JP5111808B2 - 薄膜トランジスタ表示板 - Google Patents

Description

本発明は薄膜トランジスタ表示板に関し、より詳しくは液晶表示装置の一つの基板として用いる薄膜トランジスタ表示板に関する。

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、画素電極または共通電極などの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で構成され、電界生成電極に電圧を印加して液晶層に電界を生成して、これにより液晶層の液晶分子の配向を決定して入射光の偏光を制御することによって映像を表示する。

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対して垂直に配列させた垂直配向（ＶＡ、ｖｅｒｔｉｃａｌ ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モード液晶表示装置はコントラスト比が大きいため、脚光を浴びている。

しかし、広い視野角を得難いため、垂直配向モードの液晶表示装置に電極切開部を形成したＰＶＡ（ｐａｔｔｅｒｎｅｄ ｖｅｒｔｉｃａｌｌｙ ａｌｉｇｎｅｄ）モード、ＩＰＳ（ｉｎ-ｐｌａｎｅ ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード及びＰＬＳ（ｐｌａｎｅ ｔｏ ｌｉｎｅ ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モードの液晶表示装置が開発された。
しかし、ＩＰＳモード及びＰＬＳモードの液晶表示装置は、片側の表示板に両電極（共通電極と画素電極）を形成するため、両電極が互いに短絡されて画素が暗く表示されるオフ画素不良（ｏｆｆ ｐｉｘｅｌ ｄｅｆｅｃｔ）が頻繁に発生して、これによって工程収率が減少する短所を有している。

本発明の目的は、ＰＬＳモードにおけるオフ画素不良を軽減できる薄膜トランジスタ表示板を提供することである。

本発明１の一実施例による薄膜トランジスタ表示板は、基板、前記基板上に形成されている複数のゲート線、前記ゲート線と交差するデータ線、前記ゲート線及び前記データ線と連結されている薄膜トランジスタ、前記薄膜トランジスタと連結されている複数の画素電極、前記基板上に形成されていて透明な導電体で構成され、前記画素電極と重畳し、前記画素電極との間に電界を印加して液晶を駆動する複数の共通電極を含み、前記画素電極は互いに分離されている第１及び第２副画素電極を含み、前記第１及び第２副画素電極は、互いに平行かつ交互に配置されている線状の枝電極を含み、前記画素電極は、前記第１副画素電極の枝電極の端部と連結されている第１補助連結部と、前記第２副画素電極の枝電極の端部と連結されている第２補助連結部とをさらに含み、前記第１補助連結部及び前記第２補助連結部は前記データ線と同一の層に形成されており、前記第１及び第２副画素電極の前記枝電極は、前記ゲート線または前記データ線に対して０度より大きく１０度以下だけ傾いている。

画素電極が第１及び第２副画素電極に分れているため、第１及び第２画素電極のうち一つと共通電極１３１が互いに短絡されても他の一つの副画素電極は共通電極と短絡されずにスイッチング素子（Ｑ）を通して正常にデータ電圧の印加を受ける。従って、画素は所定の透過率に画像を表示して画素が暗く表示される画素オフ不良が発生することを防止できる。また、互いに電気的に分離された画素電極を、交互になるように配置することで、共通電極と短絡された場合でも１つの画素領域全体に画素電圧を印加することができ、液晶分子を１画素領域全体に亘って作用させることができ好ましい。

本発明２は、発明１において、前記薄膜トランジスタのドレーン電極は、前記第１及び第２副画素電極に各々連結されている第１及び第２ドレーン電極を含むことが好ましい。

本発明３は、発明１において、前記共通電極は、前記枝電極の間において連続する面で構成されているのが好ましい。

本発明４は、発明１において、前記第１及び第２副画素電極の前記枝電極は前記ゲート線と平行な前記共通電極の中心線に対し対称構造を有するのが好ましい。

本発明５は、発明１において、前記共通電極を共通に連結する共通電極線を隣り合う２本のゲート線の中間にさらに含むことができる。

本発明６は、発明１において、前記第１副画素電極及び前記第２副画素電極は、前記枝電極を連結する連結部をさらに含み、前記第１補助連結部は、前記第２副画素電極の連結部と重畳し、前記第２補助連結部は、前記第１副画素電極の連結部と重畳するのが好ましい。

本発明による薄膜トランジスタ表示板は、ＩＰＳモード及びＰＬＳモードの液晶表示装置におけるオフ画素不良を軽減できる。

以下、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施できるように本発明の実施例について添付図を参照して詳細に説明する。しかし、本発明は多様な形態に実現できてここで説明する実施例に限定されない。

図面から多様な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た。明細書全体にわたって類似する部分については同一図面符号を付けた。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“直上”にある場合だけでなく、その間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“直上”にあるとする時には間に他の部分がないことを意味する。これは、同様な用語“直前”も同様に解釈する。

本発明の実施例による液晶表示装置の一つの基板として用いる薄膜トランジスタ表示板について図面を参照して詳細に説明する。

まず、本発明の実施例による薄膜トランジスタ表示板を含む液晶表示装置について図１及び図２を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施例による液晶表示装置のブロック図であり、図２は、本発明の一実施例による液晶表示装置の一つの画素に対する等価回路図である。

図１に示したように、本発明の一実施例による液晶表示装置は、液晶表示板組立体３００及びこれに連結されたゲート駆動部４００、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。

液晶表示板組立体３００は、等価回路で見ると複数の信号線（Ｇ１-Ｇｎ、Ｄ１-Ｄｍ）とこれに連結されていて行列状に配置された複数の画素を含む。一方、図２に示した構造から見ると液晶表示板組立体３００は互いに対向する下部及び上部表示板１００、２００とその間に入っている液晶層３を含む。

信号線（Ｇ１-Ｇｎ、Ｄ１-Ｄｍ）は、ゲート信号（“走査信号”とも言う）を伝達する複数のゲート線（Ｇ１-Ｇｎ）とデータ信号を伝達するデータ線（Ｄ１-Ｄｍ）を含む。ゲート線（Ｇ１-Ｇｎ）は略行方向に延びて互いにほとんど平行であり、データ線（Ｄ１-Ｄｍ）は略列方向に伸びて互いにほとんど平行である。

各画素、例えば、ｉ番目（ｉ=１、２、３、４、・・・、ｎ）のゲート線（Ｇｉ）とｊ番目（ｊ=１、２、３、４、・・・、ｍ）のデータ線（Ｄｊ）に連結された画素は、信号線（Ｇｉ、Ｄｊ）に連結されたスイッチング素子（Ｑ）とこれに連結された液晶キャパシタ（Ｃｌｃ）及びストレージキャパシタ（Ｃｓｔ）を含む。ストレージキャパシタ（Ｃｓｔ）は必要に応じて省略することができる。

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の三端子素子として、その制御端子及び入力端子は各々ゲート線（Ｇ１-Ｇｎ）及びデータ線（Ｄ１-Ｄｍ）に連結され、出力端子は液晶キャパシタ（Ｃｌｃ）及びストレージキャパシタ（Ｃｓｔ）に連結されている。

液晶キャパシタ（Ｃｌｃ）は下部表示板１００の画素電極１９１及び共通電極１３１を二つの端子として、二つの電極１９１、１３１の間の液晶層３は誘電体として機能する。画素電極１９１はスイッチング素子（Ｑ）と連結されて、共通電極１３１は下部表示板２００の全面に形成されて共通電圧Ｖｃｏｍの印加を受ける。

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に備えられた画素電極１９１と共通電極１３１が絶縁体を間に置いて重なって構成される。

この時、画素電極１９１は二つの部分に分離された第１及び第２副画素電極１９１１、１９１２を含み、液晶キャパシタ（Ｃｌｃ）及びストレージキャパシタ（Ｃｓｔ）各々も互いに並列連結されている第１及び第２液晶キャパシタ（Ｃｌｃ１、Ｃｌｃ２）と第１及び第２ストレージキャパシタ（Ｃｓｔ１、Ｃｓｔ２）を含む。

一方、色表示を実現するためには、各画素が基本色のうち一つを固有に表示したり（空間分割）、各画素が時間によって交互に基本色を表示するように（時間分割）して、これらの基本色の空間的、時間的合計で望む色相が認識されるようにする。基本色は、例えば、赤色、緑色、青色など三原色がある。図２は、空間分割の一例として各画素が画素電極１９１に対応する上部表示板２００の領域に基本色のうち一つを示す色フィルター２３０を備えていることを示している。図２とは異なって、色フィルター２３０は下部表示板１００の画素電極１９１上または下に形成することもできる。

液晶表示板組立体３００の外側面には光を偏光させる少なくとも一つの偏光子（図示せず）が付着されている。

図１を参照すると、階調電圧生成部８００は画素の透過率と関連する２組の複数階調電圧（または複数の基準階調電圧）を生成する。２組のうちの１組は共通電圧（Ｖｃｏｍ）に対して正の値を有し他の１組は負の値を有する。

ゲート駆動部４００は、液晶表示板組立体３００のゲート線（Ｇ１-Ｇｎ）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）の組み合わせで構成されるゲート信号をゲート線（Ｇ１-Ｇｎ）に印加する。

データ駆動部５００は、液晶表示板組立体３００のデータ線（Ｄ１-Ｄｍ）に連結されて、階調電圧生成部８００からの階調電圧を選択してこれをデータ信号としてデータ線（Ｄ１-Ｄｍ）に印加する。しかし、階調電圧生成部８００が全ての階調に対する電圧を全て提供することではなく、決められた数の基準階調電圧のみを提供する場合に、データ駆動部５００は基準階調電圧を分圧して全体階調に対する階調電圧を生成してこの中からデータ信号を選択する。

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。

このような各々の駆動装置４００、５００、６００、８００は、少なくとも一つの集積回路チップ状に液晶表示板組立体３００上に直接装着されたり、可撓性印刷回路膜（図示せず）上に装着されてＴＣＰ（ｔａｐｅ ｃａｒｒｉｅｒ ｐａｃｋａｇｅ）状に液晶表示板組立体３００に付着されたり、別途の印刷回路基板（図示せず）上に装着できる。これとは異なって、これら駆動装置４００、５００、６００、８００が信号線（Ｇｉ-Ｇｎ、Ｄｊ-Ｄｍ）及び薄膜トランジスタスイッチング素子（Ｑ）などと共に液晶表示板組立体３００に直接装着されることもありうる。また、駆動装置４００、５００、６００、８００は単一チップで集積でき、この場合、これらのうち少なくとも一つまたはこれらをなす少なくとも一つの回路素子が単一チップの外側にあってもよい。

このような液晶表示装置の表示動作についてより詳細に説明する。

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）及びその表示を制御する入力制御信号を受信する。入力制御信号としては、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）などがある。

信号制御部６００は、入力映像信号（Ｒ、Ｇ、Ｂ）と入力制御信号に基づいて映像信号（Ｒ、Ｇ、Ｂ）を液晶表示板組立体３００の動作条件に合うように、適切に処理してゲート制御信号（ＣＯＮＴ１）及びデータ制御信号（ＣＯＮＴ２）などを生成後、ゲート制御信号（ＣＯＮＴ１）をゲート駆動部４００に送り出してデータ制御信号（ＣＯＮＴ２）と処理した映像信号（ＤＡＴ）はデータ駆動部５００に送り出す。

ゲート制御信号（ＣＯＮＴ１）は、ゲートオン電圧（Ｖｏｎ）の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）の出力を制御する少なくとも一つのクロック信号などを含む。ゲート制御信号（ＣＯＮＴ１）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）をさらに含むことができる。

データ制御信号（ＣＯＮＴ２）は、一つの画素行の画素に対する映像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）にデータ電圧を印加するように指示するロード信号（ＬＯＡＤ）及びデータクロック信号（ＨＣＬＫ）などを含む。データ制御信号（ＣＯＮＴ２）は、また、共通電圧（Ｖｃｏｍ）に対するデータ電圧の極性（以下、“共通電圧に対するデータ電圧の極性”を略して“データ電圧の極性”という）を反転させる反転信号（ＲＶＳ）をさらに含むことができる。

信号制御部６００からのデータ制御信号（ＣＯＮＴ２）によって、データ駆動部５００は一行の画素に対する映像データ（ＤＡＴ）を受信して、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、映像データ（ＤＡＴ）をアナログ信号に変換して、これを当該データ線（Ｄ１-Ｄｍ）に印加する。

ゲート駆動部４００は、信号制御部６００からのゲート制御信号（ＣＯＮＴ１）によってゲートオン電圧（Ｖｏｎ）をゲート線（Ｇ１-Ｇｎ）に印加して、このゲート線（Ｇ１-Ｇｎ）に連結されたスイッチング素子（Ｑ）を導通させる。そして、データ線（Ｄ１-Ｄｍ）に印加されたデータ信号が導通したスイッチング素子（Ｑ）を通して当該画素に印加される。

画素に印加されたデータ信号の電圧と共通電圧（Ｖｃｏｍ）の差は、液晶キャパシタ（Ｃｌｃ）の充電電圧、つまり、画素電圧として現れる。液晶分子は画素電圧の大きさに応じてその配列を異ならせて、これにより液晶層３を通過する光の偏光が変化する。このような偏光の変化は、表示板組立体３００に付着された偏光子によって光の透過率変化として現れ、これによって画素は映像信号（ＤＡＴ）の階調が示す輝度を表示する。

本発明の実施例による液晶表示装置は、前述したように、一つの薄膜トランジスタ（Ｑ）を通してゲート線（Ｇ１-Ｇｎ）１２１及びデータ線（Ｄ１-Ｄｍ）１７１に連結されている画素電極１９１が第１及び第２副画素電極１９１１、１９１２に分れて、第１及び第２画素電極１９１１、１９１２のうち一つと共通電極１３１が互いに短絡されても他の一つの副画素電極１９１１、１９１２は共通電極１３１と短絡されずにスイッチング素子（Ｑ）を通して正常にデータ電圧の印加を受ける。従って、画素は所定の透過率に画像を表示して画素が暗く表示される画素オフ不良が発生することを防止できる。

１水平周期（“１Ｈ”：水平同期信号（Ｈｓｙｎｃ）、データイネーブル信号（ＤＥ）、ゲートクロック（ＣＰＶ）の一周期）が終わると、データ駆動部５００とゲート駆動部４００は次行の画素に対して同様の動作を繰り返す。このような方式で、一つのフレーム間の全てのゲート線（Ｇ１-Ｇｎ）に対して順次にゲートオン電圧（Ｖｏｎ）を印加して全ての画素にデータ電圧を印加する。

一つのフレームが終わると、次のフレームが始まって各画素に印加されるデータ電圧の極性が直前フレームでの極性と反対になるようにデータ駆動部５００に印加される反転信号（ＲＶＳ）の状態が制御される（“フレーム反転”）。この時、一つのフレーム内でも反転信号（ＲＶＳ）の特性によって、一つのデータ線を通して流れるデータ電圧の極性が変わったり（例:行反転、点反転）、一つの画素行に印加されるデータ電圧の極性も互いに異なることができる（例:熱反転、点反転）。

以下、本発明の一参考例による液晶表示装置用薄膜トランジスタ表示板について図３乃至図６を参照して詳細に説明する。

図３は、本発明の一参考例による液晶表示装置用薄膜トランジスタ表示板の平面配置図であり、図４乃至図６は、図３の薄膜トランジスタ表示板をＩＶ-ＩＶ、Ｖ-Ｖ及びＶＩ-ＶＩ線に沿って各々切断した垂直断面図である。

透明ガラスまたはプラスチックなどで形成された絶縁基板１１０上に複数のゲート線１２１、複数の共通電極線１２５及び複数の共通電極１３１が形成されている。

ゲート線１２１は、ゲート信号を伝達して主に図３中、横方向に伸びている。各ゲート線１２１は複数のゲート電極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、集積回路チップ状に基板１１０の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上に直接装着でき、または基板１１０に集積できる。ゲート駆動回路が基板１１０上に集積されている場合、ゲート線１２１が伸びてこれと直接連結される。

共通電極線１２５は共通電圧を伝達して、ゲート線１２１とほとんど平行に横方向に伸びている。共通電極線１２５は、ゲート線１２１と同一層に形成されているが、隣接する二つのゲート線１２１の間の中央に位置し、漏光を遮断するために図３中、上下に突出した拡張部を有することができる。

複数の共通電極１３１は、共通電極線１２５に一括して（つまり、共通的に）連結されて共通電極線１３１から共通電圧を受ける。共通電極１３１は、長方形に形成されマトリックス状に配列されて、各画素内のゲート線１２１の間の空間をほとんど全面を埋めるように形成されている。共通電極１３１はＩＴＯ（インジウム錫酸化物）やＩＺＯ（インジウム亜鉛酸化物）などの透明な導電物質で形成され、共通電極線１２５は共通電極１３１と同一層で形成できる。

ゲート線１２１及び共通電極線１２５は、アルミニウム（Ａｌ）やアルミニウム合金などアルミニウム系金属、銀（Ａｇ）や銀合金など銀系金属、銅（Ｃｕ）や銅合金など銅系金属、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）及びチタン（Ｔｉ）などで形成されても良い。しかし、これらは物理的性質が他の二つの導電膜（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すことができ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、銅系金属などで形成する。これとは異なって、他の導電膜は他の物質、特にＩＴＯ（インジウム錫酸化物）やＩＺＯ（インジウム亜鉛酸化物）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、チタンなどで形成する。このような組み合わせの良い例としては、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はその他にも多様な金属または導電体で形成できる。

ゲート線１２１及び共通電極線１２５の側面は、基板１１０面に対し傾いて、その傾斜角は約３０度乃至約８０度であるのが好ましい。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、共通電極線１２５及び共通電極１３１上には、窒化ケイ素（ＳｉＮｘ）または酸化ケイ素（ＳｉＯｘ）などで形成されたゲート絶縁膜１４０が形成されている。ゲート絶縁膜１４０は、ゲート線１２１と共通電極１３１とが互いに短絡されることを防止して、これらの上に形成される他の導電性薄膜との絶縁を図る。

ゲート絶縁膜１４０上には、水素化非晶質シリコン（非晶質シリコンは記号ａ-Ｓｉを使う）または多結晶シリコンなどで形成された複数の島型半導体１５４が形成されている。島型半導体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。

島型半導体１５４上には複数の島型抵抗性接触部材１６３、１６５が形成されている。抵抗性接触部材１６３、１６５は、リンなどのｎ型不純物が高濃度にドーピングされているｎ+水素化非晶質シリコンなどの物質で形成したり、シリサイドで形成することができる。島型抵抗性接触部材１６３、１６５は、対をなして島型半導体１５４上に配置されている。島型半導体１５４と抵抗性接触部材１６３、１６５の側面も基板１１０面に対して傾いて、その傾斜角は３０度乃至８０度程度である。

抵抗性接触部材１６３、１６５及びゲート絶縁膜１４０上には、複数のデータ線１７１と複数のドレーン電極１７５が形成されている。

データ線１７１は、データ信号を伝達して図３中、主に縦方向に伸びてゲート線１２１と交差する。各データ線１７１は、ゲート電極１２４に向かって伸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に集積できる。データ駆動回路が基板１１０上に集積されている場合、データ線１７１が延びてこれと直接連結される。

ドレーン電極１７５は、データ線１７１と分離されてゲート電極１２４を中心にソース電極１７３と対向する。この時、ドレーン電極１７５は互いに分離されている第１及び第２ドレーン電極１７５ａ、１７５ｂを含む。

一つのゲート電極１２４、一つのソース電極１７３及び一つのドレーン電極１７５は、島型半導体１５４と共に一つの薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）をなし、薄膜トランジスタのチャンネルはソース電極１７３とドレーン電極１７５の間の半導体１５４に形成される。

データ線１７１及びドレーン電極１７５は、モリブデン、クロム、タンタル及びチタンなど高融点金属またはこれらの合金で形成されることが好ましく、高融点金属膜（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。多重膜構造としては、例えば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）上部膜の三重膜などがある。しかし、データ線１７１及びドレーン電極１７５は、その他にも多種多様な金属または導電体（化合物導電体や半導体）で形成することができる。

抵抗性接触部材１６３、１６５は、その下の半導体１５４とその上のデータ線１７１及びドレーン電極１７５の間にだけ存在して、これらの間の接触抵抗を低くする。ゲート線１２１上に位置した半導体１５４の延長部は、表面のプロファイルをスムースにさせてデータ線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とドレーン電極１７５の間をはじめとしてデータ線１７１及びドレーン電極１７５で覆わずに露出された部分がある。

データ線１７１、ドレーン電極１７５及び露出された半導体１５１部分の上には保護膜１８０が形成されている。保護膜１８０は無機絶縁物で形成され、無機絶縁物の例としては窒化ケイ素と酸化ケイ素がある。しかし、保護膜１８０は有機膜の優れた絶縁特性を活かしながらも露出された半導体１５１部分に害を与え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と第１及び第２ドレーン電極１７５ａ、１７５ｂを各々露出する複数の接触孔１８２、１８５ａ、１８５ｂが形成され、保護膜１８０とゲート絶縁膜１４０にはゲート線１２１の端部１２９を露出する複数の接触孔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（インジウム錫酸化物）やＩＺＯ（インジウム亜鉛酸化物）などの透明な導電物質で形成できる。

画素電極１９１は、主に縦方向に伸びて共通電極１３１と重なり、互いに分離されている第１及び第２副画素電極１９１ａ、１９１ｂを含む。

互いに分離されている第１及び第２副画素電極１９１ａ、１９１ｂは、ゲート線１２１及びデータ線１７１で囲まれた領域を左右に二等分する線に対し略右半部と左半部に各々位置する。

第１副画素電極１９１ａは、複数の下部及び上部枝電極１９１ａ１、１９１ａ２と、下端及び上端連結部１９２ａ１、１９２ａ２とを含む。下部及び上部枝電極１９１ａ１、１９１ａ２は、ゲート線１２１と平行な共通電極１３１の中心線に対して対称となるように所定の角度で屈曲している。下端及び上端連結部１９２ａ１、１９２ａ２は、複数の下部及び上部枝電極１９１ａ１、１９１ａ２の上端及び下端を連結して、隣接する二つのゲート線１２１に隣接するように、各々配置されている。また、第１副画素電極１９１ａは、下部及び上部枝電極１９１ａ１、１９１ａ２と各々平行し、右側最外郭の下部及び上部枝電極１９１ａ１、１９１ａ２に連結されている右側枝電極１９１ａ３、１９１ａ４を含む。右側枝電極１９１ａ３、１９１ａ４は、下部及び上部枝電極１９１ａ１、１９１ａ２より短く、共通電極線１２５と重なる連結部を通して下部及び上部枝電極１９１ａ１、１９１ａ２に連結されている。

第２副画素電極１９１ｂも、下部及び上部枝電極１９１ｂ１、１９１ｂ２と、下端及び上端連結部１９２ｂ１、１９２ｂ２とを含む。下部及び上部枝電極１９１ｂ１、１９１ｂ２は、ゲート線１２１と平行な共通電極１３１の中心線に対して対称となるように所定の角度で屈曲している。下端及び上端連結部１９２ｂ１、１９２ｂ２は、複数の下部及び上部枝電極１９１ｂ１、１９１ｂ２の下端及び上端を連結して隣接する二つのゲート線１２１に隣接するように、各々配置されている。また、第２副画素電極１９１ｂは、下部及び上部枝電極１９１ｂ１、１９１ｂ２と各々平行で、左側最外郭の下部及び上部枝電極１９１ｂ１、１９１ｂ２に連結されている左側枝電極１９１ｂ３、１９１ｂ４を含む。左側枝電極１９１ｂ３、１９１ｂ４は、下部及び上部枝電極１９１ｂ１、１９１ｂ２より短く、下端及び上端連結部１９２ｂ１、１９２ｂ２を通して下部及び上部枝電極１９１ｂ１、１９１ｂ２に連結されている。

画素電極１９１の枝電極１９１ａ１、１９１ａ２、１９１ｂ１、１９１ｂ２は、その中央が多少屈折されて、データ線１７１と所定角度（Φｓ）だけ傾いている。上部枝電極１９１ａ２、１９１ｂ２は、図３中の左側下から右側上に斜めに伸びて、上部枝電極１９１ａ１、１９１ｂ１は、図３中の右側上から左側下に斜めに伸びている。ここで、垂直方向は“Ｒ”で示し、上部枝電極１９１ａ２、１９１ｂ２が伸びている方向は“Ｓ”で示している。方向Ｓは、垂直方向Ｒに対して所定角度（Φｓ）だけ傾いている。

第１及び第２副画素電極１９１ａ、１９１ｂ各々は、接触孔１８５ａ、１８５ｂを通して第１及び第２ドレーン電極１７５ａ、１７５ｂと物理的及び電気的に連結されていて、各々第１及び第２ドレーン電極１７５ａ、１７５ｂからデータ電圧を受ける。

この時、画素電極１９１は第１及び第２副画素電極１９１ａ、１９１ｂに分れて、互いに分離された第１及び第２ドレーン電極１７５ａ、１７５ｂからデータ電圧の印加を受ける。第１及び第２ドレーン電極１７５ａ、１７５ｂは、島型半導体１５４、ゲート電極１２４及びソース電極１７３を共有しており、これらにより形成される１つの薄膜トランジスタ（Ｑ）を共有している。第１及び第２ドレーン電極１７５ａ、１７５ｂは、この一つの薄膜トランジスタ（Ｑ）からデータ電圧の印加を受けるため、データ線１７１及びソース電極１７３を介して同じデータ電圧が印加される。しかし、各第１及び第２ドレーン電極１７５ａ、１７５ｂに接続されるそれぞれの第１及び第２副画素電極１９１ａ、１９１ｂは、分離して形成されており、電気的に互いに独立されている。従って、第１及び第２画素電極１９１ａ、１９１ｂが各々位置する二つの領域（Ａ、Ａ´）に同じデータ電圧が印加されても独立的に駆動する。従って、第１及び第２副画素電極１９１ａ、１９１ｂのうち一つと共通電極１３１が互いに短絡されても、他の一つの副画素電極１９１ａ、１９１ｂは共通電極１３１と短絡されず、スイッチング素子（Ｑ）を通して正常にデータ電圧の印加を受ける。従って、画素は所定の透過率で画像を表示して画素が暗く表示される画素オフ不良を防止することができて、これを通して工程数率を向上させることができる。

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１３１と共に電場を生成することによって、二つの電極１９１、１３１上に位置する液晶層３の液晶分子の方向を決定する。このように決定された液晶分子の方向によって液晶層を通過する光の偏光が変わる。画素電極１９１と共通電極１３１は、液晶層３を誘電体として液晶キャパシタ（Ｃｌｃ、図２参照）を構成して薄膜トランジスタがターンオフされた後にも印加された電圧を維持する。これら１９１、１３１はまた、ゲート絶縁膜１４０及び保護膜１８０を誘電体としてストレージキャパシタ（Ｃｓｔ）を構成して液晶キャパシタの電圧維持能力を強化する。接触補助部材８１、８２は、各々接触孔１８１、１８２を通してゲート線１２１の端部１２９及びデータ線１７１の端部１７９と連結される。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ってこれらを保護する。

以下、本発明の一実施例による液晶表示装置が動作する方法について詳細に説明する。

図７は、本発明の一実施例による薄膜トランジスタ表示板の電極配置を上方から見た配置図であり、図８は、図７に示すＶＩＩＩ-ＶＩＩＩ線で切断して示した液晶表示装置の垂直断面図であり、上部基板及び下部基板の間の電気力線を一緒に示した図面である。

図７及び図８に示したように、下部基板１１０上には各が素領域のほぼ全面を覆う面型の共通電極１３１が形成されている。共通電極１３１上にはゲート絶縁膜１４０及び保護膜１８０が覆っていて、保護膜１８０上には幅が狭い複数の画素電極１９１が縦方向に互いに平行に伸びている。画素電極１９１の幅は隣接する画素電極１９１との間の間隙より小さい。画素電極１９１上にはポリイミド（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）などの物質で形成された配向膜１１が塗布されて、これらは水平配向膜でもよい。下部基板１１０の外側面（つまり、下部基板の下側）には偏光板１２が設けられている。

上部基板２１０上（下部基板に近い側）には色フィルター２３０が形成されており、色フィルター２３０上にはポリイミドなどの物質で形成された配向膜２１が塗布されて、これらは水平配向膜でもよい。上部基板２１０の外側面（図の最上部）には偏光板２２が設けられている。

そして、両基板１１０、２１０の配向膜１１、２１の間には、正の誘電率異方性を有する液晶層３が注入されている。従って、液晶層３の液晶分子３１０は電場がない状態でその長軸が画素電極１９１の伸張方向とほとんど平行に（画素電極の方向と所定角度（Φｓ、図１参照）を構成しながら）配向されて、電圧が印加された場合には画素電極１９１と共通電極１３１との間に形成される電気力によって液晶分子の長軸が画素電極１９１の方向と垂直に配列されて、それにより液晶層を通過する光の偏光が変わる。

このような液晶表示装置は、下部基板１１０の下部に位置する照明部（図示せず）から発生した光の透過率を調節して表示動作をすることもできるが、反射型液晶表示装置の場合には下の偏光板１２を要しない。反射型液晶表示装置の場合には、画素電極１９１と共通電極１３１の全てを不透明で反射率の高いアルミニウム（Ａｌ）などの物質で形成するのが好ましい。

図８に示したように、このような液晶表示装置の共通電極１３１及び画素電極１９１に電圧を印加して電位差を与えると、電場が生成されている。図８は、点線で電気力線を示す説明図である。

電場の形態は、画素電極１９１上の狭い領域（ＮＲ）の縦方向中央線（Ｃ）（実際には面である）及び画素電極１９１の間の広い領域（ＷＲ）の縦方向中央線（Ｂ）（実際には面である）に対して対称をなす。狭い領域（ＮＲ）の中央線（Ｃ）から広い領域（ＷＲ）の中央線（Ｂ）までの領域には、狭い領域（ＮＲ）と広い領域（ＷＲ）の境界線（Ａ）（実際には面である）に頂点をおいている半楕円状または放物線状（以下、便宜上半楕円状であるとして説明する）の電気力線を有する電場が生成される。電気力線の接線は狭い領域（ＮＲ）と広い領域（ＷＲ）の境界線（Ａ）上で基板１１０に対してほとんど平行となり、狭い領域（ＮＲ）及び広い領域（ＷＲ）の中央位置Ｇでは基板１１０に対してほとんど垂直になる。また、楕円の中心Ｈ及び縦方向頂点Ｉは狭い領域（ＮＲ）と広い領域（ＷＲ）の境界線（Ａ）上に位置して、楕円の横方向の二つの頂点Ｊ、Ｋは各々広い領域（ＷＲ）及び狭い領域（ＮＲ）にそれぞれ位置する。この時、狭い領域（ＮＲ）に位置する横方向の頂点Ｊは、広い領域（ＷＲ）に位置する横方向の頂点Ｋに比べて、楕円の中心Ｈからの距離が短いため、楕円は境界線（Ａ）に対して対称にならない。また、電気力線の密度が位置によって変わり、電場の強さもこれに比例して変わる。従って、狭い領域（ＮＲ）と広い領域（ＷＲ）の間の境界線（Ａ-Ａ）上で電場の強さが最も大きく、狭い領域（ＮＲ）及び広い領域（ＷＲ）の中央線（Ｃ-Ｃ、Ｂ-Ｂ）に行くほど、そして上部基板２１０に行くほど電場の強さは小さくなる。

以下、このような電場によって液晶分子が再配列された状態を基板に水平である成分とこれに垂直である成分に分けて説明する。まず、初期状態を説明する。

二つの配向膜１１、２１は、ラビングまたは紫外線照射法で配向処理されて液晶分子を全て一方向に配列する。このとき、液晶分子は基板１１０、２１０に対して少しのプレチルト角を有するが、ほとんど基板１１０、２１０に対して水平に配列される。また、基板１１０、２１０に平行な面上から見ると、液晶分子は、画素電極１９１方向及びこれに垂直方向に対して、一定の角度（Φｓ、図３参照）をなすように配向されている。偏光板１２、２２の偏光軸は、互いに直交配置し、下部偏光板１２の偏光軸はラビング方向とほとんど一致する。

次に、画素電極１９１及び共通電極１３１に各々電圧を印加するが、画素電極１９１に高い電圧を印加する。この時、液晶分子の配列は、電場による力（電場の方向と強さに依存）と配向処理によって発生する弾性復元力が平衡になることによって決定される。

このような液晶分子の再配列状態を、基板に平行な成分と垂直成分とに分けて説明する。説明の便宜上、基板に垂直方向をｚ軸、基板と平行であり画素電極１９１方向に垂直な方向をｘ軸、画素電極１９１の方向に平行な方向をｙ軸とする。つまり、図７で、右側から左側に向かう方向をｘ軸、画素電極１９１に沿って下から上に向かう方向をｙ軸、図８で下部基板１１０から上部基板２１０に向かう方向をｚ軸とする。

まず、液晶分子３１０のねじれ角、つまり、ｘ軸または初期配列方向に対して液晶分子の長軸が基板に平行な面（ｘｙ平面）の上でなす角度の変化を図９、図１０及び図１１を参照して説明する。

図９は本発明の一実施例による液晶表示装置における液晶分子のねじれ角ΦＬＣの変化を説明するための配置図であり、図１０は本発明の実施例による液晶表示装置において、基板に水平であり画素電極に垂直な線に対する、液晶分子のねじれ角ΦＬＣとラビングの角度ΦＲとの変化を示したグラフであり、図１１は本発明の実施例による液晶表示装置において基板に垂直な線に対する液晶分子のねじれ角ΦＬＣの変化を示したグラフである。

なお、各ベクトルを次の数１のように表すこととする。

図９に示したように、ラビング方向はベクトルＲに、電場のｘ-ｙ平面成分はベクトルＥｘｙに、下偏光板１２の光軸はベクトルＰで示し、ラビング方向がｘ軸となす角度はΦＲで示す。また、ｘｙ平面において液晶分子の長軸がｘ軸となす角度、つまりねじれ角をΦＬＣで示した。つまり、ΦＬＣは、上の基板２１０の上部から液晶分子を透過して見た場合に、液晶分子の長軸とＸ軸とがなす角を表している。

なお、ここで下偏光板１２の光軸はラビング方向と一致するので下偏光板１２の光軸がｘ軸となす角度ΦＰ=ΦＲである。

電場のｘ-ｙ平面成分（Ｅｘｙ）の方向は、境界線（Ａ）から広い領域（ＷＲ）の中央線（Ｂ）に至るまでは正のｘ方向であり、広い領域（ＷＲ）の中央線（Ｂ）から境界線（Ｄ）までは負のｘ方向である。電場成分の強さは境界線（Ａ、Ｄ）上で最も大きく中央線（Ｂ-Ｂ）側に行くほど小さくなり中央線（Ｂ-Ｂ）上では０になる。

配向処理による弾性的復元力の大きさはｘｙ平面上では位置に関係なく一定である。液晶分子はこのような２種類の力（電界引力と弾性復元力）が平衡するように配列すべきであるため、図１０に示したように、境界線（Ａ、Ｄ）では液晶分子の長軸方向が電場成分（Ｅｘｙ）に対してほとんど平行となり、ラビング方向に対しては大きい角度を有する。しかし、領域（ＮＲ、ＷＲ）の中心線（Ｃ、Ｂ）に行くほど、液晶分子の長軸がラビング方向に対して成す角度（│ΦＲ-ΦＬＣ│）が小さくなって、中心線（Ｂ、Ｃ）では液晶分子の長軸とラビング方向が同一になる。下偏光板２０の光軸はラビング方向と平行になるので、下偏光板２０の光軸と液晶分子の長軸とがなす角度もこれと同一分布を有し、この値は光の透過率と密接な関連がある。

狭い領域（ＮＲ）と広い領域（ＷＲ）との幅の比を変化させて多様な形態の電場を生成することができる。画素電極１９１を透明な物質で形成する場合には、狭い領域（ＮＲ）も表示領域として用いることができるが、不透明電極とする場合には画素電極１９１上の狭い領域（ＮＲ）を表示領域として用いることができない。

一方、電場のｘｙ平面成分（Ｅｘｙ）は下配向膜１１から上の配向膜２１に至るまで、つまり、ｚ軸に沿って段々小さくなる。一方、配向による弾性的復元力は配向膜１１、２１の表面で最も大きくなって、二つの配向膜１１、２１の間の液晶層の中央に行くほど小さくなる。

図１１は、ｚ軸に沿って液晶分子の長軸方向がｘ軸となすねじれ角ΦＬＣを示した図であり、二つの配向膜の間の間隔、つまり、セル間隔がｄの場合を示す。ここで、横軸は下配向膜１１からの高さを意味し、縦軸はねじれ角ΦＬＣを示す。

図１１に示したように、ねじれ角ΦＬＣは、配向膜１１、２１の表面（高さ０、ｄ）では配向力による力が強いため大きくなる。一方、液晶層の中央に行くほど配向力による力が小さくなって、ねじれ角ΦＬＣは電場の方向に近くなる。配向膜１１、２１の真上では液晶分子の長軸はラビング方向と同じ方向に配列する。ここで隣接した液晶分子のねじれ角ΦＬＣの差をねじれ（ｔｗｉｓｔ）とすると、図１１でねじれは曲線の傾き（接線）に該当し、これは配向膜１１、２１の表面では大きくて液晶層の中央に行くほど小さくなる。

次に、液晶分子の傾斜角θＬＣ、つまり、ｘ軸または初期配列方向に対して液晶分子の長軸が基板に垂直な面（ｚｘ平面）の上でなす角度の変化を図１２、図１３及び図１４を参照して説明する。

図１２は、本発明の実施例による液晶表示装置における液晶分子の傾斜角θＬＣの変化を説明するための図であり、図１３は、本発明の実施例による液晶表示装置における基板に垂直な線に対する液晶分子の傾斜角θＬＣの変化を示したグラフであり、図１４は、本発明の一実施例で基板に水平であり画素電極に垂直である線に対する液晶分子の傾斜角θＬＣの変化を示したグラフである。

なお、各ベクトルを次の数２のように表すこととする。

図１２は便宜上基板１１０、２１０のみを示し、図９で示したラビング方向を示すベクトルＲのｚｘ平面に対する成分をベクトルＲｚｘで、電場のｚｘ平面成分はベクトルＥｚｘで示し、電場のｚｘ平面成分Ｅｚｘがｘ軸となす角度はθＥで、ｚｘ平面において液晶分子の長軸がｘ軸となす傾斜角をθＬＣで示した。つまり、θＬＣは、液晶層の断面から液晶分子を透過して見た場合に、液晶分子の長軸とＸ軸とがなす角を表している。なお、ここでベクトルＲはｘｙ平面上に存在するのでＲｚｘはｘ方向となる。なお、プレチルト角は無視している。また、図１２において、Ｆ−ＦはＺ軸方向に平行な線を示す。

電場のｚｘ平面成分（Ｅｚｘ）の大きさは、下基板１１０から上の基板２１０に行くほど小さくなって、電場のｚｘ平面成分Ｅｚｘとラビングのｚｘ平面成分Ｒｚｘとがなす角度θＥも、下基板１１０から上の基板２１０に行くほど小さくなる。これは、電圧が印加される画素電極１９１及び共通電極１３１から遠ざかるためである。

前述したように、配向処理による弾性的復元力の大きさは両基板１１０、２１０の表面で最も大きくて、液晶層の中央に行くほど小さくなる。

液晶分子はこのような２種類の力が平衡するように配列すべきである。図１３に示したように、下部基板１１０表面では配向力が強いので液晶分子がｘ軸と平行に配列するが、上に上がるほど電場による力が相対的に大きくなるため傾斜角（θＬＣ）の大きさがある程度の高さの地点までは続けて増加する。しかし、上の基板２１０表面では配向力が強く、下から上に向かうほど電界の力が弱くなる。そのため、傾斜角θＬＣの大きさは、ある程度の高さまで増加した後、途中で再び減少して、上の基板２１０表面ではｘ軸と平行に配列され０°となる。この時、曲線の頂点は下の基板１１０に近い位置で現れる。

一方、電場のｚｘ平面成分（Ｅｚｘ）がｘ軸に対してなす角度θＥは、境界線（Ａ、Ｄ）上では０に近くて、中央線（Ｂ-Ｂ）側に行くほど大きくなる。これは、電圧が印加された液晶分子は、境界線（Ａ、Ｄ）上では、図８に示すように電気力線に沿って基板１１０、２１０にほぼ平行になるように配列され、中央線（Ｂ-Ｂ）上では、基板１１０、２１０にほぼ垂直となるように配列されるからである。また、電場のｚｘ平面成分（Ｅｚｘ）の大きさは境界線（Ａ、Ｄ）上で最も大きく、中央線（Ｂ-Ｂ）側に行くほど小さくなる。これは、狭い領域（ＮＲ）と広い領域（ＷＲ）の間の境界線（Ａ-Ａ）上で電気力線の密度が最も大きく、狭い領域（ＮＲ）及び広い領域（ＷＲ）の中央線（Ｃ-Ｃ、Ｂ-Ｂ）に行くほど、電気力線の密度が疎となるからである。

配向処理による弾性的復元力の大きさは、ｘ軸上では位置に関係なく一定である。

従って、図１４に示したように、境界線（Ａ、Ｄ）では液晶分子の傾斜角θＬＣがほとんど０に近いが、中心線（Ｃ、Ｂ）に行くほど大きくなり、電場のｚｘ平面成分（Ｅｚｘ）がｘ軸となす角度（θＥ）と類似する分布を有する。しかし、θＥよりは緩やかに変化する。つまり、境界線（Ａ、Ｄ、Ｅ）では、最も強い電界の力を受けて液晶分子がＸ軸方向に沿うように配列され、中央線（Ｂ、Ｃ）では、電界の力が弱いため弾性的復元力が大きくなり、Ｘ軸とは傾きを有するように配列されている。

このように共通電極及び画素電極１３１、１９１に電圧が印加されると、液晶分子はねじれ角ΦＬＣ及び傾斜角θＬＣを有して再配列するが、そのねじれ角ΦＬＣ及び傾斜角θＬＣの変化によって光の透過率が変化する。図１４に示すように境界線（Ａ、Ｄ）上ではｚ軸に沿って見ると傾斜角θＬＣの変化はほとんどないが、図１０に示すようにねじれ角ΦＬＣの変化は大きい。それに対して、中央線（Ｂ、Ｃ）上ではｚ軸に沿って見るとねじれ角ΦＬＣの変化はほとんどないが、傾斜角θＬＣは少し変化する。従って、境界線（Ａ、Ｄ）と中央線（Ｂ、Ｃ）の間の領域ではねじれ角ΦＬＣと傾斜角θＬＣが全て変化する領域となる。結果的には、位置による透過率曲線は電気力線の形態と類似する形態となる。

また、図３に示したように、第１及び第２副画素電極１９１ａ、１９１ｂの上部枝電極１９１ａ２、１９１ｂ２に対応する領域に位置する液晶分子３１０は、枝電極１９１ａ２、１９１ｂ２に対して初期ねじれ角（Φｓ）を有するように配向されて、第１及び第２副画素電極１９１ａ、１９１ｂの下部枝電極１９１ａ１、１９１ｂ１に対応する領域に位置する液晶分子３１０は、下部枝電極１９１ａ１、１９１ｂ１に対して初期ねじれ角（Φｓ）を有して配向されている。

初期ねじれ角（Φｓ）は、ラビング方向（Ｐ）と画素電極１９１の長さ方向（Ｓ）とがなす角度、またはラビング方向（Ｐ）と画素電極１９１とがなす角度と定義されて、輝度減少を防止するために０度より大きく、１０度より小さいまたは同じであるのが好ましい。

この時、第１及び第２副画素電極１９１ａ、１９１ｂの上部枝電極１９１ａ２、１９１ｂ２に対応する領域に位置する液晶分子３１０は、電圧印加時には、初期ねじれ角（Φｓ）によって時計反対方向に回転する。一方、第１及び第２副画素電極１９１ａ、１９１ｂの副画素枝電極１９１ａ１、１９１ｂ１に対応する領域に位置する液晶分子３１０は、電圧印加時には、初期ねじれ角（Φｓ）によって時計回りに回転する。従って、二つのドメインが形成され、左右方向での視認性が向上する。

本発明の実施例では正の誘電率異方性を有する液晶層３について説明したが、液晶層３は負の誘電率を有することもありうる。この時、液晶分子は画素電極１９１と共通電極１３１との間で形成される電場に対して垂直に配列される。よって、液晶分子の配向方向は、画素電極１９１の枝電極１９１ａ１、１９１ｂ１、１９１ａ２、１９１ｂ２の長さ方向に対してほぼ垂直となる。この場合にも電圧印加時に液晶分子が回転する方向を決定するために、初期ねじれ角（Φｓ）を有するのが好ましい。

次に、本発明の他の参考例による液晶表示装置用薄膜トランジスタ表示板について図１５乃至図１８を参照して説明する。

図１５乃至図１８は、本発明の他の参考例による液晶表示装置用薄膜トランジスタ表示板の構造を示した配置図である。

本参考例による薄膜トランジスタ表示板１００の層状構造は、図３乃至図６とほとんど同一である。

ゲート電極１２４を含む複数のゲート線１２１、複数の共通電極１３１及び共通電極１３１を連結する複数の共通電極線１２５が基板１１０上に形成され、その上にゲート絶縁膜１４０、複数の島型半導体１５４及び複数の線状抵抗性接触部材１６３、１６５が順次に形成されている。ソース電極１７３を含む複数のデータ線１７１及び複数のドレーン電極１７５が抵抗性接触部材１６３、１６５及びゲート絶縁膜１４０上に形成され、保護膜１８０がさらにその上に形成され、保護膜１８０及びゲート絶縁膜１４０には複数の接触孔１８１、１８２、１８５が形成されている。保護膜１８０上には複数の画素電極１９０及び複数の接触補助部材８１、８２が形成されている。

しかし、図３乃至図６に示したのと異なって、図１５のように本参考例による薄膜トランジスタ表示板には画素電極１９１は、図１５中の主に横方向に伸びて、互いに分離されている第１及び第２副画素電極１９１ｃ、１９１ｄを含む。

互いに分離されている第１及び第２副画素電極１９１ｃ、１９１ｄの大部分は、ゲート線１２１及びデータ線１７１で囲まれた領域を上下に二等分する共通電極線１２５に対して上半部と下半部に各々位置する。

第１副画素電極１９１ｃは、接触孔１８５ｃを通して第１ドレーン電極１７５ｃに連結されている。第１副画素電極１９１ｃは、複数の下部枝電極１９１ｃ１と連結部１９２ｃとを含む。複数の下部枝電極１９１ｃ１は、ゲート線１２１または水平方向に対して所定の角度（Φｓ）だけ傾いている。連結部１９２ｃは、複数の下部枝電極１９１ｃ１の右側端を連結して右側データ線１７１に隣接するように位置する。

第２副画素電極１９１ｄは、接触孔１８５ｄを通して第２ドレーン電極１７５ｄに連結されている。第２副画素電極１９１ｄは、複数の上部枝電極１９１ｄ１と、連結部１９２ｄとを含む。複数の上部枝電極１９１ｄ１は、ゲート線１２１または水平方向に対して所定の角度（Φｓ）だけ傾いて、ほとんど共通電極線１２５に対して下部枝電極１９１ｃ１と対称に配置されている。連結部１９２ｄは、複数の上部枝電極１９１ｄの左側端及び右側端を連結して両側のデータ線１７１に隣接するように各々位置する第１及び第２連結部１９２ｄ１、１９２ｄ２を含む。図１５中の左側のデータ線１７１に隣接して配置されている第１連結部１９２ｄ１は、データ線１７１とゲート線１２１とに沿ってそれぞれ延びている縦及び横延長部を含む。横延長部は、第２ドレーン電極１７５ｄの下部まで延びて、ゲート線１２１に隣接して、下部枝電極１９１ｃ１と平行になるように配置されている。第１及び第２ドレーン電極１７５ａ、１７５ｂと重なる第１及び第２連結部１９２ｄ１、１９２ｄ２の一部は、他の部分より広い幅で拡張されている。

共通電極線１２５は、枝電極１９１ｃ、１９１ｄと平行な境界線を有する突出部１２５´を有する。

また、図１６及び図１７のように本参考例による薄膜トランジスタ表示板では、前述の参考例のように画素電極１９１は、図１６中の主に横方向に延びて、互いに分離されている第１及び第２副画素電極１９１ｅ、１９１ｆを含む。

互いに分離されている第１及び第２副画素電極１９１ｅ、１９１ｆは、共通電極線１２５に対して上半部と下半部に各々位置する。共通電極線１２５は、ゲート線１２１及びデータ線１７１で囲まれた領域を上下に二等分する。

第１副画素電極１９１ｅは、接触孔１８５ｅを通して第１ドレーン電極１７５ｅに連結されている。第１副画素電極１９１ｅは、複数の下部枝電極１９１ｅ１と、連結部１９２ｅとを含む。複数の下部枝電極１９１ｅ１は、ゲート線１２１または水平方向に対して所定の角度（Φｓ）だけ傾いている。連結部１９２ｅは、複数の下部枝電極１９１ｅ１の両端を連結して両側データ線１７１に隣接位置する第１及び第２連結部１９２ｅ１、１９２ｅ２を含む。

第２副画素電極１９１ｆは、接触孔１８５ｆを通して第２ドレーン電極１７５ｆに連結されている。第２副画素電極１９１ｆは、上部枝電極１９１ｆ１と、連結部１９２ｆとを含む。上部枝電極１９１ｆ１は、ゲート線１２１または水平方向に対して所定の角度（Φｓ）だけ傾いていて、ほとんど共通電極線１２５に対して下部枝電極１９１ｅ１と対称に配置されている。連結部１９２ｆは、複数の上部枝電極１９１ｆ１の左側端及び右側端を連結して両側のデータ線１７１に隣接するように各々位置する第１及び第２連結部１９２ｆ１、１９２ｆ２を含む。

この時、第２ドレーン電極１７５ｆは、データ線１７１とゲート線１２１に沿って延びている縦延長部１７５ｆ２及び横延長部１７５ｆ１を含み、縦延長部１７５ｆ２の端部が接触孔１８５ｆを通して第２連結部１９２ｆ２と連結されている。

図１６では、第２ドレーン電極１７５ｆの縦延長部１７５ｆ２はデータ線１７１に隣接配置されて、第１副画素電極１９１ｅの第２連結部１９２ｅ２と重なっている。しかし、図１７の参考例では第２ドレーン電極１７５ｆの縦延長部１７５ｆ２は、第２連結部１９２ｅ２とは重なっておらず、複数の下部枝電極１９１ｅ１と重畳するように配置されている。

また、本発明の他の参考例では図１８のように、第１及び第２副画素電極１９１ｇ、１９１ｈはゲート線１２１を中心に分離されて、ゲート線１２１は第１及び第２副画素電極１９１ｇ、１９１ｈの中央に配置されており、第１及び第２ドレーン電極１７５ｇ、１７５ｈ）も、ゲート電極１２４を中心に上下に配置されている。

共通電極１３１は、ゲート線１２１を中心に下部及び上部に各々位置する複数の下部及び上部共通電極１３１ｇ、１３１ｈを含み、共通電極線１２５も、複数の下部共通電極１３１ｇを共通に連結する下部共通電極線１２５１と、複数の上部共通電極１３１ｈを共通に連結する上部共通電極線１２５２を含む。

第１副画素電極１９１ｇは、接触孔１８５ｇを通して第１ドレーン電極１７５ｇに連結されている。第１副画素電極１９１ｇは、複数の下部枝電極１９１ｇ１と、連結部１９２ｇとを含む。複数の下部枝電極１９１ｇ１は、ゲート線１２１または水平方向に対して所定の角度（Φｓ）だけ傾いている。連結部１９２ｇは、複数の下部枝電極１９１ｇ１の両端を連結して両側データ線１７１に隣接位置する第１及び第２連結部１９２ｇ１、１９２ｇ２を含む。

第２副画素電極１９１ｈは、接触孔１８５ｈを通して第２ドレーン電極１７５ｈに連結されている。第２副画素電極１９１ｈは、複数の上部枝電極１９１ｈ１と、連結部１９２ｈとを含む。複数の上部枝電極１９１ｈ１は、ゲート線１２１または水平方向に対して所定の角度（Φｓ）だけ傾いて、ゲート線１２１に対して下部枝電極１９１ｇ１と略対称になるように配置されている。連結部１９２ｈは、複数の上部枝電極１９１ｈ１の両端を各々連結して両側のデータ線１７１に隣接するように各々位置する第１及び第２連結部１９２ｈ１、１９２ｈ２を含む。

図１９乃至図２２は、本発明の他の実施例による液晶表示装置用薄膜トランジスタ表示板の構造を示した配置図である。

本実施例による薄膜トランジスタ表示板の層状構造は、図３乃至図６及び図１５乃至図１８とほとんど同一である。

ゲート電極１２４を含む複数のゲート線１２１、複数の共通電極１３１及び共通電極１３１を連結する複数の共通電極線１２５が基板１１０上に形成され、その上にゲート絶縁膜１４０、複数の島型半導体１５４及び複数の島型抵抗性接触部材１６３、１６５が順次に形成されている。ソース電極１７３を含む複数のデータ線１７１及び複数のドレーン電極１７５が抵抗性接触部材１６３、１６５及びゲート絶縁膜１４０上に形成され、保護膜１８０がその上に形成され、保護膜１８０及びゲート絶縁膜１４０には複数の接触孔１８１、１８２、１８５が形成されている。保護膜１８０上には複数の画素電極１９０及び複数の接触補助部材８１、８２が形成されている。

しかし、図１９乃至図２２のように本実施例では互いに分離された対の第１及び第２副画素電極が交互に配置されている。

まず、図１９のように、本実施例で互いに分離されている第１及び第２副画素電極１９１ｊ、１９１ｋは、ゲート線１２１及びデータ線１７１で囲まれた領域を上下に二等分する共通電極線１２５に対して対称構造を有する。

第１副画素電極１９１ｊは、接触孔１８５ｊを通して第１ドレーン電極１７５ｊに連結されている。第１副画素電極１９１ｊは、複数の下部及び上部枝電極１９１ｊ１、１９１ｊ２と、連結部１９２ｊとを含む。複数の下部及び上部枝電極１９１ｊ１、１９１ｊ２は、ゲート線１２１または水平方向に対して所定の角度（Φｓ）だけ傾いて、共通電極線１２５に対して対称構造を有する。連結部１９２ｊは、複数の下部及び上部枝電極１９１ｊ１、１９１ｊ２の左側端を連結して左側データ線１７１に隣接して位置する。

第２副画素電極１９１ｋは、接触孔１８５ｋを通して第２ドレーン電極１７５ｋに連結されている。第２副画素電極１９１ｋは、下部及び上部枝電極１９１ｋ１、１９１ｋ２と、連結部１９２ｋとを含む。下部及び上部枝電極１９１ｋ１、１９１ｋ２は、ゲート線１２１または水平方向に対して所定の角度（Φｓ）だけ傾いて、共通電極線１２５に対して対称構造を有する。連結部１９２ｋは、複数の下部及び上部枝電極１９１ｋ１、１９１ｋ２の右側端を連結して右側のデータ線１７１に隣接して位置する。

この時、第１及び第２副画素電極１９１ｊ、１９１ｋの下部及び上部枝電極１９１ｊ１、１９１ｊ２、１９１ｋ１、１９１ｋ２は、交互に配置されている。

次に、図２０の本実施例による薄膜トランジスタ表示板は、図１９に示した構造とほとんど同一である。

しかし、データ線１７１と同一層に形成されている第１及び第２補助連結部１７２ｊ、１７２ｋが形成されている。

第１補助連結部１７２ｊは、第２副画素電極１９１ｋの連結部１９２ｋと重なって、接触孔１８６ｊを通して、第１副画素電極１９１ｊの下部及び上部枝電極１９１ｊ１、１９１ｊ２の端部と各々連結されている。第１補助連結部１７２ｊのうち、下部及び上部枝電極１９１ｊ１、１９１ｊ２の端部と各々連結される部分は、第１補助連結部１７２ｊから突出されて突出部を構成する。

第２補助連結部１７２ｋは、第１副画素電極１９１ｊの連結部１９２ｊと重なって、接触孔１８６ｋを通して、第２副画素電極１９１ｋの下部及び上部枝電極１９１ｋ１、１９１ｋ２の端部と各々連結されている。第２補助連結部１７２ｋのうち、下部及び上部枝電極１９１ｋ１、１９１ｋ２の端部と各々連結される部分は第２補助連結部１７２ｋから突出されて突出部を構成する。

次に、図２１に示したように、本実施例による薄膜トランジスタ表示板において画素電極１９１は、共通電極線１２５を横中心に対称をなして図２１中のほぼ縦方向に延びて、互いに分離されている第１及び第２副画素電極１９１ｐ、１９１ｑを含む。

第１副画素電極１９１ｐは、複数の下部及び上部枝電極１９１ｐ１、１９１ｐ２と、上端連結部１９２ｐとを含む。複数の下部及び上部枝電極１９１ｐ１、１９１ｐ２は、所定の角度に曲がってゲート線１２１と平行な共通電極１３１の中心線に対し対称をなす。上端連結部１９２ｐは、複数の下部及び上部枝電極１９１ｐ１、１９１ｐ２の上端を共通に連結して、隣接する上部ゲート線１２１に隣接して配置されている。また、第１副画素電極１９１ｐは、下部及び上部枝電極１９１ｐ１、１９１ｐ２と、各々平行で右側最外郭の下部及び上部枝電極１９１ｐ１、１９１ｐ２に連結されている右側枝電極１９１ｐ３、１９１ｐ４と、上部枝電極１９１ｐ２と各々平行で左側最外郭に位置する左側枝電極１９１ｐ５を含む。

第２副画素電極１９１ｑは、複数の下部及び上部枝電極１９１ｑ１、１９１ｑ２と、下端連結部１９２ｑとを含む。複数の下部及び上部枝電極１９１ｑ１、１９１ｑ２は、所定の角度に曲がってゲート線１２１と平行な共通電極１３１の中心線に対し対称をなす。下端連結部１９２は、複数の下部及び上部枝電極１９１ｑ１、１９１ｑ２の下端を共通で連結して、隣接する下部ゲート線１２１に隣接して配置されている。また、第２副画素電極１９１ｑは、下部枝電極１９１ｑ２と各々平行で左側最外郭に位置する左側枝電極１９１ｐ３を含む。

この時、第１及び第２副画素電極１９１ｐ、１９１ｑの枝電極のほとんどは交互に配置されている。

次に、図２２のように本実施例による薄膜トランジスタ表示板の構造は図２１と同一である。

しかし、図２０のようにデータ線１７１と同一層に形成されている第１及び第２補助連結部１７２ｐ、１７２ｑが形成されている。

第１補助連結部１７２ｐは、第２副画素電極１９１ｑの連結部１９２ｑに隣接して配置され、接触孔１８５ｐを通して、第１副画素電極１９１ｐの下部枝電極１９１ｐ１の端部と各々連結され、第１ドレーン電極１７５ｐと連結されている。下部枝電極１９１ｐ２の端部と各々連結されるところ一部は、第１補助連結部１７２ｐから突出されて突出部を構成する。

第２補助連結部１７２ｑは、第１副画素電極１９１ｐの連結部１９２ｐと重なって、接触孔１８６ｑを通して第２副画素電極１９１ｑの上部枝電極１９１ｐ２の端部と各々連結されている。上部枝電極１９１ｐ２の端部と各々連結される部分は、第２補助連結部１７２ｑから突出されて突出部を構成する。

図１９乃至図２２で示したような薄膜トランジスタ表示板の構造でも、第１及び第２副画素電極１９１ｊ、１９１ｋ、１９１ｐ、１９１ｑのうち、いずれか一つが共通電極１３１と短絡されても、他の一つの副画素電極は正常に駆動される。この時、共通電極１３１と短絡された副画素電極には共通電圧が伝えられて共通電極１３１と同様の役割を果たす。従って、保護膜１８０の上部に共通電極と画素電極が平行しながら交互に配置されている平面駆動方式の電極構造が完成される。このような構造では共通電極と短絡された副画素電極を修理しなくても正常な構造の透過率と比較して８０％以上の透過率を得ることができて、これによって短絡による不良を根本から避けることができる。また、互いに電気的に分離された画素電極を、交互になるように配置することで、共通電極と短絡された場合でも１つの画素領域全体に画素電圧を印加することができ好ましい。つまり、液晶分子を１画素領域全体に亘って作用させることができ好ましい。例えば、図３等に示すように１の画素領域の中で右側部分が第１画素電極で、左側部分が第２画素電極となっている場合よりも、図２２等に示すように交互に第１及び第２画素電極が配置されている方が好ましい。

なお、画素電極は２つに分離するだけでなく、さらに複数に分離するようにしても良い。

以上、本発明の好ましい実施例について詳細に説明したが、当該技術分野の当業者ならば、この記述から多様な変形及び均等な実施例に想到可能であることを理解できる。従って、本発明の権利範囲はこれら上述の事項に限定されるものではなく、特許請求範囲で定義している本発明の基本概念を利用した当業者の多様なな変形及び改良形態も、本発明の権利範囲に属するものである。

本発明の一実施例による液晶表示装置のブロック図である。 本発明の一実施例による液晶表示装置の一つの画素に対する等価回路図である。 本発明の一参考例による液晶表示装置用薄膜トランジスタ表示板の構造を示した平面配置図である。 図３の薄膜トランジスタ表示板をＩＶ-ＩＶ線に沿って切断した各垂直断面図である。 図３の薄膜トランジスタ表示板をＶ-Ｖ線に沿って切断した各垂直断面図である。 図３の薄膜トランジスタ表示板をＶＩ-ＶＩ線に沿って切断した各垂直断面図である。 本発明の実施例による薄膜トランジスタ表示板で画素電極と共通電極の構造を上方から眺めた配置図である。 図７のＶＩＩ-ＶＩＩ線に沿って切断して示した液晶表示装置の断面図であって、上部表示板及び下部表示板で形成される電気力線を一緒に示した図である。 本発明の実施例による液晶表示装置における液晶分子のねじれ角の変化を説明するための配置図である。 本発明の実施例による液晶表示装置において、基板に水平であり画素電極に垂直である線に対する液晶分子のねじれ角の関係を示すグラフである。 本発明の実施例による液晶表示装置において、基板に垂直である線に対する液晶分子のねじれ角変化を示すグラフである。 本発明の実施例による液晶表示装置で液晶分子の傾斜角変化を示すグラフである。 本発明の実施例による液晶表示装置で基板に垂直である線に対する液晶分子の傾斜角の変化を示したグラフである。 本発明の実施例で基板に水平であり画素電極に垂直である線に対する液晶分子の傾斜角の変化を示したグラフである。 本発明の他の参考例による液晶表示装置用薄膜トランジスタ表示板の構造を示した配置図である。 本発明の他の参考例による液晶表示装置用薄膜トランジスタ表示板の構造を示した配置図である。 本発明の他の参考例による液晶表示装置用薄膜トランジスタ表示板の構造を示した配置図である。 本発明の他の参考例による液晶表示装置用薄膜トランジスタ表示板の構造を示した配置図である。 本発明の一実施例による液晶表示装置用薄膜トランジスタ表示板の構造を示した配置図である。 本発明の他の実施例による液晶表示装置用薄膜トランジスタ表示板の構造を示した配置図である。 本発明の他の実施例による液晶表示装置用薄膜トランジスタ表示板の構造を示した配置図である。 本発明の他の実施例による液晶表示装置用薄膜トランジスタ表示板の構造を示した配置図である。

３ 液晶層
８１、８２ 接触補助部材
１００、２００ 表示板
１１０ 基板
１２１、１２９ ゲート線
１２４ ゲート電極
１３１ 共通電極
１４０ ゲート絶縁膜
１５１、１５４ 半導体
１６１、１６５ 抵抗性接触部材
１７１、１７９ データ線
１７３ ソース電極
１７５ ドレーン電極
１８０ 保護膜
１８１、１８２、１８５ 接触孔
１９１ 画素電極
２３０ 色フィルター
３００ 液晶表示板組立体
４００ ゲート駆動部
５００ データ駆動部
８００ 階調電圧生成部
６００ 信号制御部

Claims (6)

1. IPSモードもしくはPLSモードの液晶表示装置に用いられる薄膜トランジスタ表示板であって、
   基板、
   前記基板上に形成されている複数のゲート線、
   前記ゲート線と交差するデータ線、
   前記ゲート線及び前記データ線と連結されている薄膜トランジスタ、
   前記薄膜トランジスタと連結されている複数の画素電極、
   前記基板上に形成されていて透明な導電体で構成され、前記画素電極と重畳し、前記画素電極との間に電界を印加して液晶を駆動する複数の共通電極
   を含み、
   前記画素電極は互いに分離されている第１及び第２副画素電極を含み、
   前記第１及び第２副画素電極は、互いに平行かつ交互に配置されている線状の枝電極を含み、
   前記画素電極は、前記第１副画素電極の枝電極の端部と連結されている第１補助連結部と、前記第２副画素電極の枝電極の端部と連結されている第２補助連結部とをさらに含み、
   前記第１補助連結部及び前記第２補助連結部は前記データ線と同一の層に形成されており、
   前記第１及び第２副画素電極の前記枝電極は、前記ゲート線または前記データ線に対して０度より大きく１０度以下だけ傾いていることを特徴とする薄膜トランジスタ表示板。
2. 前記薄膜トランジスタのドレーン電極は、前記第１及び第２副画素電極に各々連結されている第１及び第２ドレーン電極を含むことを特徴とする請求項１に記載の薄膜トランジスタ表示板。
3. 前記共通電極は、前記枝電極の間において連続する面で構成されていることを特徴とする請求項１に記載の薄膜トランジスタ表示板。
4. 前記第１及び第２副画素電極の前記枝電極は、前記ゲート線と平行な前記共通電極の中心線に対し対称構造を有することを特徴とする請求項１に記載の薄膜トランジスタ表示板。
5. 前記共通電極を共通的に連結する共通電極線を隣り合う２本のゲート線の中間にさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の薄膜トランジスタ表示板。
6. 前記第１副画素電極及び前記第２副画素電極は、前記枝電極を連結する連結部をさらに含み、
   前記第１補助連結部は、前記第２副画素電極の連結部と重畳し、
   前記第２補助連結部は、前記第１副画素電極の連結部と重畳することを特徴とする請求項１に記載の薄膜トランジスタ表示板。