JP5337433B2 - 液晶表示装置 - Google Patents

Description

本発明は液晶表示装置に関するものであって、側面視認性が改善された液晶表示装置に関するものである。

液晶表示装置（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）は現在最も広く使用されているフラットパネル表示装置（Ｆｌａｔ Ｐａｎｅｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）のうちの一つであって、電極が形成されている２枚の基板とその間に挿入されている液晶層から成り、電極に電圧を印加して液晶層の液晶分子を再配列させることによって透過する光の量を調節する表示装置である。

垂直配向モード液晶表示装置で広視野角を具現するための手段としては電界生成電極に切開部を形成する方法がある。このように切開部は一つの画素を分割し、多数のドメインが形成されるようにし、電解の方向を調節して液晶分子が傾く方向を決定することができるようにする。このように液晶分子の傾く方向を調節し様々な方向に分散させることによって基準視野角を広げる役割をする。

しかし、このように画素を多数のドメインに分割する場合にも得ることができる広視野角には限界がある。
大韓民国出願公開２００７−００６７２５９号公報

これに伴い、開口率減少を最小化しつつ、各副画素のガンマ曲線に変化を与えることができる構造が必要となった。
これに、本発明が解決しようとする課題は側面視認性が改善された液晶表示装置を提供するものである。
本発明の課題は以上で言及した課題に制限されず、言及されていないまた他の課題は次の記載から当業者に明確に理解できるであろう。

前記課題を達成するための本発明１による液晶表示装置は、第１絶縁基板と、前記第１絶縁基板上に交差形成されたゲート線およびデータ線と、前記ゲート線および前記データ線に連結された第１副画素電極と、前記第１副画素電極と容量結合で連結される第２副画素電極と、前記第１絶縁基板に対向して配置される第２絶縁基板と、前記第２絶縁基板上に形成された共通電極と、前記共通電極に形成されたホール（ｈｏｌｅ）形状の切開パターンを含む。

発明２は、発明１において、前記切開パターンは、前記共通電極に、前記第１副画素電極と重畳される第１切開パターン及び前記第２副画素電極と重畳される第２切開パターンを形成することでなる。
発明３は、発明２において、前記第２切開パターンの幅は、前記第１切開パターンの幅より大きく形成されている。

発明４は、発明２において、前記第２副画素電極は、前記第２切開パターンと重畳される突起部をさらに含む。
発明５は、発明４において、前記突起部は、下部に前記ゲート線と同一金属、前記データ線と同一金属および有機膜のうち少なくとも一つが積層され、上部にＩＴＯまたはＩＺＯが積層されることで形成されている。

発明６は、発明４において、前記突起部の幅は、前記切開パターンの幅より小さく形成されている。
発明７は、発明４において、前記突起部の高さは、０．１５〜０．４μｍである。
発明８は、発明１において、前記切開パターンの断面は、四角形または円形である。
発明９は、発明１において、前記データ線と連結されているソース電極、および一端が前記ソース電極と対向し、他端が前記第１副画素電極に連結されているドレーン電極をさらに含み、前記ドレーン電極は前記第２副画素電極と容量結合する。

発明１０は、発明９において、前記第２副画素電極および前記ドレーン電極と重畳するフローティング電極をさらに含む。
発明１１は、発明１０において、前記第２副画素電極および前記フローティング電極の間に前記ドレーン電極が位置する。
発明１２は、発明１１において、前記ドレーン電極と絶縁されて前記第２副画素電極と接続され、前記フローティング電極および前記ドレーン電極と重畳される結合電極をさらに含む。

発明１３は、発明１において、前記第２副画素電極と接続され前記第１副画素電極と容量結合するフローティング電極をさらに含む。
発明１４は、発明１３において、前記フローティング電極は、前記ゲート線と同時に形成されている。
発明１５は、発明１３において、前記第２副画素電極と前記フローティング電極は、コンタクトホールで連結されている。

前記課題を達成するための本発明の他の実施形態による液晶表示装置は、第１絶縁基板と、前記第１絶縁基板上に交差形成されたゲート線およびデータ線と、前記ゲート線および前記データ線に連結された第１副画素電極と、前記第１副画素電極と容量結合で連結される第２副画素電極と、前記第２副画素電極に形成されたホール形状の突起部を含む。
発明１７は、発明１６において、前記第１絶縁基板に対向して配置される第２絶縁基板、前記第２絶縁基板上に形成されている共通電極、および前記共通電極に形成され切開パターンをさらに含み、前記切開パターンは前記突起部と重畳され形成されている。

発明１８は、発明１７において、前記切開パターンは、前記第１副画素電極と重畳される第１切開パターンと前記第２副画素電極と重畳される第２切開パターンを含み、前記第２切開パターンの幅は前記第１切開パターンの幅より大きい。
発明１９は、発明１６において、前記データ線と連結されたソース電極、および一端が前記ソース電極と対向し、他端が前記第１副画素電極に連結されているドレーン電極をさらに含み、前記ドレーン電極は前記第２副画素電極と容量結合する。

発明２０は、発明１６において、前記第２副画素電極と接続され前記第１副画素電極と容量結合するフローティング電極をさらに含む。

前述した液晶表示装置によれば、側面視認性が改善される。

本発明の利点および特徴、そしてそれらを達成する方法は添付される図面と共に詳細に後述されている実施形態を参照すれば明確になるだろう。しかし本発明は以下で開示される実施形態に限定されるものではなく、互いに異なる多様な形態で具現され得るものであり、単に本実施形態は本発明の開示が完全なようにし、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者に発明の範疇を完全に知らせるために提供されるものであり、本発明は請求項の範囲によってのみ定義される。したがって、いくつかの実施形態で、よく知られた工程段階、よく知られた素子構造およびよく知られた技術は本発明が曖昧に解釈されることを避けるために具体的に説明されない。明細書全体にかけて、同一参照符号は同一構成要素を指称する。

素子（ｅｌｅｍｅｎｔｓ）または層が他の素子または層の「上（ｏｎ）」、に「接続された（ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ ｔｏ）」またはに「カップリングされた（ｃｏｕｐｌｅｄ ｔｏ）」と称されるのは他の素子の真上に、他の素子と直接連結またはカップリングされた場合または中間に他の層または他の素子を介在させた場合をすべて含む。反面、素子が「直接、上（ｄｉｒｅｃｔｌｙ ｏｎ）」、「直接接続された（ｄｉｒｅｃｔｌｙ ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ ｔｏ）」または「直接カップリングされた（ｄｉｒｅｃｔｌｙ ｃｏｕｐｌｅｄ ｔｏ）」と称されるのは中間に他の素子または層を介在しないことを表す。「および／または」は言及されたアイテムの各々および一つ以上のすべての組合せを含む。

空間的に相対的な用語である「下（ｂｅｌｏｗ）」、「下（ｂｅｎｅａｔｈ）」、「下部（ｌｏｗｅｒ）」、「上（ａｂｏｖｅ）」、「上部（ｕｐｐｅｒ）」等は図面に図示されているように一つの素子または構成要素と他の素子または構成要素との相関関係を容易に記述するために使用され得る。空間的に相対的な用語は図面に図示されている方向に加えて、使用時または動作時、素子の互いに異なる方向を含む用語と理解されなければならない。

以下、図１ないし図４を参照し、本発明の第１実施形態による液晶表示装置に対して詳細に説明する。ここで、図１は本発明の第１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の液晶表示装置をＩＩ−ＩＩ’線で切断した断面図であり、図３は図１の液晶表示装置をＩＩＩ−ＩＩＩ’線で切断した断面図であり、図４は図１の液晶表示装置の一画素に対する等価回路図である。

図１および図２を参照すれば、本発明の一実施形態による液晶表示装置は薄膜トランジスタアレイなどが形成された第１表示板１００、これと対向し共通電極９１が形成された第２表示板２００およびこれら二つの表示板１００、２００の間に介在した液晶層３００を含む。
まず、第１表示板１００に対して説明すれば、透明なガラスなどで成された第１絶縁基板１０の上に図１中、主に横方向に延在するゲート信号を伝達するゲート線２２が形成されている。ゲート線２２は一つの画素に対して一つずつ割り当てられており、ゲート線２２には突出したゲート電極２６が形成されている。このようなゲート線２２とゲート電極２６をゲート配線２２、２６という。ゲート配線は、１の画素行に対して１ラインずつ設けられている。

絶縁基板１０の上には維持電極線（ｓｔｏｒａｇｅ ｌｉｎｅ）２８が形成されている。維持電極線２８はゲート線２２と実質的に平行に横方向に延在しており、画素内において後述する第１副画素電極８２ａと重畳され形成されている。しかし、これに限定されず、第１副画素電極８２ａと維持容量を形成することができる条件を満足する範囲で維持電極線２８の形状および配置は様々な形態に変形され得る。

ゲート配線２２、２６および維持電極線２８はアルミニウム（Ａｌ）とアルミニウム合金などアルミニウム系列の金属、銀（Ａｇ）と銀合金など銀系列の金属、銅（Ｃｕ）と銅合金など銅系列の金属、モリブデン（Ｍｏ）とモリブデン合金などモリブデン系列の金属、クロム（Ｃｒ）、チタニウム（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）などで成され得る。また、ゲート配線２２、２６は物理的性質が異なる二つの導電膜（未図示）を含む多重膜構造を有し得る。このうち、一導電膜はゲート配線２２、２６の信号遅延や電圧降下を減ずることができるよう低い比抵抗（ｒｅｓｉｓｔｉｖｉｔｙ）の金属、例をあげればアルミニウム系列の金属、銀系列の金属、銅系列の金属などで成される。これとは異なり、他の導電膜は他の物質、特にＩＴＯ（ｉｎｄｉｕｍ ｔｉｎ ｏｘｉｄｅ）およびＩＺＯ（ｉｎｄｉｕｍ ｚｉｎｃ ｏｘｉｄｅ）との接触特性が優秀な物質、例えばモリブデン系列の金属、クロム、チタニウム、タンタルなどで成される。このような組合せの良い例としてはクロム下部膜とアルミニウム上部膜およびアルミニウム下部膜とモリブデン上部膜を挙げることができる。ただし、本発明はこれに限定されず、ゲート配線２２、２６は多様な金属と導電体で作ることができる。

ゲート線２２上には窒化ケイ素（ＳｉＮｘ）、酸化ケイ素（ＳｉＯｘ）などから成されたゲート絶縁膜３０が形成されている。
ゲート絶縁膜３０上には水素化非晶質ケイ素（ｈｙｄｒｏｇｅｎａｔｅｄ ａｍｏｒｐｈｏｕｓ ｓｉｌｉｃｏｎ）または多結晶ケイ素などから成された半導体層４０が形成されている。半導体層４０は島型、線形などのように多様な形状を有することができ、例えば本実施形態のように島型で形成され得る。

各半導体層４０の上部にはシリサイド（ｓｉｌｉｃｉｄｅ）またはｎ型不純物が高濃度でドーピングされているｎ^＋水素化非晶質ケイ素などの物質で作られたオーミックコンタクト層（ｏｈｍｉｃ ｃｏｎｔａｃｔ ｌａｙｅｒ）５５、５６が形成されている。オーミックコンタクト層５５、５６は対（ｐａｉｒ）を成し、半導体層４０上に位置する。
オーミックコンタクト層５５、５６およびゲート絶縁膜３０上にはデータ線６２と、データ線６２に対応するようにドレーン電極６６が形成されている。

データ線６２は、図１中、主に縦方向に延在してゲート線２２と交差し、データ電圧を伝達する。直線状のデータ線６２には、ドレーン電極６６に向かって突出するソース電極６５が形成されている。データ線６２は画素電極８２にデータ信号を伝達する。このようなデータ線６２と、ソース電極６５と、ドレーン電極６６をデータ配線という。
データ配線６２、６５、６６はクロム、モリブデン系列の金属、タンタルおよびチタニウムなど耐火性金属から成るのが好ましく、耐火性金属などの下部膜（未図示）とその上に位置した低抵抗物質の上部膜（未図示）から成された多層膜構造を有し得る。多層膜構造の例としては先に説明したクロム下部膜とアルミニウム上部膜またはアルミニウム下部膜とモリブデン上部膜の二重膜以外にもモリブデン膜−アルミニウム膜−モリブデン膜の三重膜を挙げることができる。

ソース電極６５は半導体層４０と少なくとも一部分が重畳される。一方、ドレーン電極６６はゲート電極２６を中心にソース電極６５と対向し、半導体層４０と少なくとも一部分が重畳される。ここで、先に言及したオーミックコンタクト層５５、５６はその下部の半導体層４０と、その上部のソース電極６５およびドレーン電極６６の間に存在し、接触抵抗を減ずる役割をする。

一方、ドレーン電極６６は一端がソース電極６５と対向し、他端は広く形成され、後述する第２副画素電極８２ｂと重畳するように形成され、第２副画素電極８２ｂと容量性結合をすることができ、他端の一部は第１副画素電極８２ａと電気的に連結される。
データ配線６２、６５、６６と露出した半導体層４０上には保護膜（ｐａｓｓｉｖａｔｉｏｎ ｌａｙｅｒ）７０が形成されている。保護膜７０は窒化ケイ素または酸化ケイ素から成る無機物、平坦化特性が優秀で、感光性（ｐｈｏｔｏｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ）を有する有機物またはプラズマ化学気相蒸着（ｐｌａｓｍａ ｅｎｈａｎｃｅｄ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｖａｐｏｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ、ＰＥＣＶＤ）で形成されるａ−Ｓｉ：Ｃ：Ｏ、ａ−Ｓｉ：Ｏ：Ｆなどの低誘電率絶縁物質などで成される。また、保護膜７０は有機膜の優秀な特性を生かしつつも露出した半導体層４０部分を保護するために下部無機膜と上部有機膜の二重膜構造を有し得る。さらに保護膜７０としては赤色、緑色または青色のカラーフィルタ層が使用され得る。

一方、保護膜７０は第１副画素電極８２ａおよび第２副画素電極８２ｂの間の結合容量を増加させるためにＳｉＯ_２を使用し、１０００Å以下で形成することができる。保護膜７０にはコンタクトホール（ｃｏｎｔａｃｔ ｈｏｌｅ）７６が形成されており、画素電極８２はコンタクトホール７６を通して、ドレーン電極６６と物理的・電気的に連結され、データ電圧および制御電圧の印加を受ける。

保護膜７０上には画素の形状に従い画素電極８２ａ、８２ｂが形成されている。画素電極８２ａ、８２ｂはデータ線６２に沿って並んで配列された第１副画素電極８２ａと第２副画素電極８２ｂを含む。第１副画素電極８２ａおよび第２副画素電極８２ｂは互いに一定間隔で離隔され配置され得る。第１副画素電極８２ａおよび第２副画素電極８２ｂは円形、四角形など多様な形状で形成され得る。

第１副画素電極８２ａはコンタクトホール７６を通して、ドレーン電極６６と電気的に連結され、第２副画素電極８２ｂはドレーン電極６６と直接連結されてはいないがドレーン電極６６と容量結合でカップリングされる。
第１副画素電極８２ａおよび第２副画素電極８２ｂはＩＴＯまたはＩＺＯなどの透明導電体またはアルミニウムなどの反射性導電体で成される。

第１副画素電極８２ａはコンタクトホール７６を通して、ドレーン電極６６と物理的・電気的に連結され、ドレーン電極６６からデータ電圧の印加を受ける。第２副画素電極８２ｂは電気的にフローティング状態にあるが、ドレーン電極６６と重畳し、第１副画素電極８２ａと容量性結合している。すなわち、第１副画素電極８２ａに印加される電圧によって、第２副画素電極８２ｂの電圧が変動する状態に置かれている。この時、第２副画素電極８２ｂの電圧は第１副画素電極８２ａの電圧に比べて、絶対値が常に低くなる。第１副画素電極８２ａと第２副画素電極８２ｂに印加される電圧はこれに限定されず、第２副画素電極８２ｂにドレーン電極６６からデータ電圧が印加され、第１副画素電極８２ａが第２副画素電極８２ｂと容量性結合し得る。

一方、第２副画素電極８２ｂの中心部には上部に突出した突起部８３を含み得る。このような突起部８３は、第２切開パターン９３ｂが形成された共通電極９１と第２副画素電極８２ｂとの間に形成される横方向電界の角度を緩やかに形成するようにし、第２切開パターン９３ｂ周囲の輝度を調節し得る。つまり、第２切開パターン９３ｂによって第２副画素電極８２ｂと共通電極９１との間にフリンジフィールドである横方向電界が形成されるが、第２切開パターン９３ｂの開口幅が小さい場合には形成される横方向電界が強力となりその傾斜も急になる。突起部８３を形成することにより、この横方向電界が緩やかになるように歪曲させ、液晶分子の傾きを調整し輝度を調整する。

ここで、第１副画素電極８２ａは相対的に高輝度領域を担当し、第２副画素電極８２ｂは相対的に低輝度領域を担当する。第２副画素電極８２ｂの突起部８３の幅を調節して形成することで第２副画素電極８２ｂ側の輝度を低くできる。このような突起部８３は後述する共通電極９１の第２切開パターン９３ｂに重畳するように形成され得る。突起部８３の幅は後述する第２切開パターン９３ｂの幅（ｄ２）より狭く形成するのが好ましい。これにより、第２副画素電極８２ｂ側の輝度を第１副画素電極８２ａ側の輝度よりも低く調整することができる。

突起部８３は保護膜７０のような有機膜で下部を形成し、上部は画素電極８２ａ、８２ｂで覆うことによって、二重層構造で形成し得る。このような突起部８３は保護膜７０のパターニング時、スリットマスクまたは反透過マスクなどを利用して部分露光することによって、突起部８３に該当する位置の保護膜７０を他の部分に比べて高く突出させることができる。

また、突起部８３はゲート線２２、データ線６２、半導体層４０および有機膜などを積層する構造で形成し得る。すなわち、ゲート線２２、データ線６２、半導体層４０および保護膜７０を形成する時、第１絶縁基板１０上の第２切開パターン９３ｂと重畳される部分に各ゲート金属、半導体物質、データ金属および有機物などを順に積層することによって、その部分を突出させることができる。次に、その上部に第２副画素電極８２ｂを形成し突起部８３を形成する。このとき、突起部８３は、突起部８３の幅に合わせて形成されたゲート線２２、データ線６２、半導体層４０および有機膜などが積層されることで形成され、突起部８３の周辺よりも高く突出する。このような突起部８３の高さはセルギャップ（ｃｅｌｌ ｇａｐ）等を考慮し、０．１５〜０．４μｍで形成するのが好ましい。

このように、一つの画素内でデータ電圧が他の二つの副画素電極８２ａ、８２ｂを配置すれば二つの副画素電極８２ａ、８２ｂが互い補償し、ガンマ曲線のわい曲を減ずることによって基準視野角を広げらることができる。例えば、図１において、画素の上部に配置された第１画素電極８２ａに印加される電圧と、画素の下部に配置された第２素電極８２ｂに印加される電圧との違いによって、液晶表示装置の正面においては、第１画素電極８２ａ側の方が第２画素電極８２ｂ側よりも輝度が高くなる。しかし、側面においては、第２画素電極８２ｂ側の方が第１画素電極８２ａ側よりも輝度が高くなる。ここで、１画素全体としては、第１画素電極８２ａ側の画素と第２画素電極８２ｂ側の画素とが合成されて画素全体が視認される。よって、第１画素電極８２ａ側の画素と第２画素電極８２ｂ側の画素とが互いに補償し合い、側面ガンマ曲線を正面ガンマ曲線に近くすることで、側面視認性を向上させることができる。第１副画素電極８２ａと第２副画素電極８２ｂの結合関係については図４を参考とし、後で叙述する。

次に、第２表示板に対して説明する。透明なガラスなどで成された第２絶縁基板９０の上に光漏れを防止し、画素領域を定義するブラックマトリックス９４が形成されている。ブラックマトリックス９４はゲート線２２およびデータ線６２に対応する部分と薄膜トランジスタに対応する部分に形成され得る。また、ブラックマトリックス９４は画素電極８２と薄膜トランジスタ付近での光漏れを遮断するために多様な形状を有し得る。ブラックマトリックス９４はクロム、クロム酸化物などの金属（金属酸化物）、または有機ブラックレジストなどで成され得る。

そしてブラックマトリックス９４の間の画素領域には赤色、緑色、青色のカラーフィルタ９２が順次に配列され得る。
このようなカラーフィルタ上にはこれらの段差を平坦化するためのオーバーコート層（ｏｖｅｒｃｏａｔ ｌａｙｅｒ）（未図示）が形成され得る。
オーバーコート層（未図示）の上にはＩＴＯまたはＩＺＯなどの透明な導電物質から成る共通電極９１が形成されている。共通電極９１は第１副画素電極８２ａおよび第２副画素電極８２ｂと対向して配置され、共通電極９１と画素電極８２との間には液晶層が介在される。

共通電極９１の上には液晶分子を配向する配向膜（未図示）が塗布され得る。共通電極９１は第１副画素電極８２ａと重畳される部分に第１切開パターン９３ａおよび第２副画素電極８２ｂと重畳される部分に第２切開パターン９３ｂを含む。第１切開パターン９３ａは第１副画素電極８２ａの中心部と対応する部分に形成され得て、第２切開パターン９３ｂは第２副画素電極８２ｂの中心部と対応する部分に形成され得る。このように切開パターンが画素電極の中心部に対応するように形成されることで、切開パターンにより形成される横方向電界によって中心部の液晶分子の応答速度を速くすることができる。なお、隣接する画素電極間においても横方向電界が形成され、画素電極の周辺の液晶分子も応答速度が速い。よって、画素全体として液晶分子の応答速度を速くすることができる。

このような第１切開パターン９３ａおよび第２切開パターン９３ｂはホール（ｈｏｌｅ）形状に切開され得る。ホール形状とは共通電極９１の一部分が閉曲線で囲まれた形状をいう。このような第１切開パターン９３ａおよび第２切開パターン９３ｂの断面形状は四角形、円形など多様に形成され得る。
切開パターン９３ａ、９３ｂは画素電極８２ａ、８２ｂと共通電極９１の間に電圧が印加される時、電界を変形して液晶分子の動きに方向性を付与するようになる。共通電極９１および画素電極８２ａ、８２ｂに電圧が印加されれば、切開パターン９３ａ、９３ｂには電圧が直接印加されないため、切開パターン９３ａ、９３ｂを中心に横方向電界が形成される。したがって、液晶分子は切開パターン９３ａ、９３ｂに向かって傾くようになって、全体的に切開パターン９３ａ、９３ｂに向かって放射状に傾く形態となる。

一方、第１副画素電極８２ａに比べて、相対的に低い電圧が印加される第２副画素電極８２ｂは低い階調を担当するようになる。これに伴い相対的に低い輝度値を有するように第２切開パターン９３ｂの幅（ｄ２）を第１切開パターン９３ａの幅（ｄ１）より大きく形成することができる。このような第２切開パターン９３ｂは突起部８３の幅より大きく形成するのが好ましい。

図４でＣｌｃ＿１は第１副画素電極８２ａと共通電極９１の間で形成される液晶容量を示し、Ｃｓｔは第１副画素電極８２ａと維持電極線２８の間で形成される維持容量を示す。Ｃｌｃ＿２は第２副画素電極８２ｂと共通電極９１の間で形成される液晶容量を示し、Ｃｃｐは第１副画素電極８２ａと第２副画素電極８２ｂの間のカップリングによって形成される結合容量を示す。

図４を参照すれば、各画素の薄膜トランジスタ（Ｑ）はゲート線（Ｇ）に連結されるゲート電極２６、データ線（Ｄ）に連結されるソース電極６５、そして液晶蓄電器（Ｃｌｃ＿１，Ｃｌｃ＿２）および維持蓄電器（Ｃｓｔ）に連結されるドレーン電極６６を有する三端子素子である。
共通電極９１の電圧に対する第１副画素電極８２ａの電圧をＶａとし、第２副画素電極８２ｂの電圧をＶｂとすれば、電圧分配法則によって、
Ｖｂ＝Ｖａ×［Ｃｃｐ／（Ｃｃｐ＋Ｃｌｃ＿２）］
であり、Ｃｃｐ／（Ｃｃｐ＋Ｃｌｃ＿２）は常に１より小さいのでＶｂはＶａに比べて常に小さい。そしてＣｃｐを調節することによってＶａに対するＶｂの比率を調整することができる。Ｃｃｐの調節は第２副画素電極８２ｂとドレーン電極６６の重畳面積または距離を調整することによって可能である。このように第２副画素電極８２ｂと重畳され容量結合をする電極はドレーン電極６６に限定されるものではなく、その他他の層の金属を利用して多様に結合され得るものであろう。これに対する実施形態は後述する。

次に、第１表示板の製造方法について簡単に説明する。
先に、絶縁基板１０の金属膜をスパッタリング（ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ）などによって順次に積層し、フォトエッチングして、ゲート配線２２、２６、維持電極線２８を形成する。
次に、ゲート絶縁膜３０を積層し、真性非晶質シリコン層（ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ａｍｏｒｐｈｏｕｓ ｓｉｌｉｃｏｎ）及び不純物非晶質シリコン層（ｅｘｔｒｉｎｓｉｃ ａｍｏｒｐｈｏｕｓ ｓｉｌｉｃｏｎ）を連続して積層した後、上記二つの層をパターニングして複数の複数の島型不純物半導体及び島型半導体を形成する。

次に、金属膜をスパッタリングなどによって積層した後にフォトエッチングして、ソース電極６５を含むデータ線６２及びドレーン電極６６を形成する。
次いで、データ線６２及びドレーン電極６６によって覆われずに露出した島型不純物半導体の部分を除去することによって、オーミックコンタクト層５５、５６を完成する。さらに、その下の半導体層４０の部分を露出する。露出した半導体層４０の部分の表面を安定化させるために、酸素プラズマを次いで実施することが好ましい。

その後、化学気相蒸着などによって無機絶縁物を積層するか、または感光性有機絶縁物を塗布して保護膜７０を形成する。その後、保護膜７０をエッチングしてコンタクトホール７６を形成する。この保護膜７０のパターニング時、スリットマスクまたは反透過マスクなどを利用して部分露光することによって、突起部８３に該当する位置の保護膜７０を他の部分に比べて高く突出させる。

次に、ＩＴＯまたはＩＺＯ膜をスパッタリングによって積層し、フォトエッチングして、複数の第１副画素電極８２ａおよび第２副画素電極８２ｂを形成する。突起部８３に該当する位置の保護膜７０が第２副画素電極８２ｂにより覆われることで突起部８３が形成される。
その他、配向膜等を形成して第１表示板を完成する。

次に、第２表示板の製造方法について簡単に説明する。
第２絶縁基板９０上ににクロムなどを蒸着した後にパターニングし、ラックマトリックス９４を形成する。
その後、スピンコーティング（ｓｐｉｎ ｃｏａｔｉｎｇ）方法などによって顔料を含む感光性樹脂を塗布する。そして感光性樹脂を露光及び現像した後にハードベーク（ｈａｒｄ ｂａｋｅ）して、複数のカラーフィルタ９２を形成する。

次に、有機物質などを塗布してオーバーコート層を形成する。そしてスパッタリング方法によってＩＴＯまたはＩＺＯなどを蒸着し、共通電極９１を形成する。
その後、感光膜を塗布した後にマスクを整列した後、露光及び現像して切開パターン９３ａ、９３ｂを形成する。
その他、配向膜等を形成して第２表示板を完成する。

最終的に第１表示板と第２表示板とを対向させ、その間に液晶層３００を形成することで液晶表示装置を完成する。
以下、図５および図６を参照して本発明の第２実施形態による液晶表示装置に対して詳細に説明する。図５は本発明の第２実施形態による液晶表示装置の配置図であり、図６は図５の液晶表示装置をＶＩ−ＶＩ’線で切断した断面図である。

説明の便宜上図１ないし図４で説明した実施形態の図面に示した各部材と同一機能を有する部材は同一符号で示し、したがってその説明は省略する。本実施形態の液晶表示装置は、図５および図６に示したように、以前実施形態の液晶表示装置と次を除いては基本的に同一な構造を有する。
本発明の第２実施形態による液晶表示装置は第１副画素電極８２ａと第２副画素電極８２ｂはフローティング電極２９を通して容量結合する。

第２副画素電極８２ｂはコンタクトホール７７を通してフローティング電極２９と連結する。フローティング電極２９は、第１副画素電極８２ａと連結されたドレーン電極６６と容量結合をする。このようなフローティング電極２９は第１絶縁基板１０上にゲート線２２と共に形成することができる。すなわち、ゲート線２２形成時同一な物質で互いに絶縁されるように形成された後、その上にゲート絶縁膜３０を形成することができる。

フローティング電極２９は第１副画素電極８２ａと連結されたドレーン電極６６と重畳され、ゲート絶縁膜３０を誘電体とするキャパシタを形成することができる。このようにフローティング電極２９とドレーン電極６６によるキャパシタによって、第２副画素電極８２ｂに電圧が充電される。
一方、第２副画素電極８２ｂはドレーン電極６６とも一部重畳されキャパシタを形成することができる。ドレーン電極６６が第２副画素電極８２ｂとフローティング電極２９に共に重畳されつつ実質的な重畳領域を増加させることができ充電容量を増加させることができる。

また、ドレーン電極６６は維持電極線２８とも一部重畳されストレージキャパシタを形成することができる。このようなドレーン電極６６、フローティング電極２９および維持電極線２８の形状や位置は画素の配置によって多様に変形することが可能であろう。
以下、図７および図８を参照して本発明の第３実施形態による液晶表示装置に対して詳細に説明する。図７は本発明の第３実施形態による液晶表示装置の配置図であり、図８は図７の液晶表示装置をＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ’線で切断した断面図である。

説明の便宜上図１ないし図４で説明した実施形態の図面に示した各部材と同一機能を有する部材は同一符号で示し、したがってその説明は省略する。本実施形態の液晶表示装置は、図７および図８に示したとおり、以前実施形態の液晶表示装置と次を除いては基本的に同一な構造を有する。
本発明の第３実施形態による液晶表示装置は第２副画素電極８２ｂおよびドレーン電極６６の重畳領域の下にフローティング電極２９を含む。

第１副画素電極８２ａおよび第２副画素電極８２ｂはドレーン電極６６を通して容量結合をする。すなわち、第１副画素電極８２ａはコンタクトホール７６を通してドレーン電極６６と接続され、ドレーン電極６６は第２副画素電極８２ｂと重畳されキャパシタを形成する。
このようなドレーン電極６６および第２副画素電極８２ｂと重畳される領域と少なくとも一部が重畳されるフローティング電極２９を含む。ここで、フローティング電極２９は第１副画素電極８２ａおよび第２副画素電極８２ｂと完全に絶縁される。このようなフローティング電極２９は第１絶縁基板１０上にゲート線２２と共に形成することができる。すなわち、ゲート線２２形成時、同一な物質で互いに絶縁されるように形成された後、その上にゲート絶縁膜３０を形成することができる。

フローティング電極２９とドレーン電極６６は互いに重畳されキャパシタを形成する。このようなフローティング電極２９およびドレーン電極６６の間のキャパシタは第２副画素電極８２ｂおよびドレーン電極６６の間の電圧を低くする電圧降下効果をもたらすようになる。すなわち、フローティング電極２９とドレーン電極６６の間の重畳領域を調節すれば第２副画素電極８２ｂと第１副画素電極８２ａとの間のキャパシタ容量を調節できる効果が発生する。

また、ドレーン電極６６は維持電極線２８とも一部重畳されストレージキャパシタを形成することができる。このようなドレーン電極６６、フローティング電極２９および維持電極線２８の形状や位置は画素の配置により多様に変形することが可能であろう。
以下、図９および図１０を参照して本発明の第４実施形態による液晶表示装置に対して詳細に説明する。図９は本発明の第４実施形態による液晶表示装置の配置図であり、図１０は図９の液晶表示装置をＸ−Ｘ’線で切断した断面図である。

説明の便宜上図１ないし図４で説明した実施形態の図面に示した各部材と同一機能を有する部材は同一符号で示し、したがってその説明は省略する。本実施形態の液晶表示装置は、図９および図１０に示したように、以前実施形態の液晶表示装置と次を除いては基本的に同一な構造を有する。
本発明の第４実施形態による液晶表示装置は第２副画素電極８２ｂに連結され、第１副画素電極８２ａとキャパシタを形成する結合電極８１、および結合電極８１とキャパシタを形成するフローティング電極２９を含む。

第１副画素電極８２ａはドレーン電極６６とコンタクトホール７６に連結されており、第２副画素電極８２ｂはコンタクトホール７７を通して結合電極８１と連結する。ドレーン電極６６と結合電極８１は容量結合して第１副画素電極８２ａおよび第２副画素電極８２ｂの間にキャパシタを形成する。
結合電極８１およびドレーン電極６６の重畳領域の下部にはフローティング電極２９が位置する。このようなフローティング電極２９は結合電極８１およびドレーン電極６６の間の電圧を低くする役割をする。このようなフローティング電極２９は第１絶縁基板１０上にゲート線２２と共に形成することができる。すなわち、ゲート線２２形成時同一な物質で互いに絶縁されるように形成された後、その上にゲート絶縁膜３０を形成することができる。

結合電極８１はドレーン電極６６と絶縁されて形成され、第２副画素電極８２ｂとはコンタクトホール７７によって連結される。このような結合電極８１は第２副画素電極８２ｂと同一材質であるＩＴＯまたはＩＺＯのような透明材質で形成され得る。このような結合電極８１はドレーン電極６６が形成されて、有機膜７１を塗布した後に有機膜７１上に形成され得る。その次に結合電極８１の上部に保護膜７０を塗布した後、コンタクトホール７７を形成した後、第２副画素電極８２ｂを形成することによって、結合電極８１と第２副画素電極８２ｂを連結するようになる。

以上添付された図面を参照して本発明の実施形態を説明したが、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者は本発明がその技術的思想や必須の特徴を変更せずに他の具体的な形態で実施され得るとことを理解できるものであろう。したがって以上で記述した実施形態はすべての面で例示的なものであり、限定的でないものと理解しなければならない。

本発明はフラットパネル表示装置に利用される。

本発明の第１実施形態による液晶表示装置の配置図である。 図１の液晶表示装置をＩＩ−ＩＩ’線で切断した断面図である。 図１の液晶表示装置をＩＩＩ−ＩＩＩ’線で切断した断面図である。 図１の液晶表示装置のある画素に対する等価回路図である。 本発明の第２実施形態による液晶表示装置の配置図である。 図５の液晶表示装置をＶＩ−ＶＩ’線で切断した断面図である。 本発明の第３実施形態による液晶表示装置の配置図である。 図７の液晶表示装置をＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ’線で切断した断面図である。 本発明の第４実施形態による液晶表示装置の配置図である。 図９の液晶表示装置をＸ−Ｘ’線で切断した断面図である。

符号の説明

１ 液晶表示装置
１０ 第１絶縁基板
２２ ゲート線２６
２６ ゲート電極
３０ ゲート絶縁膜
４０ 半導体層
６５ ソース電極
６６ ドレーン電極
８２ａ 第１副画素電極
８２ｂ 第２副画素電極
９３ａ 第１切開パターン
９３ｂ 第２切開パターン

Claims (14)

1. 第１絶縁基板と、
   前記第１絶縁基板上に互いに交差するように形成されているゲート線およびデータ線と、
   前記データ線に連結されている第１副画素電極と、
   前記第１副画素電極と容量結合するように形成されているされる第２副画素電極と、
   前記第１絶縁基板に対向して配置される第２絶縁基板と、
   前記第２絶縁基板上に形成されている共通電極と、
   前記データ線と連結されているソース電極、および一端が前記ソース電極と対向し、他端が前記第１副画素電極に連結されているドレーン電極と、
   前記第２副画素電極および前記ドレーン電極と重畳するフローティング電極と、
   を含み、
   前記共通電極には、ホール（ｈｏｌｅ）形状の切開パターンが形成されており、
   前記ドレーン電極は前記第２副画素電極と容量結合している、液晶表示装置。
2. 前記切開パターンは、前記第１副画素電極と重畳するように前記共通電極に形成された第１切開パターンと、前記第２副画素電極と重畳する前記共通電極に形成された第２切開パターンと、を含む、請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 前記第２切開パターンの幅は、前記第１切開パターンの幅より大きく形成されている、請求項２に記載の液晶表示装置。
4. 前記第２副画素電極は、前記第２切開パターンと重畳される突起部をさらに含む、請求項２に記載の液晶表示装置。
5. 前記突起部は、下部に前記ゲート線と同一金属、前記データ線と同一金属および有機膜のうち少なくとも一つが積層され、上部にＩＴＯまたはＩＺＯが積層されることで形成されている、請求項４に記載の液晶表示装置。
6. 前記突起部の幅は、前記切開パターンの幅より小さく形成されている、請求項４に記載の液晶表示装置。
7. 前記突起部の高さは、０．１５〜０．４μｍである、請求項４に記載の液晶表示装置。
8. 前記切開パターンの断面は、四角形または円形である、請求項１に記載の液晶表示装置。
9. 前記第２副画素電極および前記フローティング電極の間に前記ドレーン電極が位置する、請求項１に記載の液晶表示装置。
10. 前記ドレーン電極と絶縁されて前記第２副画素電極と接続され、前記フローティング電極および前記ドレーン電極と重畳される結合電極をさらに含む、請求項９に記載の液晶表示装置。
11. 前記フローティング電極は、前記ゲート線と同一層に形成されている、請求項１に記載の液晶表示装置。
12. 第１絶縁基板と、
    前記第１絶縁基板上に交差するように形成されているゲート線およびデータ線と、
    前記データ線に連結されている第１副画素電極と、
    前記第１副画素電極と容量結合するように形成されている第２副画素電極と、
    前記第２副画素電極に形成されたホール形状の突起部と、
    前記データ線と連結されているソース電極、および一端が前記ソース電極と対向し、他端が前記第１副画素電極に連結されているドレーン電極と、
    前記第２副画素電極および前記ドレーン電極と重畳するフローティング電極と、
    前記ドレーン電極は前記第２副画素電極と容量結合している、液晶表示装置。
13. 前記第１絶縁基板に対向して配置される第２絶縁基板、前記第２絶縁基板上に形成されている共通電極、および前記共通電極に形成され切開パターンをさらに含み、前記切開パターンは前記突起部と重畳され形成されている、請求項１２に記載の液晶表示装置。
14. 前記切開パターンは、前記第１副画素電極と重畳される第１切開パターンと前記第２副画素電極と重畳される第２切開パターンを含み、前記第２切開パターンの幅は前記第１切開パターンの幅より大きい、請求項１３に記載の液晶表示装置。

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