-Siと記す。)または多結晶シリコンなどからなる複数の線状半導体151が形成されている。線状半導体151は主に図1中の縦方向に延びており、ゲート電極124に向かって延出した複数の突出部154を含む。線状半導体151は維持電極線131の接続部131e付近で幅が広くなってこれらを幅広く覆っている。
半導体151上には、複数の線状及び島状オーミック接触部材(ohmic contact)161、165が形成されている。オーミック接触部材161、165はリンなどのn型不純物が高濃度にドープされているn+水素化非晶質シリコンなどの物質からなるか、シリサイド(silicide)からなることができる。線状オーミック接触部材161は複数の突出部163を有しており、この突出部163と島状オーミック接触部材165は対をなして半導体151の突出部154上に配設されている。
半導体151とオーミック接触部材161、165の側面もまた、基板110表面に対して傾斜しており、その傾斜角は30゜乃至80゜であることが好ましい。
オーミック接触部材161、165及びゲート絶縁膜140上には、複数のデータ線171と複数のドレイン電極175、及び複数の孤立金属片178が形成されている。
データ線171はデータ電圧を伝達し、主に縦方向に延びてゲート線121、維持電極線131の幹線及び接続部133eと交差する。各データ線171はゲート電極124に向かって延びてC字状に曲がった複数のソース電極173と、他の層または外部駆動回路との接続のための広い端部179を含む。データ電圧を生成するデータ駆動回路(図示せず)は、基板110上に付着される可撓性印刷回路膜(図示せず)上に装着されたり、基板110上に直接装着されたり、基板110に集積される。データ駆動回路が基板110上に集積されている場合には、データ線171が延長されてそれと直接接続される。
ドレイン電極175はデータ線171と分離されており、ゲート電極124を中心としてソース電極173と対向する。各ドレイン電極175は広い一方の端部と棒状の他方の端部を有し、棒状の端部はソース電極173に一部が取り囲まれるように形成されている。
一つのゲート電極124、一つのソース電極173、及び一つのドレイン電極175は、半導体151の突出部154と共に一つの薄膜トランジスタ(TFT)を構成し、薄膜トランジスタのチャンネルは、ソース電極173とドレイン電極175との間の突出部154に形成されている。
孤立金属片178は第1維持電極133aに隣接する部分のゲート線121上に位置している。
データ線171、ドレイン電極175及び金属片178は、モリブデン、クロム、タンタル及びチタニウムなどの耐火性金属、あるいはこれらの合金からなることが好ましく、耐火性金属膜(図示せず)と低抵抗導電膜(図示せず)を含む多重膜構造を有してもよい。多重膜構造の例としては、クロムまたはモリブデン(合金)下部膜とアルミニウム(合金)上部膜の二重膜、モリブデン(合金)下部膜とアルミニウム(合金)中間膜とモリブデン(合金)上部膜の三重膜がある。しかし、データ線171とドレイン電極175及び金属片178は、その他にも種々の金属または導電体からなることができる。
データ線171とドレイン電極175及び金属片178もまた、その側面が基板110面に対して約30゜乃至80゜の傾斜角で傾斜していることが好ましい。
オーミック接触部材161、165はその下の半導体151とその上のデータ線171及びドレイン電極175の間にのみ存在し、接触抵抗を低くする。殆どの部分で線状半導体151がデータ線171より狭いが、上述したとおり、維持電極線131と出会う部分で幅が広くなって表面のプロファイルを滑らかにすることによって、データ線171が断線することを防止する。半導体151にはソース電極173とドレイン電極175との間をはじめとしてデータ線171及びドレイン電極175で覆われず露出した部分がある。
データ線171、ドレイン電極175及び金属片178と露出した半導体151部分上には保護膜180が形成されている。保護膜180は無機絶縁物または有機絶縁物などからなり、表面が平坦化し得る。無機絶縁物の例としては、窒化シリコンと酸化シリコンがある。有機絶縁物は感光性を有することができ、その誘電定数は約4.0以下であることが好ましい。しかし、保護膜180は有機膜の優れた絶縁特性を生かしつつ露出した半導体151部分に害を及ぼさないように、下部無機膜と上部有機膜の二重膜構造を有してもよい。
保護膜180にはデータ線171の端部179とドレイン電極175をそれぞれ露出させる複数のコンタクトホール(contact hole)182、185が形成されており、保護膜180とゲート絶縁膜140には、ゲート線121の端部129を露出させる複数のコンタクトホール181、第1維持電極133aの自由端の突出部を露出させる複数のコンタクトホール183a、第1維持電極133aの固定端付近の維持電極線131の一部を露出させる複数のコンタクトホール183bが形成されている。
保護膜180上には複数の画素電極191、複数の接続ブリッジ(overpass)83及び複数の接触補助部材81、82が形成されている。これらはITOまたはIZOなどの透明な導電物質やアルミニウム、銀、クロム、またはその合金などの反射性金属からなることができる。
画素電極191はコンタクトホール185を介してドレイン電極175と物理的・電気的に接続されており、ドレイン電極175からデータ電圧が印加される。データ電圧が印加された画素電極191は、共通電圧の印加を受ける共通電極表示板200の共通電極270と共に電場を生成することによって、二つの電極191、270の間の液晶層3の液晶分子31の方向を決定する。このように決定された液晶分子31の方向によって、液晶層3を通過する光の偏光が変わる。画素電極191と共通電極270は、キャパシタ(以下、液晶キャパシタという。)を構成し、薄膜トランジスタが非導通状態になった後にも印加された電圧を維持する。
画素電極191は維持電極線131と重畳しており、画素電極191の左側及び右側辺は維持電極133a、133bよりデータ線171に隣接している。画素電極191及びこれと電気的に接続されたドレイン電極175が維持電極線131と重畳して構成するキャパシタをストレージキャパシタといい、ストレージキャパシタは液晶キャパシタの電圧維持能力を強化する。
各画素電極191はゲート線121またはデータ線171とほぼ平行な4つの主辺を有し、4つの角が面取りされている(chamfered)ほぼ四角形状である。画素電極191の面取りされた斜辺は、ゲート線121に対して約45゜の角度をなしている。
画素電極191には、中央切開部91、下部切開部92a及び上部切開部92bが形成されており、画素電極191はこれらの切開部91〜92b(91、92a、92b)によって複数の領域に分割される。切開部91〜92bは画素電極191を二等分する仮想の横中心線a−a’に対してほぼ反転対称をなしている。
下部及び上部切開部92a、92bはほぼ画素電極191の右側辺から左側辺に斜めに延びており、第3及び第4維持電極133c、133dとそれぞれ重畳している。下部及び上部切開部92a、92bは画素電極191の横中心線a−a’に対して下半部と上半部にそれぞれ位置している。下部及び上部切開部92a、92bはゲート線121に対して約45゜の角度をなして延在しており、互いに垂直を成している。
中央切開部91は画素電極191の横中心線a−a’に沿って延び、右辺側に入口を有している。中央切開部91の入口は下部切開部92aと上部切開部92bにそれぞれほぼ平行な一対の斜辺91a、91bを有している。従って、画素電極191の下半部は、下部切開部92aによって二つの領域に分かれ、上半部もまた、上部切開部92bによって二つの領域に分割される。この際、領域の数または切開部の数は、画素電極191の大きさ、画素電極191の横辺と縦辺の比、液晶層3の種類や特性など設計要素によって変わる。
接続ブリッジ83はゲート線121を横切って、ゲート線121を間に置いて反対側に位置しているコンタクトホール183a、183bを介して維持電極線131の露出した部分と、第1維持電極133aの自由端の露出した端部に接続される。維持電極133a、133bをはじめとする維持電極線131は、接続ブリッジ83と共にゲート線121やデータ線171、あるいは薄膜トランジスタの欠陥を修理するのに使用することができる。例えば、接続ブリッジ83を切断し、上下に隣接する第1維持電極133a間の接続を切断する。切断後の第1維持電極133aをゲート線121やデータ線171として使用する。
接触補助部材81、82はそれぞれコンタクトホール181、182を介してゲート線121の端部129及びデータ線171の端部179に接続される。接触補助部材81、82はゲート線121の端部129及びデータ線171の端部179と外部装置との接着性を補完し、これらを保護する。
次に、図1、図3、図4及び図5を参照して、共通電極表示板200について説明する。透明なガラスまたはプラスチックなどからなる絶縁基板210上に、遮光部材220が形成されている。遮光部材220は、ブラックマトリクスともいい、画素電極191間の光漏れを防止する。遮光部材220は、画素電極191と対向し、画素電極191とほぼ同一形状を有する複数の開口部225を有する。しかし、遮光部材220は、データ線171に対応する部分と、薄膜トランジスタに対応する部分とからなることができる。遮光部材220は、クロム単一膜、あるいはクロムと酸化クロムの二重膜からなるか、黒色顔料(pigment)を含む有機膜からなることができる。
なお、基板210上には、複数のカラーフィルタ230が形成されている。カラーフィルタ230は遮光部材220の開口部225内にほとんど入り、画素電極191列に沿って縦方向に長く延びることができる。各カラーフィルタ230は赤色、緑色及び青色の三原色など基本色のうちの一つを表示することができ、隣接するカラーフィルタ230の縁は重なることができる。
カラーフィルタ230及び遮光部材220上には、ITOまたはIZOなどの透明な導電体などからなる共通電極270が形成されている。
共通電極270とカラーフィルタ230との間には、カラーフィルタが露出することを防止し、平坦面を提供するためのオーバーコート膜250が形成されるが、必要に応じて省略可能である。
共通電極270上には、複数の傾斜部材330a、330b、330c、330d、330eの集合が形成されている。傾斜部材330a〜330eは誘電体からなり、その誘電定数は液晶層3の誘電定数以下であることが好ましい。
それぞれの傾斜部材330a〜330eの集合は、画素電極191と対向する第1乃至第4斜線傾斜部材330a〜330dと接続傾斜部材330eとを含む。第1乃至第4斜線傾斜部材330a〜330dは、主辺(primary edge)と副辺(secondary edge)を含むシェブロン状(chevron)、つまりV字状である。主辺は、傾斜部材の縁の境界線の辺のうち、長い辺を指し、副辺は短い辺を指す。主辺は切開部91〜92bの斜辺、及び画素電極191の斜辺と実質的に平行であり、図1に示すように、主辺は切開部91〜92bまたは画素電極191の斜辺と対向する。副辺はゲート線121またはデータ線171と平行である。接続傾斜部材330eは隣接する第1乃至第4斜線傾斜部材330a〜330dを接続させる。
各傾斜部材330a〜330eは稜線と斜面を含み、図では点線で稜線を示した。画素領域内の太い点線は第1乃至第4斜線傾斜部材330a〜330dの稜線を示しており、画素領域間の細い点線は接続傾斜部材330eを示す。
図1では、参照符号が稜線を指しているが、実際には稜線を含めて第1乃至第4斜線傾斜部材330a〜330dを指す。なお、稜線は傾斜部材の最も高い部分であり、主辺は傾斜部材の最も低い部分である。
傾斜部材330a〜330dを稜線を中心として説明すれば、第1乃至第4斜線傾斜部材330a〜330dの稜線は、切開部91〜92bの間、または切開部92a、92bと画素電極191の斜辺との間に位置し、切開部91〜92bと平行に延在している。第3及び第4斜線傾斜部材330c、330dは、ゲート線121と並んでいる縦断部をさらに含むことができる。接続傾斜部材330eは、第1斜線傾斜部材330aと第3斜線傾斜部材330cとを接続させたり、第2斜線傾斜部材330bと第4斜線傾斜部材330dとを接続させる。斜面は稜線から主辺に達するまでの面として次第に高さが低くなる。稜線の高さは約0.5〜2.0μmであり、斜面の傾斜角(θ)は約1〜10゜であることが好ましい。
第1乃至第4斜線傾斜部材330a〜330dが占める面積は、画素電極191の面積の半分(1/2)以上であることが好ましい。一つの画素電極191と対応する傾斜部材330a〜330eは、分離されず底辺が連続するように接続され得る。
傾斜部材330a〜330eの斜面は種々の形状を有することができるが、図6A及び図6Bのように、その中間で曲がることがある。図6Aに示す例で、斜面の傾斜度が底付近でα=10゜以下であることが好ましく、その上ではβ=5゜以下であることが好ましい。そして図6Bに示す例では、斜面の傾斜度がα=10゜以下であり、β=10゜以下であるが、γ=10゜以上であることが好ましい。
表示板100、200の内側面に配向膜11、21が塗布されており、これらは垂直配向膜であることができる。二つの表示板100、200の外側面には偏光子12、22がそれぞれ備えられているが、二つの偏光子の透過軸は直交し、斜線切開部92a、92b及び傾斜部材330a〜330eの稜線とほぼ45゜の角度をなすことが好ましい。反射型液晶表示装置の場合には、二つの偏光子12、22のうちの一つは省略してもよい。
本実施形態に係る液晶表示装置は、表示板100、200の間の間隔を維持するための間隔材(図示せず)と、液晶層3の遅延値を補償するための少なくとも一つの位相遅延膜(図示せず)をさらに含むことができる。
また、液晶表示装置は、偏光子12、22、位相遅延膜、表示板100、200、及び液晶層3に光を供給する照明部を含むことができる。
液晶層3は負の誘電率異方性を有し、液晶層3の液晶分子31は電場がない状態でその長軸が二つの表示板の表面に対してほぼ垂直をなすように配向されている。従って、入射光は直交偏光子12、22を通過できず遮断される。
共通電極270に共通電圧を印加し、画素電極191にデータ電圧を印加すると、表示板100、200の表面にほぼ垂直な電場が生成される(以下、画素電極191と共通電極271をいずれも電場生成電極という)。液晶分子31は電場に応答して、その長軸が電場の方向に垂直をなすように方向を変えようとする。この時、共通電極270の傾斜部材330a〜330e、画素電極191の切開部91〜92bと、画素電極191の辺(画素電極のへり)は、液晶分子31が横になる方向または傾斜方向を決定する。これについて詳細に説明する。
液晶分子31は電場が加わらない状態で傾斜部材330a〜330eにより予め傾斜し(pre-tilted)、プレチルト角を有している。このように液晶分子がプレチルト角を有していると、電場を印加したときにバラツキ無く速やかにプレチルト方向に傾くようになる。ここで、液晶分子の傾斜方向は、切開部91〜92bの辺及び画素電極191の辺に垂直である。
一方、画素電極191の切開部91〜92b及び画素電極191の辺は、電場を歪曲して液晶分子31の傾斜方向を決定する水平成分を作る。電場の水平成分も切開部91〜92bの辺と画素電極191の辺に垂直である。
また、図4に示すように、傾斜部材330a〜330eの厚さが位置によって差があるため、電場の等電位線が変化し、これも液晶分子31が傾くよう力を加える。このように傾くようにする力も、切開部91〜92b及び傾斜部材330a〜330eによって決定される傾斜方向と一致しており、これは傾斜部材330a〜330eの誘電定数が液晶層3より小さいときにそうである。ここで、電場E、誘電率ε、電荷密度ρの関係は、ΔE=ρ/εで表される。傾斜部材330aから330eの誘電定数が液晶層3より小さいときに液晶分子31が傾くよう力を加えるようになるのは、前記式によると、誘電定数が小さいほど電場が大きくなるからである。従って、切開部91〜92b及び画素電極191の斜辺から遠い液晶分子31も、横になる方向が決定されて、液晶分子31の応答速度が速くなる。また、傾斜部材により、画素領域内の液晶分子の傾斜方向を効果的に制御することができるので、透過率が向上する。
一方、図1に示すように、一つの切開部集合91〜92bと傾斜部材集合330a〜330dは、画素電極191をそれぞれ二つの主辺を有する複数の副領域(sub-area)に分けるが、各副領域の液晶分子31は上述したような傾斜方向に傾き、傾く方向はほぼ4つの方向である。つまり、図2に示すように、画素領域は、液晶分子の傾きが異なる4つの副領域A、B、C、Dに分かれる。上部の画素領域には副領域A、Bが形成され、下部の画素領域には副領域C、Dが形成される。ここで、切開部の集合91〜92b、切開部91〜92b及び画素電極191の斜辺が、副領域の主辺となり得る。例えば、副領域Bの主辺は辺b1及びb2である。
このように、液晶分子31が傾く方向を複数の方向にすると、液晶表示装置の基準視野角が大きくなる。そして、隣接する斜線傾斜部材330a〜330dを接続傾斜部材330eに接続させて、液晶分子31の配向を強化させることによって、画素電極191の縁で発生するテクスチャーを減少させ、透過率が向上させる。このため、テクスチャーを減少させるために、共通電極の切開部に画素電極の辺を重畳させる部分を設ける必要が無く、開口率を向上させることができる。
このように、画素電極191の切開部91〜92bと傾斜部材330a〜330eだけでも液晶分子31の傾斜方向を決定することができるため、共通電極270に切開部を設けなくてもよい。その結果、製造工程で共通電極270をパターニングする工程を省略することができる。また、切開部を省略することで、電荷が特定の位置に蓄積されないため、これらが偏光子に移って偏光子を損傷することを防止することができる。その結果、偏光子の損傷を防止するための静電気放電防止処理を省略することができる。従って、切開部の省略は、液晶表示装置の製造費用を顕著に低減することができる。
次に、図7及び図8を参照して本発明の他の実施形態に係る液晶表示装置について詳細に説明する。
図7は本発明の他の実施形態に係る液晶表示装置の配置図であり、図8は図7の液晶表示装置のVIII-VIII線断面図であり、図9は図7の液晶表示装置における共通電極及び画素電極のみを示した配置図である。
図7及び図8を参照すれば、本実施形態に係る液晶表示装置は、互いに対向する薄膜トランジスタ表示板100と共通電極表示板200、及びこれら二つの表示板100、200の間に挟持された液晶層3を含む。
まず、薄膜トランジスタ表示板100について詳細に説明する。透明なガラスまたはプラスチックなどからなる絶縁基板110上に、複数のゲート線121及び複数の維持電極線131が形成されている。ゲート線121はゲート信号を伝達し、図7中の主に横方向に延びている。各ゲート線121は下上に突出した複数のゲート電極124と異なる層または外部駆動回路との接続のための広い端部129を含む。ゲート信号を生成するゲート駆動回路(図示せず)は、基板110上に付着される可撓性印刷回路膜(図示せず)上に装着されたり、基板110上に直接装着されたり、基板110に集積される。ゲート駆動回路が基板110上に集積されている場合には、ゲート線121が延びてそれと直接接続される。
維持電極線131は、所定電圧の印加を受け、ゲート線121とほぼ並んで延びた幹線と、これから分岐された複数の第1、第2、第3及び第4維持電極133a、133b、133c、133d集合及び複数の接続部133eを含む。維持電極線131のそれぞれは隣接する二つのゲート線121の間に位置し、図7に示すように幹線は二つのゲート線121のうちの上側に近い。
第1及び第2維持電極133a、133bは図7中の縦方向に延びて互いに対向している。第1維持電極133aは幹線に接続された固定端と、その反対側の自由端とを有し、自由端は他の部分よりも幅が大きい突出部を含む。第3及び第4維持電極133c、133dは、ほぼ第1維持電極133aの中央から第2維持電極133bの下端及び上端まで斜めに延びている。接続部133eは、隣接する維持電極133a〜133dの集合と維持電極133a〜133dの集合との間に接続される。しかし、維持電極線131の形状及び配置は多様に変更できる。
ゲート線121及び維持電極線131は、アルミニウム(Al)やアルミニウム合金などのアルミニウム系金属、銀(Ag)や銀合金などの銀系金属、銅(Cu)や銅合金などの銅系金属、モリブデン(Mo)やモリブデン合金などのモリブデン系金属、クロム(Cr)、タンタル(Ta)及びチタニウム(Ti)などからなることができる。しかし、これらは物理的な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してもよい。このうちの一つの導電膜は、信号遅延や電圧降下を減らし得るように比抵抗が低い金属、例えば、アルミニウム系金属、銀系金属、銅系金属などからなる。これに対し、もう一つの導電膜は、他の物質、特にITO及びIZOとの物理的、化学的、電気的接触特性に優れた物質、例えばモリブデン系金属、クロム、タンタル、チタニウムなどからなる。このような組み合わせの好適例としては、クロム下部膜とアルミニウム(合金)上部膜、及びアルミニウム(合金)下部膜とモリブデン(合金)上部膜がある。しかし、ゲート線121及び維持電極線131は、その他にも種々の金属または導電体からなることができる。
ゲート線121及び維持電極線131の側面は基板110面に対して傾斜しており、その傾斜角は約30゜乃至80゜であることが好ましい。このように側面が傾斜しているとその上部の膜を平坦化し易く、また上部の配線の断線を防止することができる。
ゲート線121及び維持電極線131上には、窒化シリコン(SiNx)または酸化シリコン(SiOx)などからなるゲート絶縁膜140が形成されている。
ゲート絶縁膜140上には、水素化非晶質シリコンまたは多結晶シリコンなどからなる複数の線状半導体151が形成されている。線状半導体151は図7中の主に縦方向に延びており、ゲート電極124に向かって延出した複数の突出部154を含む。線状半導体151は、維持電極線131の接続部133e付近で幅が広くなってこれらを幅広く覆っている。
半導体151上には、複数の線状及び島状オーミック接触部材161、165が形成されている。オーミック接触部材161、165は、リンなどのn型不純物が高濃度にドープされているn+水素化非晶質シリコンなどの物質からなるか、シリサイドからなることができる。線状オーミック接触部材161は複数の突出部163を有し、この突出部163と島状オーミック接触部材165は対をなして、半導体151の突出部154上に配置されている。
半導体151とオーミック接触部材161、165の側面も基板110の表面に対して傾斜しており、その傾斜角は30゜乃至80゜であることが好ましい。
オーミック接触部材161、165及びゲート絶縁膜140上には、複数のデータ線171と複数のドレイン電極175、及び複数の孤立金属片178が形成されている。
データ線171はデータ電圧を伝達し、主に縦方向に延びてゲート線121、維持電極線131の幹線、及び接続部133eと交差する。各データ線171は、ゲート電極124に向かって延び、C字状に曲がった複数のソース電極173と、他の層または外部駆動回路との接続のための広い端部179を含む。データ電圧を生成するデータ駆動回路(図示せず)は、基板110上に付着される可撓性印刷回路膜(図示せず)上に装着されたり、基板110上に直接装着されたり、基板110に集積される。データ駆動回路が基板110上に集積される場合には、データ線171が延びてそれと直接接続される。
ドレイン電極175は、データ線171と分離されており、ゲート電極124を中心としてソース電極173と対向している。各ドレイン電極175は、広い一方の端部と棒状の他方の端部を有しており、棒状の端部はソース電極173に一部が取り囲まれるように形成されている。
一つのゲート電極124、一つのソース電極173、及び一つのドレイン電極175は、半導体151の突出部154と共に一つの薄膜トランジスタを構成し、薄膜トランジスタのチャンネルはソース電極173とドレイン電極175の間の突出部154に形成される。孤立金属片178は、第1維持電極133aに隣接する部分のゲート線121上に位置している。
データ線171、ドレイン電極175及び金属片178は、モリブデン、クロム、タンタル及びチタニウムなどの耐火性金属またはこれらの合金からなることが好ましく、耐火性金属膜(図示せず)と低抵抗導電膜(図示せず)を含む多重膜構造を有することができる。多重膜構造の例としては、クロムまたはモリブデン(合金)下部膜とアルミニウム(合金)上部膜の二重膜、モリブデン(合金)下部膜とアルミニウム(合金)中間膜とモリブデン(合金)上部膜の三重膜がある。しかし、データ線171とドレイン電極175及び金属片178は、その他にも種々の金属または導電体からなることができる。
また、データ線171とドレイン電極175及び金属片178も、その側面が基板110面に対して約30゜乃至80゜の傾斜角で傾斜していることが好ましい。
オーミック接触部材161、165は、その下の半導体151と、その上のデータ線171及びドレイン電極175の間にのみ存在し、接触抵抗を低くする。殆どの部分で線状半導体151がデータ線171より狭いが、上述したとおり、維持電極線131と出会う部分で幅が広くなって表面のプロファイルを滑らかにすることによって、データ線171が断線することを防止する。半導体151にはソース電極173とドレイン電極175の間をはじめとしてデータ線171及びドレイン電極175で覆われず露出した部分がある。
データ線171、ドレイン電極175及び金属片178と、露出した半導体151部分上には、保護膜180が形成されている。保護膜180は無機絶縁物または有機絶縁物などからなり、表面が平坦化し得る。無機絶縁物の例としては、窒化シリコンと酸化シリコンがある。有機絶縁物は感光性を有することができ、その誘電定数は約4.0以下であることが好ましい。しかし、保護膜180は有機膜の優れた絶縁特性を生かしつつ露出した半導体151部分に害を及ぼさないように、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180には、データ線171の端部179とドレイン電極175をそれぞれ露出させる複数のコンタクトホール182、185が形成されており、保護膜180とゲート絶縁膜140には、ゲート線121の端部129を露出させる複数のコンタクトホール181、第1維持電極133aの自由端の突出部を露出させる複数のコンタクトホール183a、第1維持電極133aの固定端付近の維持電極線131の一部を露出させる複数のコンタクトホール183bが形成されている。
保護膜180上には、複数の画素電極191、複数の接続ブリッジ83及び複数の接触補助部材81、82が形成されている。これらはITOまたはIZOなどの透明な導電物質やアルミニウム、銀、クロム、またはその合金などの反射性金属からなることができる。
画素電極191は、コンタクトホール185を介してドレイン電極175と物理的・電気的に接続されており、ドレイン電極175からデータ電圧が印加される。データ電圧が印加された画素電極191は、共通電圧の印加を受ける共通電極表示板200の共通電極270と共に電場を生成することによって、二つの電極191、270の間の液晶層3の液晶分子31の方向を決定する。このように決定された液晶分子31の方向によって液晶層3を通過する光の偏光が変わる。画素電極191と共通電極270は、液晶キャパシタを構成し、薄膜トランジスタが非導通状態になった後にも、印加された電圧を維持する。
画素電極191は維持電極線131と重なっている。画素電極191には、中央切開部91、下部切開部92a、93a及び上部切開部92b、93bが形成されており、画素電極191は、これら切開部91〜93b(91、92a、92b、93a、93b)によって複数の領域に分割される。切開部91〜93bは、画素電極191を二等分する仮想の横中心線b−b’に対してほぼ反転対称をなしている。
下部及び上部切開部92a、93a、92b、93bは、ほぼ画素電極191の右側辺から画素電極191の仮想の横中心線b−b’に斜めに延びていたり、画素電極191の上側辺または下側辺から左側辺に斜めに延びている。下部及び上部切開部92a、93a、92b、93bは、画素電極191の横中心線b−b’に対して下半部と上半部にそれぞれ位置している。下部及び上部切開部92a、93a、92b、93bは、ゲート線121に対して約45゜の角度をなし、下部切開部92a、93aと上部切開部92b、93bとは互いに垂直に交差するように配置されている。
中央切開部91は、画素電極191の右側辺に入口を有し、左側に向かって凹んでいるパターンである。中央切開部91の入口は、切開部92a、93aと上部切開部92b、93bにそれぞれほぼ平行な一対の斜辺91a、91bを有している。以上の構成により、画素電極191の下半部が下部切開部92a、93aによって、4つの領域に分割され、また、上半部も上部切開部92b、93bによって同様に4つの領域に分割される。
この時、領域の数または切開部の数は、画素電極191の大きさ、画素電極191の横辺と縦辺の長さの比、液晶層3の種類や特性などの設計要素によって変わる。また、図9のように、隣接する画素電極191の切開部の数が異なり得る。つまり、画素電極191と画素電極191との間隙を中心として、間隙の左、右の画素電極191の切開部の位置及び数が異なる。即ち、これは下部表示板100の切開部と、上部表示板200の切開部とが交互に配置されると、ドメインが安定して形成されるからである。互いに隣接する画素領域間で切開部の位置及び数が同一するためには、隣接する画素領域間の切開部は同一線上にあることができない。従って、液晶分子の配列が画素領域間で壊れるようになる。一方、画素領域間に切開部を同一線上に位置させるためには位置及び数が異なるようになる。この場合、画素領域間の切開部が同一線上に位置し、液晶分子は連続的に配列が安定的に維持される。
図9に示すように、各画素電極191は、互いに対向する一対の第1主辺193、194と、一対の第2主辺195、196とを有する。第1主辺193、194はゲート線121とほぼ平行であり、第2主辺195、196はデータ線171とほぼ平行な第1及び第2境界線951、952、961、962を有する。内側境界線951、961は同一画素領域内に位置し、外側境界線952、962それぞれは、内側境界線951、961が位置する画素の左右に隣接する画素領域内に位置する。第1主辺193、194と、第2主辺195、196の内側または外側境界線951、961、952、962と、はほぼ長方形をなす。画素電極191の左側角は面取りされて斜辺193c、194cをなし、面取りされた斜辺193c、194cはゲート線121に対して約45゜の角度をなしている。同様に、画素電極191の右側角も同様に、面取りされて斜辺193d、194dをなし、面取りされた斜辺193c、194cは、ゲート線121に対して約−45゜の角度をなしている。第1主辺193は、斜辺193cを介して第2主辺195に接続され、斜辺193dを介して第2主辺196に接続される。また、第1主辺194は、斜辺194cを介して第2主辺195に接続され、斜辺194dを介して第2主辺196に接続される。
画素電極191の第2主辺195、196は、内側境界線951、961上に位置する複数の縦線分915、925と、内側境界線951、961から外側に突出した複数の鋸歯910、920を有し、画素電極191の横中心線b−b’に対してほぼ対称である。
それぞれの鋸歯910、920は、互いに対向する第1斜辺911、921及び第2斜辺912、922、そして、これらを接続させて外側境界線952、962付近に位置する上辺913、923を有する。第1斜辺911、921は、縦線分915、925と約135゜より大きい鈍角をなし、第2斜辺912、922は縦線分915、925と約45゜の角度をなし、第1斜辺911、921及び第2斜辺912、922の延長線は約45゜より小さい鋭角をなして互いに交差するようになる。また、第2斜辺912、922は、下部及び上部切開部92a、93a、92b、93bと実質的に平行であり、切開部92a、93a、92b、93bの延長線上にある。一方、第1斜辺911、921は、第1斜辺911、921の延長線と、下部及び上部切開部92a、93a、92b、93bの延長線と、約45゜より小さい角度または135゜より大きい角度をなしている。
鋸歯910、920の上部、つまり、上辺913、923の近傍はデータ線171と重なる。また、隣接する画素電極の鋸歯920と鋸歯910とは互いに噛み合うように配置されている。具体的に、データ線171を中心として左側に位置する画素電極191の鋸歯920と、右側に位置する画素電極191の鋸歯910と、は噛み合うように配置されている。つまり、内側境界線961から突出している鋸歯920と、外側境界線962から突出している鋸歯910と、は噛み合うように配置されている。
また、互いに噛み合う鋸歯910、920の対向する辺は互いに平行である。つまり、鋸歯910の第1斜辺911と鋸歯920の第1斜辺921とは互いに平行であり、鋸歯910の第2斜辺912と鋸歯920の第2斜辺922とは互いに平行である。
画素電極191における鋸歯910、920の数は、切開部91〜93bによって分けられる画素電極191領域の数、または切開部の数と密接な関係があり、画素電極191領域の数及び鋸歯910、920の数は、画素電極191の大きさ、画素電極191の横辺と縦辺の長さ比、液晶層3の種類や特性などの設計要素によって変わる。
接続ブリッジ83は、ゲート線121を横切り、ゲート線121を介在して反対側に位置するコンタクトホール183a、183bを介して維持電極線131の露出した部分と、第1維持電極133aの自由端の露出した端部に接続される。維持電極133a、133bをはじめとする維持電極線131は、接続ブリッジ83と共にゲート線121やデータ線171または薄膜トランジスタの欠陥を修理するのに使用することができる。
接触補助部材81、82はそれぞれコンタクトホール181、182を介してゲート線121の端部129及びデータ線171の端部179に接続される。接触補助部材81、82は、ゲート線121の端部129及びデータ線171の端部179と外部装置との接着性を補完し、これらを保護する。
次に、共通電極表示板200について説明する。透明なガラスまたはプラスチックなどからなる絶縁基板210上に遮光部材220が形成されている。遮光部材220は、ブラックマトリクスともいい、画素電極191の間の光漏れを防止する。遮光部材220は、画素電極191と対向し、ほぼ長方形状の複数の開口部を有している。遮光部材220において、データ線171と対応する部分の幅は、データ線171の幅とほぼ同一である(ただし、表示板100、200の整列誤差を考慮することができる)。さらに、遮光部材220は、データ線171から隣接する画素領域に向かって外側に突出した、互いに噛みあった鋸歯910と920との間の空間を覆う拡張部を含む。つまり、鋸歯910の第1斜辺911と鋸歯920の第1斜辺921との間には隙間があるため、その空間を覆うように遮光部材220の拡張部が設けられる。同様に、鋸歯910の第2斜辺912と鋸歯920の第2斜辺922の間にも設けられる。これにより、画素領域の外において、画素電極に覆われない部分を遮光部材220により覆い、光漏れを防止することができる。また、遮光部材220は、薄膜トランジスタに対応する部分をさらに含むことができる。
また、基板210上には、複数のカラーフィルタ230が形成されている。カラーフィルタ230は遮光部材230に囲まれた領域内にほとんど存在しており、画素電極191の列に沿って縦方向に長く延びることができる。各カラーフィルタ230は、赤色、緑色及び青色の三原色など基本色のうちの一つを表示することができる。
カラーフィルタ230及び遮光部材220上には、オーバーコート膜250が形成されている。オーバーコート膜250は(有機)絶縁物からなることができ、カラーフィルタ230が露出することを防止し、平坦面を提供する。オーバーコート膜250は省略することができる。
オーバーコート膜250上には共通電極270が形成されている。共通電極270はITO、IZOなどの透明な導電体などからなる。
共通電極270上には、複数の傾斜部材の集合71、72a、72b、73a、73b、75が形成されている。傾斜部材71〜75(71、72a、72b、73a、73b、75)は誘電体からなり、傾斜部材71〜75の誘電定数は液晶層3の誘電定数以下であることが好ましい。
それぞれの傾斜部材71〜75は、中央傾斜部材71、斜線傾斜部材72a、72b、73a、73bと接続傾斜部材75を含む。傾斜部材71〜74bは、図1乃至図5の実施形態と同様に、主辺と副辺を含む平行四辺形またはシェブロン状である。主辺は切開部91〜93b(91、92a、92b、93a、93b)の斜辺及び画素電極191の斜辺と実質的に平行であり、切開部91〜93bまたは画素電極191の斜辺と対向している。副辺はゲート線121またはデータ線171と平行である。接続傾斜部材75は、画素電極191の間隙と対応して間隙と並んでいる。そして、隣接する斜線傾斜部材71〜73bを接続させる。
また、各傾斜部材71、72a、72b、73a、73b、75は、第1乃至図5の実施形態と同様に、稜線と斜面を含み、図では点線で稜線を示した。
傾斜部材71〜75を稜線を中心として説明すれば、中央傾斜部材71の稜線は、画素電極191の横中心線に沿って延びている横部71cと、横部71cの一端から画素電極191の右側辺に向かって延びた斜線部71a、71bとを含む。斜線部71aは、画素電極191の中央切開部91の斜辺91aと重畳し、斜線部71bは斜辺91bと重畳する。
下部及び上部傾斜部材72a、73a、72b、73bの稜線は、画素電極191の切開部91〜93bの間、または切開部93a、93bと画素電極191の斜辺との間に位置したり、画素電極の面取りされた斜辺と重なり、切開部91〜93bと平行に延びている。斜面は、稜線から主辺に達するまでの面として次第に高さが低くなる。稜線の高さは約0.5〜2.0μmであり、斜面の傾斜角(θ)は約1〜10゜であることが好ましい。なお、傾斜部材71、72a、72b、73a、73b、75の数も設計要素によって変わる。
共通電極270上には絶縁物質からなり、二つの表示板100、200の間の間隔を一定に維持するための間隔材320が形成されている。
表示板100、200の内側面には配向膜11、21が塗布されており、これらは垂直配向膜であり得る。表示板100、200の外側面には、偏光子12、22が備えられているが、二つの偏光子12、22の偏光軸は直交し、斜線切開部92a、93a、92b、93b及び傾斜部材71〜73bとほぼ45゜の角度をなすことが好ましい。反射型液晶表示装置の場合は、二つの偏光子12、22のうちの一つは省略してもよい。
本実施形態に係る液晶表示装置は、液晶層3の遅延を補償するための位相遅延膜(図示せず)をさらに含むことができる。また、液晶表示装置は、偏光子12、22、位相遅延膜、表示板100、200及び液晶層3に光を供給する照明部(backlight unit)(図示せず)を含むことができる。
液晶層3は負の誘電率異方性を有し、液晶層3の液晶分子31は、電場がない状態でその長軸が二つの表示板100、200の表面に対してほぼ垂直をなすように配向されている。従って、入射光は直交偏光子12、22を通過できず遮断される。
共通電極270に共通電圧を印加し、画素電極191にデータ電圧を印加すると、表示板100、200の表面にほぼ垂直である主電場が生成される。液晶分子31は電場に応答して、その長軸が電場の方向に垂直をなすように、つまり、長軸が表示板100、200に平行となるように方向を変えようとする。
図9に示すように、一つの切開部集合91、92a、92b、93a、93b及び傾斜部材集合71、72a、72b、73a、73b、75は、画素電極191を複数の副領域に区画する。つまり、画素領域は、副領域A、B、C、D、E、F、G、Hの8つの領域に分割される。上部の画素領域には副領域A、B、C、Dが形成され、下部の画素領域には副領域E、F、G、Hが形成される。各副領域は、二つの主辺と副辺とを含む。ここで、主辺は、画素電極191の第1主辺193、194と斜角をなし、副辺は画素電極191の辺193〜196の一部である。
各副領域の主辺のうちの一つは、画素電極191の切開部91〜93bの一辺と、鋸歯910、920の第2斜辺912、922とが合わせられてなるか、面取りされた斜辺193c、194cからなる。また、主辺のうちのもう一つは共通電極270の傾斜部材71〜73bの斜線部の一辺単独でなるか、傾斜部材71〜73bの斜線部と鋸歯910、920の第2斜辺912、922が合わせられてなる。各副領域の副辺のうちの一つは画素電極191の鋸歯910、920の第1斜辺911、921であり、主辺とは135゜より大きい角度をなす。図9を参照して、副領域Aでは、切開部93bの一辺93b−1及び第2斜辺912の合成と、斜辺194cと、が主辺をなし、鋸歯910の斜辺911が副辺の1つをなす。また、副領域Bでは、切開部93bの一辺93b−2と、傾斜部材72bの斜線部とが主辺の一辺をなし、鋸歯910の第1斜辺911が副辺をなす。なお、副領域Bでは、主辺の一辺は、同一線上に位置する、傾斜部材72bの斜線部、鋸歯910の第2斜辺912及び鋸歯920の第2斜辺922の合成により構成されても良い。さらに、副領域Cでは、切開部92bの一辺92b−1と、傾斜部材72bの斜線部と、が主辺の一辺をなし、鋸歯920の第1斜辺921が副辺をなす。なお、副領域Cでは、主辺の一辺は、同一線上に位置する、傾斜部材72bの斜線部、鋸歯910の第2斜辺912及び鋸歯920の第2斜辺922の合成により構成されても良い。副領域Dでは、切開部92bの一辺92b−2及び第2斜辺922の合成と、斜辺91bと、が主辺をなし、鋸歯920の斜辺921が副辺の1つをなす。副領域E〜Hについては、同様であるので説明を省略する。
主辺は偏光子12、22の偏光軸と約45゜をなしているが、これは光効率を最大にするためである。以上より、各副領域の主辺の長さは互いに異なり、隣接する副領域の隣接する主辺は互いにずれている。
ところが、主辺が副辺より非常に長く、副辺のうちの少なくとも一つと主辺とのなす角は135゜より大きい。例えば、副領域Dを例に挙げれば、主辺の1つである斜辺91bと鋸歯920の斜辺921とのなす角は135°よりも大きく、ほぼ主辺が延長されているとみなすことも可能である。よって、これらの副領域上の主電場において、主辺に垂直な水平成分が、主辺と平行な水平成分に比して極めて大きい。その結果、各副領域上の液晶分子31はほぼ主辺に垂直な方向に傾く。
各副領域上の液晶分子31はほぼ主辺に垂直な方向に傾き、液晶分子の傾く方向はほぼ4つの方向である。なお、副領域A、Cでの液晶分子の傾く方向は同じで、副領域B、Dでの液晶分子の傾く方向は同じで、副領域E、Gでの液晶分子の傾く方向は同じで、副領域F、Hでの液晶分子の傾く方向は同じである。このように、液晶分子31が傾く方向を複数の方向にすることによって、液晶表示装置の基準視野角が大きくなる。
一方、隣接する画素電極191と画素電極との間の電圧差によって副次的に生成される副電場(secondary electric field、lateral field)E1、E2の方向は、主に副領域の一つの副辺、つまり、鋸歯910、920の第1斜辺911、921と垂直である。ここで、各副領域の副辺のうちの一つは画素電極191の鋸歯910、920の第1斜辺911、921であり、主辺とは135゜より大きい角度をなす。従って、副電場(E1、E2)の方向は、主電場の水平成分の方向と約45°より小さい角度をなしている。なお、第1斜辺911、921と主辺とのなす角が大きく、約165゜より大きくなる場合には、副電場(E1、E2)の方向は、主電場の水平成分の方向と約15°より小さい角度をなすようになる。このように、副電場の方向は主電場の水平成分に沿う方向となるため、結果的に、画素電極191の間の副電場は、液晶分子31の傾斜方向の決定を強化する方向に作用する。
このように、本発明では、データ線171と平行な画素電極191の横辺に、切開部91〜93b、71〜73bと135゜より大きい角度をなしている斜辺911、921を有する鋸歯910、920を設ける。これにより、画素電極191の縦辺である第2主辺195、196付近における主電場の水平成分の方向及び副電場の方向を、副領域の中央における主電場の水平成分の方向に沿うようにする。さらに、鋸歯910、920を互いに噛み合わせるように配置することで、隣接する画素電極191の距離を近くすることで副電場の強さを強くする。以上より、画素電極191の鋸歯910、920付近に位置する液晶分子の傾斜方向が、副領域の中央における液晶分子の傾斜方向とほぼ一致するため、鋸歯910、920付近も有効表示領域として活用することができる。
従って、鋸歯910、920を設けないときに比べて、有効表示領域が広くなって透過率が向上し、共通電極270の切開部71〜73bに画素電極191の縦辺と重なる部分を設けなくてもよいため、開口率が向上する。
画素電極191の切開部91〜93b及び画素電極191の辺は、電場を歪曲して液晶分子31の傾斜方向を決定する水平成分を作る。また、電場の水平成分も切開部91〜93bの辺と、画素電極191の辺に垂直である。ここで、液晶分子31は電場が加わらない状態で傾斜部材71〜73b、75により予め傾斜して、プレチルト角を有している。このように液晶分子がプレチルト角を有していると、電場を印加したときにバラツキ無く速やかにプレチルト方向に傾くようになる。よって、液晶分子の傾斜方向は、切開部91〜93bの辺と、画素電極191の辺に垂直となる。
また、図8に示すように、傾斜部材71〜73b、75の厚さが位置によって差があるため、電場の等電位線が変化し、これも液晶分子31に傾くようにする力を加える。このように、傾くようにする力も切開部91〜93b及び傾斜部材71〜73b、75によって決定される傾斜方向と一致しており、これは傾斜部材71〜73b、75の誘電定数が液晶層3より小さい場合にそうである。従って、切開部91〜93b及び画素電極191の斜辺から遠い液晶分子31も横になる方向が決定され、液晶分子31の応答速度が速くなる。
また、画素電極191と共通電極270との間に形成される電場は、隣接する画素電極191の境界部に副領域における液晶の均一な配向を妨げる方向の副電場を有する。このため、副領域内部で液晶の衝突が発生し、液晶配向が乱れることがある。しかし、本発明の実施形態では、二つの互いに隣接する画素電極191間において、第1斜辺911と第1斜辺921とが互いに対向する領域と対応する位置に接続傾斜部材75を形成する。このように、接続傾斜部材75によって隣接する画素領域間の傾斜部材71〜73bを接続することで、共通電極270と画素電極191との間に形成される電場の方向が変化し、副領域における液晶の均一な配向を強化する方向の副電場が形成されて液晶衝突が発生しないから、テクスチャーが減少し、透過率が向上する。このため、テクスチャーを減少させるために、共通電極の切開部に画素電極の辺を重畳させる部分を設ける必要が無く、開口率を向上させることができる。
このように、画素電極191の切開部91〜93bと傾斜部材71、72a、72b、73a、73b、75だけでも液晶分子31の傾斜方向を決定することができるので、共通電極270に切開部を設けなくてもよく、その結果、製造工程において共通電極270をパターニングする工程を省略できる。また、切開部を省略すると、電荷が特定の位置に蓄積されないので、この電荷が偏光子12、22に移って偏光子12、22を損傷することを防止できる。その結果、偏光子12、22の損傷を防止するための静電気放電防止処理を省略できる。従って、切開部の省略によって液晶表示装置の製造費用を顕著に低減することができる。
図10は本発明の他の実施形態に係る液晶表示装置の配置図であり、図11は図10の液晶表示装置のXI-XI線断面図であり、図12は図10の一部分を拡大示した配置図である。
図10乃至図12に示すように、本発明の一実施形態に係る液晶表示装置は、互いに対向する薄膜トランジスタ表示板100と共通電極表示板200及びこれら二つの表示板100、200の間に挟持された液晶層3を含む。
まず、薄膜トランジスタ表示板100について説明する。透明なガラスまたはプラスチックなどからなる絶縁基板110上に、複数のゲート線121及び複数の維持電極線131が形成されている。ゲート線121はゲート信号を伝達し、図10中、主に横方向に延びている。各ゲート線121は上方に突出した複数のゲート電極124と、他の層または外部駆動回路との接続のための広い端部129を含む。ゲート信号を生成するゲート駆動回路(図示せず)は、基板110上に付着される可撓性印刷回路膜(図示せず)上に装着されたり、基板110上に直接装着されたり、基板110に集積される。ゲート駆動回路が基板110上に集積されている場合には、ゲート線121が延びてそれと直接接続される。
維持電極線131は所定電圧の印加を受け、ゲート線121とほぼ並んで延びている。各維持電極線131は、隣接する二つのゲート線121の間に位置し、二つのゲート線121からほぼ同じ距離を置いている。維持電極線131は、下上に拡張された維持電極137を含む。しかし、維持電極線131の形状及び配置は多様に変更できる。
ゲート線121及び維持電極線131は、アルミニウム(Al)やアルミニウム合金などのアルミニウム系金属、銀(Ag)や銀合金などの銀系金属、銅(Cu)や銅合金などの銅系金属、モリブデン(Mo)やモリブデン合金などモリブデン系金属、クロム(Cr)、タンタル(Ta)及びチタニウム(Ti)などからなることができる。しかし、これら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もできる。このうちの一つの導電膜は、信号遅延や電圧降下を減らし得るように、比抵抗が低い金属、例えば、アルミニウム系金属、銀系金属、銅系金属などからなる。これに対し、もう一つの導電膜は他の物質、特にITO及びIZOとの物理的、化学的、電気的接触特性に優れた物質、例えばモリブデン系金属、クロム、タンタル、チタニウムなどからなる。このような組み合わせの好適例としては、クロム下部膜とアルミニウム(合金)上部膜、及びアルミニウム(合金)下部膜とモリブデン(合金)上部膜がある。しかし、ゲート線121及び維持電極線131は、その他にも種々の金属または導電体からなることができる。
ゲート線121及び維持電極線131の側面は基板110面に対して傾斜しており、その傾斜角は約30乃至80゜であることが好ましい。このように側面が傾斜しているとその上部の膜を平坦化し易く、また上部の配線の断線を防止することができる。
ゲート線121及び維持電極線131上には、窒化シリコン(SiNx)または酸化シリコン(SiOx)などからなるゲート絶縁膜140が形成されている。
ゲート絶縁膜140上には、水素化非晶質シリコンまたは多結晶シリコンなどからなる複数の島状半導体154が形成されている。半導体154は、ゲート電極124上に位置し、ゲート線121の境界を覆う延長部154aを含む。半導体154上には、複数の島状オーミック接触部材163、165が形成されている。オーミック接触部材163、165は、リンなどのn型不純物が高濃度にドープされているn+水素化非晶質シリコンなどの物質からなるか、シリサイドからなることができる。オーミック接触部材163、165は、対をなして半導体154上に配置されている。
また、半導体154とオーミック接触部材163、165の側面も基板110面に対して傾斜しており、その傾斜角は30乃至80゜程度である。
オーミック接触部材163、165及びゲート絶縁膜140上には、複数のデータ線171及び複数のドレイン電極175が形成されている。
データ線171はデータ電圧を伝達し、主に縦方向に延びてゲート線121及び維持電極線131と交差する。各データ線171は、ゲート電極124に向かって延びた複数のソース電極173と、他の層または外部駆動回路との接続のための広い端部179を含む。データ電圧を生成するデータ駆動回路(図示せず)は、基板110上に付着される可撓性印刷回路膜(図示せず)上に装着されたり、基板110上に直接装着されたり、基板110に集積される。データ駆動回路が基板110上に集積されている場合には、データ線171が延びてそれと直接接続される。
ドレイン電極175は、データ線171と分離されており、ゲート電極124を中心としてソース電極173と対向している。各ドレイン電極175は、面積が広い一端部177と棒状の他端部を有している。棒状の端部はU字状に形成されるソース電極173に一部が取り囲まれるように形成されている。面積が広一端部177は、維持電極137に重畳されるように配置される。
一つのゲート電極124、一つのソース電極173及び一つのドレイン電極175は、半導体154と共に一つの薄膜トランジスタを構成し、薄膜トランジスタのチャンネルは、ソース電極173とドレイン電極175との間の半導体154に形成されている。
データ線171及びドレイン電極175は、モリブデン、クロム、タンタル及びチタニウムなど耐火性金属、またはこれらの合金からなることが好ましく、耐火性金属膜(図示せず)と低抵抗導電膜(図示せず)を含む多重膜構造を有することができる。多重膜構造の例としては、クロムまたはモリブデン(合金)下部膜とアルミニウム(合金)上部膜の二重膜、モリブデン(合金)下部膜とアルミニウム(合金)中間膜とモリブデン(合金)上部膜の三重膜がある。しかし、データ線171及びドレイン電極175の他にも、種々の金属または導電体からなることができる。
また、データ線171及びドレイン電極175もその側面が基板110面に対して30乃至80゜程度の傾斜角で傾斜していることが好ましい。
オーミック接触部材163、165は、その下部の半導体154とその上のデータ線171及びドレイン電極175の間にのみ存在し、接触抵抗を低くする。
データ線171、ドレイン電極175及び露出した半導体154部分上には保護膜180が形成されている。保護膜180は無機絶縁物または有機絶縁物などからなり、表面が平坦化し得る。無機絶縁物の例としては、窒化シリコンと酸化シリコンがある。有機絶縁物は感光性を有することができ、その誘電定数は約4.0以下であることが好ましい。しかし、保護膜180は、有機膜の優れた絶縁特性を生かしつつ露出した半導体154部分に害を及ぼさないように、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180にはデータ線171の端部179とドレイン電極175を各々露出する複数のコンタクトホール182、185が形成されており、保護膜180とゲート絶縁膜140にはゲート線121の端部129を露出する複数のコンタクトホール181が形成されている。
保護膜180上には、複数の画素電極191及び複数の接触補助部材81、82が形成されている。これらはITOまたはIZOなどの透明な導電物質やアルミニウムまたは銀合金などの反射性金属からなることができる。
画素電極191は、コンタクトホール185を介してドレイン電極175と物理的・電気的に接続されており、ドレイン電極175からデータ電圧が印加される。画素電極191は、維持電極137をはじめとする維持電極線131と重なっている。
各画素電極191は、互いに対向する一対の第1主辺193、194と、これら第1主辺193、194と接続する第2主辺とを有する。第2主辺は、複数の鋸歯90と、これらの鋸歯90の間を接続させる底辺90cとを含む。また、第2主辺には、鋸歯90と底辺90cとが繰り返し形成されている。ここで、鋸歯90は、第1主辺193、194に対して傾いた第1斜辺90aと、第2斜辺90dと、第1斜辺90a及び第2斜辺90d間を接続する上辺90bと、を有する。底辺90cは、第1斜辺90a及び第2斜辺90d間を接続する。第1主辺193、194はゲート線121に平行である。第1主辺193、194と第2主辺とはほぼ長方形をなし、画素電極191の4つの角は、面取りされてゲート線121に対して約45゜の角度をなしている。
第1斜辺90aは、データ線171と一部分が重なっている。また、隣接する二つの画素電極191の第1斜辺90aは、図12に示すように互いに対向し平行である。
画素電極191には、第1及び第2中央切開部91、92、下部斜線切開部93a、94a、95a、並びに上部斜線切開部93b、94b、95bが形成されており、画素電極191はこれら切開部91〜95b(91、92、93a、94a、95a、93b、94b、95b)によって複数の副領域に分割される。切開部91〜95bは維持電極線131に対してほぼ反転対称をなす。下部及び上部斜線切開部93a〜95a、93b〜95bは、ほぼ画素電極191の右側辺から左側辺、上側辺または下側辺に斜めに延びている。下部及び上部斜線切開部93a〜95a、93b〜95bは、維持電極線131に対して下半部と上半部にそれぞれ位置している。下部及び上部斜線切開部93a〜95a、93b〜95bは、ゲート線121に対して約45゜の角度をなして互いに垂直をなすように延びている。下部及び上部斜線切開部93a〜95a、93b〜95bは、画素電極191の左側辺または右側辺に入口を有しており、入口は第2主辺と接続される。
第2主辺の鋸歯90を構成する第1斜辺90aは、画素電極191の斜線切開部93a〜95a、93b〜95bと鈍角をなし、第2斜辺90dは斜線切開部93a〜95a、93b〜95bとほぼ平行である。
第1中央切開部91は、維持電極線131に沿って延びて左側辺の方に入口を有している。そして、第2中央切開部92は多角形であって、第2中央切開部92のうち、画素電極191の左側辺の方向に位置する上下の角が突出するように形成されている。
従って、画素電極191の下半部は下部切開部93a〜95aによって4つの領域に分けられ、上半部も上部切開部92b〜95bによって4つの領域に分割される。この時、領域の数または切開部の数は、画素の大きさ、画素電極の横辺と縦辺の長さ比、液晶層3の種類や特性などの設計要素によって変わる。
接触補助部材81、82は、コンタクトホール181、182を介してそれぞれゲート線121の端部129及びデータ線171の端部179と接続される。接触補助部材81、82は、データ線171及びゲート線121の端部179、129と、外部装置との接着性を補完し、これらを保護する。
次に、共通電極表示板200について説明する。透明なガラスまたはプラスチックなどからなる絶縁基板210上に、遮光部材220が形成されている。遮光部材220は、データ線171に対応する線形部分220a、一部分が拡張された拡張部2220bと薄膜トランジスタに対応する面形部分220cを含む。線形部分220a及び拡張部2220bは、隣接する画素電極間の光漏れを防止し、面形部分220cは画素電極に覆われてない薄膜トランジスタからの光漏れを防止する。以上より、遮光部材220は、画素電極191の間の光漏れを防止し、画素電極191と対向する開口領域を定義する。しかし、遮光部材220は、画素電極191と対向し、画素電極191とほぼ同一形状を有する複数の開口部(図示せず)を有するように形成することもできる。
また、基板210上には、複数のカラーフィルタ230が形成されている。カラーフィルタ230は、遮光部材230に囲まれた領域内にほとんど存在し、画素電極191列に沿って縦方向に長く延びることができる。各カラーフィルタ230は赤色、緑色及び青色の三原色など基本色のうちの一つを表示することができる。
カラーフィルタ230及び遮光部材220上には、オーバーコート膜250が形成されている。オーバーコート膜250は(有機)絶縁物からなることができ、カラーフィルタ230が露出することを防止し、平坦面を提供する。オーバーコート膜250は省略してもよい。
オーバーコート膜250上には、共通電極270が形成されている。共通電極270はITO、IZOなどの透明な導電体などからなる。
共通電極270上には、複数の傾斜部材の集合71、72a、72b、73a、73b、74a、74b、75が形成されている。傾斜部材集合71〜75は誘電体からなり、その誘電定数は液晶層3以下であることが好ましい。一つの傾斜部材集合71〜75は、一つの画素電極191と対向し、中央傾斜部材71、第1乃至第3下部傾斜部材72a、73a、74a、第1乃至第3上部傾斜部材72b、73b、74b及び接続傾斜部材75を含む。
それぞれの傾斜部材71〜75(71、72a、73a、74a、72b、73b、74b)は、図1乃至図5の実施形態のように、主辺と副辺を含む平行四辺形またはシェブロン状である。主辺は、傾斜部材の縁の境界線の辺のうち、長い辺を称し、副辺は短い辺を指す。主辺は、切開部91〜95bの斜辺及び画素電極191の斜辺と実質的に平行であり、切開部91〜95bまたは画素電極191の斜辺と対向している。副辺はゲート線121またはデータ線171と平行である。接続傾斜部材75は、画素電極191の間隙と対応して間隙と平行である。そして、隣接する斜線傾斜部材71〜74bを接続させる。
また、各傾斜部材71〜75は第1乃至図5の実施形態のように、稜線と斜面を含み、図10には点線で稜線を示した。画素領域内の点線は、中央傾斜部材71及び下部及び上部傾斜部材72a〜74bの稜線を示し、画素領域間の点線は、接続傾斜部材75を示す。なお、稜線は傾斜部材の最も高い部分であり、主辺は傾斜部材の最も低い部分である。
傾斜部材について稜線を中心として説明すれば、各傾斜部材71〜74bの稜線は、画素電極191の下部切開部93a、94a、95aまたは上部切開部93b、94b、95bと平行に延びた少なくとも一つの斜線部を含む。
第1下部及び第1上部斜線傾斜部材72a、72bは、画素電極191の右側辺と隣接する横中心線c−c’から画素電極191の左側辺に斜めに延びており、第2下部及び第2上部斜線傾斜部材73a、73bは、画素電極191の右側辺から画素電極191の左側上または左側下の角に延びている。そして、第3下部及び第3上部斜線傾斜部材74a、74bは、画素電極191の右側辺から画素電極191の上側辺または下側辺に延びており、第3下部及び第3上部斜線傾斜部材74a、74bの各端から画素電極191の辺に沿って重畳し、延在する縦断横部を含む。縦断横部は、斜線傾斜部材74a、74bと鈍角をなしている。
中央傾斜部材71は中央横部71c、一対の斜線部71a、71bを含む。中央横部71cは、ほぼ画素電極191の横中心線c−c’と重なって横に長く形成されており、一対の斜線部71a、71bは、中央横部71cの端から画素電極191の左側辺に向かってそれぞれ下部及び上部斜線傾斜部材72a〜74bとほぼ平行に延びている。
接続傾斜部材75は、中央傾斜部材71のうちの斜線部71aの一端と隣接画素電極の第2下部傾斜部材73aの一端とを接続し、中央傾斜部材71の斜線部の他端71bと隣接画素電極の第2上部傾斜部材73bの一端とを接続し、第1下部斜線傾斜部材72aの一端と隣接画素電極の第3下部斜線傾斜部材74aの一端とを接続し、第1上部斜線傾斜部材72bの一端と隣接画素電極の第3上部斜線傾斜部材74bの一端とを接続する。図12に示すように、接続傾斜部材75は、画素電極191の第1斜辺90aと平行であり、データ線171と対応する部分に位置している。
傾斜部材71〜75の斜面は稜線から主辺に達するまでの面として次第に高さが低くなる。稜線の高さは約0.5〜2.0μmであり、斜面の傾斜角(θ)は約1〜10゜であることが好ましい。
傾斜部材71〜74bが占める面積は、画素電極191の面積の半分(1/2)以上であることが好ましい。一つの画素電極191と対応する傾斜部材71〜74bは分離されず、底辺が連続するように接続される。
図10に示すように、画素領域は、傾斜部材71〜74b及び画素電極の切開部91〜95bにより、副領域A、B、C、D、E、F、G、H、I、J、K、Lの12個の領域に分割される。画素領域の上半分及び下半分でそれぞれ6つの副領域に分割されている。このように、液晶分子31が傾く方向を複数の方向にすることによって、液晶表示装置の基準視野角が大きくなる。
本発明では、上記のように、画素電極191の辺のうちのデータ線171と隣接する辺を鋸歯状に形成する。ここで、副領域Dに着目すると、第1上部斜線傾斜部材72bと上部切開部94bとは互いに平行であり、第1上部斜線傾斜部材72b及び上部切開部94bに垂直な主電場が形成される。副領域Dの第1斜辺90aは、第1上部斜線傾斜部材72bとは135゜より大きい角度をなす。なお、第1斜辺90aは、第1上部斜線傾斜部材72bとのなす角が大きく、約165゜より大きくなる場合には、副電場(E1)の方向は、主電場の水平成分の方向と約15°より小さい角度をなすようになる。このように、副電場の方向は主電場の水平成分に沿う方向となるため、結果的に、隣接する画素電極191の間に形成される副電場は、副領域における液晶の配向を強化する方向となる。 また、隣接する二つの画素電極191の第1斜辺90aが対向する領域と対応する位置に接続傾斜部材75を設けることによって、副領域における液晶の配向をさらに強化することができる。つまり、接続傾斜部材75を設けることにより、共通電極270と画素電極191との間に形成される電場の方向を変化させ、副領域における液晶の均一な配向を強化する方向の副電場を形成する。これにより、液晶分子どうしが衝突せず、テクスチャーが減少し、透過率が向上する。このため、テクスチャーを減少させるために、共通電極の切開部に画素電極の辺を重畳させる部分を設ける必要が無く、開口率を向上させることができる。
また、前述の実施形態と同様に、画素電極191の辺のうちのデータ線171と隣接する辺に鋸歯を形成することで、液晶分子の傾きを制御し、有効表示領域を拡大し開口率を高めることができる。さらに、傾斜部材を設けることで、液晶分子がプレチルト角を有するため、電場の印加に対して応答速度を早くすることができる。また、共通電極に切開部を設けないため、製造工程を簡略化できるとともに、偏光子12、22の損傷を防止するための処理を省略できる。
また、傾斜部材71〜75の数及び方向は、設計要素によって変わる。
表示板100、200の内側面には、配向膜11、21が塗布されており、これらは垂直配向膜であり得る。表示板100、200の外側面には偏光子12、22が備えられているが、二つの偏光子12、22の透過軸は直交し、このうちの一つの透過軸はゲート線121に対して並んでいることが好ましい。反射型液晶表示装置の場合には、二つの偏光子12、22のうちの一つは省略してもよい。
液晶表示装置は、偏光子12、22、表示板100、200及び液晶層3に光を供給する照明部(図示せず)を含むことができる。
液晶層3は負の誘電率異方性を有し、液晶層3の液晶分子は電場がない状態でその長軸が二つの表示板100、200の表面に対して垂直をなすように配向されている。従って、入射光は直交偏光子12、22を通過できず遮断される。
上述の実施形態は、次に説明する実施形態にも同様に適用できる。
次に、本発明の他の実施形態に係る液晶表示装置について図13及び図14を参照して詳細に説明する。図13は本発明の他の実施形態に係る液晶表示装置の配置図であり、図14は図13の液晶表示装置のXIV-XIV線断面図である。
図13及び図14に示すように、本発明の一実施形態に係る液晶表示装置も、互いに対向する薄膜トランジスタ表示板100と共通電極表示板200、これら表示板100、200の間に挟持された液晶層3、並びに表示板100、200の外側面に付着されている一対の偏光子12、22を含む。
本実施形態に係る表示板100、200の層状構造は、ほぼ図7及び図8に示すものと同様である。
薄膜トランジスタ表示板100は、基板110上に複数のゲート線121及び複数の維持電極線131が形成されている。ゲート線121は複数のゲート電極124と端部129を含み、維持電極線131は複数の維持電極133a〜133d及び複数の接続部133eを含む。ゲート線121及び維持電極線131上には、ゲート絶縁膜140、突出部154を含む複数の線状半導体151、突出部163を含む複数の線状オーミック接触部材161、及び複数の島状オーミック接触部材165が順次に形成されている。
オーミック接触部材161、165上には、ソース電極173及び端部179を含む複数のデータ線171、複数のドレイン電極175及び複数の孤立金属片178が形成されており、その上には保護膜180が形成されている。保護膜180及びゲート絶縁膜140には、複数のコンタクトホール181、182、183a、183b、185が形成されている。保護膜180上には、切開部91〜92bを有する複数の画素電極191、複数の接続ブリッジ83及び複数の接触補助部材81、82が形成されており、その上には、配向膜11が形成されている。
共通電極表示板200は、遮光部材220、複数のカラーフィルタ230、オーバーコート膜250、傾斜部材71〜72bを有する共通電極270及び配向膜21が絶縁基板210上に形成されている。
しかし、図7及び図8に示す液晶表示装置とは異なって、線状半導体151は、データ線171、ドレイン電極175及びその下のオーミック接触部材161、165と実質的に同一平面形状を有している。しかし、線状半導体151には、ソース電極173とドレイン電極175との間をはじめとしてデータ線171及びドレイン電極175で覆われず露出した部分がある。
また、孤立金属片178の下にも、孤立金属片178と実質的に同一平面形状のオーミック接触部材(図示せず)及び島状半導体(図示せず)が形成されている。このような薄膜トランジスタ表示板100は、データ線171、ドレイン電極175及び金属片178と、半導体151及びオーミック接触部材161、165を1回のフォトエッチング工程で形成することによって製造する。
即ち、ゲート絶縁膜140上に半導体層、オーミック接触層、データ金属層を連続蒸着し、その上に、位置によって厚さが異なる感光膜を形成した後、それをエッチングマスクとして半導体層、オーミック接触層、データ金属層をエッチングすることで、図13及び図14に示された薄膜トランジスタ表示板を製造する。この時、位置によって厚さが異なる感光膜は、厚さが薄くなる順に第1部分と第2部分を含み、第1部分はデータ線171、ドレイン電極171及び金属片178が占める配線領域に位置しており、第2部分は薄膜トランジスタのチャンネル領域に位置している。
位置によって感光膜の厚さを異ならせるには種々の方法があるが、例えば、光マスクに透光領域及び遮光領域の他に半透明領域を設ける方法がある。半透明領域には、スリット(slit)パターン、格子パターン(lattice pattern)、または透過率が中間であるか、厚さが中間である薄膜が備えられる。スリットパターンを使用する際には、スリットの幅やスリットの間の間隔がフォト工程に使用する露光器の分解能より小さいのが好ましい。別の例としては、リフローが可能な感光膜を使用する方法がある。即ち、透光領域と遮光領域のみを有する通常の露光マスクにリフロー可能な感光膜を形成した後、リフローさせて感光膜が残留しない領域に流れるようにすることによって、薄い部分を形成する。
このような感光膜をエッチングマスクとしてデータ金属層、オーミック接触層及び半導体層を連続エッチングして、データ配線の大略の形状を形成する。次に、感光膜をアッシングして第2部分を除去し、残った第1部分をエッチングマスクとして露出したデータ金属層とオーミック接触層をエッチングすることによって、薄膜トランジスタのチャンネル部を形成する。
このようにすると、一回のフォト工程を減らすことができ、製造方法が簡単になる。
図1乃至図12に示す液晶表示装置の多くの特徴は、図13及び図14に示す液晶表示装置にも適用できる。
次に、図15を参照して本発明の他の実施形態に係る液晶表示装置について詳細に説明する。
図15は本発明の他の実施形態に係る液晶表示装置の図7のVIII-VIII線断面図である。
図15に示すように、また、本発明の一実施形態に係る液晶表示装置も、互いに対向する薄膜トランジスタ表示板100と共通電極表示板200、これら表示板100、200の間に挟持された液晶層3、及び表示板100、200外側面に付着されている一対の偏光子12、22を含む。
本実施形態に係る表示板100、200の層状構造は、ほぼ図7及び図8に示すものと同様である。
薄膜トランジスタ表示板100は、基板110上に複数のゲート線121及び複数の維持電極線131が形成されている。ゲート線121は、複数のゲート電極124と端部129を含み、維持電極線131は、複数の維持電極133a〜133d及び複数の接続部133eを含む。ゲート線121及び維持電極線131上には、ゲート絶縁膜140、突出部154を含む複数の線状半導体151、突出部163を含む複数の線状オーミック接触部材161、及び複数の島状オーミック接触部材165が順次に形成されている。オーミック接触部材161、165及びゲート絶縁膜140上には、ソース電極173及び端部179を含む複数のデータ線171、複数のドレイン電極175及び複数の孤立金属片178が形成されており、その上に保護膜180が形成されている。保護膜180及びゲート絶縁膜140には、複数のコンタクトホール181、182、183a、183b、185が形成されている。保護膜180上には、切開部91〜92bを有する複数の画素電極191、複数の接続ブリッジ83及び複数の接触補助部材81、82が形成されており、その上に配向膜11が形成されている。
共通電極表示板200は、遮光部材220、オーバーコート膜250、傾斜部材71〜72bを有する共通電極270及び配向膜21が絶縁基板210上に形成されている。
しかし、図7及び図8に示す液晶表示装置とは異なって、共通電極表示板200にカラーフィルタがなく、その代わりに薄膜トランジスタ表示板100の保護膜180下部に複数のカラーフィルタ230が形成されている。
カラーフィルタ230は、画素電極191の列に沿って帯状に縦に長く延びており、隣接する二つのカラーフィルタ230の境界はデータ線171上で一致する。しかし、カラーフィルタ230は、互いに離隔したり、互いに重なって、画素電極191の間の光漏れを防止する遮光部材の役割を果たすことができる。カラーフィルタ230が互いに重なる場合は、共通電極表示板200上に遮光部材220を省略してもよい。
カラーフィルタ230には、コンタクトホール185が貫通する貫通孔235が形成されており、貫通孔235はコンタクトホール185より大きい。ゲート線121の端部129及びデータ線171の端部179が位置する周辺領域にはカラーフィルタ230が存在しない。
また、図15示した液晶表示装置も図1乃至図14に示す液晶表示装置と多くの特徴を共有できる。一方、画素電極を二つに分離して互いに異なる電圧を印加する構造の液晶表示装置にも本発明による実施形態の特徴を適用できる。
図16は、本発明の他の実施形態に係る液晶表示装置の配置図であり、図17は図16の一部分を拡大示した図であり、図18は図16の液晶表示装置のXVIII-XVIII線断面図であり、図19は図16のXIX-XIX線断面図である。
図16乃至図19に示すように、本発明の一実施形態に係る液晶表示装置は、薄膜トランジスタ表示板100、共通電極表示板200、そしてこれら二つの表示板100、200の間に挟持された液晶層3を含む。
薄膜トランジスタ表示板100について詳細に説明する。透明なガラスまたはプラスチックなどからなる絶縁基板110上に、複数のゲート線121、複数の維持電極線131及び複数の容量電極136を含む複数のゲート導電体が形成されている。
ゲート線121は、ゲート信号を伝達し、主に横方向に延びている。各ゲート線121は、上方に突出した複数のゲート電極124と他の層または外部駆動回路との接続のために面積が広い端部129を含む。ゲート信号を生成するゲート駆動回路(図示せず)は、基板110上に付着される可撓性印刷回路膜(図示せず)上に装着されたり、基板110上に直接装着されたり、基板110に集積される。ゲート駆動回路が基板110上に集積されている場合は、ゲート線121が延びてそれと直接接続される。
維持電極線131は、所定電圧の印加を受け、ゲート線121とほぼ並行に延在する下部及び上部幹線(stem)131a1、131a2を含む。各維持電極線131は、隣接する二つのゲート線121の間に位置し、下部幹線131a1は、二つのゲート線121のうちの下側に近く、上部幹線131a2は上側に近い。下部及び上部幹線131a1、131a2は、それぞれ下上に拡張された下部及び上部維持電極137a1、137a2を含む。
容量電極136は横方向に長い長方形状であり、ゲート線121及び維持電極線131と分離されている。容量電極136は、一対の下部及び上部維持電極137a1、137a2の間に位置し、二つの維持電極137a1、137a2からほぼ同じ距離を置いており、隣接する二つのゲート線121からもほぼ同じ距離を置いている。しかし、維持電極線131の形状及び配置は多様に変更できる。
ゲート導電体121、131、136は、アルミニウム(Al)やアルミニウム合金などのアルミニウム系金属、銀(Ag)や銀合金などの銀系金属、銅(Cu)や銅合金などの銅系金属、モリブデン(Mo)やモリブデン合金などモリブデン系金属、クロム(Cr)、タンタル(Ta)及びチタニウム(Ti)などからなることができる。しかし、これら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してもよい。このうちの一つの導電膜は、信号遅延や電圧降下を減らし得るように比抵抗が低い金属、例えば、アルミニウム系金属、銀系金属、銅系金属などからなる。これに対し、もう一つの導電膜は、他の物質、特にITO及びIZOとの物理的、化学的、電気的接触特性に優れた物質、例えばモリブデン系金属、クロム、タンタル、チタニウムなどからなる。このような組み合わせの好適例としては、クロム下部膜とアルミニウム(合金)上部膜、及びアルミニウム(合金)下部膜とモリブデン(合金)上部膜がある。しかし、ゲート導電体121、131、136は、その他にも種々の金属または導電体からなることができる。
ゲート導電体121、131、136の側面は基板110面に対して傾斜しており、その傾斜角は約30゜乃至約80゜であることが好ましい。
ゲート導電体121、131、136上には、窒化シリコン(SiNx)または酸化シリコン(SiOx)などからなるゲート絶縁膜140が形成されている。
ゲート絶縁膜140上には、水素化非晶質シリコン(非晶質シリコンはa-Siと略称する)または多結晶シリコンなどからなる複数の島状半導体154が形成されている。半導体154はゲート電極124上に位置し、ゲート線121の境界を覆う延長部を含む。また、維持電極線131の境界を覆う別の島状半導体が形成されてもよい。
半導体154上には、複数の島状オーミック接触部材163、165が形成されている。オーミック接触部材163、165は、リンなどのn型不純物が高濃度にドープされているn+水素化非晶質シリコンなどの物質からなるか、シリサイドからなることができる。オーミック接触部材163、165は、対をなして半導体154上に配置されている。
また、半導体154とオーミック接触部材163、165の側面も基板110面に対して傾斜しており、その傾斜角は30゜乃至80゜程度である。
オーミック接触部材163、165及びゲート絶縁膜140上には、複数のデータ線171と複数のドレイン電極175を含むデータ導電体が形成されている。
データ線171は、データ信号を伝達し、主に縦方向に延びてゲート線121及び維持電極線131と交差する。各データ線171は、ゲート電極124に向かって延びた複数のソース電極173と他の層または外部駆動回路との接続のために面積が広い端部179を含む。データ信号を生成するデータ駆動回路(図示せず)は、基板110上に付着される可撓性印刷回路膜(図示せず)上に装着されたり、基板110上に直接装着されたり、基板110に集積される。データ駆動回路が基板110上に集積される場合は、データ線171が延びてそれと直接接続される。
ドレイン電極175はデータ線171と分離されており、ゲート電極124を中心としてソース電極173と対向する棒状の端部を含む。棒状の端部は、U字状に曲がったソース電極173により一部が取り囲まれている。
また、各ドレイン電極175は、下部、上部及び中央拡張部177a1、177a2、176、並びにこれらを接続させる一対の接続部178a1、178a2を含む。拡張部177a1、177a2、176は、横方向に長い長方形であり、接続部178a1、178a2は、拡張部177a1、177a2、176の両側でそれらを互いに接続させ、データ線171とほぼ平行である。
下部及び上部拡張部177a1、177a2はそれぞれ下部及び上部維持電極137a1、137a2と重なっている。
中央拡張部176は容量電極136と重なり、以下、中央拡張部176を結合電極という。結合電極176の右側端付近にはコンタクトホール176Hが形成されている。結合電極176は容量電極136の形状とほぼ同様に形成される。
一つのゲート電極124、一つのソース電極173及び一つのドレイン電極175は、半導体154と共に一つの薄膜トランジスタを構成し、薄膜トランジスタのチャンネルは、ソース電極173とドレイン電極175との間の半導体154に形成される。
データ導電体171、175、176は、モリブデン、クロム、タンタル及びチタニウムなど耐火性金属、またはこれらの合金からなることが好ましく、耐火性金属膜(図示せず)と低抵抗導電膜(図示せず)を含む多重膜構造を有することができる。多重膜構造の例としては、クロムまたはモリブデン(合金)下部膜とアルミニウム(合金)上部膜の二重膜、モリブデン(合金)下部膜とアルミニウム(合金)中間膜とモリブデン(合金)上部膜の三重膜がある。しかし、データ導電体171、175は、その他にも種々の金属または導電体からなることができる。
また、データ導電体171、175、176もその側面が基板110面に対して30゜乃至80゜程度の角度で傾斜していることが好ましい。
オーミック接触部材163、165は、その下の半導体154とその上のデータ導電体171、175との間にのみ存在し、これらの間の接触抵抗を低くする。ゲート線121上に位置する半導体154の延長部154aは、表面のプロファイルを滑らかにすることによって、データ線171が断線することを防止する。半導体154にはソース電極173とドレイン電極175との間をはじめとしてデータ導電体171、175で覆われず露出した部分がある。
データ導電体171、175及び露出した半導体154部分上には、保護膜180が形成されている。保護膜180は無機絶縁物または有機絶縁物などからなり、表面が平坦化し得る。
保護膜180には、データ線171の端部179を露出させる複数のコンタクトホール182、並びにドレイン電極175の下部及び上部拡張部177a1、177a2をそれぞれ露出させる複数のコンタクトホール185a1、185a2が形成されている。保護膜180とゲート絶縁膜140には、ゲート線121の端部129を露出させる複数のコンタクトホール181及び結合電極176のコンタクトホール176Hを貫通して容量電極136を露出させる複数のコンタクトホール186が形成されている。
保護膜180上には、複数の画素電極191及び複数の接触補助部材81、82が形成されている。これらはITOまたはIZOなどの透明な導電物質やアルミニウム、銀、クロムまたはその合金などの反射性金属からなることができる。
各画素電極191は、互いに対向する一対の第1主辺193、194と、これら第1主辺193、194に接続される第2主辺を有する。第2主辺は、複数の鋸歯90と、これらの鋸歯90との間を接続させる底辺90cとを含む。また、第2主辺には、鋸歯90と底辺90cとが繰り返し形成されている。ここで、鋸歯90は、第1主辺193、194に対して傾いた第1斜辺90aと、第2斜辺90dと、及び第1斜辺90a及び第2斜辺90d間を接続する上辺90bと、を有する。底辺90cは、第1斜辺90a及び第2斜辺90d間を接続する。第1主辺193、194はゲート線121と平行である。第1主辺193、194と第2主辺とはほぼ長方形をなし、画素電極191の4つの角は面取りされてゲート線121に対して約45゜の角度をなしている。第1斜辺90aはデータ線171と一部分が重なり、隣接する二つの画素電極191の第1斜辺90aは、図17に示すように互いに対向し平行である。
各画素電極191は、下部及び上部間隙93a、93bを介在して分割された下部、上部及び中央副画素電極191a1、191a2、191bを含む。下部及び上部間隙93a、93bは、ほぼ画素電極191の左側辺から右側辺に斜めに延びており、このため、ほぼ二等辺台形の形状を有する中央副画素電極191bは、底辺及び上辺がデータ線に沿うように配置されている。また、ほぼ直角台形の形状を有する下部及び上部副画素電極191a1、191a2は、底辺及び上辺が下部及び上部間隙93a、93bに沿い、斜辺がデータ線又はゲート線に沿うように配置されている。下部及び上部間隙93a、93bは、ゲート線121に対して約45゜の角度をなし、互いに垂直である。
下部及び上部副画素電極191a1、191a2はそれぞれコンタクトホール185a1、185a2を介してドレイン電極175の下部及び上部拡張部177a1、177a2に接続される。
中央副画素電極191bは、コンタクトホール186を介して容量電極136に接続され、結合電極176と重なっている。中央副画素電極191bと容量電極136は、結合電極176と共に結合キャパシタを構成する。
中央副画素電極191bには、中央切開部91及び第1上部及び下部斜線切開部92a、92bが形成されており、下部副画素電極191a1には、第2下部斜線切開部94aが形成されており、上部副画素電極191a2には、第2上部斜線切開部94bが形成されている。これらの切開部91、92a、92b、94a、94bは、副画素電極191b、191a1、191a2を複数の副領域に区画する。切開部91、92a、92b、94a、94b及び間隙93a、93b(以下、間隙も切開部という)を含む画素電極191は、容量電極136に対してほぼ反転対称をなす。
下部及び上部斜線切開部92a〜94bは、ほぼ画素電極191の左側角、下側辺または上側辺から右側辺に斜めに延びている。下部及び上部斜線切開部92a〜94bは、ゲート線121に対して約45゜の角度をなし、互いに垂直に延びている。下部及び上部斜線切開部92a、92b、94a、94bは、画素電極191の左側辺または右側辺に入口を有しており、入口は鋸歯90の第2主辺と接続される。
図17に示すように、第2主辺の鋸歯90をなす第1斜辺90aは、画素電極191の斜線切開部92a〜94aと鈍角をなし、第2斜辺90dは斜線切開部92a〜94bとほぼ並んでいる。
中央切開部91は維持電極線131に沿って延び、左側辺の方に入口を有している。中央切開部91の入口は、下部切開部92a〜94aと上部切開部92b〜94bにそれぞれほぼ平行な一対の斜辺91a、91bを有している。この時、切開部の数または領域の数は、画素電極191a1、191a2、191bの大きさ、画素電極191a1、191a2、191bの横辺と縦辺の長さ比、液晶層3の種類や特性などの設計要素によって変わる。
接触補助部材81、82はそれぞれコンタクトホール181、182を介してゲート線121の端部129及びデータ線171の端部179に接続される。
共通電極表示板200について説明する。透明なガラスまたはプラスチックなどからなる絶縁基板210上に遮光部材220が形成されている。遮光部材220は、データ線171に対応する線形部分221と、一部分が拡張された拡張部222と、薄膜トランジスタに対応する面形部分223とを含み、画素電極191の間の光漏れを防止し、画素電極191と対向する開口領域を定義する。しかし、遮光部材220は、画素電極191と対向して画素電極191とほぼ同一形状を有する複数の開口部(図示せず)を有してもよい。
また、基板210上には、複数のカラーフィルタ230が形成されている。カラーフィルタ230は遮光部材230に囲まれた領域内にほとんど存在し、画素電極191の列に沿って縦方向に長く延びることができる。各カラーフィルタ230は赤色、緑色及び青色の三原色など基本色のうちの一つを表示することができる。
カラーフィルタ230及び遮光部材220上には、オーバーコート膜250が形成されている。オーバーコート膜250は、(有機)絶縁物からなることができ、カラーフィルタ230が露出することを防止し、平坦面を提供する。オーバーコート膜250は省略してもよい。
オーバーコート膜250上には、共通電極270が形成されている。共通電極270上には、複数の傾斜部材71、72a、72b、73a、73b、74a、74b、75が形成されている。
一つの傾斜部材の集合71〜75は、一つの画素電極191と対向し、中央傾斜部材71、第1乃至第3下部斜線傾斜部材72a、73a、74a、第1乃至第3上部斜線傾斜部材72b、73b、74b、及び接続傾斜部材75を含む。傾斜部材71〜74b(71、72a、72b、73a、73b、74a、74b)のそれぞれは画素電極191の隣接切開部91、92、93a、93b、94a、94b、95a、95bの間、または切開部91、92、93a、93b、94a、94b、95a、95bと画素電極191の面取りされた斜辺との間に配置されている。なお、各傾斜部材71〜74bは、画素電極191の下部切開部93a、94a、95aまたは上部切開部93b、94b、95bと平行に延びた少なくとも一つの斜線部を含む。
第1下部及び第1上部斜線傾斜部材72a、72bは、ほぼ画素電極191の右側辺から画素電極191の左側辺に延び、第2下部及び第2上部斜線傾斜部材73a、73bは画素電極191の右側辺から画素電極191の左側上または左側下の角に延びている。そして、第3下部及び第3上部斜線傾斜部材74a、74bは、画素電極191の右側辺から画素電極191の上側辺または下側辺に延び、第3下部及び第3上部斜線傾斜部材74a、74bの各端から画素電極191の辺に沿って重なって延びるそれぞれ2つの縦断横部を含む。縦断横部は斜線傾斜部材74a、74bと鈍角をなす。
中央傾斜部材71は中央横部71c、一対の斜線部71a、71bを含む。中央横部71cは、ほぼ画素電極191の右側辺から維持電極線131に沿って左に延び、一対の斜線部71a、71bは中央横部71cの端から画素電極191の左側辺に向かって、それぞれ下部及び上部斜線傾斜部材72a〜74bとほぼ平行に延びる。
接続傾斜部材75は、中央傾斜部材71のうちの斜線部71aの一端と隣接画素電極の第2下部傾斜部材73aの一端とを接続し、中央傾斜部材71の斜線部71bの他端と隣接画素電極の第2上部傾斜部材73bの一端とを接続し、第1下部斜線傾斜部材72aの一端と隣接画素電極の第3下部斜線傾斜部材74aの一端とを接続し、第1上部斜線傾斜部材72bの一端と隣接画素電極の第3上部斜線傾斜部材74bの一端とを接続する。図17に示すように接続傾斜部材75は、画素電極191の第1斜辺90aと平行であり、データ線171と対応する部分に位置する。
表示板100、200の内側面には配向膜11、21が塗布されており、これらは垂直配向膜であり得る。表示板100、200の外側面には偏光子(図示せず)が備えられているが、二つの偏光子の偏光軸は直交し、このうちの一つの偏光軸は、ゲート線121に対して並んでいることが好ましい。反射型液晶表示装置の場合は、二つの偏光子のうちの一つは省略してもよい。
本実施形態に係る液晶表示装置は、液晶層3の遅延値を補償するための位相遅延膜(図示せず)をさらに含むことができる。位相遅延膜は、複屈折性を有し、液晶層3の位相遅延を逆に補償する。
液晶表示装置は、偏光子、位相遅延膜、表示板100、200、及び液晶層3に光を供給する照明部(図示せず)を含むことができる。
液晶層3は負の誘電率異方性を有し、液晶層3の液晶分子は電場がない状態でその長軸が二つの表示板の表面に対して垂直をなすように配向されている。従って、入射光は直交偏光子を通過できず遮断される。
図16乃至図19に示す液晶表示装置において、維持電極線131、容量電極136、ドレイン電極175の拡張部177a1、177a2、176及び接続部178a1、178a2などの不透明部材と切開部91〜94bを有する画素電極191の透明部材が隣接する二つのゲート線121から等距離にある容量電極136を中心として対称に配置されている。
このような液晶表示装置について図20を参照してより詳細に説明する。
図20に示すように、液晶表示装置の一つの画素は、薄膜トランジスタ(Q)、第1液晶キャパシタ(CLC1)及びストレージキャパシタ(CST1)を含む第1副画素、第2液晶キャパシタ(CLC2)を含む第2副画素、そして結合キャパシタ(Ccp)を含む。
第1液晶キャパシタ(CLC1)は一つの端子として下部及び上部副画素電極191a1、191a2を含み、もう一つの端子として共通電極270の当該部分を含み、二つの端子の間の液晶層3部分を誘電体として含む。これと同様に、第2液晶キャパシタ(CLC2)は、一つの端子として中央副画素電極191bを含み、もう一つの端子として共通電極270の当該部分を含み、二つの端子の間の液晶層3部分を誘電体として含む。
ストレージキャパシタ(CST1)は、一つの端子としてドレイン電極175の下部及び上部拡張部177a1、177a2を含み、もう一つの端子として下部及び上部維持電極137a1、137a2を含み、二つの端子の間のゲート絶縁膜140部分を誘電体として含む。結合キャパシタ(Ccp)は、一つの端子として中央副画素電極191bと容量電極136とを含み、もう一つの端子として結合電極176を含み、二つの端子の間の保護膜180及びゲート絶縁膜140部分を誘電体として含む。
第1液晶キャパシタ(CLC1)及びストレージキャパシタ(CST1)は、薄膜トランジスタ(Q)のドレインに接続されており、結合キャパシタ(Ccp)は、薄膜トランジスタ(Q)と第2液晶キャパシタ(CLC2)との間に接続される。共通電極270には共通電圧(Vcom)が印加され、維持電極線131にも共通電圧(Vcom)が印加される。
薄膜トランジスタ(Q)は、ゲート線121からのゲート信号によってデータ線171からのデータ電圧を第1液晶キャパシタ(CLC1)及び結合キャパシタ(Ccp)に印加し、結合キャパシタ(Ccp)は、この電圧をその大きさを変えて第2液晶キャパシタ(CLC1)に伝達する。
維持電極線131に共通電圧(Vcom)が印加され、キャパシタ(CLC1、CST1、CLC2、Ccp)とその静電容量を同一の図面符号で示す場合、第1液晶キャパシタ(CLC1)に充電された電圧(Va)と、第2液晶キャパシタ(CLC2)に充電された電圧(Vb)とが次のような関係を有する。
Vb=Va[Ccp/(Ccp+CLC2)]
Ccp/(Ccp+CLC2)の値が1より小さいので、第2液晶キャパシタ(CLC2)に充電された電圧(Vb)は、第1液晶キャパシタ(CLC1)に充電された電圧(Va)に比して常に小さい。この関係は維持電極線131の電圧が共通電圧(Vcom)ではない場合にも同様に成立する。
このように、第1または第2液晶キャパシタ(CLC1、CLC2)の両端に電位差が発生すると、表示板100、200の面にほぼ垂直な電場が液晶層3に生成される。すると、液晶層3の液晶分子は電場に応答して、その長軸が電場の方向に垂直をなすように傾き、液晶分子が傾いた程度によって液晶層3に入射される光の偏光の変化程度が変わる。このような偏光の変化は、偏光子12、22によって透過率の変化として現れ、これによって液晶表示装置は画像を表示する。
液晶分子が傾く角度は電場の強さによって変わるが、第1液晶キャパシタ(CLC1)の電圧(Va)と、第2液晶キャパシタ(CLC2)の電圧(Vb)とが互いに異なるので、第1副画素と第2副画素とで液晶分子が傾く角度が異なり、これによって二つの副画素の輝度が異なる。従って、第1液晶キャパシタ(CLC1)の電圧(Va)と、第2液晶キャパシタ(CLC2)の電圧(Vb)を適宜合わせると、側面から見る画像が正面から見る画像に最大限近づくことができ、そのようにすることで、側面視認性を向上させることができる。
第1液晶キャパシタ(CLC1)の電圧(Va)と第2液晶キャパシタ(CLC2)電圧(Vb)の比率は、結合キャパシタ(Ccp)の静電容量を変化させることによって調整可能であり、結合キャパシタ(Ccp)の静電容量は、第2副画素電極191b及び容量電極136と結合電極176との重畳面積及び距離を調整することによって変えることができる。例えば、容量電極136を除去し、結合電極176をその位置に配設すると、結合電極176と第2画素電極191bとの間の距離を遠くすることができる。ここで、第2液晶キャパシタ(CLC2)電圧(Vb)は、第1液晶キャパシタ(CLC1)電圧(Va)の0.6乃至0.8倍であることが好ましい。
これに対し、第2液晶キャパシタ(CLC2)の電圧(Vb)を第1液晶キャパシタ(CLC1)の電圧(Va)より高くすることもできるが、これは第2液晶キャパシタ(CLC2)を共通電圧などのような所定の電圧に事前に充電(pre charging)することによって実現される。
第1副画素の下部及び上部画素電極191a1、191a2と、第2副画素の中央画素電極191bの面積比は1:0.85〜1:1.15範囲であることが好ましく、各副画素の副画素電極数は変更できる。
また、他の実施形態においても説明を行った通り、画素電極191辺のうちのデータ線171と隣接する辺を鋸歯状に形成することによって隣接する画素電極191の間に形成される副電場は、副領域における液晶の配向を強化する方向に形成される。また、鋸歯状に形成することで、有効表示面積を大きくし、開口率を高めることができる。さらに、隣接する二つの画素電極191の第1斜辺90aが互いに対向する領域と対応する位置に、接続傾斜部材75を設けることで、副領域における液晶の配向を一層強化し、テクスチャーを減少させ、透過率を向上させることができる。このため、テクスチャーを減少させるために、共通電極の切開部に画素電極の辺を重畳させる部分を設ける必要が無く、開口率を向上させることができる。また、画素領域が複数の副領域に分割されることで、液晶分子をさまざまな方向に傾け、視野角が大きくなる。また、傾斜部材を設けることで、液晶分子がプレチルト角を有するため、電場の印加に対して応答速度を早くすることができる。また、共通電極に切開部を設けないため、製造工程を簡略化できるとともに、偏光子12、22の損傷を防止するための処理を省略できる。
図1乃至図15に示す液晶表示装置の多くの特徴は、図16及び図20に示す液晶表示装置にも適用できる。
図21は本発明の他の実施形態に係る液晶表示装置の配置図であり、図22は図21の一部分を拡大示した図であり、図23は図21の液晶表示装置のXXIII-XXIII線断面図であり、図24は図21の液晶表示装置のXXIV-XXIV線断面図である。
図21乃至図24に示すように、本発明の一実施形態に係る液晶表示板組立体は、薄膜トランジスタ表示板100、共通電極表示板200、これら二つの表示板100、200の間に挟持された液晶層3を含む。
薄膜トランジスタ表示板100について詳細に説明する。透明なガラスまたはプラスチックなどからなる絶縁基板110上に、複数対の第1及び第2ゲート線121a、121bと、複数の維持電極線131を含む複数のゲート導電体が形成されている。
第1及び第2ゲート線121a、121bはゲート信号を伝達し、主に横方向に延びており、それぞれ維持電極線131の上側及び下側に位置する。第1ゲート線121a、121bは、下方に突出した複数の第1ゲート電極124aと、他の層または外部駆動回路との接続のために面積が広く且つそれぞれ左側に配置されている端部129aを含む。
第2ゲート線121bは、上方に突出した複数の第2ゲート電極124bと、他の層または外部駆動回路との接続のために面積が広く且つ左側に配置されている端部129bを含む。しかし、これらの端部129a、129bは両方とも右側に配置されていてもよく、互いに異なる側に配置されていてもよい。
維持電極線131は所定電圧の印加を受け、主に横方向に延びている。各維持電極線131は、第1及び第2ゲート線121a、121bの間に位置し、第2ゲート線121bより第1ゲート線121aに多少近く、隣接する二つの第2ゲート線121bからほぼ同じ距離を置いている。つまり、第1ゲート線121aから維持電極線131までの距離は、第2ゲート線121bから維持電極線131までの距離よりも短い。そして、1の第2ゲート線121bから維持電極線131までの距離と、その1の第2ゲート線121bに隣接する第2ゲート線121bから維持電極線131までの距離と、が同程度である。各維持電極線131は、下上に拡張された維持電極137及び延長部139を含み、維持電極137はほぼ長方形であり、維持電極線131に対称である。維持電極137をはじめとして維持電極線131の形状及び配置は多様に変更できる。
ゲート導電体121a、121b、131の側面は基板110面に対して傾斜しており、その傾斜角は約30゜乃至80゜であることが好ましい。ゲート導電体121a、121b、131上には、窒化シリコン(SiNx)または酸化シリコン(SiOx)などからなるゲート絶縁膜140が形成されている。
ゲート絶縁膜140上には、水素化非晶質シリコン(非晶質シリコンはa-Siと略称する)または多結晶シリコンなどからなる複数の島状半導体154a、154b、156、157a、157bが形成されている。半導体154a、154bはそれぞれゲート電極124a、124b上に位置する。半導体156は維持電極線131の境界を覆う。半導体157a、157bは維持電極137の境界線と一部重なっている。
半導体154a、154b、157b上には、複数の島状オーミック接触部材163a、163b、165a、165b、167bが形成されており、半導体156、157a上にも島状オーミック接触部材(図示せず)が形成されている。オーミック接触部材163a、163b、165a、165b、167bは、リンなどのn型不純物が高濃度にドープされているn+水素化非晶質シリコンなどの物質からなるか、シリサイドからなることができる。オーミック接触部材163a、165aとオーミック接触部材163b、165bはそれぞれ対をなして半導体154a、154b上に配置されている。
また、半導体154a、154b、156、157a、157bとオーミック接触部材163a、163b、165a、165b、167bの側面も基板110面に対して傾斜しており、その傾斜角は30゜乃至80゜程度である。
オーミック接触部材163a、163b、165a、165b、167b及びゲート絶縁膜140上には、複数のデータ線171と複数対の第1及び第2ドレイン電極175a、175bを含むデータ導電体が形成されている。
データ線171はデータ信号を伝達し、主に縦方向に延びてゲート線121a、121b及び維持電極線131と交差する。各データ線171は、第1及び第2ゲート電極124a、124bに向かって延びる複数の第1及び第2ソース電極173a、173bと、他の層または外部駆動回路との接続のために面積が広い端部179を含む。
第1及び第2ドレイン電極175a、175bは互いに分離されて、データ線171とも分離されている。
第1ドレイン電極175aは、第1ゲート電極124aを中心として第1ソース電極173aと対向する棒状の端部176aと、棒状の端部176aの反対側の端にある広い長方形状の拡張部177aと、並びに拡張部177a及び端部176a間を接続させる線状接続部176aaと、を含む。拡張部177aは維持電極137と重なり、棒状の端部176aは第1ゲート電極124aと重なって、U字状に曲がった第1ソース電極173aにより一部が取り囲まれている。第1ドレイン電極175aの接続部176aaは、ほとんど延長部139上に位置し、延長部139と並行に延びて、延長部139の縦境界線内に位置する。
これと同様に、第2ドレイン電極175bは、第2ゲート電極124bを中心として第2ソース電極173bと対向する棒状の端部176bと、棒状の端部176bの反対側の端にある広い長方形状の拡張部177bと、拡張部177b及び端部176bを接続させる線状接続部176bbとを含む。拡張部177bは維持電極137と重なり、棒状の端部176bは第2ゲート電極124bと重なって、U字状に曲がった第2ソース電極173bにより一部が取り囲まれている。第2ドレイン電極175bの拡張部177bの面積は、第1ドレイン電極の拡張部177aの面積より小さい。
このように、第1ドレイン電極175aの接続部176aa下に延長部139を設けることで保持容量を増加させることができるので、維持電極137の面積を小さくして開口率を向上させることができる。
第1、第2ゲート電極124a、124b、第1、第2ソース電極173a、173b、及び第1、第2ドレイン電極175a、175bは、第1、第2半導体154a、154bと共に第1、第2薄膜トランジスタ(Qa/Qb)を構成し、第1、第2薄膜トランジスタ(Qa/Qb)のチャンネルは、第1、第2ソース電極173a、173bと第1、第2ドレイン電極175a、175bとの間の第1、第2半導体154a、154bに形成される。
また、データ導電体171、175a、175bもその側面が基板110面に対して30゜乃至80゜程度の傾斜角で傾斜していることが好ましい。
オーミック接触部材163a、163b、165a、165b、167bは、その下の半導体154a、154b、157bと、その上のデータ導電体171、175a、175bとの間にのみ存在し、これらの間の接触抵抗を低くする。ゲート線121a、121b及び維持電極線131上に位置する半導体156、157a、157bは、表面のプロファイルを円滑にして、データ線171及びドレイン電極175a、175bの断線を防止する。島状半導体154a、154bには、ソース電極173a、173bとドレイン電極175a、175bとの間をはじめとしてデータ導電体171、175a、175bで覆われず露出した部分がある。
データ導電体171、175a、175b及び露出した半導体154a、154b上には保護膜180が形成されている。
保護膜180には、データ線171の端部179及び第1及び第2ドレイン電極175a、175bの拡張部177a、177bをそれぞれ露出させる複数のコンタクトホール182、185a、185bが形成されており、保護膜180とゲート絶縁膜140には、ゲート線121a、121bの端部129a、129bを露出させる複数のコンタクトホール181a、181bが形成されている。
保護膜180上には、第1及び第2副画素電極191a、191bを含む複数の画素電極191、及び複数の接触補助部材81a、81b、82が形成されている。これらはITOまたはIZOなどの透明な導電物質やアルミニウム、銀、クロム、またはその合金などの反射性金属からなることができる。
各画素電極191は、4つの角が面取りされているほぼ四角形状であり、面取りされた斜辺はゲート線121a、121bに対して約45゜の角度をなしている。
各画素電極191をなす一対の第1及び第2副画素電極191a、191bは、間隙(gap)92、93を介在して互いに噛み合っている。第2副画素電極191bはほぼ回転した等辺台形であって、底辺が台形に凹んでおり、第1副画素電極191aによってほぼとり囲まれるように配置されている。第1副画素電極191aは、上部台形部191a−3、下部台形部191a−2及び中央台形部191a−1からなる。左側辺の近傍に中央台形部191が配置され、左側辺から上部台形部191a−3、下部台形部191a−2及び中央台形部191が互いに接続される。各画素電極191は、互いに対向する一対の第1主辺193、194と、これらの第1主辺193、194に接続する第2主辺とを有する。第2主辺は、複数の鋸歯90とこれらの鋸歯90の間を接続させる底辺90cとを含む。また、第2主辺には、鋸歯90と底辺90cとが繰り返し形成されている。ここで、鋸歯90は、第1主辺193、194に対して傾いた第1斜辺90aと、第2斜辺90dと、第1斜辺90a及び第2斜辺90d間を接続させる上辺90bと、を有する。底辺90cは、第1斜辺90a及び第2斜辺90d間を接続する。第1主辺193、194はゲート線121に平行である。第1主辺193、194と第2主辺はほぼ長方形であり、画素電極191の4つの角は面取りされてゲート線121に対して約45゜の角度をなしている。第1斜辺90aは、データ線171と一部分が重なっている。また、隣接する二つの画素電極191の第1斜辺90aは、図22に示すように互いに対向し平行である。
第1副画素電極191aは、上部台形部191a−3の上辺及び下部台形部191a−2の下辺から右側辺に向かって延びた切開部94a、94bを有している。第1副画素電極191aの中央台形部191a−1は、第2副画素電極191bの凹んだ底辺に挟まるように配置されている。また、第1副画素電極191aは、横部及びこれと接続された一対の斜線部91a、91bを含む中央切開部91を有する。横部は、第1副画素電極191aの横中心線d−d’に沿って短く延び、一対の斜線部91a、91bは、横部から第1副画素電極191aの左側辺に向かって延びており、維持電極線131に対して約45゜の角度をなしている。第1副画素電極191aと第2副画素電極191bとの間の間隙92は、ゲート線121a、121bと約45゜をなす二対の上部斜線部92b及び下部斜線部92aと、縦部92cとを含む。第1副画素電極191aと第2副画素電極191bとの間の間隙93は、ゲート線121a、121bと約45゜をなす二対の上部斜線部93b及び下部斜線部93aと、縦部93cとを含む。以下では、説明の便宜上、間隙92、93も切開部として示す。切開部91〜94bは、維持電極線131に対してほぼ反転対称をなし、これらはゲート線121a、121bに対して約45゜の角度をなして、互いに垂直に延びている。画素電極191は、これらの切開部91〜94bによって複数の領域に分割される。従って、画素電極191を横方向に二等分する維持電極線131を中心として一つの上半部と下半部は、切開部91〜94bによってそれぞれ4つの領域に分けられる。この時、領域の数または切開部の数は、画素電極191の大きさ、画素電極191の横辺と縦辺の長さ比、液晶層3の種類や特性などの設計要素によって変わる。
第1及び第2副画素電極191a、191bはそれぞれコンタクトホール185a、185bを介して第1及び第2ドレイン電極175a、175bに接続されており、第1及び第2ドレイン電極175a、175bからデータ電圧が印加される。一対の副画素電極191a、191bには、一つの入力画像信号に対して予め設定された互いに異なるデータ電圧が印加されるが、その大きさは副画素電極191a、191bの大きさ及び形状によって設定される。また、副画素電極191a、191bの面積は互いに異なることができる。一例として、第2副画素電極191bは第1副画素電極191aに比して高い電圧が印加され、第1副画素電極191aより面積が小さい。データ電圧が印加された副画素電極191a、191bと共通電圧が印加される共通電極270とは、第1及び第2液晶キャパシタを構成して、薄膜トランジスタが非導通状態になった後にも、印加された電圧を維持する。各液晶キャパシタは、液晶層3部分を誘電体として含む。
第1及び第2副画素電極191a、191b及びこれと電気的に接続された電極177a、177bは、維持電極137及び延長部139をはじめとして維持電極線131と重なっており、液晶キャパシタの電圧維持能力を強化するストレージキャパシタを構成する。
接触補助部材81a、81b、82はそれぞれコンタクトホール181a、181b、182を介してゲート線121a、121bの端部129a、129b及びデータ線171の端部179と接続される。
次に、共通電極表示板200について説明する。透明なガラスまたはプラスチックなどからなる絶縁基板210上に、遮光部材220が形成されている。遮光部材220は、データ線171に対応する線形部分220aと、一部分が拡張された拡張部220bと、薄膜トランジスタに対応する面形部分220cとを含む。以上より、遮光部材220画素電極191の間の光漏れを防止し、画素電極191と対向する開口領域を定義する。しかし、遮光部材220は、画素電極191と対向し、画素電極191とほぼ同一形状を有する複数の開口部(図示せず)を有することもできる。
また、基板210上には、複数のカラーフィルタ230が形成されている。カラーフィルタ230は、遮光部材230に囲まれた領域内にほとんど存在し、画素電極191の列に沿って縦方向に長く延びることができる。各カラーフィルタ230は赤色、緑色及び青色の三原色など基本色のうちの一つを表示することができる。
カラーフィルタ230及び遮光部材220上には、オーバーコート膜250が形成されている。オーバーコート膜250は、(有機)絶縁物からなることができ、カラーフィルタ230が露出されることを防止し、平坦面を提供する。オーバーコート膜250は省略してもよい。オーバーコート膜250上には共通電極270が形成されている。共通電極270は、ITO、IZOなどの透明な導電体などからなる。共通電極270上には、複数の傾斜部材71、72a、72b、73a、73b、74a、74b、75が形成されている。
一つの傾斜部材集合71〜75(71、72a、72b、73a、73b、74a、74b、75)は、一つの画素電極191と対向し、中央傾斜部材71、第1乃至第3下部斜線傾斜部材72a、73a、74a、第1乃至第3上部斜線傾斜部材72b、73b、74b、及び接続傾斜部材75を含む。傾斜部材71〜74b(71、72a、72b、73a、73b、74a、74b)のそれぞれは、隣接する画素電極191の切開部91、92、93a、93b、94a、94b、95a、95bの間、または切開部91、92、93a、93b、94a、94b、95a、95bと画素電極191の面取りされた斜辺との間に配置されている。また、各傾斜部材71〜74bは、画素電極191の下部切開部93a、94a、95aまたは上部切開部93b、94b、95bと平行に延びた少なくとも一つの斜線部を含む。
第1下部及び第1上部斜線傾斜部材72a、72bはほぼ画素電極191の右側辺から画素電極191の左側辺に延び、第2下部及び第2上部斜線傾斜部材73a、73bは画素電極191の右側辺から画素電極191の左側上または左側下の角に延びている。そして、第3下部及び第3上部斜線傾斜部材74a、74bは、画素電極191の右側辺から画素電極191の上側辺または下側辺に延び、第3下部及び第3上部斜線傾斜部材74a、74bの各端から画素電極191の辺に沿って重なって延びた縦断横部を含む。縦断横部は斜線傾斜部材74a、74bと鈍角をなす。
中央傾斜部材71は中央横部71c、一対の斜線部71a、71bを含む。中央横部71cは、ほぼ画素電極191の右側辺から維持電極線131に沿って左に延び、一対の斜線部71a、71bは中央横部71cの端から画素電極191の左側辺に向かってそれぞれ下部及び上部斜線傾斜部材72a〜74bとほぼ平行に延びる。
接続傾斜部材75は、中央傾斜部材71のうちの斜線部71aの一端と隣接画素電極の第2下部傾斜部材73aの一端とを接続し、中央傾斜部材71の斜線部71bの他端と隣接画素電極の第2上部傾斜部材73bの一端とを接続し、第1下部斜線傾斜部材72aの一端と隣接画素電極の第3下部斜線傾斜部材74aの一端とを接続し、第1上部斜線傾斜部材72bの一端と隣接画素電極の第3上部斜線傾斜部材74bの一端とを接続する。図22に示すように、接続傾斜部材75は、画素電極191の第1斜辺90aと平行であり、データ線171と対応する部分に位置する。
表示板100、200の内側面には配向膜11、21が塗布されており、これらは垂直配向膜であり得る。表示板100、200の外側面には偏光子(図示せず)が備えられているが、二つの偏光子の偏光軸は直交し、このうちの一つの偏光軸はゲート線121に対して並んでいることが好ましい。反射型液晶表示装置の場合は、二つの偏光子のうちの一つは省略してもよい。
本実施形態に係る液晶表示装置は、液晶層3の遅延値を補償するための位相遅延膜(図示せず)をさらに含むことができる。位相遅延膜は、複屈折性を有し、液晶層3の位相遅延を逆に補償する。
液晶表示装置は、偏光子、位相遅延膜、表示板100、200、及び液晶層3に光を供給する照明部(図示せず)を含むことができる。
液晶層3は負の誘電率異方性を有し、液晶層3の液晶分子は電場がない状態でその長軸が二つの表示板の表面に対して垂直をなすように配向されている。従って、入射光は直交偏光子を通過できず遮断される。
共通電極270に共通電圧を印加し、画素電極191にデータ電圧を印加して、第1または第2液晶キャパシタの両端に電位差が発生すると、表示板100、200の面にほぼ垂直な電場が液晶層3に生成される。すると、液晶層3の液晶分子は電場に応答して、その長軸が電場の方向に垂直をなすように傾き、液晶分子が傾いた程度によって液晶層3に入射された光の偏光の変化程度が変わる。このような偏光の変化は、偏光子によって透過率の変化として現れ、これによって液晶表示装置は画像を表示する。
液晶分子が傾く角度は電場の強さによって変わるが、第1副画素電極には低い電圧が印加され、第2副画素電極には高い電圧が印加されると、第1液晶キャパシタの電圧(Va)が第2液晶キャパシタの電圧(Vb)より大きいので、第1副画素と第2副画素で液晶分子が傾く角度が異なり、その結果、二つの副画素の輝度が異なる。従って、第1液晶キャパシタの電圧(Va)と第2液晶キャパシタの電圧(Vb)を適宜合わせると、側面から見る画像が正面から見る画像に最大限近づくことができ、そのようにすることで、側面視認性を向上させることができる。
液晶分子が傾く方向は電場生成電極191、270の切開部91〜94b及び傾斜部材71〜75と画素電極191の斜辺が電場を歪曲して作る水平成分によって決定され、このような電場の水平成分は切開部91〜94b及び傾斜部材71〜75の辺と画素電極191の辺に垂直である。
図21に示すように、一つの切開部91〜94b及び傾斜部材71〜75集合は、画素電極191をそれぞれ二つの傾いた主辺を有する複数の副領域(sub-area)に分け、各副領域の液晶分子の傾斜方向は、電場の水平成分によって決定される方向となるが、ほぼ4つの方向である。このように、液晶分子が傾く方向を複数の方向にすると、液晶表示装置の基準視野角が大きくなる。
また、画素電極191の辺のうちのデータ線171と隣接する辺を鋸歯状に形成することで、隣接する画素電極191の間に形成される副電場は、副領域における液晶の配向を強化する方向となる。また、鋸歯状に形成することで、有効表示面積を大きくし、開口率を高めることができる。また、隣接する二つの画素電極191の第1斜辺90aが互いに対向する領域と対応する位置に接続傾斜部材75を設けることで、副領域における液晶の配向を一層強化し、テクスチャーを減少させ、透過率を向上させることができる。このため、テクスチャーを減少させるために、共通電極の切開部に画素電極の辺を重畳させる部分を設ける必要が無く、開口率を向上させることができる。また、画素領域が複数の副領域に分割されることで、液晶分子をさまざまな方向に傾け、視野角が大きくなる。また、傾斜部材を設けることで、液晶分子がプレチルト角を有するため、電場の印加に対して応答速度を早くすることができる。また、共通電極に切開部を設けないため、製造工程を簡略化できるとともに、偏光子12、22の損傷を防止するための処理を省略できる。
液晶分子の傾斜方向を決定するための切開部91〜94b及び傾斜部材71〜75の形状及び配置は変更できる。
また、高い電圧が印加される第2副画素電極191bの面積を第1副画素電極191aの面積より小さくすることで、側面ガンマ曲線の歪曲を小さくすることができる。特に第1及び第2副画素電極191a、191bの面積比がほぼ2:1である場合は、側面ガンマ曲線が正面ガンマ曲線により近づいて側面視認性がさらに良くなる。
本発明の他の実施形態に係る液晶表示装置について図25乃至図28を参照して詳細に説明する。
図25は本発明の他の実施形態に係る液晶表示装置の配置図であり、図26は図25の一部分を拡大示した図であり、図27は図25の液晶表示装置のXXVII-XXVII線断面図であり、図28は図25の液晶表示装置のXXVIII-XXVIII線断面図である。
図25乃至図28に示すように、本実施形態に係る液晶表示装置は、薄膜トランジスタ表示板100、共通電極表示板201及びその間の液晶層3を含む。
まず、薄膜トランジスタ表示板100について詳細に説明する。透明なガラスまたはプラスチックなどからなる絶縁基板110上に、複数のゲート線121と複数の維持電極線131を含む複数のゲート導電体が形成されている。
ゲート線121はゲート信号を伝達し、主に横方向に延びている。各ゲート線121は、上方に突出した第1及び第2ゲート電極124a、124bと、他の層または外部駆動回路との接続のために面積が広い端部129を含む。
維持電極線131は所定電圧の印加を受け、主に横方向に延びている。各維持電極線131は、隣接する二つのゲート線121の間に位置し、二つのゲート線121からほぼ同一距離を置いている。各維持電極線131は、下上に拡張された維持電極137と、維持電極137から下方に長く延びた棒状の延長部139を含む。維持電極137はほぼ長方形で、維持電極線131に対称であり、延長部139は第1ゲート電極124a付近まで延びている。しかし、維持電極137をはじめとする維持電極線131の形状及び配置は、多様な形態に変更できる。
ゲート導電体121、131上には、窒化シリコン(SiNx)または酸化シリコン(SiOx)などからなるゲート絶縁膜140が形成されている。
ゲート絶縁膜140上には、水素化非晶質シリコンまたは多結晶シリコンなどからなる複数の島状半導体154a、154b、157a、157bが形成されている。半導体154a、154bはそれぞれゲート電極124a、124b上に位置している。
半導体154a、154b、157a、157b上には、複数の島状オーミック接触部材163a、163b、165a、165b、167a、167bが形成されている。オーミック接触部材163a〜167bはリンなどのn型不純物が高濃度にドープされているn+水素化非晶質シリコンなどの物質からなるか、シリサイドからなることができる。オーミック接触部材163a、165aとオーミック接触部材163b、165bはそれぞれ対をなして半導体154a、154b上に位置し、オーミック接触部材167a、167bはそれぞれ半導体157a、157b上に位置している。
ゲート絶縁膜140及びオーミック接触部材163a、163b、165a、165b、167a、167b上には、複数のデータ線171a、171bと複数対の第1及び第2ドレイン電極175a、175bを含むデータ導電体が形成されている。
データ線171a、171bはデータ信号を伝達し、主に縦方向に延びてゲート線121及び維持電極線131と交差する。各データ線171a、171bは、第1及び第2ゲート電極124a、124bに向かって延びた複数の第1及び第2ソース電極173a、173bと、他の層または外部駆動回路との接続のために面積が広い端部179a、179bを含む。
第1及び第2ドレイン電極175a、175bは互いに分離されており、データ線171a、171bとも分離されている。各ドレイン電極175a、175bは、ゲート電極124a、124bを中心として第1及び第2ソース電極173a、173bと対向する。各ドレイン電極175a、175bは、一端に面積が広い長方形状の拡張部177a、177bと、棒状の他端部176a、176bと、拡張部177a、177b及び端部176a、176bを接続させる接続部176aa、176bbと、を含む。各拡張部177a、177bは維持電極137と重なり、棒状の端部176a、176bはゲート電極124a、124bと重なって、U字状に曲がったソース電極173a、173bで一部囲まれている。
第1ドレイン電極175aの接続部176aaは、ほぼ延長部139上に位置し、延長部139と平行に延びて、延長部139の縦境界線内に位置している。第2ドレイン電極175bの拡張部177bの面積は、第1ドレイン電極175aの拡張部177aの面積より小さい。
第1、第2ゲート電極124a、124b、第1、第2ソース電極173a、173b、及び第1、第2ドレイン電極175a、175bは、半導体154a、154bと共に第1、第2薄膜トランジスタ(Qa、Qb)を構成し、薄膜トランジスタ(Qa、Qb)のチャンネルは、第1、第2ソース電極173a、173bと第1、第2ドレイン電極175a、175bとの間の半導体154a、154bに形成される。
オーミック接触部材163a〜167bはその下の半導体154a、154b、157a、157bとその上のデータ線171a、171b、及びドレイン電極175a、175bの間にのみ存在し、これらの間の接触抵抗を低くする。島状半導体154a、154bには、ソース電極173a、173bとドレイン電極175a、175bとの間をはじめとして、これらで覆われず露出した部分がある。
データ線171a、171b、ドレイン電極175a、175b及び露出した半導体154a、154b部分上には保護膜180が形成されている。
保護膜180には、ドレイン電極175a、175bの拡張部177a、177bとデータ線171a、171bの端部179a、179bをそれぞれ露出させる複数のコンタクトホール185a、185b、182a、182bが形成されており、保護膜180とゲート絶縁膜140には、ゲート線121の端部129を露出させる複数のコンタクトホール181が形成されている。
保護膜180上には、第1及び第2副画素電極191a、191bを含む複数の画素電極191及び複数の接触補助部材81、82a、82bが形成されている。これらはITOまたはIZOなどの透明な導電物質やアルミニウム、銀、クロム、またはその合金などの反射性金属からなることができる。
各画素電極191は4つの角が面取りされているほぼ四角形状であり、面取りされた斜辺はゲート線121に対して約45゜の角度をなしている。
各画素電極191を構成する一対の第1及び第2副画素電極191a、191bは、間隙(gap)92、93を介在して互いに噛み合っている。第2副画素電極191bはほぼ回転した等辺台形として、底辺が台形に凹んでおり、ほとんどが第1副画素電極191aによって取り囲まれるように配置されている。第1副画素電極191aは、上部台形部191a−3、下部台形部191a−2及び中央台形部191a−1からなる。左側辺の近傍に中央台形部191が配置され、左側辺から上部台形部191a−3、下部台形部191a−2及び中央台形部191が互いに接続される上。
各画素電極191は互いに対向する一対の第1主辺193、194と、これら第1主辺193、194に接続される第2主辺を有する。第2主辺は、複数の鋸歯90とこれらの鋸歯90との間を接続させる底辺90cとを含む。また、第2主辺には、鋸歯90と底辺90cとが繰り返し形成されている。ここで鋸歯90は、図22に示すように、第1主辺193、194に対して傾いた第1斜辺90aと、第2斜辺90dと、第1斜辺90a及び第2斜辺90d間を接続させる上辺90bと、を有する。底辺90cは、第1斜辺90a及び第2斜辺90d間を接続する。第1主辺193、194はゲート線121に平行である。第1主辺193、194と第2主辺はほぼ長方形をなし、画素電極191の4つの角は面取りされてゲート線121に対して約45゜の角度をなしている。第1斜辺90aはデータ線171と一部分が重なり、隣接する二つの画素電極191の第1斜辺90aは、図26に示すように互いに対向して平行である。
第1副画素電極191aは、上部台形部191a−3の上辺及び下部台形部191a−2の下辺から右側辺に向かって延びた切開部94a、94bを有している。第1副画素電極191aの中央台形部191a−1は、第2副画素電極191bの凹んでいる底辺に挟まれている。なお、第1副画素電極191aは横部及びこれに接続された一対の斜線部91a、91bを含む中央切開部91を有する。横部は第1副画素電極191aの横中心線e−e’に沿って短く延び、一対の斜線部91a、91bは、横部から第1副画素電極191aの左側辺に向かって延びており、維持電極線131に対して約45゜の角度をなしている。第1副画素電極191aと第2副画素電極191bとの間の間隙92は、ゲート線121a、121bと約45゜をなす二対の上部斜線部92b及び下部斜線部92aと、縦部92cとを含む。第1副画素電極191aと第2副画素電極191bとの間の間隙93は、ゲート線121と約45゜をなす二対の上部斜線部93b及び下部斜線部93aと、縦部93cとを含む。
切開部91〜94bは維持電極線131に対してほぼ反転対称をなし、これらはゲート線121に対して約45゜の角度をなして互いに垂直に延びている。画素電極191はこれらの切開部91〜94bによって複数の領域に分割される。従って、画素電極191を横方向に二等分する維持電極線131を中心とする上半部と下半部は、切開部91〜94bによってそれぞれ4つの領域に分割される。この時、領域の数または切開部の数は、画素電極191の大きさ、画素電極191の横辺と縦辺の長さ比、液晶層3の種類や特性などの設計要素によって変更できる。
第1及び第2副画素電極191a、191bはそれぞれコンタクトホール185a、185bを介して第1及び第2ドレイン電極175a、175bと物理的、電気的に接続されており、第1及び第2ドレイン電極175a、175bからデータ電圧が印加される。一対の副画素電極191a、191bには、一つの入力画像信号に対して予め設定されている互いに異なるデータ電圧が印加されるが、その大きさは副画素電極191a、191bの大きさ及び形状によって設定できる。また、副画素電極191a、191bの面積は互いに異なることができる。一例として、第2副画素電極191bは、第1副画素電極191aに比して高い電圧の印加を受け、第1副画素電極191aより面積が小さい。
データ電圧が印加された副画素電極191a、191bと共通電圧が印加される共通電極270は、第1及び第2液晶キャパシタを構成して、薄膜トランジスタが非導通状態になった後にも、印加された電圧を維持する。各液晶キャパシタは液晶層3部分を誘電体として含む。
第1及び第2副画素電極191a、191b及びこれと電気的に接続されたドレイン電極175a、175bの拡張部177a、177bは、ゲート絶縁膜140を介在して維持電極137及び延長部139をはじめとして維持電極線131と重なっており、液晶キャパシタの電圧維持能力を強化するストレージキャパシタを構成する。
接触補助部材81、82a、82bはそれぞれコンタクトホール181、182a、182bを介してゲート線121の端部129及びデータ線171a、171bの端部179a、179bに接続される。
次に、共通電極表示板200について詳細に説明する。透明なガラスまたはプラスチックなどからなる絶縁基板210上に遮光部材220が形成されている。遮光部材220は、データ線171に対応する線形部分220aと、一部分が拡張された拡張部220bと、薄膜トランジスタに対応する面形部分220cとを含み、画素電極191の間の光漏れを防止し、画素電極191と対向する開口領域を定義する。しかし、遮光部材220は画素電極191と対向し、画素電極191とほぼ同一形状を有する複数の開口部(図示せず)を有することもできる。
また、基板210上には、複数のカラーフィルタ230が形成されている。カラーフィルタ230は、遮光部材230に囲まれた領域内にほとんど存在し、画素電極191の列に沿って縦方向に長く延びることができる。各カラーフィルタ230は赤色、緑色及び青色の三原色など基本色のうちの一つを表示することができる。
カラーフィルタ230及び遮光部材220上には、オーバーコート膜250が形成されている。オーバーコート膜250は、(有機)絶縁物からなることができ、カラーフィルタ230が露出することを防止し、平坦面を提供する。オーバーコート膜250は省略してもよい。
オーバーコート膜250上には共通電極270が形成されている。共通電極270はITO、IZOなどの透明な導電体などからなる。
共通電極270上には、複数の傾斜部材71、72a、72b、73a、73b、74a、74b、75が形成されている。
一つの傾斜部材集合71〜75(71、72a、72b、73a、73b、74a、74b、75)は一つの画素電極191と対向し、中央傾斜部材71、第1乃至第3下部斜線傾斜部材72a、73a、74a、第1乃至第3上部斜線傾斜部材72b、73b、74b及び接続傾斜部材75を含む。傾斜部材71〜74b(71、72a、72b、73a、73b、74a、74b)のそれぞれは、隣接する画素電極191の切開部91、92、93a、93b、94a、94b、95a、95bの間、または切開部91、92、93a、93b、94a、94b、95a、95bと画素電極191の面取りされた斜辺との間に配置されている。また、各傾斜部材71〜74bは、画素電極191の下部切開部93a、94a、95aまたは上部切開部93b、94b、95bと平行に延びる少なくとも一つの斜線部を含む。
第1下部及び第1上部斜線傾斜部材72a、72bはほぼ画素電極191の右側辺から画素電極191の左側辺に延び、第2下部及び第2上部斜線傾斜部材73a、73bは、画素電極191の右側辺から画素電極191の左側の上または下の角に延びている。そして、第3下部及び第3上部斜線傾斜部材74a、74bは、画素電極191の右側辺から画素電極191の上側辺または下側辺に延び、第3下部及び第3上部斜線傾斜部材74a、74bの各端から画素電極191の辺に沿って重なって延びる縦断横部を含む。縦断横部は斜線傾斜部材74a、74bと鈍角をなす。
中央傾斜部材71は中央横部71cと一対の斜線部71a、71bを含む。中央横部71cはほぼ画素電極191の右側辺から維持電極線131に沿って左に延び、一対の斜線部71a、71bは中央横部71cの端から画素電極191の左側辺に向かってそれぞれ下部及び上部斜線傾斜部材72a〜74bとほぼ平行に延びる。
接続傾斜部材75は、中央傾斜部材71のうちの斜線部71aの一端と隣接画素電極の第2下部傾斜部材73aの一端とを接続し、中央傾斜部材71の斜線部71bの他端と隣接画素電極の第2上部傾斜部材73bの一端とを接続し、第1下部斜線傾斜部材72aの一端と隣接画素電極の第3下部斜線傾斜部材74aの一端とを接続し、及び第1上部斜線傾斜部材72bの一端と隣接画素電極の第3上部斜線傾斜部材74bの一端とを接続する。図26に示すように、接続傾斜部材75は画素電極191の第1斜辺90aと平行であり、データ線171と対応する部分に位置する。
表示板100、200の内側面には配向膜11、21が塗布されており、これらは垂直配向膜であり得る。表示板100、200の外側面には偏光子(図示せず)が備えられているが、二つの偏光子の偏光軸は直交し、このうちの一つの偏光軸はゲート線121に対して並んでいることが好ましい。反射型液晶表示装置の場合は、二つの偏光子のうちの一つは省略してもよい。
本実施形態に係る液晶表示装置は、液晶層3の遅延値を補償するための位相遅延膜(図示せず)をさらに含むことができる。位相遅延膜は複屈折性を有し、液晶層3の位相遅延を逆に補償する。
液晶表示装置は偏光子、位相遅延膜、表示板100、200及び液晶層3に光を供給する照明部(図示せず)を含むことができる。
液晶層3は負の誘電率異方性を有し、液晶層3の液晶分子は電場がない状態でその長軸が二つの表示板の表面に対して垂直をなすように配向されている。従って、入射光は直交偏光子を通過できず遮断される。
本実施形態によれば、前述の実施形態と同様に、側面視認性を向上させることができる。
また、画素電極191の辺のうちのデータ線171と隣接する辺を鋸歯状に形成することによって、隣接する画素電極191の間に形成される副電場は副領域における液晶の配向を強化する方向となる。また、鋸歯状に形成することで、有効表示面積を大きくし、開口率を高めることができる。さらに、隣接する二つの画素電極191の第1斜辺90aが互いに対向する領域と対応する位置に接続部75を設けることで、副領域における液晶の配向を一層強化し、テクスチャーを減少させ、透過率を向上させることができる。このため、テクスチャーを減少させるために、共通電極の切開部に画素電極の辺を重畳させる部分を設ける必要が無く、開口率を向上させることができる。また、画素領域が複数の副領域に分割されることで、液晶分子をさまざまな方向に傾け、視野角が大きくなる。また、傾斜部材を設けることで、液晶分子がプレチルト角を有するため、電場の印加に対して応答速度を早くすることができる。また、共通電極に切開部を設けないため、製造工程を簡略化できるとともに、偏光子12、22の損傷を防止するための処理を省略できる。
本発明は、上述の実施形態に限られるものではない。本発明の技術的範囲から逸脱しない範囲内で多様に変更実施することが可能である。
本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の配置図である。 図1の液晶表示装置用薄膜トランジスタ表示板の配置図である。 図1の液晶表示装置用共通電極表示板の配置図である。 図1の液晶表示装置のIV-IV線断面図である。 図1の液晶表示装置のV-V線断面図である。 本発明の他の実施形態に係る傾斜部材の断面図である。 本発明の他の実施形態に係る傾斜部材の断面図である。 本発明の他の実施形態に係る液晶表示装置の配置図である。 図7の液晶表示装置のVIII-VIII線断面図である。 図7の液晶表示装置における共通電極及び画素電極のみを示した配置図である。 本発明の他の実施形態に係る液晶表示装置の配置図である。 図10の液晶表示装置のXI-XI線断面図である。 図10の一部分を拡大示した配置図である。 本発明の他の実施形態に係る液晶表示装置の配置図である。 図13の液晶表示装置のXIV-XIV線断面図である。 本発明の他の実施形態に係る液晶表示装置における図7のVIII-VIII線断面図である。 本発明の他の実施形態に係る液晶表示装置の配置図である。 図16の一部分を拡大示した図である。 図16の液晶表示装置のXVIII-XVIII線断面図である。 図16のXIX-XIX線断面図である。 図16に示す液晶表示装置の概略的な回路図である。 本発明の他の実施形態に係る液晶表示装置の配置図である。 図21の一部分を拡大示した図面である。 図21の液晶表示装置のXXIII-XXIII線断面図である。 図21の液晶表示装置のXXIV-XXIV線断面図である。 本発明の他の実施形態に係る液晶表示装置の配置図である。 図25の一部分を拡大示した図である。 図25の液晶表示装置のXXVII-XXVII線断面図である。 図25の液晶表示装置のXXVIII-XXVIII線断面図である。
符号の説明
11、21 配向膜
12、22 偏光子
71、72a、72b、73a、73b、74a、74b、75 共通電極の切開部
81、81a、81b、82、82a、82b 接触補助部材
91、92、92a、92b、93、94a、94b 画素電極の切開部
110、210 基板
121、121a、121b、129a、129b、129 ゲート線
124、124a、124b ゲート電極
140 ゲート絶縁膜
151、154、154a、154b 半導体
161、163、163a、163b、165、165a、165b、166 オーミック接触部材
171、171a、171b、179、179a、179b データ線
173、173a、173b ソース電極
175、175a、175b ドレイン電極
180 保護膜
181、181a、181b、182、182a、182b、183a、183b、185、185a、185b コンタクトホール
191 画素電極
230 カラーフィルタ
250 オーバーコート膜
270 共通電極

Claims (28)

  1. 画素電極と、
    前記画素電極と対向する共通電極と、
    前記画素電極と前記共通電極との間に位置する液晶層と、
    前記共通電極上に形成され、稜線及び斜面を含む傾斜部材と、
    前記傾斜部材としては、画素電極と対応する画素部傾斜部材と、隣接する画素部傾斜部材を接続させる接続傾斜部材とを備えることを特徴とする液晶表示装置。
  2. 前記画素電極は、互いに対向する一対の第1主辺と、前記第1主辺に接続されて互いに対向する一対の第2主辺を有し、
    前記第2主辺は鋸歯状の突出部を含むことを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。
  3. 前記接続傾斜部材は、隣接する画素電極の間隙と対応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. ゲート線と、
    前記ゲート線と直交する複数のデータ線と、
    前記ゲート線及び前記データ線に接続される複数の薄膜トランジスタと、
    前記薄膜トランジスタは、前記画素電極に接続されることを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。
  5. 前記画素部傾斜部材は、前記ゲート線と斜角をなすことを特徴とする請求項4に記載の液晶表示装置。
  6. 前記画素電極は、前記第1主辺と斜角をなす複数の切開部を含むことを特徴とする請求項2に記載の液晶表示装置。
  7. 前記突出部は、前記切開部と135゜より大きい角度または45゜より小さい角度をなす第1辺を有することを特徴とする請求項6に記載の液晶表示装置。
  8. 前記突出部は、前記切開部と平行な第2辺をさらに有することを特徴とする請求項6に記載の液晶表示装置。
  9. 前記突出部の第2辺は、前記切開部の一辺の延長線上に位置することを特徴とする請求項8に記載の液晶表示装置。
  10. 前記突出部の境界線と前記第1主辺は長方形をなすことを特徴とする請求項6に記載の液晶表示装置。
  11. 前記長方形の角のうちの少なくとも一つは、面取りされて斜辺をなすことを特徴とする請求項10に記載の液晶表示装置。
  12. 前記長方形の面取りされた斜辺は、前記第1主辺と45゜をなすことを特徴とする請求項10に記載の液晶表示装置。
  13. 前記突出部は、前記データ線と重なることを特徴とする請求項6に記載の液晶表示装置。
  14. 隣接する画素電極の隣接する第2主辺の突出部は互いに噛み合うように配置されていることを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。
  15. 前記互いに噛み合うように配置されている前記突出部の対向する辺は互いに並んでいることを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。
  16. 前記画素電極は、前記切開部によって物理的に互いに分離された少なくとも二つの副画素電極を含むことを特徴とする請求項6に記載の液晶表示装置。
  17. 前記少なくとも二つの副画素電極の電圧は互いに異なることを特徴とする請求項16に記載の液晶表示装置。
  18. 前記少なくとも二つの副画素電極は容量性結合されることを特徴とする請求項17に記載の液晶表示装置。
  19. 前記副画素電極は、薄膜トランジスタとそれぞれ接続されることを特徴とする請求項16に記載の液晶表示装置。
  20. 前記一つの画素電極でそれぞれの副画素電極は互いに異なるデータ線に接続され、
    前記一つの画素電極でそれぞれの副画素電極は同一のゲート線に接続されることを特徴とする請求項16に記載の液晶表示装置。
  21. 前記一つの画素電極でそれぞれの副画素電極は互いに異なるゲート線に接続され、
    前記一つの画素電極でそれぞれの副画素電極は同一のデータ線に接続されることを特徴とする請求項16に記載の液晶表示装置。
  22. 前記斜面の傾斜角は1〜10゜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。
  23. 前記斜面は曲がっていることを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。
  24. 前記傾斜部材の厚さは0.5〜2.0μm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。
  25. 前記共通電極下に形成される複数のカラーフィルタをさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。
  26. 前記共通電極と前記カラーフィルタとの間に形成されるオーバーコート膜をさらに含むことを特徴とする請求項25に記載の液晶表示装置。
  27. 前記傾斜部材は、前記オーバーコート膜と前記共通電極との間に位置することを特徴とする請求項25に記載の液晶表示装置。
  28. 前記傾斜部材は、前記オーバーコート膜と一体となっていることを特徴とする請求項26に記載の液晶表示装置。
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