JP4904135B2 - 反射透過型液晶表示装置及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、液晶表示装置に関し、さらに詳細には、多重ドメインをなすＶＡモードの液晶表示装置において、反射モードと透過モードを選択的に使用することができる、反射透過型液晶表示装置及びその製造方法に関する。

一般に、画像情報を画面に表すディスプレイ装置のうち、ブラウン管表示装置（ＣＲＴ）がいままで最も多く用いられてきたが、これは、表示面積に比べて体積が大きくかつ重いため、その使用には多くの不便があった。

そして、現在では、電子産業の発達と共にＴＶブラウン管などに制限的に用いられていたディスプレイ装置が、個人用コンピュータ、ノートブック、無線端末機、自動車計器板、電光板などにまで拡大して用いられ、情報通信技術の発達と共に大容量の画像情報を伝送できるようになるにつれて、これを処理して具現することができる次世代ディスプレイ装置の重要性が大きくなりつつある。

このような次世代ディスプレイ装置は、軽薄短小、高輝度、大画面、低消費電力及び低価格化を実現することができなければならないが、その１つとして、最近では液晶表示装置が注目されつつある。
液晶表示装置（ＬＣＤ）は、表示解像度が他の平板表示装置より良好し、動画を具現する時にその品質がブラウン管に適する程、応答速度が速いという特性を有している。

このような液晶表示装置の駆動原理は、液晶の光学的、誘電的異方性を利用することであって、液晶は、構造が長細いため、分子の配列に方向性があり、人為的に液晶に電界を印加して分子配列の方向を制御することができる。
したがって、液晶の分子配列方向を任意に調節すると、液晶の分子配列が変わるようになり、光学的異方性により液晶が分子配列方向に光が屈折して、画像情報を表現することができる。

現在、主に用いられている液晶表示装置のうちの１つに、ねじれネマチック（ＴＮ）モードの液晶表示装置を例に挙げることができる。ねじれネマチックモードは、２基板にそれぞれ電極を設置し、液晶方向子が９０゜ツイストされるように配列した後、電極に電圧を加えて液晶方向子を駆動するモードである。

ねじれネマチックモードの液晶表示装置の他にも、誘電的異方性を利用した液晶モードは、電圧制御複屈折（ＥＣＢ）モード、ゲスト−ホスト（ＧＨ）モードなどがあり、この中でＥＣＢモードでは、電界に対して垂直な方向に配列される誘電的異方性が負（△ε＜０）であるネガティブ型液晶が利用される。

ＥＣＢモードの中でも垂直配向（ＶＡ）モードは、階調電圧に対する反応時間の変化の幅が小さいため、応答特性がねじれネマチックモードの液晶表示装置に比べて良いという長所を持っている。

垂直配向モードの液晶表示装置は、上下基板の間に誘電率異方性が負である液晶が介在されており、上下基板の対向面には、垂直配向膜が形成されており、上下基板の対向面の後面それぞれには、偏光板が取り付けられている構造を有する。このとき、上下基板の対向面それぞれには、液晶駆動電極が備えられており、上下偏光板の偏光軸は、互いに直交するように取り付けられている。

このような垂直配向モードの液晶表示装置は、電界が形成される前には、液晶分子が垂直配向膜の影響で基板に垂直に配列される。このとき、上下偏光板が垂直に交差されているため、画面は暗くなる。

一方、上下基板の駆動電極の間に電界が形成されると、誘電率異方性が負である液晶性質により、液晶分子は、電界の形態と垂直になるように捩れる。これにより、液晶分子を介して光が透過されて、画面は、ホワイトとなる。

このとき、液晶分子は、その形態が棒状であるため、長軸と短縮の屈折率、誘電率などが互いに異なる。これにより、液晶分子を見る方向に応じて屈折率が相異し、結局、画面の正面から見たときと、側面から見たときの視野角の差が生じる。

したがって、このような問題点を解決するために、従来では、１つの単位画素内で下板の画素電極をスリット状に形成して、電界形成時に多重ドメインを形成する。
すなわち、画素電極と共通電極との間に電界を形成する際に、液晶分子の捩れる方向を異にして、液晶分子の長軸と短縮に対する異方性を補償した。

ところが、上記の通りに構成された多重ドメインの垂直配向モードの液晶表示装置は、バックライトを光源として利用する透過型垂直配向モードの液晶表示装置と、バックライトを光源として利用せずに自然光及び人造光を利用する反射型垂直配向モードの液晶表示装置とに分類し得る。

このとき、透過型垂直配向モードの液晶表示装置は、バックライトを光源として利用して、暗い外部環境でも明るい画像を具現する。しかし、明るい所では、使用ができなく、電力消費が大きいという問題がある。
これに対し、反射型垂直配向モードの液晶表示装置は、バックライトを使用しないため、消費電力の低減は可能であるが、外部の自然光が暗いときには、使用ができないという限界がある。
［先行技術文献］
［特許文献１］特開２００４−８５９１８号公報

本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、多重ドメイン構造の垂直配向モードの液晶表示装置において、開口率を高め、画質を向上させることにより、反射モードと透過モードで選択的に駆動され得る、反射透過型液晶表示装置及びその製造方法を提供することにある。

上記の目的を達成すべく、本発明に係る反射透過型液晶表示装置は、反射部及び透過部を有する画素領域が画定された第１基板上に交差配置されたゲート配線及びデータ配線と、前記ゲート配線とデータ配線との交差点に形成されたゲート電極、半導体層、ソース及びドレイン電極からなる薄膜トランジスタと、前記薄膜トランジスタと接続し、前記透過部に形成された透明電極と、前記薄膜トランジスタと接続し、前記反射部に形成された反射電極と、前記透明電極と前記反射電極とを電気的に接続させる接続電極と、前記反射部に形成された第１ストレージ電極と、前記接続電極の下部に形成された第２ストレージ電極と、前記第１基板と対向する第２基板と、前記第１基板及び第２基板の間に形成された液晶層とを含むことを特徴とする。

また、上記の目的を達成すべく、本発明に係る反射透過型液晶表示装置は、反射部及び透過部を有する画素領域が画定された基板上に交差配置されたゲート配線及びデータ配線と、前記ゲート配線とデータ配線との交差点に形成されたゲート電極、半導体層、ソース及びドレイン電極からなる薄膜トランジスタと、前記薄膜トランジスタと接続し、前記透過部に形成された透明電極と、前記薄膜トランジスタと接続し、前記反射部に形成された反射電極と、前記透明電極と前記反射電極とを電気的に接続させる接続電極と、前記反射部に形成された第１ストレージ電極と、前記接続電極の下部に形成された第２ストレージ電極とを含むことを特徴とする。

また、上記の目的を達成すべく、本発明に係る反射透過型液晶表示装置の製造方法は、第１ドメイン及び第２ドメインを有する画素領域が画定された第１基板上にゲート配線、該ゲート配線と平行したストレージ配線、該ストレージ配線から分岐されて前記第１ドメインに形成される第１ストレージ電極、及び該第１ドメインと第２ドメインの境界に形成される第２ストレージ電極を形成するステップと、前記第１基板の全面に絶縁膜を形成するステップと、前記ゲート配線と交差するデータ配線を形成するステップと、前記ゲート配線とデータ配線との交差点に薄膜トランジスタを形成するステップと、前記薄膜トランジスタと接続し、前記第２ドメインに透明電極を形成するステップと、前記薄膜トランジスタと接続し、前記第１ドメインに反射電極を形成するステップと、前記第２ストレージ電極上に前記透明電極と前記反射電極とを電気的に接続させる接続電極を形成するステップと、前記第１基板と対向する第２基板を配置するステップと、前記第１基板及び第２基板の間に液晶層を介在させるステップとを含むことを特徴とする。

本発明によれば、反射透過型液晶表示装置において、反射部の面積より透過部の面積を増大させることにより、開口率を向上させるという第１の効果がある。
また、本発明は、反射透過型垂直配向モードの液晶表示装置において、多重ドメインを形成し、各ドメインの間にストレージキャパシタを形成することによって、総ストレージキャパシタを確保し、画質特性を向上させ、視野角特性を改善するという効果がある。

以下、添付した図面を参照して、本発明に係る反射透過型液晶表示装置について詳細に説明する。

反射透過型垂直配向モードの液晶表示装置は、単位画素領域内に反射部と透過部を同時に備えて、透過型液晶表示装置及び反射型液晶表示装置の機能を同時に揃えたものであって、バックライトの光と外部の自然光源又は人造光源を全て利用し得るため、周辺環境に制約されず、電力消費を減らすことができるという長所がある。

図１は、本発明に係る第１の実施形態であって、垂直配向モードの多重ドメイン液晶表示装置のアレイ基板の画素部の一部を概略的に示す平面図であり、図２は、図１のＩ−Ｉ´の断面図である。

図１及び図２に示すように、本発明に係る反射透過型垂直配向モードの液晶表示装置のアレイ基板１００は、ゲート配線１２５とデータ配線１３９とが互いに直交するようにして画素領域Ｐを画定し、ゲート配線１２５とデータ配線１３９とが交差する地点に薄膜トランジスタが形成されており、この薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）と接続する画素電極は、スリットにより第１及び第２ドメインＡ、Ｂに分割されて、第１及び第２画素電極１６１ａ、１６１ｂとなり、この第１及び第２画素電極１６１ａ、１６１ｂは、接続画素電極１６０により接続されている。

第１及び第２画素電極１６１ａ、１６１ｂを接続する接続画素電極１６０により、第１及び第２ドメインＡ、Ｂは、電気的に接続され、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）から伝達される信号に応じて駆動される。

反射透過型垂直配向モードの液晶表示装置におけるアレイ基板は、反射モードと透過モードとで選択的に駆動され得るようにするために、第１ドメインＡは、反射部ＲＡとして第１画素電極１６１ａの上部又は下部に反射電極１４９をさらに備えており、第２ドメインＢは、透過部ＴＡとして第２画素電極１６１ｂを透過電極として使用している。

また、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）は、ゲート電極１２３、ソース電極１３５、ドレイン電極１３７、及びゲート電極１２３の上部に構成されたアクティブ層１３１からなる。

ゲート配線１２５と所定間隔が離隔されて、平行にストレージ配線１４４が形成され、ストレージ配線１４４は、第１ストレージ電極１４３ａ及び第２ストレージ電極１４３ｂと接続される。

第１ストレージ電極１４３ａは、反射部ＲＡの一部に形成され、第２ストレージ電極１４３ｂは、接続画素電極１６０の下部に形成される。

第１ストレージ電極１４３ａと第１画素電極１６１ａとの間に積層されたゲート絶縁膜１２９、保護膜１４５及び誘導絶縁膜１４７が誘電体として機能し、第１ストレージ電極１４３ａと第１ストレージ電極１４３ａ上の１画素電極１６１ａとの間に第１ストレージキャパシタＣｓｔ１が形成され、第２ストレージ電極１４３ｂと接続画素電極１６０との間に第２ストレージキャパシタＣｓｔ２が形成される。

このような構造を有する反射透過型垂直配向モードの液晶表示装置は、第１ストレージキャパシタＣｓｔ１及び第２ストレージキャパシタＣｓｔ２を形成してストレージキャパシタ容量を確保するため、開口率を向上させるために、反射部ＲＡの大きさを減らし、透過部ＴＡの大きさを大きくして開口率を向上させた場合、ストレージキャパシタＣｓｔの容量の変化がほとんどないため、画素電圧降下（ΔＶｐ）値の変動がなくなり、開口率だけでなく、画質も改善される。

したがって、画面が大型化し、消費者の使用環境に応じる開口率を確保するために、反射部ＲＡ領域より透過部ＴＡ領域を大きく形成することができる。

また、誘導絶縁膜１４７は、反射効率をさらに向上させるための反射部ＲＡの凹凸型パターン１４７ａ、デュアルセルギャップのための透過部ＴＡのエッチング溝１４８が形成されることができ、反射部ＲＡの凹凸型パターン１４７ａの上には、反射電極１４９が凹凸型パターン１４７ａの屈曲に沿って形成されている。

誘導絶縁膜１４７の透過部ＴＡに形成されたエッチング溝１４８により、反射透過型液晶表示装置は、反射部ＲＡと透過部ＴＡでデュアルセルギャップを形成するようになり、透過部ＴＡのセルギャップｄ１は、反射部ＲＡのセルギャップｄ２の略２倍になるようにすることによって、反射部ＲＡ及び透過部ＴＡの光効率を向上させている。

図２に示すように、アレイ基板１００上にブラックマトリックス１８１及びカラーフィルター１８２が形成されているカラーフィルター基板１８０が対向しており、カラーフィルター基板１８０には、共通電極１８５が形成されている。
そして、共通電極１８５上には、電界を歪ませて多重ドメイン効果を具現するための誘電体突起１８８が形成されている。

このような構造の２重ドメイン垂直配向モードの液晶表示装置において、アレイ基板１００の画素電極スリットｓとカラーフィルター基板１８０の誘電体突起１８８により、液晶駆動時に液晶分子を多様に駆動させ得るため、多重ドメイン効果を具現することができ、第１ドメインＡは反射部ＲＡとして、第２ドメインＢは透過部ＴＡとして使用することができるため、反射モードと透過モードとで選択的に駆動される。

また、本発明は、反射透過型液晶表示装置において反射部の面積より透過部の面積を増大させることにより、開口率を向上させている。

また、本発明は、反射透過型垂直配向モードの液晶表示装置において、多重ドメインを形成し、各ドメインの間にストレージキャパシタを形成することによって、総ストレージキャパシタを確保し、画質特性を向上させ、視野角特性が良くなる。

図３は、本発明に係る第２の実施形態であって、反射透過型垂直配向モードの液晶表示装置のアレイ基板を示す平面図である。
図３に示すように、本発明に係る反射透過型垂直配向モードの液晶表示装置のアレイ基板は、スイッチング素子である薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）がマトリックス状に位置し、このような複数の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を交差するゲート配線２２５とデータ配線２３９が形成している。

このとき、ゲート配線２２５とデータ配線２３９とが交差して画定される領域を画素領域Ｐとする。

薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）は、ゲート電極２２３、ソース電極２３５、ドレイン電極２３７、及びゲート電極２２３の上部に構成されたアクティブ層２３１からなる。

そして、ゲート配線２２５と所定間隔が離隔されてストレージ配線２４４が形成されており、ストレージ配線２４４と接続した複数のストレージ電極２４３a、２４３ｂ、２４３ｃが、画素領域Ｐに形成されている。

本発明に係る多重ドメイン垂直配向モードの液晶表示装置は、アレイ基板の画素電極スリットｓとカラーフィルター基板の誘電体突起により、液晶駆動時に液晶分子を多様に駆動させ得るため、多重ドメイン効果を具現することができ、第１ドメインＡは反射部（ＲＡ）として、第２ドメインＢ及び第３ドメインＣは透過部（ＴＡ）として使用することができるため、反射モードと透過モードとで選択的に駆動される。

このとき、１つの画素領域Ｐに対して透過部（ＴＡ）として用いられる面積が、反射部（ＲＡ）として用いられる面積よりさらに広く形成することによって、開口率を向上させることができる。

反射部（ＲＡ）には、反射電極２４９が形成されており、画素領域Ｐには、画素電極２６１ａ、２６１ｂ、２６１ｃが薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）のドレイン電極２３７と接続されるが、画素電極２６１ａ、２６１ｂ、２６１ｃは、スリットｓにより第１、第２、及び第３ドメインＡ、Ｂ、Ｃに分割されて、第１、第２、及び第３画素電極２６１ａ、２６１ｂ、２６１ｃは、第１、及び第２接続画素電極２６０ａ、２６０ｂにより接続されている。

そして、第１画素電極２６１ａは、反射電極２４９と共に反射部（ＲＡ）に形成されており、第２及び第３画素電極２６１ｂ、２６１ｃは、透過部（ＴＡ）に形成されて、透過電極として機能する。

第１及び第２画素電極２６１ａ、２６１ｂを接続する第１接続画素電極２６０ａと、第２及び第３画素電極２６１ｂ、２６１ｃを接続する第２接続画素電極２６０ｂにより、第１、第２、及び第３ドメインＡ、Ｂ、Ｃは、電気的に接続されて、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）から伝達される信号に応じて駆動される。

そして、図示していないが、反射部（ＲＡ）には、反射効率をさらに向上させるための凹凸型パターンを備えた誘導絶縁膜が形成されている。そして、透過部（ＴＡ）には、デュアルセルギャップのために誘導絶縁膜にエッチング溝が形成されており、反射部（ＲＡ）の凹凸型パターン上には、反射電極２４９が凹凸型パターンの屈曲に沿って形成されて、反射効率を増大させる。

また、先に簡単に述べた通り、ゲート配線２２５と所定間隔が離隔されてストレージ配線２４４が形成されており、ストレージ配線２４４と接続した複数のストレージ電極２４３ａ、２４３ｂ、２４３ｃが画素領域Ｐに形成されている。

第１ストレージ電極２４３ａは、反射部（ＲＡ）において第１画素電極２６１ａの間に第１ストレージキャパシタＣｓｔ１を形成しており、第２ストレージ電極２４３ｂは、第１ドメインＡと第２ドメインＢとの間の第１接続画素電極２６０ａの間に第２ストレージキャパシタＣｓｔ２を形成しており、第３ストレージ電極２４３ｃは、第２ドメインＢと第３ドメインＣとの間の第２接続画素電極２６０ｂの間に第３ストレージキャパシタＣｓｔ３を形成している。
第１〜第３ストレージキャパシタＣｓｔ１、Ｃｓｔ２、Ｃｓｔ３の総合が１つの画素に対する総ストレージキャパシタ容量Ｃとなる。

第１ドメインＡと第２ドメインＢとの間と、第２ドメインＢと第３ドメインＣとの間とは、スリットｓにより画素電極２６１ａ、２６１ｂ、２６１ｃが所定間隔離隔される部分が発生し、このようなスリットｓに対応する位置の液晶層は駆動されないため、スリットｓが形成された位置を介してストレージ配線２４４と第２及び第３ストレージ電極２４３ｂ、２４３ｃとが接続されることができる。

上記のように多重ドメインからなる反射透過型液晶表示装置の場合に、一般に反射部（ＲＡ）にストレージキャパシタを形成する場合が多いが、本発明のように反射部（ＲＡ）にストレージキャパシタＣｓｔ１を形成し、透過部（ＴＡ）の所定領域、例えば、各ドメインＡ、Ｂ、Ｃの間の電気的接続のための接続画素電極２６０ａ、２６０ｂなどにストレージキャパシタＣｓｔ２、Ｃｓｔ３を形成する場合には、ストレージキャパシタＣの容量を確保することができる。したがって、開口率を向上させるために反射部（ＲＡ）の大きさを減らす場合、ストレージキャパシタＣの容量を補償することができ、画素電圧降下値が減少して、画質を向上させることができる。

このとき、ストレージ配線２４４及びストレージ電極２４３ａ、２４３ｂ、２４３ｃと、画素電極２６１ａ、２６１ｂ、２６１ｃ及び接続画素電極２６０ａ、２６０ｂとの間に積層されたゲート絶縁膜、保護膜、及び誘導絶縁膜が誘電体として機能するようになる。

尚、本発明に係る反射透過型垂直配向モードの液晶表示装置は、第１ドメインＡは反射部（ＲＡ）として、第２及び第３ドメインＢ、Ｃは透過部（ＴＡ）として用いられる３重ドメイン構造の反射透過型液晶表示装置のみに適用されることに限定されるのではなく、１つの画素領域Ｐを少なくとも２つ以上のドメインに分割する多重ドメインにおいて、反射部ＲＡの面積より透過部ＴＡの面積が大きく形成される場合には適用され得る。

図４は、図３のII−II´の断面図である。
図４に示すように、本発明に係る反射透過型垂直配向モードの液晶表示装置のアレイ基板２００は、反射モードと透過モードで選択的に駆動され得るようにするために、第１ドメインＡは、反射部ＲＡとして第１画素電極２６１ａの上部又は下部に反射電極２４９をさらに備えており、第２及び第３ドメインＢ、Ｃは、透過部ＴＡ１、ＴＡ２として第２及び第３画素電極２６１ｂ、２６１ｃを透過電極として使用している。

以下、図４に示す図面を参照して、本発明に係る反射透過型垂直配向モードの液晶表示装置の製造方法における工程の順に説明する。
まず、アレイ基板２００上にゲート電極２２３とゲート配線２２５とゲート配線２２５と所定間隔が離隔されて、ストレージ配線２４４及びストレージ電極２４３が形成されている。

ストレージ電極２４３は、画素領域Ｐ内に第１ストレージ電極２４３ａと、第２ストレージ電極２４３ｂと、第３ストレージ電極２４３ｃからなるが、第１ストレージ電極２４３ａは、反射部ＲＡにおいてストレージキャパシタＣｓｔ１を形成しており、第２ストレージ電極２４３は、第１ドメインＡと第２ドメインＢとの間にストレージキャパシタＣｓｔ２を形成しており、第３ストレージ電極２４３ｃは、第２ドメインＢと第３ドメインＣとの間にストレージキャパシタＣｓｔ３を形成している。
そして、ゲート配線２２５が形成されたアレイ基板２００の全面に第１絶縁膜であるゲート絶縁膜２２９を形成する。
ゲート電極２２３の上部のゲート絶縁膜２２９上に島（アイランド）形態でアクティブ層２３１及びオームコンタクト層２３３を形成する。

次に、オームコンタクト層２３３が形成されたアレイ基板２００の全面に、オームコンタクト層２３３と接触するソース電極２３５及びドレイン電極２３７と、ソース電極２３５と接続したデータ配線２３９を形成する。
このとき、オームコンタクト層２３３、アクティブ層２３１、ソース及びドレイン電極２３５、２３７と、データ配線２３９は、１つのマスク工程により形成されることができる。

データ配線２３９が形成されたアレイ基板２００上に絶縁物質を蒸着して、第２絶縁膜である保護膜２４５を形成する。
保護膜２４５は、窒化シリコン（ＳｉＮｘ）又は酸化シリコン（ＳｉＯ_２）を蒸着して形成した無機絶縁膜である。

保護膜２４５の上部にベンゾシクロブテン（ＢＣＢ）とアクリル系樹脂を含む透明な誘導絶縁物質グループから選択された何れかを塗布して、第３絶縁膜である誘導絶縁膜２４７を形成する。

誘導絶縁膜２４７の上部の反射部ＲＡには、凹凸型パターン２４７ａが形成されている。

画素領域Ｐの一部には、ゲート絶縁膜２２９、保護膜２４５、誘導絶縁膜２４７をエッチングすることにより、第１エッチング溝２４８ａ、第２エッチング溝２４８ｂを形成する。
第１エッチング溝２４８ａは、透過部ＴＡ１として用いられる第２ドメインＢに対応する位置に形成し、第２エッチング溝２４８ｂは、透過部ＴＡ２として用いられる第３ドメインＣに対応する位置に形成する。

第１及び第２エッチング溝２４８ａ、２４８ｂは、反射透過型液晶表示装置に反射部ＲＡと透過部ＴＡ１、ＴＡ２においてデュアルセルギャップを形成し得るようにし、透過部ＴＡ１、ＴＡ２のセルギャップｄ１は、反射部ＲＡのセルギャップｄ２の約２倍となるようにすることによって、反射部ＲＡ及び透過部ＴＡ１、ＴＡ２の光効率を向上させている。
このとき、第２ドメインＢと第３ドメインＣとの間に形成された第２ストレージ電極２４３ｂが露出されないようにする。
そして、ドレイン電極２３７の一部を露出させるドレインコンタクト孔２５３を形成する。

誘導絶縁膜２４７上に酸化インジウム・スズ（ＩＴＯ）及び酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）を含む透明導電性金属グループから選択されたいずれかを蒸着しパターニングして、ドレイン電極２３７に接触し、かつ画素領域Ｐに構成される透明画素電極２６１ａ、２６１ｂ、２６１ｃを形成する。

画素電極２６１ａ、２６１ｂ、２６１ｃは、スリットｓにより第１、第２、及び第３ドメインＡ、Ｂ、Ｃに分割して、第１、第２、及び第３画素電極２６１ａ、２６１ｂ、２６１ｃからなり、第１、第２、及び第３画素電極２６１ａ、２６１ｂ、２６１ｃは、接続画素電極２６０ａ、２６０ｂにより接続されて形成されている。

そして、第１画素電極２６１ａは、反射電極２４９と共に反射部ＲＡに形成されており、第２及び第３画素電極２６１ｂ、２６１ｃは、透過部ＴＡ１、ＴＡ２に形成されて、透過電極として機能する。

第１、第２、及び第３画素電極２６１ａ、２６１ｂ、２６１ｃを接続する第１及び第２接続画素電極２６０ａ、２６０ｂにより、第１、第２、及び第３ドメインＡ、Ｂ、Ｃは、電気的に接続されて、薄膜トランジスタＴＦＴから伝達される信号に対して駆動される。

第１画素電極２６１ａは、反射部ＲＡにおいて誘導絶縁膜２４７の凹凸型パターン２４７ａに沿って凹凸構造で形成される。

そして、画素電極２６１ａ、２６１ｂ、２６１ｃが形成された基板の全面にアルミニウム（Ａｌ）又はアルミニウム合金（例えば、ＡｌＮｄ）のように反射率に優れた金属を蒸着しパターニングして、反射部ＲＡに反射電極２４９を形成する。
このとき、反射電極２４９は、反射部ＲＡにおいて誘導絶縁膜２４７及び第１画素電極２６１ａの凹凸構造に沿って凹凸をなす。
反射電極２４９は、第１画素電極２６１ａの上部だけでなく、第１画素電極２６１ａの下部にも形成されることができる。

そして、アレイ基板２００上にブラックマトリックス２８１及びカラーフィルター２８２が形成されているカラーフィルター基板２８０が対向しており、カラーフィルター基板２８０には、共通電極２８５が形成されている。

そして、共通電極２８５上には、電界を歪ませて多重ドメイン効果を具現するための誘電体突起２８８が形成されており、アレイ基板２００とカラーフィルター基板２８０との間には、垂直配向した液晶層２７０が形成されている。

このような構造の３重ドメイン垂直配向モードの液晶表示装置において、アレイ基板２００の画素電極スリットｓとカラーフィルター基板２８０の誘電体突起２８８により、液晶駆動時に液晶分子を多様に駆動させることができるため、多重ドメイン効果を具現することができ、第１ドメインＡは反射部ＲＡとして、第２及び第３ドメインＢ、Ｃは透過部ＴＡ１、ＴＡ２として使用することができるため、反射モードと透過モードで選択的に駆動される。

このような本発明の反射透過型液晶表示装置の一実施形態である３重ドメイン構造において、第１ドメインＡは反射部ＲＡとして、第２及び第３ドメインＢ、Ｃは透過部ＴＡ１、ＴＡ２として用いられて、反射部ＲＡの面積より透過部ＴＡ１、ＴＡ２の面積が大きくなって開口率が増加し、反射部ＲＡにストレージキャパシタＣｓｔ１を形成し、透過部ＴＡ１、ＴＡ２の所定領域、例えば、各ドメインの間の電気的接続のための接続画素電極などにストレージキャパシタＣｓｔ２、Ｃｓｔ３を形成することにより、ストレージキャパシタＣの容量を確保することができる。よって、開口率を向上させるために、反射部ＲＡの大きさを減らす場合にも、ストレージキャパシタＣの容量を補償することができるため、画質を向上させることができる。

以下、上記の通りに構成される垂直配向モードの反射透過型液晶表示装置の製造ステップを説明する。

まず、第１ドメイン及び第２ドメインを有する画素領域が画定された第１基板上に、ゲート配線、このゲート配線と平行したストレージ配線、このストレージ配線から分岐されて第１ドメインに形成される第１ストレージ電極、及び第１ドメインと第２ドメインとの境界に形成される第２ストレージ電極を形成するステップを行う。
第１基板の全面に絶縁膜を形成するステップを行う。
次いで、ゲート配線と交差するデータ配線を形成し、このとき、ゲート配線とデータ配線との交差点に薄膜トランジスタを形成する。
薄膜トランジスタは、ゲート配線から突出したゲート電極と、このゲート電極上に形成された絶縁膜と、ゲート電極の位置で絶縁膜上に形成された半導体層と、半導体層上で互いに離隔されたソース電極及びドレイン電極からなる。

次いで、薄膜トランジスタと電気的に接続され、第２ドメインに透明電極を形成し、薄膜トランジスタと接続され、第１ドメインに反射電極を形成するステップを行う。
このとき、反射電極の下部に透明電極が形成されることもできる。

第２ストレージ電極上に透明電極と反射電極とを電気的に接続させる接続電極を形成するが、接続電極は、透明電極と同じ物質で同一層に形成されることができる。
そして、第１基板と対向する第２基板を配置し、第１基板及び第２基板の間に液晶層を介在する。
ここで、付加的に反射電極の下部に凹凸パターンを形成するステップをさらに含むことができる。

尚、第１ドメインは反射部であり、第２ドメインは透過部であり得、第３ドメインをさらに形成することができる。
第１〜第３ドメインは、実質的に同じ面積を有することができ、第２及び第３ドメインは、透過部であり得る。

第１〜第３ドメインの境界には、互いに隣接したドメインに形成された透明電極又は反射電極を電気的に接続するための接続電極が形成されている。
そして、接続電極の下部に第３ストレージ電極がさらに形成されて、画素領域にストレージキャパシタ容量を十分に確保することができる。

第２基板上には、誘電体突起がさらに形成されることができ、誘電体突起は、ドメインの境界に形成されて、液晶分子の駆動方向を決定する機能を果たす。

また、本発明に係る反射透過型液晶表示装置において、第２ドメインのセルギャップは、実質的に第１ドメインのセルギャップの２倍になることができるが、必ずこれに限定されるものではない。

第２基板は、画素周辺領域と対応する位置に形成されたブラックマトリックスを及び画素領域と対応する位置に形成されたカラーフィルターをさらに含む。

本発明は、反射透過型液晶表示装置において、反射部の面積より透過部の面積を増大させることにより、開口率を向上させるという効果がある。
また、本発明は、反射透過型垂直配向モードの液晶表示装置において多重ドメインを形成し、各ドメインの間にストレージキャパシタを形成することによって、総ストレージキャパシタを確保し、画質特性を向上させ、視野角特性を改善するという効果がある。

上述した本発明の好ましい実施の形態は、例示の目的のために開示されたものであり、本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内で、様々な置換、変形、及び変更が可能であり、このような置換、変更などは、特許請求の範囲に属するものである。

本発明に係る第１の実施形態であって、垂直配向モードの多重ドメイン液晶表示装置のアレイ基板の画素部の一部を概略的に示す平面図である。 図１のＩ−Ｉ´の断面図である。 本発明に係る第２の実施形態であって、反射透過型垂直配向モードの液晶表示装置のアレイ基板を示す平面図である。 図３のII−II´の断面図である。

符号の説明

１００、２００ アレイ基板
１２３、２２３ ゲート電極
１２５、２２５ ゲート配線
１２９、２２９ ゲート絶縁膜
１３１、２３１ アクティブ層
１３３、２３３ オームコンタクト層
１３５、２３５ ソース電極
１３７、２３７ ドレイン電極
１３９、２３９ データ配線
１４５、２４５ 保護膜
１４７、２４７ 誘導絶縁膜
１４７ａ、２４７ａ 凹凸型パターン
１４９、２４９ 反射電極
１５３、２５３ ドレインコンタクト孔
１６０ 接続画素電極
２６０ａ、２６０ｂ 第１、２接続画素電極
１６１ａ、２６１ａ 第１画素電極
１６１ｂ、２６１ｂ 第２画素電極
２６１ｃ 第３画素電極
１７０、２７０ 液晶層
１８０、２８０ カラーフィルター基板
１８１、２８１ ブラックマトリックス
１８２、２８２ カラーフィルター
１８５、２８５ 共通電極
１８８、２８８ 誘電体突起

Claims (23)

1. 第１ないし第３ドメインを含み、前記第１ドメインは反射部と定義され、前記第２および第３ドメインは透過部と定義されて画素領域が画定された第１基板上に交差配置されたゲート配線及びデータ配線と、
   前記ゲート配線と前記データ配線との交差点に形成されたゲート電極、半導体層、ソース及びドレイン電極からなる薄膜トランジスタと、
   前記薄膜トランジスタと接続し、前記第１ないし第３ドメインに形成された第１ないし第３画素電極を含む透明電極と、
   前記薄膜トランジスタに接続され、前記第１ドメインに形成された反射電極と、
   前記第１ないし第３画素電極の間を電気的に接続させる第１および第２接続電極と、
   前記反射部に形成された第１ストレージ電極と、前記第１および第２接続電極の下部に形成された第２および第３ストレージ電極と、
   前記第１基板と対向する第２基板と、
   前記第１基板及び第２基板の間に形成された液晶層と、を含み、
   前記透過部の面積は前記反射部の面積より大きく形成され、
   前記反射部に凹凸パターンが形成され、
   前記第１画素電極と前記第１ストレージ電極との間に第１ストレージキャパシタ、前記第１接続電極と前記第２ストレージ電極との間に第２ストレージキャパシタおよび前記第２接続電極と前記第３ストレージ電極との間に第３ストレージキャパシタをそれぞれ形成し、
   前記ゲート配線と所定間隔が離隔されて、前記第１ないし第３ストレージ電極と接続したストレージ配線を含むことを特徴とする反射透過型液晶表示装置。
2. 前記第１画素電極と第１ストレージ電極との間、前記第１接続電極と前記第２ストレージ電極との間および前記第２接続電極と前記第３ストレージ電極との間には、誘電体膜が形成されたことを特徴とする請求項１に記載の反射透過型液晶表示装置。
3. 前記液晶層は、液晶分子が垂直配向したことを特徴とする請求項１に記載の反射透過型液晶表示装置。
4. 前記透明電極は、スリットを含むことを特徴とする請求項１に記載の反射透過型液晶表示装置。
5. 前記第２基板は、前記画素周辺領域と対応する位置に形成されたブラックマトリックスと、前記画素領域と対応する位置に形成されたカラーフィルターとを含むことを特徴とする請求項１に記載の反射透過型液晶表示装置。
6. 前記第２基板は、誘電体突起がさらに形成されたことを特徴とする請求項１に記載の反射透過型液晶表示装置。
7. 前記透過部のセルギャップは、実質的に前記反射部のセルギャップの２倍であることを特徴とする請求項１に記載の反射透過型液晶表示装置。
8. 前記第１〜第３ドメインのうちの少なくとも２つは、液晶の駆動方向が異なることを特徴とする請求項１に記載の反射透過型液晶表示装置。
9. 前記第１基板は、前記透過部にエッチング溝を有する絶縁膜をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の反射透過型液晶表示装置。
10. 第１ないし第３のドメインを含み、前記第１のドメインは反射部と定義され、前記第２および第３のドメインは透過部と定義されて画素領域が画定された基板上に交差配置されたゲート配線及びデータ配線と、
    前記ゲート配線と前記データ配線との交差点に形成されたゲート電極、半導体層、ソース及びドレイン電極からなる薄膜トランジスタと、
    前記薄膜トランジスタと接続し、前記第１ないし第３のドメインに形成された第１ないし第３の画素電極を含む透明電極と、
    前記薄膜トランジスタに接続され、前記第１のドメインに形成された反射電極と、
    前記第１ないし第３画素電極間を電気的に接続させる第１および第２接続電極と、
    前記反射部に形成された第１ストレージ電極と、
    前記第１および第２接続電極の下部に形成された第２および第３ストレージ電極と、を含み、
    前記第１画素電極と前記第１ストレージ電極との間に第１ストレージキャパシタ、前記第１接続電極と前記第２ストレージ電極との間に第２ストレージキャパシタおよび前記第２接続電極と前記第３ストレージ電極との間に第３ストレージキャパシタをそれぞれ形成し、
    前記透過部の面積は前記反射部の面積より大きいことを特徴とする反射透過型液晶表示装置。
11. 前記反射部に凹凸パターンがさらに含まれたことを特徴とする請求項１０に記載の反射透過型液晶表示装置。
12. 前記ゲート配線と所定間隔が離隔されて、前記第１ないし第３ストレージ電極と接続したストレージ配線をさらに含むことを特徴とする請求項１０に記載の反射透過型液晶表示装置。
13. 前記第１画素電極と第１ストレージ電極との間、前記第１接続電極と前記第２ストレージ電極との間および前記第２接続電極と前記第３ストレージ電極との間には、誘電体膜が介在されたことを特徴とする請求項１０に記載の反射透過型液晶表示装置。
14. 前記透明電極は、スリットを含むことを特徴とする請求項１０に記載の反射透過型液晶表示装置。
15. 前記基板は、前記透過部にエッチング溝を有する絶縁膜をさらに含むことを特徴とする請求項１０に記載の反射透過型液晶表示装置。
16. 第１ないし第３のドメインを含み、前記第１のドメインは反射部と定義され、前記第２および第３のドメインは透過部と定義されて画素領域が画定された第１基板上にゲート配線、該ゲート配線と平行したストレージ配線、該ストレージ配線から分岐されて前記第１ドメインに形成される第１ストレージ電極、該第１ドメインと第２ドメインの境界に形成される第２ストレージ電極および前記第２ドメインと第３ドメインとの境界に形成される第３のストレージ電極を形成するステップと、
    前記第１基板の全面に絶縁膜を形成するステップと、
    前記ゲート配線と交差するデータ配線を形成するステップと、
    前記ゲート配線と前記データ配線との交差点に薄膜トランジスタを形成するステップと、
    前記薄膜トランジスタと接続し、前記第１ないし第３ドメインに形成された第１ないし第３画素電極を含む透明電極を形成するステップと、
    前記薄膜トランジスタに接続され、前記第１ドメインに反射電極を形成するステップと、
    前記第２ストレージ電極上に前記第１および第２画素電極を接続する第１接続電極と前記第３ストレージ電極上に前記第２および第３画素電極を接続する第２接続電極を形成するステップと、
    前記第１基板と対向する第２基板を配置するステップと、
    前記第１基板と前記第２基板との間に液晶層を介在させるステップと、を含み、
    前記第１画素電極と前記第１ストレージ電極との間に第１ストレージキャパシタ、前記第１接続電極と前記第２ストレージ電極との間に第２ストレージキャパシタおよび前記第２接続電極と前記第３ストレージ電極との間に第３ストレージキャパシタをそれぞれ形成し、
    前記透過部の面積は前記反射部の面積より大きいことを特徴とする反射透過型液晶表示装置の製造方法。
17. 前記反射電極の下部に凹凸パターンを形成するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１６に記載の反射透過型液晶表示装置の製造方法。
18. 前記液晶層は、液晶分子が垂直配向することを特徴とする請求項１６に記載の反射透過型液晶表示装置の製造方法。
19. 前記第２基板上において前記画素周辺領域と対応する位置にブラックマトリックスを形成するステップと、
    前記画素領域と対応する位置にカラーフィルターを形成するステップと
    を含むことを特徴とする請求項１６に記載の反射透過型液晶表示装置の製造方法。
20. 前記第２基板上に誘電体突起を形成するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１６に記載の反射透過型液晶表示装置の製造方法。
21. 前記第２ドメインのセルギャップは、実質的に前記第１ドメインのセルギャップの２倍であることを特徴とする請求項１６に記載の反射透過型液晶表示装置の製造方法。
22. 前記第１及び第２ドメインは、液晶の駆動方向が互いに異なることを特徴とする請求項１６に記載の反射透過型液晶表示装置の製造方法。
23. 前記第１基板上には、前記透過部にエッチング溝を有する絶縁膜をさらに形成するステップを含むことを特徴とする請求項１６に記載の反射透過型液晶表示装置の製造方法。

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