JP5132894B2 - 表示板及びそれを含む液晶表示装置 - Google Patents
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Description
垂直配向方式の液晶表示装置で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形成する方法と、電場生成電極上に突起を形成する方法などがある。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、これらを適切に配置して液晶分子の傾斜方向を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。
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畳する部分を設けるが、その場合、開口率が減少する可能性がある。
または、表示板は、基板、基板上に形成された複数のゲート線、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している複数の薄膜トランジスタ、薄膜トランジスタに接続している複数の画素電極を備え、画素電極それぞれはゲート線に平行で、互いに対向する一対の第1主辺、第1主辺に接続し互いに対向しており、のこぎり状の突出部を含む一対の第2主辺を有する。
突出部は切開部と135°より大きい角度、または45°より小さい角度をなす第1辺を有することが望ましい。
突出部は切開部に平行な第2辺をさらに有することが望ましい。
突出部の第2辺は切開部の一辺の延長線上に位置することが望ましい。
長方形の角のうち少なくとも1つは面取りされて斜辺をなすことが望ましい。
長方形の面取りされた斜辺は第1主辺と45°をなすことが望ましい。
突出部はデータ線と重畳することが望ましい。
隣接した画素電極の隣接した第2主辺の突出部は互いに噛み合うように配置されることが望ましい。
前記他の課題を解決するための本発明による液晶表示装置は、画素電極、画素電極と対向する共通電極、画素電極と共通電極との間に位置した液晶層、画素電極を複数の副領域に区画する第1及び第2区画部材を含み、副領域それぞれは互いに対向する一対の主辺とこれに接続している複数の副辺を有し、隣接した2つの画素電極にそれぞれ含まれる2つの副領域の主辺は互いにずれている。
各副領域の副辺のうち少なくとも1つは135°より大きい角度で主辺と交わることが望ましい。
各副領域の主辺は第1主辺と第2主辺より短い第2主辺を含み、第1主辺は、第1または第2区画部材の一辺と画素電極の辺の一部が交わることで構成されることが望ましい。
第1区画部材は画素電極に形成されており、第2区画部材は共通電極に形成されていることが望ましい。
画素電極の辺のうちの一部は副領域の副辺をなし、第2区画部材は副領域の副辺をなす画素電極の辺のうちの一部とは重畳しなくても良い。
共通電極は隣接する画素電極の間隙と対向する接続切開部を有することが望ましく、接続切開部は隣接する第2区画部材を接続させることが望ましい。
接続切開部と第2区画部材は鈍角をなすことが望ましく、接続切開部の幅は間隙の幅より広いことが望ましい。
接続切開部幅は間隙の幅より約8μm大きくても良い。
副領域の副辺と重畳するデータ線をさらに含むことが望ましく、接続切開部はデータ線と対向することが望ましい。
副領域の副辺のうちの一部はデータ線と重畳せず、遮光部材はデータ線と重畳しない副領域の副辺のうちの一部を遮る拡張部をさらに含むことが望ましい。
画素電極は第1区画部材のうちの一部によって物理的に互いに分離された少なくとも2つの副画素電極を含むことが望ましい。
副画素電極は薄膜トランジスタにそれぞれ接続することが望ましい。
1つの画素電極において各々の副画素電極は互いに異なるデータ線に接続しており、1つの画素電極において各々の副画素電極は同じゲート線に接続することが望ましい。
または、液晶表示装置は、対向する第1及び第2基板、第1基板に形成された複数の画素電極、第2基板に形成された共通電極、第1及び第2基板の間に形成された液晶層を備え、共通電極は隣接する画素電極の間隙と対向する第1切開部を有することが望ましい。
第1切開部と第2切開部は鈍角をなすことが望ましく、第1切開部の幅は間隙の幅より広いことが望ましい。
第1切開部の幅は間隙の幅より約8μm大きいことが望ましい。
画素電極の境界線の一部は、第1切開部の境界線に平行であることが望ましい。
第1基板は、第1基板上に絶縁されて交差するゲート線及びデータ線、ゲート線及びデータ線に接続している薄膜トランジスタ、薄膜トランジスタに接続している画素電極を含むことが望ましい。
第1切開部はデータ線と対向し、第2切開部の一側は開口されることが望ましい。
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。
図1は、本発明の一実施形態によ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に示す液晶表示装置のIV-IV線に沿った断面図であり、図5は、図1の共通電極及び画素電極の配置図であり、図6は、図1の互いに隣接した画素電極の間を拡大した図面である。
まず、図1、図2及び図4を参照して薄膜トランジスタ表示板100を詳細に説明する。
ゲート線121はゲート信号を伝達し、主に図1の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に広い端部129を有する。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上に付着されるフレキシブル印刷回路膜(図示せず)上に装着するか、基板110上に直接装着するか、あるいは基板110に集積することができる。ゲート駆動回路が基板110上に集積する場合、ゲート線121を延長して直接接続するように構成できる。
ゲート線121及び維持電極線131上には窒化ケイ素(SiNx)または酸化ケイ素(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の縦方向に延びており、ゲート電極124に向かって延びた複数の突出部154を含む。線状半導体151はゲート線121及び維持電極線131付近で幅が広くなり、これらを幅広く覆う。
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及び複数の孤立した金属片(isolated metal piece)178が形成されている。
1つのゲート電極124、1つのソース電極173及び1つのドレイン電極175は、半導体の突出部154と共に1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とドレイン電極175との間の突出部154に形成される。
データ線171とドレイン電極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耐火性金属、またはこれらの合金からなることが望ましく、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良い。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、この他にも様々な金属または導電体からなっても良い。
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、これらの間の接触抵抗を低くする。大部分の所で線状半導体151がデータ線171より狭いが、既に説明したように、ゲート線121と交わる部分で幅を広く形成することにより、表面の段差形状をゆるやかにすることでデータ線171の断線を防止する。半導体151には、ソース電極173とドレイン電極175との間のように、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。
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・電気的に接続しており、ドレイン電極175からデータ電圧の印加を受ける。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2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)をなし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。
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、画素電極191はこの切開部91−92b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に対してほぼ反転対称をなす。
よって、画素電極191の下半部は下部切開部92aによって2つの領域に分かれ、上半部も上部切開部92bによって2つの領域に分割される。
それぞれののこぎり状部分910、920は互いに対向する第1斜辺911、921及び第2斜辺912、922、並びにこれらを連結し外側の包絡線952、962上に位置する上辺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て交わり、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と第2斜辺912、922の延長線は約45°より小さい鋭角をなしながら互いに交わる。また、第2斜辺912、922は下部及び上部切開部92a、92bと実質的に平行で、切開部92a、92bの延長線上にあり、第1斜辺911、921は下部及び上部切開部92a、92bと約45°より小さい角度または135°より大きい角度をなす。
接続ブリッジ83はゲート線121を横切り、ゲート線121を間に介在し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している。維持電極133a、133bを始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修理に使用できる。
以下、図1、図3及び図4を参照して共通電極表示板200について説明する。
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望ましく、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は省略可能である。
1つの切開部71−72b群は、1つの画素電極191と対向し、中央切開部71、下部切開部72a及び上部切開部72bを含む。切開部71−72bそれぞれは画素電極191の隣接切開部91−92bの間または切開部92a、92bと画素電極191の面取りされた斜辺の間に配置されている。また、各切開部71−72bは画素電極191の下部切開部92aまたは上部切開部92bにほぼ平行に延びており、少なくとも1つの斜線部を含み、各斜線部には凹まれた少なくとも1つのノッチ(notch)7がある。切開部71−72bは、画素電極191の横中心線に対してほぼ反転対称をなす。
また、切開部71−72bの数も設計要素によって異なり、遮光部材220が切開部71−72bと重畳して切開部71−72b付近の光漏れを遮断することができる。共通電極270上には絶縁物質からなり、2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。
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2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る。このため、入射光は直交偏光子12、22を通過できず遮断される。
図1及び図5に示すように、1つの切開部群71−72b、91−92bは画素電極191を複数の副領域に区画し、各副領域は画素電極191の第1主辺193、194と斜角をなす2つの主辺と、画素電極191の辺193−196の一部である副辺を有する。各副領域の主辺の1つは画素電極191の切開部91−92bの一辺とのこぎり状部分910、920の第2斜辺912、922が交わることにより構成されるか、あるいは面取りされた斜辺193c、194cで構成され、主辺のもう1つは共通電極270の切開部71−72bの斜線部の一辺単独で構成されるか、切開部71−72bの斜線部とのこぎり状部分910、920の第2斜辺912、922が交わることにより構成される。このため、各副領域の主辺の長さは互いに異なり、隣接した副領域の隣接した主辺が互いにずれている。各副領域の副辺の1つは画素電極191ののこぎり状部分910、920の第1斜辺911、921であり、135°より大きい角度で主辺と交わる。主辺は偏光子12、22の偏光軸と約45°をなし、これは光効率を最大にするためである。
各副領域上の液晶分子31は大部分主辺に垂直な方向に傾き、傾く方向は概ね4つの方向である。このように液晶分子31が傾く方向を多様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、画素電極191の切開部のうちの斜線切開部に位置する液晶分子については、配向方向を速やかに決定できずテクスチャーが発生する可能性があるが、斜線方向に延びる第3及び第4維持電極133c、133dがこの部分の液晶を制御する制御用電極として作用し、斜線切開部92a、92bの中央部で発生するテクスチャーを減少させることができる。
共通電極270の切開部71−72bのノッチ7は切開部71−72b上に位置した液晶分子31の傾斜方向を決定する。ノッチ7は画素電極191の切開部91−92bに形成しても良い。
少なくとも1つの切開部71−72b、91−92bは、突起(図示せず)や陥没部(図示せず)で代替しても良い。突起は有機物または無機物からなることが望ましく、電場生成電極191、270の上または下に配置される。
図7〜図10に示すように、本発明の一実施形態による液晶表示装置は、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2つの表示板100、200の間に挟持された液晶層3を備える。
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、主に図7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広い端部129を有する。維持電極線131は所定の電圧の印加を受け、ゲート線121にほぼ平行に延びる。各維持電極線131は、隣接した2つのゲート線121の間に位置し、2つのゲート線121とほぼ同一の距離を置く。維持電極線131は下上に拡張した維持電極137を含む。しかし、維持電極線131の形状及び配置は様々な形態に変形することができる。
ゲート線121及び維持電極線131上には窒化ケイ素(SiNx)または酸化ケイ素(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(extension)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ピングされている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望ましい。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。
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、主に図7の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広い端部179を有する。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を中心にソース電極173と対向する。各ドレイン電極175は広い面積の一端部177と棒状の他端部を有する。棒状端部はU字状に形成されたソース電極173に一部囲まれている。
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、表面が平坦化しても良い。
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望ましい。
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に接続しており、複数ののこぎり状部分90とこののこぎり状部分90との間を接続する底辺90cを含む第2主辺を有する。ここで、のこぎり状部分90は第1主辺193、194に対して傾斜した第1斜辺90aと第2斜辺90d、及び第1斜辺90aと第2斜辺90dの間を接続する上辺90bを有する。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°の角度をなす。
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及び上部斜線切開部93b、94b、95bが形成され、画素電極191はこの切開部91〜95bにより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、互いに垂直に延びている。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、入口は凹部90cに接続することが望ましい。
第1中央切開部91は、維持電極線131に沿って延びており、左辺側に入口を有する。そして、第2中央切開部92は多角形で画素電極191の左側辺に位置した上下の角が突き出されている。
接触補助部材81、82はコンタクトホール181、182を介して各々ゲート線121の端部129及びデータ線171の端部179に接続している。
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に対応する線状部分221、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状部分223を有し、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とほぼ同一形状である複数の開口部(図示せず)を有することが望ましい。
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望ましく、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は省略可能である。
共通電極270には複数の切開部71、72a、72b、73a、73b、74a、74b、75が形成されている。
1つの切開部群71〜75は、1つの画素電極191と対向し、中央切開部71、第1〜第3下部斜線切開部72a、73a、74a、第1〜第3上部斜線切開部72b、73b、74b及び接続部75を有する。切開部71〜74b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の間に配置されている。また、各切開部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に平行に延びた少なくとも1つの斜線部を含む。
中央切開部71のうちの斜線部の一端と隣り合う画素電極の第2下部切開部73aの一端、中央切開部71の他の斜線部の一端と隣り合う画素電極の第2上部切開部73bの一端、第1下部斜線切開部72aの一端と隣り合う画素電極の第3下部斜線切開部74aの一端、及び第1上部斜線切開部72bの一端と隣り合う画素電極の第3上部斜線切開部74bの一端はそれぞれ接続部75に接続している。接続部75は画素電極191の第1斜辺90aに平行であり、データ線171と対応する部分に位置する。接続部75の幅は画素電極191と画素電極191の間の間隔より約8μm広く、遮光部材220の拡張部222は接続部75と対応し他の部分より幅が広いことが望ましい。
図11は、図6のXI-XI線に沿った断面図であり、図12は、図7のXII-XII線に沿った断面図である。
図11に示すように、画素電極191と共通電極270の間に形成される電場は、隣接する画素電極191の境界部で副領域の液晶の均一な配向を妨害す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生じ、液晶の配向が乱れる可能性がある。
切開部71〜75の数及び方向は、設計要素によって異なる。
表示板100、200の内側面には配向膜11、21が塗布され、これらは垂直配向膜であっても良い。表示板100、200の外側面には偏光子(図示せず)が設けられており、2つの偏光子の透過軸は直交し、そのうちの一透過軸はゲート線121に対して平行であることが望ましい。反射型液晶表示装置の場合、2つの偏光子のうちの1つは省略可能である。
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2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。このため、入射光は直交偏光子を通過できず遮断される。
以下、本発明の他の実施形態によ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よ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線に沿った断面図である。
本実施形態による表示板100、200の層状構造は、概ね図1〜図4に示すものと同様である。
しかし、図1〜図4に示した液晶表示装置と異なって、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と実質的に同一の平面形状である。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の間を始めとするデータ線171及びドレイン電極175で覆われず露出した部分がある。
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。
ここで、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部分を有し、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、第2部分は薄膜トランジスタのチャンネル領域に位置する。
図1〜図12に示した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。
以下、図15を参照して本発明の他の実施形態による液晶表示装置について詳細に説明する。
図15に示すように、本発明の一実施形態による液晶表示装置は、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、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外面に付着された一対の偏光子12、22を備える。
薄膜トランジスタ表示板100については、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、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、その上には配向膜11が形成されている。
しかし、図1〜図4に示した液晶表示装置と異なって、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。
図15示した液晶表示装置は、図1〜図14に示した液晶表示装置と多くの特徴を共有する。
図16は、本発明の他の実施形態による液晶表示装置の配置図であり、図17は、図16の液晶表示装置用薄膜トランジスタ表示板用薄膜トランジスタ表示板の配置図であり、図18は、図16の液晶表示装置用共通電極表示板の配置図であり、図19及び図20は、各々図16の液晶表示装置のXIX-XIX線及びXX-XX線に沿った断面図である。
まず、図16、図17、図19及び図20を参照して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が形成されている。
ゲート線121及び維持電極線131上には窒化ケイ素(SiNx)または酸化ケイ素(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は主に図の縦方向に延びており、ゲート電極124に向かって延びた複数の突出部154を含む。線状半導体151はゲート線121及び維持電極線131付近で幅が広くなり、これらを幅広く覆っている。
オーミック接触部材161、165及びゲート絶縁膜140上には、複数のデータ線171と複数のドレイン電極175及び複数の孤立した金属片178が形成されている。
データ線171はデータ電圧を伝達し、主に図の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を有する。ドレイン電極175はデータ線171と分離され、ゲート電極124を中心にソース電極173と対向する棒状部分と棒状部分から延びた容量性結合電極176を含む。各ドレイン電極175の棒状部分はソース電極173に一部囲まれ、容量性結合電極176は互いに接続しており、第3及び第4維持電極133c、133dにそれぞれ平行な2つの斜線部176a、176bを有する。
また、データ線171とドレイン電極175及び金属片178は、その側面が基板110面に対して30°〜80°程度の角度で傾斜していることが望ましい。
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、これらの間の接触抵抗を低くする。大部分の所では線状半導体151がデータ線171より狭いが、既に説明したように、ゲート線121と交わる部分で幅が広くなり、表面の段差形状をゆるやかに形成することで、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の間のように、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。
第1副画素電極191a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・電気的に接続しており、ドレイン電極175からデータ電圧の印加を受ける。
間隙92によって分割された副画素電極191a、191bのうちの第1副画素電極191aは、第2副画素電極191bを中心に上部及び下部に位置し、第2副画素電極191bを囲み、第2副画素電極191bは第1副画素電極191aの二部分の間に挟まれた形態である。第1副画素電極191aと第2副画素電極191bは互いに対向し、ゲート線121に対して45°傾いた辺を有しており、画素電極191の仮想の横中心線に対して反転対称構造を有する。
ここで、第1副画素電極191aそれぞれはコンタクトホール185を介してドレイン電極175に接続しており、これから直接データ電圧の印加を受けるのに対し、第2副画素電極191bは第1画素電極191aに接続している容量性結合電極176と重畳する。よって、第2画素電極191bは第1画素電極191aに電磁気的に結合(容量性)されている。
図5及び図16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とこれに接続している一対の第2主辺195、196を有する。第1主辺193、194はゲート線121にほぼ平行であり、第2主辺195、196はデータ線171にほぼ平行な内側及び外側の包絡線を有し、第1主辺193、194と第2主辺195、196の内側または外側の包絡線は概ね長方形をなす。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°をなす。
各々ののこぎり状部分910、920は互いに対向する第1斜辺911、921及び第2斜辺912、922、並びにこれらを連結し外側の包絡線952、962上に位置する上辺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ながら交わり、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と第2斜辺912、922の延長線は約45゜より小さい鋭角をなしながら互いに交わる。また、第2斜辺912、922は間隙92と実質的に平行で間隙92の延長線上にあり、第1斜辺911、921は間隙92と約45°より小さい角度、または135°より大きい角度をなす。
また、画素電極191は、隣接するゲート線121またはデータ線171と重なって開口率を向上させることができる。
以下、図16、図18、図19及び図20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は画素電極191と対向し、ほぼ長方形状の複数の開口部225を有する。遮光部材220のデータ線171と対応する部分221の幅はデータ線171の幅とほぼ同一であり(ただし、表示板100、200の整列誤差を考慮できる)、遮光部材220はデータ線171の外側に突出した噛み合うのこぎり状部分910、920の間の空間を遮る拡張部222を有する。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望ましい。
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望ましく、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は省略可能である。
共通電極270は複数組の切開部71、72a、72b群を有する。
1つの切開部71−72b群は1つの画素電極191と対向し、中央切開部71、下部切開部72a及び上部切開部72bを含む。切開部71−72bそれぞれは画素電極191の隣接切開部91−92bの間、または切開部92a、92bと画素電極191の面取りされた斜辺の間に配置されている。また、各切開部71−72bは画素電極191の下部切開部92aまたは上部切開部92bにほぼ平行に延びており、少なくとも1つの斜線部を有する。切開部71−72bは画素電極191の横中心線に対してほぼ反転対称をなす。
また、切開部71−72bの数は設計要素によって異なり、遮光部材220が切開部71−72bと重畳して切開部71−72b付近の光漏れを遮断することができる。
遮光部材220は切開部71、72a、72bと重畳して切開部71、72a、72b付近の光漏れを遮断することができる。本実施形態で、容量性結合電極176の斜線部176a、176bが切開部71、72a、72bと重畳して切開部71、72a、72b付近の光漏れを遮断する。
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、表示板の表面にほぼ垂直な電場が生成される。液晶分子310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。一方、共通電極270及び画素電極191の切開部71、72a、72b、91、92a、92bと画素電極191aの斜辺は、電場を歪ませて液晶分子の傾斜方向を決定する水平成分を形成する。電場の水平成分は切開部71、72a、72b、91、92a、92bの辺と画素電極191aの斜辺に垂直である。また、切開部71、72a、72b、91、92a、92bの対向する2つの辺の主電場の水平成分は互いに逆方向である。
切開部71、72a、72b、91、92a、92bの幅は約9μm〜約12μmであることが望ましい。
一方、液晶分子31の傾斜方向と偏光子12、22の透過軸が45°をなすとき最高輝度が得られ、本実施形態では全ドメインの液晶分子31の傾斜方向がゲート線121と45°をなし、ゲート線121は表示板100、200の周縁と垂直または水平である。よって、本実施形態で、偏光子12、22の透過軸を表示板100、200の周縁に対して垂直または平行になるように付着すると最高輝度が得られると共に偏光子12、22を安価で製造することができる。
図21は、本発明の他の実施形態による液晶表示装置の配置図であり、図22は、図21の液晶表示装置のXXII-XXII線に沿った断面図であり、図24は、図21に示した液晶表示装置の1つの画素に対する概略的な等価回路図である。
図21〜図24に示すように、本発明の一実施形態による液晶表示装置は、薄膜トランジスタ表示板100、共通電極表示板200、及びこれら2つの表示板100、200の間に挟持された液晶層3を備える。
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を有する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、主に図21の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面積を有する端部129を有する。維持電極線131は所定の電圧の印加を受け、ゲート線121にほぼ平行に延びた下部及び上部幹線(stem)131a1、131a2を含む。各維持電極線131は隣接した2つのゲート線121の間に位置し、下部幹線131a1は、2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。
ゲート導電体121、131、136上には窒化ケイ素(SiNx)または酸化ケイ素(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有する。また、維持電極線131の境界を覆う別途の島状半導体が形成されてもよい。
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、その傾斜角は30°〜80°程度である。
データ線171はデータ信号を伝達し、主に図21の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面積が広い端部179を含む。ドレイン電極175はデータ線171と分離され、ゲート電極124を中心にソース電極173と対向する棒状端部を含む。棒状端部はU字状に曲がったソース電極173に一部囲まれている。
中央拡張部176は容量電極136と重畳し、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作製される。
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上に位置した半導体154の延長部は、表面の段差形状をゆるやかに形成することによって、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と実質的に同一の平面形状である。しかし、半導体154にはソース電極173とドレイン電極175の間のようにデータ導電体171、175で覆われず露出した部分がある。
各画素電極191は、互いに対向する一対の第1主辺193、194と該第1主辺193、194に接続しており、複数ののこぎり状部分90とこののこぎり状部分90の間を接続する底辺90cを含む第2主辺を有する。ここでのこぎり状部分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、及び第1斜辺90aと第2斜辺90dの間を接続する上辺90bを有する。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°の角度をなす。第1斜辺90aはデータ線171と一部が重畳し、隣接する2つの画素電極191の第1斜辺90aは互いに対向し、平行となっている。
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に接続し、結合電極176と重畳する。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。
中央切開部91は維持電極線131に沿って延びており、左側辺に入口を有する。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を有する。
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に接続している。
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に対応する線状部分221、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状部分223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とほぼ同一形状である複数の開口部(図示せず)を有することが望ましい。
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望ましく、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は省略しても良い。
共通電極270には複数の切開部71、72a、72b、73a、73b、74a、74b、75が形成されている。
1つの切開部群71〜75は1つの画素電極191と対向し、中央切開部71、第1〜第3下部斜線切開部72a、73a、74a、第1〜第3上部斜線切開部72b、73b、74b及び接続部75を含む。切開部71〜74b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の間に配置されている。また、各切開部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に平行に延びた少なくとも1つの斜線部を含む。
中央切開部71のうちの斜線部の一端と隣り合う画素電極の第2下部切開部73aの一端、中央切開部71の他の斜線部の一端と隣り合う画素電極の第2上部切開部73bの一端、第1下部斜線切開部72aの一端と隣り合う画素電極の第3下部斜線切開部74aの一端、及び第1上部斜線切開部72bの一端と隣り合う画素電極の第3上部斜線切開部74bの一端はそれぞれ接続部75に接続している。接続部75は、画素電極191の第1斜辺90aに平行であり、データ線171と対応する部分に位置する。接続部75の幅は画素電極191と画素電極191との間の間隔より約8μm程度広く、遮光部材220の拡張部222は接続部75と対応し他の部分より幅が広いことが望ましい。
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っても良い。表示板100、200の外側面には偏光子(図示せず)を有しており、2つの偏光子の偏光軸は直交し、このうちの1つの偏光軸はゲート線121に対して平行であることが望ましい。反射型液晶表示装置の場合、2つの偏光子のうちの1つは省略してもよい。
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)を備えることが望ましい。
図21〜図25に示した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、71−75を有する画素電極191及び共通電極270などの透明部材が隣接した2つのゲート線121から等距離にある容量電極136を中心に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24を参照して説明する。
第1液晶キャパシタ(CLCa)は一端子として下部副画素電極191a1及び上部副画素電極191a2を含み、他の一端子として共通電極270の当該部分を含み、2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(CLCb)は一端子として中央副画素電極191bを含み、他の一端子として共通電極270の当該部分を含み、2つの端子の間の液晶層3部分を誘電体として含む。
維持電極線131に共通電圧(Vcom)が印加され、キャパシタ(CLCa、CST、CLCb、Ccp)とその静電容量を同じ図面符号で示す場合、第1液晶キャパシタ(CLCa)に充電された電圧(Va)と、第2液晶キャパシタ(CLCb)に充電された電圧(Vb)は次のような関係を有する。
Ccp/(Ccp+CLCb)の値が1より小さいため、第2液晶キャパシタ(CLCb)に充電された電圧(Vb)は、第1液晶キャパシタ(CLCa)に充電された電圧(Va)より常に小さい。この関係は、維持電極線131の電圧が共通電圧(Vcom)でない場合にも同様に成立する。
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との面積比率は1:0.85〜1:1.15の範囲であることが望ましく、各副画素の副画素電極の数は変更しても良い。
図25〜図27に示すように、本発明の一実施形態によ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2つの表示板100、200の間に挟持された液晶層3を備える。
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、左側に配置された端部129bを含む。
ゲート導電体121a、121b、131上には、窒化ケイ素(SiNx)または酸化ケイ素(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の境界線と一部重畳する。
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。
第1及び第2ドレイン電極175a、175bは互いに分離され、データ線171とも分離されている。
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の間の第1、第2半導体154a、154bに形成される。
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上に位置した半導体156、157a、157bは、表面の段差形状をゆるやかに形成することによりデータ線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の間のようにデータ導電体171、175a、175bで覆われず露出した部分がある。
各画素電極191は4つの角が面取りされた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°の角度をなす。
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率、液晶層3の種類や特性など設計要素によって異なる。
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に接続しており、第1及び第2ドレイン電極175a、175bからデータ電圧の印加を受ける。一対の副画素電極191a、191bには1つの入力映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応じて設定できる。また、副画素電極191a、191bの面積は互いに異なるようにしても良い。例えば、第2副画素電極191bは第1副画素電極191aに比べ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。
第1及び第2副画素電極191a、191b及びこれに電気的に接続しているドレイン電極173a、173bの拡張部177a、177bは、維持電極137及び延長部139を始めとする維持電極線131と重畳して、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。
以下、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に対応する線状部分、一部分が拡張された拡張部と薄膜トランジスタに対応する面状部分を含み、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とほぼ同一形状である複数の開口部(図示せず)を有することが望ましい。
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望ましく、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は省略しても良い。
共通電極270には複数の切開部71、72、73a、73b、74a、74b、75が形成されている。
1つの切開部群71〜75は、1つの画素電極191と対向し、中央切開部71、第1〜第3下部斜線切開部72、73a、74a、第1〜第3上部斜線切開部72、73b、74b及び接続部75を含む。切開部71〜74bそれぞれは画素電極191の隣接切開部91、92、93、94a、94bの間または切開部91、92、93、94a、94bと画素電極191の面取りされた斜辺の間に配置されている。また、各切開部71〜74bは、画素電極191の下部切開部93、94aまたは上部切開部93、94bに平行に延びて少なくとも1つの斜線部を含む。
中央切開部71のうちの斜線部の一端と隣り合う画素電極の第2下部切開部73aの一端、中央切開部71の他の斜線部の一端と隣り合う画素電極の第2上部切開部73bの一端、第1下部斜線切開部72の一端と隣り合う画素電極の第3下部斜線切開部74aの一端、及び第1上部斜線切開部72の一端と隣り合う画素電極の第3上部斜線切開部74bの一端はそれぞれ接続部75に接続している。接続部75は、画素電極191の第1斜辺90aに平行であり、データ線171と対応する部分に位置する。接続部75の幅は画素電極191と画素電極191との間の間隔より約8μm程度広く、遮光部材220の拡張部222は接続部75と対応し他の部分に比べて幅が広いことが望ましい。
切開部71−75の数及び方向は設計要素によって異なり、遮光部材220が切開部71〜75と重畳して切開部71−75付近の光漏れを遮断することができる。
表示板100、200の外側面には偏光子(図示せず)が備えられており、2つの偏光子の偏光軸は直交し、このうちの1つの偏光軸はゲート線121a、121bに対して平行であることが望ましい。反射型液晶表示装置の場合、2つの偏光子のうちの1つは省略しても良い。
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2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。このため、入射光は直交偏光子を通過できず遮断される。
図26に示すように、1つの切開部群71−74b、91−94bは、画素電極191をそれぞれ2つの傾いた主辺(major edge)を有する複数の副領域(sub-area)に分割し、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に決定され、傾く方向は概ね4つの方向となる。このように液晶分子が傾く方向を多様にすることで液晶表示装置の基準視野角を広くできる。
また、高い電圧の印加を受ける第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み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の面積比率がほぼ2:1である場合、側面ガンマ曲線が正面ガンマ曲線にさらに近づいて側面視認性が一段と良くなる。
図28は、本発明の他の実施形態による液晶表示装置の配置図であり、図29は、図28の液晶表示装置を各々XXIX-XXIX線に沿って切断した断面図であり、図30は、図28の液晶表示装置を各々XXX-XXX線に沿って切断した断面図である。
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上に位置する。
データ線171a、171bはデータ信号を伝達し、主に図28の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、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の間の半導体154a、154bに形成される。
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。
各画素電極191は4つの角が面取りされた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°の角度をなす。
これにより、画素電極191を横方向に二等分する維持電極線131を中心にした上半部と下半部は、切開部91−94bによってそれぞれ4つの領域に分割される。
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に接続しており、第1及び第2ドレイン電極175a、175bからデータ電圧の印加を受ける。一対の副画素電極191a、191bには1つの入力映像信号に対して予め設定されてい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応じて設定できる。また、副画素電極191a、191bの面積は互いに異なるようにしても良い。例えば、第2副画素電極191bは第1副画素電極191aより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。
第1及び第2副画素電極191a、191b及びこれに電気的に接続しているドレイン電極173a、173b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を始めとする維持電極線131と重畳し、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。
以下、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に対応する線状部分、一部分が拡張された拡張部と薄膜トランジスタに対応する面状部分を有し、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とほぼ同一形状である複数の開口部(図示せず)を有することが望ましい。
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望ましく、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は省略しても良い。
共通電極270には複数の切開部71、72、73a、73b、74a、74b、75が形成されている。
1つの切開部群71〜75は、1つの画素電極191と対向し、中央切開部71、第1〜第3下部斜線切開部72、73a、74a、第1〜第3上部斜線切開部72、73b、74b及び接続部75を含む。切開部71〜74bそれぞれは画素電極191の隣接切開部91、92、93、94a、94bの間または切開部91、92、93、94a、94bと画素電極191の面取りされた斜辺の間に配置されている。また、各切開部71〜74bは、画素電極191の下部切開部92、93、94aまたは上部切開部92、93、94bに平行に延びた少なくとも1つの斜線部を含む。
中央切開部71のうちの斜線部の一端と隣り合う画素電極の第2下部切開部73aの一端、中央切開部71の他の斜線部の一端と隣り合う画素電極の第2上部切開部73bの一端、第1下部斜線切開部72の一端と隣り合う画素電極の第3下部斜線切開部74aの一端、及び第1上部斜線切開部72の一端と隣り合う画素電極の第3上部斜線切開部74bの一端はそれぞれ接続部75に接続している。接続部75は、画素電極191の第1斜辺90aに平行であり、データ線171と対応する部分に位置する。接続部75の幅は、画素電極191と画素電極191の間の間隔より約8μm程度広く、遮光部材220の拡張部222は接続部75と対応し他の部分より幅が広いことが望ましい。
切開部71−75の数及び方向は設計要素によって異なり、遮光部材220が切開部71〜75と重畳して切開部71−75付近の光漏れを遮断することができる。
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、これは例示的なものに過ぎず、該当技術分野における通常の知識を有する者であれば、本発明に基づいて様々な変形及び均等な他の実施例が可能であることが理解できるであろう。よって、本発明の真の技術的保護範囲は、特許請求の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。
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(接触孔)
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 (7)
- 基板と、
前記基板上に形成され、互いに対向する一対の第1主辺と、前記第1主辺に接続し、互いに対向しのこぎり状の突出部を有する一対の第2主辺と、前記第1主辺と斜角をなす複数の画素電極切開部と、を有する画素電極とを備え、
前記のこぎり状の突出部は、
前記複数の画素電極切開部のうちの第1画素電極切開部と135°より大きい角度、または45°より小さい角度をなしている第1辺と、
前記第1画素電極切開部に平行な第2辺と、を有し、
隣接する画素のそれぞれの画素電極ののこぎり状の突出部は、互いにかみ合うように配置され、隣接する画素電極ののこぎり状の突出部の第1辺どうしが隣接していることを特徴とする表示板。 - 基板と、
前記基板上に形成された複数のゲート線と、
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している複数の薄膜トランジスタと、
前記薄膜トランジスタに接続している複数の画素電極と、
を備え、
前記画素電極それぞれは、
前記ゲート線に平行で、互いに対向する一対の第1主辺と、
前記第1主辺に接続し、互いに対向しのこぎり状の突出部を有する一対の第2主辺と、
前記第1主辺と斜角をなす複数の画素電極切開部と、を含み、
前記のこぎり状の突出部は、
前記複数の画素電極切開部のうちの第1画素電極切開部と135°より大きい角度、または45°より小さい角度をなしている第1辺と、
前記第1画素電極切開部に平行な第2辺と、を有し、
隣接する画素のそれぞれの画素電極ののこぎり状の突出部は、互いにかみ合うように配置され、隣接する画素電極ののこぎり状の突出部の第1辺どうしが隣接していることを特徴とする表示板。 - 前記突出部の包絡線と前記第1主辺は長方形をなすことを特徴とする請求項1に記載の表示板。
- 前記長方形の角のうちの少なくとも1つは面取りされて斜辺をなすことを特徴とする請求項3に記載の表示板。
- 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4に記載の表示板。
- 前記突出部は前記データ線と重畳することを特徴とする請求項2に記載の表示板。
- 請求項1〜6のいずれかに記載の表示板と、
前記画素電極と対向し、前記第1主辺と斜角をなして画素電極切開部と平行な共通電極切開部を有する共通電極と、
を含むことを特徴とする液晶表示装置。
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